(57)【要約】【課題】負圧アクチュエータを用いた駆動部品において、負圧アクチュエータと被駆動部を屈曲自在なワイヤーで結合し、負圧アクチュエータのレイアウト性の自由度向上およびダイヤフラムの信頼性の向上をはかる。【解決手段】負圧アクチュエータと被駆動部のレバーを屈曲自在なワイヤーで結合し、レバー側にはリターンスプリングを設けることで負圧アクチュエータのレイアウト性の自由度向上およびダイヤフラムの信頼性の向上をはかる。【選択図】　図４
2004019504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも両端が吸気通路体に固定されるチューブ、
当該チューブ内を進退可能に構成されたワイヤー、
当該ワイヤーの一端に接続されたロッド、
当該ロッドに駆動力を付与する負圧駆動ダイヤフラム、
を備えた負圧アクチュエータ装置。
【請求項２】
少なくとも両端が吸気通路体に固定されたチューブ、
当該チューブ内を進退可能に構成されたワイヤー、
当該ワイヤーの一端に接続される出力ロッドを備えた負圧アクチュエータ、
前記吸気通路体に回転可能に軸支された回転軸、
この回転軸に固定された空気通路制御バルブ、
一端が前記ワイヤーの他端に接続され、他端が前記回転軸に固定された回転レバー、
を備えた空気通路制御バルブ装置
【請求項３】
出力ロッドと被駆動側機器とが屈曲自在なワイヤーにより結合され、前記出力ロッドを元の位置に戻すスプリングと、前記被駆動機器側に設けた被駆動機器を元の位置に戻すスプリングとによって前記出力ロッドを初期位置に戻す機能を得ることを特徴とする負圧アクチュエータ。
【請求項４】
請求項３において、前記出力ロッドが固定されたダイヤフラムを有し、このダイヤフラムに設けられた可動子が、固定部材側に設けられたガイドにより径方向への動きが規制されることを特徴とする負圧アクチュエータ。
【請求項５】
出力ロッドと被駆動側機器とが屈曲自在なワイヤーにより結合され、前記被駆動機器側に設けたスプリングによってのみ前記出力ロッドを初期位置に戻す機能を得ることを特徴とする負圧アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の内燃機関に用いる負圧アクチュエータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の負圧アクチュエータは、特開平５−１４９１５２号公報，特開平５−１４９２５３号公報に記載されたものが知られている。
【０００３】
これら負圧アクチュエータは負圧で駆動されるダイヤフラムと、このダイヤフラムによって駆動される出力ロッドとを備え、この出力ロッドにはワイヤーの一端が接続されている。
【０００４】
ワイヤーの他端は被駆動機器側の例えばレバーに接続される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の構成ではワイヤーの動きを規制するワイヤー保持部が負圧アクチュエータのハウジングに一体に設けられているため、被制御機器との位置関係が制約を受ける問題があった。
【０００６】
例えば内燃機関の吸気モジュールに装備される可変吸気バルブやスワールコントロールバルブは、インテークマニホールドの独立吸気管それぞれに配置されているため、バルブの軸はインテークマニホールドをカムシャフトと平行に貫通している。そのためバルブ軸に締結されているレバーはインテークマニホールド横に位置するため、レバーに結合されている負圧アクチュエータはインテークマニホールド横に配置しなければならず、この制約によりエンジン廻りの部品との干渉またはレイアウトが成立しないという問題があった。
【０００７】
また、ワイヤー固定機構を設けるため、アクチュエータ自身が特殊な構成にならざるを得なかった。
【０００８】
本発明は、例えばインテークマニホールド用の可変吸気バルブ，スワールコントロールバルブ等に使用する負圧アクチュエータのレイアウトの自由度の向上及び構成の簡素化と信頼性を向上させることを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明になる負圧アクチュエータは、少なくとも両端が吸気通路体に固定されるチューブ，当該チューブ内を進退可能に構成されたワイヤー，当該ワイヤーの一端に接続された出力ロッド，当該出力ロッドに駆動力を付与する負圧駆動ダイヤフラムにより構成した。
【００１０】
また、上記目的を達成するため本発明になる空気通路制御バルブ装置は、少なくとも両端が吸気通路体に固定されたチューブ，当該チューブ内を進退可能に構成されたワイヤー，当該ワイヤーの一端に接続される出力ロッドを備えた負圧アクチュエータ，前記吸気通路体に回転可能に軸支された回転軸，この回転軸に固定された空気通路制御バルブ，一端が前記ワイヤーの他端に接続され、他端が前記回転軸に固定された回転レバーにより構成した。
