JP2937041B2 - ダイヤフラム弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、車両の燃料タ
ンクからの蒸発燃料をキャニスタに導入するのに用いら
れるダイヤフラム弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のダイヤフラム弁は、特開
昭６０−１８４７７９号公報に記載されているように、
燃料タンクの蒸気圧の上昇に伴う燃料タンクの保護のた
めに用いられており、これを図１０を用いて説明する。
図１０において、ダイヤフラム弁１００は、ケース本体
１０２内に、ダイヤフラム弁室１０４を有しており、こ
のダイヤフラム弁室１０４を基準圧室１０６と流体圧室
１０８とにダイヤフラム弁体１１０で区画した構成を備
えており、ダイヤフラム弁体１１０の一方の面にコイル
ばね１１２の付勢力を加えると共に基準圧室１０６の大
気圧を加え、他方の面に流入通路１１４を介して燃料タ
ンクの燃料蒸気圧となっている流体圧室１０８の圧力を
加える。そして、ダイヤフラム弁体１１０の両面に加わ
る力の釣り合いにより、ダイヤフラム弁体１１０がシー
ト部１１６から離れると、燃料タンクの燃料蒸気は、流
入通路１１４、流出通路１１８、排出管路部１２０内に
設けた排出通路１２２を通じて、キャニスタ（図示省
略）に流れる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記ダイヤ
フラム弁１００では、流量を大きくするには、流入通路
１１４、流出通路１１８及び排出通路１２２の通路面積
を大きくする必要があるが、通路面積を大きくするのに
考慮すべき点としては、流出通路１１８、排出通路１２
２の流路面積が途中で狭くなると、流出通路１１８、排
出通路１２２を流れる流体圧がダイヤフラム弁体１１０
を開弁させる方向へ加わって、ダイヤフラム弁体１１０
の開閉動作が不安定になる。

【０００４】しかし、排出通路１２２の流路面積を大き
くするために排出管路部１２０を大径化すると、ダイヤ
フラム弁１００の高さが大きくなり、車両等への装備の
際の取り回しが不利になるという問題があった。

【０００５】本発明は、上記従来の技術の問題点を解決
するためになされたものであり、排出通路を大径にして
も、コンパクトな構成のダイヤフラム弁を提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
になされた発明は、ケース内に弁室を有し、該弁室を、
基準圧に設定された基準圧室と流体の流通する流体圧室
とに区画するダイヤフラム弁体を備え、基準圧室と流体
圧室との圧力差に基づいて開閉するダイヤフラム弁にお
いて、上記ダイヤフラム弁体に対して流体圧室側に配設
された流入管路部内に設けられ、該流体圧室に接続され
た流入通路と、上記流体圧室側に設けられ、該流体圧室
を隔てて排出室を形成する隔壁と、該隔壁に形成され、
上記ダイヤフラム弁体が着離するシート部を有し、該ダ
イヤフラム弁体がシート部から離れることで上記流体圧
室と上記排出室とを連通する流出通路と、上記排出室の
外周側に接続され、該排出室の高さよりも大きくなるよ
うに上記基準圧室側に延設された外側拡張室と、上記外
側拡張室の外周側に接続され、該外側拡張室の高さとほ
ぼ等しい内径を有する排出通路と、を備えたことを特徴
とする。

【０００７】

【作用】本発明に係るダイヤフラム弁において、流入通
路を通じて流体圧室の圧力が高くなり、その値が基準圧
室の圧力に対して所定値を上回ると、ダイヤフラム弁体
は、シート部から離れて流出通路を開く。これにより、
流入通路は、流体圧室、流出通路、排出室、外側拡張室
を通じて、排出通路に連通する。

【０００８】こうした構成では、流出通路、排出室、外
側拡張室から排出通路に接続される通路面積が途中で狭
くなると、ダイヤフラム弁体に対して閉弁を妨げる力を
生じてダイヤフラム弁の開閉動作が不安定になるが、排
出室の外周側に接続された外側拡張室は、排出室の高さ
よりも高く、しかも基準圧室側まで延設されており、薄
い排出室を大きい排出通路に対して、通路面積を狭くし
ないで接続する。したがって、排出通路を大きくして
も、ダイヤフラム弁が厚さ方向へ大型化しないで、コン
パクトに構成することができる。

【０００９】

【実施例】以上説明した本発明の構成・作用を一層明ら
かにするために、以下本発明の好適な実施例について説
明する。

【００１０】図１は本発明の一実施例に係る燃料蒸気圧
制御弁ＦＶを示す断面図である。燃料蒸気圧制御弁ＦＶ
は、燃料タンクＦＴの上部に装着されるものであり、ケ
ース下部体１２と、このケース下部体１２の上部に固定
されたケース上部体１４とで構成されるケース１６とを
備え、このケース１６内に、フロート弁２０及びキャニ
スタ（図示省略）に接続されたダイヤフラム弁６０とを
備えている

