バルブ装置
【課題】体格の大型化を招かずに脈動の発生源そのものに対策を施して脈動を抑制することができるバルブ装置を提供すること。
【解決手段】弁体１３と弁口１２ａが開口する弁口端面１２ｂの少なくとも一方は凸部１２ｅを備え、弁体１３が弁口１２ａを閉じるとき弁体１３が凸部１２ｅを介して弁口端面１２ｂに当接するようにする。
【解決手段】弁体１３と弁口１２ａが開口する弁口端面１２ｂの少なくとも一方は凸部１２ｅを備え、弁体１３が弁口１２ａを閉じるとき弁体１３が凸部１２ｅを介して弁口端面１２ｂに当接するようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体流路の開閉を行うバルブ装置に関し、バルブ装置の閉弁時に生じる脈動（具体的には、流体の供給側に逆流伝播する圧力変動）を抑える技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
バルブ装置において、弁体によって弁口を急激に閉塞すると、流体の流れが急激に停止し、弁口の上流側へ向けて圧力波が発生する現象（所謂、ウォーターハンマー現象）が知られている。
【０００３】
具体的な一例を示すと、エンジンの吸気側とキャニスタとの間に接続されパージバルブとして用いられる電磁弁（バルブ装置の一例）が閉弁された際、閉弁に伴う圧力波が電磁弁で発生し、その圧力波がキャニスタに伝わって、キャニスタから電磁弁の閉弁に伴う作動音（騒音）が発生する。
【０００４】
この作動音は弱（低）いが、異音として知覚されるため、特に乗用車では問題となる。電磁弁の閉弁時に生じる脈動を抑える技術として、弁口と入力ポートとの間の流体通路にチャンバ（容積を大きくしたボリューム室）を設ける技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
チャンバを用いた脈動対策は、チャンバの容積を大きくするほど大きな脈動低減効果（騒音低減効果）が得られる。このため、脈動低減効果を大きくしようとすると、電磁弁が大型化する問題があった。
【０００６】
そこで、チャンバの容積を増大させないで脈動を抑える技術として、チャンバ内に突出した形状の脈動低減手段を設ける技術が開発された（例えば、特許文献２参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２９５９６０号公報
【特許文献２】特開２００８−２９１９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
チャンバ内に脈動低減手段を配設する技術は、弁体によって弁口を急激に閉塞することで生じる脈動を一種の邪魔板で抑制しようとするもので、一定の脈動低減効果が見られるが、不十分である。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、体格の大型化を招かずに脈動の発生源そのものに対策を施して脈動を抑制することができるバルブ装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するためになされた本発明のバルブ装置は、流体の供給を受ける入力ポートと、流体の排出を行う出力ポートと、前記入力ポートと前記出力ポートを連通する弁口の開閉を行う弁体と、前記弁体を駆動するアクチュエータと、を有するバルブ装置であって、前記弁体と前記弁口が開口する弁口端面の少なくとも一方が凸部を備え、前記弁体が前記弁口を閉じるとき前記弁体が前記凸部を介して前記弁口端面に当接することを特徴とする。
【００１１】
弁体が弁口を閉じるとき弁体が凸部を介して弁口端面に当接するので、弁体によって弁口を急激に閉塞することがなく、弁口の上流側へ向けての圧力波の発生が抑制される。
【００１２】
上記のバルブ装置において、前記凸部は前記弁口端面に一体的に形成されるとよい。
【００１３】
剛性材料でできた弁口端面に弾性材料でできた弁体が当接するので、凸部の耐久性が向上する。
【００１４】
また、前記弁体の前記弁口端面に当接する面と前記弁口端面は円形であり、前記凸部が少なくとも３つ前記円形と同心円である円上に等間隔配置されるとよい。
【００１５】
弁体が弁口端面に片当たりすることがなくなり、弁体で弁口を確実に閉塞することができる。
【発明の効果】
【００１６】
弁体と弁口端面の少なくとも一方が凸部を備え、弁体が弁口を閉じる前に弁体が凸部を介して弁口端面に当接するので、弁体によって弁口を急激に閉塞することがなく、弁口の上流側へ向けての圧力波の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態に係るバルブ装置の断面図である。
