JPWO2013076768A1 - 流量制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
実施の形態1.
図1に示す蒸散ガス処理システムにおいて、燃料タンク1内で発生した蒸散ガスは、キャニスタ2と呼ばれる活性炭を使用した装置に一時的に吸着される。エンジン6の始動後、インテークマニホールド5の負圧により、吸着した空気と蒸散ガソリンとの混合気体が、キャニスタ2からエンジン6へ流れ込むと燃焼が起きる。このとき、キャニスタ2からエンジン6に導入される混合気体の流量を、流量制御装置3が制御部7の駆動信号に従って制御する。
チャンバ20a,20bを樹脂等の同材質(即ち、同一の線膨張係数)で形成することにより、温度変化に応じた変形があっても接続ポート23とチャンバ20bの接続部のシール性を良好に保つことができる。
ソレノイド部10a,10bにおいて、コイル11に電流が流れると、コア12、ヨーク13およびプレート14に磁界が発生し、スプリング16の閉弁力(付勢力)より大きな開弁力(電磁力)が働くことで、プランジャ15がコア12に引き寄せられ、開閉通路21a,21bが開いて通路が確保される。このとき、インテークマニホールド5の負圧により入力ポート8からチャンバ20aへ蒸散ガスが導入され、蒸散ガスの一部は開閉通路21aを矢印Aの方向へ流れて出力ポート9aへ導出される。また、チャンバ20aに導入された蒸散ガスの一部は接続ポート23からチャンバ20bへ導入され、開閉通路21bを矢印Aの方向へ流れて出力ポート9bへ導出される。出力ポート9a,9bから導出された蒸散ガスは、流量制御装置3下流側の分岐配管4で合流してエンジン6へ流れる。
また、流量特性の比較例として、2個の電磁弁をモジュール化した流量制御装置100(構成は図5で後述する)を、キャニスタ2とエンジン6を連通する配管に設置した場合の流量特性をグラフに四角印(□)の曲線で示す。また、2個の電磁弁を配管で接続した流量制御装置200を設置した場合(構成は図6で後述する)の流量特性を、グラフに三角印(△)の曲線で示す。また、1個の電磁弁を設置した場合の流量特性をグラフに無印の曲線で示す。
流量制御装置100において、蒸散ガスは、入力ポート8からチャンバ20aへ導入され、その一部が開閉通路21aを矢印Bの方向へ流れて接続ポート101へ入り、開閉通路21bを迂回するように外周側の細い通路を通って出力ポート9へ導出される。また、チャンバ20aに導入された蒸散ガスの一部は接続ポート23からチャンバ20bへ導入され、開閉通路21bを矢印Aの方向へ流れて出力ポート9へ導出され、接続ポート101からの蒸散ガスと合流する。出力ポート9から導出された蒸散ガスはエンジン6へ流れる。
流量制御装置3では出力ポート9a,9bを2本設けたことにより、開閉通路21a,21bの圧力損失を流量制御装置100に比べて低減できるようになる。従って、図4に破線の矢印で示すように、流量制御装置3の流量(○の曲線)は流量制御装置100の流量(□の曲線)に比べて大幅に増加する。
その結果、流量制御装置200の流量(△の曲線)と流量制御装置3の流量(○の曲線)は略同等になる。
電磁弁単体も流量制御装置3も入力ポートは1本であり、導入可能な流量は同じであるが、流量制御装置3は開閉通路が2箇所あるのに対して電磁弁単体では開閉通路が1箇所なので、流量が略半分になる。そのため、電磁弁単体の流量(無印の曲線)は、流量制御装置3の流量(○の曲線)に比べ大幅に減少する。
流量制御装置3において蒸散ガスは、先ず入力ポート8からチャンバ20aに導入され、そこから分岐して一方は開閉通路21aへ、もう一方は接続ポート23を通って開閉通路21bへ流れる。よって、入力ポート8から接続ポート23までの流路の途中にフィルタ40を設置すれば足りる。
