流量控制閥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種防止彈簧質(zhì)量系統(tǒng)在發(fā)動機(jī)振動、進(jìn)氣脈動的特定的頻率下共振的流量控制閥。PCV閥（40）包括：外殼（42），具有流入口（51）和流出口（52）；閥芯（60），以能往返運動的方式配置在外殼內(nèi)；螺旋彈簧（74），用于對閥芯向流入口側(cè)施力，在外殼內(nèi)形成有計量部（44），可插入計量部內(nèi)的閥芯的計量面（62）在頂端側(cè)的小徑面部（63）與基端側(cè)的大徑面部（64）之間具有錐面部（65），通過閥芯與流入側(cè)壓力和流出側(cè)壓力之間的壓力差相應(yīng)地移動，控制在外殼的計量部與閥芯的計量面之間的間隙（70）流動的流體的流量。螺旋彈簧是具有隨著壓縮量的增加而彈簧常數(shù)階段性變大的非線形特性的圓筒型不等螺距螺旋彈簧。
【專利說明】流量控制閥
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種控制流體的流量的流量控制閥。
【背景技術(shù)】
[0002]例如在汽車等車輛的內(nèi)燃機(jī)(發(fā)動機(jī))的竄漏氣還原裝置中，作為控制竄漏氣的流量的流量控制閥，使用PCV (曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng):Positive Crankcase Ventilation)閥(例如參照專利文獻(xiàn)I)。說明PCV閥的以往例(參照專利文獻(xiàn)I)。圖16是表示PCV閥的剖視圖。
[0003]如圖16所示，PCV閥100包括具有流入口和流出口的筒狀的外殼102、以能夠在軸向上往返運動的方式配置在外殼102內(nèi)的閥芯104、以及用于對閥芯104向流入口側(cè)(圖16中的右方)施力的螺旋彈簧106。外殼102具有內(nèi)徑較大的大徑孔部108、位于比大徑孔部108靠PCV氣體流動方向下游側(cè)(圖16中的左側(cè))的內(nèi)徑較小的小徑孔部109、以及連接大徑孔部108和小徑孔部109的臺階部110。另外，在小徑孔部109中形成有具有預(yù)定的內(nèi)徑的計量部(計量孔)112。另外，在閥芯104上形成有由可插入到外殼102的計量部112內(nèi)的外周面構(gòu)成的計量面114。閥芯104的計量面114在頂端側(cè)的小徑面部115與基端側(cè)的大徑面部116之間以與閥芯104同軸狀具有從小徑側(cè)朝向大徑側(cè)去而逐漸擴(kuò)徑的錐狀的錐面部117。另外，在閥芯104的基端部設(shè)有凸緣部119。另外，螺旋彈簧106夾設(shè)在外殼102的臺階部110與閥芯104的凸緣部119之間。在PCV閥100中，將發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣負(fù)壓導(dǎo)入到外殼102內(nèi)時，閥芯104與該進(jìn)氣負(fù)壓(增壓)相應(yīng)地克服螺旋彈簧106的施力而向流出口側(cè)(圖16中的左方)移動。由此，能夠控制、即計量在外殼102的計量部112與閥芯104的計量面114之間的環(huán)狀的間隙121中流動的竄漏氣的流量。
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本特開2005 - 330898號公報
[0005]上述PCV閥100的螺旋彈簧106是彈簧常數(shù)恒定的圓筒型等螺距螺旋彈簧。因此，有可能彈簧質(zhì)量系統(tǒng)的單一固有振動頻率(共振頻率)與發(fā)動機(jī)振動、進(jìn)氣脈動的特定的頻率一致而閥芯104和螺旋彈簧106共振。這種情況會導(dǎo)致流量特性的惡化、滑動部的異常摩損，因此期望改善這種情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明欲解決的課題在于防止彈簧質(zhì)量系統(tǒng)在發(fā)動機(jī)振動、進(jìn)氣脈動的特定的頻率下共振。
[0007]上述課題能夠利用本發(fā)明來解決。
