流量制御バルブ
【課題】給油速度の増減などによる必要ブリーザガス流量の増減に正確に対応できるようにするとともに、設計及び配置の自由度に優れた流量制御バルブとする。
【解決手段】第１コネクタ部10と周壁に流出開口12をもつパイプ部13とパイプ部13と機械的に係合して一体化されたキャップ３とからなりスプリング５及び弁部材４を収納した状態で一体化された流入側部材１と、容器状部20と容器状部20の周壁に開口する第２コネクタ部21とからなる流出側部材２と、よりなり、流出開口12が第２コネクタ部21と連通するようにパイプ部13が容器状部20に挿入され、第１コネクタ部10の中心軸と第２コネクタ部21の中心軸とが交差するように、流入側部材１と流出側部材２とを気密に一体化した。
低速給油時には貫通孔43からガスを流し、高速給油時には弁部材４が一気に移動して流入開口17と流出開口12とが直接的に連通する。また軸方向が交差しているので、全長を短くすることができる。
【解決手段】第１コネクタ部10と周壁に流出開口12をもつパイプ部13とパイプ部13と機械的に係合して一体化されたキャップ３とからなりスプリング５及び弁部材４を収納した状態で一体化された流入側部材１と、容器状部20と容器状部20の周壁に開口する第２コネクタ部21とからなる流出側部材２と、よりなり、流出開口12が第２コネクタ部21と連通するようにパイプ部13が容器状部20に挿入され、第１コネクタ部10の中心軸と第２コネクタ部21の中心軸とが交差するように、流入側部材１と流出側部材２とを気密に一体化した。
低速給油時には貫通孔43からガスを流し、高速給油時には弁部材４が一気に移動して流入開口17と流出開口12とが直接的に連通する。また軸方向が交差しているので、全長を短くすることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンクのブリーザ回路などに用いられる流量制御バルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の燃料タンク近傍には、エバポ回路と称される気化燃料回収システムが設けられている。このエバポ回路は、気化した燃料を燃料タンクから外部のキャニスタに導き、活性炭などに吸着させて一時蓄えることで、気化燃料が外気へ排出されるのを防ぐものである。キャニスタはエンジンに連結され、エンジンの吸気負圧により活性炭から気化燃料を放出させ混合気中に混合することで、吸着された気化燃料を再び燃料として使用している。
【０００３】
ところで自動車の燃料タンクへの給油時には、給油口からの新しいエアの巻き込みが多いと、燃料タンク内では燃料の気化が促進されるためキャニスタに流れるガス量が多くなり、キャニスタの吸着量が増大してしまうという問題があった。そこで、燃料タンク内の気相部と外気とを連通するブリーザチューブが設けられている。このブリーザチューブは、一端がインレットパイプの給油口近傍に連結され、他端が燃料タンクの気相に連通するように固定されたブリーザニップルに挿通されている。したがって給油時に燃料タンク内に存在する気化燃料は、ブリーザニップルからブリーザチューブを通りインレットパイプに循環されるので、新規エアの巻き込みが低減され燃料の気化が抑制される。したがってキャニスタの吸着量を低減できる。
【０００４】
そして給油口で巻き込まれるエア量よりもブリーザチューブからインレットパイプに循環されるブリーザガス量が大きくならないように、ブリーザニップル内部にはオリフィスが形成されている。
【０００５】
以下、燃料タンク→ブリーザニップル→ブリーザチューブ→インレットパイプ→燃料タンクのガス循環回路をブリーザ回路と称する。
【０００６】
しかしながら給油ガンの仕様と使い方により、給油時の給油速度は低速度（代表値15Ｌ／分）と高速度（代表値38Ｌ／分）の２種類があり、高速給油の方がエアの巻き込み量が多いので、ブリーザ回路を循環するブリーザガス量は高速給油時には多く必要となる。そこでブリーザニップルのオリフィスの開口を大きくすると、低速給油時にもブリーザ回路を循環するブリーザガス量が多くなり、給油口からのベーパリークが生じてしまう。
【０００７】
図６にこれらの関係の概念図を示す。実際は低速給油と高速給油の２段階であるが、図６では給油速度が連続的に増減するものとして示している。給油速度に応じてエア巻き込み量は連続的に変化する（直線Ａ）。低速給油時に対応する開口径の小さなオリフィスの場合には、低速給油時にはブリーザガス流量がエア巻き込み量に対応しているが、給油速度が増大するにつれてエア巻き込み量とブリーザガス流量との差が大きくなってしまい、新規エアの巻き込みによってタンク内では燃料の気化が促進され、キャニスタの吸着量が増大してしまう（曲線Ｂ）。一方、高速給油時に対応する開口径の大きなオリフィスの場合には、給油速度が低い範囲でブリーザガス流量がエア巻き込み量を上回るようになり、ベーパリークが生じる（曲線Ｃ）。
【０００８】
すなわち一つのオリフィスのみを有する従来のブリーザニップルのみでは、給油速度の増減による必要ブリーザガス流量の増減に対応できない。そのため特開平08−216707号公報には、ブリーザ回路に圧力に応じて燃料蒸発ガス循環量を調整する可変手段を設けた燃料蒸発ガス排出防止装置が提案されている。また特開2003−028010号公報には、圧力に応じて燃料蒸発ガス循環量を調整するバルブ内蔵コネクタをブリーザ回路に配置することが提案されている。
【０００９】
しかしながらこれらの公報に記載の技術では、流路を開閉するバルブを設けているだけであるため、低速給油と高速給油の両方の場合でブリーザガス量を適切に制御することが困難である。このことを図７を参照しながら説明する。
【００１０】
循環ガスの圧力は、温度にも大きく影響を受けるので、低速給油時あるいは高速給油時においてそれぞれバラツキがある。したがって、低速給油時に確保すべきブリーザガスの流量を（イ）、高速給油時に確保すべきブリーザガスの流量を（ロ）とすると、理想とするガス圧とガス流量との関係は曲線Ｄのようになる。低速給油時には循環ガスの圧力は（ａ）〜（ｂ）の幅を有し、高速給油時にはブリーザガスの圧力は（ｃ）〜（ｄ）の幅を有している。
【００１１】
しかし従来のバルブでは、ガス圧が高まるにつれてバルブが開き、徐々にブリーザガス流量が増大する構造である。そのため、例えば給油口からのベーパリークが生じないように低速給油時に想定される最高ガス圧（ｂ）でバルブが開くようにバルブを調整した場合、ガス圧とブリーザガス流量との関係は曲線Ｅのようになる。したがってＸ点のように高速給油時でガス圧が低めにばらついた場合には、ブリーザガス流量が不足してキャニスタへ流れるガス量が増大してしまう。
【００１２】
一方、高速給油時に想定される最低ガス圧（ｃ）で所定のブリーザガス流量がほぼ確保されるように調整すると、ガス圧とブリーザガス流量との関係は曲線Ｆのようになり、Ｙ点のように低速給油時でガス圧が高めにばらついた場合には、ブリーザガス流量が過大となってベーパリークが生じてしまう。
【００１３】
また従来の技術では、ブリーザ回路の途中に圧力に応じて燃料蒸発ガス循環量を調整する可変手段を設けているために、部品点数が増大するとともに、スペース上の問題がある。また上記公報に記載の提案では、ブリーザ回路内でさらに通気抵抗が発生するため、タンク内圧自体で管理する場合に比べて制御が不安定となり管理しにくいという問題がある。
【００１４】
さらに特開2003−028010号公報に記載のようなバルブ内蔵コネクタにおいては、コネクタ内のガス流路は直線状であり、バルブが内蔵されているため、コネクタの全長が比較的長い。一方、ブリーザチューブはインレットパイプに極力沿うように配置することで、配置スペースを小さくすることが求められ、インレットパイプの外周面から軸方向と直交する方向に突出する部分のブリーザチューブの長さは極力短くされている。そのためバルブ内蔵コネクタをブリーザ回路に配置する場合には、ブリーザチューブとインレットパイプとの結合部分に配置することが困難であり、ブリーザチューブの途中に配置せざるを得ない。しかしこの場合でも、インレットパイプの側壁から突出してコネクタに結合されるパイプをＬ字状に曲げる必要があり、コスト面で不具合がある。すなわち特開2003−028010号公報に記載のようなバルブ内蔵コネクタにおいては、配置位置が規制され、設計の自由度が低いという不具合があった。
【００１５】
また上記のバルブ内蔵コネクタにおいては、組付け時に一方の直線状部材にバルブ、スプリングなどの細かな部品を内部に収納させ、その後にこれらの部品を内蔵するように他方の直線状部材を結合する必要があり、組付け時の部品点数が多く作業性に問題があった。
