(57)【要約】【課題】  流体制御装置の第１、第２制御バルブの閉弁位置を確実に規制しながら、第１、第２制御バルブを開閉するアクチュエータの負荷を低減する。【解決手段】  吸気通路１５およびバイパス通路１７をそれぞれ開閉する第１、第２制御バルブ１９，２０を共通のアクチュエータで相互に逆方向に開閉駆動する際に、第１、第２レバー３９，４０よりなる連動手段２１で連結された第１、第２制御バルブ１９，２０をそれぞれ第１、第２捩じりばね４１，４３で閉弁方向に付勢したので、第１、第２捩じりばね４１，４３の弾発力で第１、第２制御バルブ１９，２０の閉弁位置を確実に規制することができるだけでなく、第１、第２制御バルブ１９，２０を何れの方向に開閉する場合でも第１、第２捩じりばね４１，４３の弾発力が相殺するので、第１、第２捩じりばね４１，４３を設けたことによるアクチュエータの負荷増大を回避して該アクチュエータの小型化や駆動エネルギーの節減を図ることができる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流通する第１通路（１４，１５）と、第１通路（１４，１５）から分岐して該第１通路（１４，１５）を迂回する第２通路（１６，１７）と、第１通路（１４，１５）を開閉する第１制御バルブ（１９）と、第２通路（１６，１７）を開閉する第２制御バルブ（２０）と、第１、第２制御バルブ（１９，２０）を開閉駆動する共通のアクチュエータ（２２）とを備えた流体制御装置において、
第１制御バルブ（１９）が開弁するときに第２制御バルブ（２０）が閉弁し、第１制御バルブ（１９）が閉弁するときに第２制御バルブ（２０）が開弁するように該第１、第２制御バルブ（１９，２０）を連動手段（２１）で連結し、第１制御バルブ（１９）を第１弾発手段（４１）で閉弁方向に付勢するとともに第２制御バルブ（２０）を第２弾発手段（４３）で閉弁方向に付勢したことを特徴とする流体制御装置。
【請求項２】
アクチュエータ（２２）を第１制御バルブ（１９）に接続し、第２弾発手段（４３）の弾発力を第１弾発手段（４１）の弾発力よりも強く設定したことを特徴とする、請求項１に記載の流体制御装置。
【請求項３】
第１、第２制御バルブ（１９，２０）の全閉位置をそれぞれ規制するストッパ手段（３９ｂ，４０ｂ，４２，４４）を設けたことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の流体制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体が流通する第１通路と、第１通路から分岐して該第１通路を迂回する第２通路と、第１通路を開閉する第１制御バルブと、第２通路を開閉する第２制御バルブと、第１、第２制御バルブを開閉駆動する共通のアクチュエータとを備えた流体制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボチャージャを備えたディーゼルエンジンの吸気通路にインタークーラを配置するとともに、このインタークーラをバイパスするバイパス通路の両端を吸気通路に接続し、吸気通路およびバイパス通路の分岐部の近傍にそれぞれ設けた２個の制御バルブを共通のアクチュエータで開閉駆動するものが、下記特許文献１により公知である。
【特許文献１】特公平５−７４６８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
アクチュエータで開閉される制御バルブの閉弁位置を確実に規制するには、その制御バルブをスプリング等の弾発手段で閉弁方向に付勢することが必要である。しかしながら、制御バルブを弾発手段で閉弁方向に付勢すると、アクチュエータで制御バルブを開弁する際に必要な駆動力が弾発手段の弾発力の分だけ大きくなるため、大型のアクチュエータが必要になったりアクチュエータの消費電力が増加したりする問題がある。
【０００４】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、流体制御装置の第１、第２制御バルブの閉弁位置を確実に規制しながら、第１、第２制御バルブを開閉するアクチュエータの負荷を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、流体が流通する第１通路と、第１通路から分岐して該第１通路を迂回する第２通路と、第１通路を開閉する第１制御バルブと、第２通路を開閉する第２制御バルブと、第１、第２制御バルブを開閉駆動する共通のアクチュエータとを備えた流体制御装置において、第１制御バルブが開弁するときに第２制御バルブが閉弁し、第１制御バルブが閉弁するときに第２制御バルブが開弁するように該第１、第２制御バルブを連動手段で連結し、第１制御バルブを第１弾発手段で閉弁方向に付勢するとともに第２制御バルブを第２弾発手段で閉弁方向に付勢したことを特徴とする流体制御装置が提案される。
