JPH01331A - 内燃機関のアイドリング回転速度制御用流体制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エンジンのステップモータ式アイドルスピー
ドコントロールバルブ（Ｓ／ＭＩＳＣＶ）に使用される
流体ルｌ　ｆｉｌ弁に係り、詳しくは弁体の回転止めの
構造に関する。

〔従来の技術〕

最近のエンジンにおいては、アイドル運転時に所定の吸
入空気量を確保して所定のアイドル回転数を得るため、
吸気通路のスロットル弁をバイパスしてバイパス通路を
形成し、このバイパス通路にステップモータ式アイドル
スピードコントロールバルブ（Ｓ／ＭＩＳＣＶ）を設け
たものが知られている。　。

このものについて、第８図ないし第１０図にもとづき説
明する。

第８図においてはエンジンの吸気系を示し、エアクリー
ナ１より吸入された空気はエアフローメ−夕２で計はさ
れ、スロットル弁３およびＳ　／Ｍ・ｌ５ＣＶ４を通り
サージタンク５に導がれた後、技答６から別間７に吸入
される。枝警６では、上記エアフローメータ２で計量さ
れｌζ空気量に見合う燃料をインジェクタ８により噴射
させ、この燃料を上記空気に混合して混合ガスを作り、
この混合ガスを）段間１に供給する。

上記スロットル弁３をバイパスするバイパス通路９内に
設置されたＳ／Ｍ・ｌ５ＣＶ４は、アイドル時のエンジ
ン同転数などのコンピュータ１０ｈ１らの信号に応じて
弁部の通路面積を増減させることによりバイパス空気量
を調整し、これにより所定のアイドル回転数を（りるよ
うに作動する。

Ｓ／Ｍ−ＩＳＣＶ４は第９図に示すように、駆動部とし
てステップモータ１１を用いており、固定コイル１２に
よって回転される回転子１３の回転運動を、ボルト（弁
軸１４）とナツト（回転子１３）の関係で弁軸１４の軸
方向往復運動に変換する構造になっている。弁軸１４の
先端にはプロフィル弁体１５が一体的に固定されており
、この弁体１５が軸方向に往復移動されることにより弁
ハウジング１６に形成した弁座１７との開口面積を変え
ることができるようになっている。

このような（＆造においては、ステップモータ１１によ
って回転されるナツト作用をなす回転子１３の回転が、
ボルト作用をなづ弁軸１４の回転運動を生じさせると弁
軸１４が軸方向往復運動をしなくなるので、弁軸１４の
回転止めが必要になる。

従来では、第１０図に示すように、弁＠１４を断面り字
型にするとともに、弁軸１４を支持（る軸受部材１８の
挿通孔１９を０字型孔とし、断面り字型の弁軸１４をこ
の軸受部材１８の断面り字型挿通孔１９に挿通して弁軸
１４の回転止めをなしていた。すなわち、弁軸１４およ
びこの弁軸１４を支持する軸受部材１８の挿通孔１９を
円形以外の具形とすることで弁軸１４の回り止めをなし
ていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような回転止め構造は、弁軸１４の
断面形状および軸受部材１８の挿通孔１９がともに異形
であるから、形状が複雑で加工に手間を要し、標準軸受
の使用が不可能であることがらコストアップを招く。ま
た、弁軸１４を軸受部材１８に組付ける時の作業性が良
くなく、かつ弁軸１４の強度が低下するなどの不具合が
ある。

さらに、弁＠１４と軸受部材１８は弁体１５の作動時に
必ずや相対的な同動をし、この摺動面に摩耗が生じて活
動抵抗が増加７るので、この耐久変化分を見込んでステ
ップモータ１１の初期出力を設定しなければならないか
らステップモータ１１の大型化が余儀無くされていた。

そしてまた、弁軸１４と軸受部（第１８が相対的に１習
勤するためには間隙が必要となり、この間隙は周方向お
よびＰｌｉｊ向にがたを存在させることになるから、あ
る程度の質量をもつ弁軸１４および弁体１５とからなる
可動部かエンジンの振動を受けて撮動し、このため摩耗
によりこのがたが増大し、さらに撮動が大ぎくなり、こ
のような悪循硼を繰返すことにより回転止め畿能は著し
く低下し、これが上記ｕＪ駆動部作動反転時に流輸特性
のヒステリシス増加をＩＧ＜と言う問題を発生する。

