JP3646217B2

JP3646217B2 - キャニスタモジュール

Info

Publication number: JP3646217B2
Application number: JP22881499A
Authority: JP
Inventors: 隆長井; 和巳春田
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 1999-07-08
Filing date: 1999-07-08
Publication date: 2005-05-11
Anticipated expiration: 2019-07-08
Also published as: JP2001020810A; US6343590B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の蒸発燃料処理装置に関し、詳しくは、複数の部品を組み立てて、より高い機能を有する一部品とする、いわゆるキャニスタモジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関の燃料系統における蒸発燃料処理装置としては、図６に示すように、燃料タンク４１の最上部にＯＲＶＲ差圧弁２０およびカットオフバルブ３０を、グロメット４２、４３を介して固着し、別の場所に設けられたキャニスタ４４とをゴムホース４５、４６で連結し、キャニスタ４４のパージパイプ４４ａを、ＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）４７からの電気信号によるコンピュータ制御により開閉されるＶＣＶ（ＶａｃｕｕｍＣｏｎｔｒｏｌＶａｌｖｅ）４８を経由して、スロットルバルブ４９の上流側に連結し、エンジン回転上昇時に、捕集した蒸発燃料を吸気管５１負圧で吸引して燃焼させるようにしていた。ＯＲＶＲ差圧弁２０は、燃料給油時、燃料タンク４１内の燃料蒸気圧が上昇するのでダイアフラム弁２がダイアフラムスプリング４に抗して開き、燃料タンク４１内の蒸発燃料が矢印のように流れ、キャニスタ４４に吸着される。燃料満タン時は、液面が上昇するために浮子弁７が燃料中に沈むので浮力により浮子弁座６を閉鎖し、蒸発燃料の流れは遮断される。
【０００３】
また、カットオフバルブ３０は、車両横転時に、燃料タンク４１内の燃料がキャニスタ４４を経て外部に流出するのを防止するための開閉弁で、車両横転時にはカットオフ弁スプリング１９の付勢により、カットオフ弁１８がカットオフ弁座３０ｃに当接してカットオフバルブ３０を閉止するよう構成される。また、カットオフバルブ３０には、万一カットオフ弁１８がカットオフ弁座３０ｃに食い付いてしまった場合に、燃料タンク４１内の圧力を逃がすための正圧安全弁３０ｂを有する。一方、キャニスタ４４内に設けられた正負圧チェックバルブ４０は、燃料タンク４１内の圧力を逃がすための開閉弁で、例えば、燃料タンク４１内が冷やされ圧力が低下した場合、負圧チェック弁４０ｄが開いて圧力を逃がし、また、燃料タンク４１内の圧力が上昇した場合は、ダイアフラム弁４０ｃを開いて圧力を逃がすことにより燃料タンク４１の破損を防止するよう構成されている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題の解決を目的としてなされた請求項１の発明は、燃料タンク内の燃料の浮力によって開閉するＯＲＶＲ差圧弁と、車両の横転時にカットオフ弁により燃料の流出を防止するカットオフバルブと、燃料タンク内の圧力を逃がすための正負圧チェック弁とをモジュール本体に組み込んだバルブモジュールと、吸着剤貯蔵室を備えるキャニスタケースのカバー部とからなり、前記バルブモジュールおよび前記カバー部とを溶着して通路部を形成して前記燃料タンクと前記吸着剤貯蔵室と間を連通したことを特徴とする。また、請求項２の発明は、前記モジュール本体に組み込まれる前記バルブモジュールのカバーに替えてキャニスタケースのカバー部に一体的に形成することにより、前記通路部を形成したことを特徴とする請求項１に記載のキャニスタモジュール。
