(57)【要約】【課題】  電動エアポンプに電動三方弁を一体化した電動エアポンプユニット１において、電動三方弁のコンパクト化およびコスト削減を図り、更に電動三方弁の作動耐久寿命の長期化を図ることを課題とする。【解決手段】  電動モータ３のモータトルクによって２位置に駆動される２位置３方向切替弁の弁体を１個のバルブ６にて構成し、また、バルブ６とバルブシャフト７とを一体部品とする。これによって、バルブ６とバルブシャフト７との間を気密保持するためのシール部品が不要になるので、電動三方弁を構成する構成部品の部品点数および組付工数を減少することができ、また、電動三方弁の体格の小型化を図ることができる。また、バルブシャフト７の外周をバルブ６が摺動することはないので、摩耗によるシール不良の発生を防止することができる。【選択図】  図１
2007113623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）内部に２つの第１、第２流体通過口、およびこれらの第１、第２流体通過口に選択的に連通する少なくとも１つの流体流路が形成されたハウジングと、
（ｂ）前記第１流体通過口と前記流体流路との連通状態、および前記第２流体通過口と前記流体流路との連通状態を、２位置にて切り替える２位置切替弁と、
（ｃ）電力の供給を受けて駆動力を発生するモータを有し、
前記モータの駆動力を利用して前記２位置切替弁を２位置に駆動するアクチュエータとを備えた切替弁制御装置において、
前記２位置切替弁は、前記２つの第１、第２流体通過口を選択的に開閉する１個の弁体、および前記アクチュエータに連結された駆動軸を有し、
前記駆動軸は、前記弁体に一体的に形成されていることを特徴とする切替弁制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の切替弁制御装置において、
前記１個の弁体は、前記第１流体通過口の開口周縁部に対して着座、離座して前記第１流体通過口を閉塞、開放する第１シール部、および前記第２流体通過口の開口周縁部に対して着座、離座して前記第２流体通過口を閉塞、開放する第２シール部を有していることを特徴とする切替弁制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の切替弁制御装置において、
前記２位置切替弁に対し、前記１個の弁体の第１シール部を前記第１流体通過口の開口周縁部に押し当てる方向に第１荷重を与える第１荷重付与手段と、
前記２位置切替弁に対し、前記１個の弁体の第２シール部を前記第２流体通過口の開口周縁部に押し当てる方向に第２荷重を与える第２荷重付与手段と
を備え、
前記２位置切替弁が前記第１流体通過口を閉じる第１位置に在る時には、前記第１荷重が前記第２荷重よりも大きく設定され、
前記２位置切替弁が前記第２流体通過口を閉じる第２位置に在る時には、前記第２荷重が前記第１荷重よりも大きく設定されることを特徴とする切替弁制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の切替弁制御装置において、
圧縮方向に対して反発力を発生する弾性体を有し、
前記弾性体の反発力を利用して前記２位置切替弁を２位置で保持する切替弁保持手段を備えたことを特徴とする切替弁制御装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載の切替弁制御装置において、
前記モータによって回転駆動されて、周方向に形成された複数の羽根部を有する羽根車を備え、
前記２位置切替弁および前記羽根車は、前記モータの出力軸と同軸上に設置されていることを特徴とする切替弁制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの第１、第２流体通過口を選択的に開閉する２位置切替弁を備えた切替弁制御装置に関するもので、特に電動モータのモータトルクを利用して２位置切替弁を第１位置と第２位置との２位置に駆動する切替弁制御装置に係わる。
【背景技術】
【０００２】
［従来の技術］
従来より、図８に示したように、内部に２個の第１、第２流体ポート１０１、１０２、およびこれらの第１、第２流体ポート１０１、１０２に選択的に連通する流体流路１０３が形成されたハウジング１０４と、このハウジング１０４の内部において開閉自在に収容された２位置３方向切替弁１０５と、電動モータ１０６のモータトルクを利用して２位置３方向切替弁１０５を２位置に駆動するアクチュエータとを備えた電動三方弁が公知である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、２位置３方向切替弁１０５は、第１流体ポート１０１を開閉する第１弁体１１１と、第２流体ポート１０２を開閉する第２弁体１１２と、これらの第１、第２弁体１１１、１１２とは別体で構成された駆動軸１１３とを有している。そして、２個の第１、第２弁体１１１、１１２は、駆動軸１１３の外周に摺動自在に組み付けられている。また、２個の第１、第２弁体１１１、１１２は、スプリング１１４の付勢力および駆動軸１１３に組み付けられた２個の第１、第２ストッパ１１５、１１６によってハウジング１０４の第１、第２弁座部１２１、１２２に押し付けられることで、第１、第２流体ポート１０１、１０２を閉じるように構成されている。また、アクチュエータは、電動モータ１０６のモータトルクが伝達される歯車減速機構１０７、およびこの歯車減速機構１０７を介して電動モータ１０６の回転運動を直線往復運動に変換する運動方向変換機構１０９等によって構成されている。ここで、図８は、２個の第１、第２流体ポート１０１、１０２が、２個の第１、第２弁体１１１、１１２によって共に閉じられた閉弁状態を示している。
【０００４】
そして、第１流体ポート１０１を開弁し、第２流体ポート１０２を閉弁する際には、先ずギヤケース１２３内の切替スイッチ１２４を操作して電動モータ１０６を正転方向に回転させる。すると、運動方向変換機構１０９によって電動モータ１０６の正転方向の回転運動が図示上方向への直線運動に変換されて、運動方向変換機構１０９に結合された駆動軸１１３が図示上方向に移動する。そして、駆動軸１１３の外周部に組み付けられた第１ストッパ１１５が、第１弁体１１１を押し上げる。このとき、第１弁体１１１は、第１弁座部１２１より離座して第１流体ポート１０１を開き、また、第２弁体１１２は、第２弁座部１２２に押し付けられて第２流体ポート１０２を閉じる。
【０００５】
また、第１流体ポート１０１を閉弁し、第２流体ポート１０２を開弁する際には、切替スイッチ１２４を操作して電動モータ１０６を逆転方向に回転させる。すると、運動方向変換機構１０９によって電動モータ１０６の逆転方向の回転運動が図示下方向への直線運動に変換されて、駆動軸１１３が図示下方向に移動する。そして、第２ストッパ１１６が、第２弁体１１２を押し下げる。このとき、第１弁体１１１は、第１弁座部１２１に押し付けられて第１流体ポート１０１を閉じ、また、第２弁体１１２は、第２弁座部１２２より離座して第２流体ポート１０２を開く。
【０００６】
［従来の技術の不具合］
ところが、従来の電動三方弁においては、駆動軸１１３の外周に２個の第１、第２弁体１１１、１１２が摺動自在に組み付けられているため、２個の第１、第２弁体１１１、１１２の内周部と駆動軸１１３の外周部との間を気密保持するためのＯリング等の第１、第２シール部品１３１、１３２が必要になる。これによって、三方弁を構成するための構成部品が多くなり、ハウジング１０４の内部に多くの構成部品を収容する必要があるので、三方弁の体格が大きくなる等の問題が生じる。
【０００７】
また、部品点数の増加に伴って組付工数が増加することにより、製品コストが上昇してしまうという問題が生じている。また、２個の第１、第２弁体１１１、１１２と駆動軸１１３とが摺動するため、２個の第１、第２弁体１１１、１１２の内周部と駆動軸１１３の外周部との間に摺動摩耗が発生し、２個の第１、第２弁体１１１、１１２の内周部と駆動軸１１３の外周部との間にシール不良が発生し易く、作動耐久寿命が短くなるという問題が生じる。
