JP2022138629A - flow control valve - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、流体の流量を制御する流量制御弁に関し、例えば、キャニスタとスロットルバルブ下流の吸気通路とを連通するパージ通路に配置され、このパージ通路を流れる空気の流量を制御するパージバルブに用いて好適である。 The present disclosure relates to a flow control valve that controls the flow rate of a fluid, for example, it is arranged in a purge passage that communicates between a canister and an intake passage downstream of a throttle valve, and is used in a purge valve that controls the flow rate of air flowing through this purge passage. preferred.
車両のハイブリッド化に伴い、キャニスタに吸着された蒸発燃料をより短い時間でエンジンの吸気通路に流入させる(パージする)ことが求められている。一方、ハイブリッド化に伴い、パージする際のエンジンの吸気負圧は減少(大気圧に近づく)している。 With the hybridization of vehicles, there is a demand to allow the vaporized fuel adsorbed in the canister to flow into the intake passage of the engine (purging) in a shorter period of time. On the other hand, along with hybridization, the intake negative pressure of the engine at the time of purging is decreasing (approaching atmospheric pressure).
そこで、特許文献1を先行技術として、パージ通路を大きく開くオン位置とパージ通路を小さく絞るオフ位置との間で切り替えを行う第1電磁弁と、弁座と弁体とが当接離脱するコイルの非通電時と通電時とのデューティ比制御を行う第2電磁弁とを組み合わせて用いることを提案した(特願2020‐26491号)。パージ空気の流量の大小を第1電磁弁で切り替え、大流量時、小流量時共にパージ空気の流量を第2電磁弁で制御するというものである。 Therefore, as prior art in Patent Document 1, a first solenoid valve that switches between an ON position that greatly opens the purge passage and an OFF position that narrows the purge passage slightly, and a coil that contacts and separates the valve seat and the valve body. (Japanese Patent Application No. 2020-26491). The flow rate of the purge air is switched by the first solenoid valve, and the flow rate of the purge air is controlled by the second solenoid valve both when the flow rate is large and when the flow rate is small.
ただ、第2電磁弁のデューティ比制御で弁座と第2弁体とが当接離脱を繰り返すと異音NVH(Noise Vibration Harshness)を発生させる恐れがあり、その異音NVHはキャニスタ側にもエンジンの吸気通路側にも伝達する。 However, if the valve seat and the second valve body repeatedly contact and disengage due to the duty ratio control of the second solenoid valve, there is a risk of generating an abnormal noise NVH (Noise Vibration Harshness). It is also transmitted to the intake passage side of the engine.
本開示は、上記点に鑑みてなされたもので、第2電磁弁のデューティ比制御時の異音NVHの影響を低減することを課題とする。 The present disclosure has been made in view of the above points, and an object of the present disclosure is to reduce the influence of abnormal noise NVH during duty ratio control of the second solenoid valve.
本開示の第1は、流体を流入する流入通路と、吸気通路側に連通して流体を流出する流出通路と、この流出通路と流入通路との間に形成される通路室と、この通路室の流出通路側に形成され流体流量を制限するオリフィス絞り部と、通路室に形成される弁座と、この弁座より流入通路側に形成され流体流量を制限する流入通路側絞り部を備え、流出通路、流出通路、オリフィス絞り部、弁座、流入通路側絞り部を同軸上に配置するハウジングを用いている。 A first aspect of the present disclosure is an inflow passage for inflowing fluid, an outflow passage communicating with the intake passage side and outflowing fluid, a passage chamber formed between the outflow passage and the inflow passage, and the passage chamber. an orifice restrictor formed on the outflow passage side to limit the flow rate of fluid; a valve seat formed in the passage chamber; A housing is used in which an outflow passage, an outflow passage, an orifice throttle portion, a valve seat, and an inflow passage side throttle portion are coaxially arranged.
また、本開示の第1は、弁座より流出通路側に配置され、オリフィス絞り部と協働して流体流量を制御する第1弁体と、弁座より通路室側に配置され、弁座と当接離脱して流体流量を制御する第2弁体と、弁座より流入通路側に配置され、流入通路から通路室に流入する流体流量を制御する第3弁体と有している。 A first aspect of the present disclosure includes a first valve body disposed on the outflow passage side of the valve seat and configured to cooperate with the orifice restrictor to control the flow rate of fluid; and a third valve body arranged on the inflow passage side of the valve seat and controlling the flow rate of fluid flowing into the passage chamber from the inflow passage.
かつ、本開示の第1は、通電により励磁する第1コイルと、この第1コイル通電時に磁気回路を形成する第1ステータコアと、この第1ステータコアと磁気ギャップを介して対向配置され第1コイルの励磁により移動するとともに移動に伴う変位を第1弁体及び第3弁体にロットを介して伝達する第1ムービングコアとを備え、第1コイルの通電時のオン位置と第1コイルの非通電時のオフ位置との切り替えを行う第1電磁弁を用いている。 A first aspect of the present disclosure is a first coil that is excited by energization, a first stator core that forms a magnetic circuit when the first coil is energized, and a first coil that is arranged to face the first stator core with a magnetic gap interposed therebetween. and a first moving core that moves due to the excitation of the coil and transmits the displacement accompanying the movement to the first valve body and the third valve body via the rod, and the on position when the first coil is energized and the first coil is non-discharged. A first solenoid valve is used for switching between the off position and the energized state.
そして、本開示の第1は、通電により励磁する第2コイルと、この第2ステータコアと磁気ギャップを介して対向配置され第2コイルの励磁により移動するとともに移動に伴う変位を第2弁体に伝達する第2ムービングコアとを備え、第2コイルの通電時と第2コイルの非通電時のデューティ比制御を行う第2電磁弁と用いている。 The first aspect of the present disclosure is a second coil that is excited by energization, and is arranged to face the second stator core with a magnetic gap interposed therebetween. It has a second moving core for transmission, and is used with a second electromagnetic valve that performs duty ratio control when the second coil is energized and when the second coil is not energized.
