JPH08121619A - 流量制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 開弁時から鋭い立ち上がり特性を有するダイ
ヤフラム弁１００を提供する。 【構成】 ダイヤフラム弁１００を構成するダイヤフラ
ム弁体１１０は、ダイヤフラム基準圧室１２４の圧力及
び重錘１０４の重力を一方の面に受け、ダイヤフラム流
体圧室１２２の圧力を他方の面に受ける。重錘１０４
は、開弁圧に相当する重さに設定されている。ダイヤフ
ラム流体圧室１２２の圧力で加えられる開弁方向の力が
開弁圧Ｐｒ及び重錘１０４による重力を上回ったとき
に、着座部１１２が弁流路１３８を開く。これにより、
タンク側流路３２Ｔ、ダイヤフラム弁室１２０、弁流路
１３８、キャニスタ側流路３２Ｃを介して燃料蒸気が流
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば燃料タンクから
の蒸発燃料をキャニスタに導入するのに用いられる流量
調節弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の流量調節弁は、特開昭６
０−１８４７７９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
のための双方向弁に内蔵されているダイヤフラム弁に用
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内を第１室
２０３と第２室２０４とに区画する仕切壁２０６を有し
ており、第１室２０３内にチェック弁２１０を収納する
と共に蓋体２１２で封止し、第２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２２
４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】

【発明が解決しようとする課題】こうした双方向弁２０
０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が開弁圧Ｐｒ以下では閉弁してそ
の流量Ｑが０であり、開弁圧Ｐｒ以上では開弁して、そ
の流量Ｑが垂直に立ち上がる２点鎖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、１点鎖線のような開弁圧Ｐｒ付近
において緩やかな流量Ｑの立ち上がりを示している。

【０００４】こうした特性を示す要因の一つとして、弁
本体２２４の開度がばね２２６に依存していることにあ
る。すなわち、流量Ｑは、弁本体２２４のリフト量に依
存するが、このリフト量は、流体圧が弁本体２２４を介
してばね２２６を圧縮することにより得られる。しか
し、ばね２２６の圧縮量は、フックの法則により圧縮量
が大きくなるほど、その発生荷重が大きくなる。このた
め、その流体圧が開弁圧に達しただけでは急激に流量Ｑ
が増加せず、ばね２２６を十分に圧縮するほどの値に達
しないと十分な流量Ｑとならない。したがって、流体圧
が開弁圧Ｐｒに達したときに急激に立ち上がるという特
性を十分に得ることができないという問題があった。

【０００５】本発明は、上記従来の技術の問題点を解決
するものであり、開弁したい所定圧から急激に流量が増
大する流量制御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
になされた請求項１の発明は、流路に臨んで水平方向に
形成されたシート面と、このシート面に着座または離反
することにより上記流路を開閉するゴムまたは樹脂から
なる弁体と、この弁体に装着され、上記シート面の方向
へ該弁体の開弁圧に相当する重力を加える重錘と、を具
備したことを特徴とする。

【０００７】また、請求項２では、請求項１の弁体とし
て、一方の面に基準圧を受け、他方の面に上記流路の流
体圧を受けるダイヤフラム弁体に適用したものである。

【０００８】

【作用】本発明の弁体は、流路に臨んで水平方向に設け
られたシート面に着座・離反することで流路を開閉す
る。弁体は、ゴムまたは樹脂で形成されると共に、重錘
が装着されている。重錘は、弁体の開弁圧に相当する重
力を加える重さに設定されている。重錘は、弁体が開い
ても、その力は一定の値である。よって、ばねによって
閉弁力を加えている場合のように、開弁と同時にその力
が増大することに伴う弁開度が減少することなく、開弁
時に鋭い立ち上がり特性を得ることができる。

【０００９】また、請求項２では、弁体として、ダイヤ
フラム弁体に好適に対応したものであり、該ダイヤフラ
ム弁体は、一方の面に基準圧及び重錘による重力を受
け、他方の面に流路を通る流体圧を受け、これらの釣合
により開閉する。

【００１０】

【実施例】以上説明した本発明の構成・作用を一層明ら
かにするために、以下本発明の好適な実施例について説
明する。

【００１１】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１０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をチェック弁蓋体
６０及びダイヤフラム弁蓋体７０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。

【００１２】すなわち、上記ケース本体２０は、下部開
口２４を有する下部拡張部２２を備え、下部開口２４の
周縁部に形成された下部段部２６に、チェック弁蓋体６
０の嵌合段部６２が嵌合すると共に超音波溶着されるこ
とにより下部開口２４がチェック弁蓋体６０で封止され
ている。

【００１３】一方、ケース本体２０は、上部開口４４を
有する上部拡張部４２を備え、上部開口４４の周縁部に
形成された上部段部４６に、ダイヤフラム弁蓋体７０の
蓋体嵌合部７２を嵌合すると共に超音波溶着されること
により上部開口４４がダイヤフラム弁蓋体７０で封止さ
れている。

