JP2021162124A - 流量制御弁 - Google Patents

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伸二 岩田
Shinji Iwata
敦 岡部
Atsushi Okabe
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Abstract

【課題】開弁圧調整機構を簡素化する。【解決手段】リリーフ弁30は、弁室33及び第1連通口34を有するハウジング本体32と、ハウジング本体32の開口部を閉塞するカバー40と、第1連通口34を開閉する第1弁体51と、第1弁体51を閉方向に付勢する第1スプリング55と、を備える。ハウジング本体32とカバー40との間には、カバー40の回動により第1スプリング55のセット荷重を調整可能な開弁圧調整機構70が設けられている。開弁圧調整機構70は、カバー40に周方向に等間隔で配置されかつ軸方向の高さが周方向に変化する調整面を有する複数の調整部71と、ハウジング本体32に周方向に等間隔で配置されかつ調整面に当接可能な複数の当接部75と、からなる。【選択図】図2

Description

本明細書に開示の技術は流量制御弁に関する。
従来、例えば特許文献1に記載された流量制御弁の開弁圧荷重調整装置がある。その荷重調整装置は、スプール弁のスプールを軸方向へ摺動自在に支持するスリーブ(雌ねじ部材)と、スリーブに螺合するアジャストスクリュと、を具備している。
特開2013−152015号公報
従来例によると、スプリングのセット荷重すなわち開弁圧を調整するために専用のアジャストスクリュが必要なため、構造が複雑化するという問題があった。
本明細書に開示の技術が解決しようとする課題は、開弁圧調整機構を簡素化することにある。
上記課題を解決するため、本明細書が開示する技術は次の手段をとる。
第1の手段は、有底筒状に形成され、その内部空間を弁室とするとともに該弁室の底部に開口された弁口を有するハウジング本体と、前記ハウジング本体の開口部を閉塞するカバーと、前記ハウジング本体と前記カバーとを結合する結合部材と、前記弁室に配置され、前記弁口を開閉する弁体と、前記弁体と前記カバーとの間に介在され、前記弁体を閉方向に付勢するスプリングと、を備える流量制御弁であって、前記ハウジング本体と前記カバーとの間には、該カバーの回動により前記スプリングのセット荷重を調整可能な開弁圧調整機構が設けられており、前記開弁圧調整機構は、前記ハウジング本体と前記カバーとのいずれか一方の部材に周方向に等間隔で配置されかつ軸方向の高さが周方向に変化する調整面を有する複数の調整部と、他方の部材に周方向に等間隔で配置されかつ前記調整面に当接可能な複数の当接部と、からなる、流量制御弁である。
第1の手段によると、ハウジング本体とカバーとの間に設けられた開弁圧調整機構の複数の当接部の当接面と、複数の調整部の調整面と、の当接位置を、カバーの回動により調整することにより、スプリングのセット荷重を調整することができる。また、流量制御弁のハウジング本体とカバーとの間に開弁圧調整機構が設けられるため、専用部品を不要とし、開弁圧調整機構を簡素化することができる。ひいては、流量制御弁をコンパクト化することができる。
第2の手段は、第1の手段の流量制御弁であって、前記調整部の前記調整面は階段状に形成されている、流量制御弁である。
第2の手段によると、当接部の当接面が当接する調整部の調整面の高さが段階的に変化するため、スプリングのセット荷重を段階的に調整することができる。
第3の手段は、第1の手段の流量制御弁であって、前記調整部の前記調整面は傾斜面で形成されている、流量制御弁である。
第3の手段によると、当接部の当接面が当接する調整部の調整面の高さが連続的に変化するため、スプリングのセット荷重を無段階的に調整することができる。
本明細書に開示の技術によると、開弁圧調整機構を簡素化することができる。
