JP2006002932A

JP2006002932A - 流量制御バルブ

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Publication number: JP2006002932A
Application number: JP2004238168A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Kaneko; 健一郎金子; Hiroshi Nishi; 博西
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2004-05-19
Filing date: 2004-08-18
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2024-08-18
Also published as: JP4379719B2

Abstract

【課題】ブリーザニップルのみで、給油速度の増減による必要循環ガス量の増減に対応できるようにする。
【解決手段】弁部材３とハウジング４との間に、流入開口から遠ざかる方向への弁部材の移動に伴って流入開口と流出開口との連通を徐々に閉じる第１弁部と、流入開口から遠ざかる方向への弁部材の移動に伴って流入開口と流出開口との連通を開く第２弁部と、を設け、流入開口側の流体圧が所定値以下のときには第１弁部が開状態かつ第２弁部が閉状態であり、流入開口側の流体圧と流出開口側の流体圧の差が所定値を超えたときに第２弁部が流入開口と流出開口との連通を一気に開くように構成した。
低速給油時には隙間40（第１弁部）からガスを流し、高速給油時には弁部材３が一気に移動して隙間41（第２弁部）が瞬時に大きく開口する。
【選択図】図４

Description

本発明は、燃料タンクのブリーザ回路などに用いられる流量制御バルブに関する。

自動車の燃料タンク近傍には、エバポ回路と称される気化燃料回収システムが設けられている。このエバポ回路は、気化した燃料を燃料タンクから外部のキャニスタに導き、活性炭などに吸着させて一時蓄えることで、気化燃料が外気へ排出されるのを防ぐものである。キャニスタはエンジンに連結され、エンジンの吸気負圧により活性炭から気化燃料を放出させ混合気中に混合することで、吸着された気化燃料を再び燃料として使用している。

ところで自動車の燃料タンクへの給油時には、給油口からの新しいエアの巻き込みが多いと、燃料タンク内では燃料の気化が促進されるためキャニスタに流れるガス量が多くなり、キャニスタの吸着量が増大してしまうという問題があった。そこで、燃料タンク内の気相部と外気とを連通するブリーザチューブが設けられている。このブリーザチューブは、一端がインレットパイプの給油口近傍に連結され、他端が燃料タンクの気相に連通するように固定されたブリーザニップルに挿通されている。したがって給油時に燃料タンク内に存在する気化燃料は、ブリーザニップルからブリーザチューブを通りインレットパイプに循環されるので、新規エアの巻き込みが低減され燃料の気化が抑制される。したがってキャニスタの吸着量を低減できる。

そして給油口で巻き込まれるエア量よりもブリーザチューブからインレットパイプに循環されるブリーザガス量が大きくならないように、ブリーザニップル内部にはオリフィスが形成されている。

以下、燃料タンク→ブリーザニップル→ブリーザチューブ→インレットパイプ→燃料タンクのガス循環回路をブリーザ回路と称する。

しかしながら給油ガンの仕様と使い方により、給油時の給油速度は低速度（代表値15Ｌ／分）と高速度（代表値38Ｌ／分）の２種類があり、高速給油の方がエアの巻き込み量が多いので、ブリーザ回路を循環するブリーザガス量は高速給油時には多く必要となる。そこでブリーザニップルのオリフィスの開口を大きくすると、低速給油時にもブリーザ回路を循環するブリーザガス量が多くなり、給油口からのベーパリークが生じてしまう。

図６にこれらの関係の概念図を示す。実際は低速給油と高速給油の２段階であるが、図６では給油速度が連続的に増減するものとして示している。給油速度に応じてエア巻き込み量は連続的に変化する（直線Ａ）。低速給油時に対応する開口径の小さなオリフィスの場合には、低速給油時にはブリーザガス流量がエア巻き込み量に対応しているが、給油速度が増大するにつれてエア巻き込み量とブリーザガス流量との差が大きくなってしまい、新規エアの巻き込みによってタンク内では燃料の気化が促進され、キャニスタの吸着量が増大してしまう（曲線Ｂ）。一方、高速給油時に対応する開口径の大きなオリフィスの場合には、給油速度が低い範囲でブリーザガス流量がエア巻き込み量を上回るようになり、ベーパリークが生じる（曲線Ｃ）。

すなわち一つのオリフィスのみを有する従来のブリーザニップルのみでは、給油速度の増減による必要ブリーザガス流量の増減に対応できない。そのため特開平08−216707号公報には、ブリーザ回路に圧力に応じて燃料蒸発ガス循環量を調整する可変手段を設けた燃料蒸発ガス排出防止装置が提案されている。また特開2003−028010号公報には、圧力に応じて燃料蒸発ガス循環量を調整するバルブ内蔵コネクタをブリーザ回路に配置することが提案されている。

しかしながらこれらの公報に記載の技術では、流路を開閉するバルブを設けているだけであるため、低速給油と高速給油の両方の場合でブリーザガス量を適切に制御することが困難である。このことを図７を参照しながら説明する。

