JP2000304152A - 流量制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アイドル回転速度制御弁の弁洩れを低減する
こと。 【解決手段】 弾性体で構成された可動弁座１９は、環
状の第１シール部１９ａを有し、その第１シール部１９
ａの内周に開口部１９ｂが開けられている。この可動弁
座１９は、外周部が固定されて内周側が板厚方向へ撓む
ことができ、第１シール部１９ａが固定弁座１３に当接
することで第１の流出通路９を遮断できる。弁体２０
は、可動弁座１９と対向して突設された第２シール部２
０ａが開口部１９ｂの周囲に当接することで開口部１９
ｂを閉じ、第２シール部２０ａが可動弁座１９から離れ
ることで開口部１９ｂを開くことができる。可動弁座１
９は、弁体２０に押されて固定弁座１３に密着すること
により、第１シール部１９ａと固定弁座１３との間に隙
間が生じることはなく、流入通路から第１の流出通路９
へ流体が洩れ出ることを防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体流量を制御す
る流量制御弁に関し、特にエンジンのアイドリング時に
スロットル弁をバイパスする空気量を制御するアイドル
回転速度制御弁（ＩＳＣＶ）として好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来技術として、例えば特開平８−４９
７７４号公報に開示された流量制御弁が公知である。こ
の流量制御弁は、図９に示すように、第１シール部１１
０と第１弁座２００から成る主弁と、第２シール部１２
０と第２弁座２１０から成る副弁とを有し、第１シール
部１１０と第２シール部１２０が１つの弁体１００に設
けられ、第１シール部１１０が第１弁座２００に当接し
た状態で、第２シール部１２０が第２弁座２１０に内嵌
する構成である。これによれば、主弁と副弁とが共に開
弁状態から弁体１００が降下してくると、先ず第２シー
ル部１２０の外周面が第２弁座２１０の角部に当接する
ことで副弁のみ閉弁状態となる。この時点では、未だ第
１シール部１１０が第１弁座２００に当接していないの
で、主弁は開弁状態を維持している。その後、更に弁体
１００が降下すると、第２シール部１２０の外周面が第
２弁座２１０の円筒内周面に摺接しながら第２弁座２１
０に内嵌し、且つ第１シール部１１０が第１弁座２００
に当接することで主弁も閉弁状態となる（図９に示す状
態）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の流量
制御弁は、副弁を構成する第２シール部１２０と第２弁
座２１０が嵌合構造であるため、両者間に嵌合隙間（ク
リアランス）が生じ、副弁が閉じた状態（第２シール部
１２０が第２弁座２１０に内嵌した状態）でも、嵌合隙
間を通じて空気が洩れ出る（弁洩れ）という問題があっ
た。なお、弁洩れを低減するために第２シール部１２０
と第２弁座２１０との嵌合隙間を小さくすることも考え
られるが、この場合、両者（第２シール部１２０と第２
弁座２１０）の接触部における摺動抵抗が増大するた
め、円滑な流量制御が困難となってしまう。本発明は、
上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、二系
統の空気通路を開閉できる流量制御弁において、弁洩れ
の低減を図ることにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】（請求項１の手段）固定
弁座に対向する環状の第１シール部を有するとともに、
この第１シール部の内周に弁体によって開閉される開口
部を有し、第１シール部が固定弁座に当接することで第
１の流出通路を遮断でき、且つ第１の流出通路を遮断し
た状態から自身の弾力によって第１シール部が固定弁座
から離れて第１の流出通路を開放できる可動弁座を備え
ている。弁体は、可動弁座の開口部の周囲で可動弁座に
対向する第１シール部を有し、この第１シール部が可動
弁座の表面に当接して開口部を閉じることで第２の流出
通路を遮断でき、更に開口部を閉じた状態で可動弁座を
押圧して可動弁座の第１シール部を固定弁座に密着させ
ることで連通口を閉じることができ、且つ第２シール部
が可動弁座から離れて開口部を開くことで第２の流出通
路を開放できる。

