(57)【要約】    【課題】作動の円滑性を阻害せずに打音の発生を抑制することのできる圧力開閉弁を提供する。    【解決手段】第１ポート（流体通路６）と第２ポート（ホース接続口４）とを備えたハウジング（ハウジング主部３及びハウジングキャップ５）と、該ハウジング内に収容され、ばね（大径コイルばね８）によって付勢されて第１ポートを通常は閉塞し且つ第１ポートと第２ポートとの差圧が所定値を超えると開く弁体（正圧弁体７）とを有する圧力開閉弁（１）において、弁体に作用するばねによる閉弁付勢力の軸線が、弁体が当接する弁座（正圧弁座１３）の軸線に対して不平行となるようにする。【選択図】図３
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【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、ばね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であって、
前記弁体に作用する前記ばねによる閉弁付勢力の軸線が、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、燃料タンク内の正圧に抗してばねによって閉弁付勢されて所定の正圧値で開弁する正圧弁体と、燃料タンク内の負圧に抗してばねによって閉弁付勢されて所定の負圧値で開弁する負圧弁体とを有し、燃料タンク内の液面上空間とキャニスタとを結ぶ通路内に設けられた圧力開閉弁であって、
前記正圧弁体に作用する前記ばねによる閉弁付勢力の軸線が、前記正圧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ことを特徴とする圧力開閉弁。
【請求項３】
前記ばねをコイルばねとし、前記弁座の軸線に対して直角以外の角度をもって交わるばね座を前記ハウジングに設け、自然状態時の軸線が前記弁座の軸線に対して不平行となるように前記コイルばねを前記ばね座に装着したことを特徴とする請求項１又は２に記載の圧力開閉弁。
【請求項４】
前記ばねが、両端の中心同士を互いにオフセットさせて巻いたコイルばねからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧力開閉弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管路の途中に設けられ、弁体の前後の差圧に応じて自動的に開閉するように構成された圧力開閉弁に関し、例えば自動車等の燃料タンク内の圧力を所定範囲に維持するために燃料タンクとキャニスタとの間に設けられる２方向弁に好適な圧力開閉弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の燃料タンクとキャニスタとの間には、燃料タンク内の圧力を所定範囲に維持するために、２方向について個別に逆止作用を備えた圧力開閉弁が設けられている。この圧力開閉弁は、給油時はタンク内圧の上昇で満タン検知ができるように両方向共に閉弁し、温度上昇などでタンク内圧が所定値を超えた際には、油面上の蒸発ガスをキャニスタに吸着させる方向に開弁し、タンク内が大気圧より減圧した際には、キャニスタ側から大気圧を導入する方向に開弁するようになっている。
【０００３】
従来、この種の圧力開閉弁として、タンク側が正圧時に開弁する正圧弁体内に、タンク側が負圧時に開弁する負圧弁体を組み込んだ構造が知られている（特開平９−６０７４４号公報などを参照されたい）。
【特許文献１】特開平９−６０７４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の圧力開閉弁においては、正圧弁体を受容したハウジングの内周面と正圧弁体の外周面との間をタンク内正圧時に流体が流れる際に乱流が発生し、これによって振動した正圧弁体がハウジングの内周面にぶつかって打音を発生するという問題があった。また車体振動の影響によってハウジング内で正圧弁体が踊り、これによっても打音が発生するという問題があった。
【０００５】
