JP2001514364A - 緩衝媒体を備えた自動車の排出物制御バルブ - Google Patents

緩衝媒体を備えた自動車の排出物制御バルブ

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JP2001514364A JP2000507933A JP2000507933A JP2001514364A JP 2001514364 A JP2001514364 A JP 2001514364A JP 2000507933 A JP2000507933 A JP 2000507933A JP 2000507933 A JP2000507933 A JP 2000507933A JP 2001514364 A JP2001514364 A JP 2001514364A
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Abstract

(57)【要約】 バルブ組立体（１４）は、本体部分（２４）を通して入口ポート（２５）および出口ポート（２６）の間を結ぶ内部主通路と、電磁アクチュエータ（３０）と、通路を選択的に開閉するためにアクチュエータのアーマチュア（５８）で作動されるバルブ（８６）とを含んで成る。力を均衡させる機構（９２）は、第１ポートおよび第２ポートの間の差圧によって生じる力に対抗する力をバルブ（８６）に与える。バルブは、アーマチュアの横方向変位の衝撃を緩衝するクッション媒体（７６，８０，１４２）と、アーマチュアおよび静止部分の間の軸線方向の衝撃を緩衝するクッション媒体（７６）とを有している。外層モールド成形体（３２）が内部部分と、音速ノズル構造（２８）を含む入口ポートのポートとを包囲している。このバルブは、騒音減衰、耐久性および性能の改善を示す。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （発明の分野） 本発明は一般に内燃エンジンを動力とする自動車の搭載型の排出物制御システ
ム（on-board emission control systems） 、例えば蒸発性排出物の制御システ
ムに係わり、特に蒸発性排出物の制御システムのためのキャニスタパージソレノ
イド（ＣＰＳ）バルブのような新規且つ独特の排出物制御バルブに関する。
【０００２】 （発明の背景） 典型的な搭載型の蒸発性排出物の制御システムは、エンジン用の揮発性液体燃
料を収容したタンクから放出される燃料蒸気を収集する蒸気収集キャニスタと、
この収集した蒸気をエンジンの吸気マニホルドへ定期的にパージすなわち掃気す
るキャニスタパージソレノイドバルブとを含んでいる。周知の蒸発システムの制
御システムでは、キャニスタパージソレノイドバルブはソレノイドを含んでおり
、このソレノイドはマイクロプロセッサを基礎とするエンジン管理システムが発
生する掃気制御信号によって制御される。典型的な掃気制御信号は、例えば５Ｈ
ｚ〜２０Ｈｚの範囲の比較的低い作動周波数のデューティサイクル変調パルス波
形である。この変調は０％〜１００％の範囲である。このことは、作動周波数の
各サイクルに関してソレノイドがそのサイクル時間の或るパーセンテージに対し
て付勢されることを意味する。このパーセンテージが増大するとソレノイドが付
勢される時間も増加し、それ故にバルブを通る掃気流量も増加する。逆に、その
パーセンテージが減少すると、掃気流量は減少する。
【０００３】 車輌の通常運転時に生じる吸気マニホルド負圧の変化は、そのような影響を考
慮するために例えば真空圧調整バルブのような装備が含まれていなければ、意図
する制御戦略を混乱させるようにキャニスタパージソレノイドバルブにも直接に
作用する。キャニスタパージソレノイドバルブが閉じているとき、バルブ出口に
おけるマニホルド負圧はバルブ座で囲まれた開閉されるバルブ部材の部分に与え
られる。マニホルド負圧の変化はそのバルブの或る作動特性に影響を及ぼし、予
測できない流量特性を生じる可能性がある。
【０００４】 ソレノイド作動式バルブの特別な構造、およびそれに対する或る種の外的影響
は、流れ開始点や小流量の増分特性のような或る種の作動特性を害することにな
り得る。
【０００５】 とりわけ共通して譲渡された米国特許第５４１３０８２号によれば、キャニス
タ掃気時にバルブを通る流量に対してマニホルド負圧の変化が影響する度合いを
減少するために、キャニスタパージソレノイドバルブに音速ノズル機能（sonic
nozzle function） を組み入れることが知られている。米国特許第５３７３８ ２２号によれば、アーマチュア／バルブ部材の圧力を均衡させる、すなわち力を
均衡させることが知られている。
【０００６】 １９９０年２月２０日付けで付与され、共通して譲渡された米国特許第４９０
１９７４号のような他の特許によれば、アーマチュアが往復動作する際に停止部
材に対してアーマチュアが衝突して発生する衝撃力を吸収するために、騒音を減
衰する緩衝装置を組み入れることが知られている。
【０００７】 （発明の概要） 本発明は、制御精度を害し、また内部で発生した作動騒音を減衰する改良され
た減衰性を害する傾向を示す影響があるにも拘わらずに、より一層予測可能な掃
気流量制御を含む改良された性能を単独および集合的に達成すると考えられるさ
まざまな特徴を有する自動車用排気ガスバルブに関する。
【０００８】 前述した改良点の１つ以上を達成するために、本発明の他の概念は、第１ポー
