(57)【要約】      （修正有）【課題】拡張室或いはチャンバの大型化を招かずに逆流圧の伝播を抑制できるバルブ装置を提供すること。【解決手段】入力ポート１１ａと出力ポート１２ｃ、弁体１３及びアクチュエータ１５を有するバルブ本体１０の入力ポート１１ａに出口３２ａから入口３１ａへの流れを阻止する逆止め弁３０の出口３２ａを接続してなるバルブ装置において、逆止め弁３０に前記入口３１ａと前記出口３２ａとを常に連通するバイパス通路３３ｂを設ける。【選択図】図１
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【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、を有するバルブ本体と、
出口から入口への流れを阻止する逆止め弁と、を備え、
前記バルブ本体の前記入力ポートに前記逆止め弁の前記出口が接続されていることを特徴とするバルブ装置。
【請求項２】
前記逆止め弁は、前記入口と前記出口とを常に連通するバイパス通路を備える請求項１に記載のバルブ装置。
【請求項３】
前記バイパス通路は断面積が８ｍｍ２未満の穴を備える請求項２に記載のバルブ装置。
【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、入力ポートの上流側に拡張室を設ける技術や、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。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２９５９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
脈動低減効果は、拡張室或いはチャンバの容積（ボリューム）に依存する。近年、パージバルブの大流量化が図られ、それによる逆流圧力の増加に伴い拡張室或いはチャンバを大型化する必要があった。拡張室或いはチャンバを大型化すると、設置スペースが大きくなり配管の取り回し等が煩雑になるといった問題を有していた。
【０００７】
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、拡張室或いはチャンバの大型化を招かずに逆流圧の伝播を阻止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】
【０００８】
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、を有するバルブ本体と、出口から入口への流れを阻止する逆止め弁とを備え、前記バルブ本体の前記入力ポートに前記逆止め弁の前記出口が接続されていることを特徴とする。
【０００９】
入力ポートに逆止め弁が接続されているので、拡張室なしで上流側への逆流圧の伝播を阻止することができる。
【００１０】
上記のバルブ装置において、逆止め弁が前記入口と前記出口とを常に連通するバイパス通路を備えるとよい。
【００１１】
バイパス通路を備えているのでバルブ装置を用いたシステム全体の漏れ検査を行うことができる。
【００１２】
また、前記バイパス通路は断面積が８ｍｍ２未満の穴を備えるとよい。
【００１３】
穴の断面積が８ｍｍ２未満であるので、逆流圧の上流側への伝播を抑制してシステムの漏れ検査を効率よく行うことができる。
【発明の効果】
【００１４】
入力ポートに逆止め弁が接続されているので、拡張室なしで上流側への逆流圧の伝播を阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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のバルブ装置の逆止め弁の動作を説明する図である。
【図３】実施形態に係るバルブ装置について測定した逆流圧伝播波形を示すグラフである。
【図４】パージシステムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（実施形態）
本実施形態のバルブ装置は、図１、２に示すように、パージバルブとして用いられるノーマリ・クローズタイプのバルブ本体（電磁弁）１０と逆止め弁３０を備えている。
【００１７】
