JP2020034040A - 弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流体の流量の制御性が向上する弁装置を提供する。【解決手段】弁装置１は、ハウジング、バルブ部材ガイド部材４０およびバルブ制御部を備える。出口管２３の軸を出口流路軸Ｃｏとする。出口管２３の径方向における出口流路の断面を出口流路断面２３２とする。出口流路断面２３２の面積を出口流路面積Ｓｏとする。出口管２３の軸方向から視認した場合において、出口流路断面２３２を出口側壁部４７に投影したときに、出口流路断面２３２が出口側壁部４７に重なる部分の面積を重複面積Ｓｄとする。ハウジングおよびガイド部材４０は、重複面積Ｓｄが出口流路面積Ｓｏの半分以下となるように、形成されている。【選択図】図６

Description

本開示は、弁装置に関する。

従来、特許文献１に記載されているように、内燃機関を搭載する車両の燃料タンク内で蒸発した燃料であるベーパを吸着および脱離可能なキャニスタと、燃料タンクおよびキャニスタに接続されているベーパ通路と、を備える蒸発燃料処理装置が知られている。この蒸発燃料処理装置では、ベーパ通路の開閉動作を行う弁装置がペーパ通路に設けられている。

国際公開第２０１５／００２０６３号明細書

特許文献１に記載されている弁装置は、バルブケーシング、ベーパ通路を密閉可能なシール部およびシール部の外周部に形成されるストッパ部を有するバルブガイドを備える。弁装置がベーパ通路を閉じたときに、シール部に過大な応力がかからないように、このバルブガイドは、ストッパ部がバルブケーシングと接触可能なように、形成されている。

この構成では、弁装置がベーパ通路を開いているとき、ストッパ部が流体の流路を狭くし、ベーパの通気抵抗が増大することがある。ベーパの通気抵抗が増大すると、ベーパの流量の制御性が悪化する。例えば、給油中にベーパ通路を開けようとする場合に、オートストップがかかって給油できなくなる、または、給油した燃料がこぼれる等の不都合が生じる虞がある。

本開示の目的は、流体の流量の制御性が向上する弁装置を提供することにある。

本開示の弁装置は、ハウジング（２０、２２０）、バルブ部材（３０）、ガイド部材（４０、２４０、３４０、４４０、５４０）およびバルブ制御部（６０）を備える。

ハウジングは、有底筒状に形成されており、入口流路（２１１）、出口管（２３）、中間流路（２５）および弁座（２６）を有する。入口流路は、流体が通過可能である。出口管は、入口流路に対して交差する方向に延びており、出口流路（２３１）を含む。出口流路は、入口流路を流れた流体が通過可能である。中間流路は、入口流路および出口流路に連通可能である。弁座は、入口流路側に形成される底部（２７）の内面である。

バルブ部材は、ハウジング内を移動可能である。バルブ部材は、弁座に接触したとき、中間流路に流れる流体を遮断する。また、バルブ部材が弁座と離間したとき、中間流路を経由して、出口流路に流体が流れる。

ガイド部材は、バルブ部材とともにハウジング内を移動可能であり、壁部（４７、２４７、３４７、４４７、５４７）を有する。壁部は、出口管側であって、出口管に対して交差する方向に延びている。バルブ制御部は、ガイド部材の移動を制御可能である。

出口管の軸を出口流路軸（Ｃｏ）とする。出口管の径方向における出口流路の断面を出口流路断面（２３２）とする。出口流路断面の面積を出口流路面積（Ｓｏ）とする。出口管の軸方向から視認した場合において、出口流路断面を壁部に投影したときに、出口流路断面が壁部に重なる部分の面積を重複面積（Ｓｄ、Ｓｄ１、Ｓｄ２）とする。そして、ハウジングおよびガイド部材は、重複面積が出口流路面積の半分以下となるように、形成されている。これにより、壁部が流体の流れの障害とならず、流体の通気抵抗が増大することを回避できる。したがって、流体の流量の制御性が向上する。

本実施形態による弁装置が用いられる蒸発燃料処理装置の模式図。 第１実施形態による弁装置のシャフトの軸方向における断面図。 第１実施形態による弁装置のバルブ部材が流路を閉じたときの断面図。 第１実施形態による弁装置のバルブ部材が流路を閉じ、バルブ部材およびガイド部材の移動が停止したときの断面図。 図２のＶ−Ｖ線断面図。 図２のＶＩ−ＶＩ線断面図。 図２のＶＩＩ−ＶＩＩ線拡大断面図。 第１実施形態による弁装置のガイド部材およびバルブ制御部のロッド部の部分斜視図。 図２のＩＸ−ＩＸ線断面図。 第１実施形態による弁装置のハウジングの部分斜視図。 第１実施形態による弁装置のガイド部材の斜視図。 第２実施形態による弁装置のシャフトの軸方向における断面図。 図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図。 他の実施形態による弁装置のハウジングの径方向における断面図。 図１４のＸＶ−ＸＶ線断面図。 他の実施形態による弁装置の出口管の径方向における断面図。 他の実施形態による弁装置の出口管の径方向における断面図。 他の実施形態による弁装置のシャフトの径方向における拡大断面図。 他の実施形態による弁装置のシャフトの径方向における拡大断面図。 他の実施形態による弁装置のシャフトの径方向における拡大断面図。 他の実施形態による弁装置のハウジングの径方向における断面図。 他の実施形態による弁装置のハウジングの径方向における断面図。

以下、弁装置の実施形態を図面に基づいて説明する。複数の実施形態の説明において、実質的に同一の構成には、同一の符号を付して説明する。本実施形態という場合、複数の実施形態を包括する。本実施形態の弁装置は、流体の流量を制御可能であり、例えば、車両の内燃機関における蒸発燃料処理装置に用いられる。まず、本実施形態の弁装置が用いられる蒸発燃料処理装置について、説明する。

