JP2016113965A - 燃料蒸気システムの弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】挙動が安定化された燃料蒸気システムの弁装置を提供する。【解決手段】弁装置１０は、燃料蒸気システムに用いられ、燃料蒸気を含む気体を流すための通路に設けられる。弁装置１０のケース２０は、弁座２８を有する。ケース２０は、アンブレラ弁３０を収容している。アンブレラ弁３０は、軸方向へ弾性的に変形可能な円板状の弁部３１を有する。アンブレラ弁３０は、弁部３１の径方向外側に設けられ、ケース２０によって拘束される外縁部３２を有する。閉弁状態において、弁部３１は軸方向の一方向へ所定量だけ凸となるように弾性的に変形している。開弁状態において、弁部３１は一方向へ上記所定量より大きく凸となるように弾性的に変形する。弁部３１の予備的な変形は、閉弁状態の安定化に貢献する。外縁部３２は、弁部３１の径方向への移動を抑制する。弁部自身の弾性によって弁部の振動的な挙動が抑制される。【選択図】図２

Description

ここに開示される発明は、燃料蒸気を流すための通路に設けられる燃料蒸気システムの弁装置に関する。

特許文献１および特許文献２は、燃料タンクのための通気通路に設けられる弁装置を開示する。特許文献１は、弾性変形可能なフランジ部をもつ弁体を開示している。この弁体は、フランジ部を含む全体が軸方向に移動することによって通路を開閉する。特許文献２は、ゴム状弾性を備える弁体を開示している。この弁体は、外縁が固定されており、弁体自身の弾性と、圧力差とによって閉弁位置と開弁位置とに位置づけられる。

特開２００８−２０２６３５号公報 特開２０１３−１７７１０８号公報

特許文献１の弁装置は、弁体の軸方向への移動を許容するために、弁体は径方向へわずかに移動可能である。また、弁体は、やや傾斜することもある。このため、弁体と弁座との接触状態が安定しないことがある。例えば、弁体の径方向への移動が、弁体と弁座との接触位置の移動を生じさせる。また、弁体の傾斜が、弁座の一部分における密着度を損なうことがある。このような観点から、特許文献１の弁装置では、閉弁位置における漏洩の阻止が困難であった。

また、特許文献１の弁装置では、弁体が弁座から離れているときに弁体が振動的に動くことがあった。このような振動的な動きは、騒音、流量安定性、耐久性といった多様な観点から望ましくない。

特許文献２の弁装置は、弁体自身の弾性のみによって弁座に着座する。このため、弁体を弁座に押し付ける力を十分に大きくすることが困難である。また、特許文献２の弁体は、断面Ｍ字状と呼びうる形状を有している。このため、弁体のうち、弁座に接触する中央部分が径方向へわずかに移動することがある。このような移動は、弁体と弁座との安定的な接触を損なうことがある。このような観点から、特許文献２の弁装置でも、閉弁位置における漏洩の阻止が困難であった。

上述の観点において、または言及されていない他の観点において、燃料蒸気システムの弁装置にはさらなる改良が求められている。

発明の目的のひとつは、閉弁位置における漏洩を抑制できる燃料蒸気システムの弁装置を提供することである。

発明の目的の他のひとつは、弁体の径方向への移動を抑制できる燃料蒸気システムの弁装置を提供することである。

発明の目的のさらに他のひとつは、開弁位置における弁体の振動的な挙動を抑制しながら、閉弁位置における弁体と弁座とを確実に接触させることができる燃料蒸気システムの弁装置を提供することである。

ここに開示される発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。

開示される発明のひとつにより、燃料蒸気システムの弁装置が提供される。発明は、燃料蒸気システム（２）に用いられ、燃料蒸気を含む気体を流すための通路（７）に設けられる弁装置（１０）において、弁座（２８）を有するケース（２０）と、軸方向へ弾性的に変形可能であって、弁座と接触することにより閉弁状態を提供し、弁座から離間することにより開弁状態を提供する円板状の弁部（３１）、および弁部の径方向外側に設けられケースによって拘束される外縁部（３２）を有するアンブレラ弁（３０）と、閉弁状態において弁部は軸方向の一方向へ所定量（Ｈ３１）だけ凸となるように弾性的に変形し、開弁状態において弁部は一方向へ所定量より大きく凸となるように弾性的に変形することを特徴とする。