【０００５】
また、請求項３の発明は、モジュール本体に設けられ、浮子バルブに連通するダイアフラム弁室と、前記ダイアフラム弁室内に設けられ、前記ダイアフラム弁室と隔離されたバルブ室と、一方の開口部を前記バルブ室内に有する正圧チェック弁、負圧チェック弁、正圧安全弁およびカットオフバルブと、前記ダイアフラム室中央に設けられ通路を開閉するためのダイアフラム弁座と、弾性部材の押圧力により前記ダイアフラム弁座に当接するダイアフラム弁と、ダイアフラム弁を気密を保持して包囲し、ダイアフラム室圧力を外部へ導く開口部を有するダイアフラムカバーと、前記バルブ室と前記通路とを連通する連通孔とから成り、前記通路の外端部を気密保持してキャニスタに連結するとともに、前記モジュール本体が燃料タンク内に気密を保持して係合されるようにしたことを特徴とするキャニスタモジュール。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。図２はバルブモジュールの上面図、側面断面図、正面断面図である。図２において、樹脂製のモジュール本体１には、ダイアフラム弁座１ａ、ダイアフラムシール部１ｂ、浮子弁座接続部１ｃ、カットオフ弁座１ｄ、カットオフ弁室１ｅ、正圧チェック弁室１ｆ、負圧チェック弁座１ｇ、正圧安全弁座１ｈ、チェック弁カバー溶着部１ｉが一体成形されている。ダイアフラムシール部１ｂ上にはダイアフラム弁２の外周ビード部２ａがはめ込まれ、ダイアフラムカバー３とダイアフラムシール部１ｂとで挟着され、接合部３ａが溶着固定されて気密を保持する。ダイアフラム弁２とダイアフラムカバー３との間にはダイアフラムスプリング４が組み込まれ、ダイアフラム弁２をダイアフラム弁座１ａに押圧してダイアフラム式開閉弁２０ａを構成する。ダイアフラムカバー３上部には円筒状の係合部３ｂが設けられ先端部には気密保持のためＯリング５が装着される。浮子弁座接続部１ｃには浮子弁座６が接続され溶着または接着により固着される。浮子弁座６の下側に浮子弁７が挿入され、浮子弁スプリング８を介して浮子弁カバー９が浮子弁座６下端にスナップ固定され浮子弁室６ａを構成し、前記ダイアフラム式開閉弁２０ａと共働してＯＲＶＲ差圧弁２０を構成する。
【０００７】
正圧チェック弁室１ｆには正圧チェック弁スプリング１１および正圧チェックボール１２が挿入され正圧チェック弁座１３が圧入されて正圧チェック弁４０ａが構成される。正圧安全弁座１ｈには図示しないチェックボールおよび安全弁スプリング１４が載せられ、負圧チェック弁座１ｇには負圧チェックボール１５および負圧チェック弁スプリング１６が載せられ、チェック弁室カバー１７がチェック弁カバー溶着部１ｉに溶着されて安全弁スプリング１４および負圧チェック弁スプリング１６の一端を保持するとともに液溜室１７ａを形成する。なお、正圧安全弁座１ｈの入口１ｊは燃料タンク内に開口する位置に設けられる。カットオフ弁室１ｅにカットオフ弁１８が挿入され、カットオフ弁スプリング１９を介してカットオフ弁室カバー２１がスナップ固定されカットオフ弁室１ｅを構成する。カットオフ弁室１ｅおよび正圧安全弁３０ｂとが共働してカットオフバルブ３０を、また、正圧チェック弁４０ａと負圧チェック弁４０ｂとで正負圧チェックバルブ４０を構成する。斯くして、前記ＯＲＶＲ差圧弁２０と前記カットオフバルブ３０と正負圧チェックバルブ４０とを一体にしてバルブモジュール１０が構成される。