実施形態1にかかる蒸発燃料処理装置の概略を示す構成図である。 リリーフ弁を示す断面図である。 図2のIII部を示す断面図である。 ボデーを示す平面図である。 ボデーを示す断面図である。 カバーを示す斜視図である。 カバーを示す側面図である。 カバーを示す下面図である。 開弁圧調整機構を部分的に示す展開図である。 実施形態2にかかるリリーフ弁を示す断面図である。 図10のXI部を示す断面図である。 ボデーを示す平面図である。 ボデーを示す断面図である。 カバーを示す斜視図である。 カバーを示す側面図である。 カバーを示す下面図である。 開弁圧調整機構を部分的に示す展開図である。
以下、本明細書に開示の技術を実施するための実施形態について図面を用いて説明する。
[実施形態1]
本実施形態の流量制御弁は、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にリリーフ弁として備えられている。このため、蒸発燃料処理装置の概要を説明した後でリリーフ弁を説明する。
(蒸発燃料処理装置の概要)
図1は蒸発燃料処理装置を示す構成図である。図1に示すように、蒸発燃料処理装置10において、燃料タンク12内で蒸発した蒸発燃料は、ベーパ通路13を通り、キャニスタ17内の活性炭等の吸着材に吸着される。ベーパ通路13の途中には電動式開閉弁からなる封鎖弁14が介装されている。また、ベーパ通路13には、封鎖弁14をバイパスするバイパス通路15が設けられている。バイパス通路15の途中にはリリーフ弁30が介装されている。なお、燃料タンク12内の燃料は、燃料供給装置20により燃料タンク12内から燃料供給経路22を通って内燃機関24に供給される。
キャニスタ17はパージ通路18を介して内燃機関24の吸気通路26に接続されている。パージ通路18の途中にはパージ弁19が介装されている。内燃機関24の運転中において、所定のタイミングでパージ弁19が開弁されると、内燃機関24の吸気負圧を利用して、キャニスタ17内の蒸発燃料がパージ通路18を通って吸気通路26へと供給される。なお、封鎖弁14及びパージ弁19は、エンジン制御装置(以下、「ECU」という)28により開閉制御される。
また、車両の駐車中において、封鎖弁14が閉弁状態に維持されることにより、ベーパ通路13が遮断される。このため、燃料タンク12内の蒸発燃料がキャニスタ17内に流入されない。また、給油中において、封鎖弁14が開弁されることにより、ベーパ通路13が連通される。このため、燃料タンク12内の蒸発燃料がベーパ通路13を通ってキャニスタ17内の吸着材に吸着される。また、車両の駐車中等の封鎖弁14の閉弁時において、燃料タンク12内の圧力は、リリーフ弁30により適正圧力に保たれるようになっている。
(リリーフ弁30)
図2はリリーフ弁を示す断面図である。リリーフ弁30については、図2を基に上下方向及び左右方向を定める。リリーフ弁30は、例えば、車両に対して軸線方向を天地方向に指向するように配置するとよい。リリーフ弁30は本明細書でいう「流量制御弁」に相当する。
図2に示すように、リリーフ弁30は、ハウジング31と正圧側リリーフ弁機構50と負圧側リリーフ弁機構60とを備えている。ハウジング31は、ハウジング本体32とカバー40と抜け止め部材42とを有する。ハウジング本体32は有底円筒状に形成されている。ハウジング本体32の内部空間が弁室33とされている。
ハウジング本体32は、円筒状の筒壁部32aと、筒壁部32aの下面開口部を閉鎖する底壁部32bと、を有する。筒壁部32aは、その下部の基筒部32cとその上部の端筒部32dとを有する。端筒部32dは、基筒部32cの内径よりも大きい内径を有する(図3参照)。両筒部32c,32dは同一外径を有する。
底壁部32bの中央部には第1連通口34が同心状に形成されている。また、筒壁部32aの基筒部32cの左側部には第2連通口35が形成されている。ハウジング本体32は、樹脂材料により形成されている。底壁部32bは本明細書でいう「底部」に相当する。第1連通口34は本明細書でいう「弁口」に相当する。なお、第1連通口34は、ベーパ通路13及びバイパス通路15の燃料タンク12側の通路部(図1参照)を介して燃料タンク12に接続されている。また、第2連通口35は、ベーパ通路13及びバイパス通路15のキャニスタ17側の通路部(図1参照)を介してキャニスタ17に接続されている。
