JP2018084288A - 弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】第１部材と第２部材との溶着時に生じるバリが弁室に侵入することを規制できる弁装置を提供する。【解決手段】この弁装置１０は、第１部材２０及び第２部材４０を有するハウジング１５を有し、第１部材２０及び第２部材４０には第１接合部３０及び第２接合部５０が形成され、第１接合部３０に環状凹部３１が形成され、第２接合部５０に環状凸部５１が形成され、環状凹部３１には外側壁部３２及び内側壁部３３が配置され、環状凸部５１は、外側壁部３２に溶着されると共に、内側壁部３３と離間して配置され、弁室Ｖに連通する通路６０が形成され、通路６０の途中で環状凹部３１及び環状凸部５１の間に、溶着バリの弁室Ｖ内への侵入を規制する環状規制部材が配置されている。【選択図】図６

Description

本発明は、自動車の燃料タンクに取付けられ、チェックバルブやカットバルブ等に用いられる弁装置に関する。

従来から、自動車の燃料タンクには、燃料タンク内の圧力を調整するチェックバルブや、燃料タンク内の燃料を外部へ漏れるのを防ぐカットバルブ、更には、燃料タンク内への過給油を防止する満タン規制バルブ等が配置されている。

これらのバルブは、基本的には、一端部が大きく開口したケースと、該ケースの開口に超音波溶着や振動溶着により固着される蓋体と、ケースに蓋体が固着されることで内部に形成された弁室内に配置される弁体とを有する構造となっている。

従来のこの種のバルブとして、例えば、下記特許文献１には、互いに対向して設けられた２つの出入口を有し、一方の出入口に第１弁座を形成したバルブケースと、該バルブケース内に配設された第１弁体及び第２弁体とを有する、２方向バルブが記載されている。前記バルブケースは、一端部が大きく開口し弁座を設けたケース本体と、該ケース本体の開口側に固着される蓋体とから構成されている。また、蓋体は、フランジ部と、該フランジの外周縁部よりもやや内径側から立設し、ケース本体内周に挿入される環状リブとを有している。そして、蓋体の環状リブをケース本体の開口に挿入し、フランジ部をケース本体の開口端部に当接させて、フランジ部とケース本体の開口端部との当接部や、環状リブとケース本体内周とのラップ部分を超音波溶着することにより、ケース本体に蓋体が溶着によって固定されるようになっている。

特開２００３−２４０１４３号公報

上記の２方向バルブの場合、ケース本体に蓋体を溶着する際には、必然的にバリが生じる。このバリがバルブケース外部へ排出される場合には、特に問題はないが、バリがバルブケースの内部へ入り込んでしまう場合もあった。この場合、バリがバルブケースの弁座に噛み込んでしまって、弁体とのシール性が問題になることもある。

したがって、本発明の目的は、ハウジングを構成する第１部材と第２部材との溶着時に生じるバリが、ハウジング内の弁室に侵入することを規制することできる、弁装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の弁装置は、第１部材及び第２部材を有し、前記第１部材に前記第２部材が溶着により一体化されて、内部に弁室及び弁座を設けたハウジングと、前記弁室内に配置されて前記弁座を開閉する弁体とを有しており、前記第１部材の外周及び前記第２部材の外周には、互いに対向して配置されて溶着により接合される第１接合部及び第２接合部がそれぞれ形成されており、前記第１接合部に環状凹部が形成され、前記第２接合部に前記環状凹部に挿入される環状凸部が形成されており、前記環状凹部の外径側に外側壁部が配置され、前記環状凹部の内径側に内側壁部が配置されており、前記環状凸部は、前記環状凹部に挿入されて前記外側壁部に溶着されると共に、前記内側壁部とは離間して配置されて、前記弁室に連通する通路が形成されており、前記通路の途中であって、前記環状凹部及び前記環状凸部の間には、前記環状凸部の前記外側壁部への溶着時に生じる溶着バリが前記弁室内に侵入することを規制する、環状規制部材が配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、第２接合部に形成された環状凸部を、第１接合部の環状凹部に挿入させることで形成された、弁室に連通する通路の途中であって、環状凹部及び環状凸部の間には環状規制部材が配置されているので、環状凸部が環状凹部の外側壁部に溶着するときに生じる溶着バリが、ハウジングの弁室内に侵入することを規制することができる。

