CN111288173A - 流动控制阀以及燃料蒸气处理装置 - Google Patents

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Abstract

流动控制阀具有壳体(21)、阀元件(22、51)、驱动构件(23)、驱动构件螺纹(38)、阀螺纹(37)、驱动构件止动部(43)、阀止动部(45)。阀元件靠近阀座的方向是正方向并且相反方向是负方向。第一值(L1)是表示从驱动构件止动部(43)在正方向上的端部(M1)到驱动构件螺纹(38)在正方向上的端部(M2)的距离的值。第二值(L2)是表示从阀止动部(45)在负方向上的端部(V1)到阀螺纹(37)在负方向上的端部(V2)的距离的值。第二值(L2)大于第一值(L1)。

Description

流动控制阀以及燃料蒸气处理装置
技术领域
本发明涉及一种流动控制阀以及一种燃料蒸气处理装置。
背景技术
燃料蒸气处理装置收集燃料箱的燃料蒸气并将该蒸气提供给内燃发动机的进气系统。燃料蒸气处理装置具有燃料箱、罐、连接燃料箱和罐的蒸气通道、以及设置在蒸气通道中的流动控制阀。流动控制阀在车辆驻停时关闭蒸气通道并且在车辆补充燃料时打开蒸气通道。
JP 2016-121790A中描述的燃料控制阀具有步进马达并通过进给螺杆机构驱动阀元件。燃料控制阀可以通过使阀元件下方的密封件靠近或远离阀座而打开和关闭通道。阀元件设置成可在轴向方向上移动并且通过止动机构而在周向方向上固定。止动机构使得阀元件不会与步进马达一起旋转。止动机构可以通过使步进马达上的凹部与阀元件上的突部沿周向方向接合而工作。
进给螺杆机构具有形成在步进马达的轴上的阳螺纹以及围绕阀元件的管部的内周部分形成的阴螺纹。阳螺纹与阴螺纹接合。步进马达的轴的一端在止动机构上朝阀座突出。阳螺纹仍位于轴位于阀座一侧的端部处。阴螺纹仍位于阀元件的管部位于步进马达一侧的端部处。
发明内容
然而，在上述的流动控制阀中，在组装步进马达的轴和阀元件时，进给螺杆机构在止动机构起作用之前首先起作用。因此，在组装流动控制阀时，要求对于阳螺纹或阴螺纹的旋转进行限制以不使它们一起旋转。例如，需要用于限制阀元件的旋转的夹具直到止动机构开始工作为止。这使得组装复杂、费时且效率低下。
本公开的目的是提供一种提高组装效率的流动控制阀。
燃料蒸气处理装置具有燃料箱和构造成吸收在燃料箱中产生的燃料蒸气的罐。流动控制阀设置在连接罐和燃料箱的蒸气通道处。
流动控制阀具有壳体、阀元件、驱动构件、驱动构件螺纹、阀螺纹、驱动构件止动部以及阀止动部。壳体具有通道，燃料蒸气通过该通道从燃料箱通道流向罐通道。燃料箱通道将燃料箱与流动控制阀连接。罐通道将流动控制阀与罐连接。阀元件可以与壳体的阀座接触或分离。阀元件关闭燃料箱通道和罐通道之间的通道，使得燃料蒸气不会流入罐通道。阀元件打开燃料箱通道和罐通道之间的通道，使得燃料蒸气流入罐通道。
驱动构件使阀元件往复运动以与阀座接触或分离。驱动构件螺纹位于连接驱动构件和阀元件以进行动力传递的动力传递轴处。阀螺纹位于阀元件处、与驱动构件螺纹接合并且与驱动构件螺纹形成进给螺杆机构。驱动构件止动部位于驱动构件处、与阀止动部接合并且与阀止动部形成止动机构。止动机构限制阀元件相对于轴线沿周向方向的旋转。
阀元件与阀座接触的方向被定义为正方向。阀元件与阀座分离的方向被定义为负方向。端部M1是驱动构件止动部在正方向上的端部。端部M2是驱动构件螺纹在正方向上的端部。第一值L1是正值或负值，其指示从作为起点的端部M1到端部M2的距离。例如，当端部M2位于距端部M1的正方向上时，第一值L1具有正值。当端部M2位于距端部M1的负方向时，第一值具有负值。端部V1是阀止动部在负方向上的端部，而端部V2是阀螺纹在负方向上的端部。第二值L2是正值或负值，其指示从作为起点的端部V1到端部V2的距离。第二值L2大于第一值L1。
