JPH02181069A - 内燃機関のアイドリング回転数制御バルブ装置 - 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〕 この発明は、内燃機関の吸気通路に設けられたバイパス
通路の流量を制御する内燃機関のアイドリング回転数制
御バルブ装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この棟のアイドリング回転数制御パルプ装賃とし
ては、例えば特公昭６１−５７９３５号公報に示すもの
があった。第１２図はこのようなアイドリング回転数制
御バルブ装置を示し、ステップモータ（３１）がモータ
ハウジング（３２）に保持されており、モータハウジン
グ（３２）はモータハウジング端板（３３）、弁ハウジ
ング（３４）とボルト（３５）Ｋよって互いに固着され
ている。弁ハウジング（３４）Ｋはフランジ（３４ａ）
が一体に形成され、また弁ハウジング（３４）内には弁
室（３６）が形成されていて、弁室（３６）Ｋはその垂
直側壁面上に吸入空気流出口（３６ａ）が、また水平下
壁面上に吸入空気流出口（３６ｂ）がそれぞれバイパス
通路に連通ずるよう設けられている。バイパス’Ｉ（３
７）はバイパス通路を形成している。流出口（３６ａ）
Ｋは弁座（３８）が嵌着されている。

一方、ステップモータ（３１）は、弁軸（３９）と共軸
的に配置されたロータ（４０）と、ロータ（４０）の円
筒状外周面と微小な間隔を隔てて固定配置された１対の
ステータ（４１）、（４２）とを備えている。弁離（３
９）は、機関の振動が弁軸（３ｔ）の軸線方向に加わら
ないように水平に配置され、弁室（３６）の中央部ｊＣ
Ｃ出出設置れている。また、弁軸（３９）の端部は軸受
（４：ｌＫより支承され一中間部は軸受（４４）で支承
されている。さらに、弁軸（３９）ＶＣは、弁軸（３９
）が最大前進位置にあるとぎにロータ（４０）と当接す
る第１のストップピン（４５）と、弁Ｍ（３９’）が最
大後退位置にあるときロータ（４１に当接する第２のス
トップピン（４６）が固着されている。弁軸（３９ＹＫ
は外ねじ山（４７）が螺設され、この外ねじ山（４７）
の成端位ｒ近傍から流出口（３６ａ）方向に延びる平坦
部（４Ｂ）が形成され、この平坦部（４８）と軸受（４
４）との保合により弁軸（３９）は回転不能でかつ軸方
向に摺動可能に支承されている。弁軸（３９）の先端部
には略円錐状の外周面（４９）を有する弁体（５０）が
ナラ）（５１）Ｋよって固定され、弁体（５（＋　）の
外周面（４９）と弁座（３８）間に環状の流出口が形成
されている。さらに弁室（３６）内には弁体（５９）と
ハウジング端板（３３）間に圧縮はね（５２）が配設さ
れ℃いる。

ロータ（４０）は、内筒（５３）と、円筒（５３）に嵌
着固定された中間筒（５４）と、中間筒（５４）の外周
面上に固定芒れた永久磁石からなる外筒（５５）と（ｌ
・′よつ’ＣＭ成τ・れ、この水入ｉ石製外筒（５５）
Ｋはその固成方向ＶこＮ極とＳ極とが交互に形成されて
いる。また、内局＜　Ｓ　３）の中心孔内政は外ねじ山
（４７）と螺合する同ねじ山（５６）が形成され、ロー
タ（４０）の回転ｔζより弁軸（３９）が軸方向に移動
するようになっている。

以上のようＫ　＆成されたアイドリング回転数制御バル
ブ装島゛は、ステータ（４１）（４２）Ｋ制御１パルス
が印加されると、ロータ外筒（５Ｆ＋）がステタ（４１
’）（４：ｌに灼して移動し、それによってロータ（４
０）が回転する。ロータ（４ｏ）が回転すると、弁軸（
３９）の外ねじ山（４７）とロータ内筒（５３）の内ね
じ山（５６）が螺合しているため、弁軸（３９）が前後
方向妬移動する。その結果、弁体（５０）と弁座（３８
）間に形成される流出口の断面積が増減し、バイパス通
路の空気流量が制御される。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の内燃機関のアイドリング回転数制御バルブ装置は
、上記のように、ロータに当接する第１゜第２のストッ
プピンな弁軸上に設けてストッパを構成しており、一般
にロータのストッパ面と、ロタの磁極の位置関係は任意
の角度で製作されていた。そのためロータがストッパに
当接して回動が阻止された後に駆動信号が入った場合、
ロータは必ずしもストッパに当接した位置で停止せず、
また、上記と逆向きの駆動信号が入っても１回目の駆動
信号で１パルス分回動すると必ず停止状態となったり、
１パルス以上に回動することがあり、数パルスの駆動信
号分、ロータの回動する角度が変動し、この分パルプ開
題が変化し、空気流量精度が悪くなるという問題があっ
た。

