JP5952067B2 - 流体制御弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、流体の流れを制御する流体制御弁装置に関する。

従来、電磁駆動部により弁部材を往復移動させることで流体通路の流体の流れを制御する流体制御弁が知られている。特許文献１には、燃料タンク内の蒸発燃料が吸気管内へ排出される量を調整する流体制御弁が開示されている。この流体制御弁では、弁部材の移動可能範囲の最大値は一定であるため、内燃機関の通常運転時など吸気管の負圧が小さいとき、および、内燃機関のアイドル時など吸気管の負圧が大きいとき等、吸気管の負圧の大きさにかかわらず、弁部材は移動可能範囲の最大値だけ軸方向に往復移動可能である。

特開２００２−１３６５９号公報

特許文献１に開示される流体制御弁の構成では、吸気管の負圧が大きいとき、流体制御弁を作動させて蒸発燃料を吸気管内に排出すると、流体制御弁の弁部材近傍を流れる流体の圧力脈動が増大し、振動および騒音が生じるおそれがある。また、流体の圧力脈動が増大すると、例えば流体制御弁に接続するキャニスタが振動することにより、車室内に振動または騒音が伝わるおそれがある。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、流体の圧力脈動を抑制し、振動および騒音を低減可能な流体制御弁装置を提供することにある。

本発明は、ハウジングと弁部材と第１電磁駆動部と第１付勢部材と規制部材と第２電磁駆動部と第２付勢部材とを備えている。ハウジングは、流体が流れる流体通路を有し、当該流体通路の途中に弁座を形成している。弁部材は、往復移動することで弁座に当接可能に設けられ、弁座から離間し開弁することで流体通路の流体の流れを許容し、弁座に当接し閉弁することで流体通路の流体の流れを遮断する。第１電磁駆動部は、通電により弁部材を開弁方向に吸引する。第１付勢部材は、弁部材を閉弁方向に付勢する。規制部材は、弁部材の弁座とは反対側に当接可能、かつ、往復移動可能に設けられ、弁部材に当接したとき、弁部材の開弁方向への移動を規制する。第２電磁駆動部は、通電により規制部材を前記閉弁方向に吸引する。第２付勢部材は、規制部材を前記開弁方向に付勢する。

本発明では、第２電磁駆動部により規制部材を吸引することにより、弁部材の最大ストローク量を変化させることができる。例えば流体通路の一端側の負圧が大きいときに、規制部材を吸引し弁部材の最大ストローク量を小さくすることにより、弁部材の作動時に流体通路を流れる流体の圧力脈動を小さくすることができる。したがって、流体の圧力にかかわらず、流体制御弁装置作動時の振動および騒音を低減することができる。

本発明の第１実施形態による流体制御弁を示す模式的断面図。 本発明の第１実施形態による流体制御弁を示す模式的断面図であって、第２電磁駆動部への通電がオンのときの状態を示す図。 本発明の第１実施形態による流体制御弁装置を適用した蒸発燃料処理システムを示す模式図。 本発明の第２実施形態による流体制御弁を示す模式的断面図。 本発明の第２実施形態による流体制御弁を示す模式的断面図であって、第２電磁駆動部への通電がオンのときの状態を示す図。

以下、本発明の複数の実施形態による流体制御弁装置を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において、実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による流体制御弁装置を適用した蒸発燃料処理システムを図３に示す。

まず、蒸発燃料処理システム１０について、図３に基づき説明する。蒸発燃料処理システム１０は、流体制御弁装置１１、キャニスタ１２および大気フィルタ１３等を備えている。
流体制御弁装置１１は、流体制御弁１、および、制御部としての電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）２を備えている。

流体制御弁１は、図示しない内燃機関の吸気管３に接続するパージ通路４に設けられている。流体制御弁１は、ＥＣＵ２により作動が制御され、パージ通路４の流体の流れを許容または遮断する。
キャニスタ１２は、パージ通路４の吸気管３とは反対側の端部と、燃料タンク５に接続するタンク通路６の燃料タンク５とは反対側の端部と、に接続している。これにより、燃料タンク５で発生した蒸発燃料は、タンク通路６を流れ、キャニスタ１２に吸着される。

大気フィルタ１３は、キャニスタ１２に接続する大気通路７に設けられている。大気フィルタ１３は、大気通路７を流れる大気中の異物を捕集する。
内燃機関が運転しているとき、吸気管３内には負圧が発生する。そのため、このとき、大気通路７およびパージ通路４の流体の流れを許容するよう流体制御弁１を作動させると、キャニスタ１２に吸着した蒸発燃料は、パージ通路４を経由して吸気管３内に排出、すなわちパージされる。このように、流体制御弁１は、所謂パージバルブとして機能する。