【特許文献１】特開昭６４−１２１８１号公報（第１−３頁、第１図−第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、部品点数および組付工数を減少し、体格の小型化を図ることのできる切替弁制御装置を提供することにある。また、摩耗によるシール不良の発生を防止して、作動耐久寿命の長期化を図ることのできる切替弁制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、第１流体通過口と流体流路との連通状態、および第２流体通過口と流体流路との連通状態を、２位置にて切り替える２位置切替弁を、２つの第１、第２流体通過口を選択的に開閉する１個の弁体、およびアクチュエータに連結された駆動軸によって構成し、更に弁体に駆動軸を一体的に形成している。これによって、弁体と駆動軸との間を気密保持するためのシール部品が不要になるので、切替弁制御装置を構成する構成部品の部品点数および組付工数を減少することができ、更に切替弁制御装置の体格の小型化を図ることができる。この結果、切替弁制御装置のコンパクト化およびコスト削減を図ることができる。また、弁体に駆動軸を一体的に形成しているので、駆動軸の外周を弁体が摺動することはないので、摩耗によるシール不良の発生を防止することができる。この結果、切替弁制御装置の作動耐久寿命の長期化を図ることができ、切替弁制御装置の耐久性および信頼性を向上することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、２位置切替弁に設けられる１個の弁体の第１シール部が第１流体通過口の開口周縁部に着座すると第１流体通過口が閉塞され、また、１個の弁体の第１シール部が第１流体通過口の開口周縁部より離座すると第１流体通過口が開放される。そして、１個の弁体の第２シール部が第２流体通過口の開口周縁部に着座すると第２流体通過口が閉塞され、また、１個の弁体の第２シール部が第２流体通過口の開口周縁部より離座すると第２流体通過口が開放される。したがって、モータの駆動力によって２位置切替弁を、１個の弁体の第１シール部が第１流体通過口の開口周縁部に着座する「第１位置」と、１個の弁体の第２シール部が第２流体通過口の開口周縁部に着座する「第２位置」との２位置に駆動することにより、第１流体通過口と流体流路との連通状態と、第２流体通過口と流体流路との連通状態とを選択的に切り替えることができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、２位置切替弁が第１流体通過口を閉じる「第１位置」に在る時には、第１荷重付与手段により２位置切替弁に与えられる「第１荷重」が、第２荷重付与手段により２位置切替弁に与えられる「第２荷重」よりも大きく設定されるため、２位置切替弁に設けられる１個の弁体の第１シール部が第１流体通過口の開口周縁部に押し付けられて、２位置切替弁が「第１位置」に保持される（切替弁保持機能）。また、２位置切替弁が第２流体通過口を閉じる「第２位置」に在る時には、第２荷重付与手段により２位置切替弁に与えられる「第２荷重」が、第１荷重付与手段により２位置切替弁に与えられる「第１荷重」よりも大きく設定されるため、２位置切替弁に設けられる１個の弁体の第２シール部が第２流体通過口の開口周縁部に押し付けられて、２位置切替弁が「第２位置」に保持される（切替弁保持機能）。したがって、例えばモータへの電力の供給を停止しても２位置切替弁を２位置で確実に保持することができるので、消費電力を抑えることができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、弾性体の反発力（弾性体が圧縮されて発生する復元力）を利用して２位置切替弁を２位置で保持することにより、例えばモータへの電力の供給を停止しても２位置切替弁を２位置で確実に保持することができるので、消費電力を抑えることができる。また、２位置切替弁を２位置で弾性変形力（反発力）を利用して保持することにより、振動源からハウジングに伝播し、更にハウジングから２位置切替弁に伝播する振動、あるいは２位置切替弁の振動を弾性体で減衰できるので、２位置切替弁の耐振性を向上することができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明によれば、２位置切替弁を駆動するモータによって、周方向に形成された複数の羽根部を有する羽根車も回転駆動されるように構成されている。また、モータの出力軸と同軸上に２位置切替弁および羽根車を設置している。これによって、羽根車の回転運動（モータの出力軸のモータトルク）を利用して２位置切替弁を２位置に駆動できるので、２位置切替弁を２位置に駆動するアクチュエータの体格の小型化を図ることができる。また、羽根車の回転動作を開始してから、短時間で２位置切替弁の開閉動作を開始できるので、２位置切替弁の制御応答性を向上することができる。
【００１４】
ここで、モータの駆動力（モータトルク）を利用して２位置切替弁を２位置に駆動するアクチュエータ（バルブ駆動装置）として、モータの出力軸の回転運動（あるいはモータによって回転駆動される羽根車の回転運動）を直線（往復）運動に変換する運動方向変換機構を設けても良い。また、モータの出力軸（あるいは羽根車）と運動方向変換機構との間に、モータ（または羽根車）から運動方向変換機構へのモータトルクの伝達を断続する遠心クラッチまたはトルクリミッタを設置しても良い。また、モータの出力軸と同軸上に、羽根車、遠心クラッチ、トルクリミッタ、運動方向変換機構および２位置切替弁を設置しても良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明を実施するための最良の形態は、コンパクト化およびコスト削減を図るという目的、および作動耐久寿命の長期化を図るという目的を、２つの第１、第２流体通過口を選択的に開閉する１個の弁体、およびアクチュエータに連結された駆動軸によって２位置切替弁を構成し、更に弁体と駆動軸とを一体的に形成したことで実現した。
【実施例１】
【００１６】
［実施例１の構成］
図１ないし図５は本発明の実施例１を示したもので、図１および図２は電動エアポンプユニットの全体構造を示した図である。
【００１７】
本実施例の蒸発燃料処理装置は、例えば自動車等の車両の燃料タンク内で蒸発気化（揮発）した蒸発燃料（エバポガスを含む空気）等の流体を、キャニスタを経由して内燃機関（例えばガソリンエンジン：以下エンジンと言う）のエンジン吸気管（例えばスロットルバルブよりも吸気ポート側）内に導入（パージ）することで、蒸発燃料等の流体が大気中へ放出されることを防止する蒸発燃料蒸散防止装置である。この蒸発燃料処理装置は、本発明の切替弁制御装置に相当する電動エアポンプユニット１を備えている。
【００１８】
そして、蒸発燃料処理装置は、燃料タンクとキャニスタのタンク側ポートとが第１空気流路管（流体配管）を介して連通し、キャニスタとエンジン吸気管とキャニスタのパージポートとが第２空気流路管（流体配管）を介して連通している。また、燃料タンクには、燃料タンク内の圧力（タンク内圧）を検出する圧力センサ（タンク内圧センサ）が設けられている。そして、第１空気流路管内には、燃料タンク内で揮発した蒸発燃料等の流体をキャニスタに導くための空気流路（流体流路）が形成されている。また、第２空気流路内には、キャニスタに吸着された蒸発燃料等の流体をパージＶＳＶ（バキューム・スイッチング・バルブ）を経由してエンジン吸気管に導くための空気流路（流体流路）が形成されている。
【００１９】
パージＶＳＶは、エンジン制御ユニット（以下ＥＣＵと呼ぶ）によってデューティ駆動されることで、第２空気流路管を流れる蒸発燃料等の流体の流量（パージ量）を調整するパージ制御弁（パージ・コントロール・バルブ）である。また、キャニスタ内には、蒸発燃料を吸着する吸着体（例えば活性炭等）が収納されている。また、キャニスタの大気開放孔には、大気開放配管が接続されている。この大気開放配管の空気流方向の上流端には、電動エアポンプユニット１が接続されている。そして、大気開放配管内には、電動エアポンプユニット１を動作させることにより発生する空気流をキャニスタに導くための空気流路（流体流路）が形成されている。