【０００５】上記の構成では、可動弁座の第１シール部
が弁体に押されて固定弁座に密着することができる。そ
の結果、可動弁座の第１シール部と固定弁座との間に隙
間が生じることはなく、可動弁座が第１の流出通路を遮
断した状態で、流入通路から第１の流出通路へ流体が洩
れ出ることを防止できる。また、弁体の第２シール部が
可動弁座に当接して開口部を閉じている間は、可動弁座
に弾力が生じているため、弁体の第２シール部は、可動
弁座に当接してから離れるまでの間、可動弁座に生じる
弾力によって可動弁座に密着した状態を維持できる。そ
の結果、弁体の第２シール部と可動弁座との間に隙間が
生じることはなく、弁体が開口部を閉じた状態で、流入
通路から第２の流出通路へ流体が洩れ出ることを防止で
きる。

【０００６】（請求項２の手段）可動弁座は、第１シー
ル部が固定弁座に当接することで第１の流出通路を遮断
でき、且つ第１の流出通路を遮断する閉弁位置と第１シ
ール部が固定弁座から所定量だけ離れて第１の流出通路
を開放する開弁位置との間で変位可能に設けられるとと
もに、第１シール部が閉弁位置から開弁位置へ復帰でき
る弾力を具備している。弁体は、可動弁座の開口部の下
流側に配されて軸方向に移動可能に設けられ、開口部の
周囲で可動弁座に対向する第２シール部を有し、弁体の
移動に伴って第２シール部が可動弁座に当接して開口部
を閉じることで第２の流出通路を遮断でき、更に開口部
を閉じた状態で可動弁座を押圧して可動弁座の第１シー
ル部を固定弁座に密着させることで連通口を閉じること
ができ、且つ第２シール部が可動弁座から離れて開口部
を開くことで第２の流出通路を開放できる。

【０００７】上記の構成によれば、可動弁座の第１シー
ル部が弁体に押されながら開弁位置から閉弁位置まで変
位し、その閉弁位置で第１シール部が弁体から押圧力を
受けて固定弁座に密着することができる。その結果、第
１シール部と固定弁座との間に隙間が生じることはな
く、可動弁座が第１の流出通路を遮断した状態で、流入
通路から第１の流出通路へ流体が洩れ出ることを防止で
きる。また、弁体の第２シール部が可動弁座に当接して
開口部を閉じている間は、可動弁座の第１シール部が開
弁位置と閉弁位置との間にあるため、可動弁座には、第
１シール部が開弁位置へ復帰しようとする弾力が生じ
る。これにより、弁体の第２シール部は、可動弁座に当
接してから離れるまでの間、可動弁座に生じる弾力によ
って可動弁座に密着した状態を維持できる。その結果、
弁体の第２シール部と可動弁座との間に隙間が生じるこ
とはなく、弁体が開口部を閉じた状態で、流入通路から
第２の流出通路へ流体が洩れ出ることを防止できる。

【０００８】（請求項３の手段）可動弁座は、所定の荷
重特性を有する板ばねと、この板ばねの変形に追従して
弾性変形できるゴム材とを組み合わせて構成されてい
る。これにより、板ばねの弾力によって第１シール部が
閉弁位置から開弁位置まで復帰することができ、且つそ
の板ばねにゴム材を組付けて（例えば焼き付ける）、板
ばねに生じる隙間をゴム材で塞ぐことにより、第１シー
ル部が固定弁座に密着した時に第１の流出通路を遮断す
ることができる。

【０００９】（請求項４の手段）可動弁座の第１シール
部が固定弁座から離れた後、開弁位置で停止できるよう
に、第１シール部の変位量を規制するストッパを設けた
ことを特徴とする。これにより、可動弁座の第１シール
部が閉弁位置から開弁位置へ戻る時に、ストッパによっ
て第１シール部の移動を規制できるので、確実に第１シ
ール部を開弁位置に停止させることができる。

