JPH03172689A - 電動式流量調節弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、エンジンの吸気系に用いられ、アイドリンク
回転数を制御するための電動式流量調節弁に関し、特に
吸気ｍの流量制御性を向上させることにより、アイドリ
ンク回転数を良好にコントロールするための構造に関す
る。

［従来の技術］ 従来技術における電動式流量調節弁は、回転子の回転運
動をネジ作用により、主軸の軸方向の直線運動に変換し
ている。そして、主軸の先端には弁体が設けられている
。ここで、弁体は主軸に対しネジ止め固定されている。

さらに主軸の軸線上で、弁体に対向する位置に、流路を
形成するシートが設けられている。

外部のコントローラにより信号が与えられ、回転子が回
転されると、主軸はネジ作用により直線運動を行ない、
主軸先端の弁体とシートとの間の距離が変化する。これ
によって、流路の面積は変化して、流路を通過する吸気
量はコントロールされる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記構成によると、主軸と弁体とは別々に製作されたも
のが、ネジにて螺合固定される。しかしながら、ネジの
加工精度に限界があるため、主軸と弁体とを組付けたと
きに同軸ズレや弁体の傾きが発生し易い。

このため、弁体がシートに対して、どちらかに偏心しな
がら接離するような状態が生じ、流量制御特性に悪影響
を与える。特に電動式流量調節弁を全開付近の開度にお
いて使用する場合に、その影響が箸しい。また、流路を
全閉する場合なども、弁体が偏心していれば、弁体がシ
ートに接触しても流路が締り切れずに漏れが発生する。

さらに、各々の製品によってｉｎ制御特性にバラツキが
発生することにもなる。

本発明は上記知見に基づいて、弁体を主軸に精度良く固
定することにより、電動式流量調節弁の流量制御特性を
向上させ、さらに各々の製品の流量制御特性のバラツキ
を小さくすることを解決すべき課題とするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記課題は以下の各部構造を持つ電動式流量調節弁によ
って解決される。

電動式流量調節弁はモータケース内で回転運動を行ない
、第１ネジ部分を備える回転子を有する。

この回転子の第１ネジ部分には主軸の第２ネジ部分が螺
合している。そして主軸の少なくとも一端は前記モータ
ケースの外側に突出している。

主軸は回転防止手段によって、前記モータケースとの相
対回転を規制されている。

また主軸の突出端には、主軸と一体に成形されている弁
体が位置している。

そして、主軸の軸方向の延長線上で、前記弁体と対向す
る位置にシートが設けられている。

［作　用］ 弁体は主軸の突出端に、前記主軸と一体に成形されてい
る。このため、弁体と主軸とを別体で製作して組立てた
場合と比較して、各部品の製作誤差が累積されることが
なく、軸ズレや弁体の傾きによる直角ズレが小さくて済
む。

このため、弁体はシートに対して、はとんど偏心せずに
接離が可能なため、流量制御特性が向上する。

さらに各々の電動式流量調節弁によって、流量制御特性
のバラツキが少ない。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例に係る電動式流量調節弁の断
面図を示している。

図中２は電動式流量調節弁の駆動部にあたるステッピン
グモータである。ステッピングモータ２は多極着磁され
た永久磁石４ａを備える円筒形の回転子４と、リング状
のコイルボビン６ａに巻装−されたコイル６ｂに爪型磁
極（図示されていない）を備える固定子６から構成され
る。

リング状の固定子６はモータケース２０内に収納固定さ
れており、回転子４はモータケース２０の軸受部２２に
ベアリング３０を介して回転可能に支持されている。そ
して、回転子４は、この状態で固定子６の内周空間に収
められている。

固定子６のコイル６ｂの端末線は雌形コネクタ８の端子
部１０に結線される。ここで雌形コネクタ８には、コン
トローラ（図示されていない）からのパルス信号をステ
ッピングモータ２に導くための雌形コネクタ（図示され
ていない）が接続される。

固定子６のコイル６ｂにパルス信号が入力されると、回
転子４は回転＠５を中心に、規定角度だけ回転される。

ここで回転軸５は回転子４の中心部分に圧入固定されて
おり、回転子４から長く突出した側には雄ネジである第
１ネジ部５ａが設けられている。

図中５０は、回転軸５の第１ネジ部５ａと螺合可能な第
２ネジ部分５４を備える主軸である。主軸５０は主軸用
軸受部４０に対し、後記する構造により、相対回転が規
制され、軸線の延長方向の摺動は自在に支持される。こ
こで、主軸用軸受部４０はモータケース２０に圧入固定
されている。

このため、ステッピングモータ２の回転子４の回転運動
は、第１ネジ部５ａと第２ネジ部５４のネジ作用及び主
軸５０の回転規制手段によって主軸５０の軸方向の直線
運動に変換される。

第２図は主軸５０の外形図である。主軸５０の先端は略
円錐形状の弁体５８が形成されており、主軸５０と一体
で製作される。このため主軸５０と弁体５８の同軸度及
び弁体５０の直角度は、製作時に測定されながら切削さ
れるため、両者５０゜５８を別体で製作して組合わせる
方法よりは、格段に製作精度を向上させることができる
。

また、主軸５０の表面には、縦方向に溝５２が彫られて
おり、この溝５２が主＠５０の周囲に等間隔で４箇所段
けられている。これが第２図の■−■所面図面図る第３
図に示されている。そして、この縦方向の溝５２が主軸
用軸受部４０の凸部と係合している。このため主＠５０
は主軸用軸受部４０に対して相対回転が規制され、軸線
の延長方向の摺動が許容される。

第４図は主軸５０の断面図である。主軸５０の内部の中
心には、主軸５０の一端から弁体５８の直近に至るまで
、前記した第２ネジ部５４が彫られていおり、さらに、
第２ネジ部５４の基の部分には突起５６が設けられてい
る。

