JPH0736406U - アイドルスピード制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アイドルスピード制御弁の電磁アクチュエー
タの特性をパルスデューティ比が２０〜１００％の範囲
でリニアに作動させ、アイドリングのバラツキを確実に
防止する。 【構成】 電磁アクチュエータ３１のヨーク１４に巻回
された電磁コイルのうち、閉側コイル３３の線径を開側
コイル３２の線径よりも太くする。これにより、閉側コ
イル３３から発生する磁界を開側コイル３２よりも大き
くでき、永久磁石１１を閉側に回動角αだけ傾かせる。
また、この位置で開度θが中立位置となるように弁体回
動軸を設定する。この結果、補助コイル１６に通電され
た場合においても、パルスデューティ比が２０〜１００
％の範囲ではリニアな制御を行うことができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えば自動車用エンジン等のアイドル回転数を制御するのに好適に 用いられるアイドルスピード制御弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図４ないし図９に従来技術によるアイドルスピード制御弁を示す。

【０００３】 図中、１はアイドルスピード制御弁の本体を構成するハウジングを示し、該ハ ウジング１は、一端側（図４中の左側）に導管２が接続された段付筒状の外側ハ ウジング３と、一端側が該外側ハウジング３内に嵌合して固着され、他端側が該 外側ハウジング３外に突出した段付筒状の内側ハウジング４と、該内側ハウジン グ４の他端側に位置し、後述する電磁アクチュエータ１３を囲繞するように内側 ハウジング４に一体成型された樹脂モールド部５とから大略構成されている。

【０００４】 ここで、前記ハウジング１には導管２を介して自動車用エンジンのスロットル 弁（いずれも図示せず）をバイパスし、スロットル弁の上流側からエンジンのシ リンダ（図示せず）内に向けて矢示Ａ方向に補助空気を流通させる通気路６が形 成され、該通気路６は外側ハウジング３に形成され、導管２と連通する補助空気 の流入口６Ａおよび前記シリンダ側に連通する流出口６Ｂと、該流入口６Ａと流 出口６Ｂとの間に位置し、外側ハウジング３と内側ハウジング４との間に形成さ れた環状通路６Ｃと、該環状通路６Ｃを後述の筒状弁体７を介して流入口６Ａに 連通すべく、内側ハウジング４に図５に示すように径方向に対向して形成された 通気穴６Ｄ，６Ｄとから構成されている。

【０００５】 ７は一対の略長方形状の開口部７Ａ，７Ａが形成された筒状弁体を示し、該筒 状弁体７は後述する弁体回動軸８によって図５中の矢示Ｂ，Ｃ方向に回動され、 各開口部７Ａと通気路６の各通気穴６Ｄとの間の開度θを変えることにより、通 気路６の流路面積を可変に調整する。ここで、前記開度θは、図５に示すように 、開口部７Ａが通気穴６Ｄを開いている中立位置を０度として、矢示Ｂ，Ｃ方向 の回動を＋θ，−θとする。

【０００６】 ８は弁体回動軸を示し、該弁体回動軸８は前記内側ハウジング４内に軸受９， １０を介して回動可能に設けられ、一端側には前記筒状弁体７が一体形成されて いる。また、該弁体回動軸８の他端側は内側ハウジング４外に突出し、後述する 電磁アクチュエータ１３を構成するヨーク１４内を軸方向に伸長している。なお 、筒状弁体７と弁体回動軸８とは別部材で形成し、一体に固着してもよい。

【０００７】 １１は弁体回動軸８の他端側に嵌合され、止め輪１２等によって弁体回動軸８ に固着された筒状の永久磁石を示し、該永久磁石１１はヨーク１４から発生する 磁力の作用で弁体回動軸８を回動させると共に、筒状弁体７を図５中の矢示Ｂ， Ｃ方向に回動させ、前記開度θをヨーク１４からの磁束の変化に応じて変化させ る。