加えて、本開示の第1は、ハウジングの通路室に配置され、第2弁体が弁座と当接した状態で流入通路と流出通路との間を非連通状態とするダイヤフラムを備えている。かつ、第2弁体に第1電磁弁のロットが通る連通穴を設けている。 In addition, the first aspect of the present disclosure includes a diaphragm arranged in the passage chamber of the housing and providing non-communication between the inflow passage and the outflow passage when the second valve body is in contact with the valve seat. . In addition, the second valve body is provided with a communication hole through which the lot of the first solenoid valve passes.
本開示の第1では、弁座と当接する第2弁体より流出通路側に第1弁体を配置し、第2弁体より流入通路側に第3弁体を配置しているので、第1電磁弁の切り替えにより、第1弁体及び第3弁体でそれぞれ流出通路側及び流入通路側を絞ることができる。そのため、第2電磁弁のデューティ比制御により第2弁体が弁座を閉じる位置と開く位置とで移動しても、移動に伴う異音NVHの影響を低減することができる。 In the first aspect of the present disclosure, the first valve body is arranged closer to the outflow passage than the second valve body that contacts the valve seat, and the third valve body is arranged closer to the inflow passage than the second valve body. By switching one solenoid valve, the outflow passage side and the inflow passage side can be throttled by the first valve element and the third valve element, respectively. Therefore, even if the second valve element moves between the position where the valve seat is closed and the position where the valve seat is opened by the duty ratio control of the second solenoid valve, the influence of abnormal noise NVH accompanying the movement can be reduced.
特に、第1弁体と第3弁体とは、第2弁体を挟んで反対位置に配置されるので、第1電磁弁のオン位置オフ位置の変移はロットを介して第1弁体と第2弁体との双方に伝達される。そのため、第2弁体には、ロットを通す連通穴を設けている。その上で、連通穴を設けても第2弁体による流体の導通、遮断を可能とするように、第2弁体が弁座と当接した状態で流入通路と流出通路との間を非連通状態とするダイヤフラムをハウジングの通路室に配置している。 In particular, since the first valve body and the third valve body are arranged opposite to each other with the second valve body interposed therebetween, the transition between the ON position and the OFF position of the first solenoid valve is controlled by the first valve body via the lot. It is transmitted to both the second valve body. Therefore, the second valve body is provided with a communication hole through which the lot is passed. In addition, the inflow passage and the outflow passage are not separated from each other while the second valve body is in contact with the valve seat so that the second valve body can connect and disconnect the fluid even if the communication hole is provided. A communicating diaphragm is disposed in the passage chamber of the housing.
本開示の第2では、第1弁体は、オリフィス絞り部と協働して流体流量を制御する弁体絞り部と、流体を通す弁体通路部とを備えている。そして、第1電磁弁がオン位置にある時、第1弁体は弁体絞り部がオリフィス絞り部から離れて流体は弁体絞り部の外周及び弁体通路部を流れ、第1電磁弁がオフ位置にある時、第1弁体は弁体絞り部がオリフィス絞り部と当接して流体は弁体通路部を流れる。 In a second aspect of the present disclosure, the first valve body includes a valve body throttle portion that cooperates with the orifice throttle portion to control the fluid flow rate, and a valve body passage portion that allows the fluid to flow. When the first solenoid valve is in the ON position, the first valve body is separated from the orifice throttle section, and the fluid flows through the outer periphery of the valve body throttle section and the valve body passage, and the first solenoid valve is closed. When the first valve body is in the OFF position, the valve body restricting portion of the first valve body contacts the orifice restricting portion, and the fluid flows through the valve body passage portion.
本開示の第2によれば、第1電磁弁のオン位置では大流量を流し、第2電磁弁のオフ位置では流量を小流量に切り替えることができる。 According to the second aspect of the present disclosure, it is possible to switch the flow rate to a small flow rate when the first solenoid valve is in the ON position and the second solenoid valve is in the OFF position.
本開示の第3は、第1弁体は、オリフィス絞り部と協働して流体流量を制御する弁体絞り部を備えている。そして、第1電磁弁がオン位置にある時、第1弁体は弁体絞り部がオリフィス絞り部から離れて流体は弁体絞り部の外周を大流量流れ、第1電磁弁がオフ位置にある時、第1弁体は弁体絞り部がオリフィス絞り部に近づいて流体は弁体絞り部の外周を小流量流れる構成としている。 According to a third aspect of the present disclosure, the first valve body includes a valve body throttle portion that cooperates with the orifice throttle portion to control the fluid flow rate. Then, when the first solenoid valve is in the ON position, the first valve disc throttle portion separates from the orifice throttle portion, and a large amount of fluid flows around the valve disc throttle portion, and the first solenoid valve is in the OFF position. At one time, the first valve body has a configuration in which the valve body restricting portion approaches the orifice restricting portion and the fluid flows at a small flow rate around the outer periphery of the valve body restricting portion.
本開示の第3によれば、第1弁体に弁体通路部を設けることなく、第1電磁弁で大流量と小流量との切り替えを行うことができ、第1弁体の構成の簡素化が図れる。 According to the third aspect of the present disclosure, it is possible to switch between a large flow rate and a small flow rate with the first electromagnetic valve without providing a valve body passage portion in the first valve body, and the configuration of the first valve body is simplified. can be made.
本開示の第4では、第1電磁弁及び第2電磁弁を、共に通路室の流入通路側に配置している。第1電磁弁と第2電磁弁とを重ねて配置することができる。 In the fourth aspect of the present disclosure, both the first solenoid valve and the second solenoid valve are arranged on the inflow passage side of the passage chamber. The first solenoid valve and the second solenoid valve can be arranged in an overlapping manner.