トおよび第２ポートの間を結ぶ内部主通路を有する本体と、その通路に外接する
関係の環状バルブ座と、アーマチュアおよびガイド穴を含んで成る電気アクチュ
エータであって、そのアーマチュアはガイド穴内を軸線方向に移動するように実
質的にガイドされるのであるが、幾分かの横方向間隙が与えられており、このた
めにアーマチュアがアクチュエータによって軸線方向に移動されるとき、アーマ
チュアの僅かな横方向変位の発生は許容する前記電気アクチュエータと、ガイド
穴の開放された軸線方向端から軸線方向外方へ突出しているアーマチュアの一部
分に連結され、通路を選択的に開閉するためにアーマチュアにより作動されるバ
ルブと、アーマチュアの横方向変位による衝撃を緩衝する媒体であって、ガイド
穴の開放端から軸線方向外方へ突出したアーマチュアの部分のまわりに配置され
ている前記媒体とを含んで構成された電動バルブ組立体に関する。
【０００９】 前述した改良点の１つ以上を達成するために、本発明の他の概念は、第１ポー
トおよび第２ポートの間を結ぶ内部主通路を有する本体と、その通路に外接する
関係の環状バルブ座と、ガイド穴を含んで成る電気アクチュエータと、そのガイ
ド穴の内部を軸線方向に延在する有壁スリーブと、このスリーブの内部を軸線方
向へ実質的にガイドされるアーマチュアであって、幾分かの横方向間隙を有して
おり、アクチュエータによってこのアーマチュアが軸線方向へ移動されるときに
そのアーマチュアの僅かな横方向変位が生じ得るようになされている前記アーマ
チュアと、通路を選択的に開閉するためにアーマチュアにより作動されるバルブ
と、アーマチュアの横方向変位による衝撃を緩衝する媒体であって、スリーブと
ガイド穴との間に配置された前記媒体とを含んで構成された電動バルブ組立体に
関する。
【００１０】 前述した改良点の１つ以上を達成するために、本発明の他の概念は、第１ポー
トおよび第２ポートの間を結ぶ内部主通路を有する本体と、その通路に外接する
関係の環状バルブ座と、静止部分およびアーマチュアを含んで成る電気アクチュ
エータと、通路を選択的に開閉するためにアーマチュアにより作動されるバルブ
とを含んで成り、アーマチュアおよび静止部分が補完的なそれぞれの対向面形状
を有しており、その対向面形状の一方はテーパー形の突起を含み、他方の形状は
テーパー形の凹部を含んで成り、これらの突起および凹部はバルブが通路を閉じ
ているときに部分的に軸線方向に重なり合わされている電動バルブ組立体に関す
る。
【００１１】 前述した改良点の１つ以上を達成するために、本発明の他の概念は、第１ポー
トおよび第２ポートの間を結ぶ内部主通路を有する本体と、その通路に外接する
関係の環状バルブ座と、静止部分およびアーマチュアを含んで成る電気アクチュ
エータと、通路を選択的に開閉するためにアーマチュアにより作動されるバルブ
とを含んで成り、アーマチュアおよび静止部分が補完的なそれぞれの対向面形状
を有し、その対向面形状の一方はテーパー形の突起を含み、他方の形状はテーパ
ー形の凹部を含んでおり、またテーパー形の凹部に対するテーパー形の突起の軸
線方向の衝撃を吸収するクッションを含んで成る電動バルブ組立体に関する。
【００１２】 前述した包括的な概念に含まれる本発明のさらに他の補助的な概念は、バルブ
本体に組付けられた内部構成部材を包み込む外層モールド成形体、バルブを作動
させる電磁アクチュエータの或る詳細部分、掃気流量に係わる音速ノズル構造、
そしてバルブの或る詳細部分およびその部分の力を均衡させる機構との一体化に
関する。完成されたバルブは騒音の減衰、耐久性および性能を改善された。
【００１３】 前述した特徴およびその他の特徴は、各種の利点、利益および本発明の原理と
共に、図面を伴う以下の説明および特許請求の範囲に見ることができる。本明細
書に組み入れられ、その一部を成す図面は、本発明を実施するうえで現在最良と
考えられている形態の本発明の好ましい実施例を示している。
【００１４】 （好ましい実施例の説明） 図１は自動車の蒸発性排出物の制御システム１０を示しており、この制御シス
テムは蒸気収集キャニスタ１２および本発明の原理を具現する排出物制御バルブ
１４を含み、これらは慣習的な方法で燃料タンク１６と内燃エンジン２０の吸気
マニホルド１８との間に直列状態で連結されている。各種の入力信号を受取るエ
ンジン管理コンピュータ２２は排出物制御バルブ１４を作動させるために掃気制
御出力信号を供給する。
【００１５】 排出物制御バルブ１４の詳細は図２〜図５に示されている。排出物制御バルブ
１４は入口ポート２５および出口ポート２６を有する本体部分２４を含んでおり
、出口ポートは音速ノズル構造２８を含んでいる。本体部分２４は射出モールド
成形されるなどの方法で燃料耐性を有する適当材料から作られており、２つのポ
ートをそれぞれニップルとして具現している。出口ポート２６を形成するニップ
ルの内端において、それらの２つのポートの間を延在する内部主通路に対して環
状座面２９が外接されている。
【００１６】 排出物制御バルブ１４はソレノイド組立体３０を含んで成り、このソレノイド
組立体は外層モールド成形体３２の内部に収容されている。結合部３４は外層モ
ールド成形体３２を本体部分２４に結合しており、これら２つが排出物制御バル
ブ１４の本体を構成するものと考えることができる。外層モールド成形体３２は
自動車における適当な取付け箇所にバルブを取付けるための形成部３６を含んで
いる。