【０００８】
次に、図３を参照して前記バルブモジュール１０に組み付けられるキャニスタケース２２の構成について説明する。図３において、樹脂製のキャニスタケース２２は吸着剤２３を貯蔵しておくための吸着剤貯蔵室２２ａ、２２ｂとバルブモジュール１０を包囲するカバー部２２ｃにより構成される。吸着剤貯蔵室２２ａ、２２ｂには吸着剤２３が充填されている。２つの吸着剤貯蔵室２２ａ、２２ｂは壁２２ｄにより隔離され、端部２２ｅにおいて連通している。一方の吸着剤貯蔵室２２ｂには大気パイプ２２ｆが設けられ、もう一方の吸着剤貯蔵室２２ａにはパージパイプ２２ｇおよび蒸発燃料導入口２２ｈが設けられる。カバー部２２ｃにはダイアフラムカバー３に設けられた係合部３ｂに係合するための円筒状の係合部２２ｉが設けられ、Ｏリング５を介して気密を保持するよう構成される。円筒状の係合部２２ｉにはパイプ２２ｊが設けられ、ダイアフラム室３ｃに通じる通路が形成されている。大気パイプ２２ｆの外側には塵埃を濾過するためのフィルタアセンブリ２４を装着することができる。キャニスタケース２２のカバー部２２ｃがバルブモジュール１０を覆い接合部１０ａで溶着され気密が保持され、通路部２２ｋが形成される。キャニスタケース２２の係合部２２ｉはＯリング５を介してダイアフラムカバー３の係合部３ｂと係合し気密を保持している。前記キャニスタケース２２と前記バルブモジュール１０とを一体にしてキャニスタモジュールを構成する。
【０００９】
次に、本実施形態の作用について図１を参照して説明する。図１は本発明に係り図３で説明したキャニスタモジュール１００をゴム製のグロメット２５を介して燃料タンク２６上部に装着し、燃料タンク２６の給油口２６ａから燃料を注入している状態を示す。なお、図１におけるパイプ（ダイアフラム室パイプ２２ｊおよびパージパイプ２２ｇ）の取付方向は説明の便宜上、上述実施形態とは異なる。図１において、給油ノズル２７から燃料が注入されると、燃料タンク２６内は注入された燃料の蒸気圧によって圧力が上昇するので、ダイアフラム弁２に蒸気圧が作用し、ダイアフラム弁２はダイアフラムスプリング４に抗して開放される。燃料タンク２６内の蒸発燃料はＯＲＶＲ差圧弁２０の浮子弁７およびダイアフラム弁２を通過して、カバー部２２ｃとモジュール本体１とで形成される通路部２２ｋに矢印のように流れ出て、蒸発燃料導入口２２ｈを通過して吸着剤２３に吸着される。
【００１０】
通路部２２ｋを流れる蒸発燃料は、通路部２２ｋが樹脂製の材料で覆われるので樹脂を透過して大気中へ洩れ出る量は、ゴムに比べて大幅に低減される。また、カットオフバルブ３０を通過した蒸発燃料の圧力により、正圧チェック弁４０ａを押し空けて矢印のように通路部２２ｋに流出し、ＯＲＶＲ差圧弁２０からの蒸発燃料とともに蒸発燃料導入口２２ｈを経て吸着剤２３に吸着され、上述同様、樹脂製の材料で覆われるので樹脂を透過して大気中へ洩れ出る量は、ゴムに比べて大幅に低減される。
【００１１】