本開示の第5では、第1電磁弁は、通路室の流出通路側に配置され、第2電磁弁は、通路室の流入通路側に配置されている。第1電磁弁の配置位置の自由度を増すことができる。 In a fifth aspect of the present disclosure, the first solenoid valve is arranged on the outflow passage side of the passage chamber, and the second solenoid valve is arranged on the inflow passage side of the passage chamber. It is possible to increase the degree of freedom of the arrangement position of the first solenoid valve.
本開示の第6は、弁座は、通路室内でオリフィス絞り部の内周にリング状に形成されて、弁座の外周に通路室内の流体をオリフィス絞り部に流す流路が形成されると共に、弁座の内周にロットが配置され、ダイヤフラムは弁座の内周とロットとの間に配置されている。ダイヤフラムにより、ロットの変移を許容しつつ第2弁体が弁座に着座した状態でのシールを確保することができる。かつ、ダイヤフラムがロットと接するので、ロットの移動が安定する。 According to a sixth aspect of the present disclosure, the valve seat is formed in a ring shape on the inner periphery of the orifice narrowed portion in the passage chamber, and a flow path is formed on the outer periphery of the valve seat to allow the fluid in the passage chamber to flow to the orifice narrowed portion. , the rod is arranged on the inner circumference of the valve seat, and the diaphragm is arranged between the inner circumference of the valve seat and the rod. With the diaphragm, it is possible to ensure a seal with the second valve body seated on the valve seat while allowing the change of the lot. Moreover, since the diaphragm is in contact with the lot, movement of the lot is stabilized.
本開示の第7は、弁座は、オリフィス絞り部に対向してオリフィス絞り部とは別部材で構成され、第1電磁弁のロットと接続して第1電磁弁の1ムービングコアの移動に応じて位置が第1弁体及び第3弁体と共に変位する。かつ、弁座は第2弁体の連通穴を塞ぐ円盤形状である。 A seventh aspect of the present disclosure is that the valve seat is configured by a member separate from the orifice restricting portion so as to face the orifice restricting portion, and is connected to the rod of the first solenoid valve to move one moving core of the first solenoid valve. Accordingly, the position is displaced together with the first valve body and the third valve body. Moreover, the valve seat has a disc shape that closes the communication hole of the second valve body.
本開示の第7では、弁座の位置を変位させることで、第2弁体のストロークを可変することが可能となる。小流量の制御を行う際には第2弁体のストロークを小さくし、大流量の制御を行う時には第2弁体のストロークを大きくすることができる。また、弁座が円盤形状をしているので、第2弁体が着座した際には弁座自体で流体流れを遮断することができる。 In the seventh aspect of the present disclosure, it is possible to vary the stroke of the second valve body by displacing the position of the valve seat. When controlling a small flow rate, the stroke of the second valve body can be reduced, and when controlling a large flow rate, the stroke of the second valve body can be increased. Further, since the valve seat is disk-shaped, the valve seat itself can block the fluid flow when the second valve body is seated.
本開示の第8では、ダイヤフラムは第2弁体の外周側に通路室を閉じるように配置されている。第2電磁弁からの流体の漏出を防ぐことができる。 In an eighth aspect of the present disclosure, the diaphragm is arranged on the outer peripheral side of the second valve body so as to close the passage chamber. Fluid leakage from the second solenoid valve can be prevented.
図1は、本開示の流量制御弁がパージバルブ100として用いられる場合の使用態様を示す。燃料タンク10で揮発したガソリンを含むパージ空気は入口側パージ空気通路11を介してキャニスタ13に流入し、キャニスタ13にてガソリンを吸着する。キャニスタ13からのガソリンを含むパージ空気は出口側パージ空気通路14を介してエンジン20の吸気管21に供給される。この出口側パージ空気通路14を流れるパージ空気の流量を制御するのがパージバルブ100である。
