特許 6544114 逆止弁装置及び蒸発燃料供給システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6544114

(24)【登録日】2019年6月28日

(45)【発行日】2019年7月17日

(54)【発明の名称】逆止弁装置及び蒸発燃料供給システム

(51)【国際特許分類】

   F16K 15/14 20060101AFI20190705BHJP

   F02M 25/08 20060101ALI20190705BHJP

【ＦＩ】

   F16K15/14 A

   F02M25/08 301Z

【請求項の数】4

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2015-148071(P2015-148071)

(22)【出願日】2015年7月27日

(65)【公開番号】特開2017-26108(P2017-26108A)

(43)【公開日】2017年2月2日

【審査請求日】2017年12月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】592056908

【氏名又は名称】浜名湖電装株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106149

【弁理士】

【氏名又は名称】矢作 和行

(74)【代理人】

【識別番号】100121991

【弁理士】

【氏名又は名称】野々部 泰平

(74)【代理人】

【識別番号】100145595

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 貴則

(72)【発明者】

【氏名】藤崎 義彦

【審査官】 小岩 智明

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０３４５５７３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−１１１９１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１８９１４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２８１５３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／０８３５９９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 独国特許出願公開第１００４３０７９（ＤＥ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｋ １５／１４

Ｆ０２Ｍ ２５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体通路（３４１）を通過する蒸発燃料の流れを一方向に制限可能な逆止弁装置（３，２０３）であって、
弁軸部（３０）に対して外側に向けて傘状に突出する形状であり、前記蒸発燃料の圧力の向きに応じて弾性変形して、前記流体通路よりも下流に位置する弁座（３４２）に対して接触、離間することにより前記流体通路の流体通過を遮断、許容する弁部（３１）と、
前記流体通路及び前記弁座が設けられるとともに、前記弁軸部を支持する上流側通路形成部材（３４）と、
前記流体通路を通過してきた前記蒸発燃料が流下する下流側通路（７２４）を内部に形成する端末部（７２０）を有し、前記上流側通路形成部材の内側に前記端末部を収めて前記上流側通路形成部材に接続される下流側通路形成部材（７２）と、
通路の横断面積が前記流体通路と前記下流側通路の各通路よりも小さく設定された絞り通路（７２７，２７２７）と、
を備え、
前記端末部の外周面に対して交差または直交する前記端末部の端面（７２１）は、前記弁座及び前記弁部に対向し、
前記端末部は、前記下流側通路形成部材における前記上流側通路形成部材との接続部よりも前記弁部側に突出し、
前記絞り通路は、前記弁座を除く前記上流側通路形成部材の内壁面（３４３）と前記内壁面に直面する前記端末部の前記外周面との間に設けられていることを特徴とする逆止弁装置。

【請求項2】

前記絞り通路（７２７）は、前記端末部の前記外周面に設けられ他の部分よりも前記上流側通路形成部材の前記内壁面側に突出する通路絞り部（７２２）と前記上流側通路形成部材の前記内壁面との間に形成された通路であることを特徴とする請求項１に記載の逆止弁装置。

【請求項3】

前記絞り通路（２７２７）は、前記上流側通路形成部材の前記内壁面に設けられ他の部分よりも前記端末部の前記外周面側に突出する通路絞り部（３４４）と前記端末部の前記外周面との間に形成された通路であることを特徴とする請求項１に記載の逆止弁装置。