この発明は上記の問題を解決するためになされたもので
、逆回転の場合でも次の駆動信号を限定して１回目の信
号から必ず１パルス分、ロータが回転するようにした内
燃機関のアイドリング回転数制御バルブ装置を得ること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る内燃機関のアイドリング回転数制御バル
ブ装置は、永久磁石でなるロータとロタを回動させるコ
イル装置からなるステッピングモータと、ロータの回動
範囲を規制する可動ストッパおよび回動阻止ストッパと
を備え、ロータの磁極と可動ストッパの位置関係が所定
の角度に設定されている。

〔作　用〕

この発ｆＪＪ４においては、ロータの磁動と可動ストッ
パの互いの位置関係を所定角殿に合せて製作しておくこ
とにより、常に、可動ストッパおよび回動阻止ストッパ
の当接時の駆動信号が決まる。逆転時は、駆動信号を切
換えておくことにより、ロータは駆動信号回数に対応し
た角度に回動する。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を第１図〜第１１図について
説明する。第２図はこの発明の一実施例による内燃機関
のアイドリング回転数制御バルブ装置を用いた吸気系を
示し、図において、内燃機関の吸気通路（１）内にスロ
ットル弁（２）が配設されている。また、吸気通路（１
）のスロットル弁（２）上流側にはバイパス管路（３）
の一端が開口し、下流側にはバイパス管路（３）の他端
が開口している。バイパス管路（３）の中間部にはアイ
ドリング回転数制御バルブ（４）が設けらねており、そ
の詳細を第１図および第３図〜第１０図により説明する
。

第２図、第３図において、ハウジング（５）は、スリー
ブ（６）、バルブ（７）およびステップモータ（８）を
収納している。ハウジング（５）に形成された流入通路
（９）および流出通路（１（１）Ｋはそれぞれスリーブ
（６）に設けられた流入口（１１）および流出口（１２
）が連通している。また、スリーブ（６）はハウジング
（５）に一体に嵌合固着されていると共に、その側面中
央部に設けられた軸受けとしてのメタル（１３）がバル
ブ（７）の回転軸（１４）の一端側を支承し、かつ、バ
ルブ（７）の軸方向の位置決めを行っている。さらに、
スリーブ（６）の側面には固定係止部としての凸状のス
トッパ（６ａ）が形成され、後述するステップモータ（
８）のロータに形成されたストッパに係合するようにな
っている。バルブ（７）は円筒形で回転軸−４）が一体
に固着され、また、その端面が傾斜面（７ａ）（７ｂ）
（第１図および第４図に示す）となっており、スリーブ
（６）の内周面との間に微小間隔を有して回転するよう
配設されている。ステップモータ（８）はバルブ（７）
の回転駆動手段として機能するもので、そのステータ（
１５）（２５）、コイル白６）がハウジング（５）に同
心に固着されている。

ハウジング（５）に嵌合固着されたカバー（１７）Ｋは
、その中心部にメタル白８）が配設され、回転軸（１４
）の他端側を支承している。ステップモータ（８）のロ
ータ（１９）は、マグネット（２ｏ）、モールド（２１
）および回転軸（１４）からなり、これらが一体に形成
され、回転軸（１４）が前述したようにメタル（１３）
（２１＞で支承されている。また、モルト（２１）のス
リーブ（６）側端面には凸状の可動ストッパ（２１ａ）
が形成され、ストッパ（６ａ）に係合してロータ（１９
）の回動範囲を規定するようになっている。モールド（
２１）とスリーブ（６）との間にはスプリング（２２）
が配設され、ロータ（１９）のガタをなくすよう一方向
に付勢すると共に、バルブ（７）をメタル（１３）Ｋ対
して押圧している。また、カバー（１７）とハウジング
（５）とのＩｈ’ｌ　Ｋはパツキン（２３）が介在して
いる。コイル（１６）のコイルリード（２４）はターミ
ナル（２６’１に接続されている。