次に、流体制御弁１について、図１および２に基づき詳細に説明する。
流体制御弁１は、ハウジング２０、弁部材３０、第１電磁駆動部４０、第１付勢部材５１、規制部材６０、第２電磁駆動部７０および第２付勢部材５２等を備えている。
ハウジング２０は、例えば樹脂により形成されている。ハウジング２０は、第１ハウジング２１および第２ハウジング２２からなる。

第１ハウジング２１は、略円筒状の筒部２４、および、当該筒部２４の一端を塞ぐ底部２５を有し、有底筒状に形成されている。筒部２４は、径方向外側へ突出する筒状の流入ポート２４１を有している。流入ポート２４１の内側の空間は、筒部２４の内側空間２６に連通している。また、筒部２４は、径方向外側へ突出するコネクタ２４２を有している。コネクタ２４２の内側には、金属製の端子２４３が埋設されている。底部２５は、中央に、筒部２４とは反対側へ凹むようにして形成される凹部２５１を有している。

第２ハウジング２２は、板部２７および流出ポート２８を有している。板部２７は、筒部２４の底部２５とは反対側の端部に、例えばレーザ溶着により接合されている。これにより、内側空間２６は、第１ハウジング２１の筒部２４および底部２５と第２ハウジング２２の板部２７とにより密閉された状態となる。
流出ポート２８は、略円筒状に形成され、板部２７の中央を貫くようにして設けられている。流出ポート２８の内側の空間は、内側空間２６に連通している。流出ポート２８の端部のうち、内側空間２６に位置する端部には、弁座２８１が形成されている。

流入ポート２４１は、パージ通路４のキャニスタ１２側に接続される。流出ポート２８は、パージ通路４の吸気管３側に接続される。これにより、蒸発燃料を含む流体としての空気は、キャニスタ１２からパージ通路４、および、流入ポート２４１の内側の空間を経由して内側空間２６へ流入する。また、内側空間２６に流入した空気は、流出ポート２８の内側の空間、および、パージ通路４を経由して吸気管３内に流出する。ここで、ハウジング２０の流入ポート２４１の内側の空間、内側空間２６、および、流出ポート２８の内側の空間は、流体通路２３を形成している。

弁部材３０は、本体３１および当接部材３２を有している。
本体３１は、磁性材料により形成されている。本体３１は、略円筒状の筒部３３、および、当該筒部３３の一端を塞ぐ底部３４を有し、有底筒状に形成されている。底部３４は中央に、底部３４を貫く穴部３８を有している。

当接部材３２は、例えばゴムにより形成されている。当接部材３２は、円板状の第１当接部３５および第２当接部３６、ならびに、接続部３７を有している。第１当接部３５は、外径が本体３１の底部３４の外径と概ね同じに形成され、底部３４の筒部３３とは反対側に設けられている。第２当接部３６は、外径が筒部３３の内径より小さく形成され、底部３４の筒部３３側に設けられている。接続部３７は、穴部３８に挿通されるとともに、第１当接部３５の中央と第２当接部３６の中央とを接続している。

弁部材３０は、筒部３３が流出ポート２８とほぼ同軸となるよう、かつ、軸方向に往復移動可能に設けられている。弁部材３０は、往復移動することで第１当接部３５が弁座２８１に当接可能である。弁部材３０は、第１当接部３５が弁座２８１から離間し開弁することで、流体通路２３の流体の流れを許容する。一方、弁部材３０は、第１当接部３５が弁座２８１に当接し閉弁することで、流体通路２３の流体の流れを遮断する。以下、弁部材３０が開弁するときに移動する方向を「開弁方向」といい、弁部材３０が閉弁するときに移動する方向を「閉弁方向」という。

第１電磁駆動部４０は、ステータ４１、コイル４２およびヨーク４３を有している。
ステータ４１は、磁性材料により形成されている。ステータ４１は、略円筒状の筒部４４、当該筒部４４の一端を塞ぐ底部４５、および、筒部４４の他端から径方向外側へ板状に延びる鍔部４６を有している。

筒部４４は、軸方向途中の外壁に、径方向内側へ環状に凹むよう形成される環状凹部４７を有している。これにより、筒部４４は、軸方向の途中（環状凹部４７）の肉厚が他の部位と比べ小さくなっている。
底部４５は中央に、底部４５を貫く穴部４８を有している。

鍔部４６は、外縁部が第１ハウジング２１の筒部２４の内壁に当接している。これにより、ステータ４１はハウジング２０内に固定されている。なお、弁部材３０は、ステータ４１の筒部４４の内側に位置している。
コイル４２は、略円環状に形成され、筒部４４の径方向外側に設けられている。コイル４２は、コネクタ２４２の端子２４３に電気的に接続されている。
ヨーク４３は、磁性材料により筒状に形成されている。ヨーク４３は、コイル４２を覆うとともに両端部がステータ４１に当接するよう設けられている。