【請求項4】

燃料を貯留する燃料タンク（８０）と、
前記燃料タンク内で発生する蒸発燃料が取り込まれると当該蒸発燃料を吸着し、当該吸着した蒸発燃料を離脱可能なキャニスタ（７０）と、
前記キャニスタから離脱された蒸発燃料と燃焼用燃料とを混合して燃焼する内燃機関の吸気マニホールド（２０）と、
前記キャニスタからの蒸発燃料を前記内燃機関へ供給することを許可及び阻止可能な電磁弁装置（４）と、
前記内燃機関から前記電磁弁装置に向けて蒸発燃料が逆流することを制限する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の逆止弁装置（３，２０３）と、
前記吸気マニホールドに接続される吸気管（１０）に設けられる、フィルタ（１３）、過給機（１２）及びインタークーラ（１１）と、
を備えることを特徴とする蒸発燃料供給システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動車においてキャニスタから吸気管へ蒸発燃料を供給するシステムに用いられる逆止弁装置及びこれを備える蒸発燃料供給システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来の逆止弁装置の一例として、特許文献１に開示される装置が知られている。特許文献１の逆止弁装置は、ゴム製の弁体におけるシール部の裏面外周縁が隔壁の円形エッジに線接触することによりシール効果が得られ、流体の逆流を防止する。弁体は、傘状のシール部をなす弁部と、弁部に対して直交するように延びる軸部と、が一体成形された部品である。隔壁は、弁体の軸部を支持する支持部と、支持部の周囲に等間隔に並ぶ複数の流体流通孔と、複数の流体流通孔の外側を円形状に囲む円形エッジと、を有する。円形エッジは、シール部の裏面外周縁に対応する大きさに形成される弁座を構成する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５−１７２２０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の逆止弁装置においては、傘状をなすゴム製の弁体を用いた場合には、弁体に作用する圧力の変化によって弁体が急激な弾性変形を繰り返すようになる。このような弁体の急激な変形が繰り返されることにより、弁体には応力が反復的に生じるため、弁体の耐久性が低下するという問題がある。

【0005】

この問題点を引き起こすメカニズムの一例について、図１２及び図１３に例示するように、蒸発燃料供給システムに用いられる従来の逆止弁装置９を参照しながら説明する。エンジンの吸気圧力が大きくなると、下流側通路９３は、上流側通路９２に対して負圧になる。上流側通路９２と下流側通路９３との圧力差が大きくなると、弁体９０の傘状の弁部９１が下流側に変位するように弾性変形し、弁部９１が弁座９４から離間して、蒸発燃料をエンジンに供給する供給流れが発生する。このとき、上流側通路９２と下流側通路９３との圧力差が大きいため、この圧力差に伴う外力が弁部９１に作用して弁部９１が急激に弾性変形して、下流側通路９３を形成するポート９５における開口周囲面９６に張り付くようになる。

【0006】

図１３のように、弁部９１が開口周囲面９６に張り付くように大きく弾性変形するため、弁部９１と弁座９４とが大きく離間して、蒸発燃料が上流側通路９２から下流側通路９３へ流れやすくなり、上流側通路９２と下流側通路９３との圧力差が低下する。この圧力差の低下により弁部９１を開口周囲面９６側に弾性変形させる外力が小さくなるため、図１２のように、弁部９１はその復元力によって弁座９４に近づくように急激に弾性変形して元の形状に戻り、弁部９１が閉弁状態になる。弁部９１の閉弁により、上流側通路９２から下流側通路９３への蒸発燃料の供給が阻止される。そして、再びエンジンの吸気圧力によって下流側通路９３が上流側通路９２に対して負圧になると、前述したように弁部９１が下流側に変位するように弾性変形するので、蒸発燃料のエンジンへの供給流れが発生する。以後、前述した現象が反復するため、弁部９１が開口周囲面９６側と弁座９４側とに交互に急激あるいは頻繁に弾性変形し、弁部９１に急激な応力が繰り返し加えられ、耐久性低下を引き起こす。

【0007】

本発明は、前述の問題点に鑑みてなされたものであり、弁部の耐久性低下を抑制できる逆止弁装置及び蒸発燃料供給システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は前述の目的を達成するために、後述する技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【0009】

開示する発明のひとつは、流体通路（３４１）を通過する蒸発燃料の流れを一方向に制限可能な逆止弁装置（３，２０３）に係る発明であって、
弁軸部（３０）に対して外側に向けて傘状に突出する形状であり、蒸発燃料の圧力の向きに応じて弾性変形して、流体通路よりも下流に位置する弁座（３４２）に対して接触、離間することにより流体通路の流体通過を遮断、許容する弁部（３１）と、
流体通路及び弁座が設けられるとともに、弁軸部を支持する上流側通路形成部材（３４）と、
流体通路を通過してきた蒸発燃料が流下する下流側通路（７２４）を内部に形成する端末部（７２０）を有し、上流側通路形成部材の内側に端末部を収めて上流側通路形成部材に接続される下流側通路形成部材（７２）と、
通路の横断面積が流体通路と下流側通路の各通路よりも小さく設定された絞り通路（７２７，２７２７）と、を備え、
端末部の外周面に対して交差または直交する端末部の端面（７２１）は、弁座及び弁部に対向し、
端末部は、端末部を有する下流側通路形成部材における上流側通路形成部材との接続部よりも弁部側に突出し、
絞り通路は、弁座を除く上流側通路形成部材の内壁面（３４３）と内壁面に直面する端末部の外周面との間に設けられていることを特徴とする。