在本实施例中，止动机构和进给螺杆机构的位置限定为使得第二值L2大于第一值L1。在组装流动控制阀时，止动机构首先起作用，然后进给螺杆机构起作用。因此，直到止动机构开始起作用，不需要限制阀元件相对于轴线在周向方向上的旋转并且无需具有用于限制旋转的工具。因此，组装将是简单、高效和改进的。
附图说明
图1是燃料蒸气处理装置的示意图。
图2是根据第一实施例的流动控制阀在阀关闭时的截面图。
图3是沿图2的线III-III截取的截面图。
图4是根据第一实施例的流动控制阀在阀打开时的截面图。
图5是示出阀元件与马达组装之前的状态的示意图。
图6是示出了止动机构接合时的状态的示意图。
图7是示出了进给螺杆机构接合时的状态的示意图。
图8是根据第二实施例的流动控制阀在阀关闭时的截面图。
图9是示出根据第二实施例的阀元件与马达组装之前的状态的示意图。
图10是示出了根据第二实施例止动机构接合时的状态的示意图。
具体实施方式
将参考附图描述本公开的实施例。
第一实施例
参照图1至图3说明第一实施例。如图1所示，燃料蒸气处理装置101具有流动控制阀1、燃料箱11、罐12、净化阀13以及电子控制单元(ECU)14。
燃料箱11设置在车辆中并存储供应给内燃发动机18的燃料。罐12具有吸收剂(未示出)，该吸收剂收集在燃料箱11中产生的燃料蒸气。罐12进行净化。在净化中，燃料蒸气通过蒸气通道16流向罐12。燃料蒸气在罐12中的吸收剂处被吸收并与通过空气通道15获得的空气一起进一步流向净化通道17。然后，燃料蒸气和空气流到内燃发动机18中的进气通道19。蒸气通道16是连接燃料箱11和罐12的通道并具有流动控制阀1。净化通道17具有净化阀13。净化阀13通过调节净化阀13的开度来控制从罐12净化至进气通道19的燃料蒸气的量。
例如，在车辆驻停时，流动控制阀1保持关闭蒸气通道16。因此，燃料箱11中的燃料蒸气不流入罐12中。流动控制阀1在补充燃料期间保持打开蒸气通道16。例如，补充燃料包括打开燃料箱11的盖、将燃料填充到燃料箱11中并完成填充。在补充燃料期间，燃料箱11中的燃料蒸气流动通过蒸气通道16并粘附至罐12中的吸收剂。流动控制阀1操作为控制燃料箱11和罐12之间的连通。ECU 14电连接流动控制阀1和净化阀13，并控制流动控制阀1和净化阀13的打开和关闭。
参照图2说明流动控制阀的结构。图2是流动控制阀打开通道时流动控制阀的截面图，并且省略了该截面后方的线。流动控制阀1具有壳体21、阀元件22、马达23以及马达轴24。壳体21具有大致圆管形状并且具有燃料蒸气从燃料箱通道26流到罐通道27所通过的所述通道。燃料箱通道26是连接壳体21和燃料箱11的通道。罐通道27是连接壳体21和罐12的通道。壳体21具有阀座28，其由从燃料箱通道26的开口的边缘沿与阀元件22的移动方向正交的方向延伸的平面所限定。
阀元件22关闭燃料箱通道26和罐通道27之间的通道，以防止燃料蒸气流入罐通道27中。阀元件22打开燃料箱通道26和罐通道27之间的通道以允许燃料蒸气流入罐通道27。
如图2所示，阀元件22具有呈圆形板状的底壁31以及管部32。底壁31和管部32具有共同的中心轴线C。底壁31比管部32更靠近阀座28，并且与管部32一体地形成。底壁31在面对阀座28的表面上具有与底壁31组合的橡胶密封构件33。
管部32的中心具有马达轴24插入其中的大直径孔34和小直径孔35。大直径孔34比小直径孔35更靠近马达23。大直径孔34和小直径孔35限定一个连续开口并且同轴地设置到底壁31。大直径孔34的直径大于小直径孔35的直径。大直径孔34的侧壁在阀座侧的一部分具有朝向小直径孔35缓和地渐细的锥形壁36。小直径孔35的内周部分具有阴螺纹37。阴螺纹37对应于阀螺纹。
