圧力開閉弁
【課題】 弁体の振動による打音をより効果的に防止できるようにした圧力開閉弁を提供する。
【解決手段】 この圧力開閉弁１０は、第１ポート１１ｄと第２ポート１２ｉとを備えたハウジング１３と、該ハウジング内に収容され、バネ２４によって付勢されて前記第１ポートを通常は閉塞しかつ前記第１ポートと前記第２ポートとの差圧が所定値を超えると開く弁体２０とを有している。前記弁体に作用する前記バネによる開閉付勢力の軸線Ｍが、前記弁体が当接する弁座の軸線Ｌに対して傾いており、その傾き方向は前記弁座の軸線Ｌ方向に沿って見たとき、鉛直方向の下方から±３０°の範囲に設定されている。
【解決手段】 この圧力開閉弁１０は、第１ポート１１ｄと第２ポート１２ｉとを備えたハウジング１３と、該ハウジング内に収容され、バネ２４によって付勢されて前記第１ポートを通常は閉塞しかつ前記第１ポートと前記第２ポートとの差圧が所定値を超えると開く弁体２０とを有している。前記弁体に作用する前記バネによる開閉付勢力の軸線Ｍが、前記弁体が当接する弁座の軸線Ｌに対して傾いており、その傾き方向は前記弁座の軸線Ｌ方向に沿って見たとき、鉛直方向の下方から±３０°の範囲に設定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば燃料タンク用チェックバルブ等に好適な圧力開閉弁に関し、特に作動時に弁体が振動して発生する打音を低減できるようにしたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の燃料タンクには、燃料タンク内の圧力が上昇したときに、燃料蒸気を外部に排出して燃料タンクの破裂等を防ぎ、一方、燃料タンク内の圧力が低下したときには、燃料タンク外から外気を流入させることによって、燃料タンクの潰れ等を防止するチェックバルブが取付けられている。このチェックバルブは、燃料タンク内に連通するチューブを一端に連結され、外部に配設されるキャニスターに連通するチューブを他端に連結されて設置される。
【０００３】
ところで、例えば自動車が山道を登っていくとき、燃料タンク内の温度が上昇して圧力が高まるので、チェックバルブが開いて燃料蒸気をキャニスターに逃がす。そして、山の頂上の目的地に到着してエンジンを停止したとき、燃料タンク内の温度は更にしばらく上昇を続けた後、ある程度時間が経過してから徐々に温度が低下していく。このため、車両が停止した後も、燃料タンク内の圧力が高く、チェックバルブが開いて燃料蒸気をキャニスターに逃がす状態がしばらく続くことがある。そのようなときに、燃料蒸気の通過に伴って、半開き状態にある弁体がチェックバルブのハウジング内で振動し、ハウジング内壁に衝突して打音を発生し、耳障りな異音を発生するという問題があった。
【０００４】
このような問題を解決するため、下記特許文献１には、第１ポートと第２ポートとを備えたハウジングと、該ハウジング内に収容され、バネによって付勢されて前記第１ポートを通常は閉塞し且つ前記第１ポートと前記第２ポートとの差圧が所定値を超えると開く弁体とを有する圧力開閉弁において、前記弁体に作用する前記バネによる開閉付勢力の軸線が、前記弁体が当接する弁座の軸線に対して不平行となるようにした圧力開閉弁が開示されている。この圧力開閉弁によれば、弁体がハウジングの内面に片当りするため、弁体がハウジング内で踊ることがなくなり、打音を発生しなくなるとされている。
【特許文献１】特開２００５−８３３９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載された圧力開閉弁においても、燃料タンク内の圧力が変動して、チェックバルブが半開き状態となるようなときに、弁体の振動による打音を完全には防止できないことがあった。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、弁体の振動による打音をより効果的に防止できるようにした圧力開閉弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意研究した結果、上記特許文献１に記載された圧力開閉弁においては、該開閉弁が横向きに設置されるときには、バネによる開閉付勢力の軸線が、弁体が当接する弁座の軸線に対して不平行となるようにしても、弁体自身の重力も作用するため、弁体をハウジングに対して効果的に片当りさせることができず、打音防止効果が十分に得られないという事実を発見し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の第１は、第１ポートと第２ポートとを備えたハウジングと、該ハウジング内に収容され、バネによって付勢されて前記第１ポートを通常は閉塞しかつ前記第１ポートと前記第２ポートとの差圧が所定値を超えると開く弁体とを有する圧力開閉弁において、前記弁体に作用する前記バネによる開閉付勢力の軸線が、前記弁体が当接する弁座の軸線に対して傾いており、その傾き方向は前記弁座の軸線方向に沿って見たとき、鉛直方向の下方から±３０°の範囲に設定されていることを特徴とする圧力開閉弁を提供するものである。
【０００９】
上記発明によれば、バネによる開閉付勢力の軸線を、弁体が当接する弁座の軸線に対して傾かせると共に、その傾き方向を前記弁座の軸線方向に沿って見たとき、鉛直方向の下方から±３０°の範囲に設定したことにより、バネによる開閉付勢力と弁体自身の重力とが協働して、ハウジング内面に弁体をより効果的に片当りさせることができ、打音の発生をより確実に防止することができる。
【００１０】
また、本発明の第２は、第１ポートと第２ポートとを備えたハウジングと、該ハウジング内に収容され、バネによって付勢されて前記第１ポートを通常は閉塞しかつ前記第１ポートと前記第２ポートとの差圧が所定値を超えると開く弁体とを有する圧力開閉弁において、前記バネの一端が当接する前記ハウジングに設けた第１バネ座の中心に対して、前記バネの他端が当接する前記弁体に設けた第２バネ座の中心が、ハウジングの中心軸線方向に沿って見たとき、鉛直方向下方から±３０°の範囲の方向に偏位して配置されており、前記バネは、圧縮コイルバネからなり、その両端面が互いに平行で、軸線が両端面に対して直立するように形成されており、前記第１バネ座及び第２バネ座によって支持されて、前記両端面の中心がオフセット状態に組付けられていることを特徴とする圧力開閉弁を提供するものである。
【００１１】
上記発明によれば、前記第１バネ座の中心に対する前記第２バネ座の中心の偏位方向が鉛直方向下方から±３０°の範囲になるようにしたことにより、バネによる付勢力と弁体自身の重力とが協働して、ハウジング内面に弁体をより効果的に片当りさせることができ、打音の発生をより確実に防止することができる。
【００１２】
更に、本発明の第３は、前記第１又は第２の発明において、前記ハウジングには、被取付け部に対する取付け手段が設けられ、この取付け手段は、取付け状態において前記開閉付勢力の軸線又は前記第１バネ座の中心に対する前記第２バネ座の中心の偏位方向が前記角度範囲になるように配置されている圧力開閉弁を提供するものである。
【００１３】
上記発明によれば、ハウジングに設けられた被取付け部への取付け手段が、上記のように配置されていることにより、被取付け部に上記取付け手段を介して圧力開閉弁を取付けたとき、バネによる開閉付勢力の軸線の、弁座の軸線に対する傾き方向、又は前記第１バネ座の中心に対する前記第２バネ座の中心の偏位方向が、必然的に鉛直方向の下方から±３０°の範囲になるようにすることができる。
【００１４】
更に、本発明の第４は、前記第１〜３の発明のいずれかにおいて、前記ハウジングには、圧力開閉弁にチューブを接続する際に該圧力開閉弁を保持させるための治具に対する位置決め手段が設けられ、この位置決め手段は、該治具に保持された圧力開閉弁にチューブを接続して形成される配管ユニットの予定される取付け状態において、前記開閉付勢力の軸線又は前記第１バネ座の中心に対する前記第２バネ座の中心の偏位方向が前記角度範囲になるように配置されている請求項１〜３のいずれか１つに記載の圧力開閉弁。
【００１５】
