CN111140663B - 阀构件和蒸发燃料处理系统 - Google Patents

Abstract

阀构件22的底壁部40具有从底表面朝向阀座28突出的环形凸部41。橡胶密封件50具有与底壁部40接触的平板部以及形成为在与平板部中的凸部41相对应的位置处朝向阀座28突出以便在阀关闭时抵靠在阀座28上的环形唇部52。唇部52的突出梢部形成在阀构件22的轴向横截面中的弧形部分。凸部41的突出梢部形成弧形部分，其曲率半径大于在阀构件22的轴向截面中唇部52的弧形部分的曲率半径。

Description

阀构件和蒸发燃料处理系统

技术领域

本发明涉及阀构件和蒸发燃料处理系统。

背景技术

传统上，蒸发燃料处理系统回收燃料箱的蒸发燃料(下文中也称为蒸气)并将其供应到内燃发动机的进气系统。这种蒸发燃料处理系统具有燃料箱、罐、设置在连接所述燃料箱与罐的蒸气通道中的流量控制阀等。流量控制阀在车辆停放时关闭蒸气通道，并在加注燃料期间打开蒸气通道。

例如，在专利文献1中描述的流量控制阀中，橡胶阀座一体地形成于阀体的阀座连接表面上。橡胶阀座具有平板部和从所述平板部的外周部分朝向阀座突出的环形阀座部。另一方面，在阀体的片材连接表面上，形成具有与环形阀座部的形状基本相似形状的环形凸部。环形阀座部的突出梢部和环形凸部的突出梢部都具有R形(圆形)。

专利文献

专利文献1：JP H9-292038A

发明内容

然而，在专利文献1中描述的流量控制阀中，如果减小橡胶阀座侧上环形阀座部的半径以改善密封性能，并且在片材连接表面侧上的环形凸部的半径R暂时也很小，则阀的内应力增大。存在的问题是环形凸部可能穿透环形阀座部并在使用期间被损坏。

本发明是鉴于这些问题而完成的，其目的在于提供一种能够提高耐久性的阀构件和蒸发燃料处理系统。

本发明的阀构件可在移动方向上移动，该移动方向是朝向或远离流量控制阀中阀座的方向，并且被驱动以切断或允许流体流动。阀构件是带底的阀构件，并且橡胶密封件一体地形成于底壁部上。

底壁部具有从底表面向阀座侧突出的环形的凸部。橡胶密封件具有平板部与环形的唇部，所述平板部与所述底壁部接触，所述环形的唇部形成为在所述平板部中与所述凸部对应的位置处朝向阀座突出以便在阀关闭时抵靠在阀座上。唇部的突出梢部在阀构件的轴向横截面中形成弧形部分。凸部的突出梢部是曲率半径比唇部的大的弧形部分，或者是垂直于移动方向的平坦部分。

根据本发明，形成于底壁部上的凸部在位置上对应于形成于橡胶密封件上的唇部，并且凸部的突出梢部形成为曲率半径大于唇部的突出梢部的弧形部分的曲率半径的弧形部分，或形成为垂直于移动方向的平坦部分。也就是说，相对于唇部的突出梢部，凸部的突出梢部的尖化更温和。

通常，包括底壁部的阀构件的主体由树脂或金属材料制成，比橡胶密封件更硬。因此，当在阀关闭时在底壁部与橡胶密封件之间产生的内应力大时，凸部可能会穿透唇部。在本发明中，由于凸部对应于唇部位置的突出梢部的形状形成为松缓的R形或平坦表面，因此在底壁部与橡胶密封件之间产生的内应力能够减小，可能防止凸部穿透唇部并提高耐久性。

附图说明

图1是示出蒸发燃料处理系统的构造的示意图；

图2是示意性地示出根据第一实施例的流量控制阀的剖视图；

图3是示出根据第一实施例的阀构件的底壁部附近的放大剖视图；

图4是表示第二实施例的阀构件的底壁部附近的放大剖视图；

图5是示出根据第三实施例的阀构件的底壁部附近的放大剖视图；

图6是示出根据第四实施例的阀构件的底壁部附近的放大剖视图；

图7是示出根据第五实施例的阀构件的底壁部附近的放大剖视图；以及

图8是示出根据另一实施例的阀构件的底壁部附近的放大剖视图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述多个实施例。

