JPH0763145A - 空気量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 弁体を位置調整および装置本体への組付け作
業を簡単化する。 【構成】 スロットル弁を迂回するようにして設けられ
たバイパス通路１３に補助弁３０を設ける。補助弁３０
は、弁体３１と軸部３２、３３とガイド部３４とから成
る。バイメタル４２の一端をガイド部３４のスリット３
７に、またバイメタル４２の他端を連結部材６０のスリ
ット６３に係合させる。カバー部材６０は連結部材６１
と蓋部材６２から成る。連結部材６１はアルミ合金等の
熱伝達のよい材料から成り、蓋部材６２は鉄から成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関に設けられる
アイドル回転数制御装置等の空気量制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来アイドル回転数制御装置として、ス
ロットル弁を迂回するようにして、バイパス通路を吸気
通路に接続させるとともに、このバイパス通路に制御弁
を設けたものが知られている。この制御弁を駆動するア
クチュエータは、例えばステッピングモータであり、制
御弁の開度はコンピュータによって、アイドル回転数が
所定の目標値になるように制御される。この目標値はエ
ンジンの運転条件によって定められ、すなわち、例えば
エアコン等が作動してエンジン負荷が大きくなった時、
高められる。

【０００３】制御弁のアクチュエータが、もし全開状態
で故障してロックすると、エンジンへ供給される空気量
が過大となりエンジンが暴走するおそれがある。そこで
従来、このような暴走を防止するため、制御弁とは別
に、エンジン冷却水の温度によって開度を変化させる補
助弁を設けたものが提案されている（例えば実開昭６２
−１１９４４６号公報等）。すなわち、制御弁および補
助弁の各全開度の大きさは所定の大きさに制限されてい
る。

【０００４】補助弁の弁体は、エンジン冷却水の温度に
応じて変形する例えばバイメタルの一端に連結され、こ
のバイメタルの他端は、バイメタル収容室の開口部を閉
塞するカバー部材に連結されている。弁体の初期位置を
定めるため、補助弁の装置本体への組付け工程では、カ
バー部材を回転させることにより弁体の位置調整が行わ
れ、カバー部材はビス等によって装置本体に固定され
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような弁
体の位置調整によると、調整後にビス等を装置本体に螺
合させるという面倒な作業が必要である。本発明は、弁
体の位置調整および装置本体への組付け作業が簡単であ
る空気量制御装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る空気量制御
装置は、装置本体の開口部に設けられるカバー部材が、
温度検知部材の一端に連結される連結部材と、この連結
部材に固定され、装置本体の開口部に圧入される蓋部材
とから成ることを特徴としている。

【０００７】

【実施例】以下図示実施例により本発明を説明する。図
１は、本発明を適用したアイドル回転数制御装置の概略
構成を示す図である。この図に示されるように、スロッ
トル弁１１を迂回するようにして吸気通路１２に接続さ
れたバイパス通路１３には、制御弁１４と補助弁３０が
設けられている。制御弁１４は補助弁３０の上流側に配
設されており、これらの弁１４、３０の動作によりバイ
パス通路１３の流路面積が変化し、空気流量が制御され
る。

【０００８】制御弁１４は直線的に変位するポペット弁
であり、その開度はステッピングモータ１６によって、
エンジンの運転状態および温度等に応じた大きさに制御
される。補助弁３０の開度はエンジンの温度によって制
御される。すなわち補助弁３０は本実施例において、エ
ンジン冷却水の温度に応じて変形するバイメタルに連結
されている。

【０００９】図２および図３は、図１のアイドル回転数
制御装置の構成を具体的に示す図である。

【００１０】これらの図において、アイドル回転数制御
装置の本体２１はビス２２によってスロットルボデー２
３に固定されている。バイパス通路１３は、スロットル
ボデー２３に形成された入口通路１３ａおよび出口通路
１３ｅ、アイドル回転数制御装置本体２１に形成された
第１の水平通路１３ｂ、垂直通路１３ｃおよび第２の水
平通路１３ｄから成る。入口通路１３ａはスロットル弁
１１よりも上方に形成され、出口通路１３ｅはスロット
ル弁１１よりも下方に形成されている。第１の水平通路
１３ｂは入口通路１３ａに連通し、第２の水平通路１３
ｄは出口通路１３ｅに連通している。第１の水平通路１
３ｂ、垂直通路１３ｃおよび第２の水平通路１３ｄは、
相互に連通している。