上記発明によれば、圧力開閉弁を治具に保持させてチューブを接続することにより、配管ユニットを形成したとき、配管ユニットの予定される取付け状態において、バネによる開閉付勢力の軸線の、弁座の軸線に対する傾き方向、又は前記第１バネ座の中心に対する前記第２バネ座の中心の偏位方向が、必然的に鉛直方向の下方から±３０°の範囲になるようにすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、バネによる開閉付勢力の軸線の、弁座の軸線に対する傾き方向、又は前記第１バネ座の中心に対する前記第２バネ座の中心の偏位方向を、前記弁座の軸線方向に沿って見たとき、鉛直方向の下方から±３０°の範囲に設定したことにより、バネによる開閉付勢力と弁体自身の重力とが協働して、ハウジング内面に弁体をより効果的に片当りさせることができ、打音の発生をより確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１〜７には、本発明による圧力開閉弁を自動車の燃料タンクの蒸気配管（ベーパーライン）に設けるチェックバルブに適用した一実施形態が示されている。
【００１８】
図１〜２に示すように、このチェックバルブ１０は、本体部１１及び蓋体部１２とからなるハウジング１３を有している。なお、図２〜４において、矢印Ａは鉛直方向下方を示している。
【００１９】
本体部１１は、複合弁体２０を収容する円筒部１１ａと、この円筒部１１ａの内部に連通し、後述する燃料タンク内周に沿って配設される蒸気導入管が接続される接続管部１１ｂとを有している。本体部１１内の前記接続管部１１ｂに連通する部分が第１ポート１１ｄをなし、その開口部周縁には、前記複合弁体２０が当接する弁座１１ｃが形成されている。
【００２０】
また、円筒部１１ａの外周には、燃料タンク内壁に形成されるブラケットに固定するためのフック１４が設けられており、フック１４は、円筒部１１ａの周壁から突設された支柱１４ａと、支柱１４ａの先端から錨型に円筒部１１ａ方向に延出された係止片１４ｂとで構成されている。このフック１４が、本発明における被取付け部への取付け手段を構成している。また、フック１４の係止片１４ｂの先端方向に位置して、円筒部１１ａの外周には、リブ状のブラケットへの当り部１５ａ、１５ｂが形成されている。
【００２１】
一方、蓋体部１２は、上記本体部１１の円筒部１１ａの開口部を閉塞するように組み付けられるフランジ部１２ａと、このフランジ部１２ａの組付け面に形成された円筒部１２ｆと、燃料タンクから引き出されて、図示しないキャニスターに接続される配管が接続される接続管部１２ｂとを有している。この接続管部１２ｂに連通する部分が第２ポート１２ｉをなしている。そして、円筒部１２ｆを本体部１１の円筒部１１ａ内周に挿入し、フランジ部１２ａを本体部１１の端面に当接させて、その状態で溶着することにより、蓋体部１２は本体部１１に固着されるようになっている。
【００２２】
また、蓋体部１２の内面には、後述する第１圧縮コイルバネ２４の一端が当接する第１バネ座１２ｅが形成されている。この第１バネ座１２ｅは、上記円筒部１２ｆの内周に所定間隔で突設された複数のリブ１２ｃにより囲まれて形成されている。各リブ１２ｃは、円筒部１２ｆの内周から半径方向内方に伸び、その上面が次第に低くなるテーパ状をなしている。また、各リブ１２ｃの半径方向の長さが変化していて、第１バネ座１２ｅの第１圧縮コイルバネ２４の一端が嵌合して着座する部分が、前記本体部１１のフック１４の延出方向とは反対方向に偏心するように形成されている。
【００２３】
更に、蓋体部１２の接続管部１２ｂの基部には、フランジ１２ｇが形成されており、このフランジ１２ｇに所定方向の切欠き部１２ｈが形成されている。この切欠き１２ｈは、後述する治具６０にチェックバルブ１０を保持させる際に、治具６０に対してチェックバルブ１０が所定の方向で保持されるようにする位置決め手段をなしている。
【００２４】
一方、複合弁体２０は、外側弁体２１と、内側弁体２２と、これらの弁体２１、２２の間に介在し、外側弁体２１の内周に螺着された中間筒体２３とで構成されている。
【００２５】
外側弁体２１は、円筒部１１ａの内周に遊嵌して、円筒部１１ａ内でスライド可能に配置されている。そして、一方の端部に曲面状のシール面２１ａを有しており、このシール面２１ａの中央部は開口２１ｂをなしている。シール面２１ａは、円筒部１１ａの弁座１１ｃに当接して、前記接続管部１１ｂに連通する第１ポート１１ｄを開閉するようになっている。
【００２６】
外側弁体２１の他方の端部は開口されていて、この開口部に前記中間筒体２３が取付けられている。すなわち、中間筒体２３は、全体として円筒状をなし、その一方の端部外周は、上記外側弁体２１の内周に挿入され、他端にはフランジ部２３ａが形成されていて、このフランジ部２３ａが外側弁体２１の開口端部に当接して溶着シールされている。なお、溶着シールに先だって、内側弁体２２は、中間筒体２３の内部に予め挿入されている。
【００２７】
中間筒体２３は、内側弁体２２が当接する弁座２３ｂを有している。また、フランジ２３ａの後端面と、蓋体部１２との間には、第１圧縮コイルバネ２４が介装されている。第１圧縮コイルバネ２４の一端は、前述した蓋体部１２の第１バネ座１２ｅに嵌合し、ハウジング１３の中心軸線に対して偏心して配置されている。第１圧縮コイルバネ２４の他端は、複合弁体２０のフランジ部２３ａの後端面に設けた第２バネ座２３ｃに当接している。第１圧縮コイルバネ２４は、複合弁体２０全体を第１ポート１１ｄ方向にバネ付勢し、前記蒸気導入管４１、４２からの蒸気圧が一定値を超えるまでは、複合弁体２０の前記シール面２１ａを弁座１１ｃに当接させる。
【００２８】
なお、第１圧縮コイルバネ２４は、その両端面が互いに平行で、軸線が両端面に対して直立するように形成されており、上記のように第１バネ座１２ｅ及び第２バネ座２３ｃによって支持されて、前記両端面の中心がオフセット状態に組付けられている。
【００２９】
内側弁体２２は、端面が閉塞された半球状のシール面２２ａを有し、シール面２２ａに対向する端部は椀状に開口していて、この開口縁内周に設けた拡径段部２２ｂと、外側弁体２１の内周に設けたバネ受け部２１ｃの間に、第２圧縮コイルバネ２５が介装されている。第２圧縮コイルバネ２５は、内側弁体２２を弁座２３ｂに当接させる方向にバネ付勢する。
【００３０】
次に、このチェックバルブ１０に蒸気導入管４１及びキャニスターに連結される配管４５を接続して、配管ユニットを形成する方法について説明する。
【００３１】
図５に示すように、この配管ユニット４６を形成する際には、チェックバルブ１０を治具６０に保持させる。治具６０は、その上面にチェックバルブ１０が適合する凹溝６１を有し、この凹溝６１には、フック１４が挿入される孔部６２、フランジ１２ｇが挿入される拡径溝６３が形成されている。拡径溝６３には、フランジ１２ｇに形成された切欠き部１２ｈに適合する部分があり、チェックバルブ１０を所定の方向に挿入しないと保持できないようになっている。
【００３２】
こうして、チェックバルブ１０を治具６０に保持させた状態で、チェックバルブ１０の一方の接続管部１２ｂに燃料タンク内に連結される蒸気配管４１を接続し、他方の接続管部１１ｂにキャニスターに連結される配管４５を接続する。この実施形態の場合、蒸気配管４１及び配管４５は、ポリアミド等の耐熱性の樹脂チューブで形成され、適用されるタンク形状に適合するような形状に予め曲げ加工されている。このため、チェックバルブ１０に蒸気配管４１及び配管４５を接続して配管ユニット４６を形成した状態で、燃料タンクに取付けられた状態での上下方向が定められることになる。
【００３３】
そして、本発明では、チェックバルブ１０に設けたフランジ１２ｇの切欠き部１２ｈによって、治具６０にチェックバルブ１０を所定の方向に挿入しないと保持できないようになっているので、チェックバルブ１０に対する蒸気配管４１及び配管４５の取付け角度が定められ、配管ユニット４６の下方にフック１４が位置するようにされている。
【００３４】