【００１７】 ソレノイド組立体３０は重合材料より成るボビン３８を含んでおり、このボビ
ンの中央の管状コアー４０の周囲には電磁コイル４２が配置されている。符号４
４は排出物制御バルブ１４の仮想上の長手方向の軸線を示しており、コアー４０
および出口ポート２６はこの軸線と同軸とされている。コアー４０は円筒形の貫
通穴４６を含んでおり、この貫通穴は軸線方向の反対両端においてボビン３８の
それぞれ半径方向に向かう環状端壁４８，５０を通して開放されている。電磁コ
イル４２を形成している磁気ワイヤーの終端はそれぞれの電気端子５２，５４に
連結されており、これらの電気端子の基端は環状端壁４８に取付けられている。
これらの端子の先端は外層モールド成形体３２を通って半径方向へ突出しており
、その箇所において端子の先端は外層モールド成形体と一体の形成部である包囲
部５６により横方向を境界されていて、これにより管理コンピュータに通じる補
完的なコネクタ（図示せず）に対して連結される電気コネクタをバルブが備えて
いる。
【００１８】 ソレノイド組立体３０は、電気端子５２，５４に電流が供給されたときに、電
磁コイル４０が発生する磁束を集中させるための磁気回路構造をさらに含んでい
る。この磁気回路構造はアーマチュア５８と、複数部品で構成された静止構造と
を含んで成り、静止構造は静止部分６０，６２，６４を含んでいる。
【００１９】 静止部分６０は軸線４４と同軸のソレノイド組立体の一端に配置された一般に
円筒形の極部片である。静止部分６２は軸線４４と同軸のソレノイド組立体の他
端に配置された他の極部片である。静止部分６４はコイルおよびボビンの外部で
２つの静止極部片である静止部分６０，６２の間の磁気回路を完成させる部分で
ある。磁気回路は静止部分６０およびアーマチュア５８の間の空隙６５を含む。
また、アーマチュア５８とボビン３８の材料が占める静止部分６２との間の空隙
も含む。
【００２０】 静止部分６４の一部は円筒壁６６で構成されており、この円筒壁は軸線４４と
同軸に配置されていて、その円筒壁に静止部分６０のヘッド６７が螺合されてい
る。外層モールド成形体３２は円筒壁６６の手前で終端し、円筒形の包囲部３２
Ａを含んで成り、静止部分６０に外部からアクセスできるようにしている。ヘッ
ド６７は工具係合面６８を含んでおり、この工具係合面は、軸線４４に沿う静止
部分６０の軸線方向位置の調整のために補完的形状の工具（図示せず）を係合し
て結果的に回転させるために、包囲部３２Ａを通してアクセスができる。静止部
分６０のシャンク部分は貫通穴４６の軸線方向の一端を密接な状態で通されてい
る。このシャンクの先端部分は、テーパー形のチップ７２で終端している直径の
減少された部分７１に通じるショルダ７０を含んで成る。
【００２１】 アーマチュア５８は貫通穴４６の中を軸線方向に移動できるようになされた円
筒形を成している。アーマチュア５８の軸線方向の一端は静止部分６０の先端７
２に並置されており、また中央部分にテーパー形の凹部７４を形成されたいわゆ
る平坦な端面を含んでいる。この凹部は先端７２の形状の補完的な形状をしてい
る。凹部７４の底部にはエラストマーのような衝撃吸収クッション７６が配置さ
れている。これに代えて、クッションは先端７２に取付けることができる。アー
マチュア５８の軸線方向の反対端部は、中央部分が軸線４４と同軸の円形盲穴７
８を有するいわゆる平坦な端面を含んでいる。アーマチュア５８と貫通穴４６の
壁面との間には半径方向の間隙が備えられ、アーマチュアの軸線方向の動きを可
能にしている。
【００２２】 磁気回路の磁束により生じた磁力によって作動されるとき、アーマチュア５８
は動きの軸線方向成分のみで必然的に動くのではない。この動きは半径方向、す
なわち横方向の成分によって達成される。この横方向の動きによって生じる騒音
のような望ましくない結果を減衰するために、衝撃吸収クッション８０が貫通穴
４６の外側に備えられる。図示した衝撃吸収クッション８０は、アーマチュアに
外接するがアーマチュアの望まれる軸線方向の動きに対していかなる重大な影響
も与えないエラストマー製のリングで構成されている。衝撃吸収クッション８０
は環状取付け部材８２の内縁に配置されており、取付け部材の外周はボビンの端
壁５０の皿穴８４の壁面に係合して、クッション保持組立体を所定位置に留めて
いる。これに代えて、衝撃吸収クッション８０および環状取付け部材８２は後者
の取付け部材が前者のクッションを所定位置に保持するように配置された別々の
部分とされることができる。
【００２３】 多数部分で構成されたバルブ組立体８６がアーマチュア５８に組付けられる。
バルブ組立体８６はバルブヘッド部分８８およびシール部分９０を含んで成る。
力を均衡させる機構９２がバルブ組立体８６に組合わされる。力を均衡させる機
構９２は環状の湾曲（convoluted）ダイヤフラム９４およびリテーナ９６を含ん
で成る。バルブ組立体および力を均衡させる機構は留め具９８によってアーマチ
ュア５８と組立て状態に保持される。
【００２４】 バルブヘッド部分８８は一般に円筒形であるが、軸線方向の両端の中間に半径
方向へ突出する円形***１００を含んでいる。シール部分９０は内径面に溝１０
４を有するリング形の円形本体１０２を含んで成り、この溝１０４内に円形***
１００を収容してバルブヘッド部分８８の外径面上に円形本体１０２を嵌着させ
ることができる。截頭円錐形のシーリングリップ１０６は円形本体１０２の端部
