JPH0640539U - 双方向弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本双方向弁１０を構成するダイヤフラム弁１
００は、所定開弁圧から鋭い立ち上がり特性を有する。 【構成】 双方向弁１０では、キャニスタ側流路３２Ｃ
とタンク側流路３２Ｔとの差圧が所定以上になったとき
に、チェック弁８０を通じてキャニスタから燃料蒸気を
燃料タンクに逃がす。一方、タンク側流路３２Ｔ側の圧
力が大気より所定圧以上高くなったときに、ダイヤフラ
ム弁１００を通じて燃料タンクからキャニスタに燃料を
逃がす。ダイヤフラム弁体１１０には、弾性薄肉部１１
２ａが設けられており、弾性薄肉部１１２ａは、閉弁時
に、弁座部材１３０に弾性的に撓んだ気密性の高い状態
で着座して流路を閉じ、僅かに開弁すると、流路を流れ
る流体圧により流路を拡張するように変形して、急激に
流量が増大する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、主として燃料タンクからの蒸発燃料をキャニスタに導入するのに用 いられる双方向弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、この種の双方向弁は、特開昭６０−１８４７７９号公報に記載されてい るように、燃料タンクの蒸気圧の上昇及び下降に伴う燃料タンクの保護のために 用いられており、これを図４を用いて説明する。図４において、双方向弁２００ は、ケース本体２０２内を上弁室２０３と下弁室２０４とに区画する仕切壁２０ ６を有しており、上弁室２０３内にチェック弁２１０を収納すると共に蓋体２１ ２で封止し、下弁室２０４にダイヤフラム弁２２０を収納すると共に蓋体２２２ で封止した構成を備えている。この構成により、燃料タンク内の圧力が上昇して 、タンク側接続口ＴＰが大気圧より所定圧以上高くなったときに、ダイヤフラム 弁２２０の弁本体２２４がばね２２６に抗して着座面２２８から離されることに より開いて、燃料タンクからキャニスタへ燃料蒸気を逃がし、一方、燃料タンク 内の圧力が低下してタンク側接続口ＴＰとキャニスタ接続口ＣＰとの差圧が所定 以上になったときに、チェック弁２１０の弁本体２１４がばね２１６に抗して着 座面２１８から離れることにより開いて、キャニスタから燃料タンクへ燃料蒸気 を戻す。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

こうした双方向弁２００において、図５に示すように、燃料タンク内の正圧Ｐ と、ダイヤフラム弁２２０を流れる流量Ｑとの関係では、燃料タンク正圧Ｐが所 定圧Ｐｒ以下では閉弁してその流量Ｑが０であり、所定圧Ｐｒ以上では開弁して 、その流量Ｑが垂直に立ち上がる実線の特性を有することが調圧作用上望ましい 。しかし、従来のダイヤフラム弁２２０では、通常、破線のような所定圧Ｐｒ付 近において緩やかな流量Ｑの立ち上がりを示す特性を有しており、実線のような 理想的な特性へ近づけることが要請されていた。

【０００４】 ところで、上記ケース本体２０２は、樹脂射出により一体成形されている。し たがって、着座面２１８，２２８もケース本体２０２の成形と同時に形成される 。しかし、ケース本体２０２は、射出成形時に樹脂収縮を受け、着座面２１８， ２２８を十分な平滑な面に形成することが難しい。特に、ダイヤフラム弁２２０ は、弁本体２２４自体もチェック弁２１０の弁本体２２４に比べて大きく、ケー ス本体２０２の中央部に配置されることが多く、着座面２２８に高い精度を出す ことが難しい。このため、弁本体２２４が着座面２１８に対して密着しないので 、所定圧Ｐｒ以下での流量が０である理想的なダイヤフラム弁２２０へ近づける ための支障となっていた。