図６、７に示すように、この配管ユニット４６は、燃料タンク５０の上面に設置されるようになっている。この実施形態の場合、燃料タンク５０には、蓋体５１が装着される開口部５２が２つ設けられており、車体５７や周辺装置に干渉しないような凹凸形状をなす上面を有している。そして、配管ユニット４６は、開口部５２を避けて上面の凹凸形状に適合するように予め曲げ加工されており、いくつかのブラケット５３を介して、燃料タンク５０及び車体５７に固定されている。なお、蒸気配管４１は、その端部にコネクタ４７を有しており、このコネクタ４７を介して、燃料タンク５０内に導入された配管５４に連結される。
【００３５】
この場合、チェックバルブ１０のフック１４は、その下方に配置されたブラケット５３の取付け孔５５に挿入されて係止されている。このとき、チェックバルブ１０の当り部１５ａ、１５ｂがブラケット５３の上面に当接して、チェックバルブ１０をガタ付きなく保持するようになっている。
【００３６】
こうして、配管ユニット４６を燃料タンク５０に取付けた状態で、チェックバルブ１０の第１圧縮コイルバネ２４の一端が嵌合する第１バネ座１２ｅは、ハウジング１３の中心軸線Ｌに対して上方に偏心している。このため、第１圧縮コイルバネ２４の後端部は、ハウジング１３の中心軸線Ｌに対して上方に偏って支持され、その結果、複合弁体２０に作用する第１圧縮コイルバネ２４による開閉付勢力の軸線Ｍが、ハウジング１３の中心軸線（言い換えると弁座１１ｃの軸線）Ｌに対して、鉛直方向下方に傾いている。
【００３７】
その結果、図３，４に示すように、複合弁体２０は、第１圧縮コイルバネ２４による開閉付勢力の傾きによってやや傾いた状態で配置され、その両端部外周がハウジング１３の内周に片当りした状態となる。なお、図３，４は、この状態をわかりやすく誇張して記載しているが、実際にはこれほど大きく傾いているわけではない。上記第１圧縮コイルバネ２４による開閉付勢力の軸線Ｍの、ハウジング１３の中心軸線（言い換えると弁座１１ｃの軸線）Ｌに対する傾き角度θは、１５〜２０°であることが好ましい。
【００３８】
また、ハウジング１３の中心軸線（言い換えると弁座１１ｃの軸線）方向に見たとき、上記第１圧縮コイルバネ２４による開閉付勢力の軸線Ｍの方向は、鉛直方向の下方から±３０°、好ましくは±１０°の範囲に設定されていればよく、この実施形態では、ほぼ鉛直方向下方に向いている。
【００３９】
次に、このチェックバルブ１０の作用について説明する。このチェックバルブ１０においては、燃料タンク５０内の蒸気圧が所定値以下のときは、図２、３に示すように、第１圧縮コイルバネ２４の付勢力によって複合弁体２０のシール面２１ａが本体部１１の弁座１１ｃに当接し、チェックバルブ１０は閉じた状態となる。
【００４０】
また、燃料タンク５０内の蒸気圧が所定値以上になると、図４に示すように、第１圧縮コイルバネ２４の付勢力に抗して、複合弁体２０が本体部１１の弁座１１ｃから離れ、蒸気導入管４１を通して、燃料タンク５０内の燃料蒸気が導入され、チェックバルブ１０及び配管４５を通って、図示しないキャニスターに送られる。
【００４１】
更に、燃料タンク５０内の圧力が所定値以下の負圧となったときには、キャニスターに接続された配管４５側の方が高い圧力となるため、複合弁体２０内の第２圧縮コイルバネ２５に抗して、内側弁体２２のシール面２２ａが弁座２３ｂから離れて内部に押込められ、配管４５側の気体が複合弁体２０内を通って燃料タンク５０内に導入される。
【００４２】
こうして、燃料タンク５０内の圧力を常時一定の範囲に保って、燃料タンク５０の破裂や変形、給油口からの燃料の吹き出し等を防ぐようにしている。
【００４３】
ところで、前述したように、例えば自動車が山道を登り、頂上の目的地に到着してエンジンを停止したときような場合には、燃料タンク内の温度は更にしばらく上昇を続けた後、ある程度時間が経過してから徐々に温度が低下していく。このため、車両が停止した後も、燃料タンク内の圧力が高く、チェックバルブ１０が図４に示すような半開き状態になって、燃料蒸気をキャニスターに逃がす状態がしばらく続くことがある。そのようなときに、従来のチェックバルブでは、燃料蒸気の通過に伴って、半開き状態にある複合弁体２０がハウジング１３内で踊って振動し、ハウジング１３内壁に衝突して打音を発生し、運転者等に不安をいだかせることがあった。
【００４４】
しかし、このチェックバルブ１０においては、前述したように、複合弁体２０に作用する第１圧縮コイルバネ２４による開閉付勢力の軸線Ｍが、ハウジング１３の中心軸線（言い換えると弁座１１ｃの軸線）Ｌに対して鉛直方向下方に傾いており、複合弁体２０自身の重力もそれと同じ方向に作用するため、複合弁体２０の両端部外周が、図３，４に示すように、ハウジング１３の内周に片当りした状態となる。そのため、複合弁体２０がハウジング１３内で踊って振動することが効果的に防止され、打音が発生することをほぼ確実に防止することができる。
【００４５】
図８〜１０には、上記チェックバルブ１０を用いた打音発生試験の方法及び結果が示されている。
【００４６】
図８において、（ａ）は試験に供したチェックバルブ１０の側面図であり、（ｂ）は試験に供したチェックバルブ１０の軸線方向から見たときの、第１圧縮コイルバネ２４の第１バネ座１２ｅ（太線）及び第２バネ座２３ｃ（細線）の位置関係を示している。矢印Ａは鉛直方向下方を示している。なお、第１圧縮コイルバネ２４としては、その両端面が互いに平行で、軸線が両端面に対して直立するように形成され、第１バネ座１２ｅ及び第２バネ座２３ｃによって支持されて、前記両端面の中心がオフセット状態に組付けられているものを使用した。
【００４７】
また、同図（ｂ）における点Ｍ’は、第１圧縮コイルバネ２４による開閉付勢力の軸線Ｍの傾き方向を示している。そして、１〜６の試験条件は、同一試験品を軸方向を中心として回転させて試験台に固定することにより、上記第１圧縮コイルバネ２４による開閉付勢力の軸線Ｍの傾き方向を変えている。試験条件１は、上記軸線Ｍが鉛直方向上方に傾いており、試験条件２は、上記軸線Ｍが上記軸線Ｍが鉛直方向上方から４５°傾いており、試験条件３は、上記軸線Ｍが水平方向に傾いており、試験条件４は、上記軸線Ｍが鉛直方向下方から４５°傾いており、試験条件５は、上記軸線Ｍが鉛直方向下方から３０°傾いており、試験条件６は、上記軸線Ｍが鉛直方向下方に向いている。本発明の実施例となるのは、上記試験条件５，６の取付け状態である。なお、矢印Ａは鉛直方向下方を示している。
【００４８】
すなわち、上記各チェックバルブ１０の第１ポート１１ｄに、空気圧を０→１０ＫＰａとなるように徐々に増大してかけた後、１０→３ＫＰａとなるように徐々に減圧させて、チェックバルブ１０を通過する空気の流量を流量計（５０Ｌ／ｍｉｎ計）で測定すると共に、そのときの音圧をチェックバルブ１０から５４０ｍｍ離れた位置に配置した騒音計（小野測器製、商品名「ＬＡ１２４５」）によって測定した。複合弁体２０が開いて、流れる空気量が増大するに伴って音圧は徐々に高まるが、複合弁体２０がハウジング１３内で振動して異音（打音）が発生するときには、上記音圧は急激に増大する。したがって、音圧の変化を調べることにより、異音の発生の有無をより正確に調べることができる。
【００４９】
図９は、上記試験結果を示している。同図（ａ）は、上記試験条件１〜６について、それぞれ２０個ずつの試料を用いて試験した結果を示し、加圧ＮＧとは加圧時に異音が発生したこと、減圧ＮＧとは減圧時に異音が発生したことを示し、加圧ＯＫとは加圧時に異音が発生しなかったこと、減圧ＯＫとは減圧時に異音が発生しなかったことを示す。
【００５０】
このように、本発明の実施例となる試験条件５，６は、異音の発生が顕著に抑制されており、特に試験条件６は、加圧時における異音の発生がほとんどないことがわかる。
【００５１】
また、軸線Ｍが鉛直方向下方から４５°以上傾いている試験条件１〜４においては、加圧時又は減圧時のいずれか、又は両方で異音が発生しており、軸線Ｍを傾かせたものであっても、異音発生抑制効果が十分に得られていないことがわかる。特に、軸線Ｍが鉛直方向上方から±４５°の範囲にある試験品１，２では、異音発生抑制効果がほとんど得られないことがわかる。その理由は、第１圧縮コイルバネ２４による開閉付勢力の軸線Ｍを傾かせてあっても、その傾き方向が上方に向いている場合には、複合弁体２０の重力が、軸線Ｍの傾きによる偏心した付勢力を、ハウジング１３の軸線Ｌに近い方向に是正してしまうためと考えられる。
