| 【発明の名称】 |
内燃機関用負圧駆動装置、電磁切替弁装着用ケーシング、負圧タンク |
| 【発明者】 |
【氏名】嶺岸 輝彦
【氏名】棟方 明広
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| 【要約】 |
【課題】内燃機関の負圧機器間を接続する配管の部品点数を削減し、負圧機器の部品の集約化を図り、組み立て作業の簡便化およびコストの低減を図る。
【解決手段】内燃機関用の負圧アクチュエータ、負圧を蓄積する負圧タンク１０、大気圧と負圧の導入を切り替える電磁切替弁９とを備える。負圧タンク１０には、負圧取り出し側に電磁切替弁９を装着するためのケーシング１０Ａが付設される。このケーシングに装着される電磁切替弁９の負圧ポート９０３と出口ポート９０４がシール９０１，９０２を介して負圧タンクに設けた嵌合孔１０４に挿入結合される。この嵌合孔１０４における出口ポート９０４の周りに環状の隙間１０７が確保され、ケーシング１０Ａに環状の隙間１０７に通じる配管接続部１０６が設けられる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 内燃機関用の負圧アクチュエータ、負圧を蓄積する負圧タンク、大気圧と負圧の導入を切り替える電磁切替弁とを備えた負圧駆動装置において、前記負圧タンクには、負圧取り出し側に前記電磁式切替弁が装着され、該電磁切替弁の負圧取り入れポートが該負圧タンクに設けた嵌合孔にシール部材を介して挿入結合されていることを特徴とする内燃機関用負圧駆動装置。
【請求項２】 内燃機関用の負圧アクチュエータ、負圧を蓄積する負圧タンク、大気圧と負圧の導入を切り替える電磁切替弁とを備えた負圧駆動装置において、前記負圧タンクには、負圧取り出し側に前記電磁切替弁を装着するためのケーシングが付設され、このケーシングに装着される電磁切替弁の負圧取り入れポート及び出口ポートがシール部材を介して該負圧タンクに設けた嵌合孔に挿入結合され、この嵌合孔における前記出口ポートの周りに環状の隙間が確保され、前記ケーシングに前記環状の隙間に通じる配管接続部が設けられ、この配管接続部を介して前記負圧アクチュエータに通じる圧力導管が接続されるようにしたことを特徴とする内燃機関用負圧駆動装置。
【請求項３】 前記負圧タンクの負圧取り入れ口にワンウェイバルブが装着されている請求項１又は２記載の内燃機関用負圧駆動装置。
【請求項４】 内燃機関用の負圧アクチュエータに負圧を供給するための負圧タンクにおいて、タンク本体の負圧取り出し側に電磁切替弁装着用のケーシングが付設され、このケーシングは内部に、負圧導入通路と、大気圧・負圧切替用の電磁切替弁を挿入により装着可能にした電磁切替弁装着部と、前記電磁切替弁の負圧取り入れポート及び出口ポートをシール部材を介して挿入させる嵌合孔と、前記出口ポートの周囲に形成される環状の隙間と通じる配管接続部とを有し、前記電磁切替弁を前記ケーシングに挿入するだけでその負圧取り入れポートが前記負圧導入通路に臨み、前記配管接続部を介して前記負圧アクチュエータに通じる圧力導管が接続可能にしてあることを特徴とする内燃機関用の負圧タンク。
【請求項５】 内燃機関用の負圧アクチュエータにつながる負圧経路に配置される電磁切替弁装着用のケーシングであって、該ケーシングの内部には、負圧導入通路と、大気圧・負圧切替用の電磁切替弁を挿入により装着可能にした装着部と、前記電磁切替弁の負圧取り入れポート及び出口ポートを挿入させる嵌合孔と、負圧アクチュエータ側に通じる通孔とが形成されており、前記電磁切替弁を前記ケーシングに挿入するだけで、前記負圧取り入れポートが前記負圧導入通路に臨むと共に、前記出口ポートの周囲には、環状の隙間がシールされつつ確保され、この環状の隙間と前記通孔が連通していることを特徴とする内燃機関の電磁切替弁装着用ケーシング。
【請求項６】 内燃機関の負圧アクチュエータの駆動源となる負圧を吸気管よりワンウェイバルブを介して取り入れ蓄積する負圧タンクにおいて、前記ワンウェイバルブは、先端に弾性体のリップ部を設けたタイプであり、該リップ部と反対側の一端にフランジが設けられ、前記負圧タンクの負圧取り入れ口を構成する壁面が負圧タンクの内側に突出し、この突出部の端面に前記フランジを嵌め込むと共に、前記リップ部を前記負圧取り入れ口に挿入した状態で、前記突出部に負圧通孔付のキャップを取り付け、このキャップと前記突出部とで前記フランジを挟み付けることで前記ワンウェイバルブが固定されていることを特徴とする内燃機関用負圧タンク。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の各種用途に使用可能な負圧駆動装置、それに用いる負圧タンク、電磁切替弁装着用のケーシングに関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関の分野では、吸気管の絞り弁下流に発生する負圧を利用して、内燃機関の種々のアクチュエータを駆動する技術が知られている。
