JP6044493B2

JP6044493B2 - 流量切替弁

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Publication number: JP6044493B2
Application number: JP2013181794A
Authority: JP
Inventors: 遼佑岸
Original assignee: Denso Corp
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Filing date: 2013-09-03
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Description

本発明は、弁体のストロークに応じて流量を切り替える流量切替弁に関する。

従来、車両の燃料タンクと連通するキャニスタを備えた蒸発燃料処理装置が知られている（例えば特許文献１参照）。同装置は、燃料タンクとキャニスタとを連通する経路に燃料タンクを密閉できるタンク密閉弁を備えている。このタンク密閉弁は、走行中の一部や給油時を除いて閉弁状態に制御される。給油の操作が検知された場合は、その時点から給油が終了するまでの間、タンク密閉弁は開弁状態とされる。
給油の操作が検知された時点でタンク密閉弁が開かれると、給油口が開かれるのに先立って、燃料蒸気を含むタンク内ガスをキャニスタに向けて流出させることができる。これは、タンク内の燃料蒸気を大気へ放出させないための動作であり、そのためには、タンク内圧が十分低下するまで給油口の開放を禁止しておくことが必要である。よって、給油の際に待ち時間（圧抜き待ち時間と呼ぶ）が生じる。

また、タンク密閉弁が閉じられている間にタンク内圧が著しく高圧となることがある。タンク内圧が高圧となった場合にタンク密閉弁が開かれると、キャニスタが単位時間に吸着可能な燃料蒸気よりも多量の燃料蒸気が燃料タンクからキャニスタへ流入する。つまり、キャニスタの単位時間当たりの吸着能力を超える多量の燃料蒸気が瞬間的に燃料タンクからキャニスタへ流入するため、キャニスタを破過した燃料蒸気がキャニスタの大気口から大気へ漏れ出る恐れがあるという技術的問題がある。
このため、タンク内圧が高圧の場合は流れる流量を少なくしてキャニスタの大気口から大気への燃料蒸気の漏れ出しを防止し、タンク内圧が低圧で燃料蒸気が大気へ漏れ出す恐れがない場合は、早急に圧力を開放させるために大流量を流してやる必要がある。

上記の課題を解決する一つの手段として、流量切替弁が用いられる。
例えば、特許文献２に開示された流量切替弁は、図１０（ａ）に示すように、入口ポート１１０と出口ポート１２０を有するハウジング１００と、このハウジング１００の内部に配設される弁体１３０と、この弁体１３０を入口ポート１１０側へ付勢するスプリング１４０等を有する。弁体１３０には、入口ポート１１０側と出口ポート１２０側とを連通する連通孔１５０が形成され、この連通孔１５０が弁体１３０の中心より径方向にオフセットした位置に形成されている。

また、弁体１３０は、入口ポート１１０側に設定されるオフ位置（図中に実線で示す位置）と出口ポート１２０側に設定されるオン位置（図中に二点鎖線で示す位置）との間で往復動可能であり、この弁体１３０のストロークに伴って流体流路の最小流路面積、すなわち流量を切り替える。
つまり、入口ポート１１０に流入する流体の圧力（以下、入口圧力と呼ぶ）を受けて弁体１３０がオフ位置からオン位置へ移動することで大流量から小流量に切り替わり、入口圧力が低下して弁体１３０がオン位置からオフ位置へ移動することで小流量から大流量に切り替わる。

特開２００１−１６５００３号公報特開２０１３−８３２９６号公報

流体流路の最小流路面積は、弁体１３０がオフ位置の時に弁体１３０に開口する連通孔１５０の開口面積Ａ１で決まり、弁体１３０がオン位置の時に連通孔１５０と出口ポート１２０とが連通する連通部分の開口面積Ａ３〔図１０（ｂ）参照〕で決まる。
また、弁体１３０のオフ位置からオン位置までの間は、弁体１３０と出口ポート１２０の開口端面との間に形成される側面積Ａ２〔図１０（ａ）に二点鎖線で示す円筒部分の面積〕によって決まり、図１１（ａ）に示すように、線形に減少する。なお、図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の横軸上に印されるＯＦＦは弁体１３０のオフ位置を示し、ＯＮは弁体１３０のオン位置を示している。