上記可動部の軸方向のがたを防止するため、可動部の短
間×耐撮性加速度（Ｇ）以上のセット荷重で可動部を一
方向に押圧付勢するスプリング２０を組込んであるが、
スプリング２０は部品の増加をまねく。

また、１習動による抵抗を軽減するため、（８動部にＰ
ＰＳ樹脂や含油メタルあるいはテフロンコーティングを
流すなどの手段も採用されているが、このような構造は
高価な材料を使用し畠精度加工を要覆るのでコスト畠に
なる。

本発明においては、無摺動で、周方向および径方向とも
がたの発生がなく、簡単な構造で安（ｉｉｌｉな回転止
め礪構をもつ内燃機関のアイドリング回転速度制御用流
体制御弁の提供を目的とづる。

（問題点を解決するための手段〕 本発明においては、前述のような流体制御弁において、
ハウジングに薄板ばね部材を固定するとともに、この薄
板ばね部材に弁体または弁軸を取着し、この弁体は上記
薄板ばね部材の弾性変形により直進方向には自在に移動
可能であるとともに、薄板ばね部材に対する固定により
回転方向に回転されないように拘束されることを待機と
する。

〔作用〕

本発明の構成によれば、弁体は薄板ばね部材の弾性変形
により直進方向に移動自在であるとともに、コ９仮ばね
部材に対する固定により回転方向の回転が拘束されるか
ら、弁体の軸方向移動を許しつつ回転止めをなす。した
がって、摺動箇所がなく、かつ周方向および径方向とも
がたの発生がない。しかも薄板ばね部材は、ばね作用に
より軸方向のがたをなくする付勢力を与えるから、この
薄板ばね部材単独で回転止めと従来のスプリングの開面
を兼用し、部品点数が少なくてすむ。モしてＢ　ＩＮば
ね部材はハウジングへの取付は部分でばらつきを修正で
きるので、弁体と薄板ばね部材の部品精度を高く要求さ
れなく、加工が容易である。

〔実施例〕

以下本発明について、第１図ないし第３図に示す第１の
実施例にもとづき説明する。

第１図はＳ／ＭｉＳＣＶの断面図であり、３０はハウジ
ングである。ハウジング３０はモータハウジング３１と
、弁ハウジング３２とをねじ３３により結合して構成さ
れている。

モータハウジング３１には、従来と同様に、駆動部とし
てステップモータ１１が取付けられており、固定コイル
１２によって回転子１３を回転駆動する。

回転子１３は、両端部がモータハウジング３１に対し−
て軸受３４ａ　、　３４ｂにより回転自在に支持されて
いる。

回転子１３の一端には弁軸１４が突設されており、この
弁軸１４の先端部には雄ねじ部３５が刻設されている。

この弁軸１４の先端部にはプロフィル弁体１５が取着さ
れている。本実施例の場合、弁体１５は軸方向に伸びる
嵌合軸部３６を漏え、この嵌合軸部３６に雌ねじ孔３７
を形成しである。この雌ねじ孔３７には上記弁軸１４の
雄ねじ部３５がねじ込まれており、したがって弁体１５
と弁軸１４はねじ係合されている。このため、ボルト（
弁軸１４〉とナツト（弁体１５）の関係で、ボルトに相
当する弁軸１４が回転するとそのねじリード角に応じて
ナツトに相当する弁体１５が軸方向に往復運動される。

