JP2008045733A - 流量可変バルブ - Google Patents

Abstract

【課題】通気圧力損失を低減し、より大流量で燃料蒸気を流すことを可能とする。
【解決手段】弁部材４は、第２弁部が流入開口と流出開口との連通が開いたときに流入開口側の流体を流出開口側へ案内するガイド面47を有し、流入開口側の流体がガイド面47を介して流出開口側へ流れるように構成した。
ガイド面47の存在によって、燃料蒸気などの流体を乱流を生じることなく流すことができる。
【選択図】図６

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可変バルブに関する。

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。これにより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。

ここで、燃料タンクに給油する際の給油速度は、給油ガンの仕様と使い方によって、低速度（代表値15Ｌ／分）と高速度（代表値38Ｌ／分）の２種類に分けられる。そして、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。

高速給油時にブリーザ回路を循環するブリーザガス量を多くするためには、オリフィスの開口を大きくすることが有効である。しかし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るために給油口からのベーパリークが生じてしまう。

また、オリフィスの開口を小さくすれば、低速給油時のベーパリークを防止できる。しかしオリフィスの開口を小さくすると、高速給油時の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。このような背反した事情により、従来のブリーザ回路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という問題があった。

この問題を解決する技術として、例えば特開平08−216707号公報には、開口面積可変手段を備えた燃料蒸発ガス排出防止装置が記載され、給油速度に応じて燃料蒸気の循環量を可変することが記載されている。

ところが特開平08−216707号公報に記載の開口面積可変手段においては、例えば同公報に記載の図４においてフロート弁(62)が開弁したときに大流量で蒸気を流すためには、ケース(60)とフロート弁(62)との間に断面積の大きな通路を設ける必要があり、そうするとケース(60)の大きさが大きくなって搭載スペースの制約を受けるという問題がある。

そこで特開2006−002932号公報には、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とともに、搭載スペースも小さくてすむ流量可変バルブが提案されている。この流量可変バルブは、ハウジング部材と、弁部材と、付勢手段とからなり、ハウジング部材と弁部材との間に形成される第１弁部および第２弁部の開閉のバランスを制御することにより、高速給油と低速給油とに柔軟に対応するものである。

特開2006−002932号公報に記載の流量可変バルブは、図13に示すように、有底筒状の筒部 101と、筒部 101の外周表面から径方向外方に突出する鍔部 102とからなる弁部材 100を有している。弁部材 100は、スプリング 200によって流入開口に向かう方向に付勢されている。

図13に示す低速給油時には、燃料タンク内のガスは弁部材 100の内部を通過し、ハウジング 300との間に形成されている隙間 301から流出開口へ流れる。

一方、高速給油時には、燃料タンク内のガス圧が上昇し、その圧力が弁部材 100に作用することで、弁部材 100は上昇を開始する。すると図14に示すように筒部 101の下底部とハウジング 300との間に隙間 302が生じ、鍔部 102にタンク内のガス圧が作用するので、弁部材 100はさらに押し上げられる。このように弁部材 100が上昇すると、隙間 301の開口面積が絞られる。そうなると弁部材 100の鍔部 102より上方側（給油口側）は大気圧であるので、鍔部 102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15に示すように弁部材 100が一気に上昇し、隙間 302の開口面積が一気に増大して開弁する。

したがってこの流量可変バルブによれば、ガス圧変化への応答性に優れ、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。また、鍔部 102とハウジング 300との間に弁部を形成しているので、小さな弁部材 100を用いても蒸気を大流量で流すことができる。したがって搭載スペースの制約を回避することができる。

ところが特開2006−002932号公報に記載の流量可変バルブにおいては、弁部材 100が上昇して第２弁部が開いた際に、燃料蒸気が弁部材 100の筒部 101の周囲を回り込むように流れる流れも発生する。そのため燃料蒸気の流れが乱流となり易く、通気圧力損失が大きいという不具合があった。

特開2004−100622号には、図16に示すようなバルブ装置が記載されている。このバルブ装置は、タンク内とキャニスタとの間に、ボール 501を弁体とする低圧開弁バルブ 500と、低圧開弁バルブ 500を保持する高圧開弁バルブ 600とが配置されている。オートストップ時には、低圧開弁バルブ 500が開弁することでタンク内圧を下げることができる。なお、このような作用を奏するバルブ装置は、特開平11−002348号公報にも記載されている。