[0008]第I技術(shù)方案的流量控制閥包括:外殼，其具有流入口和流出口 ；閥芯，其以能夠沿軸向往返運動的方式配置在上述外殼內(nèi)；以及螺旋彈簧，其用于對上述閥芯向流入口側(cè)施力，在上述外殼內(nèi)形成有計量部，在上述閥芯的頂端部分的外周面上形成有可插入到上述計量部內(nèi)的計量面，上述閥芯的計量面在頂端側(cè)的小徑面部與基端側(cè)的大徑面部之間具有從頂端側(cè)朝向基端側(cè)去而逐漸擴(kuò)徑的錐面部，通過上述閥芯與流入側(cè)壓力和流出側(cè)壓力之間的壓力差相應(yīng)地移動，控制在上述外殼的計量部與上述閥芯的計量面之間的間隙中流動的流體的流量，其中，上述螺旋彈簧是具有隨著壓縮量的增加而彈簧常數(shù)階段性或者連續(xù)地變大的非線形特性的螺旋彈簧。采用該結(jié)構(gòu)，由于螺旋彈簧是具有隨著壓縮量的增加而彈簧常數(shù)階段性或者連續(xù)地變大的非線形特性的螺旋彈簧，因此，隨著螺旋彈簧的壓縮，彈簧質(zhì)量系統(tǒng)的固有振動頻率發(fā)生變化。由此，能夠防止彈簧質(zhì)量系統(tǒng)在發(fā)動機(jī)振動、進(jìn)氣脈動的特定的頻率下共振。這對于防止流量特性的惡化、滑動部的異常摩損是有效的。
[0009]在第2技術(shù)方案為:在第I技術(shù)方案中，上述螺旋彈簧具有至少兩階段的非線形特性，上述螺旋彈簧的彈簧常數(shù)較小的區(qū)域至少與上述閥芯的包含計量面的錐面部在內(nèi)的頂端側(cè)部分相對于上述外殼的計量部的移動行程相對應(yīng)。因而，能夠使螺旋彈簧的彈簧常數(shù)較小的區(qū)域中的每單位壓力下的閥芯的移動行程大于剩余的彈簧常數(shù)的區(qū)域中的每單位壓力下的閥芯的移動行程。因此，能夠在緩和閥芯的計量面的錐面部的錐角的同時增大最小流量，并且，能夠縮短閥芯的除了包含計量面的錐面部在內(nèi)的頂端側(cè)部分之外的剩余部分的軸向長度。
[0010]第3技術(shù)方案為:在第I技術(shù)方案或第2技術(shù)方案中，上述螺旋彈簧是圓筒型不等螺距螺旋彈簧、鼓型螺旋彈簧、桶型螺旋彈簧中的任一個螺旋彈簧。
[0011]第4技術(shù)方案為:在第I技術(shù)方案中，上述螺旋彈簧是彈簧常數(shù)連續(xù)地變化的圓筒型螺距漸變螺旋彈簧。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是表示實施方式I的PCV閥的剖視圖。
[0013]圖2是表不閥芯的側(cè)視圖。
[0014]圖3是表示圓筒型兩級螺距螺旋彈簧的側(cè)視圖。
[0015]圖4是表示PCV閥的增壓與閥芯的移動行程之間的關(guān)系的特性線圖。
[0016]圖5是表示竄漏氣還原裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖6是表示比較例I的PCV閥的一部分的剖視圖。
[0018]圖7是表示PCV閥的增壓與閥芯的移動行程之間的關(guān)系的特性線圖。
[0019]圖8是表示比較例2的PCV閥的一部分的剖視圖。
[0020]圖9是表示PCV閥的增壓與閥芯的移動行程之間的關(guān)系的特性線圖。
[0021]圖10是表示實施方式2的PCV閥的剖視圖。
[0022]圖11是表示鼓型螺旋彈簧的側(cè)視圖。
[0023]圖12是表示實施方式3的PCV閥的剖視圖。
[0024]圖13是表示桶型螺旋彈簧的側(cè)視圖。
[0025]圖14是表示實施方式4的PCV閥的剖視圖。
[0026]圖15是表示圓筒型螺距漸變螺旋彈簧的側(cè)視圖。
[0027]圖16是表示以往例的PCV閥的剖視圖。
【具體實施方式】
[0028]下面，使用【專利附圖】

【附圖說明】用于實施本發(fā)明的方式。
[0029]實施方式I