【００１０】（請求項５の手段）本発明の流量制御弁
は、車両用エンジンのアイドリング時にスロットル弁を
バイパスする空気量を制御するためのアイドル回転速度
制御弁として用いることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の流量制御弁をアイ
ドル回転速度制御弁として用いた実施例を図面に基づい
て説明する。図１はアイドル回転速度制御弁１の断面図
である。アイドル回転速度制御弁１（以下ＩＳＣＶと呼
ぶ）は、図２に示すように、吸気管２に対してスロット
ル弁３をバイパスするバイパス通路４に設けられ、エン
ジンのアイドリング時にバイパス通路４を流れる空気量
を制御するものである。このＩＳＣＶ１は、バイパス通
路４の一部を成す空気通路（後述する）を形成するハウ
ジング５と、空気通路を流れる空気流量を調節する弁手
段（後述する）と、その弁手段を作動させる電磁式アク
チュエータ６等より構成される。

【００１２】ハウジング５には、１つの流入通路７を有
する流入室８、２つの流出通路（第１の流出通路９と第
２の流出通路１０）を有する流出室１１、及び流入室８
と流出室１１とを連通する連通口１２が形成され、これ
らによって上記の空気通路を構成している。また、連通
口１２の周囲には、環状の固定弁座１３が設けられてい
る。流入通路７は、連通管１４を介してスロットル弁３
より上流の吸気管２に接続され、第１の流出通路９は、
連通管１５を介して燃料噴射ノズル１６の近傍に設けら
れたアシストエア吹出口に接続され、第２の流出通路１
０は、連通管１７を介してスロットル弁３より下流のサ
ージタンク１８に接続されている（図２参照）。

【００１３】弁手段は、第１の流出通路９を遮断できる
可動弁座１９と、第２の流出通路１０を遮断できる弁体
２０とを有している。可動弁座１９は、図３または図４
に示すように、円環状の板ばね１９Ａと、この板ばね１
９Ａに焼き付けされたゴム材１９Ｂとで構成され、ゴム
材１９Ｂの内周縁部が固定弁座１３に対向する第１シー
ル部１９ａとして設けられ、その第１シール部１９ａの
内周に開口部１９ｂが開けられている。この可動弁座１
９は、開口部１９ｂが連通口１２と重なる位置に配さ
れ、且つ連通口１２と開口部１９ｂとの間に所定の距離
が確保された状態で、板ばね１９Ａの外周部がストッパ
２１と共にピン２２等によりハウジング５側に固定され
ている。

【００１４】また、可動弁座１９は、弾性体（板ばね１
９Ａとゴム材１９Ｂ）で構成されているので、内周側が
板厚方向（但しストッパ２１と反対側）へ撓むことがで
き、第１シール部１９ａが固定弁座１３に当接すること
により、ゴム材１９Ｂが焼き付けられた部分によって第
１の流出通路９を遮断でき、第１シール部１９ａが固定
弁座１３から離れることで第１の流出通路９を開放する
ことができる。ストッパ２１は、例えば金属板を円環状
に打ち抜いて形成したもので、可動弁座１９の片面（連
通口１２と反対側の面）側に隣接して配され、可動弁座
１９の内周側がストッパ２１側へ撓むことを防止してい
る。なお、可動弁座１９の第１シール部１９ａが固定弁
座１３に当接する位置を閉弁位置（図５に示す位置）、
第１シール部１９ａが固定弁座１３から離れてストッパ
２１に規制された状態を開弁位置（図６及び図７に示す
位置）と呼ぶ。

【００１５】弁体２０は、可動弁座１９の開口部１９ｂ
より下流側で開口部１９ｂと対向して配され、アクチュ
エータ６により駆動されるシャフト２３の先端部に嵌合
してスプリング２４に付勢され、シャフト２３と一体に
軸方向（図１の左右方向）へ移動可能に設けられてい
る。スプリング２４は、ハウジング５に螺着された調節
ネジ２５と弁体２０との間に介在され、弁体２０を開弁
方向（図１の右方向）へ付勢している。弁体２０は、可
動弁座１９と対向する表面に、可動弁座１９の開口部１
９ｂを開閉するための第２シール部２０ａが突設されて
いる。この第２シール部２０ａは、可動弁座１９の第１
シール部１９ａと略同一径に設けられている。従って、
弁体２０は、第２シール部２０ａが可動弁座１９の開口
部１９ｂの周囲に当接することで開口部１９ｂを閉じて
第２の流出通路１０を遮断し、第２シール部２０ａが可
動弁座１９から離れることで開口部１９ｂを開いて第２
の流出通路１０を開放することができる。

