JP3580661B2

JP3580661B2 - 圧力制御弁

Info

Publication number: JP3580661B2
Application number: JP08903697A
Authority: JP
Inventors: 仁榊原; 俊夫吉田; 毅裕中島
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 1997-04-08
Filing date: 1997-04-08
Publication date: 2004-10-27
Anticipated expiration: 2017-04-08
Also published as: JPH10281332A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は圧力制御弁に関するもので、より詳しくは、ダイアフラム弁を使用した圧力制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、制御すべき流体圧を、流路のシート部と対向する弁部を形成したダイアフラム弁に作用させて、流体圧が過大の場合はダイアフラム弁を開作動し、流体圧が過小の場合はダイアフラム弁を閉作動して流体圧を制御する圧力制御弁がある。
【０００３】
このような圧力制御弁として、例えばガソリン用の燃料タンク内とキャニスタ（蒸発燃料捕集装置）との連通流路中に図９及び図１０に示すような圧力制御弁が用いられる（特開平８−２１０５３０号公報中の図４参照）。
【０００４】
この図９及び図１０に示す圧力制御弁を説明すると、その圧力制御弁内には、ケース１の上側周縁部１ａと、カバー２の下側周縁部２ａ間に、可撓性を有する円盤状のダイアフラム弁３の周縁に一体成形した圧縮部３ａを圧縮挟持して、このダイアフラム弁３を介してケース１側に正圧室４が区画形成され、カバー２側に大気室５が区画形成されている。
【０００５】
上記ケース１の下部にはエバポパイプ６が形成され、該エバポパイプ６は図示しないガソリン用燃料タンク内と接続している。更にケース１の下部には導出路７が形成され、該導出路７は図示しないキャニスタに連通している。該導出路７のケース側内端には圧力管８が連通形成されているとともに該圧力管８はケース１の略中央部において起立し、その開口端がシート面８ａになっている。更に上記導出路７にはチェックボール式のベーパリリーフバルブ９が分岐して形成されている。該ベーパリリーフバルブ９は、チェックボール９ａと、該チェックボール９ａとストッパ９ｂ間に圧縮介在したスプリング９ｃとからなる。
【０００６】
上記ダイアフラム弁３の中央下面には弁体３ｂが一体形成され、該弁体３ｂが上記圧力管８のシート面８ａに対向している。更に、ダイアフラム弁３の上面側にはシェル１０が付設されているとともに、該シェル１０とカバー２間にコイルスプリング１１が圧縮介在されており、該コイルスプリング１１の付勢力によりダイアフラム弁３の弁体３ｂを常時上記シート面８ａ側へ所定圧で付勢している。
【０００７】
上記カバー２には大気導入ポート１２が形成され、上記大気室５内の内圧は常時大気圧とされている。また、ケース１には図示しない圧力センサへの導圧路１３が形成されている。
【０００８】
そして、上記の構成において、正圧室４に導入される燃料タンク内の内圧がコイルスプリング１１の付勢力より大きい場合には正圧室４側の圧力によりダイアフラム弁３が開作動して燃料タンク内の圧力がキャニスタ側へ放圧され、燃料タンク内の内圧がコイルスプリング１１の付勢力より小さい場合はダイアフラム弁３が閉作動し、更に、燃料タンク内の内圧が大気圧に対して過少になるとベーパリリーフバルブ９が開作動して燃料タンク内にキャニスタ内の空気を導入して燃料タンクを保護するようになっている。
【０００９】
このような圧力制御弁において、そのケース１と、カバー２と、ダイアフラム弁３とを固着する方法として従来、次のような固着方法が採られている。
