CN103814247A - 流量控制装置 - Google Patents

Abstract

设有与两个电磁阀中的一个电磁阀的腔室（20a）连通的输入端口(8)。输出端口（9a、9b）与两个电磁阀各自的开闭通路（21a、21b）连通。另外，设置将腔室（20a、20b）连通的连接端口（23），使从输入端口（8）朝腔室（20a）导入的流体也朝腔室（20b）流动。

Description

流量控制装置

技术领域

本发明涉及一种连接有多个电磁阀的流量控制装置。

背景技术

汽车的蒸发气体处理系统通过将燃料箱内挥发出的蒸发气体暂时吸附于碳罐，并利用进气总管的负压将蒸发气体导入发动机内而使其再次燃烧，可防止蒸发气体朝外部排出。用电磁阀控制导入发动机的蒸发气体的流量。

近年来，由于汽车的HEV（Hybrid Electric Vehicle：油电混合动力车）化使发动机工作频率降低，并相应地减少了蒸发气体处理的机会，但随着环境限制的强化，要求提高蒸发气体处理系统的能力，使低负压区域的大流量化成为技术问题。因此，目前，通过电磁阀的并联连接以及外装腔室等的模块化，来实现配管的削减及操作性的提高等以降低成本，并增加流量（例如参照专利文献1）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第WO2008/090657号小册子

发明内容

发明要解决的技术问题

在连接多个电磁阀的情况下，因连接方法而使流路的结构变得复杂，产生压力损失而导致流量显著降低，因此，存在难以维持功能（流量等）这样的问题。

本发明为解决上述技术问题而作，其目的在于提供一种不会导致功能降低就能降低成本的流量控制装置。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的流量控制装置包括多个电磁阀，这些电磁阀具有：腔室；第一端口，该第一端口朝腔室导入流体或从该腔室导出流体；开闭通路，该开闭通路将腔室与第一端口连通，并利用阀进行打开关闭；以及螺线管部，该螺线管部驱动阀打开关闭，流量控制装置还包括：连接部，该连接部使多个电磁阀各自的腔室彼此连通并将多个电磁阀一体化；以及第二端口，该第二端口形成于多个电磁阀中的任意一个电磁阀的腔室而导入或导出流体。

发明效果

根据本发明，在将多个电磁阀连接而实现大流量化的情况下，通过将与开闭通路连通的第一端口设为和电磁阀相同数量的根数，能抑制流过开闭通路时的压力损失，并能抑制流量降低。另外，将与腔室连通的第二端口仅设为一根而不取决于电磁阀的个数，因此，能削减配管而提高操作性。由此，可以提供一种不会导致功能降低就能降低成本的流量控制装置。

