CN112219052B - 流体控制阀和蒸发燃料处理装置 - Google Patents
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Abstract
通过变更形成于内部的连通通路(84)的形状,从而使流体控制阀(38)小型化。流体控制阀(38)具有阀外壳(56)、电动阀(52)以及溢流阀(54)。阀外壳(56)包括具有利用电动阀(52)进行封闭的第1阀口(71)的主通路(74)、绕过第1阀口(71)的旁路通路(90)、与第1阀口(71)的下游侧连通并收纳电动阀(52)的第1阀室(65)以及与第1阀口(71)的上游侧连通并收纳溢流阀(54)的第2阀室(67)。旁路通路(90)具有连通第1阀室(65)和第2阀室(67)的连通通路(84)。连通通路(84)在第1阀室(65)的侧面(65A)和第2阀室(67)的侧面中的至少一者开口。
Description
技术领域
本公开涉及流体控制阀和使用了该流体控制阀的蒸发燃料处理装置。
背景技术
在汽车等车辆中,具备防止蒸发燃料向大气中泄漏的蒸发燃料处理装置。而且,蒸发燃料处理装置包括流体控制阀。该流体控制阀也被称作截止阀(参照日本特许第6275633号公报)。
日本特许第6275633号公报所记载的流体控制阀包括电动阀和溢流阀。电动阀和溢流阀收纳于流体控制阀的阀外壳。在阀外壳形成有主通路,该主通路构成供蒸发燃料在蒸发燃料处理装置中流通的吹扫通路。主通路包括第1阀口和位于第1阀口的下游侧的第1阀室。电动阀配设于主通路,利用电气控制对第1阀口进行开闭。
在阀外壳形成有绕过主通路的第1阀口的旁路通路。旁路通路包括第2阀口和位于第2阀口的下游侧的第2阀室。溢流阀配设于旁路通路,对第2阀口进行开闭。
溢流阀包括正压溢流阀机构和负压溢流阀机构,并在比第1阀口靠上游侧的位置以使主通路分支的形态配设。正压溢流阀机构在比第1阀口靠上游侧的主通路的压力成为预定的正压值以上的情况下开阀。负压溢流阀机构在比第1阀口靠上游侧的主通路的压力成为预定的负压值以下的情况下开阀。
而且,电动阀和溢流阀以彼此的轴向成为不同的方向的方式配设于流体控制阀的阀外壳内。由此,使流体控制阀小型化。
发明内容
发明要解决的问题
然而,上述的流体控制阀的旁路通路具有连通第1阀室和第2阀室的连通通路。连通通路中的与第1阀室和第2阀室连接的开口部设定于各个阀室的形成阀口的阀座面的径向外侧。因此,存在阀的径向上的体型较大、车辆搭载方面的制约较大这样的不良。即,使用流体控制阀的蒸发燃料处理装置通常设置在车辆的底板下。因此,向底板的下部的配置存在空间上的制约、配置上与其他设备干涉等制约,极力要求谋求小型化。因而,需要一种改良了的流体控制阀。
用于解决问题的方案
本公开的一个特征为一种流体控制阀,其中,该流体控制阀包括:阀外壳,其形成有具有第1阀口的主通路、绕过所述第1阀口且具有第2阀口的旁路通路、与所述第1阀口的下游侧连通的第1阀室以及与所述第2阀口的下游侧连通的第2阀室;电动阀,其设于所述第1阀室,利用电气控制对所述第1阀口进行开闭;以及溢流阀,其设于所述第2阀室,具有:正压溢流阀机构,其在主通路的比所述第1阀口靠上游侧的部分的压力为预定的正压值以上的情况下开阀;以及负压溢流阀机构,其在该压力为预定的负压值以下的情况下开阀,所述电动阀和所述溢流阀以彼此的轴向成为不同的方向的方式配设,所述旁路通路具有连通所述第1阀室和所述第2阀室的连通通路,所述连通通路在所述第1阀室的侧面和所述第2阀室的侧面中的至少一者开口。
根据上述特征,电动阀和溢流阀以彼此的轴向成为不同的方向的方式配设。由此,缩短沿着溢流阀的轴向的方向上的尺寸,能够使流体控制阀小型化。
另外,旁路通路中的连通电动阀的第1阀室和溢流阀的第2阀室的连通通路的相对于至少一个阀室的开口部在该阀室的侧面开口。由此,相比于在阀口的阀座面的径向外侧开口的情况,能够缩小径向上的体型,而能够谋求流体控制阀的小型化。其结果,提高相对于车辆的搭载性。
附图说明
图1是表示本公开的实施方式所涉及的蒸发燃料处理装置的结构图。
图2是蒸发燃料处理装置的截止阀的立体图。
图3是图2的III-III线向视剖视图。
图4是图3的IV-IV线向视剖视图。
图5是表示配设于截止阀的电动阀的剖视图。
图6是电动阀的主要部件的分解立体图。
图7是表示配设于截止阀的溢流阀的剖视图。
图8是沿着图3的VIII-VIII线的阀外壳的剖视图。
图9是沿着图3的IX-IX线的阀外壳的剖视图。
图10是沿着图3的X-X线的阀外壳的剖视图。
图11是表示旁路通路中的连通通路的溢流流量的线图。
具体实施方式
以下,基于附图说明本公开的实施方式。本实施方式的流体控制阀配置于蒸发燃料处理装置,该蒸发燃料处理装置被搭载于搭载有燃料箱和内燃机、即发动机的汽车等车辆。流体控制阀用作蒸发燃料处理装置用的截止阀。为了方便说明,在说明了蒸发燃料处理装置之后,说明截止阀、即流体控制阀。