循環ガスの圧力は、温度にも大きく影響を受けるので、低速給油時あるいは高速給油時においてそれぞれバラツキがある。したがって、低速給油時に確保すべきブリーザガスの流量を（イ）、高速給油時に確保すべきブリーザガスの流量を（ロ）とすると、理想とするガス圧とガス流量との関係は曲線Ｄのようになる。低速給油時には循環ガスの圧力は（ａ）〜（ｂ）の幅を有し、高速給油時にはブリーザガスの圧力は（ｃ）〜（ｄ）の幅を有している。

しかし従来のバルブでは、ガス圧が高まるにつれてバルブが開き、徐々にブリーザガス流量が増大する構造である。そのため、例えば給油口からのベーパリークが生じないように低速給油時に想定される最高ガス圧（ｂ）でバルブが開くようにバルブを調整した場合、ガス圧とブリーザガス流量との関係は曲線Ｅのようになる。したがってＸ点のように高速給油時でガス圧が低めにばらついた場合には、ブリーザガス流量が不足してキャニスタへ流れるガス量が増大してしまう。

一方、高速給油時に想定される最低ガス圧（ｃ）で所定のブリーザガス流量がほぼ確保されるように調整すると、ガス圧とブリーザガス流量との関係は曲線Ｆのようになり、Ｙ点のように低速給油時でガス圧が高めにばらついた場合には、ブリーザガス流量が過大となってベーパリークが生じてしまう。

また従来の技術では、ブリーザ回路の途中に圧力に応じて燃料蒸発ガス循環量を調整する可変手段を設けているために、部品点数が増大するとともに、スペース上の問題がある。また上記公報に記載の提案では、ブリーザ回路内でさらに通気抵抗が発生するため、タンク内圧自体で管理する場合に比べて制御が不安定となり管理しにくいという問題がある。

さらに特開2003−028010号公報に記載のようなバルブ内蔵コネクタにおいては、コネクタ内のガス流路は直線状であり、バルブが内蔵されているため、コネクタの全長が比較的長い。一方、ブリーザチューブはインレットパイプに極力沿うように配置することで、配置スペースを小さくすることが求められ、インレットパイプの外周面から軸方向と直交する方向に突出する部分のブリーザチューブの長さは極力短くされている。そのためバルブ内蔵コネクタをブリーザ回路に配置する場合には、ブリーザチューブとインレットパイプとの結合部分に配置することが困難であり、ブリーザチューブの途中に配置せざるを得ない。しかしこの場合でも、インレットパイプの側壁から突出してコネクタに結合されるパイプをＬ字状に曲げる必要があり、コスト面で不具合がある。すなわち特開2003−028010号公報に記載のようなバルブ内蔵コネクタにおいては、配置位置が規制され、設計の自由度が低いという不具合があった。
特開平08−216707号特開2003−028010号

本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、給油速度の増減などによる必要ブリーザガス流量の増減に正確に対応できるようにすることを解決すべき課題とする。

上記課題を解決する本発明の流量制御バルブの特徴は、流体が流入する流入開口と流入開口から流入した流体が外部へ流出する流出開口とを有するハウジングと、ハウジング内に移動自在に配置された弁部材と、弁部材を流入開口へ近接する方向へ付勢する付勢手段と、からなる流量制御バルブであって、
弁部材とハウジングとの間に形成され流入開口から遠ざかる方向への該弁部材の移動に伴って流入開口と流出開口との連通を徐々に閉じる第１弁部と、
弁部材とハウジングとの間に形成され流入開口から遠ざかる方向への弁部材の移動に伴って流入開口と流出開口との連通を開く第２弁部と、を備え、
流入開口側の流体圧が所定値以下のときには第１弁部が開状態かつ第２弁部が閉状態であり、流入開口側と流出開口側との圧力差が所定値を超えたときに第２弁部が流入開口と流出開口との連通を一気に開くように構成されたことにある。

弁部材は上方に開口する略有底筒状をなし、ハウジングは流入開口に向かって突出する凸部を有し、凸部と弁部材との間に第１弁部が形成される構成とすることができる。この場合、弁部材は凸部に外挿され、弁部材側壁の開口部と凸部により第１弁部を形成することが望ましい。また、弁部材は鍔部をもち、鍔部とハウジングとの間に第２弁部が形成される構成とすることもできる。

ハウジングは、流入開口側の流体圧が所定値以下のときに弁部材が着座する座面をもち、ハウジング及び弁部材の少なくとも一方には、他方に係合して座面と弁部材との間に隙間を形成する係合部をもつことが望ましい。

また、燃料タンクのブリーザ回路に用いられる流量制御バルブに適用することが好ましい。この場合、ハウジングは燃料タンクの上部に気密に固定され、流入開口が燃料タンクの気相に連通し、流出開口がブリーザニップルに連通した構成とすることができる。この場合、ハウジングの下部には、流入開口に連通する筒状部が形成されていることが望ましい。

