JPH0343509B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電磁式流量制御弁装置に関するもの
で、特に回転運動により流体の流量を制御する弁
構造を備えた、自動車エンジン用の電磁式流量制
御弁装置に関するものである。

従来、印加電流値に応じて入力ポートと出力ポ
ート間の流体流量を制御する電磁式流量制御弁装
置としては、電磁コイルが巻回され印加電流値に
比例して軸方向に摺動するボビン自体が、入力ポ
ートと出力ポート間を連通する連通孔を比例的に
開閉するバルブ部を有する構成の弁装置が提案さ
れてきている。つまり、入力ポートと出力ポート
間の流量を制御するためバルブ部を有するボビン
が軸方向に摺動する必要があり、同時に連通孔を
全開させるために必要な軸方向の変位量が確保さ
れなければならず、それ故電磁式流量制御弁装置
自体が軸方向に大型変化されるという欠点があ
る。また、上記のような構成の弁装置を自動車エ
ンジンの各種排気ガス制御システム等に採用する
場合、大容量の流量制御をする必要性があり、弁
装置全体が非常に大型になり、装置のコンパクト
化を計る上での障害になつている。更に、ボビン
の軸方向直線運動により連通孔を開閉制御してい
るので、自動車の振動を受けやすい構造であり、
流量で精度をよく制御するのが困難であり、作動
信頼性を十分に満足できるものではなかつた。

本発明は、上記従来装置の有する問題に対処す
るために、ボビンの直線運動ではなく、回体運動
による弁構造において、装置自体を軸方向に小型
化にすると共に、大容量の流量制御ができるよう
にすることを目的とする。

上記目的を達成するために本発明に於いては、
入力ポートと出力ポートを備えたボデイ内に回転
軸を回転可能に配設し、該回転軸の回転に応じて
両ポートの連通を開閉制御するためにバルブ部材
を回転軸に装着し、回転軸に回転用のマグネツト
を配設すると共に、該回転マグネツトの周囲にボ
ビンレスの空心電磁コイル手段を配置させて信号
電流の印加時に回転マグネツトに平行磁界をかけ
るようにし、更に回転マグネツトの周囲に固定用
の１対のマグネツトを配置させて該固定マグネツ
トの有する磁界方向が電磁コイル手段の発生する
磁界に対して直角になるようにし、且つ電位コイ
ル手段への通電方式を第１電磁コイルに分離し、
該コイルへの通電時に回転マグネツトに作用する
磁界方向が相互に逆方向になるように、つまり回
転マグネツトの回転方向が相互に逆方向になるよ
うにコイルの電流方向が規定され、両コイルの非
通電時にはバルブ部材が連通孔を半開とする位置
に保持され、回転マグネツトの左右の回転により
バルブ部材が連通孔を全閉する方向にまたは全開
する方向に作動し、また、前記一対の固定マグネ
ツトは、該固定マグネツトの組み付け時におい
て、前記回転軸の径方向に移動調節可能となるよ
うに配設されると同時に、前記回転軸からその径
方向外方にスプリングにより付勢される構造にな
つている。

通常、電磁コイルで平行磁界を発生させ、磁界
内に配置される回転用マグネツトの回転トルクを
利用してバルブ部材の回転角を制御する電磁式流
量制御弁装置に於いて、マグネツトの回転トルク
のバランスを保持する目的で、バランス用スプリ
ング手段が採用されるが、本発明に於いては作動
信頼性を向上させるために、このスプリング手段
を廃止し、回転マグネツトの周囲に１対の固定マ
グネツトを配置し、該１対の固定マグネツトによ
りコイル非通電時のバルブ部材の位置決めと、コ
イル通電時の反力作用がなされる。また、前記一
対の固定マグネツトは、該固定マグネツトの組み
付け時において、前記回転軸の径方向に移動調節
可能となるように配設されると同時に、前記回転
軸からその径方向外方にスプリングにより付勢さ
れるようになつているので、一対の固定マグネツ
トが固定される形状体の軸方向へのネジ込み具合
を変化させることで、電磁コイルの発生する磁界
への影響量が可変とできるので、バルブ部材の流
量特性を製品毎に自由に選択できる。