【０００３】例えば、内燃機関の燃焼室内に噴射燃料と共に吸入空気を供給する場合に、燃焼室内に混合気の渦流を発生させるシステムが存在しているが（例えば、特開平５−２２２９４１号、特開平７−１８９７１０号）、この燃焼システムに使用する吸気管の偏流バルブは、負圧アクチュエータの負圧と大気圧の切替制御により開閉される。
【０００４】このような偏流バルブは、吸気管に流れる空気流に偏流を生じさせて、燃焼室内に流入させるものである。
【０００５】その他に、EGRバルブ（排気ガス還流弁）などにおいても負圧アクチュエータが用いられている。
【０００６】従来のこの種の負圧駆動装置は、内燃機関の吸気管（吸気ブランチ）、負圧タンク、負圧・大気圧切替用の電磁弁、負圧アクチュエータをそれぞれ独立に構成してこれらの独立した負圧機器を圧力伝達配管でつないでいた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、この種負圧駆動装置の負圧機器間を接続する配管の部品点数を削減し、しかも負圧機器の部品の集約化を図り、組み立て作業の簡便化およびコストの低減を図ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達成するために、基本的には、内燃機関用の負圧アクチュエータ、負圧を蓄積する負圧タンク、大気圧と負圧の導入を切り替える電磁切替弁とを備えた負圧駆動装置において、負圧タンクに電磁式切替弁を直接結合させるようにした。
【０００９】この電磁式切替弁は、負圧タンクにおける負圧取り出し側に装着され、その負圧取り入れポートが該負圧タンクに設けた嵌合孔にシール部材を介して挿入結合されている。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１１】図１は本発明の一実施例にかかる内燃機関用負圧駆動装置の断面図、図２はそれに用いる電磁切替弁装着部を示す要部断面図である。
【００１２】図１に示すように、エンジンに吸入される空気は、吸気バルブ２の開弁時に吸気管１からその一部となる吸気ブランチ１Ａを通り燃焼室３に供給される。偏流バルブ４は、その一部を切り欠くことで、該バルブ４の閉弁時には、空気の流れがバルブ４の切り欠きを通過することで、偏流が生じる。この偏流が吸気バルブ２を介して燃焼室３に流入することで、燃焼室３内に渦流が発生する。このような渦流発生システムは、高い燃焼効率が要求される希薄燃焼運転（リーンバーン）時に実行され、通常の燃焼運転時は、偏流バルブ４が開弁状態にあり偏流モードは解除されている。
【００１３】偏流バルブ４は、リンク７を介して負圧アクチュエータ５の出力ロッド８と連結されている。負圧アクチュエータ５は、ダイアフラム式アクチュエータであり、電磁切替弁９の切替制御により負圧を導入したり、負圧解除（大気開放）になることで、ロッド８がストローク動作し、偏流バルブ４が開閉動作する。
【００１４】アクチュエータ５は、大気圧・負圧切替用の電磁弁（電磁切替弁）９の出口ポート９０４に圧力導管（配管）６を介して連通している。圧力導管６は、後述するように電磁切替弁装着用のケーシング１０Ａに設けた配管接続部１０６に接続されている。
【００１５】電磁切替弁９は、図２に示すように、負圧を導入するための負圧取り入れポート（以下、負圧ポートと称する）９０３、大気圧を導入するための大気圧取り入れポート（以下、大気圧ポートと称する）９０５、それらの共通の出口ポート９０４を備える。
【００１６】負圧ポート９０３，大気圧ポート９０５は、電磁切替弁の本体９Ａに内装した電磁コイル（図示せず）のオン，オフにより、出口ポート９０４に対する接続が切り替えられる。ここでは、一例として、電磁コイルをオン（励磁）した時に負圧ポート９０３が出口ポート９０４と通じるように開き，大気圧ポート９０５は閉じる。電磁コイル９のオフ時には、大気圧ポート９０５と負圧ポート９０３が上記とは逆の状態になる。この基本原理自体は周知である。
【００１７】本実施例では、この電磁切替弁９を次のようにした点に特徴がある。
【００１８】すなわち、電磁切替弁９を今までのように負圧伝達経路に独立配置させるのではなく、負圧タンク１０の負圧取り出し側に装着すると共に、その負圧取り入れポート９０３を負圧タンク１０に設けた嵌合孔１０４にシール部材９０１を介して挿入結合する。
【００１９】負圧タンク１０は、タンク本体が負圧室１０１を構成し、負圧取り出し側に電磁切替弁装着用のケーシング１０Ａが付設されている。