先ず図９に示すように、熱可塑性樹脂からなるケース１の上側周縁部１ａに形成された凹部１ｂ内にダイアフラム弁３の周縁において下面側へ突設した圧縮部３ａを嵌合し、次で、熱可塑性樹脂からなるカバー２の周縁部２ａを、その下面２ｃと上記ダイアフラム弁３の圧縮部３ａの上面３ｃとの間に若干の隙間ｄ_１を設けてケース１の接合部１ｄの内周面に嵌合して仮組付けし、次で、カバー２を上方から加圧すると同時に超音波振動を与えて、図９に示すような溶着用大径部２ｂを振動摩擦により溶融して図１０に示すようにその溶着部Ａでケース１とカバー２を固着するようにしている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の圧力制御弁においては、そのダイアフラム弁３の圧縮部３ａの上面３ｃが平坦面に形成されているとともに該上面３ｃに対向するカバー２の周縁部２ａの下面２ｃも平坦面で形成されていることから、これらの面が非接触状態の仮組付け状態から超音波溶着すると、ダイアフラム弁３における圧縮部３ａの上面側が振動によってそのダイアフラム弁３の中心方向へ移動し、溶着終了後においてダイアフラム弁３にしわが発生するおそれがある。このようなしわが発生すると、ダイアフラム弁３の弁体３ｂが、その閉弁時にシート面８ａに対して傾斜して当接することになり、弁部のシール不良が発生する問題がある。
【００１１】
そこで本発明は、上記のような超音波溶着時におけるダイアフラム弁の中心方向への移動を阻止してダイアフラム弁のしわの発生を防止し、上記のようなシール不良の発生を防止できる圧力制御弁を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１記載の第１の発明は、ケースの上側周縁部に凹溝を形成して該凹溝にダイアフラム弁の周縁に形成した圧縮部を嵌合し、上記ケースにおける上記凹溝の外側に位置する部分に接合部を形成し、カバーの下側周縁部を上記接合部に嵌合して超音波溶着するものにおいて、
ダイアフラム弁の周縁に形成した圧縮部の上面に突起を全周に渡って一体形成し、カバーの下側周縁部の下面には、上記突起に嵌合する第２の凹溝を全周に渡って形成し、かつ、上記突起の内側面と上記第２の凹溝の内側面とを、カバーの仮組付時に相互に重なり合って係止するように設定したことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明においては、カバーの仮組付け時において、カバーの下側周縁部に形成した第２の凹溝の内側面が、ダイアフラム弁の圧縮部の上面に形成した突起の内側面に係止する。この状態でカバーを加圧しつつ超音波振動を与えてケースの接合部とカバーの下側周縁部を超音波溶着する。
【００１４】
このとき、ケース側の凹溝とダイアフラム弁の圧縮部が嵌合し、かつ上記第２の凹溝の内側面とダイアフラム弁における圧縮部の内側面相互が係止しているので、上記の超音波振動によってダイアフラム弁の圧縮部全体がダイアフラム弁の中心方向に移動することを阻止する。
【００１５】
したがって、ダイアフラム弁の圧縮部がダイアフラム弁の中心方向に移動してダイアフラム弁にしわが発生することを防止できる。
請求項２記載の第２の発明は、上記第１の発明において、突起の内側面と第２の凹溝の内側面を、ダイアフラム面と直交する面に形成したものである。
【００１６】
本第２の発明においても上記第１の発明と同様の作用を発揮する。
請求項３記載の第３の発明は、上記第１の発明において、突起における内側面と第２の凹溝の内側面を、ダイアフラム弁の内側から外側に向かって斜め上方に向かうテーパ面としたものである。
【００１７】
本第３の発明においては、更に、上記のようなカバーの加圧時に、両テーパ面によって突起を第２の凹溝内へ引き込む作用が働き、超音波振動により突起が第２の凹溝外へ乗り上げることを阻止する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１乃至図８に示す実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
図１乃至図４は第１実施例を示す。
【００１９】
本発明は、図１におけるケース１とカバー２とダイアフラム弁３との固着部分Ｂを要旨とするもので、本第１実施例におけるケース１とカバー２とダイアフラム弁３との固着部Ｂ以外の構造は上記図９及び図１０に示した従来の構造と同一であるため、図９及び図１０と同一部分には同一符号を付してその説明は省略する。
【００２０】
図１において、熱可塑性樹脂で成形されたケース１の上側周縁部１ａの上面には、そのケース１の径方向断面が矩形の第１の凹溝１ｂが上側周縁部１ａの全周に渡って形成されている。