これに対し、流量制御装置200においては、チャンバ20a,20bにフィルタ40a,40bをそれぞれ設置する必要があり、フィルタを1個に集約できない。
これに対し、2個の電磁弁を配管で接続した流量制御装置200においては、いずれか一方の電磁弁を単体で開閉駆動させても、チャンバ20a,20bを共用化して容積を増やすことはできないので、チャンバ20a,20bの脈動音低減効果に変化はない。
図11は、3個の電磁弁を接続した流量制御装置3aの構成を示す正面図である。この流量制御装置3aはソレノイド部10aとチャンバ20aとを備える電磁弁と、ソレノイド部10bとチャンバ20bとを備える電磁弁と、ソレノイド部10cとチャンバ20cとを備える電磁弁の合計3個の電磁弁から成る。ソレノイド部10a〜10cの構造は同一のため、説明は省略する。
チャンバ20a〜20cには開閉通路21a〜21c(図面上は隠れて見えない)がそれぞれ形成されており、その付近に出力ポート9a〜9cがそれぞれ設けられている。出力ポート9a〜9cが電磁弁の個数と同数の3本であるのに対し、入力ポート8は1本のみとする。入力ポート8の形成されたチャンバ20aと入力ポート8の無いチャンバ20bとは接続ポート23で連通され、同様に、入力ポート8の形成されたチャンバ20aと入力ポート8の無いチャンバ20cとが接続ポート23aで連通されている。
なお、入力ポート8は、チャンバ20aでなく、チャンバ20bまたはチャンバ20cに形成してもよく、入力ポート8を形成したチャンバとその他のチャンバとを接続ポートで連通すればよい。
また、この流量制御装置3aにおいては、チャンバ20aの入力ポート8から接続ポート23,23aまでの流路の途中にフィルタ40(不図示)を設置すればよい。
図12は、チャンバ20a,20bの開口同士を直接接続した流量制御装置3bの構成を示す正面図であり、溶着接続の場合の断面図を図13(a)に、直付け接続の場合の断面図を図13(b)に示す。この流量制御装置3bはソレノイド部10a,10bとチャンバ20a,20bとから構成され、1本の入力ポート8と2本の出力ポート9a,9bが形成されている。また、チャンバ20a,20bの開口同士を接続して接続部50を形成し、チャンバ20a,20b間を連通している。接続部50の接続方法は任意でよく、例えば図13(a)のようにチャンバ20aの開口にチャンバ20bの開口端部を嵌合して溶着したり、図13(b)のようにチャンバ20aの開口にチャンバ20bの開口端部を嵌合して互いの隙間をOリング51で塞いだりする。
また、この流量制御装置3bにおいては、チャンバ20a,20bが一体化しているため、チャンバ内にフィルタを設置すると一方の開閉通路へはフィルタを経由して流れるが、もう一方の開閉通路へはフィルタを経由せず流れることになる。そこで、入力ポート8とチャンバの切替わり部分にフィルタ52を設置する。図14に拡大して示すように、このフィルタ52はチャンバ20a,20bの内径に等しい円柱形状であって、枠体となる樹脂部53と、メッシュ部54とから構成されている。
入出力を逆にした場合、例えば図3において開閉通路21a,21bの開弁時、インテークマニホールド5の負圧により出力ポート9a,9bから蒸散ガスがそれぞれ導入され、開閉通路21a,21bを矢印Aとは逆方向へ流れてチャンバ20a,20bへ入り、チャンバ20bに入った蒸散ガスは接続ポート23を流れてチャンバ20aに入って合流し、チャンバ20aから入力ポート8へ導出されてエンジン6へ流れる。
この場合には、入力側になる出力ポート9a,9bの内径を、接続ポート23の内径以上にして、流量を確保すればよい。
実施の形態1.