【００２０】ケーシング１０Ａは、負圧タンク１０と一体に形成され、筒形を呈してタンク１０の一面から突出している。
【００２１】ケーシング１０Ａの内部に、負圧導入通路１０２と、大気圧・負圧切替用の電磁切替弁９の本体を挿入により装着可能にした電磁切替弁装着部１０３と、電磁切替弁９の負圧ポート９０３及び出口ポート９０４をシール部材９０１，９０２を介して挿入させる嵌合孔１０４とが一連に形成されている。
【００２２】負圧ポート１０２は、電磁切替弁９をケーシング１０Ａに挿入するだけで嵌合孔１０４に嵌まり、負圧導入通路１０２に臨む。
【００２３】負圧ポート９０３を形成する筒部９０３Ａと、出口ポート９０４を形成する筒部９０４Ａとは、前者の方を後者よりも幾分細身にして、両者間に段差を設けている。この段差に合わせて、ケーシング１０Ａの内部の嵌合孔１０４にも段差を設ける。電磁切替弁９をケーシング１０Ａに挿入した時に、これらの段差同士が係り止めすることで、ケーシング１０Ａに対する電磁切替弁９の軸方向における位置が自ずと決定される。
【００２４】出口ポート９０４の周囲には、環状の隙間１０７が確保されている。環状隙間１０７は、出口ポート９０４の筒部９０４Ａ外周と嵌合孔１０４の内周との間の空間よりなる。環状の隙間１０７は、シール部材９０１，９０２により気密性が保持されている。
【００２５】ケーシング１０Ａの壁部には、環状の隙間１０７に通じる圧力通孔（小孔；圧力導出孔）１０５が隙間１０６と直交するようにあけられている。この通孔１０５の一部となる配管接続部１０６がケーシング１０より突出している。この配管接続部１０６を介して、負圧アクチュエータ５に通じる圧力導管６がケーシング１０Ａに接続可能にしてある。
【００２６】電磁切替弁９の電源端子用のコネクタ９０６は、ケーシング１０Ａに設けた切り欠き（図示せず）を通してケーシング１０Ａ外部に引き出されている。大気圧ポート９０５もケーシング１０Ａの外部に出ている。
【００２７】負圧タンク１０（ケーシング１０Ａ）の一端面には、いわゆるスナップフィットといわれるホルダー９０７が取り付けられており、このホルダー９０７により電磁切替弁９が確実にケーシング１０Ａに固定されている。ホルダー９０７は、弾性を有する複数のフック（爪部）９０８を有している。フック９０８がケーシング１０Ａの外周に設けた凹部１０８に掛かり止めすることで、ホルダー８が外れないようにしている。
【００２８】なお、このホルダー９０７の取り付けは、ケーシング１０Ａの外周に突起を形成して、この突起にフック９０８を掛かり止めさせて行ってもよい。また、ホルダー９０７をケーシング１０Ａにねじ止めや加締めにより取り付けてもよい。
【００２９】上記したような電磁弁取り付け構造によれば、負圧アクチュエータ５側には、次のようにして作動圧力が導かれる。
【００３０】電磁切替弁９を通電した場合には、負圧ポート９０３と出口ポート９０４とが連通し、負圧タンク１０の負圧は、負圧導入通路１０２、負圧ポート９０３、出口ポート９０４、環状の隙間１０７、通孔１０５、配管６を介して負圧アクチュエータ５に導かれる。
【００３１】一方、電磁切替弁９の通電を停止した場合には、大気圧ポート９０５と出口ポート９０４とが連通し、大気圧がそのポート９０５、出口ポート９０４、環状の隙間１０７、通孔１０５、配管６を介してアクチュエータ５に導かれる。
【００３２】図３に上記実施例と比較するための従来の電磁切替弁９′と負圧タンク１０との関係を示す。なお、図中、図１、図２と同一符号は、上記実施例の要素と同一或いは共通する要素を示す。
【００３３】従来の電磁切替弁９′は、負圧タンク１０１と別々になっており、その負圧取り入れポート９０３と負圧タンク１０側の圧力取り出し口１１０とが配管６１を介して接続されていた。また、大気圧・負圧切替の出口ポート９０４′は、電磁切替弁９′に設けられている。電磁切替弁９′の固定も別途用意されたブラケット９１１にねじ９１０を用いて固定されていた。
【００３４】図１に示すように、本実施例における負圧タンク１０１の負圧取り入れ口１１には、ワンウェイバルブ１２が装着されている。
【００３５】図４にワンウェイバルブ１２の取り付け状態を拡大して示し、図５にワンウェイバルブ１２の単品状態を斜視図で示す。
【００３６】ワンウェイバルブ１２は、弾性体よりなり、図５に示すように、先端にリップ部１２０を設けたタイプであり、該リップ部と反対側の一端にフランジ１２１が設けられている。このワンウェイバルブ１２の取り付けは、次のようにして行われる。
【００３７】図４に示すように、負圧取り入れ口１１を構成する壁面１１１が負圧タンク１０の内側に突出する。この突出部１１１の端面に環状の嵌め込み溝１１２および１１３を２段にして形成し、このうち溝１２にフランジ１２１を嵌め込む。リップ部１２０を負圧取り入れ口１１に挿入した状態で、突出部１１１の一端面に負圧通孔１２４付のキャップ１２２を取り付け、このキャップ１２２と突出部１１１とでフランジ１２１を挟み付けることで、ワンウェイバルブ１２が負圧タンク１０内壁に固定されている。
