JPH0921375A - 内燃機関における電磁式空気制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 組みつけ容易でコンパクトな電磁式空気制御
弁を提供する。 【構成】 電磁装置サブアッセンブリーＤは、ハウジン
グ１０と、ハウジング１０内に配置されるコイルボビン
１１と、環状鍔部１２Ａと一側方に突出する第１突部１
２Ｂと他側方に突出する第２突部１２Ｃとよりなり、内
部に冷却水路１２Ｆと感熱応動部材収納路１２Ｇと出力
孔１２Ｈとが連設された固定コア１２によって形成さ
れ、感熱応動部材収納路１２Ｇ内には感熱応動部材Ｅが
配置される。作動杆サブアッセンブリーＣは、作動杆６
と弁部７Ａと可動コア９とを備える。電磁装置Ｄのハウ
ジング１０の底部１０Ａをスロットルボデー１のハウジ
ング収納孔５内に固定配置し、弁部７Ａを弁座４に対向
配置し、可動コア９を固定コア１２の第１突部１２Ｂに
対向配置し、作動杆６の他側端６Ｅを感熱応動部材Ｅの
出力杆１３Ｂに対向して配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スロットルボデーを貫
通する吸気路に配置されたスロットル弁を迂回して補助
空気通路が設けられ、該補助空気通路に、電気信号に応
じて補助空気通路内を流れる空気量を制御する常閉型の
電磁式空気制御弁が配置され、該電磁式空気制御弁によ
って機関のアイドリング空気量が調整される内燃機関に
おける電磁式空気制御弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電磁式空気制御弁は特開昭６４−
８３２８号公報に示される。これによると、ハウジング
自体に、弁座を備えた補助空気通路と、電磁装置と、電
磁装置によって生起する磁力に応じて固定コアに吸引さ
れる可動コアと弁座を開閉する弁部とが、一体的に取着
された作動杆と、弁部が弁座を閉方向に付勢する付勢力
を温度に応じて変化させる感熱応動部材と、が一体的に
配置されて電磁式空気制御弁が形成され、このハウジン
グがスロットルボデーに直接的に取着されるか、若しく
は機関に取着される。又、電磁装置における磁気回路
は、それぞれ格別に設けられたハウジング、第１サイド
プレート、第２サイドプレート、及び第２サイドプレー
トに取着される固定コアによって形成される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】かかる従来の電磁式空
気制御弁によると下記の不具合を有する。電磁式空気制
御弁の組みつけ時において、それぞれ単一に用意された
構成部品が順を追ってハウジング内に順次配置され、そ
の後に固定される。以上によると、構成部品を予めサブ
アッセンブリー状態に区分して用意することが困難であ
って組みつけ効率の向上が阻害されるものであった。
又、電磁式空気制御弁は、ハウジングをベースに組みつ
けられるので、このハウジングをスロットルボデーある
いは機関に再度取着する必要があり、これによると組み
つけ工数が増加するとともに機関の全体レイアウトをコ
ンパクトにまとめることができない。

【０００４】本発明になる電磁式空気制御弁は上記不具
合に鑑み成されたもので、部品点数が少なく且つ組みつ
けが容易である安価な電磁式空気制御弁を提供すること
を主目的とする。

【０００５】

【課題を解決する為の手段】本発明になる電磁式空気制
御弁は前記目的達成の為に、スロットルボデーを貫通す
る吸気路に配置されたスロットル弁を迂回して補助空気
通路が設けられ、該補助空気通路に、電気信号に応じて
補助空気通路内を流れる空気量を制御する常閉型の電磁
式空気制御弁が配置された内燃機関において、電磁装置
は、一側方に底部を有し、他側方が係止段部を介して開
口するハウジングと、ハウジング内にあって周囲にコイ
ルが巻回わされたコイルボビンと、ハウジングの係止段
部に係合配置される環状鍔部と、環状鍔部からコイルボ
ビンの筒部内に向かって突出する第１突部と、環状鍔部
から他側方に向かって突出する第２突部と、を備え、第
２突部から第１突部に向けてその内部に、機関の冷却水
が導入される冷却水路、出力杆を備えた感熱応動部材が
収納される感熱応動部材収納路、出力孔、が連設される
とともに出力孔が第１突部の一側端に開口される、固定
コアと、により形成され、一方、作動杆は、補助空気通
路に形成される弁座を開閉する弁部と、固定コアに対向
する可動コアと、を備え、前記、電磁装置のハウジング
の底部を、弁座に連なりスロットルボデーの他側方に開
口するハウジング収納孔内に固定配置し、弁部を弁座に
対向配置し、可動コアを固定コアの第１突部に対向配置
し、作動杆の他側端を感熱応動部材の出力杆に対向して
配置したことを特徴とする。

