(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアー導入ポート、このエアー導入ポートに通じる第１弁室、エアー送り出しポート、このエアー送り出しポートに通じる第２弁室、この第２弁室と前記第１弁室とを通じる弁孔、この弁孔を開閉する弁部材、この弁部材を弁閉方向に付勢する弁閉用ばね、外部圧力を受ける感圧部を弁筐体に備え、
前記感圧部に作用する外部圧力を前記弁部材に伝達させて、前記弁部材により前記弁孔を開閉動作することで、エアーを前記エアー導入ポート側から前記第１弁室および前記第２弁室を経て前記エアー送り出しポート側へ供給するようにしたエアーコントロールバルブであって、
前記弁筐体の前記感圧部を取り付ける感圧部取付部に気密に嵌合されて前記外部圧力を受ける前記感圧部としてのダイヤフラムを有するキャップ状の受圧弾性部材と、
この受圧弾性部材の前記ダイヤフラムと前記弁部材とを連係させる伝達軸と、を備えたことを特徴とするエアーコントロールバルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、自動車用エンジンの吸気系に設けられて、パワーステアリング動作時におけるアイドル回転制御装置用のエアーコントロールバルブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの吸気系にキャブレタを備えるとともに、パワーステアリングを備えた自動車において、キャブレタにおけるスロットルバルブの前後を連通するバイパス路に弁（エアーコントロールバルブ）を設け、この弁（エアーコントロールバルブ）をパワーステアリング駆動用油圧管路の圧力によって開閉するようにしたアイドルアップ装置を備えたものがある。
自動車に備えられるパワーステアリングは、手動の舵取機構の途中に設けられたサーボ機構の形を取ることが多く、舵取機構の手動による変位が入力信号としてサーボ機構に与えられて、出力機構がそれに追随する動きをするものであり、即ち、手動操作に動力が加勢する形になる。
このようなパワーステアリングの動力源としては、油圧力が現在最も一般に使用されている。
【０００３】
ところで、エンジンがアイドリング状態にある時、あるいは低速回転している時に、車両のステアリング操作を行うと、パワーステアリングの油圧ポンプが作動するので、その負荷がエンジンにかかる。この場合、エンジンは油圧ポンプの負荷で回転数が低下してラフアイドルとなり、ついにはエンジンが停止することもある。
そこで、エンジンのアイドル状態において、ステアリングを操作した場合でも、エンジンの停止等を起こすことのないアイドル回転制御装置用のものとしてエアーコントロールバルブを設けている。
【０００４】
図４は従来のエアーコントロールバルブを例示したもので、図中、４１はパワーステアリング駆動用油圧管路の壁面であり、４２は弁筐体である。
弁筐体４２は、前記パワーステアリング駆動用油圧管路の壁面４１に設けられたねじ孔に気密状にねじ込んで固定される取付ねじ部４３を下部に設けて、エアー導入ポート４４とエアー送り出しポート４５を上部に設けている。
この弁筐体４２の内部中心には、弁孔４６を有する隔壁４７が設けられていて、この隔壁４７の上部に前記エアー導入ポート４４に通じる第１弁室４８が設けられており、さらに、隔壁４７の下部に前記エアー送り出しポート４５に通じる第２弁室４９が設けられている。
【０００５】
これらの第１弁室４８と第２弁室４９とは弁孔４６で連通していて、この弁孔４６は、常態では第１弁室４８内に弁閉用コイルばね５０の作用を受けて同軸上に組み込まれた弁部材５１によって閉じられている。
そして、第２弁室４９側であって、弁部材５１と同軸上の下部に感圧部をなすピストン５２が摺動自在に設けられていて、このピストン５２は、弁部材５１と一体の溝付き連係軸５３と接触状態にある。このピストン５２は、前記パワーステアリング駆動用油圧管路の圧力を軸方向の直線運動に変換する役目（機能）を持つものである。
このためにピストン５２は、弁筐体４２に対して前述の如く摺動自在であるとともに、第２弁室４９に対して完全に気密を確保するため、図示のように、シールためのＯリング５４とバックアップリング５５が１セットで二重に設けられたものが多い。
【０００６】