FIG. 1 illustrates the use of the flow control valve of the present disclosure when used as a
出口側パージ空気通路14は吸気管21のうちスロットルバルブ25の下流に開口しており、スロットルバルブ25で絞られた吸入空気の負圧により、キャニスタ13からのガソリンを含むパージ空気が吸引される。キャニスタ13には必要に応じ大気に開放する大気開放弁12が設けられている。24は、エンジン20に吸入される空気中の異物を取り除くエアフィルタである。
The outlet side
パージバルブ100のオンオフ制御及び流量制御は、エンジン制御ユニット50によりコントロールされる。即ち、キャニスタ13に吸着されたガソリンは燃料タンク10からのガソリンと共にエンジン20に吸入されるため、エンジン制御ユニット50は、最適なエンジン燃焼状態を算出してパージバルブ100の流量を制御する。また、エンジン制御ユニット50は、パージバルブ100の制御により発生する異音が乗員に伝わりにくい状態を車両ECU60から受けてパージバルブ100のオンオフを制御する。例えば、高速走行時は異音が乗員に伝わりにくいので、車両ECUは車速センサ61からの信号で車両の走行状況を把握する。
On/off control and flow rate control of the
パージバルブ100の構成を、以下に各実施形態に関して説明する。
The configuration of
(第1実施形態)
第1電磁弁130は、ポリブチレンテレフタレートPBT等の樹脂製の第1ボビン131に多数回巻装された第1コイル132を備えている。図示しないコネクタより駆動電圧を受けて第1コイル132に通電された際には第1コイル132は励磁する。その際の磁気回路を形成するように第1コイル132の外側には鉄製の第1ヨーク133が配置され、第1コイル132の内周側には同じく鉄製の第1ステータコア134が配置されている。
(First embodiment)
The
第1ステータコア134は円筒形状をしており、内部には鉄製でコップ形状をした第1ムービングコア135が移動可能に配置されている。第1ステータコア134には磁気回路を絞る第1絞り部134aが形成されているので、第1ステータコア134と第1ムービングコア135との間に第1磁気ギャップ134bが形成され、第1コイル132の励磁時にはこの第1磁気ギャップ134bを縮めるべく、第1ムービングコア135は図中上方に吸引される。そして、第1バネ136は第1ムービングコア135を吸引方向と反する方向に付勢している。第1バネ136は第1ムービングコア135と第1バネ受け部材137との間に配置される。
The
第2電磁弁150は、この第1電磁弁130と凡そ同じ構造となっている。第2ボビン151、第2コイル152、第2ヨーク153、第2ステータコア154、第2ムービングコア155を備えている。
The
第2ステータコア154にも磁気回路を絞る第2絞り部154aが形成されており、第2ステータコア154と第2ムービングコア155との間に第2磁気ギャップ154bが形成される。そして、第2コイル152の励磁時にはこの第2磁気ギャップ154bを縮めるべく、第2ムービングコア155は図中下方に吸引される。第2バネ156は第2ムービングコア155を吸引方向と反する方向に付勢している。そして、第2バネ156は第2ムービングコア155と第2バネ受け部材157との間に配置されている。
The
ハウジング110はポリブチレンテレフタレートPBT等の樹脂製で、そのうち図2の上方部には、通路室160が形成されている。また、ハウジング110の下端は底板111より閉じられ、底板111には、出口側パージ空気通路14をなすホースが連結される流入通路161が形成されている。上方の蓋板112、下方の底板111含めて、ハウジング110は直径60ミリメートル程度、長さ100ミリメートル程度の円筒形状である。流入通路161は第1電磁弁130及び第2電磁弁150の中心部の空間118を介して、通路室160に連通している。通路室160には中間部分の径が狭まるように括れた円筒状をしたオリフィス絞り部162が突出形成されている。そして、オリフィス絞り部162の図2の下端には、リング状の弁座163が配置されている。図2では示されていないが、弁座163とオリフィス絞り部162とは腕部を介して連結している。オリフィス絞り部162は、後述する第1弁体170と共同してパージ空気の流れを絞る作用を行うよう、パージ空気の通路径を絞るものである。
The
また、オリフィス絞り部162は流出通路164と連通し、流入通路161から通路室160に流入したパージ空気は、弁座163の外周から、オリフィス絞り部162を経て、流出通路164に流れる。流出通路164には、出口側パージ空気通路14をなすホースが連結され、パージ空気は流出通路164からホースを経て吸気管21のスロットルバルブ25下流に吸引される。流出通路164、オリフィス絞り部162、及び弁座163は蓋板112と一体に樹脂成形される。ハウジング110は円筒形状をしており、底板111と蓋板112と溶着して両端が閉じられる。
The orifice narrowed
第1弁体170は、内部にパージ空気を通す弁体通路部171を備える円筒形状をしている。弁体通路171は直径4ミリメートル程度の穴相当の断面積である。第1弁体170の外周のうち図2の下方側は、オリフィス絞り部162に対して着座可能なテーパ形状となって弁体絞り部174を形成している。第1弁体170は、第1電磁弁130の第1ムービングコア135とロット172を介して連結している。より具体的には、第1ムービングコア135と連結した第3弁体190とロット172を介して連結している。図3に示すように、ロット172と第1弁体170とは腕部173を介して繋がっている。ロット172は樹脂若しくはアルミニウム等の非磁性金属製で、第1弁体170と一体成形され、その長さはハウジングと略同等である。また、ロット172の径は1~1.5ミリメートル程度である。
The
通路室160のうち、弁座163と対向する部位には、第2弁体180が配置されている。第2弁体180は第2電磁弁150の第2ムービングコア155に焼き付け固定されており、弁座163とのシール性を得るため、ゴム材料等の弾性部材からなる。本開示では、耐ガソリン性を考えてフッ素ゴムが使用されている。第2弁体180には連通穴185が形成され、この連通穴185内をロット172が貫通する。連通穴185は、直径5ミリメートル程度の穴相当の断面積である。
A