【００２０】
本実施例の電動エアポンプユニット１は、電動エアポンプに電動三方弁を一体化した電動エアポンプモジュールであって、大気開放配管を介してキャニスタに接続されるハウジング２に覆われている。電動エアポンプは、電動モータ３の駆動力（モータトルク）によって回転駆動される両羽根タイプの渦流式ポンプ（ボルテックス式ポンプ）であって、蒸発燃料等の流体をエンジン吸気管内に強制的に導入（パージ）するパージポンプとして使用されるポンプインペラ（羽根車：以下インペラと略す）５を有している。
【００２１】
電動三方弁は、電動モータ３のモータトルクによって２位置に駆動される２位置３方向切替弁を有している。この２位置３方向切替弁は、ハウジング２の内部に形成された２つの第１、第２流体通過口（以下第１、第２流体ポートと言う）を選択的に開閉する１個の弁体（以下バルブと呼ぶ）６、およびこのバルブ６に一体的に形成された駆動軸（以下バルブシャフトと呼ぶ）７等によって構成される一体部品（可動部材）である。そして、電動三方弁は、２位置３方向切替弁のバルブシャフト７の外周に摺動自在に組み付けられた円筒状のスプリングストッパ９、および２位置３方向切替弁のバルブ６を第１位置（以下デフォルト位置と言う）と第２位置（以下フルリフト位置と言う）との２位置に付勢し保持するための第１、第２スプリング１１、１２等を有している。
【００２２】
ここで、電動モータ３のモータトルクを利用してバルブ６をデフォルト位置とフルリフト位置との２位置に駆動するアクチュエータ１４は、電力によって運転される電動モータ３、およびこの電動モータ３のモータシャフト４の回転運動を直線運動に変換する運動方向変換機構等によって構成されている。また、電動モータ３のモータシャフト４と運動方向変換機構との間には、遠心クラッチ１５およびトルクリミッタ１６が連結されている。なお、本実施例では、電動モータ３のモータシャフト４と同一軸心上に、２位置３方向切替弁（バルブ６およびバルブシャフト７）、遠心クラッチ１５、トルクリミッタ１６および運動方向変換機構が配設（構成）されている。
【００２３】
電動エアポンプと電動三方弁の共通のハウジング２は、内部に構成部品を組み込んだ５つのケース（図１の図示右側から第１〜第４ケース２１〜２４およびカバー２５）によって構成されており、第１〜第４ケース２１〜２４およびカバー２５は、締結ネジ、クリップ、係止片等で結合されている。なお、第１ケース２１は、外径側円筒部と、この外径側円筒部との間にエアダクト（後記する）を形成する内径側円筒部とを有している。この内径側円筒部を、電動モータ３を収容保持するモータハウジングとして使用している。また、第２ケース２２の外周部には、カラーおよびグロメットを保持する取付用ステー２６が設けられている。そして、第２ケース２２の取付用ステー２６は、キャニスタに締結ボルト等を用いて締め付け固定されている。
【００２４】
ここで、ハウジング２は、モータハウジングを兼ねる第１ケース２１と、この第１ケース２１にネジによって結合される第２ケース２２と、この第２ケース２２にクリップによって結合される第３ケース２３とで、電動エアポンプのインペラ５を回転自在に収容するポンプハウジングを構成している。このポンプハウジングの内部には、インペラ５の回転運動によってエアを圧縮する円環状の渦流室（ポンプ室）３１が形成されている。この渦流室３１の半径方向の外周部には、断面半円形状の溝底面を有するＣ字状の側部溝が形成されている。
【００２５】
また、第１、第２ケース２１、２２には、渦流室３１内にエアを送り込むためのエアダクト３２が環状に形成されている。このエアダクト３２内には、インペラ５に吸引されるエアを濾過するフィルター３３が配置されている。このフィルター３３は、エアダクト３２の開口端（第１ケース２１のエア吸入口）から流入するエアは通過可能であるが、エアに混入した異物を捕捉して、渦流室３１内への異物の侵入を防止するものである。
また、第１ケース２１には、エアダクト３２内に大気を吸入するためのエア吸入口（図示せず）が形成されている。
【００２６】
この第１ケース２１のエア吸入口は、フィルター３３を内蔵したエアダクト３２内に大気を吸入させる第１大気吸入口（大気開放穴）として機能する。また、第２ケース２２には、エアダクト３２から渦流室３１内に大気を吸引するポンプ吸込み口（図示せず）が形成されている。また、第３ケース２３には、渦流室３１からエアを吐出するポンプ吐出口３４が形成されている。また、第２、第３ケース２２、２３間には、ポンプ吸込み口からポンプ吐出口３４に直接エアが流れ込むのを防止するための区画板（仕切り部）３５が設けられている。
【００２７】
ここで、ハウジング２は、ポンプハウジングを兼ねる第３ケース２３と、この第３ケース２３にネジによって結合される第４ケース２４と、この第４ケース２４にクリップによって結合されるカバー２５とで、電動三方弁のバルブ６を開閉自在に収容するバルブハウジングを構成している。また、第３、第４ケース２３、２４間には、ポンプ吐出口３４を介して渦流室３１に連通する空気流路３６が形成されている。また、カバー２５の外壁面からは、内部に空気流路３７が形成された円筒状の空気流路管３８が図示左方向に突出するように延長されている。そして、空気流路３７の開口端は、大気に開放された第２大気吸入口（大気開放穴）３９として機能する。
【００２８】
そして、バルブハウジングの内部には、２つの第１、第２流体ポート４１、４２、およびこれらの第１、第２流体ポート４１、４２に選択的に連通する１つの流体流路４３が形成されている。そして、第１流体ポート４１は、所定の隙間を隔てて（流体流路４３を間に挟んで）第２流体ポート４２と対向して配置されている。第１流体ポート４１は、空気流路３６と流体流路４３とを連通する円形状の流体通過口（空気通過口）であって、第４ケース２４に形成されている。
【００２９】
第２流体ポート４２は、空気流路３７と流体流路４３とを連通する空気通過口であって、カバー２５に形成されている。本実施例では、カバー２５に複数の連結片を介して連結された円環状のバルブ保持部４４の周囲に第２流体ポート４２が一定の間隔で複数形成されている。なお、このバルブ保持部４４の内周部には、バルブ６の嵌合部に嵌合する嵌合穴が設けられている。また、流体流路４３は、キャニスタの大気開放孔に連通する連通路であって、第４ケース２４とカバー２５とによって構成される円筒状の接続継ぎ手（空気流路管）の内部に形成されている。流体流路４３の開口端は、エア吐出口（出口ポート）４５として機能する。
【００３０】
そして、第４ケース２４の所定の部位には、第１流体ポート４１の開口周縁部が設けられ、この第１流体ポート４１の開口周縁部は、バルブ６が着座することが可能な円環状の第１弁座部（第１バルブシート）４６として機能する。また、カバー２５の所定の部位には、第２流体ポート４２の開口周縁部が設けられ、この第２流体ポート４２の開口周縁部は、バルブ６が着座することが可能な円環状の第２弁座部（第２バルブシート）４７として機能する。
【００３１】
なお、これらの第１、第２バルブシート４６、４７は、所定の隙間を隔てて（流体流路４３を間に挟んで）対向して配置されている。そして、第１バルブシート４６は、バルブ６の軸線方向（バルブシャフト７の軸方向）の移動範囲を規制する規制部として利用されている。これにより、バルブ６が第１バルブシート４６に着座した際にバルブ６のそれ以上の軸線方向の他方側（第１流体ポート４１を閉じる側）への移動が規制される。また、第２バルブシート４７は、バルブ６の軸線方向（バルブシャフト７の軸方向）の移動範囲を規制する規制部として利用されている。これにより、バルブ６が第２バルブシート４７に着座した際にバルブ６のそれ以上の軸線方向の一方側（第２流体ポート４２を閉じる側）への移動が規制される。
【００３２】