(第一实施例)

[构造]

将参考图1-3描述第一实施例的构造。如图1所示，蒸发燃料处理系统101包括流量控制阀1、燃料箱11、罐12、放气阀(purge valve)13、ECU(电子控制单元)14等。

燃料箱11被安装在车辆上并存储供至内燃发动机18的燃料。罐12具有回收燃料箱11中产生的蒸发燃料的吸收剂(未示出)。罐12执行放气过程。在放气过程中，通过大气通道15吸入的空气与通过蒸气通道16吸收到罐12的吸收剂上的蒸发燃料一起通过放气通道17被送到内燃发动机18的进气通道19。蒸气通道16是连接燃料箱11与罐12的通道，并且流量控制阀1设置在蒸气通道16上。另外，放气阀13设置在放气通道17上。根据放气阀13的开度调节从罐12放气至进气通道19的蒸发燃料的量。

这里，例如当车辆停放时，由于流量控制阀1保持在关闭状态，燃料箱11的蒸发燃料不会流入罐12中。此外，例如，流量控制阀1保持在打开状态直到箱盖打开并且开始向燃料箱11供应燃料并且完成燃料供应。因此，在加注燃料时，燃料箱11中的蒸发燃料通过蒸气通道16被罐12中的吸收剂吸收。因此，流量控制阀1控制燃料箱11和罐12是否彼此连通。ECU14电连接于流量控制阀1和放气阀13，并控制流量控制阀1和放气阀13每个的打开/关闭操作。

接下来，将参考图2描述流量控制阀1的构造。图2中带箭头的曲线示出了蒸发燃料的移动路径的示例。另外，图2是剖视图，省略了在切割表面后面可见的线。在图2中，符号F表示后面描述的阀构件22移动到打开状态或移动到关闭状态的“移动方向”。流量控制阀1包括壳体21、阀构件22、弹簧23、电动机24、电动机轴25等。壳体21具有基本上圆柱形的形状，并且具有流动路径，蒸发燃料通过该流动路径从燃料箱侧流动通道26流到罐侧流动通道27。在壳体21中，沿垂直于阀构件22移动方向的方向从燃料箱侧流动通道26的端口的边缘延伸出的平面被称为阀座28。

阀构件22关闭燃料箱侧流动通道26和罐侧流动通道27以使蒸发燃料不会传递到罐侧流动通道27，或者连通燃料箱侧流动通道26与罐侧流动通道27以使蒸发燃料传递到罐侧流动通道27。

阀构件22具有带底部的小直径圆柱形构件31和带底部的大直径圆柱形构件32。小直径圆柱形构件31和大直径圆柱形构件32的中心轴线彼此重合。小直径圆柱形构件31相对于大直径圆柱形构件32位于电动机侧上并且一体地设置。弹簧23设置在小直径圆柱形构件31的底部与大直径圆柱形构件32的底部之间。图2示出了打开状态，其中阀构件22与阀座28分隔开最远。

螺纹槽33形成于小直径圆柱形构件31的内周上。电动机轴25插入小直径圆柱形构件31中，并且形成于电动机轴25外周上的螺纹部分和小直径圆柱形构件31的螺纹槽33彼此耦合。

圆柱形凸部35形成于壳体21的底壁部34上，以便突出到壳体21的内部。凸部35形成电动机轴25的插入孔30并防止阀构件22旋转。小直径圆柱形构件31的一部分从防旋转的凸部35的阀构件22侧插入。在防旋转的凸部35的内周表面与小直径圆柱形构件31的外周表面之间形成预定间隙。电动机轴25从防旋转的凸部35的电动机侧插入。即，电动机轴25被设置为穿过壳体21。电动机轴25耦接电动机24与阀构件22以使电动机24的旋转力能被传递到阀构件22。

电动机24设置在壳体21的外侧，与壳体21的底壁部34接触。电动机驱动使电动机轴25沿特定方向旋转，使得阀构件22沿接近阀座28的关闭方向或离开阀座28的打开方向移动。通过如上所述的阀构件22的往复运动，阀构件22的稍后描述的橡胶密封件50抵靠在阀座28上或者与阀座28分离。