<蒸发燃料处理装置12的结构>
图1表示蒸发燃料处理装置12的结构。蒸发燃料处理装置12配置于汽车等车辆的发动机系统10。发动机系统10包括发动机14和储存向发动机14供给的燃料的燃料箱15。在燃料箱15设有进气管16。进气管16为自其上端部的供油口向燃料箱15内导入燃料的管。在进气管16的供油口以能够装卸的方式安装有箱盖17。另外,燃料箱15包括通气管18,该通气管18将进气管16的上端部内与燃料箱15内的存在蒸发燃料的气层部连通。
燃料箱15在内部收纳有燃料供给装置19。燃料供给装置19包括燃料泵20、燃料测量器21、箱内压传感器22等。燃料泵20吸入燃料箱15内的燃料并对其进行加压而喷出。燃料测量器21检测燃料箱15内的燃料的液面。箱内压传感器22检测作为相对于大气压的相对压的箱内压。利用燃料泵20自燃料箱15内抽吸来的燃料经由燃料供给通路24被向发动机14供给。详细而言,燃料在被供给到具备与各燃烧室相对应的喷射器25的输送管26之后,自各喷射器25向进气通路27内的分支部喷射。在进气通路27设有空气净化器28、空气流量计29、节气门30等。
蒸发燃料处理装置12包括蒸气通路31、吹扫通路32以及吸附罐34。蒸气通路31的上游侧端部与燃料箱15内的气层部连通。蒸气通路31的下游侧端部与吸附罐34内连通。另外,吹扫通路32的上游侧端部与吸附罐34内连通。吹扫通路32的下游侧端部在比节气门30靠下游的位置与进气通路27连通。另外,在吸附罐34内装填有作为吸附材料的活性炭(未图示)。燃料箱15内的蒸发燃料经由蒸气通路31导入于吸附罐34,并被吸附罐34内的吸附材料吸附。
在燃料箱15内的气层部,在蒸气通路31的上游侧端部设有ORVR阀(On BoardRefueling Vapor Recovery valve:机载燃料补给蒸气回收阀)35和燃料阻断阀36。
在蒸气通路31的中途安装有流体控制阀。在本实施方式中,流体控制阀为截止阀38。即,蒸气通路31被分断成燃料箱侧通路部31a和吸附罐侧通路部31b。在通路部31a、31b相互之间配置有截止阀38。截止阀38包括电动阀52和溢流阀54。电动阀52利用电气控制进行开闭,从而调整在蒸气通路31中流动的包含蒸发燃料在内的气体(以下称作“流体”)的流量。利用自发动机控制装置(以下称作“ECU”)45输出的驱动信号对电动阀52进行开闭。另外,溢流阀54设于后述的旁路通路。溢流阀54构成为在电动阀52的闭阀时将燃料箱15内的压力保持于适当的范围。
在吹扫通路32的中途安装有吹扫阀40。根据由ECU45计算出的吹扫流量对吹扫阀40的开阀量进行控制。吹扫阀40为具备电磁螺线管的电磁阀。因此,吹扫阀40在非通电状态下闭阀,在通电状态下开阀。此外,吹扫阀40也可以是具备步进马达且通过控制阀芯的位置而能够调整开阀量的电动阀。
在吸附罐34连通有大气通路42的一端部。大气通路42的另一端部向大气开放。另外,在大气通路42的中途安装有空气过滤器43。
在ECU45除了连接有箱内压传感器22、截止阀38的电动阀52、吹扫阀40以外,还连接有盖开关46、盖打开器47、显示装置49等。在盖打开器47连结有手动对覆盖供油口的盖48进行开闭的盖手动开闭装置(未图示)。盖开关46向ECU45输出盖48的锁定解除信号。另外,盖打开器47为盖48的锁定机构。盖打开器47构成为在从ECU45接收到了锁定解除信号的情况、或者对盖手动开闭装置实施了打开动作的情况下,解除盖48的锁定。
(蒸发燃料处理装置12的动作)
接着,说明蒸发燃料处理装置12的基本动作。通常时,截止阀38的溢流阀54被闭阀。
<停车状态下>
(1)在车辆的停车状态下,截止阀38的电动阀52被维持为闭阀状态。因而,蒸发燃料不会自燃料箱15向吸附罐34内流入。另外,空气也不会自吸附罐34向燃料箱15内流入。此时,吹扫阀40被维持为闭阀状态。此外,截止阀38的溢流阀54在车辆的停车状态等电动阀52闭阀时将燃料箱15内的压力保持于适当的范围。
<行驶过程中>
(2)在车辆的行驶过程中,在预定的吹扫条件成立的情况下,ECU45执行对吸附于吸附罐34的蒸发燃料进行吹扫的控制。在该控制中,使吹扫阀40开阀。在使吹扫阀40开阀时,发动机14的进气负压经由吹扫通路32作用于吸附罐34内。其结果,蒸发燃料与自大气通路42吸入的空气一起自吸附罐34向进气通路27供给,之后在发动机14燃烧。另外,ECU45只在蒸发燃料的吹扫过程中将截止阀38的电动阀52设为开阀状态。由此,燃料箱15的箱内压被维持为大气压附近值。
<供油过程中>