ところがこれらのバルブ装置にあっては、流量を確保するためには、あるいは通気抵抗を小さくするためには、バルブの開弁時の流路の断面積を大きくする必要があり、その結果、バルブ装置が大型化してスペース面で不利になるという不具合があった。
特開平08−216707号 特開2006−002932号 特開2004−100622号 特開平11−002348号

本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、通気圧力損失を低減し、より大流量で燃料蒸気を流すことができる小型のバルブ装置を提供することにある。

上記課題を解決する本発明の流量可変バルブの特徴は、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部材と、ハウジング部材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、からなり、弁部材とハウジング部材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閉じる第１弁部と、弁部材とハウジング部材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流量可変バルブであって、
流入開口と流出開口とは中心軸方向が互いに交差し、弁部材は、流入開口と流出開口とを仕切りハウジング部材とともに第２弁部を構成する分離壁を備え、分離壁の流入開口側には、分離壁が移動して流入開口と流出開口との連通を開いたときに流入開口と流出開口とを連結するガイド流路が形成されることにある。

弁部材及びハウジング部材には、弁部材の回動を規制する回動防止手段が形成されていることが望ましい。

弁部材は、分離壁の流入開口側に形成された筒部と、筒部の側壁に形成された開口部と、を備え、流入開口から遠ざかる方向へ移動したときに開口部が流出開口に表出し、筒部の内部と開口部との間にガイド流路が形成されることが好ましい。この場合、開口部は、筒部の側壁に形成された貫通孔とすることが好ましい。

またガイド流路には、流入開口から流出開口へ向かって滑らかに延びるガイド面をもつことが好ましく、ガイド面には開口部に連続する平面部が形成されていることが望ましい。さらに分離壁には、少なくとも第２弁部が開状態のときに分離壁の両側の空間を連通する連通部を有することが望ましい。

さらに、ガイド流路は、流入開口と流出開口とを最短距離で連結するように延びることが望ましく、ガイド流路が形成されたときには、流体はガイド流路のみを流通することが望ましい。

そして本発明の流量可変バルブは、燃料タンク内とキャニスタとを連通する屈曲通路部に配置されていることが望ましい。この場合、燃料タンク内の気相中に突出し上部に蒸気流出口を有する筒体と上下動可能に筒体に収納され上動した時に蒸気流出口を塞ぐ弁体とからなるカットオフバルブと、キャニスタと、の間に配置され、蒸気流出口が流入開口に連通し、流出開口がキャニスタへ向かう流路に連通していることが望ましい。

本発明の流量可変バルブによれば、第２弁部が開状態のときに、流入開口から入った燃料蒸気などの流体はガイド流路を通じて流出開口に流入する。したがって他の空間に流入するのが抑制され、乱流を生じることなく流すことができる。そして給油速度が過度に大きい場合でもブリーザガス流量を確保することができ、必要ブリーザガス流量の増減にさらに正確に対応することができる。

そして請求項２に記載の構成とすれば、回動防止手段によって弁部材の回動が規制されるため、上記効果をさらに確実に発現させることができる。

請求項３に記載の弁部材とすれば、構造が単純となるため軽量の弁部材とすることができる。また筒部の外周表面がハウジング部材の内周表面に対向した構造となるので、弁部材の傾きが防止され移動時の安定性が向上する。したがって作動の精度が向上し、流路の開閉を安定して行うことができる。さらに開口部を筒部の側壁に形成された貫通孔とすれば、貫通孔を除く筒部の全周がハウジング部材内周面に対向した構成となるので、弁部材の移動時の安定性がさらに向上する。

ガイド流路に、筒部に入った流体を開口部へ案内するガイド面を形成すれば、流体の流動抵抗が低減される。したがって流入開口と流出開口とは中心軸方向が互いに交差しているにも関わらず、流体を安定して流すことができる。またガイド面に平面部を形成すれば、この効果がさらに増幅される。

さらに分離壁に、第２弁部が開状態のときに分離壁の両側の空間を連通する連通部を形成すれば、連通部を流れる流体圧によって分離壁の両側の空間に圧力差が発生する。この圧力差によって弁部材が吸引されるため、弁部材が上下に振動するのが防止され、ガイド流路を確実に形成することができる。

さらに本発明の流量可変バルブは、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。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。