【０００５】 本考案は、上記従来の技術の問題点を解決するものであり、開弁する所定圧ま での流量をきわめて減少させ、シール性に優れたダイヤフラム弁を備えた双方向 弁を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するためになされた本考案は、 第１接続口及び第２接続口を有するケースと、第１接続口と第２接続口とを接 続する第１流路に設けられ、上記第１接続口の圧力の増加で開弁するダイヤフラ ム弁と、第１接続口と第２接続口とを接続する第２流路に設けられ、第１接続口 と第２接続口の所定差圧以上で開弁するチェック弁と、を有した双方向弁におい て、 上記ダイヤフラムは、 第１流路に臨んで配置され、第１流路の外周に設けられた着座部と、 該着座部に着座することで第１流路を閉じる弁本体と、 上記ケースと弁本体との間に介在し、該弁本体に対して閉じ方向への付勢力を 加えるばねと、 を備え、 上記弁本体は、上記着座部に着座する部位に、開弁時に第１流路を流れる流体 により、該流路を拡張するように変形する弾性薄肉部を設けたこと、 を特徴とする。

【０００７】

【作用】

本考案に係る双方向弁では、第１接続口の圧力の増加したときに、該増加した 圧力は、第１流路を通じて、ダイヤフラム弁に加わって該ダイヤフラム弁を開弁 させて、第１通路を通じて第１接続口から第２接続口へ通気する。一方、第１接 続口と第２接続口との差圧が所定以上になったとき、その圧力差は、第２通路を 通じて、チェック弁に加わって該チェック弁を開弁させて、第２通路を通じて、 第２接続口から第１接続口へ通気する。

【０００８】 また、ダイヤフラム弁本体には、弾性薄肉部が設けられており、この弾性薄肉 部は、閉弁時に、第１流路の外周に設けた着座部に、弾性的に撓んだ気密性の高 い状態で着座して該第１流路を閉じる。さらに、弾性薄肉部は、開弁の初期に、 第１流路を流れる流体により該流路を拡張するように変形する。よって、一旦、 僅かに開弁すると第１流路が拡張されて、急激に流量が増大するから、開弁時に 鋭い立ち上がり特性となる。

【０００９】

【実施例】

以上説明した本考案の構成・作用を一層明らかにするために、以下本考案の好 適な実施例について説明する。

【００１０】 図１は燃料タンクとキャニスタとの間に接続される双方向弁を示す断面図であ る。図１において、双方向弁１０は、ケース本体２０を上蓋体６０及び下蓋体７ ０により封止すると共に、ケース本体２０内に形成された流路室５０内に、チェ ック弁８０及びダイヤフラム弁１００を収納することにより構成されている。

【００１１】 すなわち、上記ケース本体２０は、上部開口２４を有する上部拡張部２２を備 え、上部開口２４の周縁部に形成された上部段部２６に、上蓋体６０の嵌合段部 ６２が嵌合すると共に超音波溶着により封着されている。

【００１２】 一方、ケース本体２０は、下部開口４４を有する下部拡張部４２を備え、下部 開口４４の周縁部に形成された下部段部４６に、下蓋体７０の蓋体嵌合部７２を 嵌合すると共に超音波溶着により封着されている。

【００１３】 また、ケース本体２０は、上部拡張部２２と下部拡張部４２との間に側壁部２ ８を備えており、この側壁部２８には、タンク側管路部３０Ｔ及びキャニスタ側 管路部３０Ｃが突設されている。上記タンク側管路部３０Ｔ内には、タンク側流 路３２Ｔが形成されており、その開口部が図示しない管路を通じて燃料タンクに 接続されるタンク側ポート３４Ｔとなっている。さらに、キャニスタ側管路部３ ０Ｃ内には、キャニスタ側流路３２Ｃが形成されており、その開口部が図示しな い管路を通じてキャニスタに接続されるキャニスタ側ポート３４Ｃとなっている 。

【００１４】 さらに、ケース本体２０内には、流路室５０をチェック弁室８８と中内室５２ に区画する隔壁部４８が形成されている。この隔壁部４８の中央部には、透孔４ ９が形成されており、該透孔４９を通じてチェック弁室８８と中内室５２とを連 通させる。

【００１５】 また、ケース本体２０の下部を封着する下蓋体７０には、外気管路部７４が突 設されており、この外気管路部７４内に外気通路７６が形成され、後述するダイ ヤフラム弁１００の一方の弁室に接続されている。

【００１６】 上記チェック弁８０は、ケース本体２０の上部チェック弁室８８内に設けられ ている。チェック弁８０は、チェック弁体９０と、このチェック弁体９０を保持 するチェックばね用ガイド部材８２と、上記上蓋体６０とチェックばね用ガイド 部材８２との間に設けられ、チェック弁体９０に付勢するチェック用ばね８４と を備えている。