底壁部32bの上面には、円環状のバルブシート37が同心状に配置されている。バルブシート37は、金属材料で形成されており、底壁部32bにインサート成形により一体化されている。バルブシート37の内周部は、第1連通口34の上側口縁部を形成している。
カバー40は、ハウジング本体32の筒壁部32aの上端開口部を閉塞するキャップ状に形成されている。カバー40は、樹脂材料により形成されている。カバー40は、ハウジング本体32の筒壁部32a内に回動可能に嵌合される円筒状の筒状部40aと、筒状部40aの上端開口部を閉鎖する蓋板部40bと、を有する(図3参照)。蓋板部40bには、筒状部40aの内周側に位置する短円筒状の筒部40cが形成されている。カバー40は、ハウジング本体32の筒壁部32aの上部に対して軸線回り(垂直軸線回り)に回動可能に設けられている。
筒状部40aは、上段の上筒部40dと下段の下筒部40eとを有する(図3参照)。下筒部40eは、上筒部40dの外径よりも小さい外径を有する。上筒部40dはハウジング本体32の筒壁部32aの端筒部32d内に嵌合されており、下筒部40eは同筒壁部32aの基筒部32c内に嵌合されている。
抜け止め部材42は、樹脂材料により円環状に形成されている。抜け止め部材42は、樹脂の二次成形により形成されており、筒壁部32aの上端外周部及びカバー40の外周部を覆うことにより、筒壁部32aにカバー40を結合している。抜け止め部材42は本明細書でいう「結合部材」に相当する。なお、ハウジング本体32及びカバー40は、樹脂の一次成形によりそれぞれ形成されている。
正圧側リリーフ弁機構50及び負圧側リリーフ弁機構60はハウジング31の弁室33に組み込まれている。正圧側リリーフ弁機構50は、第1連通口34側すなわち燃料タンク12側の圧力が正圧側の開弁圧以上になるときに開弁する弁機構である。また、負圧側リリーフ弁機構60は、燃料タンク12側の圧力が負圧側の開弁圧以下になるときに開弁する弁機構である。図2では両リリーフ弁機構50,60が閉弁状態で示されている。
正圧側リリーフ弁機構50の第1弁体51、及び、負圧側リリーフ弁機構60の第2弁体61は、弁室33内に同心状にかつそれぞれ上下動可能に配置されている。第1弁体51は第1連通口34を開閉する円環板状の第1弁板部51aを有する。第1弁板部51a上には、内外二重筒状をなす内筒部51b及び外筒部51cが同心状に形成されている。第1弁体51は本明細書でいう「弁体」に相当する。
第1弁板部51aの下面の外周部には、ゴム状弾性材からなる円環状のシール部材53が装着されている。シール部材53の下面には、外周側シールリップ53aと内周側シールリップ53bとが二重環状に突出されている。外周側シールリップ53aはバルブシート37に対向されている。内周側シールリップ53bは、第2弁体61の第2弁板部61aに対向されている。
第1弁板部51aには、シール部材53の径方向内方において板厚方向(上下方向)に貫通する複数(図2では2個を示す)の連通孔52が形成されている。
第1弁体51の第1弁板部51aとカバー40との対向面間には、コイルスプリングからなる第1スプリング55が同心状に介在されている。第1スプリング55は、第1弁体51を下方すなわち閉方向に付勢している。第1スプリング55の下端部は、第1弁体51の外筒部51c内に配置されている。第1スプリング55の上端部は、カバー40の筒部40c内に配置されている。カバー40は、第1スプリング55を支持するとともに第1スプリング55のセット荷重を調整する部材である。第1スプリング55は本明細書でいう「スプリング」に相当する。
第2弁体61は、円板状の第2弁板部61aと、第2弁板部61a上に突出する弁軸部61bと、を同心状に有する。弁軸部61bは、第1弁体51の内筒部51b内に下方から上下動可能に挿通されている。弁軸部61bの先端部(上端部)には、円環板状のばね受け部材62が取付けられている。第2弁板部61aは、第1弁体51の連通孔52を開閉するもので、シール部材53の内周側シールリップ53bに対向されている。
