(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダケースと、このシリンダケースの内側に設けられたシリンダ孔と、このシリンダ孔の内側に軸方向に亙って変位自在に嵌装された、円筒状で軸方向に関する一端開口を端板により塞がれた外側ピストンと、上記シリンダケースの軸方向一端部に設けられ、上記シリンダ孔の軸方向一端部で上記外側ピストンの軸方向一端側と対向する部分に圧力流体を給排自在な第一ポートと、上記外側ピストンの内側に、この外側ピストンに対する軸方向に亙る変位を自在として嵌装された内側ピストンと、この内側ピストンの軸方向一端面と上記端板の片面との間に設けられた内側圧力室と、この内側圧力室に圧力流体を給排する為、上記シリンダケースの一部に設けられた第二ポートと、上記外側ピストンの内周面と外周面とを連通させる通孔を含んで構成され、上記内側圧力室と上記第二ポートとを連通させる給排通路と、上記外側ピストンの軸方向他端部に固定された係止ブラケットと、この係止ブラケットを構成する、この外側ピストンの内径よりも小さな内径及びこの外側ピストンの外径よりも大きな外径を有する円輪状の主部と、この主部の外径寄り部分で、この外側ピストンの外周面よりも直径方向外方に突出した部分により構成された係合突部と、上記シリンダ孔の軸方向他端部内周面に、このシリンダ孔の内周面よりも直径方向外方に突出する状態で形成され、その内側に上記係合突部を進入させた、この係合突部の外径よりも大きな内径及びこの係合突部の軸方向寸法よりも大きな軸方向寸法を有する係合凹部とを備え、上記内側ピストンの軸方向他端面に、上記係止ブラケットの主部の内径側を緩く挿通したロッドの端面を突き当て自在としており、上記外側ピストンは、この係合凹部の軸方向寸法と上記係合突部の軸方向寸法との差に相当する分だけ軸方向に亙って変位自在としており、上記内側ピストンは上記外側ピストンの内側で、この内側ピストンの軸方向寸法と、上記端板と上記主部の内径寄り部分でこの外側ピストンの内周面よりも直径方向に突出した部分との間隔との差に相当する分だけ軸方向に亙って変位自在としている、多段位置決めが可能なアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明に係る多段位置決めが可能なアクチュエータは、例えば排気再循環装置に組み込んで、弁の開度を多段階に調整する為に利用する。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンの燃焼室から排出される排気の一部を吸気系に戻し、この燃焼室内に送り込む混合気中の不活性ガス（Ｈ２  Ｏ、Ｎ２  、ＣＯ２  等）の割合を増加させると、上記燃焼室内での窒素酸化物の発生を抑える事ができる。そして、定速走行時等に上記混合気中に混ぜる排気の量を増加させ、加速時、登坂時等には上記混合気中に混ぜる排気の量を減少させる排気再循環装置（ＥＧＲ）が、従来から使用されている。
【０００３】
図４は、この様な排気再循環装置の基本構成を示している。ディーゼルエンジンのシリンダ１の頂部に設けられた吸気口及び排気口はそれぞれ、吸気弁２或は排気弁３により開閉される。又、上記吸気口には吸気流路４の下流端が、排気口には排気流路５の上流端が、それぞれ接続されている。そして、この排気流路５の途中に再循環流路６の上流端を接続し、この再循環流路６の下流端を上記吸気流路４の途中に接続している。この再循環流路６の途中には、本発明の対象となるアクチュエータが組み込まれる流量調整弁７を設けて、上記排気流路５から上記吸気流路４に送られる排気の量を調整自在としている。
【０００４】