以上のような従来のエアーコントロールバルブによれば、車両のステアリングを操作して、パワーステアリング駆動用油圧管路に圧力が作用すると、その圧力によってピストン５２が押し上げられる。このピストン５２の押し上げ動作量は、溝付き連係軸５３を介して弁部材５１を、弁閉用コイルばね５０の付勢に抗して押し上げ、これにより隔壁４７に設けた弁孔４６が弁開する。
そして、第１弁室４で溜っていた空気は、溝付き連係軸５３の溝を通じて第２弁室４９に流れ、エアー送り出しポート４５から前述したスロットルバルブの下流側に送られるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来のエアーコントロールバルブの場合、以下に列挙する３つの問題がある。
【０００８】
（１）摺動体であるピストン５２の摺動シール部は、摺動しながら完全に気密であることを期待されるものであるが、そのようなことをシール部材であるＯリング５４やバックアップリング５５に期待することには無理がある。
また、シール部材を、図示例のように、二重三重等に多重設定した場合でも、少々の漏洩は出てきてしまう。
【０００９】
（２）ピストン５２の摺動部の完全な気密を狙うあまりに、ピストン５２自体とその組み込まれる摺動孔の寸法精度並びに仕上げ精度が高品質である必要がある。
従って、このために部品が高コストになってしまう。
【００１０】
（３）ピストン５２の摺動部の完全な気密を狙うあまりに、Ｏリング５４やバックアップリング５５を多重に使用することになる。
このため、摺動抵抗が大きくなって、図３の圧力−弁動作量の特性図に示すように、圧力に対する弁部材５１の動き量のヒステリシスが大きくなって（二点鎖線で示した従来品の特性参照）、計画通りの働きをしなくなり、目標とする特性（実線で示した目標品の特性参照）から大幅にずれた軌道をたどるものとなってしまう。
そして、結果的に、エンジンのアイドリング回転数が非常に安定しないものとなってしまう。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、気密性を向上しながら、高コストになるのを抑えるとともに、ヒステリシスのない理想的な圧力−弁動作量の特性が得られるようにしたエアーコントロールバルブを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決すべく本発明は、エアー導入ポート、このエアー導入ポートに通じる第１弁室、エアー送り出しポート、このエアー送り出しポートに通じる第２弁室、この第２弁室と前記第１弁室とを通じる弁孔、この弁孔を開閉する弁部材、この弁部材を弁閉方向に付勢する弁閉用ばね、外部圧力を受ける感圧部を弁筐体に備え、前記感圧部に作用する外部圧力を前記弁部材に伝達させて、前記弁部材により前記弁孔を開閉動作することで、エアーを前記エアー導入ポート側から前記第１弁室および前記第２弁室を経て前記エアー送り出しポート側へ供給するようにしたエアーコントロールバルブであって、前記弁筐体の前記感圧部を取り付ける感圧部取付部に気密に嵌合されて前記外部圧力を受ける前記感圧部としてのダイヤフラムを有するキャップ状の受圧弾性部材と、この受圧弾性部材の前記ダイヤフラムと前記弁部材とを連係させる伝達軸と、を備えた構成を特徴としている。
【００１３】
【作用】
本発明によれば、弁筐体の感圧部取付部に気密に嵌合した受圧弾性部材に外部圧力が作用すると、その外部圧力によって、受圧弾性部材が感圧部取付部の周囲を締め付けて気密をより高く保つとともに、ダイヤフラムが動作し、伝達軸を介して弁部材を弁閉用ばねの付勢に抗して押し上げて弁孔を開き、エアー導入ポート側から第１弁室および第２弁室を経てエアー送り出しポート側へエアーをタイミング良く適切に送り出す。
【００１４】
そして、感圧部取付部には受圧弾性部材を気密に嵌合して設けているので、そのダイヤフラムと弁部材とを連係させる伝達軸の部分にはシール部材が不要となり、即ち、従来品のピストンの場合のような摺動部のＯリングやバックアップリングを廃止しても、気密性が確保される。
また、前述のように、伝達軸の部分にはシール部材が不要であることから、伝達軸自体とその組み込まれる摺動孔の寸法精度並びに仕上げ精度の高品質化は要求されなくなり、従って、高コストになるのを抑えられる。
さらに、前述のように、伝達軸の部分にはシール部材が不要であることから、従来品のピストンの場合のような摺動部のシール部材による摺動抵抗の発生の問題がなく、従って、ヒステリシスのない理想的な圧力−弁動作量の特性が得られるようになる。
