JP3830518B2 - 気化された燃料を調量して導入する弁 - Google Patents

Description

背景技術
本発明は、請求項１の上位概念に記載の形式の、内燃機関の燃料タンクから気化された燃料を調量して内燃機関のインテークマニホルドに導入する弁から出発する。このような弁はドイツ連邦共和国特許出願公開第４０２３０４４号明細書に基づき既に公知である。このような弁に燃料が流入管片を介して供給されることにより、次いでこの燃料は調量された状態で、弁に設けられた流出管片を介してインテークマニホルドに引き渡される。弁の流入管片は例えば、ホース導管を介して吸着フィルタに接続されている。この吸着フィルタは、燃料タンクから気化された燃料蒸気を中間貯蔵し、ホース導管を介して弁に供給する。この場合、燃料中の汚染物質が例えば吸着フィルタから弁内部に達するおそれがある。このような汚染物質は弁の申し分のない機能、ひいては運転確実性を損なうおそれがある。このことを阻止するために、汚染物フィルタが例えば、吸着フィルムと弁との間のホース導管または弁の流入管片に組み付けられる。しかしながらこのようなホース導管もしくは弁の流入管片は、小さな流過横断面しか有していないので、汚染物フィルタも小さな流過横断面しか有することができない。しかしこのような汚染物フィルタは燃料の汚染物質によって比較的急速に目詰まりし、これにより汚染物フィルタにおける流れ抵抗が増大する。このように増大した流れ抵抗は、圧力損失、ひいては弁の流過量の減小をもたらす。
発明の利点
これに対して、請求項１の特徴を有する本発明による弁の利点は、弁が所定の実働時間中に申し分のない機能と高い運転確実性とを有することである。このことは、所定の実働時間中に生ぜしめられる圧力損失が極めて僅かであることにより弁の流過量の減小を回避することができるような汚染物フィルタによって可能となるので有利である。特に有利な点は、このために設けられた汚染物フィルタが簡単に弁に組み付け可能であるので、汚染物フィルタによって高められる弁の製造コストがごく僅かに過ぎないことである。さらに有利な点は、この汚染物フィルタが弁の流過量の調節動作を妨げないので、大きな構造上の変更を加えることなく既に公知の弁にこの汚染物フィルタを組み付けることができることである。
請求項２以下に記載の特徴により、請求項１に記載の弁の有利な構成が得られる。
図面
次に、本発明の実施例を、簡略化して示した図面につき詳しく説明する。第１図は本発明により構成された弁の縦断面図である。第２図はこの弁を部分的に示す斜視図である。
実施例の説明
第１図に概略的に縦断面を示された弁１は、内燃機関の燃料タンクから気化された燃料を調量して内燃機関のインテークマニホルドに導入するのに役立つものであり、内燃機関の図示していない燃料蒸発支援システム（詳細には図示せず）の構成部分である。このような燃料蒸発支援システムの構造および機能は、例えば「die Bosch Technishe Unterrichtung, Motor Management Motronic, 第２版,1993年8月,第48頁〜第49頁」から明らかである。再生弁またはタンク通気弁とも呼ばれるこのような弁１の構造および作用形式は、当業者にとってはさらに、ドイツ連邦共和国特許出願公開第４０２３０４４号明細書に基づき公知である。本発明においては、この明細書に開示されたものを構成部分として使用しようとしている。
