JP2598967Y2 - アイドルスピード制御弁 - Google Patents

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、また同様な機能を有する、エ
ンジン回転数制御用電子制御スロットルチャンバのモー
タとして用いて好適な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，６
Ｄ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１
１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１
７には図７に示すように、開側コイル１５Ａと閉側コイ
ル１５Ｂ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１
１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１
５Ｂ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２
２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３
２，３３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３３の線径はφ０．１５ｍ
ｍ、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６Ｄ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３
２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
リング等特性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，６Ｄ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、
アイドリング等特性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)

(57)【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。