【００３８】キャップ１２２は、その側壁に小孔１２３が形成され、この小孔１２３にタンク壁面の突出部１１１外周に設けた爪１２５が係合することで、キャップ１２２の外れ防止がなされている。
【００３９】負圧取り入れ口１１のうちタンク１０外壁面から突出する部分が配管接続部となって、負圧導入配管１３の一端と接続されている。負圧導入配管１３の他端は吸気管１の負圧取り出し口１４に接続されている。
【００４０】内燃機関の絞り弁下流の吸気管圧力が負圧になり且つ負圧タンク１０内の圧力が吸気管負圧よりも大きいときには、ワンウェイバルブ１２のリップ部１２０が開き、吸気管負圧が配管１３を介して負圧タンク１０内に導かれ、タンク１０内に負圧が蓄積される。
【００４１】なお、ワンウェイバルブ１２の取り付けは、他のタイプのものでもよく、また、螺合による固定やねじ締め、圧入による固定方法を用いても実現可能である。ただし、上記したリップタイプのものが、製品コストが安く、また取り付けが簡便である。
【００４２】図６にワンウェイバルブ１２の別の態様を示す。
【００４３】図６のワンウェイバルブ１２は、傘型形状をしていて外周部分にリップ部１２０が設けられており、図４の実施例と同様に負圧タンク１０の内壁１１１に取り付けられている。図４の例と同様にリップ部１２０が弾性材であるが故に順方向のみに気体を流す特性が得られる。
【００４４】図７に比較のために従来のワンウェイバルブ１２′と負圧タンク１０との関係を示す。
【００４５】従来の構成では、内部にチェックボール１２７とスプリング１２６を内蔵したワンウェイバルブ１２′が独立して配置されていた。この構成では、負圧タンク１０の負圧取り入れ口１１とワンウェイバルブ１２の間は配管１３１を介して接続されている。
【００４６】一方、ワンウェイバルブ１２の他端は、配管１３を介して吸気管側と接続されている。
【００４７】本実施例によれば、次のような効果を奏する。
【００４８】（１）負圧タンク１０に電磁切替弁９を一体に取り付けることで、負圧タンク１０と電磁切替弁９間の配管や従来のブラケット９１１を省略することができ、部品点数および配管接続工数を削減することができる。
【００４９】（２）ワンウェイバルブ１２についても、負圧タンク１０に一体に取り付けることで、ワンウェイバルブ１２と負圧タンク１０間の配管を省略することができる。
【００５０】（３）電磁切替弁９をケーシング１０Ａに挿入するだけで、電磁弁９と負圧タンク１０との結合が可能となり、ワンタッチで負圧ポート９０３が負圧導入通路１０２に臨み、同時に出口ポート９０４が環状隙間１０７を介して通孔１０５に通じるので、部品の組み立て作業の簡便化を図ることができる。
【００５１】（４）ワンウェイバルブ１２の負圧タンク内部への取り付けが簡単であり、また、ワンウェイバルブ内部にチェックボール１２７とスプリング１２６を内蔵していないので、スプリングの共振などによる動作不安定現象も回避することができ、信頼性も向上する。
【００５２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、この種負圧駆動装置の負圧機器間を接続する配管の部品点数を削減し、しかも負圧機器の部品の集約化を図り、組み立て作業の簡便化およびコストの低減を図ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５１０８
【氏名又は名称】株式会社日立製作所
【識別番号】０００２３２９９９
【氏名又は名称】株式会社日立カーエンジニアリング
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| 【出願日】 |
平成１２年２月２８日（２０００．２．２８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６８５０４
【弁理士】
【氏名又は名称】小川 勝男 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２４１３３０（Ｐ２００１−２４１３３０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年９月７日（２００１．９．７） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−５５９８８（Ｐ２０００−５５９８８） |
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