WO2017094256A1 - モータ駆動の開閉弁 - Google Patents

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高徳 大川
修 小平
靖高 山之井
浩成 勝呂
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日本電産サンキョーシーエムアイ株式会社
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    • F02M69/30Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel characterised by means for facilitating the starting-up or idling of engines or by means for enriching fuel charge, e.g. below operational temperatures or upon high power demand of engines
    • F02M69/32Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel characterised by means for facilitating the starting-up or idling of engines or by means for enriching fuel charge, e.g. below operational temperatures or upon high power demand of engines with an air by-pass around the air throttle valve or with an auxiliary air passage, e.g. with a variably controlled valve therein
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/32Details
    • F16K1/34Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
    • F16K1/44Details of seats or valve members of double-seat valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/04Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor

Definitions

  • the present invention relates to a motor-driven on-off valve mounted on a throttle valve or the like of a gasoline engine.
  • a throttle valve of a gasoline engine includes a motor-driven bypass valve for finely adjusting the amount of air flowing through a bypass flow path when the main valve is closed in parallel with a main valve that is mechanically opened and closed by an accelerator. Is provided.
  • FIGS. 3 to 5 show a conventional motor-driven bypass valve of this type.
  • reference numeral 1 denotes a valve body that communicates with a bypass passage that bypasses the front and rear of the main valve.
  • the valve body 1 is formed in a bottomed cylindrical shape, and an air inlet 2 is formed on the bottom surface 1a, and an air outlet 3 is formed on the outer peripheral portion 1b.
  • a stepping motor 5 is disposed in the opening 4 of the valve body 1, and a valve body 7 for opening and closing the inlet 2 is provided at the tip of the output shaft 6 of the stepping motor 5 extending into the valve body 1. Is provided.
  • the valve body 7 has a female screw 7 a formed on the inner peripheral surface, and a male screw (lead screw) 6 a formed on the outer periphery of the output shaft 6 of the stepping motor 5 is screwed to the female screw 7 a.
  • the valve body 7 is prevented from rotating by the convex portion formed on the outer peripheral surface thereof being engaged with the groove portion formed in the inner wall of the valve body 1 along the axial direction, whereby the output of the stepping motor 5 is output.
  • the inlet 2 is opened and closed by linear movement while being guided by the groove 6 by the rotation of the shaft 6.
  • This blow-by gas is a mixed gas containing unburned gas and oil mist in the combustion gas, and if it adheres to the outer periphery of the output shaft 6, the surface of the male screw 6a, the bearing 9 or the like, it causes a decrease in output and abnormal wear. . For this reason, it is necessary to provide a protective skirt 8 on the outer periphery of the valve body 1 so that the male screw 6a and the like are not exposed to the inside of the valve body 1 even when the valve body 7 moves forward. However, there was a problem that it took time and effort.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and without increasing the number of parts, by a simple structure, when the inlet is closed, the fluid flows backward from the outlet and adversely affects the surface of the output shaft and the like. It is an object of the present invention to provide a motor-driven on-off valve that can reliably prevent the occurrence of the problem.
  • the invention according to claim 1 is characterized in that a fluid inflow port is formed on the bottom surface of a bottomed cylindrical valve body, and the fluid discharge port is formed on the outer periphery of the valve body.
