JP3639205B2 - 内燃機関のアイドル回転数制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のアイドル回転数制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のアイドル回転数制御装置としては、例えば、特開平11−230011号公報に記載されているように、電磁ソレノイドコイルがソレノイドケース内周部に嵌合され、ガイドプレートはソレノイドケースの別の内周部に圧入されている。また、ソレノイドケースはバルブボディに加締つけられており、弁軸の摺動ガイドであるガイドプレートと電磁ソレノイドコイルとは互いに独立しているものが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、従来のアイドル回転数制御装置においては、各部品間の寸法公差が集積されて、弁軸の摺動ガイドと電磁ソレノイドの同軸精度が低下し、弁軸の先端に設けたオリフィスの開口面積の制御が不安定になるという問題があった。その結果、流量制御が不安定になるものであった。
本発明の目的は、流量制御の安定が向上した内燃機関のアイドル回転数制御装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
(1)上記目的を達成するために本発明は、 内燃機関の主空気通路に設けられたスロットルバルブを迂回して、スロットルバルブの上流と下流を連通する補助空気通路と、この補助空気通路を通って流れる補助空気量を計量する弁部と、この弁部を駆動する駆動装置を有する内燃機関のアイドル回転数制御装置において、上記駆動装置によって軸方向に進退されるシャフトを保持する筒状ガイド部(14d)と、この筒状ガイド部と同軸に形成され、上記駆動装置を構成するソレノイド部を保持するいんろう部(14c)と、外周に形成されたつば部 (14b) とを有するガイドプレート(14)と、上記ソレノイド部の内、前記シャフトを摺動及び保持するガイドプレート (14) の前記いんろう部(14b)と嵌合されるとともに、プランジャ (17) をガイドするプランジャガイド部 (24a) と同一形成された筒状突起ガイド部(24b)と、この筒状突起ガイド部(24b)の外周の全周に形成された溝(24c)と、この溝(24c)に配置されるシール部材であるOリング(34)と、前記シャフトを保持するダイヤフラム (11) とを備え、前記つば部 (14b) は、前記ガイドプレート (14) をソレノイドケース (15) に圧入組み付ける際の位置決めとし、前記ソレノイドケース (15) の一端に直接バルブボディ (1) を加締め付ける際、前記ダイヤフラム (11) の外周縁と前記ガイドプレート (14) の外周縁を一緒に加締め付けるとともに、前記ガイドプレート (14) は、前記筒状突起ガイド部 (24b) の外周に設けた前記Oリング (34) と前記ダイヤフラム (11) の外周縁の2カ所でシールされるものである。
かかる構成により、シャフトとソレノイド部内のプランジャの同軸位置精度が高くなり、また、Oリングの反発力により、更に同軸精度良く組み付けられ、オリフィス開口面積制御を安定させることにより、空気計量精度を安定させ得るものとなる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、図1及び図2を用いて、本発明の一実施形態による内燃機関のアイドル回転数制御装置の構成について説明する。
図1は、本発明の一実施形態による内燃機関のアイドル回転数制御装置の断面図であり、図2は、図1の要部拡大断面図である。
【0008】
本実施形態によるアイドル回転数制御装置は、主として、図1の中央から右側に位置したシート部6を備えたボディ1と、主として、図1の左側に位置し、弁部4を駆動するソレノイド部16とから構成されている。
【0009】
スロットルバルブの配置された主吸気通路に対して、ボディ1は、補助空気通路2,3を形成している。補助空気通路2は、スロットルバルブの上流に接続されており、流入通路となる。また、補助空気通路3は、スロットルバルブの下流に接続されており、流出通路3となる。
【0010】
弁部4は、樹脂成形されており、中空シャフト5の一端に嵌合されている。図1に示す状態では、弁部4は、ボディ1のシート部6に接触しており、流入通路2と流出通路3の連通を遮断しており、弁部4が閉じた状態となっている。シャフト5が矢印A方向に摺動すると、収入通路2と流出通路3が連通し、弁部4が開かれた状態となる。弁部4と一体的に設けられたガイド部4aは、円筒形の通路7に挿入されている。ガイド部4aは、シャフト5が矢印A,B方向に摺動する際に、シャフト5の右側端部における摺動をガイドしている。
【0011】
