(57)【要約】【課題】  安定したバルブの開閉動作を実現することができる制御弁を提供する。【解決手段】  ロータ３２に設けられたマグネット５３の軸方向へ長さ寸法Ｌ１を、ステータ４５の幅寸法Ｌ２より大きく設定し、ステータ中心線７１がマグネット中心線７２よりスロットルバルブ１５側にオフセットするようにステータ４５に対するマグネット５３の位置を設定する。スロットルボディ１３の壁面に、シャフト３３の先端部が挿入される先端側支持部８５を凹設し、先端側支持部８５の端面８６に半球状の凸部８７を設ける。先端側支持部８５の奥側へ付勢されたシャフト３３を、その先端面が凸部８７に点接触した状態で回動自在に支持し、先端側支持部８５によってシャフト３３の先端部を回動自在に支持するスラスト軸受８８を構成する。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネットが設けられたロータを一対のステータ間に配置し、前記ロータに設けられた回転軸にバルブを固定するとともに、前記ステータからの磁力で前記ロータを回転して前記バルブを回動し、スロットルでの通流量を制御する制御弁において、
前記マグネットの軸方向へ長さ寸法を前記ステータの幅寸法より大きく設定するとともに、前記ステータの幅方向中心のステータ中心が、前記マグネットの軸方向中心のマグネット中心より前記バルブ側にオフセットするように前記ステータに対する前記マグネットの位置を設定する一方、前記回転軸の先端部を支持する支持部をスラスト軸受で構成したことを特徴とする制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば空気流量を制御する制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジン車の吸気路には、図５に示すように、エンジン側への空気の流れを調整する制御弁８０１は設けられてなかったが、窒素酸化物（ＮＯｘ）の排気ガス対策のために使われ始めている。
【０００３】
この制御弁８０１は、空気の通流量を制御するスロットル８１１を備えており、前記吸気路に接続されるスロットルボディ８１２内には、円板状のバルブ８１３が配置されている。前記スロットルボディ８１２の側部には、トルクモータ８１４が設けられており、該トルクモータ８１４の回転軸８１５には、前記スロットルボディ８１２内に設けられた前記バルブ８１３が固定されている。
【０００４】
このトルクモータ８１４は、ソレノイド８２１によって励磁される一対のステータ８２２を備えており、両ステータ８２２間には（延出部分は図示省略）、ステータ８２２からの磁力に応じて回転するロータ８２３が配設されている。該ロータ８２３は、円筒状のマグネットコア８２４を備えており、該マグネットコア８２４の中心部には、前記回転軸８１５が固定されている。前記マグネットコア８２４の外周部には、円弧状に形成されたマグネット８２５，８２５が接着されており、前記ステータ８２２の励磁状態に応じて当該ロータ８２３が回転するように構成されている。
【０００５】
これにより、このトルクモータ８１４で前記バルブ８１３を回動することによって、前記スロットル８１１での通流量を可変できるように構成されている。
【０００６】
前記トルクモータ８１４のケーシング８３１には、前記回転軸８１５の基端部を回動自在に支持する基端側支持部８３２が凹設されており、前記スロットルボディ８１２には、前記回転軸８１５の中央部を回動自在に支持する支持部８３４が貫通されている。前記回転軸８１５の基端から前記基端側支持部８３２の端面までの間、及び前記回転軸８１５の先端から前記先端側支持部８３３の端面までの間には、隙間が確保されており、前記回転軸８１５の長さ方向への変位を許容できるように構成されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような制御弁８０１にあっては、バルブ８１３が固定された回転軸８１５が長さ方向に変位した際に、前記バルブ８１３がスロットルボディ８１２の内側面に接触することがある。
【０００８】
この場合、このときの摩擦抵抗がトルクモータ８１４の駆動トルクの抵抗となり、ヒステリシス特性の低下を招く恐れがあった。また、回転角度不足を生じ、全閉にできなくなる恐れもあった。
【０００９】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、安定したバルブの開閉動作を実現することができる制御弁を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために本発明の制御弁にあっては、マグネットが設けられたロータを一対のステータ間に配置し、前記ロータに設けられた回転軸にバルブを固定するとともに、前記ステータからの磁力で前記ロータを回転して前記バルブを回動し、スロットルでの通流量を制御する制御弁において、前記マグネットの軸方向へ長さ寸法を前記ステータの幅寸法より大きく設定するとともに、前記ステータの幅方向中心のステータ中心が、前記マグネットの軸方向中心のマグネット中心より前記バルブ側にオフセットするように前記ステータに対する前記マグネットの位置を設定する一方、前記回転軸の先端部を支持する支持部をスラスト軸受で構成した。
【００１１】
すなわち、ステータは、ロータに設けられたマグネットよりバルブ側へオフセットした位置に設けられており、前記ステータからの磁力を受ける前記マグネットには、マグネット中心とステータ中心とが一致する方向に力が作用し、前記バルブ側へ向けた力が生ずる。すると、このロータに設けられた回転軸には、先端方向へ向けたスラスト力が生じ、このスラスト力は、当該回転軸の先端部を支持するスラスト軸受によって受けられる。
