JPH11311169A - 流量制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジン側への取付け部の面積を小さくで
き、且つエンジン振動に伴う揺動共振を防止できる流量
制御弁１を提供すること。 【解決手段】 流量制御弁１は、下部側がスロットルボ
ディ２の嵌合孔２ａに埋め込まれた状態で、スクリュ３
の締結力によりスロットルボディ２に固定される。流量
制御弁１のハウジング６外径には、長手方向の中程にス
ロットルボディ２への取付け部６ａが環状に張り出して
設けられ、この取付け部６ａの周方向の一箇所にスクリ
ュ３を通すための取付け孔が貫通している。取付け部６
ａの下面には、３個の突起（第１の突起１３、第２の突
起１４、第３の突起）が下方へ向かって突設され、取付
け孔に通した１本のスクリュ３をスロットルボディ２の
螺子孔２ｃに螺子込んで締付け力を発生させることによ
り、その締付け力が３個の突起を通じてスロットルボデ
ィ表面２ｂに印加される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、締結部品によりエ
ンジンに固定される流量制御弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術として、図９（ｂ）に示すよう
に、流量制御弁１００を例えばスロットルボディ２００
に設けられた嵌合孔２１０に埋め込む様に搭載している
ものがある。この流量制御弁１００は、スロットルボデ
ィ２００の取付け表面２２０に対するフランジ状の取付
け面１１０を有し、この取付け面１１０とスロットルボ
ディ２００の取付け表面２２０との間にパッキン３００
を配置して、取付け面１１０の３箇所でスクリュ１２０
の締付け力によりスロットルボディ２００に固定されて
いる（図９（ａ）参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、省燃費化を図る
ためにエンジンを小型化すべく、流量制御弁１００の取
付け部の面積を小さくしたいと言うニーズがある。そこ
で、本願発明者は、図１０に示すように、スロットルボ
ディ２００に埋め込まれる流量制御弁１００のハウジン
グの外径部にシール部品４００（Ｏリング）を配置する
ことで、取付け面１１０とスロットルボディ２００の取
付け表面２２０との間に介在される従来のパッキン３０
０を廃止し、スロットルボディ２００に対して流量制御
弁１００を取付け面１１０の１箇所でスクリュ１２０に
より固定する方法を試みた。ところが、この場合、スク
リュ１２０の締付け力が締付点周辺部のみに印加され、
締付点と径方向反対側の取付け面１１０にはスクリュ１
２０の締付け力が働かないため、図１１に示すように、
図示Ｘ方向の振動によりスロットルボディ２００の取付
け表面２２０に対して取付け面１１０が滑り、締付点を
中心にした揺動共振が発生した。この揺動共振の有無を
図１１に示す取付け面のＣ点にて測定したデータを図５
に実線グラフｂで示す。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、エンジン側への取付け部
の面積を小さくでき、且つエンジン振動に伴う揺動共振
を防止できる流量制御弁を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】（請求項１の手段）ハウ
ジングの外径側に３点以上の突起を設け、締結部品の締
付け力を３点以上の突起に分散してエンジン側の支持面
に印加している。この場合、締結部品の締付け力がエン
ジン側の支持面に対して締結部品の締付点周辺部のみに
印加されることはなく、３点以上に分散して印加される
ため、エンジン側の支持面に確実に固定できる。また、
これにより、１点の締結部品でエンジン側に固定できる
ため、締結部品を通すための取付け孔を一箇所設けるだ
けで良い。この結果、複数（例えば３点）の締結部品で
固定していた従来品と比較して、取付け部の面積を小さ
くでき、エンジンの小型化にも対応できる。

【０００５】（請求項２の手段）３点以上の突起の内、
１つの突起はハウジングの半径方向で取付け孔の中心よ
り外側に配置され、残りの突起はハウジングの径方向に
取付け孔の中心を通る直線を想定した時に、その直線の
両側に少なくとも１つずつ配置され、且つハウジングの
中心から半径方向へ延びる直線を基準としてそれぞれ周
方向に５〜１６０度の範囲に配置されている。これによ
り、締結部品の締付け力がてこの原理で３点以上の突起
に分散され、各突起を通じてエンジン側の支持面に印加
される。