から突出して半径方向外方へ向かって拡径状に開かれており、排出物制御バルブ
１４が図２および図３に示される閉位置にあるときは座面２９に対してシールさ
れるように座面に向かって延在されている。
【００２５】 バルブヘッド部分８８はシーリングリップ１０６と反対側の軸線方向端部に外
部ショルダ１０８をさらに含んでいる。バルブヘッド部分８８はまた中央の軸線
方向に延在する通し穴１１０を含んでいる。シーリングリップ１０６の近くのバ
ルブヘッド部分８８の端部は一連の円周方向に間隔を置いたフィンガ１１１を含
んでおり、これらのフィンガは通し穴の内方へ向かって半径方向に延在されてい
る。
【００２６】 リテーナ９６はまた一般に円筒形をしており、中央の通し穴１１２を含んでい
る。この通し穴の壁面は溝を有形成され、円周方向に間隔を隔てられた軸線方向
に延在する溝を含んでいる。バルブヘッド部分８８およびリテーナ９６は軸線方
向に互いに重ねられ、またこの重ね合わせ体はアーマチュア５８にプレス嵌めさ
れた留め具９８によってアーマチュア５８に対して固定される。留め具９８は中
空のチューブであり、ヘッド１１３およびシャンク１１４を有している。ヘッド
１１３はフィンガ１１１の半径方向内端に支持されるが、通し穴１１０を通る通
路を遮断しない。シャンク１１４は間隙を有してバルブヘッド部分８８およびリ
テーナ９６に通され、またアーマチュアの穴すなわち円形盲穴７８の中に圧力嵌
めされており、リテーナ９６が円形盲穴７８のまわりでアーマチュアの端部に接
触するようにされている。これはバルブ組立体８６をアーマチュア５８に固定し
、その両部材が一体となって軸線方向に移動するようにさせる。
【００２７】 リテーナ９６はバルブヘッド部分８８のショルダ１０８と半径方向に重なるフ
ランジ１１６をさらに含んでいる。組立体において、フランジ１１６およびショ
ルダ１０８はダイヤフラム９４の内縁のビード１１８を捕捉して、ダイヤフラム
のＵ形部をバルブ組立体８６の外径部に対してシールする。ダイヤフラム９４の
外縁はビード１２０を含み、このビードはボビンの端壁５０と本体部分２４の内
部ショルダ１２２との対向面の間に捕捉される。皿穴８４および部材すなわちダ
イヤフラム９４は協働して、力を均衡させる機構９２の一部として内部室空間１
２６を形成している。
【００２８】 螺旋コイルの押圧ばね１３０が、軸線方向の一端を部分すなわち端壁５０のシ
ョルダに当接させ、反対端部を凹部７４の周囲でアーマチュア５８の平坦面に当
接させて、部分すなわち端壁５０の先端付近に配置されている。電磁コイル４２
に電流が流れていないときには、螺旋コイルの押圧ばね１３０はシーリングリッ
プ１０６を座面２９に対して押付ける。これにより、入口ポート２５および出口
ポート２６の間を結ぶバルブを通る主通路が閉じられる。しかしながら出口ポー
ト２６の位置での圧力は、バルブヘッド部分８８およびリテーナ９６の通し穴を
経て与えられる連通通路を通して室空間１２６に通じている。主通路が閉じられ
ると、先端７２は凹部７４の中へ僅かながら突入して静止部分すなわち極部片６
０とアーマチュア５８との間に僅かながら軸線方向の重なりを形成するが、先端
７２は衝撃吸収クッション７６からは間隔を隔てられる。
【００２９】 排出物制御バルブ１４へ掃気制御信号を供給することで電磁コイル４２に電流
の流れが生じ、またこの電流は磁束を発生し、この磁束は上述の磁気回路に集中
される。電流が増大するにつれて、バルブ組立体すなわちヘッド部分８８を座面
２９からますます大きく引離すように移動させる方向に、ますます大きな力がア
ーマチュア５８に作用される。この力は押圧ばね１３０の増大される圧縮力で対
抗される。バルブ組立体すなわちヘッド部分８８が座面２９から離れる方向へ変
位される度合いは、電流と良好な相関関係がある。また力の均衡化および音速流
れにより、バルブ作動はマニホルド負圧を変化させるには本質的に鈍感となる。
アーマチュア５８およびバルブ組立体８６が座面２９から離れる最大変位は、ア
ーマチュアのテーパー形の先端が衝撃吸収クッション７６に当接することで定め
られる。
【００３０】 作動的な排出物制御システム１０において、吸気マニホルド負圧は出口ポート
２６を通して与えられ、座面２９にシーリングリップ１０６が着座することで囲
まれる面積に作用する。力の均衡化が行われなければ、マニホルド負圧の変動は
排出物制御バルブ１４を開くのに必要な力を変化させ、これによりバルブを開く
のに必要な電磁コイル４２を流れる電流を変化させる。力の均衡化はマニホルド
負圧の変化に対するバルブ作動、特に最初のバルブ開き動作を鈍感にする。本発
明の排出物制御バルブ１４では、力の均衡化はバルブ組立体８６を通して室空間
１２６に到る前述した連通通路によって達成される。ダイヤフラム９４およびバ
ルブ組立体８６によって形成される室空間の可動壁部分の有効面積を座面２９に
シーリングリップ１０６が着座して囲まれる面積に等しくすることで、バルブ組
立体すなわちヘッド部分８８が引離されることに抗する作用力は、軸線に沿って
反対方向へ作用する等しい力によって相殺される。それ故に、排出物制御バルブ
１４は良好に定められた、また予測できる開口特性を与えられると考えられるの
であり、これはキャニスタ掃気を行うための望ましい制御戦略を達成するうえで
重要なことである。バルブ組立体８６が座面２９から引離されたならば、幾らか
の対抗力が力を均衡させる機構によって作用され続ける。一般に、この対抗力は