[0030]說明實施方式I。在本實施方式中，作為流量控制閥，例示內(nèi)燃機(jī)的竄漏氣還原裝置所采用的PCV閥。為了便于說明，在說明了竄漏氣還原裝置的一個例子之后對PCV閥進(jìn)行說明。另外，圖5是表示竄漏氣還原裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0031]如圖5所示，竄漏氣還原裝置10是這樣的系統(tǒng):通過將從作為內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動機(jī)12的發(fā)動機(jī)主體13的燃燒室泄漏到缸體14的曲軸箱15內(nèi)的竄漏氣導(dǎo)入到進(jìn)氣歧管20內(nèi)，使該竄漏氣在燃燒室中再次燃燒。
[0032]上述發(fā)動機(jī)主體13包括上述缸體14、連結(jié)在上述曲軸箱15的下表面?zhèn)鹊挠偷讱?br> 16、連結(jié)在缸體14的上表面?zhèn)鹊臍飧最^17、以及連結(jié)在氣缸頭17的上表面?zhèn)鹊臍飧最^蓋
18。發(fā)動機(jī)主體13通過經(jīng)歷進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣這樣的行程而獲得驅(qū)動力。另外，伴隨著在發(fā)動機(jī)主體13的燃燒室(未圖示。)內(nèi)的燃燒，在發(fā)動機(jī)主體13內(nèi)、即曲軸箱15內(nèi)、連通于該曲軸箱15內(nèi)的氣缸頭蓋18內(nèi)產(chǎn)生竄漏氣。另外，竄漏氣所流入的氣缸頭蓋18內(nèi)和曲軸箱15內(nèi)等相當(dāng)于在本說明書中所說的“發(fā)動機(jī)主體內(nèi)”。
[0033]在上述氣缸頭蓋18上設(shè)有新氣導(dǎo)入口 18a和竄漏氣導(dǎo)出口 18b。在新氣導(dǎo)入口18a上連通有新氣導(dǎo)入通路30的一端(下游端)。另外，在竄漏氣導(dǎo)出口 18b上連通有竄漏氣通路36的一端(上游端)。另外，新氣導(dǎo)入口 18a及/或竄漏氣導(dǎo)出口 18b也可以不設(shè)置于氣缸頭蓋18,而替代為設(shè)置于曲軸箱15。
[0034]在上述氣缸頭17上連通有進(jìn)氣歧管20的一端(下游端)。進(jìn)氣歧管20包括穩(wěn)壓箱21。在進(jìn)氣歧管20的另一端(上游端)，通過節(jié)氣門體24和進(jìn)氣管路23連通有空氣過濾器25。節(jié)氣門體24包括節(jié)氣門閥24a。節(jié)氣門閥24a例如連接于油門踏板(未圖示)，節(jié)氣門閥24a與該踏板的踏入量(操作量)相應(yīng)地打開或關(guān)閉。另外，由于空氣過濾器25用于導(dǎo)入空氣即所謂的新氣，因此，內(nèi)置有用于過濾該新氣的過濾器元件26。利用空氣過濾器25、進(jìn)氣管路23、節(jié)氣門體24以及進(jìn)氣歧管20形成了用于將新氣、即吸入空氣導(dǎo)入到發(fā)動機(jī)主體13的燃燒室中的一連串的進(jìn)氣通路27。在進(jìn)氣通路27中，將比節(jié)氣門閥24a靠上游側(cè)的通路部分稱作上游側(cè)的進(jìn)氣通路部27a，將比節(jié)氣門閥24a靠下游側(cè)的通路部分稱作下游側(cè)的進(jìn)氣通路部27b。
[0035]在上述進(jìn)氣管路23上形成有新氣導(dǎo)入口 29。在新氣導(dǎo)入口 29上連通有上述新氣導(dǎo)入通路30的另一端(上游端)。在新氣導(dǎo)入通路30上設(shè)有逆流防止閥32。逆流防止閥32容許空氣即所謂的新氣從上述上游側(cè)的進(jìn)氣通路部27a向曲軸箱15內(nèi)的流動(圖5中參照箭頭Y1)，而且阻止氣體向與新氣的流動方向相反的方向的流動、即逆流(圖5中參照箭頭Y3)。另外，在上述穩(wěn)壓箱21上形成有竄漏氣導(dǎo)入口 34。在竄漏氣導(dǎo)入口 34上連通有上述竄漏氣通路36的另一端(下游端)。另外，逆流防止閥32是根據(jù)需要而設(shè)置的，也可以省略。
[0036]接著，對上述竄漏氣還原裝置10的工作進(jìn)行說明。在發(fā)動機(jī)12的低、中負(fù)荷時，節(jié)氣門閥24a處于大致接近全閉的狀態(tài)。因此，在進(jìn)氣通路27的下游側(cè)的進(jìn)氣通路部27b中產(chǎn)生比上游側(cè)的進(jìn)氣通路部27a大的進(jìn)氣負(fù)壓(向真空側(cè)變大的進(jìn)氣負(fù)壓)。因而，發(fā)動機(jī)主體13內(nèi)的竄漏氣通過竄漏氣通路36被導(dǎo)入到下游側(cè)的進(jìn)氣通路部27b中(圖5中參照箭頭Y2)。此時，利用PCV閥40 (見后述)控制在竄漏氣通路36中流動的竄漏氣的流量。
