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JP7019515B2 - 流体制御弁 - Google Patents

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Description

本発明は、流体制御弁に関する。
例えば、自動車等の車両には蒸発燃料処理装置が備えられている。蒸発燃料処理装置には、密閉状態での燃料タンク内の圧力を適正圧力に保つための流体制御弁としてのリリーフ弁が設けられている(特許文献1参照)。リリーフ弁は、ハウジング本体とキャップと弁部材とバネ部材とを備える。ハウジング本体は、流体通路を形成する管部、及び、流体通路に弁口を介して連通する弁室を形成する弁ハウジング部を有する。キャップは、弁室の開口部を封止する。弁部材は、弁口を開閉する。バネ部材は、弁部材とキャップとの間に設けられ、弁部材を閉弁方向へ付勢する。
特開2016-121790号公報
リリーフ弁は、組み付けに際し、組み付け台等の載置部上に弁ハウジング部の底面部を支持させることにより、弁室の開口部を上方に向けた状態で行われる。この状態で、弁ハウジング部の弁室内に内蔵部品である弁部材、バネ部材が配置された後、キャップがバネ部材の付勢力に抗して押し付けた状態で弁ハウジング部に取り付けられる。このとき、弁ハウジング部にキャップの押し付け荷重がかかる。
しかしながら、従来のリリーフ弁では、管部が弁ハウジング部の底面部の一側部を横切るように配置されている。したがって、載置部に弁ハウジング部の底面部が片持ち状に支持されることになる。このため、キャップに対する押し付け荷重によって、弁ハウジング部が載置部側とは反対側下方へ傾きやすく、キャップの組み付け位置がずれるおそれがある。そのため、弁部材に十分な押し付け荷重をかけることができず、安定した流量特性が得られない場合がある。
本発明が解決しようとする課題は、キャップの組み付け位置の位置ずれを抑制し、安定した流量特性を得ることのできる流体制御弁を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明に係る流体制御弁は次の手段をとる。
本発明の第1の発明は、流体通路を形成する管部、及び、前記流体通路に弁口を介して連通する弁室を形成する弁ハウジング部を有するハウジング本体と、前記弁室の開口部を封止するキャップと、前記弁口を開閉する弁部材と、前記弁部材と前記キャップとの間に設けられ、前記弁部材を閉弁方向へ付勢するバネ部材と、を備える流体制御弁であって、前記弁ハウジング部の軸線は、前記管部の軸線と直交しており、前記ハウジング本体は、前記弁ハウジング部の軸線及び前記管部の軸線を含む一平面を間にしてその両側に位置しかつ前記弁ハウジング部の軸線に対して直交する一対の平面部を有する、流体制御弁である。
上記第1の発明によれば、リリーフ弁の組み付けに際し、載置部上にハウジング本体の一対の平面部を両持ち状態で支持することができる。これにより、キャップに対する押し付け荷重による弁ハウジング部の傾きを抑制することができる。したがって、キャップの組み付け位置の位置ずれを抑制し、安定した流量特性を得ることができる。なお、本明細書でいう「直交」には、おおよその意味の略直交が含まれる。
本発明の第2の発明は、上述した第1の発明の流体制御弁であって、前記キャップは、前記弁ハウジング部に対して樹脂製の二次成形体によって抜け止め状態で接続されている、流体制御弁である。
上記第2の発明によれば、弁ハウジング部にキャップを押し付けた状態で二次成形体が射出成形されることにより、弁ハウジング部にキャップが抜け止め状態で接続される。また、二次成形体の射出成形に際し、載置部上にハウジング本体の一対の平面部を両持ち状態で支持することができる。これにより、溶融樹脂の射出圧、保圧による弁ハウジング部の傾きを抑制することができる。したがって、弁ハウジング部とキャップとの間の封止性を向上し、安定した流量特性を得ることができる。
本発明の第3の発明は、上述した第1の発明又は第2の発明の流体制御弁であって、前記ハウジング本体は、前記一対の平面部を載置する載置部に設けられた位置決め部に係合して前記管部の軸線方向に位置決めされる被位置決め部を有する、流体制御弁である。
上記第3の発明によれば、載置部にハウジング本体を支持させた際、載置部の位置決め部にハウジング本体の被位置決め部が係合される。これにより、ハウジング本体を管部の軸線方向に位置決めすることができる。このため、載置部にハウジング本体を支持した状態での作業性を向上させることができる。
上述した本発明の流体制御弁によれば、キャップの組み付け位置の位置ずれを抑制し、安定した流量特性を得ることができる。
本発明の第1実施形態にかかる蒸発燃料処理装置を示す構成図である。 蒸発燃料処理装置に適用される封鎖弁の外観を示す斜視図である。 図2のIII-III線矢視断面図である。 図3のIV-IV線矢視断面図である。 電動弁の要部を示す拡大断面図である。 電動弁の要部を分解して示す斜視図である。 リリーフ弁の拡大断面図である。 図7のVIII-VIII線矢視断面図である。 組付け台に弁ケーシングの第1管部を支持した状態を示す断面図である。 抜け止め部材の成形用金型を示す断面図である。 第2実施形態にかかる組付け台に弁ケーシングの第1管部を軸線方向に位置決めした状態を示す断面図である。 第3実施形態にかかる組付け台に弁ケーシングの第1管部を軸線方向に位置決めした状態を示す断面図である。
<第1実施形態>
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、内燃機関(エンジン)を搭載する自動車等の車両に搭載される蒸発燃料処理装置の封鎖弁に備えられている流体制御弁としてのリリーフ弁を例示する。車両は、内燃機関(エンジン)及び燃料タンクを搭載している。説明の都合上、蒸発燃料処理装置を説明した後、封鎖弁、リリーフ弁を説明する。
<蒸発燃料処理装置12の構成説明>
図1は蒸発燃料処理装置12の構成を示す。蒸発燃料処理装置12は、自動車等の車両のエンジンシステム10に備えられている。エンジンシステム10は、エンジン14と、エンジン14に供給される燃料を貯留する燃料タンク15とを備えている。燃料タンク15には、インレットパイプ16が設けられている。インレットパイプ16は、その上端部の給油口から燃料を燃料タンク15内に導入するパイプであって、給油口にはタンクキャップ17が着脱可能に取付けられている。また、インレットパイプ16の上端部内と燃料タンク15内の蒸発燃料が存在する気層部とは、ブリーザパイプ18により連通されている。