ここで、ハウジング２のバルブハウジングの一部を成す第４ケース２４には、第１流体ポート４１と並列して基準オリフィス４９が形成されている。この基準オリフィス４９は、空気流路３６と流体流路４３とを連通する絞り孔であって、第４ケース２４をその板厚方向に貫通するように設けられている。そして、基準オリフィス４９は、蒸発燃料処理装置の閉鎖空間内のリークチェック（洩れ判定）に使用するリファレンス圧（Ｐｒｅｆ）を測定するために設けられた基準孔（例えばφ０．３５〜０．６０ｍｍ、望ましくはφ０．４０〜０．５０ｍｍ、最も望ましくはφ０．４５ｍｍ）である。
【００３３】
電動モータ３は、直流（ＤＣ）モータが採用されている。この電動モータ３は、モータハウジングの前端面より回転軸方向（電動モータ３のモータシャフト４の中心軸線方向：以下軸方向と呼ぶ）の一方側に突出するように設けられたモータシャフト（出力軸）４に一体化されたロータ、このロータの外周側に対向配置されたステータよりなるブラシレスＤＣモータであって、ロータには、永久磁石を有するロータコアが設けられ、ステータには、アーマチャコイル（電機子巻線）が巻回されたステータコアが設けられている。なお、ブラシレスＤＣモータの代わりに、ブラシ付きの直流（ＤＣ）モータや、三相誘導電動機等の交流（ＡＣ）モータを用いても良い。
【００３４】
インペラ５は、ハウジング２（第２、第３ケース２２、２３によって構成されるポンプハウジング）の渦流室３１の内部に回転自在に収容されている。このインペラ５は、複数の羽根部（ブレード、フィン）および複数の羽根溝を有する両羽根式の羽根車であって、渦流室３１の内部に吸引したエアを加圧して吐出する。また、インペラ５は、電動モータ３のモータシャフト４の外周に相対回転不能となるように圧入固定された円板形状のロータ部（本体）を有している。
【００３５】
そして、ロータ部の半径方向の外周部には、周方向に交互に一定の間隔（例えば等間隔）で複数の羽根部および複数の羽根溝が形成されている。そして、インペラ５の板厚方向（モータシャフト４の軸方向）で隣設する羽根部間には、インペラ５の板厚方向（モータシャフト４の軸方向）で隣設する羽根溝の溝底面を区画する円環状の区画壁（リブ）が設けられている。また、複数の羽根溝の溝底面形状は、渦流室３１の側部溝との間にＯ字状またはＵ字状または長円形状の空間を形成する曲面形状である。
【００３６】
遠心クラッチ１５は、モータシャフト４と運動方向変換機構との間に設置されており、電動エアポンプと一体的に回転運動を行う円柱状のクラッチインナと、運動方向変換機構と一体的に回転運動を行う円筒状のクラッチアウタと、クラッチインナに連結部材（例えばピン等）５１を介して揺動自在に組み付けられた複数のクラッチウェイト（結合体）５２とによって構成されている。
【００３７】
クラッチインナは、モータシャフト４の軸方向の一端部（図示左端部）に一体的に設けられたモータ側クラッチ部材（駆動側クラッチ部材）である。クラッチアウタは、クラッチインナの外周面に対向配置されて、トルクリミッタ１６の軸方向の他端部（図示右端部）に一体的に設けられたバルブ側クラッチ部材（従動側クラッチ部材）である。
【００３８】
また、クラッチアウタは、モータシャフト４の軸方向の一端側が閉塞され、また、モータシャフト４の軸方向の他端側が開口している。複数のクラッチウェイト５２は、クラッチアウタの内周面に形成された係合溝に係脱自在に係合する。これらのクラッチウェイト５２は、図示しない板バネ等の弾性変形部材によってモータシャフト４の半径方向の内径側（放射方向に対して逆方向の求心方向）に付勢されている。
【００３９】
遠心クラッチ１５は、複数のクラッチウェイト５２に作用する遠心力（モータシャフト４の半径方向の外径側（放射方向）に作用する力）が所定値以上の際に、モータシャフト４からトルクリミッタ１６および運動方向変換機構にモータトルクを伝達し、複数のクラッチウェイト５２に作用する遠心力が所定値よりも小さい際に、モータシャフト４からトルクリミッタ１６および運動方向変換機構へのモータトルクの伝達を遮断する。
【００４０】
すなわち、遠心クラッチ１５は、モータシャフト４の回転運動に伴って複数のクラッチウェイト５２に作用する遠心力の大きさに応じて、モータシャフト４からトルクリミッタ１６および運動方向変換機構へのモータトルクの伝達を断続する遠心クラッチ機構である。なお、モータ側クラッチ部材（駆動側クラッチ部材）をクラッチアウタとし、バルブ側クラッチ部材（従動側クラッチ部材）をクラッチインナとしても良い。
【００４１】
トルクリミッタ１６は、遠心クラッチ１５と運動方向変換機構との間に設置されて、遠心クラッチ１５のクラッチアウタの閉塞部（摩擦板）５３の表面（円形状の摩擦面）と、摩擦板５３に同一軸心上で対向配置された摩擦板５４の表面（円形状の摩擦面）とによって構成されている。
【００４２】
このトルクリミッタ１６には、バルブ６がフルリフト位置まで移動してバルブ６の軸方向の一方側（バルブ６のフルリフト位置側）への移動が規制されると、運動方向変換機構と共に過負荷トルクが作用する。このとき、トルクリミッタ１６は、摩擦板５３から摩擦板５４へのモータトルクの伝達を遮断する動力遮断手段として機能する。
【００４３】
また、過負荷トルクが作用していない時、トルクリミッタ１６は、摩擦板５３と摩擦板５４との摩擦係合によりモータトルクを伝達する動力伝達手段として機能する。なお、摩擦板５３と摩擦板５４との摩擦係合力を高めるために、摩擦板５３または摩擦板５４を摩擦板５４側または摩擦板５３側に付勢するコイルスプリング、板バネ、ゴム系弾性体、エアクッション等の摩擦板付勢手段を設置しても良い。
【００４４】
運動方向変換機構は、モータシャフト４の回転運動、つまり遠心クラッチ１５のクラッチインナ、クラッチアウタおよびトルクリミッタ１６の摩擦板５３、５４の回転運動を、バルブ６の直線運動に変換するネジ機構である。なお、運動方向変換機構としてネジ機構の代わりに、ボールネジ機構やラック・アンド・ピニオン機構を用いても良い。この運動方向変換機構は、トルクリミッタ１６の摩擦板５４と一体的に回転するロータスリーブ５５、バルブ６およびスプリングストッパ９等によって構成されている。
【００４５】
トルクリミッタ１６のロータスリーブ５５の内周部には、第１スクリュー５６が圧入固定されている。この第１スクリュー５６の内周部には、バルブ６と一体部品とされたバルブシャフト７の外周ネジ部（雄ネジ部）と係合する内周ネジ部（雌ネジ部）が形成されている。なお、トルクリミッタ１６のロータスリーブ５５の内周部に第１スクリュー（雌ネジ部）が一体的に形成されていても良い。
【００４６】
また、トルクリミッタ１６のロータスリーブ５５の内周部には、第２スクリュー５７が一体的に形成されている。この第２スクリュー５７は、バルブ６に対して相対運動が可能なスプリングストッパ９の外周ネジ部（雄ネジ部）と係合する内周ネジ部である。なお、第２スクリュー５７のリード（ネジ山に沿って軸の回りを１周する時、軸方向に進む距離）は、第１スクリュー５６よりも大きく設定されている。
【００４７】
本実施例の２位置３方向切替弁は、ハウジング２の内部に開閉自在（流体流路４３内においてモータシャフト４の軸方向に往復直線運動可能）に収容されている。この２位置３方向切替弁は、ポペット型バルブが使用され、アクチュエータ１４のトルクリミッタ１６（のロータスリーブ５５）の第１スクリュー５６によって軸線方向に駆動される。そして、２位置３方向切替弁は、上述したように、１個のバルブ６およびバルブシャフト７等を有している。
【００４８】
バルブ６は、金属材料または樹脂材料によって円形状のフランジ板状の弁体であって、バルブシャフト７の外周面よりバルブシャフト７の半径方向の外径側に向けて突出するように鍔状に設けられている。このバルブ６は、第１流体ポート４１の開口周縁部（第１バルブシート４６）に対して着座、離座して第１流体ポート４１を閉塞、開放する第１シール部、および第２流体ポート４２の開口周縁部（第２バルブシート４７）に対して着座、離座して第２流体ポート４２を閉塞、開放する第２シール部を有している。すなわち、バルブ６は、このバルブ６の板厚方向の両端面にそれぞれ第１、第２シール部を有している。なお、バルブ６の表面には、第４ケース２４の第１バルブシート４６に着座した際に第１流体ポート４１を気密的に封止すると共に、カバー２５の第２バルブシート４７に着座した際に第２流体ポート４２を気密的に封止するためのシールゴム６０が焼き付けにより装着されている。