[0037]另外，隨著竄漏氣從發(fā)動機(jī)主體13內(nèi)通過竄漏氣通路36被導(dǎo)入到下游側(cè)的進(jìn)氣通路部27b中，逆流防止閥32打開。由此，進(jìn)氣通路27的上游側(cè)的進(jìn)氣通路部27a的新氣通過新氣導(dǎo)入通路30被導(dǎo)入到發(fā)動機(jī)主體13內(nèi)(圖5中參照箭頭Y1)。然后，被導(dǎo)入到發(fā)動機(jī)主體13內(nèi)的新氣與竄漏氣一同通過竄漏氣通路36被導(dǎo)入到下游側(cè)的進(jìn)氣通路部27b中(圖5中參照箭頭Y2)。像上述這樣，對發(fā)動機(jī)主體13內(nèi)進(jìn)行掃氣。
[0038]另外，在發(fā)動機(jī)12的高負(fù)荷時，節(jié)氣門閥24a的開度變大。因而，進(jìn)氣通路27的下游側(cè)的進(jìn)氣通路部27b的壓力接近大氣壓。因而，發(fā)動機(jī)主體13內(nèi)的竄漏氣難以被導(dǎo)入到下游側(cè)的進(jìn)氣通路部27b內(nèi)，發(fā)動機(jī)主體13內(nèi)的壓力也接近大氣壓。因此，從上游側(cè)的進(jìn)氣通路部27a通過新氣導(dǎo)入通路30被導(dǎo)入到發(fā)動機(jī)主體13內(nèi)的新氣的流量也減少。另夕卜，通過關(guān)閉逆流防止閥32，能夠阻止竄漏氣從發(fā)動機(jī)主體13內(nèi)向新氣導(dǎo)入通路30的逆流(圖5中參照箭頭Y3)。
[0039]在上述竄漏氣通路36中設(shè)有用于控制竄漏氣流量的作為流量控制閥的PCV閥40。PCV閥40根據(jù)上游側(cè)壓力與下游側(cè)壓力之間的壓力差、即進(jìn)氣負(fù)壓(也稱作“增壓”)來控制、即計量竄漏氣的流量。由此，能夠使與在發(fā)動機(jī)12中產(chǎn)生的竄漏氣的量相均衡的流量的竄漏氣流入到下游側(cè)的進(jìn)氣通路部27b中。
[0040]接著，對PCV閥40進(jìn)行說明。圖1是表示PCV閥的剖視圖。
[0041]另外，為了便于說明，將圖1的左側(cè)作為前側(cè)，將圖1的右側(cè)作為后側(cè)來進(jìn)行說明。
[0042]如圖1所示，PCV閥40的外殼42例如為樹脂制的，形成為中空圓筒狀。外殼42內(nèi)的中空部成為沿著軸向(圖1中的左右方向)延伸的竄漏氣通路(稱作“氣體通路”)50。在外殼42的后端部(圖1中的右端部)具有氣體通路50的流入口 51，另外，在該外殼42的前端部(圖1中的左端部)具有氣體通路50的流出口 52。另外，流入口 51連接于上述竄漏氣通路36 (參照圖5)的上游側(cè)的通路部。另外，流出口 52連接于竄漏氣通路36的下游側(cè)的通路部。因而，作為流體的竄漏氣在氣體通路50中流動。另外，有時流入口 51也連接于上述氣缸頭蓋18的竄漏氣導(dǎo)出口 18b。另外，氣體通路50相當(dāng)于本說明書中所說的“流體通路”。
[0043]上述外殼42是通過將在軸向(圖1中的左右方向)上被二分割而成的前后一對外殼半體42a、42b互相接合而構(gòu)成的。在前側(cè)的外殼半體42a的中央部以與該外殼半體42a同軸狀形成有減小了內(nèi)徑的中空圓筒狀的鼓出壁部43。利用鼓出壁部43的內(nèi)壁面形成了由中空圓筒孔構(gòu)成的計量部44。另外，在后側(cè)的外殼半體42b內(nèi)、即氣體通路50的氣體流入側(cè)(圖1中的右側(cè))形成有中空圓筒狀的上游側(cè)的通路壁面45。上游側(cè)的通路壁面45內(nèi)成為上游側(cè)的通路部53。另外，在前側(cè)的外殼半休42a中的比鼓出壁部43靠氣體流出側(cè)(圖1中的左側(cè))的部分形成有中空圓筒狀的下游側(cè)的通路壁面47。下游側(cè)的通路壁面47內(nèi)成為下游側(cè)的通路部54。另外，在后側(cè)的外殼半體42b的后端部以與該外殼半體42b同軸狀形成有比上游側(cè)的通路壁面45向徑向內(nèi)方以凸緣狀突出的端壁48。利用端壁48內(nèi)的中空孔部形成了上述流入口 51。
