CN101144447B - 油箱阀门装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阀门装置，在阀体中形成径向方式延伸的薄碟部、以及设置于碟部外周部的肋。在壳体中形成环状密封凸起，该密封凸起与碟部压接触以密封阀门。因为碟部较薄，当使阀门密封时，沿密封凸起的端面出现变形。即使由于燃油溶涨等因素使密封凸起变形时，也能沿其整个周向进行密封。即使在使树脂零件彼此压接触的情况下，也能实现较高的密封性能。

Description

油箱阀门装置

技术领域

本发明涉及一种油箱。更具体地，本发明涉及一种安装于树脂油箱的阀门装置，如回流抑制阀(或止回阀)。

背景技术

在汽车油箱上，安装有不同的阀门装置，诸如回流抑制阀和蒸发回路阀门装置。近年来，提出了油箱的树脂化。因此，通常用通过焊接(熔接)使这些阀门装置与树脂油箱结合。

为了避免容纳在油箱中的燃油回流进入加油管，在油箱和加油管之间设置回流抑制阀。例如，如图7和图8中所示，回流抑制阀由盖子100、壳体200、阀门300、以及弹簧400组成。

盖子100具有马来酸改性的聚乙烯(maleic acid modifiedpolyethylene)制成的外侧部101、和聚酰胺制成的内侧部102。盖子100通过双色模塑而成。盖子100具有凸缘部103、以及从凸缘部103表面凸起的圆筒部104。在凸缘部103的周缘部形成焊接至油箱的环状第一焊接部105。在第一焊接部105的内周侧，在内周部102形成焊接至壳体200的环状第二焊接部106。

壳体200由聚酰胺形成，几乎不会因燃油而溶涨。三个支撑板201在壳体200中以周向等间隔方式径向凸出。包括通孔的圆柱形凸台202与三个支撑板201的各前端连接。与第二焊接部106焊接的环状焊接槽203形成于壳体200的一个端部。在壳体200的另一端部形成环状密封凸起204。

阀门300包括：由聚缩醛(polyacetal)形成的阀体301、聚缩醛制成的环状橡胶密封座板302、有孔碟状保持板303、以及帽盖304。阀体301具有：凸缘部305；轴部306，从凸缘部305中央凸出；以及，内圆筒部307，在与轴部306相反的方向从凸缘部305凸出。在内圆筒部307上周向等间隔方式形成三个爪部308。在内圆筒部307上，爪部两侧有切口(切口未示出)，因此各爪部308可以径向弹性方式变形。

阀体301如此构成，使得内圆筒部307插进密封座板302和保持板303的各中心孔中。各爪部308与保持板303接合，使得密封座板302夹在凸缘部305和保持板303之间。密封座板302和保持板303各自的外径比凸缘部305的外径大。密封座板302的一部分从凸缘部305的外周凸出。

此阀门300如此构成，在图8中观察时，轴部306从下面插进凸台202的通孔，弹簧400穿在穿过通孔的轴部306上。另外，将帽盖304固定并适配于轴部306的头部。因此，使弹簧400保持以下状态，其中弹簧400压缩置于三个支撑板201的每一个与帽盖304之间。此外，将盖子100的第二焊接部106焊接至壳体200的焊接槽203。以这种方式构成阀门装置。另外，通过从油箱中形成的开口部将壳体200插进油箱，并通过将第一焊接部105焊接至油箱的外表面，将阀门装置组装至油箱。

在没有外力作用于此阀门装置的状态下，由弹簧400在使阀门300接近盖子100的方向推压阀门300。因此，密封座板302从凸缘部305外周凸起的部分与密封凸起204压接触，因而使阀门密封。

在例如JP-A-2004-028043中描述的一种阀门，已知是这种类型的回流抑制阀。

然而，对于上述常规阀门装置而言，弹性材料如橡胶或热塑性弹性体形成的密封座板是必须的。常规阀门装置的缺点在于阀门自身的零件数量较多，并且阀门装置组装过程的步骤较多。

在例如JP-A-2006-123576中描述的一种阀门装置中，与树脂阀门元件自身一起一体形成密封表面。此阀门装置配置成，将壳体中所形成的阀座的表面与阀门元件的密封表面分别形成为大致具有相同曲率中心的球形表面，并且用阀座压接触阀门元件的密封表面，使得密封表面与阀座之间的接触面积较大。

然而，如JP-A-2006-123576中所述，此阀门装置配置成壳体和阀门都由树脂形成，并且是具有相同曲率中心的球形密封表面结构，这种阀门装置存在的问题在于，即使燃油溶涨较小时，也使密封表面的位置从使阀门密封的密封接触位置偏移，使得阀门不密封。