【００４９】
バルブシャフト７は、バルブ６と同一の材料によって円柱状に形成されており、バルブ６の中心部を板厚方向に貫通するように一体的に形成されている。このバルブシャフト７は、アクチュエータ１４のトルクリミッタ１６（のロータスリーブ５５）に駆動連結されている。そして、バルブシャフト７は、バルブ６が形成される部分が最外径部とされ、この最外径部よりも軸方向の一方側（図示左側）に対して、最外径部よりも軸方向の他方側（図示右側）の方が外径が大きくなっている。そして、バルブシャフト７の軸方向の一端側には、カバー２５に一体的に形成されたバルブ保持部４４の嵌合穴に嵌合する嵌合部６１が設けられている。
【００５０】
そして、２位置３方向切替弁（バルブ６およびバルブシャフト７）は、ハウジング２に対して回り止め構造となっている。具体的には、図１ないし図４に示したように、カバー２５のバルブ保持部４４の嵌合穴の内周およびバルブシャフト７の嵌合部６１の外周に二面幅部をそれぞれ形成している。これにより、ハウジング２（特に第４ケース２４、カバー２５、バルブ保持部４４等）に対する、バルブ６およびバルブシャフト７の回転方向の相対運動を防止することができる。また、バルブシャフト７の軸方向の他端側の外周部には、トルクリミッタ１６の第１スクリュー５６と噛み合う外周ネジ部が形成されている。  
【００５１】
したがって、電動三方弁の主要な構成要素を成す２位置３方向切替弁（バルブ６およびバルブシャフト７）は、バルブ６の第１シール部が第１バルブシート４６に着座するデフォルト位置とバルブ６の第２シール部が第２バルブシート４７に着座するフルリフト位置との２位置間を往復移動することが可能となる。そして、バルブ６がデフォルト位置に保持（または駆動）された場合には、第１流体ポート４１が閉じられ、第２流体ポート４２が開かれる。また、バルブ６がフルリフト位置に保持（または駆動）された場合には、第１流体ポート４１が開かれ、第２流体ポート４２が閉じられる。
【００５２】
スプリングストッパ９は、金属材料または樹脂材料によって円筒状に形成されており、アクチュエータ１４のトルクリミッタ１６（のロータスリーブ５５）の第２スクリュー５７によって軸線方向に駆動される。このスプリングストッパ９は、バルブシャフト７の軸方向に延びる円筒状部、およびこの円筒状部の軸方向の一端側に設けられた鍔状のフランジ部等を有している。また、スプリングストッパ９は、第１スプリング１１を介して、バルブ６の第２シール部を第２流体ポート４２の開口周縁部（第２バルブシート４７）に押し当てる方向に荷重を与える第２荷重付与手段である。
【００５３】
スプリングストッパ９の円筒状部は、バルブシャフト７に対する、軸方向の相対運動が可能となるように、バルブシャフト７の軸方向の他端側の外周に摺動自在に嵌め合わされている。また、スプリングストッパ９の円筒状部の外周部には、トルクリミッタ１６の第２スクリュー５７と噛み合う外周ネジ部が形成されている。そして、スプリングストッパ９は、ハウジング２に対して回り止め構造となっている。具体的には、図３および図４に示したように、スプリングストッパ９のフランジ部の外周と第４ケース２４の内周とに互いに係合する凹凸部（係止部、被係止部）６２、６３を設けている。これにより、ハウジング２（特に第４ケース２４等）に対する、スプリングストッパ９の回転方向の相対運動を防止することができる。
【００５４】
第１スプリング１１は、弾力性に優れる炭素鋼等の金属材料によってコイル状に形成され、バルブシャフト７の軸方向に平行な圧縮方向に対して、反発力（復元力）を発生する弾性体である。この第１スプリング１１は、バルブシャフト７の最外径部よりも軸方向の他方側（図示右側）の外周を取り巻くように配設されて、図５のグラフに示したように、第２スプリング１２よりも撓み量の変化に対する反発力（荷重）の変化が大きい等ピッチコイル（または不等ピッチコイル）を使用している。そして、第１スプリング１１は、スプリングストッパ９のフランジ部の一端面とバルブ６の他端面（第１シール部側端面）との間に掛け渡された状態で組み付けられている。また、第１スプリング１１は、バルブ６に対して、バルブ６の第２シール部を第２流体ポート４２の開口周縁部（第２バルブシート４７）に押し当てる方向に荷重を与える第２荷重付与手段である。
【００５５】
第２スプリング１２は、弾力性に優れる炭素鋼等の金属材料によってコイル状に形成され、バルブシャフト７の軸方向に平行な圧縮方向に対して、反発力（復元力）を発生する弾性体である。この第２スプリング１２は、バルブシャフト７の最外径部よりも軸方向の一方側（図示左側）の外周を取り巻くように配設されて、図５のグラフに示したように、第１スプリング１１よりも撓み量の変化に対する反発力（荷重）の変化が小さい等ピッチコイル（または不等ピッチコイル）を使用している。そして、第２スプリング１２は、バルブ６の一端面（第２シール部側端面）とカバー２５の他端面（流体流路壁面）との間に掛け渡された状態で組み付けられている。また、第２スプリング１２は、バルブ６に対して、バルブ６の第１シール部を第１流体ポート４１の開口周縁部（第１バルブシート４６）に押し当てる方向に荷重を与える第１荷重付与手段である。
【００５６】
ここで、本実施例では、電動モータ３によって回転駆動されるトルクリミッタ１６（のロータスリーブ５５）の第１、第２スクリュー５６、５７のリード差が異なっているので、バルブ６とスプリングストッパ９との軸方向の移動量に差が生じる。このため、バルブ６、スプリングストッパ９および２つの第１、第２スプリング１１、１２は、バルブ６とスプリングストッパ９との軸方向の移動量の差に伴って発生する２つの第１、第２スプリング１１、１２の反発力の差（荷重差）を利用してバルブ６を２位置で保持する切替弁保持手段を構成している。
【００５７】
また、電動モータ３を収容保持するモータハウジング（第１ケース２１）の後端面より軸方向の他方側に突出するように設けられたポンプコネクタ６４には、アーマチャコイルに電気的に接続されるターミナル（外部接続端子、モータ給電用端子）６５が保持されている。そして、電動モータ３は、第１ケース２１のモータ収容孔内に保持されて、モータハウジングの前端面が第２ケース２２に締結ネジ等を用いて締め付け固定されている。また、電動モータ３のターミナル６５は、ポンプ駆動回路を介して車両に搭載されたバッテリーに電気的に接続されている。なお、ポンプ駆動回路は、ＥＣＵによって通電制御されるリレーコイルと、このリレーコイルの起磁力によって開閉されてバッテリーと電動モータ３のターミナル６５との接続を断続するリレースイッチとからなる。
【００５８】
本実施例のＥＣＵには、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムおよびデータを保存する記憶装置（ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリや、ＲＯＭ・ＲＡＭ等の揮発性メモリ）等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが設けられている。このＥＣＵは、イグニッションスイッチがオン（ＩＧ・ＯＮ）されてエンジンが運転を開始すると、メモリ内に格納されている制御プログラムに基づいて、電動モータ３に供給する供給電力を調整してモータシャフト４の回転運動（例えば回転速度または回転方向）を制御する。
【００５９】
そして、ＥＣＵは、圧力センサ６６より出力された出力値（圧力信号）、その他の各種センサからのセンサ信号、および自動車等の車両に設置されたスイッチからのスイッチ信号が、Ａ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換された後に、ＥＣＵに内蔵されたマイクロコンピュータに入力されるように構成されている。また、マイクロコンピュータの入力回路には、エンジンのクランクシャフトの回転角度（クランク角度）を検出するためのクランク角度センサ、ドライバーのアクセルペダルの踏込み量（アクセル開度）を検出するためのアクセル開度センサ、スロットルバルブの開度（スロットル開度）を検出するためのスロットル開度センサ、エンジン冷却水温を検出するための冷却水温センサ、およびエンジンの吸気管負圧を検出するための吸気圧センサ等が接続されている。なお、圧力センサ６６は、第３、第４ケース２３、２４間に形成された空気流路３６内に設置されており、空気流路３６内の空気圧力を検出する