或る勾配に沿って徐々に減少される。
【００３１】 バルブが引離し過渡における初期状態を超えて開かれたならば、音速ノズル構
造２８が真の音速ノズル構造として有効化され（入口ポートと出口ポートとの間
に十分な圧力差があると仮定する）、音速掃気流が形成され、マニホルド負圧の
変動に対して本質的に鈍感となる。蒸気が掃出される特性、例えば比熱、ガス定
数および温度が一定であると仮定すれば、バルブを流れる質量流量は本質的に音
速ノズルの上流側の圧力のみの関数となる。バルブ部材の引離し初期およびバル
ブ部材の再着座の終了まぎわによって与えられるバルブ部材およびバルブ座間の
制約は、圧力降下を生じて完全な音速ノズル作動を妨げるが、これらの過渡状態
は十分に定められるので、また比較的短時間であるので、実際的なバルブ作動は
バルブに与えられる実際の掃気制御信号と十分に関連付けられる。本発明のバル
ブは、エンジン管理コンピュータ２２からのパルス幅を変調された（ＰＷＭ）掃
気制御信号波形、すなわち実質的に一定の電圧振幅を有して設定された周波数で
生じる矩形電磁アクチュエータパルスにより構成された掃気制御信号波形によっ
て作動されるのが好適である。
【００３２】 バルブ組立体８６および力を均衡させる機構９２の構造は、有利な構造である
。バルブヘッド部分８８、ダイヤフラム９４およびシール部分９０の材料は重合
材料であるが、或る種の異なった特性を有することができる。シール部分９０は
バルブヘッド部分８８の上から直接にモールド成形できる特性を有することがで
きる。このような融和性はダイヤフラム９４およびバルブヘッド部分８８の材料
缶には存在し得ない。それ故に本明細書で開示したようなリテーナ９６、そのバ
ルブヘッド部分８８との重ね合わせの組合わせ、および使用される留め具９８は
、ダイヤフラムおよびシール部材の両方をバルブヘッドに対してシールするとい
う要求されたシール作用を達成する構造を形成する。
【００３３】 排出物制御バルブ１４のすべての内部部品が本体部分２４に対して組付けられ
たならば、外層モールド成形体３２が形成されて包囲体が完成される。この外層
モールド成形体は集中の射出モールド成形技術によって作られる。結合部３４に
おいて外層モールド成形体を成す材料は本体部分２４に対してシールされる。同
様なシール作用が電気端子５２，５４のまわりに形成される。外層モールド成形
体の材料はソレノイド組立体３０の全側面を包囲する。壁すなわち包囲部３２Ａ
の底部位置において外層モールド成形体の材料は同様にシールを形成するが、静
止部分６０に対するアクセスはそのままできるように残す。静止部分６０は、電
磁コイル４２の或る電流に対して開動開始点を設定することでバルブの適切な較
正を与える。
【００３４】 各種の特徴が組合わされて騒音の減衰、耐久性および性能をそれぞれ改善され
たバルブが構成される。先端７２および凹部７４のテーパー角度はソレノイド組
立体３０の力対電流特性に影響を与えることが見い出されている。軸線４４に対
する約３０゜のテーパー角度が電圧の「プルインすなわち引き込み（pull in） 」を低下させ、バルブの小流量での開動開始特性を改善することで排出物制御バ
ルブ１４の低電圧時の作動を改善することが発見された。例えば、バルブが開動
されることによる初期流量は、テーパーを組み合わせることで約２ＳＬＰＭから
約１．５ＳＬＰＭに減少された。
【００３５】 バルブの他の実施例が図６〜図７に符号１４’で全体を示されており、両バル
ブ１４，１４’の同じ部分は同じ数符号で示されている。バルブ１４’は異なる
構造によってアーマチュアの動きにおける横方向成分の緩衝が行われること以外
の点ではバルブ１４に似ている。クッション８０および部材８２を使用するのに
代えて、円形の円筒スリーブ１４０およびライナー１４２の組合わせが備えられ
ている。スリーブ１４０は非磁性の薄肉金属とされ、内部にアーマチュア５８が
閉じ込められ、摩擦の小さい滑り嵌めとされているのが好ましい。ライナー１４
２は粘弾性材料とされ、スリーブ１４０とボビンの貫通穴４６の壁面との間に配
置されているのが好ましい。スリーブおよびライナーは貫通穴４６の中に配置さ
れ、通し穴の中のアーマチュア５８の長さと少なくとも同じ長さ範囲にわたるの
が好ましい。ライナー１４２をスリーブ１４０に接着して、これらの２つの部材
が単一部材を形成し、これがバルブ製造時にバルブに組立てられることができる
ようにすることが望ましい。別の図面に特別に示してはいないが、特別な用途に
点灯とされるならば、横方向のアーマチュア緩衝構造の両形態をバルブに組み入
れることができる。
【００３６】 図８のバルブ１４''の実施例は、静止部分６０とアーマチュア５８との間の境
界が異なる点以外は第１実施例に似ている。バルブ１４''では、静止部分６０は
テーパー形とされた先端の代わりに、平坦な先端を有している。アーマチュア５
８の並置された端部は穴１４８を有し、この穴は円形盲穴７８に向かって延在す
るがその盲穴よりは僅かに小さい直径である。クッション１５０はアーマチュア
のこの端部に取付けられており、穴１４８に嵌合するステム１５２と、静止部分
６０の平坦な先端に向かい合うマッシュルーム形ヘッド１５４とを有している。
このバルブは横方向の衝撃を緩衝する両形態、すなわちリング８４およびスリー
ブ−ライナー１４０，１４２の句あわせを示している。
【００３７】 本発明の現在好ましいとされる実施例が示され説明されたが、この原理は特許
