JP5456493B2 - 電磁弁及びその電磁弁を備えた蒸発燃料処理装置 - Google Patents
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Description
図13に示すように、電磁弁210は、第1弁部材250と第2弁部材270と第2弁座217と電磁駆動部(図示省略)とを備えている。第1弁部材250は、電磁駆動部により軸方向(図13において左右方向)に往復駆動される。また、第2弁部材270は第1弁座276及び連通路272を有する。また、第2弁部材270の連通路272は、第1通路300と第2通路302とを連通可能である。第2弁部材270の第1弁座276に第1弁部材250が着座することにより、第2弁部材270の連通路272が閉塞される。また、第2弁部材270は、第2弁座217に着座可能である。また、第2弁部材270を開弁方向(図13において左方)へ付勢するスプリング278が設けられている。
本発明が解決しようとする課題は、流量の制御精度を向上することのできる電磁弁及びその電磁弁を備えた蒸発燃料処理装置を提供することにある。
本発明の実施例1を説明する。説明の都合上、エンジン(内燃機関)の蒸発燃料処理装置の構成を説明した後、その蒸発燃料処理装置に用いられた電磁弁に相当する流量制御弁について説明する。図1は蒸発燃料処理装置を示す構成図である。
図1に示すように、自動車等の車両のエンジンシステム10に蒸発燃料処理装置12が備えられている。エンジンシステム10は、エンジン14と、エンジン14に供給される燃料を貯留するための燃料タンク15とを備えている。燃料タンク15には、給油口を備えるインレットパイプ16が設けられている。インレットパイプ16は、燃料を給油口から燃料タンク15内に導入するパイプであって、その上端部の給油口にはタンクキャップ17が着脱可能に取付けられている。
(1)駐車中
車両の駐車中は、流量制御弁38が閉弁状態に維持される。したがって、燃料タンク15内のタンク内圧がリリーフ弁39の正方向開弁圧(正圧)を超えない限り、燃料タンク15内の蒸発燃料がキャニスタ34内に流入されることがない。また、燃料タンク15内のタンク内圧がリリーフ弁39の逆方向開弁圧(負圧)を下回らない限り、燃料タンク15内に空気が吸入されることがない。なお、パージ弁40及び切替弁41も閉弁状態に維持されている。
車両の停車中において、リッドスイッチ46が操作されると、ECU45が流量制御弁38を開弁状態とする。この際、燃料タンク15のタンク内圧が大気圧より高圧であれば、流量制御弁38が開くと同時に、燃料タンク15内の蒸発燃料が、蒸発燃料通路31を通ってキャニスタ34内の吸着材に吸着される。これにより、蒸発燃料が大気に放出されることが防止される。これにともない、燃料タンク15のタンク内圧は大気圧近傍値に低下する。燃料タンク15のタンク内圧が大気圧近傍値にまで低下すると、ECU45は、リッド48のロックを解除する信号をリッドオープナー47に出力する。その信号を受けたリッドオープナー47がリッド48のロックを解除することにより、リッド48の開動作が可能となる。そして、リッド48が開けられ、タンクキャップ17が開けられた状態で、燃料タンク15への給油が開始される。なお、燃料タンク15のタンク内圧が大気圧近傍値に低下されてからタンクキャップ17が開けられるため、蒸発燃料が給油口から大気に放出されることが防止される。また、ECU45は、給油の終了(具体的にはリッド48が閉じられる)まで、流量制御弁38を開状態に維持する。このため、給油の際に、燃料タンク15内の蒸発燃料が蒸発燃料通路31を通ってキャニスタ34内の吸着材に吸着される。また、燃料タンク15のタンク内ガスも蒸発燃料通路31を通ってキャニスタ34内の吸着材に吸着される。
