JPH10205414A - 比例流量制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置の大型化や複雑な構成を必要とすること
なくヒステリシスを低減し、流体の流量制御の精度向上
が可能な比例流量制御弁を得る。 【解決手段】 固定鉄心２を内径に有する電磁コイル６
と、固定鉄心２と電磁コイル６との間に介装され、固定
鉄心２を保持すると共に延長部を有する円筒状のガイド
筒４と、ガイド筒４の延長部に弁体として移動自在に固
定鉄心２と対向して嵌装され、固定鉄心２との間に介在
する復帰バネ９とバルブケース１０の調整ネジ１１との
間に介在する補助バネ１２とにより保持される可動鉄心
３と、ガイド筒４の延長部側面に設けられた流通孔４ａ
に連通する第一流体通路１０ａとガイド筒４の延長部の
開口端４ｂに連通する第二流体通路１０ｂとを備え、固
定鉄心２の復帰バネ９取付部を有底孔２ａとして復帰バ
ネ９を嵌装すると共に有底孔２ａは底部より端面に向か
って径が徐々に大きくなるテーパ状に形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電気的入力に対
し比例的に流体流量を変化させる比例流量制御弁に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】比例流量制御弁は、例えば燃料噴射式内
燃機関の吸気系においてスロットル弁のバイパス通路に
設けられ、スロットル弁を側路して吸入される空気量を
調整するものが知られている。図４及び図５は、このよ
うな用途に用いられる従来の比例流量制御弁の構成を示
すもので、図において１はソレノイドであり、ソレノイ
ド１は固定鉄心２及び弁体をなす可動鉄心３と、固定鉄
心２を内径に保持し可動鉄心３をその延長部内径に移動
自在に嵌装する円筒状のガイド筒４と、ガイド筒４の外
径に装着されたボビン５に巻装された電磁コイル６と、
電磁コイル６を固定する絶縁部材７とこれらを収納する
ケース８より構成され、可動鉄心３は、固定鉄心２に嵌
着されるバネホルダ９ａとの間に設けられた復帰バネ９
とバルブハウジング１０の調整ネジ１１との間に設けら
れた補助バネ１２により保持され、電磁コイル６に通電
のない時は両バネ９及び１２のバランス位置に保持され
る。バルブハウジング１０とこれに取り付けられたソレ
ノイド１は内燃機関の吸気管１３に取り付けられ、スロ
ットル弁１４の上流側に設けられた空気導入路１３ａ及
び１０ａはガイド筒４の延長部側面に複数個設けられた
空気流通孔４ａに連通し、スロットル弁１４の下流側に
設けられた空気導出路１３ｂ及び１０ｂはガイド筒４の
延長部の開口端４ｂと連通するよう構成されている。ま
た、ガイド筒４はその固定鉄心側にて一端が閉塞され、
可動鉄心を有する延長部が開口端４ｂとなると共に延長
部はシール材１５を介して支持部材１６に固定され、シ
ール材１５は空気導入路１０ａと空気導出路１０ｂとの
間をガイド筒４の外周部において遮断するように構成さ
れている。

【０００３】このように構成された従来の比例流量制御
弁において、電磁コイル６に通電のない時は上記の通り
復帰バネ９と補助バネ１２の力量のバランス点に可動鉄
心３は保持されるが、その位置は調整ネジ１１により調
整可能であり、弁体を構成する可動鉄心３がガイド筒４
に設けられた流通孔４ａを閉塞する位置に調整され、従
って電磁コイル６の無励磁状態では空気導入路１０ａと
空気導出路１０ｂは遮断された状態にある。電磁コイル
６に通電が開始されると電流量に比例した吸引力が固定
鉄心２と可動鉄心３の間に発生し、可動鉄心３は電流量
に伴う量復帰バネ９を圧縮しながら移動してガイド筒４
の流通孔４ａを開き、空気導入路１０ａから空気導出路
１０ｂには電流量に見合った量の空気が流れ、スロット
ル弁１４をバイパスする。そして電流が遮断されると流
通孔４ａは再び閉塞され、バイパス空気は遮断される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上のような比例流量
制御弁においては電磁コイル６の電流量に対する流通空
気量に高い精度が要求され、そのために電磁コイル６に
通電する電流は単なるＤＣ電流ではなく、電流をオン−
オフさせてその時間比率を制御するデューティ制御にし
たり、または、ＤＣ電流にＡＣ分を重畳させるディザ制
御にして可動鉄心３に振動を与え、摺動部の摩擦抵抗に
よるヒステリシスを排除するよう考慮がなされている。
しかし、装置を小型化するために復帰バネ９の固定鉄心
２に対する取付部は、図５に示すように復帰バネ９の外
周部に対するクリアランスを大きくすることができず、
復帰バネ９の圧縮による外径変化や撓みにより復帰バネ
９の外径と固定鉄心２の内径部との間に擦れやひっかか
りが発生し、これが特性を悪化させるヒステリシスの原
因となって流量制御の精度向上には限界があった。

