JPH11315952A - 流量調整バルブアセンブリおよびその製造方法 - Google Patents

流量調整バルブアセンブリおよびその製造方法

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JPH11315952A
JPH11315952A JP11102586A JP10258699A JPH11315952A JP H11315952 A JPH11315952 A JP H11315952A JP 11102586 A JP11102586 A JP 11102586A JP 10258699 A JP10258699 A JP 10258699A JP H11315952 A JPH11315952 A JP H11315952A
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outlet
pressure chamber
flow
housing
inlet
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JP11102586A
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English (en)
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Daniel Lee Deland
リー デランド ダニエル
Barbara J Erickson
ジョー エリクソン バーバラ
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Eaton Corp
Original Assignee
Eaton Corp
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Publication date
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    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
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    • G05D7/06—Control of flow characterised by the use of electric means
    • G05D7/0617—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials
    • G05D7/0629—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means
    • G05D7/0635—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means by action on throttling means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/08—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir
    • F02M25/0836—Arrangement of valves controlling the admission of fuel vapour to an engine, e.g. valve being disposed between fuel tank or absorption canister and intake manifold
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T137/7784—Responsive to change in rate of fluid flow
    • Y10T137/7787—Expansible chamber subject to differential pressures
    • Y10T137/7788—Pressures across fixed choke

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料蒸発ガスエミッションシステムの流量調
整バルブにおいて、エンジン吸気マニホールド負圧の波
動による振動、騒音の発生を防止する。 【解決手段】 電気的に制御される流量調整バルブアセ
ンブリ10は、圧力調整バルブ36によって作動されるダイ
アフラム64を有しており、圧力調整バルブ36は、ダイヤ
フラム64をバイパスして出口圧力室46への流れを制御す
るためのソレノイド制御弁48を有している。一実施形態
では、出口圧力室46は、流量制限小オリフィス80を介し
て閉じた減衰室84に連通している。ダイアフラム64に振
動が発生した場合、その圧力波は、小オリフィス80を通
る流れの制限および減衰要素として作用する減衰室84に
よって減衰されるので、システムの共鳴による振動、騒