この流量調整弁７として従来から、例えば特公平３−３０６６号公報に記載された構造が知られている。この公報に記載された流量調整弁は、図５に示す様に、上記再循環流路６の途中に直列に接続自在な流通孔８を有する。そして、弁体９によって、この流通孔８の開閉及び開度の調節を自在としている。この弁体９にはロッド１０の一端（図５の上端）を結合しており、このロッド１０の他端（図５の下端）に固定した開放ピストン１１を開放シリンダ１２に、気密に嵌装している。又、上記開放シリンダ１２の上端開口を塞いだ蓋片１３と上記開放ピストン１１との間には閉鎖ばね１４を設けて、上記ロッド１０を介して上記弁体９に、上記流通孔８を閉じる方向の弾力を付与している。又、上記開放シリンダ１２の端部で、上記開放ピストン１１に対して上記閉鎖ばね１４と反対側部分は圧力室１５としている。
【０００５】
そして、この圧力室１５内に、図４に示したコンプレッサ等の圧縮空気源１６から、圧力流体である圧縮空気を、供給路１８を通じて送り込み自在としている。この供給路１８の途中には電磁弁１７を設け、この供給路１８を通じての、上記圧力室１５内への圧縮空気の給排を自在としている。
【０００６】
上記電磁弁１７は、マイクロコンピュータ等の制御器１９により制御されるもので、次の（１）  〜（３）  の状態を高速で切り換え自在である。
（１）  上記圧縮空気源１６と圧力室１５とを連通させる状態。
（２）  上記圧力室１５と、電磁弁１７の一部に設けられた図示しない排気ポートとを連通させる状態。
（３）  上記圧力室１５を上記圧縮空気源１６と排気ポートとの何れにも連通させず、圧力室１５内への圧縮空気の給排を停止させる状態。
【０００７】
シリンダ１上部の燃焼室内で発生する窒素酸化物の量を減少させるべく、排気の一部を燃焼室内に送り込む場合には、上記電磁弁１７を上記（１）  の状態に切り換える。この結果、流量調整弁７の圧力室１５内に圧縮空気が送り込まれて、前記弁体９及びロッド１０が、前記閉鎖ばね１４の弾力に抗して変位し、流通孔８を開放する。又、排気を燃焼室内に送り込まない様にする為には、上記電磁弁１７を上記（２）  の状態に切り換える。この状態では上記圧力室１５が、上記供給路１８及び電磁弁１７に設けた排気口を通じて大気中に開放され、上記弁体９及びロッド１０が上記閉鎖ばね１４の弾力により変位して、上記流通孔８を閉じる。更に、上記弁体９による流通孔８の開度を固定する場合には、上記（３）  の状態に切り換える。この状態では、上記圧力室１５に閉じ込められた圧縮空気の圧力と上記閉鎖ばね１４の弾力とが釣り合って、上記弁体９及びロッド１０が変位しなくなる。尚、この様な（３）  の状態を実現可能にする為に、上記ロッド１０の端部で前記開放シリンダ１２から突出した部分には、ポテンショメータ等の変位計２０を設けて、上記弁体９の位置を検出自在としている。
【０００８】
一方、上記制御器１９は、次の（ａ）  〜（ｃ）  に示す信号に応じて、上記電磁弁１７の状態を切り換える。
（ａ）  アクセル開度を表す信号
この信号を得る為に、例えばアクセルペダル２１の動きを燃料噴射ポンプ２２に伝達する為のケーブル２３の途中に変位センサ６６を設け、この変位センサ６６の検出信号を上記制御器１９に入力する。
（ｂ）  エンジンの回転速度を表す信号
この信号を得る為に、回転センサ２４によってエンジンの回転速度を検出し、この回転センサ２４の検出信号を上記制御器１９に入力する。
（ｃ）  冷却水温度を表す信号
この信号を得る為に、エンジンのウォータジャケット部分に温度センサ２５を設け、この温度センサ２５の検出信号を上記制御器１９に入力する。
【０００９】
上記（ａ）  〜（ｃ）  の信号のうち、（ｂ）（ｃ）の信号は、シリンダ１内で窒素酸化物が発生し易い状況か否かを知る為に必要であるが、（ａ）  の信号は、加速、登坂等の為にアクセルペダル２１を強く踏み込んだ場合に、前記再循環流路６を通じて吸気流路４に戻される排気の量を減少（零を含む）させる為に必要である。
【００１０】
排気再循環装置は上述の様に構成され、車両の運行状況に応じて混合気中に混ぜる排気の量を調節する。この調節は、前記弁体９を駆動する為のロッド１０の変位量を変える事で行なう。図４〜５に示した従来構造の場合には、電磁弁１７を高速で切り換える事で圧力室１５内の圧力を調整し、この圧力と閉鎖ばね１４との釣り合いにより定まる上記変位量を、前記変位計２０により検出している。