本実施形態では、ステータ４１の筒部４４の内側に係止部材８０が設けられている。係止部材８０は、例えば樹脂により略円板状に形成されている。係止部材８０は、一方の面がステータ４１の底部４５に当接している。また、係止部材８０は、外縁部が筒部４４の内壁に当接している。これにより、係止部材８０は、面方向、すなわち軸に対し垂直な方向への移動が規制されている。また、係止部材８０は中央に、係止部材８０を貫く穴部８１を有している。

第１付勢部材５１は、本実施形態では、所謂コイルスプリングであり、一端側が弁部材３０の筒部３３の内側に収容されている。第１付勢部材５１の一端は、底部３４に当接している。また、第１付勢部材５１の一端の内側には、当接部材３２の第２当接部３６が位置している。

第１付勢部材５１の底部３４とは反対側の端部は、係止部材８０の底部４５とは反対側の面に当接している。第１付勢部材５１は、軸方向に延びる力を有している。これにより、第１付勢部材５１は、弁部材３０を閉弁方向に付勢している。

コイル４２は、通電により、すなわち、端子２４３を経由して電力が供給されることにより、磁束を生じる。これにより、ステータ４１、弁部材３０の本体３１、および、ヨーク４３に磁気回路が形成される。すると、弁部材３０は、第１付勢部材５１の付勢力に抗して、開弁方向に吸引される。その結果、弁部材３０が開弁し、流体通路２３の流体の流れが許容される。

その後、コイル４２への通電が停止するとコイル４２の磁束が消滅するため、弁部材３０は、第１付勢部材５１の付勢力により閉弁方向に移動する。その結果、弁部材３０が閉弁し、流体通路２３の流体の流れが遮断される。弁部材３０は、コイル４２への通電がオフのとき、閉弁状態である。すなわち、弁部材３０は、ノーマリークローズ型の弁である。

規制部材６０は、軸部６１およびプランジャ６２を有している。軸部６１は、例えば樹脂により、長い円柱状に形成されている。軸部６１は、大径部６３、および、当該大径部６３より外径が小さい小径部６４からなる。プランジャ６２は、磁性材料により略円柱状に形成されている。プランジャ６２は、大径部６６、および、当該大径部６６より外径が小さい小径部６７からなる。

軸部６１の小径部６４とプランジャ６２の小径部６７とは接合している。本実施形態では、例えば小径部６７に形成された穴部に小径部６４の端部を溶かし込み、冷却することにより、プランジャ６２と軸部６１とを接合している。
規制部材６０は、軸部６１の小径部６４が係止部材８０の穴部８１に挿通されるよう、軸部６１の大径部６３が第１付勢部材５１の内側に位置するよう、かつ、プランジャ６２の大径部６６の小径部６７とは反対側の端部が第１ハウジング２１の凹部２５１の内側に位置するようにして設けられている。軸部６１の小径部６４の外径は、係止部材８０の穴部８１の内径よりやや小さく形成されている。

規制部材６０の軸部６１の大径部６３は、弁部材３０の当接部材３２の第２当接部３６に当接可能である。規制部材６０は、大径部６３が第２当接部３６に当接したとき、弁部材３０の開弁方向への移動を規制する。
係止部材８０の弁部材３０側の穴部８１周りには、環状の係止部８２が形成されている。規制部材６０の軸部６１の大径部６３と小径部６４との間には、環状の被係止部６５が形成されている。係止部材８０は、係止部８２で被係止部６５を係止することにより、規制部材６０の開弁方向への移動を規制する。

第２電磁駆動部７０は、ステータ７１、コイル７２およびヨーク７３を有している。
ステータ７１は、磁性材料により形成されている。ステータ７１は、第１筒部７４、第２筒部７５および接続板部７６からなる。第１筒部７４および第２筒部７５は共に略円筒状に形成され、第２筒部７５は第１筒部７４の径方向外側に位置している。第１筒部７４は、第２筒部７５よりも軸方向の長さが小さい。接続板部７６は、環状に形成され、第１筒部７４の一端の外壁と第２筒部７５の一端の内壁とを接続している。第１筒部７４の内側には、規制部材６０の軸部６１の小径部６４が挿通されている。

コイル７２は、略円環状に形成され、第２筒部７５の内側、かつ、第１筒部７４の径方向外側に設けられている。コイル７２の内壁は、第１筒部７４の外壁に当接している。コイル７２の内径は、プランジャ６２の大径部６６の外径よりやや大きく形成されている。コイル７２は、コネクタ２４２の端子２４３に電気的に接続されている。

