JP5790674B2 - リリーフ弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、空間の圧力を適正圧力範囲に保つためのリリーフ弁に関する。例えば、燃料タンク密閉弁に用いられるリリーフ弁装置に関する。

従来より、燃料タンク密閉弁に用いられるリリーフ弁装置として、燃料タンク内の圧力を適正圧力に保つために正圧リリーフ弁と負圧リリーフ弁とを備えるものがある（特許文献１参照）。
燃料タンク内の圧力は、燃料の気化に伴って正圧になる場合と、気化した燃料の液化に伴って負圧になる場合がある。そこで、燃料タンクの保護を目的として、燃料タンク内の圧力を適正圧力に保つため、正圧リリーフ弁と負圧リリーフ弁とを設けている。

各リリーフ弁は、燃料タンクに接続される圧力室に連通する孔を開閉する弁体と、弁体に設けられ、孔を囲む弁座に閉弁時に密着するシールリップを備えている。
従来のシールリップは、弁体に近い根元よりも弁体から離れた先端が外周に位置するように傾斜して突出している。シールリップは、閉弁時にリリーフスプリングの荷重を受けて弾性変形することで弁座に密着する。すなわち、シールリップのシール性を確保するためには、シールリップをある程度、変形しやすくする必要がある。

特開２０１３−１５２０８号公報

しかしながら、シールリップを変形しやすくすると、図６に示すように、閉弁時に圧力室からの圧力によってシールリップ１０２が外周へ押し広げられて、シールリップ１０２の先端のシール部１０２ａが弁座１０４から離れて、漏れを生じる虞がある（二点鎖線参照）。すなわち、開弁圧となる前に圧力漏れが生じる場合がある。

そこで、本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、リリーフ弁の閉弁時の圧力漏れを抑制することにある。

本発明のリリーフ弁装置は、流体が導入される圧力室に連通する孔を圧力室の圧力に応じて開閉する弁体と、弁体に設けられ、孔を囲む弁座に閉弁時に密着するものであり、孔の内周側に向かって傾斜しつつ弁体から弁座に向かって突出する環状のシールリップとを備える２つのリリーフ弁を具備する。
そして、一方のリリーフ弁は、圧力室の圧力が正圧側の開弁圧以上まで上昇したときに開弁する正圧リリーフ弁であり、他方のリリーフ弁は、圧力室の圧力が負圧側の開弁圧以下まで低下したときに開弁する負圧リリーフ弁である。

これによれば、閉弁時に圧力室の圧力によって外側に押し広げようとする変形がシールリップに生じた場合でも、本発明では、シールリップは内向きに傾斜しているため、上記変形は弁座に対してシールリップが圧接する方向への変形となる。このため、閉弁時にシールリップが変形しても圧力漏れは生じない。

リリーフ弁装置が適用されてタンク密閉弁の概要図である（実施例１）。 タンク密閉弁の全体構成図である（実施例１）。 リリーフ弁装置の全体構成図である（実施例１）。 図３の部分拡大図である（実施例１）。 図４の部分拡大図である（実施例１）。 従来のリリーフ弁の問題点を説明する図である。

本発明を実施するための形態を以下の実施例により詳細に説明する。

〔実施例の構成〕
実施例を、図１〜６を用いて説明する。
本実施例のリリーフ弁装置１は、例えば、蒸発燃料蒸散防止装置のタンク密閉弁２に使用される。

タンク密閉弁２は、図１に示すように、ガソリン等の燃料を蓄える燃料タンクＴ（圧力容器）と、気化燃料の吸着を行うキャニスタＣとを連通する配管途中に接続されている。

タンク密閉弁２は、燃料タンクＴに接続する第１ポート４と、キャニスタＣに接続する第２ポート５と、第１ポート４と第２ポート５との間を開閉する電磁弁６と、燃料タンク内の圧力状態に応じて第１ポート４と第２ポート５との間を開閉するリリーフ弁装置１とを備える。