【００１１】
ところが、この様にして上記ロッド１０の変位量を調節するには、高速で切り換わる電磁弁１７と高速で演算処理を行なう制御器１９とが必要になる。これらは実用化されているとは言え高価である。従って、排気再循環装置の低廉化の為には、作動速度や演算処理速度がそれ程速くない電磁弁や制御器を使用しても、十分な調節を行なえる構造の実現が望まれている。
【００１２】
作動速度や演算処理速度がそれ程速くない電磁弁や制御器を使用してもロッドの変位量を多段階で調節可能にする為に適用可能な構造として従来から、次の▲１▼▲２▼に記載された構造が知られている。
▲１▼  株式会社オーム社が１９８９年２月２５日に発行した「新版油空圧便覧」
この文献の第５４６頁には、ストロークが異なる３個のシリンダを互いに直列に配置し、各シリンダへの圧油の給排状態を切り換える事で、１本の出力ロッドの変位量を、ストローク零を含めて４段階に切り換えられるアクチュエータが記載されている。
▲２▼  特開平３−１２９１０９号公報
この公報には、シリンダと、このシリンダ内に第一所定長さだけの変位自在に嵌装された第一ピストンと、この第一ピストンに対する第二所定長さだけの変位自在にして上記シリンダ内に嵌装された第二ピストンとを備えたアクチュエータが記載されている。又、このアクチュエータは、シリンダの内端面と上記第一ピストンとの端面との間に存在する第一油圧室と、上記第一、第二両ピストン同士の間に存在する第二油圧室とを備える。そして、ばねにより上記第二ピストンを、上記第一ピストンに向け押圧している。このアクチュエータの場合には、第一、第二両油圧室への圧油の給排状態を切り換える事により、上記第二ピストンにその基端部を結合した出力ロッドのストロークを、零を含めて４段階に制御できる。
【００１３】
ところが、これら▲１▼▲２▼に記載されたアクチュエータの場合には、少なくとも２個のピストンを軸方向に亙って互いに直列に配置する為、軸方向に亙る寸法が大きくなってしまう。排気再循環装置の弁体９の開度を調整する為のアクチュエータの場合には、設置空間が限られており、多段階の調節を可能にする為、軸方向寸法が大きくなる事は好ましくない。この様な事情に鑑みて本発明者は先に、軸方向寸法を大きくする事なく、ロッドのストロークを多段階に調節可能なアクチュエータを発明した（実願平５−７４５７２号）。
【００１４】
【先発明の説明】
この先発明に係るアクチュエータは、例えば図６に示す様に構成される。排気流路５から吸気流路４（図４参照）に排気を流す為の流通孔８を設けたブロック２８の下面に固定されたシリンダケース２９の内側には、シリンダ孔３０を設けている。このシリンダ孔３０の内側には円筒状の外側ピストン３１を、軸方向に亙ってＬ３１分だけ変位自在に、且つ気密に嵌装している。この外側ピストン３１の下端部には、円板状の端板３２を気密に内嵌固定している。又、上記シリンダケース２９の底板部３３にはボルト３４を螺着して、上記外側ピストン３１の下端縁が底板部３３の上面に当接する事を防止している。そして、上記シリンダケース２９の下端部には第一ポート３５を設けて、上記外側ピストン３１と上記底板部３３の間部分３６に圧縮空気を給排自在としている。
【００１５】
又、上記外側ピストン３１の内側には内側ピストン３７を、この外側ピストン３１に対し軸方向に亙りＬ３７分だけ変位を自在に、且つ気密に嵌装している。上記内側ピストン３７の下面中央部には突部３８を形成して、この内側ピストン３７の軸方向一端面である下面と、上記端板３２の片面である上面とが密接する事を防止し、これら両面同士の間に内側圧力室３９を設けている。上記シリンダケース２９の下部側面には、この内側圧力室３９に圧力流体を給排する為の第二ポート４０を設けている。そして、この第二ポート４０と上記内側圧力室３９とを、給排通路により連通させている。この給排通路は、上記外側ピストン３１の内周面と外周面とを連通させる通孔４１、４１と、上記外側ピストン３１の外周面に全周に亙って形成された凹部４２とを含んで構成される。流通孔８の端部開口を開閉する為の弁体９をその端部に固設したロッド１０は、上記内側ピストン３７の上面に、閉鎖ばね１４の弾力に基づいて当接させられている。又、上記外側、内側両ピストン３１、３７の上側に存在する空間４３は、フィルタ４４を介して大気に通じている。