【００１７】 上記チェック弁体９０は、有底孔９２を有する皿状部９４と、皿状部９４の外 周から突設した拡張周縁部９６と、拡張周縁部９６の先端に形成された環状突部 ９８とを一体にゴムで形成したものであり、隔壁部４８の透孔４９の外周面に形 成されたチェック弁座４７に着座又は離反する。このチェック弁８０の構成によ り、チェック弁体９０は、閉弁方向にタンク側流路３２Ｔからの圧力及びチェッ ク用ばね８４の付勢力が加わり、開弁方向に透孔４９を通じたキャニスタ側流路 ３２Ｃの圧力が加わり、これらの均衡により開閉することになる。

【００１８】 上記ダイヤフラム弁１００は、ケース本体２０の流路室５０の下部及び下蓋体 ７０とにより形成されるダイヤフラム弁室１２０に設けられている。ダイヤフラ ム弁１００は、ダイヤフラム弁体１１０と、ダイヤフラム弁体１１０を保持する ダイヤフラムばね用ガイド部材１０２と、ダイヤフラムばね１０４とを備えてい る。ダイヤフラム弁体１１０は、着座部１１２と、受圧部１１４とを一体的にゴ ムで形成されている。上記着座部１１２は、弾性薄肉部１１２ａを上部に有し、 かつ該弾性薄肉部１１２ａの裏面部にダイヤフラムばね用ガイド部材１０２との 間で形成する空隙１１２ｂになっている。 また、ダイヤフラム弁体１１０は、受圧部１１４の周縁部が下部拡張部４２の 下部段部４６と下蓋体７０の蓋体嵌合部７２との間で挟持されることにより、ダ イヤフラム弁室１２０をダイヤフラム上弁室１２２とダイヤフラム下弁室１２４ とに区画すると共に、弁座部材１３０に着座するように形成されている。そして 、ダイヤフラム上弁室１２２は、図示しない流路を介してタンク側流路３２Ｔに 接続され、ダイヤフラム下弁室１２４は、外気通路７６を通じて大気に解放され ている。

【００１９】 また、上記ダイヤフラム弁体１１０の着座部１１２は、弁座部材１３０に着座 するように形成されている。弁座部材１３０は、円板状の周縁段部１３２と、傘 状突出部１３４と、周縁段部１３２と傘状突出部１３４とを連結する連結薄肉部 １３６とを熱可塑性樹脂で一体的に形成されている。周縁段部１３２の中央部に は、ダイヤフラム上弁室１２２と中内室５２とを連通する弁流路１３８が形成さ れている。この弁座部材１３０は、周縁段部１３２でケース本体２０の取付段部 ２９に超音波溶着法により溶着されている。

【００２０】 こうしたダイヤフラム弁１００の構成により、ダイヤフラム弁体１１０は、開 弁方向にタンク側流路３２Ｔを通じたダイヤフラム上弁室１２２の圧力が加わり 、閉弁方向にダイヤフラムばね１０４の付勢力及び外気通路７６を通じた大気圧 が加わることになり、それらの均衡により開閉することになる。 なお、ダイヤフラム弁体１１０の着座部１１２は、弾性薄肉部１１２ａを有し ているから、ダイヤフラム弁体１１０の閉弁時には、ダイヤフラム弁体１１０の 着座部１１２の弾性薄肉部１１２ａが弁座部材１３０の傘状突出部１３４によっ て部分的に空隙１１２ｂ側に押されて弾性変形する。よって、着座部１１２は、 弁座部材１３０に対して弾性薄肉部１１２ａの弾性変形により押圧状態で着座す ることになる。

【００２１】 なお、チェック弁体９０及びダイヤフラム弁体１１０は、ニトリルゴム（ＮＢ Ｒ）やフッ素ゴム（ＦＫＭ）等により射出形成され、一方、ケース本体２０、上 蓋体６０、下蓋体７０や弁座部材１３０等の各部材は、ポリアセタール、ナイロ ン等の熱可塑性樹脂で射出形成されたものである。