【００１１】制御弁１４はステッピングモータ１６によ
って駆動され、垂直通路１３ｃの上流側に形成された環
状の開口部２４に対向して往復動し、流路面積を変化さ
せる。補助弁３０は、垂直通路１３ｃ内に設けられ、温
度検知機構４０によって駆動されて開閉する。温度検知
機構４０はエンジン冷却水の温度を検知するものであ
り、その構造については後述する。

【００１２】アイドル回転数制御装置本体２１とスロッ
トルボデー２３には、冷却水が導かれる冷却水通路２５
が形成される。冷却水は、アイドル回転数制御装置本体
２１の温度検知機構４０側に形成された入口部２５ａか
ら流入して、補助弁３０側に形成された出口部２５ｂか
ら流出する。

【００１３】次に図３および図４を参照して、補助弁３
０および温度検知機構４０の構成を説明する。

【００１４】補助弁３０は例えば合成樹脂により一体的
に成形され、薄い楕円形を有する弁体（バタフライ弁）
３１と、この弁体３１の両端部から突出する軸部３２、
３３と、軸部３３に一体的に連結されたガイド部３４と
を有している。ガイド部３４の外周面には突起部３８が
形成されており、この突起部３８は装置本体２１に設け
られたストッパ（図示せず）に係止可能である。したが
って弁体３１は、突起部３８がストッパに係止する範囲
内（例えば約６０°の範囲）において回動可能である。
なお閉塞状態（図２において弁体３１がさらに時計方向
に回動し、水平位置よりも若干傾斜した状態）では、垂
直通路１３ｃを形成する内壁面との間に所定の隙間が形
成され、すなわち所定の流路面積が確保される。

【００１５】一方の軸部３２は、装置本体２１に穿設さ
れた凹部３５に挿入され、他方の軸部３３は、装置本体
２１の軸受孔３６に設けられた軸受５０内に嵌合されて
いる。したがって弁体３１の開閉動作において、軸部３
２、３３はそれぞれ凹部３５および軸受５０に対して摺
動する。

【００１６】軸受５０は合成樹脂により成形された環状
の部材である。この軸受５０は、軸心を含む平面によっ
て分割され、２つの半割軸受５１、５２から構成されて
いる。半割軸受５１、５２の各分割面にはそれぞれ、ピ
ン５３と穴５４が設けられている。一方の半割軸受５
１、５２のピン５３は、他方の半割軸受５２、５１の分
割面に穿設された穴５４に嵌合し、これにより軸受５０
が組み立てられる。

【００１７】ガイド部３４は、その軸心方向に延びるス
リット３７を有しており、軸受孔３６に隣接して形成さ
れたバイメタル収容室４１内に収容されている。バイメ
タル収容室４１には、コイル状に形成されたバイメタル
４２が収容されており、またバイメタル収容室４１の開
口部４５はカバー部材６０によって閉塞されている。カ
バー部材６０は連結部材６１と蓋部材６２とから成り、
連結部材６１には、ガイド部３４と同様に、その軸心方
向に延びるスリット６３が形成されている。バイメタル
４２の一端４２ａは、ガイド部３４のスリット３７内に
挿入され、またバイメタル４２の他端４２ｂは、連結部
材６１のスリット６３内に挿入されている。バイメタル
４２はエンジンの温度に応じて変形する温度検知部材で
あり、このバイメタル４２とカバー部材６０とガイド部
３４によって、温度検知機構４０が構成される。

【００１８】上述したように、冷却水通路２５は温度検
知機構４０の近傍に形成されており、したがって冷却水
通路２５内を流動するエンジン冷却水の熱は、装置本体
２１を介してバイメタル４２および連結部材６１等に伝
達される。すなわち、バイメタル４２がエンジンの温度
に応じて変形し、バイメタル４２の両端が軸心回りに相
対的に回転する。これにより、ガイド部３４および弁体
３１が回転変位し、バイパス通路１３の流路面積が制御
される。

