JPH0378564A - 内燃機関のアイドリング回転数制御バルブ - 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〕 この発明は、エンジンアイドリング時にロータが回転す
ると軸方向に移動させて、バイパス通路の吸入空気量を
制御するようにした内燃機関のアイドリング回転数制御
パルプに関するものである。

〔従来の技術〕

内燃機関のアイドリング運転時における機関回転数をあ
らかじめ定められた回転数に制御するためには、スロッ
トル弁上流の吸気通路からバイパス通路を分岐して、こ
のバイパス通路をスロットル弁の下流において、再び吸
気通路内に連結し、バイパス通路内に設けたステップモ
ータを駆動し、それによって、流量制御弁装置が制御さ
れ、その結果、アイドリング運転時のバイパス通路内に
流れる吸入空気量を制御することが知られている。

第４図は特公昭６１−５７９３５号公報に示された従来
の内燃機関のアイドリング回転速度制御装置における流
量制御弁装置の側面断面図である。

この第４図において、１は流量制御弁装置であり、後述
するステップモータにより駆動されるようになっている
。

流量制御弁装置１は吸気管とエンジン（いずれも図示せ
ず）間のサージタンクに取り付けられている。

すなわち、弁ハウジング２と一体的にフランジ３が形成
されており、このフランジ３に形成されたねじ孔３ａを
通して、上記サージタンクの垂直方向に延びる側壁面上
に取り付けられている。

この弁ハウジング２には、ステップモータ４のモータハ
ウジング５がモータハウジング端板６を介してボルト７
により固着されている。

弁ハウジング２内には、弁室８が形成されている。弁室
８の垂直側壁面上に吸入空気流出口８ａが設けられてお
り、また、水平下壁面上に吸入空気流入口８ｂが形成さ
れている。

この吸入空気流入口８ｂは下方に延びるバイパス管９の
一端に連結され、このバイパス管９の他方は図示しない
スロットル弁上流の吸気管に連結されている。

また、上記フランジ３の中央部はサージタンク内の水平
方向に突出する円筒状の突起１０が一体的に形成されて
いる。この突起１０内に、円筒状の空気流出札１１が形
成されている。

この空気流出孔１１は上記吸入空気流出孔８ａに連結さ
れている。空気流出孔１１の内端部には、環状溝１２ａ
が形成されている。この環状溝１２ａには、弁座１２が
嵌着されている。

一方、ステップモータ４は弁軸１３と、この弁軸１３と
同軸状に配置されたロータ１４と、このロータ１４の円
筒状外周面とわずかな間隙をもって、１対のステータ１
５，１６が固定配置されている。

弁軸１３は機関の振動が弁軸１３の軸線方向に加わらな
いように、水平に配置され、弁室８の中央部を水平方向
に延びる。

この弁軸１３の端部（第４図の左端）は焼結金属製の中
空円筒状の軸受１７により支承されている。この軸受１
７はモータハウジング５に固定されている。

また、弁軸１３の中央部は焼結金属製の軸受１８により
支承されている。この軸受１８はハウジング端板６に固
定されている。

弁軸１３には、第１．第２のストップビン１９゜２０が
固着されている。第１のストップビン１９は弁軸１３が
最大前進位置にあるとき、ロータ１４と当接し、第２の
ストップビン２０は弁軸１３が最大後退位置にあるとき
ロータ１４と当接するものである。

なお、軸受１７には、第１のストップビン１９が侵入す
ることのできるスリット２１が形成されている。

さらに、モータハウジング５内に位置する弁軸１３の外
周面上には、外ねじ山２２が螺設され、この外ねじ山２
２は、弁軸１３の左端から右端に延設された第２のピン
２０をわずかに越えた位置で成端している。

弁軸１３の外周面上には、外ねじ山２２の成端位置近傍
から右方に延びる平坦部２３が形成されている。

これにより、弁軸１３は軸受１８によって、回転不能で
、かつ軸方向に摺動可能に支承されている。

さらに、上記ハウジング端板６上には、軸受１８の外周
輪郭形状に一致した輪郭形状の軸受嵌着孔２４が形成さ
れている。

したがって、軸受１８が軸受嵌着孔２４内に嵌着された
とき、軸受１８はハウジング端部６上において、回転不
能に支持される。

弁軸１３の先端部分には、円錐状の外周面２５を有する
弁体２６がナツト２７によって固締されている。

弁体２６の外周面２５と弁座１２間に環状の上記吸入空
気流出口８ａが形成されており、弁室８内には、弁体２
６とハウジング端板６間に圧縮ばね２９が挿入されてい
る。

一方、ロータ１４は合成樹脂製の内筒３ｏと、この内筒
３０の外周面上に嵌着された金属製の中間筒３１と、こ
の中間筒３１の外周面上に接着剤より接着固定された永
久磁石で形成された外筒３２とにより構成されている。