【０００６】（請求項３の手段）残りの突起は、支持面
からの反力としてハウジングの中心方向へ向かう向心力
を生じるように、エンジン側の支持面に対して圧力角を
設けている。この場合、エンジン側の支持面に対して残
りの突起が受ける向心力により、エンジン振動に対する
揺動共振を効果的に抑制できる。

【０００７】（請求項４の手段）内部に弁手段を収容す
るハウジングの先端側が前記支持面に設けられた嵌合穴
に組み込まれ、弁手段の上流側と下流側とでそれぞれ嵌
合穴とハウジングとの間がシール部品によってシールさ
れている。この場合、取付け孔の中心より外側に配置さ
れる１つの突起以外の残りの突起をハウジングの外径面
に隣接して設けることができる。即ち、３点以上の突起
とエンジン側の支持面との間をシール部品によってシー
ルする必要がないため、ハウジングの外径側にシール代
を取る必要がなく、より取付け部の面積を小さくでき
る。

【０００８】（請求項５の手段）請求項１〜４に記載し
た流量制御弁は、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。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。図１はスロットルボディに取り付けら
れた流量制御弁の縦断面図である。本実施例の流量制御
弁１は、エンジンのアイドリング時にスロットル弁（図
示しない）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使用されるもので、図１に示
すように、流量制御弁１の下部側がスロットルボディ２
に埋め込まれた状態で、スクリュ３の締結力によりスロ
ットルボディ２に固定されている。スロットルボディ２
には、流量制御弁１を組み込むための嵌合孔２ａが設け
られ、この嵌合孔２ａがスロットル弁をバイパスするバ
イパス通路４に連通している。なお、嵌合孔２ａの開口
周縁部には面取り（図４参照）が施されている。流量制
御弁１は、空気通路５を形成するハウジング６、空気通
路５を開閉する弁体７、この弁体７を支持するシャフト
８、シャフト８と一体に弁体７を駆動する電磁式アクチ
ュエータ（後述する）等より構成される。

【００１０】ハウジング６は、例えばアルミダイカスト
製で略筒形状に設けられ、その長手方向（図１の上下方
向）の中程にスロットルボディ２への取付け部６ａを有
し、この取付け部６ａより下部側がスロットルボディ２
の嵌合孔２ａに組み込まれている。ハウジング６の取付
け部６ａより下部側には、ハウジング６の下端面に空気
通路５の入口５ａが開口し、ハウジング６の外径面に空
気通路５の出口５ｂ（図２参照）が開口している。従っ
て、ハウジング６内の空気通路５は、入口５ａと出口５
ｂを通じてバイパス通路４に連通している。また、ハウ
ジング６の内部には、空気通路５を閉じる時に弁体７が
着座するシート部９（弁座）が円筒状に設けられてい
る。ハウジング６と嵌合孔２ａとの間は、入口５ａ側と
出口５ｂ側とで、それぞれシール部品１０、１１（例え
ばＯリング）によって気密にシールされている。

【００１１】取付け部６ａは、図３に示すように、ハウ
ジング６の全周に渡って略環状に外側へ張り出して設け
られ、周方向の一箇所にスクリュ３を通すための取付け
孔１２が貫通している。また、取付け部６ａの下面に
は、３個の突起（第１の突起１３、第２の突起１４、第
３の突起１５と言う）が下方へ向かって突設されてい
る。これらの突起１３〜１５は、流量制御弁１の下部側
をスロットルボディ２の嵌合孔２ａに組み込んだ時に、
嵌合孔２ａ周縁のスロットルボディ表面２ｂ（本発明の
エンジン側の支持面）に当接して嵌合孔２ａの深さ方向
に対する流量制御弁１の位置決めを行うとともに、各突
起１３〜１５を通じてスクリュ３の締付け力をスロット
ルボディ表面２ｂに印加することができる。