【特許文献１】特開平08−216707号
【特許文献２】特開2003−028010号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、設計及び配置の自由度に優れた流量制御バルブとするとともに、給油速度の増減などによる必要ブリーザガス流量の増減に正確に対応できるようにすることを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決する本発明の流量制御バルブの特徴は、流体が流入する流入開口と流入開口から流入した流体が外部へ流出する流出開口とを有するハウジングと、ハウジング内に移動自在に配置された弁部材と、弁部材を流入開口へ近接する方向へ付勢する付勢手段と、からなる流量制御バルブであって、
略筒状の第１コネクタ部と、第１コネクタ部から同軸的に延び周壁に流出開口をもつ略筒状のパイプ部と、パイプ部と機械的に係合して一体化されパイプ部の先端を塞ぐことでハウジングを構成する蓋部材と、からなりパイプ部内に付勢手段及び弁部材を収納した状態で蓋部材がパイプ部の先端を塞ぐことで一体化された流入側部材と、
パイプ部を収納する容器状部と、容器状部の周壁に開口し容器状部の中心軸と交差する方向に延びる中心軸をもつ第２コネクタ部と、からなる流出側部材と、よりなり、
パイプ部の流出開口が第２コネクタ部と連通するようにパイプ部が容器状部に挿入され、第１コネクタ部の中心軸と第２コネクタ部の中心軸とが交差するように流入側部材と流出側部材とが気密に結合されて一体化されていることにある。
【００１８】
弁部材とハウジングとの間に形成され流入開口から遠ざかる方向への弁部材の移動に伴って流入開口と流出開口との連通を徐々に閉じる第１弁部と、弁部材とハウジングとの間に形成され流入開口から遠ざかる方向への弁部材の移動に伴って流入開口と流出開口との連通を開く第２弁部と、を備え、流入開口側の流体圧が所定値以下のときには第１弁部が開状態かつ第２弁部が閉状態であり、流入開口側の流体圧が所定値を超えたときに第２弁部が流入開口と流出開口との連通を一気に開くように構成されることが望ましい。
【００１９】
弁部材は上方に開口する略有底筒状をなし、蓋部材は第１コネクタ部に向かって突出する凸部を有し、凸部と弁部材との間に第１弁部が形成されることが好ましい。この場合、弁部材は凸部に外挿され、弁部材側壁の開口部と凸部により第１弁部を形成することができる。
【００２０】
また弁部材は鍔部をもち、鍔部とパイプ部との間に第２弁部が形成されることが好ましい。
【００２１】
パイプ部は第１コネクタ部の流体圧が所定値以下のときに弁部材が着座する座面をもち、パイプ部及び弁部材の少なくとも一方には、他方に係合して座面と弁部材との間に隙間を形成する係合部をもつことが好ましい。
【００２２】
さらに第１コネクタ部がブリーザチューブに気密に接続され、第２コネクタ部がフィラーパイプの周壁から突出するパイプと気密に接続されることが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の流量制御バルブでは、流入開口の中心軸と流出開口の中心軸とが互いに交差している。したがって、従来の直線状のバルブ内蔵コネクタに比べて全長を短縮することができるので、きわめてコンパクトとすることができる。そのためブリーザチューブとインレットパイプとの結合部分に用いても、ブリーザチューブをインレットパイプに近接して配置することができ、ブリーザ回路の設計の自由度が大きく向上する。また、パイプ部に弁部材と付勢手段を収納して蓋部材で塞ぐことで、流入側部材を一体化されたサブアセンブリとして供給できるので、組付作業性が向上する。
【００２４】
さらに請求項２に記載の構成とすれば、流入開口側の流体圧が所定値以下のときには、第１弁部が開状態であるので、流体は第１弁部を通じて流入開口から流出開口へ流れる。流入開口側の流体圧が所定値を超えると、弁部材が移動して第１弁部が閉じる。この時、流入開口側の圧力と流出開口側のハウジング内の圧力との差圧が急激に増大するため、弁部材は流入開口から遠ざかる方向へ一気に移動して第２弁部が一気に開き、ハウジング内の流体は流出開口から一気に流出する。したがって本発明の流量制御バルブは応答性に優れ、燃料タンクのブリーザ回路に用いた場合には、高速給油と低速給油とに柔軟に対応することができる。
【００２５】
そして、パイプ部は第１コネクタ部側の流体圧が所定値以下のときに弁部材が着座する座面をもち、座面及び弁部材の少なくとも一方には、他方に係合して座面と弁部材との間に隙間を形成する係合部をもつ構造とすれば、弁部材が座面に固着するのを防止でき作動の信頼性が向上する。また、ハウジングに流入した液体燃料などを隙間から流入開口を通じて流出させることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
請求項１に記載の流量制御バルブは、流入側部材と、流出側部材と、よりなり、パイプ部の流出開口が第２コネクタ部と連通するようにパイプ部が容器状部に挿入され、第１コネクタ部の中心軸と第２コネクタ部の中心軸とが交差するように流入側部材と流出側部材とが気密に結合されて一体化されている。したがって、従来の直線状のバルブ内蔵コネクタに比べて全長を短縮することができ、きわめてコンパクトとすることができる。
【００２７】
流入側部材は、略筒状の第１コネクタ部と第１コネクタ部から同軸的に延び周壁に流出開口をもつ略筒状のパイプ部と、パイプ部と機械的に係合して一体化されパイプ部の先端を塞ぐことでハウジングを構成する蓋部材と、からなり、パイプ部内に付勢手段及び弁部材を収納した状態で蓋部材がパイプ部の先端を塞ぐことで一体化されている。したがって流入側部材を一体化されたサブアセンブリとして供給でき、流出側部材と溶着などで結合するだけでよいので、組付作業性が向上する。
【００２８】
蓋部材とパイプ部との結合方法は、接着あるいは溶着を用いてもよいし、爪嵌合など機械的に結合することもできる。弁部材としては、流体の圧力によって浮き上がるように移動可能なものを用いることができ、実施例に示すような篭状のもの、あるいはボール弁な
どを用いることができる。また付勢手段は、弁部材自身の自重としてもよいし、スプリングなどを用いることもできる。その付勢力は、目的に応じて種々設定することができる。
【００２９】
本発明の流量制御バルブは、請求項１に記載の構成としているので、きわめて容易に請求項２に記載の構成とすることができる。請求項２に記載の流量制御バルブは、弁部材とハウジングとの間に形成され流入開口から遠ざかる方向への弁部材の移動に伴って流入開口と流出開口との連通を徐々に閉じる第１弁部と、弁部材とハウジングとの間に形成され流入開口から遠ざかる方向への弁部材の移動に伴って流入開口と流出開口との連通を開く第２弁部と、を備え、流入開口側の流体圧が所定値以下のときには第１弁部が開状態かつ第２弁部が閉状態であり、流入開口側の流体圧が所定値を超えたときに第２弁部が流入開口と流出開口との連通を一気に開くように構成されている。
【００３０】
以下、この流量制御バルブを燃料タンクのブリーザ回路に用い、第１コネクタ部がブリーザチューブ側に接続され、第２コネクタ部がインレットパイプ側に接続された場合で説明する。
【００３１】
第１コネクタ部側のガス圧が所定値以下のときには、第１弁部が開状態であるので、第１コネクタ部からハウジングに流入したガスは第１弁部を通じて第２コネクタ部から流出する。そして第１コネクタ部側の流体圧が所定値を超えると、弁部材は第１コネクタ部から遠ざかる方向へ移動し、それに伴って第１弁部の開口面積が狭まるので、流速が大きくなる。すると第１弁部の出口側の圧力が下がり、第１弁部の入口側との差圧が一時的に急激に増大する。これにより高速給油時には弁部材が大きく移動して第２弁部が流入開口と流出開口との連通を一気に開き、第１コネクタ部側のガスは第２弁部を通じて急速に第２コネクタ部から流出するので、燃料タンク内のガス圧が一気に放出され、安定した給油が可能となる。
【００３２】
例えばブリーザ回路に設けられる流量制御バルブにおいて、低速給油時のガス圧と高速給油時のガス圧とのばらつきが大きい場合には、図７におけるガス圧（ｂ）とガス圧（ｃ）との間隔が狭くなる。すると、ガス圧が高まるにつれて徐々にブリーザガス流量が多くなる従来の流量制御バルブでは、ブリーザガス流量の過不足が生じやすく、キャニスタへ流れるガス量が増大したりベーパリークが生じ易くなる。しかし本発明の流量制御バルブでは、ガス圧（ｂ）とガス圧（ｃ）との間隔が狭い場合でもガス圧（ｂ）とガス圧（ｃ）との間で一気にブリーザガス流量が増大するので、描かれる曲線は理想曲線（Ｄ）に近いものとなる。