燃料タンク15内には燃料供給装置19が設けられる。燃料供給装置19は、燃料タンク15内の燃料を吸入しかつ加圧して吐出する燃料ポンプ20、燃料の液面を検出するセンタゲージ21、大気圧に対する相対圧としてのタンク内圧を検出するタンク内圧センサ22等を備えている。燃料ポンプ20により燃料タンク15内から汲み上げられた燃料は、燃料供給通路24を介してエンジン14に供給される。詳しくは、各燃焼室に対応するインジェクタ(燃料噴射弁)25を備えるデリバリパイプ26に供給された後、各インジェクタ25から吸気通路27内に噴射される。吸気通路27には、エアクリーナ28、エアフロメータ29、スロットルバルブ30等が設けられる。
蒸発燃料処理装置12は、ベーパ通路31とパージ通路32とキャニスタ34とを備えている。ベーパ通路31の一端部(上流側端部)は、燃料タンク15内の気層部と連通されている。ベーパ通路31の他端部(下流側端部)は、キャニスタ34内と連通されている。また、パージ通路32の一端部(上流側端部)は、キャニスタ34内と連通されている。パージ通路32の他端部(下流側端部)は、吸気通路27におけるスロットルバルブ30よりも下流側通路部と連通されている。また、キャニスタ34内には、吸着材としての活性炭(不図示)が装填されている。燃料タンク15内の蒸発燃料は、ベーパ通路31を介してキャニスタ34内の吸着材(活性炭)に吸着される。
燃料タンク15内の気層部において、ベーパ通路31の上流側端部には、ORVR弁(On Board Refueling Vapor Recovery valve)35及びフューエルカットオフバルブ (Cut Off Valve)36が設けられている。
ベーパ通路31の途中には封鎖弁38が介装されている。すなわち、ベーパ通路31は、その途中で燃料タンク15側の通路部31aとキャニスタ34側の通路部31bとに分断され、その通路部31a,31bの相互間に封鎖弁38が配置されている。封鎖弁38は、電動弁52及びリリーフ弁54を備える。電動弁52は、電気的な制御により通路を開閉することにより、ベーパ通路31を流れる蒸発燃料を含むガス(「流体」という)の流量を調整する。電動弁52は、エンジン制御装置(以下、「ECU」という)45から出力される駆動信号により開閉制御される。また、リリーフ弁54は、電動弁52をバイパスするバイパス通路(後述する)の途中に介装されている。リリーフ弁54は、電動弁52の閉弁時における燃料タンク15内の圧力を適正圧力に保つためのものである。なお、封鎖弁38の詳細については後で説明する。
パージ通路32の途中にはパージ弁40が介装されている。パージ弁40は、ECU45により算出されたパージ流量に応じた開弁量で開閉制御いわゆるパージ制御される。また、パージ弁40は、例えば、ステッピングモータを備えかつバルブ体のストロークを制御することで開弁量を調整可能である。なお、パージ弁40は、本実施形態では電磁弁であり、電磁ソレノイドを備え、非通電状態では閉弁し、通電によって開弁する。
キャニスタ34には大気通路42が配設されている。大気通路42の他端部は大気に開放されている。また、大気通路42の途中にはエアフィルタ43が介装されている。
ECU45には、タンク内圧センサ22、封鎖弁38の電動弁52、パージ弁40の他、リッドスイッチ46、リッドオープナー47、表示装置49等が接続されている。リッドオープナー47には、給油口を覆うリッド48を手動で開閉するリッド手動開閉装置(不図示)が連結されている。リッドスイッチ46は、ECU45に対してリッド48のロックを解除するための信号を出力する。また、リッドオープナー47は、リッド48のロック機構で、ECU45からロックを解除するための信号が供給された場合、又は、リッド手動開閉装置に開動作が施された場合に、リッド48のロックを解除する。
(蒸発燃料処理装置12の動作説明)
次に、蒸発燃料処理装置12の基本的動作について説明する。通常時においては、封鎖弁38のリリーフ弁54は閉弁状態にある。
<蒸発燃料処理装置12の動作説明―駐車中―>
(1)先ず、[車両の駐車中]について説明する。車両の駐車中は、封鎖弁38の電動弁52が閉弁状態に維持される。したがって、燃料タンク15の蒸発燃料がキャニスタ34内に流入されることがない。また、キャニスタ34内の空気が燃料タンク15内に流入されることもない。このとき、パージ弁40が閉弁状態に維持される。なお、車両の駐車中等の電動弁52の閉弁時において、燃料タンク15内の圧力は、封鎖弁38のリリーフ弁54(後述する)によって適正圧力に保たれるようになっている。
<蒸発燃料処理装置12の動作説明―走行中―>
(2)次に、[車両の走行中]について説明する。車両の走行中において、ECU45は、所定のパージ条件が成立する場合に、キャニスタ34に吸着されている蒸発燃料をパージさせる制御を実行する。この制御では、パージ弁40が開閉制御される。パージ弁40が開弁されると、エンジン14の吸気負圧がパージ通路32を介してキャニスタ34内に作用する。その結果、キャニスタ34内の蒸発燃料が、大気通路42から吸入される空気とともに吸気通路27にパージされることによりエンジン14で燃焼される。また、ECU45は、蒸発燃料のパージ中に限り、封鎖弁38の電動弁52を開弁状態とする。これにより、燃料タンク15のタンク内圧が大気圧近傍値に維持される。
<蒸発燃料処理装置12の動作説明―給油中―>
(3)次に、[給油中]について説明する。車両の停車中において、リッドスイッチ46が操作されると、ECU45が封鎖弁38の電動弁52を開弁状態とする。この際、燃料タンク15のタンク内圧が大気圧より高圧であれば、封鎖弁38の電動弁52が開弁すると同時に、燃料タンク15内の蒸発燃料が、ベーパ通路31を通ってキャニスタ34内の吸着材に吸着される。これにより、蒸発燃料が大気に放出されることが防止される。これにともない、燃料タンク15のタンク内圧は大気圧近傍値に低下する。また、燃料タンク15のタンク内圧が大気圧近傍値にまで低下すると、ECU45は、リッド48のロックを解除する信号をリッドオープナー47に出力する。その信号を受けたリッドオープナー47がリッド48のロックを解除することにより、リッド48の開動作が可能となる。そして、リッド48が開けられ、タンクキャップ17が開けられた状態で、燃料タンク15への給油が開始される。また、ECU45は、給油の終了(具体的にはリッド48が閉じられる)まで、封鎖弁38の電動弁52を開弁状態に維持する。このため、給油の際に、燃料タンク15内の蒸発燃料がベーパ通路31を通ってキャニスタ34内の吸着材に吸着される。
