JPH0128286Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はアイドル回転数制御装置に係り、特に
電子制御燃料噴射装置を有するガソリンエンジン
のアイドル回転数を制御するに好適な装置に関す
るものである。

自動車等に搭載されるエンジンに於いては、エ
ンジン温度等に対応してアイドル回転数が制御さ
れている。第１図は従来のアイドル回転数制御装
置の構成を示す図であつて、電子制御燃料噴射装
置を有するガソリンエンジンに係るものである。
１０はエンジンであつて、吸入空気はスロツトル
ボデイ１２、サージタンク１４、インテークマニ
ホルド１６を介して吸入される。１７はスロツト
ルバルブ（吸気絞り弁）であつて、これを迂回し
てバイパス通路１８ならびに小バイパス通路２０
が設けられている。バイパス通路１８には、ホツ
トアイドルを制御する電磁式の弁装置２２が設け
られており、小バイパス通路２０にはエンジン冷
却水温に従つてフアストアイドルを制御する弁装
置２４が設けられている。弁装置２２は弁体２６
と、該弁体２６に連設されたマグネツト部を含む
ロツド２８と、マグネツト部に配向対置されたコ
イル３０とを備えて構成されている。このコイル
３０に電流が通じられて、該電流の大きさに対応
してロツド２８および弁体２６が作動してバイパ
ス通路１８の流通断面積が制御される。弁装置２
４は管路３２，３４によつてエンジン１０のウオ
ータージヤケツト中の冷却水が導入される室３６
と、該室３６中に配設されたバイメタル３８と、
バイメタル３８の先端部にロツド４０を介して取
り付けられた弁体４２とを備えて構成されてい
る。管路３２，３４を介して導入されるエンジン
冷却水の温度に対応してバイメタル３８が変形
し、弁体４２が作動して小バイパス通路２０の流
通断面積が制御される。

ところがこのように弁装置を２個設けるように
したのではコストアツプにつながる。しかるにコ
ストダウンのために弁装置２２を通過する空気の
流量を増加し、この弁装置２２だけでアイドル回
転数を制御しようとすると次の様な問題が生じ
る。

(1) 弁装置２２がノーマルクローズタイプ（コイ
ル３０に通じる駆動電流がゼロの時に弁体２６
が全閉となる。）の場合、 (a) 極低温での弁体２６の氷結によるエンジン
始動性低下、 (b) 極低温でのエンジン始動時、バツテリ電圧
低下により、電磁式の弁装置２２が充分に開
かずエンジン始動性低下が生じる。

(2) 弁装置２２がノーマルオープンの場合、 (a) リード線断線等で弁装置２２が全開となつ
た場合には、エンジン回転数が必要以上に上
昇する恐れがある。

本考案の目的は上記従来の問題点を解消し、小
型でローコストであると共に、一つの装置でフア
ストアイドルとホツトアイドルの制御を行なうこ
とができるアイドル回転数制御装置を提供するこ
とにある。

この目的を達成するために、本考案のアイドル
回転数制御装置は、電磁式の空気制御弁と、この
電磁式空気制御弁の作動範囲を温度により制限す
る機構とを組み合わせるようにしたものである。
即ち本考案の要旨は、吸気絞り弁を迂回するバイ
パス吸気通路に設けられ該バイパス吸気通路の通
過空気量を可変とする１つの弁体を備えたアイド
ル回転数制御装置であつて、前記弁体を作動させ
るための駆動手段として、弁体に連設されたマグ
ネツトおよび該マグネツトに配向対置されたコイ
ルからなる電磁駆動手段と、周囲温度が高まるに
従つてバイパス流量減少方向に作動するよう弁体
を駆動させる感温駆動手段とを備え、該感温駆動
手段が弁体に対し弁体駆動方向に一定範囲の遊び
を有して係合され、かつ前記電磁駆動手段よりも
強い駆動力に設定され備えたことを特徴とするア
イドル回転数制御装置、である。