この発明によると、アンブレラ弁は外縁部において拘束されている。よって、弁部の径方向への移動が制限される。弁部の位置が安定する。また、閉弁状態において、弁部は一方向へ所定量だけ凸となるように弾性的に変形する。これにより、弁部と弁座とを確実に接触させることができる。また、開弁状態において、弁部は上記所定量より大きく凸となるように弾性的に変形する。これにより、弁部の振動的な挙動が、それ自身の弾性によって抑制される。

発明の第１実施形態に係る車両用燃料供給システムのブロック図である。 第１実施形態の弁装置の断面図である。 第１実施形態の弁装置の断面図である。 第１実施形態の可動弁を示す断面図である。 第１実施形態の弁装置を示す部分拡大断面図である。

図面を参照しながら、ここに開示される発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において、先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において、構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については他の形態の説明を参照し適用することができる。

（第１実施形態）
図１において、車両に搭載された内燃機関（ＩＣＥ）１のための燃料供給システム２が図示されている。内燃機関１は、道路走行車両のための動力源である。燃料供給システム２は、ガソリンなどの液体燃料を貯蔵するタンク３を有する。燃料供給システム２は、タンク３内の燃料を吸入し、加圧する加圧装置（ＰＭＰ）４を有する。加圧装置４は、例えば電動燃料ポンプによって提供される。燃料供給システム２は、加圧装置４によって加圧された燃料を内燃機関１に供給する噴射装置（ＩＮＪ）５を有する。噴射装置５は、例えば、電磁的に操作可能なインジェクタによって提供される。燃料供給システム２は、燃料蒸気システム６を有する。

燃料蒸気システム６は、タンク３内に生じる燃料蒸気を含む気体を取り扱うシステムである。燃料蒸気システム６は、タンク３内に生じる燃料蒸気を貯蔵する。さらに、燃料蒸気システム６は、タンク３内に生じる燃料蒸気および貯蔵された燃料蒸気を内燃機関１に供給することによって燃料蒸気の大気への放出を抑制する。燃料蒸気システム６は、燃料蒸気処理システム、タンク換気システム、またはキャニスタシステムとも呼ばれる。

燃料蒸気システム６は、燃料蒸気を含む気体を流すための通路７を有する。通路７は、タンク３と内燃機関１の吸気通路との間にわたって設けられている。通路７は、大気へ連通するための分岐通路などを有する。通路７は、複数の部材および複数の管によって提供される。

燃料蒸気システム６は、キャニスタ（ＣＨＲ）８を有する。キャニスタ８は、通路７に設けられている。キャニスタ８は、燃料蒸気を吸着する活性炭を有する。キャニスタ８は、チャコールキャニスタまたは燃料蒸気捕捉器とも呼ばれる。キャニスタ８は、タンク３から排出される燃料蒸気を捕捉し、貯蔵する。キャニスタ８は、貯蔵された燃料蒸気を解放し、内燃機関１に供給する。キャニスタ８は、捕捉モードと、解放モードとを切り換えるための通路切換機構を備える。通路切換機構は電磁的に操作可能な電磁弁によって提供される。通路７は、タンク３とキャニスタ８とを連通する導入通路と、キャニスタ８と内燃機関１とを連通する排出通路とを提供する。

燃料蒸気システム６は、タンク３とキャニスタ８との間に設けられた通路制御器９を有する。通路制御器９は、通路７に設けられている。通路制御器９は、多様な条件に応答して、通路７を開閉する。通路制御器９は、多様な条件に応答して、タンク３とキャニスタ８との間の連通状態を、開閉を含む多様な状態に制御する。通路制御器９は、例えば、タンク３から通路７への液体燃料の流出を抑制するように通路７を開閉する。通路制御器９は、例えば、タンク３内の液面の低下に対応して、タンク３内に空気を導入するように通路７を開閉する。通路制御器９は、例えば、給油時に、タンク３内の液面の上昇に対応して、タンク３内の空気を排出するように通路７を開閉する。通路制御器９は、例えば、タンク３内の圧力を所定の範囲内に維持するように通路７を開閉する。

通路制御器９は、タンク３内の圧力を制御するための圧力制御機能を少なくとも有する。通路制御器９は、圧力制御機能を提供するための弁装置（Ｖ）１０を少なくとも備える。弁装置１０は通路７に設けられている。弁装置１０は、タンク３に直接的に連通するように配置されている。弁装置１０は、それ自身だけでタンク３と通路７とを連通することができる。弁装置１０は、タンク３内の圧力が所定の閾値圧力を上回ると、タンク３と通路７とを連通する。弁装置１０は、リリーフバルブとも呼ばれる。弁装置１０は電磁的に操作されることなく、その弁体に作用する圧力差だけに応答して開閉する弁である。