そして本発明の流量可変バルブをカットオフバルブとキャニスタとの間に配置すれば、給油ガンのオートストップ時にタンク内圧を速やかに低下させることができるため、給油時あるいは追加給油時に給油口から燃料が噴き出すような不具合を確実に防止できる。しかも流路断面積を大きくする必要が無いため、搭載スペース面できわめて有利である。またカットオフバルブの上部に本発明のバルブを配置すれば、燃料飛沫がキャニスタへ流入するのを確実に防止することができる。

流体としては、液体及び気体のどちらも利用できる。

ハウジング部材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、ハウジング部材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。ハウジング部材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。ハウジング部材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、ハウジング部材の下部には、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カバー部材と一体形成してハウジング部材としてもよいが、カバー部材とは別に形成された筒部材をカバー部材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、ハウジング部材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。

本発明の流量可変バルブは、ハウジング部材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部材との間に、第１弁部と第２弁部とを備えている。

この流量可変バルブにおいて、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可変バルブの場合は、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。

弁部材は略有下底筒状をなし、ハウジング部材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する。例えば弁部材は凸部に外挿される構造とし、弁部材の側壁に形成された小穴と凸部により第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、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。また、弁部材の移動に伴って小穴が徐々に塞がれることで第１弁部が形成される。なお凸部は、ハウジング部材と一体形成してもよいし、ハウジング部材とは別体として形成し、組付け時にハウジング部材に固定することもできる。

また第２弁部は、弁部材とハウジング部材との間に形成され、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る。本発明では、弁部材に流入開口と流出開口を仕切る分離壁を形成し、分離壁ハウジング部材との間に第２弁部を形成している。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。

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。

本発明の最大の特徴は、分離壁の流入開口側には、分離壁が移動して流入開口と流出開口との連通を開いたときに流入開口と流出開口とを最短距離で連結するように延びるガイド流路が形成されることにある。このように構成したことにより、例えば高速給油時に発生した大量のガスはガイド流路によって案内されて流出開口から流出する。したがってガスが他の空間に流入するのが抑制され、乱流を生じることなく流すことができる。またガイド流路の形状を最適化することで、ガスの乱流化をさらに抑制することができ、十分なガス流量を確保することができる。

しかしながら、弁部材が自身の中心軸を中心として回動した場合にはガイド流路も回動するために、ガイド流路で案内されるガスの向きが変化して乱流が生じる場合がある。そこで弁部材及びハウジング部材には、流入開口の中心軸を中心とした弁部材の回動を規制する回動防止手段を形成することが望ましい。この回動規制手段としては、弁部材の回動のみを規制する回り止め機構であればよく、凹凸係合などを利用することができる。

例えば、傾斜板形状の分離壁をもつ弁部材とすることができる。この場合、流体圧によって分離壁が移動して第２弁部が開くと、流体は分離壁の表面に沿って流れて流出開口へ向かう。すなわち分離壁の流入開口側の表面とハウジング部材の内周表面との間にガイド流路が形成される。

しかし傾斜板形状の分離壁のみでは、移動時に傾いたりして移動の安定性に不安がある。そこで分離壁の流入開口側に筒部を形成し、筒部の側壁に開口部を形成した弁部材とすることが望ましい。この弁部材によれば、流入開口から遠ざかる方向へ移動したときに開口部が流出開口に表出し、筒部の内部と開口部との間にガイド流路が形成される。そして移動時には筒部の外周表面がハウジング部材の内周表面に案内される状態となるので、移動時の安定性が向上する。

このような弁部材とした場合、筒部の側壁に形成された切り欠き状の開口を開口部とすることができる。また筒部の側壁に形成された貫通孔を開口部としてもよい。貫通孔を開口部とすれば、貫通孔を除く筒部の全周がハウジング部材内周面に対向した構成となるので、弁部材の移動時の安定性がさらに向上する。

またガイド流路には、流入開口から流出開口へ向かって滑らかに延びるガイド面を形成することが望ましい。例えば分離壁の表面に、筒部と開口部とを滑らかに連結する曲面を形成し、その曲面をガイド面とすることができる。しかし流入開口と流出開口とは中心軸方向が互いに交差していることから、筒部の中心軸と開口部の中心軸も交差している。ガスは先ず筒部の内周表面に沿って流れ、ガイド面に衝突した後にガイド面に案内されて方向が変わり、開口部から流出開口へ流れる。したがってガイド面が曲面であると、衝突したときに乱流化して通気圧力損失が生じる場合がある。