【図２】図１のバルブ装置の要部拡大断面図である。
【図３】図１の弁口端面部の上面視図である。
【図４】変形例に係る弁体の上面視図（ａ）と側方視図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
実施形態のバルブ装置は、流体（気体、液体、気液混合流体等）の供給を受ける入力ポートと、流体の排出を行う出力ポートと、入力ポートと出力ポートを連通する弁口の開閉を行う弁体と、弁体を駆動するアクチュエータとを備える。また、バルブ装置は、弁体と弁口が開口する弁口端面の少なくとも一方が凸部を備え、弁体が前記弁口を閉じるとき前記弁体が前記凸部を介して前記弁口端面に当接する。
【００１９】
（実施形態）
本実施形態のバルブ装置は、パージバルブとして用いられるノーマリ・クローズタイプの電磁弁である。
【００２０】
本実施形態の電磁弁を図１〜図３を参照して説明する。なお、図１は説明の都合上オープン状態の電磁弁（パージバルブ）を示している。
【００２１】
電磁弁は、流体の流路Ｒを形成するハウジング１１と、一端側が流路Ｒに開口し流体の供給を受ける入力ポート１４と、一端側に流路Ｒに連通する弁口１２aが開口する弁口端面１２ｂを備え他端側にエンジンの吸気管に接続される出力ポート１２ｃが形成され且つハウジング１１の上部開口を覆うフランジ１２ｄを備える出力ポート部１２と、入力ポート１４と出力ポート１２ｃを連通する弁口１２ａの開閉を行う円盤状弁体１３とを備えている。また、電磁弁は、弁体１３を駆動して弁口端面１２ｂに当接させて弁口１２aを閉じる電磁駆動部（アクチュエータ）１５を備えている。１６は、フィルタである。
【００２２】
出力ポート部１２は剛性を有する樹脂材料製で、円形の弁口端面１２ｂに凸部１２ｅが一体に形成されている。図３に示すように、４つの凸部１２ｅは弁口端面１２ｂの外形円より小さい同心円上に等間隔に配置されている。弁体１３は、弾性を有するゴム材料製である。
【００２３】
凸部１２ｅの形状は、弁体１３の弾性率と後述のリターンスプリング１５ｂの付勢力との関係で決められる。すなわち、凸部１２ｅの形状は、弁体１３が確実に弁口１２ａを閉塞でき、圧力波の発生を抑制できる形状に設計されている。
【００２４】
電磁駆動部１５は、弁体１３が取り付けられたムービングコア１５ａの他に、このムービングコア１５ａを閉弁方向（弁体１３が弁口端面１２ｂに当接する方向）に付勢するリターンスプリング１５ｂと、このリターンスプリング１５ｂの付勢力（閉弁力）に抗してムービングコア１５ａを開弁方向へ磁気吸引するソレノイド１５ｃとを備える。
【００２５】
ムービングコア１５ａは、上端に弁体１３が取り付けられたカップ形状を呈する可動子であり、磁性体金属（例えば、鉄などの強磁性材料）製である。
【００２６】
リターンスプリング１５ｂは、ムービングコア１５ａを閉弁方向（上方向）へ付勢する圧縮コイルスプリングであり、ムービングコア１５ａと、ムービングコア１５ａ内に設けられたスプリング保持部１５ｄの間で圧縮配置される。
【００２７】
ソレノイド１５ｃは、コイル２１、磁気固定子（ヨーク２２、ステータ２３、磁性リング（不図示））を備え、コネクタ（不図示）によって通電制御されるものである。
【００２８】
次に、上記構成よりなる電磁弁の基本動作を説明する。
【００２９】
電子制御装置により、電磁弁（具体的には電磁駆動部１５のコイル２１）がＯＮされると、ムービングコア１５ａがステータ２３に磁気吸引されて、リターンスプリング１５ｂの付勢力に抗してムービングコア１５ａが下方（開弁方向）へ移動する。その結果、ムービングコア１５ａに取り付けられた弁体１３も開弁方向へ移動し、弁体１３が弁口１２ａを開く。これによって、入力ポート１４と出力ポート１２ｃが弁口１２ａを介して連通する。
【００３０】
電子制御装置により、電磁弁がＯＦＦされると、コイル２１の発生していた磁力が喪失するため、リターンスプリング１５ｂの付勢力によってムービングコア１５ａが上方（閉弁方向）へ移動する。その結果、ムービングコア１５ａに取り付けられた弁体１３も閉弁方向へ移動し、弁体１３が弁口１２ａを閉塞する。
【００３１】
弁体１３が上方に移動すると、弁体１３の上面が弁口端面１２ｂより下方に突出している凸部１２ｅに当接する。すると、弁口端面１２ｂの凸部１２ｅに当接する弁体１３の部位及びその周辺が弾性変形して弁体１３の上方への移動速度を減速する。
【００３２】
したがって、弁体１３は、上方への移動速度が減速されて上方に移動して弁口１２ａを閉塞するので、弁口１２ａの上流（入力ポート１４）側への圧力波の発生を抑制することができる。
