JPH10317997A - 流量制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流量制御弁の弁シャフトのベアリングの耐久
性を向上する。 【解決手段】 弁ハウジング２１内に、弁体２７を嵌着
した弁シャフト２８を収容し、この弁シャフト２８の両
側部をベアリング２９を介して回動可能に支持させる。
ベアリング２９が弁ハウジング２１の内部を仕切る仕切
壁となり、弁ハウジング２１の内部空間がベアリング２
９によって空気通路２６とベアリング室３８とマグネッ
ト室３９とに仕切られている。各ベアリング２９と弁ハ
ウジング２１との間に少なくとも１本の連通路４０を形
成し、各連通路４０によって空気通路２６とベアリング
室３８との間、及び空気通路２６とマグネット室３９と
の間を連通させる。これにより、空気通路２６とその両
側の室３８，３９との間の圧力差を無くすことができ、
圧力差に起因するベアリング２９内部のグリースの飛散
やベアリング２９内部への異物の侵入を防止することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、弁ハウジング内
に、弁体が設けられた弁シャフトをベアリングを介して
回動可能に設けた構成の流量制御弁に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の流量制御弁は、例え
ば車両のアイドルスピードコントロールバルブ（以下
「ＩＳＣＶ」と略記する）として用いられている。この
ＩＳＣＶは、図８に示すように、弁ハウジング１１内
に、弁体１２が設けられた弁シャフト１３の両側部をベ
アリング１４を介して回動可能に支持し、この弁シャフ
ト１３をロータリソレノイド等のアクチュエータ１５で
回動させることで、弁体１２を回動させて、弁ハウジン
グ１１内の空気通路１６を開閉したり、弁体開度（空気
流量）を調節するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記構成においては、
ベアリング１４の内輪１４ａが弁シャフト１３に全周圧
入固定され、外輪１４ｂが弁ハウジング１１内に全周圧
入固定されているため、ベアリング１４が弁ハウジング
１１の内部空間を仕切る仕切壁となり、弁ハウジング１
１の内部空間がベアリング１４によって空気通路１６と
ベアリング室１７とマグネット室１８とに気密的に仕切
られた状態となっている。このため、弁体１２の開閉動
作に伴って空気通路１６内の圧力が変化しても、ベアリ
ング室１７とマグネット室１８の圧力は変化せず、各室
の圧力状態の相対関係は次の表１に示すようになる。

【０００４】

【表１】

【０００５】このように、弁体１２の開閉による空気通
路１６内の圧力変化に応じて、空気通路１６とベアリン
グ室１７との間、及び空気通路１６とマグネット室１８
との間に圧力差が発生し、この圧力差がベアリング１４
の内外輪１４ａ，１４ｂの間に充填されたグリースに加
わる。このため、圧力差によってグリースが飛ばされた
り、空気通路１６内を流れる空気中に含まれるダストや
オイルミスト等の異物がベアリング１４の内部に侵入す
ることがあり、これが原因で、ベアリング１４の回動摩
擦抵抗が増大して弁体１２の動きが悪くなったり、ベア
リング１４の寿命が短くなるおそれがある。

【０００６】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、弁シャフトを支持す
るベアリング内部のグリースの飛散やベアリング内部へ
の異物の侵入を防止することができ、ベアリングの寿命
を長くすることができて、長期間に亘って良好な流量制
御性を維持することができる流量制御弁を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１は、弁ハウジングの内部空間をベ
アリングによって流体通路と他の空間とに区画する流量
制御弁において、流体通路と他の空間とを連通させる連
通路を設けることで、流体通路と他の空間との間の通気
性を確保し、流体通路と他の空間との間の圧力差を無く
すことができる。これにより、従来の圧力差に起因する
ベアリング内部のグリースの飛散やベアリング内部への
異物の侵入を防止することができ、長期間に亘ってベア
リングの回動摩擦抵抗の増大を防ぐことができて、ベア
リングの寿命を長くすることができ、長期間に亘って良
好な流量制御性（良好な弁体の回動性）を維持すること
ができる。

【０００８】この場合、連通路を設ける位置は、弁ハウ
ジング側、ベアリング側、弁シャフト側のいずれでも良
いが、請求項２のように、連通路を弁ハウジングとベア
リングの外周部との間に設けることが好ましい。このよ
うにすれば、連通路の形成を切削加工等により容易に行
うことができる。

【０００９】また、請求項３のように、連通路をベアリ
ングの各々について複数個ずつ設けるようにしても良
い。このようにすれば、万一、１つの連通路が異物等に
よって詰まっても、残りの連通路によって流体通路と他
の空間との間の通気性を確保することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】