附图说明

图1是适用本发明实施方式一的流量控制装置的蒸发气体处理系统的整体结构图。

图2是表示实施方式一的流量控制装置的结构的主视图。

图3是表示实施方式一的流量控制装置的结构的剖视图。

图4是表示电磁阀的不同连接方法的流量特性的图表。

图5是表示现有的将两个电磁阀模块化后的流量控制装置的结构的剖视图。

图6是表示用配管将两个电磁阀连接后的流量控制装置的结构的剖视图。

图7是实施方式一的流量控制装置的腔室侧的截面放大图。

图8是表示在实施方式一的流量控制装置中设有过滤器的结构的剖视图。

图9是表示在图6所示的流量控制装置中设置有过滤器的结构的剖视图。

图10是实施方式一的流量控制装置的剖视图，表示电磁阀单一动作状态。

图11是表示实施方式一的流量控制装置的变形例、即将三个电磁阀连接的结构的主视图。

图12是表示实施方式一的流量控制装置的变形例、即将腔室彼此直接连接的结构的主视图。

图13是图12所示的流量控制装置的剖视图，图13（a）示出了焊接连接的结构例，图13（b）示出了直接安装连接的结构例。

图14是说明图13所示的过滤器的图，图14（a）是过滤器的截面放大图，图14（b）是外观立体图。

具体实施方式

以下，为了更详细地说明本发明，参照附图对用于实施本发明的实施方式进行说明。

实施方式一

在图1所示的蒸发气体处理系统中，燃料箱1内产生的蒸发气体被暂时吸附于称为碳罐2的使用有活性炭的装置。在发动机6启动之后，在因进气总管5的负压而使吸附的空气与蒸发汽油的混合气体从碳罐2流入发动机6时产生燃烧。此时，流量控制装置3根据控制部7的驱动信号对从碳罐2导入发动机6的混合气体的流量进行控制。

图2是表示流量控制装置3的结构的主视图，图3是剖视图。该流量控制装置3是将两个电磁阀组合在一起的结构例，由螺线管部10a和腔室20a构成一个电磁阀，由螺线管部10b和腔室20b构成一个电磁阀。输入端口（第二端口）8与电磁阀的个数无关，设为一根，输出端口（第一端口）9a、9b设为与电磁阀相同的数量，为两根。

对成为阀的柱塞15产生驱动力并对蒸发气体的流量进行控制的螺线管部10a、10b分别包括：卷绕有与供电端子连接的导线的线圈11；因朝线圈11的通电而被励磁的铁心12；与铁心12一起构成磁路的轭部13及板14；被拉向铁心12的柱塞15；将柱塞15朝与铁心12的吸引方向相反的方向施力的弹簧16；以及成为柱塞15的限位件的销17。另外，螺线管部10a、10b内的各间隙被O形环18、19堵塞。

成为蒸发气体的流路的腔室20a、20b包括：通过柱塞15的可动来切断蒸发气体的流通的开闭通路21a、21b；以及将腔室20a、20b的底面侧的各开口堵塞的各盖22。更详细而言，开闭通路21a、21b形成为两层圆筒的形状，通过使内侧的圆筒的上端部与柱塞15抵接或分离来进行打开关闭。如图3的箭头A所示，蒸发气体从内侧圆筒内的下侧朝上侧流动，在开阀时，经由与柱塞15间的间隙而折返地朝外侧的圆筒内流动。该外侧圆筒的周面的一部分开口，并与输出端口9a、9b连通。

另外，在一个腔室20a上形成有连接端口23，该连接端口23与另一个腔室20b的开口嵌合而使腔室20a、20b之间连通。该连接端口23的外周面与腔室20b的开口缘间的间隙被O形环24堵塞。支架30是用于将流量控制装置3装设于车辆的螺钉紧固用的保持件。

通过由树脂等相同材质（即，相同的线膨胀系数）形成腔室20a、20b，即便存在因温度变化而产生的变形，也能良好地保持连接端口23与腔室20b的连接部的密封性。

接着，对流量控制装置3的动作进行说明。

在螺线管部10a、10b中，当电流在线圈11中流动时，在铁心12、轭部13及板14中会产生磁场，比弹簧16的闭阀力（作用力）更大的开阀力（电磁力）起作用，从而将柱塞15拉向铁心12，打开开闭通路21a、21b以确保通路。此时，利用进气总管5的负压将蒸发气体从输入端口8导入腔室20a，蒸发气体的一部分在开闭通路21a中朝箭头A的方向流动而导出至输出端口9a。另外，被导入到腔室20a的蒸发气体的一部分从连接端口23导入到腔室20b，并在开闭通路21b中朝箭头A的方向流动而导出至输出端口9b。从输出端口9a、9b导出的蒸发气体在流量控制装置3下游侧的分歧配管4中合流并朝发动机6流动。

如图3的箭头A所示，在开闭通路21a、21b中流动的蒸发气体碰到柱塞15的前端而折回，并朝输出端口9a、9b流出，因此，在折回的部位容易产生压力损失，容易导致流量降低。因此，通过在折回的部位设置输出端口9a、9b的一端部，能将从开闭通路21a、21b流出的蒸发气体直接引导至输出端口9a、9b，能抑制压力损失及流量降低。以下，对该详细情况进行说明。