本発明の流量制御バルブによれば、流入開口側の流体圧が所定値以下のときには、第１弁部が開状態であるので、流体は第１弁部を通じて流入開口から流出開口へ流れる。流入開口側の流体圧が所定値を超えると、弁部材が移動して第１弁部が閉じる。この時、流入開口側の圧力と流出開口側のハウジング内の圧力との差圧が急激に増大するため、弁部材は流入開口から遠ざかる方向へ一気に移動して第２弁部が一気に開き、ハウジング内の流体は流出開口から一気に流出する。したがって本発明の流量制御バルブは応答性に優れ、燃料タンクのブリーザ回路に用いた場合には、高速給油と低速給油とに柔軟に対応することができる。

そして、ハウジングは流入開口側の流体圧が所定値以下のときに弁部材が着座する座面をもち、ハウジング及び弁部材の少なくとも一方には、他方に係合して座面と弁部材との間に隙間を形成する係合部をもつ構造とすれば、弁部材が座面に固着するのを防止でき作動の信頼性が向上する。また、ハウジングに流入した液体燃料などを隙間から流入開口を通じて流出させることもできる。

またハウジングの下部に流入開口に連通する筒状部が形成されていれば、満タン液面位置が異なる各種の燃料タンクにも、筒状部の長さを調整するのみで容易に対応することができる。

さらに本発明の流量制御バルブは、流入開口の中心軸と流出開口の中心軸とを互いに交差するように設計することが容易である。したがって弁部材の移動を許容するだけの全長とすることができるので、きわめてコンパクトとすることができる。そのためブリーザチューブとインレットパイプとの結合部分に用いても、ブリーザチューブをインレットパイプに近接して配置することができ、ブリーザ回路の設計の自由度が大きく向上する。

請求項１に記載の流量制御バルブを燃料タンクのブリーザ回路に用いた場合で説明すると、流入開口側のガス圧が所定値以下のときには、第１弁部が開状態かつ第２弁部が閉状態であるので、流入開口からハウジングに流入したガスは第１弁部を通じて流出開口から流出する。そして流入開口側の流体圧が所定値を超えると、弁部材は流入開口から遠ざかる方向へ移動し、それに伴って第１弁部の開口面積が狭まるので、流速が大きくなる。例えば弁部材が鍔部をもち、鍔部とハウジングとの間に第２弁部が形成されている場合には、ハウジング内の鍔部上部の圧力が下がる。この時、一時的にハウジング内の鍔部上部の圧力と流入開口側の圧力との差が急激に増大する。

ブリーザ回路の流量制御バルブの場合、流出開口側はほぼ大気圧となっている。そのため高速給油時に流入開口側のガス圧と流出開口側のガス圧の差が所定値を超えると、第２弁部が流入開口と流出開口との連通を一気に開き、流入開口側のガスは第２弁部を通じて急速に流出開口から流出するので、燃料タンク内のガス圧が一気に放出され、安定した給油が可能となる。

例えばブリーザ回路に設けられる流量制御バルブにおいて、低速給油時のガス圧と高速給油時のガス圧とのばらつきが大きい場合には、図７におけるガス圧（ｂ）とガス圧（ｃ）との間隔が狭くなる。するとガス圧が高まるにつれて徐々にブリーザガス流量が多くなる従来の流量制御バルブでは、ブリーザガス流量の過不足が生じやすく、キャニスタへ流れるガス量が増大したりベーパリークが生じ易くなる。しかし本発明の流量制御バルブでは、ガス圧（ｂ）とガス圧（ｃ）との間隔が狭い場合でもガス圧（ｂ）とガス圧（ｃ）との間で一気にブリーザガス流量が増大するので、描かれる曲線は理想曲線（Ｄ）に近いものとなる。

流体としては、液体及び気体のどちらも利用できる。

ハウジングの固定位置は目的に応じて種々設定できるが、例えばブリーザニップル部に適用する場合は、ハウジングは燃料タンクの上部に気密に固定される。この場合、流入開口が燃料タンクの気相に連通し、流出開口がブリーザニップルに連通している。ハウジングは燃料タンクの外部に突出していてもよいし、燃料タンク内部に配置することも可能である。ハウジングを燃料タンクに固定するには、機械的に固定する方法、接着あるいは溶着で固定する方法など特に制限されない。

ブリーザニップル部に適用する場合、ハウジングの下部には、燃料タンク内に延びる筒状部をもつことが好ましい。燃料タンクには満タン検知バルブが設けられ、燃料液面が所定の位置に到達すると満タン検知バルブが作動し、タンク内圧の上昇によって給油ガンのオートストップが働くように構成されている。もし満タン検知時に筒状部の下端がタンクの気相に位置していると、ブリーザ回路を通じて給油口からのベーパリークが生じてしまう。したがって筒状部の下端開口の位置を満タン時の液面位置より下方にしておくことで、給油口からのベーパリークを防ぐことができる。

燃料タンク内に延びる筒状部はハウジングと一体形成してもよいが、ハウジングとは別に形成された筒部材をハウジングと気密に一体化することが好ましい。このようにすれば、満タン液面位置が異なる各種の燃料タンクにも、筒部材の長さを調整するのみで容易に対応することができ、ハウジング及びブリーザニップルの大部分を複数種の燃料タンクで共用することができる。