ヨーク７３は、磁性材料により略円板状に形成され、第２筒部７５の接続板部７６とは反対側の端部を塞いでいる。ヨーク７３は中央に、ヨーク７３を貫く穴部７７を有している。穴部７７の内側には、プランジャ６２の大径部６６が位置している。

第２付勢部材５２は、本実施形態では、所謂コイルスプリングであり、一端が規制部材６０のプランジャ６２の大径部６６に当接している。また、第２付勢部材５２の一端の内側には、プランジャ６２の小径部６７が位置している。
第２付勢部材５２の大径部６６とは反対側の端部は、第１筒部７４の接続板部７６とは反対側の端面に当接している。第２付勢部材５２は、軸方向に延びる力を有している。これにより、第２付勢部材５２は、規制部材６０を開弁方向に付勢している。
上記構成により、規制部材６０は、軸部６１と係止部材８０の穴部８１とが摺動、かつ、プランジャ６２の大径部６６の外壁とコイル７２の内壁とが摺動しつつ、軸方向に往復移動可能である。つまり、規制部材６０は、軸方向の２箇所で軸受けされつつ往復移動可能に設けられている。

プランジャ６２の小径部６７の外径は、第１筒部７４の内径より大きく形成されている。そのため、第１筒部７４は、小径部６７に当接したとき、規制部材６０の閉弁方向への移動を規制する。よって、規制部材６０は、被係止部６５と係止部８２とが当接する位置から、小径部６７と第１筒部７４とが当接する位置までの範囲で往復移動可能である。
なお、本実施形態では、規制部材６０の被係止部６５と係止部材８０の係止部８２とが当接しているとき、プランジャ６２の大径部６６と第１ハウジング２１の凹部２５１とは当接していない。すなわち、本実施形態では、大径部６６と凹部２５１との間に常に隙間が形成されている。

コイル７２は、通電により、すなわち、端子２４３を経由して電力が供給されることにより、磁束を生じる。これにより、ステータ７１、ヨーク７３およびプランジャ６２に磁気回路が形成される。すると、規制部材６０は、第２付勢部材５２の付勢力に抗して、閉弁方向に吸引される。規制部材６０が閉弁方向に吸引されると、図２に示すように、小径部６７と第１筒部７４とが当接した状態となる。
その後、コイル７２への通電が停止するとコイル７２の磁束が消滅するため、規制部材６０は、第２付勢部材５２の付勢力により開弁方向に移動する。その結果、図１に示すように、被係止部６５と係止部８２とが当接した状態となる。

本実施形態では、第１電磁駆動部４０のステータ４１の鍔部４６と第２ハウジング２２の板部２７との間にフィルタ２９が設けられている。フィルタ２９は、流体通路２３を流れる流体に含まれる異物を捕集する。
ＥＣＵ２は、ＣＰＵ等の演算手段、ＲＯＭおよびＲＡＭ等の記憶手段、ならびに、入出力手段等を有する小型のコンピュータである。ＥＣＵ２には、吸気管３に設けられた吸気圧センサ８（図３参照）をはじめ、車両の各部に設けられた種々のセンサからの信号が入力される。ＥＣＵ２は、これら入力された信号等に基づき、ＲＯＭに記憶されている所定の制御プログラムに従って車両の各部を制御する。

吸気圧センサ８は、吸気管３内の圧力に応じた信号をＥＣＵ２に出力する。これにより、ＥＣＵ２は、吸気管３内の圧力を検出することができる。
ＥＣＵ２は、流体制御弁１のコネクタ２４２に接続している。これにより、ＥＣＵ２は、図示しないバッテリからの電力を、端子２４３を経由して第１電磁駆動部４０または第２電磁駆動部７０に供給することができる。

本実施形態では、ＥＣＵ２は、第１電磁駆動部４０によって弁部材３０の開弁および閉弁をデューティー制御する。そのため、コイル４２には、短時間に通電のオンオフが繰り返される。これにより、弁部材３０は、短時間に複数回、弁座２８１に当接する位置から規制部材６０に当接する位置まで往復移動する。ＥＣＵ２は、デューティー比を変更することによって、流体通路２３を流れる流体の流量を調整可能である。なお、吸気管３内へパージする蒸発燃料の量によって、内燃機関へ供給される吸気の空燃比が変わるため、ＥＣＵ２は、内燃機関へ供給される吸気の空燃比が最適となるよう前記デューティー比を変更する。

