JPH0122517B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電磁的に作用するリニアモータによ
り、スライドバルブを開閉作動させ流体の連通流
量を比例的に制御する電動式流量制御バルブ装置
に関するものである。

一般に、この種の電動式流量制御バルブ装置
は、中空鉄心と、該鉄心上に摺動可能に配設され
たボビンと、該ボビン上に巻かれた電磁コイルの
巻線に対し直角に磁束が通るように配列された永
久磁石と、該永久磁石の磁気回路を前記鉄心と共
に形成する磁性体ヨーク或いは磁性体ボデイとに
より可動コイル型リニアモータを構成し、更に前
記ボビンの作動に応動して前記中空鉄心上に形成
された連通穴上を摺動し該穴の開口面積を制御す
るスライドバルブと、該スライドバルブを連通穴
を全閉する方向に付勢するスプリングとを備えて
いる。

この様な電動式流量制御バルブ装置は、エンジ
ンのアイドリング回転を制御するためにスロツト
ルバルブをバイアスした吸気通路中に配設され
る。

しかしながら、この様な電動式流量制御バルブ
装置には高温高湿の空気が流れるので、雰囲気温
度がマイナス20〜30℃にまで低下すると、エンジ
ンが停止された際に、スライドバルブがスプリン
グの付勢力によつて全閉位置に保持された状態で
スライドバルブの摺動面に氷結が生じることがあ
つた。スライドバルブの摺動面に氷結が発生する
と、再びイグニツシヨンキースイツチを操作して
エンジンを始動しようとしても、スライドバルブ
が全閉であることから、所定の吸気が行えずエン
ジンが始動し難いという欠点が生じる。

そこで本発明は前述の欠点を解消すべく、イグ
ニツシヨンキースイツチ操作によるエンジン停止
後はコイルに連通穴を開ならしめる方向に電流を
通じて、スライドバルブを全開位置ならしめると
ともに、スライドバルブを磁気的に吸着なしてそ
の位置を保持なすことにより、スライドバルブが
氷結にて全閉位置に固着されることを簡単な構成
にて防止することができる電動式流量制御バルブ
装置の提供を目的とする。

以下、本発明の一実施例について、添付図面に
従つて説明する。第１図に示される電動式流量制
御バルブ装置１０に於て、スロツトルバルブ（図
示略）の吸気系をバイアスした吸気通路を形成す
るインレツトポート１１とアウトレツトポート１
２を有するボデイ１３の図示右方端には、カバー
１４が気密的且つ一体的に結合されている。ボデ
イ１３内の軸上には磁性体から成る中空鉄心１６
が配設され、該鉄心１６上には非磁性体から成る
ボビン１７が摺動可能に配設されている。該ボビ
ン１７には電磁コイル１８が巻かれ、該電磁コイ
ル１８の巻線方向に対し直角に磁束が通るように
一対の永久磁石１９，２０が配置されている。ボ
デイ１３は永久磁石１９，２０の発生する磁束の
磁気回路を前記鉄心１６と共に形成する磁性体ヨ
ークとして機能し、それによつて可動コイル型リ
ニアモータを構成している。

尚、本実施例ではボデイ１３が磁気回路を形成
するための磁性体ヨークとして利用された例のみ
を示したが、磁性体ヨークは、ボデイ１３とは別
の部材として配設されてもよい。

中空鉄心１６上には、その内部の中空部１６ａ
とその外部空間部１６ｂとを連通する複数の長穴
形状の連通穴２２が形成され、該連弾孔２２の開
口部をボビンに固着されたスライドバルブ２３が
摺動可能となつている。ここで、鉄心１６の中空
部１６ａは鉄心１６の図示左右開口端１６ｃ及び
ボデイ１３に形成された通路１３ａを介してアウ
トレツトポート１２に連通し、一方外部の空間部
１６ｂはインレツトポート１１に連通し、更にイ
ンレツトポート１１は大気源（図示せず）にアウ
トレツトポート１２は負圧源（図示せず）に連通
するものである。従つて、電磁コイル１８に印加
される電流値に応答してボビン１７と一体のスラ
イドバルブ２３が作動変位し連通穴２２の開口面
積を制御することにより、その結果両ポート１
１，１２間の連通が、つまり負圧源に流入する大
気流量が比例的に制御される。尚、スライドバル
ブは特別に配設されることはなくボビン自体がバ
ルブ機能を有してもよい。電磁コイル１８の両端
はそれぞれボビン１７に装着されたハトメ２４，
２５に電気的に接続される。又ハトメ２４，２５
にてそれぞれ電磁コイル１８の両端と電気的に接
続された可動ターミナル２６，２７は、ボビン１
７に装着されて固定ターミナル２８，２９の内周
面をボビン１７と一体的に軸方向に摺動変位す
る。固定ターミナル２８，２９はそれぞれバルブ
駆動回路３０出力を電磁コイル１８に印加するリ
ード線３１，３２と電気的に接続されており、従
つて、バルブ駆動回路３０は出力はリード線３１
から固定ターミナル２８、可動ターミナル２６、
ハトメ２４、コイル１８、ハトメ２５、可動ター
ミナル２７、固定ターミナル２９、リード線３２
と正方向に流れるか、又リード線３２から固定タ
ーミナル２９、可動ターミナル２７、ハトメ２
５、電磁コイル１８、ハトメ２４、可動ターミナ
ル２６、固定ターミナル２８、リード線３１と負
方向に流れるかは、バルブ駆動回路３０の出力の
電流方向によつて決定されるもので、前者の電流
方向ではボビン１７はフレミング左手の法則に従
い図示右方に変位し、又後者の電流方向では図示
左方に変位する。