このような打音の発生を防止するには、ハウジング内で正圧弁体が踊らないように両者の嵌め合い隙間を小さくすることが考えられるが、円滑な正圧弁体の作動を確保する上には、打音発生を防止し得る程度に隙間を小さくすることは困難である。即ち、従来の圧力開閉弁は、円滑な作動を確保した上で打音の発生を防止することが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような課題を解決し、作動の円滑性を阻害せずに打音の発生を抑制することのできる圧力開閉弁を提供するために本発明の請求項１は、第１ポート（流体通路６）と第２ポート（ホース接続口４）とを備えたハウジング（ハウジング主部３及びハウジングキャップ５）と、該ハウジング内に収容され、ばね（大径コイルばね８）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（正圧弁体７）とを有する圧力開閉弁（１）において、前記弁体に作用する前記ばねによる閉弁付勢力の軸線が、前記弁体が当接する弁座（正圧弁座１３）の軸線に対して不平行となるようにしたことを特徴とするものとした。
【０００７】
また本発明の請求項２は、第１ポート（流体通路６）と第２ポート（ホース接続口４）とを備えたハウジング（ハウジング主部３及びハウジングキャップ５）と、該ハウジング内に収容され、燃料タンク内の正圧に抗してばね（大径コイルばね８）によって閉弁付勢されて所定の正圧値で開弁する正圧弁体（７）と、燃料タンク内の負圧に抗してばね（小径コイルばね１１）によって閉弁付勢されて所定の負圧値で開弁する負圧弁体（１０）とを有し、燃料タンク内の液面上空間とキャニスタとを結ぶ通路内に設けられた圧力開閉弁（１）において、前記正圧弁体に作用する前記ばねによる閉弁付勢力の軸線が、前記正圧弁体が当接する弁座（正圧弁座１３）の軸線に対して不平行となるようにしたことを特徴とするものとした。
【０００８】
そして本発明の請求項３は、上記の圧力開閉弁において、前記ばねをコイルばね（大径コイルばね８）とし、前記弁座の中心軸に対して直角以外の角度をもって交わるばね座（ばね支承部２５）を前記ハウジング（ハウジングキャップ５）に設け、自然状態時の軸線が前記弁座（正圧弁座１３）の軸線に対して不平行となるように前記コイルばねを前記ばね座に装着したことを特徴とするものとした。
【０００９】
さらに本発明の請求項４は、前記ばねが、両端の中心同士を互いにオフセットさせて巻いたコイルばね（２６）からなることを特徴とするものとした。
【発明の効果】
【００１０】
このような本発明の圧力開閉弁によれば、弁体に作用する閉弁力の作用軸線がハウジングの中心軸に対して角度が付くので、ハウジングの内面に意図的に弁体を片当たりさせることができる。これにより、ハウジングと弁体との間の隙間を十分に空けておいても、ハウジング内で弁体が踊ることがなくなり、打音を発生しなくなる。即ち、本発明により、作動の円滑性を確保した上での打音発生の抑制に多大な効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付の図面に示された実施例に基づいて本発明を具体的にかつ詳細に説明する。
【００１２】
図１、２は、本発明が適用された２方向弁としての圧力開閉弁である。この圧力開閉弁１は、ホース接続体２が一体形成されたハウジング主部３と、第２ポートをなすホース接続口４が一体形成されたハウジングキャップ５と、ホース接続体２内に形成された第１ポートをなす流体通路６とハウジング主部３との間の連通を断続する正圧弁体７と、正圧弁体７を閉弁付勢する大径コイルばね８と、正圧弁体７の中心部に形成された負圧通路９を開閉する負圧弁体１０と、負圧弁体１０を閉弁付勢する小径コイルばね１１とで構成されている。
【００１３】
ハウジング主部３は、ホース接続体２の反対側が拡開された概ね碗形の輪郭を有し、そのホース接続体２の付け根の内側、つまり流体通路６のハウジング主部３内への開口部には、流体通路６の内径よりやや拡径された負圧弁体収容部１２が形成されている。この負圧弁体収容部１２のハウジング主部３内へ向けての開口の周囲には、ハウジング主部３側へ向けて拡開する円錐面からなる正圧弁座１３が形成されている。また負圧弁体収容部１２の内周面には、小径コイルばね１１を支承するために軸方向に沿う複数の突条１４が円周を等分割する位置に突設されている。
【００１４】
ハウジングキャップ５は、その中心部にホース接続口４が結合された実質的に円板状をなし、ハウジング主部３の開口端に、例えば超音波溶着によって接着固定されている。
【００１５】
正圧弁体７は、略有底円筒状をなし、その底壁中央部に貫通孔１５が設けられると共に、この貫通孔１５に連なる負圧通路９を画定する管状部１６が、正圧弁体７の内方へ向けて軸方向に沿って形成されている。この管状部１６の内周面には、軸方向に沿う４本の突条１７が円周を等分割する位置に突設されている。また正圧弁体７には、軸方向に沿う４本の突条１８が、その外周面における円周を等分割する位置に突設され、その底壁外面における貫通孔１５の外周には、外周面が球帯状をなす環状膨出部１９が形成され、貫通孔１５の内周、即ち負圧通路９の開口部には、負圧弁体収容部１２側へ向けて拡開する円錐面からなる負圧弁座２０が形成されている。
