JP3944706B2 - 2方向バルブ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、2つの出入口を有し、これら出入口間の圧力差が所定圧力に達したとき、正負圧の正逆にかかわらず弁を開くように構成された2方向バルブに関し、例えば自動車等の燃料タンクとキャニスターとの間に設置され、燃料タンク内が所定圧力範囲よりも高くなった場合、及び所定圧力範囲よりも低くなった場合に弁を開き、燃料タンク内を所定圧力に保持するチェックバルブとして好適に使用される2方向バルブに関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車の燃料タンクとキャニスターとの間には、通常チェックバルブと呼ばれる2方向バルブが取り付けられており、タンク内が所定値以上の正圧状態となった場合にこのチェックバルブが開いてタンク内の圧力をキャニスターへと開放すると共に、タンク内が所定値以下の減圧状態になった場合にもチェックバルブが開いてタンク内の減圧状態を解消するようになっている。
【0003】
従来、このチェックバルブとしては、特開平9−60744号公報に開示された2方向バルブが知られている。
【0004】
この2方向バルブは、図4,5に示したように、燃料タンクへと接続される二股パイプa1が一体に連結されたケース本体aとキャニスターへと接続されるパイプb1が一体に連結された蓋体bとからなるバルブケースcと、有底円筒状の弁本体dと該弁本体dに嵌着固定される弁座キャップeとで構成され、上記バルブケースc内に配置された第1弁体fと、この第1弁体fを付勢するコイルバネgと、該第1弁体f内に収容され第2弁体hと、該第2弁体hを付勢するコイルバネiとで構成されている。
【0005】
上記バルブケースcのケース本体aに設けられた第1出入口a2には、ケース内に突出するリング状の第1弁座a3が形成されており、また蓋体bに設けられた第2出入口b2の周囲には上記コイルバネgの一端が支持されるリング突条b3が突設されている。
【0006】
上記第1弁体fを構成する弁本体dの底壁には外方に突出するドーム状の弁頭d1が形成されており、この弁頭d1には流通口d2が穿設されている。また、第1弁体fを構成する弁座キャップeにも弁本体dの開口端を閉塞する壁部に流通口e2が形成されており、該流通口e2の内周縁が第2弁座e3となっている。そして、この第1弁体fは、上記リング突条bに一端が支持され他端が弁座キャップeに当接した状態に配設された上記コイルバネgにより上記第1出入口a2側へと付勢されている。
【0007】
また、上記第2弁体hは先端部が略ドーム状に閉塞された筒状のもので、このドーム状に形成された先端部が弁頭h1となっている。そして、この第2弁体hは、上記第1弁体f内に移動可能に配設され、第1弁体f内に配設されたコイルバネiにより上記第2弁座e3に向けて付勢されている。
【0008】
この2方向バルブは、常時は、図5に示されているように、上記第2弁体hの弁頭h1が上記第2弁座e3に当接し、第1弁体fの内空部が閉塞された状態で、この第1弁体fの弁頭d1が上記第1弁座a3に当接して、第1出入口a2が閉塞した状態に閉じられている。
【0009】
この状態で燃料タンク内の圧力が上昇し、上記第1出入口a2側が、第2出入口b2側よりも所定圧力以上に高くなると、図6に示したように、第1出入口a2側からの圧力により、第1弁体fがコイルバネgの付勢力に抗して移動し、第1弁体fの弁頭d1が第1弁座a3から離間して第1出入口a2が開き、燃料タンク側の圧力が第1出入口a2から第1弁体fの外周面とバルブケースcの内周面との間を通り、更に第2出入口b2を通ってキャニスター側へと開放される。
【0010】
また、逆に燃料タンク内が減圧になり、第2出入口b2側が第1出入口a2側よりも所定圧力以上高くなると、図7に示したように、第2出入口b2側からの圧力により、第2弁体hがコイルバネiの付勢力に抗して移動し、第2弁体fの弁頭h1が第2弁座e3から離間して、流通口e2が開き、キャニスター側の圧力が第2出入口b2から流通口e2を通り、更に第2弁体hの外周面と第1弁体fの内周面との間を通り、流通口d2及び第1出入口a2を順次通って燃料タンクへと流入し、燃料タンク内の減圧状態が解消される。
【0011】
このように、この2方向バルブによれば、燃料タンク内が所定の圧力範囲を超えて加圧又は減圧された場合に、バルブを開いてタンク内の正圧又は負圧をキャニスター側へと開放し、燃料タンク内を常に所定の圧力範囲に保持することができるものである。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この2方向バルブは、燃料タンク側の正圧をキャニスター側へと開放する際に振動や大きな異音が発生するという問題がある。