図１は、蒸発燃料処理装置１０の構成の概略を示す図である。蒸発燃料処理装置１０は、内燃機関としてのエンジン１５に接続されており、燃料タンク１１、弁装置１、キャニスタ１２、パージ弁１３およびベーパ制御部１４を備える。

燃料タンク１１は、給油管１１１および弁装置１の入口管２１に接続されており、エンジン１５に供給される燃料を貯蓄可能である。給油管１１１は、燃料タンク１１に燃料を供給可能となるように、形成されている。弁装置１の入口管２１は、流体としての蒸発した燃料であるベーパが弁装置１に流入可能となるように、形成されている。

弁装置１は、燃料タンク１１およびキャニスタ１２の間に形成されている流路を遮断または連通可能であり、キャニスタ１２に流入するベーパの流量を制御可能である。例えば、車両が駐車しているとき、ベーパがキャニスタ１２に流入しないように、弁装置１は、燃料タンク１１およびキャニスタ１２の間に形成されている流路を遮断する。一方で、給油管１１１を介して外部から燃料タンク１１に給油されるとき、ベーパがキャニスタ１２に流入するように、弁装置１は、燃料タンク１１およびキャニスタ１２の間に形成されている流路を連通する。

キャニスタ１２は、弁装置１の出口管２３、大気管１２１およびパージ管１２２に接続されている。キャニスタ１２は、活性炭等の吸着剤を含む吸着部１２４を有し、弁装置１を介して燃料タンク１１から流入するベーパを吸着可能である。大気管１２１は、キャニスタ１２に大気が流入可能となるように、形成されている。パージ管１２２は、キャニスタ１２に吸着されたベーパおよび大気管１２１から導入された大気がパージ弁１３に流入可能となるように、形成されている。

パージ弁１３は、パージ管１２２およびエンジン１５の吸気管１５１に接続されている。パージ弁１３は、パージ管１２２内のパージ流路１２３と吸気管１５１内の吸気流路１５２とを遮断または連通可能である。

ベーパ制御部１４は、弁装置１およびパージ弁１３に電気的に接続されている。ベーパ制御部１４は、マイコンを主体として構成されており、ＣＰＵ、読み出し可能な非一時的有形記録媒体、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏ、および、これらの構成を接続するバスライン等を備えている。ベーパ制御部１４の各処理は、ＲＯＭ等の実体的なメモリ装置に予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理であってもよいし、専用の電子回路によるハードウェア処理であってもよい。

ベーパ制御部１４は、車両の走行状態に応じて、燃料タンク１１およびキャニスタ１２の間に形成されている流路を遮断または連通するように、弁装置１を制御する。また、ベーパ制御部１４は、車両の走行状態に応じて、パージ流路１２３と吸気流路１５２とを遮断または連通するように、パージ弁１３を制御する。パージ流路１２３と吸気流路１５２とが連通したとき、キャニスタ１２に吸着されたベーパは、大気とともに、燃料噴射弁１５３およびスロットルバルブ１５４の下流側の吸気流路１５２に流入する。

（第１実施形態）
図２に示すように、弁装置１は、ハウジング２０、バルブ部材３０、ガイド部材４０、第１スプリング５１、第２スプリング５２およびバルブ制御部６０を備える。

ハウジング２０は、有底筒状に形成されており、バルブ部材３０、第１スプリング５１、バルブ制御部６０の一部および第２スプリング５２を収容している。また、ハウジング２０は、入口管２１、蒸発燃料入口２２、出口管２３、蒸発燃料出口２４、中間流路２５および弁座２６を有する。燃料タンク１１側または入口管２１側のハウジング２０の底部をハウジング底部２７とする。ハウジング底部２７には、ハウジング２０の軸方向に凹む底部溝２７１が形成されている。また、ハウジング２０の軸方向に延びており、ハウジング底部２７に隣接しているハウジング２０の部位をハウジング側部２８とする。

入口管２１は、ハウジング底部２７に設けられており、燃料タンク１１に接続されている。また、入口管２１は、円筒形状に形成されており、入口流路２１１を含む。入口流路２１１は、入口管２１の径方向における断面が円形形状となるように、形成されている。入口流路２１１は、燃料タンク１１内に連通しており、燃料タンク１１からの流体が通過可能となるように、形成されている。なお、入口流路２１１は、入口管２１の径方向における断面が円形形状であることに限定されず、多角形形状、楕円形状またはオーバル形状であってもよい。

蒸発燃料入口２２は、ハウジング底部２７に形成されており、ハウジング２０の内部と入口流路２１１とに連通している。蒸発燃料入口２２付近におけるハウジング２０の内面は、ハウジング２０の軸方向に対して対称に傾斜しており、蒸発燃料入口２２は、蒸発燃料入口２２の流路面積が入口管２１からハウジング底部２７に向かって小さくなるように、形成されている。

出口管２３は、ハウジング側部２８に設けられており、キャニスタ１２に接続されている。また、出口管２３は、入口管２１に対して交差する方向に延びている。さらに、出口管２３は、円筒形状に形成されており、出口流路２３１を含む。出口流路２３１は、出口管２３の径方向における断面が円形形状となるように、形成されている。出口流路２３１は、キャニスタ１２内に連通しており、入口流路２１１を流れた流体が通過可能となるように、形成されている。出口管２３の軸を出口流路軸Ｃｏとする。

蒸発燃料出口２４は、ハウジング側部２８に形成されており、ハウジング２０の内部と出口流路２３１とに連通している。蒸発燃料出口２４は、蒸発燃料出口２４の流路面積が出口流路２３１の流路面積と同等となるように、形成されている。本明細書中、「同等」、「同一」または「同じ」は、常識的な誤差範囲を含むものとする。