通路室160には、リング状の弁座163の内周をシールするダイヤフラム181が配置されている。ダイヤフラム181は可撓性を有するゴム材料製で、第2弁体180と同様フッ素ゴムが用いられている。ダイヤフラム181の内周182は、ロット172と接合され、外周183は弁座163に接着剤若しくは熱圧着で接合されている。そして、ダイヤフラム181はロット172の移動に応じて変形する。また、2電磁弁150とハウジング110の通路室160との間は第2ダイヤフラム1811で塞いでいる。第2ダイヤフラム1811により、第2電磁弁150の第2ステータコア154と第2ムービングコア155との隙間からパージ空気が漏出するのが防がれる。第2ダイヤフラム1811もダイヤフラム181と同じくフッ素ゴム製である。本開示において、第2弁体180が弁座163と当接した状態で流入通路161と流出通路164との間を非連通状態とするダイヤフラムには、第2ダイヤフラム1811も含まれる。
A
図2でロット172の下端にはポリブチレンテレフタレートPBT等の樹脂材料製で円盤状をした第3弁体190が取り付けられている。この第3弁体190は、第1電磁弁130がオフ位置にある状態では、底板111に形成された円筒状の流入通路側絞り部113内に隙間を介して嵌まり込んでいる。この隙間は、直径2ミリメートル程度の穴相当の断面積である。
In FIG. 2, a disc-shaped
次に、上記構成のパージバルブ100の作動を説明する。第1電磁弁130の第1コイル132に通電されていないオフ位置では、第1コイル132は励磁されておらず、第1ムービングコア135は第1バネ136により第1ステータコア134から引き離される方向に付勢される。図2がその状態で、第1ムービングコア135は、ハウジング110の底板111側に第1バネ136によって付勢されている。この状態では、第1弁体170の外周はオリフィス絞り部162に着座している。そのため、通路室160から流出通路164に向かう流れは、第1弁体170の弁体通路部171のみとなる。また、この状態では、第3弁体190が流入通路側絞り部113内に隙間を介して嵌まり込んでいる。そのため、流入通路161からハウジング110内に流入するパージ空気は、第3弁体190と流入通路側絞り部113によって制限される。
Next, the operation of the
このように、空気流路が第1弁体170と第3弁体190との双方によって絞られる結果、パージバルブ100を介して流れる沿う流量は少量となる。本開示では、毎分60リットル程度の流量としている。
Thus, as a result of the air flow path being throttled by both the
この小流量で、更にパージバルブ100を流れるパージ空気の流量が、第2弁体180により制御される。第2電磁弁150の第2コイル152が励磁すると第2ステータコア154と第2ムービングコア155との間の第2磁気ギャップ154bに磁気吸引力が発生し、この磁気吸引力の方が第2バネ156の付勢力を上回るので、第2ムービングコア155は第2ステータコア154側に移動する。その結果、第2弁体180が弁座163から離脱し、通路室160内のパージ空気は第1弁体170の弁体通路部171に流れる。図2の状態は第2コイル152が励磁して、第2弁体180が弁座163を開いた状態である。
With this small flow rate, the flow rate of purge air flowing through the
図2の状態から、第2コイル152への通電を停止すると、第2バネ156により第2ムービングコア155が図中上方へ変位し、第2弁体180が弁座163に当接する。その結果、通路室160から流出通路164に向かうパージ空気の流れが遮断される。
When the
第2電磁弁150は、弁座163を開く全開状態と弁座163を閉じる全閉状態との間でデューティ比制御を行う。デューティ比が100%の状態が小流量時の最大流量となり、デューティ比が0%では、パージ空気の流れは遮断される。デューティ比制御を行う時間は10ヘルツ(0.1秒)程度で、この時間内で全開状態と全閉状態との比率を可変する。
The
以上が、小流量時のパージバルブ100の流量制御であるが、大流量時は第1電磁弁130の第1コイル132に通電してオン位置とする。その結果、第1コイル132が励磁して、第1電磁弁130の第1ステータコア134と第1ムービングコア135との間の第1磁気ギャップ134bに吸引力が発生する。この吸引力は第1バネ136より大きく、図4のように上方に第1ムービングコア135が3ミリメートル程度引き上げられる。
The flow rate control of the
その第1ムービングコア135の移動は第3弁体190に伝わり、かつ、ロット172を介して第1弁体170に伝わる。そのため、第1弁体170はオリフィス絞り部162から離脱する。その結果、弁座163を通過したパージ空気は、第1弁体170の弁体通路部171のみでなく、第1弁体170の外周の弁体絞り部174も通って流出通路164に流れることとなる。同時に第3弁体190も流入通路側絞り部113からより離脱し、第3弁体190と流入通路側絞り部113との間を流れるパージ空気の流量が大きくなる。この第1弁体170と第3弁体190との双方の移動により、大流量のパージ空気を流すことができる。本開示では、大流量時毎分200リットル程度のパージ空気が流れる。
The movement of the first moving
この大流量を流す状態でも、パージ空気の流量は第2電磁弁150により制御される。デューティ比制御を行うのは、小流量時の制御と同様である。即ち、第2電磁弁150は弁座163を開く全開状態と弁座163を閉じる全閉状態との間でデューティ比制御を行い、デューティ比が100%の状態が小流量時の最大流量となり、デューティ比が0%では、パージ空気の流れは遮断される。図4は、第2電磁弁150が弁座163を開く全開状態を示している。
The flow rate of the purge air is controlled by the
但し、パージ空気の流れを遮断する制御は実際には小流量時に行う。そのため、大流量を流す状態でのパージ空気の最小流量は、デューティ比が0%ではなく、小流量を流す状態でのパージ空気の最大流量と同じく毎分60リットル程度となるようにデューティ比を定める。本開示では、デューティ比を30%程度にしている。 However, the control for interrupting the purge air flow is actually performed when the flow rate is small. Therefore, the minimum flow rate of purge air when a large flow rate is applied is not 0%, but the duty ratio is adjusted so that it is about 60 liters per minute, which is the same as the maximum flow rate of purge air when a small flow rate is applied. stipulate. In the present disclosure, the duty ratio is approximately 30%.