【００３３】
また、弁体１３は弁口端面１２ｂの外形円より小さい同心円上に等間隔に配置された４つの凸部１２ｅに当接して弾性変形するので、弁体１３が弁口端面１２ｂに片当たりすることがなく、弁体１３で弁口１２ａを確実に閉塞することができる。
【００３４】
本実施形態のバルブ装置は、弁口端面１２ｂに凸部１２ｅが形成されていたが、次のようにしてもよい。弁口端面１２ｂの凸部１２ｅをなくして、図４に示すように弁体１３に凸部１３ｅを一体的に形成しても良い。なお、この場合、３つの凸部１３ｅが弁体１３の弁口端面１２ｂに当接する面の外径円より小さい同心円上に１２０度隔てて配置されている。
【００３５】
凸部が弁体１３と弁口端面１２ａの両方に形成されていても良い。
【００３６】
本実施形態では、本発明をパージバルブとして用いられる電磁弁に適用したが、パージバルブとは用途が異なる他の電磁弁に本発明を適用しても良い。
【００３７】
本実施形態では、弁体１３の駆動手段として電磁駆動部１５を用いた例を示したが、ピエゾアクチュエータなど、ほかの電磁アクチュエータを用いても良い。
【符号の説明】
【００３８】
１２ａ・・・・・・弁口
１２ｂ・・・・・・弁口端面
１２ｃ・・・・・・出力ポート
１２ｅ、１３ｅ・・凸部
１３・・・・・・・弁体
１４・・・・・・・入力ポート
１５・・・・・・・電磁駆動部（アクチュエータ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体流路の開閉を行うバルブ装置に関し、バルブ装置の閉弁時に生じる脈動（具体的には、流体の供給側に逆流伝播する圧力変動）を抑える技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
バルブ装置において、弁体によって弁口を急激に閉塞すると、流体の流れが急激に停止し、弁口の上流側へ向けて圧力波が発生する現象（所謂、ウォーターハンマー現象）が知られている。
【０００３】
具体的な一例を示すと、エンジンの吸気側とキャニスタとの間に接続されパージバルブとして用いられる電磁弁（バルブ装置の一例）が閉弁された際、閉弁に伴う圧力波が電磁弁で発生し、その圧力波がキャニスタに伝わって、キャニスタから電磁弁の閉弁に伴う作動音（騒音）が発生する。
【０００４】
この作動音は弱（低）いが、異音として知覚されるため、特に乗用車では問題となる。電磁弁の閉弁時に生じる脈動を抑える技術として、弁口と入力ポートとの間の流体通路にチャンバ（容積を大きくしたボリューム室）を設ける技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
チャンバを用いた脈動対策は、チャンバの容積を大きくするほど大きな脈動低減効果（騒音低減効果）が得られる。このため、脈動低減効果を大きくしようとすると、電磁弁が大型化する問題があった。
【０００６】
そこで、チャンバの容積を増大させないで脈動を抑える技術として、チャンバ内に突出した形状の脈動低減手段を設ける技術が開発された（例えば、特許文献２参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２９５９６０号公報
【特許文献２】特開２００８−２９１９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
チャンバ内に脈動低減手段を配設する技術は、弁体によって弁口を急激に閉塞することで生じる脈動を一種の邪魔板で抑制しようとするもので、一定の脈動低減効果が見られるが、不十分である。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、体格の大型化を招かずに脈動の発生源そのものに対策を施して脈動を抑制することができるバルブ装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するためになされた本発明のバルブ装置は、流体の供給を受ける入力ポートと、流体の排出を行う出力ポートと、前記入力ポートと前記出力ポートを連通する弁口の開閉を行う弁体と、前記弁体を駆動するアクチュエータと、を有するバルブ装置であって、前記弁体と前記弁口が開口する弁口端面の少なくとも一方が凸部を備え、前記弁体が前記弁口を閉じるとき前記弁体が前記凸部を介して前記弁口端面に当接することを特徴とする。
【００１１】
弁体が弁口を閉じるとき弁体が凸部を介して弁口端面に当接するので、弁体によって弁口を急激に閉塞することがなく、弁口の上流側へ向けての圧力波の発生が抑制される。
【００１２】
