(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向して設けられた２つの出入口を有し、一方の出入口に第１弁座が形成されたバルブケースと、
該バルブケース内に移動可能に配設され、上記一方の出入口に設けられた第１弁座に当接して該出入口を閉塞する第１弁体と、
該第１弁体を上記一方の出入口に向けて付勢する第１付勢手段と、
上記第１弁体に設けられ、一端部に第２弁座が形成された流通路と、
該流通路の第２弁座に当接して、該流通路を閉塞する第２弁体と、
該第２弁体を上記流通路の第２弁座に向けて付勢する第２付勢手段とを具備してなり、
上記一方の出入口側の圧力が他方の出入口側の圧力よりも所定圧力高くなったとき、上記第１弁体が上記第１付勢手段の付勢力に抗して移動し、一方の出入口を開放して他方の出入口側へと圧力を逃がし、また他方の出入口側の圧力が上記一方の出入口側の圧力よりも所定圧力高くなったとき、上記第２弁体が上記第２付勢手段の付勢力に抗して移動し、上記流通路を開放し該流通路を通して一方の出入口側へと圧力を逃がすように構成された２方向バルブにおいて、
上記第１弁体が、有底円筒状の弁体であって、その底壁中央部に設けられた貫通口と連通する上記流通路が設けられていると共に、該底壁外面の上記貫通口の周囲がリング状に膨出し、このリング状膨出部の内周面部が上記第２弁座となっており、上記第２弁体の弁頭が、上記第１弁体の外側から上記リング状膨出部内周面の第２弁座に当接するものであり、かつ、上記第２弁体の弁頭が、略円錐状に形成され、バルブケース内を流通する気流が、この弁頭の外周面及び第１弁体の底壁外面に沿ってバルブケース内周面側にスムーズに導かれるように構成したことを特徴とする２方向バルブ。
【請求項２】
上記第２付勢手段が、上記第２弁体と上記バルブケースの内面との間に配設されたものである請求項１記載の２方向バルブ。
【請求項３】
上記第２弁体が、軸体の一端部に弁頭部を形成したものであり、その軸体が上記第１弁体に設けられた流通路内に挿入され、上記弁頭部が第１弁体の外側から流通路の一端部に設けられた上記第２弁座に当接するように配置された請求項１又は２記載の２方向バルブ。
【請求項４】
上記バルブケースが、有底筒状のケース本体と該ケース本体の開放端を閉塞する蓋体とを具備してなり、上記ケース本体の底壁に上記一方の出入口が形成されていると共に、上記蓋体に上記他方の出入口が形成されたものである請求項１〜３のいずれか１項に記載の２方向バルブ。
【請求項５】
自動車の燃料タンクとキャニスターとの間に設置され、燃料タンク内を所定圧力に調整するチェックバルブであり、上記一方の出入口が燃料タンクに接続され、上記他方の出入口がキャニスターに接続される請求項１〜４のいずれか１項に記載の２方向バルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２つの出入口を有し、これら出入口間の圧力差が所定圧力に達したとき、正負圧の正逆にかかわらず弁を開くように構成された２方向バルブに関し、例えば自動車等の燃料タンクとキャニスターとの間に設置され、燃料タンク内が所定圧力範囲よりも高くなった場合、及び所定圧力範囲よりも低くなった場合に弁を開き、燃料タンク内を所定圧力に保持するチェックバルブとして好適に使用される２方向バルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の燃料タンクとキャニスターとの間には、通常チェックバルブと呼ばれる２方向バルブが取り付けられており、タンク内が所定値以上の正圧状態となった場合にこのチェックバルブが開いてタンク内の圧力をキャニスターへと開放すると共に、タンク内が所定値以下の減圧状態になった場合にもチェックバルブが開いてタンク内の減圧状態を解消するようになっている。