【００２２】 次に、上記双方向弁１０の開閉動作について説明する。いま、燃料タンク内の 圧力が外気圧より所定以上高くなったときには、ダイヤフラム上弁室１２２の圧 力が上昇し、ダイヤフラム弁体１１０をダイヤフラムばね１０４及び大気圧に抗 して押し下げて、均衡位置まで開弁する。これにより、燃料タンクで圧力上昇し た燃料蒸気は、タンク側流路３２Ｔ→図示しない連結流路→ダイヤフラム上弁室 １２２→弁流路１３８→中内室５２→キャニスタ側流路３２Ｃを通じて、キャニ スタ側に流れる。

【００２３】 こうしたダイヤフラム弁１００の開弁動作において、ダイヤフラム弁体１１０ が図２（Ａ）の閉弁状態から、弁座部材１３０の傘状突出部１３４から離れる方 向へ移動すると、図２（Ｂ）に示すように、弾性薄肉部１１２ａは弾性的に押圧 変形した状態から平板状に戻る。そして、弾性薄肉部１１２ａが弁座部材１３０ の傘状突出部１３４から僅かに離れて間隙が形成されると、その間隙に流体が流 れる。該間隙を流れる流体の圧力は、図２（Ｃ）に示すように、弾性薄肉部１１ ２ａを凹み側へ弾性変形させて、その流路を拡張して流体が流れる。 したがって、弾性薄肉部１１２ａが傘状突出部１３４によって弾性変形させら れた高いシール性の状態から、弁座部材１３０に対して僅かに離れることにより 弾性薄肉部１１２ａの変形に伴う流路が拡張されるので、流量が急激に増大する 鋭い立ち上がり特性を得ることができる。

【００２４】 一方、燃料タンク内の圧力が低下して、キャニスタの圧力が燃料タンクより所 定差圧以上高くなったときには、中内室５２から透孔４９を通じてチェック弁体 ９０に加わる圧力がチェック用ばね８４の付勢力及びチェック弁室８８の圧力を 上回って、チェック弁体９０がチェック用ばね８４を押し上げて、均衡位置まで 開弁する。これにより、キャニスタ内の燃料蒸気は、キャニスタ側流路３２Ｃ→ 中内室５２→透孔４９→チェック弁室８８→タンク側流路３２Ｔを通じて、燃料 タンク側へ流れる。このとき、ダイヤフラム弁体１１０の開弁圧は、チェック弁 ８０の開弁圧より大きいので、ダイヤフラム弁１００は開かない。

【００２５】 したがって、燃料タンク内の圧力が大気圧より所定以上高くなったときには、 ダイヤフラム弁１００が開いて燃料タンク内の燃料蒸気をキャニスタへ流し、一 方、燃料タンク内の圧力が所定以上低下したときに、チェック弁８０が開いてキ ャニスタ内の燃料蒸気が燃料タンクに戻される。よって、燃料タンク内の圧力が 所定範囲圧に維持される。

【００２６】 上記実施例において、ダイヤフラム弁体１１０に着座する弁座部材１３０は、 ケース本体２０と別体に射出成形された小さい部品となっている。したがって、 弁座部材１３０には、成形収縮による変形がほとんど発生しないので、面精度の 高い弁座部材１３０が得られる。こうした弁座部材１３０を用いることにより、 ダイヤフラム弁体１１０が弁座部材１３０に気密状態で着座することから、閉弁 時の流量が少なくなり、理想的なダイヤフラム弁１００の特性に近づく。

【００２７】 また、弁座部材１３０の傘状突出部１３４が薄肉に形成されているから、高い 面精度が得られ、よって、ダイヤフラム弁体１１０が弁座部材１３０に着座した ときに、高い精度の線接触で着座してダイヤフラム弁体１１０に対するシール性 を高めることができる。

【００２８】 さらに、上記実施例では、ダイヤフラム弁１００の弁座をケース本体２０と別 部材の弁座部材１３０に設けることにより、隔壁部４８には、チェック弁８０の チェック弁座４７だけを設ければよく、その隔壁部４８の厚みを薄くできる。こ れにより、隔壁部４８の部分での樹脂収縮によるヒケを抑制できるから、チェッ ク弁８０のチェック弁座４７の面精度を高めることができる。よってチェック弁 ８０の閉弁時に漏れがない優れたチェック弁８０の特性を得ることができる。

