JPH03229080A - 流量制御弁 - 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、例えば内燃機関のスロットル弁を迂回して設
けられたバイパス通路に配設される流量制御弁に関する
。

〔従来の技術〕

従来、この種の流量制御弁は、ソレノイドを励磁もしく
は消磁することにより弁体を開閉するように構成されて
おり、弁体は、戻しスプリングによって常時閉弁方向に
付勢されている。これによりソレノイドの断線等の故障
時、弁体が閉弁せしめられて過大流量の発生が防止され
る。

〔発明が解決しようとする課題］ ところが上述したような従来の流量制御弁は、故障時の
フェイルセーフ機構としてスプリングが設けられている
ため、部品点数が多くなって大形化し、重量も大きくな
るという問題がある。

本発明は、部品点数が少なく、軽量かつ小型であり、ソ
レノイドの断線等の故障時に確実に閉弁する流量制御弁
を得ることを目的としてなされたものである。

（問題を解決するだめの手段〕 本発明に係る流量制御弁は、入口通路と出口通路の間に
形成された弁室内に進退動自在に収容され、これら人口
通路と出口通路を連通および遮断する弁体を備え、上記
弁体の外周面には鍔部が設けられて、上記入口通路およ
び出口通路から区画された圧力室が形成され、上記弁体
には、上記入口通路と圧力室とを連通ずる連通孔が形成
されるこことを特徴としている。

〔作用〕

圧力室内の圧力は入口通路内の圧力に実質的に等しく、
また鍔部の出口通路側面には、この出口通路内の低い圧
力が作用する。したがって弁体には、常に閉弁側に付勢
する力が生し、これにより、故障時には弁体を確実に閉
弁させることが可能になる。

〔実施例〕

以下図示実施例により本発明を説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す。本実施例における流
量制御弁は、空気流量制御弁であり、例えば内燃機関の
アイドル回転数制御装置の一部として設けられ、スロッ
トル弁を迂回して設けられるバイパス通路の途中に配設
される。ハウジング１１には入口通路１２と出口通路１
３が穿設され、入口通路１２は図示しないスロットル弁
の上流側に、また出口通路１３はスロットル弁の下流側
に、それぞれ連結される。したがって通常、入口通路１
２には大気圧が作用し、出口通路１３には吸気負圧が作
用する。入口通路１２と出口通路１３の間には弁室１４
が形成され、この弁室１４内には筒状の弁体２０が進退
動自在に収容される。弁体２０の先端部２】は、入口通
路１２の端部に位置するシート部１５に接離し、このシ
ート部１５から離間した時入口通路１２と出口通路１３
を連通させ、シート部１５に着座した時人口通路１２と
出口通路１３を遮断する。

弁体２０の外周面の略中央には鍔部２２が設けられてお
り、この鍔部２２は出口通路１３に対して人口通路１２
とは反対側に位置し、この鍔部２２により弁室１４内に
は、圧力室１６が区画形成される。しかして圧力室１６
は、入口通路１２および出口通路１３から区画されてい
る。また弁体２０には、入口通路１２と圧力室１６とを
連通ずる連通孔２３が形成される。すなわち連通孔２３
の一方の開口部は入口通路１２に開口し、他方の開口部
は圧力室１６に開口する。

ハウジング１１の圧力室１６の開口部側にはりテーナ１
７が設けられ、このリテーナ１７の外端面にはソレノイ
ド１８が取付けられる。ソレノイド１８は図示しない制
御回路に接続され、この制御回路により励磁あるいは消
磁される。弁体２０の端部に固定されたシャフト２４は
ソレノイド１８の中心部を通って延び、またシャフト２
４の途中には、ソレノイド１８の励磁によってこれに吸
引されるプランジャ２５が設けられる。プランジャ２５
は弁体２０の端部に近接して設けられる。

仮ばね２６の内周縁部はプランジャ２５と弁体２０に挟
持され、また板ばね２６の外周縁部はハウジング１１と
リテーナ１７により挟持されており、板ばね２６は、弁
体２０に作用する力のバランスに応して、この弁体２０
を開弁または閉弁方向に付勢する。

なお、戻しスプリング２７はシャフト２４の弁体２０と
は反対側端部に設けられ、弁体２０を常時閉弁方向に付
勢するが、鍔部２２の径を後述するような大きさに設定
することにより、この戻しスプリング２７は省略可能で
ある。