本発明に係る弁装置の、一実施形態を示す分解斜視図である。 同弁装置を構成する第１部材の拡大斜視図である。 同弁装置を構成する第２部材の平面図である。 同弁装置において、第１部材と第２部材とを溶着する前の状態での断面図である。 図４の範囲Ｅ１における拡大断面図である。 同弁装置において、第１部材と第２部材とを溶着して一体化した状態での断面図である。 図６の範囲Ｅ２における拡大断面図である。 本発明に係る弁装置の他の実施形態を示しており、第１部材と第２部材とを溶着する前の状態での断面図である。 図８の範囲Ｅ３における拡大断面図である。 同弁装置において、第１部材と第２部材とを溶着して一体化した状態での断面図である。 図１０の範囲Ｅ２における拡大断面図である。

以下、図１〜７を参照して、本発明に係る弁装置の一実施形態について説明する。

図１及び図４に示すように、この実施形態における弁装置１０は、第１部材２０及び第２部材４０を有し、第１部材２０に第２部材４０が溶着により一体化されて、内部に弁室Ｖ及び弁座２４を設けたハウジング１５と、弁室Ｖ内に配置されて弁座２４を開閉する弁体８０とを有している。また、第１部材２０の外周及び第２部材４０の外周には、互いに対向して配置されて、溶着により接合される第１接合部３０及び第２接合部５０がそれぞれ形成されている。

図１に示すように、この実施形態における前記第１部材２０は、円筒状の周壁２１と、該周壁２１の上方に配置された天井壁２２とを有しており、一方が閉塞し他方が開口した筒型ケース状をなしている。また、図４に示すように、天井壁２２の中央には、弁室Ｖに連通する開口２２ａが形成されており、この開口２２ａの外面側周縁から、燃料タンク内に配置される配管との接続用の、第１接続管２３が延出されている。更に図４に示すように、天井壁２２の内面側（弁室Ｖに向く側）であって、前記開口２２ａの外周からは、円筒状をなした弁座２４が突設されている。この弁座２４に弁体８０が接離して、同弁座２４を開閉する。

そして、図１、図２及び図４に示すように、周壁２１の下方開口側の周縁部からは、前記第１接合部３０が、外径方向に向かってフランジ状をなすように設けられている。図２及び図４に示すように、この第１接合部３０には、環状の凹溝状をなした環状凹部３１が、所定深さで形成されている。また、図５に示すように、この環状凹部３１の外径側には、外側壁部３２が配置され、同環状凹部３１の内径側には、内側壁部３３が配置されている。なお、図４に示すように、内側壁部３３は、外側壁部３２の先端よりも長くなるように突出している。

また、環状凹部３１の、外側壁部３２側の内周には、第１部材２０の下方開口端に向かって、次第に拡径するテーパ面状をなした溶着部３４が設けられている。更に、環状凹部３１の、溶着部３４に隣接した位置の内周３１ｂには、第２接合部５０の後述する圧接部５９が圧接されるようになっている（図５及び図７参照）。また、環状凹部３１の、内側壁部３３側の内周からは、段状に突出した段部３５が突設されており、該段部３５に後述する環状規制部材が支持される。

なお、第１部材は、上記形状に限定されるものではない。また、第１接合部も上記形状に限定されるものではなく、環状凹部、外側壁部及び内側壁部を有する形状であれば、特に限定はされない。

次に、前記第２部材４０について説明する。この実施形態の第２部材４０は、略円盤状をなした蓋体４１を有している。この蓋体４１の中央には、開口４１ａが形成されており、この開口４１ａの外面側周縁から、燃料タンク外のキャニスタ等に連通する配管との接続用の、第２接続管４３が延出されている。また、蓋体４１の内面側であって、前記開口４１ａの外周には、環状リブ状をなしたバネ支持座４５が突設されており、前記弁体８０を、ハウジング１５の弁座２４側に向けて付勢するための、バネ８５が支持されている。