【００１１】フロート弁２０は、給油時に燃料タンクＦ
Ｔ内の燃料が所定の満タン液位ＦＬ１まで上昇したとき
に、外部への流出を規制するものである。一方、ダイヤ
フラム弁６０は、燃料タンクＦＴ内の燃料蒸気圧が所定
圧以上になったときに、開弁して燃料蒸気をキャニスタ
側へ排出するものである。

【００１２】まず、フロート弁２０について説明する。
図２に示すように、フロート弁２０は、燃料タンクＦＴ
の上部壁ＦＴａに装着されるものであり、ケース下部体
１２内のフロート室２２に配設されるフロート４０と、
フロート４０の閉弁動作を補助するコイルばね５０とを
主要な要素として構成されている。

【００１３】ケース下部体１２は、耐燃料油性を有した
合成樹脂から形成され、上記ダイヤフラム弁６０の一部
を構成する天井壁部３２と、この天井壁部３２から下方
へ円筒状に延設された側壁部３３と、側壁部３３の下部
に着脱自在に装着されかつ下開口部１２ａを閉じる底板
３４とを備えている。

【００１４】上記天井壁部３２は、その中央部にダイヤ
フラム弁６０に連通する蒸気連通路３２ａを備えてお
り、その蒸気連通路３２ａの入口周縁部がシート面３２
ｂになっている。

【００１５】また、側壁部３３は、その上部にフランジ
部３３ａを有し、該フランジ部３３ａで燃料タンクＦＴ
にガスケットＧＫ等を介して装着されている。また、側
壁部３３の下部には、長方形の外側貫通孔３３ｂ（図３
参照）が形成され、さらにその下方に底板３４を取り付
けるための係合透孔３３ｃが形成されている。さらに、
側壁部３３の内周部には、上下方向へ延びるフロート４
０をガイドするための複数のガイド突条３３ｄが形成さ
れている。なお、外周底面部３４ａに形成されている細
孔３４ｇは、底板３４の内側スペースに溜まった燃料を
排出する役割を有し、満タン液位ＦＬ１に影響しないも
のである。

【００１６】上記底板３４は、外周底面部３４ａと、そ
の外周底面部３４ａの外周部から上方へ立設されかつ上
記側壁部３３の内周側に嵌合される円筒状の立壁部３４
ｂと、外周底面部３４ａの内周側に円筒状に立設された
台座部３４ｃとを備え、これらを一体に形成している。
上記立壁部３４ｂには、上記側壁部３３の係合透孔３３
ｃに係合する係合突起３４ｄが形成されており、この係
合突起３４ｄが係合透孔３３ｃに係合することにより、
この底板３４が側壁部３３の底部に装着されている。ま
た、上記台座部３４ｃの中央上部には、ばね支持突部３
４ｅが形成されている。ばね支持突部３４ｅは、フロー
ト４０の内側下面との間でコイルばね５０を支持してい
る。

【００１７】また、図３及び図５に示すように、底板３
４の立壁部３４ｂの上部には、上記側壁部３３の外側貫
通孔３３ｂの上部側に位置する長方形の内側貫通孔３４
ｆが形成されている。したがって、外側貫通孔３３ｂ及
び内側貫通孔３４ｆを通じて、燃料タンクＦＴ内がフロ
ート室２２内に連通している。

【００１８】図２に戻り上記フロート４０は、フロート
上面部４１と、そのフロート上面部４１の外周から下方
に形成された筒状のフロート側壁部４２とを備えた容器
形状に構成されており、その内側スペースが浮力を生じ
るための浮力室４０Ｓとなっている。フロート４０は、
その下端が底板３４の内側貫通孔３４ｆの高さより上方
位置になるように、フロート４０がコイルばね５０によ
り支持されている。

【００１９】フロート上面部４１には、環状段部４１ａ
が突設されており、その環状段部４１ａの外周にシール
リング４３が装着されている。このシールリング４３
は、上記蒸気連通路３２ａの周囲に形成されたシート面
３２ｂに着離することにより蒸気連通路３２ａを開閉す
るものであり、そのシール性及び耐燃料油性を考慮して
フッ素ゴムやニトリルゴム等のゴム材料から形成されて
いる。また、フロート側壁部４２の外周部には、上下方
向へガイド突条４２ａが形成されており、このガイド突
条４２ａは、側壁部３３の内周壁面に形成したガイド突
条３３ｄに嵌合してフロート４０を上下方向にガイドす
る。