【００１６】上記の弁体２０は、例えば樹脂製でベロー
ズ２６と一体に設けられている。ベローズ２６は、軸方
向に伸縮可能に設けられ、後端フランジ部２６ａ（図１
の右端部）がシャフト２３を支持する板ばね２７ととも
に、ハウジング５の段差面とアクチュエータ６のマグネ
チックプレート２８との間に挟持されている。なお、弁
体２０には、ベローズ２６の内部へ大気圧（スロットル
弁３より上流の吸入空気圧）を導入するための小孔２０
ｂが複数開けられている。また、ベローズ２６の有効径
Ｄ（図６参照）は、可動弁座１９の第１シール部１９ａ
及び弁体２０の第２シール部２０ａと略同一径に設定さ
れている。これにより、流入室８と流出室１１との間に
発生する圧力差（大気圧とエンジン負圧との圧力差）に
起因する流量特性への影響を排除できる。

【００１７】アクチュエータ６は、図示しない電子制御
ユニット（ＥＣＵ）により通電制御されるコイル２９
と、このコイル２９の固定磁路を形成する磁路形成部材
（下述する）と、シャフト２３に固定されたムービング
コア３０等より構成される。コイル２９は、ボビン３１
に巻装されて、コネクタ３２にモールドされたターミナ
ル３３と電気的に接続されている。コイル２９の外周
は、コネクタ３２と一体に樹脂モールドされている。磁
路形成部材は、コイル２９の外周を覆う円筒状のヨーク
３４、このヨーク３４の先端面に隣接して配された前述
のマグネチックプレート２８、ヨーク３４の後端面に隣
接して配されたプレート３５、ボビン３１の内周に配さ
れたステータコア３６より構成され、それぞれ鉄等の磁
性材料により形成されている。

【００１８】ムービングコア３０は、磁路形成部材と同
様に鉄等の磁性材料から成り、板ばね２７の後方側（図
１の右側）でシャフト２３の外周に圧入固定され、ステ
ータコア３６との間に介在されたスプリング３７により
図１の左側へ付勢されている。このムービングコア３０
は、コイル２９が通電されて磁路形成部材が磁化される
と、スプリング３７の付勢力に抗してステータコア３６
側へ吸引され、コイル２９への通電が停止すると、スプ
リング３７の付勢力によって反ステータコア３６側へ押
し戻される。なお、コイル２９が通電されていない状態
では、シャフト２３に作用するスプリング力Ｆａ（弁体
２０に対するスプリング２４の荷重）よりスプリング力
Ｆｂ（ムービングコア３０に対するスプリング３７の荷
重）の方が大きく設定されている。その結果、可動弁座
１９は、弁体２０の第２シール部２０ａを介して閉弁方
向へ押圧されることにより、内周側が反ストッパ２１側
へ撓んで、可動弁座１９の第１シール部１９ａが固定弁
座１３に押圧されている。

【００１９】次に、ＩＳＣＶ１の作動について説明す
る。 ａ）無通電時 スプリング力Ｆａ＜スプリング力Ｆｂの関係より、弁体
２０が第２シール部２０ａを介して可動弁座１９を押圧
する。その結果、可動弁座１９の内周側が反ストッパ２
１側へ撓むことにより、可動弁座１９の第１シール部１
９ａが固定弁座１３に押圧されて密着する。これによ
り、図５に示すように、可動弁座１９によって第１の流
出通路９が遮断され、弁体２０によって開口部１９ｂが
閉じられて第２の流出通路１０が遮断される。

【００２０】ｂ）通電時 コイル２９への通電によってムービングコア３０がステ
ータコア３６側へ吸引されると、ムービングコア３０と
一体にシャフト２３が移動して、弁体２０が開弁方向へ
移動する。これにより、弁体２０の移動に追従して可動
弁座１９が自身の弾力により開弁する。つまり、図６に
示すように、可動弁座１９の第１シール部１９ａが固定
弁座１３から離れることで、連通口１２を通じて流入通
路７と第１の流出通路９とが連通し、流入通路７から連
通口１２を通って第１の流出通路９へ空気が流れる。流
入通路７から第１の流出通路９へ流れる空気の流量は、
図８のグラフＡで示すように、可動弁座１９の第１シー
ル部１９ａが固定弁座１３から離れる距離（コイル２９
への印加電流に比例する）が大きくなるに従って増大
し、可動弁座１９がストッパ２１に当接する位置（閉弁
位置）で最大となる。