【０００６】

【作用】電磁装置と作動杆とは予めサブアッセンブリー
状態とされる。電磁装置は、ハウジング内にコイルが巻
回わされたコイルボビンが収納され、ハウジングの係止
段部上に感熱応動部材が収納された固定コアが配置さ
れ、この状態でハウジングと固定コアとが固着される。
作動杆は、その一側方に弁部が配置され、他側方に可動
コアが配置される。スロットルボデーのハウジング収納
孔に作動杆が配置され、次いで電磁装置のハウジングの
底部がハウジング収納孔に嵌合して固定配置される。こ
れによって作動杆の弁部は補助空気通路の弁座に対向配
置され、可動コアは固定コアの第１突部に対向配置さ
れ、更に作動杆の他側方は感熱応動部材の出力杆に対向
して配置される。

【０００７】

【実施例】以下、本発明になる電磁式空気制御弁の一実
施例について説明する。図１によってスロットルボデー
について説明する。スロットルボデー１は内部を吸気路
２が貫通し、この吸気路２の上流側はエアクリーナ（図
示せず）に連なり、下流側は機関（図示せず）に連な
る。又、吸気路２は運転者によって操作されるスロット
ル弁（図示せず）にて開閉制御される。そして、スロッ
トル弁を迂回して補助空気通路３が形成されるもので、
補助空気通路３に設けた弁座４によって上流側の補助空
気通路３Ａと、下流側の補助空気通路３Ｂとに区分され
る。５は、弁座４に臨んで同軸上に形成されたハウジン
グ収納孔であり、このハウジング収納孔５の一側方Ａ
（図において右側をいう）は下流側の補助空気通路３Ｂ
に係止段部１Ｄを介して開口し、他側方Ｂ（図において
左側をいう）はスロットルボデー１の他側端１Ｂに開口
する。尚、１Ｃは弁座４に臨んでハウジング収納孔５の
反対側にハウジング収納孔５と同軸上に形成されたネジ
孔である。又、Ｐは上流側の補助空気通路３Ａ及び下流
側の補助空気通路３Ｂの開口を閉塞するプラグである。

【０００８】次に作動杆のサブアッセンブリーＣについ
て図２により説明する。６は長手方向にのびる作動杆で
あり、この作動杆６の一側端（図において右方をいう）
から他側端６Ｅ（図において左方をいう）に向けて第１
係止段部６Ａ、第２係止段部６Ｂ、第３係止段部６Ｃ、
第４係止段部６Ｄが間隔をもって形成される。この、第
１、第２係止段部６Ａ，６Ｂによって形成される環状段
部は一側方Ａに向かい、第３、第４係止段部６Ｃ，６Ｄ
によって形成される環状段部は他側方Ｂに向かう。７は
作動杆６の長手方向に伸縮自在なるベローズであり、こ
のベローズ７の一側端には弁座４を開閉しうる弁部７Ａ
が形成され、他側端には環状の取付け鍔部７Ｂが形成さ
れる。８Ａ，８Ｂは作動杆６の長手方向の移動を許容し
うる薄平板環状のセンタリングバネであり、その外径
は、前記取付け鍔部７Ｂの外径と略同径をなす。９は可
動コアであり、本例にあっては、その中心部に他側端９
Ａから一側方Ａに向けて円錐状の凹部９Ｂが形成され
る。そして、第２係止段部６Ｂ上にセンタリングバネ８
Ａを配置した後にセンタリングバネ８Ａ上に圧入カラー
１０を配置し、この圧入カラー１０を第２係止段部６Ｂ
に向けて圧入する。以上によると、作動杆６の第２係止
段部６Ｂ上にセンタリングバネ８Ａが固定配置される。
次に第１係止段部６Ａ上に、ベローズ７の弁部７Ａを圧
入する。以上によると、ベローズ７が作動杆６の第１係
止段部６Ａに固定配置され、このとき取付け鍔部７Ｂの
他側端７Ｃ上にセンタリングバネ８Ａの外周が対接され
る。次に、第３係止段部６Ｃ上にセンタリングバネ８Ｂ
を配置した後にセンタリングバネ８Ｂ上に可動コア９を
配置し、この可動コア９を第３係止段部６Ｃに向けて圧
入する。以上によると、第３係止段部６Ｃ上にセンタリ
ングバネ８Ｂ、可動コア９が固定配置されるもので、こ
のとき作動杆６の他側端６Ｅは可動コア９の凹部９Ｂ内
を通過して可動コア９の他側端９Ａより更に他側方Ｂに
向かって突出する。又、第４係止段部６Ｄは依然として
他側方Ｂに臨む。以上によって作動杆のサブアッセンブ
リーＣが組みつけられた。