【0013】
即ち、燃料タンク内の圧力が上昇して、バルブの第1出入口a2側が高圧状態となり、図6に示されているように、この第1出入口a2側からの圧力により第1弁体fが移動して、該第1弁体fの弁頭d1が第1弁座a3から離間し、第1出入口a2が開いて、燃料タンク側の圧力をキャニスター側へと逃がす際、この従来のバルブでは、第1弁体fの弁頭d1に流通口d2が形成されているため、図6に矢印で示したように、第1出入口a2からバルブ内に流入した気流がこの流通口d2を通って第1弁体f内に流入し、該第1弁体内fで激しい乱流が生じると共に、弁頭d1の外側を流れる気流にも乱流が発生し、これら乱流の発生により振動や不快な異音が発生する。
【0014】
この場合、燃料タンク内の圧力は、給油時や高温下でガソリンが揺り動かされることにより、急激に上昇する場合が多々あり、この場合バルブ内を通過する気流は非常に高速となるため、上記振動や異音の発生は、許容し得ないものとなりやすい。
【0015】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、弁を開いて圧力の開放を行い圧力の調整を行う際に、流通気流の乱れによる振動や異音の発生を可及的に防止して、スムーズな流通気流により振動や不快な異音を発生させることなく、圧力調整を確実に行うことができる2方向バルブを提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、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弁座が形成されたバルブケースと、該バルブケース内に移動可能に配設され、上記一方の出入口に設けられた第1弁座に当接して該出入口を閉塞する第1弁体と、該第1弁体を上記一方の出入口に向けて付勢する第1付勢手段と、上記第1弁体に設けられ、一端部に第2弁座が形成された流通路と、該流通路の第2弁座に当接して、該流通路を閉塞する第2弁体と、該第2弁体を上記流通路の第2弁座に向けて付勢する第2付勢手段とを具備してなり、上記一方の出入口側の圧力が他方の出入口側の圧力よりも所定圧力高くなったとき、上記第1弁体が上記第1付勢手段の付勢力に抗して移動し、一方の出入口を開放して他方の出入口側へと圧力を逃がし、また他方の出入口側の圧力が上記一方の出入口側の圧力よりも所定圧力高くなったとき、上記第2弁体が上記第2付勢手段の付勢力に抗して移動し、上記流通路を開放し該流通路を通して一方の出入口側へと圧力を逃がすように構成された2方向バルブにおいて、上記第1弁体が、有底円筒状の弁体であって、その底壁中央部に設けられた貫通口と連通する上記流通路が設けられていると共に、該底壁外面の上記貫通口の周囲がリング状に膨出し、このリング状膨出部の内周面部が上記第2弁座となっており、上記第2弁体の弁頭が、上記第1弁体の外側から上記リング状膨出部内周面の第2弁座に当接するものであり、かつ、上記第2弁体の弁頭が、略円錐状に形成され、バルブケース内を流通する気流が、この弁頭の外周面及び第1弁体の底壁外面に沿ってバルブケース内周面側にスムーズに導かれるように構成したことを特徴とする2方向バルブを提供する。
【0017】
即ち、上記本発明の2方向バルブは、第1弁体に設けられた流通路を開閉する第2弁体の弁頭が、第1弁体の外側から流通路に設けられた第2弁座に当接するように構成されているため、正逆いずれの方向に圧力を逃がす場合でも、気流の流路に閉塞された凹部が形成されることがなく、大きな乱流を生じることなくスムーズに気流を流通させて、振動や不快な異音を生じることなく、確実に圧力調整を行うことができるものである。
【0018】
この場合、本発明では、上記第2弁体の弁頭が略円錐状に形成されており、更に上記第1弁頭の底壁外面に設けられた上記貫通口の周囲がリング状に膨出し、このリング状膨出部の内周面に形成された第2弁座に第2弁体の弁頭が当接するようになっているので、バルブケース内を流通する気流が、第2弁体の弁頭の外周面及び第1弁体の底壁外面に沿ってバルブケース内周面側にスムーズに導かれ、乱流の発生をより確実に防止して、振動や異音の発生をより確実に防止することができるものである。
【0019】
このように、本発明の2方向バルブによれば、バルブ内を流通する気流の乱れによる振動や異音の発生を可及的に防止して、スムーズな流通気流により振動や不快な異音を発生させることなく、圧力調整を確実に行うことができるものである。