本開示では、小流量時の制御であれ、大流量時の制御であれ、パージ空気の流量の制御は第2電磁弁150のデューティ比制御により行う。ここで、第2弁体180が全開位置と全閉位置との間でデューティ比制御を行うとパージ空気の流れは短い周期で流通、遮断が繰り返されることとなる。この流通、遮断はパージ空気の流れに脈動を起こすこととなる。
In the present disclosure, the control of the purge air flow rate is performed by duty ratio control of the
パージ空気の脈動は、出口側パージ空気通路14のキャニスタ13からパージバルブ100に流れるパージバルブ上流側通路14Aと、パージバルブ100からスロットルバルブ25下流の吸気通路21に流れるパージバルブ下流側通路14Bに伝達される。そのため、パージ空気は出口側パージ空気通路14内の全体で脈動を起こし、異音NVHの原因となる。異音NVHの程度は種々の条件で異なるが、60デシベル程度となる場合もある。
The pulsation of the purge air is transmitted to the purge valve
ただ、本開示では、小流量時に第1弁体170と第3弁体190とが共に流路を絞っているので、異音NVHの影響を抑えることができている。即ち、脈動音は上流側通路14Aで影響が大きいので、このキャニスタ13側のパージバルブ上流側通路14Aへの脈動の影響を第3弁体190と流入通路側絞り部113とが協働して減少させている。併せて、吸気通路21側のパージバルブ下流側通路14Bへの脈動の影響も第1弁体170とオリフィス絞り部162とが協働して減少させている。
However, in the present disclosure, since both the
パージ空気の大流量時であっても、パージ空気の上流側には第3弁体190が存在するので、第3弁体190が存在しない場合に比較すれば、異音NVHの影響を抑えることはできている。種々の条件に応じて異なるが、異音NVHを半減することも可能である。
Even when the flow rate of the purge air is large, the
なお、第2弁体180にロット172を通すための連通穴185を設けても、第2弁体180が弁座163と当接した際のシール性能はダイヤフラム181により確保される。即ち、ダイヤフラム181の外周は弁座163と連結しており、ダイヤフラム181の内周はロット172と連結しているので、第2弁体180が弁座163に着座した状態では、通路室160と流入通路161との間はダイヤフラム181によって遮断される。
Even if the
ここで、第3弁体190は、第1電磁弁130の第1ムービングコア135と係合しており、第3弁体190は第1電磁弁130によりその位置が保持されている。また、ロット172は、その下端が第3弁体190に固定され、上端に腕部173を介して第1弁体170が取り付けられている。そのため、図2のように第1弁体170が着座している状態ではロット172は安定するが、図3のように第1弁体170が離脱するとロット172は片持ち支持となる。ただ、本開示では、ロット172のうち、第2弁体180より第1弁体170側でダイヤフラム181がロット172と接合しているので、片持ち支持となってもロット172の移動は安定する。
Here, the
(第2実施形態)
上述の第1実施形態では、第1弁体170に弁体通路部171を形成し、弁体絞り部174はオリフィス絞り部162と着座可能な形状としていたが、図5及び図6に示す第2実施形態のように、簡易な形状とすることもできる。第2実施形態の第1弁体170は円錐形状をしており、内部に弁体通路部は形成されていない。外周は弁体絞り部174を形成するが、オリフィス絞り部162と当接することもない。
(Second embodiment)
In the first embodiment described above, the valve
小流量時は、図5に示すように、第1電磁弁130の第1コイル132は励磁しておらずオフ位置である。そのため、第1ムービングコア135は、第1バネ136により下方に押し下げられ、第3弁体190がハウジング110の底板111に保持されている。この状態で、第3弁体190は流入通路161を塞ぐのではなく、部分的に接触し、流入通路側絞り部113を小流量のパージ空気が流れるようになっている。また、円錐形状の第1弁体1703もオリフィス絞り部162に近づき、第1弁体170とオリフィス絞り部162との間の流路も狭くなる。この間の隙間はパージ空気の流量が毎分60リットル程度の小流量となるように設定される。本開示では、隙間による断面積が7平方ミリメートル程度となるように設定している。
When the flow rate is low, as shown in FIG. 5, the
大流量時は、図6に示すように、第1電磁弁130の第1コイル132が励磁してオン位置となる。それにより、第1ムービングコア135が第1ステータコア134側に引き上げられて、ロット172を介して、第1弁体170も上方に押し上げられる。その結果、円錐形状の第1弁体170はオリフィス絞り部162から離間し、大流量のパージ空気が第1弁体170とオリフィス絞り部162との間を流れる。第3弁体190も同様に引き上げられ、流入通路側絞り部113から離れて大流量のパージ空気を流すことができる。この際の第1弁体170とオリフィス絞り部162との隙間、及び第3弁体190と流入通路側絞り部113との隙間は、毎分200リットル程度の大流量となるように設定し、本開示では、隙間の断面積が13平方ミリメートル程度となるように設定している。
When the flow rate is large, as shown in FIG. 6, the
この第2実施形態でも、弁座163とロット172との間を塞ぐダイヤフラム181に加えて、第2電磁弁150とハウジング110の通路室160との間も第2ダイヤフラム1811で塞いでいる。本開示において、第2弁体180が弁座163と当接した状態で流入通路161と流出通路164との間を非連通状態とするダイヤフラムには、第2ダイヤフラム1811が含まれることも第1実施形態と同様である。
Also in this second embodiment, in addition to the
なお、図5及び図6は共に第2電磁弁150の励磁状態で第2弁体180が全開位置にある状態を示している。第2電磁弁150がデューティ比制御されることは、第1実施形態と同様である。
5 and 6 both show a state in which the
(第3実施形態)
上述の実施形態では、第1電磁弁130及び第2電磁弁150が一つのハウジング110内に配置され、通路室160との関係では同じ側に配置されていた。第3実施形態では、図7及び図8に示すように、ハウジング110を、第1電磁弁130を配置する第1ハウジング116と、第2電磁弁150を配置する第2ハウジング115とに分離し、間に接続ハウジング114を介在させている。流入通路161及び通路室160は第2ハウジング115に形成し、流出通路164は第1ハウジング116に形成している。
(Third embodiment)
In the above-described embodiments, the
ロット172が貫通する第2弁体180の連通穴185で流入通路161と流出通路164とが連通することが無いように、ダイヤフラム181を備えるのは、上述の実施形態と同様である。また、第2電磁弁150の第2ステータコア154と第2ムービングコア155との間隙からのパージ空気の漏出を第2ダイヤフラム1811で防ぐことは第2実施形態と同様である。
A
図7は第1電磁弁130の第1コイル132が非励磁であるオフ位置の少流量状態を示している。この状態では、第1ムービングコア135は、第1バネ136の付勢力を受けて図の下方に押し下げられ、第1弁体170は外周の弁体絞り部174がオリフィス絞り部162に着座している。そのため、パージ空気の流れは第1弁体170の弁体通路部171のみとなる。また、第1弁体170の着座時に第3弁体190は流入通路側絞り部113内に入り込んで、流入通路161から流入するパージ空気の流量を制限している。ロット172の位置は異なるが、動作は図2に示した第1実施形態と同様である。
FIG. 7 shows the low flow rate state of the OFF position in which the
図8は大流量状態を示し、この状態では第1電磁弁130は第1コイル132が励磁しているオン位置である。その結果、第1磁気ギャップ134bに生じる磁気吸引力により、第1ムービングコア135が図の上方に引き上げられ、第1弁体170外周の弁体絞り部174と弁体通路部171との双方からパージ空気が流れる。また、第3弁体190も引き上げられて流入通路側絞り部113から離れて大流量のパージ空気が流れる。
FIG. 8 shows the high flow condition, in which the
図7及び図8は共に第2電磁弁150の励磁状態で第2弁体180が全開位置にある状態を示しており、第2電磁弁150はデューティ比制御されることは、上述の第1実施形態及び第2実施形態と同様である。
7 and 8 both show a state in which the
(第4実施形態)
上述の実施形態では、弁座163がオリフィス絞り部162の内側に腕部を介して固定されていたが、この第4実施形態では弁座163をロット172に固定している。図9及び図10に示すように、弁座163は第1ムービングコア135の移動に応じて第1弁体170及び第3弁体190と一体に移動する。
(Fourth embodiment)