弁装置１０が開弁することにより、タンク３内の燃料蒸気を含む空気は、通路７を経由してキャニスタ８に供給される。弁装置１０が閉弁することにより、タンク３は密閉される。弁装置１０が閉弁状態にあるとき、タンク３と通路７との連通状態は、通路制御器９の他の機能によって制御されることがある。

図２は弁装置１０の閉弁状態を示す。図３は、弁装置１０の開弁状態を示す。以下の説明において、弁装置１０の可動弁の移動方向は軸方向と呼ばれる。図中において、軸方向は軸ＡＸに沿う方向である。軸方向は、車両が平地に停車した状態における上下方向、すなわち重力方向に対応している。この軸方向と直行する方向は径方向と呼ばれる。

弁装置１０は、ケース２０を有する。ケース２０は、樹脂製である。ケース２０は、可動弁を収容する収容室を区画するとともに、弁座を提供する。ケース２０は、収容室を区画するアッパケース２１を有する。ケース２０は、弁座を提供するロワケース２２を有する。アッパケース２１とロワケース２２とは、材料の溶融を伴う溶着、接着剤を用いる接着、またはボルトなどを利用する締結といった多様な連結構造によって連結されている。アッパケース２１は、円筒状に形成された部分を有し、その内部にチャンバ２３を区画している。ロワケース２２は、チャンバ２３を覆うカバーを提供する。よって、チャンバ２３は、アッパケース２１とロワケース２２とによって区画されている。

ロワケース２２は、タンク３の内部とチャンバ２３の内部とを連通する入口開口２４を区画形成する。入口開口２４は、他の弁装置を経由することなく、タンク３内に直接的に連通している。入口開口２４は、チャンバ２３の下面に開口している。アッパケース２１は、チャンバ２３内と通路７とを連通する出口開口２５を区画形成する。出口開口２５は、他の弁装置を経由することなく、通路７に直接的に連通している。出口開口２５は、チャンバ２３の上面に開口している。

ケース２０は、後述の可動弁を保持するための環状スリット２６と、環状チャンバ２７とを有する。環状スリット２６と、環状チャンバ２７とは、アッパケース２１とロワケース２２との間に区画形成されている。アッパケース２１とロワケース２２とは、環状スリット２６と、環状チャンバ２７とを形成するために、それらの合わせ面に環状の溝を有する。

環状スリット２６は、チャンバ２３の下部において、チャンバ２３を全周に関して囲むように形成されている。環状スリット２６は、チャンバ２３に面して連通している。環状スリット２６は、チャンバ２３から径方向外側に延びている。

環状チャンバ２７は、チャンバ２３から径方向外側に離れて位置している。環状チャンバ２７も、チャンバ２３を全周に関して囲むように形成されている。環状チャンバ２７は、環状スリット２６の径方向外側に設けられている。環状チャンバ２７は、環状スリット２６から軸方向の少なくとも一方向へ延び出している。環状チャンバ２７の軸方向高さは、環状スリット２６の軸方向高さより高い。環状チャンバ２７は、環状スリット２６より軸方向に沿って深いともいうことができる。環状チャンバ２７は、主としてロワケース２２に形成された環状の溝によって区画されている。

ケース２０は、弁座２８を有する。弁座２８は、ロワケース２２の内面から筒状に延び出すように設けられている。弁座２８は、入口開口２４の全周を囲むように配置されている。弁座２８は、その周囲のロワケース２２の表面から、チャンバ２３内に向けて軸方向に延び出す筒状部分によって提供されている。弁座２８は、環状スリット２６を区画するロワケース２２の内面より高く軸方向に延び出している。弁座２８を提供する筒状部分の先端は、滑らかな曲面に形成されている。よって、弁座２８は、円環体の部分表面を有する。弁座２８は、後述するアンブレラ弁と接触または離間することによって弁として機能する。弁座２８は、固定弁体を提供する。

弁装置１０は、可動弁としてのアンブレラ弁３０を有する。アンブレラ弁３０は、ゴム製である。アンブレラ弁３０は、弾性を有する樹脂などによって提供することができる。アンブレラ弁３０は、ダイヤフラム弁とも呼ぶことができる。ケース２０は、アンブレラ弁３０を収容するチャンバ２３を形成しているといえる。また、環状スリット２６と環状チャンバ２７とは、アンブレラ弁３０を囲むように環状に延びている。