バルブ本体１０は、流体の供給を受ける入力ポート１１ａを側壁に備え流体の流路Ｒ及びチャンバＣＨを形成するハウジング１１と、一端側に流路Ｒに連通する弁口１２a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とを有している。また、入力ポート１１ａと出力ポート１２ｃを連通する弁口１２ａの開閉を行う弁体１３と、弁体１３を駆動して弁口１２aを閉じる電磁駆動部（アクチュエータ）１５を備えている。なお、１６は、フィルタである。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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との間で圧縮配置される。
【００２１】
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。
【００２２】
逆止め弁３０は、ケース３１とケース３１の一端側開口部を覆うカップ３２と、ケース３１とカップ３２で区画される部屋を第１室Ｒ１と第２室Ｒ２に分割するホルダー３３を備えている。
【００２３】
ケース３１は第１室Ｒ１に開口する入口３１ａを備え、カップ３２は第２室Ｒ２に開口する出口３２ａを備えている。
【００２４】
ホルダー３３には第１室Ｒ１と第２室Ｒ２を連通するメイン通路３３ａが形成されている。また、ホルダー３３には、第１室Ｒ１が第２室Ｒ２より圧力が低いときメイン通路３３ａを閉塞するゴム製のアンブレラ３４が装着されている。
【００２５】
アンブレラ３４は、傘部３４ａと軸部３４ｂと座部３４ｃとを備えており、座部３４ｃが第１室Ｒ１側に配置され、傘部３４ａが第２室Ｒ２側に配置されている。第１室Ｒ１と第２室Ｒ２との間に圧力差がないときは、傘部３４ａの周縁部がホルダー３３の第２室Ｒ２側の面に当接している。
【００２６】
第２室Ｒ２が第１室Ｒ１より圧力が高いとき、その圧力差で傘部３４ａは弾性変形してその周縁部がホルダー３３の第２室Ｒ２側の面に押し付けられ、メイン通路３３ａが完全に閉塞される。したがって、出口３２ａから入口３１ａへのメイン通路３３ａを通しての逆流れが阻止され、逆流圧の伝播が阻止される。
【００２７】
一方、第２室Ｒ２が第１室Ｒ１より圧力が低いとき、その圧力差で弾性変形して軸部３４ｂが伸びると共に傘部３４ａの周縁部がホルダー３３の第２室Ｒ２側の面から離れ、メイン通路３３ａが開かれる（図２参照。）。したがって、入口３１ａから出口３２ａへの順流れが可能になる。
【００２８】
バルブ本体１０の漏れも検査することができるように、ホルダー３３には第１室Ｒ１と第２室Ｒ２を連通するバイパス通路３３ｂが形成されている。バイパス通路３３ｂは、アンブレラ３４の外側に形成されており、アンブレラ３４の作用を受けることがない。したがって、第１室Ｒ１と第２室Ｒ２とはバイパス通路３３ｂで常に連通している。
【００２９】
しかし、バイパス通路３３ｂの穴の断面積が大きいと、バイパス通路３３ｂを通しての逆流圧の伝播が増えてしまう。発明者らの実験によれば、バイパス通路３３ｂの穴の断面積が８ｍｍ２未満（円形の穴であれば、直径が３ｍｍ未満程度）であれば、逆流圧の伝播が許容されることが分かった。
【００３０】
一方、バイパス通路３３ｂの穴の断面積が小さいと漏れ検査の時間が長くなってしまうので、逆流圧の伝播量と漏れ検査時間との間にはトレードオフの関係がある。発明者らの実験によれば、バイパス通路３３ｂの穴の断面積が約０．８ｍｍ２（直径１ｍｍの穴）であれば、逆流圧の伝播量と漏れ検査時間の両方にとって、好ましいことが分かった。
【００３１】
そこで、本実施形態では、バイパス通路３３ｂの穴の断面積を０．８ｍｍ２（バイパス通路３３ｂを直径１ｍｍの円形通路）にしてある。
【００３２】
次に、上記構成よりなるバルブ装置の基本動作を説明する。
【００３３】
バルブ本体１０の出力ポート１２ｃを負圧発生部（エンジン吸気管：不図示）に接続した状態で電子制御装置（不図示）により、バルブ本体１０がＯＮ（具体的には電磁駆動部１５のコイル２１に電流が供給）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１１ａと出力ポート１２ｃが弁口１２ａを介して連通する。