[0044]在上述外殼42內(nèi)、即氣體通路50中，例如樹脂制的閥芯60以能夠沿軸向(圖1中的左右方向)移動的方式配置。圖2是表示閥芯的側(cè)視圖。
[0045]如圖2所示，閥芯60形成為頂端變細(xì)的臺階軸狀。在閥芯60的頂端部分、即前半部分(圖2中的左半部分)的外周面上形成有計量面62。計量面62以同軸狀具有頂端側(cè)的圓筒狀的小徑面部63、基端側(cè)的圓筒狀且具有比小徑面部63大的外徑的大徑面部64、以及在小徑面部63與大徑面部64之間從小徑側(cè)朝向大徑側(cè)去而逐漸擴(kuò)徑的錐面部65。另外，在計量面62中，存在于從錐面部65的大徑側(cè)端部到基部側(cè)終端部之間的臺階面及/或錐面等是微小的變化，因此無視。另外，在閥芯60的后端部(圖2中的右端部)以與該閥芯60同軸狀形成有向徑向外方突出的凸緣狀的引導(dǎo)部67。在引導(dǎo)部67的外周面中，在周向上等間隔地形成有多個平面狀的缺口面67b。相鄰的缺口面67b相互之間成為圓弧狀面67a。
[0046]如圖1所示，上述閥芯60以能夠沿軸向移動的方式配置在上述外殼42內(nèi)。閥芯60的計量面62以動配合狀可插入到外殼42的計量部44內(nèi)。在計量部44與計量面62之間形成有供竄漏氣流動的環(huán)狀間隙70。因而，隨著閥芯60向前方(圖1中的左方)移動，間隙70的通路截面積減少。相反，隨著閥芯60向后方(圖1中的右方)移動，間隙70的通路截面積增大。另外，閥芯60的計量面62在閥芯60的最后退位置與最前進(jìn)位置之間的工作范圍中與計量部44內(nèi)相對應(yīng)。另外，在閥芯60的工作范圍中，閥芯60的計量面62的與計量郎44內(nèi)相對應(yīng)的范圍在圖2中用附圖標(biāo)記62R表示。另外，計量面62的大徑面部64的范圍在圖2中用附圖標(biāo)記62Ra表示。另外，閥芯60的引導(dǎo)部67的圓弧狀面67a以能夠滑動的方式嵌合于外殼42上游側(cè)的通路壁面45。在引導(dǎo)部67的缺口面67b與上游側(cè)的通路壁面45之間形成有供竄漏氣流動的D字狀的間隙72。
[0047]如圖1所示，在上述外殼42與上述閥芯60之間夾設(shè)有螺旋彈簧74。詳細(xì)地講，螺旋彈簧74嵌合于閥芯60,且夾設(shè)在外殼42的鼓出壁部43與閥芯60的引導(dǎo)部67的相對面之間。螺旋彈簧74對閥芯60朝向流入口 51側(cè)(圖1中的右方)施力。另外，之后詳細(xì)說明螺旋彈簧74。
[0048]接著，對上述PCV閥40 (參照圖1)的工作進(jìn)行說明。在發(fā)動機(jī)12的停止過程中，在進(jìn)氣通路27 (參照圖5)中不會產(chǎn)生進(jìn)氣負(fù)壓(增壓)，因此，閥芯60被螺旋彈簧74施力，成為其引導(dǎo)部67抵接于外殼42的端壁48的狀態(tài)(全閉狀態(tài))。另一方面，在發(fā)動機(jī)12起動時，進(jìn)氣通路27的進(jìn)氣負(fù)壓通過流出口 52而被導(dǎo)入到外殼42的氣體通路50中，因此，在該進(jìn)氣負(fù)壓的作用下，閥芯60克服螺旋彈簧74的施力而向流出口 52側(cè)移動。
[0049]在此，在發(fā)動機(jī)12的低負(fù)荷時，節(jié)氣門閥24a (參照圖5)的開度較小，在進(jìn)氣通路27中產(chǎn)生的進(jìn)氣負(fù)壓變大，因此，閥芯60向前方移動。隨之，外殼42的計量部44與閥芯60的計量面62之間的間隙70的通路截面積變得最小或者幾乎最小，在氣體通路50中流動的竄漏氣的流量變少。另外，在發(fā)動機(jī)12的中負(fù)荷時，節(jié)氣門閥24a的開度較大，在進(jìn)氣通路27中產(chǎn)生的進(jìn)氣負(fù)壓變小，因此，閥芯60在螺旋彈簧74的作用下向后方移動。隨之，外殼42的計量部44與閥芯60的計量面62之間的間隙70的通路截面積變大，與發(fā)動機(jī)12的低負(fù)荷時相比，在氣體通路50中流動的竄漏氣的流量變多。另外，在發(fā)動機(jī)12的高負(fù)荷時，節(jié)氣門閥24a的開度成為全開或者接近全開，在進(jìn)氣通路27中產(chǎn)生的進(jìn)氣負(fù)壓基本上消失，因此，閥芯60在螺旋彈簧74的作用下后退到最后退位置(全開)或者最后退位置附近。隨之，在外殼42的計量部44與閥芯60的計量面62之間由間隙70形成的通路截面積變得最大或者幾乎最大，與中負(fù)荷時相比，在氣體通路50中流動的竄漏氣的流量變多。
