JPH07158540A - 内燃機関用アイドルスピードコントロールバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内燃機関用アイドルスピードコントロールバ
ルブの作動時に吸気通路内に発生する流体の圧力脈動や
これによる液体の音を低減する。 【構成】 弁と弁座とで構成される流量制御部３７ａの
上流の流体通路内に流体の圧力脈動吸収手段４２を設け
たものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の燃焼室に
供給する空気量を電気的にコントロールするアイドルス
ピードコントロールバルブに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は例えば実開昭６３−１１３７４２
号公報に示される従来の内燃機関の補助空気制御装置
（以下、第１の従来例という）を示す断面図である。図
４において、スロットルボデーＰの上半部はエンジン吸
気管に連通する管状をなし、管内にはスロットル弁Ｓが
設けられている。スロットルボデーＰの下半部にはスロ
ットル弁Ｓの上流側と下流側を結ぶ空気バイパス路Ｐ
３，Ｐ４が形成されており、このバイパス路Ｐ３，Ｐ４
内には空気制御弁２が設けられている。

【０００３】上記空気制御弁２は公知のもので（例えば
特開昭５９−１０７６３号公報）、液室２３に導入され
たエンジン冷却水の温度に応じて作動するアクチュエー
タ２４を有し、このアクチュエータ２４により弁体２５
が移動せしめられて空気バイパス路Ｐ３，Ｐ４を開閉す
る。

【０００４】上記空気制御弁２のハウジング壁を構成す
るスロットルボデーＰの底面には、上面開放の矩形箱体
が固定されて拡張室２２が形成されている。そして、ス
ロットルボデーＰの底壁には、弁体２５後部の空気バイ
パス路Ｐ３と拡張室２２とを連通する空気導入路２１が
設けられている。拡張室２２の下方にはデューティ比制
御電磁弁１が設けられている。

【０００５】上記電磁弁１は大径管状の入口ポート１１
と小径管状の出口ポート１２を有し、入口ポート１１を
拡張室２２の接続口に接続するとともに出口ポート１２
をバイパス路Ｐ４に連通するスロットルボデーＰに設け
た接続口に接続してある。電磁弁１は、電磁コイル１３
と，ダイヤフラム１６に支持されて電磁コイル１３の作
動時に固定コア１４に吸引される弁体１５とを有し、弁
体１５は非作動時には出口ポート１２の一端の開口を閉
鎖している。

【０００６】上記構造の補助空気制御装置において、冷
却水温の低いエンジン始動時には空気制御弁２が開き、
空気バイパス路Ｐ３，Ｐ４を経て補助空気がエンジンに
供給される。通常走行時には空気制御弁２は閉じ、代わ
ってデューティ比制御電磁弁１が作動せしめられる。こ
の場合、補助空気は空気バイパス路Ｐ３より空気導入孔
２１および拡張室２２を経て入口ポート１１に至り、出
口ポート１２，空気バイパス路Ｐ４を通ってエンジンに
供給される。補助空気の供給量は高速で反復作動せしめ
られる弁体１５のデューティ比に比例し、これによりエ
ンジンのアイドル回転数が一定に保たれる。

【０００７】上記電磁弁１の作動時には弁体１５から大
きな作動音が発せられる。上記構造によれば、この作動
音は大容量の拡張室２２と小径の空気導入孔２１により
低減せしめられ、上流側の空気バイパス路Ｐ３には殆ど
伝達されない。かくして、騒音の発生は防止される。

【０００８】図５は例えば実開平４−５８６７９号公報
に示される従来のソレノイドバルブ（以下、第２の従来
例という）を示す断面図である。図５において、３は負
圧ポート、４は大気ポート、５はバルブ部、６は可動コ
ア、７はバルブシール、８はエアチャンバ、９はハウジ
ング、１０はエアチャンバ８とハウジング壁９ａとを仕
切る弾性膜体で、この弾性膜体１０とハウジング壁９ａ
との間には密閉された空気室Ａが形成されている。この
密閉された空気室Ａは穴を有する密閉でない空気室であ
ってもよい。

【０００９】次に作用を説明する。コイル１３に通電す
ると磁力が発生し、可動コア６がリターンスプリングに
抗して吸引されて移動することによりバルブ部５が開
き、大気ポート４よりエアチャンバ８に流入する空気は
バルブ部５を経て負圧ポート３に流れる。

