JPH0324949Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は流体の流量を制御する流体制御電磁弁
に関するものである。

〔従来技術〕

従来のこの種の制御弁の特性（電磁コイルに印
加する電流１と制御される流体の流量Ｑの関係）
は、第１図の非通電時全閉式、及び第２図の非通
電時全開式が知られているが、これらの制御弁を
エンジンのアイドル回転補正用空気制御弁等とし
て使用する場合、前者の非通電時全閉式では、コ
イル断線時には、流入ポートと流出ポートとの間
の連通が遮断され、空気が流通しなくなり、エン
ジンが停止してしまう。またバルブ氷結時には流
入ポートと流出ポート間の連通が許容されずエン
ジンの始動困難という問題がある。さらに、後者
の非通電時全開式では、氷結時の始動性の問題は
ないもののコイル断線時に流入ポートと、流出ポ
ート間が過度に連通し、空気が過度に流入してエ
ンジン回転が上昇してしまうという問題がある。

また、寒冷地等で使用される場合等を考慮して
可動弁部の氷結を防止する電磁式流量制御弁が提
案されている。例えば特開昭58−113679に開示さ
れるように、入口ポートと出口ポートの連通を制
御する常閉の第１の弁の他に、通常時両ポート間
の連通を許容し第１の弁が開作動するにつれて閉
じる第２の弁を配設し、その第２の弁と出口ポー
ト間に所定流量を許容する通路を設けた制御弁が
提案されている。

ところが、この制御弁には次の問題がある。ま
ず、断線等が発生し電磁コイルに電流が印加され
ない時（以下、非通電時と呼ぶ）に、この制御弁
の出口ポートに高負圧がかかると、第１の弁と第
２の弁の有効径が等しくないので第２の弁が吸引
され固定弁座に当接するため、所定の流量を許容
することが不可能となる。また、一度弁座に当接
し流路を遮断した第２の弁を開弁する際、出口ポ
ートに高負圧がかかつていると、その負圧の影響
を受けて第２の弁が開弁しないという問題があ
る。

〔考案の目的〕

本考案は上記の点に鑑みてなされるものであ
り、その目的は可動弁部の氷結による作動不良を
防止すると同時に、非通電時においても所定の流
量を保障し、且つ通電時においては可動弁部と弁
座との離合を良好にすることにある。

〔実施例〕

次に本考案の実施例について説明する。

第３図は本考案の縦断面図、第４図は要部断面
図、第５図は本考案の特性を示す特性図である。

ハウジング１には吸気入口ポート１１及び排気
出力ポート１２が設けられている。両ポート間に
設けられたリング弁５０と、シヤフト８の先端に
取付けられたデイスク弁７と、このデイスク弁７
とブツシユホルダ５との間にシヤフト８と同軸状
に配置されたベローズ２とが、主に制御弁部をな
す。デイスク弁７の外周部分には、弾性体である
ゴム７２が接着されており、弁座として機能する
リング弁５０とデイスク弁７との当接は弾性的に
受承される。デイスク弁７は、フランジ部を有す
るシヤフト８上にベロホルダ６とともに嵌合さ
れ、取付けられている。またシヤフト８には、ベ
ローズ２の内部に入口ポート側の圧力を導くため
の切欠き８１が設けられている。デイスク弁７は
アジヤストスクリユ４３によつて保持されるスプ
リング９によつて左方向に付勢されている。な
お、第３図の図示原位置においてはリング弁５０
に着座し、可動鉄芯３４が所定値だけ左方へ移動
したときリング弁から離れる。

リング弁５０は、その一端で常時スプリング５
５によつて図示左方へ付勢されているが、非通電
時は第３図の図示位置に維持される。リング弁５
０は第１のフランジ部すなわち弁座部５１ａを有
する円筒部をなす第１リング部５１と、第１リン
グ部５１の一端に嵌合され第２のフランジ部とな
る第２リング部５２とからなり、ハウジング１の
環状突起部１３の内側に配置されている。第１リ
ング部５１の外径D_Rは、ハウジング１の環状突
起部１３の内径D_Hより小さく、非通電時におい
て両者の間には入口ポート１１と出口ポート１２
との連通を許容する第２の連通をなす間隙５４が
形成される。ここで第１リング部５１の外周面に
は、図示されてない突部が数ケ所設けられてお
り、この突部はハウジング１の環状突起部１３の
内面と摺接している。このため、リング弁５０の
径方向の移動は規制されている。またハウジング
１の環状突起部１３にはテーパ面１３ａが形成さ
れ、第２リング部５２の一部にもテーパ面５２ａ
が形成されている。この両テーパ面１３ａ，５２
ａが当接すると、前記間隙５４を介して流れる流
体を遮断するシール面を形成する。