請求の範囲に記載された範囲に含まれる他の実施例に対しても適用できることは
認識されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の原理を具現する排出物制御バルブを含んで成る蒸発性排出物の制御シ
ステムの概略線図。
【図２】 図１の排出物制御バルブを通る長手方向の横断面図。
【図３】 図２の一部分の拡大した断片図。
【図４】 図３の矢印４−４の方向における断片的な横方向の横断面図。
【図５】 図３の矢印５−５の方向における断片的な横方向の横断面図。
【図６】 他の実施例を示す図２に類似の図。
【図７】 図６の一部分の拡大した断片図。
【図８】 他の実施例を示す図２に類似の図。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年２月２４日（２０００．２．２４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】 とりわけ米国特許第５４１３０８２号によれば、キャニスタ掃気時にバルブを
通る流量に対してマニホルド負圧の変化が影響する度合いを減少するために、キ
ャニスタパージソレノイドバルブに音速ノズル機能（sonic nozzle function）
を組み入れることが知られている。米国特許第５３７３８２２号によれば、アー
マチュア／バルブ部材の圧力を均衡させる、すなわち力を均衡させることが知ら
れている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】 米国特許第４９０１９７４号のような他の特許によれば、アーマチュアが往復
動作する際に停止部材に対してアーマチュアが衝突して発生する衝撃力を吸収す
るために、騒音を減衰する緩衝装置を組み入れることが知られている。 米国特許第５２３７９８０号は、システムの流量特性に存在するであろう不規
則性を矯正するために衝撃を減衰されるバルブを有する蒸発性排出物の制御シス
テムを開示している。この衝撃減衰は、静止部分とアーマチュアとの空隙を横断
する境界位置での向かい合う面に段を組合わせるか、または真鍮製チューブ内の
アーマチュアの動きをその移動間隙が十分に小さくなるようにガイドして空力的
な減衰が生じるようにすることによって行われている。 米国特許第５６４９６８７号は、ソレノイドが極部片と高周波数で作動するよ
うに形状を定められたアーマチュアとを有して成る搭載型の燃料蒸気回収システ
ム用のパルス幅を変調されたソレノイドパージバルブを開示している。この極部
片およびアーマチュアは、一方の部材の突起が他方の部材のかなり大きく形成さ
れている凹部の中に押し込められて構成された空隙境界を有しており、アーマチ
ュアの応答時間を減少させて高周波作動を可能にしている。この突起は環状のス
トップショルダと弾性材料で作られたワッシャとを含んでおり、このワッシャが
極部片とアーマチュアとの間の衝撃によって発生する騒音を減少させる。 ＤＥ−Ａ−４３２９３９６は、燃料吸収部材に空気を供給してその部材を再生
させるための電気空気式制御バルブを開示している。この制御バルブは、空気制
御部の作動によって変位可能なバルブ座部材と、空気制御部の作動によって変位
可能なバルブシーリング部材とを含んでいる。バルブ座部材およびバルブシーリ
ング部材はいずれも互いに対して独立して作動され、また較正開口を備えた固定
スリーブ内にスライド可能且つガイド可能に支持されている。 米国特許第５５７９７４１号は、騒音減衰を改善するために截頭円錐形の突起
とバルブ座の平坦な環状面に対してシールされることとを特徴とした往復作動さ
れるバルブ部材のヘッドに新規なシール部材を有するパージバルブを開示してい
る。この突起は座面に対して閉位置になるとき、僅かに撓んでその丸められた自
由端のシーリング直径が座面を滑る（wipe）ようになされる。一実施例において
、このシール部材はバルブ部材が最大開口位置となることによって衝撃を吸収す
る別の突起を備えている。他の実施例では、弾性衝撃緩衝部材がソレノイド組立
体の極部片の端部に備えられ、バルブ部材が最大開口位置になるときにそのバル
ブ部材の衝撃を吸収するようになされている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】 本発明の１つの概念によれば、第１ポートおよび第２ポートの間を結ぶ内部主
通路を有する本体と、その通路に外接する関係の環状バルブ座と、静止部分およ
びアーマチュアを含んで成る電気アクチュエータとを含み、アーマチュアおよび
静止部分が補完的なそれぞれの対向面形状を有しており、また通路を選択的に開
閉するためにアーマチュアによって作動されるバルブを含んで成る電動バルブ組
立体であって、補完的な対向面形状はテーパー形の突起とテーパー形の凹部とを
含んで成り、この突起および凹部はバルブが通路を閉じているときに軸線方向に