【０００９】次に電磁装置のサブアッセンブリーＤにつ
いて図３により説明する。１０は一側方Ａに底部１０Ａ
を有し、底部１０Ａの外周から他側方Ｂに向けて筒部１
０Ｂが係止段部１０Ｃを介して他側端１０Ｄに向けて開
口するハウジングであり、底部１０Ａには可動コア９が
移動しうる貫通孔１０Ｅが穿設される。１１は、環状の
筒部１１Ａが長手方向に形成されたコイルボビンであ
り、筒部１１Ａの外周にはコイル１１Ｂが巻回わされ
る。１２は固定コアであり以下により形成される。１２
は、ハウジング１の係止段部１０Ｃ上に配置される環状
鍔部であり、環状鍔部１２Ａの一側面より一側方Ａに向
かって、コイルボビン１１の筒部１１Ａ内に挿入される
第１突部１２Ｂが形成され、環状鍔部１２Ａの他側面か
ら他側方Ｂに向かって第２突部１２Ｃが形成される。こ
の第１突部１２Ｂの一側端１２Ｄ近傍の外周形状は、可
動コア９の凹部９Ｂと同形状の円錐突形状をなす。そし
て、固定コア１２の中心には他側端１２Ｅから一側端１
２Ｄに向けて、冷却水路１２Ｆ、感熱応動部材収納路１
２Ｇ、出力孔１２Ｈが連続して形成される。前記冷却水
路１２Ｆは、図示されていないが機関の冷却水が導入さ
れて循環し、前記感熱応動部材収納路１２Ｇ内には、ワ
ックス型の感熱応動部材Ｅが収納され、更に前記出力孔
１２Ｈは作動杆６の他側端６Ｅが移動自在に挿入される
径を有する。尚、冷却水路１２Ｆの開口端はプラグＰに
て閉塞される。この感熱応動部材Ｅは、ワックスホルダ
ー１３の外周にオネジ１３Ａが設けられ、ワックスホル
ダー１３内に密閉的に収納された熱膨縮材料の体積変化
が出力杆１３Ｂを介して軸方向の変位として出力され
る。尚、本実施例にあっては出力杆１３Ｂの一側方Ａの
端部に、出力杆ストローク吸収部材１３Ｃが配置され
た。この出力杆ストローク吸収部材１３Ｃは、出力杆１
３Ｂの一側方Ａの外周に、軸方向に移動可能な有底筒状
のスライド部材１３Ｄが挿入されて配置されるとともに
出力杆１３Ｂの一側方Ａの端部と、スライド部材１３Ｄ
の底部との間にスプリング１４が縮設される。そして、
更にスライド部材１３Ｄの上端が出力杆１３Ｂの係止段
部上に係止される。従って、出力杆１３Ｂの通常ストロ
ーク範囲にあっては、出力杆１３Ｂのストロークは、ス
プリング１４によって張設されるスライド部材１３Ｄに
よって出力杆１３Ｂのストロークと同期して出力され
る。一方、出力杆１３Ｂが大きく一側方Ａにストローク
した際には、スライド部材１３Ｄの底部が感熱応動部材
収納路１２Ｇと出力孔１２Ｈとの間に形成される係止段
部１２Ｊに当接し、出力杆１３Ｂのみがスプリング１４
のバネ力に抗して移動し、この大なる出力杆１３Ｂのス
トロークは、スライド部材１３Ｄによって吸収され一側
方Ａに出力されない。