马达轴24插入大直径孔34和小直径孔35中。马达轴24具有围绕外周部分的阳螺纹38，该阳螺纹与小直径孔35的阴螺纹37接合。阳螺纹38对应于驱动构件螺纹。阳螺纹38和阴螺纹37形成进给螺杆机构，该进给螺杆机构使阀元件22在轴向方向上往复运动。大直径孔34的内周部分不具有阴螺纹37，这使得大直径孔34不能与马达轴24接合。大直径孔34对应于容纳马达轴24的不与阳螺纹38接合的逃逸空间。
马达23位于壳体21的外部并与壳体21的上壁接触。马达23使马达轴24沿指定方向旋转，这使得阀元件22沿关闭方向或打开方向移动。关闭方向是阀元件22接近阀座28的方向，而打开方向是阀元件22与阀座28分离的方向。阀元件22的这种往复运动允许阀元件22的橡胶密封构件33与阀座28接触或分离。图4示出了阀打开状态，其中阀元件22位于离阀座28最远的位置处。图4中具有箭头的曲线是燃料蒸气的移动路径的一个示例。
在图2中，马达23的底表面具有朝向壳体21的内部突出的筒形突部41。筒形突部41呈带底筒形状并且容纳马达轴24。筒形突部41的底部的中心具有容纳阀元件22的管部32的存储孔42(如图3所示)。筒形突部41的底部的形成存储孔42的内表面具有止动凹部43。止动凹部43从筒形突部41的内表面沿径向方向向外凹陷。止动凹部43在轴向方向上具有长方体截面。如图3所示，止动凹部43相对于中心轴线C对称地形成在两个位置处。例如，两个止动凹部43在筒形突部41的周向方向上彼此间隔180度。止动凹部43对应于驱动构件止动部。
阀元件22的管部32在马达23一侧具有端部44，该端部围绕由大直径孔34所限定的开口。端部44具有止动突部45。止动突部45在与阀元件22的往复运动的方向正交的径向上向外突出。止动突部45具有能够与止动凹部43接合的形状。止动突部45在轴向上具有与止动凹部43相同的长方体截面。止动突部45相对于中心轴线对称地设置在两个位置处并且在管部32的周向方向上彼此间隔180度。止动突部45对应于阀止动部。
当止动突部45与止动凹部43接合时，阀元件22在周向方向上被锁定。因此，阀元件22可以沿轴向方向移动而不与马达轴24一起旋转。止动突部45和止动凹部43形成用于阀元件22的止动机构。马达轴24将马达23与阀元件22连接并允许马达23将旋转动力传递到阀元件22。
正方向定义为阀元件22与阀座28接触的方向。负方向定义为阀元件22与阀座28分离的方向。在图2中，正方向为向下方向并且负方向为向上方向。端部M1是止动凹部43在正方向上的端部，而端部M2是阳螺纹38与阴螺纹37接合的接触部在正方向上的端部。第一值L1是正值或负值，其指示从作为起点的端部M1到端部M2的距离。例如，端部M2相对于端部M1位于正方向上，则第一值具有正值。当端部M2相对于端部M1位于负方向上时，则第一值具有负值。端部V1是止动突部45在负方向上的端部，而端部V2是阴螺纹37与阳螺纹38接合的接触部在负方向上的端部。第二值L2是表示从作为起点的端部V1到端部V2在轴向方向上的距离的值。在该实施例中，第二值L2大于第一值L1。
在该实施例中，马达轴24在正方向上的端部或端部M2比马达止动部的端部M1更靠近阀座28。第二值L2与大直径孔34在轴向方向上的深度相同。端部M1和端部M2之间的第一距离小于端部V1和端部V2之间的第二距离。
组装过程
流动控制阀1的组装过程如下所述。如图5所示，远离马达23定位的阀元件22例如通过组装工具逐渐接近马达23。此时，阀元件22的大直径孔34和小直径孔35在轴向方向上与马达轴24大致对准。
图6说明了止动机构起作用的起点。如图6所示，阀止动部的端部V1和马达止动部的端部M1将在轴向方向上到达相同的位置处。当止动突部45在轴向方向上对应于止动凹部43时，它们将彼此接合。当止动突部45在轴向方向上关于止动凹部43位于另一位置时，阀元件22或马达23相对于轴线适当地旋转并且止动凹部43或止动突部45被重新定位以彼此接合。
在止动机构起作用之后，阀元件22可以更深地插入到马达23中。阀螺纹的端部V2与马达螺纹的端部M2接触。然后进给螺杆机构起作用并且组装完成。在该实施例中，止动机构首先起作用，并且然后进给螺杆机构起作用。