<封鎖弁38の説明>
次に、封鎖弁38の説明をする。図2は封鎖弁38を形成する弁ケーシング56の外観斜視図を示す。図3及び図4は封鎖弁38の全体構成を示す断面図であり、図3は図2のIII―III線矢視断面の縦断面図、図4は図3のIV-IV線矢視断面の横断面図である。封鎖弁38は、図3及び図4に示すように、弁ケーシング56に形成される電動弁52と、リリーフ弁54とから構成される。なお、封鎖弁38を図示する各図に示す方向表示は、封鎖弁38は、通常、車両の床下に設置されるものであるから、車両の前後左右上下方向に対応して各方向を定めるが、封鎖弁38の配置方向を特定するものではない。
<弁ケーシング56の説明>
図2は封鎖弁38を形成する弁ケーシング56の外観を示す。弁ケーシング56は樹脂製であり、弁ケーシング56の内部には、図3及び図4に示すように、封鎖弁38を構成する電動弁52とリリーフ弁54とが収容されている。そのため、弁ケーシング56には、電動弁52を構成するための第1収容筒部60と、リリーフ弁54を構成するための第2収容筒部61とを有する。また、弁ケーシング56には第1管部57と第2管部58とを備えている。第1管部57と第2管部58は、弁ケーシング56においてベーパ通路31(図1参照)の一部を成すメイン通路74を形成している。
弁ケーシング56においてメイン通路74を形成する第1管部57と第2管部58は、中空円管状に形成されており、第1管部57は前後方向に配設され、第2管部58は左右方向に配設されている。
更に、弁ケーシング56には、メイン通路74をバイパスする流路としてバイパス通路90が形成されている(図3参照)。このバイパス通路90中にリリーフ弁54が配置されている。そして、図3に示すように、リリーフ弁54と電動弁52とが連通通路84により連通されてバイパス通路90が形成されている。
更に、弁ケーシング56には、封鎖弁38を車両の床下面に装着するための取付部63を有している。取付部63は、図2及び図3に示すように、電動弁52を形成する第1収容筒部60の上方部に一体的に形成されており、図4に示すように、第1収容筒部60の左右両側位置で車両床面に取付けられるようになっている。その取付位置は、前後方向にオフセットされた位置とされている。
図3及び図4に示すように、電動弁52を形成する第1収容筒部60は、第1管部57の前端部から前方(同、左方)へ向かって段階的に径を大きくする段付円筒状に形成されている。第1管部57と第1収容筒部60とは同心状に形成されている。第1収容筒部60の後端部内に弁室65が形成されている。これを第1弁室65とする。第2管部58は、第1収容筒部60の第1弁室65から右方(図4において下方)へ延びる中空円管状に形成されている。
図3に示すように、第2収容筒部61は、第1管部57の前端部の上側に有底円筒状に形成されている。図4の図示状態から分かるように、第2収容筒部61は、第1管部57の外径の約2倍の外径を有している。そして、第2収容筒部61の軸中心は第1管部57の軸中心線上の位置とされている。すなわち、第2収容筒部61は第1管部57の直上位置に設置されている。第2収容筒部61の下面部であって、第1管部57の左右両側位置には、左右一対の平面部170が設けられている(図4参照)。なお、第2収容筒部61及び平面部170の詳細については後で説明する。第2収容筒部61内には弁室67が形成されている(図3参照)。この弁室67を第2弁室とする。
図4に示すように、第1管部57と第2管部58とは、同一管径又は略同一管径で形成されている。両管部57,58内は、第1弁室65を介して相互に連通されている。第1管部57の第1弁室65側の開口部は、弁口71とされている。この弁口71を第1弁口とする。第1弁口71は、第1管部57の内径よりも少し小さい内径で形成されている。第1弁口71の口縁部が弁座72とされている。第1管部57内は、第1弁口71の軸方向と同方向に沿って延びる第1通路部75とされている。第2管部58内は、第1弁口71の第1通路部75側(後側)とは反対側すなわち前側(図4において左側)で、第1通路部75の軸方向(前後方向)と異なる方向すなわち右方(図4において下方)に沿って延びる第2通路部76とされている。第1通路部75と第2通路部76とにより、エルボ状のメイン通路74が形成されている。
図3に示すように、リリーフ弁54の第2弁室67を形成する第2収容筒部61の下端部には、内径を小さくする段付部78が同心状に形成されている。段付部78内の中空部が、第2収容筒部61内の第2弁室67に連通する弁口80とされている。この弁口80を第2弁口とする。第2弁口80は、第1管部57と第2収容筒部61との間の重複する壁部を貫通することにより第1通路部75に連通されている。段付部78の第2弁室67側の端面(上端面)には、金属製の円環板状のバルブシート82が同心状に配置されている。バルブシート82は段付部78に埋設されて配設されている。
<バイパス通路90の説明>
図4に示す第1管部57及び第2管部58により形成されるメイン通路74には、図3に示すように、このメイン通路74をバイパスするバイパス通路90が形成される。バイパス通路90は、第1通路部75を分岐して配置されるリリーフ弁54の第2弁口80、第2弁室67を経由し、電動弁52の第1弁室65に連通通路84を経由して接続されて形成される。本実施形態で連通通路84とは、バイパス通路90中におけるリリーフ弁54の第2弁室67と電動弁52の第1弁室65を接続する通路を指称している。なお、これによりバイパス通路90はメイン通路74の経路にある電動弁52の第1弁口71をバイパスして形成される。バイパス通路90はメイン通路74にある電動弁52が閉弁状態にあり、メイン通路74が遮断状態にある際の燃料タンク内の異常な正圧や負圧の圧力状態を、このバイパス通路90に設けられたリリーフ弁54の制御により逃がして調整する通路である。
<電動弁52の構成説明>