さらに、前記固定マグネツトが固定される外周
のネジ形状体が、振動により位置の変動、また
は、バツクラツシユを起こす恐れがあるため、前
記スプリングで付勢することにより防止できる。
従つて、前記ネジ形状体（固定マグネツト）の初
期位置の決定の精度を高める効果がある。この様
に本発明に於いては、スプリング手段を用いた弁
装置と比較して、構成部品点数と組付工数が低減
でき、弁装置の小型化を計ることができると共に
作動信頼性の向上も大幅に計ることが可能となる
優れた効果がある。

以下、添付図面に従つて、本発明の一実施例を
詳細に説明する。

本発明に基づく電磁式流量制御弁装置１０は、
相互に固定される第１ボデイ１１と第２ボデイ１
２を有し、該第１ボデイ１１には入力ポート１３
と出力ポート１４が夫々設られている。両ボデイ
１１，１２内には、適当なスパンを有する軸受１
５，１６を介して、従来の印加電流値に応じて回
転する回転軸１７が配設され、該回転軸１７の左
端には、バルブ部材１８が回転軸１７の左端をか
しめることにより固定配置されている。入口ポー
ト１３はバルブ部材１８が収容される室１９を介
して、出力ポート１４と連通するが、バルブ部材
１８が第２図にて示される様にバルブシール部１
８ａを有し、該シール部１８ａが入口ポート１３
と室１９の連通孔１３ａを開閉制御する。

回転軸１７上には、径方向着磁型の円板型永久
磁石２０、つまり回転マグネツトが固定されてい
る。磁性体から成る第２ボデイ１２内には、図示
上方にボビンレスの空心第１電磁コイル２１と、
図示方向に同じくボビンレスの空心第２電磁コイ
ル２２が配設されている。第１電磁コイル２１に
信号電流が印加されると、該第１電磁コイル２１
より発生する磁界が第２電磁コイル２２から回転
マグネツト２０、第１コイル２１、第２ボデイ１
２を介する平行磁界が回転マグネツト２０に作用
し、回転軸１７と一体にバルブ部材１８が第２図
に於いて時計方向へ回動される。これに対して、
第２電磁コイル２２に信号電流が印加されると、
該第２電磁コイル２２より発生する磁界が第１コ
イル２１から回転マグネツト２０、第２コイル２
２、第２ボデイを介する平行磁界が回転マグネツ
ト２０に作用し、回転軸１７と一体にバルフ部１
８が第２図に於いて反時計方向へ回動される。
尚、回転マグネツト２０と磁性体のボデイ１２と
の間に配設される磁性体ヨーク２３は、回転マグ
ネツト２０に作用する回転力を増大させるための
ものである。この様に、回転マグネツト２０に作
用する。回転力が相互に逆方向となるように、第
１および第２コイル２１，２２に印加される電流
方向が規定される。

回転マグネツト２０の周囲には、第３図にて示
される様に１対の永久磁石２４，２５、つまり１
対の固定マグネツトが配置されている。該固定マ
グネツト２４，２５は、その磁界が第１および第
２電磁コイル２１，２２の発生する電界方向に対
して直角方向に向く様に構成されるものである。
且つ、固定マグネツト２４，２５は軸方向にスラ
スト可能であり、つまりスプリング２６，２７を
介して固定マグネツト２４，２５が挿入されてお
り、例えば絶縁のエポキシ樹脂部材２８により固
定およびシールされている。この１対の固定マグ
ネツト２４，２５は、第１および第２コイル２
１，２２非通電時のバルブ部材１８の位置決め
と、コイル２１，２２通電時の反力作用の目的で
設置されたものであり、軸方向にスラストが可能
であるので、バルブ部材の流量特性も調節が可能
となる。

