JP3752838B2 - Flow control valve - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、締結部品によりエンジンに固定される流量制御弁に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来技術として、図9(b)に示すように、流量制御弁100を例えばスロットルボディ200に設けられた嵌合孔210に埋め込む様に搭載しているものがある。この流量制御弁100は、スロットルボディ200の取付け表面220に対するフランジ状の取付け面110を有し、この取付け面110とスロットルボディ200の取付け表面220との間にパッキン300を配置して、取付け面110の3箇所でスクリュ120の締付け力によりスロットルボディ200に固定されている(図9(a)参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
近年、省燃費化を図るためにエンジンを小型化すべく、流量制御弁100の取付け部の面積を小さくしたいと言うニーズがある。そこで、本願発明者は、図10に示すように、スロットルボディ200に埋め込まれる流量制御弁100のハウジングの外径部にシール部品400(Oリング)を配置することで、取付け面110とスロットルボディ200の取付け表面220との間に介在される従来のパッキン300を廃止し、スロットルボディ200に対して流量制御弁100を取付け面110の1箇所でスクリュ120により固定する方法を試みた。
ところが、この場合、スクリュ120の締付け力が締付点周辺部のみに印加され、締付点と径方向反対側の取付け面110にはスクリュ120の締付け力が働かないため、図11に示すように、図示X方向の振動によりスロットルボディ200の取付け表面220に対して取付け面110が滑り、締付点を中心にした揺動共振が発生した。この揺動共振の有無を図11に示す取付け面のC点にて測定したデータを図5に実線グラフbで示す。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、エンジン側への取付け部の面積を小さくでき、且つエンジン振動に伴う揺動共振を防止できる流量制御弁を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
(請求項1の手段)
ハウジングの外径側に3点以上の突起を設け、締結部品の締付け力を3点以上の突起に分散してエンジン側の支持面に印加している。この場合、締結部品の締付け力がエンジン側の支持面に対して締結部品の締付点周辺部のみに印加されることはなく、3点以上に分散して印加されるため、エンジン側の支持面に確実に固定できる。また、これにより、1点の締結部品でエンジン側に固定できるため、締結部品を通すための取付け孔を一箇所設けるだけで良い。この結果、複数(例えば3点)の締結部品で固定していた従来品と比較して、取付け部の面積を小さくでき、エンジンの小型化にも対応できる。
【0005】
(請求項2の手段)
3点以上の突起の内、1つの突起はハウジングの半径方向で取付け孔の中心より外側に配置され、残りの突起はハウジングの径方向に取付け孔の中心を通る直線を想定した時に、その直線の両側に少なくとも1つずつ配置され、且つハウジングの中心から半径方向へ延びる直線を基準としてそれぞれ周方向に5〜160度の範囲に配置されている。これにより、締結部品の締付け力がてこの原理で3点以上の突起に分散され、各突起を通じてエンジン側の支持面に印加される。
【0006】
(請求項3の手段)
請求項2に記載した残りの突起は、支持面からの反力としてハウジングの中心方向へ向かう向心力を生じるように、エンジン側の支持面に対して圧力角を設けている。この場合、エンジン側の支持面に対して残りの突起が受ける向心力により、エンジン振動に対する揺動共振を効果的に抑制できる。
【0007】
(請求項4の手段)
内部に弁手段を収容するハウジングの先端側が前記支持面に設けられた嵌合穴に組み込まれ、弁手段の上流側と下流側とでそれぞれ嵌合穴とハウジングとの間がシール部品によってシールされている。この場合、取付け孔の中心より外側に配置される1つの突起以外の残りの突起をハウジングの外径面に隣接して設けることができる。即ち、3点以上の突起とエンジン側の支持面との間をシール部品によってシールする必要がないため、ハウジングの外径側にシール代を取る必要がなく、より取付け部の面積を小さくできる。
【0008】
(請求項5の手段)
請求項1〜4に記載した流量制御弁は、エンジンのアイドリング時にスロットル弁をバイパスする空気量を制御するためのアイドル回転速度制御弁として用いることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図1はスロットルボディに取り付けられた流量制御弁の縦断面図である。
本実施例の流量制御弁1は、エンジンのアイドリング時にスロットル弁(図示しない)をバイパスする空気量を制御するためのアイドル回転速度制御弁として使用されるもので、図1に示すように、流量制御弁1の下部側がスロットルボディ2に埋め込まれた状態で、スクリュ3の締結力によりスロットルボディ2に固定されている。