そこでガイド面には、開口部に連続する平面部を形成することが望ましい。このようにすれば、筒部に入った流体はガイド面に当接した後に平面部に向かい、平面部で集合して開口部へ向かう。これによりガイド面に衝突した際の乱流化をさらに抑制することができる。

また分離壁には、少なくとも前記第２弁部が開状態のときに分離壁の両側の空間を連通する連通部を有することが望ましい。連通部を流れる流体圧によって分離壁の両側の空間の圧力差がさらに増大する。この圧力差によって弁部材が吸引されるため、弁部材の移動がさらに促進され応答性が向上する。また圧力差は分離壁の全面に作用するため、弁部材は傾きが防止され、移動時の安定性が向上する。

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に本実施例の流量可変バルブの構成部品毎の断面図を、図５及び図６に組付け後の断面図を示す。この流量可変バルブは、図２に示すように燃料タンク 400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 401が挿通される。ブリーザチューブ 401はインレットパイプ 402の給油口近傍に連結されている。

本実施例の流量可変バルブは、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、座板３と、弁部材４と、スプリング５と、から構成されている。カバー１と、筒部材２と、座板３とで、本発明にいうハウジング部材が形成されている。

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。カバー１の側壁にはニップル部11に連通する流出開口16が形成されている。

ポリアミド製の筒部材２は、外周にフランジ部20が形成されている。そして上部がカバー１の容器状部10に嵌合し、フランジ部20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。これによりカバー１の内部にハウジング（Ｈ）が形成されている。筒部材２の側壁にはガス流出孔21が貫通し、ガス流出孔21は流出開口16及びニップル部11と連通している。また上部側壁には複数の係合孔22が形成され、内周面にはリング状の弁座23が形成されている。さらにガス流入孔21に対向する内周壁面には、上下方向に延びるガイドリブ23が形成されている。

座板３は、円板状の基部30と、基部30の周縁部に間隔を隔てて列設された複数の係止爪31と、基部30の中心から軸方向に突出し内周に段差部32をもつ円筒部33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。係止爪31が筒部材２の係合孔22に係合することで、座板３が筒部材２に固定されている。円筒部33の外径は、弁部材４の上筒部の内径より小さく、弁部材４は円筒部33に案内されて上下方向に移動自在となっている。

図３に弁部材４の斜視図を、図４にその断面図を示す。弁部材４は、有底筒状で下方へ延びる筒部40と、筒部40の上方に延びる上筒部41と、筒部40と上筒部41とを区画する鍔状の分離壁42と、上筒部41の内部に同軸に形成された内筒部43とからなり、ポリアセタール樹脂から形成されている。

上筒部41の側壁には小穴44が貫通している。また内筒部43には中心孔45が軸方向に貫通形成され、筒部40の内部と上筒部41の内部とは中心孔45を介して連通している。また筒部40の側壁には、流出開口16と略同一の大きさの貫通孔からなる開口部46が形成されている。分離壁42の筒部40側の表面には、筒部40の先端開口と開口部46とを滑らかに連結する断面円弧状のガイド面47が形成されている。筒部40の内部と開口部46との間にガイド流路（Ｑ）が形成されている。

分離壁42の外周には、開口部46の反対側に上下を貫通する案内溝48が形成され、案内溝48は筒部材２のガイドリブ24と係合している。すなわち弁部材４は、ガイドリブ24に案内されることで上下動を可能としながら、案内溝48の周方向端面がガイドリブ24に当接することで回動が規制されている。また分離壁42の一部には、上下を貫通する切り欠き状の連通部49が形成されている。

本実施例の流量可変バルブは、カバー１が燃料タンク 400の上表面に形成された開口を覆い、カバー１の溶着部13が開口の周縁部に溶着固定され、筒部材２の下端が燃料タンク 400の気相に位置している。

弁部材４は筒部材２内に同軸的に、かつ上下動自在に配置され、座板３と弁部材４との間にはスプリング５が介装されている。スプリング５はごく弱いバネ力で弁部材４を下方へ付勢し、通常の状態では筒部40の下端面が弁座23に当接している。また分離壁42の外周部下面は、筒部材２の内周表面に形成された段部25に当接している。

その状態では、座板３の円筒部33が上筒部41内に同軸的に挿通され、弁部材４の上筒部41の先端と座板の円筒部33の先端とはオーバーラップしているものの、小穴44は円筒部33とはオーバーラップしていない。