(3)在车辆的停车过程中,在操作盖开关46时,ECU45将截止阀38的电动阀52设为开阀状态。此时,若燃料箱15的内压高于大气压,则在截止阀38的电动阀52开阀的同时,蒸发燃料自燃料箱15经由蒸气通路31向吸附罐34内流入,并被吸附罐34内的吸附材料吸附。由此,防止蒸发燃料向大气放出。相伴于此,燃料箱15的内压下降到大气压附近值。另外,在燃料箱15的内压下降到大气压附近值时,ECU45向盖打开器47输出盖48的锁定解除信号。接收到了该信号的盖打开器47解除对盖48的锁定。由此,能够进行盖48的打开动作。然后,在打开了盖48并拆下了箱盖17之后,开始向燃料箱15供油。另外,ECU45将截止阀38的电动阀52维持为开阀状态,直到供油结束(具体而言,关闭盖48)。因此,在供油时,蒸发燃料自燃料箱15经由蒸气通路31向吸附罐34内流入,并被吸附罐34内的吸附材料吸附。
<截止阀38>
接着,对截止阀38进行说明。图2是截止阀38的立体图。图3和图4分别是截止阀38的剖视图。图3是图2的III-III线向视的剖视图,图4是图3的IV-IV线向视的剖视图。如图3和图4所示,截止阀38具有电动阀52、溢流阀54以及阀外壳56。此外,截止阀38通常设于车辆的底板下,因此各图所示的方向是与车辆的前后左右上下方向对应地确定的。但是,这些方向并不用于指定截止阀38的配置方向。
<阀外壳56>
阀外壳56为树脂制,如图3和图4所示,在阀外壳56的内部收纳有电动阀52和溢流阀54。因此,阀外壳56具有用于收纳电动阀52的第1收纳筒部60和用于收纳溢流阀54的第2收纳筒部61。另外,阀外壳56包括第1管部57和第2管部58。第1管部57和第2管部58在阀外壳56中形成主通路74。此外,主通路74相当于蒸气通路的一部分。
第1管部57和第2管部58分别形成为中空圆管状。第1管部57沿前后方向配设,第2管部58沿左右方向配设。
而且,在阀外壳56具有用于将截止阀38安装于车辆的底板下表面的安装部63。如图2和图3所示,安装部63与形成电动阀52的第1收纳筒部60的上方部一体地形成,如图4所示,并在第1收纳筒部60的左右两侧位置安装于车辆底面。右侧的安装部63位于比左侧的安装部63稍靠前方的位置。
如图3和图4所示,形成电动阀52的第1收纳筒部60形成为自第1管部57的前端部朝向前方而阶梯性地使直径增大的阶梯圆筒状。第1管部57和第1收纳筒部60形成为同心状。在第1收纳筒部60的后端部内形成有第1阀室65。第2管部58形成为自第1收纳筒部60的第1阀室65向右方延伸的中空圆管状。
如图3所示,第2收纳筒部61在第1管部57的前端部的上侧形成为有底圆筒状。如图4所示,第2收纳筒部61具有第1管部57的外径大约2倍的外径。而且,第2收纳筒部61的轴线与第1管部57的轴线正交。即,第2收纳筒部61设于第1管部57的正上方位置。如图3所示,第2收纳筒部61在内部形成有第2阀室67。
如图4所示,第1管部57和第2管部58形成为相同管径或者大致相同管径。两个管部57、58内经由第1阀室65相互连通。第1管部57的第1阀室65侧的开口部被设为第1阀口71。第1阀口71以略小于第1管部57的内径的内径形成。第1阀口71的口缘部被设为第1阀座72。第1管部57内被设为沿着与第1阀口71的轴向相同的方向延伸的第1通路部75。第2管部58内被设为向右方延伸的第2通路部76。由第1通路部75、第2通路部76以及第1阀室65的局部形成L字状的主通路74。
如图3所示,在溢流阀54的形成第2阀室67的第2收纳筒部61的下端部以同心状形成有使内径减小的环状的台阶部78。台阶部78内的中央开口被设为将第1通路部75与第2收纳筒部61内的第2阀室67连通的第2阀口80。在台阶部78的靠第2阀室67侧的上端面以同心状配置有金属制的圆环板状的第2阀座82。第2阀座82局部埋设于台阶部78。第2阀座82形成溢流阀54的阀座面。
<旁路通路90>
如图3所示,阀外壳56包括绕过主通路74的旁路通路90。旁路通路90具有第2阀口80、第2阀室67、连通通路84以及第1阀室65。连通通路84连通第2阀室67和第1阀室65。此外,由此,旁路通路90绕过主通路74的第1阀口71。旁路通路90为用于在主通路74被电动阀52封闭时利用溢流阀54的动作调整燃料箱内的异常的正压、负压的通路。
<电动阀52的结构>
接着,说明电动阀52的结构。图5是电动阀52的局部的放大剖视图,图6是分解立体图。如图5所示,电动阀52收纳于阀外壳56的第1收纳筒部60内。电动阀52包括步进马达92、阀引导件94、阀芯96以及阀弹簧98。此外,图5示出电动阀52的开阀状态。
步进马达92以其轴向作为前后方向地设于第1收纳筒部60内。步进马达92具有能够正反旋转的输出轴93。输出轴93指向后方,并以同心状配置于第1收纳筒部60的第1阀室65内。在输出轴93的外周面形成有外螺纹部100。
如图6所示,阀引导件94具有圆筒状的筒壁部102和封闭筒壁部102的前端的端壁部103。在筒壁部102的前端部外周面以阶梯圆筒状形成有使外径增大的鼓出部104。在端壁部103的中央部以同心状形成有圆筒状的筒轴部105。筒轴部105的后端被封闭。如图5所示,在筒轴部105的内周面形成有内螺纹部106。