部分的に重なり合わされることを特徴とする電動バルブ組立体が提供される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ， ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，Ｌ Ｋ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ， ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，Ｔ Ｍ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 バルスドン、デビッド、ダブリュ カナダ国 オンタリオ、チャサム、 ベド フォード ストリート 206−97 (72)発明者 ブルニール、ガーリイ カナダ国 オンタリオ、チャサム、 アー ルナンバー８ (72)発明者 バン ウェッテン、リック カナダ国 オンタリオ、チャサム、 ベド フォード ストリート 201−97 (72)発明者 フォークナー、ロバート カナダ国 オンタリオ、チャサム、 ホラ ンド アベニュー 32 (72)発明者 ハイム、デレク カナダ国 オンタリオ、チャサム、 チャ ーチル ストリート 132 Ｆターム(参考） 3G044 BA14 BA32 DA02 GA02 3H106 DA08 DB02 DB26 DB32 DC02 EE33 GA01 GB01 GB03 GC08 KK17

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１ポートおよび第２ポートの間を結ぶ内部主通路を有する
    本体と、その通路に外接する関係の環状バルブ座と、アーマチュアおよびガイド
    穴を含んで成る電気アクチュエータであって、そのアーマチュアはガイド穴内を
    軸線方向に移動するように実質的にガイドされるのであるが、幾分かの横方向間
    隙が与えられており、このためにアーマチュアがアクチュエータによって軸線方
    向に移動されるとき、アーマチュアの僅かな横方向変位の発生は許容する前記電
    気アクチュエータと、ガイド穴の開放された軸線方向端から軸線方向外方へ突出
    しているアーマチュアの一部分に連結され、通路を選択的に開閉するためにアー
    マチュアにより作動されるバルブと、アーマチュアの横方向変位による衝撃を緩
    衝する媒体であって、ガイド穴の開放端から軸線方向外方へ突出したアーマチュ
    アの部分のまわりに配置されている前記媒体とを含んで構成された電動バルブ組
    立体。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載されたバルブ組立体であって、媒体が環状部
    材を含んで成るバルブ組立体。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載されたバルブ組立体であって、ガイド穴が電
    磁コイルの配置されたボビン内にあり、アーマチュアの一部分が軸線方向外方へ
    突出するガイド穴の開放端を含む端壁をボビンが有しており、またこのボビン端
    壁に環状部材を保持するためのリテーナをさらに含んで成るバルブ組立体。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載されたバルブ組立体であって、アーマチュア
    の一部分が軸線方向外方へ突出するガイド穴の開放端を含むボビン端壁がガイド
    穴の開放端を取り囲むキャビティを含み、環状部材をボビン端壁に保持するため
    にリテーナがこのキャビティ内に収容されているバルブ組立体。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載されたバルブ組立体であって、リテーナは環
    状部材が配置される内縁に環状部材を含んでいるバルブ組立体。
  6. 【請求項６】 請求項３に記載されたバルブ組立体であって、コイルを流れ
    る電流によって発生される磁束を導くアーマチュアを含む磁気回路の一部を構成
    する静止構造を含み、この静止構造は空隙によってアーマチュアから分離された
    静止部分を含んでおり、またさらにアーマチュアと静止部分との間の衝撃を緩衝
    するクッションを含んで成るバルブ組立体。
  7. 【請求項７】 請求項６に記載されたバルブ組立体であって、静止部分およ
    びアーマチュアが空隙位置に補完的なテーパー面を有して成るバルブ組立体。
  8. 【請求項８】 請求項７に記載されたバルブ組立体であって、テーパー面が
    静止部分およびアーマチュアと同軸の軸線に対して約３０゜の角度をなしている
    バルブ組立体。
  9. 【請求項９】 請求項７に記載されたバルブ組立体であって、一方のテーパ
    ー面がアーマチュアに凹部を含んでおり、クッションがその凹部の底部に配置さ
    れているバルブ組立体。
  10. 【請求項１０】 請求項１に記載されたバルブ組立体であって、バルブが通
    路を閉じているときに第１および第２ポート間の差圧による力に対抗する反力を
    バルブに作用させる反力機構であり、本体内部に位置され、本体およびバルブ間
    を延在し且つそれらの両者に対してシールされている流体不浸透性の可動壁によ
    って部分的に境界された室空間を含んで成る反力機構と、バルブが通路を閉じて
    いるときに一方のポートを室空間に連通する連通通路とをさらに含み、バルブは
    組立てられた状態の複数部品を含んで成り、この複数部品のうちの１つはバルブ
    ヘッド、および複数部品のうちの他のものはリテーナであり、バルブヘッドおよ
    びリテーナはバルブにシールされた状態の可動壁を協働して保持しているバルブ
    組立体。
  11. 【請求項１１】 請求項１０に記載されたバルブ組立体であって、バルブを