アンブレラ弁３０は、弁部３１を有する。弁部３１は、円形に形成されている。弁部３１は、ほぼ一定の厚さをもつ板状である。弁部３１は、自然状態において平板状の形態を呈する。弁部３１は、軸方向へ弾性的に変形可能である。弁部３１は、可動弁体を提供する。弁部３１は、弁座２８と協働することによって弁を提供する。弁部３１は、弁座２８と接触することにより閉弁状態を提供する。弁部３１は、弁座２８から軸方向に持ち上がって弁座２８から離間することにより開弁状態を提供する。

アンブレラ弁３０は、外縁部３２を有する。外縁部３２は、弁部３１の径方向外側に設けられている。外縁部３２は、弁部３１を全周にわたって囲んでいる。外縁部３２は、ケース２０によって少なくとも径方向に関して拘束されている。外縁部３２は、環状スリット２６と環状チャンバ２７との内部に収容されている。外縁部３２は、環状スリット２６と環状チャンバ２７との内部に保持されている。外縁部３２は、環状スリット２６および環状チャンバ２７から、径方向内側に向けて抜け出すことがないように、環状スリット２６および／または環状チャンバ２７に嵌め込まれている。

外縁部３２は、環状チャンバ２７内に配置されたロワシール部３３を有する。ロワシール部３３は、外縁部３２の軸方向における一方の側面に設けられている。ロワシール部３３は、環状に延びている。ロワシール部３３は、環状チャンバ２７内において軸方向に沿って下向きに延び出している。ロワシール部３３は、環状チャンバ２７と径方向に関して噛み合っている。これにより、ロワシール部３３は、外縁部３２が径方向内側に向けて抜け出すことを阻止している。

ロワシール部３３は、円環体の一部に相当する表面を提供する。ロワシール部３３は、環状の突条とも呼ぶことができる。ロワシール部３３は、環状チャンバ２７を区画するロワケース２２の面と接触することにより、アンブレラ弁３０とロワケース２２との間の気密性を提供する。これにより、アンブレラ弁３０とロワケース２２との間にチャンバが区画形成される。

外縁部３２は、環状スリット２６および／または環状チャンバ２７内に配置されたアッパシール部３４を有する。アッパシール部３４は、外縁部３２の軸方向における他方の側面に設けられている。アッパシール部３４は、ロワシール部３３とは反対側に設けられている。アッパシール部３４は、環状に延びている。アッパシール部３４は、環状チャンバ２７内において軸方向に沿って上向きに延び出している。

アッパシール部３４は、円環体の一部に相当する表面を提供する。アッパシール部３４は、環状の突条とも呼ぶことができる。アッパシール部３４は、環状スリット２６および／または環状チャンバ２７を区画するアッパケース２１の面と接触することにより、アンブレラ弁３０とアッパケース２１との間の気密性を提供する。これにより、アンブレラ弁３０とアッパケース２１との間にチャンバが区画形成される。アッパシール部３４の軸方向高さは、ロワシール部３３の軸方向高さより低い。

外縁部３２は、拘束部３５を有する。拘束部３５は、ロワシール部３３およびアッパシール部３４より径方向内側に位置している。拘束部３５は、環状スリット２６内に位置している。拘束部３５は、環状スリット２６内において、軸方向への移動量が制限されている。拘束部３５は、環状スリット２６内において制限された量だけ軸方向へ移動することができる。このように、外縁部３２は、環状スリット２６の中に収容される拘束部３５、および拘束部３５から軸方向に延び出し環状チャンバ２７の中に収容されるシール部３３、３４を有するといえる。シール部３３は、環状チャンバ２７の中において軸方向に延び出すことにより外縁部３２の径方向内側への移動を阻止する。

アンブレラ弁３０は、通路開口３６を有する。通路開口３６は、弁部３１を貫通して形成されている。通路開口３６は、弁座２８より径方向外側に位置している。アンブレラ弁３０は、弁座２８を囲むように分散して配置された複数の通路開口３６を有する。通路開口３６は、弁部３１とロワケース２２との間に区画形成される環状の第１下流チャンバと、弁部３１とアッパケース２１との間に区画形成される第２下流チャンバとを連通している。通路開口３６は、開弁状態にあるときに入口開口２４と出口開口２５との連通を許容する。通路開口３６は、燃料蒸気を含む気体を流す。