在防旋转的凸部35中，形成具有环形形状的密封件接收部36使其沿径向向内的方向突出。橡胶O形环39设置在电动机24与密封件接收部36之间，并密封电动机轴25的穿透部分，使得蒸发燃料不会从壳体21泄漏。

接下来，将参考图3描述阀构件22的底壁部周围的构造。图3是阀构件22的底壁部的放大视图，其对应于图2中由双点划线围绕的区域。

如图3所示，大直径圆柱形构件32具有底壁部40和橡胶密封件50。包括底壁部40的大直径圆柱形构件32的主体例如由金属、树脂等制成。底壁部40具有朝向阀座28侧突出的环形的凸部41。凸部41具有弧形部分42、内倾斜部分43和外倾斜部分44。根据在与移动方向平行且包括阀构件22的中心轴线的平面中的截面(下文简称为“移动方向截面”)，弧形部分42形成于凸部41的包括顶点P1的突出梢部处，并且具有曲率半径R2的弧形形状。

内倾斜部分43连续地形成于弧形部分42的径向内侧上。外倾斜部分44连续地形成于弧形部分42的径向外侧上。倾斜部分43、44每个具有平坦的表面。内倾斜部分43与底表面45之间的角度和外倾斜部分44与底表面45之间的角度是相同的。当倾斜部分43和44与底表面45之间的角度表示为“倾斜角度θ1”时，倾斜角θ1约为30度至60度。当在移动方向截面中观察时，凸部41平行于移动方向并且相对于通过顶点P1的直线L对称。在本实施例中，弧形部分42的径向宽度大约是内倾斜部分43和外倾斜部分44的径向宽度的两倍。

橡胶密封件50与底壁部40整体焊接。橡胶密封件50具有横截面为圆形的平板部51和环形唇部52。唇部52形成为从靠近平板部51外周的位置朝向阀座28突出，并且当阀关闭时抵靠在阀座28上以密封流动通道。唇部52形成于在移动方向上对应于底壁部40的凸部41的位置处。凸部41和唇部52的径向宽度W1大致相同。

当在移动方向截面上观察时，唇部52具有大致三角形的形状，并且包括弧形部分53、内倾斜部分54和外倾斜部分55。当在移动方向截面上观察时，弧形部分53具有曲率半径R1的弧形形状，并且形成于唇部52的包括顶点P2的突出梢部处。内倾斜部分54连续地形成于弧形部分53的径向内侧上。外倾斜部分55连续地形成于弧形部分53的径向外侧上。当在移动方向截面上观察时，唇部52与移动方向平行，并且相对于通过顶点P2的直线L对称。唇部52的顶点P2和凸部41的顶点P1都在直线L上。

凸部41的弧形部分42的曲率半径R2大于唇部52的弧形部分53的曲率半径R1。即，相对于唇部52的突出梢部，凸部41的突出梢部的变尖更温和。凸部41的突出高度H1小于橡胶密封件50的平板部51的厚度T，并且凸部41在平板部51的厚度T内。凸部41的弧形部分42的径向宽度W2大于唇部52的弧形部分53的径向宽度W3。唇部52的突出高度H2大于凸部41的突出高度H1。

(效果)

当阀构件22在阀关闭期间朝向阀座28移动时，橡胶密封件50的唇部52抵靠在阀座28上。当阀构件22进一步向阀座28移动时，位于唇部52的弧形部分53与凸部41的弧形部分42之间的橡胶密封件50被挤压以密封流动通道。在第一实施例中，凸部41的弧形部分42的曲率半径R2大于唇部52的弧形部分53的曲率半径R1。因此，在阀关闭时可以减小底壁部40与橡胶密封件50之间产生的内部应力，并且可以防止凸部41穿透唇部52而损坏，并且可以提高橡胶密封件50的耐久性。

例如，在唇部52的突出梢部变尖为较小尺寸以改善密封性能的情况下，即唇部52的弧形部分53的曲率半径减小的情况下，如果底壁部40中的凸部41的曲率半径小，则阀内的应力变高，凸部41有可能刺穿唇部52而破损。在第一实施例中，可以解决这样的问题。