音の発生を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、流量調整装置に関
し、特に圧縮性流体の流量制御に用いられる流量調整装
置、より具体的には、圧力応答部材の一端に作用する圧
力を制御するための電気的に遠隔制御されるバルブによ
って調整される流体圧力信号が与えられる調整装置に関
するものである。このような形式の調整装置は、一般的
に、流量調整されるべき圧縮性流体のバルブシートを越
える流れを制御するために、圧力応答部材の反対側に取
付けられる可動バルブ部材を有している。
【０００２】この形式の調整装置は、自動車燃料蒸発ガ
スエミッション制御システムにおいて、車両エンジンの
吸気入口に接続する燃料蒸発ガスパージキャニスタから
の流れを制御するために利用される。この形式のパージ
制御調整装置は、その流体圧力信号源として、エンジン
マニホールド負圧すなわちバキュームを利用することが
知られている。このような調整装置の一例は、Daniel
L.DeLand に付与された米国特許第5,429,099 号に記載
されている。
【０００３】このような公知の燃料蒸発ガスパージシス
テム流量調整装置においては、蒸発ガスキャニスタ内の
特定の圧力レベルおよびこのキャニスタと流量調整バル
ブ入口との接続導管内の特定の流れ量状態において問題
が生じてきている。所与の導管の長さによって、導管内
の流れにおけるパルスおよび希薄波は、圧力応答部材の
振動を引き起こす定常波を発生させ、順次この応答部材
の振動が導管の調整によって共鳴を発生させることにな
る。燃料蒸発ガスキャニスタと調整バルブとの間の導管
のこの共鳴は、車両所有者の観点から当該システムにお
いて望ましくない「フーチング(hooting：ホーホー音)
」として知られる可聴現象を生じさせる。
【０００４】フーチング問題を取扱うパージ制御調整装
置は、Barbara J.Erickson、GerritV.Beneker、Charlse
A.Detweiler およびDaniel L.DeLand の名義で1997年
５月８日に提出された「流量調整装置における共鳴の減
衰」と題する同時係属中の米国特許出願第08／853,015
号に記述されており、この出願は本発明の譲受人に譲渡
されている。「フーチング」問題を取扱う上述の形式の
燃料蒸発ガスパージ調整装置の他の一例は、Daniel L.D
eLand 他の名義で1997年２月28日に提出された「流量調
整装置における共鳴の減衰」と題する同時係属中の米国
特許出願第08／808,557 号に記述されており、この出願
は本発明の譲受人に譲渡されている。
【０００５】また、燃料蒸発ガスパージ制御調整装置
は、圧力応答部材の回りの燃料蒸発ガスバイパス流を制
御するための電気制御バルブを設けて、吸気マニホール
ド負圧信号への大気ブリード流をなくすように設計され
てきている。後者の形式の燃料蒸発ガスパージ制御調整
装置の一例は、Daniel L.DeLand 他の名義で1997年10月
10日に提出された「燃料蒸発ガスパージ制御」と題する
同時係属中の米国特許出願第08／949,106 号に記述され
ており、この出願は本発明の譲受人に譲渡されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】後者の形式の蒸発ガス
パージ制御調整装置は、吸気マニホールド負圧ラインへ
の大気ブリードに基づく制御信号を使用せず、マニホー
ルド負圧をダイアフラムの制御圧力側へ直接作用させな
い。しかしながら、調整バルブの出口がエンジン吸気マ
ニホールドへ放出するので、調整装置は、調整装置に導
入されるマニホールド負圧の波動よって、当該システム
における共鳴振動および「フーチング」を引き起こす。
【０００７】このため、調整装置の流れにおける圧力波
動および希薄波を減衰する方法または手段を提供するこ
と、および、そのような減衰をある程度低い製造コスト
で流量調整装置の機能すなわちキャリブレーションに悪
影響を及ぼすことなく提供することが望まれてきてい
る。
【０００８】本発明の目的は、それに作用する差圧に応
答して移動可能な圧力応答部材を用いて流量調整バルブ
部材の移動を制御する形式の流量調整装置の入口におけ
る圧力パルスおよび希薄波を減衰する方法を提供するこ
とである。
【０００９】本発明のさらなる目的は、流量調整バルブ
部材を移動させるために、差圧に応答して移動可能な圧
力応答部材を有し、遠隔操作されて電気的に作動するバ
ルブによって圧力差を制御して、圧力応答部材の回りの
バイパス流量を制御し、圧力調整バルブを移動させる圧
力応答ダイアフラムの一側の室への流量を維持するよう
にした流量調整装置において、圧力波動を減衰する方法
を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、内部にダイア
フラムを有する調整バルブハウジングを設けており、ダ
イアフラムがハウジング内を出口圧力室と入口圧力室に
区画している。このハウジングは、好ましくは、入口お
よび出口がそれぞれダイアフラムの両側の入口圧力室お