電磁弁６は、図２に示すように、第１ポート４と第２ポート５との間に設けられた弁孔８を開閉する弁体９と、弁体９を閉弁方向に付勢するリターンスプリング１０と、弁体９をリターンスプリング１０の付勢力に抗して駆動するための電磁アクチュエータ１１とを備える。
電磁アクチュエータ１１は、例えば、通電により磁力を発生するコイル１２と、弁体９と一体に移動する可動子１３と、コイル１２の発生する磁力により可動子１３を吸引磁力する固定子１４とを有している。

リリーフ弁装置１は、図３に示すように、第１ポート４に連通する圧力室１８を形成するハウジング１９と、圧力室１８の圧力が正圧側の開弁圧以上まで上昇したときに開弁する正圧リリーフ弁２０と、圧力室１８の圧力が負圧側の開弁圧以下まで低下したときに開弁する負圧リリーフ弁２１とを備える。

ハウジング１９は、有底筒状を呈して一端側が開口するハウジング本体２５と、このハウジング本体２５の内部に配設されて圧力室１８の一面を区画する弁プレート２６と、ハウジング本体の一端側の開口を塞ぐように組み付けられるとともに弁プレート２６の反圧力室側に空間２８を形成するカバー２９とを有している。
なお、ハウジング１９には、第１ポート４と圧力室１８とを連通する開口（図示せず）と、第２ポート５と空間２８とを連通する開口（図示せず）とが設けられている。

弁プレート２６には、圧力室１８と空間２８とを連通する弁孔３１と第２の弁孔３２とが形成されている。本実施例では、弁孔３１と弁孔３２とは弁プレート２６を貫通する穴として設けられている。弁プレート２６の反圧力室側の面において弁孔３１の外周には弁座３３が形成され、弁プレート２６の圧力室側の面において弁孔３２の外周には弁座３４が形成されている。

正圧リリーフ弁２０は、弁プレート２６に対し反圧力室側に配置されており、弁座３３に離着座することで弁孔３１を開閉する弁体３５と、弁体３５を閉方向に付勢する正圧スプリング３６とを有する。
正圧スプリング３６によって正圧側の開弁圧が設定され、圧力室１８の圧力が正圧側の開弁圧以上まで上昇したときに第１の弁孔３１を開弁する。

負圧リリーフ弁２１は、弁座３４に離着座することで弁孔３２を開閉する弁体３８と、弁体３８を閉方向に付勢する負圧スプリング３９とを有する。
負圧スプリング３９によって負圧側の開弁圧が設定され、圧力室１８の圧力が負圧側の開弁圧以下まで低下したときに第２の弁孔３２を開弁する。

〔本実施例の特徴〕
弁体３５、３８には、それぞれ、弁孔３１、３２を囲む弁座３３、３４に閉弁時に密着する環状のシールリップ４１、４２が設けられている。

シールリップ４１は、例えばゴム製であり、閉弁時に正圧スプリング３６による付勢力によって弾性変形して弁座３３に密着する。
すなわち、シールリップ４１の先端の弁座３３に当接するシール部４１ａは、シールリップ４１の弁体３５に近い根元部４１ｂよりも、内周側に存在しており、内向きリップとなっている。

シールリップ４２は、例えばゴム製であり、閉弁時に負圧スプリング３９による付勢力によって弾性変形して弁座３４に密着する。
すなわち、シールリップ４２の先端の弁座３４に当接するシール部４２ａは、シールリップ４２の弁体３８に近い根元部４２ｂよりも、内周側に存在しており、内向きリップとなっている。

なお、シールリップ４１、４２は、根元部４１ｂ、４２ｂの剛性を高くしてあり、シール部４１ａ、４２ａのみで弁座３３、３４とのシールができるように設計されている。根元部４１ｂ、４２ｂを撓みやすくすると、先端のシール部４１ａ、４２ａから根元部４１ｂ、４２ｂ付近までの範囲が弁座に当接してしまうことになり、シール面圧が低くなる虞があるからである。