【００６０】
［実施例１の作用］
次に、本実施例の蒸発燃料処理装置の作用を図１ないし図５に基づいて簡単に説明する。ここで、図３（ａ）はバルブが第１バルブシートに着座している状態を示した図で、図３（ｂ）はバルブが移動中の状態を示した図で、図４はバルブが第２バルブシートに着座している状態を示した図である。
【００６１】
イ）吸気管負圧を利用したパージ作動を図１および図３（ａ）に示す。ＥＣＵは、吸気圧センサによって検出される吸気管負圧（吸気圧）が所定値以上に高い時に、パージＶＳＶを開弁させる。このとき、電動モータ３への電力の供給が成されず、しかも図５に示したように、第２スプリング１２の荷重（Ｐ２１）が第１スプリング１１の荷重（Ｐ１１）よりも大きく設定されているため、バルブ６が、図示右方向に付勢される。これにより、バルブ６は、バルブ６の第１シール部が第１バルブシート４６に着座するデフォルト位置に保持されるため、第１流体ポート４１が閉塞され、第２流体ポート４２が開放される。この場合には、第２流体ポート４２と流体流路４３とが連通状態（図１（ａ）、図３（ａ）参照）となる。
【００６２】
したがって、大気開放配管およびハウジング２の内部に吸気管負圧が到達し、大気開放穴３９から空気流路３７→第２流体ポート４２→流体流路４３→出口ポート４５→大気開放配管に向かう空気流が生じ、更にキャニスタの大気開放孔からパージポートに向かう空気流が生じる。このような空気流が生じると、キャニスタ内の吸着体に吸着されている蒸発燃料に脱離が生じ、この吸着体から脱離した蒸発燃料がキャニスタのパージポートから流出し、第２空気流路管→パージＶＳＶ→エンジン吸気管→吸気ポートを経由してエンジンの燃焼室内に導入（パージ）される。
【００６３】
ロ）電動エアポンプの動作を利用したパージ作動を図２、図３（ｂ）および図４に示す。ＥＣＵは、吸気圧センサによって検出される吸気管負圧（吸気圧）が所定値よりも低い時に、パージＶＳＶを開弁させると共に、電動モータ３のモータシャフト４を正転方向に高速回転させる。これにより、モータトルクによってインペラ５が回転する。つまり電動エアポンプの回転動作に伴って、第１ケース２１のエア吸入口から大気が吸入されて、電動エアポンプ内部にポンプ正圧（上記の吸気管負圧および大気圧よりも高い圧力）が発生する。このとき、モータシャフト４が正転方向に高速回転しているため、複数のクラッチウェイト５２に遠心力が作用し、遠心クラッチ１５がＯＮする。そして、遠心クラッチ１５のＯＮにより、モータトルクがトルクリミッタ１６に伝わり、第１、第２スクリュー５６、５７が回転する。これによって、第１スクリュー５６によりバルブ６が図示左方向に移動し、また、第２スクリュー５７によりスプリングストッパ９が図示左方向に移動する。
【００６４】
このとき、第２スクリュー５７のリードが第１スクリュー５６よりも大きく設定されているため、図３（ｂ）および図４に示したように、スプリングストッパ９の軸方向の一方側への移動量がバルブ６の軸方向の一方側への移動量よりも大きくなり、第２スプリング１２が撓まされると同時に第１スプリング１１も撓まされる。そして、バルブ６およびスプリングストッパ９の軸方向の一方側への移動量の差に伴い、第２スプリング１２の撓みの変化に対する反発力の変化よりも、第１スプリング１１の撓みの変化に対する反発力の変化の方が大きくなる。
【００６５】
このため、第１スプリング１１と第２スプリング１２とのばね荷重の差から第１スプリング１１の荷重（Ｐ１２）が第２スプリング１２の荷重（Ｐ２２）よりも大きくなり、バルブ６が、図示左方向に付勢される。これにより、バルブ６は、バルブ６の第２シール部が第２バルブシート４７に着座するフルリフト位置に保持されるため、第１流体ポート４１が開放され、第２流体ポート４２が閉塞される。この場合には、第１流体ポート４１と流体流路４３とが連通状態（図２、図４参照）となる。
【００６６】
そして、第１流体ポート４１と流体流路４３とが連通状態（図２、図４参照）になると、トルクリミッタ１６および運動方向変換機構に過負荷トルクが作用するため、遠心クラッチ側の摩擦板５３が摩擦板５４の摩擦面上を滑る。つまりトルクリミッタ１６が作動（ＯＮ）する。このとき、電動モータ３のモータシャフト４を正転方向に低速回転させることで、複数のクラッチウェイト５２に作用する遠心力を小さくし、遠心クラッチ１５をＯＦＦしても良い。
【００６７】
以上のように、電動モータ３に電力を供給して、バルブ６をデフォルト位置からフルリフト位置に駆動し、更に第１スプリング１１の荷重によってバルブ６をフルリフト位置に保持すると共に、電動エアポンプのインペラ５を回転動作させることにより、電動エアポンプによる強制的なパージ動作が開始される。ここで、電動モータ３のモータシャフト４の回転運動によってインペラ５が回転駆動されると、複数の羽根部の移動によって、ポンプハウジングの渦流室３１の内部の空気（エア）は、圧縮される。このとき、ポンプハウジングのポンプ吸込み口には負圧が生じるため、エアダクト３２内に配置されたフィルター３３で濾過されたエアがエアダクト３２を経由してポンプ吸込み口に導かれると共に、ポンプハウジングのポンプ吐出口３４には高圧が生じるため、渦流室３１の内部で加圧さたエアがポンプ吐出口３４から吐出される。
【００６８】
したがって、ポンプハウジングのポンプ吐出口３４から吐出されたエアは、バルブ６がフルリフト位置に保持されており、第１流体ポート４１が開放されているので、空気流路３６から第１流体ポート４１→流体流路４３→出口ポート４５を経由して大気開放配管に送り込まれる。これにより、キャニスタの大気開放孔からパージポートに向かう空気流が生じる。このような空気流が生じると、キャニスタ内の吸着体に吸着されている蒸発燃料に脱離が生じ、この吸着体から脱離した蒸発燃料がキャニスタのパージポートから流出し、第２空気流路管→パージＶＳＶ→エンジン吸気管→吸気ポートを経由してエンジンの燃焼室内に導入（パージ）される。
【００６９】
ハ）次に、蒸発燃料処理装置の閉鎖空間内のリークチェックを行う方法を図１ないし図４に示す。ＥＣＵは、蒸発燃料処理装置の閉鎖空間内におけるリークチェックを行う場合、先ずパージＶＳＶを閉弁する。そして、図１および図３（ａ）の状態から遠心クラッチ１５が作動しない程度の低速の回転速度で電動モータ３のモータシャフト４を逆転方向に回転させる。ここで、電動モータ３のモータシャフト４の回転運動によってインペラ５が回転駆動されると、ポンプハウジングのポンプ吐出口３４には負圧が生じるため、大気開放穴３９から吸い込まれたエアが空気流路３７→第２流体ポート４２→流体流路４３→基準オリフィス４９→空気流路３６を経由してポンプ吐出口３４に導かれると共に、ポンプハウジングのポンプ吸込み口には高圧が生じるため、渦流室３１の内部で加圧されたエアがポンプ吸込み口から吐出される。
【００７０】
次に、ＥＣＵは、この状態で、圧力センサ６６を用いて空気流路３６内の圧力を検出して、絞り径が例えばφ０．４５ｍｍの基準オリフィス４９に対応したリファレンス圧（Ｐｒｅｆ）を検出（設定）し、このリファレンス圧（Ｐｒｅｆ）をメモリに格納する。次に、ＥＣＵは、電動モータ３に電力を供給して電動モータ３のモータシャフト４を正転方向に高速回転させる。これにより、バルブ６がデフォルト位置からフルリフト位置に駆動し、更に第１スプリング１１の荷重によってバルブ６がフルリフト位置に保持される（図２、図４参照）。この図２および図４の状態から遠心クラッチ１５が作動しない程度の低速の回転速度で電動モータ３のモータシャフト４を逆転方向に回転させる。
【００７１】
