JPS58217879A - 圧力制御弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は流体制御、たどえばエンジン排気中に注入する
空気量４制御するＩアインジエクション制御、１ン、１
：びその他の流畦制御などに用いる圧力制御弁装置に関
し、特に、これに限定する意図ではないが、エンジンの
エアインジェクションバルブや＋＞　ｃ　Ｒ，（ｌル気
再ｌｌｌ１１ｆｆｉ　）制御弁に開閉制御圧力を与λ−
る圧力制卸ブｒ装置に関する。

たとえば従来の」−アインジエクション制御において１
：１、負圧制御６１１弁装首でインテークマニホールド
より出力さ４しる（１圧を一定圧に制御し、っまり一定
圧の負圧を得ｒ、τＪｔをオンオフ・ソレノイド弁に！
ｊえて、４°ンオ゛ノソ１ツノイド弁でオンオフデユー
ティ制御で所望１／ベルの負圧を形成し、これを流量制
御弁の制御ポートに印加してエアーポンプあるいはエア
ークリーナよりエギゾーストマニホールドに与える空気
流量を制御している。すなわち、２次空気の供給量は専
らオンオフソレノイド弁のオンオフデユーティで制御さ
れる。このオンオフソレノイド弁は、通電で開（又は閉
）、非通電で閉（開）となる、２値的な動作をするもの
であるので、通電（オン）と非通電（オフ）の時間比（
デユーティ）をかえることにより、出力圧を定める。

したがって、オン、オフ制御とそのデユーティ制御は不
可避であり、オンオフソレノイド弁の外部に、通電オン
オフおよびそのデユーティを制御する手段を必要不可欠
とする。

このオンオフデユーティ制御は最近はマイクロコンピュ
ータで、エンジンの作動状態に関与する多くの変数を所
定の演算式で処理して行なっているが、コンピュータの
仕事を多くすることになり、しかも定常的にコンピュー
タにオンオフ制御動作をさせる必要がある。

本発明の目的は、ソ１ツノイドを備えてこのソレノイド
の通電電流値で出力圧が定まる圧力制御弁装首振提供す
ることであり、東に詳しくは、弁装置のＡ・部にオンオ
フ制卸する手段を必要不可欠とせず、通電電流値にノ、
／１、ｌＺツユ出力圧を生ずる圧力制御弁装置を提供す
ることである。

この、１−うに通電電流１１ｉ’（で出力圧が定まると
、通常の電流値制御で出カバ、に制御しうるので、電気
回路やコンビコータのイ１事が簡１１１になる。

以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の−・実施例を示す断面図である。

第１図において、１けエアークリーナを示し、３はスロ
ットルバルブを、４はインテークマニホールドを、５は
インテークマニホールドと連通ずるポー１−を、６けエ
ギゾース；ヘマニホールドを、７はエギゾース１−マニ
ホールドと連通するポートを、２０が本発明の・実施１
列である圧力制御弁装置を、５０は流量制御弁を、また
７０はエアーポンプを示す。

この第１図に、１゛；いて、１〜７のエンジンの各要３
− 素、流量制御弁５０およびエアーポンプ７０は、エアー
インジェクション制御で従来より知られているものであ
り、それらの組合せも知られている。

なお図中矢印は、空気の流れる方向を示す。

まず本発明の一実施例である圧力制御弁装置２０を説明
すると、これは負圧が供給される圧力源ボート２１およ
び制御した圧力を生ずる出力ポート２２を有する第１ボ
ディ２３．および、大気圧ポート２４を有する磁性体第
２ボデイ２５で外壁が構成されている。

負圧源ボート２１には、パイプ２８の一端が圧入で固着
されている。第１および第２ボデイ２３゜２５の間にダ
イアフラム２９の外縁部が圧着されており、このダイア
フラム２９で第１ボデイ２３の内空間Ｂと第２ボデイ２
５の内空間Ａが区分されている。

ダイアフラム２９の中央部には、弁部材３０が固着され
ている。弁部材３０は、この実施例では、弁座３１．弁
カバー３２．可動弁体３３．圧縮コイルスプリング３４
．フィルタ２６およびフィル４− タ押え２７で構成されており、弁座３１への弁カバー３
２の圧入でこＪしらとダイアフラム２９とが・体に固着
さ４１．ている。

