(57)【要約】      （修正有）【課題】プレートとダイアフラムとの間のシール性を向上させたアクチュエータを提供する。【解決手段】ハウジング３内はゴム製のダイアフラム６によって上方側の第１圧力室Ａと下方側の第２圧力室Ｂに区画されており、第１圧力室Ａ内となるダイアフラム６の上面６Ｃに皿状のプレート７が取り付けられている。プレート７における平坦な受圧部７Ａには、中心を挟んで円周方向の４箇所に２対の貫通孔７Ｆが穿設されている。第１圧力室Ａに負圧が導入される作動時においては、負圧が上記プレート７の貫通孔７Ｆ、７Ｆを介してプレート７の受圧部７Ａの下面とダイアフラム６の上面６Ｃとの間に作用する。そのため、プレート７の受圧部７Ａの下面とダイアフラム６の上面６Ｃとが負圧によって強く密着し、両部材間のシール性が良好になる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内を第１圧力室と第２圧力室に区画し、かつ弾性変形可能なダイアフラムと、このダイアフラムに取り付けられた皿状のプレートとを備え、上記第１圧力室に負圧を給排することにより、上記プレートを進退動させるように構成したアクチュエータにおいて、
上記プレートに該プレートの進退方向を連通させる開口部を形成して、上記第１圧力室に負圧が供給された際には上記開口部を介してプレートとダイアフラムとの間に負圧を作用させることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
上記ダイアフラムには強度を上げるための基布が設けられており、ダイアフラムにおけるプレートと接触する箇所には、円周方向に連続し、かつプレートに向けて膨出する複数のビードが形成されていることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
上記開口部は、プレートの中心を挟んで形成された少なくとも一対の貫通孔からなり、これらの貫通孔は上記プレートの中心から同じ距離を隔てた位置に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
上記プレートの上記ダイアフラム側の面には円周方向に円周溝が設けられており、上記開口部は上記円周溝と連通するように設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項５】
上記プレートは、中心側に位置する受圧部と、この受圧部の外周部から軸方向に延びるテーパ部とを備え、上記受圧部の中心に円柱状の連結部が設けられるとともに該連結部の外周に円周方向の環状溝が形成されており、
上記ダイアフラムは、中心部に貫通孔を備えるとともに該貫通孔の内周縁は厚肉に形成されており、
上記プレートの連結部がダイアフラムの貫通孔に挿通されるとともに、上記連結部の環状溝内にダイアフラムの内周縁が嵌着されており、
ダイアフラムにおける内周縁とそこよりも半径方向外方側となる箇所が上記プレートの受圧部と接触するように構成されており、上記開口部はプレートの受圧部に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項６】
上記第１圧力室に負圧が供給された際に上記ダイアフラムの一部が上記開口部内へ入り込むことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項７】
ハウジング内を第１圧力室と第２圧力室に区画し、かつ弾性変形可能なダイアフラムと、このダイアフラムに取り付けられた皿状のプレートとを備え、上記第１圧力室に負圧を給排することにより、上記プレートを進退動させるように構成したアクチュエータにおいて、
上記ダイアフラムには強度を上げるための基布が設けられており、上記基布上に円周方向に連続し、かつプレートに向けて膨出する複数のビードが形成されていることを特徴とするアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアクチュエータに関し、より詳しくは、ハウジング内をダイアフラムによって隣り合う２つの圧力室に区画し、一方の圧力室に負圧を給排することにより出力部材としてのプレートを進退動させるようにしたアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハウジング内をダイアフラムによって隣り合う２つの圧力室に区画し、一方の圧力室に負圧を給排することにより出力部材を進退動させるようにしたアクチュエータは知られている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１８０７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、アクチュエータの寿命を長くするためにダイアフラムの強度を高めることが要望されており、上述した従来のアクチュエータにおいて、強度を高めるためにダイアフラムに基布を埋設すると、次のような問題が生じていた。