【００１０】この時コイル１３への通電が止まると、リ
ターンスプリングによりバルブ部５は閉じ、今まで流れ
ていた空気の流れを急激に停止させようとする。この時
空気の慣性力により空気に圧力波が生じ、この圧力波は
弾性膜体１０に伝わるが、弾性膜体１０は空気室Ａ側に
変形して空気の圧力波を吸収し、騒音の発生を防止す
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】第１の従来例において
は、拡張室２２が大きくなるためにエンジンへの搭載性
が悪く、またスロットルボデーＰも全体がアンバランス
な形状となって耐振性に劣るという問題点があった。ま
た、第２の従来例においても、弾性膜体１０を装着する
ためにハウジング９の部分を拡張しなければならないの
で、搭載性に問題点があった。

【００１２】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、電磁弁の大きさを変えずにその
圧力脈動を低減し，またこの圧力脈動による液体の音を
低減することのできる内燃機関用アイドルスピードコン
トロールバルブを得ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明に係る内燃機関
用アイドルスピードコントロールバルブは、上流側流路
に流体の圧力脈動を吸収する圧力脈動吸収手段を設けた
ものである。

【００１４】

【作用】この発明における内燃機関用アイドルスピード
コントロールバルブは、上流側流路内に圧力脈動吸収手
段を設けたので、バルブをデューティ比制御等させる際
に生じる圧力脈動が圧力脈動吸収手段で吸収され、これ
により圧力脈動が吸気管上流側に設けたエアーフローセ
ンサに伝わることが防がれ、また流体の音の発生が低減
される。特に、請求項２，３の発明では圧力脈動吸収手
段として弾性体が採用されているので、バルブ駆動時に
圧力脈動が生じても、それが前記弾性体の変形を通じて
吸収される。

【００１５】

【実施例】

実施例１．この発明の一実施例を図１，図２について説
明する。図１は断面図、図２は図１の圧力脈動吸収手段
の動作状態を示す図である。

【００１６】図において、３０はソレノイド本体であ
り、その内部中央には長手方向に固定鉄心３１が配設さ
れている。また、ソレノイド本体３０の内周に筒状のケ
ース３２が装着され、固定鉄心３１に対峙する位置には
弁体となる流量調整手段としての可動鉄心３３が配設さ
れ、その間にロターンスプリング３４が介在されてい
る。電磁コイル３５が巻装されたボビン３６の内周面に
はパイプ３７が装着されて、このパイプ３７の内側に固
定鉄心３１および可動鉄心３３が配設されている。そし
て、可動鉄心３３はリターンスプリング３４により電磁
コイル３５の電磁吸引力に抗する方向に付勢されてい
る。すなわち、リターンスプリング３４により可動鉄心
３３には図１で左方向に押圧する力が常時作用してい
る。また、可動鉄心３３のリターンスプリング３４とは
反対の側にはスプリング３８が配設されている。

【００１７】段部３３ａを含む可動鉄心３３の先端部，
スプリング３８，スプリングホルダ３９，および調整ね
じ４０は、ソレノイド本体３０に連結されたバルブ本体
４１の内部の空室４１ａに位置している。このバルブ本
体４１には、ソレノイド本体３０側の端部近傍に流体導
入通路４１ｂが設けられ、また先端（図１で左端）近傍
には空室４１ａに開口する流体導出通路４１ｃが設けら
れている。上記パイプ３７の先端近傍には、バルブ本体
４１の流体導入通路４１ｂに連通する所定寸法の流体流
通穴３７ａが形成されている。この流体流通穴３７ａ
は、電磁コイル３５の非通電時には可動鉄心３３の外周
面によって閉じられる位置に設けられる。

【００１８】このような構成のアイドルスピードコント
ロールバルブにおいて、電磁コイル３５に通電して、こ
の電磁コイル３５を励磁すると、可動鉄心３３はリター
ンスプリング３４の押圧力に抗して固定鉄心３１側に吸
引される。このとき、吸引方向に作用するスプリング３
８は可動鉄心３３の移動につれて伸張する。そして、可
動鉄心３３が上述のように固定鉄心３１側に吸引される
と、パイプ３７の流体流通穴３７ａが開かれ、吸気管か
らバイパス通路に分流した流体（空気）が流体導入通路
４１ｂ，パイプ３７の流体流通穴３７ａ，スプリング３
８のピッチ間，空室４１ａを経て流体導出通路４１ｃに
流れ、バイパス通路を流れて吸気管の流れに合流する。

