JPS6235877Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は自動車用内燃機関の排気還流装置の制
御弁に関するものである。

排気還流装置は車の運転性や燃料経済性の要求
から吸入空気量に比例して排気ガス量を還流する
ものが良いと言われている。吸入空気量に比例し
た排気還流装置の１つには、気化器ベンチユリ負
圧を増幅しベンチユリ負圧に比例した排気還流を
行うものが知られている。

第１図に従つてこれを説明する。

第１図において、１は気化器、２はエンジン、
３は排気還流弁、４は制御弁、５は吸気管、６は
排気管、７は排気還流管、８は固定オリフイスで
ある。排気還流弁３には制御弁４を介してEGR
負圧が管路９から作用する。また、制御弁４には
管路１０からの気化器ベンチユリ負圧と固定オリ
フイス８と排気還流弁３の間の制御圧力室１１の
圧力が作用するようになつている。ここで、排気
還流弁３はEGR負圧の大きさとばね１２の荷重
との釣合によつて、バルブ１３を上下させ排気ガ
ス還流通路断面積を増減させる。制御弁４は気化
器ベンチユリ負圧と制御圧力室１１の圧力の作用
により、大気開放のシート部１４を開閉して排気
還流弁３に作用するEGR負圧の圧力値を制御す
る。

第１図の装置では制御圧力室１１の圧力はエン
ジンの回転数、負荷に応じある一定の値に制御さ
れる。

それは、仮に制御圧力室１１の圧力が上昇した
とすると、制御弁４はシート部１４を閉じるよう
にダイヤフラムアツセンブリ１５が上方に移動す
る。シート部１４は大気室１８内にあるのでこれ
が閉じられると、EGR負圧が大気圧で低下させ
にれることなく排気還流弁３の負圧室１６に直接
作用する。この時、ダイヤフラム１７がばね１２
の力に抗して上方に動き、バルブ１３が通路断面
積を増加させるように動くため、排気ガスが還流
され制御圧力室１１の圧力が再び低下する。この
サイクルがエンジンの排気脈動に応じて繰り返え
され、その結果制御圧力はある一定の値に制御さ
れる。

さて、この装置に用いられる制御弁４は以下に
説明する様な構造となつている。

第２図において、制御弁４には大気室１８、負
圧室１９、大気室２０、排圧室２１がこの順序に
配置され、大気室２８と負圧室１９の間にはダイ
ヤフラム２２が、負圧室１９と大気室２０の間に
はダイヤフラム２３が、大気室２０と排気室２１
の間にはダイヤフラム２４が設けられている。ダ
イヤフラム２２，２３，２４は、中心部で一体に
固定されている。パイプ２５はEGR負圧用の管
路９に、パイプ２６は排気還流弁３の負圧室１６
にゴムホース等で連通している。パイプ２７には
気化器ベンチユリと連通した管路１０が連通し、
この負圧はダイヤフラム２２と２３の両方に作用
するが、ダイヤフラム２３の有効面積がダイヤフ
ラム２２の有効面積より大きいため２枚のダイヤ
フラムの合成力は上方に作用する。パイプ２８に
は制御圧力室１１の圧力が作用する。この制御圧
力は第１図で示した通り固定オリフイス８があ
り、またエンジンの吸気管負圧が排気還流弁３の
通路３０に作用することから負圧に制御される。
従つて、ダイヤフラム２４は下方に力を発生す
る。

３枚のダイヤフラム２２，２３，２４は中心部
で一体に固定されているので、２枚のダイヤフラ
ム２２，２３で発生する上方向の力と、下のダイ
ヤフラム２４に作用する下方向の力が釣合うよう
に働く。

ここで、ダイヤフラム２２，２３の合成有効面
積をダイヤフラム２４の有効面積の何倍かに大き
くしておけば、排圧室２１の負圧は負圧室１９の
負圧の何倍かに増幅される。また、前述のごとく
制御圧力室１１の圧力はある一定の値に制御され
るが、この圧力は排圧室２１の圧力と同一である
から、制御圧力室の圧力はベンチユリ負圧の何倍
かに増幅された一定の値に制御される。

一方ベンチユリ負圧はエンジンの吸入空気量に
比例して増加するので、制御圧力室１１の圧力も
ベンチユリ負圧に比例して増加する。

排気還流量は第１図の固定オリフイス８の前後
に発生する差圧によつて決まるが、制御圧力は上
述のごとくエンジン吸入空気量に比例して増加す
るので、排気還流量は吸入空気量に比例したもの
となる。

さて、第２図に示した制御弁は吸入空気量に比
例した排気還流量を得るために必要欠くべからざ
るものである。しかし、この制御弁はダイヤフラ
ムを３枚使用しているため構造が複雑であり、価
格上の難点もある。

そして、ダイヤフラムの枚数を３枚から１枚減
らして２枚にする排気ガス還流量制御弁を本出願
人は特願昭51−138777号（特開昭53−64121号）
として提案している。