車両の走行中において、ECU45は、所定のパージ条件が成立する場合に、キャニスタ34に吸着されている蒸発燃料をパージさせる制御を実行する。この制御では、切替弁41を開弁状態としてキャニスタ34を大気通路42に連通したまま、パージ弁40が開閉制御される。パージ弁40が開弁されると、エンジン14の吸気負圧がパージ通路32を介してキャニスタ34内に作用する。その結果、キャニスタ34内の蒸発燃料が、大気通路42から吸入される空気とともに吸気通路27に導入されることにより、エンジン14で燃焼される。また、ECU45は、蒸発燃料のパージ中に限り、流量制御弁38を開状態とする。これにより、燃料タンク15のタンク内圧が大気圧近傍値に維持される。
図2に示すように、流量制御弁38は、弁ハウジング51を備えている。弁ハウジング51の右側面には、右方に延びる第1接続管53が形成されている。第1接続管53内が第1通路54となっている。また、弁ハウジング51の左側面には、左方に延びる第2接続管56が形成されている。第2接続管56内が第2通路57となっている。
図7に示すように、車両の駐車中における流量制御弁38の第2弁部材65及び第1弁部材67は、それぞれコイルスプリング75,86の付勢力により閉弁状態に維持される。このとき、ステップモータ90の作動軸98は後退位置(上昇位置)にあり、作動軸98の作動板99が、第2弁部材65の弁板69、及び、第1弁部材67の連動軸部87から離れている。また、第1弁部材67の連動軸部87の上端部は、第2弁部材65の弁板69上に突出されている。また、第2弁部材65は、弁ハウジング51の第2弁座62の第2弁孔63を閉じている。これとともに、第1弁部材67は、第2弁部材65の第1弁座78の第1弁孔79を閉じている。したがって、弁ハウジング51内の流体通路64の第1通路54と第2通路57との連通が、第2弁部材65及び第1弁部材67の閉弁によって遮断される。このため、蒸発燃料処理装置12(図1参照)において、燃料タンク15内の蒸発燃料は、蒸発燃料通路31からキャニスタ34内に流入されることがない。
また、第1弁部材67により開閉される開口面積をAとし、第2弁部材65により開閉される開口面積をBとした場合、開口面積Aと開口面積Bは、
A<B
の関係を満たすように設定されている。
また、電磁駆動部としてステップモータ90を使用することができる。このため、電磁駆動部のデューティ制御(オン・オフ制御)により流量調整を行う従来例の電磁弁(特許文献1参照)と比べて、流量制御弁38の構成及びECU45の構成を簡素化し、コストの低減、軽量化、小型化を図ることができる。また、従来例の電磁弁(特許文献1参照)の場合、デューティ制御にともない発生する作動音の対策として、弁ハウジング51を車体側の固定側部材に取付けるに際し、エアダンパ、ゴムブッシュ等の防振部品を設定する必要があった。しかし、本実施例の流量制御弁38によれば、前記防振部品を省略あるいは簡素化することができ、部品点数及びコストの低減、並びに、搭載スペースの小スペース化を図ることができる。
また、第2弁部材65と流体通路64の弁ハウジング51との間に設けられ、第2弁部材65を開閉方向にガイドする第2ガイド手段(弁ハウジング51の筒状壁59と第2弁部材65の外筒部73)を備えたものである。したがって、弁ハウジング51に対する第2弁部材65の開閉方向(軸方向)の移動を安定化することができる。
なお、第1ガイド手段及び第2ガイド手段のうちの少なくとも一方のガイド手段は、省略することが可能である。
本発明の実施例2を説明する。本実施例は、前記実施例1に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。図10は流量制御弁の要部を示す模式図である。
本実施例は、図10に示すように、前記実施例1における作動板99を有する作動軸98(図7参照)を、ストレート状の作動軸(符号、101を付す)に代えたものである。このため、作動軸101の形状が単純化されるので、コストを低減することができる。なお、作動軸101は、第2弁部材65の第1弁孔79の孔径よりも大きくかつ第2弁孔63の孔径よりも小さい外径を有している。
また、前記実施例1における第1接続管53(図2参照)を、弁ハウジング51の下面に下方へ延びる第1接続管(符号、103を付す)に代えたものである。第1接続管103内が第1通路(符号、104を付す)となっている。