図2に拡大して示すように、シャフト5は、左側端部においてはソレノイドケース15に固定されたガイドプレート14でガイドされ、中央部においてはゴムダンパ32でガイドされている。ゴムダンパ32は、プレート9cによって保持されている。シャフト5の左側端部には、パイロットポート(オリフィス)29が形成されており、図1のシャフト5の右側端部の開放口28から流入する負圧の流入を制限している。プレート9a,9bに設けられたオリフィス12aは、プレート9a,9bとダイヤフラム11によって隔てられた右側の空間30bから左側の空間30aに流入する空気を制限している。
【0012】
また、図2に示すように、シャフト5は、溶接により一体化されたプレート9aとプレート9bに圧入固定されている。プレート9aとプレート9bの間にはダイヤフラム11の内輪部が挟み付けられている。ダイヤフラム11の外輪部は、ボディ1とガイドプレート14及びソレノイドケース15に挟まれ、密室固定されている。
【0013】
プレート9aとプレート9cの間には、スプリング27が配置されている。スプリング27は、その付勢力によってプレート9a及びシャフト5を矢印A方向(弁部4の開方向)に付勢している。ガイドプレート14は、その中央部に筒状部を有しており、この筒状部によってシャフト5の左側の端部を支持ガイドしている。ガイドプレート14は、複数個の穴14aを有している。
【0014】
プランジャ17を両側から押圧するスプリング22とスプリング26だけが備えられている状態では、スプリング22による力の方が強いので、プランジャ17は矢印B方向(弁部4の閉方向)に付勢されており、弁部4は閉じられている。しかしながら、さらに、スプリング27を設けることによって、エンジン停止時においても弁部4が開いているように調整されている。これは弁部4がボディ1に固着してひらかなくなってしまうことのないように、またカーボン汚れ・ガソリンのガム質等の付着による弁部の形状変化が起らないようにするためである。また、このように構成した場合、シャフト5はスプリング27の力でコントロールシート25方向に付勢されるので、流出通路3側の負圧が弱い時や無い時でもコントロールシート25の位置に追従出来る。
【0015】
エンジンが掛かると、弁部4の下流に負圧が発生する。この負圧によって弁部4を閉方向に引張る力は、弁部4を開方向に付勢するスプリングの合力より大きいので、弁部4は閉じられることになる。このためエンジン稼働中は、ソレノイドに一定以上の電流を流さなければ弁部4は開かないことになる。
次に、図1の左側に位置するソレノイド部16の構成について説明する。ソレノイド部16は、ソレノイドケース15に収納固定されいる。
ソレノイド部16は、プランジャ17と、コア18と、ボビン19と、スプリング22と、アジャストスクリュウ23とから構成されている。プランジャ17は、
軸方向に可動である。コア18は、プランジャ17を吸引する。ボビン19は、プランジャ17を摺動可能に保持すると共に、環状コイル20を保持する。スプリング22は、プランジャ17に対する吸引力に抗するように配置されている。アジャストスクリュウ23は、スプリング22のセット荷重を調整すると共に、プランジャ17の左側のシャフト部をその中心の軸受穴で支持する。これらは、全体がコイル外装モールド24でモールドされている。また、プラグ35は、アジャストスクリュウ23の備えられている開口部に挿入されている。プラグ35は、スプリング22のセット荷重の調整後の防水・防塵機能を果たしている。
【0016】
シャフト5の摺動ガイドであるガイドプレート14は、ソレノイドケース15に圧入固定されている。ガイドプレート14は、外周につば形状部14bを有しており、ソレノイドケース13に圧入される際、このつば部がソレノイドケースのつば部13aに当たるため、圧入位置が決まるようになっている。また、ガイドプレートのつば部14bとソレノイドケースのつば部15a及びダイヤフラム11の外周部を一緒にボディ1へ加締付ける構造になっている。これは、ダイヤフラム11に働く負圧室30aの負圧が、ガイドプレート14とソレノイドケース15の隙間から洩れないように、ダイヤフラム11の外周部を利用してシールするためである。
【0017】
このような構造にすることにより、例えば、特開平11−230011号公報に記載されているようなソレノイドケースの中間部にガイドプレートの圧入位置決めの隔壁部を設ける必要が無くなるものである。従来、この中間隔壁部を設けるために、ソレノイドケースはケースとカバーという2つの部品を溶接によって接合一体化した構成となっており、その溶接時に寸法変化が生じ、製品の寸法精度が安定しないものである。更に、溶接部の気密性が不完全になるものも生じ易く、気密試験などの工数が必要となっていた。本実施形態では、ソレノイドケース15は、1部品のプレス品にしており、上述のような溶接による寸法変化や気密漏れの心配がなく、寸法精度を高くできるるものである。