【００１４】また、ケース本体２０は、下部拡張部２２
と上部拡張部４２との間に側壁部２８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。またキ
ャニスタ側管路部３０Ｃ内には、キャニスタ側流路３２
Ｃ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。

【００１５】さらに、ケース本体２０内には、流路室５
０をチェック弁室８８と中内室５２に区画する隔壁部４
８が形成されている。この隔壁部４８の中央部には、透
孔４９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。

【００１６】また、ケース本体２０の上部を封着するダ
イヤフラム弁蓋体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。

【００１７】次に、チェック弁８０及びダイヤフラム弁
１００の各構成及び作用について説明する。まず、上記
チェック弁８０は、ケース本体２０の下部のチェック弁
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、上記チェック弁蓋体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に閉弁方向へ付勢するチェック用ばね８４
とを備えている。

【００１８】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３２
Ｔ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３２
Ｃ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。

【００１９】一方、上記ダイヤフラム弁１００は、ケー
ス本体２０の流路室５０の上部及びダイヤフラム弁蓋体
７０とにより形成されるダイヤフラム弁室１２０内に設
けられており、ダイヤフラム弁体１１０と、重錘１０４
とを備えている。

【００２０】上記ダイヤフラム弁体１１０は、図２に示
すように、平板状の着座部１１２と、着座部１１２の上
部から突設し重錘１０４を取り付ける取付用突出部１１
３と、着座部１１２の外周に設けた受圧部１１４とを備
えており、上記受圧部１１４の周縁部が上部拡張部４２
の上部段部４６とダイヤフラム弁蓋体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をダイヤフラム流体圧室１２２とダイヤフラム基
準圧室１２４とに区画する。なお、ダイヤフラム流体圧
室１２２は、図示しない流路を介してタンク側流路３２
Ｔに接続され、ダイヤフラム基準圧室１２４は、外気通
路７６を通じて大気に開放されている。

【００２１】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。この弁座部材１３０は、その中央部に弁流路１
３８を形成した傘状突出部１３２を有しており、その周
縁部でケース本体２０の取付段部２９に超音波溶着法に
より溶着されている。

【００２２】上記重錘１０４は、中央部に取付透孔１０
４ａを設けたドーナツ状に形成された鉄またはステンレ
ス綱等の金属材料から形成されており、その重量Ｗは、
ダイヤフラム弁体１１０の受圧面積をＳ、大気圧をＰ
ｓ、ダイヤフラム基準圧室１２４の開弁圧をＰｒとする
と、Ｗｇ＝（Ｐｒ−Ｐｓ）・Ｓの関係を満たし、例え
ば、２０ｇ程度に設定されている。

【００２３】また、重錘１０４は、その取付透孔１０４
ａにダイヤフラム弁体１１０の取付用突出部１１３が嵌
合すると共に、取付用突出部１１３の側面に突設された
抜止突起１１３ａに重錘１０４の上面が係合することに
より抜止されて、ダイヤフラム弁体１１０と一体になっ
ている。

【００２４】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、開弁方向に対してタン
ク側流路３２Ｔに通じたダイヤフラム流体圧室１２２の
圧力Ｐが加わり、閉弁方向に対して重錘１０４の重力Ｗ
ｇ及び外気通路７６に通じた開弁圧Ｐｒ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。

【００２５】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（ＮＢＲ）やフッ素ゴム
（ＦＫＭ）等により射出形成され、一方、ケース本体２
０、チェック弁蓋体６０、ダイヤフラム弁蓋体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ている。

【００２６】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
定以上高くなると、ダイヤフラム流体圧室１２２の圧力
が上昇するから、ダイヤフラム弁体１１０を重錘１０４
の重力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
ヤフラム流体圧室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。

【００２７】一方、燃料タンク内の圧力が低下して、キ
ャニスタの圧力に対して所定差圧以上大きくなったとき
には、中内室５２から透孔４９を通じてチェック弁体９
０に加わる圧力がチェック用ばね８４の付勢力とチェッ
ク弁室８８の圧力とを加えた力を上回って、チェック弁
体９０がチェック用ばね８４を押し下げて、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。

【００２８】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１０
０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
には、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。

【００２９】上述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は、ダイヤフラム基
準圧室１２４の基準圧力Ｐｓ・Ｓ及び重錘１０４の重力
Ｗｇを一方の面に受け、ダイヤフラム流体圧室１２２の
圧力Ｐ・Ｓを他方の面に受け、Ｐｓ・Ｓ＋Ｗｇ＜Ｐ・Ｓ
の条件を満たしたときに、着座部１１２が弁流路１３８
を開くが、一方の面に加えられるＰｓ・Ｓ＋Ｗｇは、ダ
イヤフラム弁体１１０の開度にかかわらず、一定であ
る。

【００３０】したがって、一旦、ダイヤフラム弁体１１
０が開けば、従来の技術で説明したように、ばね力で弁
開度が規制されることなく、開弁圧Ｐｒにて、急激に流
量が増大する図５に示す鋭い立ち上がり特性を得ること
ができる。