【０００３】
従来、このチェックバルブとしては、特開平９−６０７４４号公報に開示された２方向バルブが知られている。
【０００４】
この２方向バルブは、図４，５に示したように、燃料タンクへと接続される二股パイプａ１が一体に連結されたケース本体ａとキャニスターへと接続されるパイプｂ１が一体に連結された蓋体ｂとからなるバルブケースｃと、有底円筒状の弁本体ｄと該弁本体ｄに嵌着固定される弁座キャップｅとで構成され、上記バルブケースｃ内に配置された第１弁体ｆと、この第１弁体ｆを付勢するコイルバネｇと、該第１弁体ｆ内に収容され第２弁体ｈと、該第２弁体ｈを付勢するコイルバネｉとで構成されている。
【０００５】
上記バルブケースｃのケース本体ａに設けられた第１出入口ａ２には、ケース内に突出するリング状の第１弁座ａ３が形成されており、また蓋体ｂに設けられた第２出入口ｂ２の周囲には上記コイルバネｇの一端が支持されるリング突条ｂ３が突設されている。
【０００６】
上記第１弁体ｆを構成する弁本体ｄの底壁には外方に突出するドーム状の弁頭ｄ１が形成されており、この弁頭ｄ１には流通口ｄ２が穿設されている。また、第１弁体ｆを構成する弁座キャップｅにも弁本体ｄの開口端を閉塞する壁部に流通口ｅ２が形成されており、該流通口ｅ２の内周縁が第２弁座ｅ３となっている。そして、この第１弁体ｆは、上記リング突条ｂに一端が支持され他端が弁座キャップｅに当接した状態に配設された上記コイルバネｇにより上記第１出入口ａ２側へと付勢されている。
【０００７】
また、上記第２弁体ｈは先端部が略ドーム状に閉塞された筒状のもので、このドーム状に形成された先端部が弁頭ｈ１となっている。そして、この第２弁体ｈは、上記第１弁体ｆ内に移動可能に配設され、第１弁体ｆ内に配設されたコイルバネｉにより上記第２弁座ｅ３に向けて付勢されている。
【０００８】
この２方向バルブは、常時は、図５に示されているように、上記第２弁体ｈの弁頭ｈ１が上記第２弁座ｅ３に当接し、第１弁体ｆの内空部が閉塞された状態で、この第１弁体ｆの弁頭ｄ１が上記第１弁座ａ３に当接して、第１出入口ａ２が閉塞した状態に閉じられている。
【０００９】
この状態で燃料タンク内の圧力が上昇し、上記第１出入口ａ２側が、第２出入口ｂ２側よりも所定圧力以上に高くなると、図６に示したように、第１出入口ａ２側からの圧力により、第１弁体ｆがコイルバネｇの付勢力に抗して移動し、第１弁体ｆの弁頭ｄ１が第１弁座ａ３から離間して第１出入口ａ２が開き、燃料タンク側の圧力が第１出入口ａ２から第１弁体ｆの外周面とバルブケースｃの内周面との間を通り、更に第２出入口ｂ２を通ってキャニスター側へと開放される。
【００１０】
また、逆に燃料タンク内が減圧になり、第２出入口ｂ２側が第１出入口ａ２側よりも所定圧力以上高くなると、図７に示したように、第２出入口ｂ２側からの圧力により、第２弁体ｈがコイルバネｉの付勢力に抗して移動し、第２弁体ｆの弁頭ｈ１が第２弁座ｅ３から離間して、流通口ｅ２が開き、キャニスター側の圧力が第２出入口ｂ２から流通口ｅ２を通り、更に第２弁体ｈの外周面と第１弁体ｆの内周面との間を通り、流通口ｄ２及び第１出入口ａ２を順次通って燃料タンクへと流入し、燃料タンク内の減圧状態が解消される。
【００１１】
このように、この２方向バルブによれば、燃料タンク内が所定の圧力範囲を超えて加圧又は減圧された場合に、バルブを開いてタンク内の正圧又は負圧をキャニスター側へと開放し、燃料タンク内を常に所定の圧力範囲に保持することができるものである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この２方向バルブは、燃料タンク側の正圧をキャニスター側へと開放する際に振動や大きな異音が発生するという問題がある。
【００１３】