【０００８】 １３は前記弁体回動軸８の軸方向他端側に位置して、樹脂モールド部５内に設 けられた電磁アクチュエータを示し、該電磁アクチュエータ１３は、前記永久磁 石１１と、２個のヨーク半割体１４Ａ，１４Ｂを軸方向に衝合して中空の環状に 形成され、前記永久磁石１１の外側に微小隙間を介して嵌挿されたヨーク１４と 、該ヨーク１４内に同軸に巻回して設けられた開側コイル１５Ａおよび閉側コイ ル１５Ｂ（図６参照）からなる電磁コイル１５と、該コイル１５Ａ，１５Ｂの外 側に巻回された補助コイル１６とから大略構成されている。そして、該電磁アク チュエータ１３はコントロールユニット（図示せず）に接続され、該コントロー ルユニットから所定のパルスデューティ比を有する制御信号（図８参照）を電磁 コイル１５に印加することにより、弁体回動軸８を介して筒状弁体７を矢示Ｂ， Ｃ方向に回動させるようになっている。

【０００９】 また、１７はヨーク半割体１４Ａ，１４Ｂ内に設けられたコイルボビンを示し 、該コイルボビン１７には図７に示すように、開側コイル１５Ａと閉側コイル１ ５Ｂの巻線が一緒に、かつ同時に巻回して交互に配列されている。そして、開側 コイル１５Ａと閉側コイル１５Ｂとは同じ線径の巻線をヨーク１４の外周に同じ 巻数だけ一緒に巻回して形成されている。

【００１０】 さらに、図６において、１８，１９は前記電磁コイル１５にパワートランジス タ（図示せず）を介して制御電流を通電するパルス発振器を示し、該パルス発振 器１８，１９はそれぞれ連動され、一方の制御信号と相反する制御信号を出力す るようになっている。また、２０は前記補助コイル１６に接続された直流電源を 示し、該直流電源２０は外部負荷（例えば、エアコン）の駆動によってアイドリ ングを調整したいときに通電されるようになっている。

【００１１】 従来技術によるアイドルスピード制御弁は、上述の如き構成を有するもので、 当該アイドルスピード制御弁は、例えば自動車用エンジンにスロットル弁をバイ パスし、該スロットル弁の前，後を補助空気通路を介して接続するように配設さ れる。

【００１２】 そして、コントロールユニットから電磁コイル１５の開側コイル１５Ａ，閉側 コイル１５Ｂにそれぞれ反転したパルス信号となる制御電流を通電し、該電磁コ イル１５を励磁することにより、ヨーク１４から永久磁石１１に向けてパルスデ ューティ比に対応した磁束をそれぞれ発生する。そして、ヨーク１４と永久磁石 １１の磁場による相互作用で弁体回動軸８の回動位置が規制されるようになって いる。

【００１３】 例えば、パルスデューティ比が図８に示すように５０％としたときには、開度 θは０°となる。また、パルスデューティ比が矢示ｂ方向になるように変化した 場合には、開側コイル１５Ａの磁界が閉側コイル１５Ｂの磁界よりも大きくなる から、筒状弁体７を図５中の矢示Ｂ方向に回動させる。一方、パルスデューティ 比が矢示ｃ方向になるように変化した場合には、開側コイル１５Ａの磁界が閉側 コイル１５Ｂの磁界よりも小さくなるから、筒状弁体７を図５中の矢示Ｃ方向に 回動させる。

【００１４】 この結果、アイドルスピード制御弁においては、前記該筒状弁体７の各開口部 ７Ａと通気路６の各通気穴６Ｄとの間の開度θを調整し、通気路６の流路面積を 調整することにより、エンジンのスロットル弁上流側から該スロットル弁をバイ パスし、導管２を介して矢示Ａ方向に流通する補助空気量を筒状弁体７の開度θ に応じて制御でき、エンジン本体の運転状態に応じてこの補助空気量を調節し、 アイドル回転数を制御することができる。