アンブレラ弁３０は、弁部３１の中央部に突部３７を有する。突部３７は、弁部３１の上側、すなわちアッパケース２１に面する面に形成されている。突部３７は、断面台形である。突部３７は、円錐台と呼びうる形状である。突部３７の外径は、弁座２８の内径より大きい。突部３７の外径は、入口開口２４の内径より小さい。突部３７の外径は、弁部３１と弁座２８との接触部分の径より小さい。

アンブレラ弁３０は、後述のリテーナ４０と連結するためのプラグ部３８を有する。プラグ部３８は、弁部３１の中央から軸方向に沿って上方向へ延び出している。突部３７は、プラグ部３８の基部に設けられている。突部３７は、プラグ部３８と弁部３１との間に形成されている。プラグ部３８は、プラグ部３８とリテーナ４０とを連結するためのストッパ部３９を有する。ストッパ部３９は、プラグ部３８の他部分よりやや太く形成されている。

弁装置１０は、リテーナ４０を有する。リテーナ４０は、チャンバ２３内に収容されている。リテーナ４０は、チャンバ２３内において軸方向に変位可能である。リテーナ４０は、チャンバ２３の内径より小さい外径を有する。リテーナ４０は、アンブレラ弁３０と連結されている。リテーナ４０は、樹脂製である。リテーナ４０は、有底筒状またはカップ状と呼びうる形状に形成されている。リテーナ４０は、筒状外壁と底壁とで内室４１を区画している。リテーナ４０は、筒状外壁の外面に複数の外溝４２を区画している。複数の外溝４２は、リテーナ４０の外面に等間隔に配置されている。リテーナ４０は、底壁に貫通穴４３を区画形成している。

外溝４２は、燃料蒸気を含む空気の通路を提供する。貫通穴４３は、プラグ部３８およびストッパ部３９を受け入れ可能である。貫通穴４３は、ストッパ部３９を弾性的に変形させることによってストッパ部３９が通過することができる内径を有する。貫通穴４３の弁部３１に面する開口部分の内径は、突部３７の中間部位の外径より小さい。この結果、リテーナ４０は、突部３７の中間部位より上に支持される。リテーナ４０は、弁部３１の上面に全周にわたって同時に接触しないように支持される。

弁装置１０は、スプリング５０を有する。スプリング５０は、リテーナ４０とアッパケース２１との間に配置されている。言い換えると、リテーナ４０は、スプリング５０と弁部３１との間に設けられている。スプリング５０は、アンブレラ弁３０およびリテーナ４０を軸方向に下向きに押している。スプリング５０は、弁部３１を弁座２８に向けて押している。スプリング５０は、アンブレラ弁３０を閉弁方向に押すバイアススプリングである。

この実施形態では、リテーナ４０は、スプリング５０のための座として機能する。リテーナ４０は、アンブレラ弁３０の軸方向移動を案内する案内部材として機能する。

図２に図示されるように、弁装置１０が閉弁状態にあるとき、アンブレラ弁３０は、弁部３１が上へわずかに凸となる形状である。閉弁状態において弁部３１の中央部分は弁座２８によってやや上へ持ち上げられている。

図３に図示されるように、弁装置１０が開弁状態にあるとき、アンブレラ弁３０は、弁部３１が上へ大きく凸となる形状である。開弁状態において弁部３１は、タンク３内の圧力によって、上へ大きく膨らむように持ち上げられている。弁部３１は、弾性変形している。

図４において、実線はアンブレラ弁３０の自然状態を示している。破線は、図２に図示される閉弁状態におけるアンブレラ弁３０の形状を示している。閉弁状態において、アンブレラ弁３０はやや弾性的に変形した状態におかれている。言い換えると、アンブレラ弁３０は、閉弁状態において予備荷重を与えられ、予備変形している。弁部３１は、平板から、上へ凸の湾曲板へ変形している。このとき、アンブレラ弁３０は外縁部３２において径方向に関して拘束されている。よって、弁部３１は、中央部が上へ押し出されることによってやや伸びる。

閉弁状態において、アンブレラ弁３０は、自らの弾性によって弁座２８に向けて押し付けられている。しかも、弁部３１の径方向外側に設けられた外縁部３２は、ケース２０によって軸方向に関して拘束されている。このため、弁部３１は、弁座２８の径方向外側において弁座２８に巻き付くように押し付けられる。これにより、弁部３１と弁座２８との間において弁座２８の周方向の全周にわたる良好な接触状態が得られる。