In the above-described embodiment, the
従って、小流量を流す第1電磁弁130のオフ位置では、図9に示すように、第1弁体170の弁体絞り部174が着座し、弁座163は第2弁体180に近づく側に変位している。そのため、オフ位置における第2弁体180のストロークAは小さくなる。オフ位置は小流量の制御で良いので、ストロークAが小さくてもパージ空気の流量制御は充分に行うことができる。ストロークAを小さくする結果、第2電磁弁150のデューティ比制御に伴う脈動も小さく抑えられ、異音NVHの発生も抑えられる。特に、第1弁体170が流出通路164側を絞り、第3弁体190が流入通路161側を絞っていることと相俟って、異音NVH抑制効果が大きくなる。
Therefore, in the OFF position of the
逆に大流量のパージ空気が流れる第1電磁弁130のオン位置では、図10に示すように、第1ムービングコア135の変位に伴い第1弁体170及び第3弁体190と共に弁座163も図の上方に引き上げられる。その結果、第2弁体180と弁座163とのストロークAも大きくなる。ストロークAが大きくなるため、大流量のパージ空気を流すことが可能となる。
Conversely, when the
この第4実施形態では、弁座163がロット172に固定されているので、ロット172との間のダイヤフラム181は不要となる。第2弁体180が弁座163に当接した状態でのシールは第2ダイヤフラム1811が受け持つ。第2ダイヤフラム1811は、大流量のパージ空気が流れるオン位置での大きなストロークAを許容できるような形状としている。
In this fourth embodiment, since the
なお、この第4実施形態では、弁座163はロット172と一体形成されているが、本開示としては、弁座163はハウジング110の一構成要素として扱っている。即ち、円盤形状の弁座163が、ハウジング110の通路室160内に配置され、ロット172の変位に応じてその位置を通路室160内で変位させていると捉えている。
Although the
(その他の実施形態)
上述の開示で示した材料や大きさは一例であり、要求される性能等に応じて種々変更可能である。また、上述の開示では、第2弁体180を第2電磁弁150の第2ムービングコア155に焼き付け固定したが、第2ムービングコア155と第2弁体180との間に連結部材を介在させてもよい。
(Other embodiments)
The materials and sizes shown in the above disclosure are examples, and can be changed in various ways according to the required performance and the like. In the above disclosure, the
また、パージバルブ100は、本開示の流量制御弁の望ましい使用例であるが、本開示は大流量と小流量との切り替えが行え、かつ、大流量小流量共に流量制御が行える制御弁として広範な用途を有している。
In addition, the
100 パージバルブ
110 ハウジング
130 第1電磁弁
150 第2電磁弁
160 通路室
161 流入通路
162 オリフィス絞り部
163 弁座
164 流出通路
170 第1弁体
180 第2弁体
190 第3弁体
185 連通穴
100
Claims (8)
前記弁座より前記流出通路側に配置され、前記オリフィス絞り部と協働して前記通路室から前記流出通路に流出する流体流量を制御する第1弁体と、
前記弁座の前記通路室側に配置され、前記弁座と当接離脱して流体流量を制御する第2弁体と、
前記弁座より前記流入通路側に配置され、前記流入通路側絞り部と協同して前記流入通路から前記通路室に流入する流体流量を制御する第3弁体と、
通電により励磁する第1コイルと、この第1コイル通電時に磁気回路を形成する第1ステータコアと、この第1ステータコアと磁気ギャップを介して対向配置され前記第1コイルの励磁により移動するとともに移動に伴う変位を前記第1弁体及び前記第3弁体にロットを介して伝達する第1ムービングコアとを備え、前記第1コイルの通電時のオン位置と前記第1コイルの非通電時のオフ位置との切り替えを行う第1電磁弁と、
通電により励磁する第2コイルと、この第2ステータコアと磁気ギャップを介して対向配置され前記第2コイルの励磁により移動するとともに移動に伴う変位を前記第2弁体に伝達する第2ムービングコアとを備え、前記第2コイルの通電時と前記第2コイルの非通電時のデューティ比制御を行う第2電磁弁と、
前記ハウジングの前記通路室に配置され、前記第2弁体が前記弁座と当接した状態で前記流入通路と前記流出通路との間を非連通状態とするダイヤフラムとを備え、
前記第2弁体の内部に、前記第1電磁弁の前記ロットが貫通する連通穴を形成する
ことを特徴とする流量制御弁。 An inflow passage for inflowing fluid, an outflow passage for outflowing fluid, a passage chamber formed between the outflow passage and the inflow passage, and a passage chamber formed on the outflow passage side of the passage chamber to limit the flow rate of the fluid. An orifice throttle portion, a valve seat arranged in the passage chamber, and an inflow passage side throttle portion formed on the inflow passage side of the valve seat to limit the flow rate of fluid, wherein the inflow passage, the outflow passage, the a housing in which the orifice throttle portion, the valve seat, and the inflow passage side throttle portion are coaxially arranged;
a first valve body disposed closer to the outflow passage than the valve seat, and cooperating with the orifice restrictor to control the flow rate of fluid flowing out of the passage chamber into the outflow passage;
a second valve body disposed on the passage chamber side of the valve seat and configured to come into contact with and separate from the valve seat to control a fluid flow rate;
a third valve body arranged on the inflow passage side of the valve seat and controlling the flow rate of fluid flowing into the passage chamber from the inflow passage in cooperation with the inflow passage side throttle portion;
a first coil that is excited by energization; a first stator core that forms a magnetic circuit when the first coil is energized; a first moving core that transmits the displacement associated with the first valve body and the third valve body through a rod, the on position when the first coil is energized and the off position when the first coil is not energized; a first solenoid valve for switching between positions;
a second coil that is excited by energization; and a second moving core that is opposed to the second stator core with a magnetic gap therebetween and moves by the excitation of the second coil and transmits the displacement associated with the movement to the second valve body. a second solenoid valve that performs duty ratio control when the second coil is energized and when the second coil is not energized;