【００１９】以上述べたようなアイドルスピードコント
ロールバルブにおいては、摺動部の摩擦抵抗によるヒス
テリシスを減少させるために、電磁コイルへの通電をあ
る一定の周波数で断続させ、そのＯＮ時間とＯＦＦ時間
の比率を変えて可動鉄心を微摺動させるようにするデュ
ーティ制御や、あるいは一定の電流値（ＤＣ分）に変動
（ＡＣ分）をもたせて可動鉄心を微摺動させるようにす
るディザ制御が一般に用いられている。

【００２０】本実施例では、流量制御部である流体流通
穴３７ａの上流を塞ぐように、弾性体４２からなる圧力
脈動吸収手段を設けている。この膜状（全体形状は略円
柱状）の弾性体４２には、複数の流体流入口４２ａがあ
けられている。この弾性体４２は流路を構成するソレノ
イド本体３０やバルブ本体４１の壁面に取付けられ、そ
の取付態様は接着，圧着その他の態様が採用できる。

【００２１】次に、上記構成とされたアイドルスピード
コントロールバルブの圧力脈動吸収に関する動作を説明
する。ディザ制御時やデューティ制御時の可動鉄心３３
の振動によって流体が圧力脈動し、この圧力脈動によっ
て音が発生したり、この脈動が吸気管上流へも伝わり吸
気管上流側にあるエアーフローセンサーの吸入空気量検
出値が空気の脈動によって誤った値となることがある
が、この実施例では上記弾性体４２によって脈動が吸収
される。

【００２２】すなわち、バルブのソレノイドＯＮ時には
流体流通孔３７ａが開き、これによって流体導入通路４
１ｂから流体導出通路４１ｃへ流体が流れるため弾性体
４２が流体流通方向へ吸引されて図２（イ）に示すよう
に変形される。また、ソレノイドＯＦＦ時には流体流通
孔３７ａが可動鉄心３３の後退によって閉じられ、流体
による弾性体４２の吸引がなくなり、一旦弾性体４２よ
り下流側へ流れた流体によってこの弾性体４２が膨らむ
方向へ変形し、図１及び図２（ロ）に示すような状態に
なる。このように弾性体４２は圧力によって変形可能と
され、圧力脈動によってもそれに応じて変形するので、
この変形を通じて流体の圧力脈動が吸収され、音の発生
も低減される。

【００２３】また、弾性体４２をソレノイド本体３０と
バルブ本体４１との合せ面のシール部材４３に一体的に
構成し、組込んでもよい。この場合、バルブを組立てる
には、予めソレノイド本体３０にシール部材４３と一体
とされた弾性体４２を接着しておき、この状態でバルブ
本体４１をソレノイド本体３０に接合させる等の組立て
方が考えられる。弾性体４２の膜厚，全体形状や、流体
流入口４２ａの形状，大きさ，数は制御流体の圧力や制
御流量等に応じて設定すればよい。

【００２４】実施例２．圧力脈動吸収手段は図３に示す
ポペット式のバルブ（弁体４４がバルブシート４５に接
離することで弁口の開閉がなされるタイプのバルブ）に
ついて適用できる。この例では、流体通路途中における
ソレノイド本体３０の壁面とパイプ３７に跨がって袋状
の弾性体４２Ａが設けられている。この弾性体４２Ａ
は、ソレノイドＯＮ時には弁口が開き通路４１ｂから４
１ｃへ流体が流れるので、流路４１ｃ側の負圧によって
弾性体が吸引される方向に力が働き、この結果弾性体４
２Ａは膨らんだ形状となる。またソレノイドＯＦＦ時に
は弁口が閉じるため負圧による吸引力はなくなり、流体
導入口４１ｂからの正圧だけが弾性体４２Ａに働いて、
この弾性体４２Ａはソレノイド側へ凹んだ形に変形す
る。このように弾性体４２Ａは変形可能とされているの
で、前記圧力脈動によってもそれに応じて変形し、この
変形を通じて圧力脈動が吸収される。

【００２５】この袋状の弾性体４２Ａを図１に示したタ
イプのバルブに使用してもよい（弾性体４２の代わりに
流路を形成する部材の壁面とパイプ３７に跨がるような
状態で弾性体４２Ａを取付ける）し、逆に実施例１での
弾性体４２を図２に示したタイプのバルブに実施例１と
同様の取付態様で使用してもよい。本例では各種のバル
ブの構造に応じて取付け易い弾性体を採用しているので
ある。