【０００６】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、アクチュエータを第１制御バルブに接続し、第２弾発手段の弾発力を第１弾発手段の弾発力よりも強く設定したことを特徴とする流体制御装置が提案される。
【０００７】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、第１、第２制御バルブの全閉位置をそれぞれ規制するストッパ手段を設けたことを特徴とする流体制御装置が提案される。
【０００８】
尚、実施例の上流側吸気通路１４および下流側吸気通路１５は本発明の第１通路に対応し、実施例の上流側バイパス通路１６および下流側バイパス通路１７は本発明の第２通路に対応し、実施例の第１捩じりばね４１は本発明の第１弾発手段に対応し、実施例の第２捩じりばね４３は本発明の第２弾発手段に対応し、実施例のストッパ突起３９ｂ，４０ｂおよびストッパボルト４２，４４は本発明のストッパ手段に対応する。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の構成によれば、第１通路および第２通路にそれぞれ設けた第１、第２制御バルブを共通のアクチュエータで相互に逆方向に開閉駆動する際に、連動手段で連結された第１、第２制御バルブをそれぞれ第１、第２弾発手段で閉弁方向に付勢したので、第１、第２弾発手段の弾発力で第１、第２制御バルブの閉弁位置を確実に規制することができるだけでなく、第１、第２制御バルブを何れの方向に開閉する場合でも第１、第２弾発手段の弾発力が相殺するので、第１、第２弾発手段を設けたことによるアクチュエータの負荷増大を回避して該アクチュエータの小型化や駆動エネルギーの節減を図ることができる。      
【００１０】
請求項２の構成によれば、アクチュエータを第１制御バルブに接続したので、第２制御バルブは第１制御バルブにより連動手段を介して間接的に駆動されるが、第２制御バルブを閉弁方向に付勢する第２弾発手段の弾発力を第１制御バルブを閉弁方向に付勢する第１弾発手段の弾発力よりも強く設定したので、アクチュエータの駆動力に頼らずに第２制御バルブを確実に閉弁することができる。
【００１１】
請求項３の構成によれば、第１、第２制御バルブの全閉位置をそれぞれ規制するストッパ手段を設けたので、第１、第２制御バルブを精度良く全閉位置に停止させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１３】
図１〜図６は本発明の一実施例を示すもので、図１はインタークーラ装置の全体正面図、図２は図１の２−２線拡大断面図、図３は図２の３−３線矢視図、図４は図３に対応する作用説明図、図５はインタークーラ装置の模式図、図７は第１、第２制御バルブのトルク特性を示すグラフである。
【００１４】
図１および図５に示すように、自動車のディーゼルエンジン１１を過給するターボチャージャ１２で圧縮された吸気を冷却するインタークーラ１３は、その上流側が上流側吸気通路１４を介してターボチャージャ１２に接続され、その下流側が下流側吸気通路１５を介してディーゼルエンジン１１に接続される。上流側吸気通路１４から分岐する上流側バイパス通路１６と、下流側吸気通路１５から分岐する下流側バイパス通路１７との間に、ディーゼルエンジン１１の冷却水が流通するウオーマ１８が接続される。下流側吸気通路１５にはそれを開閉するバタフライバルブよりなる第１制御バルブ１９が設けられ、下流側バイパス通路１７にはそれを開閉するバタフライバルブよりなる第２制御バルブ２０が設けられる。第１、第２制御バルブ１９，２０は、第１制御バルブ１９が開弁しているときに第２制御バルブ２０が閉弁し、かつ第２制御バルブ２０が開弁しているときに第１制御バルブ１９が閉弁するように連動手段２１で連結されており、共通のアクチュエータ２２によって相互に連動して開閉駆動される。
【００１５】
図２〜図４に示すように、下流側吸気通路１５と一体に形成されて下流側バイパス通路１７の一部を含むバルブハウジング２３は、その開口部を覆うように３本のボルト２４…で固定されたカバー２５を備えており、カバー２５の外面にアクチュエータ２２が図示せぬボルトで固定される。下流側吸気通路１５を開閉する第１制御バルブ１９は、バルブハウジング２３に一対のボールベアリング２６，２７で回転自在に支持した第１バルブシャフト２８に固定され、下流バイパス通路１７を開閉する第２制御バルブ２０は、バルブハウジング２３に一対のボールベアリング２９，３０で回転自在に支持した第２バルブシャフト３１に固定される。
【００１６】
アクチュエータ２２は電気モータ３２の出力軸３２ａの回転を減速して第１バルブシャフト２８に伝達する減速機構３３を備える。減速機構３３はバルブハウジング２３の内部に回転自在に支持した中間軸３４を備えており、電気モータ３２の出力軸３２ａと中間軸３４とが適宜の減速伝動手段３５を介して連結され、かつ中間軸３４に固定した第１スパーギヤ３７が第１バルブシャフト２８の端部に固定した第２スパーギヤ３８に噛合する。