第５図において、カバー（１７）と一体の３個のカイト
突起（１７ｂ）の一部に位置合せ用の溝（１７ａ）設け
られている。

第６図において、モールド（２１）に設けた可動ストッ
パ（２１ａ）は全閉時を示し、全開時には（２１８’）
の位置となる。

第７図、第８図は、可動ストッパ（２１ａ）とマグネッ
ト（２０）の磁極との関係を示す。

第９図、第１０図は、ステータ（１５）（２５）の詳細
を示し、これらのステータには磁極片（１５ａ）（２５
ａ）および位置合せ用突起（１５ｂ）（２５ｂ）がそれ
ぞれ形成され、突起（１５ｂ）と磁極片（１５ａ）、突
起（２５ｂ）と磁極片（２５ａ）それぞれの角度関係は
所定に設定されている。また、突起（１５ｂ）（２５ｂ
）はカバー（１７）の溝（１７ａ”ｌに嵌合されていて
、カバー（１７）、ハウジング（５）を介Ｌ　テ％　−
／ｌ／ド（２１）のストッパ（６ａ）との角度関係が所
定角度に設定されている。一方、第７図、第８図に示す
ようＫ、ロータ（１９）側も、ストッパ（２１ａ）Ｋ対
し、マグネット（２０）の磁極が所定角度に設定されて
いる。

以上の柘成により、ステップモータ（８）は従来装置と
同様に、ステータのコイル（１６）への通′亀を切換え
ることによって、ロータ（１９）が順方向または逆方向
に回転する。いま、ロータ（１９）が順方向ＫＭＡ動さ
れバルブ（７）が流出口（１２）の全閉位置から所定角
度回動すると、第４図に示すように流出口（１２）と傾
斜面（７ａ）との相対位置が変化し、バルブ（７）の回
転角度に応じて流出口（１２）の開口面積が変化する。

そしてバルブ（力がさらに回動すると、流出口（１２）
に位置する端面ば傾斜面（７ｂ）となり、開口面積が増
加してバイパス管路（３）の空気流量が増大する。なお
、ここで流入口（１］）はバルブ（７）回動時でも常に
スリーブ（６）内部に連通状態となるようバルブ（７）
の傾斜面（７ａ）（７ｂ）が形成されており、流量制御
は流出口（１２）の開閉で行われるようになっている。

また、傾斜面（７ｂ）のバルブ（７）円周方向に対する
傾斜角は傾斜面（７ａ）の角度より大きくなっている。

すなわち、低開度域ではバルブ（７）の回転に対する流
量制御量が小さく、高開度域では流量制御量が大きくな
るよう設定されている。従って低開度域での微小な流量
制御が可能になると共に、高開度域での流量制御の応答
性が良好となる。

一方、ステップモータ（８）が逆転するとバルブ（７）
が逆方向に回動して流出口（１２）の開口面積が減少し
、このような動作を繰返すことによって所定のアイドリ
ング回転数に応じたバイパス管路（３）の空気流量の制
御が行われる。

また、上記流量制御において、バルブ（７）の回動範囲
は、第６図に示すように、回動阻止ストッパ（６ａ）お
よび可動ストッパ（２１ａ）の係合によって規定される
。すなわち、これらストッパ（６ａ）（２１ａ）の一方
の当接側が全閉時のバルブ（７）の位置に対応し、他方
の当接側が全開時のバルブ（カの位＃に対応するよう、
バルブ（７）とスリーブ（６）の位置関係が決定されて
いる。従って、例えばステップモータ（８）のコイル（
１６）への作動指令カハルブ（７）の回動範囲外に至る
まで入ってきた場合、ロータ（１９）が回動して可動ス
トッパ（２１ａ）が回動阻止ストッパ（ｓａ）ＫＷ接し
、それ以上の回動は阻止される。このとぎ、ステップモ
ータ（８）の発生トルクは両ストッパ（６ａ）（１２ａ
）間で受けることになるため、モールド（２１）と回転
軸（１４）および回転軸（１４）とバルブ（７）の固着
部には過大な力は作用しない。

さらに、上記実施例の特長的な動作を、第１１図により
説明する。コイル白６）はｗ、ｘ、ｙ。

２０４つのコイルからなり、各コイルは各々励磁できる
ようになっている。いま、コイルＷの励磁時に、Ｗ、Ｘ
コイル側磁極片（１５ａ）（２５ａ）は図中Ｎ、Ｓとな
り、コイルＸが励磁されると■。