【０００５】この発明は以上のような課題を解決するた
めになされたものであって、装置の大型化や複雑な構成
を必要とすることなくヒステリシスを低減し、流体の流
量制御の精度向上が可能な比例流量制御弁を得ることを
目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係わる比例流
量制御弁は、電磁コイルの内径部に配置された固定鉄
心、この固定鉄心を保持するとともに端部が開口し、側
面に流通孔を有する円筒状のガイド筒、このガイド筒の
流通孔に連通する第一の流体通路、前記ガイド筒の開口
端に連通する第二の流体通路、前記ガイド筒に設けられ
た延長部に前記固定鉄心に対向して移動自在に嵌装され
ガイド筒の流通孔と共に弁を構成する可動鉄心、一端が
前記可動鉄心に装着され、他端が前記固定鉄心に形成さ
れた有底孔に装着された復帰バネを備え、前記固定鉄心
の有底孔は、底部より開口部に向かって径が徐々に大き
くなるようにテーパ状に形成されているものである。

【０００７】また、電磁コイルの内径部に配置された固
定鉄心、この固定鉄心を保持するとともに端部が開口
し、側面に流通孔を有する円筒状のガイド筒、このガイ
ド筒の流通孔に連通する第一の流体通路、前記ガイド筒
の開口端に連通する第二の流体通路、前記ガイド筒に設
けられた延長部に前記固定鉄心に対向して移動自在に嵌
装されガイド筒の流通孔と共に弁を構成する可動鉄心、
一端が前記可動鉄心に装着され、他端が前記固定鉄心に
形成された有底孔に装着された復帰バネ、この復帰バネ
と固定鉄心の有底孔の側面との間に配置された低摩擦抵
抗部材を備えたものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１及び図２はこの発明による比例流量
制御弁の実施の形態１の構成を示すもので、図１はその
断面図、図２は固定鉄心の形状を示す断面図である。図
において１は、固定鉄心２及び弁体をなす可動鉄心３
と、固定鉄心２を内径に保持し可動鉄心３をその延長部
内径に移動自在に嵌装する円筒状のガイド筒４と、ガイ
ド筒４の外径に装着されたボビン５に巻装された電磁コ
イル６と、電磁コイル６を固定する絶縁部材７とこれら
を収納するケース８よりなるソレノイドで、ソレノイド
１の可動鉄心３は、固定鉄心２に嵌着されるバネホルダ
９ａとの間に設けられた復帰バネ９とバルブハウジング
１０の調整ネジ１１との間に設けられた補助バネ１２に
より保持され、電磁コイル６に通電のない時は両バネ９
及び１２のバランス位置に保持されるように構成されて
いる。ソレノイド１とバルブハウジング１０とは一体に
組み付けられ、ガイド筒４の延長部はシール材１５を介
してバルブハウジング１０の支持部材１６に気密的に保
持されている。ガイド筒４の延長部にはバルブハウジン
グ１０に設けられた流体導入路１０ａに対応する流通孔
４ａが複数個設けられ、また、ガイド筒４の延長部の開
口端４ｂは流体導出路１０ｂと連通するよう構成されて
いると共に、ガイド筒４の固定鉄心側は閉塞され、電磁
コイル６に通電のない時は可動鉄心２が弁体として流通
孔４ａを閉じるように構成されている

【０００９】また、図２に示すように、固定鉄心２と可
動鉄心３との間に設けられる復帰バネ９は圧縮時の長さ
を確保するためにバネホルダ９ａと共に固定鉄心２の有
底孔２ａに嵌装固定され、有底孔２ａはその底部におい
てバネホルダ９ａを固定する径に形成されると共にその
径は開口端に向かってテーパ状に拡大するように形成さ
れている。更に、流体導入路１０ａ及び流体導出路１０
ｂは上記従来例同様、図１には図示しない内燃機関のス
ロットル弁の上流側と下流側にそれぞれ連通するように
構成されている。