このとき、弁体１３０の前後差圧ΔＰは流路面積によって可変する、すなわち、出口側流路の絞り度合であり、図１１（ｂ）に示すように、弁体１３０が入口側から出口側へ移動するに連れて前後差圧ΔＰは非線形に増加する。このため、弁体１３０を出口側へ付勢する受圧力Ｆｖ（弁体１３０の前後差圧ΔＰ×弁体１３０の受圧面積）も非線形に増加する。一方、スプリング１４０の荷重は、同図（ｃ）に細実線で示すように、弁体１３０のストロークに対して線形に増加する。このため、弁体１３０に作用する受圧力Ｆｖとスプリング力Ｆｓとの関係性により、弁体１３０が入口側から出口側へ移動する作動時の入口圧力Ｐ２（Ｆｖ２＞Ｆｓとなる場合）と、出口側から入口側へ移動する戻り時の入口圧力Ｐ１（Ｆｖ１＜Ｆｓとなる場合）とが一致しない。なお、図中に記載したＦｖ１は、入口圧力Ｐ１の時に弁体１３０に作用する受圧力であり、Ｆｖ２は入口圧力Ｐ２の時に弁体１３０に作用する受圧力である。

先のタンク密閉弁では、図１２に示すように、燃料蒸気の大気への漏れ出しを防止するために流量の上限が決まる。よって、同図に示すＰＱ特性より上限圧力Ｐｍａｘ（大流量→小流量に切り替えなければならない流量上限の圧力）も決まる。また、給油時の圧抜き待ち時間の制約から小流量→大流量へ切り替わる時の下限圧力Ｐｍｉｎが決まる。従って、入口圧力（タンク内圧）が上限圧力Ｐｍａｘ以上の時にタンク密閉弁を開いた場合は、流量を小流量に切り替えて燃料蒸気がキャニスタを吹き抜けるのを防ぐ必要がある。しかし、Ｐｍａｘ〜Ｐ２の間（図中Ｐａ）でタンク密閉弁を開くと、弁体１３０が入口側から出口側へ移動しないため、大流量から小流量へ切り替えることができない。このため、キャニスタを破過した燃料蒸気が大気へ漏れ出る恐れがある。

一方、図１３に示すように、弁体１３０が出口側から入口側へ戻る時の入口圧力Ｐ１が下限圧力Ｐｍｉｎより小さい場合は、Ｐ２より高い圧力Ｐｂでタンク密閉弁を開くと、弁体１３０がオン位置に留まる時間が長くなる。つまり、タンク内圧（入口圧力）が下限圧力Ｐｍｉｎより低いＰ１まで低下する間は、弁体１３０がオフ位置へ戻ることはないため、給油時の圧抜き待ち時間が長くなる。
しかし、弁体１３０の作動時と戻り時とで入口圧力が一致していないと、どちらか一方を犠牲に（緩和）しなければ、キャニスタの破過防止と圧抜き待ち時間の短縮とを同時に満たすことはできない。よって、キャニスタの破過防止と圧抜き待ち時間の短縮とを同時に満たすためには、弁体１３０の作動時と戻り時とで入口圧力を一致させる必要がある。
本発明は、上記の課題を解決するために成されたものであり、その目的は、弁体の作動時と戻り時とで入口圧力を一致できる、あるいは入口圧力のばらつきを小さくできる流量切替弁を提供することにある。

本発明は、内部に弁室を形成すると共に、前記弁室の軸心方向に対向して前記弁室に開口する入口ポートと出口ポートを有する弁ハウジングと、前記入口ポート側に設定されるオフ位置と前記出口ポート側に設定されるオン位置との間で前記弁室の内部を往復動可能に配設される弁体と、この弁体を前記オフ位置に向けて付勢するスプリングとを有し、前記入口ポートに流入する流体の圧力を受けて前記弁体が前記オフ位置から前記オン位置へ移動することで前記弁室の内部を流れる流体流量を大流量から小流量に切り替え、前記入口ポートに流入する流体の圧力が低下して前記弁体が前記オン位置から前記オフ位置へ戻ることで流体流量を小流量から大流量に切り替える流量切替弁であって、前記弁室の内部を流体が流れる流体流路は、前記弁室の内周と前記弁体の外周との間に流体の通り道となる外側流路を有し、前記弁体が前記オフ位置から前記オン位置へ移動する際に、前記弁体のストロークに伴い前記弁体の前後差圧が線形に増加するように、前記外側流路の上流端から下流端へ向かって前記弁室の内径の減少率が徐々に小さくなる絞り形状を設けることで前記流体流路の最小流路面積を非線形に減少させていることを特徴とする。