中間流路２５は、バルブ部材３０およびハウジング底部２７との間に形成される流路である。中間流路２５は、入口流路２１１および蒸発燃料入口２２と、出口流路２３１および蒸発燃料出口２４との間の流路であり、入口流路２１１、蒸発燃料入口２２、出口流路２３１および蒸発燃料出口２４に連通可能である。バルブ部材３０が移動することで、中間流路２５の連通または遮断がされる。

弁座２６は、ハウジング底部２７の内面であり、バルブ部材３０に対向している。弁座２６は、入口流路２１１に対して交差する方向、出口流路２３１が延びる方向、または、バルブ部材３０の移動方向に対して交差する方向に延びている。弁座２６は、バルブ部材３０と接触可能となるように、形成されている。

バルブ部材３０は、ハウジング２０内を移動可能であって、弁座２６と接触または離間可能となるように、形成されている。また、バルブ部材３０は、有底筒状に形成されており、バルブ底部３１、バルブ筒部３２、バルブ係合部３３およびシール部３４を有する。本実施形態では、バルブ底部３１、バルブ筒部３２およびバルブ係合部３３は、金属で一体となるように形成されている。なお、バルブ底部３１、バルブ筒部３２およびバルブ係合部３３は、樹脂等で一体となるように形成されてもよい。

バルブ底部３１は、バルブ部材３０における円板状の部位である。バルブ底部３１は、バルブ底部３１の外径がバルブ筒部３２の外径よりも大きくなっており、バルブ部材３０の径方向外側に向かって突出するように、形成されている。

バルブ筒部３２は、バルブ部材３０における筒状の部位であって、弁座２６とは反対側のバルブ底部３１の一端面３１１に接続されている。バルブ筒部３２は、第１スプリング５１の一部を収容している。バルブ底部３１とは反対側のバルブ筒部３２の端部をバルブ筒端部３２１とする。

バルブ係合部３３は、バルブ部材３０における環状の部位であって、バルブ筒端部３２１に接続されている。バルブ係合部３３は、バルブ筒端部３２１からバルブ部材３０の径方向外側に向かって延びており、バルブ部材３０の径方向外側に向かって突出するように、形成されている。弁座２６側のバルブ係合部３３の端面をバルブ係合面３３１とする。

シール部３４は、弁座２６側のバルブ底部３１の他端面３１２に接続されており、ハウジング底部２７に対向している。シール部３４は、ゴム等の弾性部材で形成されており、弾性変形可能である。また、シール部３４は、弁座２６に向かって延びているシール凸部３４１を含む。

シール凸部３４１は、バルブ部材３０の移動により、弁座２６に接触可能および離間可能である。シール凸部３４１が弁座２６に接触したとき、中間流路２５に流れる流体が遮断される。また、シール凸部３４１が弁座２６と離間したとき、中間流路２５を経由して、蒸発燃料出口２４および出口流路２３１に流体が流れる。

ガイド部材４０は、バルブ部材３０の外側に設けられており、バルブ部材３０および第１スプリング５１を収容している。また、ガイド部材４０は、バルブ部材３０と係合してバルブ部材３０とともに移動可能である。そして、ガイド部材４０は、弁座２６と接触または離間可能となるように、形成されている。バルブ部材３０またはガイド部材４０が弁座２６と離間する方向を開方向とする。バルブ部材３０またはガイド部材４０が弁座２６に接触する方向を閉方向とする。

さらに、ガイド部材４０は、支持部４１、ガイド挿入部４２およびガイド筒部４３を有し、バルブ部材３０の移動を案内可能である。

支持部４１は、ガイド部材４０における円板状の部位である。支持部４１は、ガイド筒部４３の内径よりも支持部４１の外径が小さくなるように、形成されている。また、支持部４１は、支持部孔４１１を含む。支持部孔４１１は、支持部４１およびガイド筒部４３の間に形成されている。支持部孔４１１は、支持部４１を基準として、バルブ部材３０側とバルブ制御部６０側とを連通する。

ガイド挿入部４２は、ガイド部材４０における有底筒状の部位であって、支持部４１と一体に形成されている。ガイド挿入部４２は、支持部４１を貫通するように形成されている。弁座２６側のガイド挿入部４２の端部は、バルブ筒部３２の内側に位置する。また、ガイド挿入部４２は、バルブ制御部６０のロッド部６１に挿入されている。ガイド挿入部４２およびバルブ制御部６０のロッド部６１により、ガイド部材４０とバルブ制御部６０とが接続される。

一方で、バルブ制御部６０のシャフト６２がガイド挿入部４２の内部に挿入されている。ガイド挿入部４２は、ガイドねじ部４２１を内面に含む。ガイドねじ部４２１は、雌ねじであり、バルブ制御部６０のシャフトねじ部６２１の形状に対応するように、形成されている。

ガイド筒部４３は、ガイド部材４０における筒状の部位であって、支持部４１の径方向外側の端部４１２と接続されている。ガイド筒部４３は、バルブ部材３０および第１スプリング５１を収容している。ガイド筒部４３は、出口管２３に対して交差する方向、または、バルブ部材３０もしくはガイド部材４０の移動方向に延びている。

また、ガイド筒部４３は、ガイド係合部４４およびスプリング支持部４５を含む。ガイド筒部４３の内面をガイド筒内面４３１とする。弁座２６側のガイド筒部４３の端部をガイド端部４３２とする。ガイド端部４３２は、弁座２６に対向している。

ガイド係合部４４は、バルブ係合部３３よりも弁座２６側に位置しており、ガイド筒内面４３１からガイド部材４０の径方向内側に向かって延びている。ガイド係合部４４は、バルブ係合部３３と係合可能であり、ガイド係合面４４１を含む。