連通孔２３の流路面積は、鍔部２２と弁室１４の内壁面
との隙間の大きさよりも大きくなければならない。すな
わち連通孔２３の径はある程度の大きさを有し、これに
より入口通路１２内の圧力と圧力室１６内の圧力が実質
的に等しくなっている。また、鍔部２２の外周縁部と弁
室１４の内壁面との隙間は、できるだけ小さくし、出口
通路１３が入口通路１２に実質的に連通しないようにし
なければならない。

本実施例の流量制御弁の動作を説明する。ソレノイド１
８が励磁されている間、プランジャ２５がソレノイド１
８に吸引されて弁体２０が図の右方へ付勢され、入口通
路１２は開放されて出口通路１３に連通ずる。これに対
しソレノイド１８が消磁されると、弁体２０は、（１）
〜（３）弐を参照して後述するように鍔部２２に作用す
る閉弁方向の力、および戻しスプリング２７０弾発力に
よって図の左方へ付勢され、これにより入口通路１２は
弁体２０によって閉塞され、出口通路１３から遮断され
る。しかしてソレノイド１８の励磁および消磁により弁
体２０は開閉動作する。

次に鍔部２０の径の大きさの設定について述べる。

第２１に示すように、入口通路１２内の圧力をＰｏ、圧
力室１６内の圧力をＰｌ、出口通路１３内の圧力をＦ２
とし、また、シート部１５の径をＤｌ、鍔部２２の径を
Ｄ２とする。ここで、弁体２０を図中右方向に押す力を
ＦＩ、弁体２０を左方向に押す力をＦ２、これらの力Ｆ
１とＦ２の合力をＦとすると、置方は、それぞれ Ｆｌ−（π／４）Ｄｌ”　ＣＰｏ　　Ｆ２）　　　（１
）Ｆ２−（π／４）Ｄ２”　（ＰＩ　　Ｐｚ　）　　　
（２）Ｆ　−Ｆ２−Ｆｌ　　　　　　　　　　　　（３
）となる。

上述したように、入口通路１２内の圧力Ｐｏは圧力室Ｘ
６内の圧力Ｐ、に略等しい。したがって上記（１）〜（
３）式より、鍔部２２の径Ｄ２をシート部１５の径り、
よりも実質的に大きくすると、弁体２０を左方向に押す
力Ｆ２の方が右方向に押す力Ｆ１よりも大きくなり、弁
体２０は常時閉弁方向の力を受けることとなる。したが
ってこの場合、ソレノイドの断線等の故障が生じても、
弁体２０は閉弁し、過大流量の空気が通路１２．１３を
通過することはない。

このように本実施例の流量制御弁は、鍔部２２および連
通孔２３を設けたことにより、弁体２０に作用する圧力
を効果的に利用し、弁体２０を常時閉弁方向に付勢する
ように構成したものであり、これにより、フェイルセー
フ機構としての戻しスプリング２７を省略することがで
きる。

また本実施例の流量制御弁は、連通孔２３を弁体２０に
形成したことにより、弁体２０の重量も小さくなってい
る。したがって、弁体２０の往復動作が容易なものとな
り、開閉動作におけるヒステリノスが減少し、正確な開
閉動作を得ることができる。また、弁体２０が単一であ
ること、あるいはフェイルセーフ機構を有しないこと等
と相まって、本実施例の流量制御弁は極めて軽量に構成
される。

以上のように本実施例によれば、部品点数が少なく、軽
量かつ小型の流量制御弁が得られる。

なお上記実施例は、本発明を内燃機関の空気流量制御弁
に適用した例であるが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、内燃機関以外に用いられることもでき、また
圧力Ｐ２は負圧である必要はない。さらに本発明は、液
体用の流量制御弁にも適用可能である。

（発明の効果〕 以上のように本発明によれば、部品点数が少なく、軽量
かつ小型であり、ソレノイドの断線等の故障時に確実に
閉弁する流量制御弁を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は実施
例装置における力の関係を説明するだめの図である。 １２・・・入口通路 １３・・・出口通路 弁室 シート部 圧力室 弁体 連通孔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）入口通路と出口通路の間に形成された弁室内に進
   退動自在に収容され、これら入口通路と出口通路を連通
   および遮断する弁体を備え、上記弁体の外周面には鍔部
   が設けられて、上記入口通路および出口通路から区画さ
   れた圧力室が形成され、上記弁体には、上記入口通路と
   圧力室とを連通する連通孔が形成されることを特徴とす
   る流量制御弁。
2. （２）上記連通孔の流路面積が、上記鍔部と弁室の内壁
   面との隙間よりも大きいことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の流量制御弁。