【００２０】次に、フロート弁２０の動作について説明
する。給油により燃料タンクＦＴ内に燃料が供給される
と、燃料タンクＦＴ内の上部に溜まっていた燃料蒸気
は、所定圧以上になったときに、ケース１６の側壁部３
３の外側貫通孔３３ｂ、底板３４の内側貫通孔３４ｆを
通じて、さらに側壁部３３とフロート４０のフロート側
壁部４２との間隙、蒸気連通路３２ａを通じ、さらにダ
イヤフラム弁６０を開弁してキャニスタに流れる。

【００２１】そして、燃料タンクＦＴ内の燃料液面が満
タン液位ＦＬ１に達すると、燃料は、側壁部３３の外側
貫通孔３３ｂ及び底板３４の内側貫通孔３４ｆを通じて
フロート室２２に流入する。これにより、フロート４０
に浮力が生じて上昇し、シールリング４３で蒸気連通路
３２ａを閉塞して、燃料がキャニスタ側へ流出しないよ
うにしている。

【００２２】上述したように、フロート弁２０では、フ
ロート４０の下端が底板３４の内側貫通孔３４ｆの高さ
より上方位置になるようにフロート４０をコイルばね５
０により支持しているから、内側貫通孔３４ｆを通じて
流入する燃料蒸気の流速が早くても、この燃料蒸気の流
れだけでは、フロート４０を上昇させるだけの浮力を生
じないで、燃料がフロート室２２内に入って初めて、フ
ロート４０を浮き上がらせて閉弁させる。

【００２３】このように、フロート弁２０が閉弁すると
きの満タン液位ＦＬ１は、燃料タンクＦＴの燃料がフロ
ート室２２に流入する内側貫通孔３４ｆの位置によって
決まる。したがって、内側貫通孔３４ｆの高さ位置を変
更することにより、満タン液位ＦＬ１を変えることがで
きる。

【００２４】このことから、異なった満タン液位を有す
るフロート弁２０とするには、図４及び図６に示す底板
３４Ｂを用いることにより対応できる。すなわち、底板
３４Ｂに形成された内側貫通孔３４Ｂｆは、側壁部３３
の外側貫通孔３３ｂの下部であって、図３の底板３４の
内側貫通孔３４ｆより下方に位置し、その満タン液位は
ＦＬ２となる。この底板３４Ｂは、図３の底板３４と比
較して、内側貫通孔３４Ｂｆの位置以外は、同じ構成で
あるので、底板３４と容易に交換することができる。

【００２５】したがって、内側貫通孔３４Ｂｆの位置を
異にした底板３４Ｂを用意し、適宜選択すれば、燃料タ
ンクＦＴの満タン液位を変更することができ、燃料タン
クＦＴの設計変更等を行なわなくても、種々の燃料タン
クＦＴに対応することができる。

【００２６】また、底板３４，３４Ｂは、それ自体構成
も簡単であり、貫通孔の位置の異なるケース１６を交換
して満タン液位を決めるより、コストにおいても有利で
ある。

【００２７】なお、底板３４の形状としては、上述した
もののほか、ケース１６にフロート室２２を形成し、か
つケース１６に着脱可能な構成であれば、特に限定され
ず、例えば、図７に示すように、側壁部３３Ｃの下部か
ら突出した形状の底板３４Ｃであってもよい。この場合
には、側壁部３３Ｃに貫通孔を形成する必要がなく、ま
た、貫通孔３４Ｃｆの位置で満タン液位ＦＬ３が決まる
ことになる。

【００２８】さらに、底板に形成する貫通孔の位置は、
側面に限らず、底面であってもよい。この場合には、空
気抜き穴を兼用した大径の穴を形成し、底板の高さを変
更することにより、貫通孔の位置を変更できる。

【００２９】次に、ダイヤフラム弁６０について、図１
を拡大して示す図８及びその要部を破断して示す斜視図
である図９を用いて説明する。ダイヤフラム弁６０は、
ケース下部体１２の上部及びケース上部体１４とにより
形成されたダイヤフラム弁室６０Ｓ内に設けられてお
り、ダイヤフラム弁体６２と、ダイヤフラム弁体６２を
保持するガイド部材６３と、コイルばね６４とを備えて
いる。

【００３０】上記ダイヤフラム弁体６２は、平板状の着
座部６２ａと、着座部６２ａから突設しかつガイド部材
６３を取り付ける取付用突出部６２ｂと、着座部６２ａ
の外周に設けた受圧部６２ｃとを備えており、この受圧
部６２ｃの周縁部がケース上部体１４とケース下部体１
２のフランジ部１２ｂの外周部で挟持されることによ
り、ダイヤフラム弁室６０Ｓを基準圧室７０Ｓと流体圧
室７１Ｓとに区画している。