つまり、ダイアフラム表面に基布の一部が飛び出し、該飛び出した基布の一部がプレートに接触する。そのため、プレートの表面とダイアフラムの表面との間に微小な多数の隙間が生じることになり、プレートとダイアフラムとの間のシール性が低下するという問題が生じる。そして、このように両部材の間のシール性が低下すると、アクチュエータの動作が不安定になるという欠点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した事情に鑑み、第１の本発明は、ハウジング内を第１圧力室と第２圧力室に区画し、かつ弾性変形可能なダイアフラムと、このダイアフラムに取り付けられた皿状のプレートとを備え、上記第１圧力室に負圧を給排することにより、上記プレートを進退動させるように構成したアクチュエータにおいて、
上記プレートに該プレートの進退方向を連通させる開口部を形成して、上記第１圧力室に負圧が供給された際には上記開口部を介してプレートとダイアフラムとの間に負圧を作用させるようにしたものである。
また、第２の本発明は、ハウジング内を第１圧力室と第２圧力室に区画し、かつ弾性変形可能なダイアフラムと、このダイアフラムに取り付けられた皿状のプレートとを備え、上記第１圧力室に負圧を給排することにより、上記プレートを進退動させるように構成したアクチュエータにおいて、
上記ダイアフラムには強度を上げるための基布が設けられており、上記基布上に円周方向に連続し、かつプレートに向けて膨出する複数のビードが形成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
上記第１の発明によれば、第１圧力室内に負圧が導入された際には、上記開口部を介してプレートとダイアフラムとの間に負圧が作用する。そのため、ダイアフラムは負圧によってプレートに強く密着するので、両部材の間のシール性を向上させることができる。
また、第２の本発明によれば、上記複数のビードがプレートと密着することによりプレートとダイアフラムとの間のシール性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施例を示す断面図であり、中心線よりも左側はアクチュエータの作動状態を示し、中心線よりも右側はアクチュエータの作動初期状態を示している。
【図２】図１のダイアフラムの平面図。
【図３】図１の要部の拡大図。
【図４】本発明の第２実施例を示す要部の断面図。
【図５】図４の要部の平面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図示実施例について本発明を説明すると、図１において１はアクチュエータであり、このアクチュエータ１は、所要時に出力ロッド２が進退されることで、該出力ロッド２に連動させた図示しないターボチャージャのゲート弁を開閉させるようになっている。
上記アクチュエータ１は、カップ状をした上下一対の第１部材３と第２部材４とからなるハウジング５と、上記第１部材３と第２部材４との間に外周縁６Ａを挟持されるとともにハウジング５内を第１圧力室Ａと第２圧力室Ｂとに区画するゴム製のダイアフラム６と、このダイアフラム６に上方から取り付けられた出力部材としてのプレート７と、このプレート７に上端２Ａを連結されるとともに下端を第２部材４のロッド孔４Ａから外部に突出させた上記出力ロッド２と、上記第１圧力室Ａ内に配置されて上記プレート７と第２部材４の壁面とにわたって弾装されたばね８とを備えている。
【０００９】
上記第１圧力室Ａは、上記第２部材４に接続された導管１１を介して選択的に大気圧と負圧が導入されるようになっており、上記第２圧力室Ｂは上記第２部材４の壁面の一部を開口して形成した大気孔４Ａを介して常時大気圧が導入されている。
プレート７は樹脂製で皿状に形成されており、後に詳述するが、このプレート７は第１圧力室Ａ内に配置されてダイアフラム６の上面６Ｃに取り付けられている。
第１圧力室Ａに大気圧が導入されている時には、第１圧力室Ａと第２圧力室Ｂ内はともに大気圧となっている。そのため、プレート７及びダイアフラム６には第２圧力室Ｂと第１圧力室Ａの差圧が作用しないので、上記ばね８の弾発力によってプレート７及び出力ロッド２がプレート７の底部（連結部７Ｃの底部）が第２部材４の壁面の一部と当接して隙間が生じない非作動位置である前進端位置に保持される。