弁座３１ど弁カバー：（２で囲まわる内空間Ｃにおいて
圧縮コイルスプリング３４の反撥力で可動弁体３３が１
一方に即しにぼられている。

弁カバｍ；３２の中央部には、パイプ２８の下端部が進
入しうる穴が開けら４しており、その穴にパイプ２８の
ド端部が進入している。この穴の内径はパイプ２８の外
径、１：りもやや大きく、したがって、可動弁体３３は
、圧縮コイルスプリング３８の反撥力に抗してダイアフ
ラム２９および弁部材３０が上方に移動するとパイプ２
８に当接し、弁部材３０が更に上方に動いたとき弁部材
３０の内空間Ｃは第１ボデイの内空間Ｂと連通ずる。こ
のとき弁部材３０の内空間Ｃは、圧力源ボー１−２１と
は可動弁体３３で遮断される。

なお、図示状態では圧力源ボート２１は、弁部材３０と
パイプ２８間を介して、第１ボデイの内空間Ｂと連通し
ている。弁座３１には、内空間Ｃと第２ボデイ２５の内
空間Ａとを連通とする小孔３１ａが開けられており、弁
座３１の内空間Ｃは、フィルタ２６．押え２７および第
２ボデイ２５の内空間Ａを通して大気ボート２４に連通
しており、弁座３１と弁カバー３２で囲まれる内空間Ｃ
には大気圧が加わっている。

第１ボデイ２５の下底中央部に磁性体コア３９の下端が
固着されており、コア３９を差し通した形でコイルボビ
ン４０がコア３９に装着され、このボビン４０に絶縁層
を介してコイル４１が巻回されている。ボビン４０は可
動であるため、コイル１７のリードは、スプリングコイ
ル状に周回させた後にボディ２５の外部に引き出してい
る。

ボビン４０は圧縮コイルスプリング４２の下端を支えて
おり、コイルスプリング４２の上端は弁座３１に当接す
る。このコイルスプリング４２で弁部材３０には、出力
ポート２２に連通ずる第１ボデイ２３の内空間Ｂを縮め
る力が加わっている。

コイル４１を取り囲む第２ボデイ２５の内壁には、図示
の如く半径方向に分極磁化された円筒状フェライト４３
が固着されている。第２ボデイ２５の下半分と共に、コ
イルボビン４０．コイル４１゜フエライ１〜４３おにび
磁性体コア３９が１組のソ１ノット装置を構成して１戸
ｌ、フェライト４３の磁界により、フエライ１〜４：３
の内表面（Ｎ）−磁性体コア３９−第２ボデイ２５の下
底−第２ボデイ２５の側壁−フエラ・ｒｌ・４３の外表
面（Ｓ）の方向に磁束が流Ｊしている。そこでこの磁束
の向き（コア３９の、１一端から一ド端に向う方向）と
同方向に磁束を生ずるように＝１イル４１に通電（以下
こオシ（ｉ４市極性通電という）すると、コイル４１に
よって励Ａ：ｉ！される磁束どフェライト４３の磁束と
が反撥し、コイル４１およびボビン４０に、コイルスプ
リング４２を圧縮する向きの力が加わり、その力の大き
さは１通電電流値に対応する。このボビン４０の力（、
ｌ、スプリング４２を介して弁部材３０に、第１ボデ、
イ２３の内空間Ｂを縮める方向に加わる。

次に、この圧力制御弁装置ｆｆ２０の動作を説明する。

今、コイル４１が非通電であると、コイルス　　　　。

７− プリング４２の下端の位置は図示位置であって変化しな
い。インテークマニホールド４の負圧が、圧力源ボーｌ
−２１、パイプ２８、および、弁カバー３２の穴とパイ
プ２８の外側面の間のギャップ、を通して第１ボデイ２
３の内空間Ｂと連通しているので、また、ダイアフラム
２９に接する、第２ボデイ２５の内空間Ａが大気圧で一
定であるので、ダイアフラム２９および弁部材３０が、
スプリング３８の反撥力に抗して上方に引き上げられ、
第１ボデイ２３の内空間Ｂが縮む。弁部材３０の上方で
パイプ２８の下端が弁部材３０の内方に進入することに
なり、その下端面に可動弁体３３の上面が当たり、可動
弁体３３が弁部材３０の内空間Ｃにおいてスプリング３
４の反撥力に抗して下降し、これにより弁部材３０の内
空間Ｃが第１ボデイ２３の内空間Ｂと連通ずる。これに
より、第１ボデイ２３の内空間Ｂに、小孔３１ａおよび
弁部材３０の内空間Ｃを通して空気が流れ込み、第１ボ
デイ２３の内空間Ｂの圧力が上昇（負圧では低下）し、
スプリング３８の力で弁部材３０が下方８− に駆動され、こ４１．に、１、リパイブ２８の下端が弁
部月：３０の内空間Ｃより退避し、図に示す如く可動弁
体３３が閉じる。すると第１ボデイ２３の内空間Ｂの圧
力が（ＩＬＩ’　（負圧では上昇）し、また弁部材３０
が１ζ方に駆動される。このようにして、弁部材３０が
下ｉ１１．　Ｊｒ　Ｊ：び」−昇を繰り返し、第１ボデ
イ２３の内空間１１の圧力、つまりは出力ポート２２の
圧力が、スプリング３８および４２のばね力の差で定ま
る・定員ル、となる。