本発明の流量切替弁は、外側流路の上流端から下流端へ向かって弁室の内径の減少率が徐々に小さくなる絞り形状を設けている。これにより、入口ポートに流入する流体の圧力を受けて弁体がオフ位置からオン位置へ移動する際に、弁体のストロークに伴い流体流路の最小流路面積が非線形に減少する。言い換えると、弁体がオフ位置からオン位置へ移動するに連れて弁体の前後差圧が線形に増加するように、流体流路の最小流路面積を非線形に変化（減少）させている。
上記の構成によれば、弁体の前後差圧に比例する受圧力（弁体の前後差圧×弁体の受圧面積）をスプリング力と同様に線形に補正できる。その結果、弁体が入口側から出口側へ移動する時の入口圧力と、出口側から入口側へ移動する時の入口圧力とを一致させることが可能となる。よって、弁体の作動時と戻り時の圧力差を小さくできるので、同じ圧力で大流量と小流量とを切り替えることが可能となる。

（ａ）流量切替弁の構成を模式的に示した断面図、（ｂ）流路面積を示す切替弁の平面図である。（ａ）切替弁のストロークに対する最小流路面積の変化を表すグラフ、（ｂ）切替弁のストロークと切替弁前後差圧との関係を示すグラフ、（ｃ）切替弁のストロークと受圧力及びスプリング力との関係を示すグラフである。実施例１に係る切替弁オフ時のＰＱ特性と切替弁オン時のＰＱ特性を示すグラフである。タンク密閉弁の断面図である。図３に示す流量切替弁のＶ−Ｖ断面図である。図３に示す流量切替弁のＶＩ−ＶＩ断面図である。図５のＣ−Ｄ−Ｅ−Ｆ−Ｇ−Ｈ断面を表す切替弁オフ位置の断面図である。図５のＣ−Ｄ−Ｅ−Ｆ−Ｇ−Ｈ断面を表す切替弁オン位置の断面図である。蒸発燃料処理装置の構成図である。（ａ）従来技術に係る流量切替弁の構成を模式的に示した断面図、（ｂ）弁体フルストローク時の流路面積を示す平面図である。（ａ）弁体のストロークに対する最小流路面積の変化を表すグラフ、（ｂ）弁体のストロークと弁体前後差圧との関係を示すグラフ、（ｃ）弁体のストロークと受圧力及びスプリング力との関係を示すグラフである。従来技術の課題（キャニスタ破過）を説明する弁体オフ時のＰＱ特性と弁体オン時のＰＱ特性を示すグラフである。従来技術の課題（圧抜き待ち時間）を説明する弁体オフ時のＰＱ特性と弁体オン時のＰＱ特性を示すグラフである。

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１〕
実施例１では、本発明の流量切替弁を車両の蒸発燃料処理装置に用いた事例を説明する。蒸発燃料処理装置は、図９示すように、燃料タンク１の内部で気化した燃料蒸気を一時的に吸着保持するためのキャニスタ２を備える。キャニスタ２に吸着された燃料蒸気は、内燃機関の運転時にキャニスタ２から吸気通路３の内部へ吸引され、内燃機関の燃焼室に引き込まれて燃焼される。
キャニスタ２は、以下に説明するタンクポート２ａ、パージポート２ｂ、および大気ポート２ｃ等を有するキャニスタケースを備え、このキャニスタケースの内部に燃料蒸気を吸着する活性炭等の吸着剤４が充填されている。

タンクポート２ａは、ベーパ通路５を介して燃料タンク１に接続される。ベーパ通路５には、本発明の流量切替弁を含むタンク密閉弁６が設けられる。
パージポート２ｂは、パージ通路７を介してスロットル弁８より下流側の吸気通路３に接続される。パージ通路７には、キャニスタ２から吸気通路３の内部へ吸引される燃料蒸気の流量を調整するパージ制御弁９が設けられる。
大気ポート２ｃには、この大気ポート２ｃを開閉するキャニスタ制御弁１０が設けられる。また、キャニスタ制御弁１０の大気開放口に大気開放通路１１が接続され、この大気開放通路１１には、キャニスタ制御弁１０の開弁時にキャニスタ２へ流入する空気（外気）をろ過するエアフィルタ１２が取り付けられている。