次に、本発明の第２の実施形態に係るキャニスタモジュール１１０について図４を参照して説明する。第１の実施例とは以下の点が異なる。図３におけるダイアフラムカバー３およびチェック弁室カバー１７をキャニスタケース３２と一体的に形成し、カバー部３２ａを形成しダイアフラムカバー３相当箇所にダイアフラム室３２ｂを給油口２６ａ（図１参照）に導くパイプ３２ｃが設けられ、押圧面３２ｄとダイアフラムシール部３１ａとでダイアフラム弁２のビード部２ａを、また、押圧面３２ｄとチェック弁室シール部３１ｂとでＯリング３３を押圧し、押圧状態において接合部３１ｃが溶着されている。本実施形態の作用については、パイプ３２ｃが給油口２６ａに連結されるので、給油時の負圧により直接ダイアフラム室３２ｂに伝わり、ＯＲＶＲ差圧弁５０は第１の実施形態のＯＲＶＲ差圧弁とほぼ同様の構成である。また、ダイアフラム弁室壁３１ｄおよびチェック弁室壁３１ｅの外側は、第１の実施形態と同様、カバー部３２ａとモジュール本体３１との接合により蒸発燃料が導かれる通路部３２ｅが形成される。なお、接合部３１ｃの気密保持をより完全にするためには、接合面３１ｆに図示しないＯリングを装着すればさらに効果的である。
【００１２】
次に、本発明の第１実施例とは更に異なる第３の実施形態に係るキャニスタモジュール１２０について図５を参照して説明する。図５（ａ）はキャニスタモジュールの上面図、図５（ｂ）は正面断面図、図５（ｃ）はダイアフラム弁室の上面図、図５（ｄ）は断面Ａ−Ａ１図５（ｅ）は断面Ｂ−Ｂである。吸着剤２３を内蔵するキャニスタ６１にＯリング６２で気密を保持してバルブモジュール６０がスナップ固定され、複数のネジ６３で締結固定されている。バルブモジュール６０はモジュール本体６５、ダイアフラムカバー６４、浮子弁座部６６から成る。樹脂製のモジュール本体６５にはダイアフラム弁室６５ａが設けられ、その上面にはダイアフラムシール部６５ｂが刻設され、その外側周囲にはダイアフラムカバー６４との接合部６５ｃが設けられている。ダイアフラム弁室６５ａの中央にはダイアフラム弁座６５ｄが設けられ、その中央の通路６５ｅはキャニスタ６１に連通するよう構成されている。通路６５ｅの外端部にはキャニスタ６１に固定されるためのフランジ部６５ｆが設けられている。ダイアフラム弁室６５ａ内にはさらにバルブ室６５ｇが設けられ、バルブ室６５ｇの上面にはバルブ室カバー６７が溶着され気密が保持されている。ダイアフラム弁座６５ｄには通路６５ｅとバルブ室６５ｇとを連通する連通孔６５ｈが孔設されている。ダイアフラム室６５ａと弁座部６６の空間とは第１および第２実施例と同様に連通している。
【００１３】
バルブ室６５ｇ内には、正圧弁室６５ｉ、負圧弁室６５ｊ、正圧安全弁室６５ｋが設けられ、正圧弁室６５ｉには正圧弁６８および一端をバルブ室カバー６７に当接したスプリング６９で正圧チェック弁７０を構成している。正圧弁６８の下部には正圧弁座７１ａおよびカットオフ弁座７１ｂを兼ね備えた弁座部７１が設けられ、カットオフ弁室６５ｌに連通している。カットオフ弁室６５ｌにはカットオフ弁７２が組み込まれ、スプリング７３を介してカットオフ弁カバー７４がカットオフ弁室壁６５ｍにスナップ固定されカットオフバルブ７５を構成している。負圧弁室６５ｊにはチェックボール７６が組み込まれ、スプリング７７を介して中央に通路を有するリテーナ７８が圧入され、負圧チェック弁７９を構成している。正圧安全弁室６５ｋにはチェックボール８０が組み込まれ、一端がバルブ室カバー６７に支持されたスプリング８１とともに正圧安全弁８３を構成している。負圧チェック弁７９、正圧安全弁８３ともにバルブ室６５ｇおよび図示しない燃料タンクとに開口している。正圧チェック弁７０は、一方がバルブ室６５ｇに、他方がカットオフバルブ７５を介して燃料タンク２６（図１参照）に開口している。
【００１４】