本発明の流量制御バルブは、ハウジング内を移動自在な弁部材と弁部材を流入開口へ近接する方向へ付勢する付勢手段とを備え、弁部材とハウジングとの間に形成され流入開口から遠ざかる方向への弁部材の移動に伴って流入開口と流出開口との連通を徐々に閉じる第１弁部と、弁部材とハウジングとの間に形成され流入開口から遠ざかる方向への弁部材の移動に伴って流入開口と流出開口との連通を開く第２弁部と、を備えている。

この流量制御バルブにおいて、流入開口側の流体圧が付勢手段の付勢力より小さく、弁部材が流入開口に近接した状態では、第１弁部が開いているので、流入開口側の流体は第１弁部を通じて流出開口から流出する。そして流入開口側の流体圧の増大によって弁部材が流入開口から遠ざかる方向へ移動するにつれて、第１弁部の開口面積が徐々に狭まるため、流入開口側の流体圧が益々増大し、流入開口側の流体圧と流出開口側の流体圧の差が所定値を超えたときに第２弁部が流入開口と流出開口との連通を一気に開く。

例えばブリーザニップル部に適用される流量制御バルブの場合は、付勢手段による付勢力が、低速給油時のタンク内ガス圧によって弁部材が浮き上がらない程度の付勢力となるように設計する。これにより、低速給油時にタンク内ガス圧がばらついても第１弁部が閉じるのが防止され、キャニスタへの吸着量の増大を抑制できる。そして高速給油時の大きなタンク内ガス圧によって弁部材が浮き上がるように設計しておけば、弁部材が流入開口から遠ざかる方向へ移動するにつれて第１弁部の開口面積が徐々に狭まり、流入開口側の流体圧と流出開口側の流体圧の差が所定値を超えたときに第２弁部が流入開口と流出開口との連通を一気に開くように構成することができる。したがってガス圧とブリーザガス流量との関係は、図７の理想曲線（Ｄ）に近くなり、ベーパリークやキャニスタへの吸着量の増大を抑制できる。

弁部材は略有底筒状をなし、ハウジングは流入開口に向かって突出する凸部を有することが好ましい。この場合凸部を筒状とするとともに、弁部材の筒部は凸部の内周又は外周形状に対応した形状とし、筒部の一端に凸部が進入する、あるいは凸部の内部に弁部材が進入することで、第１弁部が徐々に閉状態となり流入開口側と流出開口側との圧力差が発生するので、弁部材をより一気に移動させることができる。

弁部材は凸部に外挿され、弁部材側壁の開口部と凸部により第１弁部を形成していることが望ましい。このようにすれば、弁部材が移動初期に凸部と干渉することが防止でき、凸部の案内によって弁部材を安定して移動させることができる。この場合、弁部材又は凸部の側周面に貫通孔を形成しておき、弁部材の移動に伴って貫通孔が徐々に塞がれるようにすることで第１弁部を形成することができる。

また第２弁部は、弁部材とハウジングとの間に形成され、流入開口から遠ざかる方向への弁部材の移動に伴って流入開口と流出開口との連通を開くものであり、例えば弁部材に流入開口と流出開口を仕切る鍔部を形成し、弁部材が移動することで鍔部が仕切りを解除するように構成することで、弁部材とハウジングとの間に第２弁部を形成することができる。第１弁部が開いている状態では第２弁部は流入開口と流出開口との連通を閉じ、弁部材が移動し始めた瞬間に第２弁部が開くように設計してもよいが、弁部材が所定量移動して第１弁部が閉じると同時に第２弁部が開くように設計することが好ましい。また鍔部を設けることで受圧面積が増大するので、弁部材がより移動し易くなるという効果もある。

ブリーザ回路のブリーザニップル部に適用される流量制御バルブの場合に上記のように設計すれば、第１弁部が閉じた時に、弁部材より下流側のハウジング内の圧力は大気圧となり、弁部材より上流側のハウジング内の圧力はタンク内圧となるので、差圧が大きくなり弁部材がさらに速やかに移動するようになる。したがって、低速給油時のガス圧と高速給油時のガス圧のばらつきが大きく図７のガス圧（ｂ）とガス圧（ｃ）の間が狭くとも、第２弁部が一気に開くため、ベーパリークするのが防止され、キャニスタへの吸着量が増大するのも抑制できるので、給油速度の増減によるブリーザガス流量の増減に正確に対応することができ、必要ブリーザガス流量を確保することができる。

付勢手段は、弁部材自身の自重としてもよいし、スプリングなどを用いることもできる。その付勢力は、目的に応じて種々設定することができる。

ところでブリーザ回路に設けられる流量制御バルブの場合には、ハウジング内に液体燃料が進入する場合がある。このような場合で、流入開口側のガス圧が所定値以下のときに弁部材が着座する座面をもつ場合には、液体燃料を介して弁部材が座面に固着し作動が不安定となる恐れがある。