第1弁体51の第1弁板部51aとばね受け部材62との対向面間には、コイルスプリングからなる第2スプリング65が同心状に介在されている。第2スプリング65の下端部内に第1弁体51の内筒部51bが配置されている。第2スプリング65は、第2弁体61を上方すなわち閉方向に付勢している。第2スプリング65は、第1スプリング55の付勢力に比べて小さい付勢力を有する。
(リリーフ弁30の動作)
通常時(図2参照)は、第1弁体51の第1弁板部51aが第1スプリング55の付勢によりバルブシート37に着座された閉弁状態にある。このとき、シール部材53の外周側シールリップ53aがバルブシート37に密着される。また、第2弁体61の第2弁板部61aが第2スプリング65の付勢により第1弁体51の第1弁板部51aに着座された閉弁状態にある。このとき、第2弁板部61aがシール部材53の内周側シールリップ53bに密着される。
燃料タンク12側の圧力が正圧側の開弁圧以上になると、第1弁体51が第1スプリング55の付勢に抗して上昇すなわち開弁される。これにより、燃料タンク12内の圧力が低下される。このとき、シール部材53の外周側シールリップ53aがバルブシート37から離れる。
また、燃料タンク12側の圧力が負圧側の開弁圧以下になると、第2弁体61が第2スプリング65の付勢に抗して下降すなわち開弁される。これにより、燃料タンク12内の圧力が上昇される。このとき、第2弁体61の第2弁板部61aがシール部材53の内周側シールリップ53bから離れる。
(開弁圧調整機構)
図2に示すように、ハウジング本体32とカバー40との間には、カバー40の回動によって第1スプリング55のセット荷重を調整可能な開弁圧調整機構70が設けられている。図3に示すように、開弁圧調整機構70は、カバー40の筒状部40aの上筒部40dと下筒部40eとの間の外周側の段差部に形成された調整部71と、ハウジング本体32の筒壁部32aの端筒部32dと基筒部32cとの間の内周側の段差部に形成された当接部75と、からなる。図4はボデーを示す平面図、図5は同じく断面図、図6はカバーを示す斜視図、図7は同じく側面図、図8は同じく下面図、図9は開弁圧調整機構を部分的に示す展開図である。
図6に示すように、調整部71は、カバー40の上筒部40dと下筒部40eとの間の外周側の段差部に複数(本実施形態では5個を示す)配置されている(図8参照)。5個の調整部71は、周方向に等間隔で配置されており、全体的に見て円環状に形成されている。調整部71は、軸方向の高さ(上筒部40dの下端面から下方へ延びる高さ)が変化するように形成された調整面72を有する(図7参照)。
調整面72は、階段状に形成されており、複数段(本実施形態では5段)の段付面72a,72b,72c,72d,72eを有する(図9参照)。なお、最低の段付面72aを第1段付面72aといい、以降、高くなるにしたがって、第2段付面72b、第3段付面72c、第4段付面72d、第5段付面72eという。
第1〜5の段付面72a〜eは、下面視において右回り方向に順に配置されている(図8参照)。第1〜5の段付面72a〜eは、カバー40の軸線40L(図8参照)に直交する平面でそれぞれ形成されており、同一の横幅(周方向の寸法)をそれぞれ有する。
蓋板部40bの上面中央部には、平面視で六角形の係合溝41が形成されている(図2参照)。係合溝41は、六角レンチ等の工具を係合可能である。なお、係合溝41は、プラスドライバーを係合可能なプラス溝でもよいし、マイナスドライバーを係合可能なマイナス溝でもよい。また、係合溝41は、工具と係合可能であれば良く、工具によっては係合突起に変更してもよい。
図4に示すように、当接部75は、ハウジング本体32の筒壁部32aの端筒部32dと基筒部32cとの間の内周側の段差部に複数(調整部と同数)配置されている。5個の当接部75は、周方向に等間隔で配置されている。5個の当接部75は、5個の調整部71(図8参照)のそれぞれに対応する。