即ち、燃料タンク内の圧力が上昇して、バルブの第１出入口ａ２側が高圧状態となり、図６に示されているように、この第１出入口ａ２側からの圧力により第１弁体ｆが移動して、該第１弁体ｆの弁頭ｄ１が第１弁座ａ３から離間し、第１出入口ａ２が開いて、燃料タンク側の圧力をキャニスター側へと逃がす際、この従来のバルブでは、第１弁体ｆの弁頭ｄ１に流通口ｄ２が形成されているため、図６に矢印で示したように、第１出入口ａ２からバルブ内に流入した気流がこの流通口ｄ２を通って第１弁体ｆ内に流入し、該第１弁体内ｆで激しい乱流が生じると共に、弁頭ｄ１の外側を流れる気流にも乱流が発生し、これら乱流の発生により振動や不快な異音が発生する。
【００１４】
この場合、燃料タンク内の圧力は、給油時や高温下でガソリンが揺り動かされることにより、急激に上昇する場合が多々あり、この場合バルブ内を通過する気流は非常に高速となるため、上記振動や異音の発生は、許容し得ないものとなりやすい。
【００１５】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、弁を開いて圧力の開放を行い圧力の調整を行う際に、流通気流の乱れによる振動や異音の発生を可及的に防止して、スムーズな流通気流により振動や不快な異音を発生させることなく、圧力調整を確実に行うことができる２方向バルブを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、互いに対向して設けられた２つの出入口を有し、一方の出入口に第１弁座が形成されたバルブケースと、該バルブケース内に移動可能に配設され、上記一方の出入口に設けられた第１弁座に当接して該出入口を閉塞する第１弁体と、該第１弁体を上記一方の出入口に向けて付勢する第１付勢手段と、上記第１弁体に設けられ、一端部に第２弁座が形成された流通路と、該流通路の第２弁座に当接して、該流通路を閉塞する第２弁体と、該第２弁体を上記流通路の第２弁座に向けて付勢する第２付勢手段とを具備してなり、上記一方の出入口側の圧力が他方の出入口側の圧力よりも所定圧力高くなったとき、上記第１弁体が上記第１付勢手段の付勢力に抗して移動し、一方の出入口を開放して他方の出入口側へと圧力を逃がし、また他方の出入口側の圧力が上記一方の出入口側の圧力よりも所定圧力高くなったとき、上記第２弁体が上記第２付勢手段の付勢力に抗して移動し、上記流通路を開放し該流通路を通して一方の出入口側へと圧力を逃がすように構成された２方向バルブにおいて、上記第１弁体が、有底円筒状の弁体であって、その底壁中央部に設けられた貫通口と連通する上記流通路が設けられていると共に、該底壁外面の上記貫通口の周囲がリング状に膨出し、このリング状膨出部の内周面部が上記第２弁座となっており、上記第２弁体の弁頭が、上記第１弁体の外側から上記リング状膨出部内周面の第２弁座に当接するものであり、かつ、上記第２弁体の弁頭が、略円錐状に形成され、バルブケース内を流通する気流が、この弁頭の外周面及び第１弁体の底壁外面に沿ってバルブケース内周面側にスムーズに導かれるように構成したことを特徴とする２方向バルブを提供する。
【００１７】
即ち、上記本発明の２方向バルブは、第１弁体に設けられた流通路を開閉する第２弁体の弁頭が、第１弁体の外側から流通路に設けられた第２弁座に当接するように構成されているため、正逆いずれの方向に圧力を逃がす場合でも、気流の流路に閉塞された凹部が形成されることがなく、大きな乱流を生じることなくスムーズに気流を流通させて、振動や不快な異音を生じることなく、確実に圧力調整を行うことができるものである。
【００１８】
この場合、本発明では、上記第２弁体の弁頭が略円錐状に形成されており、更に上記第１弁頭の底壁外面に設けられた上記貫通口の周囲がリング状に膨出し、このリング状膨出部の内周面に形成された第２弁座に第２弁体の弁頭が当接するようになっているので、バルブケース内を流通する気流が、第２弁体の弁頭の外周面及び第１弁体の底壁外面に沿ってバルブケース内周面側にスムーズに導かれ、乱流の発生をより確実に防止して、振動や異音の発生をより確実に防止することができるものである。