次に、電動弁52の構成を説明する。図5は電動弁52の拡大断面図であり、図6は分解斜視図である。図5に示すように、電動弁52は、弁ケーシング56の第1収容筒部60内に収容されている。電動弁52は、電動モータ92とバルブガイド94とバルブ体96とバルブスプリング98とを備えている。なお、図5は電動弁52の開弁状態を示している。
電動弁52の電動モータ92は、本実施形態ではステッピングモータである。電動モータ92は、その軸方向を前後方向として第1収容筒部60内に設置されている。電動モータ92は、正逆回転可能な出力軸93を有している。出力軸93は、後方へ指向されており、第1収容筒部60の第1弁室65内に同心状に配置されている。出力軸93の外周面には雄ネジ部100が形成されている。
図6に示すように、バルブガイド94は、円筒状の筒壁部102と、筒壁部102の前端開口部を閉鎖する端壁部103とを有している。筒壁部102の前端部には、外径を大きくする張出部104が段付き円筒状に形成されている。端壁部103の中央部には、円筒状の筒軸部105が同心状に形成されている。筒軸部105の前端開口部は閉鎖されている。図5に示すように、筒軸部105の内周面には雌ネジ部106が形成されている。
バルブガイド94は、第1弁室65内に対して軸方向すなわち前後方向に移動可能に配置されている。バルブガイド94は、第1弁室65の周壁部(第1収容筒部60)に対して、回り止め手段(不図示)により軸回り方向に回り止めされている。バルブガイド94の張出部104は、第1弁室65の内壁面に対して所定の隙間を隔てて嵌合されている。筒軸部105の雌ネジ部106は、電動モータ92の出力軸93の雄ネジ部100にネジ合わされている。したがって、出力軸93の正逆回転に基いて、バルブガイド94が軸方向(前後方向)に移動される。なお、出力軸93の雄ネジ部100とバルブ体96の雌ネジ部106とにより送りネジ機構110が構成されている。
弁ケーシング56の弁座72とバルブガイド94の張出部104との間には、コイルバネからなる補助バネ112が介装されている。補助バネ112は、筒壁部102に嵌合されている。補助バネ112は、バルブガイド94を常に前方へ付勢することにより、送りネジ機構110のバックラッシュを抑制する。筒壁部102の後端面は、弁座72に対して当接可能に対向されている。
図6に示すように、バルブ体96は、円筒状の筒状部114と、筒状部114の後端開口部を閉鎖する弁板部115とを有している。弁板部115には、ゴム状弾性材からなる円環状のシール部材117が装着されている(図5参照)。このシール部材117を第1シール部材とする。
図5に示すように、バルブ体96は、バルブガイド94内に同心状にかつ前後方向に移動可能に配置されている。第1シール部材117は、弁座72に対して当接可能に対向されている。バルブガイド94とバルブ体96との間には、両部材94,96を軸方向(前後方向)に所定範囲内で移動可能に連結する連結手段120が設けられている。図6に示すように、連結手段120は、周方向に等間隔で複数組(例えば4組)配置されている。連結手段120は、バルブ体96の筒状部114に設けられた係合突起122と、バルブガイド94の筒壁部102に設けられた係合溝124とにより構成されている。
図6に示すように、係合突起122は、バルブ体96の筒状部114の外周面の前端部から半径方向外方に向けて突出されている。バルブガイド94の筒壁部102の内周面には、略U字状の溝形成壁126が突出状に形成されている。溝形成壁126により、筒壁部102内に開口しかつ前後方向に延びる係合溝124が形成されている。溝形成壁126の一方の側壁部は端壁部103に接続されている。溝形成壁126の他方の側壁部と端壁部103との間には、開口部127が形成されている。係合突起122は、溝形成壁126の開口部127から係合溝124内に係合されている。これにより、バルブガイド94にバルブ体96が周方向に回り止めされた状態で、軸方向(前後方向)に所定の移動量をもって移動可能に連結されている。
図5及び図6に示すように、バルブスプリング98はコイルバネからなる。バルブスプリング98は、バルブガイド94の端壁部103とバルブ体96の弁板部115との間に同心状に介装されている。バルブスプリング98は、バルブガイド94に対してバルブ体96を常に後方すなわち閉方向へ付勢している。
<リリーフ弁54の構成説明>
次に、リリーフ弁54の説明をする。図7はリリーフ弁54の拡大断面図を示す。リリーフ弁54は正圧リリーフ弁機構130と負圧リリーフ弁機構132とを有する。図7の図示状態は当該両リリーフ弁機構130,132共、閉弁状態を示している。図7に示すように、リリーフ弁54は、弁ケーシング56の第2収容筒部61に配置されている。
リリーフ弁54は、正圧リリーフ弁機構130及び負圧リリーフ弁機構132を同心状に有している。正圧リリーフ弁機構130の弁部材134、及び、負圧リリーフ弁機構132の弁部材136は、第2収容筒部61の第2弁室67内に同心状にかつ上下動可能に配置されている。なお、以後は、正圧リリーフ弁機構130の弁部材134は第1弁部材とし、負圧リリーフ弁機構132の弁部材136を第2弁部材とする。
第1弁部材134は、円環板状の弁板138と、内外二重筒状をなす内筒部139及び外筒部140と同心状に有している。弁板138の外周部は、第2収容筒部61のバルブシート82に対応する弁部141とされている。これを第1弁部141とする。第1弁部141は、バルブシート82から上方に離座するときは第2弁口80を開き、その状態からバルブシート82に着座することにより第2弁口80を閉じる。
内筒部139及び外筒部140は、弁板138上に立設されている。弁板138と内筒部139との接続部分には、弁板138を上下方向に貫通するとともに内筒部139を半径方向に貫通する複数(図7では2個を示す)の連通孔143が形成されている。第1弁部141の外周縁部の下面には、複数のストッパ片145が周方向に等間隔で形成されている。ストッパ片145は、第1弁部材134の閉弁時においてバルブシート82に当接する。これにより、第1弁部材134の閉弁位置が規定される。弁板138の内周部が負圧リリーフ弁機構132の弁座147とされている。
第2収容筒部61の上端開口部には、キャップ150及び抜け止め部材152が配置されている。キャップ150は、樹脂製で、円板状に形成されている。キャップ150は、第2収容筒部61の上端開口部を嵌合により閉鎖している。抜け止め部材152は、樹脂製で、円環状に形成されている。抜け止め部材152は、第2収容筒部61の上端部に溶着等により接合されている。抜け止め部材152は、キャップ150の外周部に係合されている。これにより、キャップ150が抜け止め部材152により抜け止めされている。