根据第一实施例，大直径孔34的内周部分用作容纳马达轴24的不与阳螺纹38接合的逃逸空间。第二值L2大于第一值L1，这表示在组装中止动机构首先起作用，并且然后进给螺杆机构起作用。
直到止动机构起作用，不需要限制阀元件22相对于轴线旋转并且不需要用于限制旋转的工具。因此，组装将是简单且高效的。
本公开以一种如此简单的结构实现，使得阀元件22的管部32具有没有阴螺纹37的逃逸空间。
第二实施例
参照图8至图10说明根据第二实施例的流动控制阀10。与第一实施例基本相同的结构具有相同的附图标记并且不再说明。如图8所示，第二实施例中的阀元件51的管部52的中心具有马达轴插入其中的孔53。孔53以恒定的直径从阀元件51在负方向上的端部延伸至底壁31。孔53的内周部分具有阴螺纹37。阴螺纹37相当于阀螺纹。第二实施例中的流动控制阀不具有对应于第一实施例中的逃逸空间的大直径孔34。
马达轴54在正方向上的端部或马达螺纹的端部M2相对于马达止动部的端部M1位于负方向上。在第二实施例中，在轴向方向上，阀止动部的端部V1与阀螺纹的端部V2位于相同位置处。因此，第二值L2为零。在本实施例中，第一值L1为负值，因此第二值L2仍然大于第一值L1，与第一实施例相同。在该实施例中，端部M1比端部M2更靠近阀元件，并且端部V1和端部V2在阀元件的移动方向上位于相同位置处。
根据第二实施例，当阀元件51与马达23如图9和图10所示组装在一起时，止动机构首先起作用，然后进给螺杆机构起作用。这允许实现第一实施例中的相同效果。
其他实施例
在上述实施例中的流动控制阀具有相对于中心轴线C对称的两个止动突部45以及相对于中心轴线C对称的两个止动凹部43。止动突部45和止动凹部43形成了止动机构。止动凹部和止动突部可以相对于轴线不对称。止动凹部43和止动突部45的数量可以是一个或多个。止动突部45和止动凹部43在轴向上的截面可以不是长方体。止动突部与止动凹部接合以限制阀元件22在周向方向上的旋转。其他实施例适用于本公开。
在第二实施例中，阀元件51不具有逃逸空间。然而，阀元件51可以具有逃逸空间，同时第二值L2大于第一值L1。其他实施例适用于本公开。
在上述实施例中的流动控制阀1和10设置在连接燃料蒸气处理装置101中的罐12和燃料箱11的蒸气通道16处。流动控制阀可以设置在其他的通道处并控制其他流体而非燃料蒸气。
在上述实施例中，阀元件22、51具有底壁31和管部32、52。然而，本公开不限于该结构。壳体21可以具有向阀元件22、51供能的螺旋弹簧，以防止螺纹的反冲。阀元件22、51和壳体21的结构可以适当地改变。
在上述实施例中，马达轴24、54直接连接到阀元件22、51。马达23的旋转动力可以通过诸如蜗杆驱动机构和轴的传动机构而传递到阀元件22、51。在这种情况下，具有连接至蜗杆驱动机构的端部以及连接至阀元件22、51的另一端部的轴对应于动力传递轴。
本公开不限于上述实施例，并且可以在不脱离本公开的主旨的情况下进行各种修改。

Claims (7)

1.一种流动控制阀，包括：
壳体(21)，其具有通道，燃料蒸气通过所述通道而从燃料箱通道(26)流至罐通道(27)；
阀元件(22、51)，其构造成与所述壳体的阀座(28)接触和分离；
驱动构件(23)，其使所述阀元件往复运动以与所述阀座(28)接触和分离，所述驱动构件和所述阀元件通过动力传递轴(24、54)彼此连接用于动力传递；
驱动构件螺纹(38)，其设置在所述动力传递轴处；
阀螺纹(37)，其设置在所述阀元件处并且与所述驱动构件螺纹接合以形成进给螺杆机构；
驱动构件止动部(43)，其设置在所述驱动构件处；以及
阀止动部(45)，其与所述驱动构件止动部接合以形成止动机构，所述止动机构限制所述阀元件在周向方向上的旋转，其中
当将所述阀元件与所述阀座接触的方向定义为正方向并且将所述阀元件与所述阀座分离的方向定义为负方向时，