スロットルボディ2には、流量制御弁1を組み込むための嵌合孔2aが設けられ、この嵌合孔2aがスロットル弁をバイパスするバイパス通路4に連通している。なお、嵌合孔2aの開口周縁部には面取り(図4参照)が施されている。
流量制御弁1は、空気通路5を形成するハウジング6、空気通路5を開閉する弁体7、この弁体7を支持するシャフト8、シャフト8と一体に弁体7を駆動する電磁式アクチュエータ(後述する)等より構成される。
【0010】
ハウジング6は、例えばアルミダイカスト製で略筒形状に設けられ、その長手方向(図1の上下方向)の中程にスロットルボディ2への取付け部6aを有し、この取付け部6aより下部側がスロットルボディ2の嵌合孔2aに組み込まれている。ハウジング6の取付け部6aより下部側には、ハウジング6の下端面に空気通路5の入口5aが開口し、ハウジング6の外径面に空気通路5の出口5b(図2参照)が開口している。従って、ハウジング6内の空気通路5は、入口5aと出口5bを通じてバイパス通路4に連通している。また、ハウジング6の内部には、空気通路5を閉じる時に弁体7が着座するシート部9(弁座)が円筒状に設けられている。
ハウジング6と嵌合孔2aとの間は、入口5a側と出口5b側とで、それぞれシール部品10、11(例えばOリング)によって気密にシールされている。
【0011】
取付け部6aは、図3に示すように、ハウジング6の全周に渡って略環状に外側へ張り出して設けられ、周方向の一箇所にスクリュ3を通すための取付け孔12が貫通している。また、取付け部6aの下面には、3個の突起(第1の突起13、第2の突起14、第3の突起15と言う)が下方へ向かって突設されている。これらの突起13〜15は、流量制御弁1の下部側をスロットルボディ2の嵌合孔2aに組み込んだ時に、嵌合孔2a周縁のスロットルボディ表面2b(本発明のエンジン側の支持面)に当接して嵌合孔2aの深さ方向に対する流量制御弁1の位置決めを行うとともに、各突起13〜15を通じてスクリュ3の締付け力をスロットルボディ表面2bに印加することができる。
【0012】
第1の突起13は、図3に示すように、流量制御弁1の軸心Oから取付け孔12の中心を通る半径方向で取付け孔12の中心より外側に配置され、第2の突起14と第3の突起15は、流量制御弁1の径方向に取付け孔12の中心を通る直線Y−Yを想定した時に、その直線の両側に配置され、且つ流量制御弁1の軸心Oを中心として取付角5〜160度の範囲に配置されている。望ましくは、第1の突起13を基準として3個の突起13〜15が略等間隔に配置されている方が良い(図3参照)。なお、取付角とは、流量制御弁1の軸心Oを中心として、直線Y−Y上にある取付け部6aのD点から第2の突起14および第3の突起15までの角度である。
また、第2の突起14の下端面と第3の突起15の下端面には、図4に示すように、それぞれスロットルボディ表面2bに対して所定の圧力角αが付与されている。つまり、各突起14、15の下端面がスロットルボディ表面2bに対して所定角度(圧力角α)だけ傾斜して設けられ、面取りが施されている嵌合孔2aの開口縁部(角部)が各突起14、15の下端面(傾斜面)に点接触(周方向では線接触)している。
【0013】
弁体7は、ハウジング6内のシート部9より下流側でシート部9と対向して配され、シャフト8の先端部に固定されてシャフト8と一体に軸方向(図2の上下方向)に移動可能に設けられている。
シャフト8は、下端側が板ばね16により支持され、上端部がアジャストスクリュ17の中空孔17aに摺動自在に挿入されて、板ばね16の変形を伴って軸方向に移動可能に設けられている。
板ばね16は、シャフト8の軸方向に弾性変形可能に設けられ、シャフト8の支持中心をシート部9の軸心上に設定した状態で、外周縁部がハウジング6の内壁面と電磁式アクチュエータの構成部品であるマグネットプレート18との間に挟持されている。
【0014】
電磁式アクチュエータは、図示しない電子制御ユニットにより通電制御されるソレノイドコイル19(以下コイル19と略す)と、このコイル19の固定磁路を形成する磁路形成部材(下述する)と、シャフト8に固定されたムービングコア20等より構成される。
コイル19は、ボビン21の外周に巻装されて、樹脂製のコネクタ22にモールドされたターミナル23に電気的に接続されている。
磁路形成部材は、コイル19の外周に配された円筒形状のヨーク24、このヨーク24の下端面に隣接してコイル19の下端側に配された前述のマグネットプレート18、ヨーク24の上端面に隣接してコイル19の上側に配された上側プレート25、ボビン21の内周に配された略筒状のステータコア26より構成され、それぞれ鉄等の磁性材料により形成されている。
【0015】
ムービングコア20は、磁路形成部材と同様に鉄等の磁性材料から成り、円筒形状に形成されて板ばね16の上端側でシャフト8の外周に圧入され、アジャストスクリュ17との間に介在されたスプリング27により軸方向下方へ付勢されている。このムービングコア20は、コイル19が通電された時にスプリング27の付勢力に抗してコイル19の磁力により磁化されたステータコア26側(図1の上側)へ吸引され、シャフト8及び弁体7と一体に移動する。