そこでこのような場合には、ハウジング及び弁部材の少なくとも一方に、他方に係合して座面と弁部材との間に隙間を形成する係合部を形成することが好ましい。このようにすれば、ハウジングに流入した液体燃料を隙間から流出させることができるので、弁部材が座面に固着するのを防止でき作動の信頼性が向上する。この係合部としては、突起、段差部、溝、凹凸面などが例示される。

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。

（実施例１）
図１に本実施例の流量制御バルブの断面図を示す。この流量制御バルブは、図２に示すように燃料タンク 100の上部に溶着固定され、ニップル部11にブリーザチューブ 200が挿通される。ブリーザチューブ 200はインレットパイプ 300の給油口近傍に連結されている。

本実施例の流量制御バルブは、二色成形により製造されたカバー１と、カバー１に溶着固定された筒部材２と、弁部材３と、スプリング５と、から構成されている。

カバー１は有底円筒状の容器状部10と、容器状部10から径方向外方に突出するニップル部11と、容器状部10の開口周縁部に形成されたリング状の溶着部13とを有し、容器状部10とニップル部11は、変性ポリエチレン製の外層14とポリアミド製の内層15とから形成され、溶着部13は外層14と同一の変性ポリエチレンから形成されている。また容器状部10の上底部中心からは、先端に円錐部をもつ円柱状の凸部16が筒部材２の軸方向に突出形成されている。

筒部材２は、有底円筒状の第１筒部20と、第１筒部20から同軸的に延び第１筒部20より径の小さな第２筒部21と、第１筒部20と第２筒部21の境界部に形成され径方向外方に突出するフランジ部22とからなり、全体がポリアミドから形成されている。そして第１筒部20がカバー１の容器状部10に嵌合し、フランジ部22が容器状部10の内層15に溶着されることで、筒部材２はカバー１と一体となっている。これにより第１筒部20と容器状部10との間に、ハウジング４が形成されている。筒部材２の第１筒部20の底部にはガス流入孔23が貫通し、ハウジング４は第２筒部21及びガス流入孔23を介して燃料タンク 100内の気相と連通している。ハウジング４、容器状部10から突出する凸部16、ガス流入孔23、第２筒部21は同軸上に位置している。

弁部材３は、図３〜５に拡大して示すように、有底筒状の筒部30と、筒部30の外周表面から径方向外方に突出する鍔部31とから構成され、ポリアセタール樹脂から形成されている。筒部30の底部中心にはガス流入孔23より径の小さな貫通孔32が形成されている。鍔部31の外径は、ハウジング４の内径より僅かに小さく、また筒部30の内径は凸部16の外径より僅かに大きく、弁部材３はハウジング４内を軸方向に移動自在となっている。

そしてハウジング４の上底部と鍔部31の間にはスプリング５が介装され、スプリング５は弁部材３をハウジング４の下底部に向かってごく弱い力で付勢している。この状態では、図３に示すように筒部30の開口端面と凸部16との間に隙間40が形成され、鍔部31の外周表面はニップル部11の開口より下方でハウジング４の内周表面に近接して対向している。また凸部16、筒部30、貫通孔32、ガス流入孔23は同軸上に位置している。

本実施例の流量制御バルブは、カバー１が燃料タンク 100の上表面に形成された開口 101を覆うように、カバー１の溶着部13が開口 101の周縁部に溶着固定され、筒部材２の第２筒部21が燃料タンク 100の気相に位置している。ガス流入孔23が流入開口に相当し、ニップル部11に最も近いハウジング４の開口が流出開口に相当する。

本実施例の流量制御バルブによれば、低速給油時には、燃料タンク 100内のガスは第２筒部21からガス流入孔23、貫通孔32、隙間40を通過し、ブリーザガスはニップル部11からブリーザチューブ 200、インレットパイプ 300を循環する。このとき、弁部材３に作用する燃料タンク 100内のガス圧は、ガス流入孔23に表出する貫通孔32の周縁部表面に作用するが、スプリング５の付勢力と弁部材３の自重との合計がそのガス圧から受ける力より大きいので、弁部材３は移動しない。なおこの時の隙間40の開口面積は、合計流路断面積でφ３（７mm２）に相当している。

高速給油時には、燃料タンク 100内のガス圧が上昇し、その圧力が弁部材３に作用することで、弁部材３は凸部16に近接する方向へ移動を開始する。すると筒部30の下底部と第１筒部20の底部との間に隙間33が生じ、鍔部31にタンク内のガス圧が作用するので、弁部材３はさらに押し上げられる。このように弁部材３が移動すると、図４に示すように、隙間40の開口面積が絞られる。そうなると弁部材３の鍔部31より上方側（給油口側）は大気圧であるので、鍔部31より下方側（タンク内側）との圧力差が急激に高まる。これにより図５に示すように弁部材３が一気に上昇し、隙間41の開口面積が一気に増大して開弁する。なお隙間41の開口面積は、最大時の流路断面積がφ５（19mm２）（ニップル部11の流路断面積）に相当している。すなわち本実施例では、隙間40が第１弁部を、隙間41が第２弁部を構成している。