【0020】
【発明の実施の形態及び実施例】
以下、本発明の実施例を示し、本発明をより具体的に説明する。
図1〜3は、本発明の一実施例にかかる2方向バルブを示すもので、この2方向バルブは、自動車の燃料タンクへと接続されるパイプ11aが一体に連結されたケース本体11とキャニスターへと接続されるパイプ12aが一体に連結された蓋体12とからなるバルブケース1と、略円筒状の第1弁体2と、該第1弁体2を付勢するコイルバネ3(第1付勢手段)と、第1弁体2内に設けられた流通路21を開閉する第2弁体4と、該第2弁体4を付勢するコイルバネ5(第2付勢手段)とで構成されている。
【0021】
上記バルブケース1を構成するケース本体11には、パイプ11aの接続部にパイプ11aよりもやや大径に形成された第1出入口111が設けられ、この第1出入口111のパイプ11a側端部には、上記コイルバネ5の端部が支持される段差部113が形成されている。また、この第1出入口111のケース本体11側端部の内周面はテーパー状に形成された第1弁座112となっている。更に、このケース本体11の内周面には軸方向に沿った複数の突条114が均等に突設されている。なお、パイプ11aには更に燃料タンクに取り付けられた燃料遮断バルブへと接続される2本の分岐パイプ11bが連結されている。
【0022】
また、上記バルブケース1を構成する蓋体12には、パイプ12aの接続部に第2出入口121が設けられており、この蓋体12が上記ケース本体11の開放端に超音波溶着によって接着固定され、この蓋体12と上記ケース本体11とでバルブケース1が構成されている。
【0023】
次に、上記第1弁体2は有底円筒状の弁体であり、その底壁中央部に貫通口が設けられていると共に、この貫通口と連通する管状の流通路21が第1弁体2の内方へ向けて軸方向に沿って形成されている。また、上記底壁外面の上記貫通口の周囲は断面円弧状に膨出してリング状の膨出部22が形成されており、このリング状膨出部22の外周面部が弁頭部23となっていると共に内周面部が第2弁座24となっている。なお、上記流通路21の内面には軸方向に沿った4本の突条25が90度ずつ離間して均等に突設されている。
【0024】
この第1弁体2は、上記リング状膨出部22を第1出入口111側に向けて上記バルブケース1内に配置され、第1弁体2の底壁内面とバルブケース1を構成する上記蓋体12の第2出入口121の周囲との間に配設されたコイルバネ3により、第1出入口111側へと付勢されている。
【0025】
ついで、上記第2弁体4は、丸棒状の軸体41の一端部に略円錐状の弁頭部42を一体に形成したものであり、弁頭部4の底面外周縁部が逆テーパー状に面取りされて、上記第2弁座24に当接する弁座当接部43になっている。
【0026】
そして、この第2弁体4は、上記第1弁体2の流通路21内に軸部41が挿入され、弁頭部42が第1弁体2の外側に位置した状態で、摺動可能に配設されており、一端が該第2弁体4の上記弁座当接部43に設けられた段差部44に支持され、他端がバルブケース1の一方の出入口111内周部に設けられた上記段差部113に支持されたコイルバネ5により、第1弁体2の内側へ向けて付勢されている。
【0027】
なお、本実施例では、上記バルブケース1を構成するケース本体11及び蓋体12、第1弁体2、並びに第2弁体4は、燃料非透過性に優れるポリアセタール樹脂で形成されている。この場合、これらの形成材料はポリアセタール樹脂に限定されず、種々の樹脂材料で形成することができるが、燃料非透過性に優れる材料であることが好ましい。
【0028】
次に、この2方向バルブの動作について説明する。
この2方向バルブは、常時は、図1に示されているように、上記第2弁体4の弁頭部42に設けられた弁座当接部43が上記第1弁体2の第2弁座24に当接し、第1弁体2の流通路21が閉塞された状態で、この第1弁体2の弁頭部23がバルブケース1の上記第1弁座112に当接して、第1出入口111が閉塞した状態に閉じられている。
【0029】
この状態で燃料タンク内の圧力が上昇し、上記第1出入口111側が、第2出入口121側よりも所定圧力以上に高くなると、図2に示したように、第1出入口111側からの圧力により、第1弁体2がコイルバネ3の付勢力に抗して移動し、第1弁体2の弁頭部23が第1弁座112から離間して第1出入口111が開く。このとき、第2弁体4はコイルバネ5の付勢力により第1弁体2の流通路21を閉塞した状態のまま第1弁体2と共に移動する。そして、燃料タンク側の圧力による気流が第1出入口111からバルブ本体11内に流入し、第2弁体4の弁頭部42の外周面に沿ってバルブ本体11の内周面側へと導かれ、第1弁体2の外周面とバルブ本体11の内周面との間を通り、更に第2出入口121を通ってキャニスター側へと流れ、燃料タンク内の圧力が開放される。