以下図面に示す実施例を参照しながら本考案を
さらに詳細に説明する。

第２図は本考案の第１実施例に係るアイドル回
転数制御装置の縦断面図、第３図は第２図−
線に沿う断面図である。４４はボデイであつて流
通孔４６が穿設されており、パイプ４８が打ち込
まれている。しかして流通孔４６にはバタフライ
式の弁体５０が配設されており、この弁体５０は
シヤフト５２にビス５３で固着され、回動可能と
されている。さらに本実施例装置は、シヤフト５
２に固定された円盤状のマグネツト５４（シヤフ
ト５２はマグネツト５４の中心部に串通されて固
着されている。）、マグネツト５４の周囲に該マグ
ネツト５４と離して巻かれ、ボデイ４４に固定さ
れたコイル５６、ボデイ４４に固定されたコイル
のカバー５８、カバー５８に固定された取り付け
具６０、一方の端を取り付け具６０に、他方の端
をシヤフト５２に固定され、回転方向の力を発生
するスプリング６２、シヤフト５２を回動可能に
ボデイ４４に対して支持するベアリング６４、シ
ヤフト５２をスラスト方向に支持するボールベア
リング６６、ベアリング６６を介してシヤフト５
２のスラスト方向の位置を調整するスクリユー６
８、シヤフト５２を一方に押し付けるスプリング
７０、スプリング７０の力をシヤフト５２に伝え
るデイスク７２、ベアリング７４、シヤフト５２
にナツト７６で固定され中心部をホルダ８２（後
述）に固着された渦巻形状のバイメタル７８、バ
イメタル７８の先端部の係合部７８ａに係合され
所定幅に制限された範囲内にシヤフト５２の回動
範囲を規制するレバー８０、バイメタルカバー
（後述）８６に固定されたホルダ８２、バイメタ
ル７８を加熱するヒータ８４、ボデイ４４に固定
されたバイメタルカバー８６、を備えて構成され
ている。尚図示の如く、バイメタル７８の先端部
は折り返されて所定幅の係合部７８ａが形成さ
れ、この係合部７８ａにレバー８０の先端部８０
ａが係合されている。また係合部７８ａは、カバ
ー８６の側壁の一部が膨出して形成された段状部
８６ａに係合されている。

第４図はマグネツト５４とコイル５６の作動原
理を示す説明図である。コイル５６に矢印の方向
に電流を流すと破線の矢印のように磁束が発生
し、二極着磁されたマグネツト５４に反時計方向
の回転力が発生する。スプリング６２は時計方向
の力を発生しており、両者の力のバランスする回
転位置でマグネツト５４が静止する。コイル５６
の電流を増加すればマグネツト５４による反時計
方向の力が増すため、マグネツト５４はさらに反
時計方向に回転し静止する。このようにして第５
図に示すように、コイル５６に通じる電流に従つ
てマグネツト５４の回転角度が変化する。マグネ
ツト５４の回転により、これに固着されているシ
ヤフト５２および弁体５０が回転し、流通孔４６
を通過する空気量が制御される。

バイメタル７８の係合部７８ａは、バイメタル
７８の温度に従つて第６図のように回転し、シヤ
フト５２に固定されたレバー８０と、弁体５０を
回転させる。レバー８０の可動範囲はバイメタル
７８の係合部７８ａの幅により制限されている
（例えば20゜）ので、弁体５０は、バイメタル７８
とコイル５６の両方により、第７図に示されるよ
うに、一定のバイメタル温度に対して所定の回動
可能な幅をもつて制御される。同図から明らかな
ように、バルブ開度はバイメタル温度を基準とし
て制御され、これに係合部７８ａの幅により設定
された範囲内で、マグネツト５４とコイル５６か
らなるロータリソレノイドによつて制御される。
すなわち、バイメタル７８による駆動力はロータ
リソレノイドの駆動力よりも強く設定されてい
る。

エンジン始動時にはヒータ８４には通電されて
おらず、バイメタル７８および係合部７８ａは周
囲温度で決まる位置にあり、そのバイメタル係合
部７８ａの幅の分だけコイル５６によつて弁体５
０が回動可能とされている。エンジン始動と同時
にヒータ８４に通電し発熱せしめ、バイメタル７
８の温度を上昇させ、弁体５０が閉じる方向にバ
イメタル７８を徐々に変形せしめる。完全にバイ
メタル７８の加熱が終了すると、バイメタル７８
の回転角度は０となり、０〜20゜の範囲でコイル
５６による弁体５０の開閉作動が行なわれ、空気
流量制御が行なわれる。