そして低速給油時あるいは給油が停止された場合には、スプリング５の付勢力によって弁部材３は速やかに移動して図３の状態に戻る。

すなわち本実施例の流量制御バルブによれば、ガス圧とブリーザガス流量との関係が図７の理想曲線Ｄのようになるので、給油速度の増減に対する追従性に優れ、ブリーザガス流量が瞬時に増減する。したがってキャニスタに余分なガスが流入したり、ベーパリークが生じるのを抑制することができる。そして従来のオリフィスとバルブの２部材を用いる場合に比べて調整が容易であり、かつ簡単な構成であるので、安価となる。さらに筒部材２をカバー１と別部材で構成したので、燃料タンク 100の形状や容積に応じて第２筒部21の長さを調整する場合も筒部材２を変更するだけでよく、カバー１及び弁部材３を共用することができる。

なおブリーザガスの循環量にもよるが、隙間40（第１弁部）の開口面積が徐々に減少するとともに、隙間41（第２弁部）の開口面積を徐々に増大させる作動であってもよい。

（実施例２）
上記実施例において、低速給油時には弁部材３がガス流入孔23の周縁部に着座している。したがってハウジング４内に液体燃料が進入している場合には、液体燃料が弁部材３とガス流入孔23の周縁部との界面に侵入し、液体張力によって弁部材３が固着して作動が不安定となる場合がある。

そこで本実施例では、図８に示すように、ガス流入孔23の周縁部に周方向に間隔を隔てて上方に突出する複数の突起24を形成している。このようにすることで、弁部材３は突起24の頂部に着座し、接触面積が小さくなるので、弁部材３の固着が防止され作動の安定性が向上する。

なお、突起24を弁部材３の底面に形成してもよいし、突起24に代えて溝、シボ模様などをガス流入孔23の周縁部あるいは弁部材３の底部の少なくとも一方に形成しても同様の作用効果が奏される。

（実施例３）
実施例２と同様に弁部材３の固着を防止する手段として、図９に示すように、ハウジング４の内周表面に周方向に間隔を隔てた複数のリブ26を形成し、鍔部31などがリブ26に係合することでそれ以上の弁部材３の下降を規制することもできる。

（実施例４）
図10〜12に示す本実施例の流量制御バルブは、実施例１における弁部材３、筒部材７、凸部16の構造を変更したこと以外は実施例１と同様のものである。

この流量制御バルブは、二色成形により製造されたカバー６と、カバー６に溶着固定された筒部材７と、弁部材８と、座板９と、スプリング５と、から構成されている。

カバー６は有底円筒状の容器状部60と、容器状部60から径方向外方に突出するニップル部61と、容器状部60の開口周縁部に形成されたリング状の溶着部62とを有し、容器状部60とニップル部61は、変性ポリエチレン製の外層63とポリアミド製の内層64とから形成され、溶着部62は外層63と同一の変性ポリエチレンから形成されている。

ポリアミド製の筒部材７は、中間部に内径が縮小された縮径部70を有し、縮径部70の外周にはフランジ部71が形成されている。そして上部がカバー６の容器状部60に嵌合し、フランジ部71が容器状部60の内層64に溶着されることで、筒部材７はカバー６と一体となっている。これによりカバー６の内部にハウジング４が形成されている。筒部材７の縮径部70にはガス流入孔72が貫通している。また縮径部70には、周方向に間隔を隔てて複数の突起73が、ハウジング４に向かって突出形成されている。

弁部材８は、有底筒状の筒部80と、筒部80の中間部の外周表面から径方向外方に突出する鍔部81とから構成され、ポリアセタール樹脂から形成されている。筒部80の底部には内側へ突出する凸部82が形成され、凸部82には軸方向に貫通する通気孔83が形成されている。鍔部81の外径は、ハウジング４の内径より僅かに小さく、また筒部80の外径はガス流入孔72の径より大きく、弁部材８は縮径部70によって下方への移動を規制された状態でハウジング４内を上下方向に移動自在となっている。また筒部80の先端側壁には、筒部80の内外を径方向に貫通する貫通孔84が周方向に間隔を隔てて複数個形成されている。

座板９は、円板状の基部90と、基部90の周縁部に間隔を隔てて列設された複数の係止爪91と、基部90の中心から軸方向に突出し中央に凹部93をもつ凸部92と、から構成され、ポリアセタール樹脂から形成されている。筒部材７の先端には係止孔73が形成され、係止爪91が係止孔73に係合することで、座板９が筒部材７に固定されている。なお凸部92の外径は、弁部材８の筒部80の内径より小さく、弁部材８は凸部92に案内されて上下方向に移動自在となっている。

そしてスプリング５が凸部82と凸部92の間に介装され、弁部材８はガス流入口72に向かう方向に付勢されている。この状態では、図11に示すように、鍔部81の外周表面はニップル部61の開口より下方でハウジング４の内周表面に近接して対向している。