ガイド係合面４４１は、弁座２６とは反対側におけるガイド係合部４４の端面であり、バルブ係合面３３１に対向している。ガイド部材４０が開方向に移動したとき、ガイド係合面４４１は、バルブ係合面３３１と係合する。ガイド係合面４４１とバルブ係合面３３１とが係合したとき、ガイド部材４０は、バルブ部材３０とともに移動し、バルブ部材３０を案内する。

スプリング支持部４５は、ガイド端部４３２とは反対側のガイド筒部４３の位置する部位である。スプリング支持部４５は、環状であって、ガイド筒部４３において比較的外径が大きく形成されている。また、スプリング支持部４５は、ガイド部材４０の軸方向に向かって突出するように、形成されている。スプリング支持部４５は、第２スプリング５２を支持している。

第１スプリング５１は、バルブ部材３０の径方向内側に設けられている。第１スプリング５１は、バルブ底部３１の一端面３１１に一端が接続され、支持部４１の端面４１３に他端が接続されるように、設けられている。第１スプリング５１は、バルブ部材３０の閉方向に向かって、バルブ部材３０を付勢している。

第２スプリング５２は、ガイド部材４０の径方向外側に設けられている。第２スプリング５２は、スプリング支持部４５に一端が接続され、底部溝２７１に位置するハウジング底部２７に他端が接続されるように、設けられている。第２スプリング５２は、ガイド部材４０の開方向に向かって、ガイド部材４０を付勢している。そして、第２スプリング５２は、ガイドねじ部４２１とシャフトねじ部６２１とのバックラッシュを除去する。

バルブ制御部６０は、弁座２６とは反対側のハウジング２０に設けられており、ロッド部６１、シャフト６２およびモータ６３を含む。バルブ制御部６０は、ガイド部材４０の移動を制御可能である。バルブ制御部６０は、ガイド部材４０の移動を制御することにより、バルブ部材３０の移動を制御する。そして、バルブ制御部６０は、バルブ部材３０の移動を制御して、中間流路２５に流れる流体の流量を制御する。

ロッド部６１は、筒状に形成されており、シャフト６２を収容している。ロッド部６１にガイド挿入部４２が挿入されており、ガイド部材４０とバルブ制御部６０とが接続される。なお、ガイド挿入部４２にロッド部６１が挿入されるように、ガイド挿入部４２およびロッド部６１が形成されてもよい。

ガイド挿入部４２の外面を挿入部外面４２２とする。ロッド部６１の内面をロッド内面６１２とする。ロッド部６１は、ロッド内面６１２の形状が挿入部外面４２２の形状に対応するように、形成されている。また、ロッド部６１およびガイド挿入部４２は、挿入部外面４２２がロッド内面６１２に沿って摺動可能となるように、形成されている。

シャフト６２は、ガイド挿入部４２に挿入されている。シャフト６２は、ボールねじであって、中心軸Ｃｓを中心としてガイドねじ部４２１に相対して回転可能である。シャフト６２は、中心軸Ｃｓがバルブ部材３０およびガイド部材４０の各軸と同一となるように、形成されている。そして、シャフト６２は、シャフトねじ部６２１を外面に含む。シャフトねじ部６２１は、雄ねじであり、ガイドねじ部４２１とねじ結合可能である。

モータ６３は、筐体を含み、シャフト６２に接続されており、シャフト６２を回転可能にする。モータ６３は、例えば、ステッピングモータであり、ベーパ制御部１４から出力される指令に対応して、シャフト６２にトルクを出力する。モータ６３により、シャフト６２が回転したとき、シャフト６２の回転エネルギーがガイド部材４０の並進運動エネルギーに変換され、ガイド部材４０は、開方向または閉方向に移動する。なお、第２スプリング５２により、ガイドねじ部４２１とシャフトねじ部６２１とのバックラッシュが除去される。

ガイド部材４０が開方向に移動したとき、ガイド係合部４４とバルブ係合部３３とが係合する。そして、バルブ部材３０は、ガイド部材４０とともに、開方向に移動する。このとき、中間流路２５は、入口流路２１１および蒸発燃料入口２２と、蒸発燃料出口２４および出口流路２３１と、連通する。入口流路２１１、蒸発燃料入口２２、中間流路２５、蒸発燃料出口２４および出口流路２３１を経由して、燃料タンク１１から流体が通過可能になる。

図３に示すように、ガイド部材４０が閉方向に移動したとき、ガイド部材４０とともにバルブ部材３０が閉方向に移動し、シール凸部３４１が弁座２６に接触する。シール凸部３４１が弁座２６に接触したとき、中間流路２５に流れる流体が遮断される。第１スプリング５１の付勢力により、シール凸部３４１は、弾性変形し、中間流路２５を密閉する。

そして、図４に示すように、ガイド部材４０がさらに閉方向に移動したとき、ガイド係合部４４とバルブ係合部３３との係合が外れる。ガイド部材４０とバルブ部材３０とが離間し、ガイド端部４３２が弁座２６に接触する。ガイド端部４３２が弁座２６に接触したとき、ハウジング２０内の流路を閉じたと判断し、モータ６３によるシャフト６２の回転を停止する。これにより、シール凸部３４１に過大な応力がかからなくなる。このようにして、弁装置１は、燃料タンク１１内から流れる流体の流量を制御する。

一方で、ハウジング内の流路を開いているとき、ガイド筒部に位置する部材が流体の流れの障害となり、流体の通気抵抗が増大することがある。流体の通気抵抗が増大すると、流体の流量の制御性が悪化する。蒸発燃料処理装置においては、給油中に流路を開けようとする場合に、オートストップがかかって給油できなくなる、または、給油した燃料がこぼれる等の不都合が生じる虞がある。そこで、本実施形態の弁装置１では、流量の制御性が向上する。