〔リリーフ弁装置の作動〕
燃料タンクＴに正圧リリーフ弁２０の開弁圧以上の正圧が生じると、弁体３５が弁孔３１を開き、第１ポート４（燃料タンク側）から、圧力室１８、弁孔３１、空間２８を経て、第２ポート５（キャニスタ側）へと流体がながれ、燃料タンクＴ内の圧力を低下させることができる。
また、燃料タンクＴに負圧リリーフ弁２１の開弁圧以上の負圧が生じると、弁体３５が弁孔３２を開き、第２ポート５（キャニスタ側）から、空間２８、弁孔３２、圧力室１８を経て、第１ポート４（燃料タンク側）へ流体が導かれ、燃料タンクＴ内の圧力を上昇させることができる。

〔本実施例の作用効果〕
次に、本実施例の作用効果を、閉弁時の圧力室からの圧力に対するシールリップ４１、４２の挙動とともに、図４〜５を用いて説明する。

図４に示すように、正圧リリーフ弁２０において、弁体３５が正圧スプリング３６に押圧されて閉弁している閉弁時に、シールリップ４１はシール部４１ａが弁座３３に当接し、シールを確保する。
この閉弁時に、圧力室１８に正圧が生じた場合、圧力がシールリップ４１を外側に押し広げるように作用する。シールリップ４１が外側に広がろうとすると、シールリップ４１は傾斜角を小さくする方向に変形することになる（図４の二点鎖線）。すなわち、シールリップ４１が起き上がろうとする。これにより、シール部４１ａは弁座３３により圧接することになり、開弁圧より小さい正圧で圧力漏れを生じることがない。

なお、このとき、圧力室１８に正圧は負圧リリーフ弁２１のシールリップ４２にも作用するが、正圧によって弁体３５が弁座３３に着座する方向に押圧されるため、シールリップ４２の変形に関係なく負圧リリーフ弁２１のシール性を確保できる。

また、図５に示すように、負圧リリーフ弁２１において、弁体３８が負圧スプリング３９に押圧されて閉弁している閉弁時に、シールリップ４２はシール部４２ａが弁座３４に当接し、シールを確保する。
この閉弁時に、圧力室１８に負圧が生じた場合、圧力がシールリップ４２を外側に押し広げるように作用する。シールリップ４２が外側に広がろうとすると、シールリップ４２は傾斜角を小さくする方向に変形することになる（図５の二点鎖線）。すなわち、シールリップ４２が起き上がろうとする。これにより、シール部４２ａは弁座３４により圧接することになり、開弁圧より小さい負圧で圧力漏れを生じることがない。

〔変形例〕
実施例のリリーフ弁装置１は、タンク密閉弁２に用いられるものであったが、これに限らず、正圧リリーフ弁２０と負圧リリーフ弁２１とが必要な機器に適用することができる。
実施例は、２つのリリーフ弁（正圧リリーフ弁２０、負圧リリーフ弁２１）を有するリリーフ弁装置１に本発明を適用した例であったが、本発明を単にリリーフ弁に適用してもよい。

１ リリーフ弁装置
１８ 圧力室
２０ 正圧リリーフ弁
２１ 負圧リリーフ弁
３１、３２ 弁孔
３３、３４ 弁座
３５、３８ 弁体
４１、４２ シールリップ

Claims (1)

1. 流体が導入される圧力室（１８）に連通する孔（３１、３２）を前記圧力室（１８）の圧力に応じて開閉する弁体（３５）と、
   前記弁体（３５、３８）に設けられ、前記孔（３１、３２）を囲む弁座（３３、３４）に閉弁時に密着するものであり、前記孔（３１、３２）の内周側に向かって傾斜しつつ前記弁体（３５、３８）から前記弁座（３３、３４）に向かって突出する環状のシールリップ（４１、４２）とを備えるリリーフ弁を２つ備え、
   一方の前記リリーフ弁は、前記圧力室の圧力が正圧側の開弁圧以上まで上昇したときに開弁する正圧リリーフ弁（２０）であり、
   他方の前記リリーフ弁は、前記圧力室の圧力が負圧側の開弁圧以下まで低下したときに開弁する負圧リリーフ弁（２１）であることを特徴とするリリーフ弁装置。

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