此外，在第一实施例中，凸部41容纳于平板部51的厚度中，使得凸部41的突出高度H1不超过橡胶密封件50的平板部51的厚度T。此外，唇部52的突出高度H2大于凸部41的突出高度H1。因此，可以确保大的挤压余量M，即凸部41的顶点P1与唇部52的顶点之间的距离。此外，当唇部52被挤压时，容易在径向上膨胀，从而可以增加密封余量，并且可以提高密封性能。即，在第一实施例的流量控制阀1的阀构件22中，可以提高密封性能和耐久性。

(第二实施例)

接下来，将参考图4描述第二实施例的阀构件。在以下实施例中，与第一实施例的组件基本相同的组件被赋予与第一实施例相同的附图标记，并且将省略其描述。在第二实施例中，底壁部的凸部的形状不同于第一实施例的阀构件。

如图4所示，形成于底壁部60上的环形的凸部61具有平坦部分62、内倾斜部分63和外倾斜部分64。即，凸部61的突出梢端不具有第一实施例中那样的R形状，并且形成光滑的平坦表面。平坦部分62垂直于阀构件22的移动方向。另外，凸部61的突出高度H1与第一实施例中的凸部41的突出高度H1相同。平坦部分62的径向中心P3是凸部61的突出梢部的中心。每个倾斜部分63和64与底表面之间的倾斜角度θ2约为60度。当沿移动方向截面观察时，凸部61与移动方向平行，并且凸部61相对于穿过凸部61的突出梢部的径向中心P3的线L具有对称形状。

根据第二实施例，底壁60中的凸部61的突出梢部形成为平坦部分62，因此可以获得与第一实施例相同的效果。

(第三实施例)

接下来，将参考图5描述第三实施例的阀构件。在第三实施例中，底壁部的凸部的形状不同于第一实施例的阀构件。如图5所示，在底壁部70上，从径向外侧依次形成多个(在本实施例中为三个)具有环形形状的凸部71、72、73。

每个凸部71、72、73的形状是相同的。将描述作为示例的位于最外侧(图5中所示的右侧)上的凸部71的构造。凸部71具有弧形部分74、内倾斜部分75和外倾斜部分76。倾斜部分75和76每个与底表面之间的倾斜角θ3约为80度。

根据第三实施例，可以获得与第一实施例相同的效果。此外，通过设置多个凸部71、72、73，增加了与橡胶密封件50的接触面积，并且可以增加附着力。

(第四实施例)

接下来，将参考图6描述第四实施例的阀构件。在第四实施例中，橡胶密封件的唇部的形状与第一实施例中的阀构件的不同。如图6所示，形成于第四实施例的橡胶密封件80中的唇部82具有弧形部分83、内倾斜部分84、外倾斜部分85和压力接收凹部86。压力接收凹部86形成于唇部82的外边缘上，并与外倾斜部85连续地形成。

图6示出了阀关闭状态，其中唇部82抵靠在阀座28上。当阀关闭时，唇部82外侧上的压力高于内侧上的压力，压力接收凹部86沿箭头A2所示方向接收压力。整个唇部82沿作为唇部82的突出梢部的弧形部83压靠所述阀座的方向弯曲。

如上所述，根据第四实施例，可以获得与第一实施例相同的效果，此外可以提高唇部82的密封力。

(第五实施例)

接下来，将参考图7描述第五实施例的阀构件。在第五实施例中，底壁部的凸部的形状不同于第一实施例的阀构件。如图7所示，第五实施例的凸部91具有弧形部分92、内倾斜部分93和外倾斜部分94。内倾斜部分93与底表面之间的倾斜角θ4大于外倾斜部分94与底表面之间的倾斜角度θ5。即，在第五实施例中，内倾斜部分93的倾斜角度θ4与外倾斜部分94的倾斜角度θ5是不同的，底壁部90的凸部91的形状沿移动方向截面是不对称的。其余结构与第一实施例中的相同。

在本实施例中，与第二实施例中一样，凸部61的突出梢部可以被构造为平坦部分62。

(其他实施例)

在上述每个实施例中，凸部41、61、71、72、73、91和唇部52、82可以在移动方向上稍微移位，并且凸部和唇部的宽度W1可能彼此并不完全一致。如果凸部和唇部具有至少在移动方向上重叠的位置关系，则可以解释为凸部和唇部处于“对应位置”。