弁１は、ポット状のケーシング部分４とキャップ状のケーシング部分５とから形成された２つの部分から成る弁ケーシング３を有している。キャップ状のケーシング部分５は、ポット状のケーシング部分４に載置可能であり、このポット状のケーシング部分４を閉鎖する。ポット状のケーシング部分４は、燃料タンクの通気管片に接続するかまたはこの通気管片に後置された吸着フィルタに接続するための流入管片８を支持している。この吸着フィルタは、燃料のための貯え媒体、例えば活性炭を充填され、燃料タンクから気化された燃料蒸気の中間貯えのために役立つ。キャップ状のケーシング部分５は、内燃機関のインテークマニホルドに接続するための流出管片９を有している。流入管片８は軸線方向にケーシング部分４に配置され、流出管片９はやはり軸線方向にケーシング部分５に配置されている。ポット状のケーシング部分４の内部には電磁石１２が配置されている。この電磁石は、ポット状のマグネットケーシング１４を有している。このマグネットケーシング１４は、マグネットケーシング１４の底部２５を貫通する同軸的な中空円筒状のマグネットコア１５と、円筒形の励磁コイル１６とを有している。この励磁コイルはコイル支持体１７に支持されており、マグネットケーシング１４内で、マグネットコア１５を取り囲んだ状態で挿入されている。マグネットケーシング１４の底部２５には、外方に向かって突出する、雌ねじ山１９を備えたねじ山付き管片１８が一体的に形成されている。この雌ねじ山には、中空円筒状のマグネットコア１５に設けられた雄ねじ山付き区分２０が螺合している。
マグネットコア１５を回転させることによって、このマグネットコアはマグネットケーシング１４内で軸線方向に摺動させることができる。このマグネットコア１５は流入管片８と整合しているので、燃料蒸気は、中空のマグネットコア１５によって仕切られた、軸線方向の貫通孔２８内を流れることができる。マグネットコア１５を備えたマグネットケーシング１４は、マグネットケーシング１４の外周壁１０とケーシング部分４の内壁１１との間に軸線方向通路２１，２２が残されるように、ポット状のケーシング部分４内に挿入されている。これらの軸線方向通路は、周方向で互いに同一角度だけずらされている。第１図に示した縦断面図においては、両軸線方向通路２１，２２が直径方向に対向して位置しているのが判る。これらの軸線方向通路２１，２２は一方では環状室２３を介して流入管片８に接続されている。この環状室２３は弁ケーシング３内で、マグネットケーシング１４の底部２５と、マグネットコア１５の前記ねじ山付き管片１８から突出した、雄ねじ山付き区分２０を有する端部領域５０と、ポット状のケーシング部分４のケーシング底部との間に残されている。両軸線方向通路２１，２２は他方では、マグネットケーシング１４の開いた端部の近くでマグネットケーシング１４に加工成形された孔２４を介して、マグネットケーシング１４の内部に接続されている。これらの軸線方向通路２１，２２を通って、流入管片８から流入した燃料蒸気は、マグネットケーシング１４をも取り囲むように流れ、この場所で生じる熱を導出する。軸線方向通路２１，２２における燃料蒸気の流れ方向は、対応する矢印２６によって第１図に示されている。同様に、流入管片８から中空のマグネットコア１５内に流入する燃料蒸気の流れ方向は対応する矢印２７で示されている。
マグネット１４の縁部は外方に向かって屈曲させられて環状の支持フランジ２９が形成されている。この支持フランジ２９は端部で折り曲げられて、軸線方向に突出する環状ウェブ３０が形成されている。この支持フランジ２９は、磁気帰路ヨーク３１を収容するために役立つ。この磁気帰路ヨークはマグネットケーシング１４をカバーしていて、縁部側で環状ウェブ３０に当て付けられている。このような磁気帰路ヨーク３１の構造および機能は、当業者にとってはドイツ連邦共和国特許出願公開第４０２３０４４号明細書に基づき公知であるので、これ以上詳細には説明しない。支持フランジ２９と磁気帰路ヨーク３１との間には、非磁性材料、例えば青銅から成る板ばね３２が緊定されている。この板ばねは電磁石１２の可動子を支持している。