上記弁体１５が軸方向へ移動すると、弁ハウジング３２
に形成した弁座１７に接離し、弁孔３８の開口面積を変
えるようになっている。

なお、３９はバイパス通路に接続された吸入口、４０は
サージタンクに接続され吐出口である。

上記弁体１５は、薄板ばね部材４５に支持されて軸方向
へ移動可能となり、しかしながら回転が阻止されている
。

薄板ばね部材４５は、第２図に示すように、全体として
略円形をなし、周囲の固定７ランジ４５ａを有するとと
もに、中心部に保持部４５ｂを賜えており、これら固定
７ランジ４５ａと保持部４５ｂとは、渦巻形に伸びる連
結部４５ｃで一体に結合されている。上記中心保持部４
５１）には嵌合支持孔４６が開口されており、この嵌合
支持孔４６には前記弁体１５の嵌合軸部３６が履動する
ことなく圧入にて固定されている。

なお、上記薄板ばね部材４５の固定フランジ４５ａは、
モータハウジング３１と弁ハウジング３２の衝合面に挟
持されており、Ｏリング４７などにより気密が保たれて
いる。

このような構造の実施例の作用を説明づる。

ステップモータ１１により回転子１３が回転されると、
弁軸１４も一体に回転される。

この時、弁体１５は嵌合軸部３６が薄板ばね部材４５の
嵌合支持孔４６に圧入にて固定されているから回転しな
い。したがって、上記回転される弁軸１４と、回転が阻
止されている弁体との間では、雄ねじ部３５と雌ねじ孔
３７のねじ回転作用により弁体１５が軸方向に作動され
る。この際、薄板ばね部材４５は、中心保持部４５ｂが
渦巻形連結部４５ｃを介して周囲の固定７ランジ４５ａ
に連結されているので、この中心保持部４５ｂは板厚方
向、つまり軸方向に自在に弾性変形可能であり、したが
ってこの中心保持部４５ｂに支持されている上記弁体１
５は軸方向に移動される。

このため、弁体１５は弁孔３８の開口面積を変化し、吸
気量が１１１１罪されることになる。

このような構成の第１の実施例によると、弁軸１４およ
び弁体１５は断面円形であってよく、薄板ばね部材４５
の嵌合支持孔４６の形状も円形であるから。

加工が簡単である。また、弁軸１４は断面円形であるた
め強度が低下するなどの不具合はない。

さらに、弁体１５と薄板ばね部材４５は相対的な信動を
することがなく、よって摩耗の発生がないとともに、が
たの発生もない。

このため摩擦の増大による耐久変化分を見込んでステッ
プモータ１１の初期出力を大きく設定する必要から１７
１Ｍされ、ステップモータ１１の小形化が可能になる。

そしてまた、弁体１５と薄板ばね部材４５との間にがた
が存在しないから、ある程度の質量をもっ嵌合軸部３６
および弁体１５とからなる直進可動部がエンジンの振動
を受けて振動する割合いも少なくなり、上記直進可動部
の作動反転時に流（至）特性のヒステリシス増加を沼く
と古う不具合も解消される。

従来では、可動部の軸方向のがたを防止するため、可動
部の重量×耐振性加速度（Ｇ）以上のセット荷重で可動
部を一方向に押圧付勢するスプリング２０を組込んであ
るが、スプリング２０は部品の増１１１Ｊをまねく。こ
れに対し本実廠例のａ仮ばね部材４５は、はね作用によ
り軸方向のがたをなく（る付勢力を与えるから、この薄
板ばね部材４５単独で回転止めと従来のスプリングのは
能を並用し、部品点数が少なくてすむ。

そして薄板ばね部材４５は、周囲に形成した固定７ラン
ジ４５ａのハウジング３１．３２に対する取付は部分で
ばらつきを修正できるので、弁体１５と薄板ばね部材４
５の部品精度を高く必要とせず、加工が容易である。

なお、本発明は上記第１の実施例に制約されるものでは
ない。

すなわち、第４図には本発明の第２の実島例を示す。

第４図に承り第２の実茄例では、薄板ばね部材４５の嵌
合支持孔４Ｇの形状を、ツースワッシャのように内周部
に歯を形成して弁体１５との係合力を強くし、これによ
り弁体１５の回転止めをなすようにしたものである。

また、′ツースワッシャ形の嵌合支持孔４６以外に、樹
脂性の弁体に薄板ばね部材４５をインサート成形して一
体化−４６もの、または弁体と薄板ばね部材を接着剤に
て接合するものなどであってもよい。