【００２１】ｃ）通電時 上記の通電時より更にコイル２９への印加電流が大き
くなると、弁体２０が更に移動することにより、ストッ
パ２１に当接して静止している可動弁座１９から弁体２
０の第２シール部２０ａが離れて開弁する。つまり、図
７に示すように、可動弁座１９の開口部１９ｂが開くこ
とにより、第１の流出通路９は上記の通電時と同じく
連通口１２を通じて流入通路７と連通し、第２の流出通
路１０は、連通口１２と開口部１９ｂを通じて流入通路
７と連通する。その結果、流入通路７から第１の流出通
路９と第２の流出通路１０の両方へ空気が流れる。流入
通路７から第２の流出通路１０へ流れる空気の流量は、
図８のグラフＢで示すように、弁体２０の第２シール部
２０ａが可動弁座１９から離れる距離（コイル２９への
印加電流に比例する）が大きくなるに従って増大し、弁
体２０の移動が停止する位置で最大となる。また、流入
通路７から第１の流出通路９へ流れる空気の流量は、可
動弁座１９がストッパ２１に当接してから一定となるた
め、全体の流量特性は、図８のグラフＣとなる。

【００２２】（本実施例の効果）本実施例のＩＳＣＶ１
は、可動弁座１９の第１シール部１９ａが弁体２０に押
されながら開弁位置から閉弁位置まで変位し、その閉弁
位置で第１シール部１９ａが弁体２０から押圧力を受け
て固定弁座１３に密着することができる。その結果、全
閉状態の時に、可動弁座１９の第１シール部１９ａと固
定弁座１３との間に隙間が生じることはなく、可動弁座
１９が第１の流出通路９を遮断した状態で、流入通路７
から第１の流出通路９へ流体が洩れ出ることを防止でき
る。

【００２３】また、弁体２０の第２シール部２０ａが可
動弁座１９に当接して開口部１９ｂを閉じている間は、
可動弁座１９の第１シール部１９ａが開弁位置と閉弁位
置との間にあるため、可動弁座１９には、第１シール部
１９ａが開弁位置へ復帰しようとする弾力が生じる。こ
れにより、弁体２０の第２シール部２０ａは、可動弁座
１９に生じる弾力によって可動弁座１９に密着した状態
を維持できる。その結果、弁体２０の第２シール部２０
ａと可動弁座１９との間に隙間が生じることはなく、弁
体２０が開口部１９ｂを閉じた状態で、流入通路７から
第２の流出通路１０へ流体が洩れ出ることを防止でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】アイドル回転速度制御弁の断面図である。

【図２】アイドル回転速度制御弁の使用例を示す構成図
である。

【図３】可動弁座の平面図（ａ）と断面図（ｂ）であ
る。

【図４】可動弁座の他の例を示す平面図である。

【図５】アイドル回転速度制御弁の全閉状態を示す要部
断面図である。

【図６】アイドル回転速度制御弁の開弁状態を示す要部
断面図である。

【図７】アイドル回転速度制御弁の開弁状態を示す要部
断面図である。

【図８】弁体のリフト量（印加電流）と空気流量との関
係を示す流量特性図である。

【図９】従来技術に係わる弁構造の断面図である。

【符号の説明】

１ ＩＳＣＶ（アイドル回転速度制御弁：流量制御
弁） ３ スロットル弁 ７ 流入通路 ８ 流入室 ９ 第１の流出通路 １０ 第２の流出通路 １１ 流出室 １２ 連通口 １３ 固定弁座 １９ 可動弁座 １９Ａ 板ばね（可動弁座） １９Ｂ ゴム材（可動弁座） １９ａ 第１シール部 １９ｂ 開口部 ２０ 弁体 ２０ａ 第２シール部 ２１ ストッパ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 康義 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 3H052 AA01 BA02 CA17 CB12 CB20 CB22 EA16 3H106 DA05 DA23 DB02 DB12 DB23 DB32 DC02 DD03 EE40 GB11 GB16 GB17 KK17