続いて、タンク密閉弁６の構成を説明する。
タンク密閉弁６は、図４に示すように、ベーパ通路５に接続される入口パイプ１３と出口パイプ１４、燃料蒸気を含むタンク内ガスの流れを制御する電磁弁１５、この電磁弁１５の開弁時に流れるタンク内ガスの流量を切り替えることが出来る流量切替弁１６等より構成される。
入口パイプ１３は、ベーパ通路５の上流側に接続されて燃料タンク１に通じている。この入口パイプ１３の下流端には、流量切替弁１６にタンク内ガスが流入する入口ポート１７が開口している。
出口パイプ１４は、ベーパ通路５の下流側に接続されてキャニスタ２に通じている。この出口パイプ１４の上流端には、流量切替弁１６よりタンク内ガスが流出する出口ポート１８が開口している。

電磁弁１５は、通電によって電磁石を形成するコイル１９と、電磁石により磁化される固定子２０と、磁化された固定子２０に吸引されてコイル１９の内周を軸方向に移動する可動子２１と、この可動子２１と一体に可動して入口ポート１７を開閉する弁部材２２等より構成される。
この電磁弁１５は、図示しないＥＣＵ（エンジン制御ユニット）によってオン／オフ動作が制御される。具体的には、ＥＣＵよりオン信号が出力されてコイル１９が励磁されると、磁化された固定子２０と可動子２１との間に吸引力が働き、その吸引力によって可動子２１が図４の左方向（開弁方向）へ移動する。一方、ＥＣＵよりオフ信号が出力されてコイル１９への通電が停止すると、吸引力が消滅してリターンスプリング２３の反力により可動子２１が図示右方向（閉弁方向）へ押し戻される。

弁部材２２は、入口ポート１７に対向する先端部にゴム製のシール部材２２ａが円環状に装着され、このシール部材２２ａが入口ポート１７の周囲に形成される弁座面より離れることで開弁し、シール部材２２ａが弁座面に密着することで閉弁する。すなわち、弁部材２２が可動子２１と共に開弁方向へ移動してシール部材２２ａが弁座面より離れることで入口ポート１７を開き、弁部材２２が可動子２１と共に閉弁方向へ移動してシール部材２２ａが弁座面に密着することで入口ポート１７を閉じる。
なお、この電磁弁１５は、コイル１９が励磁されて可動子２１が吸引される作動時に弁部材２２が入口ポート１７を開き、コイル１９への通電が停止して可動子２１が押し戻される作動停止時に弁部材２２が入口ポート１７を閉じる常閉タイプである。

流量切替弁１６は、図１（ａ）に示すように、内部に弁室２４を形成する弁ハウジング２５と、弁室２４の内部に配設される切替弁２６と、この切替弁２６を入口ポート１７側へ付勢するスプリング２７等より構成される。
弁ハウジング２５は、入口パイプ１３と出口パイプ１４との間に配設され、弁室２４の軸心方向（図示左右方向）に対向して入口ポート１７と出口ポート１８が開口している。
切替弁２６は、図６に示すように、径方向の中央部に入口ポート１７側と出口ポート１８側とを連通する円形の連通孔２６ａが開口する円板形状を有し、弁室２４の内周に設けられるガイド部２８に外周を保持されて弁室２４の内部を往復動可能に配設される。

ガイド部２８は、図６に示すように、弁室２４の内径方向へ突き出るリブ形状に設けられ、弁室２４の周方向に等間隔を有して複数個所（図６では４箇所）に配置される。このガイド部２８には、弁室２４の軸心方向の中心より入口ポート１７側の位置に段差が設けられている。つまり、段差を境にして入口ポート１７側と出口ポート１８側とで弁室２４の内径方向へ突き出るガイド部２８の突出長さが異なり、段差より入口ポート１７側の方が出口ポート１８側より長く設けられている（図５、図６参照）。なお、段差より入口ポート１７側では、ガイド部２８の内径が切替弁２６の外径より小さく形成され、段差より出口ポート１８側では、ガイド部２８の内径が切替弁２６の外径より若干大きく形成されている。よって、切替弁２６の移動を案内するガイド部２８としての機能は、段差より出口ポート１８側に限定される。

