CN113357381B - 流量控制阀 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种流量控制阀。抑制因齿隙抑制用弹簧导致的通气阻力的增大，并且抑制因齿隙抑制用弹簧的周向上的移位导致的通气阻力的变动。流量控制阀包括：外壳；阀芯，其对外壳的阀座进行开闭；步进马达，其具有输出旋转轴；进给丝杠机构，其使输出旋转轴的正反旋转转换成阀芯的轴向上的往复移动；以及齿隙抑制用弹簧，其由螺旋弹簧形成，该齿隙抑制用弹簧对阀芯向抑制进给丝杠机构的齿隙的方向施力。在外壳形成有弹簧支承部，该弹簧支承部具有供齿隙抑制用弹簧的安装定位圈部抵接的弹簧抵接面。弹簧抵接面配置于自供阀芯落座的阀座向阀芯的打开侧离开的位置。

Description

流量控制阀
技术领域
本说明书所公开的技术涉及一种流量控制阀。
背景技术
以往，在具备吸附罐的蒸发燃料处理装置中，具有安装在将燃料箱和吸附罐连通起来的蒸气通路的中途的流量控制阀(参照专利文献1)，所述吸附罐能够吸附在搭载有内燃机(发动机)的车辆的燃料箱内产生的蒸气以及能够使该蒸气脱离。在车辆的停车期间等，利用流量控制阀，阻断蒸气通路，在供油期间等，使蒸气通路连通。专利文献1的流量控制阀包括：阀芯，其通过在外壳的阀室内沿轴向移动从而对阀座进行开闭；进给丝杠机构，其使致动器的输出旋转轴的正反旋转转换成阀芯的轴向上的往复移动；以及齿隙抑制用弹簧，其由对阀芯向抑制进给丝杠机构的齿隙的方向施力的螺旋弹簧形成。在外壳形成有供齿隙抑制用弹簧的安装定位圈部抵接的弹簧抵接面。
专利文献1：日本特开2019－152180号公报
发明内容
发明要解决的问题
根据以往的流量控制阀，弹簧抵接面在阀室的轴向上与供阀芯落座的阀座配置于同一平面上。因此，齿隙抑制用弹簧的靠弹簧抵接面侧的安装定位圈部和安装定位圈部附近的线圈妨碍流体的流动，由此存在通气阻力增大这样的问题。另外，当齿隙抑制用弹簧在周向上移位时，由于通路面积变化，因而存在通气阻力变动这样的问题。
本说明书所公开的技术要解决的课题在于抑制因齿隙抑制用弹簧导致的通气阻力的增大，并且抑制因齿隙抑制用弹簧的周向上的移位导致的通气阻力的变动。
用于解决问题的方案
为了解决上述课题，本说明书所公开的技术采用以下方案。
第1方案为一种流量控制阀，该流量控制阀包括：外壳，其在流入通路与流出通路之间具有阀室和阀座；阀芯，其通过在所述阀室内沿轴向移动从而对所述阀座进行开闭；致动器，其具有输出旋转轴；进给丝杠机构，其使所述输出旋转轴的正反旋转转换成所述阀芯的轴向上的往复移动；以及齿隙抑制用弹簧，其由螺旋弹簧形成，该齿隙抑制用弹簧安装在所述外壳与所述阀芯之间，对所述阀芯向抑制所述进给丝杠机构的齿隙的方向施力，其中，在所述外壳形成有弹簧支承部，该弹簧支承部具有供所述齿隙抑制用弹簧的安装定位圈部抵接的弹簧抵接面，所述弹簧抵接面在所述阀室的轴向上配置于自供所述阀芯落座的所述阀座向所述阀芯的打开侧离开的位置。
根据第1方案，外壳的弹簧支承部的弹簧抵接面在阀室的轴向上配置于自供阀芯落座的阀座向阀芯的打开侧离开的位置，因而，能够抑制齿隙抑制用弹簧的靠弹簧抵接面侧的安装定位圈部和安装定位圈部附近的线圈妨碍流体的流动，能够抑制通气阻力的增大。与此同时，能够抑制因齿隙抑制用弹簧的周向上的移位导致的通路面积的变化，能够抑制通气阻力的变动。
第2方案的流量控制阀基于第1方案的流量控制阀，其中，所述弹簧支承部包括在所述阀室的周向上隔开间隔地配置的多个肋。
根据第2方案，通过使流体在沿阀室的周向相邻的肋彼此之间流通，从而与形成沿阀室的周向连续的弹簧支承部的情况相比，能够增大通路面积。
第3方案的流量控制阀基于第1或2方案的流量控制阀，其中，在所述弹簧支承部的内周侧形成有在所述阀室的轴向上随着离开所述阀座而扩径的锥形形状的引导面。