このようにエンジン始動時の弁体５０の開度は
バイメタル７８で所定以上の開度が確保されてい
るところから、バツテリ電圧が低下しても弁体５
０の開度が所定値以下に低下することが防止さ
れ、始動性低下が防止される。さらに、低電圧で
コイル５６に通電して弁体５０を開放作動させる
必要がなく、またコイル５６およびマグネツト５
４も弁体５０が係合部７８ａの幅の分だけ回動さ
せるに要する力を発生せしめればよく、そのため
マグネツト５４およびコイル５６も小型のもので
足りる。そのため装置全体も小型化される。

またエンジンが停止している場合には、バイメ
タル７８の変形作用によつて周囲温度の低下に伴
い弁体５０が開放するよう作動するため、ノーマ
ルクローズタイプのバルブに発生し易い弁体５０
の全閉での氷結が防止される。またホツトアイド
ル時にあつても、バイメタル係合部７８ａにより
弁体５０のコイル５６による回動範囲が制限（上
記実施例に於いては０〜20゜）されているところ
から、コイル５６およびそのための通電手段に故
障が発生しても、弁体５０は全開となることはな
く、エンジン回転数が必要以上に上昇することが
防止される。

上記実施例に於いては、バイメタル７８が感温
変形部材として採用されているが、温度により弁
体５０の位置を変更させるための機構としては、
このバイメタルの他に、温度により変形する部材
であるものならば採用することができ、例えば第
８図に示されるようにサーモワツクスを用いるよ
うにしても良い。第８図に於いて８８はサーモワ
ツクスを封入したベローズである。８９はベロー
ズに連設された係合部であつて、レバー先端部８
０ａが係合されている。尚第８図は上記第１実施
例の第３図に相当する断面図であつて、その他の
構成は上記第１実施例の構成と同様の構成とされ
ている。

また上記第１実施例に於いては、バイメタル７
８を加熱する手段としてヒータ８４が設けられて
いるが、本考案に於いては第９図に示すように、
バイメタル７８の近傍にエンジンのウオータージ
ヤケツトに連通された温水通路９０を設け、該温
水通路９０を放熱器と作動せしめこの放熱によつ
てバイメタル７８を加熱するようにしても良い。
尚第９図は上記第１実施例の第２図の上部の構成
を示す断面図であつて、その他の構成は第１実施
例と同様とされている。

さらにバイメタル７８を加熱するために、本考
案のアイドル回転数制御装置をエンジンブロツク
に直付けするようにしても良い。第１０図は第２
図の第１実施例装置からヒータ８４を取り除き、
エンジンブロツク９２に装置を直付けした例を示
す縦断面図である。尚第１０図に於いてその他の
構成は上記第１実施例と同様とされている。

さらに第９図および第１０図に示されるように
温水通路９０を設けたり、エンジンブロツク９２
に直付けすると共に、さらにヒータを付設して加
熱手段を２以上併用するようにしても良い。

第１１図は本考案の第２実施例に係る装置の縦
断面図である。９４はボデイであつて、流通孔９
６が穿設されている。流通孔９６の途中には筒状
の弁座９８が設けられており、スプール式の弁体
１００が弁座９８に係合して配設されている。弁
体１００の両端側には、弁体１００作動用のロツ
ド１０２，１０４がそれぞれ設けられている。ロ
ツド１０２はさらに棒状のマグネツト１０６が連
設されている。１１０はコイルケースであつて、
介在部材１０８を介してボデイ９４に取り付けら
れている。１１２はコイルであつて、マグネツト
１０６を取り囲むように巻回されている。１１４
はボビン、１１６は支持部材であつて、ベアリン
グ１１７を介してマグネツト１０６を支持してい
る。１１８はスクリユーであつて、マグネツト１
０６との間にスプリング１２０が介設されてい
る。

また１２２はロツド１０２に固着された支持部
材であつて、ベアリング１２４を介して介在部材
１０８に接触し、ロツド１０２を支持する。

しかしてロツド１０４の途中には細径部１２６
が形成されており、この細径部１２６に、板状の
バイメタル１２８の先端部に形成された貫通孔が
遊貫されている。バイメタル１２８の一端はボデ
イ９４に埋設され固着されており、他端はボデイ
９４に形成された凹部１３０に係合している。１
３２はヒータであつて、バイメタル１２８を加熱
するためのものであり、バイメタル１２８の根元
部に固着されている。