发明内容

考虑到上述情况提出本发明。因此，本发明的目的是：通过省去树脂密封座板，减少阀门或者安装阀门的油箱的零件数量，并且保证与使用橡胶密封座情况下同样的密封性能。

为了解决上述问题，根据本发明，提供一种油箱阀门装置，其具有：盖子，具有与在油箱上形成的开口部的外周部结合的凸缘部；圆筒壳体，固定于盖子，并且从凸缘部延伸进入油箱；以及阀门，轴向可动方式布置在壳体中。本阀门装置的特点在于，阀门包括树脂阀体、薄碟部(从阀体径向方式延伸)以及环状肋(沿碟部的外周形成)，以及，碟部和肋与阀体一体形成，以及，壳体包括环状密封凸起，该密封凸起与碟部压接触以密封阀门。

优选的是，密封凸起的端面是平面。此外，优选的是，在碟部形成环状槽，并使密封凸起与槽的底面压接触以密封阀门。

根据本发明的阀门装置，阀门密封是通过使壳体的密封凸起与阀门的碟部压接触实现的。碟部设置得较薄。当使密封凸起与碟部压接触时，因为碟部较薄，碟部发生弹性变形。即使由于燃油溶涨作用使密封凸起一定程度变形时，也能保证密封性能。籍此，即使在树脂部件彼此压接触时，也能实现较高的密封性能。另外，即使阀门倾斜置于密封凸起时，弹性变形能保证密封性能。

籍此，在保证较高密封性能的同时，可以省去使用常规橡胶密封座板和保持板。此外，可以减少零件的数量和组装工时。因此，可以降低装置的成本。

根据本发明的阀门装置包括：盖子、壳体和阀门。盖子与油箱的外表面结合。优选的是，通过焊接使盖子与油箱的外表面结合。理想的是，盖子由可以与油箱焊接的高密度聚乙烯形成。优选的是，在盖子不与油箱结合而与燃油接触的表面，形成由例如乙烯-乙烯醇共聚物(ethylene vinyl alcohol copolymer，EVOH)形成的气体阻挡层。

盖子具有与油箱外表面结合的凸缘部。

壳体容纳阀门，使得阀门可以轴向移动。壳体由几乎不因燃油溶涨的树脂形成，例如聚缩醛或聚酰胺。壳体由盖子保持。壳体和盖子彼此分开形成。随后，使壳体和盖子彼此结合成一体。通过机械连接机构诸如爪连接机构，彼此结合成一体的壳体和盖子可以分开。可选择地，壳体和盖子可以通过例如焊接的结合方式彼此成一体。

壳体具有环状密封凸起，该密封凸起与碟部压接触以密封阀门。密封凸起的端面可以是曲面或平面。然而，在密封凸起的端面为曲面的情况下，停止加油时，油箱的内压增大，使得碟部与密封凸起过度压接触，相比于密封凸起的端面为平面的情况，在密封凸起与碟部压接触时密封凸起与碟部之间的接触面积较大。比较而言，在密封凸起的端面为平面的情况下，当使密封凸起与碟部压接触时，易于出现线接触部分。因此，相比于密封凸起的端面为曲面的情况，两者之间的接触面积较小。所以，相比于密封凸起的端面为曲面的情况，密封凸起的端面为平面的情况下，在阀门密封时施加于端面的表面压力更高。于是，可以进一步增强密封性能。

阀门设置成可在壳体内轴向可动。阀门的形状和材料不限于特定的形状和材料。根据阀门的用途可以对阀门进行适当设计。另外，可以使用推压件如弹簧，用于在预定方向推压阀门。

阀门包括树脂阀体、从阀体径向方式延伸的薄碟部、以及沿碟部外周形成的环状肋。优选的是，碟部的厚度随其材料而改变，通常设定在0.3mm至1.5mm的范围。在碟部厚度小于0.3mm的情况下，难以形成碟部。另外，碟部不能满足必需的耐久性能。反之，在碟部厚度大于1.5mm的情况下，碟部的刚性太高，使其难以弹性变形并降低密封性能。

为了获得如图3所示的碟部的弹性变形，适宜的是碟部的宽度(A)和密封凸起的宽度(a)设定成满足下列关系式：A＞2a。理想的是碟部的宽度(A)和密封凸起的宽度(a)设定成满足下列关系式：A＞3a，以使密封凸起位于碟部的中央。