根据第3方案，能够抑制从打开状态关闭时的阀芯与弹簧支承部之间的干涉。
发明的效果
根据本说明书所公开的技术，能够抑制因齿隙抑制用弹簧导致的通气阻力的增大，并且，能够抑制因齿隙抑制用弹簧的周向上的移位导致的通气阻力的变动。
附图说明
图1是表示一实施方式的蒸发燃料处理装置的概略的结构图。
图2是表示流量控制阀的闭阀状态的剖视图。
图3是表示流量控制阀的开阀状态的剖视图。
图4是表示弹簧支承部的周边部的剖视图。
图5是表示弹簧支承部的平面图。
附图标记说明
30、流量控制阀；31、外壳；33、流入通路；34、阀室；35、流出通路；38、阀座；40、步进马达(致动器)；42、输出旋转轴；50、阀芯；61、进给丝杠机构；65、齿隙抑制用弹簧；65a、安装定位圈部；70、弹簧支承部；70a、弹簧抵接面；70b、引导面；71、肋。
具体实施方式
以下，使用附图说明用于实施本说明书所公开的技术的实施方式。
本实施方式的流量控制阀作为截止阀配置于被搭载到搭载有内燃机(发动机)的汽车等车辆的蒸发燃料处理装置。因此，在说明了蒸发燃料处理装置的概要之后说明流量控制阀。
(蒸发燃料处理装置的概要)
图1是表示蒸发燃料处理装置的结构图。如图1所示，在蒸发燃料处理装置10中，在燃料箱12内蒸发出的蒸发燃料通过蒸气通路14被吸附罐16内的活性炭等吸附材料吸附。在蒸气通路14的中途安装有流量控制阀30。此外，燃料箱12内的燃料利用燃料供给装置20自燃料箱12内通过燃料供给路径22被向内燃机24供给。
吸附罐16经由吹扫通路18而与内燃机24的进气通路26连接。在吹扫通路18的中途安装有吹扫阀19。在内燃机24的运转期间，当使吹扫阀19在预定的时刻开阀时，利用内燃机24的进气负压，吸附罐16内的蒸发燃料通过吹扫通路18被向内燃机24供给。此外，吹扫阀19和流量控制阀30由发动机控制装置(以下称作“ECU”)28进行开闭控制。
另外，在车辆的停车期间，由于流量控制阀30维持为闭阀状态，因而蒸气通路14被阻断。因此，燃料箱12内的蒸发燃料不向吸附罐16内流入。另外，在供油期间，由于流量控制阀30开阀，因而蒸气通路14被连通。因此，燃料箱12内的蒸发燃料通过蒸气通路14被吸附罐16内的吸附材料吸附。
(流量控制阀30)
图2是表示流量控制阀的闭阀状态的正剖视图，图3是表示流量控制阀的开阀状态的正剖视图。如图2所示，流量控制阀30包括外壳31、步进马达40以及阀芯50。在外壳31形成有将沿上下方向延伸的直线作为轴线L的有底圆筒状的阀室34。在阀室34的下表面中央部呈同心状地形成有向下方延伸的中空圆筒状的流入通路33。在阀室34的下部的一侧面(右侧面)形成有向右方延伸的中空圆筒状的流出通路35。此外，利用流入通路33、阀室34的下部以及流出通路35构成倒L字状的流体通路32。另外，在流入通路33连接有蒸气通路14(参照图1)的靠燃料箱12侧的通路部，另外，在流出通路35连接有蒸气通路14的靠吸附罐16侧的通路部。
在阀室34的底面34a形成有包围流入通路33的上端开口部的阀座38，该阀座38与阀室34的底面34a处于同一平面上。包含阀座38在内的底面34a由与阀室34的轴线L正交的平面形成。此外，阀座38和流出通路35的底面部形成为连续状。
步进马达40的马达主体41设于外壳31的上部。步进马达40具有自马达主体41的下表面突出且能够正反旋转的输出旋转轴42。输出旋转轴42呈同心状地配置于外壳31的阀室34内。在输出旋转轴42的外周面形成有外螺纹部42a。此外，步进马达40相当于本说明书中的“致动器”。
阀芯50具有阀保持构件51、阀构件53以及阀芯用弹簧59。阀保持构件51呈同心状地具有：圆筒状的筒壁部51a，其将沿上下方向延伸的直线作为轴线；上壁部51b，其封闭筒壁部51a的上端开口部；以及有底圆筒状的筒轴部51c，其形成于上壁部51b的中央部。筒轴部51c的底部51d配置于比上壁部51b靠下方的位置。在筒轴部51c的内周面形成有内螺纹部51e。在筒壁部51a的上端部形成有向径向外侧突出的圆环板状的凸缘部51h。