スプリング２７は、図４に示すように、一方の端部が出口パイプ１４の内周に設けられる段差に支持され、他方の端部が切替弁２６の表面に凹設される環状溝２６ｂ（図６参照）に嵌合して、切替弁２６をガイド部２８に設けられた段差に押し付けている。つまり、ガイド部２８の段差は、スプリング２７に付勢された切替弁２６が着座する入口側の着座面を形成している。また、出口ポート１８が開口する出口パイプ１４の端面は、出口側の着座面を形成している。よって、切替弁２６は、弁室２４の内部を入口側の着座面と出口側の着座面との間で往復動可能である。以下、切替弁２６が入口側の着座面に着座する位置（図７に示す位置）をオフ位置と呼び、切替弁２６が出口側の着座面に着座する位置（図８に示す位置）をオン位置と呼ぶ。

続いて、本発明の流体流路について説明する。
実施例１のタンク密閉弁６は、本発明の流体流路として、図１（ａ）に矢印Ａで示すように、切替弁２６の連通孔２６ａをタンク内ガスが流れる内側流路と、矢印Ｂで示すように、切替弁２６の外周をタンク内ガスが流れる外側流路とが形成される。
外側流路は、図６に示すように、弁室２４の周方向に隣り合うガイド部２８同士の間で弁室２４の内周と切替弁２６の外周との間に形成される。この外側流路は、図１（ａ）に示すように、上流端から下流端へ向かって弁室２４の内径が緩やかに減少するように、弁室２４の内周に絞り形状を設けることで流路面積を非線形に減少させている。なお、外側流路の流路面積は、弁室２４の軸心方向と直交する外側流路の開口面積、つまり、弁室２４の内周と切替弁２６の外周との間に形成される隙間の開口面積である。

ここで、図１（ｂ）に示すように、外側流路の流路面積をＡ１、内側流路の流路面積である連通孔２６ａの開口面積をＡ３とすると、Ａ３は一定であるため、図２（ａ）に示すように、切替弁２６のストロークに対し最小流路面積が非線形に変化する。なお、図中のＡ２は、図１（ａ）に二点鎖線で示す切替弁２６と出口ポート１８との間に形成される円筒部分（側流路と呼ぶ）の側面積である。つまり、外側流路を通るタンク内ガスは、図示矢印Ｃで示すように、切替弁２６の下流側で外側流路から側流路を通って出口ポート１８より流出する。但し、切替弁２６がオン位置まで移動した時は、Ａ２＝０となるため、タンク内ガスが外側流路から側流路を通って切替弁２６の下流側へ流れることはない。また、実施例１では、切替弁２６のストロークに係らず、Ａ１がＡ２より大きくなることはない。よって、図２（ａ）に示すように、流体流路の最小流路面積はＡ１とＡ３とで決まり、切替弁２６がオフ位置の時の最小流路面積はＡ１＋Ａ３となり、切替弁２６がオン位置の時の最小流路面積はＡ３となる。なお、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の横軸上に印されるＯＦＦは切替弁２６のオフ位置を示し、ＯＮは切替弁２６のオン位置を示している。

ところで、タンク内ガスが内側流路及び外側流路を通って切替弁２６の下流側へ流れると、圧力降下によって切替弁２６の上流側と下流側とで差圧（前後差圧と呼ぶ）が生じる。この切替弁２６の前後差圧は、下記のベルヌーイの式（１）において入口圧力Ｐ（実施例１ではタンク内圧）を一定とすると、流量Ｑ＝一定のため、最小流量面積Ａの１／Ａ^２と相関式となる。
１／２（Ｑ／Ａ）^２＋Ｐ／ρ＝ｃｏｎｓｔ …………………………………（１）
なお、ρ：流体の密度
よって、上記の最小流量面積Ａを切替弁２６のストロークに対し非線形に変化させることで、図２（ｂ）に示すように、切替弁２６の前後差圧ΔＰを線形に補正することが可能となる。言い換えると、切替弁２６のストロークに対し前後差圧ΔＰが線形に変化するように、最小流量面積Ａを非線形に変化させている。

また、切替弁２６を出口ポート１８側へ付勢する受圧力Ｆｖは、切替弁２６の前後差圧ΔＰ×切替弁２６の受圧面積で求められ、切替弁２６の受圧面積は一定であるため、切替弁２６の前後差圧ΔＰに比例する。従って、切替弁２６のストロークに対し前後差圧ΔＰを線形に増加させることで、図２（ｃ）に示すように、切替弁２６に作用する受圧力Ｆｖをスプリング力Ｆｓと同様に線形に補正することができる。
なお、切替弁２６は、受圧力Ｆｖとスプリング力Ｆｓとが釣り合う位置へ移動する。よって、受圧力Ｆｖ＞スプリング力Ｆｓの関係が成立する時に切替弁２６が入口側から出口側へ移動し、受圧力Ｆｖ＜スプリング力Ｆｓの関係が成立する時に切替弁２６が出口側から入口側へ移動する。