外筒３２の外周面には、円周方向にＮとＳ極が交互に形
成されている。

また、上記中間筒３１の一端部は玉軸受３３のインナレ
ース３４により支承されている。玉軸受３３はモータハ
ウジング５によって支持されている。

中間筒３１の他端部は、玉軸受３５のインナレース３６
によって支承されている。玉軸受３５はハウジング端板
６により支承されている。

したがって、ロータ１４はこれらの１対の玉軸受３３．
３５によって回転可能に支承されている。

また、内湾３０の中心孔内には、弁軸１３の外ねじ山２
２と噛合する内ねじ山３７が形成されている。これによ
り、ロータ１４が回転すると、弁軸１３が軸方向に移動
されるようになっている。

上記ステータ１５と１６が同一構成をなしており、それ
ぞれ１対のステータコアとステータコイルを有している
。

次に動作について説明する。ステータ１５，１６のステ
ータコイルを順次励磁すると、このステータ１５，１６
に対して、ロータ１４の外筒３２が移動し、それによっ
て、ロータ１４が一方向に回転する。

ロータＩ４が回転すると、弁軸１３のねじ山２２とロー
タ内筒３０の内ねじ山３７が噛合しているため、弁軸１
３は左方向などの一方向に移動する。

この結果、弁体２６の弁座１２間に形成された吸入空気
流出口８ａの断面積が増大するため、スロットル弁の上
流の吸気管内からバイパス管９を介して、サージタンク
内に供給される空気量が増大する。

また、ステータコイルのｉｌｌ磁を逆方向にすると、ロ
ータ１４は上記とは逆方向に回転し、弁軸１３は今度は
右方向に移動する。

したがって、弁体２６と弁座１２間に形成される吸入空
気流出口８ａの断面積が減少し、サージタンクに供給さ
れる空気量が減少する。

このように、ステータのステータコイルの励磁制御によ
って、弁体２６と弁座１２間の断面積の増減によって、
サージタンクの供給空気量が制御されるが、この制御は
ステータ１５．１６のステータコイルの励磁制御によっ
て行うわけであるが、二の励磁制御は機関回転数センサ
の出力信号に基づいて、制御パルスを発生させ、この制
御パルスにより行うようにしている。

このようにして、吸入空気流出口８ａの断面積の増大、
減少を行って、アイドリング運転時における機関回転数
が所定回転数となるように、バイパス管９を経てサージ
タンクに供給される吸入空気量を制御する。

（発明が解決しようとする課題〕 従来のステップモータ駆動の流量制御弁装置は以上のよ
うに構成されているので、ステップモータ４のロータ１
４を支承するベアリングと弁軸１３を支承する玉軸受３
３と３５との二重構造になっている。このため、小型化
が困難である。

また、ストッパとしての第１．第２のストップピン１９
，２０が小径となり、十分な強度が得られないばかりか
、全体として、部品点数が多く、コスト高になるという
欠点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、簡単な構造で、部品点数を減少でき、コトス
ダウンが可能になるとともに、ストッパに加わる力が小
さくて済み、十分な信頼性が得られる内燃機関のアイド
リング回転数制御バルブを得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る内燃機関のアイドリング回転数制御バル
ブは、スロットル弁をバイパスするバイパス通路に設け
られ外部からの電気指令により所定方向に回転ロータが
回転するとともに、推進ねじ機構により軸線方向にこの
回転ロータが移動するステップモータと、回転ロータに
取り付けられ回転ロータの軸線方向の移動量に応じて開
度が変化するバルブと、このバルブの全開と全閉位置に
対応して回転ロータの軸線方向の位置を規制するストッ
パとを設けたものである。

〔作　用〕

この発明における回転ロータが電気指令により回転され
ると、回転ロータが回転して推進ねじ機構により軸線方
向に移動し、この回転ロータの軸線方向の移動により、
回転ロータに設けられたバルブがバルブシートとの間の
開口面積を変えて空気流量を制御し、かつバルブの全開
時と全開時に対応して回転ロータの位置をストッパで規
制する。

〔実施例〕

以下、この発明の内燃機関のアイドリング回転数制御バ
ルブの実施例について図面に基づき説明する。第１図は
その一実施例の側面断面図である。

この第１図において、１０１はステップモータ、１０２
はアイドリング回転数制御パルプである。

このステップモータ１０１とともにアイドリング回転数
制御パルプ１０２は第２図に示すように、バイパス通路
１０３に設置されるものであり、この第２図は内燃機関
の吸気系の構成を示す構成説明図である。