ここで、ベローズ２の有効径をD_B、デイスク
弁７の弾性状の有効径をD_Vとすると、その関係
はD_V＝D_Bになつており、これは弁部における圧
力変化の影響をキヤンセルするものである。ま
た、第２リング部５２のテーパ部５２ａ及びハウ
ジング１の環状突起部１３のテーパ部１３ａの有
効径をD_Sとすると、前者との関係はD_V＝D_B＝D_S
になつている。このため、流体の圧力によりデイ
スク弁７とリング弁５０とにかかる弾圧力は、ベ
ローズ２内にある流体の圧力によつて弾圧力と等
しくなる。したがつて、可動鉄芯３４と連動し
て、デイスク弁７とリング弁５０を移動する場合
は、流体圧力による影響をうけず両者を容易に移
動することができる。

またベローズ２の一端に形成されたフランジ部
２１は、ハウジング１に圧入されたブツシユホル
ダ５により気密的に固定されている。ベローズ２
の端面２２は、デイスク弁７に設けられた弾性体
のゴム７１を介して、気密的にデイスク弁７と当
接している。

ソレノイドヨーク３０とマグネチツクプレート
３１は、ハウジング１に圧入固定されたマグネチ
ツクプレート３２によつてブツシユホルダ５に押
しつけられ固定される。マグネチツクプレート３
２の中心部には固定鉄芯３３が圧入固定され、可
動鉄芯３４はシヤフト８に圧入固定され、固定鉄
芯３３を囲む様にボビン３５が設けられる。ボビ
ン３５には電流コイル３６が巻かれ、このコイル
３６はターミナル３７を介してコネクタピン３８
につながれている。又固定鉄芯３３とブツシユホ
ルダ５の中心部には軸受３９，４０が設けられて
おり、これによりシヤフト８を支持している。シ
ヤフト８の他端は、スプリングホルダ４１を介し
てスプリング４２で押しつけられる。

以上の３ケ所のスプリング９，５５，４２は他
端をアジヤストスクリユ４３，４４で押しつけら
れ保持されている。

上記の構成において作動を説明する。

非通電時には、シヤフト８とベローホルダ６と
ベローズ２の端面２２とデイスク弁７とリング弁
５０は、３ケ所のスプリング９，４２，５４の力
に釣り合う位置で静止している。この時、デイス
ク弁７のゴム７２とリング弁５０の弁座部５１ａ
とが当接し、デイスク弁とリング弁５０との間を
通つて流れる流路（第１の連通）を遮断してい
る。そのため、入力ポート１１からの流体はハウ
ジング１の環状突起部１３の内周とリング弁５０
の第１リング部５１の外周で形成された所定流量
を許容する間隙５４から出口ポート１２へと流出
する。これは第５図において、α点である。

次に電磁コイル３６に電流が印加されると、磁
界は固定鉄芯３３からマグネチツクプレート３
２、ヨーク３０を介し、さらにマグネチツクプレ
ート３１から可動鉄芯３４を通つて固定鉄芯３３
へのループを形成し、吸引力が可動鉄芯３４に作
用し図中左方へ移動する。そして、これに連動し
てシヤフト８とベローズ２の一端面２２とデイス
ク弁７とリング弁５０とがスプリング９と４２と
５５の力に釣り合う位置まで移動する。するとリ
ング弁５０の第２リング部５２のテーパ面５２ａ
と、ハウジング１に設けられた環状突起部１３の
テーパ面１３ａとの距離が次第に減少し、ここか
ら間隙５４を通つて流れる流体の流量は減少す
る。そして可動鉄芯３４が第１の所定位置に移動
すると、リング弁５０のテーパ面５２ａと環状突
起部１３のテーパ面１３ａが接触し、間隙５４を
通つて流れる流体の流量が零となる。従つて、入
口ポート１１と出口ポート１２間の連通流量が零
となる。これは第５図においてβ点である。

次に両テーパ面５２ａ，１３ａが接触した後さ
らにコイル３６に大きな電流を印加すると、より
吸引力が増大し、可動鉄芯３４はさらに左方へ移
動する。そして、これに連動してデイスク弁７が
移動し、デイスク弁７はリング弁５０の弁座部５
１ａより離間する。つまり、デイスク弁７とリン
グ弁５０との間の第１の連通が導通することにな
る。そして、デイスク弁７とリング弁５０との間
の隙間は印加電流に比例し、デイスク弁７はスプ
リング９と４２の力に釣り合う位置まで移動す
る。従つて入力ポート１１からの流体は、デイス
ク弁７の弾性体７２とリング弁５０の弁座部５１
ａの間隙部から出力ポート１２へと流出する。こ
のようにリング弁５０とハウジング１のテーパ部
１３ａ，５２ａが接触した後、電流を増大させる
と、デイスク弁７の弾性体７２とリング弁５０の
弁座部５１ａとの間隙部の開口面積も増大し、そ
れにともない流体の流量も増大する。これは第５
図においてγ点をふくむ直線部に相当する。