【００１６】
上述の様に構成される先発明に係るアクチュエータは、第一、第二両ポート３５、４０への圧縮空気の供給状態を次表に示す様に切り換える事で、上記ロッド１０のストロークを（零を含めて）４段階に調節できる。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
即ち、何れのポート３５、４０にも圧縮空気の供給を停止している状態では、外側、内側両ピストン３１、３７の何れにも上昇方向の力が付与されない。従って、上記ロッド１０が閉鎖ばね１４の弾力により下降し切り、上記弁体９が上記流通孔８を完全に閉じる。次に、第一ポート３５に圧縮空気を供給し、第二ポート４０への圧縮空気の供給を停止した状態では、上記内側ピストン３７下面の突部３８と端板３２の上面とを当接させた状態のまま、上記外側ピストン３１がＬ３１分だけ上昇する。この結果、上記弁体９が上記流通孔８の開口縁部からＬ３１分だけ離れる。次に、第一ポート３５への圧縮空気を停止し、第二ポート４０に圧縮空気を供給した状態では、上記端板３２の下面とボルト３４の上端面とを当接させた状態のまま、上記内側ピストン３７がＬ３７分だけ上昇する。この結果、上記弁体９が上記流通孔８の開口縁部からＬ３７分だけ離れる。更に、第一、第二両ポート３５、４０に圧縮空気を供給した状態では、上記外側ピストン３１がＬ３１分だけ上昇するだけでなく、この外側ピストン３１に対して上記内側ピストン３７がＬ３７分だけ上昇する。この結果、上記弁体９が上記流通孔８の開口縁部からＬ３１＋Ｌ３７分だけ離れる。
【００１９】
この様に構成され作用する先発明に係るアクチュエータの場合には、外側ピストン３１と内側ピストン３７とを直径方向に重ねて配置している為、軸方向に亙る寸法を大きくする事なく、ストロークを多段階に調節できる。尚、上記内側ピストン３７の更に内側に第二内側ピストンを設け、この第二内側ピストンも外側ピストン及び内側ピストンと別に変位自在にすれば、ストロークを８段階に調節する事も可能になる。この為の具体的な構造に就いても、前記実願平５−７４５７２号に記載されている。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
上述の様に構成され作用する先発明に係るアクチュエータの場合、軽量化の為にシリンダケース２９をアルミニウム合金により造ると、外側ピストン３１の変位量Ｌ３１が低温時と高温時とで大きく異なってしまう。即ち、排気循環装置に組み込まれた状態で使用されるアクチュエータの場合には、エンジンの運転継続に伴って相当に高温になる。従って、上記シリンダケース２９及び外側ピストン３１の温度も相当に高くなり、これら両部材２９、３１の熱膨張量が無視できない程に大きくなる。これら両部材２９、３１を同一材料により造った場合には、上記変位量Ｌ３１が実際に大きく変動する事はない。
【００２１】
これに対して、軽量化の為、容積が嵩む上記シリンダケース２９をアルミニウム合金により造り、強度を必要とする上記外側ピストン３１を鉄製のままとした場合に、上記変位量Ｌ３１の変動が大きくなる。具体的には、アルミニウム合金製のシリンダケース２９の熱膨張量が鉄製の外側ピストン３１の熱膨張量に比べて大きくなる為、温度上昇に伴って上記変位量Ｌ３１が大きくなってしまう。この結果、第一ポート３５に圧縮空気を供給し、上記外側ピストン３１を上昇させると、弁体９が流通孔８の開口縁部から必要以上に離れ、所望以上の排気が流通孔８を通じて吸気流路４（図４）に還流してしまう。