ここで、切替弁２６に対して受圧力Ｆｖ＞スプリング力Ｆｓの関係が成立する時の入口圧力（入口ポート１７に流入するタンク内圧）をＰ２、受圧力Ｆｖ＜スプリング力Ｆｓの関係が成立する時の入口圧力をＰ１とすると、実施例１ではＰ１＝Ｐ２である。すなわち、電磁弁１５の開弁時に流入する入口圧力がＰ２（＝Ｐ１）以上の時に切替弁２６が出口側へ移動し、その後、入口圧力がＰ１以下まで低下した時に切替弁２６が入口側へ戻る。
上記の入口圧力Ｐ１、Ｐ２は、図３に示す上限圧力Ｐｍａｘと下限圧力Ｐｍｉｎとの間に設定される。なお、Ｐｍａｘは、燃料蒸気の大気への漏れ出しを防止するために大流量→小流量に切り替えなければならない時の流量上限の圧力であり、Ｐｍｉｎは、給油時の圧抜き待ち時間の制約から小流量→大流量へ切り替わる圧力の下限である。

次に、タンク密閉弁６の作動を説明する。
タンク密閉弁６は、走行中の一部や給油時を除いて電磁弁１５が閉弁状態となっている。つまり、常閉タイプである電磁弁１５によって入口ポート１７が閉弁されている。給油の操作が検知されると、その時点から給油が終了するまでの間、タンク密閉弁６が開弁状態となる。すなわち、ＥＣＵにより電磁弁１５が開弁状態（弁部材２２が入口ポート１７を開いた状態）に制御される。
電磁弁１５が開弁して燃料蒸気を含むタンク内ガスが入口ポート１７に流入し、切替弁２６に対して受圧力Ｆｖ＞スプリング力Ｆｓの関係が成立すると、図８に示すように、切替弁２６が出口側（オン位置）へ移動して小流量に切り替わる。その後、タンク内圧が低下して受圧力Ｆｖ＜スプリング力Ｆｓの関係が成立すると、図７に示すように、切替弁２６が入口側（オフ位置）へ戻ることで大流量に切り替わる。

〔実施例１の作用および効果〕
タンク密閉弁６は、切替弁２６のストロークに対し前後差圧ΔＰが線形に変化するように、流体流路の最小流量面積を非線形に変化させている。従って、図２（ｃ）に示すように、切替弁２６に作用する受圧力Ｆｖをスプリング力Ｆｓと同様に線形に補正できる。その結果、図３に示すように、受圧力Ｆｖ＞スプリング力Ｆｓの関係が成立する時の入口圧力Ｐ２と、受圧力Ｆｖ＜スプリング力Ｆｓの関係が成立する時の入口圧力Ｐ１とを一致させることが出来る。なお、図３に示すグラフＡは、切替弁２６がオフ位置の時のＰＱ特性を示し、グラフＢは切替弁２６がオン位置の時のＰＱ特性を示している。

これにより、例えば、Ｐ２より大きい圧力Ｐｎでタンク密閉弁６を開く（電磁弁１５が開弁する）と、切替弁２６が出口側へ移動して小流量に切り替わるため、キャニスタ２の破過限界を超えることなく、燃料蒸気がキャニスタ２を吹き抜けることを防止できる。
その後、タンク内圧がＰ１まで低下すると、切替弁２６が入口側へ戻って大流量に切り替わるため、タンク内の圧抜きに要する時間を最小限に留めることが可能となる。
上記のように、実施例１のタンク密閉弁６は、Ｐｍｉｎ〜Ｐｍａｘの間でＰ１＝Ｐ２に設定することにより、キャニスタ２の破過防止と圧抜き待ち時間の短縮とを同時に満たすことができる。

〔変形例〕
実施例１では、切替弁２６が入口側から出口側へ移動する作動時の入口圧力Ｐ２と、切替弁２６が出口側から入口側へ戻る時の入口圧力Ｐ１とを一致させる事例を記載したが、必ずしもＰ１＝Ｐ２である必要はなく、Ｐ１、Ｐ２が共にＰｍｉｎ〜Ｐｍａｘの間に設定されていれば良い。
実施例１のタンク密閉弁６は、流量切替弁１６に対し電磁弁１５を入口ポート１７側に配置しているが、電磁弁１５を出口ポート１８側に配置した構成でも良い。つまり、実施例１では、電磁弁１５によって入口ポート１７を開閉する構成であるが、電磁弁１５によって出口ポート１８を開閉する構成とすることもできる。