【００１１】
上記目的を達成する別の発明になる負圧アクチュエータは、被駆動機器としてのバルブの回転軸に締結されたレバーは屈曲自在なワイヤーにより負圧アクチュエータの出力ロッドに結合され、被駆動部側に設けたバルブ戻し用のスプリングによって出力ロッドの戻し力を得るように構成される。
【００１２】
また、ダイヤフラムと一体の可動子が、負圧アクチュエータのハウジングに設けたガイドにより案内されるよう構成すると好適である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明が実施されるシステム全体の一例を、図４を基に説明する。
【００１４】
内燃機関の吸気通路体５０にはインテークマニホールド５１の吸気管長を切り替える可変吸気バルブ，スワールコントロールバルブ等の空気通路制御バルブ装置が設けられている。これら空気通路制御バルブ装置の駆動に使用される負圧アクチュエータ装置は図に示すように負圧アクチュエータ１０，バルブ軸に締結されるレバー３０，３方ソレノイド５２，負圧タンク５３，チェックバルブ５４，負圧配管５５で構成されている。
【００１５】
負圧アクチュエータ１０は、負圧アクチュエータ内部のダイヤフラム１３と一体の出力ロッド１６を有する。出力ロッド１６にはワイヤー２０のインナーワイヤー２１の一端が接続され、インナーワイヤー２１の他端はレバー３０に結合されている。ワイヤー２０のアウタチューブ２２は一端と他端とで固定部材２５，２６により吸気通路体の外壁に固定されている。インナワイヤーはアウターチューブに対して自由にスライドできる。かくして負圧によるダイヤフラム１３の移動による駆動力を出力ロッド１６，ワイヤー２０を介してレバー３０に伝達している。レバー３０はバルブ３２の回転軸３３に固定されており、レバー３０の回動により、バルブ３２が開閉する。３１はバルブをイニシャル開度位置に戻すスプリングで、本実施例ではバルブのイニシャル開度は全閉位置である。このバルブをイニシャル開度位置に戻す力はレバー３０を介してインナワイヤー２１，出力ロッド１６にも伝達され、負圧アクチュエータ１０のダイヤフラム１３をイニシャル位置に戻す力としても作用する。固定部材２５，２６は負圧アクチュエータ１０の取り付け位置とレバー３０の位置関係に応じて吸気通路体５０や周辺機器の都合の良い位置に設置することができる。
【００１６】
負圧タンク５３に蓄積された負圧は、図示されないコントロールユニットの信号により３方ソレノイド５２のバルブを通過し負圧アクチュエータに達し、負圧アクチュエータ１０の内部のダイヤフラムを駆動する。
【００１７】
図１を基に本発明の一実施例の形態を説明する。負圧アクチュエータ１０は、アッパーケース１１，ロアケース１２，ダイヤフラム１３，アッパープレート１４，ロアプレート１５，出力ロッド１６，スプリング１７から構成されている。ダイヤフラム１３は、中央部をアッパープレート１４，ロアプレート１５によって挟みこまれ、円周部をアッパーケース１１，ロアケース１２によって挟みこまれ負圧室を形成している。負圧室内にスプリング１７を配置することで、負圧室内の圧力が大気圧となった時に、ダイヤフラムを図示の初期の位置に戻す構成としている。出力ロッド１６はアッパープレート１４，ロアプレート１５に締結され、負圧によるダイヤフラム１３の作動を出力ロッド端部に結合されたワイヤー２０に伝達する。ワイヤー２０のもう一方の端部は、図示されないバルブに締結されたレバー３０に結合され、ダイヤフラム１３の作動をバルブに伝達している。ワイヤー２０は、ダイヤフラム１３の移動に伴い移動するインナーワイヤー２１と、ワイヤー２０を自在に配置可能とするためのアウターチューブ２２より構成されている。アウターチューブ２２の両端はそれぞれ、負圧アクチュエータ及びレバーのそれぞれの近傍のインテークマニホールド上などに固定部材２５，２６で固定されている。レバー３０は、リターンスプリング３１を有しバルブを初期の位置に戻している。
【００１８】
図２をもとに請求項２の実施例の形態を示す。請求項１ではダイヤフラム１３の作動は規制されていなかったが、本請求項ではアッパープレート１４，ロアプレート１５の動作に伴い出力ロッド１６の中心線が常に負圧アクチュエータ本体１０の中心線上に位置するように、アッパープレート１４とアッパーケース１１にガイド１８を設けたものである。ガイドには、図に示すようなストッパー１９を設けて、ダイヤフラムの捩じれを防いでいる。
【００１９】
図３をもとに請求項３の実施例の形態を示す。請求項１では負圧アクチュエータ１０の内部にスプリング１７を配置していたが、本請求項ではスプリングを廃したものである。レバー３０作動後の戻りは、レバー３０に組込まれたリターンスプリング３１により初期位置に戻される。