【００１２】第１の突起１３は、図３に示すように、流
量制御弁１の軸心Ｏから取付け孔１２の中心を通る半径
方向で取付け孔１２の中心より外側に配置され、第２の
突起１４と第３の突起１５は、流量制御弁１の径方向に
取付け孔１２の中心を通る直線Ｙ−Ｙを想定した時に、
その直線の両側に配置され、且つ流量制御弁１の軸心Ｏ
を中心として取付角５〜１６０度の範囲に配置されてい
る。望ましくは、第１の突起１３を基準として３個の突
起１３〜１５が略等間隔に配置されている方が良い（図
３参照）。なお、取付角とは、流量制御弁１の軸心Ｏを
中心として、直線Ｙ−Ｙ上にある取付け部６ａのＤ点か
ら第２の突起１４および第３の突起１５までの角度であ
る。また、第２の突起１４の下端面と第３の突起１５の
下端面には、図４に示すように、それぞれスロットルボ
ディ表面２ｂに対して所定の圧力角αが付与されてい
る。つまり、各突起１４、１５の下端面がスロットルボ
ディ表面２ｂに対して所定角度（圧力角α）だけ傾斜し
て設けられ、面取りが施されている嵌合孔２ａの開口縁
部（角部）が各突起１４、１５の下端面（傾斜面）に点
接触（周方向では線接触）している。

【００１３】弁体７は、ハウジング６内のシート部９よ
り下流側でシート部９と対向して配され、シャフト８の
先端部に固定されてシャフト８と一体に軸方向（図２の
上下方向）に移動可能に設けられている。シャフト８
は、下端側が板ばね１６により支持され、上端部がアジ
ャストスクリュ１７の中空孔１７ａに摺動自在に挿入さ
れて、板ばね１６の変形を伴って軸方向に移動可能に設
けられている。板ばね１６は、シャフト８の軸方向に弾
性変形可能に設けられ、シャフト８の支持中心をシート
部９の軸心上に設定した状態で、外周縁部がハウジング
６の内壁面と電磁式アクチュエータの構成部品であるマ
グネットプレート１８との間に挟持されている。

【００１４】電磁式アクチュエータは、図示しない電子
制御ユニットにより通電制御されるソレノイドコイル１
９（以下コイル１９と略す）と、このコイル１９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
８に固定されたムービングコア２０等より構成される。
コイル１９は、ボビン２１の外周に巻装されて、樹脂製
のコネクタ２２にモールドされたターミナル２３に電気
的に接続されている。磁路形成部材は、コイル１９の外
周に配された円筒形状のヨーク２４、このヨーク２４の
下端面に隣接してコイル１９の下端側に配された前述の
マグネットプレート１８、ヨーク２４の上端面に隣接し
てコイル１９の上側に配された上側プレート２５、ボビ
ン２１の内周に配された略筒状のステータコア２６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。

【００１５】ムービングコア２０は、磁路形成部材と同
様に鉄等の磁性材料から成り、円筒形状に形成されて板
ばね１６の上端側でシャフト８の外周に圧入され、アジ
ャストスクリュ１７との間に介在されたスプリング２７
により軸方向下方へ付勢されている。このムービングコ
ア２０は、コイル１９が通電された時にスプリング２７
の付勢力に抗してコイル１９の磁力により磁化されたス
テータコア２６側（図１の上側）へ吸引され、シャフト
８及び弁体７と一体に移動する。アジャストスクリュ１
７は、ステータコア２６の内周に配され、ステータコア
２６に螺着されて、スプリング２７のセット荷重を調節
することができる。

【００１６】次に、流量制御弁１の作動を説明する。電
子制御ユニットを通じてコイル１９が通電されると、磁
路形成部材とムービングコア２０とを通る磁路が形成さ
れて、ステータコア２６とムービングコア２０との間に
吸引力が発生する。この吸引力によりスプリング２７と
板ばね１６の各弾性力が釣り合う位置までムービングコ
ア２０がステータコア２６側へ吸引され、ムービングコ
ア２０と一体にシャフト８及び弁体７が軸方向上方へ移
動する。この結果、弁体７がシート部９からリフトして
空気通路５を開くことにより、ハウジング６の入口５ａ
から出口５ｂへ向かって空気通路５を空気（スロットル
弁をバイパスする空気）が流れる。コイル１９への通電
を停止すると吸引力が消滅するため、それまで吸引され
ていたムービングコア２０がスプリング２７の付勢力を
受けて下方へ押し戻される。その結果、ムービングコア
２０とともにシャフト８及び弁体７が下方へ移動し、弁
体７がシート部９に当接して空気通路５を閉じる。