【００１６】
この正圧弁体７は、ハウジング主部３に形成された正圧弁座１３側に環状膨出部１９を向けてハウジング主部３内に配置されており、その底壁内面とハウジングキャップ５の軸方向内面との間に縮設された大径コイルばね８により、環状膨出部１９を正圧弁座１３に当接させる向きに常時弾発付勢されている。このようにして、正圧弁座１３に対して環状膨出部１９を接離させることで開閉弁の作用を発揮するようになっている。
【００１７】
負圧弁体１０は、弁頭部２１と軸部２２とを一体形成したものであり、管状部１６の内面の４本の突条１７間に軸部２２を挿通することにより、軸方向移動可能に正圧弁体７に係合している。そして弁頭部２１の軸部２２側の外面には、球帯状部分２３が形成されている。この負圧弁体１０は、負圧弁体収容部１２内のその基端が支承された小径コイルばね１１により、球帯状部分２３を負圧弁座２０に当接させる向きに常時弾発付勢されており、負圧弁座２０に対して球帯状部分２３を接離させることで開閉弁の作用を発揮するようになっている。
【００１８】
ホース接続体２には、自動車の燃料タンクの液面上空間に内設されたフロート弁（図示せず）の出口にゴムホースを介して接続される２つのホース口２４が形成されている。なお、ホース口２４の向き及び数量は、燃料タンクの形式に応じて適宜に定められるものであり、本実施例の形態に限定されるものではない。
【００１９】
これらの各部品は、合成樹脂材の射出成型で形成すると良く、特にガソリン非透過性に優れるポリアセタール樹脂で形成することが好ましい。
【００２０】
次に、この圧力開閉弁の作動要領について図３、４を併せて参照して説明する。
【００２１】
この圧力開閉弁１は、流体通路６（第１ポート）とホース接続口４（第２ポート）との圧力が実質的に等しい通常時は、図２に示した状態にある。即ち、正圧弁体７に形成された負圧弁座２０に対して小径コイルばね１１の弾発力で弁頭部２１の球帯状部分２３が押し当てられると共に、負圧弁体収容部１２の開口側に形成された正圧弁座１３に大径コイルばね８の弾発力で正圧弁体７の環状膨出部１９が押し当てられている。これにより、流体通路６とホース接続口４との間の連通が断たれている。
【００２２】
この状態から、燃料タンクの内圧が上昇して流体通路６とホース接続口４との差圧が所定値を超えると、図３に示したように、流体通路６からの正圧によって大径コイルばね８の付勢力に抗して正圧弁体７が開弁移動し、正圧弁体７の環状膨出部１９が正圧弁座１３から離間して流体通路６とホース接続口４との間が相互に連通する。このとき、負圧弁体１０は、小径コイルばね１１の弾発力によって正圧弁体７と一体の関係を維持したまま正圧弁体７と共に移動する。これにより、燃料タンク内の蒸発ガスが圧力開閉弁１を経てキャニスタ側へと流れ、燃料タンク内の圧力が大気開放される。
【００２３】
この逆に、燃料タンク内が減圧し、流体通路６側よりもホース接続口４側が高圧になると、図４に示したように、流体通路６の負圧によって負圧弁体１０が小径コイルばね１１の付勢力に抗して開弁移動し、正圧弁体７に形成された負圧弁座２０から負圧弁体１０が離間し、正圧弁体７の中心部の負圧通路９が連通する。このとき、正圧弁体７は、大径コイルばね８の弾発力の方向と圧力傾斜の向きが同一であるため、正圧弁座２０に当接した状態が維持される。従って、キャニスタ側の正圧によってキャニスタから分離した蒸発ガスが圧力開閉弁１を経て燃料タンク内に流入し、燃料タンク内の圧力が大気開放される。
【００２４】
以上のようにして、この圧力開閉弁１の２方向逆止機能により、燃料タンク内の圧力を常に所定範囲に維持することができる。
【実施例１】
【００２５】
上述した圧力開閉弁１においては、ハウジングキャップ５に設けられたばね支承部（ばね座）２５の大径コイルばね８の端末との当接面が、ハウジング主部３の中心軸に直交せずに適宜な傾斜角度Ａが付けられている。そのため、自然状態における大径コイルばね８の中心軸が、ハウジング主部３の中心軸と平行ではなく、つまりハウジング主部の中心部に形成された正圧弁座１３の軸線に対し、大径コイルばね８の中心軸が適度な角度をもって傾くようになっている。これによると、大径コイルばね８を押し縮めつつハウジング主部３内に正圧弁体７を装着した際に、大径コイルばね８の弾発力の作用する向きが正圧弁座１３の軸線と平行ではなくなる。つまり、正圧弁体７の環状膨出部１９の外周面が正圧弁座１３に押し当てられた際に、その推力軸が傾いているために正圧弁体７が傾くこととなる。これにより、正圧弁体７の外周面の突条１８とハウジング主部３の内周面との間隔が不均一になり、ハウジング主部３の内周面に正圧弁体７が片当たりした形態になる。この意図的な片当たりにより、ハウジング主部３内で正圧弁体７が踊ることが防止され、流体の乱流や車体振動に影響されての打音発正が抑制される。