ボビン１７の右側端には、永久磁石から成る保
持磁石３８，３９が装着され、その保持磁石３
８，３９の右側面にはそれぞれゴム等の非磁性体
かつクツシヨン性を有する緩衝材４０，４１が装
着されるとともに、ボデイ１３に対して固定され
た中空鉄心１６の右側部にはそれぞれ永久保持磁
石３８，３９と緩衝材４０，４１を介して磁気吸
引作用可能に永久磁石から成る保持磁石４２，４
３が装着されて、スライドバルブ２３が全開位置
に達した時には、その位置保持は保持磁石３８，
３９と保持磁石４２，４３との吸引作用にて保持
される。

次にバルブ駆動回路３０の出力制御を第２図示
のブロツク図で説明すると、各種センサー３３か
らの信号に応じてデユテイ制御部３４は一定の周
波数を発振する発振器３５の発振出力を出力レベ
ルがゼロと正のデユテイ制御をし、そのデユテイ
出力をバルブ駆動回路３０に印加する。又バツテ
リ３６から出力された接地電圧に対して正のレベ
ルを持つ直流電圧はDC−DCコンバータ３７によ
つて接地電圧に対して正負のレベルを持つ直流電
圧に変換される。DC−DCコンバータ３７によつ
て変換された直流電圧はバルブ駆動回路３０に印
加される。バルブ駆動回路３０からはデユテイ制
御部３４の発振出力レベルがゼロの時には負電圧
が出力され、又デユテイ制御部３４の発振出力レ
ベルが正の時には正電圧が出力される。バルブ駆
動回路３０の出力の正電圧の時には、電磁コイル
１８には正方向に電流が流れ、又負電圧の時には
電磁コイル１８には負方向の電流が流れてスライ
ドバルブ２３のバルブ開度はバルブ駆動回路３０
の一周期における正電圧のデユテイ比に応答す
る。

検出回路４４はイグニツシヨンキースイツチ
（図示略）がオンからオフに操作されると、その
状態を検出して、バルブ駆動回路３０へ印加なす
出力を所定時間のみ零電圧から正電圧と切換え
て、電磁コイル１８に正方向へ電流を流して、ス
ライドバルブ２３を全開位置ならしめる。

次にバルブ駆動回路３０の出力を第３図にて説
明する。先ず、イグニツシヨンキースイツチのオ
ン状態では検出回路４４の出力は零電圧に保持さ
れる。バルブ駆動回路３０の出力なる負電圧の直
流一定電圧が電磁コイル１８に印加されると、ボ
ビン１７に装着されたスライドバルブ２３は左方
変位して第１図示の如くボビン１７が鉄心１６に
配置されたコア４５のストツパ図示略）に当接し
た位置に保持され、スライドバルブ２３のバルブ
開度は全閉状態にある。次にバルブ開度を75％開
度に制御するには、バルブ駆動回路３０の出力が
先ず50％のデユテイ比までスキツプした後、75％
のデユテイ比に変化して電磁コイル１８を励磁し
てバルブ開度75％を駆動回路３０の出力の50％の
デユテイ比にて保持する。次に、その75％バルブ
開度から25％バルブ開度に閉じる制御は25％のデ
ユテイ比にて電磁コイルを励磁してバルブ開度を
25％にし、その後バルブ開度25％を50％のデユテ
イ比にて保持する。