よび出口圧力室に接続され、電気的に制御されるバイパ
ス流バルブの本体と一部品として一体成形される。
【００１１】一つの実施形態では、出口圧力室は、通気
ポートおよびエンジン吸気マニホールドへの燃料蒸発ガ
スパージラインに接続するための管継手を形成する閉じ
部材によって囲われている。閉じ部材は、それに形成さ
れたブリードオリフィスを有し、また、第２部材がその
上に受容されてハウジングおよび閉じ部材に取付けられ
て、ブリードオリフィスのみを介して出口圧力室に接続
する減衰室を形成する。
【００１２】他の実施形態では、補助壁すなわち仕切部
材が入口圧力室内に配置されて、ダイアフラムの出口圧
力室の反対側の入口圧力室の上に第２減衰室を形成す
る。
【００１３】これらの減衰室は、入口および出口圧力室
内の波動を減衰するの供されて「フーチング」の発生を
最小限にする。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１を参照すると、本発明の電気
的に制御される流量調整装置が全体として符号10で示さ
れており、流量調整装置10は、符号14で示されるエンジ
ン吸気マニホールドに接続するための出口管継手12を有
している。調整装置10は、また、燃料蒸発ガス貯蔵キャ
ニスタ18に接続するための入口管継手16も有しており、
キャニスタ18は、自動車に適応され、一般的にカーボン
または活性炭が充填されたキャニスタである。キャニス
タ18は、一般的に燃料タンク20上の通気チューブに接続
されている。
【００１５】調整装置10は、内部に電気接続端子24が配
置された電気ソケット22を有しており、電気接続端子24
は、一般的に、エンジンの電気式燃料インジェクを制御
するエンジンエンジンコントローラである電子制御ユニ
ット（ＥＣＵ）26に接続される。
【００１６】アセンブリ10は、ほぼ中空円筒形状で、こ
れを横切って形成された仕切すなわち第１壁30を有し、
第１壁30には、圧力均等化ブリード小オリフィス32が形
成されている。
【００１７】ハウジング28は、これと関連して、好まし
くは、全体として符号36で表される電気的に操作される
バルブの本体34と一部品として一体成形される。バルブ
本体34は、入口圧力室として示される仕切30の下側に形
成された室40に接続する入口通路38を有している。入口
通路38は、また、バルブ本体34内に形成されたバルブシ
ート42の一側に接続している。バルブ部材、好ましくは
球状部材48がバルブシート42に当接するように配置され
ている。バルブシート42の入口側とは反対側は、仕切30
の室40とは反対側に形成された出口圧力室46に接続する
出口通路44に接続している。
【００１８】バルブ36は、下端部が環状の磁束コレクタ
52に導入されてマグネットワイヤ等の導線のコイルが周
囲に巻装されたボビン54の中心に収容された管状のアー
マチュアガイド50を有している。コイル55は、その辺り
に磁束ループを完成するように配置された略Ｏ型の磁極
フレーム57有している。アーマチュアガイド50は、強磁
性のアーマチュア56をその中に摺動可能に収容し、アー
マチュア56は、コイルスプリング58の一端によって下方
へ付勢されて、その下端部がバルブ部材48に当接してお
り、コイルスプリング58の上端部は、ボビン54の中心領
域の上端部に収容された磁束コレクタすなわち固定磁束
片62に設けられた調整ねじ60に止められている。
【００１９】ハウジング28は、室46内に配置された圧力
応答可撓性ダイアフラム64を有しており、ダイアフラム
64は、好ましくは、その外周が閉じ部材66によって保持
およびシールされた弾性部材で形成され、閉じ部材66
は、ダイアフラム64の外周部を押え、また、ハウジング
壁30の上面の外周部を押圧する円筒状壁部68の下端を有
している。閉じ部材66は、出口管継手12を形成し、これ
を通る通路72を有し、管継手12の下端に形成された環状
のバルブシートすなわちバルブ部分74を形成する中央ハ
ブ70を有している。
【００２０】ダイアフラム64は、その上端部がポート74
に対向するように設けられたプレート76の形をとった移
動可能なバルブ部材すなわち栓子を有しており、バルブ
部材76は、スプリング78の下端部によって下方へ付勢さ
れ、スプリング78の上端部は、閉じ部材66の下面に止め
られている。閉じ部材66には、室46との連通を提供する
ブリード孔80が形成されている。
【００２１】環状の保持部材82は、ハブ70の回りに受け
られ、溶接によって、その上に締結されて、その辺りを
シールされている。保持部材82の外周部は、その下面に
Ｖ形状に形成された溝を有しており、この溝が、閉じ部
材66の円筒状壁部68の上端部およびハウジング28の円筒
状壁部の上端部部に当接し、そして、部材82は、溶接に
よって、これらの上に締結され、その辺りをシールされ
ている。
【００２２】これにより、環状の保持部材82は、閉じ部
材66の上に第２室84を形成しており、室84は、ブリード
小オリフィス80のみを通して室46に接続している。
【００２３】入口圧力室40は、その中に配置されたフィ
ルタ材料86の層を有し、フィルタ材料86は、その外周部