【００３３】
請求項２に記載の流量制御バルブにおいて、流入開口側の流体圧が付勢手段の付勢力より小さく、弁部材が流入開口に近接した状態では、第１弁部が開いているので、流入開口側の流体は第１弁部を通じて流出開口から流出する。そして流入開口側の流体圧の増大によって弁部材が流入開口から遠ざかる方向へ移動するにつれて、第１弁部の開口面積が徐々に狭まるため、流入開口側の流体圧が益々増大し、流入開口側の流体圧と流出開口側の流体圧の差が所定値を超えたときに第２弁部が流入開口と流出開口との連通を一気に開く。
【００３４】
例えばブリーザチューブとインレットパイプの間に配置されたコネクタに適用される流量制御バルブの場合は、付勢手段による付勢力が、低速給油時のタンク内ガス圧によって弁部材が浮き上がらない程度の付勢力となるように設計する。これにより、低速給油時にタンク内ガス圧がばらついても第１弁部が閉じるのが防止され、キャニスタへの吸着量の増大を抑制できる。そして高速給油時の大きなタンク内ガス圧によって弁部材が浮き上がるように設計しておけば、弁部材が流入開口から遠ざかる方向へ移動するにつれて第１弁部の開口面積が徐々に狭まり、流入開口側の流体圧と流出開口側の流体圧の差が所定値を超えたときに第２弁部が流入開口と流出開口との連通を一気に開くように構成することができる。したがってガス圧とブリーザガス流量との関係は、図７の理想曲線（Ｄ）に近くなり、ベーパリークやキャニスタへの吸着量の増大を抑制できる。
【００３５】
弁部材は略有底筒状をなし、蓋部材は第１コネクタ部に向かって突出する凸部を有することが好ましい。この場合凸部を筒状とするとともに、弁部材の筒部は凸部の内周又は外周形状に対応した形状とし、筒部の一端に凸部が進入する、あるいは凸部の内部に弁部材が進入することで第１弁部が徐々に閉状態となるようにすることができる。このように構成することで、凸部の案内によって弁部材が安定して移動するので、作動の安定性が向上する。
【００３６】
弁部材は凸部に外挿され、弁部材側壁の開口部と凸部により第１弁部を形成していることが望ましい。このようにすれば、弁部材が移動初期に凸部と干渉することが防止でき、凸部の案内によって弁部材を安定して移動させることができる。この場合、弁部材又は凸部の側周面に貫通孔を形成しておき、弁部材の移動に伴って貫通孔が徐々に塞がれるようにすることで第１弁部を形成することができる。
【００３７】
また第２弁部は、弁部材とハウジングとの間に形成され、流入開口から遠ざかる方向への弁部材の移動に伴って流入開口と流出開口との連通を開くものであり、例えば弁部材に流入開口と流出開口を仕切る鍔部を形成し、弁部材が移動することで鍔部が仕切りを解除するように構成することで、弁部材とハウジングとの間に第２弁部を形成することができる。第１弁部が開いている状態では第２弁部は流入開口と流出開口との連通を閉じ、弁部材が移動し始めた瞬間に第２弁部が開くように設計してもよいが、弁部材が所定量移動して第１弁部が閉じると同時に第２弁部が開くように設計することが好ましい。また鍔部を設けることで受圧面積が増大するので、弁部材がより移動し易くなるという効果もある。
【００３８】
ブリーザ回路に適用した場合には、第１弁部が閉じた時に、弁部材より下流側の圧力は大気圧となり、弁部材より上流側の圧力はタンク内圧となるので、差圧が大きくなり弁部材がさらに速やかに移動するようになる。したがって、低速給油時のガス圧と高速給油時のガス圧のばらつきが大きく図７のガス圧（ｂ）とガス圧（ｃ）の間が狭くとも、第２弁部が一気に開くため、ベーパリークするのが防止され、キャニスタへの吸着量が増大するのも抑制できるので、給油速度の増減によるブリーザガス流量の増減に正確に対応することができ、必要ブリーザガス流量を確保することができる。
【００３９】
ところでブリーザ回路に設けられる流量制御バルブの場合には、ハウジング内に液体燃料が進入する場合がある。このような場合で、流入開口側のガス圧が所定値以下のときに弁部材が着座する座面をもつ場合には、液体燃料を介して弁部材が座面に固着し作動が不安定となる恐れがある。
【００４０】
そこでこのような場合には、パイプ部及び弁部材の少なくとも一方に、他方に係合して座面と弁部材との間に隙間を形成する係合部を形成することが好ましい。このようにすれば、ハウジングに流入した液体燃料を隙間から流出させることができるので、弁部材が座面に固着するのを防止でき作動の信頼性が向上する。この係合部としては、突起、段差部、溝、凹凸面などが例示される。
【００４１】
流入側部材と流出側部材とを気密に結合するには、オーリングなどを介して機械的に結合することもできるが、溶着により結合するのが容易である。
【実施例】
【００４２】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。本実施例では、図１に示すように、燃料タンク 100から延びるブリーザチューブ 200とインレットパイプ 300との結合部分に介在するコネクタに本発明の流量制御バルブを適用している。
【００４３】
（実施例１）
図２に本実施例のコネクタの断面図を、図３にその部品構成を分解斜視図で示す。このコネクタは、流入側部材１と、流入側部材１と溶着結合された流出側部材２と、から構成されている。流入側部材１と流出側部材２とで形成されたハウジング内部に、キャップ３、弁部材４、及びスプリング５が収納されている。
【００４４】
流入側部材１は、外周に断面略三角形のリング状のシール突条11をもつ略筒状の第１コネクタ部10と、第１コネクタ部10から同軸的に延び周壁に流出開口12をもつパイプ部13と、から構成されている。パイプ部13の第１コネクタ部10との境界の外周には溶着鍔14が形成され、パイプ部13の先端周壁には複数の係合孔15が周方向に等間隔に形成されている。また第１コネクタ部10とパイプ部13との境界の内周には、内径側ほど第１コネクタ部10の先端方向に傾斜した円錐表面形状の段部16が形成され、段部16の中心にガス流入孔17が形成されている。
【００４５】
流出側部材２は、パイプ部13を収納可能な有底円筒状の容器状部20と、容器状部20の周壁から突出し容器状部20の中心軸と交差する方向に延びる中心軸をもつ第２コネクタ部21と、から構成されている。容器状部20の周壁には流出開口12と連通する第２コネクタ部21の開口22が形成され、容器状部20の先端開口の外周部には溶着鍔23が形成されている。また第２コネクタ部21の内部には、径方向に弾性変形可能な複数の鉤部材24が周方向に等間隔に形成されている。第１コネクタ部21の鉤部材24より奥方には、オーリング25が収納されている。
【００４６】
流入側部材１と流出側部材２とは共にポリアミド樹脂から形成され、パイプ部13が容器状部20内に挿入され、溶着鍔14と溶着鍔23とが溶着されることで気密に一体化されている。
【００４７】
キャップ３は、鍔状の頭部30と、頭部30の中心から突出する軸部31とからなり、ポリアセタール樹脂から形成されている。頭部30の外周部には、軸部31の軸方向と平行に突出しパイプ部13の係合孔15と係合する複数の係止突起32が等間隔に形成されている。また軸部31の先端には、スプリング５の一端を保持する保持孔33が形成されている。
【００４８】
弁部材４は、有底筒状の筒部40と、筒部40の中間部の外周表面から径方向外方に突出する鍔部41とから構成され、ポリアセタール樹脂から形成されている。筒部40の底部は先端ほど縮径された略円錐台形状に形成され、中心に軸方向に貫通する通気孔42が形成されている。鍔部41の外径は、パイプ部13の内径より僅かに小さく、また筒部40の外径はガス流入孔17の径より大きく形成されている。また筒部40の内径はキャップ３の軸部31の外径より大きく、筒部40の先端部の周壁には、筒部40の内外を径方向に貫通する貫通孔43が周方向に間隔を隔てて複数個形成されている。
【００４９】
流入側部材１は、先ず弁部材４をパイプ部13の内部に収納し、弁部材４の筒部40の内部にスプリング５を収納する。次にキャップ３の軸部31を筒部40に挿入するとともに軸部31の保持孔33にスプリブ５の一端部を保持する。そして係止突起32を係合孔15と係合させることで、パイプ部13にキャップ３を固定する。これにより、弁部材４及びスプリング５を内部に収納した状態の流入側部材１が形成される。この状態では、弁部材４はスプリング５によって段部16に僅かな力で押圧されるように付勢され、その付勢力に抗すれば軸部31に沿って移動可能となっている。また弁部材４が段部16に当接した状態では、貫通孔43は軸部31と重なっておらず、筒部40の内部は貫通孔43を介してパイプ部13内部と連通している。