上記のバルブ装置において、前記凸部は前記弁口端面に一体的に形成されるとよい。
【００１３】
剛性材料でできた弁口端面に弾性材料でできた弁体が当接するので、凸部の耐久性が向上する。
【００１４】
また、前記弁体の前記弁口端面に当接する面と前記弁口端面は円形であり、前記凸部が少なくとも３つ前記円形と同心円である円上に等間隔配置されるとよい。
【００１５】
弁体が弁口端面に片当たりすることがなくなり、弁体で弁口を確実に閉塞することができる。
【発明の効果】
【００１６】
弁体と弁口端面の少なくとも一方が凸部を備え、弁体が弁口を閉じる前に弁体が凸部を介して弁口端面に当接するので、弁体によって弁口を急激に閉塞することがなく、弁口の上流側へ向けての圧力波の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態に係るバルブ装置の断面図である。
【図２】図１のバルブ装置の要部拡大断面図である。
【図３】図１の弁口端面部の上面視図である。
【図４】変形例に係る弁体の上面視図（ａ）と側方視図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
実施形態のバルブ装置は、流体（気体、液体、気液混合流体等）の供給を受ける入力ポートと、流体の排出を行う出力ポートと、入力ポートと出力ポートを連通する弁口の開閉を行う弁体と、弁体を駆動するアクチュエータとを備える。また、バルブ装置は、弁体と弁口が開口する弁口端面の少なくとも一方が凸部を備え、弁体が前記弁口を閉じるとき前記弁体が前記凸部を介して前記弁口端面に当接する。
【００１９】
（実施形態）
本実施形態のバルブ装置は、パージバルブとして用いられるノーマリ・クローズタイプの電磁弁である。
【００２０】
本実施形態の電磁弁を図１〜図３を参照して説明する。なお、図１は説明の都合上オープン状態の電磁弁（パージバルブ）を示している。
【００２１】
電磁弁は、流体の流路Ｒを形成するハウジング１１と、一端側が流路Ｒに開口し流体の供給を受ける入力ポート１４と、一端側に流路Ｒに連通する弁口１２aが開口する弁口端面１２ｂを備え他端側にエンジンの吸気管に接続される出力ポート１２ｃが形成され且つハウジング１１の上部開口を覆うフランジ１２ｄを備える出力ポート部１２と、入力ポート１４と出力ポート１２ｃを連通する弁口１２ａの開閉を行う円盤状弁体１３とを備えている。また、電磁弁は、弁体１３を駆動して弁口端面１２ｂに当接させて弁口１２aを閉じる電磁駆動部（アクチュエータ）１５を備えている。１６は、フィルタである。
【００２２】
出力ポート部１２は剛性を有する樹脂材料製で、円形の弁口端面１２ｂに凸部１２ｅが一体に形成されている。図３に示すように、４つの凸部１２ｅは弁口端面１２ｂの外形円より小さい同心円上に等間隔に配置されている。弁体１３は、弾性を有するゴム材料製である。
【００２３】
凸部１２ｅの形状は、弁体１３の弾性率と後述のリターンスプリング１５ｂの付勢力との関係で決められる。すなわち、凸部１２ｅの形状は、弁体１３が確実に弁口１２ａを閉塞でき、圧力波の発生を抑制できる形状に設計されている。
【００２４】
電磁駆動部１５は、弁体１３が取り付けられたムービングコア１５ａの他に、このムービングコア１５ａを閉弁方向（弁体１３が弁口端面１２ｂに当接する方向）に付勢するリターンスプリング１５ｂと、このリターンスプリング１５ｂの付勢力（閉弁力）に抗してムービングコア１５ａを開弁方向へ磁気吸引するソレノイド１５ｃとを備える。
【００２５】
ムービングコア１５ａは、上端に弁体１３が取り付けられたカップ形状を呈する可動子であり、磁性体金属（例えば、鉄などの強磁性材料）製である。
【００２６】
リターンスプリング１５ｂは、ムービングコア１５ａを閉弁方向（上方向）へ付勢する圧縮コイルスプリングであり、ムービングコア１５ａと、ムービングコア１５ａ内に設けられたスプリング保持部１５ｄの間で圧縮配置される。
【００２７】
ソレノイド１５ｃは、コイル２１、磁気固定子（ヨーク２２、ステータ２３、磁性リング（不図示））を備え、コネクタ（不図示）によって通電制御されるものである。
【００２８】
次に、上記構成よりなる電磁弁の基本動作を説明する。
【００２９】
電子制御装置により、電磁弁（具体的には電磁駆動部１５のコイル２１）がＯＮされると、ムービングコア１５ａがステータ２３に磁気吸引されて、リターンスプリング１５ｂの付勢力に抗してムービングコア１５ａが下方（開弁方向）へ移動する。その結果、ムービングコア１５ａに取り付けられた弁体１３も開弁方向へ移動し、弁体１３が弁口１２ａを開く。これによって、入力ポート１４と出力ポート１２ｃが弁口１２ａを介して連通する。