本発明の多段位置決めが可能なアクチュエータはこの様な事情に鑑み、軽量化の為にシリンダケースをアルミニウム合金により造った場合にも、温度変化に伴うストロークの変化を小さく抑えるべく、発明したものである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明の多段位置決めが可能なアクチュエータは、前述した先発明に係る多段位置決めが可能なアクチュエータと同様に、シリンダケースと、このシリンダケースの内側に設けられたシリンダ孔と、このシリンダ孔の内側に軸方向に亙って変位自在に嵌装された、円筒状で軸方向に関する一端開口を端板により塞がれた外側ピストンと、上記シリンダケースの軸方向一端部に設けられ、上記シリンダ孔の軸方向一端部で上記外側ピストンの軸方向一端側と対向する部分に圧力流体を給排自在な第一ポートと、上記外側ピストンの内側に、この外側ピストンに対する軸方向に亙る変位を自在として嵌装された内側ピストンと、この内側ピストンの軸方向一端面と上記端板の片面との間に設けられた内側圧力室と、この内側圧力室に圧力流体を給排する為、上記シリンダケースの一部に設けられた第二ポートと、上記外側ピストンの内周面と外周面とを連通させる通孔を含んで構成され、上記内側圧力室と上記第二ポートとを連通させる給排通路とを備える。
【００２３】
更に、本発明の多段位置決めが可能なアクチュエータは、上記外側ピストンの軸方向他端部に固定された係止ブラケットと、この係止ブラケットを構成する、この外側ピストンの内径よりも小さな内径及びこの外側ピストンの外径よりも大きな外径を有する円輪状の主部と、この主部の外径寄り部分で、この外側ピストンの外周面よりも直径方向外方に突出した部分により構成された係合突部と、上記シリンダ孔の軸方向他端部内周面に、このシリンダ孔の内周面よりも直径方向外方に突出する状態で形成され、その内側に上記係合突部を進入させた、この係合突部の外径よりも大きな内径及びこの係合突部の軸方向寸法よりも大きな軸方向寸法を有する係合凹部とを備える。そして、上記内側ピストンの軸方向他端面に、上記係止ブラケットの主部の内径側を緩く挿通したロッドの端面を突き当て自在としており、上記外側ピストンは、この係合凹部の軸方向寸法と上記係合突部の軸方向寸法との差に相当する分だけ軸方向に亙って変位自在としている。又、上記内側ピストンは上記外側ピストンの内側で、この内側ピストンの軸方向寸法と、上記端板と上記主部の内径寄り部分でこの外側ピストンの内周面よりも直径方向に突出した部分との間隔との差に相当する分だけ軸方向に亙って変位自在としている。
【００２４】
【作用】
上述の様に構成される本発明の多段位置決めが可能なアクチュエータにより、例えば弁体を駆動する為のロッドのストロークを多段階に調節する際の作用は、前述した先発明の場合と同様である。特に、本発明の多段位置決めが可能なアクチュエータの場合には、外側ピストンの変位量を係合凹部の軸方向寸法と上記係合突部の軸方向寸法との差で規制している為、温度上昇に基づくストロークの変化を小さく抑える事ができる。即ち、上記係合凹部の軸方向寸法の絶対値は、シリンダケースの軸方向寸法に比べて遥かに小さい為、このシリンダケースをアルミニウム合金により造り、しかもこのシリンダケースの温度が上昇した場合でも、上記係合凹部の軸方向寸法の増加量は小さい。従って、温度変化に伴う上記外側ピストンの変位量の変動を小さくできる。
【００２５】
【実施例】
図面に沿って本発明の実施例を説明するが、位置及び方向に関する上下左右の表現は説明の便宜上であって、実際の設置状態が図面及び実施例の説明の状態と９０度異なっていても良いし、上下逆であっても良い。図１〜３は本発明の実施例を示している。アルミニウム、鋳鉄等の金属により造られた弁ケース４５の上部内側には、この弁ケース４５の上端面と上部片側面（図１の左側面）とに開口する流通孔８を設けている。排気再循環装置の構成時には、この流通孔８の上流端である上方開口は排気流路５（図４）に、下流端である側方開口は吸気流路４（図４）に、それぞれ通じさせて、再循環流路６（図４〜５）に直列に接続する。
【００２６】