当接部75は、基筒部32cから端筒部32dの内周面に沿って上方へ連続状に延びる縦長四角形板状に形成されている(図5参照)。当接部75の上端面は、ハウジング本体32の軸線32Lに直交する平面からなる当接面75aとされている。当接部75は、調整部71(図8参照)の第1〜5の段付面72a〜eの横幅(周方向の寸法)より僅かに小さい横幅を有する(図9参照)。当接面75aは、調整部71の第1〜5の段付面72a〜eのいずれか1つの段付面に選択的に面接触状に当接可能に形成されている。
(開弁圧の調整)
ハウジング本体32に対するカバー40の結合に先立って、カバー40の筒状部40aがハウジング本体32の筒壁部32a内に軸回りに回動可能に嵌合される。続いて、第1スプリング55のセット荷重を計測装置により計測し、その計測値及び第1スプリング55のばね定数に基づいて、目標とするセット荷重に対応する調整部71の第1〜5の段付面72a〜eのうちから1つの段付面が選択される。すなわち、セット荷重を強くさせる場合には軸方向の高さの低い方の段付面が選択され、逆に、セット荷重を弱くさせる場合には軸方向の高さの高い方の段付面が選択される。
選択された段付面(例えば、第4段付面72d)がハウジング本体32の当接部75に相対する位置にカバー40が回動され、その段付面(第4段付面72d)が当接部75の当接面75aに当接される(図9参照)。このとき、カバー40は、係合溝41に係合させた工具により操作される。
上記のように、第1スプリング55のセット荷重が調整された後、抜け止め部材42が二次成形されることにより、ハウジング本体32にカバー40が結合されている(図2及び図3参照)。
(実施形態1の利点)
本実施形態によると、ハウジング本体32とカバー40との間に設けられた開弁圧調整機構70の複数の当接部75の当接面75aと、複数の調整部71の調整面72と、の当接位置を、カバー40の回動により調整することにより、第1スプリング55のセット荷重を調整することができる。また、リリーフ弁30のハウジング本体32とカバー40との間に開弁圧調整機構70が設けられるため、専用部品を不要とし、開弁圧調整機構70を簡素化することができる。ひいては、リリーフ弁30をコンパクト化することができる。
また、調整部71の調整面72が階段状に形成されている。したがって、当接部75の当接面75aが当接する調整部71の調整面72の高さが段階的に変化するため、第1スプリング55のセット荷重を段階的に調整することができる。
[実施形態2]
本実施形態は、実施形態1の開弁圧調整機構70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。実施形態2の開弁圧調整機構にかかる部位には100番台の符号を付す。図10はリリーフ弁を示す断面図、図11は図10のXI部を示す断面図である。図10に示すように、ハウジング本体32とカバー40との間には、カバー40の回動によって第1スプリング55のセット荷重を調整可能な開弁圧調整機構170が設けられている。
図11に示すように、開弁圧調整機構170は、カバー40の筒状部40aの上筒部40dと下筒部40eとの外周側の段差部に形成された調整部171と、ハウジング本体32の筒壁部32aの端筒部32dと基筒部32cとの内周側の段差部に形成された当接部175と、からなる。図12はボデーを示す平面図、図13は同じく断面図、図14はカバーを示す斜視図、図15は同じく側面図、図16は同じく下面図、図17は開弁圧調整機構を部分的に示す展開図である。
図14に示すように、調整部171は、カバー40の上筒部40dと下筒部40eとの外周側の段差部に複数(本実施形態では5個を示す)配置されている(図16参照)。5個の調整部171は、周方向に等間隔で配置されており、全体的に見て円環状に形成されている。調整部171は、軸方向の高さ(上筒部40dの下端面から下方へ延びる高さ)が変化するように形成された調整面172を有する(図15参照)。調整面172は、軸方向の高さ(上筒部40dの下端面から下方へ延びる高さ)が右回り方向に高くなる傾斜面で形成されている。