図５および図６に示すように、ガイド筒部４３は、複数の切り欠き４３３および複数の壁部４６を含む。第１実施形態では、ガイド筒部４３は、３つの切り欠き４３３および３つの壁部４６が形成されている。複数の切り欠き４３３の位置の間に、壁部４６が形成される。複数の壁部４６は、ガイド筒部４３の周方向に対して等間隔となるように、形成されている。出口管２３側に位置する壁部４６を出口側壁部４７とする。出口側壁部４７は、出口管２３に比較的近い壁部４６である。

なお、図５において、ガイド部材４０および出口管２３の関係を明確にするため、バルブ部材３０、第１スプリング５１および第２スプリング５２の記載を省略している。図６は、出口管２３の軸方向から視認した場合の出口管２３の断面図である。同様に、図６において、ガイド部材４０および出口管２３の関係を明確にするため、ハウジング側部２８、第１スプリング５１および第２スプリング５２の記載を省略している。また、図６において、ガイド部材４０のスプリング支持部４５、壁部４６および出口側壁部４７の外縁を破線で記載している。

出口管２３の径方向における出口流路２３１の断面を出口流路断面２３２とする。出口流路断面２３２の面積を出口流路面積Ｓｏとする。出口管２３の軸方向から視認した場合において、出口流路断面２３２を出口側壁部４７に投影したときに、出口流路断面２３２が出口側壁部４７に重なる部分の面積を重複面積Ｓｄとする。図において、各面積を明確にするため、出口流路面積Ｓｏの箇所をドット柄で記載しており、重複面積Ｓｄの箇所を網掛け状のハッチングで記載している。

ハウジング２０およびガイド部材４０は、以下関係式（１）を満たすように、すなわち、重複面積Ｓｄが出口流路面積Ｓｏの半分以下となるように、形成されている。

Ｓｄ≦０．５×Ｓｏ ・・・（１）

また、出口側壁部４７は、出口管２３に対して交差する方向に延びている。第１実施形態では、出口側壁部４７は、ガイド部材４０の周方向、および、バルブ部材３０またはガイド部材４０の移動方向に延びている。そして、出口側壁部４７は、対向壁面４７３、第１側壁面４７１および第２側壁面４７２を含む。

対向壁面４７３は、弁座２６に対向する面である。第１側壁面４７１は、対向壁面４７３に隣接し、出口管２３側に位置する一側面である。第２側壁面４７２は、対向壁面４７３に隣接し、第１側壁面４７１とは反対側に形成されている側面である。なお、対向壁面４７３、第１側壁面４７１および第２側壁面４７２は、傾斜するように、形成されてもよい。

また、出口管２３の内面である出口管内面２３４を延長した内面を仮想内面２３５とする。出口流路軸Ｃｏを通過し、バルブ部材３０およびガイド部材４０の移動方向、すなわち、開閉方向に延びている面を仮想中心面２３６とする。

そして、ハウジング２０およびガイド部材４０は、仮想内面２３５および仮想中心面２３６の間に第１側壁面４７１の少なくとも一部が位置するように、形成されている。ハウジング２０およびガイド部材４０は、第１側壁面４７１が仮想中心面２３６を超えないように、形成されている。さらに、ハウジング２０およびガイド部材４０は、仮想内面２３５に対して出口管２３の径方向外側に第２側壁面４７２が位置するように、形成されている。

ところで、流体の圧力、弁装置１の内部で生じる振動、または、外部から伝播される振動等によって、ガイド挿入部４２がロッド部６１に相対して回転し、ガイド部材４０は、開閉方向に移動することがある。そして、ガイド筒部４３は、出口流路２３１を塞ぐように、位置するまたは移動することがある。このとき、流体の流路が狭くなり、流体の通気抵抗が増大する。上記で説明したように、流体の通気抵抗が増大すると、流体の流量の制御性が悪化する。そこで、弁装置１は、ハウジング２０に相対してガイド部材４０が周方向に回転することを規制可能な第１回転規制部８１および第２回転規制部８２をさらに備える。

図７および図８に示すように、第１回転規制部８１は、ガイド挿入部４２およびロッド部６１に形成されている。第１回転規制部８１は、ガイド挿入凸部８１１およびロッド凹部８１２を有する。図７では、ガイド挿入部４２およびロッド部６１の関係を明確にするため、ガイド挿入部４２およびロッド部６１を拡大して記載している。

ガイド挿入凸部８１１は、挿入部外面４２２からガイド部材４０の径方向外側に向かって突出するように、形成されている。また、ガイド挿入凸部８１１は、多角形形状の断面を含む。

ロッド凹部８１２は、ロッド内面６１２からガイド部材４０の径方向外側に向かって凹むように、形成されている。ロッド凹部８１２は、ガイド挿入凸部８１１の形状に対応するように形成されており、多角形形状の断面を含む。ガイド挿入凸部８１１とロッド凹部８１２とが係合するとき、ガイド部材４０の回転が規制される。

図９、図１０および図１１に示すように、第２回転規制部８２は、ハウジング２０およびガイド部材４０に形成されており、複数のハウジング凸部８２１および複数のガイド側凹部８２２を有する。弁座２６に隣接するハウジング２０の内面をハウジング内側面２０１とする。ハウジング内側面２０１に対向するガイド部材４０のスプリング支持部４５の外面をガイド外側面４０１とする。図１０において、ハウジング凸部８２１を明確にするため、入口管２１および出口管２３の記載を省略している。