阀构件53形成为有底圆筒状，并呈同心状地具有：圆筒状的筒状部53a，其将沿上下方向延伸的直线作为轴线；以及下壁部53b，其封闭筒状部53a的下端开口部并且具有比筒状部53a的外径大的外径。在下壁部53b的下表面安装有圆板状的由橡胶状弹性材料形成的密封构件55。在密封构件55的外周部的下表面突出有圆环状的密封部55a。密封部55a形成为截面呈倒山形形状。阀构件53在相对于阀保持构件51的筒壁部51a呈同心状且在绕轴线的方向上被止转的状态下以能够沿上下方向移动的方式配置于阀保持构件51的筒壁部51a内。
在阀保持构件51与阀构件53之间设有连结部件57，该连结部件57将阀保持构件51和阀构件53连结成能够沿上下方向在预定范围内移动。连结部件57包括设于阀保持构件51的筒壁部51a的内周面的支承突起57a和设于阀构件53的筒状部53a的外周面的卡合突起57b。卡合突起57b配置为能够与支承突起57a的上方侧卡合。此外，连结部件57在周向上呈放射状配置有多组(例如4组)。
阀芯用弹簧59由螺旋弹簧形成，在阀构件53的筒状部53a内呈同心状地夹在阀构件53的下壁部53b与阀保持构件51的上壁部51b的相对面之间。阀芯用弹簧59配置为对阀保持构件51和阀构件53向相反方向施力。利用阀保持构件51的支承突起57a与阀构件53的卡合突起57b之间的卡合来承受阀芯用弹簧59的作用力。
阀芯50以能够在轴向即上下方向上移动的方式配置于外壳31的阀室34内。即，阀保持构件51在相对于外壳31的阀室34呈同心状且在绕轴线的方向上被止转的状态下以能够沿上下方向移动的方式配置于外壳31的阀室34内。另外，阀构件53的密封构件55的密封部55a配置为能够相对于外壳31的阀座38接近和离开。
阀保持构件51的筒轴部51c与步进马达40的输出旋转轴42螺纹结合。即，筒轴部51c的内螺纹部51e与输出旋转轴42的外螺纹部42a螺纹结合。因而，基于步进马达40的输出旋转轴42的正反旋转，阀芯50沿上下方向(轴向)往复运动，由此，阀构件53的密封构件55能够相对于阀座38落座和离座。此外，由外螺纹部42a和内螺纹部51e构成使输出旋转轴42的正反旋转转换成阀芯50的轴向上的往复移动的进给丝杠机构61。
在阀芯50关闭时，阀芯50的密封构件55的密封部55a与阀座38抵接即落座于阀座38(参照图2)。由此，流入通路33与阀室34之间被阻断。另外，在阀芯50打开时，阀芯50的密封构件55的密封部55a自阀座38离开(参照图3)。由此，流入通路33与阀室34之间连通，来自流入通路33的流体能够经过阀室34向流出通路35流通。此外，伴随阀芯50的往复移动，阀芯用弹簧59进行伸缩。
在外壳31与阀保持构件51之间呈同心状地安装有齿隙抑制用弹簧65，该齿隙抑制用弹簧65对阀芯50向抑制进给丝杠机构61的齿隙的方向施力。齿隙抑制用弹簧65呈同心状地安装在阀保持构件51的凸缘部51h与设于外壳31的弹簧支承部70的相对面之间。齿隙抑制用弹簧65由螺旋弹簧形成，对阀保持构件51始终向上方施力，由此抑制产生于进给丝杠机构61的外螺纹部42a与内螺纹部51e之间的齿隙。此外，伴随阀芯50的往复移动，齿隙抑制用弹簧65进行伸缩。
(弹簧支承部70)
图4是表示弹簧支承部的周边部的剖视图，图5是表示弹簧支承部的平面图。如4所示，弹簧支承部70用于支承齿隙抑制用弹簧65的作用力，该弹簧支承部70包括多个(例如6个)肋71。如图5所示，6个肋71在周向上隔开间隔地呈放射状配置。
如图4所示，肋71一体形成为在阀室34的底面34a的外周部与内周面34b的下端部所成的拐角部分与两个面34a、34b连续的纵长四边形板状。多个肋71的上表面71a由与轴线L(参照图2)正交的平面形成。