肋能够加强碟部。肋的高度和厚度可以选择不同的数值。

优选的是，在碟部形成环状槽。此外，使密封凸起与槽的底面压接触以密封阀门。于是，阀门装置具有迷宫式结构以进一步增强密封性能。

本发明的另一方面提供一种油箱，包括：

具有开口的箱体；

安装于油箱的阀门装置，包括

盖子，具有与箱体开口的边缘部结合的凸缘部；

圆筒壳体，固定于上述盖子凸缘部的下侧；以及

阀门，轴向可动方式布置在壳体中，阀门包括树脂阀体、从阀体径向方式延伸的薄碟部、以及沿碟部外周突出的环状肋，且碟部和肋与阀体一体形成；以及

环状密封凸起，从壳体的下端凸出，与碟部压接触以密封阀门。

附图说明

图1是图示根据本发明第一实施例的阀门装置的分解轴测图；

图2是图示根据本发明第一实施例的阀门装置的剖视图；

图3是图示根据本发明第一实施例的阀门装置的主要部分放大的剖视图；

图4是图示根据本发明第一实施例的阀门装置操作状态下主要部分放大的剖视图；

图5是主要部分放大的剖视图，图示根据本发明第一实施例的阀门装置的变化实施例，并且还图示此实施例的操作状态；

图6是图示根据本发明第二实施例的阀门装置的主要部分放大的剖视图；

图7是图示常规回流抑制阀的分解轴测图；

图8是图示常规回流抑制阀的剖视图。

具体实施方式

下面，通过描述根据本发明的实例和比较例，更具体地描述本发明。

第一实施例

图1图示根据本发明第一实施例的阀门装置的分解轴测图。图2图示根据第一实施例的阀门装置组装之后的剖视图。这种阀门装置是一种回流抑制阀，以及，包括盖子1、壳体2、阀门3、弹簧4、以及帽盖5。图2图示抵抗弹簧4的推力压紧阀门3的状态。

盖子1具有马来酸改性的聚乙烯制成的外侧部10、和聚酰胺制成的内侧部11。盖子1通过双色模塑而成。另外，盖子1包括凸缘部12、以及从凸缘部12表面凸起的圆筒部13。在凸缘部12的周缘部形成环状第一焊接部14，并将其焊接至在油箱箱体(未示出)形成的开口。在本发明的实施例中，箱体由含有高密度聚乙烯(HDPE)为主要成分的树脂制成。在第一焊接部14的内周侧，在内周部11中形成焊接至壳体2的环状第二焊接部15。

壳体2由玻璃纤维增强聚酰胺形成，几乎不会因燃油而溶涨。三个肋21在壳体2中以周向等间隔方式径向凸出。包括通孔的圆柱形凸台22与三个肋21各自的前端连接。在壳体2的一个端部(上端部)形成与第二焊接部15焊接的环状焊接槽23。在壳体2的另一端部(下端部)形成环状密封凸起24。密封凸起24由玻璃纤维增强聚酰胺制成，并且与壳体2一体形成。密封凸起24的端面为平面，如图3中放大所示。

阀门3具有：由聚缩醛形成的轴部(也就是阀体)30；凸缘部31，形成于轴部30的一端；碟部32，从凸缘部31的周缘部在其外周方向延伸；内周肋33，形成于碟部32的内周端部，并且在与轴部30相反的方向凸出。轴部30、凸缘部31、以及肋32由聚缩醛一体形成。相比于厚度为1.8mm的凸缘部31，碟部32的厚度较薄为1.0mm。

碟部32宽度(A)为7.5mm，而密封凸起24的端部具有2mm的宽度(a)。如此，宽度(A)和(a)设定成满足关系式：A＞3a。密封凸起24置于碟部32的中央。

以这样一种方式构成阀门3，使得轴部30从下面插进凸台22的通孔，从而将弹簧4穿在穿过通孔的轴部30上。另外，帽盖5固定并装配于轴部30的头部。于是，使弹簧4保持于这样一种状态，其中弹簧4压缩置于三个肋21的每一个与帽盖5之间。也就是，在没有外力作用于阀门装置的状态下，由弹簧4在使阀门3接近盖子1的方向推压阀门3。因此，使碟部32与密封凸起24压接触，使得阀门密封。

根据本实施例的回流抑制阀，首先，依次装配壳体2、阀门3、弹簧4、以及帽盖5。接着，将盖子1和壳体2彼此焊接成一体。然后，将盖子1的凸缘部10的第一焊接部14焊接至开口部的周缘部。盖子1的圆筒部13压配合置入加油管，并用卡箍从其外周进行紧固。