アンブレラ弁３０には、スプリング５０の力も作用する。弁部３１の中央部分は、スプリング５０によって下方向へ押されている。スプリング５０の力は、リテーナ４０と突部３７とによって弁部３１の中央部分だけに作用する。しかも、スプリング５０の力は、弁座２８より内側だけに作用する。このため、弁部３１は、弁座２８の径方向内側において弁座２８に巻き付くように押し付けられる。これにより、弁部３１と弁座２８との間において弁座２８の周方向の全周にわたる良好な接触状態が得られる。

図５において、ケース２０とアンブレラ弁３０との各部の寸法が図示されている。環状スリット２６の軸方向における高さＨ２６は、拘束部３５の軸方向における厚さＨ３５よりわずかに大きい。厚さＨ３５は、弁部３１の厚さでもある。高さＨ２６と厚さＨ３５との差は、アッパシール部３４の突出高さに対応する。閉弁状態と開弁状態との間において、拘束部３５はわずかに軸方向へ変位することができる。これにより、環状スリット２６の径方向内側角部におけるアンブレラ弁３０への応力集中が緩和される。

閉弁状態における弁部３１の軸方向への弾性的な変形量Ｈ３１は、環状スリット２６に対する弁座２８の突出高さに依存している。変形量Ｈ３１は、高さＨ２６より小さい。変形量Ｈ３１は、厚さＨ３５より小さい。変形量Ｈ３１が高さＨ２６より小さいことにより、環状スリット２６の径方向内側角部とアンブレラ弁３０との接触が抑制される。閉弁状態において、弁部３１は軸方向の一方向へ所定量、すなわち変形量Ｈ３１だけ凸となるように弾性的に変形している。開弁状態において、弁部３１は一方向へ上記所定量より大きく凸となるように弾性的に変形する。

弁座２８の直径Ｄ２８は、突部３７の最大の直径Ｄ３７より大きい。貫通穴４３の内径Ｄ４３は、プラグ部３８の直径より大きい。内径Ｄ４３は、直径Ｄ３７より小さい。貫通穴４３の角部は、突部３７が提供する錐面に接触する。言い換えると、突部３７は、貫通穴４３の中に部分的に挿入され、貫通穴４３の開口端と接触する。この結果、突部３７は、リテーナ４０と弁部３１との間に軸方向の隙間Ｇ３７を形成する。突部３７には、貫通穴４３の角部が接触するから、弁座２８より径方向内側において弁部３１は着座方向へ押し付けられる。リテーナ４０は、弁座２８より径方向内側において弁部３１に接触する。これにより、リテーナ４０は、スプリング５０の力を弁座２８より径方向内側において弁部３１に作用させる。

この実施形態によると、弁装置１０は、タンク３の内部の圧力と通路７の内部の圧力との圧力差に応答してそれらの間の連通状態を開閉する。アンブレラ弁３０の第１面、すなわち上面には、通路７の内部の圧力が作用する。アンブレラ弁３０の第２面、すなわち下面には、タンク３の内部の圧力が作用する。アンブレラ弁３０は、タンク３の内部の圧力を一方の面に受け、通路７の内部の圧力を他方の面に受け、それらの圧力差に応じて開弁状態と閉弁状態とを切り替える。アンブレラ弁３０は、タンク３から通路７へ燃料蒸気を含む気体を逃がすリリーフバルブを提供する。さらに、アンブレラ弁３０には、スプリング５０による閉弁方向へのバイアス力が作用する。

弁装置１０が閉弁状態にあるとき、アンブレラ弁３０の下面のうち、弁座２８で囲まれた円形範囲だけにタンク３内の圧力が作用する。弁装置１０が開弁状態にあるとき、アンブレラ弁３０の下面のほぼ全体にタンク３内の圧力が作用する。よって、閉弁状態から開弁状態への切り替わりと、開弁状態から閉弁状態への切り替わりには、ヒステリシスが与えられている。例えば、弁装置１０が閉弁状態から開弁状態へ切り替わる圧力は、弁装置１０が開弁状態から閉弁状態へ切り替わる圧力より高い。これにより、弁装置１０の頻繁な開閉が抑制される。

タンク３内の圧力と通路７内の圧力との差が、所定の第１閾値を下回るとき、弁部３１は弁座２８に着座している。このとき、弁部３１の予備変形および／またはスプリング５０が、弁部３１と弁座２８との安定的な接触を提供する。例えば、弁部３１の下面の環状範囲が弁座２８に接触している。

タンク３内の圧力と通路７内の圧力との差が、所定の第１閾値を上回ると、弁部３１は、スプリング５０の押圧力に抗して変位する。これにより、弁部３１は弁座２８から離間する。弁部３１は、弾性変形する。アンブレラ弁３０はその全周において拘束されているから、弁部３１は径方向への移動が抑制された状態で、軸方向へ押し上げられる。