上述のように、規制部材６０は、大径部６３が弁部材３０の第２当接部３６に当接したとき、弁部材３０の開弁方向への移動を規制する。そのため、弁部材３０は、弁座２８１に当接する位置から規制部材６０に当接する位置までが、移動可能範囲となる。本実施形態では、第２電磁駆動部７０のコイル７２への通電が停止されているとき、すなわち通電がオフのときの弁部材３０の移動可能範囲の最大値（以下、当該最大値を「最大ストローク量」という。）はｄ１となる（図１参照）。一方、コイル７２に通電されているとき、すなわち通電がオンのときの弁部材３０の最大ストローク量はｄ２となる（図２参照）。ここで、ｄ１＞ｄ２のため、コイル７２への通電がオンのときは、オフのときと比べ、弁部材３０の最大ストローク量が小さくなる。つまり、本実施形態では、ＥＣＵ２によって、第２電磁駆動部７０のコイル７２への通電をオンまたはオフに制御することにより、弁部材３０の最大ストローク量を変更することができる。

本実施形態では、ＥＣＵ２は、吸気圧センサ８により検出した圧力、すなわち吸気管３内の圧力が所定の値未満（負圧大）となった場合、第２電磁駆動部７０のコイル７２への通電をオンすることで弁部材３０の最大ストローク量を小さく（ｄ２）する。一方、吸気管３内の圧力が所定の値以上（負圧小）となった場合、第２電磁駆動部７０のコイル７２への通電をオフすることで弁部材３０の最大ストローク量を大きく（ｄ１）する。

なお、本実施形態では、ＥＣＵ２は、第１電磁駆動部４０のコイル４２への通電がオフとなっているとき（デューティー制御をしている期間を含む）に限り、第２電磁駆動部７０のコイル７２への通電をオンまたはオフする。このような制御をすることにより、内燃機関へ供給される吸気の空燃比の制御性が向上する。
また、本実施形態では、第１電磁駆動部４０と第２電磁駆動部７０とが物理的に別体で構成されているため、互いの磁気干渉を抑制することができる。

ＥＣＵ２は、スロットルバルブ９にも接続している（図３参照）。ＥＣＵ２は、スロットルバルブ９の作動を制御することにより吸気管３を流れる吸気の量を調整可能である。

次に、蒸発燃料処理システム１０の作動の一例を説明する。
内燃機関が運転を開始し所定時間が経過すると、ＥＣＵ２は、流体制御弁１の弁部材３０の開弁および閉弁をデューティー制御する。このとき、吸気管３内には負圧が生じているため、蒸発燃料を含むキャニスタ１２内の空気がパージ通路４および流体制御弁１を経由して吸気管３内にパージされる。車両の通常走行時等、吸気管３内の負圧が小さいとき、第２電磁駆動部７０への通電はオフのため、弁部材３０の最大ストローク量は大きく（ｄ１）、大流量のパージが可能である。

内燃機関のアイドル時または車両の減速時など、スロットルバルブ９が閉じることで吸気管３内の負圧が大きくなると、ＥＣＵ２は第２電磁駆動部７０への通電をオンする。これにより、弁部材３０の最大ストローク量が小さく（ｄ２）なる。吸気管３内の負圧が大きいとき、弁部材３０の最大ストローク量を小さくすることにより、流体通路２３を流れる空気の圧力脈動を小さくすることができる。これにより、例えば流体制御弁１に接続するキャニスタ１２が振動するのを抑制することができる。したがって、流体制御弁１の作動時の振動および騒音を低減することができる。

車両の通常走行が開始され、吸気管３内の負圧が小さくなると、ＥＣＵ２は第２電磁駆動部７０への通電をオフする。これにより、弁部材３０の最大ストローク量が大きく（ｄ１）なる。そのため、大流量のパージを行うことができる。
ＥＣＵ２は、蒸発燃料をパージする必要がなくなると、第１電磁駆動４０および第２電磁駆動部７０への通電をオフする。これにより、蒸発燃料の吸気管３内へのパージが完了する。

以上説明したように、（１）本実施形態では、ハウジング２０は、流体が流れる流体通路２３を有し、当該流体通路２３の途中に弁座２８１を形成している。弁部材３０は、往復移動することで弁座２８１に当接可能に設けられ、弁座２８１から離間し開弁することで流体通路２３の流体の流れを許容し、弁座２８１に当接し閉弁することで流体通路２３の流体の流れを遮断する。第１電磁駆動部４０は、通電により弁部材３０を開弁方向に吸引する。第１付勢部材５１は、弁部材３０を閉弁方向に付勢する。規制部材６０は、弁部材３０の弁座２８１とは反対側に当接可能、かつ、往復移動可能に設けられ、弁部材３０に当接したとき、弁部材３０の開弁方向への移動を規制する。第２電磁駆動部７０は、通電により規制部材６０を閉弁方向に吸引する。第２付勢部材５２は、規制部材６０を開弁方向に付勢する。