【００５２】
また、同図（ｂ）は、第１圧縮コイルバネ２４の第１バネ座１２ｅの中心が、第２バネ座２３ｃの中心に対して偏心しておらず、ハウジング１３の軸心に配置された試料を作成し、この試料について、第１バネ座１２ｅを、第２バネ座２３ｃに対して、軸方向を中心として回転させて試験台に固定し、上記と同様な異音発声抑制効果についての試験を行った結果を示している。この結果から、第１バネ座１２ｅの中心が、第２バネ座２３ｃの中心に対して偏心していない場合には、いずれの試料も加圧時及び減圧時でＮＧとなり、異音発生を抑制できないことが分かる。
【００５３】
図１０は、図９（ａ）の試料Ｎｏ．１について、試験条件１，３，６の測定結果を示しており、横軸は空気流量（単位Ｌ／ｍｉｎ）、縦軸は音圧（ｄｂ）を表している。エアを流す前での暗騒音は約５０ｄｂで、空気の流量が増大するにつれて、音圧は徐々に上昇していき、流量５０Ｌ／ｍｉｎでは約６０ｄｂとなる。このとき、試験条件１においては、途中で急激に音圧が上昇し、異音が発生する。また、試験条件３においては、試験条件１よりも遅れて音圧が急激に上昇し、やはり異音が発生する。これに対して、試験条件６では、音圧が急激に上昇するところはなく、異音はほぼ確実に抑制されることがわかる。
【００５４】
図１１〜１３には、本発明による圧力開閉弁を自動車の燃料タンクの蒸気配管（ベーパーライン）に設けるチェックバルブに適用した他の実施形態が示されている。なお、図中矢印Ａは鉛直方向下方を示している。
【００５５】
図１１に示すように、この実施形態によるチェックバルブ１０ａは、ハウジング１３の本体部１１に、分岐した２つの接続管部１１ｅ、１１ｆが設けられており、蓋体部１２の第１バネ座１２ｅが、フック１４と同じ方向に偏心して形成されている点が、上記実施形態と異なっている。
【００５６】
図１２に示すように、チェックバルブ１０ａの接続管部１１ｂ、１１ｃには、蒸気導入管４１、４２が接続され、この蒸気導入管４１、４２の先端にはカットバルブ４３、４４が接続される。また、上記チェックバルブ１０の接続管部１２ｂには、図示しないキャニスターに連結される配管４５が接続される。そして、この配管ユニット４６ａは、燃料タンク５０内の天井壁に固定されるようになっている。
【００５７】
すなわち、図１３に示すように、燃料タンク５０の天井壁の内面に固着されたブラケット５３の取付け孔５５に、チェックバルブ１０ａのフック１４を挿入して係止することにより、チェックバルブ１０ａは燃料タンク５０の天井壁内面に固定される。この状態で、第１圧縮コイルバネ２４の一端を支持する第１バネ座１２ｅは上方に偏って配置されている。
【００５８】
したがって、この実施形態においても、複合弁体２０に作用する第１圧縮コイルバネ２４による開閉付勢力の軸線Ｍが、ハウジング１３の中心軸線（言い換えると弁座１１ｃの軸線）Ｌに対して鉛直方向下方に傾いており、複合弁体２０自身の重力もそれと同じ方向に作用するため、複合弁体２０の両端部外周がハウジング１３の内周に片当りした状態となり、複合弁体２０がハウジング１３内で踊って振動することが効果的に防止され、打音が発生することをほぼ確実に防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、例えば燃料タンク用チェックバルブ等に好適な圧力開閉弁であって、作動時に弁体が振動して発生する打音を低減できる圧力開閉弁として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の圧力開閉弁を燃料タンク用チェックバルブに適用した一実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】同チェックバルブの弁が閉じた状態の断面図である。
【図３】同チェックバルブの取付け状態における弁が閉じた状態の断面図である。
【図４】同チェックバルブの取付け状態における弁が開いた状態の断面図である。
【図５】同チェックバルブに蒸気導入管及びキャニスターに連結される配管を接続して配管ユニットを形成する方法を示す説明図である。
【図６】同配管ユニットを燃料タンクに取付けた状態を示す断面図である。
【図７】同配管ユニットを燃料タンクに取付けた状態を示す平面図である。
【図８】チェックバルブを用いた打音発生試験の方法を示す説明図である。
【図９】同試験結果を示す説明図である。
【図１０】同試験において空気の流量と音圧との関係を測定した結果を示す図表である。
【図１１】本発明の圧力開閉弁を燃料タンク用チェックバルブに適用した他の実施形態を示す分解斜視図である。
【図１２】同チェックバルブを燃料タンク内に配設する状態を示す斜視図である。
【図１３】同チェックバルブを燃料タンクの天井壁内面に取付けた状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０，１０ａ チェックバルブ
１１ 本体部
１１ｄ 第１ポート
１１ａ 円筒部
１１ｃ 弁座
１１ｂ、１１ｅ、１１ｆ 接続管部
１２ 蓋体部
１２ａ フランジ部
１２ｂ 接続管部
１２ｃ リブ
１２ｅ 第１バネ座
１２ｆ 円筒部
１２ｇ フランジ
１２ｈ 切欠き部
１２ｉ 第２ポート
１３ ハウジング
１４ フック
１４ｂ 係止片
１４ａ 支柱
１５ａ、１５ｂ 当り部
２０ 複合弁体
２１ 外側弁体
２１ａ シール面
２１ｃ バネ受け部
２１ｂ 開口
２２ 内側弁体
２２ｂ 拡径段部
２３ｃ 第２バネ座
２３ 中間筒体
２３ａ フランジ部
２３ｂ 弁座
２４ 第１圧縮コイルバネ
２５ 第２圧縮コイルバネ
４１、４２ 蒸気導入管
４３、４４ カットバルブ
４５ キャニスターに連通する配管
４６、４６ａ 配管ユニット
４７ コネクタ
５０ 燃料タンク
５１ 蓋体
５２ 開口部
５３ ブラケット
５４ 配管
５５ 孔
６０ 治具
６１ 凹溝
６２ 孔部
６３ 拡径溝
Ｌ ハウジングの中心軸線（言い換えると弁座の軸線）
Ｍ 第１圧縮コイルバネによる開閉付勢力の軸線
Ａ 鉛直方向下方
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば燃料タンク用チェックバルブ等に好適な圧力開閉弁に関し、特に作動時に弁体が振動して発生する打音を低減できるようにしたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の燃料タンクには、燃料タンク内の圧力が上昇したときに、燃料蒸気を外部に排出して燃料タンクの破裂等を防ぎ、一方、燃料タンク内の圧力が低下したときには、燃料タンク外から外気を流入させることによって、燃料タンクの潰れ等を防止するチェックバルブが取付けられている。このチェックバルブは、燃料タンク内に連通するチューブを一端に連結され、外部に配設されるキャニスターに連通するチューブを他端に連結されて設置される。
【０００３】
ところで、例えば自動車が山道を登っていくとき、燃料タンク内の温度が上昇して圧力が高まるので、チェックバルブが開いて燃料蒸気をキャニスターに逃がす。そして、山の頂上の目的地に到着してエンジンを停止したとき、燃料タンク内の温度は更にしばらく上昇を続けた後、ある程度時間が経過してから徐々に温度が低下していく。このため、車両が停止した後も、燃料タンク内の圧力が高く、チェックバルブが開いて燃料蒸気をキャニスターに逃がす状態がしばらく続くことがある。そのようなときに、燃料蒸気の通過に伴って、半開き状態にある弁体がチェックバルブのハウジング内で振動し、ハウジング内壁に衝突して打音を発生し、耳障りな異音を発生するという問題があった。
【０００４】
このような問題を解決するため、下記特許文献１には、第１ポートと第２ポートとを備えたハウジングと、該ハウジング内に収容され、バネによって付勢されて前記第１ポートを通常は閉塞し且つ前記第１ポートと前記第２ポートとの差圧が所定値を超えると開く弁体とを有する圧力開閉弁において、前記弁体に作用する前記バネによる開閉付勢力の軸線が、前記弁体が当接する弁座の軸線に対して不平行となるようにした圧力開閉弁が開示されている。この圧力開閉弁によれば、弁体がハウジングの内面に片当りするため、弁体がハウジング内で踊ることがなくなり、打音を発生しなくなるとされている。
