JPH04136578A

JPH04136578A - 流量制御弁

Info

Publication number: JPH04136578A
Application number: JP25872690A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Miyasato; 宮里　和夫
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1990-09-27
Filing date: 1990-09-27
Publication date: 1992-05-11

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は流量制御弁に関するものであり、更に具体的に
は内燃機関のアイドル回転数を制御するために好適な流
量制御弁に関するものである。

（従来の技術）現在、自動車ではアイドル回転を制御するために流体の
流量（特に空気流量）を制御するための流量制御弁が使
用されている。

この流量制御弁は、一般にエンジンの冷間時と暖気時と
によってエンジンに供給される空気量を制御しようとす
るものであり、冷間時にはエンジンの回転数を１５０Ｏ
ｒｐｍ程度まで一気に上昇させ、その後エンジン冷却水
温の上昇と共に、ゆるやかに回転数を低下させるように
空気量を制御し、また暖気後には、エンジンの回転数を
５００〜７００ｒｐｍを中心に回転数を微少に調整する
といった作動を繰り返すようになっている。

こうした流量制御弁としては第１１図に示すものが良く
知られている。この弁の構成について説明すると、第１
１図において３０は弁本体のブロックであり、このブロ
ックには空気人口３１と空見出口３２が形成されており
、この空気人口３１と空気出口３２の流路の途中にシー
ト３３、バルブ３４、プランジャ３５からなる流量制御
機構が組込まれている。この流量制御機構はシートに形
成された流量制御穴３６をバルブ３４で開閉する機構と
なっている。バルブ３４はバルブ３４と一体のプランジ
ャ３５をコア３９によって発生した磁力で吸引すること
により、流量制御穴３６の開度を調整できるようになっ
ている。ところで前記コア３９には２つのソレノイドコ
イル３７．３８によって発生した磁界が作用するように
構成されており、これら２つのソレノイドコイル３７．
３８のＯＮ、　ＯＦＦによってコア３９に発生する磁力
の大きさを変え（即ち、２つのソレノイドコイル３７．
３８が同時にＯＮの時、コアに発生する磁力が大きくな
る）、空気流量を第１２図に示すグラフのように２段に
調整できるように構成されている。

（発明か解決しようとする課題）しかしながら上記構成の流量制御弁にあっては、流量制
御弁かリニアストローク方式となっているために、十分
な流体流量を確保しようとすると（つまり大きな流量開
口部を得ようとすると）バルブのストロークを大きくす
るか、ソレノイドサイズを大きくする必要があり、この
ように構成すると流量制御弁本体が大型化してしまうと
いう問題点があった。

本発明は流量制御弁として、ロータリーパルプを使用し
、バルブの開口面積をパルプ回転角度によって調整可能
にして、小型でありながら大きな流量制御を実現できる
流量制御弁を提供せんとするものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）このため上述した課題を解決するために講じた本発明の
技術手段は、ロータリーバルブのシャフトに２極のマグ
ネットを固着し、更にこのマグネットに対向して一対の
ヨークを配置し、これらによって磁路を形成すると共に
、前述のヨークにコイルによって発生する磁束か流れる
ようにして、前記磁束を変化させることによりロータリ
ーバルブの開度を変えることができるようにしたことに
ある。

（作用）本発明によれば、ヨークに設けられているコイルに電流
を通電すると、ロータリーバルブのシャフトが回転し、
これによってバルブの開度を変えることができる。また
外気温度によってバイメタルが変形すると、バルブの初
期位置を変えることができ、外気温度に対応した流量制
御を実現することができる。

（実施例）以下、本発明の技術的課題を具体化した好適な実施例に
ついて添付図面に基づき説明する。

第１図は本発明の実施例の流量制御弁の断面図、第２図
は第１図中の弁の作動状態を示す１〜Ｉ断面図、第３図
は第１図中の■〜■断面図である。

第１図中６は負圧ボート、７は大気ポートであり、これ
ら両ボートの間に本発明に係るバルブ１が配置されてい
る。このバルブｌは第２図にも示すようにシャフト４に
扇形のバルブが固定されており、シャフト４が回転する
とバルブ１もシャフトと一体になって回転し、これによ
って第２図中の（ａ）全閉、（ｂ）半開、（Ｃ）全開の
状態を取ることができるようになっている。前記シャフ
ト４は流量制御弁本体に軸受１０．１０を介して回転自
在に取付けられており、シャフト４の上端には第６図に
示すように２極に着磁したマグネット３が固着されてい
る。

シャフト４に固着したマグネット３の外周には第４図に
示すような２つに分割されたヨーク８ａ、　８ｂがリブ
８ｃ、　８ｄが噛合した状態で弁本体に固定されており
、これら２つのヨーク８ａ、　８ｂによって形成された
空間内にはボビンにバイファイラ巻きで巻付けた２つの
コイルＡ、Ｂ（第５図参照）からなるソレノイド２が取
付けられている。