第２ネジ部５４の突起５６は、第１ネジ部５ａと螺合さ
れる際の、螺合状態の限界を設定するた局のものである
。

主軸５０の第２ネジ部５４を回転軸５の第１ネジ部５ａ
に螺合させる場合に、第２ネジ部５４の突起５６が回転
子４の凹部４ｂｋ：達するまで螺合させれば、その点が
両ネジ部５ａ、５４の螺合の終点となるのである。そし
て、この状態が主軸５０がモータケース２０内に最大限
収納された状態である。したがって、第２ネジ部５４の
突起５６を回転子４の凹部４ｂに達するまで螺合するこ
とにより、主軸５０の先端、つまり弁体５８の先端から
回転子４までの寸法は常に同じ値に設定することが可能
になる。

しかし、主軸５０がモータケース２０内に最大限収納さ
れた状態で（第１図参照〉、弁体５８の先端からシート
６０までの距離が、各々の電動式流量調節弁によって相
違していたのでは、各々の電動式流量調節弁の流量制御
特性が異なることになり不都合である。本実施例におい
ては、これを防止するために、主軸用軸受部４０をモー
タケース２０内に圧入する場合に、寸法を計りながら規
定量だけ圧入している。この理由として、主軸用軸受部
４０は圧入される際に、ベアリング３０を介して、回転
子４をモータケース２０の内側方向（第１図中　上方向
）に押して変位させる。これによって、回転子４に固定
されている回転軸５も図中上方向に変位し、さらに回転
軸５にネジ作用により螺合している主軸５０も上方に変
位する。

したがって、主軸用軸受部４０の圧入寸法を調整するこ
とにより、弁体５８の先端とモータケース２０の表面か
らの寸法を規定寸法（第１図中のＨ寸法）に設定するこ
とが可能となるのである。ここでモータケース２０とシ
ート６０との間の寸法は一定であるため、主軸用軸受部
４０の圧入寸法を調整することにより、弁体５８の先端
からシート６０までの距離も一定に設定できる。

主軸５０先端の弁体５８と主軸用軸受部４０の間には、
コイルスプリング７０が設けられている。

コイルスプリング７０は主軸５０の軸方向の直線運動に
おけるガタを抑制するためのものである。

次に本発明に係る電動式流量調節弁の作用を説明する。

ステッピングモータ２にコントローラからパルス信号が
入力されると、ステッピングモータ２の回転子４は回転
軸５を中心として、パルス信号に応じた角度だけ回転す
る。回転＠５は、前述のように、主軸５０とネジで螺合
しているため、主軸５０には回転軸５と共に回転しよう
とする力が働く。しかし、主軸５ｏは主軸用軸受部４ｏ
によって相対回転を規制され、軸方向の動作のみ許容さ
れる。このため、回転軸５の回転運動は主軸５゜の軸方
向の直線運動に変換される。

主軸５０の先端には弁体５８が一体化されており、弁体
５８と対向する位置にはシート６ｏが設けられている。

このため、コントローラからパルス信号が入力されると
、弁体５８はパルス信号に応じてシート６０に、接近し
、接触し、または離隔する。そして、これにより、シー
ト６ｏと弁体５８から形成される流路の面積が変化して
、流体の流量が制御されるのである。

ここで、主軸５０と弁体５８とは一体に製作されている
ため、主軸５０と弁体５８の同軸度や弁体５８の傾きに
対する精度も向上している。このため、弁体５８はシー
ト６０の中心に対して、はとんど偏らずシート６０に対
して均等に接近し、または接触する。これによって、特
に低流量域での流量制御特性が向上し、また、締切り性
能も向上する。さらに、弁体５８及び主軸５０の製作精
度が向上しているため、製品ごとの流量制御特性にバラ
ツキが少なく、製品の均一化が図れる。

なお本発明における電動式流通調節弁においては、主軸
５０及び弁体５８を樹脂により一体成形することも可能
である。この場合、金属を切削加工して製作する場合に
比べ、軽量化され、ステッピングモータ２の要求トルク
を小さく設定することができる。またネジ部の劣化も少
なくなる。

［発明の効果］ 弁体は主軸の突出端に、前記主軸と一体に成形されてい
るため、同軸ズレや弁体の傾きによる直角ズレが少なく
、弁体はシートに対して、はとんど偏らずに接離する。

このため、特に低流量域での流量制御特性が向上し、ま
た流路を全閉する場合なども、弁体とシートとの密着性
が良く、流路が締め切り性能が向上する。

さらに、各々の電動式流量調節弁によって流１制御特性
にバラツキが発生せず、製品の品質均等化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る電動式流量調節弁の断
面図、第２図は上記電動式流量調節弁の主軸の外形図、
第３図は第２図における■−■矢視図、第４図は上記電
動式流量調節弁の主軸の断面図である。 ２　・・・ステッピングモータ ４　・・・回転子 ５　・・・回転軸 ５ａ・・・第１ネジ部 ４０・・・主軸用軸受部 ５０・・・主軸 ５８・・・弁体 ６０・・・シート

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 モータケース内で回転運動を行ない、第１ネジ部分を備
   える回転子と、 前記第１ネジ部分に螺合する第２ネジ部分を備え、少な
   くとも一端が前記モータケースの外側に突出している主
   軸と、 前記主軸と前記モータケースとの相対回転を規制する回
   転防止手段と、 前記主軸の突出端に位置しており、前記主軸と一体に成
   形されている弁体と、 前記主軸の軸方向の延長線上で、前記弁体と対向する位
   置に設けられた、シートとを有することを特徴とする電
   動式流量調節弁。