阀引导件94配置为能够相对于第1阀室65内沿轴向即前后方向移动。阀引导件94被止转单元(未图示)阻止相对于第1收纳筒部60绕轴线的方向转动。阀引导件94的鼓出部104相对于第1阀室65的内壁面隔开预定的间隙地配置。筒轴部105的内螺纹部106与步进马达92的输出轴93的外螺纹部100螺纹结合。因而,基于输出轴93的正反旋转,使阀引导件94沿前后方向移动。此外,由输出轴93的外螺纹部100和阀芯96的内螺纹部106构成进给丝杠机构110。
在阀外壳56的第1阀座72与阀引导件94的鼓出部104之间安装有由螺旋弹簧构成的辅助弹簧112。辅助弹簧112配置于筒壁部102的周围。辅助弹簧112始终对阀引导件94向前方施力,从而抑制进给丝杠机构110的反冲。筒壁部102的后端面形成为能够与第1阀座72抵接。
如图6所示,阀芯96具有圆筒状的筒状部114和封闭筒状部114的后端开口部的阀板部115。如图5所示,在阀板部115安装有由橡胶状弹性材料形成的圆环状的第1密封构件117。
如图5所示,阀芯96以呈同心状且能够沿前后方向移动的方式配置于阀引导件94内。第1密封构件117以能够与第1阀座72抵接的方式与该第1阀座72相对。在阀引导件94与阀芯96之间设有多组(例如4组)连结部件120,该连结部件120将两构件94、96连结成能够沿前后方向在预定范围内移动。各连结部件120由设于阀芯96的筒状部114的卡合突起122和设于阀引导件94的筒壁部102的卡合槽124构成。如图6所示,连结部件120沿周向以等间隔配置。
如图6所示,卡合突起122自阀芯96的筒状部114的外周面的前端部朝向半径方向外侧突出。槽形成壁126在阀引导件94的筒壁部102的内周面向半径方向内侧突出。各槽形成壁126具有相对于前后方向垂直地延伸的后壁部126a、自后壁部126a的一端向端壁部103延伸的长侧壁部126b以及自后壁部126a向前方延伸的短侧壁部126c。由后壁部126a、长侧壁部126b以及短侧壁部126c形成在筒壁部102内开口并沿前后方向延伸的卡合槽124。另外,在短侧壁部126c与端壁部102之间形成有开口部127。卡合突起122自槽形成壁126的开口部127卡合于卡合槽124内。由此,阀芯96在沿周向被止转的状态下以能够沿前后方向在预定的范围内移动的方式连结于阀引导件94。
如图5和图6所示,阀弹簧98由螺旋弹簧构成。阀弹簧98以同心状夹装于阀引导件94的端壁部103与阀芯96的阀板部115之间。阀弹簧98对阀芯96向后方即关闭方向施力。
<溢流阀54的结构>
接着,对溢流阀54进行说明。图7表示溢流阀54的放大剖视图。溢流阀54具有正压溢流阀机构130和负压溢流阀机构132。在图7中,两个溢流阀机构130、132为闭阀状态。溢流阀54配置于阀外壳56的第2收纳筒部61。
溢流阀54以同心状具有正压溢流阀机构130和负压溢流阀机构132。正压溢流阀机构130的第1阀构件134和负压溢流阀机构132的第2阀构件136以呈同心状且能够上下移动的方式配置于第2收纳筒部61的第2阀室67内。
第1阀构件134以同心状具有圆环板状的阀板138以及构成内外双层筒状的内筒部139和外筒部140。阀板138的外周部为位于第2阀座82的上方的第1阀部141。在第1阀构件134自第2阀座82分离时,第2阀口80打开。在第1阀构件134落座于第2阀座82时,第2阀口80关闭。
内筒部139和外筒部140竖立设置于阀板138上。在内筒部139的径向外侧形成有沿上下方向贯通阀板138的多个(图7中示出两个)连通孔143。在第1阀部141的外周缘部的下表面沿着周向以等间隔形成有多个止动片145。止动片145在第1阀构件134闭阀时与第2阀座82抵接。由此,规定第1阀构件134的闭阀位置。阀板138的内周部被设为负压溢流阀机构132的第3阀座147。
在第2收纳筒部61的上端开口部配置有罩150和防脱构件152。罩150为树脂制,且形成为圆板状。罩150封闭第2收纳筒部61的上端。防脱构件152为树脂制,且形成为圆环状。防脱构件152利用熔接等接合于第2收纳筒部61的上端部。防脱构件152卡合于罩150的外周部。由此,利用防脱构件152防止罩150脱落。
在第1阀构件134的阀板138与罩150之间以同心状配置有第1螺旋弹簧154。第1螺旋弹簧154对第1阀构件134向下方即闭阀方向施力。第1螺旋弹簧154嵌合于第1阀构件134的外筒部140内。
第2阀构件136具有环状的阀板156和圆轴状的轴部157。第2阀构件136使轴部157自第1阀构件134的下方嵌合于第1阀构件134的内筒部139内。阀板156通过从下方落座于第1阀构件134的第3阀座147从而关闭连通孔143。通过阀板156向下方移动并自第3阀座147分离,从而打开连通孔143。在轴部157的上端部安装有圆环板状的弹簧承接构件159。弹簧承接构件159在第2阀构件136开阀时与第1阀构件134的内筒部139抵接。由此,规定第2阀构件136的最大开阀量。