ソレノイド２の２つのコイルＡ、Ｈには図示しない制御
装置から第５図中■→■又は■→０の方向に制御された
電流か流されるようになっている。即ち、この電流はソ
レノイドを構成するコイルＡに電流が流れている時は、
コイルＢには電流が流れないように、またコイルＡｉニ
ーを流が流れないときは、コイルＢに電流が流れるよう
に互いに逆相になるように制御されており（第８図参照
）、更にコイルＡに通電している時間とコイルＢに通電
している時間の割合（デユーティ−比）は図示しないコ
ンピュータからの指令によってコントロールされるよう
になっている。従ってソレノイド２に電流が流れると、
ヨーク内部にソレノイドで発生する磁束が流れ、コイル
に流す電流の向きによって一方のヨークかＮ極、他方の
ヨークがＳ極に励磁され、これによってシャフト４の上
端に取付けたマグネット３との間に磁路を形成して、シ
ャフトを所定角だけ回転させ、バルブの開度を変えるこ
とができる。またこの時、ソレノイドを構成する２つの
コイルに流す電流時間の比（デユーティ−比）を変化さ
せて行くと流量を第９図に示す如く変化させることかで
きる。

一方シャフト４の下端には弁本体に一端が固定された渦
巻き状のバイメタル５の他端が第３図に示すように固定
されている。バイメタル５は温度によって形状が変化す
るため、外気温度の高低によってバイメタル５が変形す
ると、それに伴ってシャフト４も回転し、バルブ１の初
期状態位置を変えることができる。即ち、第３図におい
て外気温度が変化するとその温度に対応してバイメタル
５が変形し、このバイメタル５の変形によってシャフト
が回転し、バルブ１の初期状態の開度が変化し、この変
化した初期状態位置から前述したソレノイドによるバル
ブ開度制御が行なわれることになる。

本発明は上記のように構成されているため、次のように
して流量制御を行なうことができる。

先ずソレノイドに通電しない状態の時には、シャフトに
固着したマグネット３とヨーク８ａ８ｂとで磁路を形成
し、第７図中の（ａ）の状態でシャフトは停止している
。この時バルブは第２図中の（ｂ）半開の状態となって
いる。続いてソレノイドのコイルＡに■→■の方向で通
電すると、発生する磁束がヨークの内部を流れ、片側の
ヨークがＮ極、もう一方かＳ極となり、中央のマグネッ
トが回転し、例えば第７図中（ｂ）の状態となる。この
時バルブは全閉状態となっている。

更に、ソレノイドのコイルＢに■→◎の方向で通電する
と、ヨークの内部をソレノイドが発生する磁束が流れ、
前回とは逆の方向に中央のマグネットが回転し、第７図
中（Ｃ）の状態となる。

この時バルブは全開状態となる。

ところで、バルブの開度を調整するためにはコイルＡ、
Ｂに通電する電流を制御する必要がある。このコイルＡ
、Ｂへの通電電流の制御は、コイルＡに通電する時間と
コイルＢに通電する時間との比（デユーティ−比）を制
御することによって行なうか、電流の周波数を高くして
行くと、ヨークに発生する磁極の変化にシャフトに固着
したマグネット３か追従できなくなり、これによってデ
ユーティ−比に対応したバルブ開度か得られることにな
る（第９図参照）。

また、本発明は上述したソレノイドによるバルブ制御の
他に、外気温度によってバルブ開度を変更することがで
きるようになっている。即ち、シャフトの下端に固着し
たバイメタル５が外気温度によって変形すると、シャフ
ト４が回転させられ、これによってバルブの初期位置が
変わり、この変化した初期位置からソレノイドによるバ
ルブ制御が行なわれる。従って外気温度によって第１Ｏ
図に示すように流量を変化できるようになっているため
、外気温度に感じたアイドリング制御が実現できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、流量制御弁としてロータリーバルブを
使用したため、流量制御を周囲の環境に対応してきめ細
やかに行なうことができる。

また流量制御弁自体を小型にすることができる上、大流
量制御も実現することができる。更にバイメタルを使用
して外気温度に応じたバルブ初期位置を設定できるため
、効率のよい流量制御を行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例としての流量制御弁の断面図、
第２図は第１図中の１〜１断面図、第３図は第１図中の
■〜■断面図、第４図はヨークの斜視図、第５図はコイ
ルの巻き方向図、第６図はシャフトに取付けたマグネッ
トの分極図、第７図はシャフトの回転説明図、第８図は
コイル中に流す電流波形図、第９図はＤｕｔｙ−流量特
性図、第１０図はバイメタルと流量の対応図、第１Ｉ図
は従来の流量制御弁の断面図、第１２図は従来の流量制
御弁の特性図である。図の主要部分の説明１−・−・バルブ３−・・・マグネット５・−・・バイメタル７−・・大気ボート１０−・・・軸受２−・・ソレノイド４・・−シャフト６・・・・負圧ボート８・・・・ヨークＡ、Ｂ−−・−コイル第２図惰３図１−Ｉ断面１１−Ｉ断面第１図第５図 ■■　　◎ 第６図第７図（ｂ）第８図 −一−■ 第９図低温Ｘ湿湿　序第１１図第１２図入力電ツ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ロータリーバルブのシャフトに２極のマグネット
を固着し、更にこのマグネットに対向して一対のヨーク
を配置し、これらによって磁路を形成すると共に、前述
のヨークにコイルによって発生する磁束が流れるように
して、前記磁束を変化させることによりロータリーバル
ブの開度を変えることができるようにしたことを特徴と
する流量制御弁。
（２）前記流量制御弁のシャフトにバイメタルを取付け
、このバイメタルの変形によってシャフトを回転させる
ことができるようにした第１項記載の流量制御弁。