アジャストスクリュ17は、ステータコア26の内周に配され、ステータコア26に螺着されて、スプリング27のセット荷重を調節することができる。
【0016】
次に、流量制御弁1の作動を説明する。
電子制御ユニットを通じてコイル19が通電されると、磁路形成部材とムービングコア20とを通る磁路が形成されて、ステータコア26とムービングコア20との間に吸引力が発生する。この吸引力によりスプリング27と板ばね16の各弾性力が釣り合う位置までムービングコア20がステータコア26側へ吸引され、ムービングコア20と一体にシャフト8及び弁体7が軸方向上方へ移動する。
この結果、弁体7がシート部9からリフトして空気通路5を開くことにより、ハウジング6の入口5aから出口5bへ向かって空気通路5を空気(スロットル弁をバイパスする空気)が流れる。
コイル19への通電を停止すると吸引力が消滅するため、それまで吸引されていたムービングコア20がスプリング27の付勢力を受けて下方へ押し戻される。その結果、ムービングコア20とともにシャフト8及び弁体7が下方へ移動し、弁体7がシート部9に当接して空気通路5を閉じる。
【0017】
続いて、スロットルボディ2への流量制御弁1の取付け方法(固定方法)について説明する。
まず、ハウジング6の外径部にシール部品10、11を装着して流量制御弁1の下部側をスロットルボディ2の嵌合孔2aに挿入する。この時、取付け部6aに設けた3個の突起13〜15がスロットルボディ表面2bに当接することにより、嵌合孔2aの深さ方向に対して流量制御弁1を位置決めできる。
続いて、取付け部6aに設けた取付け孔12に1本のスクリュ3を通し、予めスロットルボディ2に形成されている螺子孔2c(図1参照)にスクリュ3を螺子込んで締付け力を発生させる。このスクリュ3の締付け力は、スロットルボディ表面2bに当接する3個の突起13〜15を通じてスロットルボディ表面2bに印加される。
【0018】
この時、図4に示すように、第2の突起14と第3の突起15は、それぞれの下端面(傾斜面)にスロットルボディ表面2bに対する圧力角αが付与されているため、突起14、15を通じてスロットルボディ表面2bに締付け力の分力F2 が印加されると、傾斜面に対するくさび作用により、分力F2 は傾斜面に垂直な方向の力F2 ′に増力され、そのF2 ′の反力の径方向成分として流量制御弁1の軸心方向に向かう力(向心力)が発生する。この向心力がエンジン振動に伴う流量制御弁1の揺動共振の抑制に対し、効果的に作用する。
【0019】
(本実施例の効果)
本実施例の流量制御弁1は、ハウジング6の取付け部6aに3個の突起13〜15を設けて、1本のスクリュ3の締付け力を3個の突起13〜15に分散してスロットルボディ表面2bに印加することができるため、1本のスクリュ3でも締付け力が一箇所に集中することなく、3本のスクリュ3で締め付けた場合と同等の効果を得ることができる。これにより、ハウジング6の取付け部6aにスクリュ3を通すための取付け孔12を一箇所空けるだけで良いため、複数(例えば3点)のスクリュ3で締め付けていた従来品と比較して、取付け部6aの面積を小さくでき、エンジンの小型化にも対応できる。また、1本のスクリュ3を締め付けるだけで良いため、締め付け工数の低減によるコストダウンも可能である。
【0020】
更に、第2の突起14の下端面と第3の突起15の下端面には、それぞれスロットルボディ表面2bに対して所定の圧力角αが付与されているため、各突起14、15よりスロットルボディ表面2bに締付け力が印加されると、流量制御弁1の軸心方向に向かう向心力が発生する。この向心力は、図3に示す矢印X方向のエンジン振動に対向する分力を有しているため、向心力を発生させることでエンジン振動による流量制御弁1の揺動共振を効果的に抑制できる。この揺動共振の有無を図3に示す取付け部6aのC点にて測定したデータを図5に実線グラフaで示す。
なお、第2の突起14および第3の突起15の取付角が5度以下(図6参照)または160度以上(図7参照)の場合は、各突起14、15を通じて発生する向心力がエンジンの振動方向Xと略直交するため、エンジン振動に伴う流量制御弁1の揺動共振を抑制できる効果は小さい。
嵌合孔2aに組み込まれたハウジング6の外径にシール部品10、11を装着しているため、取付け孔12の中心より外側に配置される第1の突起13以外の残りの突起(第2の突起14と第3の突起15)をハウジング6の外径面に隣接して設けることができる。即ち、3個の突起13〜15とスロットルボディ表面2bとの間にパッキン等のシール部品を介在させる必要がないため、従来品のようにハウジング6の外径側にシール代を取る必要がない。これにより、更に取付け部6aの面積を小さくできる。
【0021】
(変形例)
本実施例の流量制御弁1は、取付け部6aに3個の突起13〜15を設けているが、4個以上でも良いことは言うまでもない。但し、スクリュ3の締付け力を各突起に分散させるためには、てこの原理を応用できるように、一つの突起を取付け孔12の中心より外側に配置する必要がある。
また、ハウジング6の外径に環状の取付け部6aを設けて、その取付け部6aに3個の突起13〜15を形成しているが、例えば図8に示すように、各突起13〜15の間は取付け部6aを無くしても良い。