そして、上記蓋体４１の内面側の外周縁部であって、前記第１接合部３０に対向する位置に、同第１接合部３０に溶着により接合される第２接合部５０が設けられている。この第２接合部５０の、前記第１接合部３０との対向面側からは、第２接合部５０の環状凹部３１に挿入される、環状をなした環状凸部５１が突設されている。

図５及び図７に示すように、この環状凸部５１は、第１部材２０の環状凹部３１に挿入されて、その外側壁部３２に溶着されると共に、内側壁部３３とは離間して配置されて、弁室Ｖに連通する通路６０が形成されるようになっている。

また、この実施形態における環状凸部５１は、内径側リブ５３と、この内径側リブ５３よりもハウジング外径側に配置される外径側リブ５５と、内径側リブ５３及び外径側リブ５５の間に形成されたバリ溜まり空間５７とを有している。なお、内径側リブ５３及び外径側リブ５５は、共に環状に突出した二重環状をなしており、その間のバリ溜まり空間５７も、環状の凹溝状をなしている（図１参照）。また、図５に示すように、内径側リブ５３は、外径側リブ５５の先端よりも長くなるように突出している。

更に図５及び図７に示すように、内径側リブ５３は、その外径が、前記環状凹部３１の内周３１ｂの内径よりも小さく形成され、かつ、内径が、第１接合部３０の内側壁部３３及び段部３５の外径よりも大きく形成されている。その結果、内径側リブ５３は、環状凹部３１の内周３１ｂと段部３５との間に挿入可能で、かつ、内側壁部３３との間で前記通路６０を形成可能となっている。

また、前記外径側リブ５５は、前記環状凹部３１の溶着部３４に適合する位置に形成されており、図７に示すように、この外径側リブ５５が、溶着部３４に超音波溶着や振動溶着等によって溶着されることで、第１接合部３０第２接合部５０とが互いに接合されるようになっている。

更に、図１及び図３に示すように、環状凸部５１の、外周側に面する所定の周面、この実施形態では、環状凸部５１を構成する内径側リブ５３の外周に、周方向に所定間隔を空けて、複数の圧接部５９が設けられている（ここでは４個）。図５及び図７に示すように、この実施形態の圧接部５９は、バリ溜まり空間５７の底面から内径側リブ５３の突出方向先端に至るまで、ハウジング１５の軸方向に伸びる突条をなしている。そして、各圧接部５９は、環状凸部５１が環状凹部３１に挿入されるときに、環状凹部３１の内周３１ｂに圧接されるようになっている。ここでは、環状凹部３１の内周３１ｂに、突条をなした圧接部５９が食い込むようにして圧接する（図５及び図７参照）。

また、図５及び図７に示すように、蓋体４１の内面側には、内径側リブ５３の内径側で、かつ、前記環状凹部３１の内側壁部３３に対向する位置には、環状の凹溝状をなした凹溝６２が形成されている。この凹溝６２は、前記通路６０及び前記弁室Ｖに連通している。

なお、第２部材は、上記形状に限定されるものではない。また、第２接合部も上記形状に限定されるものではなく、環状凸部を有し、前記通路を形成可能な形状であれば、特に限定はされない。更に上記圧接部は、この実施形態の場合、環状凸部５１の内径側リブ５３の外周に設けられているが、圧接部としては、環状凹部への挿入時に、同環状凹部の内周に圧接可能となるような、環状凸部の外周側に面する周面に設けられていればよく、特に限定はされない。

また、この実施形態における弁装置１０では、第１部材２０を筒型ケース状とし、第２部材４０を筒型ケースの開口を閉塞する蓋形状としたが、第２部材を筒型ケース状とし、第１部材を蓋形状としてもよく、また、第１部材及び第２部材を、半割のカップ形状等としてもよく、特に限定はされない。

そして、図５及び図７に示すように、この弁装置１０においては、前記通路６０の途中であって、環状凹部３１及び環状凸部５１の間には、環状凸部５１の外側壁部３２への溶着時（ここでは、環状凸部５１の外径側リブ５５の、環状凹部３１の溶着部３４への溶着時）に生じる溶着バリＢ（図７参照）が、弁室Ｖ内に侵入することを規制する、環状規制部材が配置されている。