第２図における１０４は吸気通路であって、その内部に
スロットル弁１０５が設けられており、このスロットル
弁１０５を吸入空気がバイパスするように、バイパス通
路１０３が吸気通路１０４と並列に設けられている。バ
イパス通路１０３内に上述のように、ステップモータ１
０１とアイドリング回転数制御パルプ１０２が配置され
ている。

第２図中の１０６はアイドリング回転数制御パルプ１０
２のバルブ、１０７はバルブシート、１０８はニップル
である。ニップル１０８はバイパス通路１０３に連絡さ
れ、吸気通路１０４からバイパス通路１０３を経由して
分流した吸入空気がバルブ１０６とバルブシート１０７
間の間隙を通して、再度吸気通路１０４に流入するよう
になっている。

ここで、説明を再度第１図に戻す。ステップモータ１０
１におけるハウジング１０９はプラスチックなどの絶縁
材で形成されている。

このハウジング１０９内には、コイル１１０、ステータ
１１１が同心状に固着されており、ターミナル１１２が
ハウジング１０９内に植設されている。コイル１１０は
コイルリード１１０ｂと上記ターミナル１１２を介して
、図示しない外部駆動回路に接続されている。なお、コ
イル１１０はコイルモールド１１０ａでモールドされて
いる。

また、ハウジング１０９内には、ロータ軸１１３が挿入
されており、このロータ軸１１３の一端（第１図の左端
）はメタル１１４により回転可能に支承されている。メ
タル１１４はハウジング１０９の内面に固定されている
。

ハウジング１０９の中心部において、ロータ軸１１３の
外周面には、モールド１１５を介してマグネット１１６
が取り付けられている。

これらのロータ軸１１３．モールド１１５．マグネット
１１６により、回転ロータを構成しており、モールド１
１５の左端には、それと一体の突起からなるストッパ１
１５ａが設けられている。

このストッパ１１５ａと対をなすストッパ１０９ａはハ
ウジング１０９の内面に設けられている。これらの対を
なすストッパ１０９ａと１１５ａはバルブ１０６が全開
位置に移動したときに当接するようになっている。

モールド１１５の右端には、これと一体のストッパ１１
５ｂが設けられている。このストッパ１１５ｂと対をな
すストッパ１１７ａがブラケット１１７に設けられてい
る。

ストッパ１１５ｂと１１７ａはバルブ１０６が全閉位置
に移動したときに当接するようになっている。

ブラケット１１７の中央部の内周面には、めねし１１Ｂ
が固着されている。このめねじ１１８に送りねじ１１３
ａが螺合している。送りねじ１１３ａはロータ軸１１３
に形成されている。これによって、ロータ軸１１３が送
りねじ１１３ａ、めねじ１１８を介してブラケット１１
７に支持され、かつ推進ねじ機構を構成している。

ロータ軸１１３の右端はサポート１１９を貫通し、この
サポート１１９の外側において、スラストワッシャ１２
０を介して、止め輪１２１が取り付けられている。

スラストワッシャ１２０はサポート１１９のスラスト方
向の力を受けるものであり、止め輪１２１はスラストワ
ッシャ１２０をロータ軸１１３から抜けないようにする
ためのものである。

このロータ軸１１３の右端、スラストワッシャ１２０、
止め輪１２１をサポート１１９とバルブ１０７間に内包
するように、パルプ１０６が取り付けられている。パル
プ１０６はボディ１２２に形成したバルブシート１０７
に臨まされている。

このバルブシート１０７とパルプ１０６間の間隙の大小
により、エンジンへの流入吸気量を制御するようになっ
ている。

また、ボディ１２２には、第２図ですでに述べたように
、リップル１０８が取り付けられている。

さらに、上記サポート１１９とブラケット１１７との間
には、スプリング１２３が取り付けられている。このス
プリング１２３は送りねじ１１３ａとめねじ１１８の「
ガタ」を一方向に付勢して、特性を安定化させるように
なっている。

第３図は第２図のト］線の断面図である。この第３図お
よび第２図より明らかなように、サポート１１９の内周
面の軸方向に複数の回り止め溝１１９ａが設けられてお
り、この回り止め溝１１９ａ内に、ブラケット１１７の
回り止め突起１１７ｂが嵌合されている。これによりサ
ポート１１９は回転方向の動きが阻止されるようになっ
ている。

なお、１２４はパツキンであり、このパツキン１２４は
ステータ１１１をハウジング１０９に押し付けて固定す
るとともに、ハウジング１０９とブラケット１１７間を
シールするものである。

次に動作について説明する。エンジンアイドリング時に
、エンジンへの流入空気は吸気通路１０４からスロット
ル弁１０５の開度部を流れる空気量と、バイパス通路１
０３を分流する空気量の和となっており、アイドリング
時の空気量制御はバイパス通路１０３側を流れる空気量
を制御して行う。