電磁石１２は、座弁３３の所定のタイミングでの切り換えのために役立つ。この座弁はダブル弁座４１を有している。このダブル弁座４１と、磁性材料から成る環状板３７の形の弁部材が協働する。この環状板は同時に電磁石１２の可動子を形成している。環状板３７は、ダブル弁座４１に向いた側でシールゴム３４を支持している。このシールゴムは、シールゴム３４を有する座弁３３の閉鎖状態において、弁閉鎖ばね３５によってダブル弁座４１に圧着させられる。電磁石１５の自由端面は環状板３７の行程運動のためのストッパ３６を形成している。雌ねじ山１９と雄ねじ山付き区分２０とによって形成された調節用ねじ山によって、ストッパ３６は軸方向に摺動することができ、これにより、座弁３３の最大開放時における流過量を規定することができる。弁閉鎖ばね３５は小さく寸法設定されている。それというのは、流出管片９と流入管片８との間に圧力勾配が生じたときに、環状板３７に対する吸い込み作用が弁閉鎖方向に生ぜしめられるからである。つまりこのような吸い込み作用が弁閉鎖ばね３５の閉鎖作用を助成する訳である。流出管片９は、例えば係止結合によってキャップ状のケーシング部分５内に収納されている。この流出管片９には、インテークマニホルドに向かって開く逆止弁４８が設けられている。この逆止弁は弁本体３８と弁ばね３９とを有している。
電磁石１２の無電流時には座弁３３は閉じられている。それというのは、環状板３７のシールゴム３４が、弁閉鎖ばね３５によってダブル弁座４１に押しつけられるからである。内燃機関の運転時には、電磁石１２は電子制御装置によってタイミング制御される。クロックレート周波数は、内燃機関の運転状態によって規定されるので、座弁３３を介して流入管片８から流出管片９内に移る気化された燃料の流過量が相応に調量可能である。
本発明によれば、電磁式の弁１２のねじ山付き管片１８と流入管片８との間には汚染物フィルタ４０が設けられている。この汚染物フィルタは、マグネットケーシング１４もしくはねじ山付き管片１８の底部２５から突出した、中空円筒状のマグネットコア１５の端部領域５０に回動不能に取り付けられている。第２図に示した、汚染物フィルタ４０およびマグネットコア１５の端部領域５０の部分斜視図から判るように、端部領域５０は、このために例えば円筒形部分５１と、狭幅の直方体状の扁平な端部分５２とから一体的に組み合わされたドライバの刃（Schraubenklinge）の形を有している。この直方体状の端部分５２は、汚染物フィルタ４０が組み込まれた状態で汚染物フィルタ４０を貫通しているので、端部分５２は流入管片８に、より近くで面している。汚染物フィルタ４０はその中央で、例えばプレス嵌めまたは接着によって出来る限り密に直方体状の端部分５２に保持されている。
直方体状の端部分５２はその最大面積を有する両面を貫通する半径方向の開口４３を有している。この開口４３は、汚染物フィルタ４０が組み付けられた状態で、汚染物フィルタ４０の前記流入管片８とは離反した側に位置している。この開口４３は、第２図において破線で示された、中空状のマグネットコア１５の貫通孔２８に移行しているので、開口４３から貫通孔２８への流れ接続が形成される。矢印２７の方向に流入管片８から流入した燃料蒸気は先ず汚染物フィルタ４０を貫流し、汚染物質から清浄化される。これにより、燃料蒸気は次いで直方体状の端部分５２の開口４３を介してマグネットコア１５の貫通孔２８内に流入し、座弁３３に向かって流れる。
汚染物フィルタ４０はディスク状の形状を有しており、半径方向で環状室２３を充填しているので、この汚染物フィルタは、流入管片８の流過横断面に比べて著しく大きな流過横断面を有している。このように大きな流過横断面は、燃料蒸気流において僅かな流れ抵抗しか生ぜしめず、汚染物フィルタ４０において極めて小さな圧力損失しか生ぜしめない。これにより、所定の実働時間中における弁１の流過量の減小を阻止することができる。汚染物フィルタ４０は、汚染物質を濾過により分離するために例えば、数μｍの網目の大きさを備えた織布を有している。さらに、汚染物フィルタ４０はその外側領域に例えばフレキシブルなシールリップ４５を有していてよい。このシールリップはケーシング部分４の内壁１１に圧着させられる。汚染物フィルタ４０は汚染物フィルタ４０とマグネットケーシング１４の底部２５との間の環状室２３を、汚染物フィルタ４０と流入管片８との間に残った室５４からシールする。これにより、汚染物フィルタ４０における汚染物が傍らを通過することはない。第１図に示したように、燃料蒸気は流入管片８から室５４に達し、この室５４から汚染物フィルタ４０を通って環状室２３の、下流側に位置する部分に達する。次いで、この燃料蒸気流は分割されて、一部は矢印２７の方向に、直方体状の端部分５２の開口４３を介してマグネットコア１５内を流れ、一部は矢印２６の方向に、軸線方向通路２１，２２内に流入して座弁３３に向かって流れる。