【００１５】 次に、エンジンの外部負荷となるエアコン等を作動させるときには、この負荷 に対応した通電量の直流電流を補助コイル１６に通電して該補助コイル１６を電 磁コイル１５と共に励磁させ、ヨーク１４と永久磁石１１との間で弁体回動軸８ に付与する回動トルクを増大させる。これにより、永久磁石１１は図６の点線で 示すように開度θの基準となる中立位置がθ0 だけ開側にずれる。この結果、筒 状弁体７は図５中の矢示Ｂ方向にさらにθ0 だけ回動され、開度θを大きくする ことにより補助空気量を増大させ、エンジンのアイドル回転数をエアコン等の負 荷に応じて可変に制御するようになっている。

【００１６】 かくして、当該アイドルスピード制御弁においては、エンジンのアイドリング 時にエアコン等を作動させてエンジンの負荷が増大するときには、エンジンのシ リンダ内に供給される補助空気量を増加させることにより、エンジンのアイドル 回転数を負荷に対応させて増大し、アイドリング時におけるエンジンストールを 防止するようにしている。

【００１７】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上述した従来技術によるアイドルスピード制御弁においては、図６ に示すように、５０％となるパルスデューティ比の制御電流（図８参照）をパル ス発振器１８，１９から電磁コイル１５に通電したときには、開側コイル１５Ａ および閉側コイル１５Ｂからは同じ大きさの磁界が発生するから、この磁界と永 久磁石１１からの磁界の相互作用により、永久磁石１１（筒状弁体７）の回動位 置は開度θが０度となる中立位置に設定される。

【００１８】 ここで、図９に基づいてパルスデューティ比の変化に基づく開度θの変化特性 について説明する。

【００１９】 まず、補助コイル１６に通電を行っていない場合には、特性線２１に示すよう に、パルスデューティ比を変化させると、開度θは実使用範囲Ｘ（パルスデュー ティ比が２０％〜１００％）において、ほぼリニアな特性を示すようになる。

【００２０】 一方、補助コイル１６に補助電流が通電されている場合には、負荷の大きさに よって設定された開度θとなるための電流値が通電され、特性線２２に示すよう に、開度θの基準となる中立位置が開側にθ0 だけ回動した位置に設定されるこ とになる（図６参照）。そして、この状態でパルスデューティ比による制御を行 うと、電磁コイル１５および補助コイル１６から発生する磁界の関係から、実使 用範囲Ｘ内においても、特性線２２の上側（開度θが＋１３°付近）ではリニア な特性が得られなくなるという問題がある。

【００２１】 このため、従来技術では、アイドリング時における開度θ（空気流量）を微妙 に制御できず、アイドリングにバラツキを発生させるという問題がある。

【００２２】 本考案は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本考案は通気穴と通 気路との流路面積をリニアに制御できるようにしたアイドルスピード制御弁を提 供することを目的とするものである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】

上述した課題を解決するために本考案が採用する構成の特徴は、電磁アクチュ エータを、弁体回動軸に固着された永久磁石と、該永久磁石と微小隙間を介して 設けられたヨークと、該ヨークに巻回して設けられ、開側コイル，閉側コイルを 同軸に巻回した電磁コイルと、該コイルの外側に巻回された補助コイルとを備え 、前記永久磁石を閉側にオフセットするように、前記電磁コイルをなす閉側コイ ルの線径を開側コイルの線径よりも太く形成したことにある。

【００２４】

【作用】

上記構成により、閉側コイルの線径を開側コイルの線径よりも太くすることに より、同じ電流値を通電した場合でも、発生する磁界は閉側コイルの方が太くな り、永久磁石は閉側に傾くようになる。そして、補助コイルに電流を通電すると 、永久磁石は閉側に傾いた位置を基準として弁体および弁体回動軸を開，閉側に 回動させる。

【００２５】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図１ないし図３に基づき説明する。なお、実施例では 前述した従来技術と同一の構成要素に同一符号を付しその説明を省略する。