将多个肋71的上表面71a统称为弹簧支承部70的弹簧抵接面70a。齿隙抑制用弹簧65的下侧的安装定位圈部65a抵接于弹簧抵接面70a。弹簧抵接面70a在阀室34的轴向上配置于自供阀芯50落座的阀座38向阀芯50的打开侧(上侧)离开的位置。在本实施方式中，全开时的阀芯50的阀保持构件51的筒壁部51a的下端面位于比弹簧支承部70的弹簧抵接面70a略靠上方的位置。
在弹簧支承部70的多个肋71中，通过将上表面71a与内周侧端面71b所成的拐角部切除而形成直线状的倾斜面71c。将多个肋71的倾斜面71c统称为弹簧支承部70的引导面70b。引导面70b成为随着离开阀座38而扩径的锥形形状。
(实施方式的优点)
根据本实施方式，外壳31的弹簧支承部70的弹簧抵接面70a在阀室34的轴向上配置于自供阀芯50落座的阀座38向阀芯50的打开侧离开的位置。因而，能够抑制齿隙抑制用弹簧65的下侧的安装定位圈部65a和安装定位圈部65a附近的线圈妨碍流体的流动，能够抑制通气阻力的增大。与此同时，能够抑制因齿隙抑制用弹簧65的周向上的移位导致的通路面积的变化，能够抑制通气阻力的变动。
另外，弹簧支承部70包括在阀室34的周向上隔开间隔地配置的多个肋71。因而，通过使流体在沿阀室34的周向相邻的肋71彼此之间流动，从而与形成沿阀室34的周向连续的弹簧支承部的情况相比，能够增大通路面积。
另外，在弹簧支承部70的内周侧形成有在阀室34的轴向上随着离开阀座38而扩径的锥形形状的引导面70b。因而，能够抑制从打开状态关闭时的阀芯50与弹簧支承部70之间的干涉。
[其他实施方式]
本说明书公开的技术并不限定于所述的实施方式，而能够以其他各种方式实施。例如，流量控制阀30还可以应用于蒸发燃料处理装置10的截止阀以外的用途。另外，致动器除了能够使用步进马达40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。另外，弹簧支承部也可以在阀室34的周向上连续。另外，在实施方式中，使全开时的阀芯50的阀保持构件51的筒壁部51a的下端面位于比弹簧支承部70的弹簧抵接面70a靠上方的位置，但筒壁部51a的下端面也可以位于与弹簧抵接面70a相同的位置，或者，也可以位于比弹簧抵接面70a靠下方的位置。另外，具有弹簧抵接面70a的弹簧支承部70也可以是利用嵌入成形而将由与外壳31分开的构件形成的构件与外壳一体化而成的。另外，具有上表面71a的肋71也可以是利用嵌入成形而将由与外壳31分开的构件形成的构件与外壳一体化而成的。

Claims (3)

1.一种流量控制阀，该流量控制阀包括：
外壳，其在流入通路与流出通路之间具有阀室和阀座；
阀芯，其通过在所述阀室内沿轴向移动从而对所述阀座进行开闭；
致动器，其具有输出旋转轴；
进给丝杠机构，其使所述输出旋转轴的正反旋转转换成所述阀芯的轴向上的往复移动；以及
齿隙抑制用弹簧，其由螺旋弹簧形成，该齿隙抑制用弹簧安装在所述外壳与所述阀芯之间，对所述阀芯向远离所述阀座的方向施力以抑制所述进给丝杠机构的齿隙，其中，
在所述外壳形成有弹簧支承部，该弹簧支承部具有供所述齿隙抑制用弹簧的安装定位圈部抵接的弹簧抵接面，
所述弹簧抵接面在所述阀室的轴向上配置于自供所述阀芯落座的所述阀座向所述阀芯的打开侧离开的位置。
2.根据权利要求1所述的流量控制阀，其中，
所述弹簧支承部包括在所述阀室的周向上隔开间隔地配置的多个肋。
3.根据权利要求1或2所述的流量控制阀，其中，
在所述弹簧支承部的内周侧形成有在所述阀室的轴向上随着离开所述阀座而扩径的锥形形状的引导面。
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