【００５０】
一方、流出側部材２には、オーリング25が予め収納されている。そして上記のように一体に構成された流入側部材１は、パイプ部13の流出開口12と第２コネクタ部21の開口22とが同軸となって完全に連通するように、パイプ部13が容器状部20内に挿入され、溶着鍔14と溶着鍔23とが溶着されて気密に一体化されることで、本実施例のコネクタが製造される。したがって溶着時の部品点数は、サブアセンブリ化された流入側部材１と流出側部材２の二つのみになり、組付作業性に優れている。
【００５１】
このコネクタは、第１コネクタ部10がブリーザチューブ 200に圧入されて固定され、第２コネクタ部21にインレットパイプ 300の側壁から突出するパイプ 301が挿入される。すると鉤部材24が拡径するように変形した後に元の形状に戻ることで、鉤部材24がパイプ 301の鍔部302と係合し、第２コネクタ部21がパイプ 301と結合固定される。パイプ 301の外周と第２コネクタ部21の内周との界面は、オーリング25によって気密にシールされる。
【００５２】
すなわち本実施例のコネクタは、第１コネクタ部10の中心軸と第２コネクタ部21の中心軸とが直交しているので、ブリーザチューブ 200をインレットパイプ 300に近接して配置することができ、しかもパイプ 301を曲げる必要もない。したがってブリーザ回路の設計の自由度が大きく向上する。
【００５３】
さて本実施例のコネクタによれば、低速給油時には、燃料タンク 100内のガスは第２コネクタ部10の先端からガス流入孔17、通気孔42、筒部40、貫通孔43、流出開口12、第２コネクタ部21をこの順で通過し、ブリーザガスはブリーザチューブ 200、インレットパイプ 300、燃料タンク 100を循環する。このとき、燃料タンク 100内のガス圧が弁部材４に作用しても、スプリング５の付勢力がそのガス圧から受ける力より大きいので、弁部材４は移動しない。図４に示すこの状態では、第１コネクタ部10の内部は通気孔42及び貫通孔43を介して流出開口12及び第２コネクタ部21と連通しているので、貫通孔43を流通するガスの流通が妨げられることはなく、ブリーザ回路が安定して機能する。
【００５４】
高速給油時には、燃料タンク 100内のガス圧が上昇し、その圧力が弁部材４に作用することで、弁部材４はキャップ３に近接する方向へ移動を開始する。すると貫通孔43の先端が軸部31とラップし、弁部材４の移動に伴って貫通孔43の開口面積が徐々に狭まる。つまり貫通孔43が第１弁部として作用し、第１弁部が徐々に閉じられる。それと同時に鍔部41も上昇するが、初期の間は鍔部41が流出開口12に表出することがない。
【００５５】
そして燃料タンク 100内のガス圧の上昇に伴い貫通孔43の開口面積が徐々に狭まって流速が大きくなり、第２コネクタ部21側の圧力が低下する。そしてついには貫通孔43が軸部31で閉じられるため、鍔部41より第１コネクタ部１側（ブリーザチューブ側）のガス圧と、鍔部41より第２コネクタ部21側（インレットパイプ側）のガス圧（大気圧）との差が急激に増大する。すると弁部材４は一気に上昇し、図５に示すように、流出開口12とガス流入孔17とが直接的に連通する。つまり鍔部41が第２弁部として機能し、これによって第２弁部が全開状態となる。
【００５６】
そして低速給油時あるいは給油が停止された場合には、スプリング５の付勢力によって弁部材４は速やかに移動して図４の状態に戻る。
【００５７】
したがって本実施例のコネクタによれば、ガス圧とブリーザガス流量との関係が図７の理想曲線Ｄのようになるので、給油速度の増減に対する追従性に優れ、ブリーザガス流量が瞬時に増減する。したがってキャニスタに余分なガスが流入したり、ベーパリークが生じるのを抑制することができる。そして従来のコネクタに比べて調整が容易であり、かつ簡単な構成であるので、安価となる。
【００５８】
（実施例２）
上記実施例において、非給油時あるいは低速給油時には弁部材４がパイプ部13の段部16に着座している。したがってパイプ部13内に液体燃料が進入している場合には、液体燃料が弁部材４と段部16との界面に侵入し、液体張力によって弁部材４が固着して作動が不安定となる場合がある。
【００５９】
そこで本実施例では、図８に示すように、パイプ部13の内周表面に径方向に突出するリブ18を形成している。このようにすることで、鍔部41がリブ18に当接することで弁部材４のそれ以上の移動が規制され、弁部材４と段部16との間に隙間が形成されるので、弁部材４の固着が防止され作動の安定性が向上する。なお、リブ18に代えて弁部材４の底面あるいは段部16の表面に突起を形成してもよいし、突起に代えて溝、シボ模様などを弁部材４の底面あるいは段部16の表面の少なくとも一方に形成しても同様の作用効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施例の流量制御バルブを備えたブリーザ回路の説明図である。
【図２】本発明の一実施例の流量制御バルブの断面図である。
【図３】本発明の一実施例の流量制御バルブの部品構成を示す分解斜視図である。
【図４】本発明の一実施例の流量制御バルブの作動を示す説明図である。
【図５】本発明の一実施例の流量制御バルブの作動を示す説明図である。
【図６】従来のブリーザ回路の流量制御における給油速度とブリーザガス流量との関係を示す説明図である。
【図７】従来の流量制御バルブにおけるブリーザ回路のガス圧力とブリーザガス流量との関係と、その理想関係を示す説明図である。
【図８】本発明の第２の実施例の流量制御バルブの要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１：流入側部材 ２：流出側部材 ３：キャップ（蓋部材）
４：弁部材 ５：スプリング（付勢部材） 10：第１コネクタ部
12：流出開口 13：パイプ部 17：流入開口
20：容器状部 21：第２コネクタ部 22：開口
30：頭部 31：軸部 40：筒部
41：鍔部 42：通気孔 43：貫通孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンクのブリーザ回路などに用いられる流量制御バルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の燃料タンク近傍には、エバポ回路と称される気化燃料回収システムが設けられている。このエバポ回路は、気化した燃料を燃料タンクから外部のキャニスタに導き、活性炭などに吸着させて一時蓄えることで、気化燃料が外気へ排出されるのを防ぐものである。キャニスタはエンジンに連結され、エンジンの吸気負圧により活性炭から気化燃料を放出させ混合気中に混合することで、吸着された気化燃料を再び燃料として使用している。
【０００３】
ところで自動車の燃料タンクへの給油時には、給油口からの新しいエアの巻き込みが多いと、燃料タンク内では燃料の気化が促進されるためキャニスタに流れるガス量が多くなり、キャニスタの吸着量が増大してしまうという問題があった。そこで、燃料タンク内の気相部と外気とを連通するブリーザチューブが設けられている。このブリーザチューブは、一端がインレットパイプの給油口近傍に連結され、他端が燃料タンクの気相に連通するように固定されたブリーザニップルに挿通されている。したがって給油時に燃料タンク内に存在する気化燃料は、ブリーザニップルからブリーザチューブを通りインレットパイプに循環されるので、新規エアの巻き込みが低減され燃料の気化が抑制される。したがってキャニスタの吸着量を低減できる。
【０００４】
そして給油口で巻き込まれるエア量よりもブリーザチューブからインレットパイプに循環されるブリーザガス量が大きくならないように、ブリーザニップル内部にはオリフィスが形成されている。
【０００５】
以下、燃料タンク→ブリーザニップル→ブリーザチューブ→インレットパイプ→燃料タンクのガス循環回路をブリーザ回路と称する。
【０００６】
しかしながら給油ガンの仕様と使い方により、給油時の給油速度は低速度（代表値15Ｌ／分）と高速度（代表値38Ｌ／分）の２種類があり、高速給油の方がエアの巻き込み量が多いので、ブリーザ回路を循環するブリーザガス量は高速給油時には多く必要となる。そこでブリーザニップルのオリフィスの開口を大きくすると、低速給油時にもブリーザ回路を循環するブリーザガス量が多くなり、給油口からのベーパリークが生じてしまう。
【０００７】