弁部３１が弁座２８から離れることにより、タンク３内の圧力が弁部３１に作用する面積が増加する。タンク３内の気体は、入口開口２４、通路開口３６、チャンバ２３、出口開口２５を通して通路７へ流出する。通路開口３６は、絞り通路としても機能する。この結果、タンク３内の圧力が徐々に低下する。タンク３内の気体は、キャニスタ８に供給される。キャニスタ８は、燃料蒸気の成分を捕捉し、貯蔵する。貯蔵された燃料蒸気の成分は、内燃機関１が運転されるときに吸気通路に向けて放出される。

タンク３内の圧力と通路７内の圧力との差が、上記第１閾値より低い第２閾値を下回ると、弁部３１は弁座２８に着座する。アンブレラ弁３０はその全周において拘束されているから、弁部３１は、先の閉弁状態と同じ位置で弁座２８に接触する。この結果、弁装置１０が開閉を繰り返しても閉弁状態が安定的に提供される。

この実施形態によると、弁部３１の径方向への移動が抑制されるから、弁装置１０が開閉を繰り返しても、弁部３１の同じ部位が弁座２８と安定的に接触する。また、弁部３１は、全周にわたって拘束されているから、弁部３１の傾斜が抑制される。このため、弁部３１と弁座２８とが弁座２８の全周にわたって安定的に密着する。また、弁部３１は、閉弁状態においても、開弁状態においても、一方向、すなわち図中上方向へ凸となるように弾性変形する。このため、弁部３１の安定的な挙動が得られる。また、弁装置１０が開弁状態にあるとき、弁部３１にはそれ自身の弾性が作用している。このため、弁部３１の振動的な挙動が、それ自身の弾性によって抑制される。これにより、騒音が抑制され、流量が安定し、耐久性が向上するといった有利な利点が得られる。

この実施形態によると、アンブレラ弁３０は、それ自身の弾性と、スプリング５０の押圧力とによって弁座２８に着座する。このため、弁部３１を弁座２８に押し付ける力を十分に大きくすることが可能である。弁部３１は、弁座２８より径方向内側においてスプリング５０からの押圧力を受けて弁座２８に押し付けられる。しかも、弁部３１は、上に凸となるように予備変形を与えられることによって、それ自身の弾性により弁座２８に押し付けられる。この結果、弁部３１と弁座２８とを確実に接触させることができる。このようにこの実施形態によると、閉弁位置における漏洩を抑制できる弁装置１０を提供することができる。

（他の実施形態）
ここに開示される発明は、その発明を実施するための実施形態に何ら制限されることなく、種々変形して実施することが可能である。開示される発明は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、種々の組み合わせによって実施可能である。実施形態は追加的な部分をもつことができる。実施形態の部分は、省略される場合がある。実施形態の部分は、他の実施形態の部分と置き換え、または組み合わせることも可能である。実施形態の構造、作用、効果は、あくまで例示である。開示される発明の技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される発明のいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

上記実施形態では、弁部３１を貫通する通路開口３６によって開弁状態における通路が提供される。これに代えて、弁部３１に通路開口３６を設けることなく、ロワケース２２の弁座２８より径方向外側に出口開口２５に相当する通路開口を設けてもよい。

上記実施形態では、アッパシール部３４をロワシール部３３より小さい環状突起によって提供している。これに代えて、ロワシール部３３をアッパシール部３４より小さく形成してもよい。また、ロワシール部３３とアッパシール部３４とを同程度の大きさに形成してもよい。この場合、外縁部３２は、上下に向けて突出する低い筒状または円環体状に形成される。

上記実施形態では、アンブレラ弁３０に設けたプラグ部３８によって、アンブレラ弁３０とリテーナ４０とが連結されている。これに代えて、弁部３１の中央に設けた貫通穴またはプラグ穴と、リテーナ４０から突出するように形成された突起とを連結することによってアンブレラ弁３０とリテーナ４０とを連結してもよい。

上記実施形態では、深いカップ状のリテーナ４０を採用し、リテーナ４０にスプリングガイドとしての機能を与えている。これに代えて、浅い皿状のリテーナを採用してもよい。また、上記実施形態では、弁部３１に突部３７を設けることにより、スプリング５０の力を弁部３１の中央部に作用させている。これに代えて、突部３７に相当する環状突部をリテーナ４０に設けてもよい。また、スプリング５０に代えて、倒れを抑制できるテーパスプリングを採用してもよい。また、スプリング５０を用いることなく、アンブレラ弁３０自身の弾性だけで弁部３１を閉弁方向へ付勢してもよい。かかる構成においても、弁部３１の位置の安定性の向上と、弁部３１の振動の抑制と、弁部３１と弁座２８との安定的な接触とを提供することができる。