次に、ＥＣＵは、この状態で、圧力センサ６６を用いて空気流路３６内の圧力（Ｐ）を検出し、メモリに格納されたリファレンス圧（Ｐｒｅｆ）と空気流路３６内の圧力（Ｐ）とを比較してリーク判定を行う。ここで、ＥＣＵは、Ｐ＜Ｐｒｅｆの時には洩れ無し、Ｐ＞Ｐｒｅｆの時には洩れ有りと判定する。そして、洩れ有りと判定した場合には、ウォーニングランプを点灯してドライバーに注意を促す。以上により、蒸発燃料処理装置の閉鎖空間内におけるリークチェックが終了する。ここで、蒸発燃料処理装置の閉鎖空間とは、パージＶＳＶの閉弁時に、燃料タンクから空気流路管、キャニスタおよび空気流路管を経てパージＶＳＶに至るまでの閉鎖空間と、電動エアポンプユニット１から大気開放配管、キャニスタおよび空気流路管を経てパージＶＳＶに至るまでの閉鎖空間とを含む、パージＶＳＶよりも空気流方向の上流側の空間である。
【００７２】
［実施例１の効果］
ここで、本実施例の２位置３方向切替弁の１個のバルブ（弁体）６を、デフォルト位置とフルリフト位置との２位置に反発力（ばね荷重、ばね定数、スプリング力とも言う）を利用して保持する切替弁保持機能を有する第１、第２スプリング１１、１２の撓みと荷重との関係を図５のグラフに示す。
【００７３】
なお、バルブ６がデフォルト位置に在る時（図１および図３（ａ）の状態の時）には、第１スプリング１１の撓みと荷重は、δ１１、Ｐ１１となり、また、第２スプリング１２の撓みと荷重は、δ２１、Ｐ２１となる（図５のグラフ参照）。この結果、図１および図３（ａ）の状態の時には、第２スプリング１２の荷重（Ｐ２１）と第１スプリング１１の荷重（Ｐ１１）との荷重差（Ｐ２１−Ｐ１１）によって、第２スプリング１２のばね荷重が第１スプリング１１のばね荷重よりも大きくなる。したがって、第２スプリング１２の付勢力（反発力）によってバルブ６が図示右方向に付勢される。これにより、バルブ６の第１シール部が、第１流体ポート４１の開口周縁部（第１バルブシート４６）に押し付けられるため、バルブ６がデフォルト位置に保持される。すなわち、第１流体ポート４１の全閉状態および第２流体ポート４２の全開状態が保持される。この場合には、上述したように、第２流体ポート４２と流体流路４３とが連通状態となる。
【００７４】
次に、電動モータ３に電力を供給して電動モータ３のモータシャフト４を正転方向に高速回転させると、モータトルクが遠心クラッチ１５、トルクリミッタ１６の順に伝わり、第１スクリュー５６によりバルブ６が図示左方向に移動し、また、第２スクリュー５７によりスプリングストッパ９が図示左方向に移動する。このとき、第２スクリュー５７のリードが第１スクリュー５６よりも大きく設定されているため、図３（ｂ）に示したように、スプリングストッパ９の図示左方向への移動量がバルブ６の図示左方向への移動量よりも大きくなり、バルブ６とカバー２５との間の隙間寸法が縮小化して第２スプリング１２が撓まされると同時に、スプリングストッパ９のフランジ部とバルブ６との間の隙間寸法が縮小化して第１スプリング１１も撓まされる。
【００７５】
そして、バルブ６の第２シート部がカバー２５の第２バルブシート４７に着座すると、図２および図４の状態となる。なお、バルブ６がフルリフト位置に在る時（図２および図４の状態の時）には、第１スプリング１１の撓みと荷重は、δ１２、Ｐ１２となり、また、第２スプリング１２の撓みと荷重は、δ２２、Ｐ２２となる（図５のグラフ参照）。この結果、図２および図４の状態の時には、第１スプリング１１の荷重（Ｐ１２）と第２スプリング１２の荷重（Ｐ２２）との荷重差（Ｐ１２−Ｐ２２）によって、第１スプリング１１のばね荷重が第２スプリング１２のばね荷重よりも大きくなる。したがって、第１スプリング１１の付勢力（反発力）によってバルブ６が図示左方向に付勢される。これにより、バルブ６の第２シール部が、第２流体ポート４２の開口周縁部（第２バルブシート４７）に押し付けられるため、バルブ６がフルリフト位置に保持される。すなわち、第１流体ポート４１の全開状態および第２流体ポート４２の全閉状態が保持される。この場合には、上述したように、第１流体ポート４１と流体流路４３とが連通状態となる。
【００７６】
したがって、電動モータ３に電力を供給し続けなくても、２個の第１、第２スプリング１１、１２の荷重差によって、バルブ６を確実にデフォルト位置およびフルリフト位置に保持することができるので、消費電力を抑えることができる。また、バルブ６をデフォルト位置とフルリフト位置との２位置で２個の第１、第２スプリング１１、１２の弾性変形力（反発力）を利用して保持しているので、振動源（エンジン）からハウジング２に伝播し、更にハウジング２からバルブ６に伝播する振動、あるいはバルブ６の振動を２個の第１、第２スプリング１１、１２で減衰させることができる。これにより、バルブ６の耐振性を向上させることができる。
【００７７】
また、電動エアポンプに電動三方弁を一体化した電動エアポンプユニット１において、電動モータ３のモータシャフト４のモータトルクによって２位置に駆動される２位置３方向切替弁の弁体を１個のバルブ６にて構成し、また、バルブ６にバルブシャフト７を一体的に形成して、バルブ６とバルブシャフト７とを一体部品とすることにより、バルブ６とバルブシャフト７との間を気密保持するためのシール部品が不要になる。これによって、電動エアポンプユニット１を構成する構成部品の部品点数および組付工数を減少することができ、また、電動エアポンプユニット１の体格の小型化を図ることができる。この結果、電動エアポンプユニット１のコンパクト化およびコスト削減を実現することができる。  
【００７８】
特に電動三方弁を構成する構成部品の部品点数および組付工数を減少することができ、また、電動三方弁の体格の小型化を図ることができる。この結果、電動三方弁のコンパクト化およびコスト削減を実現することができる。また、バルブ６にバルブシャフト７を一体的に形成して、バルブ６とバルブシャフト７とを一体部品とすることにより、バルブシャフト７の外周をバルブ６が摺動することはないので、摩耗によるシール不良の発生を防止することができる。この結果、電動エアポンプユニット１の作動耐久寿命の長期化を図ることができ、電動エアポンプユニット１の耐久性および信頼性を向上することができる。特に電動三方弁の作動耐久寿命の長期化を図ることができ、電動三方弁の耐久性および信頼性を向上することができる。
【００７９】
また、本実施例の電動エアポンプユニット１においては、１台のインペラ５によってパージ動作とリークチェック動作とを実施できるので、蒸発燃料処理装置全体としての体格の小型化が可能となり、自動車等の車両のエンジンルームへの搭載性を向上できる。また、リークチェック動作時にバルブ６をデフォルト位置に維持することで、キャニスタの大気開放孔を閉塞することができるので、従来の蒸発燃料処理装置に必要であったキャニスタ開閉弁を廃止でき、更に部品点数の削減化および組付工数の低減化を図ることができ、蒸発燃料処理装置全体のコストを削減することができる。
【００８０】
また、電動モータ３、インペラ５、遠心クラッチ１５、トルクリミッタ１６、運動方向変換機構（第１、第２スクリュー５６、５７）およびバルブ６を一体化しているので、電動モータ３への電力の供給を開始してから、つまりインペラ５の回転動作を開始してから短時間でバルブ６の開弁動作を開始できる。これにより、電動モータ３に電力を供給してからバルブ６が第２位置まで移動するまでの応答時間を短縮できるので、バルブ６の制御応答性を向上することができる。また、電動モータ３、インペラ５、遠心クラッチ１５、トルクリミッタ１６、運動方向変換機構（第１、第２スクリュー５６、５７）およびバルブ６を一体化しているので、電動エアポンプユニット１全体として重量を軽減でき、自動車等の車両への搭載性を向上できると共に、部品点数および組付工数の低減を図ることができる。
【実施例２】
【００８１】
図６および図７は本発明の実施例２を示したもので、図６および図７は電動エアポンプユニットの全体構造を示した図である。
【００８２】