【0010】

この発明によれば、通路の横断面積が流体通路と下流側通路の各通路よりも小さく設定された絞り通路を、流体通路及び弁部よりも下流に備えるため、弁部の開弁時に流体通路と下流側通路との圧力差が急激に低下することを抑制できる。すなわち、開弁時に流体通路を通過してきた蒸発燃料は、流体通路よりも断面積が小さい絞り通路を通過するため、流体通路の圧力を下流側通路の圧力に対して高い状態に維持することができる。これにより、流体通路と下流側通路との圧力差がしばらく保持し、当該圧力差を徐々に低下させることができる。この圧力差の低下度合いが小さくなることで、弁部が復元力によって弁座に近づくように弾性変形して元の形状に戻ることが急激に起こらないように改善できる。したがって、弁部が開弁と閉弁とに交互に弾性変形する速度を抑えることができるので、弁部に急激な応力が繰り返し加えられることを抑制できる。以上により、この発明によれば、弁部の耐久性低下を抑制できる逆止弁装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】逆止弁装置を備える第１実施形態の蒸発燃料供給システムの概要図である。

【図2】第１実施形態の逆止弁装置について、閉弁時の状態を示す断面図である。

【図3】第１実施形態の逆止弁装置について、開弁時の状態を示す断面図である。

【図4】第１実施形態の逆止弁装置を図２に示すＩＶ−ＩＶ断面の位置で矢視した部分図である。

【図5】第１実施形態の逆止弁装置を図２に示すＶ−Ｖ断面の位置で矢視した部分図である。

【図6】第１実施形態の逆止弁装置を図２に示すＶＩ−ＶＩ断面の位置で矢視した部分図である。

【図7】第２実施形態の逆止弁装置について、閉弁時の状態を示す断面図である。

【図8】第２実施形態の逆止弁装置について、開弁時の状態を示す断面図である。

【図9】第２実施形態の逆止弁装置を図７に示すＩＸ−ＩＸ断面の位置で矢視した部分図である。

【図10】第３実施形態の逆止弁装置について、閉弁時の状態を示す断面図である。

【図11】第３実施形態の逆止弁装置について、開弁時の状態を示す断面図である。

【図12】従来の逆止弁装置について、閉弁時の状態を示す断面図である。

【図13】従来の逆止弁装置について、開弁時の状態を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。

【0013】

（第１実施形態）
本発明の一実施形態である第１実施形態の逆止弁装置及びこれを備える蒸発燃料供給システムについて、図１〜図６を参照しながら説明する。

【0014】

エンジンの吸気系１に導入された蒸発燃料は、インジェクタ等からエンジンに供給される燃焼用燃料と混合されて、エンジンのシリンダ内で燃焼される。エンジンの吸気系１は、エンジンの吸気マニホールド２０にスロットルバルブ２１を介して吸気管１０の一端側が接続され、さらに吸気管１０の途中にフィルタ１３、過給機１２、インタークーラ１１等が設けられることにより構成されている。蒸発燃料パージ系２は、燃料タンク８０、キャニスタ７０が、配管８１、配管７１、配管７２を介して吸気マニホールド２０に接続されることで構成される。

【0015】

フィルタ１３は、吸気管１０の最上流部に設けられ、吸気中の塵や埃等を捕捉する。過給機１２は、吸気の充填効率を高めるための吸気用圧縮機で構成され、フィルタ１３よりも下流側あるいは吸気マニホールド２０側に設けられている。過給機１２は、エンジンの排気エネルギーによって作動されるタービンに連動するコンプレッサを備える。過給機１２のコンプレッサは、フィルタ１３を通過した吸気を加圧して吸気マニホールド２０に供給する。

【0016】

インタークーラ１１は、冷却用の熱交換器である。インタークーラ１１は、過給機１２の下流側に設けられる。インタークーラ１１では、過給機１２によって加圧された吸気と外気との間で熱交換が行われて吸気が冷却される。スロットルバルブ２１は、アクセルペダルと連動して吸気マニホールド２０の入口部における開度を調節して、吸気マニホールド２０内に流入される吸気量を調節する吸気量調節弁である。吸気は、フィルタ１３、過給機１２、インタークーラ１１、スロットルバルブ２１を順に通過して吸気マニホールド２０内に流入し、インジェクタ等から噴射される燃焼用燃料と所定の空燃比となるように混合されてシリンダ内で燃焼される。