汚染物フィルタ４０はマグネットコア１５の端部分５２に回動不能に取り付けられている。これにより、弁１を取り外すことなしに、マグネットコアを回転させることにより、環状板３７の行程、ひいては弁１の流過量を調節することができる。このような調節作業は、流入管片８内に導入される工具によって行うことができる。これにより、直方体状の端部分５２を掴んで、マグネットコア１５を回転させることができる。マグネットコア１５が回転させられると、汚染物フィルタ４０も対応して一緒に回転するので、この汚染物フィルタは、ねじ山付き管片１８内におけるマグネットコア１５の軸線方向の摺動に追従する。この場合、シールリップ４５はケーシング部分４の内壁１１に密に当て付けられたままである。
本発明は、上記実施例に限定されるものではない。マグネットコア１５の端部領域５０もしくは端部分５２は別の形を有していてもよい。汚染物フィルタ４０を端部分５２に固定するために、そして工具によるマグネットコア１５の回動を可能にするために、例えば端部領域５０もしくは端部分５２は三角体、四角体、五角体、六角体、つまり多角体またはこれに類似の形状を有していてもよい。

Claims (8)

1. 内燃機関の燃料タンクから気化された燃料を調量して内燃機関のインテークマニホルドに導入する弁であって、弁ケーシングが設けられており、該弁ケーシングが、燃料タンクの通気管片または該通気管片に後置された、気化された燃料のための吸着フィルタに接続するための流入管片と、インテークマニホルドに接続するための流出管片とを有しており、さらに、弁ケーシングの内部で流出管片と流入管片との間に、座弁が設けられており、該座弁が、中空のマグネットコアを有する電磁石によって操作可能である形式のものにおいて、
   弁ケーシング（３）内で電磁石（１２）と流入管片（８）との間の室（２３，５４）に、汚染物フィルタ（４０）が収納されており、流入管片（８）から流入した燃料蒸気が、汚染物フィルタ（４０）を貫流して、次いで初めて座弁（３７，４１）に達するようになっており、マグネットコア（１５）の端部領域（５０）が、汚染物フィルタ（４０）を密に貫通しており、該汚染物フィルタ（４０）が、端部領域（５０）に回動不能に保持されていることを特徴とする、気化された燃料を調量して導入する弁。
2. 中空のマグネットコア（１５）の端部領域（５０）が、半径方向の開口（４３）を有しており、該開口が、汚染物フィルタ（４０）が組み付けられた状態で、汚染物フィルタ（４０）の前記流入管片（８）とは離反した側に設けられている、請求項１記載の弁。
3. マグネットコア（１５）の端部領域（５０）がドライバの刃の形状を有している、請求項１記載の弁。
4. マグネットコア（１５）の端部領域（５０）が、三角体、四角体、五角体、六角体または他の多角体の形状を有している、請求項１記載の弁。
5. 汚染物フィルタ（４０）がディスク状に形成されており、弁ケーシング（３）の内壁（１１）に摺動可能に当て付けられている、請求項１記載の弁。
6. 汚染物フィルタ（４０）が織布から成っており、該織布が数μｍの網目の大きさを有している、請求項５記載の弁。
7. 汚染物フィルタ（４０）がシールリップ（４５）を有しており、該シールリップが弁ケーシング（３）の内壁（１１）に当て付けられている、請求項５記載の弁。
8. 汚染物フィルタ（４０）が、マグネットコア（１５）の端部領域（５０）にプレス嵌めにより取り付けられている、請求項１記載の弁。

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