【特許文献１】特開２００５−８３３９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載された圧力開閉弁においても、燃料タンク内の圧力が変動して、チェックバルブが半開き状態となるようなときに、弁体の振動による打音を完全には防止できないことがあった。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、弁体の振動による打音をより効果的に防止できるようにした圧力開閉弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意研究した結果、上記特許文献１に記載された圧力開閉弁においては、該開閉弁が横向きに設置されるときには、バネによる開閉付勢力の軸線が、弁体が当接する弁座の軸線に対して不平行となるようにしても、弁体自身の重力も作用するため、弁体をハウジングに対して効果的に片当りさせることができず、打音防止効果が十分に得られないという事実を発見し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の第１は、第１ポートと第２ポートとを備えたハウジングと、該ハウジング内に収容され、バネによって付勢されて前記第１ポートを通常は閉塞しかつ前記第１ポートと前記第２ポートとの差圧が所定値を超えると開く弁体とを有する圧力開閉弁において、前記弁体に作用する前記バネによる開閉付勢力の軸線が、前記弁体が当接する弁座の軸線に対して傾いており、その傾き方向は前記弁座の軸線方向に沿って見たとき、鉛直方向の下方から±３０°の範囲に設定されていることを特徴とする圧力開閉弁を提供するものである。
【０００９】
上記発明によれば、バネによる開閉付勢力の軸線を、弁体が当接する弁座の軸線に対して傾かせると共に、その傾き方向を前記弁座の軸線方向に沿って見たとき、鉛直方向の下方から±３０°の範囲に設定したことにより、バネによる開閉付勢力と弁体自身の重力とが協働して、ハウジング内面に弁体をより効果的に片当りさせることができ、打音の発生をより確実に防止することができる。
【００１０】
また、本発明の第２は、第１ポートと第２ポートとを備えたハウジングと、該ハウジング内に収容され、バネによって付勢されて前記第１ポートを通常は閉塞しかつ前記第１ポートと前記第２ポートとの差圧が所定値を超えると開く弁体とを有する圧力開閉弁において、前記バネの一端が当接する前記ハウジングに設けた第１バネ座の中心に対して、前記バネの他端が当接する前記弁体に設けた第２バネ座の中心が、ハウジングの中心軸線方向に沿って見たとき、鉛直方向下方から±３０°の範囲の方向に偏位して配置されており、前記バネは、圧縮コイルバネからなり、その両端面が互いに平行で、軸線が両端面に対して直立するように形成されており、前記第１バネ座及び第２バネ座によって支持されて、前記両端面の中心がオフセット状態に組付けられていることを特徴とする圧力開閉弁を提供するものである。
【００１１】
上記発明によれば、前記第１バネ座の中心に対する前記第２バネ座の中心の偏位方向が鉛直方向下方から±３０°の範囲になるようにしたことにより、バネによる付勢力と弁体自身の重力とが協働して、ハウジング内面に弁体をより効果的に片当りさせることができ、打音の発生をより確実に防止することができる。
【００１２】
更に、本発明の第３は、前記第１又は第２の発明において、前記ハウジングには、被取付け部に対する取付け手段が設けられ、この取付け手段は、取付け状態において前記開閉付勢力の軸線又は前記第１バネ座の中心に対する前記第２バネ座の中心の偏位方向が前記角度範囲になるように配置されている圧力開閉弁を提供するものである。
【００１３】
上記発明によれば、ハウジングに設けられた被取付け部への取付け手段が、上記のように配置されていることにより、被取付け部に上記取付け手段を介して圧力開閉弁を取付けたとき、バネによる開閉付勢力の軸線の、弁座の軸線に対する傾き方向、又は前記第１バネ座の中心に対する前記第２バネ座の中心の偏位方向が、必然的に鉛直方向の下方から±３０°の範囲になるようにすることができる。
【００１４】
更に、本発明の第４は、前記第１〜３の発明のいずれかにおいて、前記ハウジングには、圧力開閉弁にチューブを接続する際に該圧力開閉弁を保持させるための治具に対する位置決め手段が設けられ、この位置決め手段は、該治具に保持された圧力開閉弁にチューブを接続して形成される配管ユニットの予定される取付け状態において、前記開閉付勢力の軸線又は前記第１バネ座の中心に対する前記第２バネ座の中心の偏位方向が前記角度範囲になるように配置されている請求項１〜３のいずれか１つに記載の圧力開閉弁。
【００１５】
上記発明によれば、圧力開閉弁を治具に保持させてチューブを接続することにより、配管ユニットを形成したとき、配管ユニットの予定される取付け状態において、バネによる開閉付勢力の軸線の、弁座の軸線に対する傾き方向、又は前記第１バネ座の中心に対する前記第２バネ座の中心の偏位方向が、必然的に鉛直方向の下方から±３０°の範囲になるようにすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、バネによる開閉付勢力の軸線の、弁座の軸線に対する傾き方向、又は前記第１バネ座の中心に対する前記第２バネ座の中心の偏位方向を、前記弁座の軸線方向に沿って見たとき、鉛直方向の下方から±３０°の範囲に設定したことにより、バネによる開閉付勢力と弁体自身の重力とが協働して、ハウジング内面に弁体をより効果的に片当りさせることができ、打音の発生をより確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１〜７には、本発明による圧力開閉弁を自動車の燃料タンクの蒸気配管（ベーパーライン）に設けるチェックバルブに適用した一実施形態が示されている。
【００１８】
図１〜２に示すように、このチェックバルブ１０は、本体部１１及び蓋体部１２とからなるハウジング１３を有している。なお、図２〜４において、矢印Ａは鉛直方向下方を示している。
【００１９】
本体部１１は、複合弁体２０を収容する円筒部１１ａと、この円筒部１１ａの内部に連通し、後述する燃料タンク内周に沿って配設される蒸気導入管が接続される接続管部１１ｂとを有している。本体部１１内の前記接続管部１１ｂに連通する部分が第１ポート１１ｄをなし、その開口部周縁には、前記複合弁体２０が当接する弁座１１ｃが形成されている。
【００２０】
また、円筒部１１ａの外周には、燃料タンク内壁に形成されるブラケットに固定するためのフック１４が設けられており、フック１４は、円筒部１１ａの周壁から突設された支柱１４ａと、支柱１４ａの先端から錨型に円筒部１１ａ方向に延出された係止片１４ｂとで構成されている。このフック１４が、本発明における被取付け部への取付け手段を構成している。また、フック１４の係止片１４ｂの先端方向に位置して、円筒部１１ａの外周には、リブ状のブラケットへの当り部１５ａ、１５ｂが形成されている。
【００２１】
一方、蓋体部１２は、上記本体部１１の円筒部１１ａの開口部を閉塞するように組み付けられるフランジ部１２ａと、このフランジ部１２ａの組付け面に形成された円筒部１２ｆと、燃料タンクから引き出されて、図示しないキャニスターに接続される配管が接続される接続管部１２ｂとを有している。この接続管部１２ｂに連通する部分が第２ポート１２ｉをなしている。そして、円筒部１２ｆを本体部１１の円筒部１１ａ内周に挿入し、フランジ部１２ａを本体部１１の端面に当接させて、その状態で溶着することにより、蓋体部１２は本体部１１に固着されるようになっている。
【００２２】
また、蓋体部１２の内面には、後述する第１圧縮コイルバネ２４の一端が当接する第１バネ座１２ｅが形成されている。この第１バネ座１２ｅは、上記円筒部１２ｆの内周に所定間隔で突設された複数のリブ１２ｃにより囲まれて形成されている。各リブ１２ｃは、円筒部１２ｆの内周から半径方向内方に伸び、その上面が次第に低くなるテーパ状をなしている。また、各リブ１２ｃの半径方向の長さが変化していて、第１バネ座１２ｅの第１圧縮コイルバネ２４の一端が嵌合して着座する部分が、前記本体部１１のフック１４の延出方向とは反対方向に偏心するように形成されている。