図６にこれらの関係の概念図を示す。実際は低速給油と高速給油の２段階であるが、図６では給油速度が連続的に増減するものとして示している。給油速度に応じてエア巻き込み量は連続的に変化する（直線Ａ）。低速給油時に対応する開口径の小さなオリフィスの場合には、低速給油時にはブリーザガス流量がエア巻き込み量に対応しているが、給油速度が増大するにつれてエア巻き込み量とブリーザガス流量との差が大きくなってしまい、新規エアの巻き込みによってタンク内では燃料の気化が促進され、キャニスタの吸着量が増大してしまう（曲線Ｂ）。一方、高速給油時に対応する開口径の大きなオリフィスの場合には、給油速度が低い範囲でブリーザガス流量がエア巻き込み量を上回るようになり、ベーパリークが生じる（曲線Ｃ）。
【０００８】
すなわち一つのオリフィスのみを有する従来のブリーザニップルのみでは、給油速度の増減による必要ブリーザガス流量の増減に対応できない。そのため特開平08−216707号公報には、ブリーザ回路に圧力に応じて燃料蒸発ガス循環量を調整する可変手段を設けた燃料蒸発ガス排出防止装置が提案されている。また特開2003−028010号公報には、圧力に応じて燃料蒸発ガス循環量を調整するバルブ内蔵コネクタをブリーザ回路に配置することが提案されている。
【０００９】
しかしながらこれらの公報に記載の技術では、流路を開閉するバルブを設けているだけであるため、低速給油と高速給油の両方の場合でブリーザガス量を適切に制御することが困難である。このことを図７を参照しながら説明する。
【００１０】
循環ガスの圧力は、温度にも大きく影響を受けるので、低速給油時あるいは高速給油時においてそれぞれバラツキがある。したがって、低速給油時に確保すべきブリーザガスの流量を（イ）、高速給油時に確保すべきブリーザガスの流量を（ロ）とすると、理想とするガス圧とガス流量との関係は曲線Ｄのようになる。低速給油時には循環ガスの圧力は（ａ）〜（ｂ）の幅を有し、高速給油時にはブリーザガスの圧力は（ｃ）〜（ｄ）の幅を有している。
【００１１】
しかし従来のバルブでは、ガス圧が高まるにつれてバルブが開き、徐々にブリーザガス流量が増大する構造である。そのため、例えば給油口からのベーパリークが生じないように低速給油時に想定される最高ガス圧（ｂ）でバルブが開くようにバルブを調整した場合、ガス圧とブリーザガス流量との関係は曲線Ｅのようになる。したがってＸ点のように高速給油時でガス圧が低めにばらついた場合には、ブリーザガス流量が不足してキャニスタへ流れるガス量が増大してしまう。
【００１２】
一方、高速給油時に想定される最低ガス圧（ｃ）で所定のブリーザガス流量がほぼ確保されるように調整すると、ガス圧とブリーザガス流量との関係は曲線Ｆのようになり、Ｙ点のように低速給油時でガス圧が高めにばらついた場合には、ブリーザガス流量が過大となってベーパリークが生じてしまう。
【００１３】
また従来の技術では、ブリーザ回路の途中に圧力に応じて燃料蒸発ガス循環量を調整する可変手段を設けているために、部品点数が増大するとともに、スペース上の問題がある。また上記公報に記載の提案では、ブリーザ回路内でさらに通気抵抗が発生するため、タンク内圧自体で管理する場合に比べて制御が不安定となり管理しにくいという問題がある。
【００１４】
さらに特開2003−028010号公報に記載のようなバルブ内蔵コネクタにおいては、コネクタ内のガス流路は直線状であり、バルブが内蔵されているため、コネクタの全長が比較的長い。一方、ブリーザチューブはインレットパイプに極力沿うように配置することで、配置スペースを小さくすることが求められ、インレットパイプの外周面から軸方向と直交する方向に突出する部分のブリーザチューブの長さは極力短くされている。そのためバルブ内蔵コネクタをブリーザ回路に配置する場合には、ブリーザチューブとインレットパイプとの結合部分に配置することが困難であり、ブリーザチューブの途中に配置せざるを得ない。しかしこの場合でも、インレットパイプの側壁から突出してコネクタに結合されるパイプをＬ字状に曲げる必要があり、コスト面で不具合がある。すなわち特開2003−028010号公報に記載のようなバルブ内蔵コネクタにおいては、配置位置が規制され、設計の自由度が低いという不具合があった。
【００１５】
また上記のバルブ内蔵コネクタにおいては、組付け時に一方の直線状部材にバルブ、スプリングなどの細かな部品を内部に収納させ、その後にこれらの部品を内蔵するように他方の直線状部材を結合する必要があり、組付け時の部品点数が多く作業性に問題があった。
【特許文献１】特開平08−216707号
【特許文献２】特開2003−028010号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、設計及び配置の自由度に優れた流量制御バルブとするとともに、給油速度の増減などによる必要ブリーザガス流量の増減に正確に対応できるようにすることを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決する本発明の流量制御バルブの特徴は、流体が流入する流入開口と流入開口から流入した流体が外部へ流出する流出開口とを有するハウジングと、ハウジング内に移動自在に配置された弁部材と、弁部材を流入開口へ近接する方向へ付勢する付勢手段と、からなる流量制御バルブであって、
略筒状の第１コネクタ部と、第１コネクタ部から同軸的に延び周壁に流出開口をもつ略筒状のパイプ部と、パイプ部と機械的に係合して一体化されパイプ部の先端を塞ぐことでハウジングを構成する蓋部材と、からなりパイプ部内に付勢手段及び弁部材を収納した状態で蓋部材がパイプ部の先端を塞ぐことで一体化された流入側部材と、
パイプ部を収納する容器状部と、容器状部の周壁に開口し容器状部の中心軸と交差する方向に延びる中心軸をもつ第２コネクタ部と、からなる流出側部材と、よりなり、
パイプ部の流出開口が第２コネクタ部と連通するようにパイプ部が容器状部に挿入され、第１コネクタ部の中心軸と第２コネクタ部の中心軸とが交差するように流入側部材と流出側部材とが気密に結合されて一体化されていることにある。
【００１８】
弁部材とハウジングとの間に形成され流入開口から遠ざかる方向への弁部材の移動に伴って流入開口と流出開口との連通を徐々に閉じる第１弁部と、弁部材とハウジングとの間に形成され流入開口から遠ざかる方向への弁部材の移動に伴って流入開口と流出開口との連通を開く第２弁部と、を備え、流入開口側の流体圧が所定値以下のときには第１弁部が開状態かつ第２弁部が閉状態であり、流入開口側の流体圧が所定値を超えたときに第２弁部が流入開口と流出開口との連通を一気に開くように構成されることが望ましい。
【００１９】
弁部材は上方に開口する略有底筒状をなし、蓋部材は第１コネクタ部に向かって突出する凸部を有し、凸部と弁部材との間に第１弁部が形成されることが好ましい。この場合、弁部材は凸部に外挿され、弁部材側壁の開口部と凸部により第１弁部を形成することができる。
【００２０】
また弁部材は鍔部をもち、鍔部とパイプ部との間に第２弁部が形成されることが好ましい。
【００２１】
パイプ部は第１コネクタ部の流体圧が所定値以下のときに弁部材が着座する座面をもち、パイプ部及び弁部材の少なくとも一方には、他方に係合して座面と弁部材との間に隙間を形成する係合部をもつことが好ましい。
【００２２】
さらに第１コネクタ部がブリーザチューブに気密に接続され、第２コネクタ部がフィラーパイプの周壁から突出するパイプと気密に接続されることが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の流量制御バルブでは、流入開口の中心軸と流出開口の中心軸とが互いに交差している。したがって、従来の直線状のバルブ内蔵コネクタに比べて全長を短縮することができるので、きわめてコンパクトとすることができる。そのためブリーザチューブとインレットパイプとの結合部分に用いても、ブリーザチューブをインレットパイプに近接して配置することができ、ブリーザ回路の設計の自由度が大きく向上する。また、パイプ部に弁部材と付勢手段を収納して蓋部材で塞ぐことで、流入側部材を一体化されたサブアセンブリとして供給できるので、組付作業性が向上する。
【００２４】
さらに請求項２に記載の構成とすれば、流入開口側の流体圧が所定値以下のときには、第１弁部が開状態であるので、流体は第１弁部を通じて流入開口から流出開口へ流れる。流入開口側の流体圧が所定値を超えると、弁部材が移動して第１弁部が閉じる。この時、流入開口側の圧力と流出開口側のハウジング内の圧力との差圧が急激に増大するため、弁部材は流入開口から遠ざかる方向へ一気に移動して第２弁部が一気に開き、ハウジング内の流体は流出開口から一気に流出する。したがって本発明の流量制御バルブは応答性に優れ、燃料タンクのブリーザ回路に用いた場合には、高速給油と低速給油とに柔軟に対応することができる。