一方、ダイアフラムシール部６５ｂにはダイアフラム弁２のビード部２ａがはめ込まれ、ダイアフラムカバー６４とダイアフラムシール部６５ｂとにより挟着されて気密を保持している。ダイアフラム弁２とダイアフラムカバー６４との間にはスプリング４が装着されダイアフラム弁２をダイアフラム弁座６５ｄに押圧するとともに、ダイアフラムカバー６４は接合部６５ｃに溶着されている。ダイアフラムカバー６４にはダイアフラム室６４ａの圧力を外部に導くためのパイプ部６４ｂが設けられ、図示しないゴムホースにより燃料タンク２６（図１参照）の給油口２６ａ（図１参照）近傍に連通される。ダイアフラム弁室６５ａの下部には浮子弁座接続部６５ｎが設けられ、浮子弁座部６６が溶着固定されている。浮子弁座部６６の下部に浮子弁８５が挿入され、スプリング８６を介して浮子弁カバー８７が浮子弁座部６６の最下端にスナップ固定され、浮子バルブ８８を構成している。浮子バルブ８８は上述のダイアフラム弁２と共働してＯＲＶＲ差圧弁２０を構成する。モジュール本体６５の係合部６５ｏはグロメット２５（図１参照）を介して燃料タンク２６（図１参照）に組み付けられる。前述のカットオフバルブ７５と正圧安全弁８３とＯＲＶＲ差圧弁２０とを一体的に組み合わせてキャニスタモジュールを構成する。
【００１５】
次に、本実施形態の作用について説明する。燃料の給油が開始されると、燃料タンク２６内は注入された燃料の蒸気圧によって圧力が上昇し、蒸発燃料は浮子バルブ８８を通過してダイアフラム弁室６５ａに流入し、ダイアフラム弁２を押し上げて通路６５ｅへ流出する。通路６５ｅへ流出した蒸発燃料はキャニスタ６１に流れ込み、吸着剤２３に吸着される。燃料が満タンになると浮力により浮子弁８５が上昇し浮子弁座６６ａを閉鎖し、生ガスがキャニスタ６１に流入するのを阻止する。給油が完了し、給油口の蓋が閉じられるとダイアフラム弁２の上下の圧力が等しくなるため、ダイアフラム弁２はスプリング４の押圧力によりダイアフラム弁座６５ｄを閉鎖し、蒸発燃料の流出は阻止される。
【００１６】
燃料温度の上昇により発生した燃料タンク内の蒸発燃料は、カットオフ弁座７１ｂを通過し、正圧弁６８を押し上げて連通孔６５ｈから通路６５ｅを経てキャニスタ６１の吸着剤２３に吸着される。万一、車両が横転したときは、カットオフ弁７２がスプリング７３に押されてカットオフ弁座７１ｂを閉鎖し、燃料の流出を防止する。万一、カットオフ弁７２がカットオフ弁座７１ｂに食い付き固着した場合には、正圧安全弁８３が開き、燃料タンク内の圧力をキャニスタ６１に逃がし、燃料タンク２６の破損を防止する。また、燃料温度の低下により燃料タンク２６内圧力が低下した場合には、負圧チェック弁７９が開き燃料タンク２６の破損を防止する。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。すなわち、請求項１の発明においては、モジュール本体に予め組み付けられたＯＲＶＲ差圧弁、カットオフバルブ、正負圧チェックバルブをキャニスタカバーで包囲して接合部を溶着し、通路部を形成し、前記通路部にカットオフバルブとＯＲＶＲ差圧弁の蒸発燃料通路を別々に連通したので、ゴムホースを廃止することができ、蒸発燃料の大気中への透過が抑制され減少させることができる。また、モジュール生産が可能となるので自動車の組付工数を低減することができる。また、請求項２の発明においては、ダイアフラムカバーおよびチェック弁室カバーをキャニスタケースのカバー部に替えて一体的に形成したので、前記両カバーの使用を廃止することができ、部品点数の削減によりコスト低減ができる。また、請求項３の発明においては、正圧チェック弁、負圧チェック弁、正圧安全弁、カットオフバルブの一方の開口部をダイアフラム弁室内に設けられたバルブ室に設けたので、さらにコンパクトで部品点数の少ない安価なキャニスタモジュールを提供することができる。また、蒸発燃料の大気中への透過が抑制され減少されるのも請求項１の発明と同様である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のキャニスタモジュールを使用した蒸発燃料処理装置の断面模式図である。