【００３１】上記基準圧室７０Ｓは、ケース上部体１４
の側部から水平方向へ突設された外気導入管部７２に形
成された外気導入通路７２Ｓに接続されており、したが
って、基準圧室７０Ｓ内は大気圧に設定されていること
になる。

【００３２】また、流体圧室７１Ｓの下方には、ケース
下部体１２の上部に突設した蒸気連通管路部７３が形成
されている。この蒸気連通管路部７３は、上記フロート
弁２０の上部の蒸気連通路３２ａを形成している。そし
て、蒸気連通路３２ａの上部両側で、上記流体圧室７１
Ｓに接続している。

【００３３】上記流体圧室７１Ｓの下部は、隔壁７４で
隔てられると共に、ケース下部体１２のフランジ部１２
ｂ、ケース上部体１４の外周部で囲まれた円盤状排出室
７６Ｓとなっている。また、隔壁７４の中央上部には、
ダイヤフラム弁体６２の着座部６２ａが着離する環状の
シート部７７が形成されており、このシート部７７内に
は、ダイヤフラム弁体６２が該シート部７７から離れる
ことで、流体圧室７１Ｓと円盤状排出室７６Ｓとを連通
する流出通路７８Ｓが形成されている。

【００３４】上記円盤状排出室７６Ｓの外周側には、外
側拡張室７９Ｓが円環状に接続されている。この外側拡
張室７９Ｓは、ケース上部体１４の側壁部１４ａと、ケ
ース下部体１２のフランジ部１２ｂの外周部とにより囲
まれて形成されている。外側拡張室７９Ｓの高さｈ１
は、円盤状排出室７６Ｓの高さｈ２より高く、ダイヤフ
ラム弁６０とほぼ同じ厚さに形成されている。

【００３５】また、ケース上部体１４の側部には、排出
管路部８１が突設されており、この排出管路部８１内に
排出通路８１Ｓが形成されている。この排出通路８１Ｓ
は、断面円形であり、外側拡張室７９Ｓに接続されてお
り、外側拡張室７９Ｓの高さｈ１より僅かに小さい内径
Ｄとなっている。

【００３６】次に、ダイヤフラム弁６０の動作について
説明する。燃料タンクＦＴの燃料蒸気圧は、フロート弁
２０、蒸気連通路３２ａを通じて流体圧室７１Ｓに加わ
っているが、その値が基準圧室７０Ｓの圧力及びコイル
ばね６４の力を上回ると、ダイヤフラム弁体６２は、シ
ート部７７から離れて流出通路７８Ｓを開く。これによ
り、蒸気連通路３２ａは、流体圧室７１Ｓ、流出通路７
８Ｓ、円盤状排出室７６Ｓ、外側拡張室７９Ｓを通じ
て、排出通路８１Ｓに連通する。

【００３７】こうした構成では、流出通路７８Ｓ、円盤
状排出室７６Ｓ、外側拡張室７９Ｓから排出通路８１Ｓ
へと接続されている通路面積が途中で狭くなると、ダイ
ヤフラム弁体６２に対して閉弁を妨げる力が加わり、ダ
イヤフラム弁体６２の開閉作動が不安定になり好ましく
ない。

【００３８】したがって、通路面積を途中で狭くしない
という条件を満たした上で、通路面積をできる限り広
く、しかもダイヤフラム弁６０の厚さを薄くコンパクト
な構成とするために、まず、流体圧室７１Ｓの流出側の
通路を、薄い扁平状の円盤状排出室７６Ｓとしている。
このように薄くした円盤状排出室７６Ｓの高さｈ２に等
しい内径を有する排出通路８１Ｓを単に接続すると、排
出通路８１Ｓの通路面積を十分に確保できないが、円盤
状排出室７６Ｓの外周側に基準圧室７０Ｓの上部位置ま
で拡張した高さｈ１の外側拡張室７９Ｓを介在させるこ
とにより、大きい内径Ｄを有する排出通路８１Ｓに接続
することができる。この構成及び通路配置を採ることに
より、排出通路８１Ｓの内径Ｄを大きくしても、その排
出管路部８１の外径は、ダイヤフラム弁６０の厚さとほ
ぼ等しく、小型でコンパクトなダイヤフラム弁６０とな
る。