本実施例の流量制御バルブは、実施例１と同様に、カバー６が燃料タンク 100の上表面に形成された開口 101を覆うように、カバー６の溶着部62が開口 101の周縁部に溶着固定され、筒部材７の下端が燃料タンク 100の気相に位置している。ガス流入孔72が流入開口に相当し、ニップル部61に最も近いハウジング４の開口が流出開口に相当する。

本実施例の流量制御バルブによれば、低速給油時には、燃料タンク 100内のガスは筒部材７の下端からガス流入孔72、通気孔83、貫通孔84を通過し、ブリーザガスはニップル部61からブリーザチューブ 200、インレットパイプ 300を循環する。このとき、燃料タンク100内のガス圧が弁部材８に作用しても、スプリング５の付勢力と弁部材８の自重との合計がそのガス圧から受ける力より大きいので、弁部材８は移動しない。図11に示すこの状態では、凸部92の先端は貫通孔84の上端より上方に位置し、貫通孔84を流通するガスの流通が妨げられることはなく、ブリーザ回路が安定して機能する。そして液体燃料がハウジング４内に存在しても、弁部材８は突起73の頂部に着座し、弁部材８と縮径部70との間に隙間が形成されるので、弁部材８の固着が防止され作動の安定性が高い。

高速給油時には、燃料タンク 100内のガス圧が上昇し、その圧力が弁部材８に作用することで、弁部材８は凸部92に近接する方向へ移動を開始する。すると凸部92の先端が貫通孔84とラップし、弁部材８の上昇に伴って貫通孔84の開口面積が徐々に狭まる。つまり貫通孔84が第１弁部として作用し、第１弁部が徐々に閉じられる。それと同時に鍔部81も上昇するが、初期の間は鍔部81がニップル部61の開口に表出することがない。

そして燃料タンク 100内のガス圧の上昇に伴い貫通孔84の開口面積が徐々に狭まって抵抗が大きくなり、ついには貫通孔84が凸部92で閉じられるため、鍔部81より下方側（タンク側）のガス圧と、鍔部81より上方側（給油口側）の圧力（大気圧）との差が急激に増大する。すると弁部材８は一気に上昇し、図12に示すようにニップル部61の開口とガス流入孔72とが連通する。つまり鍔部81が第２弁部として機能し、これによって第２弁部が全開状態となる。

したがって本実施例の流量制御バルブによれば、実施例１と同等の作用効果が奏される。さらに、弁部材８が縮径部70に着座している状態でも、弁部材８の筒部80の先端に凸部92の先端が進入した状態となっているため、弁部材８は凸部92の案内によって円滑に移動し、干渉によって移動が阻害されるのが確実に防止されている。またスプリング５の径を実施例１より小さくすることができるので、全体形状をよりコンパクトにすることができる。そして本実施例の流量制御バルブの組立時には、筒部材７、弁部材８、スプリング５、及び座板９を予め一体化しておくことができるので、カバー６と筒部材７との溶着時の工数を実施例１に比べて低減することができる。

（実施例５）
図13に示す本実施例の流量制御バルブは、ブリーザ回路のブリーザチューブとインレットパイプとを接続するコネクタとして用いられる。

この流量制御バルブは、カバー６と、カバー６に溶着固定されたニップル75と、弁部材８と、スプリング５と、から構成されている。

カバー６は有底円筒状の容器状部60と、容器状部60から径方向外方に突出するコネクタ部65とを有している。容器状部60の底部からは、実施例４の座板９と同様の形状の、中央に凹部をもつ凸部66が突出している。また容器状部60の側壁には、コネクタ部65と連通する流出開口67が形成されている。

コネクタ部65は筒状に形成され、内部に２本のオーリング68が介装されている。また外側開口部には、複数の係止爪69が縮径・拡径可能に揺動自在に配置されている。

ニップル75の外周表面には、ファーツリー形状のリング状の係止突起76が複数個形成されている。また反対側には、内径が拡径された筒部77が形成され、筒部77がカバー６の容器状部60に嵌合している。なお筒部77には、流出開口67に連通する開口78が形成されている。また中間部の内部には、段差部79が形成されている。そして中間部の外周で、カバー６と溶着されて一体化されている。筒部77は、弁部材８を安定して移動させるためのガイドとして機能する。

弁部材８は、実施例４と同様のもので同様に配置され、凸部66内に配置されたスプリング５によって段差部79に着座する方向に付勢されている。

本実施例の流量制御バルブは、ニップル75にブリーザチューブ 200が挿通固定され、コネクタ部65にインレットパイプ 300の側壁から突出するパイプ 301が挿入される。パイプ 301の外周表面には係止鍔 302が形成され、外周表面にオーリング68が弾接するとともに係止鍔 302に係止爪69が係合することで、パイプ 301はコネクタ部65に気密に固定される。