本実施形態では、第２電磁駆動部７０により規制部材６０を吸引することにより、弁部材３０の最大ストローク量を変化させることができる。例えば流体通路２３の一端側の負圧が大きいときに、規制部材６０を吸引し弁部材３０の最大ストローク量を小さくすることにより、弁部材３０の作動時に流体通路２３を流れる流体の圧力脈動を小さくすることができる。本実施形態では流体制御弁１をパージバルブとして適用するため、流体通路２３を流れる流体の圧力脈動によりキャニスタ１２が振動するのを抑制することができる。したがって、流体制御弁装置１１の作動時の振動および騒音を低減することができる。

（２）また、本実施形態では、第２付勢部材５２は規制部材６０を開弁方向に付勢し、第２電磁駆動部７０は通電により規制部材６０を閉弁方向に吸引する。この構成では、第２電磁駆動部７０への通電がオフのとき、第２付勢部材５２の付勢力により規制部材６０が開弁方向に最も移動した状態となるため、弁部材３０の最大ストローク量が最大となる。本実施形態では流体制御弁１をパージバルブとして適用するため、弁部材３０の最大ストローク量を最大に保つ時間（アイドル時以外の時間）が長い。よって、第２電磁駆動部７０の消費電力を低減することができる。
また、この構成では、第２電磁駆動部７０が故障した場合、第２付勢部材５２の付勢力により規制部材６０が開弁方向に最も移動した状態となるため、弁部材３０の最大ストローク量は最大に保たれる。よって、振動および騒音の低減効果は無くなるものの、大流量のパージは継続することができる。

ところで、例えば第２付勢部材５２が、プランジャ６２と第１ハウジング２１の凹部２５１との間に配置され、規制部材６０を閉弁方向に付勢する構成の場合、弁部材３０の作動力、すなわち、開弁時に衝突するときの力に打ち勝つために、第２付勢部材５２の荷重を大きくする必要がある。この場合、第２付勢部材５２および流体制御弁１の体格が大きくなるおそれがある。これに対し、第２付勢部材５２が規制部材６０を開弁方向に付勢する構成の本実施形態の場合、第２電磁駆動部７０への通電のオフ時に規制部材６０を初期位置に戻すだけの荷重を第２付勢部材５２に設定すればよい。よって、第２付勢部材５２および流体制御弁１の体格を小さくすることができる。

（３）また、本実施形態では、規制部材６０の軸方向の途中に形成された被係止部６５を係止可能な係止部８２を有し、当該係止部８２で被係止部６５を係止することにより、規制部材６０の開弁方向への移動を規制する係止部材８０をさらに備えている。
ところで、例えばプランジャ６２と第１ハウジング２１の凹部２５１との当接により規制部材６０の開弁方向への移動を規制する構成の場合、プランジャ６２と凹部２５１との隙間を高精度に確保する必要がある。これに対し、規制部材６０の軸方向の途中の部位で規制部材６０の開弁方向への移動を規制する構成の本実施形態の場合、上述の隙間を高精度に確保する必要はない。

（４）また、本実施形態では、第１電磁駆動部４０は、内側に規制部材６０が位置するよう設けられる筒状のステータ４１を有している。係止部材８０は、ステータ４１の内壁に固定され、規制部材６０が挿通される穴部８１を有している。係止部８２は、穴部８１の開口周りに形成されている。これにより、係止部材８０の穴部８１で規制部材６０を軸受けすることができる。その結果、規制部材６０の軸方向の往復移動を安定させることができる。

（５）また、本実施形態では、第１付勢部材５１は、一端が係止部材８０に当接し、他端が弁部材３０に当接するよう設けられ、弁部材３０を閉弁方向に付勢する。
ところで、例えば第１付勢部材５１の一端が規制部材６０に当接する構成の場合、規制部材６０の軸方向の位置により、第１付勢部材５１のスプリングセット荷重が変わるおそれがある。特に規制部材６０が閉弁方向に最も移動した状態では、第１付勢部材５１のスプリングセット荷重が大きくなり、流量立ち上がり特性が悪化するおそれがある。これに対し、第１付勢部材５１の一端が規制部材６０とは別部材である係止部材８０に当接する構成の本実施形態の場合、規制部材６０の軸方向の位置にかかわらず、第１付勢部材５１のスプリングセット荷重は一定である。よって、流量立ち上がり特性の悪化を招くことはない。

（６）また、本実施形態では、第１電磁駆動部４０および第２電磁駆動部７０への通電を制御するＥＣＵ２をさらに備えている。ＥＣＵ２は、第１電磁駆動部４０への通電がオフのときに、第２電磁駆動部７０への通電をオンまたはオフする。本実施形態では流体制御弁１をパージバルブとして適用し、第１電磁駆動部４０により弁部材３０の開弁および閉弁をデューティー制御する。吸気管３内へパージする蒸発燃料の量によって、内燃機関へ供給される吸気の空燃比が変わるため、ＥＣＵ２は、内燃機関へ供給される吸気の空燃比が最適となるようデューティー比を変更する。本実施形態では、ＥＣＵ２によって、第１電磁駆動部４０への通電がオフのときに、第２電磁駆動部７０への通電をオンまたはオフすることにより、内燃機関へ供給される吸気の空燃比の制御性を向上することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による流体制御装置の流体制御弁を図４および５に示す。
第２実施形態では、第１電磁駆動部４０のステータ４１の筒部４４の内側に係止部材８０（図１および２参照）を設けていない。また、規制部材６０の軸部６１は、小径部６４（図１および２参照）を有さず、大径部６３のみからなる。