この排気ガス還流量制御弁においては排気還流
弁に大気を導入する大気開放口を有した通路は大
気圧室を形成するボデイの横から突入的に大気圧
室に延びている。つまり大気開放口を開閉するシ
ートの移動方向に対して直角に大気開放口を有し
た通路が延びているものである。

このため、この排気ガス還流量制御弁を長期に
渡つて使用していると、シートが大気開放口に衝
突した時曲げの衝撃力により、大気開放口を形成
する通路が損傷する。

（通路がプラスチツクの場合は折れる、金属パ
イプの場合は曲がる）という危険性がある。

また、各室を構成する部材が金属板を使用して
いるため重量が増大する、シールがむつかしいと
いつた問題がある。

本考案の目的は、ダイヤフラムの枚数を低減す
ると同時に大気開放口を有する通路が損傷するこ
とがなく更に軽量の排気ガス還流量制御弁を提供
するにある。

本考案の特徴は実用新案登録請求の範囲に記載
するごとく構成することによつて、その外周が気
密を保つて挾持された２枚のダイヤフラムの間に
大気圧室を、その両側にそれぞれ負圧室と排圧室
とを形成し、大気圧室と排圧室とを仕切るダイヤ
フラムの大気圧室側に弁シートを取付け、大気圧
室へ連通する大気導入通路の開口をダイヤフラム
の変位に応じてこのシートで開閉制御する排気ガ
ス還流量制御弁において、この大気導入通路を負
圧室を横切つてシートの移動軸線延長上に形成す
ると共に、この大気圧導通路を負圧室側のダイヤ
フラムの内周部を挾持するカバーに貫通したとこ
ろにある。

これによつて本考案になる排気ガス還流量制御
弁はその大気導入通路を形成する部分がシートの
衝突による衝撃で変形するという従来の問題を解
消できたものである。

また、本考案によれば大気導入通路を形成する
部材がダイヤフラムの内周縁を気密を持つて挾持
する部材の一部を兼ねることができ、部品点数を
低減できる効果がある。

更に、大気導入通路は負圧室と大気圧室とのス
ペースの中に形成できるのでこの種制御弁を小型
にできる効果もある。

本考案の実施例を第３図に従つて説明する。第
３図において、３１は負圧室４０をホルダー３２
と共に形成するダイヤフラムである。このダイヤ
フラム３１は外周部がホルダー３２とボデイ３３
で保持され、内周部はホルダー３２とカバー３４
によつて保持されている。また中央部はプレート
３５と３６によつてダイヤフラム３１をはさんで
保持している。

３７は大気室でありダイヤフラムプレート３６
には孔４９が設けられているので大気室４３も当
然大気圧になつている。３８は排圧室であり制御
圧力がケース３９に形成したパイプを経て作用す
る。大気室３７と排圧室３８の間はボデイ３３と
ケース３９ではさまれて保持されているダイヤフ
ラム４１によつて仕切られている。ダイヤフラム
４１中心部にはシート４２が設けられており、エ
ンジンの排気脈動が排圧室３８に作用した時に、
パイプ４６の入口５６を大気室４３内で開閉して
EGR負圧を制御する。４４はダイヤフラムアツ
センブリの作動時における防音ストツパである。
パイプ４５にはベンチユリ負圧が導入され、ホル
ダー３２に設けた貫通孔５３を介して負圧室４０
にベンチユリ負圧が作用する。４７，４８は制御
弁４の制御圧力を調整するばねであるが、ばね４
８はダイヤフラムアツセンブリの重量を支えるも
のであり、ダイヤフラム重量が無視できる場合に
は、これを除去することができる。５２はばね４
７のばね座であり、このばね座には複数個の突出
部５４があり、この突出部５４はカバー３４を貫
通してアジヤストプレート５０に接している。ナ
ツト５１はアジヤストプレート５０とばね座５２
により、ばね４７のセツト荷重を調整するもので
ある。また、アジヤストプレート５０は第４図に
示すごとく、ばね４７の荷重セツト後に、ナツト
５１の回り止めを行うためにナツト５１の側面に
沿つて曲げられた回り止め部５９を有している。
またカバー３４の外面にはアジヤストプレート５
０の回り止め用突起５５が設けてある。５７はフ
イルタ、５８は大気開放孔である。