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】連通口を介して流入通路に連通する第１の
   流出通路及び第２の流出通路と、前記連通口を開閉する
   弁体とを具備し、この弁体のリフト量に応じて前記流入
   通路から前記第１の流出通路及び第２の流出通路へ流れ
   る流体流量を制御する流量制御弁であって、 前記連通口の周囲に設けられた固定弁座に対向する環状
   の第１シール部を有するとともに、この第１シール部の
   内周に前記弁体によって開閉される開口部を有し、前記
   第１シール部が前記固定弁座に当接することで前記第１
   の流出通路を遮断でき、且つ前記第１の流出通路を遮断
   した状態から自身の弾力によって前記第１シール部が前
   記固定弁座から離れて前記第１の流出通路を開放できる
   可動弁座を備え、 前記弁体は、前記開口部の周囲で前記可動弁座に対向す
   る第２シール部を有し、この第２シール部が前記可動弁
   座の表面に当接して前記開口部を閉じることで前記第２
   の流出通路を遮断でき、更に前記開口部を閉じた状態で
   前記可動弁座を押圧して前記可動弁座の第１シール部を
   前記固定弁座に密着させることで前記連通口を閉じるこ
   とができ、且つ前記第２シール部が前記可動弁座から離
   れて前記開口部を開くことで前記第２の流出通路を開放
   できる流量制御弁。
2. 【請求項２】流入通路を有する流入室と、 第１の流出通路と第２の流出通路を有する流出室と、 前記流入室と流出室とを連通する連通口と、 この連通口の周囲に設けられた固定弁座と、 前記流出室に配されて前記第１の流出通路と第２の流出
   通路とを連通する開口部を有する可動弁座と、 前記連通口及び開口部を開閉する弁体とを具備し、 前記弁体のリフト量に応じて前記流入通路から前記第１
   の流出通路及び第２の流出通路へ流れる流体流量を制御
   する流量制御弁であって、 前記可動弁座は、前記開口部の周囲に前記固定弁座に対
   向する第１シール部を有し、この第１シール部が前記固
   定弁座に当接することで前記第１の流出通路を遮断で
   き、且つ前記第１の流出通路を遮断する閉弁位置と前記
   第１シール部が前記固定弁座から所定量だけ離れて前記
   第１の流出通路を開放する開弁位置との間で変位可能に
   設けられるとともに、前記第１シール部が前記閉弁位置
   から開弁位置へ復帰できる弾力を具備し、 前記弁体は、前記可動弁座の開口部の下流側に配されて
   軸方向に移動可能に設けられ、前記開口部の周囲で前記
   可動弁座に対向する第２シール部を有し、前記弁体の移
   動に伴って前記第２シール部が前記可動弁座に当接して
   前記開口部を閉じることで前記第２の流出通路を遮断で
   き、更に前記開口部を閉じた状態で前記可動弁座を押圧
   して前記可動弁座の第１シール部を前記固定弁座に密着
   させることで前記連通口を閉じることができ、且つ前記
   第２シール部が前記可動弁座から離れて前記開口部を開
   くことで前記第２の流出通路を開放できる流量制御弁。
3. 【請求項３】前記可動弁座は、所定の荷重特性を有する
   板ばねと、この板ばねの変形に追従して弾性変形できる
   ゴム材とを組み合わせて構成されていることを特徴とす
   る請求項１及び２に記載した流量制御弁。
4. 【請求項４】前記可動弁座の第１シール部が前記固定弁
   座から離れて、自身の弾力によって開弁位置へ復帰する
   際に、前記第１シール部が前記開弁位置で停止できるよ
   うに前記第１シール部の変位量を規制するストッパを設
   けたことを特徴とする請求項１〜３に記載した流量制御
   弁。
5. 【請求項５】請求項１〜４に記載した流量制御弁は、車
   両用エンジンのアイドリング時にスロットル弁をバイパ
   スする空気量を制御するためのアイドル回転速度制御弁
   であることを特徴とする流量制御弁。