ハウジング凸部８２１は、ハウジング内側面２０１からハウジング２０の径方向内側に向かって突出するように、形成されている。ハウジング凸部８２１は、多角形形状の断面を含む。本実施形態では、ハウジング凸部８２１は、ハウジング２０と一体で形成されている。なお、ハウジング凸部８２１は、ハウジング２０と別体であってもよい。

ガイド側凹部８２２は、ガイド外側面４０１からガイド部材４０の径方向内側に向かって凹むように、形成されている。ガイド側凹部８２２は、ハウジング凸部８２１の形状に対応するように形成されており、多角形形状の断面を含む。ハウジング凸部８２１とガイド側凹部８２２とが係合するとき、ガイド部材４０の回転が規制される。

［１］ハウジング２０およびガイド部材４０は、重複面積Ｓｄが出口流路面積Ｓｏの半分以下となるように、形成されている。これにより、出口側壁部４７が流体の流れの障害にならず、流体の通気抵抗が増大することを回避できる。したがって、流体の流量の制御性が向上する。

［２］ハウジング２０およびガイド部材４０は、仮想内面２３５および仮想中心面２３６の間に第１側壁面４７１の少なくとも一部が位置するように、形成されている。また、ハウジング２０およびガイド部材４０は、仮想内面２３５に対して出口管２３の径方向外側に第２側壁面４７２が位置するように、形成されている。これにより、関係式（１）が満たされやすくなる。したがって、流体の通気抵抗が増大することをより回避でき、流体の流量の制御性がより向上する。

［３］第１回転規制部８１および第２回転規制部８２は、ハウジング２０に相対してガイド部材４０が周方向に回転することを規制可能である。これにより、ガイド部材４０が流体の流路を塞ぐ位置に移動することを回避する。このため、流体の通気抵抗が増大することを回避でき、流体の流量の制御性がより向上する。

［４］また、第１回転規制部８１は、ガイド挿入凸部８１１およびロッド凹部８１２を有する。さらに、第２回転規制部８２は、ハウジング凸部８２１およびガイド側凹部８２２を有する。これにより、ロッド部６１に対するガイド挿入部４２の位置決めがしやすくなる。ハウジング２０およびガイド部材４０の位置決めがしやすくなるので、弁装置１を組み立てるときに、関係式（１）が満たされやすくなる。したがって、［２］と同様に、流体の通気抵抗が増大することをより回避でき、流体の流量の制御性がより向上する。

［５］ガイド部材４０は、ガイド筒部４３に複数の切り欠き４３３を有する。これにより、ガイド部材４０が軽量になる。また、ガイド部材４０が軽量化されると、ガイド部材４０の慣性モーメントが小さくなり、ガイド部材４０が回転または移動しやすくなる。このため、流体の流量の制御性がより向上する。

（第２実施形態）
第２実施形態では、ガイド部材およびハウジングの形態が異なる点を除き、第１実施形態と同様である。

図１２および図１３に示すように、第２実施形態の弁装置２のガイド部材２４０では、ガイド筒部２４３に切り欠きが形成されておらず、ガイド筒部２４３は、ガイド部材２４０の径方向における断面が環状となるように、形成されている。なお、第２実施形態では、ガイド係合部４４は、ガイド端部４３２からガイド部材２４０の径方向内側に向かって、延びている。

また、ガイド部材２４０は、ストッパ部２４８を有する。ストッパ部２４８は、スプリング支持部４５からガイド部材２４０の径方向外側に向かって突出するように、形成されている。

さらに、ハウジング２２０は、弁座２６側であって、ストッパ部２４８に対向するハウジング段差面２０３を有する。ハウジング段差面２０３は、ストッパ部２４８に接触可能である。

バルブ部材３０およびガイド部材４０が閉方向に移動したとき、中間流路２５を遮断する。そして、ガイド部材４０が閉方向にさらに移動したとき、ストッパ部２４８がハウジング段差面２０３に接触する。このとき、ハウジング２２０内の流路を閉じたと判断し、モータ６３によるシャフト６２の回転を停止する。これにより、シール凸部３４１に過大な応力がかからなくなる。

ハウジング２２０およびガイド部材２４０は、第１実施形態と同様に、関係式（１）を満たすように、すなわち、重複面積Ｓｄが出口流路面積Ｓｏの半分以下となるように、形成されている。なお、第２実施形態では、出口管２３側のガイド筒部２４３の部位を出口側壁部２４７とする。

また、ハウジング２２０およびガイド部材２４０は、出口流路軸Ｃｏに対して弁座２６とは反対側に対向壁面４７３が位置するように、形成されている。さらに、ハウジング２２０およびガイド部材２４０は、仮想内面２３５および出口流路軸Ｃｏの間に対向壁面４７３が位置するように、形成されている。ハウジング２２０およびガイド部材２４０は、対向壁面４７３が出口流路軸Ｃｏを超えないように、形成されている。

第２実施形態においても、第１実施形態に記載している［１］、［２］、［３］と同様の効果を奏する。また、第２実施形態では、ガイド筒部２４３の軸方向の長さを短くできる。このため、ガイド部材２４０は、軽量化されやすくなり、上記［５］と同様の効果を奏する。さらに、第２実施形態では、ガイド部材２４０が回転しても、ガイド筒部２４３が出口流路２３１を塞ぐことはない。これにより、ロッド部６１に対するガイド挿入部４２の位置決めをする必要がなくなる。

（他の実施形態）
第１実施形態の思想を共有する他の実施形態を以下に記載する。

［ｉ］図１４に示すように、ガイド部材３４０の壁部３４６は、４つ以上形成されてもよい。４つの壁部３４６は、出口流路軸Ｃｏに対して、対称となるように、形成されている。ガイド部材３４０の出口側壁部３４７も、複数形成されてもよい。