また、第２実施形態では、第１ハウジング２１の凹部２５１の深さが、第１実施形態と比べ、浅く形成されている。第２電磁駆動部７０への通電がオフのとき、規制部材６０は、第２付勢部材５２の付勢力によりプランジャ６２の大径部６６が凹部２５１に押し付けられている。つまり、凹部２５１は、規制部材６０に当接することで規制部材６０の開弁方向への移動を規制する。

第２実施形態では、第１実施形態と同様、規制部材６０は、大径部６３が弁部材３０の第２当接部３６に当接したとき、弁部材３０の開弁方向への移動を規制する。そのため、第２電磁駆動部７０のコイル７２への通電がオフのときの弁部材３０の最大ストローク量はｄ１となる（図４参照）。一方、コイル７２への通電がオンのときの弁部材３０の最大ストローク量はｄ２となる（図５参照）。ここで、ｄ１＞ｄ２のため、コイル７２への通電がオンのときは、オフのときと比べ、弁部材３０の最大ストローク量が小さくなる。このように、第２実施形態では、第１実施形態と同様、ＥＣＵ２によって、第２電磁駆動部７０のコイル７２への通電をオンまたはオフに制御することにより、弁部材３０の最大ストローク量を変更することができる。

なお、第２電磁駆動部７０への通電がオンのときは規制部材６０の大径部６６と第１ハウジング２１の凹部２５１との間に隙間が形成されるが（図５参照）、第２電磁駆動部７０への通電がオフのときは規制部材６０の大径部６６と第１ハウジング２１の凹部２５１との間に隙間は形成されない（図４参照）。つまり、第２実施形態では、第２電磁駆動部７０への通電がオフのときの弁部材３０の最大ストローク量ｄ１を一定とするため、第１実施形態とは異なり、第１ハウジング２１の凹部２５１の深さ、すなわち、規制部材６０の大径部６６と第１ハウジング２１の凹部２５１との間の隙間を高精度に確保する必要がある。

しかしながら、第２実施形態では、第１実施形態のような係止部材８０を必要としないため、部材コスト、および、組み付けコストを低減することができる。また、第１実施形態のように規制部材６０の軸部６１に被係止部６５を形成する必要がないため、加工コストを低減することができる。
流体制御弁の作動等については、第１実施形態と同様のため、説明を省略する。
第２実施形態による流体制御弁装置であっても、流体の圧力脈動を小さくし、振動および騒音を低減できる等、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

（他の実施形態）
本発明の他の実施形態では、第１電磁駆動部が弁部材を閉弁方向に吸引し、第１付勢部材が弁部材を開弁方向に付勢する構成であってもよい。つまり、弁部材はノーマリーオープン型の弁であってもよい。ただし、この構成では、弁部材の閉弁状態が長く続くと、第１電磁駆動部の消費電力が増大するおそれがある。

また、本発明の他の実施形態では、第２電磁駆動部が規制部材を開弁方向に吸引し、第２付勢部材が規制部材を閉弁方向に付勢する構成であってもよい。ただし、この構成では、弁部材の最大ストローク量を最大にする期間が長い場合、第２電磁駆動部の消費電力が増大するおそれがある。また、この構成では、第２電磁駆動部が故障した場合、弁部材の最大ストローク量が最小に固定されるおそれがある。さらに、この構成では、規制部材により弁部材の移動を規制するとき弁部材の作動力に打ち勝つために、第２付勢部材の荷重を大きくする必要がある。よって、第２付勢部材および流体制御弁の体格が大きくなるおそれがある。

また、上述の第１実施形態では、規制部材の軸部の大径部と小径部との間に形成される環状の被係止部を、係止部材の穴部の開口周りに形成した係止部で係止することにより、規制部材の移動を規制する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、軸部から径方向外側へ突出する部位を設け、当該部位を被係止部としてもよい。
また、上述の実施形態では、第１付勢部材が、一端が係止部材に当接し、他端が弁部材に当接するよう設けられ、弁部材を閉弁方向に付勢する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、第１付勢部材は、一端が規制部材に当接し、他端が弁部材に当接するよう設けられ、弁部材を閉弁方向に付勢することとしてもよい。ただし、この構成では、規制部材の軸方向の位置により、第１付勢部材のスプリングセット荷重が変わるおそれがある。