【００１７】続いて、スロットルボディ２への流量制御
弁１の取付け方法（固定方法）について説明する。ま
ず、ハウジング６の外径部にシール部品１０、１１を装
着して流量制御弁１の下部側をスロットルボディ２の嵌
合孔２ａに挿入する。この時、取付け部６ａに設けた３
個の突起１３〜１５がスロットルボディ表面２ｂに当接
することにより、嵌合孔２ａの深さ方向に対して流量制
御弁１を位置決めできる。続いて、取付け部６ａに設け
た取付け孔１２に１本のスクリュ３を通し、予めスロッ
トルボディ２に形成されている螺子孔２ｃ（図１参照）
にスクリュ３を螺子込んで締付け力を発生させる。この
スクリュ３の締付け力は、スロットルボディ表面２ｂに
当接する３個の突起１３〜１５を通じてスロットルボデ
ィ表面２ｂに印加される。

【００１８】この時、図４に示すように、第２の突起１
４と第３の突起１５は、それぞれの下端面（傾斜面）に
スロットルボディ表面２ｂに対する圧力角αが付与され
ているため、突起１４、１５を通じてスロットルボディ
表面２ｂに締付け力の分力Ｆ2 が印加されると、傾斜面
に対するくさび作用により、分力Ｆ2 は傾斜面に垂直な
方向の力Ｆ2 ′に増力され、そのＦ2 ′の反力の径方向
成分として流量制御弁１の軸心方向に向かう力（向心
力）が発生する。この向心力がエンジン振動に伴う流量
制御弁１の揺動共振の抑制に対し、効果的に作用する。

【００１９】（本実施例の効果）本実施例の流量制御弁
１は、ハウジング６の取付け部６ａに３個の突起１３〜
１５を設けて、１本のスクリュ３の締付け力を３個の突
起１３〜１５に分散してスロットルボディ表面２ｂに印
加することができるため、１本のスクリュ３でも締付け
力が一箇所に集中することなく、３本のスクリュ３で締
め付けた場合と同等の効果を得ることができる。これに
より、ハウジング６の取付け部６ａにスクリュ３を通す
ための取付け孔１２を一箇所空けるだけで良いため、複
数（例えば３点）のスクリュ３で締め付けていた従来品
と比較して、取付け部６ａの面積を小さくでき、エンジ
ンの小型化にも対応できる。また、１本のスクリュ３を
締め付けるだけで良いため、締め付け工数の低減による
コストダウンも可能である。

【００２０】更に、第２の突起１４の下端面と第３の突
起１５の下端面には、それぞれスロットルボディ表面２
ｂに対して所定の圧力角αが付与されているため、各突
起１４、１５よりスロットルボディ表面２ｂに締付け力
が印加されると、流量制御弁１の軸心方向に向かう向心
力が発生する。この向心力は、図３に示す矢印Ｘ方向の
エンジン振動に対向する分力を有しているため、向心力
を発生させることでエンジン振動による流量制御弁１の
揺動共振を効果的に抑制できる。この揺動共振の有無を
図３に示す取付け部６ａのＣ点にて測定したデータを図
５に実線グラフａで示す。なお、第２の突起１４および
第３の突起１５の取付角が５度以下（図６参照）または
１６０度以上（図７参照）の場合は、各突起１４、１５
を通じて発生する向心力がエンジンの振動方向Ｘと略直
交するため、エンジン振動に伴う流量制御弁１の揺動共
振を抑制できる効果は小さい。嵌合孔２ａに組み込まれ
たハウジング６の外径にシール部品１０、１１を装着し
ているため、取付け孔１２の中心より外側に配置される
第１の突起１３以外の残りの突起（第２の突起１４と第
３の突起１５）をハウジング６の外径面に隣接して設け
ることができる。即ち、３個の突起１３〜１５とスロッ
トルボディ表面２ｂとの間にパッキン等のシール部品を
介在させる必要がないため、従来品のようにハウジング
６の外径側にシール代を取る必要がない。これにより、
更に取付け部６ａの面積を小さくできる。