上記流通孔８の上端開口部には、この流通孔８の開閉及び開度の調節を行なう弁体９を設けている。この弁体９の下面中央部にはロッド１０の上端部を結合している。尚、図示の実施例では、これら弁体９とロッド１０とを一体とした、きのこ弁を使用している。このロッド１０は、上記弁ケース４５内に鉛直方向に亙って形成された貫通孔４６内に、摺動自在に挿通されている。そして、このロッド１０の下端部で上記貫通孔４６から下方に突出した部分にばね座４９を固定している。このばね座４９は、合成樹脂、金属等により全体を円輪状に形成されて、中心部に内径が上方に向かう程小さくなるテーパ孔を有する。又、上記ロッド１０の下端部外周面で上記テーパ孔の内側に位置する部分には凹溝４７を、全周に亙り形成している。そして、合成樹脂又は金属により２分割自在なテーパ円筒状に造られて上記テーパ孔の内側に嵌合したコッタ４８の内周面に形成した突条と、上記凹溝４７とを係合させている。従って上記ばね座４９は、上記ロッド１０に対し下方に変位する事はない。
【００２７】
上述の様にしてロッド１０の下端部に支持されたばね座４９と、上記弁ケース４５の内側に形成した隔壁５０の下面との間には、圧縮コイルばねである閉鎖ばね１４を設けている。この閉鎖ばね１４は、上記ばね座４９を介して上記ロッド１０を下方に向け弾性的に押し、上記弁体９に上記流通孔８を閉じる方向の弾力を付与している。上記貫通孔４６は、上記隔壁５０を上下に貫通する状態で設けている。
【００２８】
又、上記ロッド１０の中間部で上記貫通孔４６の下端開口直下位置に、耐熱性ゴム等により造られたシールリング５１を外嵌して、上記貫通孔４６の内周面と上記ロッド１０の外周面との間の隙間を通じて排気が漏洩するのを防止している。又、前記隔壁５０の下面中央部には円筒部５２を形成しており、この円筒部５２の下端部に、合成樹脂又は金属により円筒状に形成された抑え筒５３の上半部を外嵌固定している。そして、この抑え筒５３の下端部に形成した内向フランジ状の鍔部５４により、上記シールリング５１の脱落防止を図っている。上記抑え筒５３の上半部内周面と上記円筒部５２の下半部外周面とは、接着により、或は図示しない凹凸係合により結合して、円筒部５２からの抑え筒５３の抜け止めを図っている。
【００２９】
又、上記隔壁５０の内側には冷却ジャケット５５を設け、この冷却ジャケット５５内に、給水口５６と排水口５７とを通じて、エンジンの冷却水を流通自在としている。この冷却ジャケット５５は、上記ロッド１０の下半部の温度上昇を抑える機能を有する。即ち、エンジンの運転時には、前記排気流路５（図４）を流通する排気から弁体９の上端面に伝えられ、或はこの排気流路５及び前記流通孔８を流通する排気から上記弁体９及びロッド１０に伝達された熱で、このロッド１０の上部の温度が上昇する。但し、上記排気から上記ロッド１０に伝達された熱のうちの多くの部分は、上記冷却ジャケット５５内を流通する冷却水によって持ち去られる。従って、ロッド１０の上半部の温度が上昇しても、このロッド１０の中間部下寄り部分で上記シールリング５１を装着した部分の温度上昇は限られたものとなる。この結果、このシールリング５１の耐久性を十分に確保できる。
【００３０】
又、前記弁ケース４５の下面には、シリンダケース２９ａを結合固定している。このシリンダケース２９ａの内側には、シリンダ孔３０ａを設けている。このシリンダ孔３０ａの内側には有底円筒状の外側ピストン３１ａを、軸方向に亙る変位自在に、且つ気密に嵌装している。上記外側ピストン３１ａの下端は、この外側ピストン３１ａと一体に形成された端板３２ａにより気密に塞いでいる。又、この端板３２ａの下面には直径方向に亙る凹部５８を形成して、上記外側ピストン３１ａの下端面と、上記シリンダケース２９ａの底板部３３ａの上面との間に軸方向隙間を設け、これら各面同士が当接する事を防止している。そして、上記底板部３３ａの中央部には第一ポート３５ａを設けて、上記外側ピストン３１ａの下側に圧縮空気を給排自在としている。
【００３１】