[0050]接著，對上述螺旋彈簧74詳細(xì)地進(jìn)行說明。圖3是表示圓筒型兩級螺距螺旋彈簧的側(cè)視圖。
[0051]如圖3所示，螺旋彈簧74是具有隨著壓縮量的增加而彈簧常數(shù)階段性地變大的非線形特性的圓筒型不等螺距螺旋彈簧(標(biāo)注與螺旋彈簧相同的附圖標(biāo)記)74。詳細(xì)地講，螺旋彈簧74成為前端部側(cè)的繞線部分(稱作“第I區(qū)域”)74a中的線材間的螺距比剩余的繞線部分(稱作“第2區(qū)域”)74b的線材間的螺距短的圓筒型兩級螺距螺旋彈簧(標(biāo)注與螺旋彈簧相同的附圖標(biāo)記)74。即，第I區(qū)域74a的彈簧常數(shù)小于第2區(qū)域74b的彈簧常數(shù)。另夕卜，第I區(qū)域74a與閥芯60的包含計量面62的小徑面部63和錐面部65在內(nèi)的頂端側(cè)部分相對于外殼42的計量部44的移動行程相對應(yīng)。另外，螺旋彈簧74將第I區(qū)域74a朝前、將第2區(qū)域74b朝后地配置在外殼42內(nèi)(參照圖1)。由此，能夠使竄漏氣在螺旋彈簧74的線材間的間隙中順暢地流動。
[0052]圖4是表示PCV閥的增壓與閥芯的移動行程之間的關(guān)系的特性線圖。
[0053]如圖4所示，特性線L具有變異點P，增壓(進(jìn)氣負(fù)壓)小于變異點P時的特性線La的每單位壓力下的閥芯60的移動行程大于增壓為變異點P以上時的特性線Lb的每單位壓力下的閥芯60的移動行程。即，PCV閥40 (參照圖1)的圓筒型兩級螺距螺旋彈簧74在自PCV閥40的全開狀態(tài)起被壓縮時，主要以減小第I區(qū)域74a的螺距的方式彈性變形，同時產(chǎn)生根據(jù)閥芯60的移動行程和第I區(qū)域74a的彈簧常數(shù)決定的彈簧反作用力(參照圖4的特性線La)。在圓筒型兩級螺距螺旋彈簧74進(jìn)一步被壓縮時，成為第I區(qū)域74a的相鄰的線材相互抵接的狀態(tài)(參照圖4的變異點P)。在之后的壓縮時，圓筒型兩級螺距螺旋彈簧74的第2區(qū)域74b向壓縮方向彈性變形，因此，產(chǎn)生根據(jù)閥芯60的移動行程和第2區(qū)域74b的彈簧常數(shù)決定的彈簧反作用力(參照圖4的特性線Lb)。
[0054]采用上述的PCV閥40(參照圖1)，螺旋彈簧74是具有隨著壓縮量的增加而彈簧常數(shù)階段性地變大的非線形特性的圓筒型兩級螺距螺旋彈簧(圓筒型不等螺距螺旋彈簧)74。因此，隨著螺旋彈簧74的壓縮，彈簧質(zhì)量系統(tǒng)(閥芯60和螺旋彈簧74)的固有振動頻率發(fā)生變化。由此，能夠防止彈簧質(zhì)量系統(tǒng)在發(fā)動機(jī)振動、進(jìn)氣脈動的特定的頻率下共振。這對于防止流量特性的惡化、滑動部的異常摩損是有效的。
[0055]另外，上述圓筒型兩級螺距螺旋彈簧74具有兩階段的非線形特性，螺旋彈簧74的彈簧常數(shù)較小的第I區(qū)域74a (參照圖3)與閥芯60的包含計量面62的小徑面部63和錐面部65在內(nèi)的頂端側(cè)部分相對于外殼42的計量部44的移動行程相對應(yīng)。因而，能夠使螺旋彈簧74的彈簧常數(shù)較小的第I區(qū)域74a中的每單位壓力下的閥芯60的移動行程大于剩余的彈簧常數(shù)的區(qū)域即第2區(qū)域74b中的每單位壓力下的閥芯60的移動行程。因此，能夠在緩和閥芯60的計量面62的錐面部65的錐角Θ (參照圖2)的同時增大最小流量(將小徑面部63的外徑d2小徑化)，并且，能夠縮短閥芯60的計量面62的大徑面部64 (圖2中參照范圍62Ra)的軸向長度。另外，錐角Θ是閥芯60的軸線60L與錐面部65所成的角度。