この実施形態における環状規制部材は、環状凹部３１の内側壁部３３のハウジング外径側の周面、及び、環状凸部５１の内径側リブ５３のハウジング内径側の周面に弾接する、ゴムや弾性エラストマー等の弾性材料からなる環状シール部材７０とされている。なお、環状規制部材としては、弾性材料からなる環状シール部材７０のみならず、コイルスプリング等であってもよく（これについては後述の実施形態で説明する）、環状をなしていて、溶着バリＢの弁室Ｖ内への侵入を規制可能であれば、特に限定はされない。

また、図１、図４及び図６に示すように、弁室Ｖ内に配置される弁体８０は、この実施形態の場合、略ハット状をなしており、その上面側に前記弁座２４を開閉する第１シール部８１が配置された構造をなしている。また、第１シール部８１の内径側には、通口８４及び環状リブ８３が形成されていると共に、同環状リブ８３を開閉する第２シール部８２が配設されている。

そして、この弁体８０は、図４に示すように、常時はバネ８５によって弁座２４側に向けて付勢され、第１シール部８１によって弁座２４を閉じており、タンク内圧が上昇することで、第１接続管２３から弁室Ｖ内に流入した燃料蒸気により、バネ８５の付勢力に抗して押されるので、第１シール部８１が弁座２４から開いて、燃料蒸気を第２接続管４３からキャニスタ側へと逃がす。一方、タンク内圧が低下すると、第２接続管４３から弁室Ｖ内に吸引された空気が、通口８４や他の図示しない通口等を通って、環状リブ８３から第２シール部８２を捲り上げるように開かせるので、第１接続管２３を通じてタンク内に空気が流入して、タンク内圧を調整するようになっている。すなわち、この実施形態における弁体８０は、燃料タンクの内圧を調整するチェックバルブとなっている。

ただし、この弁装置の弁体構造としては、チェックバルブだけではななく、例えば、カットバルブや、燃料満タン規制バルブ等に用いてもよい。すなわち、この弁装置は、ハウジング及び弁体を有するものであれば、弁体の構造は特に限定されない。

次に、上記構成からなる本発明の弁装置１０の作用効果について説明する。

すなわち、第１部材２０と第２部材４０との、溶着方法の一例について説明する。まず、図示しない溶着冶具に、第１部材２０の開口側を上向きとなるようにセットする。次いで、第１接合部３０の環状凹部３１の内側壁部３３の外周に、環状規制部材である環状シール部材７０を配置する。その後、第１部材２０の環状凹部３１に、第２部材４０の環状凸部５１を挿入していく。

すると、環状凸部５１の内径側リブ５３の外周に設けた、複数の突条の圧接部５９が、環状凹部３１の内周３１ｂに食い込むように圧接されるので（図５参照）、第１部材２０の軸心に対して、第２部材４０の軸心をほぼ一致する姿勢で、第１部材２０に第２部材４０を仮保持させることができる（図４参照）。

この状態で、環状凸部５１の外径側リブ５５を、環状凹部３１の溶着部３４に押し付けつつ、超音波溶着や振動溶着等で溶融させることによって、外径側リブ５５と溶着部３４とが溶着部分Ｍを介して溶着される。その結果、第１接合部３０と第２接合部５０とが互いに溶着により接合されて、第１部材２０と第２部材４０とを一体化することができる（図６参照）。

そして、外径側リブ５５と溶着部３４とが溶着される過程で、溶着バリＢが生じる。このとき、この弁装置１０においては、環状凸部５１を環状凹部３１に挿入させることで形成された、弁室Ｖに連通する通路６０の途中であって、環状凹部３１及び環状凸部５１の間に、環状規制部材である環状シール部材７０が配置されているので、前記溶着バリＢが、弁室Ｖ内に侵入することを規制することができる（図７参照）。その結果、溶着バリＢが、例えば、弁座２４と第１シール部８１との間に噛み込んでしまうことを防止することができ、弁体８０と弁座２４とのシール性を維持することができる。