第1弁部材134の弁板138とキャップ150との対向面間には、第1コイルバネ154が同心状に配置されている。第1コイルバネ154は、第1弁部材134を下方すなわち閉弁方向に付勢している。第1コイルバネ154は、第1弁部材134の外筒部140内に嵌合されている。
第2弁部材136は、円板状の弁板156と、丸軸状の軸部157とを有している。第2弁部材136は、軸部157が第1弁部材134の内筒部139内にその下方から嵌合されている。弁板156は、第1弁部材134の弁座147から下方に離座するときは連通孔143を開き、その状態から弁座147に着座することにより連通孔143を閉じる。軸部157の先端部(上端部)には、円環板状のバネ受け部材159が取付けられている。バネ受け部材159は、第2弁部材136の開弁時において第1弁部材134の内筒部139に当接する。これにより、第2弁部材136の最大開弁量が規定される。
第1弁部材134の弁板138とバネ受け部材159との対向面間には、第2コイルバネ161が同心状に配置されている。第2コイルバネ161内に、第1弁部材134の内筒部139が配置されている。第2コイルバネ161は、第2弁部材136を上方すなわち閉弁方向に付勢している。第2コイルバネ161と第1コイルバネ154とは、内外二重環状に配置されている。第2コイルバネ161のコイル径、コイル長及びコイル線径は、第1コイルバネ154のコイル径、コイル長及びコイル線径よりも小さく設定されている。したがって、第2コイルバネ161の付勢力は、第1コイルバネ154の付勢力に比べて小さい。
第1弁部材134の弁板138の下面には、ゴム状弾性材からなる円環状のシール部材163が接着等により装着されている。このシール部材163を第2シール部材とする。第2シール部材163は、下面側に内外二重環状に突出する内外の両シール部164,165を有している。内周側のシール部164は、第2弁部材136の弁板156に対向されている。第2弁部材136の閉弁時には、第2弁部材136が第2コイルバネ161の付勢力によって上方へ付勢されることにより、弁板156が内周側のシール部164に弾性的に接触すなわち密着される。また、外周側のシール部165は、弁ケーシング56のバルブシート82に対向されている。第1弁部材134の閉弁時には、第1弁部材134が第1コイルバネ154の付勢力によって下方へ付勢されることにより、外周側のシール部165がバルブシート82に弾性的に接触すなわち密着される。
<正圧リリーフ弁機構130>
次に、正圧リリーフ弁機構130(図7参照)について説明する。正圧リリーフ弁機構130は第1コイルバネ154によって正圧側の開弁圧が設定されている。これにより、第2弁口80側(燃料タンク側)の圧力が正圧側の開弁圧以上になると、第1弁部材134が第1コイルバネ154の付勢に抗して上昇する。これにより、正圧リリーフ弁機構130が開弁される。このとき、外周側のシール部165は、バルブシート82から離れ、自由状態となる。
<負圧リリーフ弁機構132>
次に、負圧リリーフ弁機構132(図7参照)について説明する。負圧リリーフ弁機構132は第2コイルバネ161によって負圧側の開弁圧が設定されている。これにより、第2弁口80側の圧力(燃料タンク側)の圧力が負圧側の開弁圧以下になると、第2弁部材136が第2コイルバネ161の付勢に抗して下降する。これにより、負圧リリーフ弁機構132が開弁される。このとき、内周側のシール部164は、第2弁部材136の弁板156から相対的に離れ、自由状態となる。
<封鎖弁38とメイン通路74等との配置>
前述した封鎖弁38は、車両(不図示)に搭載される蒸発燃料処理装置12(図1参照)におけるベーパ通路31に介装される。すなわち、図3及び図4に示すように、弁ケーシング56の第1管部57にベーパ通路31の燃料タンク15側の通路部31aが接続されるとともに、第2管部58にベーパ通路31のキャニスタ34側の通路部31bが接続される。これにより、ベーパ通路31の両通路部31a,31bが弁ケーシング56のメイン通路74を介して相互に連通されている。このため、メイン通路74は、ベーパ通路31の一部を構成している。また、図3に示すように、弁ケーシング56の取付部63は、車両の床下側の固定側部材167に対してボルト等の締結により固定される。これにより、リリーフ弁54(図3参照)の軸線が天地方向に向くように、封鎖弁38が車両に搭載される。そして、リリーフ弁54の第2弁口80は、車両搭載状態で、メイン通路74に対して天側に配置されている。すなわち、図3に示されるように、第2弁口80は第1管部57により形成されるメイン通路74より上方位置に設定される。
<電動弁52の動作>
次に、封鎖弁38における電動弁52の動作について説明する。電動弁52の動作は、リリーフ弁54の正圧リリーフ弁機構130及び負圧リリーフ弁機構132が閉弁状態(図3参照)において行われる。
<電動弁52の開弁状態>
先ず、電動弁52の開弁状態について説明する。図5に示すように、電動弁52の開弁状態においては、バルブガイド94及びバルブ体96(第1シール部材117を含む)が第1収容筒部60の弁座72から前方(図5において上方)に離れている。また、バルブガイド94に対してバルブ体96がバルブスプリング98の弾性により後方(図5において下方)へ付勢されており、図6に示すバルブガイド94の係合溝124の溝底部(溝形成壁126の前端部)にバルブ体96の係合突起122が当接されている。このため、バルブガイド94とバルブ体96とが連結手段120を介して連結されている。
また、ECU45(図1参照)による電動モータ92の駆動制御に基いて、送りネジ機構110を介してバルブガイド94が軸方向にストローク制御される。これにより、バルブガイド94とともにバルブ体96が前後方向(図5において上下方向)に移動されることにより、バルブ体96の開弁量(リフト量)が調整される。また、開弁状態において、電動モータ92の通電をオフ(OFF)にしても、電動モータ92のディテントトルク、送りネジ機構110のリード角等によって開弁状態を保持することができる。
そして、上述した電動弁52の開弁状態では、弁ケーシング56内に形成されるメイン通路74は連通状態にある。すなわち、図4に示す燃料タンク15側のベーパ通路31の通路部31aに接続される第1管部57のメイン通路74と、キャニスタ34側のベーパ通路31の通路部31bに接続される第2管部58のメイン通路74とは連通状態にある。