[0056]參照比較例1、2對這一點進(jìn)行說明。
[0057]比較例I
[0058]圖6是表示比較例I的PCV閥的一部分的剖視圖，圖7是表示PCV閥的增壓與閥芯的移動行程之間的關(guān)系的特性線圖。
[0059]在比較例I中，如圖6所示，PCV閥40的螺旋彈簧采用由圖7所示的特性線LI表示的圓筒型等螺距螺旋彈簧76。圓筒型等螺距螺旋彈簧76的彈簧常數(shù)恒定。在這種情況下，將閥芯60的計量面62的錐面部65的錐角設(shè)為Θ1。另外，將閥芯60的計量面62的小徑面部63的外徑設(shè)為dl。當(dāng)欲在發(fā)動機(jī)的高負(fù)荷時、即油門的全開區(qū)域中、在閥芯60的全開或者全開附近增加竄漏氣的流量時，將閥芯60的計量面62的小徑面部63的外徑dl小徑化為外徑d2。于是，錐面部65的錐角Θ I變大為錐角Θ2、即變陡。因此，能夠預(yù)想到由閥芯60抖動導(dǎo)致閥芯60的錐面部65接觸于外殼42的鼓出壁部43的角部43a時會對閥芯60的工作性和耐摩損性產(chǎn)生不利。另外，圖6中雙點劃線63表示外徑為d2的小徑面部63，雙點劃線65表示錐角為Θ 2的錐面部65。
[0060]比較例2
[0061]圖8是表示比較例2的PCV閥的一部分的剖視圖，圖9是表示PCV閥的增壓與閥芯的移動行程之間的關(guān)系的特性線圖。
[0062]在比較例2中，如圖8所示，PCV閥40的螺旋彈簧采用由圖9所示的特性線L2表示的圓筒型等螺距螺旋彈簧78。另外，在圖8中附記有比較例I的圓筒型等螺距螺旋彈簧76的特性線LI。圓筒型等螺距螺旋彈簧78的彈簧常數(shù)比上述比較例I的圓筒型等螺距螺旋彈簧76的彈簧常數(shù)小且彈簧常數(shù)恒定。例如，將圓筒型等螺距螺旋彈簧78的彈簧常數(shù)設(shè)為上述比較例I的圓筒型等螺距螺旋彈簧76的彈簧常數(shù)的I / 2。于是，與比較例I的閥芯60的移動行程相比，比較例2的閥芯60的移動行程是比較例I的閥芯60的移動行程的兩倍。因此，能夠在使閥芯60的計量面62的錐面部65的錐角與比較例I的錐角Θ I相同的狀態(tài)下將計量面62的小徑面部63的外徑小徑化為d2(參照圖8)。但是，可以預(yù)想到，由于閥芯60的計量面62的大徑面部64的軸向長度變長，因此PCV閥40大型化且重量增力口，不利于將PCV閥40搭載于發(fā)動機(jī)12。
[0063]采用本實施方式的PCV閥40 (參照圖1 )，彈簧采用圖4中由特性線L表示的圓筒型兩級螺距螺旋彈簧74。S卩，特性線L中的特性線La設(shè)定為與上述比較例2的圓筒型等螺距螺旋彈簧78 (參照圖8)的特性線L2 (參照圖9)相同。另外，特性線Lb設(shè)定為與上述比較例I的圓筒型等螺距螺旋彈簧76 (參照圖6)的特性線LI (參照圖7)相同。由此，在使閥芯60的計量面62的錐面部65的錐角Θ (參照圖2)與比較例I的錐角Θ I (參照圖6)相同的狀態(tài)下，能夠通過將計量面62的小徑面部63的外徑小徑化為d2 (參照圖2)來增大最小流量。另外，能夠使閥芯60的計量面62的大徑面部64的軸向長度與上述比較例I (參照圖6)的軸向長度相同。
[0064]實施方式2
[0065]對實施方式2進(jìn)行說明。由于本實施方式是將上述實施方式I的螺旋彈簧74變更而成的，因此，對其變更部分進(jìn)行說明，省略重復(fù)的說明。圖10是表示PCV閥的剖視圖，圖11是表示螺旋彈簧的側(cè)視圖。
[0066]如圖10所示，本實施方式采用鼓型螺旋彈簧80 (參照圖11)來替代上述實施方式1(參照圖1和圖3)的螺旋彈簧74。鼓型螺旋彈簧80的兩端部的繞線部分(第I區(qū)域80a)的彈簧常數(shù)小于其中央部的繞線部分(第2區(qū)域80b)的彈簧常數(shù)。采用鼓型螺旋彈簧80，由于沒有方向性，因此，也能夠以前后顛倒的朝向配置在外殼42內(nèi)。
[0067]實施方式3
[0068]對實施方式3進(jìn)行說明。由于本實施方式是將上述實施方式I的螺旋彈簧74變更而成的，因此，對其變更部分進(jìn)行說明，省略重復(fù)的說明。圖12是表示PCV閥的剖視圖，圖13是表示螺旋彈簧的側(cè)視圖。