【００３９】なお、上記実施例では、外側拡張室７９Ｓ
は、円盤状排出室７６Ｓの外側の全周にわたって形成し
ているが、これに限らず、排出通路８１Ｓに連設して所
定の角度の扇形に設けてもよく、いずれにしても、円盤
状排出室７６Ｓから排出通路８１Ｓの通路面積を狭めな
い流路面積を確保して介在するものであればよい。

【００４０】また、上記実施例では、ダイヤフラム弁
は、大気圧で作動させたが、これに限らず、他の基準と
なる圧力で作動させるようにしてもよく、例えば、エン
ジンのインテークマニホールドの圧力で作動させてもよ
い。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るダイ
ヤフラム弁によれば、排出側の通路として、排出室の外
周側に外側拡張室を形成し、この外側拡張室を介して排
出通路に接続すると共に、上記外側拡張室を排出室の高
さよりも大きくなるように基準圧室側にまで延設するこ
とにより、排出通路の通路内径を大きくしても、厚さ方
向へ大型化しないでコンパクトに構成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】燃料蒸気圧制御弁を示す断面図。

【図２】フロート弁を示す断面図。

【図３】図２のフロート弁の下部を拡大した断面図。

【図４】図３より低い満タン液位を有するフロート弁の
下部を拡大した断面図。

【図５】図３のフロート弁の満タン液位を説明するため
の説明図。

【図６】図４のフロート弁の満タン液位を説明するため
の説明図。

【図７】他の実施例に係るフロート弁を示す断面図。

【図８】ダイヤフラム弁を示す断面図。

【図９】ダイヤフラム弁の要部を破断して示す斜視図。

【図１０】従来のダイヤフラム弁を示す断面図。

【符号の説明】

１２…ケース下部体 １２ａ…下開口部 １２ｂ…フランジ部 １４…ケース上部体 １４ａ…側壁部 １６…ケース ２０…フロート弁 ２２…フロート室 ３２…天井壁部 ３２ａ…蒸気連通路 ３２ｂ…シート面 ３３…側壁部 ３３Ｃ…側壁部 ３３ａ…フランジ部 ３３ｂ…外側貫通孔 ３３ｃ…係合透孔 ３３ｄ…ガイド突条 ３４，３４Ｂ，３４Ｃ…底板 ３４Ｂｆ…内側貫通孔 ３４Ｃｆ…貫通孔 ３４ａ…外周底面部 ３４ｂ…立壁部 ３４ｃ…台座部 ３４ｄ…係合突起 ３４ｅ…ばね支持突部 ３４ｆ…内側貫通孔 ３４ｇ…細孔 ４０…フロート ４０Ｓ…浮力室 ４１…フロート上面部 ４１ａ…環状段部 ４２…フロート側壁部 ４２ａ…ガイド突条 ４３…シールリング ５０…コイルばね ６０…ダイヤフラム弁 ６０Ｓ…ダイヤフラム弁室 ６２…ダイヤフラム弁体 ６２ａ…着座部 ６２ｂ…取付用突出部 ６２ｃ…受圧部 ６３…ガイド部材 ６４…コイルばね ７０Ｓ…基準圧室 ７１Ｓ…流体圧室 ７２…外気導入管部 ７２Ｓ…外気導入通路 ７３…蒸気連通管路部 ７４…隔壁 ７６Ｓ…円盤状排出室 ７７…シート部 ７８Ｓ…流出通路 ７９Ｓ…外側拡張室 ８１…排出管路部 ８１Ｓ…排出通路 ＦＴ…燃料タンク ＦＶ…燃料蒸気圧制御弁 ＧＫ…ガスケット ＦＬ１，ＦＬ２、ＦＬ３…満タン液位

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケース内に弁室を有し、該弁室を、基準
   圧に設定された基準圧室と流体の流通する流体圧室とに
   区画するダイヤフラム弁体を備え、基準圧室と流体圧室
   との圧力差に基づいて開閉するダイヤフラム弁におい
   て、 上記ダイヤフラム弁体に対して流体圧室側に配設された
   流入管路部内に設けられ、該流体圧室に接続された流入
   通路と、 上記流体圧室側に設けられ、該流体圧室を隔てて排出室
   を形成する隔壁と、 該隔壁に形成され、上記ダイヤフラム弁体が着離するシ
   ート部を有し、該ダイヤフラム弁体がシート部から離れ
   ることで上記流体圧室と上記排出室とを連通する流出通
   路と、 上記排出室の外周側に接続され、該排出室の高さよりも
   大きくなるように上記基準圧室側に延設された外側拡張
   室と、 上記外側拡張室の外周側に接続され、外側拡張室の高さ
   とほぼ等しい内径を有する排出通路と、 を備えたことを特徴とするダイヤフラム弁。