［実施形態（１）］以下、本発明をＩＳＣＶ（アイドル
スピードコントロールバルブ）に適用した実施形態
（１）を図１乃至図５に基づいて説明する。ここで、図
１はＩＳＣＶの縦断正面図、図２は図１のＡ−Ａ断面
図、図３は図１のＢ−Ｂ断面図、図４は図１のＣ−Ｃ断
面図である。

【００１１】図１に示すように、弁ハウジング２１は、
例えば金属により横長の筒状に形成され、その右端面は
側壁２１ａで閉塞され、該弁ハウジング２１の左端面に
後述するロータリソレノイド２２（アクチュエータ）を
取り付けるための開口部が形成されている。この弁ハウ
ジング２１の下面側には、図２に示すように、空気流入
口２３と空気流出口２４とが形成され、弁ハウジング２
１内に仕切壁２５によって空気流入口２３から空気流出
口２４へ至る空気通路２６（流体通路）が形成され、こ
の空気通路２６の途中には弁座部３７が形成されてい
る。

【００１２】また、弁ハウジング２１内には、弁体２７
と、この弁体２７を嵌着した弁シャフト２８が収容さ
れ、この弁シャフト２８の両側部がボールベアリング等
のベアリング２９（図１参照）を介して回動可能に支持
されている。各ベアリング２９の内輪２９ａが弁シャフ
ト２８に圧入固定され、外輪２９ｂが弁ハウジング２１
内に圧入固定されている。弁シャフト２８の回動により
弁体２７が回動すると、弁座部３７の開口面積が変化し
て、空気通路２６を流れる空気の流量が調整される。

【００１３】一方、弁ハウジング２１の左端開口部に
は、ロータリソレノイド２２の樹脂ケース３０がＯリン
グ３１を介して気密に取り付けられている。樹脂ケース
３０内には、ソレノイドコイル３２を組み付けたステー
タコア３３，３４が収納されている。また、弁シャフト
２８の左端部には、ロータとなる円環状のマグネット３
５が嵌着され、このマグネット３５がステータコア３４
に形成された開口部３６（図３参照）内に位置してい
る。樹脂ケース３０の左端開口部はキャップ４３により
気密に閉鎖されている。

【００１４】以上のように構成したロータリソレノイド
２２の制御は、エンジン制御回路（図示せず）によって
行われ、ソレノイドコイル３２に流す電流がデューティ
制御されると共に、電流の方向が制御される。ソレノイ
ドコイル３２に流す電流を変化させると、ステータコア
３３，３４を流れる磁束量が変化して、ステータコア３
４の開口部３６の内周面からマグネット３５に作用する
磁束量が変化し、その磁束量の変化に応じてマグネット
３５の磁極との間に働く電磁吸引力又は反発力が変化す
る。この電磁吸引力又は反発力に応じてマグネット３５
が回動し、これと一体的に弁シャフト２８と弁体２７が
回動する。これにより、図５に示すように、ソレノイド
コイル３２に流す電流のデューティを制御することで、
弁体２７の回動量（弁体開度）を制御して、空気通路２
６を流れる空気の流量を調整する。尚、ソレノイドコイ
ル３２に流す電流の方向を逆転させると、ステータコア
３３，３４を流れる磁束の方向が逆転して、弁体２７の
回動方向が逆転する。

【００１５】図１に示すように、ベアリング２９の内輪
２９ａが弁シャフト２８に圧入固定され、外輪２９ｂが
弁ハウジング２１内に圧入固定されているため、ベアリ
ング２９が弁ハウジング２１の内部空間を仕切る仕切壁
となり、弁ハウジング２１の内部空間がベアリング２９
によって空気通路２６とベアリング室３８とマグネット
室３９とに仕切られた状態となっている。空気通路２６
とベアリング室３８との間、及び空気通路２６とマグネ
ット室３９との間の通気性を確保するために、各ベアリ
ング２９の外輪２９ｂと弁ハウジング２１との間に少な
くとも１本の連通路４０が形成され、各連通路４０によ
って空気通路２６とベアリング室３８との間、及び空気
通路２６とマグネット室３９との間が連通されている。
本実施形態（１）では、図４に示すように、弁ハウジン
グ２１の内周面に、各ベアリング２９について例えば４
個ずつ連通路４０が９０°間隔で切削加工されている。

【００１６】以上説明した実施形態（１）では、空気通
路２６とその両側の室３８，３９とを連通させる連通路
４０を設けたので、弁体２７の開閉によって空気通路２
６内の圧力が変化すれば、それに応じて空気通路２６と
その両側の室３８，３９との間で連通路４０を通じて空
気が流通し、常に空気通路２６の圧力とその両側の室３
８，３９の圧力とを同一に保つことができ、空気通路２
６とその両側の室３８，３９との間の圧力差を無くすこ
とができる。これにより、従来の圧力差に起因するベア
リング２９内部のグリースの飛散やベアリング２９内部
への異物の侵入を防止することができ、長期間に亘って
ベアリング２９の回動摩擦抵抗の増大を防ぐことができ
て、ベアリング２９の寿命を長くすることができる。し
かも、長期間に亘って良好な弁体２７の回動性を保つこ
とができて、良好な流量制御性を維持することができ、
流量制御の信頼性を向上することができる。