【００１９】蓋部材６２は皿状を有しており、連結部材
６１に固定されるとともに、開口部４５に圧入されてい
る。この蓋部材６２と連結部材６１の構成を図５を参照
して説明する。

【００２０】連結部材６１は熱伝達のよい材料から成形
され、装置本体２１と同じ材料すなわちアルミ合金製で
ある。一方、蓋部材６２は鉄製である。連結部材６１は
端部にフランジ６４を有し、このフランジ６４の中央に
は突起部６５が形成され、また突起部６５の両側には一
対の連結孔６６が設けられている。蓋部材６２には、連
結部材６１の突起部６５を受容する円形孔６７と、連結
部材６１の各連結孔６６にそれぞれ係合する一対の突部
６８とが形成されている。蓋部材６２の外径はフランジ
６４の外径よりも若干大きい。なお、突部６８は１個で
もよく、その数は必要に応じて変更できる。

【００２１】本実施例装置の作用を説明する。スロット
ル弁１１は図２に示すように全閉状態にあり、エンジン
はアイドリング運転しているとする。この状態において
吸入空気のほとんどは、吸気通路１２からバイパス通路
１３の入口通路１３ａに流入して、第１の水平通路１３
ｂ、垂直通路１３ｃ、第２の水平通路１３ｄの順に通過
し、出口通路１３ｅを通って吸気通路１２のスロットル
弁１１の下流側に流入する。このバイパス通路１３内に
おける空気流量は、制御弁１４および補助弁３０によっ
て制御される。

【００２２】制御弁１４の開度は図示しないコンピュー
タによって制御され、冷却水の温度およびエンジンの負
荷の大きさ（エアコンスイッチのオンオフ、パワーステ
アリング機構の作動状態等によって変化する）によって
変化する。補助弁３０の開度は温度検知機構４０によっ
て制御され、冷却水の温度のみによって変化する。冷間
時、制御弁１４と補助弁３０は共に全開状態にある。そ
の後、エンジンの温度が上昇すると、これに伴い制御弁
１４と補助弁３０の開度は共に小さくなっていく。暖機
後、補助弁３０はストッパ等によって所定の開度に固定
されるが、制御弁１４はエンジン回転数が所定値になる
ようにフィードバック制御される。

【００２３】図６は、制御弁１４と補助弁３０の各開度
と空気量Ｑとの関係を示したものである。

【００２４】制御弁１４の開度が比較的小さい時、実線
Ｒで示すように、空気量Ｑは実質的に制御弁１４の開度
だけによって定められ、補助弁３０の開度は空気量Ｑの
制御に影響しない。さらに制御弁１４の開度が大きくな
ると、符号Ｓで示すように補助弁３０の効果が現れ、空
気量Ｑは制御弁１４と補助弁３０の両者の開度に依存す
るようになる。

【００２５】冷却水の温度の上昇とともに補助弁３０の
開度が小さくなるため、例えば制御弁１４が全開の状態
では、符号Ｔで示すように空気量Ｑは冷却水の温度が上
昇するに従って少なくなる。そして冷却水の温度が所定
値（例えば約４０°）まで上昇すると、補助弁３０は閉
塞状態となり、その後空気量Ｑは、符号Ｕで示すように
実質的に制御弁１４だけによって制御されるようにな
る。なお冷却水の温度が所定値よりも低い状態では、補
助弁３０が正常に動作しなくても、制御弁１４が作動す
るため、符号Ｗで示す制御域分だけ空気量Ｑの制御が可
能である。

【００２６】なお制御弁１４および補助弁３０の全開状
態での開度は、これらの制御弁１４および補助弁３０が
共に全開状態でロックしたとしても、エンジンへ供給さ
れる空気量Ｑは実線Ｖで示すように所定の値に抑えら
れ、アイドル回転数が通常の値よりも高々２５００ｒｐ
ｍしか大きくならないように制御される。