【００３０】
電子制御装置により、電磁弁がＯＦＦされると、コイル２１の発生していた磁力が喪失するため、リターンスプリング１５ｂの付勢力によってムービングコア１５ａが上方（閉弁方向）へ移動する。その結果、ムービングコア１５ａに取り付けられた弁体１３も閉弁方向へ移動し、弁体１３が弁口１２ａを閉塞する。
【００３１】
弁体１３が上方に移動すると、弁体１３の上面が弁口端面１２ｂより下方に突出している凸部１２ｅに当接する。すると、弁口端面１２ｂの凸部１２ｅに当接する弁体１３の部位及びその周辺が弾性変形して弁体１３の上方への移動速度を減速する。
【００３２】
したがって、弁体１３は、上方への移動速度が減速されて上方に移動して弁口１２ａを閉塞するので、弁口１２ａの上流（入力ポート１４）側への圧力波の発生を抑制することができる。
【００３３】
また、弁体１３は弁口端面１２ｂの外形円より小さい同心円上に等間隔に配置された４つの凸部１２ｅに当接して弾性変形するので、弁体１３が弁口端面１２ｂに片当たりすることがなく、弁体１３で弁口１２ａを確実に閉塞することができる。
【００３４】
本実施形態のバルブ装置は、弁口端面１２ｂに凸部１２ｅが形成されていたが、次のようにしてもよい。弁口端面１２ｂの凸部１２ｅをなくして、図４に示すように弁体１３に凸部１３ｅを一体的に形成しても良い。なお、この場合、３つの凸部１３ｅが弁体１３の弁口端面１２ｂに当接する面の外径円より小さい同心円上に１２０度隔てて配置されている。
【００３５】
凸部が弁体１３と弁口端面１２ａの両方に形成されていても良い。
【００３６】
本実施形態では、本発明をパージバルブとして用いられる電磁弁に適用したが、パージバルブとは用途が異なる他の電磁弁に本発明を適用しても良い。
【００３７】
本実施形態では、弁体１３の駆動手段として電磁駆動部１５を用いた例を示したが、ピエゾアクチュエータなど、ほかの電磁アクチュエータを用いても良い。
【符号の説明】
【００３８】
１２ａ・・・・・・弁口
１２ｂ・・・・・・弁口端面
１２ｃ・・・・・・出力ポート
１２ｅ、１３ｅ・・凸部
１３・・・・・・・弁体
１４・・・・・・・入力ポート
１５・・・・・・・電磁駆動部（アクチュエータ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の供給を受ける入力ポートと、流体の排出を行う出力ポートと、前記入力ポートと前記出力ポートを連通する弁口の開閉を行う弁体と、前記弁体を駆動するアクチュエータと、を有するバルブ装置であって、
前記弁体と前記弁口が開口する弁口端面の少なくとも一方が凸部を備え、前記弁体が前記弁口を閉じるとき前記弁体が前記凸部を介して前記弁口端面に当接することを特徴とするバルブ装置。
【請求項２】
前記凸部は前記弁口端面に一体的に形成される請求項１に記載のバルブ装置。
【請求項３】
前記弁体の前記弁口端面に当接する面と前記弁口端面は円形であり、前記凸部が少なくとも３つ前記円形と同心円である円上に等間隔配置される請求項１また２に記載のバルブ装置。
【請求項１】
流体の供給を受ける入力ポートと、流体の排出を行う出力ポートと、前記入力ポートと前記出力ポートを連通する弁口の開閉を行う弁体と、前記弁体を駆動するアクチュエータと、を有するバルブ装置であって、
前記弁体と前記弁口が開口する弁口端面の少なくとも一方が凸部を備え、前記弁体が前記弁口を閉じるとき前記弁体が前記凸部を介して前記弁口端面に当接することを特徴とするバルブ装置。
【請求項２】
前記凸部は前記弁口端面に一体的に形成される請求項１に記載のバルブ装置。
【請求項３】
前記弁体の前記弁口端面に当接する面と前記弁口端面は円形であり、前記凸部が少なくとも３つ前記円形と同心円である円上に等間隔配置される請求項１また２に記載のバルブ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２３３５０１（Ｐ２０１２−２３３５０１Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１００６４５（Ｐ２０１１−１００６４５）
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（５９２０５６９０８）浜名湖電装株式会社 (59)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（５９２０５６９０８）浜名湖電装株式会社 (59)
【Ｆターム（参考）】
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