【００１５】
【実施例】
以下に、本発明に係るエアーコントロールバルブの実施例を図１および図２に基づいて説明する。
先ず、図１は本発明を適用した一例としてのエアーコントロールバルブを示すもので、そのエアーコントロールバルブを上方と下方から見た状態を図２（ａ）および（ｂ）に示している。
図１において、１はパワーステアリング駆動用油圧管路の壁面であり、２は弁筐体である。
【００１６】
弁筐体２は、上面が開放された大径部３の下部に中心が同軸上の小径部４を形成した駒形状のものであって、その小径部４の下部に、前記パワーステアリング駆動用油圧管路の壁面１に設けられたねじ孔に気密状にねじ込んで固定される取付ねじ部５を設けている。図中、６はパワーステアリング駆動用油圧管路の壁面１と小径部４の上部との間に介在させた気密確保のためのＯリングである。
なお、大径部３の外周は、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、六角形をしていて、これによりエアーコントロールバルブのねじ込み作業時の工具が係合できるようになっている。
【００１７】
そして、大径部３内の大径段部７には、弁孔８を有する円板形状の隔壁体９と、その上部に重ねたポート部材１０が設けられている。このポート部材１０は、エアー導入ポート１１とエアー送り出しポート１２を一体に備えた兜形状のものであって、その下面側に内外二重のＯリング１３，１４を介装して隔壁体９上面に重ね、大径段部７の上部開放周縁１５を内側に曲げるカシメ加工により弁筐体２に強固に結合されている。
また、弁孔８を有する隔壁体９の上部には、ポート部材１０のエアー導入ポート１１に通じる第１弁室１６が形成されており、さらに、隔壁体９の下部には、エアー送り出しポート１２に通じる第２弁室１７が形成されている。これら第１弁室１６と第２弁室１７は、隔壁体９の弁孔８を通じて連通可能である。
なお、前記Ｏリング１３は、第１弁室１６の気密を確保するためのものであり、また、前記Ｏリング１４は、第２弁室１７の気密を確保するためのものである。
【００１８】
以上により弁筐体２の中心軸上に並ぶ第１弁室１６、弁孔８、第２弁室１７の領域には、頭部に截頭円錐形の弁部１８を有する茸形状をした弁部材１９が配設されている。即ち、この弁部材１９は、頭部の上方にテーパ形状に開いた截頭円錐形の弁部１８を第１弁室１６に置いて、弁孔８および第２弁室１７を貫通するように配置されている。
そして、この弁部材１９の下端部に嵌めた止め輪２０と前記隔壁体９との間には、止め輪２０側にワッシャー２１を介在させて弁閉用コイルばね２２を縮装している。この弁閉用コイルばね２２は、圧縮されて組み付けられていることから、常態では弁部材１９頭部の截頭円錐形の弁部１８のテーパ面が弁孔８を閉じ、第１弁室１６と第２弁室１７との連通を遮断した状態にある。
【００１９】
さらに、駒形状の弁筐体２下部の小径部４下部の軸先端に当たる感圧部取付部２３には、最下端のフランジ部２４とその上部の環状溝２５が形成されていて、前記パワーステアリング駆動用油圧管路の圧力を受けて動作をするキャップ形状をした受圧弾性部材２６が気密に嵌合されている。
即ち、この受圧弾性部材２６は、底部を感圧部であるダイヤフラム２７としたキャップ形状のもので、その内部には、前記環状溝２５と気密に嵌合する小径孔２８と、前記フランジ部２４と気密に嵌合する大径溝２９を有している。
そして、感圧部取付部２３には、弁筐体２の中心軸上の貫通孔３０が形成されていて、この貫通孔３０に伝達軸３１が摺動自在に組み込まれている。この伝達軸３１は、上部が第２弁室１７に突出して、弁部材１９の下端面に当接し、また、下部がダイヤフラム２７の上面に当接する。なお、ダイヤフラム２７上面と感圧部取付部２３下面との間には、ダイヤフラム背面空間３２が形成される。
【００２０】
このように伝達軸３１が組み付けられた感圧部取付部２３において、前記環状溝２５に前記小径孔２８を気密に嵌合するとともに、前記フランジ部２４に前記大径溝２９を気密に嵌合して受圧弾性部材２６を装着する。これにより、伝達軸３１の下部がダイヤフラム２７の上面に当接状態となる。
こうして感圧部取付部２３に気密に装着した受圧弾性部材２６を保護するように保護キャップ３３を装着する。この保護キャップ３３は、受圧弾性部材２６の外周としっくりと嵌合する内径を有するもので、感圧部取付部２３の上部にしっかりと固定されている。この保護キャップ３３は、底部の中央に圧力導入孔３４を有している。