【００２９】 また、ケース本体２０は、チェック弁８０とダイヤフラム弁１００とを同軸上 に配置すると共に、上部拡張部２２の上部開口２４と下部拡張部４２の下部開口 ４４も同軸上に配置している。上部開口２４に上蓋体６０を、下部開口４４に下 蓋体７０を嵌合位置合わせすれば、両者の接合部に点対称で応力が集中するから 、同時に超音波溶着を行なうことができる。よって、溶着工程が１回で済み簡略 化することができる。

【００３０】 図３は他の実施例に係るダイヤフラム弁体１１０Ａ及び弁座部材１３０Ａの付 近を示す拡大図である。本実施例は、ダイヤフラム弁体１１０Ａの着座部１１２ Ａに環状舌片１１２ｃを設け、その内周側を環状空隙１１２ｄとすると共に、弁 座部材１３０Ａに平滑面であるダイヤフラム弁座１３４Ａを設けた構成である。 本構成では、図３（Ａ）の閉弁時には、環状舌片１１２ｃがダイヤフラム弁座１ ３４Ａに弾性的に変形して密着し、シール性の高い状態であり、図３（Ｂ）の開 弁初期時には、環状舌片１１２ｃが起立してダイヤフラム弁座１３４Ａに着座し 、さらに図３（Ｃ）の僅かな開弁時には、環状舌片１１２ｃが環状空隙１１２ｄ 側へ倒れ込んで、その流路を拡張する。したがって、本実施例によっても、図１ の実施例と同様に、開弁初期後に可撓性の環状舌片１１２ｃの変形によって流路 が拡張され、鋭い立ち上がり特性を得ることができる。

【００３１】 なお、上記実施例では、ダイヤフラム弁は、大気圧で作動させたが、これに限 らず、他の基準となる圧力で作動させるようにしてもよく、例えば、エンジンの インテークマニホールドの圧力で作動させてもよい。

【００３２】

【考案の効果】

以上説明したように本考案の双方向弁によれば、ダイヤフラム弁の弁本体に、 弾性薄肉部を設けることにより、該弾性薄肉部は、閉弁時に、第１流路の外周に 設けた着座部に、弾性的に撓んだ気密性の高い状態で着座して該第１流路を閉じ ると共に、開弁の初期に、第１流路を流れる流体により該流路を拡張するように 変形するので、その流路が拡張されて急激に流量が増大する。よって、ダイヤフ ラム弁が所定圧で鋭い立ち上がり特性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る双方向弁を示す断面
図。

【図２】双方向弁におけるダイヤフラム弁の動作を説明
するための説明図。

【図３】他の実施例に係る双方向弁におけるダイヤフラ
ム弁の動作を説明するための説明図。

【図４】従来の双方向弁を示す断面図。

【図５】ダイヤフラム弁の流量特性を示すグラフ。

【符号の説明】

１０…双方向弁 ２０…ケース本体 ３２Ｃ…キャニスタ側流路 ３２Ｔ…タンク側流路 ５０…流路室 ５２…中内室 ８０…チェック弁 １００…ダイヤフラム弁 １０２…ダイヤフラムばね用ガイド部材 １０４…ダイヤフラムばね １１０…ダイヤフラム弁体 １１２…着座部 １１２ａ…弾性薄肉部 １１２ｂ…空隙 １１４…受圧部 １２０…ダイヤフラム弁室 １２２…ダイヤフラム上弁室 １２４…ダイヤフラム下弁室 １３０…弁座部材 １３２…周縁段部 １３４…傘状突出部 １３６…連結薄肉部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１接続口及び第２接続口を有するケー
   スと、第１接続口と第２接続口とを接続する第１流路に
   設けられ、上記第１接続口の圧力の増加で開弁するダイ
   ヤフラム弁と、第１接続口と第２接続口とを接続する第
   ２流路に設けられ、第１接続口と第２接続口の所定差圧
   以上で開弁するチェック弁と、を有した双方向弁におい
   て、 上記ダイヤフラムは、 第１流路に臨んで配置され、第１流路の外周に設けられ
   た着座部と、 該着座部に着座することで第１流路を閉じる弁本体と、 上記ケースと弁本体との間に介在し、該弁本体に対して
   閉じ方向への付勢力を加えるばねと、 を備え、 上記弁本体は、上記着座部に着座する部位に、開弁時に
   第１流路を流れる流体により、該流路を拡張するように
   変形する弾性薄肉部を設けたこと、 を特徴とする双方向弁。