また、この実施形態においては、図７に示すように、環状凸部５１は、内径側リブ５３と外径側リブ５５との間に形成された、バリ溜まり空間５７を有しているので、第１接合部３０と第２接合部５０との溶着時に生じる溶着バリＢを、バリ溜まり空間５７で溜めることができ、溶着バリＢが、ハウジング１５の弁室Ｖ内へ侵入することを、より効果的に規制することができる。

更に、この実施形態においては、環状規制部材が、弾性材料からなる環状シール部材７０とされているので、環状規制部材を簡単な構成とすることができる。また、環状シール部材７０は、環状凹部３１の内側壁部３３のハウジング外径側の周面、及び、環状凸部５１の内径側リブ５３のハウジング内径側の周面に弾接するので、環状凹部３１の外側壁部３２の溶着部３４と、環状凸部５１の外径側リブ５５とを溶着するときに、環状シール部材７０がガタ付くことを防止することができ、その結果、外側壁部３２と環状凸部５１との溶着部分Ｍに、影響を及ぼしにくくすることができる（溶着時にガタツキや振動等があると、溶着面が荒れる等の悪影響が生じるおそれがある）。更に、環状シール部材７０によって、ハウジング１５の弁室Ｖに連通する通路６０が確実に塞がれるので、溶着バリＢが弁室Ｖ内に入ることをより確実に防止できる。

また、この実施形態においては、上述したように、環状凸部５１の、外周側に面する所定の周面、ここでは、環状凸部５１を構成する内径側リブ５３の外周に、環状凹部３１に挿入されるときに、環状凹部３１の内周３１ｂに圧接される圧接部５９が形成され、環状凹部３１には、内側壁部３３から段状に突出した段部３５が設けられ、環状シール部材７０は段部３５に支持されるようになっている。

そのため、環状凹部３１に環状凸部５１を挿入するときに、環状凸部５１の内径側リブ５３の外周に形成した圧接部５９が、環状凹部３１の内周３１ｂに押圧されることで、図５の矢印Ｆ１に示すように、環状凸部５１の内径側リブ５３がハウジング内径側に押されることになるので、環状シール部材７０と環状凸部５１との摩擦力が高まる。その結果、環状シール部材７０を、図５の矢印Ｆ２に示すように、環状凹部３１の段部３５側に向けて移動させつつ、環状凹部３１内に環状凸部５１が挿入されることとなり、環状シール部材７０を段部３５に確実に当接させて支持させることができる（図７参照）。その結果、環状凹部３１の内側壁部３３のハウジング外径側の周面、及び、環状凸部５１の内径側リブ５３のハウジング内径側の周面に弾接した環状シール部材７０を、更に段部３５にも当接させて、ハウジング１５の内径方向、外径方向及び軸方向一方側の合計３面でシールすることができ、溶着バリＢの弁室Ｖ内への侵入をより確実に規制することができる（図７参照）。

図８〜１１には、本発明に係る弁装置の、他の実施形態が示されている。なお、前記実施形態と実質的に同一部分には同符号を付してその説明を省略する。

この実施形態の弁装置１０Ａは、前記実施形態に対して、環状規制部材の構成が異なっている。

すなわち、この実施形態における環状規制部材は、線材７１を巻回して形成したコイルスプリング７０Ａからなり、環状凹部３１Ａの内方端面３１ｃと、環状凸部５１Ａの基部側の内側端面５１ｂとの間で圧縮状態で支持されている（図９参照）。ここでは、図９に示すように、コイルスプリング７０Ａの一端が、環状凹部３１Ａの内方端面３１ｃに支持され、他端が、環状凸部５１Ａの基部側であって、ハウジング内径側の内側端面５１ｂに支持されており、第１接合部３０と第２接合部５０とを溶着する前の状態において、隣接する線材７１，７１間に隙間が設けられている。そして、このコイルスプリング７０Ａは、第１部材２０及び第２部材４０が溶着されて一体化された状態で、その隣接する線材７１，７１間が密着されている（図１１参照）。