【0018】
また、ガイドプレート14には、ソレノイドコイル24が嵌合可能ないんろう部14cが設けてある。一方、ソレノイドコイル24の内部をプランジャ17が摺動するが、その摺動ガイドであるプランジャガイド部24aの外周側にガイドプレートのいんろう部14cに嵌合する筒状突起ガイド部24bを設けてある。筒状突起ガイド部24bは、プランジャガイド部24aと同一部品でモールド成形されているため、その同軸寸法精度を高くできる。
【0019】
また、ダイヤフラム11の負圧室30aの負圧洩れを防止するため、ソレノイドコイルの筒状突起ガイド部24bにOリングが入る全周溝24cを設け、ここにOリング34を配置する。このような構成にした場合、ソレノイドコイル24とガイドプレート14をそれぞれソレノイドケース15に組み付ける際に、ソレノイドコイルの筒状突起ガイド部24bがガイドプレートのいんろう部14cに同軸精度良く嵌合できる。更に、Oリング34の反発力によりソレノイドコイルの筒状突起ガイド部24bは、ガイドプレート14に対し、更に同軸精度良く組み付けられる。
【0020】
ガイドプレートの中央部には、シャフト5を保持する筒状ガイド部14dが設けられており、筒状ガイド部14dといんろう部14cとは同一部品内の寸法であるため、同軸精度良くできる。つまり、ガイドプレートの筒状ガイド部14d及びこれに保持されるシャフト5とソレノイドコイルのプランジャガイド部24aは同軸精度良くできることになる。言い換えれば、プランジャ17とシャフト5は同軸精度良く組みたてられるため、プランジャ17がプランジャガイド24a内で傾いた場合、プランジャ17とシャフト5の相対的な傾きや軸ずれを最小限に抑えることができる。
【0021】
一方、プランジャ17の右側の凹部には、コントロールシート25が圧入固定されている。コントロールシート25は、ステンレス材の表面にゴムシートが焼き付け成形されたものであり、ゴムシート面がシャフト5の左側の端部のオリフィス29が形成された部分に当接するようになっている。ガイドプレート14とコントロールシート25との間には、プランジャ17をアジャストスクリュウ23側に押すスプリング26が設けられている。
次に、図1を用いて、本実施形態におけるアイドル回転数制御弁の動作について説明する。
エンジンが回転している状態では吸気負圧が発生しており、この吸気負圧が流出通路3に印加されている。従って、弁部4は吸気負圧によって吸引され、矢印B方向に摺動し、流出通路は閉じられている。
【0022】
ここで、ソレノイド部の環状コイル20に印加する電流を増加させていき、ソレノイド磁気吸引力がスプリング22とスプリング26によって成されたプランジャ17の図右側への付勢力よりも大きくなると、プランジャ17はコア18側に移動する。コントロールシート25もプランジャ17と共に移動するため、シャフト5の左側端部からコントロールシート25が離れる。すると、中空シャフト5の内に印加されている負圧は、開放口28を介して左端のオリフィス29,穴14aを通り、負圧室30aに導入される。負圧室30aに導入された負圧により、ダイヤフラム11は、図1の矢印A方向に引張られて、プレート9a,9bに圧入固定されているシャフト5が左方向(矢印A方向)に移動することにより、シャフト5に嵌合されている弁部4が開くことになる。この時ダイヤフラム11にかかった負圧は、オリフィス12aを介して穴12bを通り、流入通路2から大気へ徐々にリークする通路構造となっている。
負圧によりダイヤフラム11が左方向へ動き、同時にシャフト5の左側端部のオリフィス29がコントロールシート25と接触して閉じられると、負圧通路が遮断される。すると、負圧室30aの負圧は、オリフィス12aから大気へ徐々にリークして負圧が減少し、ダイヤフラム11を引張る力が減少するため、シャフト5は、流出通路3の負圧による矢印B方向への吸引力により、右方向(矢印B方向)へ移動する。これに伴い、シャフト5の左側端部のオリフィス29が開き、負圧が負圧室30aに導かれる。
【0023】
以上の繰り返しにより、プランジャ17の移動した位置に追従してシャフト5は移動し、コントロールシート25とオリフィス29の間に僅かな隙間(0.05〜0.1mm程度)ができる位置にシャフト5は保持される。すなわち、エンジンからの吸入負圧を利用した自己位置調整構造により、ソレノイド16の環状コイル20への通電量に応じたコントロールシート25の位置にシャフト5を保持することができる。このような吸入負圧サーボ法を用いるので、直接にシャフト5を駆動するものに比べて、ソレノイドを小型化することができる。
【0024】