【００２３】
更に、蓋体部１２の接続管部１２ｂの基部には、フランジ１２ｇが形成されており、このフランジ１２ｇに所定方向の切欠き部１２ｈが形成されている。この切欠き１２ｈは、後述する治具６０にチェックバルブ１０を保持させる際に、治具６０に対してチェックバルブ１０が所定の方向で保持されるようにする位置決め手段をなしている。
【００２４】
一方、複合弁体２０は、外側弁体２１と、内側弁体２２と、これらの弁体２１、２２の間に介在し、外側弁体２１の内周に螺着された中間筒体２３とで構成されている。
【００２５】
外側弁体２１は、円筒部１１ａの内周に遊嵌して、円筒部１１ａ内でスライド可能に配置されている。そして、一方の端部に曲面状のシール面２１ａを有しており、このシール面２１ａの中央部は開口２１ｂをなしている。シール面２１ａは、円筒部１１ａの弁座１１ｃに当接して、前記接続管部１１ｂに連通する第１ポート１１ｄを開閉するようになっている。
【００２６】
外側弁体２１の他方の端部は開口されていて、この開口部に前記中間筒体２３が取付けられている。すなわち、中間筒体２３は、全体として円筒状をなし、その一方の端部外周は、上記外側弁体２１の内周に挿入され、他端にはフランジ部２３ａが形成されていて、このフランジ部２３ａが外側弁体２１の開口端部に当接して溶着シールされている。なお、溶着シールに先だって、内側弁体２２は、中間筒体２３の内部に予め挿入されている。
【００２７】
中間筒体２３は、内側弁体２２が当接する弁座２３ｂを有している。また、フランジ２３ａの後端面と、蓋体部１２との間には、第１圧縮コイルバネ２４が介装されている。第１圧縮コイルバネ２４の一端は、前述した蓋体部１２の第１バネ座１２ｅに嵌合し、ハウジング１３の中心軸線に対して偏心して配置されている。第１圧縮コイルバネ２４の他端は、複合弁体２０のフランジ部２３ａの後端面に設けた第２バネ座２３ｃに当接している。第１圧縮コイルバネ２４は、複合弁体２０全体を第１ポート１１ｄ方向にバネ付勢し、前記蒸気導入管４１、４２からの蒸気圧が一定値を超えるまでは、複合弁体２０の前記シール面２１ａを弁座１１ｃに当接させる。
【００２８】
なお、第１圧縮コイルバネ２４は、その両端面が互いに平行で、軸線が両端面に対して直立するように形成されており、上記のように第１バネ座１２ｅ及び第２バネ座２３ｃによって支持されて、前記両端面の中心がオフセット状態に組付けられている。
【００２９】
内側弁体２２は、端面が閉塞された半球状のシール面２２ａを有し、シール面２２ａに対向する端部は椀状に開口していて、この開口縁内周に設けた拡径段部２２ｂと、外側弁体２１の内周に設けたバネ受け部２１ｃの間に、第２圧縮コイルバネ２５が介装されている。第２圧縮コイルバネ２５は、内側弁体２２を弁座２３ｂに当接させる方向にバネ付勢する。
【００３０】
次に、このチェックバルブ１０に蒸気導入管４１及びキャニスターに連結される配管４５を接続して、配管ユニットを形成する方法について説明する。
【００３１】
図５に示すように、この配管ユニット４６を形成する際には、チェックバルブ１０を治具６０に保持させる。治具６０は、その上面にチェックバルブ１０が適合する凹溝６１を有し、この凹溝６１には、フック１４が挿入される孔部６２、フランジ１２ｇが挿入される拡径溝６３が形成されている。拡径溝６３には、フランジ１２ｇに形成された切欠き部１２ｈに適合する部分があり、チェックバルブ１０を所定の方向に挿入しないと保持できないようになっている。
【００３２】
こうして、チェックバルブ１０を治具６０に保持させた状態で、チェックバルブ１０の一方の接続管部１２ｂに燃料タンク内に連結される蒸気配管４１を接続し、他方の接続管部１１ｂにキャニスターに連結される配管４５を接続する。この実施形態の場合、蒸気配管４１及び配管４５は、ポリアミド等の耐熱性の樹脂チューブで形成され、適用されるタンク形状に適合するような形状に予め曲げ加工されている。このため、チェックバルブ１０に蒸気配管４１及び配管４５を接続して配管ユニット４６を形成した状態で、燃料タンクに取付けられた状態での上下方向が定められることになる。
【００３３】
そして、本発明では、チェックバルブ１０に設けたフランジ１２ｇの切欠き部１２ｈによって、治具６０にチェックバルブ１０を所定の方向に挿入しないと保持できないようになっているので、チェックバルブ１０に対する蒸気配管４１及び配管４５の取付け角度が定められ、配管ユニット４６の下方にフック１４が位置するようにされている。
【００３４】
図６、７に示すように、この配管ユニット４６は、燃料タンク５０の上面に設置されるようになっている。この実施形態の場合、燃料タンク５０には、蓋体５１が装着される開口部５２が２つ設けられており、車体５７や周辺装置に干渉しないような凹凸形状をなす上面を有している。そして、配管ユニット４６は、開口部５２を避けて上面の凹凸形状に適合するように予め曲げ加工されており、いくつかのブラケット５３を介して、燃料タンク５０及び車体５７に固定されている。なお、蒸気配管４１は、その端部にコネクタ４７を有しており、このコネクタ４７を介して、燃料タンク５０内に導入された配管５４に連結される。
【００３５】
この場合、チェックバルブ１０のフック１４は、その下方に配置されたブラケット５３の取付け孔５５に挿入されて係止されている。このとき、チェックバルブ１０の当り部１５ａ、１５ｂがブラケット５３の上面に当接して、チェックバルブ１０をガタ付きなく保持するようになっている。
【００３６】
こうして、配管ユニット４６を燃料タンク５０に取付けた状態で、チェックバルブ１０の第１圧縮コイルバネ２４の一端が嵌合する第１バネ座１２ｅは、ハウジング１３の中心軸線Ｌに対して上方に偏心している。このため、第１圧縮コイルバネ２４の後端部は、ハウジング１３の中心軸線Ｌに対して上方に偏って支持され、その結果、複合弁体２０に作用する第１圧縮コイルバネ２４による開閉付勢力の軸線Ｍが、ハウジング１３の中心軸線（言い換えると弁座１１ｃの軸線）Ｌに対して、鉛直方向下方に傾いている。
【００３７】
その結果、図３，４に示すように、複合弁体２０は、第１圧縮コイルバネ２４による開閉付勢力の傾きによってやや傾いた状態で配置され、その両端部外周がハウジング１３の内周に片当りした状態となる。なお、図３，４は、この状態をわかりやすく誇張して記載しているが、実際にはこれほど大きく傾いているわけではない。上記第１圧縮コイルバネ２４による開閉付勢力の軸線Ｍの、ハウジング１３の中心軸線（言い換えると弁座１１ｃの軸線）Ｌに対する傾き角度θは、１５〜２０°であることが好ましい。
【００３８】
また、ハウジング１３の中心軸線（言い換えると弁座１１ｃの軸線）方向に見たとき、上記第１圧縮コイルバネ２４による開閉付勢力の軸線Ｍの方向は、鉛直方向の下方から±３０°、好ましくは±１０°の範囲に設定されていればよく、この実施形態では、ほぼ鉛直方向下方に向いている。
【００３９】
次に、このチェックバルブ１０の作用について説明する。このチェックバルブ１０においては、燃料タンク５０内の蒸気圧が所定値以下のときは、図２、３に示すように、第１圧縮コイルバネ２４の付勢力によって複合弁体２０のシール面２１ａが本体部１１の弁座１１ｃに当接し、チェックバルブ１０は閉じた状態となる。
【００４０】
また、燃料タンク５０内の蒸気圧が所定値以上になると、図４に示すように、第１圧縮コイルバネ２４の付勢力に抗して、複合弁体２０が本体部１１の弁座１１ｃから離れ、蒸気導入管４１を通して、燃料タンク５０内の燃料蒸気が導入され、チェックバルブ１０及び配管４５を通って、図示しないキャニスターに送られる。
【００４１】
更に、燃料タンク５０内の圧力が所定値以下の負圧となったときには、キャニスターに接続された配管４５側の方が高い圧力となるため、複合弁体２０内の第２圧縮コイルバネ２５に抗して、内側弁体２２のシール面２２ａが弁座２３ｂから離れて内部に押込められ、配管４５側の気体が複合弁体２０内を通って燃料タンク５０内に導入される。