【実施例２】
【００２６】
図５は、正圧弁体７への閉弁付勢力の軸線を傾ける別の手法を示している。これは、自然状態時にその軸線が傾くように巻いた大径コイルばね２６を用いるものである。これの場合、正圧弁座１３とばね支承部２５との中心同士を互いに合致させ、且つばね支承部２５の大径コイルばね２６の端末との当接面をハウジング主部３の中心軸に直交させておいても、大径コイルばね２６を押し縮めつつ正圧弁体７とばね支承部２５との間に装着すると、正圧弁体７に対する大径コイルばね２６の閉弁付勢力の中心が正圧弁座１３の中心からずれるので、上記の構成と同様の効果が得られる。
【００２７】
なお、正圧弁体７への閉弁付勢力の軸線を傾ける手法としては、大径コイルばね８の支承部２５の中心と正圧弁座１３の中心とを互いに径方向にオフセットさせることも考えられるが、ハウジング主部３の内周面に正圧弁体７を片当たりさせるほどに大径コイルばね８の支承部２５の中心をずらそうとすると、ハウジングの大径化を招く。従って、ハウジングを大型化せずに済む上記の本発明による構成が好ましい。
【００２８】
ところで、ハウジング主部３のホース接続体２との接続部の内周輪郭及びこれに対向する正圧弁体７の外周輪郭は、共にアーチ形の曲面をなしており、ここに形成される流体通路の曲率変化がより一層円滑にされている。これにより、特に燃料タンク側の正圧をキャニスタ側に開放する際に強い気流が発生し易くなる正圧弁体７の周囲を、乱流を生ずることなく円滑に流体が流過するので、正圧弁体７の振動抑制効果をより一層高めることができる。
【００２９】
ここでハウジング主部３とハウジングキャップ５との溶着部について触れておく。ハウジング主部３の周壁における開口端縁部からやや退いたところには、外向きフランジ３１が設けられている。そしてハウジング主部３の周壁の開口端縁部３２とフランジ３１との接続部には隅肉部３３が形成されている。
【００３０】
他方、ハウジングキャップ５におけるハウジング主部３との接合面には、ハウジング主部３の開口端縁部３２が嵌合する環状溝３４が形成されている。この環状溝３４の開口縁には、エッジが立っている。
【００３１】
ハウジング主部３の開口端縁部３２をハウジングキャップ５の環状溝３４に嵌合させた状態で、ハウジング主部３とハウジングキャップ５とを超音波溶着法などで互いに圧接させると、隅肉部３３が溶融して両者が融着する。この際、開口端縁部３２の外周側で溶着するので、余剰な溶融樹脂が流出してもハウジング主部３の内側へは流れ込まないので、バリによる弁作動への悪影響が及ぶことがない。また、ハウジング主部３の周壁の開口端縁部３２とハウジングキャップ５の環状溝３４とを嵌合結合させることにより、従来の印籠結合に比してより高い結合力が得られる。
【００３２】
以上、２方向弁を例に上げて本発明を説明したが、本発明は、負圧弁体のない一方向逆止弁にも適用し得ることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
以上詳述した本発明に係る圧力開閉弁は、各種容器やその他の閉鎖された空間内の加圧状態あるいは減圧状態に応じて自動的に弁を開閉し、各種容器やその他の閉鎖状空間内の圧力を一定範囲に保持するための自動調圧弁として好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明による圧力開閉弁の分解斜視図である。
【図２】本発明による圧力開閉弁の閉弁時を示す断面図である（実施例１）。
【図３】本発明による圧力開閉弁の正圧開弁時を示す断面図である。
【図４】本発明による圧力開閉弁の負圧開弁時を示す断面図である。
【図５】コイルばねの別例である（実施例２）。
【符号の説明】
【００３５】
１  圧力開閉弁
３  ハウジング主部
４  ホース接続口
５  ハウジングキャップ
６  流体通路
７  正圧弁体
８  大径コイルばね
１０  負圧弁体
１１  小径コイルばね
１３  正圧弁座
２５  ばね支承部
２６  コイルばね
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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