【図２】図２（ａ）は本発明の第１の実施形態に係るバルブモジュールの上面図である。
図２（ｂ）は側面部分断面図である。
図２（ｃ）は正面断面図である。
【図３】図３（ａ）は本発明の第１の実施形態に係るキャニスタモジュールの側面図である。
図３（ｂ）は上面部分断面図である。
図３（ｃ）は正面断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るキャニスタモジュールの断面図である。
【図５】図５（ａ）は本発明の第３の実施形態に係るキャニスタモジュールの上面図である。
図５（ｂ）は正面断面図である。
図５（ｃ）はダイアフラム弁室の上面図である。
図５（ｄ）は断面Ａ−Ａである。
図５（ｅ）は断面Ｂ−Ｂである。
【図６】従来技術を示す蒸発燃料処理装置の断面模式図である。
【符号の説明】
１モジュール本体
２ダイアフラム弁
３ダイアフラムカバー
１０バルブモジュール
１０ａ接合部
１７チェック弁室カバー
２０ＯＲＶＲ差圧弁
２２キャニスタケース
２２ａ貯蔵室
２２ｂ貯蔵室
２２ｃカバー部
２６燃料タンク
３０カットオフバルブ
３１モジュール本体
３２キャニスタケース
３２ａカバー部
４０正負圧チェックバルブ
６４ダイアフラムかばー
６４ａダイアフラム室
６４ｂパイプ部
６５モジュール本体
６５ａダイアフラム弁室
６５ｄダイアフラム弁座
６５ｅ通路
６５ｇバルブ室
６５ｈ連通孔
７０正圧チェック弁
７５カットオフバルブ
７９負圧チェック弁
８３正圧安全弁
８８浮子バルブ
１００キャニスタモジュール
１１０キャニスタモジュール
１２０キャニスタモジュール

Claims

燃料タンク内の燃料の浮力によって開閉するＯＲＶＲ差圧弁と、車両の横転時にカットオフ弁により燃料の流出を防止するカットオフバルブと、燃料タンク内の圧力を逃がすための正負圧チェックバルブとをモジュール本体に組み込んだバルブモジュールと、吸着剤貯蔵室を備えるキャニスタケースのカバー部とからなり、前記バルブモジュールおよび前記カバー部とを溶着し通路部を形成して前記燃料タンクと前記吸着剤貯蔵室と間を連通したことを特徴とするキャニスタモジュール。
前記モジュール本体に組み込まれる前記バルブモジュールのカバーに替えてキャニスタケースのカバー部を一体的に形成することにより、前記通路部を形成したことを特徴とする請求項１に記載のキャニスタモジュール。
モジュール本体に設けられ、浮子バルブに連通するダイアフラム弁室と、前記ダイアフラム弁室内に設けられ、前記ダイアフラム弁室と隔離されたバルブ室と、一方の開口部を前記バルブ室内に有する正圧チェック弁、負圧チェック弁、正圧安全弁およびカットオフバルブと、前記ダイアフラム室中央に設けられ通路を開閉するためのダイアフラム弁座と、弾性部材の押圧力により前記ダイアフラム弁座に当接するダイアフラム弁と、ダイアフラム弁を気密を保持して包囲し、ダイアフラム室圧力を外部へ導く開口部を有するダイアフラムカバーと、前記バルブ室と前記通路とを連通する連通孔とから成り、前記通路の外端部を気密保持してキャニスタに連結するとともに、前記モジュール本体が燃料タンク内に気密を保持して係合されるようにしたことを特徴とするキャニスタモジュール。