【００１７】また、本実施形態（１）では、連通路４０
をベアリング２９の各々について複数個（例えば４個）
ずつ設けるようにしたので、万一、１つの連通路４０が
異物等によって詰まっても、残りの連通路４０によって
空気通路２６とその両側の室３８，３９との間の通気性
を確保することができる。

【００１８】［実施形態（２）］上記実施形態（１）で
は、弁ハウジング２１の内周面に連通路４０を形成した
が、図６に示す本発明の実施形態（２）では、各ベアリ
ング２９の外輪２９ｂの外周面に、例えば４個ずつ連通
路４１を９０°間隔で切削加工している。これ以外の構
成は、前記実施形態（１）と同じである。本実施形態
（２）でも、前記実施形態（１）と同様の効果を得るこ
とができる。

【００１９】［実施形態（３）］上記実施形態（１），
（２）では、各ベアリング２９の外輪２９ｂと弁ハウジ
ング２１との間に連通路４０及び４１を形成したが、図
７に示す本発明の実施形態（３）では、各ベアリング２
９の内輪２９ａと弁シャフト２８との間に少なくとも１
本の連通路４２を形成している。この場合、弁シャフト
２８の外周面に、例えば４個ずつ連通路４２を９０°間
隔で切削加工し、各連通路４２によって空気通路２６と
ベアリング室３８との間、及び空気通路２６とマグネッ
ト室３９との間を連通している。尚、各ベアリング２９
の内輪２９ａに連通路を形成しても良い。これ以外の構
成は、前記実施形態（１）と同じである。本実施形態
（３）でも、前記実施形態（１）と同様の効果を得るこ
とができる。

【００２０】［その他の実施形態］上記各実施形態で
は、各ベアリング２９について連通路４０，４１，４２
を４個ずつ形成したが、３個以下又は５個以上形成して
も良い。また、上記各実施形態では、ベアリング２９と
してボールベアリング（球軸受）を用いたが、ころ軸受
等、他のこがり軸受を用いても良い。

【００２１】また、上記実施形態では、弁体２７を駆動
するアクチュエータとして、ロータリソレノイド２２を
用いたが、ステップモータ、ＤＣサーボモータ等のモー
タを用いても良い。

【００２２】その他、本発明は、ＩＳＣＶに限定され
ず、流体の流量を制御する各種の流量制御弁に適用して
実施できる等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して
実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態（１）を示すＩＳＣＶの縦断
正面図

【図２】図１のＡ−Ａ断面図

【図３】図１のＢ−Ｂ断面図

【図４】図１のＣ−Ｃ断面図

【図５】ロータリソレノイドのデューティと空気流量と
の関係を示す制御特性図

【図６】本発明の実施形態（２）を示す連通路部分の縦
断側面図

【図７】本発明の実施形態（３）を示す連通路部分の縦
断側面図

【図８】従来のＩＳＣＶの縦断正面図

【符号の説明】

２１…弁ハウジング、２２…ロータリソレノイド（アク
チュエータ）、２３…空気流入口（流入口）、２４…空
気流出口（流出口）、２５…仕切壁、２６…空気通路
（流体通路）、２７…弁体、２８…弁シャフト、２９…
ベアリング、３０…樹脂ケース、３２…ソレノイドコイ
ル、３３，３４…ステータコア、３５…マグネット、３
７…弁座部、３８…ベアリング室、３９…マグネット
室、４０，４１，４２…連通路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流入口と流出口を有する弁ハウジング内
   に、弁体が設けられた弁シャフトをベアリングを介して
   回動可能に設け、前記弁シャフトをアクチュエータで回
   動させることで、前記弁体を回動させて、前記流入口か
   ら前記流出口への流体通路を開閉又は開度調節するよう
   にした流量制御弁において、 前記弁ハウジングの内部空間を前記ベアリングによって
   前記流体通路と他の空間とに区画し、前記流体通路と他
   の空間とを連通させる連通路を設けたことを特徴とする
   流量制御弁。
2. 【請求項２】 前記連通路は、前記弁ハウジングと前記
   ベアリングの外周部との間に設けられていることを特徴
   とする請求項１に記載の流量制御弁。
3. 【請求項３】 前記連通路は、前記ベアリングの各々に
   ついて複数個ずつ設けられていることを特徴とする請求
   項１又は２に記載の流量制御弁。