【００２１】（変形例）本実施例の流量制御弁１は、取
付け部６ａに３個の突起１３〜１５を設けているが、４
個以上でも良いことは言うまでもない。但し、スクリュ
３の締付け力を各突起に分散させるためには、てこの原
理を応用できるように、一つの突起を取付け孔１２の中
心より外側に配置する必要がある。また、ハウジング６
の外径に環状の取付け部６ａを設けて、その取付け部６
ａに３個の突起１３〜１５を形成しているが、例えば図
８に示すように、各突起１３〜１５の間は取付け部６ａ
を無くしても良い。本実施例では、流量制御弁１の取付
け部６ａより下部側をスロットルボディ２の嵌合孔２ａ
に組み込む例を示したが、流量制御弁１全体がスロット
ルボディ２の外側に出ている場合にも本発明を適用でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】スロットルボディに取り付けられた流量制御弁
の縦断面図である。

【図２】スロットルボディに取り付けられた流量制御弁
の側面図である。

【図３】スロットルボディ側から見た流量制御弁の平面
図（下面図）である。

【図４】図１のＢ部拡大図である。

【図５】振動周波数に対する揺動共振の有無を測定した
データである。

【図６】取付角０度に残りの突起を配置した場合の向心
力を示す流量制御弁の下面図である。

【図７】取付角１８０度に残りの突起を配置した場合の
向心力を示す流量制御弁の下面図である。

【図８】本実施例の変形例を示す流量制御弁の下面図で
ある。

【図９】従来の流量制御弁の上面図（ａ）と断面図
（ｂ）である。

【図１０】締付け力を１点に加えた場合の例を示す流量
制御弁の側面図である。

【図１１】図１０に示す流量制御弁の下面図である。

【符号の説明】

１ 流量制御弁（アイドル回転速度制御弁） ２ａ 嵌合穴 ２ｂ スロットルボディ表面（エンジン側の支持面） ３ スクリュ（締結部品） ６ ハウジング ７ 弁体（弁手段） ９ シート部（弁手段） １０ シール部品 １１ シール部品 １２ 取付け孔 １３ 第１の突起（１つの突起） １４ 第２の突起（残りの突起） １５ 第３の突起（残りの突起）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジングの外径側で周方向の一箇所に取
   付け孔を有し、この取付け孔に締結部品を通して、その
   締結部品の締付け力によりエンジン側の支持面に押圧し
   て固定される流量制御弁であって、 前記ハウジングの外径側に３点以上の突起を設け、前記
   締結部品の締付け力を前記３点以上の突起に分散して前
   記エンジン側の支持面に印加することを特徴とする流量
   制御弁。
2. 【請求項２】前記３点以上の突起の内、１つの突起は前
   記ハウジングの半径方向で前記取付け孔の中心より外側
   に配置され、残りの突起は前記ハウジングの径方向に前
   記取付け孔の中心を通る直線を想定した時に、その直線
   の両側に少なくとも１つずつ配置され、且つ前記ハウジ
   ングの中心から半径方向へ延びる前記直線を基準として
   それぞれ周方向に５〜１６０度の範囲に配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載した流量制御弁。
3. 【請求項３】前記残りの突起は、前記支持面からの反力
   として前記ハウジングの中心方向へ向かう向心力を生じ
   るように、前記支持面に対して圧力角を設けていること
   を特徴とする請求項１または２に記載した流量制御弁。
4. 【請求項４】内部に弁手段を収容する前記ハウジングの
   先端側が前記支持面に設けられた嵌合穴に組み込まれ、
   前記弁手段の上流側と下流側とでそれぞれ前記嵌合穴と
   前記ハウジングとの間がシール部品によってシールされ
   ている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、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。