以上の構成によれば、第３図に示した制御弁４
は第２図に示した制御弁４と同等の機能を有す
る。

すなわち、ベンチユリ負圧が負圧室４０に作用
し、排圧室３８に第１図に示した制御圧力室１１
の圧力が作用する時、ダイヤフラム３１には上方
向の力が発生し、ダイヤフラム４１には下方向の
力が発生する。この時、ダイヤフラム３１とダイ
ヤフラム４１とはプレート３６によつて機械的に
連結されているので、両ダイヤフラムに作用する
ベンチユリー負圧と制御圧力室１１の圧力とが相
互に比較されることになる。この為、ダイヤフラ
ム３１の有効面積をダイヤフラム４１の有効面積
の何倍かにしておけば、制御圧力がベンチユリ負
圧の有効面積比倍の値になる時に上下方向の力が
釣合うため、制御圧力はベンチユリ負圧のダイヤ
フラム有効面積比倍に増幅することができる。ま
た、第３図のシート部４２は第２図の制御弁と同
様にパイプ４６の入口５６をオンオフして、排気
還流弁３に作用する負圧を大気中で加減できるに
うになつている。

従つて本考案によれば、ダイヤフラムの数量を
３枚から２枚に減少させても、従来の制御弁と同
じように気化器ベンチユリ負圧の増幅機能とパイ
プ４６の入口５６をオンオフ制御する機能を持た
せることができる。

さらに、第３図に示した制御弁において、ホル
ダー３２、ボデイ３３、カバー３４、ケース３
９、ばね座５２等の部材をプラスチツク材料を用
いて成型し、超音波溶着などの技術によつて組み
立てることも可能である。プラスチツク材料を用
いれば、第２図から第３図へ構造変更したことに
よる軽量化に加えて、更に軽量化を計ることもで
き、尚一層の格価低減を計ることも可能である。

大きさについては、本考案の方が第２図のもの
よりも必ず小さくすることができる。それは、第
２図に示す従来品は負圧室１９を構成するのに、
ダイヤフラム２２，２３の両方を用いている。２
枚のダイヤフラムの合成力は前述のごとく上方向
に発生するが、ダイヤフラム２２は負圧室１９に
負圧が働く時に下方向の力を発生するため、上方
向の力を発生させるダイヤフラム２３はその分だ
け大きくならざるを得ない。しかし、第３図の本
発明品は、ダイヤフラム３１が上方向の力を発生
するのに全く有効に作用するため、従来の実施例
よりは形状を小形化できる利点を有している。

また、制御弁の作動圧力の調整についても本考
案の方が調整しやすい利点を有している。それ
は、ばね座５２の位置をナツト５１を上下させる
ことにより、自由に調整できるからである。

以上、本考案によればダイヤフラムの数量を削
除し、小形軽量化ができ、その結果価格的にも安
価なものを提供することができる。

尚、上記説明は気化器を用いたシステムで行つ
たが、気化器ベンチユリ負圧に相当する負圧を用
いた他のシステムにも本考案により制御弁は適用
される。

また、第２図では、パイプ２５，２６と２か所
設けられているが、本考案の場合にはパイプ４６
の先にＴ型のコネクタを設けることにより従来と
同等のシステムにすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は排気還流装置の説明用の構成図、第２
図は従来の実施例である制御弁の断面図、第３図
は本考案の制御弁の断面図、第４図は本考案の制
御弁の上視図である。 ３１……ダイヤフラム、３２……ホルダー、３
３……ボデイ、３４……カバー、３５……プレー
ト、３７……大気圧室、３８……排圧室、３９…
…ケース、４３……大気室。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (a) 合成樹脂製のボデイと合成樹脂製のホルダと
   の間にその外周が挟持されると共にその内周が
   前記ホルダとこのホルダの中央を挿通する様に
   取付けられたカバーとの間に挟持された第１の
   ダイヤフラム、 (b) 前記ホルダと第１のダイヤフラムで形成され
   気化器のベンチユリ負圧あるいはこれに相当す
   る負圧が導かれる負圧室、 (c) 前記ボデイと合成樹脂製のケースとの間に挟
   持された第２のダイヤフラム、 (d) 前記第１のダイヤフラムの前記第２のダイヤ
   フラムとの間に形成された大気圧室、 (e) 前記大気圧室に配置され前記第１のダイヤフ
   ラムと前記第２のダイヤフラムを固定的に連結
   するプレート、 (f) 前記ホルダおよび前記第１ダイヤフラムの中
   央を挿通して取付けられた前記カバーに形成さ
   れると共に前記大気圧室に一端が開口し他端が
   排気還流弁の負圧室に負圧信号を送る管路に接
   続された大気導入通路、 (g) 前記大気圧室内に配置され前記第２のダイヤ
   フラムを前記大気導入通路の前記大気圧室への
   開口部から遠ざける方向に付勢する圧縮ばね、 (h) 前記第２のダイヤフラムに固定され前記大気
   導入通路の前記大気圧室への開口部を開閉する
   シート部材、 (i) 前記第２のダイヤフラムと前記ケースとで形
   成され前記排気還流通路に設けた前記排気還流
   弁の弁体およびその上流に設けたオリフイスの
   間の圧力が導かれる排圧室、 (j) 前記排圧室の内壁と前記第２のダイヤフラム
   との間に前記大気圧室内の圧縮ばねと対抗する
   様に設けられた圧縮ばね、 とを備えた排気ガス還流量制御弁。