图4是表示电磁阀的不同连接方法的流量特性的图表。图表的纵轴是流量，横轴是输入端口侧与输出端口侧的差压。在图表中，用圆圈标记（○）的曲线表示设置有本实施方式一的流量控制装置3的情况下的流量特性。

另外，作为流量特性的比较例，在图表中用正方形标记（□）的曲线表示将两个电磁阀模块化后的流量控制装置100（结构在图5中后述）设置于使碳罐2与发动机6连通的配管的情况下的流量特性。另外，在图表中用三角形标记（△）的曲线表示设置有用配管连接两个电磁阀而构成的流量控制装置200的情况下（结构在图6中后述）的流量特性。另外，在图表中用无标记的曲线表示设置有一个电磁阀的情况下的流量特性。

图5是表示将两个电磁阀模块化后的流量控制装置100的结构的剖视图。在该流量控制装置100中，用连接端口23将腔室20a、20b连接的结构与本实施方式一的流量控制装置3是相同的，但相对于流量控制装置3设有一根输入端口8和两根输出端口9a、9b的结构，流量控制装置100设有一根输入端口8和一根输出端口9，这点上是不同的。此外，流量控制装置100具有将开闭通路21a和输出端口9连通的连接端口101和O形环102。另外，该结构与之前说明过的专利文献1的流量控制装置类似。

在流量控制装置100中，蒸发气体从输入端口8导入到腔室20a，其一部分在开闭通路21a中朝箭头B的方向流动而流入连接端口101，并以绕开开闭通路21b的方式经由外周侧的较细通路而导出至输出端口9。另外，导入到腔室20a的蒸发气体的一部分从连接端口23向腔室20b导入，在开闭通路21b中朝箭头A的方向流动而导出至输出端口9，并与来自连接端口101的蒸发气体合流。从输出端口9导出的蒸发气体朝发动机6流动。

流量控制装置3和流量控制装置100采用输入端口8均为一根、且开闭通路21a、21b均为两处的结构，因此，能导入的流量应该是相同的。然而，在流量控制装置100中，在从开闭通路21a朝箭头B的方向流动的流路中需在一次折回之后绕开开闭通路21b，因此，与流量控制装置3的箭头A所示的在开闭通路21a中一次折回之后直接朝输出端口9a流动的流路相比，距离较长且流路形状复杂，因而压力损失变大。由此，流量降低显著。

在流量控制装置3中，通过设置两个输出端口9a、9b，与流量控制装置100相比，能降低开闭通路21a、21b的压力损失。因此，如图4中虚线的箭头所示，与流量控制装置100的流量（□的曲线）相比，流量控制装置3的流量（○的曲线）大幅增加。

图6是表示用配管将两个电磁阀连接而构成的流量控制装置200的结构的剖视图。两个电磁阀分离独立，用配管将输入端口8a、8b彼此连接，并用配管将输出端口9a、9b彼此连接。蒸发气体被上游侧的分歧配管4a分开，从输入端口8a导入到腔室20a，并在开闭通路21a中流动而导出至输出端口9a。同样地，在另一个电磁阀中，蒸发气体从输入端口8b导入到腔室20b，并在开闭通路21b中流动而朝输出端口9b导出。从输出端口9a、9b导出的蒸发气体在下游侧的分歧配管4b中合流而朝发动机6流动。

流量控制装置3和流量控制装置200都在开闭通路21a、21b的流路折回的部位设有输出端口9a、9b，因此，压力损失没有差异，但相对于流量控制装置3的输入端口8为一根的结构，流量控制装置200的输入端口8a、8b为两根，因此，能导入的流量不同。然而，电磁阀的主体流量较大地取决于开闭通路21a、21b，因此，若流量控制装置3的输入端口8的流量或流量控制装置200的输入端口8a、8b的总计流量高于开闭通路21a、21b的总计流量，则流量控制装置3和流量控制装置200是相同的。