[0069]如圖12所示，本實施方式采用桶型螺旋彈簧82 (參照圖13)來替代上述實施方式1(參照圖1和圖3)的螺旋彈簧74。桶型螺旋彈簧82的中央部的繞線部分(第I區(qū)域82a)的彈簧常數(shù)小于兩端部的繞線部分(第2區(qū)域82b)的彈簧常數(shù)。采用桶型螺旋彈簧82，由于沒有方向性，因此，也能夠以前后顛倒的朝向配置在外殼42內(nèi)。
[0070]實施方式4
[0071]對實施方式4進(jìn)行說明。由于本實施方式是將上述實施方式I的螺旋彈簧74變更而成的，因此，對其變更部分進(jìn)行說明，省略重復(fù)的說明。圖14是表示PCV閥的剖視圖，圖15是表示螺旋彈簧的側(cè)視圖。
[0072]如圖14所示，本實施方式采用圓筒型螺距漸變螺旋彈簧84 (參照圖15)來替代上述實施方式I (參照圖1和圖3)的螺旋彈簧74。圓筒型螺距漸變螺旋彈簧84的線材間的螺距從后端朝向前端去而逐漸變小，其彈簧常數(shù)從后端朝向前端去而逐漸變小。圓筒型螺距漸變螺旋彈簧84是具有隨著壓縮量的增加而彈簧常數(shù)連續(xù)地變大的非線形特性的螺旋彈黃。
[0073]本發(fā)明并不限定于上述實施方式，能夠在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行變更。例如，本發(fā)明并不限定于應(yīng)用于PCV閥40，也能夠應(yīng)用于控制除竄漏氣之外的流體流量的流量控制閥。另外，外殼42及/或閥芯60并不限于樹脂制的，也可以是金屬制的。
[0074]附圖標(biāo)記說明
[0075]10、竄漏氣還原裝置；12、發(fā)動機(jī)(內(nèi)燃機(jī))；40、PCV閥(流量控制閥)；42、外殼；44、計量部；51、流入口 ；52、流出口 ；60、閥芯；62、計量面；63、頂端側(cè)的小徑面部；64、基端側(cè)的大徑面部；65、錐面部；70、間隙；74、螺旋彈簧(圓筒型不等螺距螺旋彈簧、圓筒型兩級螺距螺旋彈簧)；80、鼓型螺旋彈簧(螺旋彈簧)；82、桶型螺旋彈簧(螺旋彈簧)；84、圓筒型螺距漸變螺旋彈簧(螺旋彈簧)。
【權(quán)利要求】
1.一種流量控制閥，其包括: 外殼，其具有流入口和流出口 ； 閥芯，其以能夠沿軸向往返運動的方式配置在上述外殼內(nèi)；以及 螺旋彈簧，其用于對上述閥芯向流入口側(cè)施力， 在上述外殼內(nèi)形成有計量部， 在上述閥芯的頂端部分的外周面上形成有可插入到上述計量部內(nèi)的計量面， 上述閥芯的計量面在頂端側(cè)的小徑面部與基端側(cè)的大徑面部之間具有從小徑側(cè)朝向大徑側(cè)去而逐漸擴(kuò)徑的錐面部， 通過上述閥芯與流入側(cè)壓力和流出側(cè)壓力之間的壓力差相應(yīng)地移動，控制在上述外殼的計量部與上述閥芯的計量面之間的間隙中流動的流體的流量，該流量控制閥的特征在于， 上述螺旋彈簧是具有隨著壓縮量的增加而彈簧常數(shù)階段性或者連續(xù)地變大的非線形特性的螺旋彈簧。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量控制閥，其特征在于， 上述螺旋彈簧具有至少兩階段的非線形特性， 上述螺旋彈簧的彈簧常數(shù)較小的區(qū)域至少與上述閥芯的包含計量面的錐面部在內(nèi)的頂端側(cè)部分相對于上述外殼的計量部的移動行程相對應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的流量控制閥，其特征在于， 上述螺旋彈簧是圓筒型不等螺距螺旋彈簧、鼓型螺旋彈簧、桶型螺旋彈簧中的任一個螺旋彈簧。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量控制閥，其特征在于， 上述螺旋彈簧是彈簧常數(shù)連續(xù)地變化的圓筒型螺距漸變螺旋彈簧。
【文檔編號】F16K17/24GK103629407SQ201310369446
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月22日
【發(fā)明者】藤木廣, 增田峰士 申請人:愛三工業(yè)株式會社