JP5884778B2 - 弁装置 - Google Patents
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Description
実施例の弁装置1は、車両に搭載される燃料タンク2を大気に対して開閉する主弁体3を備え、主弁体3を駆動して燃料タンク2から流体を逃すものであり、例えば、燃料タンク2への給油時に積極的に燃料タンク2を開放するために用いられる。
そして、弁装置1は、例えば、車両の燃料タンク2における燃料蒸気のパージ系4に組み込まれ、キャニスタ5を介して燃料タンク2の気相部2aを大気開放することで給油を円滑化したり、タンク圧の上昇を規制したりするタンク密閉弁として機能する。
まず、パージ系4は、燃料タンク2とキャニスタ5とを接続する流路9a、キャニスタ5とスロットル弁10の下流側の吸気ラインとを接続する流路9b、および、キャニスタ5を大気に対し開放する流路9cとを備える。そして、流路9aに弁装置1が組み入れられ、弁装置1により燃料タンク2とキャニスタ5との間が開閉される。
弁装置1は、特徴的な構成として、以下の第1、第2流路13、14、特異空間15および非対称性を備える。
なお、弁機構23には、タンク圧の下降を規制する逆止弁構造も設けられており、流路構成として副弁体22による逆止弁構造と並列を形成している(図1参照。)。
なお、配管18aは、図示しない別の配管によりキャニスタ5と接続され、配管18cは、図示しない配管により燃料タンク2に接続される。また、配管18a、18cは、それぞれの軸が互いに交差することなく直角を形成するように見えるねじれの位置をとる(図3参照。)。
なお、出側中心28とは、第2流路14の特異空間15に対する接続口に第2流路14の軸が交差して形成される点であり、入側中心29とは、前流路25の特異空間15に対する接続口に前流路25の軸が交差して形成される点である。
また、出側中心28および入側中心29は、両方とも障害物27の外周側で障害物27の外周面と径方向に向かい合っている(図2および図3参照。)。
ここで、実施例の弁装置1に対する比較対象として、特異空間15における流れA、Bの圧力損失が互いに等しくなる「対称性」について説明する(なお、従来の弁装置は、この対称性を有する。)。
まず、タンク圧Pt、特異空間15(弁室19)の圧力(以下、弁室圧Prと呼ぶ。)、および、逃し流体の流量Qが、弁機構23の開閉弁によりどのように経時変化するかに関して説明する。なお、燃料タンク2内には十分な液体燃料が貯留されており、気相部2aや弁室19において、燃料蒸気は不飽和の状態にあり、燃料の蒸気圧は時間の経過に対してほぼリニアに増加するものとみなせると考える。
以上により、圧力損失ΔPが下がることで弁機構23の開閉弁の頻度が減るので、弁装置1において、弁装置1Aよりも弁機構23の開閉弁の頻度が減る。
実施例の弁装置1は次の特異空間15および非対称性を備える。
まず、特異空間15は、副弁体22が開弁しているときに逃し流体が第2流路14に流入する直前に通過するとともに逃し流体の衝突を受ける障害物27が存在する空間であり、障害物27が円筒かつ直線形状の鏡像対称性を有する。そして、特異空間15では、逃し流体が障害物27の外周面に衝突して2つの流れA、Bに分かれ、再度、合流する。また、非対称性とは、2つの流れA、B間に圧力損失の差が発生することである。
また、出側中心28および入側中心29は、両方とも障害物27の外周側で障害物27の外周面と径方向に向かい合っている。さらに、出側中心28と入側中心29とを結ぶ線分は、障害物27の軸とねじれの関係にある。
以上により、弁装置1(タンク密閉弁)において、特異空間15を解消できなくても弁機構23(リリーフ弁)の開閉弁の頻度を減らしてリリーフ弁の寿命を延長することができる。
弁装置1の態様は、実施例に限定されず種々の変形例を考えることができる。
例えば、実施例の弁装置1によれば、第2流路14の軸と前流路25の軸とは、主弁体3および配管18aの軸方向一端側または他端側から見ると、同一直線状に存在するように見えるものであったが、第2流路14の軸および前流路25の軸の態様は、このようなものに限定されない。例えば、図7に示すように、主弁体3および配管18aの軸方向一端側から見たときに、第2流路14の軸を前流路25の軸よりも図示左側に存在するように見えるものとしてもよい。
さらに、実施例の弁装置1によれば、主弁体3を駆動するアクチュエータは電磁ソレノイド6であったが、電動モータ等をアクチュエータとして採用してもよい。
Claims (3)
- 車両に搭載される燃料タンク(2)を大気に対して開閉する主弁体(3)を備え、この主弁体(3)を駆動して前記燃料タンク(2)から流体を逃す弁装置(1)において、
前記燃料タンク(2)から逃される逃し流体の流路であって前記主弁体(3)が開弁することにより前記逃し流体が通過する第1流路(13)と、
この第1流路(13)とは別に設けられ、前記主弁体(3)とは別の副弁体(22)が開弁することにより前記逃し流体が通過する第2流路(14)と、
前記副弁体(22)が開弁しているときに前記逃し流体が前記第2流路(14)に流入する直前に通過するとともに前記逃し流体の衝突を受ける障害物(27)が存在する空間であり、この障害物(27)が円筒かつ直線形状であり、前記逃し流体が前記障害物(27)の外周面に衝突して流れを2つに分け、再度、合流する特異空間(15)と、
この特異空間(15)において分かれた2つの流れに関し、一方の流れの圧力損失と他方の流れの圧力損失とが異なる非対称性と、
前記副弁体(22)が開弁しているときに前記逃し流体が前記特異空間(15)に流入する直前に通過する前流路(25)とを備え、
前記第2流路(14)の前記特異空間(15)に対する接続口に前記第2流路(14)の軸が交差して形成される出側中心(28)と、
前記前流路(25)の前記特異空間(15)に対する接続口に前記前流路(25)の軸が交差して形成される入側中心(29)とを想定すると、
前記出側中心(28)および前記入側中心(29)は、両方とも前記障害物(27)の外周側で前記障害物(27)の外周面と径方向に向かい合っており、
前記出側中心(28)と前記入側中心(29)とを結ぶ線分は、前記障害物(27)の軸とねじれの関係にあることを特徴とする弁装置(1)。 - 請求項1に記載の弁装置(1)において、
前記第1流路(13)は円筒かつ直線形状の配管(18a)の内周であり、
前記主弁体(3)は、円筒かつ直線形状であり、前記配管(18a)と同軸に配されて前記配管(18a)の開口端(18au)に離着座することで前記第1流路(13)に前記逃し流体を通過させたり、前記第1流路(13)における前記逃し流体の通過を停止したりし、
前記障害物(27)は、前記主弁体(3)および前記配管(18a)の両方または一方であり、
前記特異空間(15)は、前記主弁体(3)および前記配管(18a)の両方または一方の外周であることを特徴とする弁装置(1)。 - 請求項1または請求項2に記載の弁装置(1)において、
車両に搭載された電力源から給電されて前記主弁体(3)を駆動するアクチュエータ(6)を備え、
前記主弁体(3)は、このアクチュエータ(6)の駆動力により駆動されて開弁することで、前記第1流路(13)に前記逃し流体を通過させ、
前記副弁体(22)は、逆止弁構造を有し、前記逃し流体の流体圧が所定の開弁圧(Po)よりも大きくなったときに開弁して前記第2流路(14)に前記逃し流体を通過させ、前記逃し流体の流体圧が所定の閉弁圧(Pc)よりも小さくなったときに閉弁して前記第2流路(14)における前記逃し流体の通過を停止することを特徴とする弁装置(1)。
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