本実施例では、流量制御弁1の取付け部6aより下部側をスロットルボディ2の嵌合孔2aに組み込む例を示したが、流量制御弁1全体がスロットルボディ2の外側に出ている場合にも本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】スロットルボディに取り付けられた流量制御弁の縦断面図である。
【図2】スロットルボディに取り付けられた流量制御弁の側面図である。
【図3】スロットルボディ側から見た流量制御弁の平面図(下面図)である。
【図4】図1のB部拡大図である。
【図5】振動周波数に対する揺動共振の有無を測定したデータである。
【図6】取付角0度に残りの突起を配置した場合の向心力を示す流量制御弁の下面図である。
【図7】取付角180度に残りの突起を配置した場合の向心力を示す流量制御弁の下面図である。
【図8】本実施例の変形例を示す流量制御弁の下面図である。
【図9】従来の流量制御弁の上面図(a)と断面図(b)である。
【図10】締付け力を1点に加えた場合の例を示す流量制御弁の側面図である。
【図11】図10に示す流量制御弁の下面図である。
【符号の説明】
1 流量制御弁(アイドル回転速度制御弁)
2a 嵌合穴
2b スロットルボディ表面(エンジン側の支持面)
3 スクリュ(締結部品)
6 ハウジング
7 弁体(弁手段)
9 シート部(弁手段)
10 シール部品
11 シール部品
12 取付け孔
13 第1の突起(1つの突起)
14 第2の突起(残りの突起)
15 第3の突起(残りの突起)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a flow control valve fixed to an engine by fastening parts.
[0002]
[Prior art]
As a conventional technique, as shown in FIG. 9B, there is one in which the
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, there is a need to reduce the area of the mounting portion of the
However, in this case, the tightening force of the
The present invention has been made based on the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a flow rate control valve that can reduce the area of the mounting portion on the engine side and prevent oscillation resonance associated with engine vibration. is there.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
(Means of Claim 1)
Three or more protrusions are provided on the outer diameter side of the housing, and the fastening force of the fastening component is distributed to the three or more protrusions and applied to the support surface on the engine side. In this case, the fastening force of the fastening component is not applied only to the periphery of the fastening point of the fastening component with respect to the support surface on the engine side, and is applied in a distributed manner to three or more points. Can be securely fixed to the surface. Moreover, since it can fix to an engine side by one fastening component by this, it is only necessary to provide one attachment hole for letting a fastening component pass. As a result, the area of the mounting portion can be reduced and the engine can be downsized as compared with a conventional product that is fixed with a plurality of fastening parts (for example, three points).