加油时，通过燃油的压力克服弹簧4的推力向下推压阀门3。因此，解除碟部32与密封凸起24的密封，从而能加入燃油。当燃油液面接近于满油液面时，由于受弹簧4的推压使碟部32与密封凸起24彼此压接触，从而阻止燃油回流进入壳体2。

如图3中放大图示，在根据本实施例的回流抑制阀中，密封凸起24的端面形成为平面状。当使阀门密封时，密封凸起24与接近平面状的碟部32压接触。籍此，例如，在阀门3稍稍倾斜的状态下，密封凸起24与碟部32压接触，碟部32弹性变形，如图4所示，因而，能够密封阀门。

相反，当停止加油时，油箱的内压增大。当使碟部32和密封凸起24彼此过度压接触时，碟部32适合于沿密封凸起24的端面变形。因此，相比于密封凸起24的端面为平面的情况，密封凸起24与碟部32之间的接触面积更大。

也就是，优选的是，密封凸起24的端面成形为平面状。然而，即使在密封凸起24的端面成形为曲面状的情况下，也能够解决本发明要解决的问题。

碟部32厚度较薄，为1.0mm。籍此，当燃油溶涨发生时，使得密封凸起24的端面或碟部32稍稍变形，借助于碟部32如图5所示的弹性变形，也能保证密封性能，此弹性变形是由密封凸起24与碟部32压接触所致。借助于内周肋33和外周肋34，可以保证碟部32相对密封凸起24的足够平直度。于是，可以避免碟部32的过度变形。由于这些因素的协同作用，根据本实施例的阀门装置可以实现较高的密封性能。

第二实施例

图6图示根据本实施例的阀门装置。除了碟部32的形状之外，本阀门装置与第一实施例的相似。

在碟部32设置于轴部30侧的表面上形成环状槽35。槽35的深度设定在0.1mm至0.2mm的范围。槽35的厚度设定为大约0.8mm。密封凸起24与槽35压接触以密封阀门。

根据本实施例的阀门装置，密封凸起24和槽35构成迷宫式结构。因此，可以进一步提高密封性能。

[工业适用性]

应用根据本发明阀门装置的装置并不局限于回流抑制阀。根据本发明的阀门装置还可以应用于满油箱检测阀、以及应用于通气回路或蒸发回路的流量控制阀。

Claims (10)

1.一种适合安装于油箱的阀门装置，包括：

盖子，具有与形成于所述油箱的开口边缘部结合的凸缘部；

筒状壳体，固定于所述盖子凸缘部的下侧；以及

阀门，轴向可动方式布置在所述壳体中，所述阀门包括树脂阀体、从所述阀体径向方式延伸的薄碟部、以及沿所述碟部的外周凸出的环状肋，而且，所述碟部和所述肋与所述阀体一体形成；以及

环状密封凸起，从所述壳体的下端突出；

其中，所述碟部形成为接近平面状，所述环状密封凸起与所述碟部压接触使得所述碟部弹性变形，以密封所述阀门。

2.根据权利要求1所述的适合安装于油箱的阀门装置，其中所述密封凸起的端面是平面。

3.根据权利要求1所述的适合安装于油箱的阀门装置，其中在所述碟部的上表面形成环状槽，以及

所述密封凸起与所述槽的底面压接触以密封所述阀门。

4.根据权利要求1所述的适合安装于油箱的阀门装置，其中所述壳体和所述密封凸起由玻璃纤维增强聚酰胺一体方式制成。

5.根据权利要求1所述的适合安装于油箱的阀门装置，其中所述碟部的宽度A和所述密封凸起的宽度a设定为满足A＞2a。

6.根据权利要求1所述的适合安装于油箱的阀门装置，其中所述碟部的宽度A和所述密封凸起的宽度a设定为满足A＞3a。

7.根据权利要求1所述的适合安装于油箱的阀门装置，其中在所述壳体的上端部形成环状的焊接槽，并且将所述焊接槽焊接至所述盖子中的第二焊接部。

8.根据权利要求1所述的适合安装于油箱的阀门装置，其中，所述阀门包括插于凸台的通孔中的轴部，以及，弹簧穿在所述轴部上，帽盖固定于所述轴部的头部。

9.根据权利要求8所述的适合安装于油箱的阀门装置，其中所述轴部、所述凸缘部、以及所述肋由聚缩醛一体形成。

10.根据权利要求4所述的适合安装于油箱的阀门装置，其中所述盖子通过双色模塑形成，包括马来酸改性的聚乙烯制成的外部和聚酰胺制成的内部。

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