図1に示す蒸散ガス処理システムにおいて、燃料タンク1内で発生した蒸散ガスは、キャニスタ2と呼ばれる活性炭を使用した装置に一時的に吸着される。エンジン6の始動後、インテークマニホールド5の負圧により、吸着した空気と蒸散ガソリンとの混合気体が、キャニスタ2からエンジン6へ流れ込むと燃焼が起きる。このとき、キャニスタ2からエンジン6に導入される混合気体の流量を、流量制御装置3が制御部7の駆動信号に従って制御する。
チャンバ20a,20bを樹脂等の同材質(即ち、同一の線膨張係数)で形成することにより、温度変化に応じた変形があっても接続ポート23とチャンバ20bの接続部のシール性を良好に保つことができる。
ソレノイド部10a,10bにおいて、コイル11に電流が流れると、コア12、ヨーク13およびプレート14に磁界が発生し、スプリング16の閉弁力(付勢力)より大きな開弁力(電磁力)が働くことで、プランジャ15がコア12に引き寄せられ、開閉通路21a,21bが開いて通路が確保される。このとき、インテークマニホールド5の負圧により入力ポート8からチャンバ20aへ蒸散ガスが導入され、蒸散ガスの一部は開閉通路21aを矢印Aの方向へ流れて出力ポート9aへ導出される。また、チャンバ20aに導入された蒸散ガスの一部は接続ポート23からチャンバ20bへ導入され、開閉通路21bを矢印Aの方向へ流れて出力ポート9bへ導出される。出力ポート9a,9bから導出された蒸散ガスは、流量制御装置3下流側の分岐配管4で合流してエンジン6へ流れる。
また、流量特性の比較例として、2個の電磁弁をモジュール化した流量制御装置100(構成は図5で後述する)を、キャニスタ2とエンジン6を連通する配管に設置した場合の流量特性をグラフに四角印(□)の曲線で示す。また、2個の電磁弁を配管で接続した流量制御装置200を設置した場合(構成は図6で後述する)の流量特性を、グラフに三角印(△)の曲線で示す。また、1個の電磁弁を設置した場合の流量特性をグラフに無印の曲線で示す。
流量制御装置100において、蒸散ガスは、入力ポート8からチャンバ20aへ導入され、その一部が開閉通路21aを矢印Bの方向へ流れて接続ポート101へ入り、開閉通路21bを迂回するように外周側の細い通路を通って出力ポート9へ導出される。また、チャンバ20aに導入された蒸散ガスの一部は接続ポート23からチャンバ20bへ導入され、開閉通路21bを矢印Aの方向へ流れて出力ポート9へ導出され、接続ポート101からの蒸散ガスと合流する。出力ポート9から導出された蒸散ガスはエンジン6へ流れる。
流量制御装置3では出力ポート9a,9bを2本設けたことにより、開閉通路21a,21bの圧力損失を流量制御装置100に比べて低減できるようになる。従って、図4に破線の矢印で示すように、流量制御装置3の流量(○の曲線)は流量制御装置100の流量(□の曲線)に比べて大幅に増加する。
その結果、流量制御装置200の流量(△の曲線)と流量制御装置3の流量(○の曲線)は略同等になる。
電磁弁単体も流量制御装置3も入力ポートは1本であり、導入可能な流量は同じであるが、流量制御装置3は開閉通路が2箇所あるのに対して電磁弁単体では開閉通路が1箇所なので、流量が略半分になる。そのため、電磁弁単体の流量(無印の曲線)は、流量制御装置3の流量(○の曲線)に比べ大幅に減少する。
流量制御装置3において蒸散ガスは、先ず入力ポート8からチャンバ20aに導入され、そこから分岐して一方は開閉通路21aへ、もう一方は接続ポート23を通って開閉通路21bへ流れる。よって、入力ポート8から接続ポート23までの流路の途中にフィルタ40を設置すれば足りる。
これに対し、流量制御装置200においては、チャンバ20a,20bにフィルタ40a,40bをそれぞれ設置する必要があり、フィルタを1個に集約できない。
これに対し、2個の電磁弁を配管で接続した流量制御装置200においては、いずれか一方の電磁弁を単体で開閉駆動させても、チャンバ20a,20bを共用化して容積を増やすことはできないので、チャンバ20a,20bの脈動音低減効果に変化はない。
図11は、3個の電磁弁を接続した流量制御装置3aの構成を示す正面図である。この流量制御装置3aはソレノイド部10aとチャンバ20aとを備える電磁弁と、ソレノイド部10bとチャンバ20bとを備える電磁弁と、ソレノイド部10cとチャンバ20cとを備える電磁弁の合計3個の電磁弁から成る。ソレノイド部10a〜10cの構造は同一のため、説明は省略する。