【００１２】
このため、前記回転軸は、先端方向へ向けたスラスト力が作用することによって、基端側への変位が防止される。また、このスラスト力が働く前記回転軸は、先端部が前記スラスト軸受で支持されることによって、先端方向への変位が阻止される。
【００１３】
これにより、前記回転軸は、先端側へ寄せられた状態で軸方向へのがたつきが防止され、当該回転軸に設けられた前記バルブの軸方向への変位が阻止される。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように本発明の制御弁にあっては、ロータに設けられた回転軸を、先端側へ寄せた状態において、軸方向へのがたつきを防止することができ、当該回転軸に設けられたバルブの軸方向への変位を阻止することができる。
【００１５】
このため、前記回転軸に前記バルブを固定する際に、前記回転軸を先端側に寄せた状態でスロットルボディに対するバルブの位置を定め、前記バルブを前記回転軸に固定することで、使用時における前記バルブの軸方向への変位を防止することができる。
【００１６】
これにより、前記回転軸の軸方向への変位に起因したバルブとスロットルボディとの干渉を防止することができる。このため、使用時にバルブがスロットルボディに干渉する恐れがあった従来と比較して、ヒステリシス特性の低下や回転角度不足による閉弁不良を確実に防止することができる。
【００１７】
したがって、安定したバルブの開閉動作を実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施の形態を図に従って説明する。図１は、本実施の形態にかかる制御弁１を示す図であり、該制御弁１は、ディーゼルエンジン車の吸気路における空気流量を制御するものである。
【００１９】
すなわち、前記制御弁１は、スロットル１１と、該スロットル１１の側部に設けられたトルクモータ１２とによって構成されており、前記スロットル１１は、前記吸気路に接続されるように構成されている。このスロットル１１を構成するスロットルボディ１３には、空気が通流する円筒部１４が設けられており、該円筒部１４内には、通流経路を開度を可変する円板状のスロットルバルブ１５が配置されている。このスロットルボディ１３の側部には、モータ取付部１６が設けられており、このモータ取付部１６に前記トルクモータ１２がＯリング１７を介して取り付けられるように構成されている。
【００２０】
前記トルクモータ１２のケーシング３１には、ロータ３２が回動自在に支持されており、該ロータ３２には、回転軸としてのシャフト３３が設けられている。このシャフト３３の側面には、平面状の平坦部３４が形成されており、該平坦部３４には、ネジ穴３５，３５が形成されている。これにより、前記ケーシング３１を前記スロットルボディ１３にネジ３６，・・・で固定した状態で、前記ロータ３２の前記シャフト３３が前記スロットル１１内に挿入されるように構成されており、この状態において、前記平坦部３４に前記スロットルバルブ１５を面接した状態でネジ３７，３７により固定できるように構成されている。
【００２１】
前記トルクモータ１２のケーシング３１内には、図２に示すように、ロータ駆動部４１が設けられている。該ロータ駆動部４１は、ボビン４２にコイル４３が巻回されてなるソレノイド４４と、一対のステータ４５，４５とによって構成されている。該ステータ４５は、複数の金属板が積層されてなり、前記ソレノイド４４内に挿入されるコア部４６と、該コア部４６より直交方向に延出する磁気受渡部４７とによって構成されている。該磁気受渡部４７の先端部には、円弧状に後退した円弧部４８が形成されており、両ステータ４５，４５の円弧部４８，４８間には、前記ロータ３２が配置されるように構成されている。
【００２２】
図３は、前記制御弁１の要部の断面を示す図であり、前記ステータ４５の磁気受渡部４７は破線で示されている。
【００２３】
前記ロータ３２は、円筒状のマグネットコア５１を備えており、該マグネットコア５１の中心部には、ストッパ５２を介して前記シャフト３３が固定されている。前記マグネットコア５１の外周部には、円弧状のマグネット５３，・・・が周方向に並設されている。各マグネット５３，・・・は、隣接するマグネット５３，５３が異なる極性となるように配列されている。
【００２４】
これにより、前記ソレノイド４４で励磁される前記ステータ４５，４５の極性を変えることによって、このステータ４５，４５からの磁力を受ける前記ロータ３２を回転して前記スロットルバルブ１５を傾動し、前記スロットル１１内の通流量を制御できるように構成されている。また、前記ロータ３２は、前記ストッパ５２が前記スロットルボディ１３に設けられた突起部６１に当接することで、その回転範囲が規制されるように構成されており、当該ロータ３２は、前記シャフト３３の外周部に設けられたコイル状のスプリング６２で付勢されることで、ソレノイド４４非通電時において、一方のストッパ５２が前記突起部６１に当接した状態が維持されるように構成されている。
【００２５】
前記ロータ３２に設けられた各マグネット５３，・・・の軸方向へ長さ寸法Ｌ１は、前記ステータ４５の幅寸法Ｌ２より大きく設定されており、このステータ４５の幅方向中心に延在するステータ中心線７１が、前記マグネット５３の軸方向中心に延在するマグネット中心線７２より前記スロットルバルブ１５側にオフセットするように前記ステータ４５に対する前記マグネット５３の位置が設定されている。これにより、前記スロットルバルブ１５側に位置する前記マグネット５３の一端と前記ステータ４５の一端とは、ほぼ一致する位置に設定される一方、前記マグネット５３の他端は、前記ステータ４５の他端より突出するように設定されており、前記マグネット５３の他端部には、前記ステータ４５の他端より突出した突出部７５が設定されている。