【００２７】以上のような補助弁３０の開閉動作におい
て、補助弁３０が他の部材と摺接する部分は、軸部３
２、３３だけである。このように摺接部分の面積が小さ
いため、補助弁３０に作用する摩擦抵抗は非常に小さ
い。また連結部材６１はアルミ合金等の熱伝達のよい部
材から成形されている。したがって、冷却水の熱は効率
良くバイメタル４２に伝達され、補助弁３０は冷却水温
の変化に対して敏感に反応する。

【００２８】また、本実施例の補助弁３０において、弁
体３１、軸部３２、３３およびガイド部３４は、合成樹
脂等によって一体的に成形されている。したがって、こ
れらの間の同軸度および直角度等の寸法精度は、組立作
業によって変わることはなく、常に高精度に定めること
が可能となり、またバイパス通路１３を通過する空気流
量はエンジン温度に応じた正確な値に制御可能となる。
また本実施例の補助弁３０によれば、一体成形であるた
めに、部品点数が少なくなり製造コストを抑えることが
できる。

【００２９】次に本実施例装置の補助弁３０の装置本体
２１への組立作業を説明する。まず、半割軸受５１、５
２を軸部３３の外周面に合わせ、一方の半割軸受のピン
５３を他方の半割軸受の穴５４に嵌合させることにより
軸受５０を組み立てる。そして軸部３２を装置本体２１
の凹部３５に挿入し、また軸受５０を軸受孔３６に嵌着
させる。次いで、バイメタル４２の一端４２ａをガイド
部３４のスリット３７内に挿入するとともに、バイメタ
ル４２の他端４２ｂが連結部材６１のスリット６３内に
係合するようにして、連結部材６１をバイメタル収容室
４１内に取り付ける。

【００３０】連結部材６１の連結孔６６に治具（図示せ
ず）を係合させて、連結部材６１を回転させ、弁体３１
が所定の角度位置に定められるように調整する。この弁
体３１の位置調整の後、蓋部材６２を開口部４５に圧入
する。本実施例では、蓋部材６２が鉄から成形されてい
るため、アルミ合金から成る装置本体２１に対してカジ
リが生じることはなく、スムーズに圧入される。なお、
このカジリは気密不良の原因となる。

【００３１】以上のように本実施例によれば、補助弁３
０の組立て作業および弁体３１の初期位置の調整作業が
非常に簡単になる。

【００３２】なお、連結部材６１および蓋部材６２の材
質は上述のものに限定されず、目的に応じて任意に変更
できる。例えば蓋部材６２は真鍮により成形してもよ
い。

【００３３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、弁体の位
置調整および装置本体への組付け作業が簡単になるとい
う効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したアイドル回転数制御装置の概
略構成を示す図である。

【図２】図１のアイドル回転数制御装置を、補助弁の軸
部に垂直な平面で切断して示す断面図である。

【図３】図１のアイドル回転数制御装置を、補助弁の軸
部に平行な平面で切断して示す断面図である。

【図４】補助弁と温度検知機構を分解して示す斜視図で
ある。

【図５】カバー部材を示し、一部を断面とした側面図で
ある。

【図６】制御弁および補助弁の開度の変化とバイパス通
路における空気流量の変化との関係を示す図である。

【符号の説明】

１１ スロットル弁 １２ 吸気通路 １３ バイパス通路 １４ 制御弁 ３０ 補助弁 ３１ 弁体 ４２ バイメタル ６０ カバー部材 ６１ 連結部材 ６２ 蓋部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 靖雄 神奈川県小田原市久野2480 株式会社ミク ニ小田原工場内 (72)発明者 橋本 徹 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 橋本 尚二 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの温度に応じて変形する温度検
   知部材に連結された弁体により、前記エンジンに供給さ
   れる空気量を前記温度に応じて制御する空気量制御装置
   であって、装置本体の開口部に設けられるカバー部材
   が、前記温度検知部材の一端に連結される連結部材と、
   この連結部材に固定され、前記装置本体の開口部に圧入
   される蓋部材とから成ることを特徴とする空気量制御装
   置。
2. 【請求項２】 前記連結部材が熱伝達のよい材料から成
   形されることを特徴とする請求項１の空気量制御装置。
3. 【請求項３】 前記連結部材がアルミ合金製であり、前
   記蓋部材が鉄製であることを特徴とする請求項２の空気
   量制御装置。