次に、コイル４１に正極性の通電をすると、通電電流値
に応じてボビン４０が−Ｌ昇し、コイルスプリング４２
を圧縮し、これに応じてコイルスプリング４２が弁部）
、４３０を」１方（第１ボデイ２３の内空間■３を縮め
る方向）に押す。つまり、弁部材３０を、第１ボデイ２
３の内空間Ｂが弁部材３０の内空間０（大気圧）と連通
しやすい方向、すなわち第１ボディ２：Ｓの内空間Ｂの
負圧力を減少させる方向、に即ず。したがって正極性の
通電電流値が大であ］しばある程、第１ボデイ２３の内
空間Ｂの負圧、ずなわら出力ポート２２の負圧が低下す
る。それ故、コイル４１の通電電流値を前述のコンピュ
ータの出力で制御することにより、所望レベルの負圧が
出力ポート２２に現われ、流量制御弁５０の制御ボート
５１に印加される。

第１図において流量制御弁５０は従来公知のものであり
、制御ボート５１を有する第１ボデイ５２、大気ボート
５３．出力ポート５４．および、エアー人カボート５５
を有する第２ボデイ５６、第１ボデイ５２の内部と第２
ボデイ５６の内部を区分するダイアフラム、ダイアフラ
ム５７詮第２ボデイ５６の方向へ押す圧縮コイルスプリ
ング５８、一端がダイアフラム５７に固着され、他端が
エアー人カボート５５に対向する弁体５９、および、第
２ボデイ５６の内空間を大気ボート５３と出力ポート５
４の間で区切る隔壁６０で構成されている。

この流量制御弁５０においては、制御ボート５１の負圧
が高くなるとダイアフラム５７がスプリング５８の反撥
力に抗して第１ボデイ５２の内方に引かれエアー人カボ
ート５５より出力ポート５４に流れる空気祉が多くなり
、制御ボー１−５１の負圧が旺くなると、ダ・「アフラ
ム５７がスプリング５）３の力で第２ボＦ　４５（ｉの
内方に移動し、エアー人カポート５５より出カポ−１〜
５４に流れる空気鼠が少なくなる。コーアー人カボート
５５にはエアーポンプ７０　Ｊ、り空気が送られ、出力
ポート５４から出た空；ｔｔ　ｌ；Ｉポート７でエギゾ
ーストマニボールド６に注入さ４しる。

なお、Ｌ記実施例においては、コイル４１の移動方向を
図面でＬｊ：、１．：向きに設定し、圧縮コイルスプリ
ング４２を圧縮するようにしているが、コイルスプリン
グ４２を引張スプリングに変えて、その端部をそ４しぞ
Ｊｔ　ｙｒ部１４３ｏとコイルボビン４゜に係合又は固
着してｌ’Ｊ　Ｊ：い。この場合、コイル４１の非通電
時にコイルボビン４ｏが上方に引張ら１１．て；１−９
す、コーｒル４１の通電電流値（逆極性通電）を大きく
するど、コーイル４１が下方に移動し、弁部Ｉ４３０が
強く上方に引が扛るので、出力ポート２２の負ハ、が１
・）１【ハ第１図に示す実施例とは逆の動作どなる。

１１− ともあれ、第１図に示した圧力制御弁装置２０の構成の
基本は、圧力源ボー１〜２１．出力ポート２２、大気圧
ボート２４．大気圧ボート２４と連通する空間Ａと出力
ポート２２に連通する空間Ｂを区分するダイアフラム２
９．ダイアフラム２９の中央部に固着された弁部材３０
．出力ポート２２に連通する空間Ｂと大気圧ボート２４
と連通する空間Ａの一方を拡げる方向に弁部材３０を押
すための少なくとも１個のばね手段（たとえば３８）、
および該ばね手段（３８）が弁部材３０に及ぼす力とは
逆の方向の力を弁部材に与えるソレノイド装置（３９〜
４３）を備えて、弁部材３０の、出力ポート２２と連通
する空間Ｂを縮める方向の移動により圧力源ボート２１
と該空間Ｂとの連通を遮断して該空間Ｂを大気圧ポート
２４と連通とし、弁部月３０の、出力ポート２２と連通
する空間Ｂを拡げる方向の移動により圧力源ボート２１
と該空間Ｂとを連通として該空間Ｂと大気圧ポート２４
の間を遮断する構成にあり、 弁部材３０の、１つの実用上最適な構造は、第１１２− 図に示す如く、ダイアフラム２９に固着された弁座３０
．弁カバー３２．可動弁体３３およびばね手段３４を組
合せて、弁座３１と弁カバー３２で囲まれる内空間Ｃに
Ｉｉ（動弁体Ｘ（３およびばね手段３４を配し、該内空
間にを大気圧ボート２４と連通どしたものである。