在第1阀构件134的阀板138与弹簧承接构件159之间以同心状配置有第2螺旋弹簧161。在第2螺旋弹簧161内配置有第1阀构件134的内筒部139。第2螺旋弹簧161对第2阀构件136向上方即闭阀方向施力。第2螺旋弹簧161和第1螺旋弹簧154配置为内外双层环状。第2螺旋弹簧161的螺旋直径(日文:コイル径)、螺旋长度(日文:コイル長)以及螺旋绕线直径(日文:コイル線径)设定为小于第1螺旋弹簧154的螺旋直径、螺旋长度以及螺旋绕线直径。因而,第2螺旋弹簧161的作用力小于第1螺旋弹簧154的作用力。
在第1阀构件134的阀板138的下表面利用粘接等安装有圆环状的第2密封构件163。第2密封构件163由橡胶等橡胶状弹性材料形成,在下表面侧具有以内外双层环状突出的内外两个密封部164、165。内周侧的密封部164与第2阀构件136的阀板156相对。在第2阀构件136闭阀时,第2阀构件136被第2螺旋弹簧161的作用力向上方施力,由此使阀板156与内周侧的密封部164弹性地接触即密合。另外,外周侧的密封部165与阀外壳56的第2阀座82相对。在第1阀构件134闭阀时,第1阀构件134被第1螺旋弹簧154的作用力向下方施力,由此使外周侧的密封部165与第2阀座82弹性地接触即密合。
<正压溢流阀机构130的动作>
接着,说明正压溢流阀机构130(参照图7)。正压溢流阀机构130利用第1螺旋弹簧154对正压侧的开阀压进行设定。由此,在第2阀口80侧(燃料箱侧)的压力成为正压侧的开阀压以上时,第1阀构件134克服第1螺旋弹簧154的施力而上升。由此,正压溢流阀机构130被开阀。此时,外周侧的密封部165自第2阀座82分离。
<负压溢流阀机构132的动作>
接着,说明负压溢流阀机构132(参照图7)。负压溢流阀机构132利用第2螺旋弹簧161对负压侧的开阀压进行设定。由此,在第2阀口80侧(燃料箱侧)的压力成为负压侧的开阀压以下时,第2阀构件136克服第2螺旋弹簧161的施力而下降。由此,负压溢流阀机构132被开阀。此时,内周侧的密封部164自第2阀构件136的阀板156分离。
<截止阀38的配置>
如图1所示,截止阀38安装于在车辆(未图示)搭载的蒸发燃料处理装置12中的蒸气通路31。即,如图3和图4所示,在阀外壳56的第1管部57连接蒸气通路31的燃料箱侧通路部31a,并且在第2管部58连接蒸气通路31的吸附罐侧通路部31b。由此,蒸气通路31的两个通路部31a、31b经由阀外壳56的主通路74相互连通。因此,主通路74构成蒸气通路31的一部分。另外,如图3所示,阀外壳56的安装部63利用螺栓等的紧固而相对于车辆的底板下侧的固定侧构件167固定。由此,以溢流阀54的轴线朝向天地方向的方式将截止阀38搭载于车辆。而且,溢流阀54的第2阀口80在车辆搭载状态下相对于主通路74配置于天侧。即,如图3所示,第2阀口80设定于由第1管部57形成的主通路74的上方位置。
<电动阀52的动作>
接着,说明截止阀38中的电动阀52的动作。在溢流阀54的正压溢流阀机构130和负压溢流阀机构132为闭阀状态下进行电动阀52的动作。
<电动阀52的开阀状态>
首先,说明电动阀52的开阀状态。如图5所示,在电动阀52的开阀状态下,阀引导件94和包含第1密封构件117在内的阀芯96自第1收纳筒部60的第1阀座72向前方分开。另外,阀芯96因阀弹簧98的弹性被相对于阀引导件94向后方施力,阀芯96的卡合突起122抵接于槽形成壁部126的后壁部126a。因此,阀引导件94和阀芯96经由连结部件120连结。
另外,基于ECU45(参照图1)对步进马达92的驱动控制,经由进给丝杠机构110对阀引导件94在轴向上进行行程控制。由此,阀芯96与阀引导件94一起沿前后方向移动,从而调整阀芯96的开阀量。另外,在开阀状态下,即使将步进马达92的通电断开,也能够利用步进马达92的定位转矩、进给丝杠机构110的螺纹升角等保持开阀状态。
而且,在上述的电动阀52的开阀状态下,形成于阀外壳56内的主通路74处于连通状态。即,与图4所示的燃料箱侧通路部31a连接的第1管部57的主通路74和与吸附罐侧通路部31b连接的第2管部58的主通路74处于连通状态。
<电动阀52的闭阀工作时>
接着,对电动阀52的闭阀工作时进行说明。在电动阀52的开阀状态下,在步进马达92闭阀工作时,输出轴93向闭阀方向旋转。由此,阀引导件94和阀芯96借助进给丝杠机构110向后方逐渐移动。于是,阀芯96的第1密封构件117落座于第1阀座72,而限制阀芯96向后方的移动。接着,阀引导件94进一步向后方移动。相伴于此,阀引导件94的槽形成壁部126的后壁部126a相对于图6所示的阀芯96的卡合突起122向后方移动。