[0005]
(Means of Claim 2)
Of the three or more protrusions, one protrusion is arranged outside the center of the mounting hole in the radial direction of the housing, and the remaining protrusion is a straight line when assuming a straight line passing through the center of the mounting hole in the radial direction of the housing. At least one each on both sides of the housing and in the range of 5 to 160 degrees in the circumferential direction with reference to a straight line extending in the radial direction from the center of the housing. As a result, the fastening force of the fastening component is distributed to three or more protrusions by the lever principle, and is applied to the support surface on the engine side through each protrusion.
[0006]
(Means of claim 3)
The remaining protrusions described in
[0007]
(Means of claim 4)
The front end side of the housing that accommodates the valve means is incorporated in a fitting hole provided in the support surface, and the gap between the fitting hole and the housing is sealed by a sealing component on the upstream side and the downstream side of the valve means, respectively. ing. In this case, the remaining protrusions other than the one protrusion arranged outside the center of the mounting hole can be provided adjacent to the outer diameter surface of the housing. That is, since it is not necessary to seal between the three or more protrusions and the support surface on the engine side with a sealing part, it is not necessary to provide a seal allowance on the outer diameter side of the housing, and the area of the mounting portion can be further reduced.
[0008]
(Means of claim 5)
The flow rate control valve described in claims 1 to 4 can be used as an idle speed control valve for controlling the amount of air that bypasses the throttle valve when the engine is idling.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a flow control valve attached to a throttle body.
The flow control valve 1 of this embodiment is used as an idle speed control valve for controlling the amount of air that bypasses a throttle valve (not shown) when the engine is idling. As shown in FIG. The control valve 1 is fixed to the
The
The flow control valve 1 includes a
[0010]
The
The
[0011]
As shown in FIG. 3, the
[0012]
As shown in FIG. 3, the
Further, as shown in FIG. 4, a predetermined pressure angle α is given to the lower end surface of the
[0013]
The
The lower end side of the
The
[0014]
The electromagnetic actuator includes a solenoid coil 19 (hereinafter abbreviated as coil 19) energized and controlled by an electronic control unit (not shown), a magnetic path forming member (described below) that forms a fixed magnetic path of the
The
The magnetic path forming member includes a
[0015]
The moving
The adjusting
[0016]
Next, the operation of the flow control valve 1 will be described.
When the
As a result, the
When the energization of the
[0017]
Next, a method for attaching (fixing) the flow control valve 1 to the
First, the
Subsequently, one
[0018]
At this time, as shown in FIG. 4, the
[0019]
(Effect of this embodiment)
The flow control valve 1 of the present embodiment is provided with three
[0020]
Further, a predetermined pressure angle α is applied to the lower end surface of the
When the mounting angle of the
Since the
[0021]
(Modification)
In the flow control valve 1 of the present embodiment, the three
Further, an
In the present embodiment, an example in which the lower side of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a flow control valve attached to a throttle body.
FIG. 2 is a side view of a flow control valve attached to a throttle body.
FIG. 3 is a plan view (bottom view) of the flow control valve as viewed from the throttle body side.
4 is an enlarged view of a portion B in FIG.
FIG. 5 is data obtained by measuring presence or absence of oscillation resonance with respect to an oscillation frequency.
FIG. 6 is a bottom view of the flow control valve showing the centripetal force when the remaining protrusions are arranged at a mounting angle of 0 degrees.
FIG. 7 is a bottom view of the flow control valve showing the centripetal force when the remaining protrusions are arranged at a mounting angle of 180 degrees.
FIG. 8 is a bottom view of a flow control valve showing a modification of the present embodiment.
FIG. 9 is a top view (a) and a sectional view (b) of a conventional flow control valve.
FIG. 10 is a side view of a flow control valve showing an example in which a tightening force is applied to one point.
11 is a bottom view of the flow control valve shown in FIG.
[Explanation of symbols]
1 Flow control valve (idle speed control valve)
3 Screw (fastening parts)
6
9 Seat part (valve means)
DESCRIPTION OF
14 Second protrusion (remaining protrusion)
15 Third projection (remaining projection)
Claims (5)
前記ハウジングの外径側に3点以上の突起を設け、前記締結部品の締付け力を前記3点以上の突起に分散して前記エンジン側の支持面に印加することを特徴とする流量制御弁。This is a flow control valve that has a mounting hole at one place in the circumferential direction on the outer diameter side of the housing, and is fastened to the support surface on the engine side by tightening the fastening part through the mounting hole. And
3. A flow control valve according to claim 1, wherein three or more protrusions are provided on the outer diameter side of the housing, and a fastening force of the fastening component is distributed to the three or more protrusions and applied to the support surface on the engine side.
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JPH11311169A (en) | 1999-11-09 |
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