【００１９】
このように、本発明の２方向バルブによれば、バルブ内を流通する気流の乱れによる振動や異音の発生を可及的に防止して、スムーズな流通気流により振動や不快な異音を発生させることなく、圧力調整を確実に行うことができるものである。
【００２０】
【発明の実施の形態及び実施例】
以下、本発明の実施例を示し、本発明をより具体的に説明する。
図１〜３は、本発明の一実施例にかかる２方向バルブを示すもので、この２方向バルブは、自動車の燃料タンクへと接続されるパイプ１１ａが一体に連結されたケース本体１１とキャニスターへと接続されるパイプ１２ａが一体に連結された蓋体１２とからなるバルブケース１と、略円筒状の第１弁体２と、該第１弁体２を付勢するコイルバネ３（第１付勢手段）と、第１弁体２内に設けられた流通路２１を開閉する第２弁体４と、該第２弁体４を付勢するコイルバネ５（第２付勢手段）とで構成されている。
【００２１】
上記バルブケース１を構成するケース本体１１には、パイプ１１ａの接続部にパイプ１１ａよりもやや大径に形成された第１出入口１１１が設けられ、この第１出入口１１１のパイプ１１ａ側端部には、上記コイルバネ５の端部が支持される段差部１１３が形成されている。また、この第１出入口１１１のケース本体１１側端部の内周面はテーパー状に形成された第１弁座１１２となっている。更に、このケース本体１１の内周面には軸方向に沿った複数の突条１１４が均等に突設されている。なお、パイプ１１ａには更に燃料タンクに取り付けられた燃料遮断バルブへと接続される２本の分岐パイプ１１ｂが連結されている。
【００２２】
また、上記バルブケース１を構成する蓋体１２には、パイプ１２ａの接続部に第２出入口１２１が設けられており、この蓋体１２が上記ケース本体１１の開放端に超音波溶着によって接着固定され、この蓋体１２と上記ケース本体１１とでバルブケース１が構成されている。
【００２３】
次に、上記第１弁体２は有底円筒状の弁体であり、その底壁中央部に貫通口が設けられていると共に、この貫通口と連通する管状の流通路２１が第１弁体２の内方へ向けて軸方向に沿って形成されている。また、上記底壁外面の上記貫通口の周囲は断面円弧状に膨出してリング状の膨出部２２が形成されており、このリング状膨出部２２の外周面部が弁頭部２３となっていると共に内周面部が第２弁座２４となっている。なお、上記流通路２１の内面には軸方向に沿った４本の突条２５が９０度ずつ離間して均等に突設されている。
【００２４】
この第１弁体２は、上記リング状膨出部２２を第１出入口１１１側に向けて上記バルブケース１内に配置され、第１弁体２の底壁内面とバルブケース１を構成する上記蓋体１２の第２出入口１２１の周囲との間に配設されたコイルバネ３により、第１出入口１１１側へと付勢されている。
【００２５】
ついで、上記第２弁体４は、丸棒状の軸体４１の一端部に略円錐状の弁頭部４２を一体に形成したものであり、弁頭部４の底面外周縁部が逆テーパー状に面取りされて、上記第２弁座２４に当接する弁座当接部４３になっている。
【００２６】
そして、この第２弁体４は、上記第１弁体２の流通路２１内に軸部４１が挿入され、弁頭部４２が第１弁体２の外側に位置した状態で、摺動可能に配設されており、一端が該第２弁体４の上記弁座当接部４３に設けられた段差部４４に支持され、他端がバルブケース１の一方の出入口１１１内周部に設けられた上記段差部１１３に支持されたコイルバネ５により、第１弁体２の内側へ向けて付勢されている。
【００２７】
なお、本実施例では、上記バルブケース１を構成するケース本体１１及び蓋体１２、第１弁体２、並びに第２弁体４は、燃料非透過性に優れるポリアセタール樹脂で形成されている。この場合、これらの形成材料はポリアセタール樹脂に限定されず、種々の樹脂材料で形成することができるが、燃料非透過性に優れる材料であることが好ましい。