本発明の実施例3を説明する。本実施例は、前記実施例2に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。図11は流量制御弁の要部を示す模式図である。
本実施例は、図11に示すように、前記実施例2における第1弁部材67(図10参照)を、球弁からなる第1弁部材(符号、106を付す)に代えたものである。第1弁部材101は、第2弁部材65の第1弁孔79を開閉する。これにともない、前記第2弁部材65の内筒部72が省略されている。
本発明の実施例4を説明する。本実施例は、前記実施例2に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。図12は流量制御弁の要部を示す模式図である。
本実施例は、図12に示すように、前記実施例2における第1弁部材67(図10参照)を、連動軸部87が省略された第1弁部材(符号、109を付す)に代えたものである。また、前記実施例2における作動軸101(図10参照)を、その軸径(外径)よりも小さい軸径(外径)の作動軸111に代えたものである。作動軸111の軸径は、第2弁部材65の第1弁孔79の孔径よりも小径に設定されている。このため、作動軸111は、下動にともない、第1弁部材109を押下(開弁)する。また、作動軸111の下端より上方に離れた位置には、円板状の作動フランジ112が形成されている。作動フランジ112の外径は、第2弁孔63の孔径よりも小さくかつ第2弁部材65の第1弁孔79の孔径よりも大径に設定されている。このため、作動軸111の下動にともない、作動フランジ112が第2弁部材65の弁板69を押下(開弁)する。
15…燃料タンク
31…蒸発燃料通路
34…キャニスタ
38…流量制御弁(電磁弁)
51…弁ハウジング
59…筒状壁
64…流体通路
65…第2弁部材
67…第1弁部材
72…内筒部
73…外筒部
75…第2コイルスプリング(第2付勢手段)
79…第1弁孔
84…ガイド筒部
86…第1コイルスプリング(第1付勢手段)
90…ステップモータ(電磁駆動部)
98…作動軸
101…作動軸
106…第1弁部材
109…第1弁部材
111…作動軸
Claims (2)
- 電磁弁を備え、燃料タンクとキャニスタとを連通する蒸発燃料通路に前記電磁弁の流体通路を介装した蒸発燃料処理装置であって、
前記電磁弁は、電磁駆動部により往復移動される作動軸と、流体が流れる流体通路をそれぞれ開閉しかつそれぞれの付勢手段により閉方向に付勢された第1弁部材及び第2弁部材とを備え、前記電磁駆動部により往動される前記作動軸によって前記第1弁部材及び前記第2弁部材が段階的に開かれる構成とし、
前記第1弁部材により開閉される前記流体通路の開口面積を、前記第2弁部材により開閉される前記流体通路の開口面積よりも小さく設定し、
前記第2弁部材に前記流体通路の上流側通路部と下流側通路部とを連通する連通路を形成し、前記連通路を前記第1弁部材により開閉する構成とし、
前記第1弁部材と前記第2弁部材との間に設けられ、該第1弁部材を開閉方向にガイドする第1ガイド手段、及び、前記第2弁部材と前記流体通路の通路壁部材との間に設けられ、該第2弁部材を開閉方向にガイドする第2ガイド手段を備え、
前記第2弁部材は、前記通路壁部材側に設けられた弁座に対応する弁板、及び、弁板の開弁方向側に突出する内外二重円筒状をなす内筒部及び外筒部を有し、
前記第2弁部材の内筒部は、その内筒部内に軸方向に開閉可能に嵌合される前記第1弁部材をガイドする構成とし、
前記第2弁部材の外筒部は、前記通路壁部材内に軸方向に開閉可能に嵌合されて該通路壁部材によりガイドされる構成とし、
前記第2弁部材の内筒部と外筒部との間の環状隙間に、該第2弁部材を閉方向に付勢するコイルスプリングからなる第2付勢手段が配置されている
ことを特徴とする蒸発燃料処理装置。 - 請求項1に記載の蒸発燃料処理装置であって、
前記電磁弁の第1弁部材を閉方向へ付勢するコイルスプリングからなる第1付勢手段を備え、
前記第1付勢手段と前記第2付勢手段とは、内外二重環状に配置されている
ことを特徴とする蒸発燃料処理装置。
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