がハウジング28の下部領域に形成された環状の肩部すな
わち棚部88に当接しており、入口通路92を形成する入口
管継手16が形成された閉じ部材90によって棚部88上に保
持されている。閉じ部材90は、その外周部に形成されて
上端部が肩部88とでフィルタ層86を保持する円筒状部分
94を有している。閉じ部材90は、リング96によってハウ
ジング28内に保持されており、リング96は、上部表面に
Ｖ形状の溝を有し、閉じ部材の外周部94およびハウジン
グ28の下縁部の上に配置されて、溶接によってその辺り
をシールしている。
【００２４】作動において、コイル55が励磁されていな
いとき、バルブ36は、アーマチュア56およびバルブ48を
シート42に対して付勢するスプリング58のばね力の作用
による常閉弁であり、これによって通路44を通る流れを
阻止している。ＥＣＵ26等から適当なアルゴリズムに従
って電気的に制御されるバルブ36のコイル55が励磁され
ると、バルブ部材48は、キャニスタ18から通路92および
室40を通して出口圧力室46への流通を許容し、出口圧力
室46の圧力が、スプリング78のばね力に抗してバルブ部
材76を移動させるダイアフラム64によって調整されて、
バルブシート74を越えて出口72を通してエンジン吸気マ
ニホールド14へ流れる流量が制御される。
【００２５】室40または室46のいずれかにおいて不安定
すなわち過渡的な波動が生じて、ダイアフラム64に振動
が発生した場合、その圧力波は、ブリード孔80を通る流
れの制限および減衰要素として作用する閉じた室84によ
って減衰され、これにより、圧力調整装置12における過
渡的な圧力波がシステムの共鳴および「フーチング」を
生じるのを防止する。
【００２６】図２を参照すると、本発明の他の実施形態
が全体として符号 110で示されており、これは、圧力調
整バルブハウジング 128と一体に形成された本体34′を
有する電気的に制御されるバルブ36′を含んでいる。バ
ルブ36′は、図１の実施形態のバルブ36と構造および機
能において同一であることが理解される。
【００２７】図２の実施形態は、室 146の上方に設けら
れ、ブリードオリフィス 180を介して室 146に接続する
減衰室 184を有しており、図１の実施形態と同じ方法
で、室146内のスプリアス過渡状態に対してダイアフラ
ムを減衰する。
【００２８】ハウジング 128は、その内部のフィルタ層
186と壁部 130との間に第２環状肩部すなわち棚部 196
が形成されていることを除いて、図１のハウジング 128
と同様に構成されている。棚部 196は、外周部が好まし
くは溶接によって棚部 196に締結された補助仕切 198を
位置決めしている。仕切 198には、ブリードオリフィス
200が形成されており、ブリードオリフィス 200は、仕
切 198と壁部 130との間に形成された補助室 202と、入
口圧力室 140との間の連通させている。これにより、仕
切 198は、補助減衰室 202を形成して、入口圧力室 140
に生じる波動すなわち過渡圧力波を減衰する。
【００２９】本発明は、このようにして、低コストで比
較的簡単に製造され、圧力調整装置および一体成形され
た電気的に作動される流量制御弁を内蔵した燃料蒸発ガ
スキャニスタパージバルブを提供する。本発明のバルブ
アセンブリは、一実施形態として、その出口側に圧力調
整バルブに接続する圧力波減衰室を含む。第２実施形態
は、当該バルブの入口側に設けられた補助減衰室を含
み、この補助減衰室は、入口圧力室を分割する補助仕切
に形成されたブリードオリフィスを介して入口圧力室に
接続する。
【００３０】本発明は、図示の実施形態に関して説明さ
れているが、本発明は、様々な修正および変更が可能で
あり、特許請求の範囲によってのみ限定されるものであ
ることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電気的に制御される
流量調整装置の縦断面図であって燃料蒸発ガスパージシ
ステムの様々な部品との接続を二点鎖線によって示す図
である。
【図２】図１と同様なシステムに適用される本発明の他
の実施形態に係る電気的に制御される流量調整装置の縦
断面図である。
【符号の説明】
10 流量調整装置 12 出口管継手 16 入口間継手 18 蒸発ガスキャニスタ 28 ハウジング 34 バルブ本体 38 入口通路 40 入口圧力室 44 出口通路 46 出口圧力室 48 バルブ部材（バルブ栓子） 55 コイル（ソレノイド） 64 ダイアフラム（圧力応答部材） 66 閉じ部材（出口側閉じ部材） 72 出口通路（出口ポート） 76 プレート（バルブ表面） 80 ブリード孔（ブリードオリフィス、流量制限オリフ
ィス） 84 減衰室 90 閉じ部材（入口側閉じ部材） 92 入口通路（入口ポート）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390033020 Ｅａｔｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｌｅｖｅｌ ａｎｄ，Ｏｈｉｏ 44114，Ｕ．Ｓ．Ａ.