【００４２】
こうして、燃料タンク５０内の圧力を常時一定の範囲に保って、燃料タンク５０の破裂や変形、給油口からの燃料の吹き出し等を防ぐようにしている。
【００４３】
ところで、前述したように、例えば自動車が山道を登り、頂上の目的地に到着してエンジンを停止したときような場合には、燃料タンク内の温度は更にしばらく上昇を続けた後、ある程度時間が経過してから徐々に温度が低下していく。このため、車両が停止した後も、燃料タンク内の圧力が高く、チェックバルブ１０が図４に示すような半開き状態になって、燃料蒸気をキャニスターに逃がす状態がしばらく続くことがある。そのようなときに、従来のチェックバルブでは、燃料蒸気の通過に伴って、半開き状態にある複合弁体２０がハウジング１３内で踊って振動し、ハウジング１３内壁に衝突して打音を発生し、運転者等に不安をいだかせることがあった。
【００４４】
しかし、このチェックバルブ１０においては、前述したように、複合弁体２０に作用する第１圧縮コイルバネ２４による開閉付勢力の軸線Ｍが、ハウジング１３の中心軸線（言い換えると弁座１１ｃの軸線）Ｌに対して鉛直方向下方に傾いており、複合弁体２０自身の重力もそれと同じ方向に作用するため、複合弁体２０の両端部外周が、図３，４に示すように、ハウジング１３の内周に片当りした状態となる。そのため、複合弁体２０がハウジング１３内で踊って振動することが効果的に防止され、打音が発生することをほぼ確実に防止することができる。
【００４５】
図８〜１０には、上記チェックバルブ１０を用いた打音発生試験の方法及び結果が示されている。
【００４６】
図８において、（ａ）は試験に供したチェックバルブ１０の側面図であり、（ｂ）は試験に供したチェックバルブ１０の軸線方向から見たときの、第１圧縮コイルバネ２４の第１バネ座１２ｅ（太線）及び第２バネ座２３ｃ（細線）の位置関係を示している。矢印Ａは鉛直方向下方を示している。なお、第１圧縮コイルバネ２４としては、その両端面が互いに平行で、軸線が両端面に対して直立するように形成され、第１バネ座１２ｅ及び第２バネ座２３ｃによって支持されて、前記両端面の中心がオフセット状態に組付けられているものを使用した。
【００４７】
また、同図（ｂ）における点Ｍ’は、第１圧縮コイルバネ２４による開閉付勢力の軸線Ｍの傾き方向を示している。そして、１〜６の試験条件は、同一試験品を軸方向を中心として回転させて試験台に固定することにより、上記第１圧縮コイルバネ２４による開閉付勢力の軸線Ｍの傾き方向を変えている。試験条件１は、上記軸線Ｍが鉛直方向上方に傾いており、試験条件２は、上記軸線Ｍが上記軸線Ｍが鉛直方向上方から４５°傾いており、試験条件３は、上記軸線Ｍが水平方向に傾いており、試験条件４は、上記軸線Ｍが鉛直方向下方から４５°傾いており、試験条件５は、上記軸線Ｍが鉛直方向下方から３０°傾いており、試験条件６は、上記軸線Ｍが鉛直方向下方に向いている。本発明の実施例となるのは、上記試験条件５，６の取付け状態である。なお、矢印Ａは鉛直方向下方を示している。
【００４８】
すなわち、上記各チェックバルブ１０の第１ポート１１ｄに、空気圧を０→１０ＫＰａとなるように徐々に増大してかけた後、１０→３ＫＰａとなるように徐々に減圧させて、チェックバルブ１０を通過する空気の流量を流量計（５０Ｌ／ｍｉｎ計）で測定すると共に、そのときの音圧をチェックバルブ１０から５４０ｍｍ離れた位置に配置した騒音計（小野測器製、商品名「ＬＡ１２４５」）によって測定した。複合弁体２０が開いて、流れる空気量が増大するに伴って音圧は徐々に高まるが、複合弁体２０がハウジング１３内で振動して異音（打音）が発生するときには、上記音圧は急激に増大する。したがって、音圧の変化を調べることにより、異音の発生の有無をより正確に調べることができる。
【００４９】
図９は、上記試験結果を示している。同図（ａ）は、上記試験条件１〜６について、それぞれ２０個ずつの試料を用いて試験した結果を示し、加圧ＮＧとは加圧時に異音が発生したこと、減圧ＮＧとは減圧時に異音が発生したことを示し、加圧ＯＫとは加圧時に異音が発生しなかったこと、減圧ＯＫとは減圧時に異音が発生しなかったことを示す。
【００５０】
このように、本発明の実施例となる試験条件５，６は、異音の発生が顕著に抑制されており、特に試験条件６は、加圧時における異音の発生がほとんどないことがわかる。
【００５１】
また、軸線Ｍが鉛直方向下方から４５°以上傾いている試験条件１〜４においては、加圧時又は減圧時のいずれか、又は両方で異音が発生しており、軸線Ｍを傾かせたものであっても、異音発生抑制効果が十分に得られていないことがわかる。特に、軸線Ｍが鉛直方向上方から±４５°の範囲にある試験品１，２では、異音発生抑制効果がほとんど得られないことがわかる。その理由は、第１圧縮コイルバネ２４による開閉付勢力の軸線Ｍを傾かせてあっても、その傾き方向が上方に向いている場合には、複合弁体２０の重力が、軸線Ｍの傾きによる偏心した付勢力を、ハウジング１３の軸線Ｌに近い方向に是正してしまうためと考えられる。
【００５２】
また、同図（ｂ）は、第１圧縮コイルバネ２４の第１バネ座１２ｅの中心が、第２バネ座２３ｃの中心に対して偏心しておらず、ハウジング１３の軸心に配置された試料を作成し、この試料について、第１バネ座１２ｅを、第２バネ座２３ｃに対して、軸方向を中心として回転させて試験台に固定し、上記と同様な異音発声抑制効果についての試験を行った結果を示している。この結果から、第１バネ座１２ｅの中心が、第２バネ座２３ｃの中心に対して偏心していない場合には、いずれの試料も加圧時及び減圧時でＮＧとなり、異音発生を抑制できないことが分かる。
【００５３】
図１０は、図９（ａ）の試料Ｎｏ．１について、試験条件１，３，６の測定結果を示しており、横軸は空気流量（単位Ｌ／ｍｉｎ）、縦軸は音圧（ｄｂ）を表している。エアを流す前での暗騒音は約５０ｄｂで、空気の流量が増大するにつれて、音圧は徐々に上昇していき、流量５０Ｌ／ｍｉｎでは約６０ｄｂとなる。このとき、試験条件１においては、途中で急激に音圧が上昇し、異音が発生する。また、試験条件３においては、試験条件１よりも遅れて音圧が急激に上昇し、やはり異音が発生する。これに対して、試験条件６では、音圧が急激に上昇するところはなく、異音はほぼ確実に抑制されることがわかる。
【００５４】
図１１〜１３には、本発明による圧力開閉弁を自動車の燃料タンクの蒸気配管（ベーパーライン）に設けるチェックバルブに適用した他の実施形態が示されている。なお、図中矢印Ａは鉛直方向下方を示している。
【００５５】
図１１に示すように、この実施形態によるチェックバルブ１０ａは、ハウジング１３の本体部１１に、分岐した２つの接続管部１１ｅ、１１ｆが設けられており、蓋体部１２の第１バネ座１２ｅが、フック１４と同じ方向に偏心して形成されている点が、上記実施形態と異なっている。
【００５６】
図１２に示すように、チェックバルブ１０ａの接続管部１１ｂ、１１ｃには、蒸気導入管４１、４２が接続され、この蒸気導入管４１、４２の先端にはカットバルブ４３、４４が接続される。また、上記チェックバルブ１０の接続管部１２ｂには、図示しないキャニスターに連結される配管４５が接続される。そして、この配管ユニット４６ａは、燃料タンク５０内の天井壁に固定されるようになっている。
【００５７】
すなわち、図１３に示すように、燃料タンク５０の天井壁の内面に固着されたブラケット５３の取付け孔５５に、チェックバルブ１０ａのフック１４を挿入して係止することにより、チェックバルブ１０ａは燃料タンク５０の天井壁内面に固定される。この状態で、第１圧縮コイルバネ２４の一端を支持する第１バネ座１２ｅは上方に偏って配置されている。
【００５８】