実施例１に記載したタンク密閉弁６は、入口ポート１７を開閉する電磁弁１５と、流量を切り替えるための流量切替弁１６とを備えているが、電磁弁１５を持たない流量切替弁１６のみをタンク密閉弁６と切り離して使用することも可能である。また、流量切替弁１６は、切替弁２６の連通孔２６ａを廃止することも可能である。
さらに、実施例１では、本発明の流量切替弁１６を車両の蒸発燃料処理装置に用いられるタンク密閉弁６に適用した事例を説明したが、これに限定するものではなく、流体圧力に応じて流量を切り替える用途において広く適用できる。

６タンク密閉弁
１６流量切替弁
１７入口ポート
１８出口ポート
２４弁室
２５弁ハウジング
２６切替弁（弁体）
２７スプリング
２８ガイド部

Claims

内部に弁室（２４）を形成すると共に、前記弁室（２４）の軸心方向に対向して前記弁室（２４）に開口する入口ポート（１７）と出口ポート（１８）を有する弁ハウジング（２５）と、
前記入口ポート（１７）側に設定されるオフ位置と前記出口ポート（１８）側に設定されるオン位置との間で前記弁室（２４）の内部を往復動可能に配設される弁体（２６）と、
この弁体（２６）を前記オフ位置に向けて付勢するスプリング（２７）とを有し、
前記入口ポート（１７）に流入する流体の圧力を受けて前記弁体（２６）が前記オフ位置から前記オン位置へ移動することで前記弁室（２４）の内部を流れる流体流量を大流量から小流量に切り替え、前記入口ポート（１７）に流入する流体の圧力が低下して前記弁体（２６）が前記オン位置から前記オフ位置へ戻ることで流体流量を小流量から大流量に切り替える流量切替弁（１６）であって、
前記弁室（２４）の内部を流体が流れる流体流路は、前記弁室（２４）の内周と前記弁体（２６）の外周との間に流体の通り道となる外側流路を有し、
前記弁体（２６）が前記オフ位置から前記オン位置へ移動する際に、前記弁体（２６）のストロークに伴い前記弁体（２６）の前後差圧が線形に増加するように、前記外側流路の上流端から下流端へ向かって前記弁室（２４）の内径の減少率が徐々に小さくなる絞り形状を設けることで前記流体流路の最小流路面積を非線形に減少させていることを特徴とする流量切替弁。
請求項１に記載した流量切替弁（１６）において、
前記弁ハウジング（２５）は、前記弁室（２４）の内周に前記弁体（２６）の移動を案内する複数のガイド部（２８）が設けられ、前記弁室（２４）の周方向に隣り合う前記ガイド部（２８）同士の間で、前記弁室（２４）の内周と前記弁体（２６）の外周との間に前記外側流路が形成されることを特徴とする流量切替弁。
請求項１または２に記載した流量切替弁（１６）において、
前記流体流路は、前記弁体（２６）の中央部に開口して流体の通り道となる連通孔（２６ａ）を有し、
前記弁体（２６）が前記オフ位置の時に、前記外側流路の開口面積（Ａ１）＋前記連通孔（２６ａ）の開口面積（Ａ３）＝前記流体流路の最小流路面積となり、
前記弁体（２６）が前記オン位置の時に、前記連通孔（２６ａ）の開口面積（Ａ３）＝前記流体流路の最小流路面積となることを特徴とする流量切替弁。
車両の燃料タンク（１）内で気化した燃料蒸気をキャニスタ（２）内の吸着剤（４）に一旦吸着させた後、内燃機関の運転時に前記キャニスタ（２）内の燃料蒸気を前記内燃機関の吸気通路（３）へ放出する蒸発燃料処理装置において、
前記燃料タンク（１）と前記キャニスタ（２）とを連通する経路（５）に前記燃料タンク（１）を密閉できるタンク密閉弁（６）を備え、
請求項１〜３のいずれか一項に記載した流量切替弁（１６）を前記タンク密閉弁（６）に適用したことを特徴とする蒸発燃料処理装置。