【００２５】
そして、パイプ部は第１コネクタ部側の流体圧が所定値以下のときに弁部材が着座する座面をもち、座面及び弁部材の少なくとも一方には、他方に係合して座面と弁部材との間に隙間を形成する係合部をもつ構造とすれば、弁部材が座面に固着するのを防止でき作動の信頼性が向上する。また、ハウジングに流入した液体燃料などを隙間から流入開口を通じて流出させることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
請求項１に記載の流量制御バルブは、流入側部材と、流出側部材と、よりなり、パイプ部の流出開口が第２コネクタ部と連通するようにパイプ部が容器状部に挿入され、第１コネクタ部の中心軸と第２コネクタ部の中心軸とが交差するように流入側部材と流出側部材とが気密に結合されて一体化されている。したがって、従来の直線状のバルブ内蔵コネクタに比べて全長を短縮することができ、きわめてコンパクトとすることができる。
【００２７】
流入側部材は、略筒状の第１コネクタ部と第１コネクタ部から同軸的に延び周壁に流出開口をもつ略筒状のパイプ部と、パイプ部と機械的に係合して一体化されパイプ部の先端を塞ぐことでハウジングを構成する蓋部材と、からなり、パイプ部内に付勢手段及び弁部材を収納した状態で蓋部材がパイプ部の先端を塞ぐことで一体化されている。したがって流入側部材を一体化されたサブアセンブリとして供給でき、流出側部材と溶着などで結合するだけでよいので、組付作業性が向上する。
【００２８】
蓋部材とパイプ部との結合方法は、接着あるいは溶着を用いてもよいし、爪嵌合など機械的に結合することもできる。弁部材としては、流体の圧力によって浮き上がるように移動可能なものを用いることができ、実施例に示すような篭状のもの、あるいはボール弁な
どを用いることができる。また付勢手段は、弁部材自身の自重としてもよいし、スプリングなどを用いることもできる。その付勢力は、目的に応じて種々設定することができる。
【００２９】
本発明の流量制御バルブは、請求項１に記載の構成としているので、きわめて容易に請求項２に記載の構成とすることができる。請求項２に記載の流量制御バルブは、弁部材とハウジングとの間に形成され流入開口から遠ざかる方向への弁部材の移動に伴って流入開口と流出開口との連通を徐々に閉じる第１弁部と、弁部材とハウジングとの間に形成され流入開口から遠ざかる方向への弁部材の移動に伴って流入開口と流出開口との連通を開く第２弁部と、を備え、流入開口側の流体圧が所定値以下のときには第１弁部が開状態かつ第２弁部が閉状態であり、流入開口側の流体圧が所定値を超えたときに第２弁部が流入開口と流出開口との連通を一気に開くように構成されている。
【００３０】
以下、この流量制御バルブを燃料タンクのブリーザ回路に用い、第１コネクタ部がブリーザチューブ側に接続され、第２コネクタ部がインレットパイプ側に接続された場合で説明する。
【００３１】
第１コネクタ部側のガス圧が所定値以下のときには、第１弁部が開状態であるので、第１コネクタ部からハウジングに流入したガスは第１弁部を通じて第２コネクタ部から流出する。そして第１コネクタ部側の流体圧が所定値を超えると、弁部材は第１コネクタ部から遠ざかる方向へ移動し、それに伴って第１弁部の開口面積が狭まるので、流速が大きくなる。すると第１弁部の出口側の圧力が下がり、第１弁部の入口側との差圧が一時的に急激に増大する。これにより高速給油時には弁部材が大きく移動して第２弁部が流入開口と流出開口との連通を一気に開き、第１コネクタ部側のガスは第２弁部を通じて急速に第２コネクタ部から流出するので、燃料タンク内のガス圧が一気に放出され、安定した給油が可能となる。
【００３２】
例えばブリーザ回路に設けられる流量制御バルブにおいて、低速給油時のガス圧と高速給油時のガス圧とのばらつきが大きい場合には、図７におけるガス圧（ｂ）とガス圧（ｃ）との間隔が狭くなる。すると、ガス圧が高まるにつれて徐々にブリーザガス流量が多くなる従来の流量制御バルブでは、ブリーザガス流量の過不足が生じやすく、キャニスタへ流れるガス量が増大したりベーパリークが生じ易くなる。しかし本発明の流量制御バルブでは、ガス圧（ｂ）とガス圧（ｃ）との間隔が狭い場合でもガス圧（ｂ）とガス圧（ｃ）との間で一気にブリーザガス流量が増大するので、描かれる曲線は理想曲線（Ｄ）に近いものとなる。
【００３３】
請求項２に記載の流量制御バルブにおいて、流入開口側の流体圧が付勢手段の付勢力より小さく、弁部材が流入開口に近接した状態では、第１弁部が開いているので、流入開口側の流体は第１弁部を通じて流出開口から流出する。そして流入開口側の流体圧の増大によって弁部材が流入開口から遠ざかる方向へ移動するにつれて、第１弁部の開口面積が徐々に狭まるため、流入開口側の流体圧が益々増大し、流入開口側の流体圧と流出開口側の流体圧の差が所定値を超えたときに第２弁部が流入開口と流出開口との連通を一気に開く。
【００３４】
例えばブリーザチューブとインレットパイプの間に配置されたコネクタに適用される流量制御バルブの場合は、付勢手段による付勢力が、低速給油時のタンク内ガス圧によって弁部材が浮き上がらない程度の付勢力となるように設計する。これにより、低速給油時にタンク内ガス圧がばらついても第１弁部が閉じるのが防止され、キャニスタへの吸着量の増大を抑制できる。そして高速給油時の大きなタンク内ガス圧によって弁部材が浮き上がるように設計しておけば、弁部材が流入開口から遠ざかる方向へ移動するにつれて第１弁部の開口面積が徐々に狭まり、流入開口側の流体圧と流出開口側の流体圧の差が所定値を超えたときに第２弁部が流入開口と流出開口との連通を一気に開くように構成することができる。したがってガス圧とブリーザガス流量との関係は、図７の理想曲線（Ｄ）に近くなり、ベーパリークやキャニスタへの吸着量の増大を抑制できる。
【００３５】
弁部材は略有底筒状をなし、蓋部材は第１コネクタ部に向かって突出する凸部を有することが好ましい。この場合凸部を筒状とするとともに、弁部材の筒部は凸部の内周又は外周形状に対応した形状とし、筒部の一端に凸部が進入する、あるいは凸部の内部に弁部材が進入することで第１弁部が徐々に閉状態となるようにすることができる。このように構成することで、凸部の案内によって弁部材が安定して移動するので、作動の安定性が向上する。
【００３６】
弁部材は凸部に外挿され、弁部材側壁の開口部と凸部により第１弁部を形成していることが望ましい。このようにすれば、弁部材が移動初期に凸部と干渉することが防止でき、凸部の案内によって弁部材を安定して移動させることができる。この場合、弁部材又は凸部の側周面に貫通孔を形成しておき、弁部材の移動に伴って貫通孔が徐々に塞がれるようにすることで第１弁部を形成することができる。
【００３７】
また第２弁部は、弁部材とハウジングとの間に形成され、流入開口から遠ざかる方向への弁部材の移動に伴って流入開口と流出開口との連通を開くものであり、例えば弁部材に流入開口と流出開口を仕切る鍔部を形成し、弁部材が移動することで鍔部が仕切りを解除するように構成することで、弁部材とハウジングとの間に第２弁部を形成することができる。第１弁部が開いている状態では第２弁部は流入開口と流出開口との連通を閉じ、弁部材が移動し始めた瞬間に第２弁部が開くように設計してもよいが、弁部材が所定量移動して第１弁部が閉じると同時に第２弁部が開くように設計することが好ましい。また鍔部を設けることで受圧面積が増大するので、弁部材がより移動し易くなるという効果もある。
【００３８】
ブリーザ回路に適用した場合には、第１弁部が閉じた時に、弁部材より下流側の圧力は大気圧となり、弁部材より上流側の圧力はタンク内圧となるので、差圧が大きくなり弁部材がさらに速やかに移動するようになる。したがって、低速給油時のガス圧と高速給油時のガス圧のばらつきが大きく図７のガス圧（ｂ）とガス圧（ｃ）の間が狭くとも、第２弁部が一気に開くため、ベーパリークするのが防止され、キャニスタへの吸着量が増大するのも抑制できるので、給油速度の増減によるブリーザガス流量の増減に正確に対応することができ、必要ブリーザガス流量を確保することができる。
【００３９】
ところでブリーザ回路に設けられる流量制御バルブの場合には、ハウジング内に液体燃料が進入する場合がある。このような場合で、流入開口側のガス圧が所定値以下のときに弁部材が着座する座面をもつ場合には、液体燃料を介して弁部材が座面に固着し作動が不安定となる恐れがある。
【００４０】