他方、第１圧力室Ａに大気の代わりに負圧が導入される作動時には、第１圧力室Ａ内の負圧と第２圧力室Ｂの大気圧に差圧が生じる。そのため、プレート７及びダイアフラム６に第２圧力室Ｂの大気圧と第１圧力室Ａの負圧との差圧が作用するので、作動時初期には、上記ばね８の弾発力に抗してプレート７及び出力ロッド２がプレート７の底部（連結部７Ｃの底部）が第２部材４の壁面の一部から離間する（図１の中心線よりも右側の状態）。そして上記ばね８が圧縮されてプレート７と出力ロッド２が前進端位置から後退端位置まで後退する（図１の中心線よりも左側の状態）。これにより、出力ロッド２の他端に連動した図示しないターボチャージャのゲート弁が閉鎖されるようになっている。
また、このアクチュエータ１の作動状態から第１圧力室Ａに負圧の代わりに大気が導入されると、第１圧力室Ａ内と第２圧力室Ｂとがともに大気圧となるので、上記ばね８の弾発力によってプレート７及び出力ロッド２が後退端位置から非作動状態の前進端位置に復帰するようになっている。このようにして、アクチュエータ１は、第１圧力室Ａに負圧が給排されることでプレート７及び出力ロッド２を進退動させるようになっている。上述した構成およびそれに基づく作動は、従来公知のアクチュエータ１と基本的に変わるところはない。
【００１０】
しかして、本実施例は、プレート７及びダイアフラム６を以下のように構成することにより、プレート７とダイアフラム６との間のシール性を向上させたものである。
すなわち、ダイアフラム６は弾性を有するゴムからなり、略全域が薄肉に形成されている。そして、前述したように、ダイアフラム６の外周縁６Ａは上記第１部材３と第２部材４とによって気密を保持して挟持されている。ダイアフラム６の中心部には貫通孔が穿設されており、この貫通孔の縁部がダイアフラム６の内周縁６Ｂとなっている。この内周縁６Ｂは他の領域と比較して約３倍程度の厚肉に形成されている。
また、ダイアフラム６には、上記両部材３、４に挟持された外周縁６Ａの箇所及び後述するプレート７側の貫通孔７Ｆ、７Ｆと対応する箇所を除いて、外周縁６Ａよりも半径方向内方側の領域に基布１２を埋設している（図３参照）。これにより、ダイアフラム６自体の強度を向上させている。
また、図２ないし図３に示すように、ダイアフラム６の上面６Ｃにおける内周縁６Ｂの隣接外方位置に、同心状に複数のビード６Ｄが形成されるとともに、外周縁６Ａに近い位置にも同心状に複数のビード６Ｆが形成されている。これらの各ビード６Ｄ、６Ｆは、円周方向に連続するように形成されており、かつ上方となるプレート７に向けて膨出するように形成されている。
【００１１】
一方、プレート７は、中央側に位置する略円板状の受圧部７Ａと、この受圧部７Ａの外周部から軸方向の後方へ斜めに延びるテーパ部７Ｂと、上記受圧部７Ａの中央に軸方向に突出させて形成された連結部７Ｃとを備えている。連結部７Ｃの下面側の軸部には有底孔７Ｄが形成されており、連結部７Ｃの外周部には、受圧部７Ａの下面との境界に環状溝７Ｅが形成されている。
さらに、プレート７の受圧部７Ａには、プレート７の中心（連結部７Ｃ）を挟んで、２対の同一内径の貫通孔７Ｆ、７Ｆが穿設されている。これらの貫通孔７Ｆ、７Ｆは円周方向において相互に９０°ずれた位置に形成されており、かつ、各貫通孔７Ｆ，７Ｆはプレート７の中心から同じ距離を隔てて形成されている。これらの貫通孔７Ｆ，７Ｆは、プレート７をダイアフラム６の上面６Ｃに取り付けた際に、ダイアフラム６の内周側のビード６Ｄと外周側のビード６Ｆとの間となる位置に形成されている（図２、図３参照）。そして、これら一対の貫通孔７Ｆ，７Ｆは、プレート７とダイアフラム６とを連結した後に上記第１圧力室Ａに負圧が導入された際に、プレート７の受圧部７Ａの下面とダイアフラム６の上面との間に負圧を作用させる開口部として機能するようになっている。
【００１２】
本実施例では、以上のように構成されたプレート７をダイアフラム６の上面６Ｃに上方から密着するように取り付けている。より詳細には、プレート７の中心となる連結部７Ｃをダイアフラム６の貫通孔の内周縁６Ｂに上方から下方に向けて挿通させるとともに、厚肉となっている内周縁６Ｂを連結部７Ｃの環状溝７Ｅに嵌着させている。これにより、連結部７Ｃの外周部と内周縁６Ｂとの間のシールが維持されるようになっている。
そして、プレート７における受圧部７Ａの下面の全域は、ダイアフラム６の上面６Ｃに密着させている。ダイアフラム６の上面６Ｃには、内周縁６Ｂ側と外周側に各３本のビード６Ｄ、６Ｆが形成されており、これらのビード６Ｄ、６Ｆが受圧部７Ａの下面に密着するようになっている（図３参照）。内周側のビード６Ｄと外周側のビード６Ｆの間の位置にプレート７側の貫通孔７Ｆが位置するようになっている。なお、これら各貫通孔７Ｆと対応する位置となるダイアフラム６の箇所には、基布１２は設けられていない（図３参照）。