この制御に第１図に示すアイドリング回転数制御パルプ
が使用される。

第１図はパルプ１０６とバルブシート１０７との間隔が
最小断面積、すなわち、全開の状態である。このときは
、ブラケット１１７のストッパ１１７ａとモールド１１
５のストッパ１１５ｂが当接している。

この状態で、コイル１１０に所定方向に外部駆動回路か
らターミナル１１２．コイルリード１１０ｂを通して通
電することにより、回転ロータのマグネット１１６とコ
イル１１０の磁力線との磁気作用により回転ロータを構
成するロータ軸１１３はマグネット１１６およびモール
ド１１５とともに回転する。

この回転にともない、ロータ軸１１３に形成した送りね
じ１１３ａとめねじ１１８とが螺合して、ロータ軸１１
３を軸線方向に移動する。

この場合、コイル１１０の通電方向がパルプ１０６の開
（方向に通電されているとすると、ロータ軸１１３はそ
の回転にともなって、めねじ１１８と送りねじ１１３ａ
とによる推進ねじ機構で軸線方向の運動に変換され、ロ
ータ軸１１３は左方向に移動し、ストッパ１１５ｂとス
トッパ１１７ａ間が開離し、パルプ１０６とバルブシー
ト１０７が徐々に開く。

この状態がさらに進行すると、パルプ１０６とバルブシ
ート１０７の最大関度、すなわち、パルプ１０６の全開
状態になると、ストッパ１１５ａがストッパ１０９ａと
当接し、その結果、ロータ軸１１３の軸線方向の移動が
停止する。

これとは逆に、コイル１１００通電方向を逆にすると、
今度はロータ軸１１３が前記とは逆方向に回転し、その
結果、ロータ軸１１３はめねじ１１Ｂと送りねじ１１３
ａとによる推進機構で軸線方向（第１図の右方向）に移
動し、ストツノで１１５８がストッパ１０９ａから開離
する。

ロータ軸１１３の回転にともなって、ロータ軸１１３が
軸線方向に移動し、パルプ１０６がバルブシート１０７
との間隙が最小になると、すなわち、パルプ１０６の全
閉位置になると、ストッパ１１５ｂとストッパ１１７ａ
と当接し、ロータ軸１１３の右方向の移動が停止する。

このようにして、パルプ１０６の移動量は全閉時にスト
ッパ１１５ｂと１１７ａで、また全開時にストッパ１１
５ａと１０９ａでロータ軸１１３の回転が阻止される間
の回転量で決定される。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、バイパス通路に設け
たステップモータの回転ロータを所定方向に回転させ、
この回転にともなって推進ねじ機構により軸線方向に回
転ロータを移動させてバルブの開度を制御するように構
成したので、回転ロータの回転方向の軸受と軸方向の摺
動用のメタルを共用することができる。

また、ストッパを回転半径が大きくとれる回転ロータの
端面に設けることができ、ストッパに加わる力を小さく
することができ、十分な信輔性が得られる。

さらに、ストッパの部品は新たな部品を必要とせず、上
記軸受部分の構造の簡素化と併せて、部品点数を少なく
でき、したがって、コストダウンが可能となる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による内燃機関のアイドリ
ング回転数制御バルブの側面断面図、第２図は同上アイ
ドリング回転数制御バルブを有する吸気系の構成を示す
説明図、第３図は第１図の■−■線の断面図、第４図は
従来の内燃機関のアイドリング回転数制御装置における
流量制御弁装置の側面断面図である。 １０１・・・ステップモータ、１０２・・・アイドリン
グ回転数制御バルブ、１０３・・・バイパス通路、１０
４・・・吸気通路、１０６・・・バルブ、１０７・・・
バルブシート、１０９・・・ハウジング、１０９ａ、　
１１５ａ。 １１５ｂ、　１１７ａ＝ストツパ、１１０　・・・コイ
ル、１１１・・・ステータ、１１３・・・ロータ軸、１
１３ａ・・・送りねじ、１１４・・・メタル、１１５・
・・モールド、１１６・・・マグネット、１１７・・・
ブラケット、１１８・・・めねじ、１１９・・・サポー
ト。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　内燃機関の吸気通路に設けられたスロットル弁をバイ
   パスするバイパス通路に配置されコイルの励磁によって
   回転ロータが回転するとともに、この回転にともなって
   回転ロータの軸線方向に移動する推進ねじ機構を有する
   ステップモータと、上記ロータ軸に取り付けられ、この
   ロータ軸の上記軸線方向の移動に応じてバルブシートの
   開閉を行って上記バイパス通路の吸気量を調節するバル
   ブと、上記ステップモータと固定部材間に設けられ上記
   バルブの全開と全閉位置に対応する上記回転ロータの軸
   線方向の移動位置を規制するストッパとを備えた内燃機
   関のアイドリング回転数制御バルブ。