<電動弁52の閉弁作動時>
次に、電動弁52の閉弁作動時について説明する。電動弁52の開弁状態(図5の状態)において、電動モータ92が閉弁作動されると、出力軸93が閉弁方向に回転される。これにより、送りネジ機構110を介してバルブガイド94及びバルブ体96は後方へ移動していく。すると、バルブ体96(詳しくは第1シール部材117)が弁座72に着座して、バルブ体96の後方への移動が規制される。続いて、バルブガイド94がさらに後方へ移動していく。これにともない、図6に示すバルブ体96の係合突起122に対してバルブガイド94の係合溝124の溝底部(溝形成壁126の前端部)が前方へ移動していく。このため、連結手段120によるバルブガイド94とバルブ体96との連結が解除される。
そして、バルブガイド94の筒壁部102が弁ケーシング56の弁座72に近接又は当接したときに、ECU45により電動モータ92の閉弁作動が停止される。この状態が閉弁状態である。なお、バルブガイド94の筒壁部102が弁ケーシング56の弁座72に当接してから、電動モータ92を所定量開弁作動させることにより、バルブガイド94を弁座72に近接させた状態としてもよい。
<電動弁52の閉弁状態>
次に、電動弁52の閉弁状態について説明する。電動弁52の閉弁状態では、バルブ体96がバルブスプリング98の付勢力によって弁ケーシング56の弁座72に着座した状態に弾性的に保持される。また、バルブ体96と弁座72との間は第1シール部材117によって弾性的にシールされる。また、閉弁状態において、電動モータ92の通電をオフ(OFF)にしても、電動モータ92のディテントトルク、送りネジ機構110のリード角等によって閉弁状態を保持することができる。
<電動弁52の開弁作動時>
次に、電動弁52の開弁作動時について説明する。電動弁52の閉弁状態において、電動モータ92が開弁作動されると、出力軸93が開弁方向に回転される。これにより、送りネジ機構110を介してバルブガイド94が前方(開方向)へ移動されていく。これにともない、バルブガイド94の係合溝124がバルブ体96の係合突起122に沿って上方へ移動していく。これにともない、バルブスプリング98及び補助バネ112がその弾性復元力により伸長する。そして、係合溝124の溝底部(溝形成壁126の前端部)がバルブ体96の係合突起122に当接する。これにより、バルブガイド94とバルブ体96との相対移動が規制される。このため、バルブガイド94とバルブ体96とが連結手段120を介して連結される。続いて、バルブガイド94及びバルブ体96がさらに上昇されていく。これにともない、補助バネ112がその弾性復元力により伸長する。これにより、バルブ体96(詳しくは第1シール部材117)が弁ケーシング56の弁座72から離座することにより、開弁状態となる(図5の状態)。
<リリーフ弁54の動作>
次に、封鎖弁38におけるリリーフ弁54の動作について説明する。リリーフ弁54における正圧リリーフ弁機構130の開弁動作、及び負圧リリーフ弁機構132の開弁動作は、いずれも電動弁52の閉弁状態において行われる。
<正圧リリーフ弁機構130の開弁動作>
正圧リリーフ弁機構130の開弁動作は、燃料タンク15に正圧リリーフ弁機構130の開弁圧以上の正圧が生じた場合に行われる。すなわち、開弁圧以上の正圧が生じると前述したように第1弁部材134が上動して、正圧リリーフ弁機構130が開弁し、第2弁口80と第2弁室67が連通する。これにより、バイパス通路90が連通状態となり、メイン通路74における電動弁52の第1弁口71が閉弁状態にあり、メイン通路74が遮断された状態にあっても、バイパス通路90を介して連通状態となる。このバイパス通路90の連通により、燃料タンク15側からの流体は、第1通路部75からバイパス通路90を通り、第2通路部76からキャニスタ34側へと流れる。これにより、燃料タンク15内の圧力を低下させることができる。
<負圧リリーフ弁機構132の開弁動作>
負圧リリーフ弁機構132の開弁動作は、燃料タンク15に負圧リリーフ弁機構132の開弁圧以下の負圧が生じた場合に行われる。すなわち、開弁圧以下の負圧が生じると前述したように第2弁部材136が下降して開弁して、負圧リリーフ弁機構132が開弁し、第2弁口80と第2弁室67が連通する。これにより、正圧リリーフ弁機構130の開弁の場合と同様に、バイパス通路90が連通状態となり、メイン通路74が遮断された状態にあっても、バイパス通路90を介して連通状態となる。このバイパス通路90の連通により、燃料タンク15側からの流体は、第1通路部75からバイパス通路90を通り、第2通路部76からキャニスタ34側へと流れる。これにより、燃料タンク15内の圧力を上昇させることができる。
<第1実施形態の特徴構成>
本実施形態が特徴とする構成は、リリーフ弁54において、弁ケーシング56の第2収容筒部61の下面側に形成される平面部170の構成、及び、弁ケーシング56の第1管部57の下面側に設けられる凸部173の構成である(図8参照)。なお、弁ケーシング56は、本発明における「ハウジング本体」に相当する。第1管部57は、本発明における「管部」に相当する。第1管部57内の第1通路部75は、本発明における「流体通路」に相当する。リリーフ弁54は、本発明における「流体制御弁」に相当する。第2収容筒部61は、本発明における「弁ハウジング部」に相当する。第2弁室67は、本発明における「弁室」に相当する。第2弁口80は、本発明における「弁口」に相当する。第1弁部材134は、本発明における「弁部材」に相当する。第1コイルバネ154は、本発明における「バネ部材」に相当する。
図3に示すように、第2収容筒部61は、第1管部57の前端部の上側に設けられている。図8に示すように、第2収容筒部61は、上端部が開口部61bとして開口する有底略円筒状に形成されている。従って、第2収容筒部61の軸線61aは上下方向に延びている。また、第1管部57の軸線57aは前後方向に延びている(図3参照)。第2収容筒部61の軸線61aと第1管部57の軸線57aとは、直交している。
図8に示すように、平面部170は、第2収容筒部61の底面部をなし、第2収容筒部61の軸線61aに直交する平面により形状されている。平面部170は、第2収容筒部61の軸線61a及び第1管部57の軸線57aを含む一平面を間にしてその両側に配置されている。すなわち、第2収容筒部61は、左右対称状をなす左右一対の平面部170を有する。