【００２０】
なお、上述のガイドは、アッパープレート１４とアッパーケース１１に設けたが、出力ロッド１６とロアケース１２に設置してもよい。
【００２１】
以下に本実施例の基本構成を図面の符号を参照して説明する。
【００２２】
１）．少なくとも両端が吸気通路体５０に固定されるチューブ（アウターチューブ２２），当該チューブ（アウターチューブ２２）内を進退可能に構成されたワイヤー（インナーワイヤー２１），当該ワイヤー（インナーワイヤー２１）の一端に接続された出力ロッド１６，当該出力ロッド１６に駆動力を付与する負圧駆動ダイヤフラム１３を備えた負圧アクチュエータ装置。
【００２３】
２）．少なくとも両端が吸気通路体５０に固定されたチューブ（アウターチューブ２２），当該チューブ（アウターチューブ２２）内を進退可能に構成されたワイヤー（インナーワイヤー２１），当該ワイヤー（インナーワイヤー２１）の一端に接続される出力ロッド１６を備えた負圧アクチュエータ１０，吸気通路体５０に回転可能に軸支された回転軸３３，この回転軸３３に固定された空気通路制御バルブ３２，一端がワイヤー（インナーワイヤー２１）の他端に接続され、他端が回転軸３３に固定された回転レバー（レバー３０）を備えた空気通路制御バルブ装置。
【００２４】
以下に本実施例における実施態様の作用効果をまとめて説明する。
【００２５】
１）．負圧アクチュエータとバルブ軸に締結されたレバーは屈曲自在なワイヤーにより結合され、レバーまたはバルブ側等の被駆動部側にスプリングによるリターン機能を有したものである。屈曲自在なワイヤーを使用することにより、負圧アクチュエータの取付け位置は、インテークマニホールド長手方向横に取付けなければならないという制約が無くなり、レイアウト上有利な場所に負圧アクチュエータを配置することができる。またスプリングを、バルブ軸に締結されているレバーまたはバルブ側の被駆動部側に配置することにより、負圧アクチュエータ内の負圧が開放された時のバルブの戻り位置に確実に戻すことができる。
【００２６】
２）．上記１）において負圧アクチュエータ内部のダイヤフラムと一体の可動部分が、負圧アクチュエータのハウジングに設けたガイドにより平行に移動するようにしたものである。負圧アクチュエータと被駆動部側はワイヤーにより接続されているため内部のダイヤフラムと一体の可動部分が平行に移動するので、負圧アクチュエータにハウジングを設けることができる。これにより、ダイヤフラムの往復運動に伴うダイヤフラムの変形を、任意の同一円周上で均一とすることが可能となり局部的な応力集中を避けることができ信頼性を向上させることができる。
【００２７】
３）．上記１）において負圧アクチュエータ内部にスプリングを配置しないようにしたものである。バルブを戻すためのスプリングは上記１）で述べたように、バルブ軸に締結されているレバーまたはバルブ側の被駆動部側に配置してあるので、負圧アクチュエータ内部にスプリングを設置しなくても機能を満足させることができる。これにより、不要なコストアップを防ぐことができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上の通り本発明によれば、負圧アクチュエータの取付け位置が固定部材の位置を選択するだけで自由に設定できる。例えば、可変吸気バルブ，スワールコントロールバルブ等の被駆動機器の位置に関係なく任意に設定できるので、レイアウトの自由度が向上する。
【００２９】
また、アクチュエータ自身の構成がシンプルになるのでコストが安くでき、信頼性も向上する。
【００３０】
また、市販の負圧アクチュエータで構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１の実施例の一つを示す負圧アクチュエータ構成を示した図像。
【図２】請求項２の実施例の一つを示す負圧アクチュエータ構成を示した図像。
【図３】請求項３の実施例の一つを示す負圧アクチュエータ構成を示した図像。
【図４】従来の負圧アクチュエータ構成を示した図像。
【符号の説明】
１０…負圧アクチュエータ、１１…アッパーケース、１２…ロアケース、１３…ダイヤフラム、１４…アッパープレート、１５…ロアプレート、１６…出力ロッド、１７…スプリング、１８…ガイド、１９…ストッパー、２０…ワイヤー、２１…インナーワイヤー、２２…アウターチューブ、２５，２６…固定部材、
３０…レバー、３１…リターンスプリング、５２…３方ソレノイド、５３…負圧タンク、５４…チェックバルブ、５５…負圧配管。
【図１】
2004019504.tif 000003
【図２】
2004019504.tif 000004
【図３】
2004019504.tif 000005
【図４】
2004019504.tif 000006