又、上記外側ピストン３１ａの内側には内側ピストン３７ａを、この外側ピストン３１ａに対して軸方向に亙りＬ３７ａ  分だけ変位を自在に、且つ気密に嵌装している。上記内側ピストン３７ａの下面には円筒部５９を形成して、この内側ピストン３７ａの軸方向一端面である下面と、上記端板３２ａの片面である上面との間に軸方向隙間を設け、前記弁体９が閉じている時でもこれら各面同士が当接する事を防止している。そして、これら両面同士の間に内側圧力室３９ａを設けている。上記シリンダケース２９ａの中間部側面には、この内側圧力室３９ａに圧力流体を給排する為の第二ポート４０ａを設けている。そして、この第二ポート４０ａと上記内側圧力室３９ａとを、給排通路により連通させている。この給排通路は、前記シリンダ孔３０ａの内周面に全周に亙って形成された、リング状通路である凹部４２ｂと、上記外側ピストン３１ａの内周面と外周面とを連通させる通孔４１ａと、上記内側ピストン３７ａの外周面に全周に亙って形成された凹部４２ａと、上記円筒部５９の内周面と外周面とを連通させる通孔４１ｂとを含んで構成される。流通孔８の端部開口を開閉する為の弁体９をその端部に固設したロッド１０は、上記内側ピストン３７ａの上面に、閉鎖ばね１４の弾力に基づいて当接させられている。又、上記外側、内側両ピストン３１ａ、３７ａの上側に存在する空間４３ａは、図示しないフィルタを介して大気に通じている。
【００３２】
更に、前記外側ピストン３１ａの上端部外周面には、係止ブラケット６０を螺合固定している。この係止ブラケット６０は、円輪状の主部６１の下面に円筒部６２を形成している。そして、この円筒部６２の内周面に形成した雌ねじと上記外側ピストン３１ａの上端部外周面に形成した雄ねじとを螺合させる事で、上記外側ピストン３１ａの上端部に固定している。この状態で上記主部６１の直径方向外半部は、上記外側ピストン３１ａの外周面よりも直径方向外方に突出する、外向フランジ状の係合突部６３を構成する。尚、上記ロッド１０の下端部は、上記主部６１の内径側を緩く挿通して、その下端面を上記内側ピストン３７ａの上端面に突き当てている。
【００３３】
一方、前記シリンダ孔３０ａの上端部内周面には係合凹部６４を、このシリンダ孔３０ａの内周面よりも直径方向外方に突出する状態で形成している。即ち、前記シリンダケース２９ａの上端開口部外周縁にその全周に亙って形成した段部６５と前記弁ケース４５の下面との間で、上記係合凹部６４を形成している。そして、この係合凹部６４の内側に、上記係合突部６３を進入させている。上記係合凹部６４の軸方向に亙る厚さ寸法Ｔ６４は、上記係合突部６３の軸方向に亙る厚さ寸法Ｔ６３よりも大きい（Ｔ６４＞Ｔ６３）。従って前記外側ピストン３１ａは、この係合凹部６４の厚さ寸法Ｔ６４と上記係合突部６３の厚さ寸法Ｔ６３との差（Ｔ６４−Ｔ６３）に相当する分だけ軸方向に亙って変位自在である。言い換えれば、上記外側ピストン３１ａの変位量Ｌ３１ａ  は、上記厚さ寸法の差（Ｔ６４−Ｔ６３）分となる。
【００３４】
上述の様に構成される本発明に係るアクチュエータは、第一、第二両ポート３５ａ、４０ａへの圧縮空気の供給状態を前記表１に示す様に切り換える事で、前記ロッド１０のストロークを（零を含めて）４段階に調節できる。即ち、第一、第二のポート３５ａ、４０ａの何れにも圧縮空気の供給を停止している状態では、外側、内側両ピストン３１ａ、３７ａの何れにも上昇方向の力が付与されない。従って、上記ロッド１０が閉鎖ばね１４の弾力により下降し切り、上記弁体９が上記流通孔８を完全に閉じる。次に、第一ポート３５ａに圧縮空気を供給し、第二ポート４０ａへの圧縮空気の供給を停止した状態では、上記内側ピストン３７ａ下面の円筒部５９の下端縁と端板３２ａの上面とを当接させた状態のまま、上記外側ピストン３１ａが上記Ｌ３１ａ  分だけ上昇する。この結果、上記弁体９が上記流通孔８の開口縁部からＬ３１ａ  分だけ離れる。
【００３５】
次に、第一ポート３５ａへの圧縮空気を停止し、第二ポート４０ａに圧縮空気を供給した状態では、前記段部６５と前記係合突部６３の下面とを当接させた状態のまま、上記内側ピストン３７ａがＬ３７ａ  分だけ上昇する。この結果、上記弁体９が上記流通孔８の開口縁部からＬ３７ａ  分だけ離れる。