［ｉｉ］図１５に示すように、ガイド部材３４０の出口側壁部３４７は、第１側壁面４７１および第２側壁面４７２が仮想内面２３５に対して出口管２３の径方向外側に位置するように、形成されてもよい。このように、重複面積Ｓｄがゼロであってもよい。

［ｉｉｉ］図１６に示すように、出口管２３の軸方向から視認した場合において、出口流路断面２３２を出口側壁部４４７に投影したときに、出口流路断面２３２が出口側壁部４４７に重なる部分が２箇所設けられるように、出口側壁部４４７は、形成されてもよい。一方の重複面積Ｓｄを第１重複面積Ｓｄ１とする。他方の重複面積Ｓｄを第２重複面積Ｓｄ２とする。

この場合、ハウジング２０およびガイド部材４４０は、以下関係式（２）を満たすように、すなわち、第１重複面積Ｓｄ１と第２重複面積Ｓｄ２との和が出口流路面積Ｓｏの半分以下となるように、形成されている。このように、出口流路断面２３２を出口側壁部４４７に投影したときに、出口流路断面２３２が出口側壁部４４７に重なる部分が複数箇所形成されてもよい。

Ｓｄ１＋Ｓｄ２≦０．５×Ｓｏ ・・・（２）

次に、第２実施形態の思想を共有する他の実施形態を以下に記載する。

［ｉｖ］図１７に示すように、ハウジング２２０およびガイド部材５４０は、仮想内面２３５に対して出口管２３の径方向外側に対向壁面４７３が位置するように、形成されてもよい。このように、重複面積Ｓｄがゼロであってもよい。また、上記［ｉｉｉ］と同様に、出口管２３の軸方向から視認した場合において、出口流路断面２３２を出口側壁部５４７に投影したときに、出口流路断面２３２が出口側壁部５４７に重なる部分が複数箇所形成されてもよい。

そして、第１実施形態および第２実施形態の思想を共有する他の実施形態を以下に記載する。

［ｖ］図１８に示すように、第１回転規制部２８１は、ガイド挿入部４２およびロッド部６１に形成されており、複数のガイド挿入凸部８１１および複数のロッド凹部８１２を有してもよい。

複数のガイド挿入凸部８１１は、挿入部外面４２２からガイド部材４０の径方向外側に向かってそれぞれ突出するように、形成されている。また、複数のガイド挿入凸部８１１は、ガイド部材４０の周方向に対して等間隔となるように、形成されている。ロッド凹部８１２の数は、ガイド挿入凸部８１１の数に対応している。ロッド凹部８１２は、ガイド挿入凸部８１１の形状に対応するように、それぞれ形成されている。

なお、ガイド部材４０の径方向における断面において、ガイド挿入凸部８１１の外縁およびロッド凹部８１２の外縁は、多角形形状であることに限定されず、曲線形状となるように、形成されてもよい。

［ｖｉ］図１９に示すように、第１回転規制部３８１は、ガイド挿入部４２およびロッド部６１に形成されており、ガイド挿入凹部８１３およびロッド凸部８１４を有している。上記［ｖ］と同様に、第１回転規制部３８１は、複数のガイド挿入凹部８１３および複数のロッド凸部８１４を有してもよい。

ガイド挿入凹部８１３は、挿入部外面４２２からガイド部材４０の径方向内側に向かって凹むように、形成されている。ロッド凸部８１４は、ロッド内面６１２からガイド部材４０の径方向内側に向かって突出するように、形成されている。ロッド凸部８１４は、ガイド挿入凹部８１３の形状に対応するように、形成されている。ガイド挿入凹部８１３とロッド凸部８１４とが係合するとき、ガイド部材４０の回転が規制される。

なお、ガイド部材４０の径方向における断面において、ガイド挿入凹部８１３の外縁およびロッド凸部８１４の外縁が、多角形形状であることに限定されず、曲線形状となるように、形成されてもよい。

［ｖｉｉ］図２０に示すように、第１回転規制部４８１は、ガイド挿入部４２およびロッド部６１に形成されている。ガイド部材４０の径方向における断面において、挿入部外面４２２の外縁が楕円形状となるように、形成されている。また、ガイド部材４０の径方向における断面において、ロッド内面６１２の外縁が、挿入部外面４２２に対応し、楕円形状となるように、形成されている。

なお、ガイド部材４０の径方向における断面において、挿入部外面４２２の外縁およびロッド内面６１２の外縁は、楕円形状であることに限定されず、多角形形状、長円形状またはオーバル形状となるように、形成されてもよい。

［ｖｉｉｉ］図２１に示すように、第２回転規制部２８２は、ハウジング２０およびガイド部材４０に形成されており、複数のハウジング凹部８２３および複数のガイド側凸部８２４を有してもよい。

ハウジング凹部８２３は、ハウジング内側面２０１からハウジング２０の径方向外側に向かって凹むように、形成されている。ガイド側凸部８２４は、ガイド外側面４０１からガイド部材４０の径方向外側に向かって突出するように、形成されている。ハウジング凹部８２３とガイド側凸部８２４とが係合するとき、ガイド部材４０の回転が規制される。

なお、ガイド部材４０の径方向における断面において、ハウジング凹部８２３の外縁およびガイド側凸部８２４の外縁は、多角形形状であることに限定されず、曲線形状となるように、形成されてもよい。

［ｉｘ］図２２に示すように、第２回転規制部３８２は、ハウジング２０およびガイド部材４０に形成されている。ガイド部材４０の径方向における断面において、ハウジング内側面２０１の外縁は、長円形状となるように形成されている。ガイド部材４０の径方向における断面において、ガイド外側面４０１の外縁は、ハウジング内側面２０１に対応し、長円形状となるように形成されている。