【００２１】
ところで、以上の感圧部取付部２３の構成において、受圧弾性部材２６の感圧機能は、その底部のダイヤフラム２７が担当する関係上、前述した取り付けを設定するに際しては、その感圧機能を考慮して対処する必要がある。
即ち、作用する外部圧力は、受圧弾性部材２６全体に万遍なく作用することから、少なくとも受圧弾性部材２６の胴部が潰れてダイヤフラム２７の動作機能が支障を受けるようであってはならない。
従って、受圧弾性部材２６を取り付ける段部形状、つまり、環状溝２５と小径孔２８、フランジ部２４と大径溝２９等の周辺形状は、隙間がないよう気密に合致させる必要がある。
【００２２】
ここで、前記ダイヤフラム背面空間３２は、ダイヤフラム２７が外部圧力を受けた時（感圧時）のダイヤフラム動作空間である。
また、そのダイヤフラム背面空間３２から前記第２弁室１７に跨って摺動自在に設けられた前記伝達軸３１は、前述したように、ダイヤフラム２７の上面（背面）と弁部材１９の端面（下端面）とに常態では接しており、外部圧力の作用によるダイヤフラム２７の動作量を直動的に弁部材１９に伝達する役目を有している。
なお、以上の主力部品の材質について、弁筐体２は金属が、隔壁体９は合成樹脂または金属が、ポート部材１０は合成樹脂または金属、弁部材１９は合成樹脂または金属が、受圧弾性部材２６は合成ゴムまたは合成樹脂が、保護キャップ３３は合成樹脂または金属が、それぞれ適切である。
【００２３】
次に、以上の構成によるエアーコントロールバルブの作用並びに動作について説明する。
始めに、弁筐体２の六角形の大径部３に工具を係合して、小径部４とパワーステアリング駆動用油圧管路壁面１との間にＯリング６を介在させ、小径部４の取付ねじ部５をパワーステアリング駆動用油圧管路壁面１のねじ孔に気密状にねじ込んで、エアーコントロールバルブを固定する。また、ポート部材１０のエアー導入ポート１１およびエアー送り出しポート１２を図示しないエンジン吸気系に接続する。
【００２４】
先ず、前記パワーステアリング駆動用油圧管路の圧力が、保護キャップ３３の圧力導入孔３４を経て受圧弾性部材２６全体に作用すると、その胴部は小径孔２８および大径溝２９がそれぞれ気密に嵌合するフランジ部２４および環状溝２５によるバックアップがあって変形するようなことはなく、ダイヤフラム２７のみが動作する。
このダイヤフラム２７の上方への動作により、伝達軸３１を介して弁部材１９を弁閉用コイルばね２２の付勢に抗して押し上げ、弁部１８が弁孔８から上方へ離れて弁開し、エアー導入ポート１１側のエアーが第１弁室１６から弁孔８を通り第２弁室１７を経てエアー送り出しポート１２側へタイミング良く適切に送り出される。
【００２５】
また、前記パワーステアリング駆動用油圧管路の圧力が下がれば、弁部材１９は弁閉用コイルばね２２の付勢力により押し下げられ、これにより伝達軸３１を介してダイヤフラム２７も同様に押し下げられ、降下した圧力とバランスした位置で停止する。そして、前述とは違った量のエアーを送り出す。
このように、弁部材１９は圧力に変動に追随して動作する。
【００２６】
以上のように、エアーコントロールバルブの感圧部取付部２３にダイヤフラム２７を有する受圧弾性部材２６および伝達軸３１を設けて、伝達軸３１からは気密機能を不要にして単なる力を伝達するだけの役目を持たせるようにしたことから、従来のピストンの場合のように部品および摺動孔の寸法精度並びに仕上げ精度は高品質にする必要はなく、かつ、従来のピストンの場合と比較して摺動抵抗が小さくなる。
そして、受圧弾性部材２６を、環状溝２５に小径孔２８を気密に嵌合するとともに、フランジ部２４に大径溝２９を気密に嵌合して、感圧部取付部２３に被せるようにしたことから、前述したように、前記パワーステアリング駆動用油圧管路の圧力が作用すると、感圧部取付部２３の周囲（フランジ部２４および環状溝２５）を受圧弾性部材２６の胴部（小径孔２８および大径溝２９）が締め付ける方向に働くことで、気密がより高く保たれる。しかも、受圧弾性部材２６の周囲を保護キャップ３３で補強したこともあって、例えば、流体に脈動が発生したような場合でも、前記嵌合部が浮き上がるようなことはない。
従って、第２弁室１７側に外部からのエアーが漏洩するようなことはなく、気密は完全に確保される。
【００２７】
以上の通り、本発明のエアーコントロールバルブは、前述した作用を有することから、従来の課題であった下記の問題を解決することができる。