然后,在阀引导件94的筒壁部102接近了或抵接到阀外壳56的第1阀座72时,利用ECU45停止步进马达92的闭阀工作。该状态为闭阀状态。此外,也可以在阀引导件94的筒壁部102与阀外壳56的第1阀座72抵接后使步进马达92以预定量开阀工作,从而设为使阀引导件94接近了第1阀座72的状态。
<电动阀52的闭阀状态>
接着,对电动阀52的闭阀状态进行说明。在电动阀52的闭阀状态下,阀芯96利用阀弹簧98的作用力而弹性地落座于阀外壳56的第1阀座72。另外,阀芯96与第1阀座72之间被第1密封构件117弹性地密封。另外,在闭阀状态下,即使将步进马达92的通电断开,也能够利用步进马达92的定位转矩、进给丝杠机构110的螺纹升角等保持闭阀状态。
<电动阀52的开阀工作时>
接着,对电动阀52的开阀工作时进行说明。在电动阀52的闭阀状态下,在对步进马达92进行开阀工作时,输出轴93向开阀方向旋转。由此,阀引导件94借助进给丝杠机构110而向前方(打开方向)逐渐移动。相伴于此,阀引导件94的卡合槽124沿着阀芯96的卡合突起122向上方逐渐移动。相伴于此,阀弹簧98和辅助弹簧112因其弹性恢复力而伸长。然后,槽形成壁部126的后壁部126a与阀芯96的卡合突起122抵接。由此,限制阀引导件94与阀芯96之间的相对移动。接着,阀引导件94和阀芯96进一步向前方移动。相伴于此,辅助弹簧112因其弹性恢复力而伸长。由此,阀芯96的第1密封构件117自阀外壳56的第1阀座72离开,从而成为开阀状态。
<溢流阀54的动作>
接着,对截止阀38中的溢流阀54的动作进行说明。溢流阀54中的正压溢流阀机构130的开阀动作和负压溢流阀机构132的开阀动作均在电动阀52的闭阀状态下进行。
<正压溢流阀机构130的开阀动作>
当在燃料箱15产生了正压溢流阀机构130的开阀压以上的正压的情况下,进行正压溢流阀机构130的开阀动作。即,在产生开阀压以上的正压时,如上所述,第1阀构件134向上移动,正压溢流阀机构130开阀,第1通路部75和第2阀室67经由第2阀口80连通。由此,即使第1阀口71关闭,第1通路部75和第2通路部76仍经由旁路通路90连通。因此,流体自燃料箱15经由第1通路部75、旁路通路90以及第2通路部76向吸附罐34流动。由此,能够使燃料箱15内的压力下降。
<负压溢流阀机构132的开阀动作>
当在燃料箱15产生了负压溢流阀机构132的开阀压以下的负压的情况下,进行负压溢流阀机构132的开阀动作。即,在产生开阀压以下的负压时,如上所述,第2阀构件136下降而开阀,负压溢流阀机构132开阀,第1通路部75经由第2阀口80与第2阀室67连通。由此,即使第1阀口71关闭,第1通路部75和第2通路部76仍经由旁路通路90连通。因此,流体自吸附罐34经由第2通路76、旁路通路90以及第1通路部75向燃料箱15流动。能够使燃料箱15内的压力上升。
<连通通路84的结构>
旁路通路90的连通通路84连接溢流阀54的第2阀室67和电动阀52的第1阀室65。图3中示出连通通路84的位置。图8~图10是形成阀外壳56中的连通通路84的各部位的剖视图。图8是图3的VIII-VIII线向视剖视图,图9是图3的IX-IX线向视剖视图,图10是图3的X-X线向视剖视图。
如图3所示,连通通路84与由第1管部57形成的第1通路部75的轴线方向平行,且配设于第1通路部75的上方位置。如图8所示,连通通路84的溢流阀侧开口部88在第2阀室67的侧面67A开口。如图3和图7所示,在从上下方向观察时溢流阀侧开口部88的位置设为比第2阀室67的中央略靠下方。此外,如图9所示,连通通路84的截面形状设为在左右方向上较长的长方形截面形状。
如图3所示,连通通路84在第1收纳筒部60的上方与第1阀室65的轴线方向平行地配置。如图10所示,连通通路84具有在第1阀室65的侧面(上表面)65A开口的电动阀侧开口部86。电动阀侧开口部86处于连通通路84的下表面,且设为比溢流阀侧开口部88宽的开口面积。
此外,连通通路84中的溢流阀侧开口部88与电动阀侧开口部86之间成为旁路通路90的节流通路。因此,连通通路84的该区域的流通截面积形成为小于比溢流阀54的第2阀口80靠上游侧的通路部分的最小截面积。由此,在溢流阀54中的正压溢流阀机构130开阀时,流体自第1通路部75经由旁路通路90向第2通路部76平缓地流动。