【００１０】そして、電磁装置のサブアッセンブリーＤ
は、次のように組みつけられる。ハウジング１０の他側
端１０Ｄの開口からコイル１１Ｂが巻回わされたコイル
ボビン１１がハウジング１０の底部１０Ａに向けて配置
される。次に内部に感熱応動部材Ｅが螺着された固定コ
ア１２の環状鍔部１２Ａがハウジング１０の係止段部１
０Ｃ上に配置される。この状態で、固定コア１２の第１
突部１２Ｂはコイルボビン１１の筒部１１Ａ内に挿入さ
れて配置され、一方第２突部１２Ｃはハウジング１０よ
り他側方Ｂに向かって突出する。かかる状態において、
ハウジング１０の他側端１０Ｄを環状鍔部１２Ａに向け
て内方へカシメるもので、これによってハウジング１０
にコイルボビン１１及び固定コア１２が固定的に配置さ
れ、もって電磁装置のサブアッセンブリーＤの組みつけ
が完了した。この電磁装置のサブアッセンブリーＤは図
３に示される。

【００１１】そして、サブアッセンブリー状態にある作
動杆Ｃ及び電磁装置Ｄは以下の如く、スロットルボデー
１に組みつけられる。まず、作動杆のサブアッセンブリ
ーＣがスロットルボデー１の他側端１Ｂの開口からハウ
ジング収納孔５内に配置される。これによると、弁部７
Ａが弁座４に対向して配置され、取付け鍔部７Ｂの一側
端７Ｄがハウジング１の係止段部１Ｄ上に配置される。
一方、センタリングバネ８Ａ，８Ｂ間にはハウジング収
納孔５に内接する環状部材１５が配置されるもので、セ
ンタリングバネ８Ａの外周は、取付け鍔部７Ｂの他側端
７Ｃと環状部材１５の一側端１５Ａによって挟持され、
環状部材１５の他側端１５Ｂ上にはセンタリングバネ８
Ｂの外周が載置される。又、可動コア９及び作動杆６の
他側端６Ｅはハウジング収納孔５から他側方Ｂに向かっ
て突出して配置される。

【００１２】次いで、スロットルボデー１のハウジング
収納孔５内に向けて、電磁装置のサブアッセンブリーＤ
のハウジング１０の底部１０Ａが圧入される。以上によ
ると、ベローズ７の取付け鍔部７Ｂ、環状部材１５はハ
ウジング１０の底部１０Ａの一側端１０Ｆと、ハウジン
グ１の係止段部１Ｄとによって挟持され、センタリング
バネ８Ａの外周は、取付け鍔部７Ｂの他側端７Ｃと環状
部材１５の一側端１５Ａとにより挟持され、センタリン
グバネ８Ｂの外周は、環状部材１５の他側端１５Ｂとハ
ウジング１０の底部１０Ａの一側端１０Ｆとによって挟
持される。又、可動コア９はハウジング１０の貫通孔１
０Ｅを通過してコイルボビン１１の筒部１１Ａ内に進入
し、可動コア９の凹部９Ｂは固定コア１２の第１突部１
２Ｂに対向して配置される。一方、作動杆６の他側端６
Ｅは、固定コア１２の第１突部１２Ｂに穿設された出力
孔１２Ｈ内に挿入され、該他側端６Ｅは感熱応動部材Ｅ
の出力杆ストローク吸収部材１３Ｃに対向する。又、作
動杆６と固定コア１２の第１突部１２Ｂとの間には可動
コアスプリング１６が縮設されるもので、弁部７Ａはこ
の可動コアスプリング１６のバネ力によって弁座４に弾
性的に押圧され、このとき作動杆６の他側端６Ｅと出力
杆ストローク吸収部材１３Ｃとの間には間隙が形成され
る。一方、スロットルボデー１のネジ孔１Ｃには調整ス
クリュー１７が螺着されるもので、弁部７Ａと調整スク
リュー１７との間には第２スプリング１８が縮設され
る。調整スクリュー１７を螺動することにより、第２ス
プリング１８のバネ力を調整し、可動コアスプリング１
６が弁部７Ａを弁座４に向けて押圧するバネ荷重を調整
する。以上によって、電磁式空気制御弁の組みつけが完
了するもので、この状態は図４に示される。

