JPH0534517B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エンジンのステツプモータ式アイド
ルスピードコントロールバルブ（Ｓ／Ｍ・ISCV）
に使用される流体制御弁に係り、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、吸気通路のスロツトル弁をバイパ
スしてバイパス通路を形成し、このバイパス通路
にステツプモータ式アイドルスピードコントロー
ルバルブ（Ｓ／Ｍ・ISCV）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
ータ２で計量され、スロツトル弁３およびＳ／
Ｍ・ISCV４を通りサージタンク５に導かれた後、
枝管６から機関７に吸入される。枝管６では、上
記エアフローメータ２で計量された空気量に見合
う燃料をインジエクタ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
合ガスを機関７に供給する。

上記スロツトル弁３をバイパスするバイパス通
路９内に設置されたＳ／Ｍ・ISCV４は、アイド
ル時のエンジン回転数などのコンピユータ１０か
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得るように作動する。

Ｓ／Ｍ・ISCV４は第９図に示すように、駆動
部としてステツプモータ１１を用いており、固定
コイル１２によつ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１
３）の関係で弁軸１４の軸方向往復運動に変換す
る構造になつている。弁軸１４の先端にはプロフ
イル弁体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つている。

このような構造においては、ステツプモータ１
１によつて回転されるナツト作用をなす回転子１
３の回転が、ボルト作用をなす弁軸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、弁軸１４を
断面Ｄ字型にするとともに、弁軸１４を支持する
軸受部材１８の挿通孔１９をＤ字型孔とし、断面
Ｄ字型の弁軸１４をこの軸受部材１８の断面Ｄ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１
４を支持する軸受部材１８の挿通孔１９を円形以
外の異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１
９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
からコストアツプを招く。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、弁軸１４と軸受部材１８は弁体１５の
作動時に必ずや相対的な摺動をし、この摺動面に
摩耗が生じて摺動抵抗が増加するので、この耐久
変化分を見込んでステツプモータ１１の初期出力
を設定しなければならないからステツプモータ１
１の大型化が余儀無くされていた。

そしてまた、弁軸１４と軸受部材１８が相対的
に摺動するためには間隙が必要となり、この間隙
は周方向および径方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とからなる可動部がエンジンの振動を受
けて振動し、このため摩耗によりこのがたが増大
し、さらに振動が大きくなり、このような悪循環
を繰返すことにより回転止め機能は著しく低下
し、これが上記可動部の作動反転時に流量特性の
ヒステリシス増加を招く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
動部の重量×耐振性加速度(G)以上のセツト荷重で
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、摺動による抵抗を軽減するため、摺動部
はPPS樹脂や含油メタルあるいはテフロンコーテ
イングを施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高精度加工を
要するのでコスト高になる。

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、簡単な構造で安価な
回転止め機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する。

〔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特徴とす
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、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、弁体の軸方向移動を許し
つつ回転止めをなす。したがつて、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
機能を兼用し、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け部分でばら
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／Ｍ・ISCV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
動部としてステツプモータ１１が取付けられてお
り、固定コイル１２によつて回転子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イル弁体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を備え、この嵌合軸
部３６に雌ねじ孔３７を形成してある。この雌ね
じ孔３７には上記弁軸１４の雄ねじ部３５がねじ
込まれてており、したがつて弁体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つている。

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、周囲の固定フランジ４５
ａを有するとともに、中心部に保持部４５ｂを備
えており、これら固定フランジ４５ａと保持部４
５ｂ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４５ｄには嵌合
支持孔４６が開口されており、この嵌合支持孔４
６には前記弁体１５の嵌合軸部３６が摺動するこ
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４
５ａは、モータハウジング３１と弁ハウジング３
２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する。

ステツプモータ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。したがつて、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フランジ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、したがつてこの中心保持部４５ｂに支持さ
れている上記弁体１５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、吸気量が制御されることになる。

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は断面円形であつてよく、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
な摺動をすることがなく、よつて摩耗の発生がな
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
でステツプモータ１１の初期出力を大きく設定す
る必要から開放され、ステツプモータ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
つ嵌合軸部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量
特性のヒステリシス増加を招くと言う不具合も解
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)以上のセツト
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。これに対し本実施例の薄板ばね部
材４５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４５単
独で回転止めと従来のスプリングの機能を兼用
し、部品点数が少なくてすむ。

そして薄板ばね部材４５は、周囲に形成した固
定フランジ４５ａのハウジング３１，３２に対す
る取付け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４５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の実施例を
示す。

第４図に示す第２の実施例では、薄板ばね部材
４５の嵌合支持孔４６の形状を、ツースワツシヤ
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、ツースワーツシヤ形の嵌合支持孔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するもの、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つて
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
箇所をそれぞれ薄板ばね部材４５，４５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
をなす薄板ばね部材として、帯形をなす薄板ばね
部材を渦巻ばね50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であつて
も第１の実施例と同様の効果を奏する。

〔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。したがつて、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
機能を兼用し、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け部分でばら
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
は本発明の第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６図中−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図は内燃機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
−線の断面図である。 １…エアクリーナ、３…スロツトル弁、４…
Ｓ／Ｍ・ISCV、５…サージタンク、７…機関、
８…インジエクタ、９…バイパス通路、１１…ス
テツプモータ、１２…固定子、１３…回転子、１
４…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…固定フランジ、４５ｂ…中心保持部、４
５ｃ…連結部、４６…嵌合支持孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スロツ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ツトル
   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、ステツ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。