【００２１】
熱可塑性樹脂で成形されたカバー２の下側周縁部２ａの下面には、そのカバー２の径方向断面が長方形の第２の凹溝２ｄが下面を開口して下側周縁部２ａの全周に渡って形成されている。
【００２２】
また、ゴム、樹脂等の可撓性材料で形成されたダイアフラム弁３の周縁下面には、上記第１の凹溝１ｂに嵌合する圧縮部３ａが、そのダイアフラム弁３の径方向の断面を矩形にして全周に渡って一体に形成されている。更に上記圧縮部３ａの上面には、ダイアフラム弁３の径方向の断面が矩形の突起３ｄがダイアフラム弁３の全周に渡って一体に形成されている。
【００２３】
更に、図２に示すように、ケース１とカバー２の固着前における上記第１の凹溝１ｂの径方向長Ｌ_１は上記圧縮部３ａの径方向長Ｌ_２よりも大きく、また、上記第２の凹溝２ｄの径方向長Ｌ_３は上記突起３ｄの径方向長Ｌ_４よりも大きく設定され、更に、上記第１の凹溝１ｂにおける内側面１ｃと上記圧縮部３ａにおける内側面３ｅとはダイアフラム弁３の中心から同径に形成され、更に、上記第２の凹溝２ｄにおける内側面２ｅと上記突起３ｄの内側面３ｆとはダイアフラム弁３の中心から同径に形成されている。
【００２４】
また、上記第１の凹溝１ｂの外側に位置して壁状の接合部１ｄがケース１と一体に上方へ突出形成され、該接合部１ｄはケース１の全周に渡って形成されている。更に、カバー２における下側周縁部２ａの外周面は、その下方部に位置して上記接合部１ｄの内面１ｅに一ぱいに嵌合する面２ｆと、上方部に位置して接合部１ｄの内面１ｅより若干大径の溶着用大径部２ｇとで形成されている。
【００２５】
また、図１及び図２に示すように、上記溶着用大径部２ｇが上記の接合部１ｄ上に載置された仮組付け状態においては、カバー２の第２の凹部２ｄにおける内側面２ｅの先部とダイアフラム弁３の突起３ｄにおける内側面３ｆの先部とが軸方向にわずかに重なり合うように設定されており、この重合部Ｃの重合量Ｈ_１は０．１ｍｍ以上に設定するとよい。更に、この重合時において、カバー２の下側周縁部２ａの下面２ｈとダイアフラム弁３の上面間には、溶着時においてカバー２が必要量下降でき、かつ溶着終了時には上側周縁部２ａがダイアフラム弁３の圧縮部３ａを加圧できる隙間ｄ_２が形成されている。
【００２６】
次にケース１とカバー２とダイアフラム弁３の固着方法について説明する。
先ず、図１及び図２に示すように、ケース１における第１の凹溝１ｂ内にダイアフラム弁３の圧縮部３ａを嵌合し、その後、カバー２の第２の凹溝２ｄにおける内側面２ｅの先部とダイアフラム弁３の突起３ｄにおける内側面３ｆの先部とが軸方向にわずかに重なり合うように係止させてカバー２の下側周縁部２ａをケース１の接合部１ｄ内に嵌合し、仮組付けする。
【００２７】
次に、カバー２の下側周縁部２ａを図の上方から下方へ適宜手段で加圧しつつ超音波振動機により超音波振動を与える。すると、カバー２における溶着用大径部２ｇの下端部とこれに圧接するケース１における接合部１ｄの内面部とが振動摩擦により溶融しながら下側周縁部２ａが下降する。
【００２８】
そして、下側周縁部２ａが所定量下降した時点でその超音波振動と加圧を停止すると、図３及び図４に示すように、カバー２における下側周縁部２ａの下面２ｈ（図２参照）がダイアフラム弁３の圧縮部３ａを所定量圧縮するとともに溶着部Ｄによりケース１とカバー２が固着される。したがって、ダイアフラム弁３の圧縮部３ａはケース１とカバー２間に圧縮介在されて固定されるとともにこの圧縮部３ａによってケース１とカバー２間が気密的に連結される。
【００２９】
また、上記超音波振動による溶着作業時において、その振動開始前の仮組付け状態から溶着終了時点までの間、ダイアフラム弁３に形成した圧縮部３ａの内側面３ｅが第１の凹溝１ｂの内側面１ｃに、また、ダイアフラム弁３に形成した突起３ｄの内側面３ｆが第２の凹溝２ｄの内側面２ｅに夫々係止しているため、上記の超音波振動によってダイアフラム弁３の圧縮部３ａがダイアフラム弁３の中心方向（内側方向）に移動することを阻止される。そのため、従来のようなダイアフラム弁の移動によるしわの発生が防止される。
【００３０】
図５乃至図８は第２実施例を示す。
本第２実施例は、上記第１実施例におけるカバー２に形成した第２の凹溝２ｄと、これに嵌合するダイアフラム弁３の突起３ｄの形状の変形例を示す。