【００２６】 図中、３１は従来技術の電磁アクチュエータ１３の代わり樹脂モールド部５内 に設けられた本実施例による電磁アクチュエータを示し、該電磁アクチュエータ ３１は永久磁石１１と、２個のヨーク半割体（図示せず）を軸方向に衝合して中 空の環状に形成され、前記永久磁石１１の外側に微小隙間を介して嵌挿されたヨ ーク１４と、該ヨーク１４内に図２に示すように、コイルボビン１７に同軸に一 緒に巻回して設けられた開側コイル３２および閉側コイル３３と、該コイル３２ ，３３の外側に巻回された補助コイル１６とから大略構成されている。

【００２７】 ここで、本実施例の特徴は、前記閉側コイル３３の線径を開側コイル３２の線 径よりも太いものを用いたことにある。これにより、同じ電圧をコイル３２，３ ３に印加した場合には、閉側コイル３３の抵抗が小さくなって電流を大きく流す ことができ、磁界を大きくできる。この結果、図１に示すように、永久磁石１１ は閉側方向に回動角αだけ傾くことになる。

【００２８】 なお、この回動角αは各コイル３２，３３の線径比によって設定されるもので 、本実施例においては閉側コイル３３の線径をｄ1、 開側コイル３２の線径をｄ2 とし、この関係をｄ1 ＞ｄ2 とする。なお、本実施例の場合には閉側コイル３ ３の線径はφ０．１５ｍｍ、開側コイル３２の線径はφ０．１１ｍｍとなってい る。

【００２９】 さらに、本実施例による電磁アクチュエータ３１においては、永久磁石１１が 閉側に回動角αだけ傾いた状態において、図５のように、開口部７Ａが通気穴６ Ｄを開いている位置（中立位置）が０度となるように永久磁石１１と弁体回動軸 ８との位置合わせが行われている。

【００３０】 本実施例によるアイドルスピード制御弁は、上述した如くの構成を有するもの で、その基本的な作動については従来技術によるものと格別差異はない。

【００３１】 然るに、本実施例では、電磁アクチュエータ３１を構成する閉側コイル３３の 線径を開側コイル３２の線径よりも太くすることにより、該閉側コイル３３の抵 抗値を小さくし、もって閉側コイル３３から発生する磁界を大きくすることがで き、パルスデューティ比が５０％のときには、永久磁石１１を閉側に回動角αだ け傾いた状態にすることができる。

【００３２】 そして、外部負荷によって補助コイル１６に通電された場合には、中立位置が 開側に開度θ0 だけ回動するから、開口部７Ａが通気穴６Ｄを開いている角度は 開度θ0 となるが、永久磁石１１の回動角は（θ0 −α）の位置となっている。 そして、この位置を中立位置としてパルスデューティ比による開度θの制御を行 うようになっている。

【００３３】 次に、図３の特性線図に基づいて本実施例の作用効果について説明する。

【００３４】 まず、補助コイル１６に通電を行っていない場合には、特性線３４に示すよう に、パルスデューティ比を変化させると、開度θは実使用範囲Ｘ（パルスデュー ティ比が２０％〜１００％）において、ほぼリニアな特性を示している。なお、 図９の特性線２１と比較してパルスデューティ比２０％以下でリニアな特性が得 られなくなっているが、実使用範囲Ｘ以外となるため無視することができる。

【００３５】 一方、補助コイル１６に補助電流が通電されている場合には、負荷の大きさに よって設定された開度θとなるための電流値を通電すると、特性線３５に示すよ うに、開度θの基準となる中立位置が開側にθ0 だけ回動した位置に設定される ことになる（図６参照）。そして、この状態でパルスデューティ比による制御を 行うと、電磁コイル１５および補助コイル１６から発生する磁界の関係から、実 使用範囲Ｘ内においてリニアな特性が得られるようになる。