この流体制御弁は例えばエンジンの吸気系に大
気の導入を行う制御弁として用いることができ、
その場合種々のエンジン条件により、コイルに印
加される電流値を制御することにより供給空気量
をコントロールすることが可能である。このとき
本制御弁を出力ポート１２をエンジンのスロツト
ルバルブと燃焼室間に当接し、入力ポート１１を
スロツトルバルブとエアクリーナ間に接続しエン
ジンの吸入空気量をコントロールする。例えばこ
れが冬期−30℃雰囲気で放置されたとき、デイス
ク弁７とリング弁５０、リング弁５０の図示され
ない突部とハウジング１の環状突起部１３との摺
動部及びシヤフト８とブツシユ３９，４０の摺動
部が氷結したとする。ところが、エンジン始動
時、このように本制御弁が作動しない場合でも、
リング弁５０とハウジング１環状突起部１３の間
にはエンジン始動可能な吸入空気量を確保する間
隙を有しており始動困難に陥ることはなく、始動
後暖機が進めば氷結は解除し、正常な作動に復帰
する。また、走行中あるいは停止中に、何らかの
異常でコイルに通電不能となり、デイスク弁７と
リング弁５０が全閉状態に陥つても、前記間隙に
より入口ポート１１と出口ポート１２の連通は許
容されており前記同様エンストしないだけの吸入
空気量が確保され、走行に支障をきたすことはな
い。尚、本実施例のようにエンジンの吸入空気量
コントロールとして本制御弁を使用する場合、エ
ンジンの吸入負圧変化が本制御弁の作動に影響し
ないようにすることが重要である。そのため本制
御弁においてはベローズ２の有効径D_Bと、デイ
スク弁７の弾性体７２の有効径D_Vと、リング弁
５０のテーパー部５２ａとハウジング１のテーパ
ー部１３ａとの接触部有効径D_Sとの関係をD_B＝
D_V＝D_Sとすることで圧力変化の影響を全く無視
できるようにしている。すなわち、デイスク弁７
とリング弁５０とにかかる流体圧による弾圧力
は、ベローズ２内にある流体の圧力によつて生じ
る弾圧力によつて相殺されている。このため、リ
ング弁５０のテーパ部５２ａとハウジング１のテ
ーハ部１３ａが接触した状態で入口ポートに高負
圧がかかつても、リング弁５０は良好に移動する
ことができる。また、非通電時において、入口ポ
ート１１に高負圧がかかつた場合においても、リ
ング弁５０は圧力の影響をうけず、ハウジング１
との間に所定の間隙５４を確保し、所定の流量を
保障することができる。従つて、いかなる流体の
圧力条件下においても第５図に示す特性を良好に
得ることができる。

〔考案の効果〕

以上述べた如く、本考案においては、リング弁
の氷結による作動不良を防止すると同時に、非通
電時においても第２の連通により所定の流量を保
障する。また、弁の有効径は、第２のフランジ部
の有効径とほぼ等しくすることで、通電時におい
ても、リング弁および弁が良好に移動することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は従来の制御弁を示す特性図、
第３図は本考案の実施例を示す縦断面図、第４図
は本考案の実施例を示す要部断面図、第５図は本
考案の説明に供する特性図である。 ７……デイスク弁、８……シヤフト、１１……
入口ポート、１２……出口ポート、９，４２，５
５……スプリング、３４……可動鉄芯、３６……
電磁コイル、５０……リング弁。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 電磁コイル３６に印加される電流にともなつて
   作動する可動鉄芯３４に連動して入口ポート１１
   と出口ポート１２との間の連通を制御する電磁式
   流量制御弁において、 前記両ポート間のハウジング１の内部に設けら
   れた環状突起部１３と、 この環状突起部の内周に配置された円筒部５１
   およびこの円筒部の両側で、かつ前記突起部に対
   向する位置に設けられた第１，第２のフランジ部
   ５１ａ，５２を有するリング弁５９と、 前記可動鉄芯と連動し、前記電動コイルの非通
   電時、前記第１のフランジ部５１ａに当接するこ
   とで、前記円筒部内を介して連通する前記両ポー
   トの第１の連通を遮断する弁７とを備え、 この弁の有効径は前記第２のフランジ部の有効
   径とほぼ等しく、 前記電磁コイルの非通電時、前記突起部と前記
   リング弁の円筒部との間を介して連通する前記両
   ポート間の第２の連通５４を許容し、かつ前記可
   動鉄芯が第１の所定位置に移動すると前記第２の
   フランジ部５２が前記突起部１３と当接し、前記
   第２の連通５４を遮断し、その後前記可動鉄芯が
   第２の所定位置に移動することで、前記第１の連
   通を連通させることを特徴とする電磁式流量制御
   弁。