其结果是，流量控制装置200的流量（△的曲线）和流量控制装置3的流量（○的曲线）大致相等。

在使用电磁阀单体的情况下，将图6所示的两个电磁阀中的任一电磁阀设置于连接碳罐2和发动机6的配管（省略设置例的整体图）。在该情况下，在配管上无需分歧配管4a、4b。

电磁阀单体和流量控制装置3的输入端口均为一根，能导入的流量相同，但相对于流量控制装置3的开闭通路为两处，在电磁阀单体中开闭通路为一处，因此，流量为大致一半。因此，电磁阀单体的流量（无标记的曲线）与流量控制装置3的流量（○的曲线）相比大幅减小。

由图表可知，相对于输入端口及输出端口各为一根的流量控制装置100，输入端口为一根、输出端口为两根的流量控制装置3能大幅增加流量。另外，流量控制装置3通过在容易产生压力损失的开闭通路21a、21b上分别设置输出端口9a、9b来降低压力损失，相对于使用电磁阀单体时的流量，能确保大致接近两倍的流量，因此是具有优势的。另外，流量控制装置3相对于用配管连接两个电磁阀的流量控制装置200，能将流量特性维持为大致相同的水平，并能实现分歧配管的削减和因伴随着该削减的操作性提高而产生的成本降低。

图7是本实施方式一的流量控制装置3的腔室侧的截面放大图。相对于输入端口8的内径φd，扩大连接端口23的内径φD，以将足够量的蒸发气体导入流量控制装置3。藉此，不会因连接端口23限制能从输入端口8导入的蒸发气体量，能防止因连接端口23的内径而产生的流量降低。

图8是表示在本实施方式一的流量控制装置3中设有过滤器40的结构的剖视图。另一方面，图9是表示在图6所示的用配管连接两个电磁阀的流量控制装置200中设置有过滤器40a、40b的结构的剖视图。

在流量控制装置3中，蒸发气体首先从输入端口8导入到腔室20a并由此分歧，一部分朝开闭通路21a流动，另一部分经由连接端口23朝开闭通路21b流动。由此，只要在从输入端口8到连接端口23为止的流路中途设置过滤器40即可。

与此相对，在流路控制装置200中，需在腔室20a、20b中分别设置过滤器40a、40b，不能将过滤器减少为一个。

图10是本实施方式一的流量控制装置3的剖视图，表示电磁阀单一动作状态。例如，在低流量区域即需要高分辨力的区域中，当仅驱动螺线管部10b打开关闭、使螺线管部10a处于始终闭阀（或始终开阀）的状态时，能使腔室20a、20b共用。藉此，相对于螺线管部10b侧的电磁阀单体的流量的腔室容积（图10中通过点画法表示的区域）为大致两倍，提高了波动声降低效果。相反地，驱动螺线管部10a侧的电磁阀单体打开关闭的情况也是相同的。

与此相对，在用配管连接两个电磁阀的流量控制装置200中，即便驱动任一方的电磁阀单体打开关闭，也不能将腔室20a、20b共用而增加容积，因此，腔室20a、20b的波动声降低效果不会变化。

如上所述，根据实施方式一，流量控制装置3包括两个电磁阀，这两个电磁阀具有：腔室20a、20b；输出端口9a、9b，该输出端口9a、9b从腔室20a、20b导出流体；开闭通路21a、21b，该开闭通路21a、21b将腔室20a、20b与输出端口9a、9b连通，并利用各柱塞15进行打开关闭；以及螺线管部10a、10b，该螺线管部10a、10b驱动各柱塞15打开关闭，上述流量控制装置3还包括：连接端口23，该连接端口23使两个电磁阀的腔室20a、20b彼此连通并将两个电磁阀一体化；以及输入端口8，该输入端口8形成于一个电磁阀的腔室20a而将流体导入。因此，在将两个电磁阀连接而实现大流量化的情况下，将与开闭通路21a、21b连通的输出端口9a、9b设为与电磁阀相同的数量、即两根，从而能抑制流过开闭通路21a、21b时的压力损失，并能抑制流量降低。另外，将与腔室20a、20b连通的输入端口8仅设为一根而不取决于电磁阀的个数，能削减输入侧的配管而提高操作性。由此，能提供一种无功能（流量等）降低却能削减成本的流量控制装置3。