この第２実施例に於いても、コイル１１２に電
流を流すと、電流の方向に対応して矢印Ａまたは
Ｂの方向に磁束が発生し、マグネツト１０６に矢
印ＡまたはＢ方向の移動力が発生する。スプリン
グ１２０はマグネツト１０６の移動に抗する方向
に蓄力されており、コイル１１２とスプリング１
２０の力のバランスする位置までマグネツト１０
６が移動する。コイル１１２に通じる電流を増加
すれば、マグネツト１０６の移動量は増加する。
このようにしてコイル電流に従つてマグネツト１
０６を移動させることができる。マグネツト１０
６の移動に伴つてロツド１０２を介して連結され
ている弁体１００も移動し、流通孔９６を通過す
る空気量が制御される。

バイメタル１２８はその温度に従つて彎曲し、
ロツド１０４ならびにロツド１０４に連結されて
いる弁体１００を移動させる。尚ロツド１０４の
コイル１１２による移動範囲は、ロツド１０４に
形成された細径部１２６の長さに制限されてい
る。即ち細径部１２６の長さからバイメタル１２
８の厚みを差し引いた値ｔがその範囲である。こ
のようにコイル１１２で移動される範囲が制限さ
れているところから、弁体１００はバイメタル１
２８とコイル１１２の両方により制御される。

エンジン始動時にはヒータ１３２には通電され
ておらず、周囲温度で決まる量だけバイメタル１
２８が彎曲しており、従つて弁体１００の初期作
動範囲が定められる。エンジン始動と同時にヒー
タ１３２に通電して発熱せしめバイメタル１２８
の温度を上昇させ、弁体１００を徐々に閉じる方
向に移動せしめる。完全にバイメタル１２８の加
熱が終了すると、バイメタルは最も矢印Ｂ方向に
移動し、ｔで示される範囲でコイル１１２による
弁体１００の開閉制御が行なわれる。尚第１１図
はこのバイメタルが完全に加熱された状態に係る
ものである。

この第２実施例に於いてもエンジン始動時の弁
体１００の開度はバイメタルで決められるため、
バツテリ電圧が低下してもその開度が必要以上に
減少せず、始動性低下が防止される。またコイル
１１２による弁体１００の作動範囲も小さくて足
りるため、コイル１１２、マグネツト１０６が小
型化され、装置全体も小型化される。

また上記第１実施例と同様にノーマルクローズ
タイプのバルブに起こる弁体５０の全閉での氷結
が防止されると共に、コイル１１２あるいはその
通電系統に故障が発生しても弁体１００が全開に
なることはなく、エンジン回転数の必要以上の上
昇が防止される。

またこの第２実施例に於いても第１実施例と同
様に、バイメタルのほかに感温変形部材としてサ
ーモワツクス等が採用可能であり、バイメタルを
加熱するためにエンジン冷却水を用いても良く、
エンジンブロツクに直付けしても良い。さらにヒ
ータをこれらの場合に併用しても良い。

第１２図は本実施例装置が用いられたエンジン
の要部の構成を示す断面図である。エアクリーナ
１３４から吸入された空気は、エアフロメータ１
３６を通つて吸気流量が計測された後、管路１３
８、スロツトルボデイ１４０、サージタンク１４
１、インテークマニホルド１４２を通つてエンジ
ン本体１４４に供給される。しかしてその途中の
インテークポート１４６に於いては燃料噴射弁１
４８から燃料が噴射されており、燃焼室１４９に
於いて燃焼する。燃焼ガスはエグゾーストマニホ
ルド１５０から排出される。１５２は吸気弁、１
５４は排気弁、１５６はピストンである。しかし
てスロツトルボデイ１４０にはスロツトルバルブ
１５８が設けられており、このスロツトルバルブ
１５８を迂回してバイパス吸気通路１６０が設け
られている。このバイパス吸気通路１６０の途中
に本考案のアイドル回転数制御装置１６２が設け
られており、通路１６０を通る空気流量を制御し
ている。