  • a motor-driven on-off valve in which a motor is disposed in the opening of the valve body, and a valve body that opens and closes the inflow port by linear movement by rotation of the output shaft on the output shaft of the motor;
  • a second valve body At the base end of the valve body, a second valve body that closes the discharge port at a position where the valve body blocks the inflow port and opens the discharge port at a position where the valve body retreats from the inflow port. It is characterized by being formed integrally.
  • the second valve body is formed with a convex portion for engaging with a groove formed on the inner periphery of the valve body to prevent the valve body from rotating. It is characterized by being.
  • the invention according to claim 3 is characterized in that the outer peripheral portion of the second valve body opens and closes the discharge port along the inner peripheral surface of the valve body.
  • the discharge port when the inflow port is blocked by rotating the motor to advance the valve body, the discharge port is closed by the second valve body formed integrally with the valve body. Therefore, it is possible to reliably prevent the fluid from flowing backward from the discharge port and adversely affecting the surface of the output shaft or the like exposed inside the valve body.
  • FIG. 1 is a front view of a valve main body showing an embodiment of a motor-driven on-off valve according to the present invention as a cross-sectional view.
  • FIG. 2 is a front view showing a state where the inlet of FIG. 1 is closed.
  • FIG. 3 is a front view of a valve body showing a conventional motor-driven on-off valve in a cross-sectional view.
  • FIG. 4 is a front view showing a state where the inlet of FIG. 3 is closed.
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the valve body portion of FIG.
  • FIGS. 1 and 2 show an embodiment in which a motor-driven on-off valve according to the present invention is applied to a bypass valve of a throttle valve of a gasoline engine, and the same components as those shown in FIGS. For the above, the same reference numerals are attached and the description is simplified.
  • this motor-driven on-off valve does not have the skirt shown in FIG. 5 on the outer periphery of the output shaft 6 of the stepping motor 5, and A large diameter portion (second valve body) 10 is formed.
  • the large diameter portion 10 is formed in a cylindrical shape whose outer diameter is slightly smaller than the inner diameter of the valve body 1, and the discharge port 3 is located at a position where the valve body 7 shown in FIG.
  • the valve body 7 shown in FIG. 1 is formed at a position where the discharge port 3 is opened and a length in the axial direction at a position where the valve body 7 shown in FIG.
  • reference numeral 11 denotes a circuit board to which the terminal 5a of the stepping motor 5 is connected
  • reference numeral 12 denotes a rotation of the valve body 7 by engaging with a groove formed in the axial direction on the inner periphery of the valve body 1. It is a convex part for preventing.
  • the discharge port 3 can be closed by the large diameter portion 10 formed integrally with the valve body 7.
  • the large diameter portion (second valve body) 10 is formed at the base end portion of the valve body 7.
  • the valve body 7 blocks the outlet 3 at the position where the inlet 2 is blocked, and opens the outlet 3 at the position where the valve body 7 retreats from the inlet 2.
  • Various shapes can be adopted as long as the shape can be used.
  • the motor-driven on-off valve according to the present invention is applied only to a bypass valve of a throttle valve of a gasoline engine.
  • the present invention is not limited to this, and the flow is not limited to this.
  • the inlet When the inlet is closed, it can be used as an on-off valve for adjusting the flow rate of various fluids in which harmful gas may flow backward from the outlet to the internal parts of the valve body.
  • Motor-driven opening and closing that can reliably prevent the backflow of fluid from the outlet when the inlet is closed and adversely affecting the surface of the output shaft, etc., with a simple structure without increasing the number of parts Can provide a valve.