【0030】
また、逆に燃料タンク内が減圧になり、第2出入口121側が、第1出入口111側よりも所定圧力以上高くなると、図3に示したように、第2出入口121側からの圧力により、第2弁体4がコイルバネ5の付勢力に抗して移動し、第2弁体4の弁頭部42に設けられた弁座当接部43が第1弁体2に設けられた第2弁座24から離間して、第1弁体2の流通路21が開き、キャニスター側の圧力による気流が第2出入口121から第1弁体2内に流入し、流通路21内を通り抜け、更に第2弁体4の弁頭部42外周面とケース本体11の内周面との間を通り、第1出入口111を通過して燃料タンクへと流入し、燃料タンク内の減圧状態が解消される。
【0031】
このように、この2方向バルブによれば、図4〜7に示された従来の2方向バルブと同様に、燃料タンク内が所定の圧力範囲を超えて加圧又は減圧された場合に、バルブを開いてタンク内の正圧又は負圧をキャニスター側へと開放し、燃料タンク内を常に所定の圧力範囲に保持することができるものである。
【0032】
この場合、本実施例の2方向バルブは、流通路21を開閉する第2弁体4の弁頭部42が、第1弁体2の外側から第2弁座24に当接するように構成されているため、図2,3に示されているように、正逆いずれの方向に圧力を逃がす場合でも、気流の流路に閉塞された凹部が形成されることがなく、大きな乱流を生じることなくスムーズに気流を流通させて、振動や不快な異音を生じることなく、確実に圧力調整を行うことができるものである。
【0033】
特に、燃料タンク側の正圧をキャニスター側に開放する場合には、上述のように、非常に強い気流が発生しやすいが、本実施例の2方向バルブでは、図2に示されているように、円錐状に形成された第2弁体4の弁頭部42が気流をスムーズにバルブ本体11の内周面側へと導き、乱流の発生をより確実に防止して、振動や異音の発生をより確実に防止することができるものである。
【0034】
このように、本実施例の2方向バルブによれば、バルブ内を流通する気流の乱れによる振動や異音の発生を可及的に防止して、スムーズな流通気流により振動や不快な異音を発生させることなく、圧力調整を確実に行うことができるものである。
【0035】
更に、本実施例の2方向バルブでは、第2弁体4が第1弁体2の外側から流通路21に取り付けられ、かつこの第2弁体4を付勢するコイルバネ5が、該第2弁体4に設けられた段差部44とバルブケース1に設けられた段差部113との間に配設されているため、第1弁体2内にコイルバネを配設して第2弁体4を付勢する場合のように、バネ受け座を第1弁体2内に設ける必要がない。このため、図4〜7に示された従来のバルブのように第1弁体fを構成する弁本体dに第2弁体h及びコイルバネiを配置した後、弁座キャップeを接着固定して弁本体dを閉塞する必要がなく、本実施例の2方向バルブでは上記従来例における弁座キャップeに相当する部品が省略されている。
【0036】
また、組立作業は、バルブケース1を構成するケース本体11内に第1弁体2、第2弁体4、及び2つのコイルバネ3,5を配置し、該ケース本体11に蓋体12を超音波溶着によって接着固定してケース本体11を閉塞するだけの1段階の組立工程により完結し、上記図4〜7に示された従来のバルブのように、第1弁体f内に第2弁体h及びコイルバネiを配置する第1工程と、この第1弁体f及びコイルバネgをケース本体c内に配置する第2工程の2段階の組立工程を必要とする場合に比べて組立工程を簡略化することができる。
【0037】
このように、本実施例の2方向バルブによれば、従来のバルブに比べて部品点数の削減を図ることができると共に、組立工程を簡略化することができ、製造コストの削減を図り、より安価に2方向バルブを供給することができる。
【0038】
なお、本発明の2方向バルブは、上記実施例に限定されるものではなく、ケース本体1、第1弁体2、第2弁体4及び付勢手段3,5等の各部品の形状等は適宜変更することができ、その他の構成についても本発明の要旨を逸脱しない限り種々変更して差し支えない。また、本発明の2方向バルブは自動車の燃料タンクとキャニスターとの間に配設されるチェックバルブとして好適に使用されるものであるが、その用途はこれに限定されるものではなく、各種容器やその他の閉鎖状空間部内の加圧状態又は減圧状態に応じてバルブを開閉し、各種容器やその他の閉鎖状空間部内の圧力を一定範囲に保持するためのバルブとして好適に使用することができる。