【００２８】
（１）従来の摺動部の完全な気密の確保が困難であったことに対して
受圧弾性部材２６を、環状溝２５に小径孔２８を、フランジ部２４に大径溝２９をそれぞれ嵌合して、感圧部取付部２３に被せるように気密に嵌合したことによって、外部圧力が作用した場合、感圧部取付部２３の周囲を受圧弾性部材２６の胴部が締め付ける方向に働いて、気密をより高く保てることから、伝達軸３１の貫通孔３０との摺動部には、従来のピストンの場合のようなＯリングやバックアップリングを廃止しても、気密を完全に確保することができる。
【００２９】
（２）従来の完全な気密を狙うあまりの部品精度の高品質化、高コスト化に対して
前記（１）のように、伝達軸３１の貫通孔３０との摺動部をシール面として使用する必要がないことから、従来のピストンの場合のようなＯリングやバックアップリングを廃止でき、部品の高品質化が要求されないため、高コストからも逃れることができる。
【００３０】
（３）従来の摺動抵抗が大で、弁が計画通りに動作せず、エンジンのアイドリング回転数が安定しないことに対して
前記（１），（２）と同様に、伝達軸３１の貫通孔３０との摺動部をシール面として使用する必要がないことから、この摺動部の摺動抵抗の発生が考えられない。
従って、図３の圧力−弁動作量の特性図において、圧力に対する弁部材１９の特性は、目標とする特性（実線で示した目標品の特性参照）となって、計画通りの働きをするようになる。
【００３１】
なお、以上の実施例においては、自動車用エンジンの吸気系に設けられて、パワーステアリング動作時におけるアイドル回転制御装置用のエアーコントロールバルブとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の用途に適用してもよい。
また、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るエアーコントロールバルブによれば、外部圧力を受けるダイヤフラムを有するキャップ状の受圧弾性部材を感圧部取付部に気密に嵌合し、そのダイヤフラムと弁部材とを伝達軸により連係させる構成としたため、以下に列挙する効果を発揮することができる。
【００３３】
（１）感圧部取付部に受圧弾性部材を気密に嵌合して設けたため、そのダイヤフラムと弁部材とを連係させる伝達軸の部分にはシール部材が不要となり、即ち、従来品のピストンの場合のような摺動部のＯリングやバックアップリングを廃止しても、気密性を確保することができる。
（２）伝達軸の部分にはシール部材が不要であるため、伝達軸自体とその組み込まれる摺動孔の寸法精度並びに仕上げ精度の高品質化は要求されなくなり、従って、高コストになるのを抑えることができる。
（３）伝達軸の部分にはシール部材が不要であるため、従来品のピストンの場合のような摺動部のシール部材による摺動抵抗の発生の問題がなく、従って、ヒステリシスのない理想的な圧力−弁動作量の特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した一例としてのエアーコントロールバルブを示す中央縦断正面図である。
【図２】図１のエアーコントロールバルブを上方と下方から見た状態を示したもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図である。
【図３】本発明による目標品と従来品の特性を対比して示した圧力−弁動作量の特性線図である。
【図４】従来のエアーコントロールバルブを例示した中央縦断正面図である。
【符号の説明】
１  パワーステアリング駆動用油圧管路の壁面
２  弁筐体
５  取付ねじ部
７  大径段部
８  弁孔
９  隔壁体
１０  ポート部材
１１  エアー導入ポート
１２  エアー送り出しポート
１６  第１弁室
１７  第２弁室
２２  弁閉用コイルばね
２３  感圧部取付部
２４  フランジ部
２５  環状溝
２６  受圧弾性部材
２７  ダイヤフラム（感圧部）
２８  小径孔
２９  大径溝
３０  貫通孔
３１  伝達軸
３２  ダイヤフラム背面空間
３３  保護キャップ
３４  圧力導入孔
【図１】
0003599802.tif 000002
【図２】
0003599802.tif 000003
【図３】
0003599802.tif 000004
【図４】
0003599802.tif 000005