【0017】

燃料タンク８０は、ガソリン等の燃料を貯留する容器である。燃料タンク８０は、配管８１によってキャニスタ７０の流入部７０ａに接続されている。キャニスタ７０は、内部に活性炭等の吸着材が封入された容器であり、燃料タンク８０内で発生する蒸発燃料を、配管８１を介して流入部７０ａから取り入れ、吸着材に一時的に吸着する。キャニスタ７０には、外部の新鮮な空気を吸入するための吸入部７０ｂが設けられている。キャニスタ７０が吸入部７０ｂを備えることにより、キャニスタ７０内には大気圧が作用する。キャニスタ７０は、吸入された新鮮な空気によって吸着材に吸着した蒸発燃料を容易に離脱することができる。

【0018】

キャニスタ７０には、吸着材から離脱された蒸発燃料が流出される流出部７０ｃが設けられている。流出部７０ｃには配管７１の一端側が接続される。配管７１の他端側は、バルブ装置４の流入部に接続されている。ここで、配管７１内の通路は、バルブ装置４に対して燃料が流入する燃料流入通路とも称する。バルブ装置４と逆止弁装置３は、中継通路７３によって接続されて連通している。逆止弁装置３の流出側は、配管７２の一端側に接続されている。ここで、配管７２内の通路は、バルブ装置４から流出した燃料が通る燃料流出通路とも称する。配管７２の他端側は吸気マニホールド２０の流入部に接続されている。

【0019】

バルブ装置４は、配管７１内の通路である燃料流入通路及び中継通路７３、すなわち、蒸発燃料供給用通路を開閉する開閉手段であり、キャニスタ７０からの蒸発燃料をエンジンへ供給することを許可及び阻止できる。バルブ装置４は、例えば、弁体、電磁コイル及びスプリングを備えた電磁弁装置によって構成される。バルブ装置４は、制御装置によって開度が制御される。バルブ装置４は、電磁コイルに通電されたときに発生する電磁力とスプリングの付勢力とのバランスに応じて、蒸発燃料の供給用通路を開閉する。

【0020】

バルブ装置４は、通常は供給用通路を閉じた状態を維持し、制御装置によって電磁コイルに通電が行われると、電磁力がスプリングの弾性力に打ち勝って、供給用通路を開いた状態にする。また、制御装置は、通電のオン時間とオフ時間とによって形成される１周期の時間に対するオン時間の比率、すなわちデューティ比を制御して電磁コイルに通電を行う。バルブ装置４は、デューティコントロールバルブともいう。この通電制御により、供給用通路を流通する蒸発燃料の流量が調節される。

【0021】

逆止弁装置３は、キャニスタ７０から吸気管１０に至る蒸発燃料の供給用通路であって、バルブ装置４と吸気管１０または吸気マニホールド２０との間に配設された弁である。逆止弁装置３は、供給用通路において、燃料流入通路から燃料流出通路への蒸発燃料の本来の流通を許容し、燃料流出通路から燃料流入通路への蒸発燃料の逆流を阻止する。逆止弁装置３は、蒸発燃料の本来の流通に伴って流路を開き、蒸発燃料の逆流に伴って流路を閉じる樹脂製の弁体を備える。

【0022】

車両の走行時に過給機１２が作動していない場合（通常パージ）には、制御装置によってバルブ装置４が開かれると、ピストンの吸入作用によって発生する吸気マニホールド２０内の負圧とキャニスタ７０にかかる大気圧との差が生じる。この圧力差によって、キャニスタ７０内に吸着された蒸気燃料は、燃料流入通路、バルブ装置４、中継通路７３、逆止弁装置３、及び燃料流出通路を流れ、吸気マニホールド２０内に吸引される。

【0023】

吸気マニホールド２０内に吸引された蒸発燃料は、インジェクタ等からエンジンに供給される本来の燃焼用燃料と混合されて、エンジンのシリンダ内で燃焼される。また、エンジンのシリンダ内においては、燃焼用燃料と吸気との混合割合である空燃比が予め定めた所定の空燃比となるように制御される。制御装置は、バルブ装置４の開閉時間をデューティ制御することで、蒸発燃料をパージしても、所定の空燃比が維持されるように蒸発燃料のパージ量を調節する。