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Abstract

簡易な構造によって流入口を閉じた際に排出口から流体が逆流して出力軸等の表面に悪影響を与えることを確実に防止することができるモータ駆動の開閉弁を提供する。本発明は、有底筒状の弁本体(1)の底面(1a)に流体の流入口(2)が形成され、弁本体(1)の外周(1b)に流体の排出口(3)が形成されるとともに、弁本体(1)の開口部(4)にモータ(5)が配設され、モータ(5)の出力軸(6)にその回転により直線運動して流入口(2)を開閉する弁体(7)が設けられたモータ駆動の開閉弁において、弁体(7)の基端部に、弁体(7)が流入口(2)を塞いだ位置において排出口(3)を塞ぐとともに、弁体(7)が流入口(2)から後退した位置において排出口(3)を開く第2の弁体(10)を一体に形成した。

Description

モータ駆動の開閉弁
 本発明は、ガソリンエンジンのスロットルバルブ等に装着されるモータ駆動の開閉弁に関するものである。
 例えば、ガソリンエンジンのスロットルバルブには、アクセルで機械的に開閉するメインバルブと並列的に、当該メインバルブが閉じた際にバイパス流路を流れる空気量を微調整するためのモータ駆動のバイパス弁が設けられている。
 図3~図5は、従来のこの種のモータ駆動のバイパス弁を示すもので、図中符号1が上記メインバルブの前後をバイパスするバイパス流路に連通する弁本体である。
 この弁本体1は、有底円筒状に形成されたもので、底面1aに空気の流入口2が形成され、外周部1bに空気の排出口3が形成されている。
 そして、この弁本体1の開口部4にステッピングモータ5が配設されるとともに、弁本体1内に延出するステッピングモータ5の出力軸6の先端に、流入口2を開閉する弁体7が設けられている。この弁体7は、内周面に雌ねじ7aが形成されており、この雌ねじ7aにステッピングモータ5の出力軸6の外周に形成された雄ねじ(リードスクリュー)6aが螺合されている。
 そして、弁体7は、その外周面に形成された凸部が弁本体1の内壁に軸線方向に沿って形成された溝部に係合されて回転が阻止されることにより、ステッピングモータ5の出力軸6の回転によって上記溝部に案内されつつ直線運動して、図3および図4に示すように、流入口2を開閉するようになっている。
 なお、このようなモータの回転によって弁体を直進運動させることにより弁を開閉するモータ駆動の開閉弁は、下記特許文献1、2等においても開示されている。
特開2006-234033号公報 特開2013-126315号公報
 ところで、上記構成からなるモータ駆動の開閉弁においては、図4に示すように、弁体7を前進させて流入口2を塞いでいる際に、外周部1bの排出口3から弁本体1の内部に、エンジンのピストン側からブローバイガスが逆流する虞がある。
 そして、このブローバイガスは、燃焼ガス中に未燃焼ガスやオイルミストを含む混合ガスであり、出力軸6の外周や雄ねじ6aの表面あるいは軸受け9等に付着すると出力低下や異常摩耗の原因になる。このため、弁体7が前進した際にも上記雄ねじ6a等が弁本体1の内部に露出しないように、その外周に保護用のスカート8を設ける必要があり、部品点数が増加して組立にも手間を要するという問題点があった。
 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、部品点数を増加させることなく、簡易な構造によって、流入口を閉じた際に排出口から流体が逆流して出力軸等の表面に悪影響を与えることを確実に防止することができるモータ駆動の開閉弁を提供することを課題とするものである。
 上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、有底筒状の弁本体の底面に流体の流入口が形成され、上記弁本体の外周に上記流体の排出口が形成されるとともに、上記弁本体の開口部にモータが配設され、当該モータの出力軸に当該出力軸の回転により直線運動して上記流入口を開閉する弁体が設けられたモータ駆動の開閉弁において、上記弁体の基端部に、当該弁体が上記流入口を塞いだ位置において上記排出口を塞ぐとともに、上記弁体が上記流入口から後退した位置において上記排出口を開く第2の弁体を一体に形成したことを特徴とするものである。
 また、請求項2に記載の発明は、上記第2の弁体には、上記弁本体の内周に形成された溝部に係合して上記弁体の回転を阻止するための凸部が形成されていることを特徴とするものである。
 また、請求項3に記載の発明は、上記第2の弁体の外周部は、上記弁本体の内周面に沿って上記排出口を開閉することを特徴とするものである。