【００３４】
すると、入力ポート１１ａに接続された逆止め弁３０の出口３２ａを介して第２室Ｒ２が負圧になり、アンブレラ３４が弾性変形して軸部３４ｂが伸びると共に傘部３４ａの周縁部がホルダー３３の第２室Ｒ２側の面から離れ、メイン通路３３ａが開かれる（図２参照。）。その結果、流体が入口３１ａから吸引される。
【００３５】
電子制御装置により、バルブ本体１０がＯＦＦ（具体的には電磁駆動部１５のコイル２１への電流の供給が停止）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。
【００３６】
弁体１３が弁口１２ａを閉塞すると、弁口１２ａから上流側に圧力波が発生する。発生した圧力波は、出口３２ａから第２室Ｒ２に伝播する。すると、第２室Ｒ２が第１室Ｒ１より圧力が高くなり、アンブレラ３４が弾性変形して軸部３４ｂが縮む共に傘部３４ａの周縁部がホルダー３３の第２室Ｒ２側の面に押し付けられ、メイン通路３３ａが閉塞される（図１参照。）。したがって、出口３２ａから入口３１ａへのメイン通路３３ａを通しての逆流れが阻止され、逆流圧の伝播が抑制される。
【００３７】
次に、本実施形態に係るバルブ装置の逆流圧の伝播量を調べた結果を説明する。図３はバルブ本体１０の出力ポート１２ｃに負圧発生部（不図示）から−６６．７ｋＰａの負圧を印加し、逆止め弁３０の入口３１ａに圧力センサを装着して測定した圧力波形である。圧力波形Ｅが入口３０ａにおける波形である。圧力波形Ｃは比較のための波形であり、従来のバルブ装置（本発明のバルブ装置から逆止め弁３０を削除したバルブ本体１０に相当）の入力ポート１１ａにおける波形である。
【００３８】
図３において、０．０３５ｓで弁口が開から閉に切り替わるが、比較例の波形Ｃでは逆流圧ＰＣ〜０．６ｋＰａであるのに対して、波形Ｅでは逆流圧ＰＥ〜０．０６ｋＰａであることがわかる。すなわち、本発明のバルブ装置の逆流圧は従来のバルブ装置の逆流圧の約１０分の１であることがわかる。
【００３９】
次に、漏れ検査の方法を説明する。自動車には、図４に示すように、燃料タンク１で気化した燃料を吸着して保持するキャニスタ２が設けられている。このキャニスタ２は、大気導入通路３を介して大気が導入可能に設けられている。また、キャニスタ２は、パージ通路４を介して吸気管５の負圧発生部分（スロットルバルブ６の下流）に接続されている。そして、エンジンの運転中に、大気導入通路３に設けられた大気解放弁７を開いて、外部からキャニスタ２内に空気を導入するとともに、パージ通路４に設けられたパージバルブ（本発明のバルブ装置）８を開いて、キャニスタ２内に保持された気化燃料を吸気管５へ導くように設けられている。パージバルブ８と燃料タンク１との間には圧力センサ９が装着されている。なお、図４中の符号１０はフィルタである。
【００４０】
エンジンが停止すると、大気解放弁７が閉じられて圧力センサ９でパージバルブ８と燃料タンク１の間の圧力がモニタされる。パージバルブ８と燃料タンク１の間に漏れがないと、エンジン停止以降、温度低下により圧力が低下し、最終的に一定の低い圧力値を示す。漏れがあると、最終の圧力値は漏れがないときの圧力値より高いので、漏れを検出することができる。本発明のバルブ装置８は逆止め弁３０の第１室Ｒ１と第２室Ｒ２が常にバイパス通路３３ｂで連通されているので、燃料タンク１からバルブ本体１０の弁口１２ａまでの間の漏れを検査することができる。
【００４１】
本実施形態のバルブ装置では逆止め弁３０にアンブレラ式逆止め弁を用いたが、ポペット式逆止め弁でもボール式逆止め弁でもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１０・・・・・・・バルブ本体
１１ａ・・・・・入力ポート
１２ｃ・・・・・出力ポート
１２ａ・・・・・弁口
１３・・・・・・弁体
１５・・・・・・アクチュエータ（電磁駆動部）
３０・・・・・・・逆止め弁
３１ａ・・・・・入口
３２ａ・・・・・出口
３３ｂ・・・・・バイパス通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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