另外，根据实施方式一，流量控制装置3包括过滤器40，该过滤器40设置于形成有输入端口8的腔室20a内的、从该输入端口8到连接端口23为止的流路中途。因此，即便连接多个电磁阀，也能将过滤器40减少为一个。

另外，根据实施方式一，将连接端口23的内径φD构成为作为流体导入侧的输入端口8的内径φd以上。因此，能防止因形成有连接端口23而导致的流量降低，不会导致流量控制装置3的功能降低。

另外，根据实施方式一，由相同的材质构成腔室20a、20b，该腔室20a、20b设有连接端口23和嵌合连接端口23的开口。因此，线膨胀系数相同，即便存在温度变化，也能良好地维持连接部分的密封性。

另外，在上述实施方式一中，图1～图10中例示出了连接两个电磁阀的方法，但并不限于此，也能同样地连接三个以上的电磁阀。以下示出一例。

图11是表示将三个电磁阀连接后的流量控制装置3a的结构的主视图。该流量控制装置3a由包括螺线管部10a和腔室20a的电磁阀、包括螺线管部10b和腔室20b的电磁阀、包括螺线管部10c和腔室20c的电磁阀总计三个电磁阀构成。螺线管部10a～10c的结构相同，因此，省略说明。

在腔室20a～20c中分别形成有开闭通路21a～21c（图面上隐含无法看到），在其附近分别设有输出端口9a～9c。输出端口9a～9c与电磁阀的个数相同，为三根，与此相对，输入端口8仅为一根。形成有输入端口8的腔室20a和没有输入端口8的腔室20b通过连接端口23连通，同样地，形成有输入端口8的腔室20a和没有输入端口8的腔室20c通过连接端口23a连通。

另外，输入端口8也可形成于腔室20b或腔室20c而不形成于腔室20a，只要用连接端口将形成有输入端口8的腔室和其它腔室连通即可。

另外，在该流量控制装置3a中，只要在腔室20a的从输入端口8到连接端口23、23a为止的流路中途设置过滤器40（未图示）即可。

另外，在图1～图10中，例示出了用连接端口23将腔室20a、20b之间连通的结构的流量控制装置3，但并不限于此，例如也可将腔室彼此直接连接。以下示出一例。

图12是表示将腔室20a、20b的开口彼此直接连接的流量控制装置3b的结构的主视图，图13（a）中示出了焊接连接的情况下的剖视图，图13（b）中示出了直接安装连接的情况下的剖视图。该流量控制装置3b由螺线管部10a、10b和腔室20a、20b构成，并形成有一根输入端口8和两根输出端口9a、9b。另外，将腔室20a、20b的开口彼此连接而形成连接部50，以将腔室20a、20b之间连通。连接部50的连接方法可以是任意的，例如图13（a）那样将腔室20a的开口与腔室20b的开口端部嵌合并加以焊接，或如图13（b）那样将腔室20a的开口与腔室20b的开口端部嵌合并用O形环51堵塞彼此的间隙。

在该流量控制装置3b中，由树脂等相同材质（即、相同的线膨胀系数）形成腔室20a、20b，即便存在基于温度变化的变形，也能良好地保持连接部50的密封性。另外，通过将腔室20a、20b设为相同的材质，能采用焊接连接及使用O形环51的直接安装连接等各种连接方法，并能通过确保连接部50的内径φD（φD≥φd）而抑制流量降低。另外，与使用连接端口23的连接方法相比，能缩短腔室20a、20b间的距离，因此，能实现压力损失的进一步降低。