図12に示すように、当接部175は、基本的には実施形態1の当接部75と同様に形成されている(図13参照)。図17に示すように、当接部175の上端面は、調整部171の調整面172の傾斜角度と同一の傾斜角度をもつ傾斜面からなる当接面175aに形成されている。当接部175の当接面175aは、調整部171の調整面172の一部に面接触状に当接可能に形成されている。
(開弁圧の調整)
ハウジング本体32に対するカバー40の結合に先立って、カバー40の筒状部40aがハウジング本体32の筒壁部32a内に軸回りに回動可能に嵌合される。続いて、第1スプリング55のセット荷重を計測装置により計測し、その計測値及び第1スプリング55のばね定数に基づいて、目標とするセット荷重に対応する調整部171の調整面172の軸方向の高さ位置が決定される。その調整面172の軸方向の高さ位置がハウジング本体32の当接部175に相対する位置にカバー40が回動され、その調整面172が当接部175の当接面175aに当接される(図17参照)。その後、抜け止め部材42が二次成形されることにより、ハウジング本体32にカバー40が結合される(図10及び図11参照)。
(実施形態2の利点)
本実施形態によると、実施形態1と同様の作用・効果が得られる。また、調整部171の調整面172が傾斜面で形成されている。したがって、当接部175の当接面175aが当接する調整部171の調整面172の高さが連続的に変化するため、第1スプリング55のセット荷重を無段階的に調整することができる。
[他の実施形態]
本明細書に開示の技術は、前記した実施形態に限定されるものではなく、その他各種の形態で実施可能である。例えば、本明細書に開示の技術は、蒸発燃料処理装置10のリリーフ弁30に限らず、その他の装置のリリーフ弁に適用してもよい。また、実施形態では、調整部71、171をカバー40側に配置し、当接部75、175をハウジング本体32側に配置したが、調整部71、171をハウジング本体32側に配置し、当接部75、175をカバー40側に配置してもよい。また、当接部75、175は、調整部71、171の調整面72、172に面接触状に当接するものに限らず、点接触状に当接するものでもよい。また、ハウジング本体32とカバー40とは、抜け止め部材の二次成形による結合に限らず、溶着、接着、締結等による結合でもよい。
30 リリーフ弁(流量制御弁)
32 ハウジング本体
32b 底壁部(底部)
33 弁室
34 第1連通口(弁口)
40 カバー
42 抜け止め部材(結合部材)
51 第1弁体(弁体)
55 第1スプリング(スプリング)
70 開弁圧調整機構
71 調整部
72 調整面
75 当接部
170 開弁圧調整機構
171 調整部
172 調整面
175 当接部

Claims (3)

  1. 有底筒状に形成され、その内部空間を弁室とするとともに該弁室の底部に開口された弁口を有するハウジング本体と、
    前記ハウジング本体の開口部を閉塞するカバーと、
    前記ハウジング本体と前記カバーとを結合する結合部材と、
    前記弁室に配置され、前記弁口を開閉する弁体と、
    前記弁体と前記カバーとの間に介在され、前記弁体を閉方向に付勢するスプリングと、
    を備える流量制御弁であって、
    前記ハウジング本体と前記カバーとの間には、該カバーの回動により前記スプリングのセット荷重を調整可能な開弁圧調整機構が設けられており、
    前記開弁圧調整機構は、前記ハウジング本体と前記カバーとのいずれか一方の部材に周方向に等間隔で配置されかつ軸方向の高さが周方向に変化する調整面を有する複数の調整部と、他方の部材に周方向に等間隔で配置されかつ前記調整面に当接可能な複数の当接部と、からなる、流量制御弁。
  2. 請求項1に記載の流量制御弁であって、
    前記調整部の前記調整面は階段状に形成されている、流量制御弁。
  3. 請求項1に記載の流量制御弁であって、
    前記調整部の前記調整面は傾斜面で形成されている、流量制御弁。
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