図8に示すように、第2弁室67は、第1弁部材134や第1コイルバネ154や第2弁部材136等の内蔵部品を収容可能な内径を有している。第2収容筒部61の開口部61bは、キャップ150を上から取付けることで封止される。開口部61bは、第2弁室67の開口部に相当する。第2収容筒部61の上端外周部及びキャップ150の外周部を覆うように、樹脂製でリング状の抜け止め部材152が設けられている。抜け止め部材152によって、第2収容筒部61に抜け止め状態で接続される。
図8に示すように、第1管部57の下面部には、下方に突出する略円柱形状の凸部173が設けられている(図2及び図3参照)。凸部173は、第2収容筒部61の軸線61aの延長線上に配置されている。
図9に示すように、第2弁室67に内蔵部品を収容した状態でキャップ150を開口部61bに取り付けるためには、第1コイルバネ154の付勢力に抗してキャップ150を押し込む必要がある(図9の白抜き矢印参照)。第1コイルバネ154の付勢力は比較的大きいため、キャップ150の取り付けには、キャップ150の押し付け荷重を受ける組付け台180を使用することが好ましい。
図9を参照して組付け台180を説明する。組付け台180は、上面部181が水平面になっている。上面部181の中央部には、前後方向に延びる溝部183が設けられている。溝部183は、第1管部57における両平面部170から下方へ突出する部分(以下、「第1管部57の一部」という)が収まる横幅及び深さを有する断面四角形状に形成されている。組付け台180は、本発明における「載置部」に相当する。
組付け台180の溝部183に第1管部57の一部が収まるようにして、組付け台180の上面部181に第2収容筒部61の一対の平面部170を載置する。これにより、組付け台180上に、第2収容筒部61の一対の平面部170を両持ち状態で支持することができる。
この状態で、第2弁室67にリリーフ弁54の内蔵部品が配置された後、キャップ150が第2収容筒部61に第1コイルバネ154の付勢力に抗して押し付けた状態で取り付けられる。このとき、第2収容筒部61にはキャップ150の押し付け荷重がかかる。しかし、組付け台180上に弁ケーシング56の一対の平面部170が両持ち状態で支持されているため、キャップ150に対する押し付け荷重による第2収容筒部61の傾きが抑制される。
抜け止め部材152は、第2収容筒部61及びキャップ150の全周に亘って樹脂成形すなわち二次成形されてなる。抜け止め部材152により第2収容筒部61とキャップ150とが抜け止め状態で接続されている。抜け止め部材152は、本発明における「二次成形体」に相当する。弁ケーシング56及びキャップ150はそれぞれ「一次成形体」に相当する。
図10を参照して、抜け止め部材152の成形用金型について説明する。成形用金型Kは、上下方向にスライドする上側型部材184と、左右方向にそれぞれスライドする右側型部材185及び左側型部材186と、を備えている。成形用金型Kの型閉じにより、抜け止め部材152を成形するキャビティCが形成される。右側型部材185には射出ゲート187が形成されている。弁ケーシング56の第2収容筒部61は、例えば、前に述べたように組付け台180の上に支持されるものとする。
抜け止め部材152の二次成形に際しては、弁ケーシング56の第2収容筒部61に内蔵部品が配置された状態で、上側型部材184、右側型部材185及び左側型部材186が型閉じされる。上側型部材184の型閉じにより、キャップ150が第2収容筒部61に押し付けられる。成形用金型Kの型閉じ状態において、図示しない射出機から射出された溶融樹脂は、射出ゲート187からキャビティC内に射出される。このとき、溶融樹脂の射出圧、保圧による下向きの荷重(図10中、白抜き矢印参照)が第2収容筒部61にかかる。しかし、組付け台180の上に弁ケーシング56の一対の平面部170が両持ち状態で支持されているため、溶融樹脂の射出圧、保圧による第2収容筒部61の傾きが抑制される。
上記により、抜け止め部材152が成形されると同時に、第2収容筒部61とキャップ150とが接続される。そして、樹脂の冷却固化後において、成形用金型Kが型開きされ、リリーフ弁54が取り出される。
<第1実施形態の特徴構成による効果>
上述した第1実施形態の特徴構成によれば、リリーフ弁54の組み付けに際し、組付け台180上に弁ケーシング56の一対の平面部170を両持ち状態で支持することができる。これにより、キャップ150に対する押し付け荷重による第2収容筒部61の傾きを抑制することができる。したがって、キャップ150の組み付け位置の位置ずれを抑制し、安定した流量特性を得ることができる。
また、上述した第1実施形態の特徴構成によれば、キャップ150は、第2収容筒部61に対して樹脂製の抜け止め部材152によって抜け止め状態で接続されている。したがって、第2収容筒部61にキャップ150を押し付けた状態で抜け止め部材152が射出成形されることにより、第2収容筒部61にキャップ150が抜け止め状態で接続される。また、抜け止め部材152の射出成形に際し、組付け台180の上に弁ケーシング56の一対の平面部170を両持ち状態で支持することができる。これにより、溶融樹脂の射出圧、保圧による第2収容筒部61の傾きを抑制することができる。したがって、第2収容筒部61とキャップ150との間の封止性を向上し、安定した流量特性を得ることができる。
<第2実施形態の特徴構成>
本実施形態は、実施形態1に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、実施形態1と同一部位については同一符号を付して重複する説明を省略する。第2実施形態が特徴とする構成は、図11に示すように、第1実施形態の組付け台180(図9参照)に代えて、組付け台190を用いるものである。組付け台190は、上面部191が水平面になっている。上面部191の中央部には、前後方向に延びる溝部193が設けられている。溝部193は、第1管部57における両平面部170から下方へ突出する部分(以下、「第1管部57の一部」という)が収まる横幅及び深さを有する断面四角形状に形成されている。溝部193の底面の左右方向の略中央部には、有底円筒溝状の凹部194が設けられている。凹部194は、弁ケーシング56の凸部173を係合可能に形成されている。組付け台190は、本発明における「載置部」に相当する。