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 (a) 圧力応答部材を含み、該圧力応答部
    材の両側に出口圧力室と入口圧力室を形成し、前記入口
    圧力室に接続する入口通路および前記出口圧力室に接続
    する出口通路を有する関連するバルブ本体を含むハウジ
    ング手段と、 (b) 前記出口圧力室の一部を形成し、出口ポートおよび
    調整バルブシートを含み、ブリードオリフィスが貫通さ
    れた出口側閉じ部材と、 (c) 前記出口側閉じ部材とともに減衰室を形成し、前記
    ハウジング手段上で前記閉じ部材をシールする壁部材
    と、 (d) 入口ポートを形成して燃料蒸発ガスキャニスタに接
    続するようになっており、また、前記入口圧力室を囲っ
    てシールするように配置された入口側閉じ部材と、 (e) 前記バルブ本体内に移動可能に配置されて前記バル
    ブ本体の入口通路と出口通路との間の流れを制御するバ
    ルブ部材と、前記バルブ本体に関連して前記バルブ部材
    の移動に作用するソレノイドとを備えていることを特徴
    とする電気的に制御される流量調整バルブアセンブリ。
  2. 【請求項２】 前記入口および出口側閉じ部材の少なく
    とも１つは、溶接によって前記ハウジング手段にシール
    結合されていることを特徴とする請求項１に記載の流量
    調整バルブアセンブリ。
  3. 【請求項３】 (a) 内部に圧力応答手段を配置し、該圧
    力応答手段の一側に入口圧力室を形成し、他側に出口圧
    力室を形成したハウジング手段と、 (b) 前記ハウジング手段に関連し、前記入口圧力室に接
    続する入口通路および前記出口圧力室に接続する出口通
    路を形成するバルブ本体と、 (c) 前記出口圧力室を囲い、出口ポートおよび流量制限
    オリフィスを形成する第１壁部を形成する手段と、 (d) 前記圧力応答手段とともに移動可能なバルブ表面を
    形成して、前記出口ポートを通る流れを制御する手段
    と、 (e) 前記第１壁部の前記出口圧力室とは反対側に、前記
    流量制限オリフィスに連通する閉じた減衰室を形成する
    第２壁部を形成する手段と、 (f) 前記バルブ本体内に移動可能に配置されて、前記入
    口通路と前記出口通路との間の流れを制御するバルブ栓
    子と、 (g) 電気的に励起して前記栓子の移動に作用するように
    作動可能なソレノイドとを備えていることを特徴とする
    電気的に制御される流量調整バルブアセンブリ。
  4. 【請求項４】 前記第１壁部を形成する手段および前記
    第２壁部を形成する手段は、前記ハウジングにシール結
    合された別部材からなることを特徴とする請求項３に記
    載の流量調整バルブアセンブリ。
  5. 【請求項５】 前記第１壁部を形成する手段は、出口管
    継手を有する部材を備えていることを特徴とする請求項
    ３に記載の流量調整バルブアセンブリ。
  6. 【請求項６】 前記第１壁部を形成する手段および前記
    第２壁部を形成する手段は、超音波溶接または回転摩擦
    溶接によって前記ハウジングにシール結合されているこ
    とを特徴とする請求項３に記載の流量調整バルブアセン
    ブリ。
  7. 【請求項７】 前記バルブ本体は、前記ハウジングと一
    部品として一体成形されていることを特徴とする請求項
    ３に記載の流量調整バルブアセンブリ。
  8. 【請求項８】 (a) 略中空円筒形状を有するハウジング
    を成形し、 (b) 弾性圧力応答ダイアフラムを前記ハウジング内に配
    置して、前記ダイアフラムの一側に入口圧力室を形成
    し、他側に出口圧力室を形成し、 (c) 電気的に作動されるバルブを前記ハウジングととも
    に配置して、前記バルブを前記入口および出口圧力室に
    それぞれポート接続して、これらの間の流れを電気的に
    制御するようにし、 (d) 前記出口圧力室を第１壁部材で囲って、前記第１壁
    部材を前記ハウジングの外部にポート接続し、また、前
    記入口圧力室を第２壁部で囲って、該第２壁部を前記ハ
    ウジングの外部にポート接続し、 (e) 第３壁部材を前記ハウジングに取付けて、前記出口
    圧力室の壁部とともに減衰室を形成して、前記出口圧力
    室から前記減衰室への制限された流れを許容するように
    したことを特徴とする電気的に制御される流量調整バル
    ブアセンブリの製造方法。
  9. 【請求項９】 前記出口圧力室を囲う段階および前記減
    衰室を形成する段階は、閉じ部材および分離した壁部材
    を前記ハウジングに共通の溶接によってシール結合する
    ことを含んでいることを特徴とする請求項８に記載の流
    量調整バルブアセンブリの製造方法。
  10. 【請求項１０】 前記電気的に作動されるバルブを前記
    ハウジングとともに配置する段階は、バルブ本体を前記
    ハウジングと一部品として一体に成形することを含んで
    いることを特徴とする請求項８に記載の流量調整バルブ
    アセンブリの製造方法。
  11. 【請求項１１】 前記出口圧力室を囲う段階および前記
    第３壁部材を取付ける段階は、超音波溶接または回転摩
    擦溶接を含んでいることを特徴とする請求項８に記載の
    流量調整バルブアセンブリの製造方法。
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