 請求項1に記載の発明によれば、モータを回転させて弁体を前進させることにより、流入口を塞いだ際に、弁体に一体に形成した第2の弁体によって排出口を塞ぐことができるために、当該排出口から流体が逆流して弁本体の内部に露出する出力軸等の表面に悪影響を与えることを確実に防止することができる。
図1は,本発明に係るモータ駆動の開閉弁の一実施形態を示す弁本体を断面視した正面図である。 図2は、図1の流入口を塞いだ状態を示す正面図である。 図3は、従来のモータ駆動の開閉弁を示す弁本体を断面視した正面図である。 図4は、図3の流入口を塞いだ状態を示す正面図である。 図5は、図1の弁体部分の縦断面図である。
 図1および図2は、本発明に係るモータ駆動の開閉弁を、ガソリンエンジンのスロットルバルブのバイパス弁に適用した一実施形態を示すもので、図3~図5に示したものと同一構成部分については、同一符号を付してその説明を簡略化する。
 図1および図2に示すように、このモータ駆動の開閉弁においては、ステッピングモータ5の出力軸6の外周に図5に示したスカートが設けられておらず、弁体7の基端部に大径部(第2の弁体)10が形成されている。
 この大径部10は、外径寸法が弁本体1の内径寸法よりも僅かに小さい円柱状に形成されたもので、図2に示す弁体7が流入口2を塞いだ位置において排出口3を塞ぐとともに、図1に示す弁体7が流入口2から後退した位置において排出口3を開く位置および軸線方向の長さ寸法に形成されている。
 なお、図中符号11はステッピングモータ5の端子5aが接続された回路基板であり、符号12は、弁本体1の内周に軸線方向に形成された溝部に係合して弁体7の回転を阻止するための凸部である。
 以上の構成からなるモータ駆動の開閉弁によれば、ステッピングモータ5の出力軸6を回転させて弁体7を前進させ、図2に示すように、弁体7で流入口2を塞いだ際に、弁体7に一体に形成した大径部10によって排出口3を塞ぐことができる。
 この結果、エンジンのピストン側からブローバイガスが排出口3を介して弁本体1内に逆流して、直接出力軸6の雄ねじ6aの外周や軸受け9等に吹き付けられることを防止することができる。この結果、上記ブローバイガスが弁本体1の内部に露出する出力軸6等の表面に付着して悪影響を与えることを確実に防止することができる。
 また、ステッピングモータ5の出力軸6を逆回転させて、図1に示すように、弁体7を流入口2から後退させて流入口2を開いた際には、大径部10も後退して排出口3が開くために、メインバルブが閉じた際にバイパス流路をエンジン側に流れる空気量を微調整することができる。
 なお、本実施形態においては、弁本体1が有底円筒状に形成されている場合において、弁体7の基端部に大径部(第2の弁体)10を形成した場合に付いて説明したが、これに限定されるものではなく、少なくとも弁体7が流入口2を塞いだ位置において排出口3を塞ぐとともに、弁体7が流入口2から後退した位置において排出口3を開くことができる形状であれば、各種の形態を採用することが可能である。
 また、本実施形態においては、本発明に係るモータ駆動の開閉弁を、ガソリンエンジンのスロットルバルブのバイパス弁に適用した場合についてのみ説明したが、本発明はこれに限らず、特に弁体によって流入口を塞いだ際に、排出口から弁本体の内部部品に対して有害な気体が逆流する虞のある各種流体の流量調整用の開閉弁として用いることができるものである。
 部品点数を増加させることなく、簡易な構造によって、流入口を閉じた際に排出口から流体が逆流して出力軸等の表面に悪影響を与えることを確実に防止することができるモータ駆動の開閉弁を提供できる。
 1 弁本体
 1a 底面
 1b 外周
 2 流入口
 3 排出口
 4 開口部
 5 ステッピングモータ(モータ)
 6 出力軸
 6a 雄ねじ(リードスクリュー)
 7 弁体
 7a 雌ねじ
 10 大径部(第2の弁体)

Claims (3)

  1.  有底筒状の弁本体の底面に流体の流入口が形成され、上記弁本体の外周に上記流体の排出口が形成されるとともに、上記弁本体の開口部にモータが配設され、当該モータの出力軸に当該出力軸の回転により直線運動して上記流入口を開閉する弁体が設けられたモータ駆動の開閉弁において、
     上記弁体の基端部に、当該弁体が上記流入口を塞いだ位置において上記排出口を塞ぐとともに、上記弁体が上記流入口から後退した位置において上記排出口を開く第2の弁体を一体に形成したことを特徴とするモータ駆動の開閉弁。
  2.  上記第2の弁体には、上記弁本体の内周に形成された溝部に係合して上記弁体の回転を阻止するための凸部が形成されていることを特徴とする請求項1に記載のモータ駆動の開閉弁。
  3.  上記第2の弁体の外周部は、上記弁本体の内周面に沿って上記排出口を開閉することを特徴とする請求項1に記載のモータ駆動の開閉弁。
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