１ 内燃機関、 ２ 燃料供給システム、 ３ タンク、 ４ 加圧装置、
５ 噴射装置、 ６ 燃料蒸気システム、 ７ 通路、 ８ キャニスタ、
９ 通路制御器、 １０ 弁装置、
２０ ケース、 ２１ アッパケース、 ２２ ロワケース、
２３ チャンバ、 ２４ 入口開口、 ２５ 出口開口、
２６ 環状スリット、 ２７ 環状チャンバ、 ２８ 弁座、
３０ アンブレラ弁、 ３１ 弁体、 ３２ 外縁部、
３３ ロワシール部、 ３４ アッパシール部、 ３５ 拘束部、
３６ 通路開口、 ３７ 突出部、 ３８ プラグ部、 ３９ ストッパ部、
４０ リテーナ、 ４１ 内室、 ４２ 外溝、 ４３ 貫通穴、
５０ スプリング。

Claims (8)

1. 燃料蒸気システム（２）に用いられ、燃料蒸気を含む気体を流すための通路（７）に設けられる弁装置（１０）において、
   弁座（２８）を有するケース（２０）と、
   軸方向へ弾性的に変形可能であって、前記弁座と接触することにより閉弁状態を提供し、前記弁座から離間することにより開弁状態を提供する円板状の弁部（３１）、および前記弁部の径方向外側に設けられ前記ケースによって拘束される外縁部（３２）を有するアンブレラ弁（３０）と、
   前記閉弁状態において前記弁部は前記軸方向の一方向へ所定量（Ｈ３１）だけ凸となるように弾性的に変形し、前記開弁状態において前記弁部は前記一方向へ前記所定量より大きく凸となるように弾性的に変形することを特徴とする燃料蒸気システムの弁装置。
2. 前記ケースは、前記アンブレラ弁を収容するチャンバ（２３）を形成するとともに、前記アンブレラ弁を囲むように環状に伸び、前記チャンバに面する環状スリット（２６）および前記環状スリットより径方向外側に設けられた環状チャンバ（２７）を有し、
   前記外縁部は、前記環状スリットの中に収容される拘束部（３５）および前記拘束部から前記軸方向に延び出し前記環状チャンバの中に収容されるシール部（３３、３４）を有することを特徴とする請求項１に記載の燃料蒸気システムの弁装置。
3. 前記環状チャンバは、前記環状スリットから前記軸方向の少なくとも一方向へ延び出しており、
   前記シール部（３３）は、前記環状チャンバの中において前記軸方向に延び出すことにより前記外縁部の径方向内側への移動を阻止することを特徴とする請求項２に記載の燃料蒸気システムの弁装置。
4. さらに、前記弁部を前記弁座に向けて押すスプリング（５０）と、
   前記スプリングと前記弁部との間に設けられたリテーナ（４０）とを備え、
   前記リテーナは、前記弁座より径方向内側において前記弁部に接触することにより、前記スプリングの力を前記弁座より径方向内側をおいて前記弁部に作用させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の燃料蒸気システムの弁装置。
5. 前記リテーナは貫通穴（４３）を有し、
   前記弁部は前記貫通穴の中に部分的に挿入され前記貫通穴の開口端と接触することにより前記リテーナと前記弁部との間に隙間（Ｇ３７）を形成する突部（３７）を有することを特徴とする請求項４に記載の燃料蒸気システムの弁装置。
6. 前記アンブレラ弁は、前記弁部を貫通して形成され、前記燃料蒸気を含む気体を流すための通路開口（３６）を有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の燃料蒸気システムの弁装置。
7. 前記アンブレラ弁は、燃料を貯蔵するタンク（３）の内部の圧力を一方の面に受け、前記燃料蒸気システムの前記通路（７）の内部の圧力を他方の面に受け、それらの圧力差に応じて前記開弁状態と前記閉弁状態とを切り替えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の燃料蒸気システムの弁装置。
8. 前記アンブレラ弁は、前記タンクから前記通路へ燃料蒸気を含む気体を逃がすリリーフバルブを提供することを特徴とする請求項７に記載の燃料蒸気システムの弁装置。

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