【００３６】 従って、本実施例によるアイドルスピード制御弁では、実使用範囲Ｘ（パルス デューティ比が２０％〜１００％）における開度θの制御をリニアに行うことが できるから、アイドリング時における開度θ（空気流量）を微妙に制御すること ができる。さらに、アイドリングのバラツキを防止することができ、大流量のア イドルスピード制御弁に適応することも可能となる。

【００３７】 なお、前記実施例では、内側ハウジング４には径方向に２個の通気穴６Ｄ，６ Ｄを形成し、該内側ハウジング４内には２個の開口部７Ａを有する円筒状の筒状 弁体７を設けるものとして述べたが、本考案はこれに限らず、例えば内側ハウジ ング４には通気穴を１個設け、弁体回動軸８の一端側に前記通気穴を開，閉する 弓形状または扇形状のスライダ等からなる弁体を設けてもよい。

【００３８】 なお、前記実施例では、ハウジング１を、外側ハウジング３と内側ハウジング ４とから構成したが、一体形成にしても、また、外側ハウジング３がエンジン側 に形成されている場合には、内側ハウジング４のみでもよい。

【００３９】

【考案の効果】

以上詳述した通り、本考案によれば、弁体回動軸の回動を規制する電磁アクチ ュエータに用いられるヨークに巻回して設けられた閉側コイルの線径を開側コイ ルの線径よりも太く形成したから、各コイルに同じ電圧を印加した場合には、閉 側コイルから発生する磁界を大きくでき、永久磁石を閉側に傾かせた状態で、開 度の中立位置を設定する。これにより、外部負荷によって補助コイルに電流が通 電された場合でも、永久磁石における開度の中立位置は大きく開側に傾くことが なく、実使用範囲においてはリニアな特性を得ることができ、アイドリングのバ ラツキを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例による電磁アクチュエータを示す構成
図である。

【図２】コイルボビンに開側コイルおよび閉側コイルを
巻回した状態を示す側面図である。

【図３】本実施例によるパルスデューティ比の変化に対
する開度θを示す特性線図である。

【図４】従来技術によるアイドルスピード制御弁を示す
縦断面図である。

【図５】図４中の矢示Ｖ−Ｖ方向からみた横断面図であ
る。

【図６】従来技術による電磁アクチュエータを示す構成
図である。

【図７】コイルボビンに開側コイルおよび閉側コイルを
巻回した状態を示す側面図である。

【図８】各コイルに印加される制御電流を示す波形図で
ある。

【図９】従来技術によるパルスデューティ比の変化に対
する開度θを示す特性線図である。

【符号の説明】

３ 外側ハウジング ４ 内側ハウジング ６ 通気路 ６Ａ 流入口 ６Ｂ 流出口 ６Ｄ 通気穴 ７ 筒状弁体（弁体） ８ 弁体回動軸 １１ 永久磁石 １４ ヨーク １６ 補助コイル ３１ 電磁アクチュエータ ３２ 開側コイル ３３ 閉側コイル

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 補助空気の通気穴が形成されたハウジン
   グと、該ハウジング内に回動可能に設けられ、該ハウジ
   ングの通気穴を開，閉する弁体と、該弁体と一体的に設
   けられ、該弁体を回動する弁体回動軸と、該弁体回動軸
   と前記ハウジングとの間に設けられ、該弁体回動軸と一
   緒に弁体を回動させる電磁アクチュエータとからなるア
   イドルスピード制御弁において、前記電磁アクチュエー
   タは、前記弁体回動軸に固着された永久磁石と、該永久
   磁石と微小隙間を介して設けられたヨークと、該ヨーク
   に巻回して設けられ、開側コイル，閉側コイルの巻線を
   同軸に巻回した電磁コイルと、該コイルの外側に巻回さ
   れた補助コイルとを備え、前記永久磁石を閉側にオフセ
   ットするように、前記電磁コイルをなす閉側コイルの線
   径を開側コイルの線径よりも太く形成したことを特徴と
   するアイドルスピード制御弁。