【００１７】
第１、第２制御バルブ１９，２０の開閉を連動させる連動手段で２１は、第１バルブシャフト２８の軸端に固定した第１レバー３９と、第２バルブシャフト３１の軸端に固定した第２レバー４０とを備える。第１バルブシャフト２８の周囲を囲むように配置された第１捩じりばね４１の一端をバルブハウジング２３に設けたばね受け２３ａに係止し、かつ他端を第１レバー３９に設けたばね受け３９ａに係止することで、第１レバー３９は図３および図４の時計方向に、つまり第１制御バルブ１９が閉弁する方向に付勢される。第１制御バルブ１９の閉弁位置は、第１レバー３９に設けたストッパ突起３９ｂがバルブハウジング２３に位置調整可能に設けたストッパボルト４２に当接することで精度良く規制される（図４参照）。
【００１８】
また第２バルブシャフト３１の周囲を囲むように配置された第２捩じりばね４３の一端をバルブハウジング２３に設けたばね受け２３ｂに係止し、かつ他端を第２レバー４０に設けたばね受け４０ａに係止することで、第２レバー４０は図３および図４の時計方向に、つまり第２制御バルブ２０が閉弁する方向に付勢される。第２制御バルブ２０の閉弁位置は、第２レバー４０に設けたストッパ突起４０ｂがバルブハウジング２３に位置調整可能に設けたストッパボルト４４に当接することで精度良く規制される（図３参照）。
【００１９】
第１レバー３９に設けたローラ４５が第２レバー４０に形成したカム面４０ｃに当接可能に対向しており、ローラ４５およびカム面４０ｃの当接により第１、第２レバー３９，４０は相互に連動して回転する。
【００２０】
次に、上記構成を備えた実施例の作用を説明する。
【００２１】
ディーゼルエンジン１１が通常運転状態にあるとき、図３に示すように、第１制御バルブ１９が開弁して下流側吸気通路１５を開放し、かつ第２制御バルブ２０が閉弁して下流側バイパス通路１７を閉塞する。このとき、第１レバー３９のローラ４５が第２レバー４０のカム面４０ｃから僅かに離間し、かつ第２捩じりばね４３の弾発力で第２レバー４０のストッパ突起４０ｂがストッパボルト４４に当接することで、第２制御バルブ２０の閉弁位置を正確に規制してカジリの発生を防止することができる。この状態では、ターボチャージャ１２で圧縮された高温の吸気が上流側吸気通路１４および下流側吸気通路１５間のインタークーラ１３を通過するので、インタークーラ１３で吸気を冷却してディーゼルエンジン１１の出力を更に増加させることができる。
【００２２】
ディーゼルエンジン１１の排気中のＰＭ（排気微粒子：Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ）を吸着して浄化処理するためのＰＭトラップを定期的に再生するためには、吸気温度を高めることで排気温度を高め、高温の排ガスでＰＭトラップ中のＰＭを燃焼させる必要がある。この場合には、アクチュエータ２２を駆動して開弁状態にある第１制御バルブ１９を閉弁するとともに、閉弁状態にある第２制御バルブ２０を開弁することで、図４に示すように、下流側吸気通路１５を閉塞して下流側バイパス通路１７を開放する。その結果、ターボチャージャ１２で圧縮された高温の吸気は、インタークーラ１３を通過することなく、上流側バイパス通路１６および下流側バイパス通路１７間のウオーマ１８を通過することで、更に加熱された状態でディーゼルエンジン１１に供給される。
【００２３】
第１、第２制御バルブ１９，２０を図３の状態から図４の状態に開閉すべくアクチュエータ２２を駆動すると、電気モータ３２の出力軸３２ａの回転が減速伝動手段３５、中間軸３４、第１スパーギヤ３７および第２スパーギヤ３８を介して第１バルブシャフト２８に伝達され、第１バルブシャフト２８に設けた第１制御バルブ１９を閉弁位置へと駆動する。図４に示すように、第１制御バルブ１９が閉弁位置にあるとき、第１レバー３９のストッパ突起３９ｂがストッパボルト４２に当接することで、第１制御バルブ１９の閉弁位置を正確に規制してカジリの発生を防止することができる。
【００２４】
第１制御バルブ１９と共に第１レバー３９が図３の位置から図４の位置へと時計方向に回転すると、第１レバー３９のローラ４５にカム面４０ｃを押圧された第２レバー４０が第２捩じりばね４３の弾発力に抗して反時計方向に回転することで、第２制御バルブ２０が開弁する。このとき、第１捩じりばね４１の弾発力は第１制御バルブ１９の回転を補助する方向に作用するが、第２捩じりばね４３の弾発力は第２制御バルブ２０の回転を阻止するように作用するため、第１、第２捩じりばね４１，４３の弾発力が相殺してアクチュエータ２２の負荷を軽減し、電気モータ３２の小型化を可能にするとともに消費電力の節減を図ることができる。
【００２５】