したがって、この実施形態においても、複合弁体２０に作用する第１圧縮コイルバネ２４による開閉付勢力の軸線Ｍが、ハウジング１３の中心軸線（言い換えると弁座１１ｃの軸線）Ｌに対して鉛直方向下方に傾いており、複合弁体２０自身の重力もそれと同じ方向に作用するため、複合弁体２０の両端部外周がハウジング１３の内周に片当りした状態となり、複合弁体２０がハウジング１３内で踊って振動することが効果的に防止され、打音が発生することをほぼ確実に防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、例えば燃料タンク用チェックバルブ等に好適な圧力開閉弁であって、作動時に弁体が振動して発生する打音を低減できる圧力開閉弁として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の圧力開閉弁を燃料タンク用チェックバルブに適用した一実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】同チェックバルブの弁が閉じた状態の断面図である。
【図３】同チェックバルブの取付け状態における弁が閉じた状態の断面図である。
【図４】同チェックバルブの取付け状態における弁が開いた状態の断面図である。
【図５】同チェックバルブに蒸気導入管及びキャニスターに連結される配管を接続して配管ユニットを形成する方法を示す説明図である。
【図６】同配管ユニットを燃料タンクに取付けた状態を示す断面図である。
【図７】同配管ユニットを燃料タンクに取付けた状態を示す平面図である。
【図８】チェックバルブを用いた打音発生試験の方法を示す説明図である。
【図９】同試験結果を示す説明図である。
【図１０】同試験において空気の流量と音圧との関係を測定した結果を示す図表である。
【図１１】本発明の圧力開閉弁を燃料タンク用チェックバルブに適用した他の実施形態を示す分解斜視図である。
【図１２】同チェックバルブを燃料タンク内に配設する状態を示す斜視図である。
【図１３】同チェックバルブを燃料タンクの天井壁内面に取付けた状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０，１０ａ チェックバルブ
１１ 本体部
１１ｄ 第１ポート
１１ａ 円筒部
１１ｃ 弁座
１１ｂ、１１ｅ、１１ｆ 接続管部
１２ 蓋体部
１２ａ フランジ部
１２ｂ 接続管部
１２ｃ リブ
１２ｅ 第１バネ座
１２ｆ 円筒部
１２ｇ フランジ
１２ｈ 切欠き部
１２ｉ 第２ポート
１３ ハウジング
１４ フック
１４ｂ 係止片
１４ａ 支柱
１５ａ、１５ｂ 当り部
２０ 複合弁体
２１ 外側弁体
２１ａ シール面
２１ｃ バネ受け部
２１ｂ 開口
２２ 内側弁体
２２ｂ 拡径段部
２３ｃ 第２バネ座
２３ 中間筒体
２３ａ フランジ部
２３ｂ 弁座
２４ 第１圧縮コイルバネ
２５ 第２圧縮コイルバネ
４１、４２ 蒸気導入管
４３、４４ カットバルブ
４５ キャニスターに連通する配管
４６、４６ａ 配管ユニット
４７ コネクタ
５０ 燃料タンク
５１ 蓋体
５２ 開口部
５３ ブラケット
５４ 配管
５５ 孔
６０ 治具
６１ 凹溝
６２ 孔部
６３ 拡径溝
Ｌ ハウジングの中心軸線（言い換えると弁座の軸線）
Ｍ 第１圧縮コイルバネによる開閉付勢力の軸線
Ａ 鉛直方向下方
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ポートと第２ポートとを備えたハウジングと、該ハウジング内に収容され、バネによって付勢されて前記第１ポートを通常は閉塞しかつ前記第１ポートと前記第２ポートとの差圧が所定値を超えると開く弁体とを有する圧力開閉弁において、前記弁体に作用する前記バネによる開閉付勢力の軸線が、前記弁体が当接する弁座の軸線に対して傾いており、その傾き方向は前記弁座の軸線方向に沿って見たとき、鉛直方向の下方から±３０°の範囲に設定されていることを特徴とする圧力開閉弁。
【請求項２】
第１ポートと第２ポートとを備えたハウジングと、該ハウジング内に収容され、バネによって付勢されて前記第１ポートを通常は閉塞しかつ前記第１ポートと前記第２ポートとの差圧が所定値を超えると開く弁体とを有する圧力開閉弁において、前記バネの一端が当接する前記ハウジングに設けた第１バネ座の中心に対して、前記バネの他端が当接する前記弁体に設けた第２バネ座の中心が、ハウジングの中心軸線方向に沿って見たとき、鉛直方向下方から±３０°の範囲の方向に偏位して配置されており、前記バネは、圧縮コイルバネからなり、その両端面が互いに平行で、軸線が両端面に対して直立するように形成されており、前記第１バネ座及び第２バネ座によって支持されて、前記両端面の中心がオフセット状態に組付けられていることを特徴とする圧力開閉弁。
【請求項３】
前記ハウジングには、被取付け部に対する取付け手段が設けられ、この取付け手段は、取付け状態において前記開閉付勢力の軸線又は前記第１バネ座の中心に対する前記第２バネ座の中心の偏位方向が前記角度範囲になるように配置されている請求項１又は２記載の圧力開閉弁。
【請求項４】
前記ハウジングには、圧力開閉弁にチューブを接続する際に該圧力開閉弁を保持させるための治具に対する位置決め手段が設けられ、この位置決め手段は、該治具に保持された圧力開閉弁にチューブを接続して形成される配管ユニットの予定される取付け状態において、前記開閉付勢力の軸線又は前記第１バネ座の中心に対する前記第２バネ座の中心の偏位方向が前記角度範囲になるように配置されている請求項１〜３のいずれか１つに記載の圧力開閉弁。
【請求項１】
第１ポートと第２ポートとを備えたハウジングと、該ハウジング内に収容され、バネによって付勢されて前記第１ポートを通常は閉塞しかつ前記第１ポートと前記第２ポートとの差圧が所定値を超えると開く弁体とを有する圧力開閉弁において、前記弁体に作用する前記バネによる開閉付勢力の軸線が、前記弁体が当接する弁座の軸線に対して傾いており、その傾き方向は前記弁座の軸線方向に沿って見たとき、鉛直方向の下方から±３０°の範囲に設定されていることを特徴とする圧力開閉弁。
【請求項２】
第１ポートと第２ポートとを備えたハウジングと、該ハウジング内に収容され、バネによって付勢されて前記第１ポートを通常は閉塞しかつ前記第１ポートと前記第２ポートとの差圧が所定値を超えると開く弁体とを有する圧力開閉弁において、前記バネの一端が当接する前記ハウジングに設けた第１バネ座の中心に対して、前記バネの他端が当接する前記弁体に設けた第２バネ座の中心が、ハウジングの中心軸線方向に沿って見たとき、鉛直方向下方から±３０°の範囲の方向に偏位して配置されており、前記バネは、圧縮コイルバネからなり、その両端面が互いに平行で、軸線が両端面に対して直立するように形成されており、前記第１バネ座及び第２バネ座によって支持されて、前記両端面の中心がオフセット状態に組付けられていることを特徴とする圧力開閉弁。
【請求項３】
前記ハウジングには、被取付け部に対する取付け手段が設けられ、この取付け手段は、取付け状態において前記開閉付勢力の軸線又は前記第１バネ座の中心に対する前記第２バネ座の中心の偏位方向が前記角度範囲になるように配置されている請求項１又は２記載の圧力開閉弁。
【請求項４】
前記ハウジングには、圧力開閉弁にチューブを接続する際に該圧力開閉弁を保持させるための治具に対する位置決め手段が設けられ、この位置決め手段は、該治具に保持された圧力開閉弁にチューブを接続して形成される配管ユニットの予定される取付け状態において、前記開閉付勢力の軸線又は前記第１バネ座の中心に対する前記第２バネ座の中心の偏位方向が前記角度範囲になるように配置されている請求項１〜３のいずれか１つに記載の圧力開閉弁。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００６−３２９２４５（Ｐ２００６−３２９２４５Ａ）
【公開日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１５０７０５（Ｐ２００５−１５０７０５）
【出願日】平成１７年５月２４日（２００５．５．２４）
【出願人】（０００１２４０９６）株式会社パイオラックス (331)
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月２４日（２００５．５．２４）
【出願人】（０００１２４０９６）株式会社パイオラックス (331)
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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