<第2実施形態の特徴構成による効果>
組付け台190の溝部193に第1管部57の一部が収まるようにして、組付け台190の上面部191に第2収容筒部61の一対の平面部170を載置する。これにともない、組付け台180の凹部194に第1管部57の凸部173が係合することにより、弁ケーシング56を第1管部57の軸線方向(前後方向)に位置決めすることができる。このため、組付け台190に弁ケーシング56を支持した状態での作業性を向上させることができる。凸部173は本明細書でいう「被位置決め部」に相当する。凹部194は本明細書でいう「位置決め部」に相当する。
<第3実施形態の特徴構成>
本実施形態は、実施形態2に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、実施形態2と同一部位については同一符号を付して重複する説明を省略する。第3実施形態が特徴とする構成は、図12に示すように、第2実施形態の弁ケーシング56の凸部173(図11参照)を凹部201に変更するとともに、第2実施形態の組付け台190の凹部194(図11参照)を凸部214に変更したものである。凹部201は、第1管部57の下面部に円筒溝状に形成されている。凹部201は、第2収容筒部61の軸線61aの延長線上に配置されている。凸部214は、組付け台190の溝部193の底面の左右方向の略中央部に突出する略円柱形状に形成されている。凸部214は、弁ケーシング56の凹部201に係合可能に形成されている。
<第3実施形態の特徴構成による効果>
組付け台190の溝部193に第1管部57の一部が収まるようにして、組付け台190の上面部191に第2収容筒部61の一対の平面部170を載置する。これにともない、組付け台180の凸部214に第1管部57の凹部201が係合することにより、弁ケーシング56を第1管部57の軸線方向(前後方向)に位置決めすることができる。このため、組付け台190に弁ケーシング56を支持した状態での作業性を向上させることができる。凹部201は本明細書でいう「被位置決め部」に相当する。凸部214は本明細書でいう「位置決め部」に相当する。
<実施形態の変形例>
以上、本発明を特定の実施形態について説明したが、本発明はその他各種の形態でも実施可能なものである。
例えば、本発明の流体制御弁は、リリーフ弁54に限らず、その他の流体制御弁に適用してもよい。
また、一対の平面部170は、第2収容筒部61に限らず、第1管部57に設ける構成としてもよい。
また、一対の平面部170は、左右非対称状に設けられていてもよい。また、平面部170の大きさ、形状等は、適宜変更してもよい。
また、位置決め部と被位置決め部とは、互いに係合可能な形状であれば、適宜変更してもよい。例えば、位置決め部と被位置決め部との一方を、角柱形状とし、他方を角筒溝状としてもよい。また、被位置決め部は、例えば弁ケーシング56の平面部170に設けてもよい。また、被位置決め部は、複数設けてもよい。
54…リリーフ弁(流体制御弁)
56…弁ケーシング(ハウジング本体)
57…第1管部(管部)
57a…軸線
61…第2収容筒部(弁ハウジング部)
61a…軸線
61b…開口部
67…第2弁室(弁室)
75…第1通路部(流体通路)
80…第2弁口(弁口)
134…第1弁部材(弁部材)
150…キャップ
152…抜け止め部材(二次成形体)
154…第1コイルバネ(バネ部材)
170…平面部
173…凸部(被位置決め部)
180…組付け台(載置部)
190…組付け台(載置部)
194…凹部(位置決め部)
201…凹部(被位置決め部)
214…凸部(位置決め部)

Claims (4)

  1. 流体通路を形成する管部、及び、前記流体通路に弁口を介して連通する弁室を形成する弁ハウジング部を有するハウジング本体と、
    前記弁室の開口部を封止するキャップと、
    前記弁口を開閉する弁部材と、
    前記弁部材と前記キャップとの間に設けられ、前記弁部材を閉弁方向へ付勢するバネ部材と、
    を備える流体制御弁であって、
    前記弁ハウジング部の軸線は、前記管部の軸線と直交しており、
    前記ハウジング本体は、前記弁ハウジング部の軸線及び前記管部の軸線を含む一平面を間にしてその両側に位置しかつ前記弁ハウジング部の軸線に対して直交する一対の平面部を有し、前記一対の平面部は、前記弁ハウジング部の最外周縁と前記弁ハウジング部の軸線の間に形成される流体制御弁。
  2. 内部に流体通路を形成する管部、及び、前記流体通路に弁口を介して連通する弁室を形成する弁ハウジング部を有するハウジング本体と、を備える流体制御弁であって、
    前記弁ハウジング部は、前記弁室、前記弁口、一対の平面部、及び開口端を有し、
    前記弁ハウジング部は、前記管部の軸線と直交する軸線を有し、前記弁ハウジング部の軸線と前記管部の軸線が一平面に沿って延出し、
    前記一対の平面部は、前記一平面の両側に配置されており、前記一対の平面部の各平面は前記一平面に向けて垂直に延在しており、
    前記弁ハウジング部は、底壁と天井を有する円筒状であり、前記底壁が前記管部と前記弁ハウジング部を仕切り、前記天井に前記開口端が位置し前記底壁に前記一対の平面部が位置しており、前記弁口は、前記一対の平面部の間において前記底壁を貫通し、
    前記弁室に収納されており、前記弁口を開閉するように構成されている弁部材と、
    前記弁ハウジング部の前記開口端を閉鎖するように構成されているキャップと、
    前記弁ハウジング部の前記軸線に対して軸方向において前記キャップの最上面と前記一対の平面部との間に位置する前記開口端と、
    前記弁部材と前記キャップとの間に設けられ、前記弁部材を前記開口端に向けて付勢するバネ部材と、を有する流体制御弁。
  3. 請求項1又は2に記載の流体制御弁であって、
    前記キャップは、前記弁ハウジング部に対して樹脂製の二次成形体によって抜け止め状態で接続されている、流体制御弁。
  4. 請求項1から請求項3の何れか1項に記載の流体制御弁であって、
    前記ハウジング本体は、前記一対の平面部を載置する載置部に設けられた位置決め部に係合して前記管部の軸線方向に位置決めされる被位置決め部を有する、流体制御弁。
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