【００２８】
次に、この２方向バルブの動作について説明する。
この２方向バルブは、常時は、図１に示されているように、上記第２弁体４の弁頭部４２に設けられた弁座当接部４３が上記第１弁体２の第２弁座２４に当接し、第１弁体２の流通路２１が閉塞された状態で、この第１弁体２の弁頭部２３がバルブケース１の上記第１弁座１１２に当接して、第１出入口１１１が閉塞した状態に閉じられている。
【００２９】
この状態で燃料タンク内の圧力が上昇し、上記第１出入口１１１側が、第２出入口１２１側よりも所定圧力以上に高くなると、図２に示したように、第１出入口１１１側からの圧力により、第１弁体２がコイルバネ３の付勢力に抗して移動し、第１弁体２の弁頭部２３が第１弁座１１２から離間して第１出入口１１１が開く。このとき、第２弁体４はコイルバネ５の付勢力により第１弁体２の流通路２１を閉塞した状態のまま第１弁体２と共に移動する。そして、燃料タンク側の圧力による気流が第１出入口１１１からバルブ本体１１内に流入し、第２弁体４の弁頭部４２の外周面に沿ってバルブ本体１１の内周面側へと導かれ、第１弁体２の外周面とバルブ本体１１の内周面との間を通り、更に第２出入口１２１を通ってキャニスター側へと流れ、燃料タンク内の圧力が開放される。
【００３０】
また、逆に燃料タンク内が減圧になり、第２出入口１２１側が、第１出入口１１１側よりも所定圧力以上高くなると、図３に示したように、第２出入口１２１側からの圧力により、第２弁体４がコイルバネ５の付勢力に抗して移動し、第２弁体４の弁頭部４２に設けられた弁座当接部４３が第１弁体２に設けられた第２弁座２４から離間して、第１弁体２の流通路２１が開き、キャニスター側の圧力による気流が第２出入口１２１から第１弁体２内に流入し、流通路２１内を通り抜け、更に第２弁体４の弁頭部４２外周面とケース本体１１の内周面との間を通り、第１出入口１１１を通過して燃料タンクへと流入し、燃料タンク内の減圧状態が解消される。
【００３１】
このように、この２方向バルブによれば、図４〜７に示された従来の２方向バルブと同様に、燃料タンク内が所定の圧力範囲を超えて加圧又は減圧された場合に、バルブを開いてタンク内の正圧又は負圧をキャニスター側へと開放し、燃料タンク内を常に所定の圧力範囲に保持することができるものである。
【００３２】
この場合、本実施例の２方向バルブは、流通路２１を開閉する第２弁体４の弁頭部４２が、第１弁体２の外側から第２弁座２４に当接するように構成されているため、図２，３に示されているように、正逆いずれの方向に圧力を逃がす場合でも、気流の流路に閉塞された凹部が形成されることがなく、大きな乱流を生じることなくスムーズに気流を流通させて、振動や不快な異音を生じることなく、確実に圧力調整を行うことができるものである。
【００３３】
特に、燃料タンク側の正圧をキャニスター側に開放する場合には、上述のように、非常に強い気流が発生しやすいが、本実施例の２方向バルブでは、図２に示されているように、円錐状に形成された第２弁体４の弁頭部４２が気流をスムーズにバルブ本体１１の内周面側へと導き、乱流の発生をより確実に防止して、振動や異音の発生をより確実に防止することができるものである。
【００３４】
このように、本実施例の２方向バルブによれば、バルブ内を流通する気流の乱れによる振動や異音の発生を可及的に防止して、スムーズな流通気流により振動や不快な異音を発生させることなく、圧力調整を確実に行うことができるものである。
【００３５】