【００１０】以上のように構成されたこの発明の実施の
形態１の比例流量制御弁によれば、電磁コイル６の通電
により弁体としての可動鉄心３が移動し、ガイド筒４に
設けられた流通孔４ａの開度を変えるとき、復帰バネ９
に外径変化や撓み等の変形が生じても固定鉄心２の有底
孔２ａがテーパ状に形成されているため、復帰バネ９の
外径と有底孔２ａの内径との間の擦れ等による復帰バネ
９の力量変化の程度は極めて少ないものとなり、電磁コ
イル６の電流量に対する流量制御に誤差やヒステリシス
を生じることが大きく低減され、高精度の比例流量制御
弁が得られるものである。

【００１１】実施の形態２．図３はこの発明の実施の形
態２の構成を示すもので、固定鉄心２と復帰バネ９の取
付部を示す断面図である。この実施の形態は、固定鉄心
２の有底孔２ａの内径と復帰バネ９の外径との間に、低
摩擦抵抗の樹脂により形成された薄膜樹脂１７を介在さ
せたものである。このように構成された実施の形態２の
比例流量制御弁においては、復帰バネ９に外径変化や撓
み等の変形が生じ、復帰バネ９の外径と有底孔２ａの内
径との間に擦れなどが発生しても復帰バネ９は大きな摩
擦抵抗を受けることがなく、バネの力量に誤差を生じる
ことがないので、流量制御の誤差やヒステリシスの低減
が可能になるものである。なお、薄膜樹脂１７は、円筒
状に成形された樹脂を有底孔２ａの内径に嵌装する構
成、または、有底孔２ａの内径にコーティングする構
成、もしくは、軟質樹脂を復帰バネ９にコーティングす
る構成、の何れであっても目的を達成することができ
る。

【００１２】

【発明の効果】以上に説明したようにこの発明によれ
ば、固定鉄心の復帰バネとの取付部である有底孔の内径
を底面から開口端に向かって拡大するテーパ状に形成
し、あるいは、有底孔内径と復帰バネとの間に低摩擦抵
抗の樹脂を介在させたので、流量制御の誤差の原因とな
る復帰バネと固定鉄心の内径との干渉を低減することが
可能となり、流量制御特性の誤差を少なく、また、ヒス
テリシスを少なくすることができるもので、そのため
に、装置を大型化する必要もなく、構成を複雑化するこ
ともない優れた比例流量制御弁を得ることができるもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１の比例流量制御弁を
示す断面図である。

【図２】 この発明の実施の形態１の固定鉄心と復帰バ
ネの取付部の構成を示す断面図である。

【図３】 この発明の実施の形態２の固定鉄心と復帰バ
ネの取付部の構成を示す断面図である。

【図４】 従来の比例流量制御弁の構成を示す断面図で
ある。

【図５】 従来の固定鉄心と復帰バネの取付部の構成を
示す断面図である。

【符号の説明】

１ ソレノイド、２ 固定鉄心、２ａ 有底孔、３ 可
動鉄心、４ ガイド筒、４ａ 流通孔、４ｂ 開口端、
６ 電磁コイル、９ 復帰バネ、１０ バルブハウジン
グ、１０ａ 流体導入路、１０ｂ 流体導出路、１１
調整ネジ、１２ 補助バネ、１７ 薄膜樹脂、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電磁コイルの内径部に配置された固定鉄
   心、この固定鉄心を保持するとともに端部が開口し、側
   面に流通孔を有する円筒状のガイド筒、このガイド筒の
   流通孔に連通する第一の流体通路、前記ガイド筒の開口
   端に連通する第二の流体通路、前記ガイド筒に設けられ
   た延長部に前記固定鉄心に対向して移動自在に嵌装され
   ガイド筒の流通孔と共に弁を構成する可動鉄心、一端が
   前記可動鉄心に装着され、他端が前記固定鉄心に形成さ
   れた有底孔に装着された復帰バネを備え、前記固定鉄心
   の有底孔は、底部より開口部に向かって径が徐々に大き
   くなるようにテーパ状に形成されていることを特徴とす
   る比例流量制御弁。
2. 【請求項２】 電磁コイルの内径部に配置された固定鉄
   心、この固定鉄心を保持するとともに端部が開口し、側
   面に流通孔を有する円筒状のガイド筒、このガイド筒の
   流通孔に連通する第一の流体通路、前記ガイド筒の開口
   端に連通する第二の流体通路、前記ガイド筒に設けられ
   た延長部に前記固定鉄心に対向して移動自在に嵌装され
   ガイド筒の流通孔と共に弁を構成する可動鉄心、一端が
   前記可動鉄心に装着され、他端が前記固定鉄心に形成さ
   れた有底孔に装着された復帰バネ、この復帰バネと固定
   鉄心の有底孔の側面との間に配置された低摩擦抵抗部材
   を備えたことを特徴とする比例流量制御弁。