第２ボデイ１２の右方には、樹脂性端子のホル
ダ２９が挿入固定されている。該端子ホルダ２９
によつて保持される一対の端子３０（一方のみ図
示）が、コイル２１，２２に連結される。３１は
絶縁のエポキシ樹脂部材で、固定およびシール作
用をなしている。

上記構成の弁装置１０に於いて、次にその作動
について説明する。先ず、電磁コイル２１，２２
の非通時には、１対の固定マグネツト２４，２５
を軸方向にスラストさせることにより、第２図に
示される位置にバルブ部材１８のシール部１８ａ
が保持される。この時は、連通孔１３ａが右半分
開いた状態である。次に、第１電磁コイル２１の
みに電流を印加すると、入力電流値に応じてバル
ブ部材１８が図示時計回りに回動し、連通孔１３
ａを閉鎖するように作動する。また、第２電磁コ
イル２２に電流を印加すると、入力電磁値に応じ
てバルブ部材１８が図示反時計回りに回動し、連
通孔１３を開くように作動する。

回転軸１７と一体になつたバルブ部材１８は、
印加電流によつて180゜回転されうるものである
が、本装置に於いては、シール部１８ａの第２図
の位置を基点として、シール部１８ａの右端１８
ｂが時計方向に45゜回動して連通孔１３ａを全閉
する位置までの図示右方回転範囲と、右端１８ｂ
が反時計方向に45゜回動して連通孔１３ａを全開
する位置までの図示左方回転範囲に、即ち90゜ま
での回転範囲に規制されている。

上述した電磁コイル２１，２２への印加電流
は、例えば自動車エンジンの運転状態を検知する
コンピユータによつて制御され、本弁装置１０は
各排気ガス制御システムまたは燃料供給制御シス
テム等に応用することができる。

第４図は、本弁装置１０の流量特性線図を示す
もので非通電時を基準開度にとり、第１コイル２
１に通電されると連通孔１３ａの開度が比例的に
減少し、第２コイル２２に通電されると連通孔１
３ａの開度が比例的に増大することを示してい
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の電磁式流量制御弁装置の一
実施例を示す断面図、第２図は第１図の−断
面図、第３図は第１図の−断面図、第４図は
第１図の弁装置の流量特性線図である。 １０……電磁式流量制御弁装置、１１，１２…
…ボデイ、１３……入口ポート、１４……出口ポ
ート、１７……回転軸、１８……バルブ部材、２
０……回転マグネツト、２１……第１電磁コイ
ル、２２……第２電磁コイル、２４，２５……１
対の固定マグネツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入力ポートと出力ポートを有するボデイ、 該ボデイ内に回転可能に配置される回転軸、 該回転軸上に設けられ該回転軸の機転に応じて
   前記両ポート間の連通を開閉制御するバルブ部
   材、 前記回転軸上に設けられる回転マグネツト、 信号電流の印加時に該回転マグネツトに平行磁
   界をかけ前記回転軸を回転させるために前記回転
   マグネツトの周囲に配設されるボビンレスの空心
   電磁コイル手段、 該電磁コイル手段の発生する磁界に対して直角
   の磁界方向を有するように前記回転マグネツトの
   周囲に配設され、前記ボデイに螺合される一対の
   固定マグネツトを有し、 前記電磁コイル手段への通電方式を第１電磁コ
   イルと第２電磁コイルに分割し、該第１および第
   ２電磁コイルの通電時の前記回転マグネツトの固
   定方向が相互に逆方向になるように電流方向が規
   定され、 前記一対の固定マグネツトは、該固定マグネツ
   トの組み付け時において、前記回転軸の径方向に
   移動調節可能となるように配設されると同時に、
   前記回転軸からその径方向外方にスプリングによ
   り付勢されること、 を特徴とする電磁式流量制御弁装置。