更に、本実施例の２方向バルブでは、第２弁体４が第１弁体２の外側から流通路２１に取り付けられ、かつこの第２弁体４を付勢するコイルバネ５が、該第２弁体４に設けられた段差部４４とバルブケース１に設けられた段差部１１３との間に配設されているため、第１弁体２内にコイルバネを配設して第２弁体４を付勢する場合のように、バネ受け座を第１弁体２内に設ける必要がない。このため、図４〜７に示された従来のバルブのように第１弁体ｆを構成する弁本体ｄに第２弁体ｈ及びコイルバネｉを配置した後、弁座キャップｅを接着固定して弁本体ｄを閉塞する必要がなく、本実施例の２方向バルブでは上記従来例における弁座キャップｅに相当する部品が省略されている。
【００３６】
また、組立作業は、バルブケース１を構成するケース本体１１内に第１弁体２、第２弁体４、及び２つのコイルバネ３，５を配置し、該ケース本体１１に蓋体１２を超音波溶着によって接着固定してケース本体１１を閉塞するだけの１段階の組立工程により完結し、上記図４〜７に示された従来のバルブのように、第１弁体ｆ内に第２弁体ｈ及びコイルバネｉを配置する第１工程と、この第１弁体ｆ及びコイルバネｇをケース本体ｃ内に配置する第２工程の２段階の組立工程を必要とする場合に比べて組立工程を簡略化することができる。
【００３７】
このように、本実施例の２方向バルブによれば、従来のバルブに比べて部品点数の削減を図ることができると共に、組立工程を簡略化することができ、製造コストの削減を図り、より安価に２方向バルブを供給することができる。
【００３８】
なお、本発明の２方向バルブは、上記実施例に限定されるものではなく、ケース本体１、第１弁体２、第２弁体４及び付勢手段３，５等の各部品の形状等は適宜変更することができ、その他の構成についても本発明の要旨を逸脱しない限り種々変更して差し支えない。また、本発明の２方向バルブは自動車の燃料タンクとキャニスターとの間に配設されるチェックバルブとして好適に使用されるものであるが、その用途はこれに限定されるものではなく、各種容器やその他の閉鎖状空間部内の加圧状態又は減圧状態に応じてバルブを開閉し、各種容器やその他の閉鎖状空間部内の圧力を一定範囲に保持するためのバルブとして好適に使用することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の２方向バルブによれば、バルブ内を流通する気流の乱れによる振動や異音の発生を可及的に防止して、スムーズな流通気流により振動や不快な異音を発生させることなく、圧力調整を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例にかかる２方向バルブを示す断面図である。
【図２】同２方向バルブが、一方の出入口側が加圧状態となったことにより弁を開いた状態を示す断面図である。
【図３】同２方向バルブが、他方の出入口側が加圧状態となったことにより弁を開いた状態を示す断面図である。
【図４】従来の２方向バルブを示す分解断面図である。
【図５】同２方向バルブが閉じた状態を示す断面図である。
【図６】同２方向バルブが、一方の出入口側が加圧状態となったことにより弁を開いた状態を示す断面図である。
【図７】同２方向バルブが、他方の出入口側が加圧状態となったことにより弁を開いた状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１  バルブケース
１１  ケース本体
１１１  第１出入口
１１２  第１弁座
１１３  段差部
１２  蓋体
１２１  第２出入口
２  第１弁体
２１  流通路
２３  弁頭部
２４  第２弁座
３  コイルバネ（第１付勢手段）
４  第２弁体
４１  軸体
４２  弁頭部
４３  弁座当接部
４４  段差部
５  コイルバネ（第２付勢手段）
【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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