【００３６】
更に、第一、第二両ポート３５ａ、４０ａに圧縮空気を供給した状態では、上記外側ピストン３１ａがＬ３１ａ  分だけ上昇するだけでなく、この外側ピストン３１ａに対して上記内側ピストン３７ａがＬ３７ａ  分だけ上昇する。この結果、上記弁体９が上記流通孔８の開口縁部からＬ３１ａ  ＋Ｌ３７ａ  分だけ離れる。
【００３７】
上述の様に弁体９を駆動する為のロッド１０のストロークを４段階に変更する際の作用は、前述した先発明の場合と同様である。特に、本発明の多段位置決めが可能なアクチュエータの場合には、上記外側ピストン３１ａの変位量Ｌ３１ａ  を前記係合凹部６４の厚さ寸法Ｔ６４と前記係合突部６３の厚さ寸法Ｔ６３との差（Ｔ６４−Ｔ６３）で規制している為、温度上昇に基づくストロークの変化を小さく抑える事ができる。即ち、上記係合凹部６４の厚さ寸法Ｔ６４の絶対値は、前記シリンダケース２９ａの軸方向寸法に比べて遥かに小さい。この為、このシリンダケース２９ａをアルミニウム合金により造り、しかもこのシリンダケース２９ａの温度が上昇した場合でも、上記係合凹部６４の厚さ寸法Ｔ６４の増加量は小さい。従って、温度変化に伴う上記外側ピストン３１ａの変位量Ｌ３１ａ  の変動を小さくできる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の多段位置決めが可能なアクチュエータは、以上に述べた通り構成され作用するので、軸方向に亙る寸法を小さくし、しかもストロークを多段階に変更できると言った、先発明の効果に加え、軽量化の為にシリンダケースをアルミニウム合金により造った場合にも、温度変化に伴うストロークの変化を小さく抑える事ができる。この為、特に高価な構成部品を使用せずに排気再循環装置を構成する事ができ、しかも温度変化に拘らず排気再循環装置の性能を安定させる事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す断面図。
【図２】図１の下方から見た図。
【図３】図１の下部拡大図。
【図４】排気再循環装置の回路図。
【図５】従来の流量調整弁の断面図。
【図６】先発明の多段位置決めが可能なアクチュエータを組み込んだ流量調整弁の断面図。
【符号の説明】
１  シリンダ
２  吸気弁
３  排気弁
４  吸気流路
５  排気流路
６  再循環流路
７  流量調整弁
８  流通孔
９  弁体
１０  ロッド
１１  開放ピストン
１２  開放シリンダ
１３  蓋片
１４  閉鎖ばね
１５  圧力室
１６  圧縮空気源
１７  電磁弁
１８  供給路
１９  制御器
２０  変位計
２１  アクセルペダル
２２  燃料噴射ポンプ
２３  ケーブル
２４  回転センサ
２５  温度センサ
２８  ブロック
２９、２９ａ  シリンダケース
３０、３０ａ  シリンダ孔
３１、３１ａ  外側ピストン
３２、３２ａ  端板
３３、３３ａ  底板部
３４  ボルト
３５、３５ａ  第一ポート
３６、３６ａ  間部分
３７、３７ａ  内側ピストン
３８  突部
３９、３９ａ  内側圧力室
４０、４０ａ  第二ポート
４１、４１ａ、４１ｂ  通孔
４２、４２ａ、４２ｂ  凹部
４２ｂ＋４１ａ＋４２ａ＋４１ｂ  給排通路
４３、４３ａ  空間
４４  フィルタ
４５  弁ケース
４６  貫通孔
４７  凹溝
４８  コッタ
４９  ばね座
５０  隔壁
５１  シールリング
５２  円筒部
５３  抑え筒
５４  鍔部
５５  冷却ジャケット
５６  給水口
５７  排水口
５８  凹部
５９  円筒部
６０  係止ブラケット
６１  主部
６２  円筒部
６３  係合突部
６４  係合凹部
６５  段部
６６  変位センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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