そこでこのような場合には、パイプ部及び弁部材の少なくとも一方に、他方に係合して座面と弁部材との間に隙間を形成する係合部を形成することが好ましい。このようにすれば、ハウジングに流入した液体燃料を隙間から流出させることができるので、弁部材が座面に固着するのを防止でき作動の信頼性が向上する。この係合部としては、突起、段差部、溝、凹凸面などが例示される。
【００４１】
流入側部材と流出側部材とを気密に結合するには、オーリングなどを介して機械的に結合することもできるが、溶着により結合するのが容易である。
【実施例】
【００４２】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。本実施例では、図１に示すように、燃料タンク 100から延びるブリーザチューブ 200とインレットパイプ 300との結合部分に介在するコネクタに本発明の流量制御バルブを適用している。
【００４３】
（実施例１）
図２に本実施例のコネクタの断面図を、図３にその部品構成を分解斜視図で示す。このコネクタは、流入側部材１と、流入側部材１と溶着結合された流出側部材２と、から構成されている。流入側部材１と流出側部材２とで形成されたハウジング内部に、キャップ３、弁部材４、及びスプリング５が収納されている。
【００４４】
流入側部材１は、外周に断面略三角形のリング状のシール突条11をもつ略筒状の第１コネクタ部10と、第１コネクタ部10から同軸的に延び周壁に流出開口12をもつパイプ部13と、から構成されている。パイプ部13の第１コネクタ部10との境界の外周には溶着鍔14が形成され、パイプ部13の先端周壁には複数の係合孔15が周方向に等間隔に形成されている。また第１コネクタ部10とパイプ部13との境界の内周には、内径側ほど第１コネクタ部10の先端方向に傾斜した円錐表面形状の段部16が形成され、段部16の中心にガス流入孔17が形成されている。
【００４５】
流出側部材２は、パイプ部13を収納可能な有底円筒状の容器状部20と、容器状部20の周壁から突出し容器状部20の中心軸と交差する方向に延びる中心軸をもつ第２コネクタ部21と、から構成されている。容器状部20の周壁には流出開口12と連通する第２コネクタ部21の開口22が形成され、容器状部20の先端開口の外周部には溶着鍔23が形成されている。また第２コネクタ部21の内部には、径方向に弾性変形可能な複数の鉤部材24が周方向に等間隔に形成されている。第１コネクタ部21の鉤部材24より奥方には、オーリング25が収納されている。
【００４６】
流入側部材１と流出側部材２とは共にポリアミド樹脂から形成され、パイプ部13が容器状部20内に挿入され、溶着鍔14と溶着鍔23とが溶着されることで気密に一体化されている。
【００４７】
キャップ３は、鍔状の頭部30と、頭部30の中心から突出する軸部31とからなり、ポリアセタール樹脂から形成されている。頭部30の外周部には、軸部31の軸方向と平行に突出しパイプ部13の係合孔15と係合する複数の係止突起32が等間隔に形成されている。また軸部31の先端には、スプリング５の一端を保持する保持孔33が形成されている。
【００４８】
弁部材４は、有底筒状の筒部40と、筒部40の中間部の外周表面から径方向外方に突出する鍔部41とから構成され、ポリアセタール樹脂から形成されている。筒部40の底部は先端ほど縮径された略円錐台形状に形成され、中心に軸方向に貫通する通気孔42が形成されている。鍔部41の外径は、パイプ部13の内径より僅かに小さく、また筒部40の外径はガス流入孔17の径より大きく形成されている。また筒部40の内径はキャップ３の軸部31の外径より大きく、筒部40の先端部の周壁には、筒部40の内外を径方向に貫通する貫通孔43が周方向に間隔を隔てて複数個形成されている。
【００４９】
流入側部材１は、先ず弁部材４をパイプ部13の内部に収納し、弁部材４の筒部40の内部にスプリング５を収納する。次にキャップ３の軸部31を筒部40に挿入するとともに軸部31の保持孔33にスプリブ５の一端部を保持する。そして係止突起32を係合孔15と係合させることで、パイプ部13にキャップ３を固定する。これにより、弁部材４及びスプリング５を内部に収納した状態の流入側部材１が形成される。この状態では、弁部材４はスプリング５によって段部16に僅かな力で押圧されるように付勢され、その付勢力に抗すれば軸部31に沿って移動可能となっている。また弁部材４が段部16に当接した状態では、貫通孔43は軸部31と重なっておらず、筒部40の内部は貫通孔43を介してパイプ部13内部と連通している。
【００５０】
一方、流出側部材２には、オーリング25が予め収納されている。そして上記のように一体に構成された流入側部材１は、パイプ部13の流出開口12と第２コネクタ部21の開口22とが同軸となって完全に連通するように、パイプ部13が容器状部20内に挿入され、溶着鍔14と溶着鍔23とが溶着されて気密に一体化されることで、本実施例のコネクタが製造される。したがって溶着時の部品点数は、サブアセンブリ化された流入側部材１と流出側部材２の二つのみになり、組付作業性に優れている。
【００５１】
このコネクタは、第１コネクタ部10がブリーザチューブ 200に圧入されて固定され、第２コネクタ部21にインレットパイプ 300の側壁から突出するパイプ 301が挿入される。すると鉤部材24が拡径するように変形した後に元の形状に戻ることで、鉤部材24がパイプ 301の鍔部302と係合し、第２コネクタ部21がパイプ 301と結合固定される。パイプ 301の外周と第２コネクタ部21の内周との界面は、オーリング25によって気密にシールされる。
【００５２】
すなわち本実施例のコネクタは、第１コネクタ部10の中心軸と第２コネクタ部21の中心軸とが直交しているので、ブリーザチューブ 200をインレットパイプ 300に近接して配置することができ、しかもパイプ 301を曲げる必要もない。したがってブリーザ回路の設計の自由度が大きく向上する。
【００５３】
さて本実施例のコネクタによれば、低速給油時には、燃料タンク 100内のガスは第２コネクタ部10の先端からガス流入孔17、通気孔42、筒部40、貫通孔43、流出開口12、第２コネクタ部21をこの順で通過し、ブリーザガスはブリーザチューブ 200、インレットパイプ 300、燃料タンク 100を循環する。このとき、燃料タンク 100内のガス圧が弁部材４に作用しても、スプリング５の付勢力がそのガス圧から受ける力より大きいので、弁部材４は移動しない。図４に示すこの状態では、第１コネクタ部10の内部は通気孔42及び貫通孔43を介して流出開口12及び第２コネクタ部21と連通しているので、貫通孔43を流通するガスの流通が妨げられることはなく、ブリーザ回路が安定して機能する。
【００５４】
高速給油時には、燃料タンク 100内のガス圧が上昇し、その圧力が弁部材４に作用することで、弁部材４はキャップ３に近接する方向へ移動を開始する。すると貫通孔43の先端が軸部31とラップし、弁部材４の移動に伴って貫通孔43の開口面積が徐々に狭まる。つまり貫通孔43が第１弁部として作用し、第１弁部が徐々に閉じられる。それと同時に鍔部41も上昇するが、初期の間は鍔部41が流出開口12に表出することがない。
【００５５】
そして燃料タンク 100内のガス圧の上昇に伴い貫通孔43の開口面積が徐々に狭まって流速が大きくなり、第２コネクタ部21側の圧力が低下する。そしてついには貫通孔43が軸部31で閉じられるため、鍔部41より第１コネクタ部１側（ブリーザチューブ側）のガス圧と、鍔部41より第２コネクタ部21側（インレットパイプ側）のガス圧（大気圧）との差が急激に増大する。すると弁部材４は一気に上昇し、図５に示すように、流出開口12とガス流入孔17とが直接的に連通する。つまり鍔部41が第２弁部として機能し、これによって第２弁部が全開状態となる。
【００５６】
そして低速給油時あるいは給油が停止された場合には、スプリング５の付勢力によって弁部材４は速やかに移動して図４の状態に戻る。
【００５７】
したがって本実施例のコネクタによれば、ガス圧とブリーザガス流量との関係が図７の理想曲線Ｄのようになるので、給油速度の増減に対する追従性に優れ、ブリーザガス流量が瞬時に増減する。したがってキャニスタに余分なガスが流入したり、ベーパリークが生じるのを抑制することができる。そして従来のコネクタに比べて調整が容易であり、かつ簡単な構成であるので、安価となる。
【００５８】
（実施例２）
上記実施例において、非給油時あるいは低速給油時には弁部材４がパイプ部13の段部16に着座している。したがってパイプ部13内に液体燃料が進入している場合には、液体燃料が弁部材４と段部16との界面に侵入し、液体張力によって弁部材４が固着して作動が不安定となる場合がある。