■になる。また、コイルＹが励磁されるとＹ、Ｚコイル
側鐙極片（１５ａ　）、（２５ａ’ｒはＮ、Ｓとなり、
コイル２が励磁されると■、■となる。コイルＷ。

Ｘ、Ｙ、Ｚを所定の順番に励磁してい（ことにより、ロ
ータ（１９）が回転する。

駆動信号（イ）→（力方向に順次励磁していくとバルブ
（７）の開方向に、（男→（イ）の順に励磁するとバル
ブ（７）は閉方向に動く。駆動信号（イ）のときはコイ
ル２が励磁され、可動ストッパ（２１ａ）位置のマグネ
ツ）　（２（１）の■極はコイル２側ステータの磁極片
（１５ａ）の■に引かれ、駆動信号（イ）と磁極片（１
５ａ）の■の交点に停止する。次に駆動信号（ロ）Ｋ移
ると、コイルｚ、Ｘが励磁され、各々の磁極片（１５ａ
）の■に引かれ各々の磁極片の中央と駆動信号（ロ）の
交点にマグネット（２０）の■極が移動する。以下同様
にマグネット（２０）の■極か移動し、駆動信号（男で
マクネット（２０）の■位置の可動ストッパ（２１ａ）
が回動阻止ストッパ（６ａ）に当接し、ロタ（１９）の
回転は阻止される。以上のように可動ストッパ（２１ａ
）とロータ（１９）の磁極との位置関係を所定角度Ｋｆ
せておくことにより、常にストッパ（６ａ）（２１ａ）
の当接時の駆動信号は決まり、ストッパ当接後の駆動信
号を上記実施例では（男にしておく。次Ｋ、逆転時は、
（ト）、（へ）、（ホ）・・・・・・の順次駆動信号を
切換えていくことにより、ロタ（１９）は順次、駆動信
号回数に対応した角度回動し、正確に空気流量を制御す
ることになる。

また、（男→（イ）側に順次駆動信号が入り、バルブ（
７）が流出口（１２）を閉じたときも可動ストツメ（２
１ａ）は第６図の（２１ａ’）位置となってストッパ（
６ａ）に当接し、このときの駆動信号も所定の信号とな
る。

〔発明の効果〕

この発明は、以上の説明から明らかなようＫ、ロータ側
の可動ストッパとロータの磁極との角度関係を所定の関
係に製作することにより、ロータの回動がストッパに阻
止されたときの駆動信号が限定できるので、逆回転させ
る場合も次の駆動信号を限定でき、１回目の信号がら必
ず１パルス分、ロータが回動する。このようにしてバル
ブ開度は入力駆動信号に忠実に追従して動き、空気流量
制御精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の側断面図、第２図は当該
実施例を適用する内燃機関吸気系の概略側断面図、第３
図は第１図ＩＩＩ−ｍ線に沿う平面による断面図、第４
図は第３図のバルブ部分の動作を説明するための展開図
、第５図は第１図のＶ−Ｖ線に沿う平面による断面図、
第６図は第１図のＶＴ−ＶＴ線に沿う平面による断面図
、第７図は第１図のものの一部側面、第８図は第７図の
ものの正面図、第９図は第１図におけるステータの斜視
図、第１０図は第９図のステータと対をなすステータの
斜視図、第１１図は当該実施例の動作説明線図、第１２
図は従来の内燃機関のアイドリング回転数制御バルブ装
置の側断面図である。 （１）・・吸気通路、（２）・・スロットル弁、（３）
・・バイパス管路、（４）・・アイドリング回転数制御
パルス、（７）・・バルブ、（８１・・ステップモータ
、（６ａ）・・回動阻止ストッパ　（１５）（２］）・
・ステータ、（１６）・・コイル、（１７）＠・カバ＝
（１９）・・ロータ、（２０）・・永久磁石、（２１ａ
）・・可動ストッパ。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内燃機関の吸気通路内に設けられたスロットル弁をバイ
   パスするバイパス通路に配設され、前記バイパス通路を
   流れる吸入空気量を制御してアイドリング回転数を制御
   する内燃機関のアイドリング回転数制御バルブ装置にお
   いて、 永久磁石よりなるロータと、このロータを回動させるコ
   イルからなるステップモータと、 前記ロータの回動範囲を規制する可動ストッパおよび回
   動阻止ストッパと、 を備え、前記ロータの磁極と前記可動ストッパとの位置
   関係が所定の角度に設定されていることを特徴とする内
   燃機関のアイドリング回転数制御バルブ装置。