以上の通り本考案のアイドル回転数制御装置に
よれば、一台の装置でフアストアイドルとホツト
アイドルの制御を行なうことができると共に、１
つの弁体を電磁駆動手段と感温駆動手段により一
定の関連をもたせて駆動するようにしたことか
ら、装置自体を小型にすることができ、ローコス
トなものとなる。またコイルまたはコイルに通電
する電気系統に故障が生じた場合でもエンジン回
転数の必要以上の上昇が防止される。さらに極低
温での始動性が確保できるという優れた効果も有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のアイドル回転数制御装置の構成
を示す概略図、第２図は本考案の第１実施例に係
る装置の縦断面図、第３図は第２図−線に沿
う断面図、第４図はコイルとマグネツトの作動を
説明する概略図、第５図はコイル電流と弁体回転
角との関係を示すグラフ、第６図はバイメタル温
度とバイメタル回転角度との関係を示すグラフ、
第７図はバイメタル温度と弁体開度との関係を示
すグラフ、第８図、第９図および第１０図は異な
る実施例に係る装置の要部の断面図、第１１図は
本考案の第２実施例に係る装置の縦断面図、第１
２図は本考案の装置を備えた内燃機関の要部の構
成を示す断面図である。 ４４……ボデイ、４８……パイプ、５０……弁
体、５２……シヤフト、５４……マグネツト、５
６……コイル、６２……スプリング、６８……ス
クリユー、７８……バイメタル、８０……レバ
ー、８４……ヒータ、９４……ボデイ、９６……
流通孔、９８……弁座、１００……弁体、１０
２，１０４……ロツド、１０６……マグネツト、
１１２……コイル、１２６……細径部、１２８…
…バイメタル、１３２……ヒータ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 吸気絞り弁を迂回するバイパス吸気通路に設
   けられ該バイパス吸気通路の通過空気量を可変
   とする１つの弁体を備えたアイドル回転数制御
   装置であつて、前記弁体を作動させるための駆
   動手段として、弁体に連設されたマグネツトお
   よび該マグネツトに対向配置されたコイルから
   なる電磁駆動手段と、周囲温度が高まるに従つ
   てバイパス流量減少方向に作動するよう弁体を
   駆動させる感温駆動手段とを備え、該感温駆動
   手段が弁体に対し弁体駆動方向に一定範囲の遊
   びを有して係合され、かつ前記電磁駆動手段よ
   りも強い駆動力に設定されたことを特徴とする
   アイドル回転数制御装置。 (2) 感温駆動手段はバイメタルまたはサーモワツ
   クスである実用新案登録請求の範囲第１項記載
   の装置。 (3) 感温駆動手段を加熱する加熱手段を備えた実
   用新案登録請求の範囲第１項または第２項記載
   の装置。 (4) 加熱手段は、電気ヒータ、またはエンジン冷
   却水が導入される放熱器である実用新案登録請
   求の範囲第３項記載の装置。 (5) 前記弁体はバタフライ弁であつて、弁体作動
   用シヤフトが該バタフライ弁の回動軸に一致し
   て取り付けられており、前記マグネツトは円盤
   状とされ前記弁体作動用シヤフトが該円盤状マ
   グネツトの軸芯部に串通して固着されている実
   用新案登録請求の範囲第１項ないし第４項のい
   ずれか１項に記載の装置。 (6) 感温駆動手段がバイメタルとされ、かつ、該
   バイメタルは渦巻形状とされると共に、渦巻の
   中心線が前記弁体作動用シヤフトの軸芯と一致
   するように配設されている実用新案登録請求の
   範囲第５項記載の装置。 (7) 前記弁体作動用シヤフトに直径方向に延びる
   レバーが取り付けられており、かつ該レバーの
   先端部はほぼ直角に折れ曲つて折曲部をなして
   おり、該折曲部は、渦巻形状のバイメタル先端
   部が折り返されて形成された所定幅の係合部に
   係合されている実用新案登録請求の範囲第６項
   記載の装置。 (8) 前記弁体はスプール弁であつて、弁体作動用
   ロツドが該スプール弁軸方向に延在して取り付
   けられており、前記マグネツトは棒状とされ該
   弁体作動用ロツドに連設されている実用新案登
   録請求の範囲第１項または第４項のいずれか１
   項に記載の装置。 (9) 感温駆動手段がバイメタルとされ、かつ該バ
   イメタルは板状とされると共に、前記弁体作動
   用ロツドに形成された所定長さの細径部からな
   る係合部が、該バイメタルの作動端側に形成さ
   れた貫通孔に遊貫されている実用新案登録請求
   の範囲第８項記載の装置。