a diaphragm disposed in the passage chamber of the housing, wherein the inflow passage and the outflow passage are not communicated with each other when the second valve body is in contact with the valve seat;
A flow control valve, wherein a communication hole through which the rod of the first solenoid valve passes is formed inside the second valve body.
前記第1電磁弁が前記オン位置にある時、前記第1弁体は前記弁体絞り部が前記オリフィス絞り部から離れて流体は前記弁体絞り部の外周及び前記弁体通路部を流れ、
前記第1電磁弁が前記オフ位置にある時、前記第1弁体は前記弁体絞り部が前記オリフィス絞り部と当接して流体は前記弁体通路部を流れる
ことを特徴とする請求項1に記載の流量制御弁。 The first valve body includes a valve body throttling portion that cooperates with the orifice throttling portion to control a fluid flow rate, and a valve body passage portion that allows the fluid to pass through,
When the first solenoid valve is in the ON position, the first valve body has the valve body restricting portion separated from the orifice restricting portion and the fluid flows through the outer circumference of the valve body restricting portion and the valve body passage,
2. When said first solenoid valve is in said OFF position, said first valve body is characterized in that said valve body restricting portion contacts said orifice restricting portion and fluid flows through said valve body passage portion. The flow control valve described in .
前記第1電磁弁が前記オン位置にある時、前記第1弁体は前記弁体絞り部が前記オリフィス絞り部から離れて流体は前記弁体絞り部の外周を大流量流れ、
前記第1電磁弁が前記オフ位置にある時、前記第1弁体は前記弁体絞り部が前記オリフィス絞り部に近づいて流体は前記弁体絞り部の外周を小流量流れる
ことを特徴とする請求項1に記載の流量制御弁。 The first valve body includes a valve body throttle section that cooperates with the orifice throttle section to control a fluid flow rate,
when the first solenoid valve is in the ON position, the first valve body has the valve body restricting portion separated from the orifice restricting portion and a large amount of fluid flows along the outer periphery of the valve body restricting portion;
When the first solenoid valve is in the off position, the first valve body is characterized in that the valve body restricting portion approaches the orifice restricting portion, and a small amount of fluid flows around the outer periphery of the valve body restricting portion. The flow control valve according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の流量制御弁。 The flow control valve according to any one of claims 1 to 3, wherein both the first solenoid valve and the second solenoid valve are arranged on the inflow passage side of the passage chamber.
前記第2電磁弁は、前記通路室の前記流入通路側に配置される
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の流量制御弁。 The first solenoid valve is arranged on the outflow passage side of the passage chamber,
The second electromagnetic valve is arranged on the inflow passage side of the passage chamber.
4. The flow control valve according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:
前記ダイヤフラムは前記弁座の内周と前記ロットとの間に配置されている
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の流量制御弁。 The valve seat is formed in a ring shape on the inner circumference of the orifice narrowed portion in the passage chamber, and a flow path is formed on the outer circumference of the valve seat to allow the fluid in the passage chamber to flow to the orifice narrowed portion, The rod is arranged on the inner periphery of the valve seat,
The flow control valve according to any one of claims 1 to 5, wherein the diaphragm is arranged between the inner periphery of the valve seat and the lot.
前記弁座は、前記第1電磁弁の前記ロットと接続して、前記第1電磁弁の前記第1ムービングコアの移動に応じて位置が前記第1弁体及び前記第3弁体と共に変位し、
前記弁座は、前記第2弁体の前記連通穴を塞ぐ円盤形状である
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の流量制御弁。 The valve seat faces the orifice restricting portion and is composed of a member separate from the orifice restricting portion,
The valve seat is connected to the rod of the first solenoid valve and displaces its position together with the first valve body and the third valve body according to the movement of the first moving core of the first solenoid valve. ,
The flow control valve according to any one of claims 1 to 5, wherein the valve seat has a disk shape that closes the communication hole of the second valve body.
ことを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の流量制御弁。 The flow control valve according to any one of claims 1 to 7, wherein the diaphragm is arranged on the outer peripheral side of the second valve body so as to close the passage chamber.
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