第一值(L1)是正值或负值，其表示从作为起点的所述驱动构件止动部(43)在所述正方向上的端部(M1)到所述驱动构件螺纹(38)在所述正方向上的端部(M2)的距离；以及
第二值(L2)是正值或负值，其表示从作为起点的所述阀止动部(45)在所述负方向上的端部(V1)到所述阀螺纹(37)在所述负方向上的端部(V2)的距离，并且
所述第二值(L2)大于所述第一值(L1)。
2.根据权利要求1所述的流动控制阀，其中
所述阀元件具有底壁(31)以及从所述底壁朝所述驱动构件延伸的管部(32)，密封构件(33)设置在所述底壁上以与所述阀座接触，
所述阀止动部(45)位于所述管部在所述负方向上的端部部分(44)处，
所述阀螺纹(37)围绕所述管部的内周部分设置，并且
所述管部的所述内周部分具有位于所述端部部分和所述阀螺纹之间的逃逸空间(34)，所述逃逸空间容纳所述动力传递轴(24)不与所述驱动构件螺纹接合。
3.根据权利要求1或2所述的流动控制阀，其中
所述驱动构件止动部和所述阀止动部中的一个是止动突部(45)，其在与所述阀元件的往复运动方向正交的径向方向上向外突出，并且
所述驱动构件止动部和所述阀止动部中的另一个是止动凹部(43)，其在所述径向方向上向内凹陷并且与所述止动突部接合。
4.根据权利要求1所述的流动控制阀，其中
所述驱动构件螺纹在所述正方向上的所述端部(M2)相对于所述驱动构件止动部在所述正方向上的所述端部(M1)位于所述负方向上。
5.一种燃料蒸气处理装置，包括：
根据权利要求1至4中任一项所述的流动控制阀(1、10)；
与所述燃料箱通道(26)连接的燃料箱(11)；以及
与所述罐通道(27)连接以吸收在所述燃料箱中产生的燃料蒸气的罐(12)。
6.一种流动控制阀，包括：
壳体(21)，其具有通道，燃料蒸气通过所述通道从燃料箱通道(26)流至罐通道(27)；
阀元件(22)，其构造成与所述壳体的阀座(28)接触和分离；
驱动构件(23)，其使所述阀元件往复运动以与所述阀座(28)接触和分离，所述驱动构件和所述阀元件通过动力传递轴(24)彼此连接用于动力传递；
驱动构件螺纹(38)，其设置在所述动力传递轴处；
阀螺纹(37)，其设置在所述阀元件处并且与所述驱动构件螺纹接合以形成进给螺杆机构；
驱动构件止动部(43)，其设置在所述驱动构件处；以及
阀止动部(45)，其与所述驱动构件止动部接合以形成止动机构，所述止动机构限制所述阀元件在周向方向上的旋转，其中
在轴向方向上所述驱动构件止动部(43)的端部(M1)和所述驱动构件螺纹(38)的端部(M2)之间的第一距离小于
在所述轴向方向上所述阀止动部(45)的端部(V1)和所述阀螺纹(37)的端部(V2)之间的第二距离。
7.一种流动控制阀，包括：
壳体(21)，其具有通道，燃料蒸气通过所述通道从燃料箱通道(26)流至罐通道(27)；
阀元件(51)，其构造成与所述壳体的阀座(28)接触和分离；
驱动构件(23)，其使所述阀元件往复运动以与所述阀座(28)接触和分离，所述驱动构件和所述阀元件通过动力传递轴(54)彼此连接用于动力传递；
驱动构件螺纹(38)，其设置在所述动力传递轴处；
阀螺纹(37)，其设置在所述阀元件处并且与所述驱动构件螺纹接合以形成进给螺杆机构；
驱动构件止动部(43)，其设置在所述驱动构件处；以及
阀止动部(45)，其与所述驱动构件止动部接合以形成止动机构，所述止动机构限制所述阀元件在周向方向上的旋转，其中
所述驱动构件止动部(43)的端部(M1)比所述驱动构件螺纹(38)的端部(M2)更靠近所述阀元件，并且
所述阀止动部(45)的与所述驱动构件相邻的端部(V1)和所述阀螺纹(37)的与所述驱动构件相邻的端部(V2)在所述阀元件的移动方向上位于相同位置处。
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