逆に、第１、第２制御バルブ１９，２０を図４の状態から図３の状態に開閉する場合には、先ずアクチュエータ２２の駆動力で第１制御バルブ１９が反時計方向に回転して開弁し、第１制御バルブ１９と一体の第１レバー３９のローラ４５にカム面４０ｃを追従させながら、第２捩じりばね４３の弾発力で第２レバー４０が時計方向に回転して制御バルブ２０が閉弁する。このとき、第１捩じりばね４１の弾発力は第１制御バルブ１９の回転を阻止する方向に作用するが、第２捩じりばね４３の弾発力は第２制御バルブ２０の回転を補助するように作用するため、第１、第２捩じりばね４１，４３の弾発力が相殺してアクチュエータ２２の負荷を軽減し、電気モータ３２の小型化を可能にするとともに消費電力の節減を図ることができる。                                                      以上のように、共通のアクチュエータ２２で第１、第２制御バルブ１９，２０の一方を開弁して他方を閉弁するとき、第１、第２制御バルブ１９，２０を閉弁方向に付勢する第１、第２捩じりばね４１，４３の弾発力が相殺されるので、第１、第２捩じりばね４１，４３の弾発力で第１、第２制御バルブ１９，２０を確実に閉弁させながら、アクチュエータ２２の駆動力を節減することができる。
【００２６】
また第１制御バルブ１９はアクチュエータ２２によって直接駆動されるが、第２制御バルブ２０は第１制御バルブ１９によって連動手段２１を介して間接的に駆動されるものであり、しかも連動手段２１はローラ４５とカム面４０ｃとの接触により駆動力を伝達する構造であるため、アクチュエータ２２の駆動力によって第２制御バルブ２０を直接閉弁することはできず、第２制御バルブ２０は第２捩じりばね４３の弾発力で閉弁することになる。このとき、第１制御バルブ１９の第１捩じりばね４１の弾発力は第２制御バルブ２０を開弁する方向に作用するが、第２制御バルブ２０を閉弁する方向に作用する第２捩じりばね４３の弾発力を第１捩じりばね４１の弾発力よりも強く設定することで、第２制御バルブ２０を確実に開弁することができる。
【００２７】
図６のグラフの横軸は第１制御バルブ１９の位相であって、第１制御バルブ１９は位相０°の全閉位置と位相８０°の全開位置との間を回転する。レバー比は第２レバー４０のレバー長を第１レバー３９のレバー長で除算したもので、第１制御バルブ１９の位相の増加に伴ってレバー比は一旦減少した後に増加する。また第１、第２捩じりばね４１，４３の弾発力によるトルクは第１制御バルブ１９の位相の増加に伴ってリニアに変化する。第１バルブシャフト２８の軸トルクは、第１、第２捩じりばね４１，４３の弾発力によるトルクとレバー比とから算出されるもので、この第１バルブシャフト２８の軸トルクがアクチュエータ２２に加わる負荷になる。
【００２８】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００２９】
例えば、本発明の流体制御装置は実施例のインタークーラ装置以外の任意の用途に適用することができる。
【００３０】
またアクチュエータ２２は電気モータ３２を駆動源とするものに限定されず、油圧モータやソレノイド等の他の任意の駆動源を持つものに適用することができる。
【００３１】
また連動手段２１は第１、第２レバー３９，４０を用いたものに限定されず、カム機構、リンク機構、ギヤ機構等の任意のものを採用することができる。
【００３２】
また本発明の弾発手段は捩じりばね４１，４３に限定されず、任意の構造のばねを採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】インタークーラ装置の全体正面図
【図２】図１の２−２線拡大断面図
【図３】図２の３−３線矢視図
【図４】図３に対応する作用説明図
【図５】インタークーラ装置の模式図
【図６】第１、第２制御バルブのトルク特性を示すグラフ
【符号の説明】
【００３４】
１４        上流側吸気通路（第１通路）
１５        下流側吸気通路（第１通路）
１６        上流側バイパス通路（第２通路）
１７        下流側バイパス通路（第２通路）
１９        第１制御バルブ
２０        第２制御バルブ
２１        連動手段
２２        アクチュエータ
３９ｂ      ストッパ突起（ストッパ手段）
４０ｂ      ストッパ突起（ストッパ手段）
４１        第１捩じりばね（第１弾発手段）
４２        ストッパボルト（ストッパ手段）
４３        第２捩じりばね（第２弾発手段）
４４        ストッパボルト（ストッパ手段）
【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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