このとき、ハウジング内側面２０１は、外縁が直線となっているハウジング平面部２０４を含む。また、ガイド外側面４０１は、外縁が直線となっているガイド平面部４０４を含む。ガイド平面部４０４は、ハウジング平面部２０４に対向し、ハウジング平面部２０４と接触可能である。ハウジング平面部２０４とガイド平面部４０４とが接触して係合したとき、ガイド部材４０の回転が規制される。

なお、ガイド部材４０の径方向における断面において、ハウジング内側面２０１の外縁およびガイド外側面４０１の外縁は、長円形状であることに限定されず、多角形形状、楕円形状またはオーバル形状となるように、形成されてもよい。

［ｘ］出口流路断面２３２は、円形形状に限定されず、多角形形状、楕円形状、長円形状またはオーバル形状となるように、形成されてもよい。

以上、本開示はこのような実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

２０、２２０ ・・・ハウジング、
２１ ・・・入口管、 ２１１ ・・・入口流路、
２３ ・・・出口管、 ２３１ ・・・出口流路、
２５ ・・・中間流路、
２６ ・・・弁座、
２７ ・・・ハウジング底部、
３０ ・・・バルブ部材、
４０、２４０、３４０、４４０、５４０ ・・・ガイド部材、
４７、２４７、３４７、４４７、５４７ ・・・出口側壁部（壁部）、
６０ ・・・バルブ制御部。

Claims (9)

1. 流体が通過可能な入口流路（２１１）、前記入口流路に対して交差する方向に延びて、前記入口流路を流れた流体が通過可能な出口流路（２３１）を含む出口管（２３）、前記入口流路および前記出口流路に連通可能な中間流路（２５）、および、前記入口流路側に形成される底部（２７）の内面である弁座（２６）を有し、有底筒状に形成されているハウジング（２０、２２０）と、
   前記ハウジング内を移動可能であり、前記弁座に接触したとき、前記中間流路に流れる流体を遮断し、前記弁座と離間したとき、前記中間流路を経由して、前記出口流路に流体が流れるバルブ部材（３０）と、
   前記バルブ部材とともに前記ハウジング内を移動可能であり、前記出口管側であって、前記出口管に対して交差する方向に延びている壁部（４７、２４７、３４７、４４７、５４７）を有するガイド部材（４０、２４０、３４０、４４０、５４０）と、
   前記ガイド部材の移動を制御可能なバルブ制御部（６０）と、
   を備え、
   前記出口管の軸を出口流路軸（Ｃｏ）とし、前記出口管の径方向における前記出口流路の断面を出口流路断面（２３２）とし、前記出口流路断面の面積を出口流路面積（Ｓｏ）とし、前記出口管の軸方向から視認した場合において、前記出口流路断面を前記壁部に投影したときに、前記出口流路断面が前記壁部に重なる部分の面積を重複面積（Ｓｄ、Ｓｄ１、Ｓｄ２）とすると、
   前記ハウジングおよび前記ガイド部材は、前記重複面積が前記出口流路面積の半分以下となるように、形成されている弁装置。
2. 前記壁部は、前記弁座に対向する対向壁面（４７３）、前記対向壁面に隣接し、前記出口管側に位置する第１側壁面（４７１）および前記対向壁面に隣接し、前記第１側壁面とは反対側に形成されている第２側壁面（４７２）を含み、
   前記出口管の内面（２３４）を延長した面を仮想内面（２３５）とし、前記出口流路軸を通過する面を仮想中心面（２３６）とすると、
   前記第１側壁面の少なくとも一部は、前記仮想内面および前記仮想中心面の間に、位置し、
   前記第２側壁面は、前記仮想内面に対して、前記出口管の径方向外側に位置する請求項１に記載の弁装置。
3. 前記壁部は、前記弁座に対向する対向壁面（４７３）、前記対向壁面に隣接し、前記出口管側に位置する第１側壁面（４７１）および前記対向壁面に隣接し、前記第１側壁面とは反対側に形成されている第２側壁面（４７２）を含み、
   前記出口管の内面（２３４）を延長した面を仮想内面（２３５）とすると、
   前記第１側壁面および前記第２側壁面は、前記仮想内面に対して、前記出口管の径方向外側に位置する請求項１に記載の弁装置。
4. 前記ガイド部材は、複数の切り欠き（４３３）を有する請求項２または３に記載の弁装置。
5. 前記壁部は、前記弁座に対向する対向壁面（４７３）を含み、
   前記対向壁面は、前記出口流路軸に対して前記弁座とは反対側に位置する請求項１に記載の弁装置。
6. 前記壁部は、前記ガイド部材の径方向の断面において、環状となるように、形成されている請求項５に記載の弁装置。
7. 前記ハウジングに相対して前記ガイド部材が周方向に回転することを規制可能な回転規制部（８１、８２、２８１、２８２、３８１、３８２、４８１）をさらに備える請求項１から６のいずれか一項に記載の弁装置。
8. 前記ガイド部材は、有底筒状に形成されるガイド挿入部（４２）を前記弁座とは反対側に有し、
   前記バルブ制御部は、筒状に形成されており、前記ガイド挿入部が挿入されているロッド部（６１）を有し、
   前記回転規制部（８１、２８１、３８１、４８１）は、前記ガイド挿入部および前記ロッド部に形成されている。請求項７に記載の弁装置。
9. 前記ハウジングは、前記弁座に隣接するハウジング内側面（２０１）を有し、
   前記ガイド部材は、前記ハウジング内側面に対向するガイド外側面（４０１）を有し、
   前記回転規制部（８２、２８２、３８２）は、前記ハウジング内側面および前記ガイド外側面に形成されている請求項７または８に記載の弁装置。

Images