したがって本実施例の流量可変バルブによれば、図５に示すように、低速給油時における燃料タンク 400内のガスは筒部材２から弁部材４の中心孔45を通じて上筒部41に入り、小穴44から抜けて流出開口16及びニップル部11より排出される。このガスは、ブリーザガスとしてニップル部11からブリーザチューブ 401、インレットパイプ 402を循環する。このとき、弁部材４に作用する燃料タンク 400内のガス圧は、ガイド面47の表面に作用するが、スプリング５の付勢力と弁部材４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４は移動しない。

一方、図６に示す高速給油時には、燃料タンク 400内のガス圧が上昇し、その圧力が弁部材４に作用することで、弁部材４は座板３に近接する方向へ移動を開始する。すると小穴44が円筒部33とオーバーラップし、小穴44の開口面積が絞られる。そして小穴44が円筒部33で完全に塞がれた時点で、分離壁42の上表面が流出開口16の内周表面の下側と一致する。

そうすると弁部材４の分離壁42より上方側（ニップル部11側）は大気圧であるので、分離壁42より下方側（燃料タンク内側）との圧力差が急激に高まる。これにより弁部材４が一気に上昇し、流出開口16に表出する開口部46の開口面積が一気に増大する。すなわち本実施例の流量可変バルブでは、小穴44と円筒部33とで第１弁部が構成され、弁部材４の開口部46と筒部材２とで第２弁部が構成されている。

そして燃料タンク 400内の高圧のガスは、先ずガイド面47に衝突し、滑らかに連続するガイド面47によって開口部46へ案内される。したがって乱流化が防止され、通気圧力損失が生じにくいため、高いブリーザガス流量を確保することができる。

また弁部材４の上昇時には、案内溝48とガイドリブ24との係合によって弁部材４の回動が規制されている。さらに筒部40の外周表面が、全周で筒部材２の内周表面に案内されながら上昇する。したがって開口部46と流出開口16との位置関係が周方向で変動することがなく、燃料タンク 400内のガスは安定した大流量でニップル部11へ排出される。

さらに、弁部材４に形成された連通部49によって、分離壁42の上部空間と下部空間とが連通し、連通部49の下端開口はガイド面47に表出している。したがって、ガイド面47に沿う流速の大きなガス流によって分離壁42の上部空間内には負圧が発生する。この負圧によって弁部材４が吸引され、弁部材４の上下の振動が防止されるため、ガイド流路を確実に形成することができる。

これらの作用により、弁部材４の移動の安定性が向上し、必要ブリーザガス流量の増減に正確に対応することができる。

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４は速やかに下降して図５の状態に戻る。

すなわち本実施例の流量可変バルブによれば、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。

（実施例２）
本実施例の流量可変バルブは、弁部材４の形状が異なること以外は実施例１と同様の構成である。図７に示す弁部材４では、筒部40に貫通孔状の開口部46に代えてスリット状の開口部46' が形成されている。また分離壁42の一部には、切り欠き状の連通部49に代えて貫通孔状の連通部49' が形成されている。

この弁部材４では、筒部40の下端が開口部46' によって一部切り欠かれているものの、全周の大部分が残っているので、筒部40の外周表面が筒部材２の内周表面に案内されながら弁部材４が上昇する。したがって開口部46と流出開口16との位置関係が周方向で変動することがなく、燃料タンク 400内のガスは安定した大流量でニップル部11へ排出される。

（実施例３）
本実施例も、弁部材４の形状が異なること以外は実施例１と同様の構成である。図８に示す弁部材４では、筒部40をもたず、傾斜板状のガイド壁42' が形成されている。この弁部材４では、ガイド壁42' の流入開口側の表面と筒部材２及びカバー１の内周表面との間にガイド流路（Ｑ）が形成される。

（実施例４）
上記した実施例１では、ガイド面47はどの断面も円弧状の曲面形状であった。しかし筒部材２及び筒部40を流れるガスの断面は円形であり、それが直角に曲げられることになるため、ガイド面47に衝突したときに乱流が発生し通気圧力損失が発生する場合がある。

そこで本実施例では、ガイド面47の形状を工夫している。すなわち図９に示すように、貫通孔46から遠い断面Ａの位置では、ガイド面47に僅かな平面部47a が形成され、貫通孔46に近づくにつれて（断面Ｂから断面Ｃに向かうにつれて）平面部47a が拡大している。すなわちガイド面47に貫通孔46の内周表面に向かって拡大する平面部47a を形成している。