【００１３】次にその作用について説明する。コイル１
１Ｂへの非通時において、コイル１１Ｂによって何等磁
力が生じることがない。これによると、作動杆６は、可
動コアスプリング１６のバネ力によって一側方Ａに押圧
されるので、弁部７Ａが弁座４を閉塞保持する。従って
上流側の補助空気通路３Ａから下流側の補助空気通路３
Ｂに向けて空気が流れることはない。

【００１４】そして、コイル１１Ｂに電流が流れると、
固定コア１２の環状鍔部１２Ａ、ハウジング１０の筒部
１０Ｂ、ハウジング１０の底部１０Ａ、可動コア９、固
定コア１２の第１突部１２Ｂとにより磁気回路が形成さ
れ、その供給される電流に応じて磁力が発生して可動コ
ア９は固定コア１２側に吸引され、一方、可動コアスプ
リング１６は前記可動コア９の固定コア１２側への吸引
移動に対して抵抗を与える。従って、前記磁力と可動コ
アスプリング１６のバネ力による磁力に対する抗力とが
バランスする位置において、可動コア９の移動位置が決
定され、もって弁部７Ａによる弁座４の開放位置が制御
されて上流側の補助空気通路３Ａから下流側の補助空気
通路３Ｂに向けて空気が供給され、機関の運転を良好に
行なうことができる。そして、以後の機関運転時におい
ては、コイル１１Ｂを流れる電流が制御されることによ
って弁部７Ａの弁座４に対する適正な開度が自動的に決
定され、適正な空気を機関に供給できるものである。

【００１５】一方、機関の冷却水が導入される冷却水路
１２Ｆにあっては、感熱応動部材Ｅは冷却水路１２Ｆ内
の冷却水温度に応じて加熱、冷却されるもので、これに
よると感熱応動部材Ｅのワックスホルダー１３内に収納
される熱膨縮材料は冷却水温度に応じて膨張、収縮す
る。そして冷却水温度の高い場合は熱膨縮材料の体積が
膨張して出力杆１３Ｂを一側方Ａ方向に向けて移動し、
作動杆６の他側端６Ｅと出力杆ストローク吸収部材１３
Ｃとの間隙を小間隙に保持する。以上によると、作動杆
６の最大ストロークはこの小間隙に応じて減少されて決
定され、もって作動杆６の最大ストローク時における弁
部７Ａの弁座４に対する最大開口を減少させて最大空気
量を減量することができる。一方、冷却水温度の低い場
合は熱膨縮材料の体積が収縮して出力杆１３Ｂは他側方
Ｂへ移動するもので、作動杆６の他側端６Ｅと出力杆ス
トローク吸収部材１３Ｃとの間隙を大間隙に保持する。
以上によると、作動杆６の最大ストロークはこの大間隙
に応じて増加され、もって作動杆６の最大ストローク時
における弁部７Ａの弁座４に対する開口を増加して最大
空気量を増量できる。以上の如く、弁部７Ａの弁座４に
対する最大開口位置は、感熱応動部材Ｅの熱膨縮材料に
よる体積変化に応じて移動する出力杆１３Ｂストローク
位置によって決定され、一方、弁部７Ａの弁座４に対す
る開口位置は、コイル１１Ｂへ供給される電流値に応じ
て生起する磁力と可動コアスプリング９のバネ力とのバ
ランス位置において決定され、もって機関温度、機関運
転状態に最適な空気量が上流側の補助空気通路３Ａ、下
流側の補助空気通路３Ｂ、スロットル弁より下流側の吸
気路２を介して機関に向けて供給される。