また、上述の実施形態では、制御部が、第１電磁駆動部への通電がオフのときに、第２電磁駆動部への通電をオンまたはオフする例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、制御部は、第１電磁駆動部への通電の状態にかかわらず、任意のタイミングで第２電磁駆動部への通電をオンまたはオフすることとしてもよい。
また、上述の実施形態では、制御部が、吸気管内の負圧が大きいときに、弁部材の最大ストローク量を小さくするよう第２電磁駆動部への通電を制御する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、吸気管内の負圧以外の別の条件、例えば吸気の流量等に基づき、弁部材の最大ストローク量を変更することとしてもよい。

本発明は、蒸発燃料を含む空気の流れを制御するパージバルブとして適用するに限らず、他の流体の流れを制御する流体制御弁装置に適用してもよい。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態に適用可能である。

１１ ・・・・流体制御弁装置
２０ ・・・・ハウジング
２３ ・・・・流体通路
３０ ・・・・弁部材
４０ ・・・・第１電磁駆動部
５１ ・・・・第１付勢部材
５２ ・・・・第２付勢部材
６０ ・・・・規制部材
７０ ・・・・第２電磁駆動部
２８１ ・・・弁座

Claims (7)

1. 流体が流れる流体通路（２３）を有し、当該流体通路の途中に弁座（２８１）を形成するハウジング（２０）と、
   往復移動することで前記弁座に当接可能に設けられ、前記弁座から離間し開弁することで前記流体通路の流体の流れを許容し、前記弁座に当接し閉弁することで前記流体通路の流体の流れを遮断する弁部材（３０）と、
   通電により前記弁部材を開弁方向に吸引する第１電磁駆動部（４０）と、
   前記弁部材を閉弁方向に付勢する第１付勢部材（５１）と、
   前記弁部材の前記弁座とは反対側に当接可能、かつ、往復移動可能に設けられ、前記弁部材に当接したとき、前記弁部材の開弁方向への移動を規制する規制部材（６０）と、
   通電により前記規制部材を前記閉弁方向に吸引する第２電磁駆動部（７０）と、
   前記規制部材を前記開弁方向に付勢する第２付勢部材（５２）と、
   を備えることを特徴とする流体制御弁装置（１１）。
2. 流体が流れる流体通路（２３）を有し、当該流体通路の途中に弁座（２８１）を形成するハウジング（２０）と、
   往復移動することで前記弁座に当接可能に設けられ、前記弁座から離間し開弁することで前記流体通路の流体の流れを許容し、前記弁座に当接し閉弁することで前記流体通路の流体の流れを遮断する弁部材（３０）と、
   通電により前記弁部材を閉弁方向に吸引する第１電磁駆動部（４０）と、
   前記弁部材を開弁方向に付勢する第１付勢部材（５１）と、
   前記弁部材の前記弁座とは反対側に当接可能、かつ、往復移動可能に設けられ、前記弁部材に当接したとき、前記弁部材の開弁方向への移動を規制する規制部材（６０）と、
   通電により前記規制部材を前記閉弁方向に吸引する第２電磁駆動部（７０）と、
   前記規制部材を前記開弁方向に付勢する第２付勢部材（５２）と、
   を備えることを特徴とする流体制御弁装置（１１）。
3. 前記規制部材の軸方向の途中に形成された被係止部（６５）を係止可能な係止部（８２）を有し、当該係止部で前記被係止部を係止することにより、前記規制部材の前記開弁方向または前記閉弁方向への移動を規制する係止部材（８０）をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の流体制御弁装置。
4. 前記第１電磁駆動部は、内側に前記規制部材が位置するよう設けられる筒状のステータ（４１）を有し、
   前記係止部材は、前記ステータの内壁に固定され、前記規制部材が挿通される穴部（８１）を有し、
   前記係止部は、前記穴部の開口周りに形成されていることを特徴とする請求項３に記載の流体制御弁装置。
5. 前記第１付勢部材は、一端が前記係止部材に当接し、他端が前記弁部材に当接するよう設けられ、前記弁部材を閉弁方向に付勢することを特徴とする請求項４に記載の流体制御弁装置。
6. 前記第１電磁駆動部および前記第２電磁駆動部への通電を制御する制御部（２）をさらに備え、
   前記制御部は、前記第１電磁駆動部への通電がオフのときに、前記第２電磁駆動部への通電をオンまたはオフすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の流体制御弁装置。
7. 燃料タンク（５）内の蒸発燃料の吸気管（３）への送出量を調整する流体制御弁装置であって、
   前記流体通路の一端が前記燃料タンク側に接続され、他端が前記吸気管側に接続されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の流体制御弁装置。

Images