【００２６】なお、アイドルスピードコントロールバル
ブの吸気管への流体接続手段は、ニップルの引き出しに
よるホース配管でも、あるいはスロットルボデーに直付
けしてスロットルバルブをバイパスするようにしたもの
でも、全く制限なしに適用することができる。更に、ロ
ータリソレノイドを用いたアイドルスピードコントロー
ルバルブについても当然適用可能であることは言うまで
もない。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば上流側
流路に圧力脈動吸収手段を設けたので、流体の圧力脈動
を低減させるための配管設定や拡張室の設置を必要とせ
ず、小形のままでアイドルスピードコントロールバルブ
をデューティ制御やディザ制御した場合におけるバルブ
内部で流体の圧力脈動やこれに起因する音を吸収して低
減することができるという効果が得られる。

【００２８】とりわけ請求項２，３の発明では圧力脈動
吸収手段として弾性体を使用しているので、圧力脈動を
この弾性体の変形を通じて効果的に低減できる。また、
請求項２の発明のように弾性体を膜状に形成し、これを
上流側流路を塞ぐ状態で設けることにより圧力脈動吸収
手段をバルブの構造を変化させずに設けることができ
る。さらに、請求項３の発明のように構成してもバルブ
構造を変化させずに圧力脈動吸収手段を設けることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１を示す断面図である。

【図２】図１の圧力脈動吸収手段の動作状態を示す図で
ある。

【図３】この発明の実施例２を示す断面図である。

【図４】第１の従来例を示す断面図である。

【図５】第２の従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

３０ ソレノイド本体 ３１ 固定鉄心 ３３ 可動鉄心 ３５ 電磁コイル ３７ パイプ ３７ａ 流体制御部である流体流通穴 ４１ バルブ本体 ４１ｂ 流体導入通路 ４１ｃ 流体導出通路 ４２，４２Ａ 圧力脈動吸収手段である弾性体 ４２ａ 流体流入口

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【手続補正書】

【提出日】平成６年３月２３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】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、電磁弁の大きさを変えずにその
圧力脈動を低減し，またこの圧力脈動による流体の音を
低減することのできる内燃機関用アイドルスピードコン
トロールバルブを得ることを目的とする。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】図において、３０はソレノイド本体であ
り、その内部中央には長手方向に固定鉄心３１が配設さ
れている。また、ソレノイド本体３０の内周に筒状のケ
ース３２が装着され、固定鉄心３１に対峙する位置には
弁体となる流量調整手段としての可動鉄心３３が配設さ
れ、その間にリターンスプリング３４が介在されてい
る。電磁コイル３５が巻装されたボビン３６の内周面に
はパイプ３７が装着されて、このパイプ３７の内側に固
定鉄心３１および可動鉄心３３が配設されている。そし
て、可動鉄心３３はリターンスプリング３４により電磁
コイル３５の電磁吸引力に抗する方向に付勢されてい
る。すなわち、リターンスプリング３４により可動鉄心
３３には図１で左方向に押圧する力が常時作用してい
る。また、可動鉄心３３のリターンスプリング３４とは
反対の側にはスプリング３８が配設されている。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２７】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば上流側
流路に圧力脈動吸収手段を設けたので、流体の圧力脈動
を低減させるための配管設定や拡張室の設置を必要とせ
ず、小形のままでアイドルスピードコントロールバルブ
をデューティ制御やディザ制御した場合におけるバルブ
内部での流体の圧力脈動やこれに起因する音を吸収して
低減することができるという効果が得られる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体が流入する上流側流路と、前記流体
   が流出する下流側流路と、固定鉄心と、コイルと、この
   コイルへの通電制御に応じて前記固定鉄心側へ吸引され
   る可動鉄心と、この可動鉄心が吸引されることによって
   開口されて前記上流側流路と下流側流路とを連通させる
   弁口とを有するアイドルスピードコントロールバルブに
   おいて、前記上流側流路に流体の圧力脈動を吸収する圧
   力脈動吸収手段が設けられていることを特徴とする内燃
   機関用アイドルスピードコントロールバルブ。
2. 【請求項２】 圧力脈動吸収手段は、膜状の弾性体から
   なり、上流側流路を塞ぐ状態で設けられると共にこれを
   貫通して流体が流入する流体流入口が設けられているこ
   とを特徴とする請求項１の内燃機関用アイドルスピード
   コントロールバルブ。
3. 【請求項３】 圧力脈動吸収手段は、袋状の弾性体から
   なり、上流側流路における流体圧を受ける箇所に流路の
   内壁の一部を囲む状態で設けられていることを特徴とす
   る請求項１の内燃機関用アイドルスピードコントロール
   バルブ。