上述したようにしてプレート７がダイアフラム６の上面６Ｃに密着させて取り付けられている。また、前述したように、ダイアフラム６の外周縁６Ａは、第１部材３と第２部材４とによって気密を保持して挟持されている。
そして、ダイアフラム６の内周縁６Ｂを挿通した連結部７Ｃの有底孔７Ｄに上記出力ロッド２の上端２Ａが嵌着されており、プレート７の受圧部７Ａの上面に上記ばね８の下端部が当接させてある（図１参照）。
【００１３】
本実施例のプレート７及びダイアフラム６は以上のように構成されているので、両部材の間のシール性を向上させることができる。つまり、第１圧力室Ａ内に負圧が導入される作動時には、プレート７に形成された一対の貫通孔７Ｆ、７Ｆを介してプレート７の受圧部７Ａの下面とダイアフラム６の上面と間に負圧が作用する。そのため、プレート７の受圧面７Ａの下面にダイアフラム６の上面６Ｃが強く密着する。そのため、プレート７の受圧部７Ａとダイアフラム６との間のシール性を向上させることができる。
また、図３に示すように、貫通孔７Ｆ，７Ｆの位置と対応するダイアフラム６の箇所には、基布１２は設けられていないので、貫通孔７Ｆ，７Ｆに負圧が作用した際にはダイアフラム６の一部が弾性変形して貫通孔７Ｆ，７Ｆ内へ入り込むようになっている。そのため、ダイアフラム６の上面６Ｃとプレート７の受圧部７Ａとの密着性を向上させることができる。
また、上記貫通孔７Ｆ，７Ｆは、プレート７の中心を挟んで対で配置されており、かつ、中心から等距離の位置に設けられている。そのため、プレート７の受圧部７Ａの下面に均一に負圧を作用させることができる。この点においてもプレート７とダイアフラム６とが密着し易くなっている。
さらに、本実施例においては、強度を上げるためのダイアフラム６に基布１２が埋設されており、ダイアフラム６自体の強度を向上させることができる。そして、ダイアフラム６の上面には、内周縁６Ｂ側及び外周側に上記貫通孔７Ｆ，７Ｆの位置を挟んで複数のビード６Ｄ、６Ｆが形成されている。そのため、貫通孔７Ｆ，７Ｆに負圧が作用した際には、これらのビード６Ｄ、６Ｆがプレート７の受圧部７Ａの下面に強く密着することになり、この点においてもプレート７の受圧部７Ａの下面とダイアフラム６の上面６Ｃとの間のシールを確実に維持することができるようになっている。このようにビード６Ｄ，６Ｆが機能するので、ダイアフラム６に基布１２を設けない場合にはプレート７に貫通孔７Ｆ（開口部）を設けなくともビード６Ｄ，６Ｆを設けることでシール性が向上するが、ダイアフラム６に基布１２を設けた場合には貫通孔７Ｆ（開口部）を設けることでより、ダイアフラム６とプレート７との密着力が増加する。
さらに、ダイアフラム６の内周縁６Ｂは厚肉に形成されるとともに、プレート７側の環状溝７Ｅに嵌着されている。そのため、ダイアフラム６の内周縁６Ｂとプレート７とのシールを確実に維持すると同時に、両部材の中心部を確実に連結させることができる。したがって、ダイアフラム自体の強度向上とダイアフラム６の内周縁６Ｂとプレート７とのシール性向上とを両立させることができる。
【００１４】
次に図４ないし図５は本発明の第２実施例としてのプレート７を示したものである。この第２実施例のプレート７においては、受圧部７Ａの下面に円周方向に連続する円周溝７Ｇを形成するとともに、この円周溝７Ｇと連通する貫通孔７Ｆを受圧部７Ａに穿設している。その他の構成は上記第１実施例のプレート７と同じであり、第１実施例と対応する各部に同じ番号を付している。このような第２実施例のプレート７を備えたアクチュエータであっても上述した第１実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
【００１５】
なお、上記第１実施例においては、プレート７の貫通孔７Ｆ、７Ｆは、プレート７の中心（連結部７Ｃ）を挟んで２対（合計４個）形成されているが、中心を挟んで対となる位置に２個以上設けてもよい。
また、貫通孔７Ｆ，７Ｆの形状は上面視円形のものに限られず、多角形であってもよい。
さらに、プレート７は樹脂製のものに限られず金属製であってもよい。
【符号の説明】
【００１６】
１‥アクチュエータ                ５‥ハウジング
６‥ダイアフラム                  ７‥プレート
７Ｆ‥貫通孔（開口部）
Ａ‥第１圧力室                    Ｂ‥第２圧力室
【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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