【００３１】
すなわち、ダイアフラム弁３の圧縮部３ａの上面に、ダイアフラム弁３の内側から外側に向かって斜め上方へ向かうテーパ面３ｇを有するテーパ状突起３ｈを全周に渡って一体形成し、カバー２の下側周縁部２ａの下面に、上記テーパ状突起３ｈのテーパ面３ｇと同方向に傾斜するテーパ面２ｉを有するテーパ状溝２ｊを全周に渡って形成し、かつ、溶着前における上記のような仮組付け時において、上記テーパ状突起３ｈにおけるテーパ面３ｇの先部と上記テーパ状溝２ｊにおけるテーパ面２ｉの先部とがわずかに重合し、更に、カバー２における下側周縁部２ａの下面とダイアフラム弁３の圧縮部３ａの上面間に上記第１実施例と同様の隙間ｄ_２が形成されるようになっている。
【００３２】
上記重合部におけるダイアフラム面と平行する方向の重合量Ｌ_５は０．５ｍｍ以上に設定し、ダイアフラム面と直交する方向（軸方向）の重合量Ｈ_２は０．１ｍｍ以上に設定するとよい。
【００３３】
その他の構造は上記第１実施例と同様であるため、同一部分には同一符号を付してその説明は省略する。
本第２実施例においては、図５及び図６に示すような仮組付け状態から、上記第１実施例と同様にカバー２を加圧しつつ超音波振動を与えて、図７及び図８に示すように溶着する。
【００３４】
この溶着作業時においてもテーパ状溝２ｊとテーパ状突起３ｈとの係合により、上記第１実施例と同様に、ダイアフラム弁３における圧縮部３ａにおける上面側がダイアフラム弁３の中心方向へ移動することを阻止できる。更に、この溶着時に、カバー２の下側周縁部２ａが加圧されて下降すると、上記両テーパ面２ｉと３ｇとの係合によりテーパ状突起３ｈがテーパ状溝２ｊ内へ引き込まれるため、上記の振動によりテーパ状突起３ｈがテーパ状溝２ｊ以外へ乗り上げることを防止できる。
【００３５】
なお、上記各実施例は、燃料タンク用の圧力制御弁に適用した例であるが、本発明は上記実施例の圧力制御弁に限るものではなく、その他、ダイアフラム弁を使用した圧力制御弁に適用できるものである。
【００３６】
【発明の効果】
上記のようであるから、請求項１及び２記載の発明によれば、ケースとカバーの超音波溶着時にダイアフラム弁にしわが発生することを防止でき、従来のようなダイアフラム弁の弁部においてシール不良が発生することを防止できる。
【００３７】
請求項３記載の発明によれば、超音波溶着時にダイアフラム弁に形成した突起が、カバーに形成した第２の凹溝外へ乗り上げることを阻止し、上記第１の発明の効果をより確実なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す仮組付け状態の縦断面図。
【図２】図１における要部拡大縦断面図。
【図３】図１の実施例における溶着後の状態を示す縦断面図。
【図４】図３における要部拡大縦断面図。
【図５】本発明の第２実施例を示す仮組付け状態の縦断面図。
【図６】図５における要部拡大縦断面図。
【図７】図５の実施例における溶着後の状態を示す縦断面図。
【図８】図７における要部拡大縦断面図。
【図９】従来構造の仮組付け状態を示す縦断面図。
【図１０】従来構造の溶着状態を示す縦断面図。
【符号の説明】
１…ケース１ａ…上側周縁部
１ｂ…凹溝２…カバー
２ａ…下側周縁部２ｄ…第２の凹溝
２ｅ…内側面３…ダイアフラム弁
３ａ…圧縮部３ｄ…突起
３ｆ…内側面２ｉ，３ｇ…テーパ面
２ｊ…テーパ状溝３ｈ…テーパ状突起

Claims

ケースの上側周縁部に凹溝を形成して該凹溝にダイアフラム弁の周縁に形成した圧縮部を嵌合し、上記ケースにおける上記凹溝の外側に位置する部分に接合部を形成し、カバーの下側周縁部を上記接合部に嵌合して超音波溶着するものにおいて、
ダイアフラム弁の周縁に形成した圧縮部の上面に突起を全周に渡って一体形成し、カバーの下側周縁部の下面には、上記突起に嵌合する第２の凹溝を全周に渡って形成し、かつ、上記突起の内側面と上記第２の凹溝の内側面とを、カバーの仮組付時に相互に重なり合って係止するように設定したことを特徴とする圧力制御弁。
突起の内側面と第２の凹溝の内側面を、ダイアフラム面と直交する面に形成した請求項１記載の圧力制御弁。
突起における内側面と第２の凹溝の内側面を、ダイアフラム弁の内側から外側に向かって斜め上方に向かうテーパ面とした請求項１記載の圧力制御弁。