本実施例の電動エアポンプユニット１は、実施例１と同様に、蒸発燃料処理装置に組み込まれている。この電動エアポンプユニット１は、電動エアポンプと電動三方弁とを一体化しており、内部に構成部品を組み込んだ５つのケース（図６の図示右側から第１〜第４ケース２１〜２４およびカバー２５）に覆われるものであり、第１〜第４ケース２１〜２４およびカバー２５は、締結ネジ、クリップ、係止片等で結合されている。そして、電動エアポンプは、実施例１と同様に、両羽根タイプの渦流式ポンプ（ボルテックス式ポンプ）であって、ハウジング２、電動モータ３およびインペラ５等によって構成されている。また、電動三方弁は、ハウジング２、バルブ６、バルブシャフト７、およびバルブ６をデフォルト位置とフルリフト位置との２位置に保持する切替弁保持機能を有する保持スプリング１３等によって構成されている。
【００８３】
本実施例のトルクリミッタ１６のロータスリーブ５５の内周部には、複数個のスクリュー５９が圧入固定されている。これらのスクリュー５９の内周部には、トルクリミッタ１６に一体的に形成された内周ネジ部（雌ネジ部）が一体的に形成されている。なお、スクリュー５９は、少なくとも１個あれば良い。また、トルクリミッタ１６のロータスリーブ５５の内周部にスクリュー（雌ネジ部）が一体的に形成されていても良い。
【００８４】
また、バルブ６には、軸方向に延びるバルブシャフト７が一体的に形成されており、そのバルブシャフト７の軸方向の他端側の外周部には、トルクリミッタ１６のスクリュー５９と噛み合う外周ネジ部（雄ネジ部）が形成されている。また、バルブシャフト７の軸方向の一端側の外周部には、図６および図７に示したように、デフォルト位置とフルリフト位置との２位置で、保持スプリング１３と噛み合う第１、第２凹部（溝部）７１、７２が軸方向に一定の間隔で形成されている。なお、第１、第２凹部７１、７２は、バルブシャフト７の周方向に連続して１周するように設けられている。
【００８５】
保持スプリング１３は、弾力性に優れる炭素鋼等の金属材料によって円筒状に形成され、バルブシャフト７の半径方向に平行な圧縮方向に対して、反発力（復元力）を発生する弾性体としての複数の折り曲げ部７３を有している。これらの折り曲げ部７３は、図６および図７に示したように、保持スプリング１３の円筒部の周方向に一定の間隔で３ヶ所設けられている。そして、保持スプリング１３の円筒部は、バルブシャフト７の最外径部よりも軸方向の一方側（図示左側）の外周を取り巻くように配設されて、カバー２５の外壁面から突出した円筒状の空気流路管３８の内周に圧入固定されている。
【００８６】
そして、保持スプリング１３は、図６に示したように、複数の折り曲げ部７３の各凸部（折り曲げ部７３の中で最も内径の小さい略くの字状の部分）がバルブシャフト７の第１凹部７１に係合した際に、バルブ６の第１シール部が第１流体ポート４１の開口周縁部（第１バルブシート４６）に着座する第１位置（デフォルト位置）にバルブ６およびバルブシャフト７を弾性保持する第１切替弁保持手段である。また、保持スプリング１３は、図７に示したように、複数の折り曲げ部７３の各凸部がバルブシャフト７の第２凹部７２に係合した際に、バルブ６の第２シール部が第２流体ポート４２の開口周縁部（第２バルブシート４７）に着座する第２位置（フルリフト位置）にバルブ６およびバルブシャフト７を弾性保持する第２切替弁保持手段である。
【００８７】
以上のように、本実施例の、電動エアポンプに電動三方弁を一体化した電動エアポンプユニット１においても、電動モータ３のモータシャフト４のモータトルクによって２位置に駆動される２位置３方向切替弁の弁体を１個のバルブ６にて構成し、また、バルブ６にバルブシャフト７を一体的に形成して、バルブ６とバルブシャフト７とを一体部品としているので、実施例１と同様な効果を達成することができる。
【００８８】
［変形例］
本実施例では、電動モータ３のモータシャフト４にインペラ５を直接組み付けているが、モータシャフト４とインペラ５の回転軸とを別体で構成しても良い。また、モータシャフト４とインペラ５の回転軸との間に、モータ回転速度を所定の減速比に減速する減速機構を設置しても良い。また、インペラ５の回転軸と遠心クラッチ１５またはトルクリミッタ１６または運動方向変換機構との間に、モータ回転速度を所定の減速比に減速する減速機構を設置しても良い。
【００８９】
本実施例では、インペラ５、遠心クラッチ１５、トルクリミッタ１６および運動方向変換機構を介して、電動モータ３のモータシャフト４にバルブ（２位置３方向切替弁の弁体）６に一体的に形成されたバルブシャフト（駆動軸）７を組み付けているが、インペラ５、遠心クラッチ１５、トルクリミッタ１６のいずれか１つ以上または全部を廃止して、電動モータ３の（モータシャフト４の）回転運動を（バルブ６の）直線運動に変換する運動方向変換機構を介して、電動モータ３のモータシャフト４にバルブ（２位置３方向切替弁の弁体）６に一体的に形成されたバルブシャフト（駆動軸）７を組み付けても良い。また、電動モータ３のモータシャフト４とバルブシャフト７との間に、モータ回転速度を所定の減速比に減速する減速機構を設置しても良い。
【００９０】
本実施例では、本発明の切替弁制御装置を、両羽根タイプの電動エアポンプと電動三方弁とを一体化した電動エアポンプユニット１に適用した例を説明したが、本発明の切替弁制御装置を、片羽根タイプの電動エアポンプと電動三方弁とを一体化した電動エアポンプユニットに用いても良い。また、本発明の切替弁制御装置を、２位置２方向切替弁や２位置３方向切替弁等の２位置切替弁を備えた電動三方弁（または電動式バルブ開閉装置）に用いても良い。また、流体として蒸発燃料や大気等のエアを使用したが、流体として２次空気や気相冷媒等の気体、水、燃料、オイルや液相冷媒等の液体を利用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】（ａ）は電動エアポンプユニットの全体構造を示した断面図で、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である（実施例１）。
【図２】電動エアポンプユニットの全体構造を示した断面図である（実施例１）。
【図３】（ａ）はバルブが第１バルブシートに着座している状態を示した拡大図で、（ｂ）はバルブが移動中の状態を示した拡大図である（実施例１）。
【図４】バルブが第２バルブシートに着座している状態を示した拡大図である（実施例１）。
【図５】第１、第２スプリングの荷重と撓みとの関係を示したグラフである（実施例１）。
【図６】（ａ）は電動エアポンプユニットの全体構造を示した断面図で、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である（実施例２）。
【図７】電動エアポンプユニットの全体構造を示した断面図である（実施例２）。
【図８】電動三方弁を示した断面図である（従来の技術）。
【符号の説明】
【００９２】
１  電動エアポンプユニット（切替弁制御装置）
２  ハウジング
３  電動モータ
４  電動モータのモータシャフト（出力軸）
５  インペラ（羽根車）
６  ２位置３方向切替弁のバルブ（弁体）
７  ２位置３方向切替弁のバルブシャフト（駆動軸）
９  スプリングストッパ（第２荷重付与手段）
１１  第１スプリング（弾性体、第２荷重付与手段）
１２  第２スプリング（弾性体、第１荷重付与手段）
１３  保持スプリング（弾性体）
１４  アクチュエータ
１５  遠心クラッチ（アクチュエータ）
１６  トルクリミッタ（アクチュエータ）
４１  第１流体ポート（第１流体通過口）
４２  第２流体ポート（第２流体通過口）
４３  流体流路
４６  第１バルブシート（第１流体ポートの開口周縁部、第１弁座部）
４７  第２バルブシート（第２流体ポートの開口周縁部、第２弁座部）
５６  トルクリミッタの第１スクリュー（運動方向変換機構）
５７  トルクリミッタの第２スクリュー（運動方向変換機構）
５９  トルクリミッタのスクリュー（運動方向変換機構）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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