次に、その25％バルブ開度からバルブ開度を全
閉にするには０％のデユテイ比即ち負電圧の直流
一定電圧を電磁コイル１８に印加して、スライド
バルブ２３は第１図示の全閉状態に保持される。
なお、バルブ駆動回路３０から直流一定電圧が電
磁コイル１８に印加されてなるバルブ全閉、又は
全開状態からバルブ開度を変化させる場合にはバ
ルブ駆動回路３０の出力は50％のデユテイ比まで
スキツプし、その後設定されたバルブ開度に応じ
たデユテイ比に変化する。そして、設定されたバ
ルブ開度に応じたデユテイ比にてスライドバルブ
２３がそのバルブ開度に応じた位置に変位した後
は、そのバルブ開度に応じたデユテイ比にて電磁
コイル１８を励磁し続けるとスライドバルブ２３
は、更にそのデユテイ比に決定される方向（50％
以上のデユテイ比では開方向又50％以下では閉方
向）へ変位してしまうことから、設定されたバル
ブ開度に応じたデユテイ比がバルブ駆動回路３０
から出力された後は、そのバルブ開度は50％のデ
ユテイ比にて保持される。

そしてイグニツシヨンキースイツチをオフに操
作すると、デユテイ制御部３４、発振器３５、コ
ンバータ３７は非作動となり、検出回路４４から
は正電圧が所定時間のみバルブ駆動回路３０に印
加されて、電磁コイル１８には正方向へ電流が流
されてスライドバルブ２３は全開位置に変位し、
その位置が保持磁石３８，３９，４２，４３の吸
引作用にて保持され、検出回路４４からの正電圧
が消失しても、イグニツシヨンキースイツチのオ
フ状態ではスライドバルブ２３は全開位置に保持
される。従つてスライドバルブ２３は全開位置に
あることから、スライドバルブ２３の摺動面が永
結しても、スライドバルブ２３の吸気通路は開い
ていることから、イグニツシヨンキースイツチを
オン操作してエンジンを始動することができる。
そしてエンジン始動できれば、エンジン熱によ
り、スライドバルブ２３の氷結も解消でき、スラ
イドバルブ２３もデユテイ制御による所定の流量
制御を行なうことができる。

以上説明の如く、本発明によれば、イグニツシ
ヨンキースイツチのオフ後はスライドバルブは全
開位置へ強制的に変位ならしめられ、かつその位
置を磁気的吸引作用にて保持可能であることか
ら、エンジンが停止された状態においてスライド
バルブの摺動面に氷結が生じても、常に所定の吸
気が保持され、再びイグニツシヨンキースイツチ
を操作した際には容易にエンジンが始動するとい
う効果を奏する。

なお、スライドバルブを全開位置に保持するた
めの磁気吸引手段としてはスライドバルブ若しく
はボデー側のいづれか一方を氷久磁石とし、その
他方を磁性体としてもその機能は達成できるもの
である。

又衝衝材４０，４１はスライドバルブ２３が全
開位置状態で保持磁石３８，３９と４２，４３と
が衝突して異音が発生するのを防止するとともに
それらの永久磁石が直接吸着するとなるとスライ
ドバルブ２３が閉方向へ変位しなければならない
時にもスライドバルブ２３は閉方向へ変位しにく
いものであり、これを防止するために緩衝材４０
にてそれらの保持磁石を直接吸着を防止して、ス
ライドバルブ２３が閉方向へ変位しなければなら
ない時にその変位を容易に行なわしめるために配
設したものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す縦断面
図、第２図は本発明装置の駆動方式を示すブロツ
ク図、第３図はバルブ駆動出力を示す特性図であ
る。 １０：電動式流量制御バルブ装置、１１：イン
レツトポート、１２：アウトレツトポート、１
３：ボデイ（磁性体ヨーク）、１６：中空鉄心、
１７：ボビン、１８：電磁コイル、１９，２０：
永久磁石、３８，３９，４２，４３：保持磁石、
２２：連通穴、２３：スライドバルブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ インレツトポートとアウトレツトポートを有
   するボデイ、該ボデイ内の軸上に配設された中空
   鉄心、該鉄心の外周上に摺動可能に配設されたボ
   ビン、該ボビン上に巻かれた電磁コイルの巻線に
   対し直角に磁束が通るように配列された永久磁
   石、該永久磁石の発生する磁束の磁気回路を前記
   鉄心と共に形成する磁性体ヨーク、前記電磁コイ
   ルに通電される正負電流のデユテイ比にて駆動さ
   れる前記ボビンの作動変位に応動して前記中空鉄
   心上に形成された連通穴上を摺動し該穴の開口面
   積を制御するスライドバルブ部とを有する電動式
   流量制御バルブ装置において、イグニツシヨンキ
   ースイツチのオフ操作後は、前記コイルに前記連
   通穴を開ならしめる方向に電流を通じて、前記ス
   ライドバルブ部を全開位置にならしめる検出回路
   と、前記スライドバルブ部側を前記ボデイ側へ磁
   気的に吸着なしてその位置を保持する保持磁石と
   を有することを特徴とする電動式流量制御バルブ
   装置。