本実施例の流量制御バルブによれば、低速給油時には、燃料タンク 100内のガスはブリーザチューブ 200からニップル75に流入し、通気孔83、貫通孔84を通過し、開口78、流出開口67を通過してインレットパイプ 300に流入する。このとき、燃料タンク 100内のガス圧が弁部材８に作用しても、スプリング５の付勢力と弁部材８の自重との合計がそのガス圧から受ける力より大きいので、弁部材８は移動しない。この状態では、凸部66の先端は貫通孔84の上端より上方に位置し、貫通孔84を流通するガスの流通が妨げられることはなく、ブリーザ回路が安定して機能する。そして高速給油時には、実施例４と同様に弁部材８が作動し、実施例４と同等の作用効果が奏される。

さらに本実施例の流量制御バルブによれば、流入開口の中心軸と流出開口の中心軸とが互いに交差しているので、ブリーザチューブ 200とインレットパイプ 300の結合部分にコネクタとして配置することができる。そして中心軸とが互いに交差していることから、コネクタ部65の長さとカバー６の径との合計を、例えば特開2003−028010号公報に記載のコネクタより短くすることができるので、ブリーザチューブ 200とインレットパイプ 300との距離を短くすることができる。またパイプ 301をＬ字状に曲げる必要もない。したがって設計及び配置の自由度が格段に向上する。

なお本実施例では筒部77を容器状部60に嵌合しているが、筒部77を形成せずに容器状部60の内周壁面で弁部材８を案内することも可能である。またニップル75に代えてコネクタ部を形成することもでき、コネクタ部65に代えてニップル部を形成してもよい。

本発明の流量制御バルブは、ブリーザ回路のブリーザニップル部に用いられる他、ブリーザ回路に設けられるコネクタ、カットオフバルブとキャニスターとの間に配置されるバルブなどに利用することができる。

本発明の一実施例の流量制御バルブの断面図である。本発明の一実施例の流量制御バルブを備えたブリーザ回路の説明図である。本発明の一実施例の流量制御バルブの作動を示す説明図である。本発明の一実施例の流量制御バルブの作動を示す説明図である。本発明の一実施例の流量制御バルブの作動を示す説明図である。従来のブリーザ回路の流量制御における給油速度とブリーザガス流量との関係を示す説明図である。従来の流量制御バルブにおけるブリーザ回路のガス圧力とブリーザガス流量との関係と、その理想関係を示す説明図である。本発明の第２の実施例の流量制御バルブの要部拡大断面図である。本発明の第３の実施例の流量制御バルブの要部拡大断面図である。本発明の第４の実施例の流量制御バルブの断面図である。本発明の第４の実施例の流量制御バルブの作動を示す説明図である。本発明の第４の実施例の流量制御バルブの作動を示す説明図である。本発明の第５の実施例の流量制御バルブの断面図である。

符号の説明

１：カバー２：筒部材３：弁部材
40：隙間 41：隙間

Claims

流体が流入する流入開口と該流入開口から流入した流体が外部へ流出する流出開口とを有するハウジングと、該ハウジング内に移動自在に配置された弁部材と、該弁部材を該流入開口へ近接する方向へ付勢する付勢手段と、からなる流量制御バルブであって、
該弁部材と該ハウジングとの間に形成され該流入開口から遠ざかる方向への該弁部材の移動に伴って該流入開口と該流出開口との連通を徐々に閉じる第１弁部と、
該弁部材と該ハウジングとの間に形成され該流入開口から遠ざかる方向への該弁部材の移動に伴って該流入開口と該流出開口との連通を開く第２弁部と、を備え、
該流入開口側の流体圧が所定値以下のときには該第１弁部が開状態かつ該第２弁部が閉状態であり、該流入開口側と該流出開口側との圧力差が所定値を超えたときに該第２弁部が該流入開口と該流出開口との連通を一気に開くように構成されたことを特徴とする流量制御バルブ。
前記弁部材は上方に開口する略有底筒状をなし、前記ハウジングは前記流入開口に向かって突出する凸部を有し、該凸部と該弁部材との間に前記第１弁部が形成される請求項１に記載の流量制御バルブ。
前記弁部材は前記凸部に外挿され、該弁部材側壁の開口部と前記凸部により前記第１弁部を形成した請求項２に記載の流量制御バルブ。
前記弁部材は鍔部をもち、該鍔部と前記ハウジングとの間に前記第２弁部が形成される請求項１〜３のいずれかに記載の流量制御バルブ。
前記ハウジングは前記流入開口側の流体圧が所定値以下のときに前記弁部材が着座する座面をもち、前記ハウジング及び前記弁部材の少なくとも一方には、他方に係合して前記座面と前記弁部材との間に隙間を形成する係合部をもつ請求項１〜４のいずれかに記載の流量制御バルブ。
前記ハウジングは燃料タンクの上部に気密に固定され、前記流入開口が燃料タンクの気相に連通し、前記流出開口がブリーザニップルに連通している請求項１〜５のいずれかに記載の流量制御バルブ。
前記ハウジングの下部には、前記流入開口に連通する筒状部が形成されている請求項６に記載の流量制御バルブ。
前記流入開口の中心軸と前記流出開口の中心軸とは、互いに交差している請求項１に記載の流量制御バルブ。