なお、環状凹部３１Ａは、前記実施形態における環状凹部３１の段部３５はない構成とされており、また、環状凸部５１Ａは、前記実施形態における環状凸部５１の、内径側リブ５３、外径側リブ５５及びバリ溜まり空間５７はない構成とされており、前記実施形態と比べて簡略化した構造となっている。

そして、この実施形態においては、環状規制部材は、線材７１を所定間隔で巻回されて形成されたコイルスプリング７０Ａとされており、環状凹部３１Ａの内方端面３１ｃと環状凸部５１Ａの基部側の内側端面５１ｂとの間で圧縮状態で支持されているので、環状凹部３１Ａの外側壁部３２（ここでは溶着部３４）と環状凸部５１Ａとの溶着による影響（超音波や熱による影響）を受けにくくすることができ、溶着バリＢの弁室Ｖ内への侵入を効果的に規制することができる。

更に、この実施形態においては、コイルスプリング７０Ａは、第１部材２０及び第２部材４０が溶着されて一体化された状態で、その隣接する線材７１間が密着されているので（図１１参照）、溶着バリＢの弁室Ｖ内の侵入をより効果的に規制することができる。

また、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で、各種の変形実施形態が可能であり、そのような実施形態も本発明の範囲に含まれる。

１０，１０Ａ 弁装置
１５ ハウジング
２０ 第１部材
２４ 弁座
３０ 第１接合部
３１，３１Ａ 環状凹部
３１ｂ 内周
３１ｃ 内方端面
３２ 外側壁部
３３ 内側壁部
３４ 溶着部
３５ 段部
４０ 第２部材
５０ 第２接合部
５１，５１Ａ 環状凸部
５１ｂ 内側端面
５３ 内径側リブ
５５ 外径側リブ
５７ バリ溜まり空間
５９ 圧接部
６０ 通路
７０ 環状シール部材
７０Ａ コイルスプリング
７１ 線材
８０ 弁体
Ｖ 弁室

Claims (6)

1. 第１部材及び第２部材を有し、前記第１部材に前記第２部材が溶着により一体化されて、内部に弁室及び弁座を設けたハウジングと、
   前記弁室内に配置されて前記弁座を開閉する弁体とを有しており、
   前記第１部材の外周及び前記第２部材の外周には、互いに対向して配置されて溶着により接合される第１接合部及び第２接合部がそれぞれ形成されており、
   前記第１接合部に環状凹部が形成され、前記第２接合部に前記環状凹部に挿入される環状凸部が形成されており、
   前記環状凹部の外径側に外側壁部が配置され、前記環状凹部の内径側に内側壁部が配置されており、
   前記環状凸部は、前記環状凹部に挿入されて前記外側壁部に溶着されると共に、前記内側壁部とは離間して配置されて、前記弁室に連通する通路が形成されており、
   前記通路の途中であって、前記環状凹部及び前記環状凸部の間には、前記環状凸部の前記外側壁部への溶着時に生じる溶着バリが前記弁室内に侵入することを規制する、環状規制部材が配置されていることを特徴とする弁装置。
2. 前記環状凸部は、内径側リブと、該内径側リブよりもハウジング外径側に配置される外径側リブと、前記内径側リブ及び前記外径側リブの間に形成されたバリ溜まり空間とを有している請求項１記載の弁装置。
3. 前記環状規制部材は、前記環状凹部の内側壁部の周面、及び、前記環状凸部の周面に弾接する、弾性材料からなる環状シール部材とされている請求項１又は２記載の弁装置。
4. 前記環状凸部の、外周側に面する所定の周面には、前記環状凹部に挿入されるときに、該環状凹部の内周に圧接される圧接部が形成されており、
   前記環状凹部には、前記内側壁部から段状に突出した段部が設けられ、前記環状シール部材は前記段部に支持される請求項３記載の弁装置。
5. 前記環状規制部材は、線材を巻回して形成したコイルスプリングからなり、前記環状凹部の内方端面と前記環状凸部の基部側の内側端面との間で圧縮状態で支持されている請求項１又は２記載の弁装置。
6. 前記コイルスプリングは、前記第１部材及び前記第２部材が溶着されて一体化された状態で、その隣接する線材間が密着されている請求項５記載の弁装置。

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