面して、ばね手段で弁部、１才３０を第１図で上方に駆
動する態様では、ソレノイド装置でそのコイルの通電電
流に応じて弁部（ｔ３０に下方に下げる力を与える力関
係にばね手段：＃１よびソレノイド装置を組合仕れば、
１．＜、Ｊ：だ、ばね手段で弁部材３０を第１図で１方
に駆動する態様では、ソレノイド装置面で（の：１イル
σＪｆｉ電電流に応じて弁部材３０を」１方に駆動する
力をｌｊする力関係にばね手段およびソレノ、（ド！１
４ＩＷ　＆組合せればよいことは自明である。乙の他に
、」−配実施例の圧力制御弁装置２０で目別体の要素ど
しているものを一体のものとするどか、あるいはその逆
に、一体のものを別体のものにするなど、当業者におい
て各種の変形をなしうろことも自明である。したがって
、第１図の構成およびその説明、たとえば弁部材の構造
、スプリングの数および配置、ソレノイドの形式および
配置等は一実施例を示したものと理解さるべきである。

以上の通り、本発明の圧力制御弁装置は、通電電流値に
応じた圧力を生ずるので、通電電流値を調整又は変更す
るという比較的に簡単な、従来の電流値制御法で圧力を
制御することができ、通電電流値制御のために慣用のデ
ユーティ制御又は位相角制御をすることがあっても、圧
力制御弁装置の外部にオンオフデユーティ制御手段（つ
まり弁のオンオフ制御をする手段）を設ける必要はない
。

本発明の圧力制御弁装置により、圧力制御動作が簡単に
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の断面図である。 １：エアークリーナ　　　３：スロットルバルブ４：イ
ンテークマ二ホールド　５．７：ポート６：エギゾース
トマニホールド ２０：圧力制御弁装置　　２Ｉ：圧力源ポート２２：出
カポ−１−２／Ｉ　：大気圧ポート２９：ダイアフラム
　　　３０：弁部材３１：弁座　　　　　　　；１２：
弁カバー３３：可動弁体　　　；）８：圧縮コイルスプ
リング４２：圧縮コイルスプリング　；３９：コア４０
：コイルボビン　　　４１：コイル４３：円筒状フエラ
□（＋・　５０：流量制御弁７０：エアーポンプ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧力源ボート、出力ボート、大気圧ボート。 大気圧ボートと連通ずる空間（Ａ）と出力ポートに連通
   ずる空間（Ｂ）を区分するダイアフラム、ダイアフラム
   の中央部に固着された弁部材、出力ポートに連通ずる空
   間（Ｂ）と大気圧ボートと連通ずる空間（Ａ）の一方を
   拡げる方向に弁部材を押すための少なくとも１個のばね
   手段、および該ばね手段が弁部材に及ぼす力とは逆の方
   向の力を弁部材に与えるソレノイド装置を備えて、弁部
   材の、出力ポートと連通ずる空間（Ｂ）を縮める方向の
   移動により圧力源ボートと該空間（Ｂ）との連通を遮断
   して該空間（Ｂ）を大気圧ボートと連通とし、弁部材の
   、出力ポートと連通ずる空間（Ｂ）を拡げる方向の移動
   により圧力源ボートと該空間（Ｂ）とを連通として該空
   間（Ｂ）と大気圧ボーＩ−の間を遮断する構成とした、
   圧力制御弁装置。
2. （２）弁部）ＪＩＪ、ダイアフラム１に固着された弁座
   。 弁カバー、Ｏｒ動弁体ｊン、１：びばね手段の組合せと
   し、弁座ど弁カバーで囲まれる内空間に可動弁体および
   ばね手段転配し、該内空間を大気圧ボートと連通とした
   、前記特許請求の範囲第（１）項記載の圧力制御弁装置
   。