【００５９】
そこで本実施例では、図８に示すように、パイプ部13の内周表面に径方向に突出するリブ18を形成している。このようにすることで、鍔部41がリブ18に当接することで弁部材４のそれ以上の移動が規制され、弁部材４と段部16との間に隙間が形成されるので、弁部材４の固着が防止され作動の安定性が向上する。なお、リブ18に代えて弁部材４の底面あるいは段部16の表面に突起を形成してもよいし、突起に代えて溝、シボ模様などを弁部材４の底面あるいは段部16の表面の少なくとも一方に形成しても同様の作用効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施例の流量制御バルブを備えたブリーザ回路の説明図である。
【図２】本発明の一実施例の流量制御バルブの断面図である。
【図３】本発明の一実施例の流量制御バルブの部品構成を示す分解斜視図である。
【図４】本発明の一実施例の流量制御バルブの作動を示す説明図である。
【図５】本発明の一実施例の流量制御バルブの作動を示す説明図である。
【図６】従来のブリーザ回路の流量制御における給油速度とブリーザガス流量との関係を示す説明図である。
【図７】従来の流量制御バルブにおけるブリーザ回路のガス圧力とブリーザガス流量との関係と、その理想関係を示す説明図である。
【図８】本発明の第２の実施例の流量制御バルブの要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１：流入側部材 ２：流出側部材 ３：キャップ（蓋部材）
４：弁部材 ５：スプリング（付勢部材） 10：第１コネクタ部
12：流出開口 13：パイプ部 17：流入開口
20：容器状部 21：第２コネクタ部 22：開口
30：頭部 31：軸部 40：筒部
41：鍔部 42：通気孔 43：貫通孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流入する流入開口と該流入開口から流入した流体が外部へ流出する流出開口とを有するハウジングと、該ハウジング内に移動自在に配置された弁部材と、該弁部材を該流入開口へ近接する方向へ付勢する付勢手段と、からなる流量制御バルブであって、
略筒状の第１コネクタ部と、該第１コネクタ部から同軸的に延び周壁に前記流出開口をもつ略筒状のパイプ部と、該パイプ部と機械的に係合して一体化され該パイプ部の先端を塞ぐことで前記ハウジングを構成する蓋部材と、からなり該パイプ部内に前記付勢手段及び前記弁部材を収納した状態で該蓋部材が該パイプ部の先端を塞ぐことで一体化された流入側部材と、
該パイプ部を収納する容器状部と、該容器状部の周壁に開口し該容器状部の中心軸と交差する方向に延びる中心軸をもつ第２コネクタ部と、からなる流出側部材と、よりなり、
該パイプ部の該流出開口が該第２コネクタ部と連通するように該パイプ部が該容器状部に挿入され、該第１コネクタ部の中心軸と該第２コネクタ部の中心軸とが交差するように該流入側部材と該流出側部材とが気密に結合されて一体化されていることを特徴とする流量制御バルブ。
【請求項２】
前記弁部材と前記ハウジングとの間に形成され前記流入開口から遠ざかる方向への前記弁部材の移動に伴って前記流入開口と前記流出開口との連通を徐々に閉じる第１弁部と、
前記弁部材と前記ハウジングとの間に形成され前記流入開口から遠ざかる方向への前記弁部材の移動に伴って前記流入開口と前記流出開口との連通を開く第２弁部と、を備え、
前記流入開口側の流体圧が所定値以下のときには前記第１弁部が開状態かつ前記第２弁部が閉状態であり、前記流入開口側の流体圧が所定値を超えたときに前記第２弁部が前記流入開口と前記流出開口との連通を一気に開くように構成された請求項１に記載の流量制御バルブ。
【請求項３】
前記弁部材は上方に開口する略有底筒状をなし、前記蓋部材は前記第１コネクタ部に向かって突出する凸部を有し、該凸部と該弁部材との間に前記第１弁部が形成される請求項２に記載の流量制御バルブ。
【請求項４】
前記弁部材は前記凸部に外挿され、該弁部材側壁の開口部と前記凸部により前記第１弁部を形成した請求項３に記載の流量制御バルブ。
【請求項５】
前記弁部材は鍔部をもち、該鍔部と前記パイプ部との間に前記第２弁部が形成される請求項２〜４のいずれかに記載の流量制御バルブ。
【請求項６】
前記パイプ部は前記第１コネクタ部の流体圧が所定値以下のときに前記弁部材が着座する座面をもち、前記パイプ部及び前記弁部材の少なくとも一方には、他方に係合して該座面と前記弁部材との間に隙間を形成する係合部をもつ請求項１〜５のいずれかに記載の流量制御バルブ。
【請求項７】
前記第１コネクタ部がブリーザチューブに気密に接続され、前記第２コネクタ部がフィラーパイプの周壁から突出するパイプと気密に接続される請求項１〜６のいずれかに記載の流量制御バルブ。
【請求項１】
流体が流入する流入開口と該流入開口から流入した流体が外部へ流出する流出開口とを有するハウジングと、該ハウジング内に移動自在に配置された弁部材と、該弁部材を該流入開口へ近接する方向へ付勢する付勢手段と、からなる流量制御バルブであって、
略筒状の第１コネクタ部と、該第１コネクタ部から同軸的に延び周壁に前記流出開口をもつ略筒状のパイプ部と、該パイプ部と機械的に係合して一体化され該パイプ部の先端を塞ぐことで前記ハウジングを構成する蓋部材と、からなり該パイプ部内に前記付勢手段及び前記弁部材を収納した状態で該蓋部材が該パイプ部の先端を塞ぐことで一体化された流入側部材と、
該パイプ部を収納する容器状部と、該容器状部の周壁に開口し該容器状部の中心軸と交差する方向に延びる中心軸をもつ第２コネクタ部と、からなる流出側部材と、よりなり、
該パイプ部の該流出開口が該第２コネクタ部と連通するように該パイプ部が該容器状部に挿入され、該第１コネクタ部の中心軸と該第２コネクタ部の中心軸とが交差するように該流入側部材と該流出側部材とが気密に結合されて一体化されていることを特徴とする流量制御バルブ。
【請求項２】
前記弁部材と前記ハウジングとの間に形成され前記流入開口から遠ざかる方向への前記弁部材の移動に伴って前記流入開口と前記流出開口との連通を徐々に閉じる第１弁部と、
前記弁部材と前記ハウジングとの間に形成され前記流入開口から遠ざかる方向への前記弁部材の移動に伴って前記流入開口と前記流出開口との連通を開く第２弁部と、を備え、
前記流入開口側の流体圧が所定値以下のときには前記第１弁部が開状態かつ前記第２弁部が閉状態であり、前記流入開口側の流体圧が所定値を超えたときに前記第２弁部が前記流入開口と前記流出開口との連通を一気に開くように構成された請求項１に記載の流量制御バルブ。
【請求項３】
前記弁部材は上方に開口する略有底筒状をなし、前記蓋部材は前記第１コネクタ部に向かって突出する凸部を有し、該凸部と該弁部材との間に前記第１弁部が形成される請求項２に記載の流量制御バルブ。
【請求項４】
前記弁部材は前記凸部に外挿され、該弁部材側壁の開口部と前記凸部により前記第１弁部を形成した請求項３に記載の流量制御バルブ。
【請求項５】
前記弁部材は鍔部をもち、該鍔部と前記パイプ部との間に前記第２弁部が形成される請求項２〜４のいずれかに記載の流量制御バルブ。
【請求項６】
前記パイプ部は前記第１コネクタ部の流体圧が所定値以下のときに前記弁部材が着座する座面をもち、前記パイプ部及び前記弁部材の少なくとも一方には、他方に係合して該座面と前記弁部材との間に隙間を形成する係合部をもつ請求項１〜５のいずれかに記載の流量制御バルブ。
【請求項７】
前記第１コネクタ部がブリーザチューブに気密に接続され、前記第２コネクタ部がフィラーパイプの周壁から突出するパイプと気密に接続される請求項１〜６のいずれかに記載の流量制御バルブ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−７０９１７（Ｐ２００６−７０９１７Ａ）
【公開日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２５１４４８（Ｐ２００４−２５１４４８）
【出願日】平成１６年８月３１日（２００４．８．３１）
【出願人】（０００２４１４６３）豊田合成株式会社 (3,467)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月３１日（２００４．８．３１）
【出願人】（０００２４１４６３）豊田合成株式会社 (3,467)
【Ｆターム（参考）】
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