图11是将连通通路84设为节流通路的情况下的溢流流量的特性线图。在图11中由实线表示的溢流流量线图为“有节流”的情况,由虚线表示的溢流流量线图为“无节流”的情况。由图11所示的特性线图可知,正压溢流阀机构130开阀时在旁路通路90的连通通路84流动的溢流流量如下所述。即,“无节流”的情况下的溢流流量在正压溢流阀机构130开阀时在短时间之内一下子流过旁路通路90的连通通路84。即,产生急剧的流量变化。相对于此,“有节流”的情况下的溢流流量在正压溢流阀机构130开阀时由于节流作用而耗费时间从而平缓地流过连通通路84。即,能够抑制急剧的流量变化。因此,对于溢流流量的峰值流量,“有节流”的情况由于发挥节流作用也低于“无节流”的情况。此外,根据发明人们的实验结果,连通通路84的节流直径优选为Φ3~Φ6。
<连通通路84的效果>
首先,根据上述的本实施方式的特征结构,旁路通路90中的连通通路84的相对于溢流阀54的溢流阀侧开口部88和相对于电动阀52的电动阀侧开口部86在第1阀室65的侧面65A和第2阀室67的侧面67A开口。由此,相比于以往那样开口部在阀口的阀座面的径向外侧开口的情况,能够缩小径向上的体型,能够谋求流体控制阀的小型化。因此,提高相对于车辆的搭载性。
接着,连通通路84的最小截面积形成得小于比溢流阀54的第2阀口靠上游侧的通路部分、即由第1管部57形成的第1通路部75的最小截面积。由此,在溢流阀54的正压溢流阀机构130开阀时的流体的流通中,能够利用连通通路84的节流作用抑制过度的压力变动,而抑制由蒸发燃料流(气流)产生的噪音。即,在溢流流量急剧变化的情况下,相伴于此,溢流阀54沿上下左右振动,由于该振动而发出声音。相对于此,根据本实施方式的特征性的结构,如上所述,溢流流量的流量变化变得平缓,因此,开阀时的阀动作稳定,不会沿上下左右振动,能够抑制声音的产生。
<本实施方式的效果>
根据本实施方式的截止阀38,电动阀52和溢流阀54以彼此的轴向成为不同的方向的方式配置。详细而言,电动阀52以轴向成为前后方向的方式配置,并且溢流阀54以轴向成为上下方向的方式配置。由此,相比于电动阀52的轴线和溢流阀54的轴线朝向相同方向的情况,缩短溢流阀54的沿着轴向的方向(上下方向)上的尺寸,能够使截止阀38紧凑化。
另外,在阀外壳56形成有具有第1阀口71的主通路74和具有第2阀口80的旁路通路90。因此,将电动阀52和溢流阀54汇集,能够使截止阀38紧凑化。
另外,溢流阀54配置于第2阀口80的下游侧(图3中的上侧)。因而,相比于例如将溢流阀54配置于第2阀口80的上游侧的情况,能够将第2阀口80和主通路74靠近地配置,能够使阀外壳56小型化。
另外,主通路74具有沿着与第1阀口71的轴向相同的方向(前后方向)延伸的第1通路部75和在与第1阀口71的第1通路部75侧(后侧)相反的一侧沿着与第1通路部75的轴向不同的方向(左右方向)延伸的第2通路部76(参照图4)。因而,相比于例如电动阀52的轴向和直线状的主通路的轴向呈正交状相交叉的情况,缩短主通路74的沿着第2通路部76的轴向(左右方向)的方向上的尺寸,能够使截止阀38紧凑化。
另外,由第1通路部75和第2通路部76形成弯管状的主通路74(参照图4)。因此,相比于例如主通路形成为蜿蜒曲折状的情况,能够降低主通路74中的流通阻力(通气阻力)。
另外,溢流阀54的第2阀口80在车辆搭载状态下相对于主通路74配置于天侧。由此,在形成于第2阀口80的阀座面附着的水分、油分在自重的作用下向主通路74落下,因此能够抑制阀座面的结冰、材质劣化。
另外,截止阀38以溢流阀54的轴线朝向天地方向的方式搭载于车辆。因而,能够抑制溢流阀54的开阀压的变动。例如,在以使溢流阀54的轴向朝向除天地方向以外的方向的方式搭载于车辆的情况下,由于滑动部的摩擦阻力的增大、两个螺旋弹簧154、161的作用力的变动等,导致溢流阀54的开阀压产生变动。但是,通过以溢流阀54的轴向朝向天地方向的方式搭载于车辆,由于滑动部的摩擦阻力降低、抑制两个螺旋弹簧154、161的作用力的变动等,从而能够抑制溢流阀54的开阀压的变动。
另外,由于截止阀38的沿着溢流阀54的轴向的方向上的尺寸、即天地方向上的尺寸较小,因此,例如在车辆的上下方向上的空间较小的底板下空间,也能够设置截止阀38。因此,能够提高截止阀38相对于车辆设置的自由度。
另外,在蒸发燃料处理装置12中,使燃料箱15与吸附罐34之间的蒸气通路31所具备的截止阀38小型化。由此,能够提高蒸发燃料处理装置12相对于车辆的搭载性。
<其他实施方式>
以上,对本公开的特定的实施方式进行了说明,但本公开的技术并不限定于上述实施方式,而能够进行各种各样的变更。
例如,本公开的流体控制阀并不限定于蒸发燃料处理装置12,还可以应用于其他装置。另外,电动阀52和溢流阀54以彼此的轴向成为不同的方向的方式配置即可,其方向并不限定。
另外,在上述的实施方式中,形成为旁路通路90中的连通通路84的相对于溢流阀54的溢流阀侧开口部88和相对于电动阀52的电动阀侧开口部86这两者都在第1阀室65的侧面65A和第2阀室67的侧面67A开口。但是,也可以是仅任一者在侧面开口。