【００１６】

【発明の効果】以上の如く、本発明になる内燃機関にお
ける電磁式空気制御弁によると、サブアッセンブリーと
して、スロットルボデー１、作動杆Ｃ、電磁装置Ｄ、を
予め用意し、このサブアッセンブリー状態にある作動杆
Ｃ及び電磁装置Ｄをスロットルボデー１に組みつけるこ
とによって電磁式空気制御弁が形成される。以上による
と、組みつけ工程を、スロットルボデー、作動杆、電磁
装置、と並行してそれぞれ別々に進めることができるの
で、組みつけ時間を大きく短縮でき、生産効率を向上す
ることができる。又、少なくとも作動杆、電磁装置の品
質保証はそのサブアッセンブリー状態において確認する
ことができるので、品質の向上あるいは仕損費の削減が
可能となったものである。又、サブアッセンブリーとし
たことによると、その組みつけに対する工程が専門化さ
れて習熟度を高めることができるので、組みつけ作業が
容易で且つ品質の安定を図ることができたものである。
又、感熱応動部材の温度に対する出力杆のストローク位
置は固定コアへ感熱応動部材を組みつけた状態で、第１
突部の一側端と出力杆ストローク吸収部材の一側方の端
面との距離を計測することによって確実に且つ容易に調
整、確認できる。更に又、スロットルボデーに直接的に
作動杆、電磁装置を組みつけたことによって、機関への
組みつけ作業を簡略化できるとともに空気制御弁をコン
パクトにまとめることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電磁式空気制御弁を構成するスロット
ルボデーの縦断面図。

【図２】本発明の電磁式空気制御弁を構成する作動杆の
サブアッセンブリー状態を示す縦断面図。

【図３】本発明の電磁式空気制御弁を構成する電磁装置
のサブアッセンブリー状態を示す縦断面図。

【図４】本発明の電磁式空気制御弁の一実施例を示す縦
断面図。

【符号の説明】

１ スロットルボデー ３ 補助空気通路 ４ 弁座 ５ ハウジング収納孔 ６ 作動杆 ９ 可動コア １１ コイルボビン １１Ｂ コイル １２ 固定コア １２Ａ 環状鍔部 １２Ｂ 第１突部 １２Ｃ 第２突部 １２Ｆ 冷却水路 １２Ｇ 感熱応動部材収納孔 １２Ｈ 出力杆 Ａ 一側方 Ｂ 他側方 Ｃ 作動杆サブアッセンブリー Ｄ 電磁装置サブアッセンブリー Ｅ 感熱応動部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スロットルボデーを貫通する吸気路に配
   置されたスロットル弁を迂回して補助空気通路が設けら
   れ、該補助空気通路に、電気信号に応じて補助空気通路
   内を流れる空気量を制御する常閉型の電磁式空気制御弁
   が配置された内燃機関において、電磁装置Ｄは、一側方
   Ａに底部１０Ａを有し、他側方Ｂが係止段部１０Ｃを介
   して開口するハウジング１０と、ハウジング１０内にあ
   って周囲にコイル１１Ｂが巻回わされたコイルボビン１
   １と、ハウジング１０の係止段部１０Ｃに係合配置され
   る環状鍔部１２Ａと、環状鍔部１２Ａからコイルボビン
   １１の筒部１１Ａ内に向かって突出する第１突部１２Ｂ
   と、環状鍔部１２Ａから他側方Ｂに向かって突出する第
   ２突部１２Ｃと、を備え、第２突部１２Ｃから第１突部
   １２Ｂに向けてその内部に、機関の冷却水が導入される
   冷却水路１２Ｆ、出力杆１３Ｂを備えた感熱応動部材Ｅ
   が収納される感熱応動部材収納路１２Ｇ、出力孔１２
   Ｈ、が連設されるとともに出力孔１２Ｈが第１突部１２
   Ｂの一側端１２Ｄに開口される、固定コア１２と、によ
   り形成され、一方、作動杆６は、補助空気通路３に形成
   される弁座４を開閉する弁部７Ａと、固定コア１２に対
   向する可動コア９と、を備え、前記、電磁装置のハウジ
   ング１０の底部１０Ａを、弁座４に連なりスロットルボ
   デー１の他側方Ｂに開口するハウジング収納孔５内に固
   定配置し、弁部７Ａを弁座４に対向配置し、可動コア９
   を固定コア１２の第１突部１２Ｂに対向配置し、作動杆
   ６の他側端６Ｅを感熱応動部材Ｅの出力杆１３Ｂに対向
   して配置したことを特徴とする内燃機関における電磁式
   空気制御弁。