チャンバ20a〜20cには開閉通路21a〜21c(図面上は隠れて見えない)がそれぞれ形成されており、その付近に出力ポート9a〜9cがそれぞれ設けられている。出力ポート9a〜9cが電磁弁の個数と同数の3本であるのに対し、入力ポート8は1本のみとする。入力ポート8の形成されたチャンバ20aと入力ポート8の無いチャンバ20bとは接続ポート23で連通され、同様に、入力ポート8の形成されたチャンバ20aと入力ポート8の無いチャンバ20cとが接続ポート23aで連通されている。
なお、入力ポート8は、チャンバ20aでなく、チャンバ20bまたはチャンバ20cに形成してもよく、入力ポート8を形成したチャンバとその他のチャンバとを接続ポートで連通すればよい。
また、この流量制御装置3aにおいては、チャンバ20aの入力ポート8から接続ポート23,23aまでの流路の途中にフィルタ40(不図示)を設置すればよい。
図12は、チャンバ20a,20bの開口同士を直接接続した流量制御装置3bの構成を示す正面図であり、溶着接続の場合の断面図を図13(a)に、直付け接続の場合の断面図を図13(b)に示す。この流量制御装置3bはソレノイド部10a,10bとチャンバ20a,20bとから構成され、1本の入力ポート8と2本の出力ポート9a,9bが形成されている。また、チャンバ20a,20bの開口同士を接続して接続部50を形成し、チャンバ20a,20b間を連通している。接続部50の接続方法は任意でよく、例えば図13(a)のようにチャンバ20aの開口にチャンバ20bの開口端部を嵌合して溶着したり、図13(b)のようにチャンバ20aの開口にチャンバ20bの開口端部を嵌合して互いの隙間をOリング51で塞いだりする。
また、この流量制御装置3bにおいては、チャンバ20a,20bが一体化しているため、チャンバ内にフィルタを設置すると一方の開閉通路へはフィルタを経由して流れるが、もう一方の開閉通路へはフィルタを経由せず流れることになる。そこで、入力ポート8とチャンバの切替わり部分にフィルタ52を設置する。図14に拡大して示すように、このフィルタ52はチャンバ20a,20bの内径に等しい円柱形状であって、枠体となる樹脂部53と、メッシュ部54とから構成されている。
入出力を逆にした場合、例えば図3において開閉通路21a,21bの開弁時、インテークマニホールド5の負圧により出力ポート9a,9bから蒸散ガスがそれぞれ導入され、開閉通路21a,21bを矢印Aとは逆方向へ流れてチャンバ20a,20bへ入り、チャンバ20bに入った蒸散ガスは接続ポート23を流れてチャンバ20aに入って合流し、チャンバ20aから入力ポート8へ導出されてエンジン6へ流れる。
この場合には、入力側になる出力ポート9a,9bの内径を、接続ポート23の内径以上にして、流量を確保すればよい。
ように構成したものである。
Claims (6)
- チャンバと、当該チャンバへ流体を導入または当該チャンバから流体を導出する第1ポートと、前記チャンバと前記第1ポートを連通し、弁により開閉する開閉通路と、前記弁を開閉駆動するソレノイド部とを有する電磁弁を複数備え、
前記複数の電磁弁のそれぞれのチャンバ同士を連通させ、前記複数の電磁弁を一体化する接続部と、
前記複数の電磁弁のうちのいずれか1個の電磁弁のチャンバに形成され、流体を導入または導出する第2ポートとを備えることを特徴とする流体制御装置。 - 第2ポートの形成されたチャンバ内の、当該第2ポートから接続部までの流路の途中にフィルタを備えることを特徴とする請求項1記載の流体制御装置。
- 接続部の内径は、第1ポートおよび第2ポートのうちの流体導入側となるポートの内径以上であることを特徴とする請求項1記載の流体制御装置。
- 接続部は、チャンバ間で同じ材質であることを特徴とする請求項1記載の流体制御装置。
- 接続部は、第2ポートの形成された電磁弁およびそれ以外の電磁弁のいずれか一方のチャンバに設けられた開口と、いずれか他方のチャンバに設けられ当該開口に嵌合する接続ポートとから成ることを特徴とする請求項1記載の流体制御装置。
- 2個の電磁弁を備える流体制御装置であって、
接続部は、一方の電磁弁のチャンバ端部に設けられた開口と、他方の電磁弁のチャンバ端部に設けられた開口とを嵌合して成ることを特徴とする請求項1記載の流体制御装置。
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