また、第５図には本発明の第３の実施例を示し、このも
のは弁体１５の軸方向に離間した前後箇所をぞれぞれ薄
板ばね部１Ｊ４５．４５により支持したもので、複数の
薄板ばね部材４５．４５により弁体１５を支持するので
支持強度の信頼性が増し、振動などが一層軽減される。

さらに、第６図および第７図には本発明の第４の実施例
を示し、このものは弁体１５の回り止めをなすｊＷ板ば
ね部材として、帯形をな″ｇ薄板ばね部材を渦巻ばね５
０に形成し、この内端を弁体に結合するとともに、外端
をハウジング３２に固定したものである。このような渦
巻ばね５０であっても第１の実施例と同様の効果を秦づ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、弁体は薄板ばね部
材の弾性変形により直進方向に移動自在に支持されると
ともに、薄板ばね部材に対する固定により回転方向の回
転が拘束されるから、弁体の軸方向移動が許されしかし
ながら回転止めがなされることになる。したがって、Ｐ
Ｉ動箇所がなく、かつ周方向および径方向ともがたの発
生がない。

しかも薄板ばね部材は、ばね作用により軸方向のがたを
なくする付勢力を与えるから、この薄板ばね部材単独で
回転止めと従来のスプリングの礪能を兼用し、部品点数
が少なくてすむ。そして薄板ばね部材はハウジングへの
取付番プ部分でばらつさを修正できるので、弁体と薄板
ばね部材の部品精度を高く要求されなく、加工が容易で
あるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１の実施例を示し、第
１図は流体制御弁の断面図、第２図は第１図中■−■線
の断面図、第３図は弁体の斜視図、第４図は本発明の第
２の実施例を示す薄板ばね部材の正面図、第５図は本発
明の第３の実施例を示す流体制御弁の断面図、第６図お
よび第７図は本弁明の第４の実施例を示し、第６図は流
体制御弁の断面図、第７図は第９図中Ｘ−Ｘ線の断面図
、第８図ないし第１０図は従来の技術を示すもので、第
８図は内燃殿関の吸気系の説明図、第９図は流体制御弁
の断面図、第１０図は第９図中Ｘ−Ｘ線の断面図である
。 １・・・エアクリーナ、３・・・スロットル弁、４・・
・Ｓ／Ｍ−ＩＳＣＶ、５・・・サージタンク、７・・・
開開、８・・・インジェクタ、９・・・バイパス通路、
１１・・・ステップモータ、１２・・・固定子、１３・
・・回転子、１４・・・弁軸、１５・・・弁体、１７・
・・弁座、３０・・・ハウジング、３１・・・モータハ
ウジング、３２・・・弁ハウジング、３５・・・雄ねじ
部、３６・・・嵌合軸部、３７・・・雌ねじ孔、３８・
・・弁孔、４５・・・薄板ばね部材、４５ａ・・・固定
７ランジ、４５ｂ・・・中心保持部、４５ｃ・・・連結
部、４６・・・嵌合支持孔。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第２図 第４図 第５図 第６図 第８図 Ｊ 第９図 一紬 弁体 第１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 スロットル弁上流の吸気通路からバイパス通路を分岐し
   、このバイパス通路を上記スロットル弁の下流で再び上
   記吸気通路に合流し、機関のアイドリング運転時に上記
   バイパス通路を通じて吸入空気を吸入し、このバイパス
   通路の流路断面積を流体制御弁にて制御する内燃機関で
   あり、 該流体制御弁は、ステップモータの回転運動をねじ変換
   機構により弁体の直進運動に変換し、この弁体とハウジ
   ングに設けた弁座との間隙を変化させて流量を制御する
   ものにおいて、 上記ハウジングに薄板ばね部材を固定するとともに、こ
   の薄板ばね部材に弁体または弁軸を取着し、上記弁体は
   上記薄板ばね部材の弾性変形により直進方向には自在に
   移動可能であるとともに、薄板ばね部材に対する固定に
   より回転方向に回転されないように拘束されたことを特
   徴とする内燃機関のアイドリング回転速度制御用流体制
   御弁。