【0039】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の2方向バルブによれば、バルブ内を流通する気流の乱れによる振動や異音の発生を可及的に防止して、スムーズな流通気流により振動や不快な異音を発生させることなく、圧力調整を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例にかかる2方向バルブを示す断面図である。
【図2】同2方向バルブが、一方の出入口側が加圧状態となったことにより弁を開いた状態を示す断面図である。
【図3】同2方向バルブが、他方の出入口側が加圧状態となったことにより弁を開いた状態を示す断面図である。
【図4】従来の2方向バルブを示す分解断面図である。
【図5】同2方向バルブが閉じた状態を示す断面図である。
【図6】同2方向バルブが、一方の出入口側が加圧状態となったことにより弁を開いた状態を示す断面図である。
【図7】同2方向バルブが、他方の出入口側が加圧状態となったことにより弁を開いた状態を示す断面図である。
【符号の説明】
1 バルブケース
11 ケース本体
111 第1出入口
112 第1弁座
113 段差部
12 蓋体
121 第2出入口
2 第1弁体
21 流通路
23 弁頭部
24 第2弁座
3 コイルバネ(第1付勢手段)
4 第2弁体
41 軸体
42 弁頭部
43 弁座当接部
44 段差部
5 コイルバネ(第2付勢手段)
Claims (5)
- 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弁座が形成されたバルブケースと、
該バルブケース内に移動可能に配設され、上記一方の出入口に設けられた第1弁座に当接して該出入口を閉塞する第1弁体と、
該第1弁体を上記一方の出入口に向けて付勢する第1付勢手段と、
上記第1弁体に設けられ、一端部に第2弁座が形成された流通路と、
該流通路の第2弁座に当接して、該流通路を閉塞する第2弁体と、
該第2弁体を上記流通路の第2弁座に向けて付勢する第2付勢手段とを具備してなり、
上記一方の出入口側の圧力が他方の出入口側の圧力よりも所定圧力高くなったとき、上記第1弁体が上記第1付勢手段の付勢力に抗して移動し、一方の出入口を開放して他方の出入口側へと圧力を逃がし、また他方の出入口側の圧力が上記一方の出入口側の圧力よりも所定圧力高くなったとき、上記第2弁体が上記第2付勢手段の付勢力に抗して移動し、上記流通路を開放し該流通路を通して一方の出入口側へと圧力を逃がすように構成された2方向バルブにおいて、
上記第1弁体が、有底円筒状の弁体であって、その底壁中央部に設けられた貫通口と連通する上記流通路が設けられていると共に、該底壁外面の上記貫通口の周囲がリング状に膨出し、このリング状膨出部の内周面部が上記第2弁座となっており、上記第2弁体の弁頭が、上記第1弁体の外側から上記リング状膨出部内周面の第2弁座に当接するものであり、かつ、上記第2弁体の弁頭が、略円錐状に形成され、バルブケース内を流通する気流が、この弁頭の外周面及び第1弁体の底壁外面に沿ってバルブケース内周面側にスムーズに導かれるように構成したことを特徴とする2方向バルブ。 - 上記第2付勢手段が、上記第2弁体と上記バルブケースの内面との間に配設されたものである請求項1記載の2方向バルブ。
- 上記第2弁体が、軸体の一端部に弁頭部を形成したものであり、その軸体が上記第1弁体に設けられた流通路内に挿入され、上記弁頭部が第1弁体の外側から流通路の一端部に設けられた上記第2弁座に当接するように配置された請求項1又は2記載の2方向バルブ。
- 上記バルブケースが、有底筒状のケース本体と該ケース本体の開放端を閉塞する蓋体とを具備してなり、上記ケース本体の底壁に上記一方の出入口が形成されていると共に、上記蓋体に上記他方の出入口が形成されたものである請求項1〜3のいずれか1項に記載の2方向バルブ。
- 自動車の燃料タンクとキャニスターとの間に設置され、燃料タンク内を所定圧力に調整するチェックバルブであり、上記一方の出入口が燃料タンクに接続され、上記他方の出入口がキャニスターに接続される請求項1〜4のいずれか1項に記載の2方向バルブ。
Priority Applications (3)
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