このように構成することで、筒部材２及び筒部40を流れるガスは平面部47a に沿って案内されつつ収束するため、乱流化が防止され通気圧力損失の発生を抑制することができる。

（実施例５）
本実施例は、図10及び図11に示すように、本実施例の流量可変バルブをカットオフバルブとキャニスタとの間に配置したバルブ装置に関する。このバルブ装置は、図示しない満タン検知バルブを備えた燃料タンクの上部に設けられている。

カットオフバルブは、キャニスタに連通するチューブが連結されるニップル部61をもち、下端面がリング状に燃料タンクに溶着されるカバー60と、開口周縁部がカバー60に溶着結合された有底の第１筒体62と、第１筒体62内に底部が上方となるように配置された有底の第２筒体63と、第２筒体63内に上下動自在に配置された弁体７と、から構成されている。

第２筒体63は、爪部64によって第１筒体62と係合保持されている。そして第１筒体62の内周表面と第２筒体63の外周表面との間にはオーリング８が介在され、第１筒体62と第２筒体63とは気密に一体化されている。また第１筒体62と第２筒体63には、内外を連通する複数の連通孔65が形成されている。

第２筒体63の上底部の中央には、下方へ突出する凹部66が形成されている。凹部66の底部には、第２筒体63の内部とカバー60及びニップル部61とを連通し、かつ連通孔65を介して燃料タンクの気相と連通する蒸気流出口67が形成されている。弁体７はフロート弁であり、スプリング50によって上方へ付勢されている。弁体７の上端には弁突起70が形成され、蒸気流出口67には弁体７が浮き上がった際に弁突起70が当接する弁座面68が形成されている。

そして第２筒体63の上底部に形成された凹部66には、実施例１と同様の弁部材４が上下動可能に収納されている。第２筒体63の上底部からは、凹部66の周縁部からカバー60に向かって突出する筒部69が形成され、筒部69の先端には実施例１と同様の座板３が保持されている。筒部69には、ニップル部61と同軸的な開口69a が形成され、弁部材４が上昇したときに開口部46と開口69a とが同軸となるように構成されている。

平常時においては、燃料タンク内のガスは連通孔65から第２筒体63、蒸気流出口67を通って弁部材４の筒部40に入り、中心孔45、上筒部41の小穴44、開口69a を通じてニップル部61からキャニスタへ流入する。これにより燃料タンクの内圧の上昇が抑制される。

一方、車体が傾いたり、振動などによって液体燃料が連通孔65から第２筒体63内に流入した場合には、弁体７が浮き上がり、弁突起70が弁座面68に当接してシールする。これにより液体燃料がキャニスタに流入するのが防止される。また液体燃料飛沫が蒸気流出口67に進入した場合でも、弁部材４が凹部66内に存在しているので、燃料飛沫が中心孔45に進入する可能性が低い。さらに、燃料飛沫が万一中心孔45に進入したとしても、中心孔45と小穴44の中心軸は互いに直交しているので、燃料飛沫が小穴44に進入する可能性はさらに低くなる。したがって本実施例のバルブ装置によれば、液体燃料がキャニスタへ進入するのを確実に防止することができる。

次に、給油ガンのオートストップ直後のタンク内圧変化とフィラーパイプ内の液面変化との関係について、図12を参照しながら説明する。図16に示す特許文献３に記載のバルブ装置を比較例とする。またオートストップ時までには、本実施例の弁部材４及び比較例の低圧開弁バルブ 500が開弁しているものとする。

図12に実線で示すように、燃料タンクの内圧の変化と、フィラーパイプ内の液面の変化との間には、若干の時間差があり、内圧の変化に対してフィラーパイプ内の液面の変化がやや遅れるという現状がある。比較例のバルブ装置では、バルブを小型化した場合には流路断面積が小さくなるため、通気抵抗が大きくなりタンク内圧が下がりにくく、給油ガンのオートストップ後にも、フィラーパイプ内の液面がh₂まで上昇し、場合によっては給油口から液体燃料が噴き出すおそれがある。

一方、本実施例のバルブ装置の場合には、満タン検知バルブが作動すると、内圧の上昇によってフィラーパイプ内の液面がh₁まで上昇して給油ガンがオートストップする。したがって本実施例に係る弁部材は、通気抵抗が大きくなることなくタンク内圧を速やかに低下できるため、給油口からの燃料の噴出を確実に防止することができる。