在上述每个实施例中，凸部41、61、71、72、73、91的突出高度H1在橡胶密封件50的平坦部分51的高度内，但是突出高度H1可以超过平板部51的厚度T。

在每个上述实施例中，每个倾斜部分是平坦表面，但也可以是平缓的曲面。另外，可以适当地改变每个倾斜部分的倾斜角度。

在第三实施例中，凸部71、72、73的突出梢部形成弧形部分74。如图8所示，凸部77、78、79的突出梢部是平坦部分95、96、97。当形成多个凸部时，数量不限于三个，并且可以是两个或四个或更多个。

根据每个上述实施例的阀构件22包括小直径圆柱形构件31和大直径圆柱形构件32。然而，阀构件22不限于该构造，并且可以由一个圆柱形构件构成。此外，在阀构件22中，垂直于轴向的横截面中的形状可以不是圆形。例如，它可以是具有中心轴的正多边形。

上述每个实施例的阀构件22应用于设置在连接蒸发燃料处理系统101中的罐12与燃料箱11的蒸发通道16中的流量控制阀1。然而，阀构件22可以实施作为另一系统的流量控制阀，并且流向阀构件的流体不限于蒸发燃料。

本发明不限于上述实施例，并且在不脱离本发明精神的情况下，可以在本发明的范围内进行各种修改。

Claims (9)

1.一种阀构件，其能沿移动方向移动，所述移动方向是朝向或远离流量控制阀(1)中的阀座(28)的方向，并且所述阀构件被驱动以切断或允许流体流动，所述阀构件包括：

底壁部(40,70,90)，其具有从底表面(45)向阀座侧突出的环形的凸部(41,71,72,73,91)；和

一体地形成于所述底壁部上的橡胶密封件(50)，所述橡胶密封件具有平板部(51,81)与环形的唇部(52,82)，所述平板部与所述底表面接触，所述环形的唇部形成为在所述平板部中对应于所述凸部的位置处朝向所述阀座突出以便在阀关闭时抵靠在所述阀座上，其中

所述唇部的突出梢部形成在所述阀构件的轴向截面中的弧形部分(53,58)，并且

所述凸部的突出梢部是在所述阀构件的轴向截面中曲率半径大于所述唇部的弧形部分的曲率半径的弧形部分(42,74,92)。

2.根据权利要求1所述的阀构件，其中，

所述凸部包括与所述凸部的突出梢部的内侧连续的内倾斜部分(43)，以及与所述凸部的突出梢部的外侧连续的外倾斜部分(44)，并且

所述内倾斜部分与所述底表面之间形成的角度等于所述外倾斜部分与所述底表面之间形成的角度。

3.根据权利要求1或2所述的阀构件，其中，

所述凸部的突出梢部形成在适配于所述平板部的厚度内的突出高度处。

4.根据权利要求1所述的阀构件，其中，

形成多个所述凸部(71,72,73)。

5.根据权利要求1所述的阀构件，其中，

所述唇部(82)在所述唇部的外边缘处具有压力接收凹部(86)，并且所述压力接收凹部被构造为从所述唇部的外侧接收压力，以使得在阀关闭期间所述唇部的突出梢部沿压靠所述阀座的方向弯曲。

6.根据权利要求1所述的阀构件，其中，

所述凸部的弧形部分的径向宽度(W2)大于所述唇部的弧形部分的径向宽度(W3)，并且

所述唇部的突出高度(H2)大于所述凸部的突出高度(H1)。

7.根据权利要求2所述的阀构件，其中，

所述角度为30度至60度。

8.根据权利要求2所述的阀构件，其中，

所述唇部的顶点(P2)和所述凸部的顶点(P1)都在直线(L)上。

9.一种蒸发燃料处理系统，包括：

燃料箱(11)；

吸收所述燃料箱中产生的蒸发燃料的罐(12)；以及

设置在连接所述燃料箱与所述罐的蒸气通道(16)中的流量控制阀，所述流量控制阀具有根据权利要求1所述的阀构件，所述阀构件构造成关闭燃料箱侧流动通道(26)和所述罐侧流通道(27)以防止所述蒸发燃料通过所述燃料箱侧流动通道至所述罐侧流动通道，或者连通所述燃料箱侧流动通道与所述罐侧流动通道以使所述蒸发燃料通过所述燃料罐侧流动通道和所述罐侧流动通道。

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