另外，在该流量控制装置3b中，腔室20a、20b一体化，因此，当在腔室内设置过滤器时，蒸发气体经由过滤器朝一方的开闭通路流动，但不经由过滤器朝另一方的开闭通路流动。因此，在输入端口8与腔室的切换部分设置过滤器52。如图14中放大所示，该过滤器52呈与腔室20a、20b的内径相等的圆柱形状，由作为框体的树脂部53和网格部54构成。

另外，在图1～图13中采用了以下结构：将输入端口8连接至碳罐2侧，将输出端口9a、9b连接至发动机6侧，使蒸发气体从输入端口8朝输出端口9a、9b流动，但也可相反地采用以下结构：将输入端口8连接至发动机6侧，将输出端口9a、9b连接至碳罐2侧，使蒸发气体从输出端口9a、9b朝输入端口8流动。

在使输入输出相反的情况下，例如在图3中，当开闭通路21a、21b开阀时，因进气总管5的负压而从输出端口9a、9b分别导入蒸发气体，使蒸发气体在开闭通路21a、21b中朝与箭头A相反的方向流动而进入到腔室20a、20b，进入到腔室20b的蒸发气体在连接端口23中流动并进入腔室20a而合流，然后，从腔室20a朝输入端口8导出并朝发动机6流动。

在该情况下，只要将成为输入侧的输出端口9a、9b的内径设为连接端口23的内径以上以确保流量即可。

除了上述之外，本申请发明能在该发明的范围内对实施方式的任意构成要素进行变形，或是省略实施方式的任意的构成要素。

工业上的可利用性

如上所述，本发明的流量控制装置能以不会因压力损失而导致流量降低的方式连接多个电磁阀，因此，适于用在要求大流量化的蒸发气体处理系统内对导入发动机的混合气体的量进行控制的流量控制装置等中。

符号说明

1    燃料箱

2    碳罐

3、3a、3b、100、200  流量控制装置

4、4a、4b  分歧配管

5    进气总管

6    发动机

7    控制部

8、8a、8b  输入端口

9、9a～9c  输出端口

10a～10c  螺线管部

11   线圈

12   铁心

13   轭部

14   板

15   柱塞

16   弹簧

17   销

18、19、24、51、102 O形环

20a～20c  腔室

21a～21c  开闭通路

22   盖

23、101  连接端口

30   支架

40、40a、40b、52  过滤器

50   连接部

53   树脂部

54   网格部。

Claims (6)

1.一种流体控制装置，其特征在于，

所述流体控制装置包括多个电磁阀，这些电磁阀具有：

腔室；

第一端口，该第一端口朝所述腔室导入流体或从该腔室导出流体；

开闭通路，该开闭通路将所述腔室与所述第一端口连通，并利用阀进行打开关闭；以及

螺线管部，该螺线管部驱动所述阀打开关闭，

所述流体控制装置还包括：

连接部，该连接部使所述多个电磁阀各自的腔室彼此连通并将所述多个电磁阀一体化；以及

第二端口，该第二端口形成于所述多个电磁阀中的任意一个电磁阀的腔室而导入或导出流体。

2.如权利要求1所述的流体控制装置，其特征在于，

所述流体控制装置在形成有第二端口的腔室内的、从该第二端口到连接部为止的流路中途设有过滤器。

3.如权利要求1所述的流体控制装置，其特征在于，

连接部的内径处于第一端口及第二端口中的成为流体导入侧的端口的内径以上。

4.如权利要求1所述的流体控制装置，其特征在于，

连接部在腔室间是相同的材质。

5.如权利要求1所述的流体控制装置，其特征在于，

连接部由设于形成有第二端口的电磁阀及其以外的电磁阀中的任意一方的腔室的开口和设于任意另一方的腔室并与该开口嵌合的连接端口构成。

6.如权利要求1所述的流体控制装置，其特征在于，包括两个电磁阀，

连接部是通过将设于一方的电磁阀的腔室的端部的开口与设于另一方的电磁阀的腔室的端部的开口嵌合而成的。

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