另外,截止阀38的电动阀52的电动马达除了步进马达92以外,还能够使用能够控制旋转方向、旋转速度以及旋转量的DC马达。此外,在DC马达的情况下,使用检测阀引导件94的位置的行程传感器进行原点位置的初始化即可。
另外,电动阀52的电动马达也可以具备通过内置进给丝杠机构从而沿轴向移动的输出轴。在该情况下,使输出轴与阀引导件94一体化即可。
另外,电动阀52也可以使用具备电磁螺线管并在非通电状态下闭阀、通电而开阀的电磁阀。
另外,连结部件120的组数可以适当增减。另外,连结部件120的卡合突起122和卡合槽124可以反向配置,即、将卡合突起122设于阀引导件94,将卡合槽124设于阀芯96。
另外,也可以将阀芯96经由进给丝杠机构110连结于步进马达92等的输出轴,从而省略阀引导件94和辅助弹簧112。
在本公开中,以各种各样的形态进行了技术的公开。第1形态为一种流体控制阀,其中,该流体控制阀包括:阀外壳,其形成有具有第1阀口的主通路、绕过所述第1阀口且具有第2阀口的旁路通路、与所述第1阀口的下游侧连通的第1阀室以及与所述第2阀口的下游侧连通的第2阀室;电动阀,其设于所述第1阀室,利用电气控制对所述第1阀口进行开闭;以及溢流阀,其设于所述第2阀室,具有:正压溢流阀机构,其在主通路的比所述第1阀口靠上游侧的部分的压力为预定的正压值以上的情况下开阀;以及负压溢流阀机构,其在该压力为预定的负压值以下的情况下开阀,所述电动阀和所述溢流阀以彼此的轴向成为不同的方向的方式配设,所述旁路通路具有连通所述第1阀室和所述第2阀室的连通通路,所述连通通路在所述第1阀室的侧面和所述第2阀室的侧面中的至少一者开口。
根据第1形态,电动阀和溢流阀以彼此的轴向成为不同的方向的方式配设。由此,缩短沿着溢流阀的轴向的方向上的尺寸,能够使流体控制阀小型化。
另外,旁路通路的连通通路在第1阀室的侧面和第2阀室的侧面中的至少一者开口。由此,相比于连通通路在阀口的阀座面的径向外侧开口的情况,能够缩小电动阀或者溢流阀的径向上的体型,能够谋求流体控制阀的小型化,因而提高相对于车辆的搭载性。
第2形态为基于上述的第1形态的流体控制阀的流体控制阀,其中,所述连通通路的最小截面积形成得小于比所述第2阀口靠上游侧的通路部分的最小截面积。
根据第2形态,旁路通路中的自溢流阀向电动阀的连通通路的最小截面积形成得小于比溢流阀的第2阀口靠上游侧的通路部分的最小截面积。由此,在溢流阀的正压溢流阀机构开阀时的流通中,利用连通通路的节流作用抑制过度的压力变动,而抑制由蒸发燃料流(气流)产生的噪音。
第3形态为基于上述的第1方案或第2方案的流体控制阀的流体控制阀,其中,所述第2阀口在车辆搭载状态下相对于所述主通路配置于天侧。
根据第3形态,在形成于溢流阀的第2阀口相对于主通路配置于天侧的状态下进行车辆搭载。由此,在形成于第2阀口的阀座面附着的凝结的水分、油分在自重的作用下向主通路落下。因此,能够抑制阀座面的结冰、材质劣化。
第4形态为一种蒸发燃料处理装置,该蒸发燃料处理装置包括:蒸气通路,其连通燃料箱和吸附罐;以及截止阀,其安装在所述蒸气通路上,其中,所述截止阀为第1形态至第3形态中的任一形态的流体控制阀。
根据第4形态,应用于蒸发燃料处理装置的截止阀为所述的流体控制阀。由于截止阀为小型,因此能够提高蒸发燃料处理装置相对于车辆的搭载性。
Claims (4)
1.一种流体控制阀,其中,
该流体控制阀包括:
阀外壳,其形成有具有第1阀口的主通路、绕过所述第1阀口且具有第2阀口的旁路通路、与所述第1阀口的下游侧连通的第1阀室以及与所述第2阀口的下游侧连通的第2阀室;
电动阀,其设于所述第1阀室,利用电气控制对所述第1阀口进行开闭;以及
溢流阀,其设于所述第2阀室,具有:正压溢流阀机构,其在主通路的比所述第1阀口靠上游侧的部分的压力为预定的正压值以上的情况下开阀;以及负压溢流阀机构,其在该压力为预定的负压值以下的情况下开阀,
所述电动阀和所述溢流阀以彼此的轴向成为不同的方向的方式配设,
所述旁路通路具有连通所述第1阀室和所述第2阀室的连通通路,
所述连通通路具有在所述第1阀室开口的第1端部和在所述第2阀室开口的第2端部,且所述连通通路从所述第1端部到所述第2端部与所述电动阀的轴线平行地呈直线状延伸,
所述旁路通路形成于所述阀外壳的一侧,
所述连通通路分别在所述第1阀室的侧面和所述第2阀室的侧面开口。
2.根据权利要求1所述的流体控制阀,其中,
所述连通通路的最小截面积形成得小于比所述第2阀口靠上游侧的通路部分的最小截面积。
3.根据权利要求1或2所述的流体控制阀,其中,
所述第2阀口在车辆搭载状态下相对于所述主通路配置于天侧。
4.一种蒸发燃料处理装置,其包括:
蒸气通路,其连通燃料箱和吸附罐;以及
截止阀,其安装在所述蒸气通路上,其中,
所述截止阀为权利要求1~3中任一项所述的流体控制阀。
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