【００３１】また、上記ダイヤフラム弁１００によれ
ば、ダイヤフラム弁体１１０に付勢力を加えるためのば
ねだけでなく、ダイヤフラム弁体１１０とばねとの間に
介在するダイヤフラム弁体を支持する部材も不要とな
り、部品点数を減らすことができ、コストダウンを実現
することができる。

【００３２】なお、この発明は上記実施例に限られるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の
態様において実施することが可能であり、例えば次のよ
うな変形も可能である。

【００３３】（１） 上記実施例では、ダイヤフラム弁
体に重錘を装着する手段として、重錘１０４の取付透孔
１０４ａにダイヤフラム弁体１１０の取付用突出部１１
３を嵌合させ、さらに抜止突起１１３ａで係止したが、
これに限らず、接着剤やインモールド成形等で一体化し
てもよく、その手段は特に限定されない。

【００３４】（２） 上記実施例では、ばねの代わりに
用いた重錘を、ダイヤフラム弁に適用したが、これに限
らず、弁体に対して閉弁方向へ力を加える弁であれば、
各種の弁に適用することができ、例えば、チェック弁に
適用することができる。

【００３５】（３） 弁体に閉弁方向への力を加える手
段は、重錘を単独で用いるほか、ばねを併用してもよ
い。例えば、車両に搭載したダイヤフラム弁のように、
走行状態に応じて傾くような弁に適用した場合には、ば
ねは、傾きに対して開弁するのを押さえる役割として使
用することができる。

【００３６】（４） 重錘の形状は、弁体に閉弁方向へ
均等に着座させることが好ましく、例えば、図３に示す
ように、重錘１０４Ａとして、断面台形状に形成し、ダ
イヤフラム弁体１１０の着座部１１２に集中的に力を加
えるような形状であってもよい。

【００３７】（５） 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。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る流量
制御弁によれば、流路に臨んで水平方向に設けたシート
面に着座・離反する弁体をゴムまたは樹脂で形成すると
共に、該弁体に閉弁方向に重力を加える重錘を装着する
ことにより、弁体の弁開度にかかわらず重錘の力が一定
であるから、ばねによって閉弁力を加えている場合のよ
うに、開弁と同時に閉弁力が増大することに伴う弁開度
が減少することがない。よって、開弁時に、急激に鋭い
立ち上がる流量特性とすることができる。

【００３９】また、請求項２によれば、一方の面に基準
圧及び重錘による重力を受け、他方の面に流路を通る流
体圧を受けるダイヤフラム弁体に好適に適用することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るダイヤフラム弁を有す
る双方向弁を示す断面図。

【図２】本実施例のダイヤフラム弁の要部を拡大して説
明する断面図。

【図３】他の実施例に係るダイヤフラム弁の要部を拡大
して説明する断面図。

【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】

ＣＰ…キャニスタ接続口 １０…双方向弁 ２０…ケース本体 ２２…下部拡張部 ２４…下部開口 ２６…下部段部 ２８…側壁部 ２９…取付段部 ３０Ｃ…キャニスタ側管路部 ３０Ｔ…タンク側管路部 ３２Ｃ…キャニスタ側流路 ３２Ｔ…タンク側流路 ３４Ｃ…キャニスタ側ポート ３４Ｔ…タンク側ポート ４２…上部拡張部 ４４…上部開口 ４６…上部段部 ４７…チェック弁座 ４８…隔壁部 ４９…透孔 ５０…流路室 ５２…中内室 ６０…チェック弁蓋体 ６２…嵌合段部 ７０…ダイヤフラム弁蓋体 ７２…蓋体嵌合部 ７４…外気管路部 ７６…外気通路 ８０…チェック弁 ８２…チェックばね用ガイド部材 ８４…チェック用ばね ８８…チェック弁室 ９０…チェック弁体 ９２…有底孔 ９４…皿状部 ９６…拡張周縁部 ９８…環状突部 １００…ダイヤフラム弁 １０４…重錘 １０４Ａ…重錘 １０４ａ…取付透孔 １１０…ダイヤフラム弁体 １１２…着座部 １１３…取付用突出部 １１３ａ…抜止突起 １１４…受圧部 １２０…ダイヤフラム弁室 １２２…ダイヤフラム流体圧室 １２４…ダイヤフラム基準圧室 １３０…弁座部材 １３２…傘状突出部 １３８…弁流路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 春日井 条治 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内 (72)発明者 中川 正幸 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流路に臨んで水平方向に形成されたシー
   ト面と、 このシート面に着座または離反することにより上記流路
   を開閉するゴムまたは樹脂からなる弁体と、 この弁体に装着され、上記シート面の方向へ該弁体の開
   弁圧に相当する重力を加える重錘と、 を具備したことを特徴とする流量制御弁。
2. 【請求項２】 上記弁体は、一方の面に基準圧を受け、
   他方の面に上記流路の流体圧を受けるダイヤフラム弁体
   である請求項１に記載の流量制御弁。