なお本実施例ではカットオフバルブの上部に本発明の流量可変バルブを配置し、弁部材４が上下移動するように構成しているが、カットオフバルブとキャニスタとの間の屈曲通路であれば、流量可変バルブの配置位置がどこであっても、また弁部材４の移動方向が例えば水平方向であっても、本実施例と同様の作用効果が奏される。

本発明の一実施例に係る流量可変バルブにおいて、各部品の構成を示す断面図である。 本発明の一実施例に係る流量可変バルブを備えたブリーザ回路の説明図である。 本発明の一実施例に係る流量可変バルブに用いた弁部材の斜視図である。 本発明の一実施例に係る流量可変バルブに用いた弁部材の断面図である。 本発明の一実施例に係る流量可変バルブの低速給油時における断面図である。 本発明の一実施例に係る流量可変バルブの高速給油時における断面図である。 本発明の第２の実施例に係る流量可変バルブに用いた弁部材の斜視図である。 本発明の第３の実施例に係る流量可変バルブに用いた弁部材の断面図である。 本発明の第４の実施例に係る流量可変バルブに用いた弁部材の断面図である。 本発明の第５の実施例に係る流量可変バルブを配置したカットオフバルブの断面図である。 本発明の第５の実施例に係る流量可変バルブを配置したカットオフバルブの要部拡大断面図である。 追加給油時におけるタンク内圧の時間変化及びフィラーパイプ中の液面の時間変化を示すグラフである。 従来の流量可変バルブの要部拡大断面図である。 従来の流量可変バルブの要部拡大断面図である。 従来の流量可変バルブの要部拡大断面図である。 従来のカットオフバルブの断面図である。

符号の説明

１：カバー ２：筒部材 ３：座板
４：弁部材 24：ガイドリブ 40：筒部
42：分離壁 44：小穴 46：開口部
47：ガイド面 48：案内溝 49：連通部
Ｈ：ハウジング Ｑ：ガイド流路

Claims (9)

1. 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部材と、該ハウジング部材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、からなり、
   該弁部材と該ハウジング部材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閉じる第１弁部と、
   該弁部材と該ハウジング部材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流量可変バルブであって、
   該流入開口と該流出開口とは中心軸方向が互いに交差し、
   該弁部材は、該流入開口と該流出開口とを仕切り該ハウジング部材とともに該第２弁部を構成する分離壁を備え、
   該分離壁の該流入開口側には、該分離壁が移動して該流入開口と該流出開口との連通を開いたときに該流入開口と該流出開口とを連結するガイド流路が形成されることを特徴とする流量可変バルブ。
2. 前記弁部材及び前記ハウジング部材には、前記弁部材の回動を規制する回動防止手段が形成されている請求項１に記載の流量可変バルブ。
3. 前記弁部材は、前記分離壁の前記流入開口側に形成された筒部と、該筒部の側壁に形成された開口部と、を備え、前記流入開口から遠ざかる方向へ移動したときに該開口部が前記流出開口に表出し、該筒部の内部と該開口部との間に前記ガイド流路が形成される請求項１に記載の流量可変バルブ。
4. 前記開口部は、前記筒部の側壁に形成された貫通孔である請求項３に記載の流量可変バルブ。
5. 前記ガイド流路には、前記流入開口から前記流出開口へ向かって滑らかに延びるガイド面をもつ請求項３に記載の流量可変バルブ。
6. 前記ガイド面には、前記開口部に連続する平面部が形成されている請求項５に記載の流量可変バルブ。
7. 前記分離壁には、少なくとも前記第２弁部が開状態のときに前記分離壁の両側の空間を連通する連通部を有する請求項３に記載の流量可変バルブ。
8. 燃料タンク内とキャニスタとを連通する屈曲通路部に配置されている請求項１〜７のいずれかに記載の流量可変バルブ。
9. 燃料タンク内の気相中に突出し上部に蒸気流出口を有する筒体と上下動可能に該筒体に収納され上動した時に該蒸気流出口を塞ぐ弁体とからなるカットオフバルブと、キャニスタと、の間に配置され、該蒸気流出口が前記流入開口に連通し、前記流出開口が該キャニスタへ向かう流路に連通している請求項８に記載の流量可変バルブ。

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