    アーマチュアと組立体状態に保持するためにバルブヘッドおよびリテーナの両者
    に留め具が通されており、連通通路はバルブヘッドおよびリテーナの両者を通し
    て形成されており、バルブヘッドおよびリテーナの両者は連通通路を形成する貫
    通穴を含んでおり、また留め具は連通通路を通る流れを妨げることなくバルブヘ
    ッドに係合するヘッドを含んでいるバルブ組立体。
  12. 【請求項１２】 請求項１０に記載されたバルブ組立体であって、バルブ本
    体に対してシールされている可動壁を保持するためにバルブ本体と協働する壁を
    アクチュエータが含んでいるバルブ組立体。
  13. 【請求項１３】 請求項１２に記載されたバルブ組立体であって、バルブ本
    体に対してシールされている可動壁を保持するためにバルブ本体と協働するアク
    チュエータの壁はボビンの端壁を含んで成り、これに電磁コイルが配置されてい
    るバルブ組立体。
  14. 【請求項１４】 請求項１３に記載されたバルブ組立体であって、コイルを
    閉じ込め且つボビンをバルブ本体に固定する外層モールド成形体をさらに含んで
    成るバルブ組立体。
  15. 【請求項１５】 請求項１４に記載されたバルブ組立体であって、コイルを
    流れる電流によって発生された磁束を導くためのアーマチュアを含んで成る磁気
    回路の一部分を構成する静止構造を含んでおり、アーマチュアに対して選択的に
    位置決めされて空隙を設定することができる静止部分をこの静止構造が含んで成
    り、また外層モールド成形体が静止部分に対して外部からアクセスできるように
    する開口を含んでいるバルブ組立体。
  16. 【請求項１６】 請求項１に記載されたバルブ組立体であって、前記ポート
    のうちの一方のポートが音速ノズル構造を含んで成るバルブ組立体。
  17. 【請求項１７】 第１ポートおよび第２ポートの間を結ぶ内部主通路を有す
    る本体と、その通路に外接する関係の環状バルブ座と、ガイド穴を含んで成る電
    気アクチュエータと、そのガイド穴の内部を軸線方向に延在する有壁スリーブと
    、このスリーブの内部を軸線方向へ実質的にガイドされるアーマチュアであって
    、幾分かの横方向間隙を有しており、アクチュエータによってこのアーマチュア
    が軸線方向へ移動されるときにそのアーマチュアの僅かな横方向変位が生じ得る
    ようになされている前記アーマチュアと、通路を選択的に開閉するためにアーマ
    チュアにより作動されるバルブと、アーマチュアの横方向変位による衝撃を緩衝
    する媒体であって、スリーブとガイド穴との間に配置された前記媒体とを含んで
    構成された電動バルブ組立体。
  18. 【請求項１８】 請求項１７に記載されたバルブ組立体であって、電磁コイ
    ルの配置されたボビンコアーにガイド穴が形成されているバルブ組立体。
  19. 【請求項１９】 請求項１に記載されたバルブ組立体であって、スリーブ外
    面をライニングする管状ライナーを媒体が含んでいるバルブ組立体。
  20. 【請求項２０】 第１ポートおよび第２ポートの間を結ぶ内部主通路を有す
    る本体と、その通路に外接する関係の環状バルブ座と、静止部分およびアーマチ
    ュアを含んで成る電気アクチュエータと、通路を選択的に開閉するためにアーマ
    チュアにより作動されるバルブとを含んで成り、アーマチュアおよび静止部分が
    補完的なそれぞれの対向面形状を有しており、その対向面形状の一方はテーパー
    形の突起を含み、他方の形状はテーパー形の凹部を含んで成り、これらの突起お
    よび凹部はバルブが通路を閉じているときに部分的に軸線方向に重なり合わされ
    ている電動バルブ組立体。
  21. 【請求項２１】 請求項２０に記載されたバルブ組立体であって、突起およ
    び凹部のテーパー形が静止部分およびアーマチュアの軸線と実質的に同じ角度を
    成しているバルブ組立体。
  22. 【請求項２２】 請求項２１に記載されたバルブ組立体であって、その角度
    が焼く３０゜であるバルブ組立体。
  23. 【請求項２３】 請求項２０に記載されたバルブ組立体であって、突起は静
    止部分に形成され、凹部はアーマチュアに形成されているバルブ組立体。
  24. 【請求項２４】 請求項２０に記載されたバルブ組立体であって、静止部分
    とアーマチュアとの間の衝撃を吸収するために凹部の底部にクッションが配置さ
    れているバルブ組立体。
  25. 【請求項２５】 第１ポートおよび第２ポートの間を結ぶ内部主通路を有す
    る本体と、その通路に外接する関係の環状バルブ座と、静止部分およびアーマチ
    ュアを含んで成る電気アクチュエータと、通路を選択的に開閉するためにアーマ
    チュアにより作動されるバルブとを含んで成り、アーマチュアおよび静止部分が
    補完的なそれぞれの対向面形状を有し、その対向面形状の一方はテーパー形の突
    起を含み、他方の形状はテーパー形の凹部を含んでおり、またテーパー形の凹部
    に対するテーパー形の突起の軸線方向の衝撃を吸収するクッションを含んで成る
    電動バルブ組立体。
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