以上のような構成において、シャフト5は、ガイドプレート14によって左側の部分を支持され、ゴムダンパ32によって中央の部分を支持されており、更に弁部4のガイド部4aによって右側の部分を支持されている。しかし、そのそれぞれの支持点においてはクリアランスを有しており、全体の中心軸線に対してシャフト5は多少傾いていることが多い。さらに、プランジャ17もプランジャガイド24aとのクリアランスで中心軸線に対して傾いている場合が多く、すなわちコントロールシート25は中心軸線に対する垂直線に対して傾いていることが多い。従って、シャフト5の左側端部のオリフィス29とコントロールシート25は平行になりずらいものである。これに加えて、プランジャ17とガイドプレート14の同軸精度が悪いとコントロールシート25とオリフィス29はますます平行でなくなり、その状態のままでプランジャ17が振動などで動いた時にはオリフィス29の通気開口面積が不安定になることになる。これを防止するためには、本実施形態では、シャフト5の摺動及び保持であるガイドプレート14に、プランジャ17の同軸位置決め、つまりソレノイドコイル24のプランジャガイド部24aと同一成形されている筒状突起ガイド部24bを嵌合する構造として、シャフト5とプランジャ17の同軸精度を上げている。
【0025】
以上説明したように、本実施形態によれば、シャフト5をガイドするガイドプレート14にソレノイドコイルの嵌合いんろう部14cを設け、ソレノイドプランジャ17とシャフト5の同軸度を高めるようにしたので、シャフトの先端に設けたオリフィスに対し、その開口面積を制御するソレノイド内のプランジャ17の同軸位置精度が高くなり、且つプランジャのシャフトに対する傾きを低減でき、オリフィス開口面積制御を安定させることにより弁体の空気計量精度を安定させることができる。
また、ガイドプレート外周につば部14bを設け、ソレノイドケースに圧入組み付ける際の位置決めとし、更に気密漏れを防止するためにシャフトを駆動するダイヤフラム11の外周縁とガイドプレート14の外周縁をソレノイドケース15と共に加締つける構成としたので、ソレノイドケースを複数部品の組み合わせから1部品のプレス品に簡素化でき、部品寸法精度を高くできるため、更に安定した空気計量が可能となる。
【0026】
【発明の効果】
本発明によれば、アイドル回転数制御装置における流量制御の安定を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態による内燃機関のアイドル回転数制御装置の断面図である。
【図2】図1の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
1…ボディ
2,3…通路
4…弁部
4a…ガイド部
5…シャフト
11…ダイヤフラム
14…ガイドプレート
15…ソレノイドケース
17…プランジャ
16…ソレノイド
22,26,27…スプリング
25…コントロールシート
29…パイロットポート
34…Oリング
Claims (1)
- 内燃機関の主空気通路に設けられたスロットルバルブを迂回して、スロットルバルブの上流と下流を連通する補助空気通路と、この補助空気通路を通って流れる補助空気量を計量する弁部と、この弁部を駆動する駆動装置を有する内燃機関のアイドル回転数制御装置において、
上記駆動装置によって軸方向に進退されるシャフトを保持する筒状ガイド部(14d)と、この筒状ガイド部と同軸に形成され、上記駆動装置を構成するソレノイド部を保持するいんろう部(14c)と、外周に形成されたつば部 (14b) とを有するガイドプレート(14)と、
上記ソレノイド部の内、前記シャフトを摺動及び保持するガイドプレート (14) の前記いんろう部(14b)と嵌合されるとともに、プランジャ (17) をガイドするプランジャガイド部 (24a) と同一形成された筒状突起ガイド部(24b)と、
この筒状突起ガイド部(24b)の外周の全周に形成された溝(24c)と、
この溝(24c)に配置されるシール部材であるOリング(34)と、
前記シャフトを保持するダイヤフラム (11) とを備え、
前記つば部 (14b) は、前記ガイドプレート (14) をソレノイドケース (15) に圧入組み付ける際の位置決めとし、前記ソレノイドケース (15) の一端に直接バルブボディ (1) を加締め付ける際、前記ダイヤフラム (11) の外周縁と前記ガイドプレート (14) の外周縁を一緒に加締め付けるとともに、
前記ガイドプレート (14) は、前記筒状突起ガイド部 (24b) の外周に設けた前記Oリング (34) と前記ダイヤフラム (11) の外周縁の2カ所でシールされることを特徴とする内燃機関のアイドル回転数制御装置。
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