【００２６】
また、前記トルクモータ１２のケーシング３１には、前記ロータ３２より延出した前記シャフト３３の基端部が挿入される基端側支持部８１が凹設されており、該基端側支持部８１には、軸受け８２を介して前記シャフト３３の基端部が回動自在に支持されている。また、前記スロットルボディ１３に設けられたシャフト挿通穴８３にも、軸受け８４が設けられており、当該シャフト挿通穴８３を挿通する前記シャフト３３の中途部を回動自在に支持できるように構成されている。
【００２７】
そして、前記スロットルボディ１３の壁面にも、前記シャフト３３の先端部が回動自在に挿入される先端側支持部８５が凹設されており、該先端側支持部８５奥側の端面８６には、半球状の凸部８７が設けられている。これにより、この先端側支持部８５の奥側へ付勢された前記シャフト３３は、その先端面が前記凸部８７に点接触した状態で回動自在に支持されるように構成されており、この先端側支持部８５によって前記シャフト３３の先端部を回動自在に支持するスラスト軸受８８が構成されている。
【００２８】
このとき、前記先端側支持部８５へのシャフト収納深さ９１は、前記シャフト３３先端から前記スロットルバルブ１５が取り付けられる位置までのバルブ取り付け長さ９２より短くなるように設定されており、前記シャフト収納深さ９１と前記バルブ取り付け長さ９２を管理することによって、前記スロットルバルブ１５のスロットルボディ１３への干渉を防止できるように構成されている。
【００２９】
以上の構成にかかる本実施の形態において、トルクモータ１２に設けられたステータ４５は、ロータ３２に設けられたマグネット５３よりスロットルバルブ１５側へオフセットした位置に設けられており、前記ステータ４５からの磁力を受ける前記マグネット５３には、マグネット中心線７２とステータ中心線７１とが一致する方向に力が作用し、前記スロットルバルブ１５側へ向けた力が生ずる。すると、このロータ３２に設けられたシャフト３３には、先端方向へ向けたスラスト力Ｆが生じ、このスラスト力Ｆは、当該シャフト３３の先端部を支持するスラスト軸受８８の凸部８７によって受けられる。
【００３０】
これにより、前記シャフト３３は、先端方向へ向けたスラスト力Ｆが作用することによって、基端側への変位が防止される。また、このスラスト力Ｆが働く前記シャフト３３は、先端部が前記スラスト軸受８８で支持されることによって、先端方向への変位が阻止される。
【００３１】
このように、前記ロータ３２に設けられたシャフト３３を、先端側へ寄せた状態において、当該シャフト３３の軸方向へのがたつきを防止することができ、このシャフト３３に設けられたスロットルバルブ１５の軸方向への変位を阻止することができる。
【００３２】
このため、前記シャフト３３に前記スロットルバルブ１５を固定する際に、前記シャフト３３を先端側に寄せた状態でスロットルボディ１３の内壁面に対するスロットルバルブ１５の位置を定め、該スロットルバルブ１５を前記シャフト３３に固定することで、使用時における前記スロットルバルブ１５の軸方向への変位を防止することができる。
【００３３】
これにより、前記シャフト３３の軸方向への変位に起因したスロットルバルブ１５とスロットルボディ１３との干渉を防止することができる。このため、使用時にスロットルバルブ１５がスロットルボディ１３に干渉する恐れがあった従来と比較して、ヒステリシス特性の低下や回転角度不足による閉弁不良を確実に防止することができる。
【００３４】
したがって、安定したスロットルバルブ１５の開閉動作を実現する。
【００３５】
なお、本実施の形態にあっては、前記シャフト３３が挿入される先端側支持部８５の端面８６に半球状の凸部８７を設け、平面状に形成されたシャフト３３の先端面を前記凸部８７に当接して、シャフト回転時に生じる摩擦抵抗を抑えるように構成したが、この構造に限定されるものではない。
【００３６】
例えば、前記シャフト３３の先端に球面状の突出部１０１を設け、この突出部１０１を前記先端側支持部８５の端面８６に点接触して、摩擦抵抗を小さくしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施の形態を示す分解斜視図である。
【図２】同実施の形態のロータ駆動部の分解斜視図である。
【図３】同実施の形態の断面図である。
【図４】本発明の他の実施の形態を示す断面図である。
【図５】従来の制御弁を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１    制御弁
１１    スロットル
１３    スロットルボディ
１５    スロットルバルブ
３２    ロータ
４４    ソレノイド
４５    ステータ
５３    マグネット
７１    ステータ中心線
７２    マグネット中心線
８８    スラスト軸受
【図１】
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【図２】
2006266163.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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