【0024】

車両の走行時に過給機１２が作動している場合（過給時パージ）には、吸気マニホールド２０内は加圧された吸気によって正圧となる。このため、バルブ装置４を通過して内燃機関に蒸発燃料量を供給することができなくなる。さらに、この正圧時には、蒸発燃料が逆流して蒸発燃料が大気中に放出されることがある。この逆流を防止するために逆止弁装置３が設けられている。逆止弁装置３は、長期間使用、非常に多数の作動回数に耐え得る耐久性が要求される。逆止弁装置３は、長期間使用、例えば、１５年の実使用期間、１５万マイルの走行を経ても、当初の逆流防止機能を発揮できる性能を有する。

【0025】

次に、逆止弁装置３の構成について図２〜図６を参照して説明する。図２は、閉弁時の逆止弁装置３を示した断面図である。図３は、開弁時の逆止弁装置３を示した断面図である。逆止弁装置３は、中継通路７３及び燃料流出通路を形成するパイプやハウジングの内部に設けられる。中継通路７３を形成するハウジング３４と燃料流出通路を形成する配管７２とは、図２に示すように、中継通路７３と燃料流出通路とを一連の通路として連通するように接続される。ハウジング３４と配管７２はそれぞれの端部に設けられたフランジ部同士が結合されることで、外部へ蒸発燃料が漏れ出ないレベルのシール性を有して接続される。ハウジング３４は、蒸発燃料が流れる上流側通路形成部材を構成する。配管７２は、ハウジング３４の内部を流れてきた蒸発燃料をさらに下流側の通路に導く下流側通路形成部材を構成する。

【0026】

配管７２は、フランジ部よりも弁体側に突出する端末部であるポート７２０を有する。ポート７２０は、弁体よりも蒸発燃料の下流に位置する下流側通路７２４と、下流側通路７２４に連通する複数の分岐通路７２３と、を形成する。下流側通路７２４は、燃料流出通路の一部をなす通路であり、または燃料流出通路に繋がる通路である。下流側通路７２４は、弁体が開弁状態であるときに、複数の分岐通路７２３を通過してきた蒸発燃料が合流する通路を構成する。

【0027】

複数の分岐通路７２３は、ポート７２０の内部において下流側通路７２４の周囲に等間隔で周方向に並ぶそれぞれ放射状に延びる通路であり、同じ個数の仕切り壁７２５によって隣の通路に対して仕切られている。第１実施形態では、分岐通路７２３と仕切り壁７２５の個数は、それぞれ４個である。

【0028】

ポート７２０には、弁体や下方に面する端面に下流側通路７２４に繋がる開口部７２６が形成されている。開口部７２６及び下流側通路７２４は、配管７２の軸線方向に並ぶように設けられている。開口部７２６の開口端から放射状に延びる開口周囲面７２１は、弁体における傘状の弁部３１に対向する。開口周囲面７２１は、ポート７２０において軸方向に直交する端面であり、弁座３４２及び弁部３１に対向する面である。また、ポート７２０の外周面は、開口周囲面７２１に対して直交する端面でもよいし、交差する端面であってもよい。

【0029】

ハウジング３４に設けられた通路壁には、複数個の流体通路３４１と弁座３４２とが形成されている。複数個の流体通路３４１は、蒸発燃料が中継通路７３から燃料流出通路へ向けて流れるときに通過する通路を構成する。複数個の流体通路３４１は、通路壁に支持される弁体の弁軸部３０の周囲に円を描くように等間隔に並んで設けられる。第１実施形態では、図６に図示するように流体通路３４１の個数は６個である。弁体の弁軸部３０が固定される通路壁には、弁部３１の裏側に対向する弁座３４２が設けられている。弁座３４２は、等間隔に環状に並ぶ複数の流体通路３４１に対して環状の径内側と径外側に位置する通路壁の表面に相当する。

【0030】

ポート７２０には、他の部分、例えば仕切り壁７２５の外周端面よりも径外方向に突出する形状の通路絞り部７２２が設けられている。通路絞り部７２２は、ポート７２０や弁体の軸方向に所定の長さを有するように設けられている。通路絞り部７２２は、ポート７２０の周囲を取り囲むハウジング３４の内壁面３４３に対して、ポート７２０における他の部分の外周面よりも接近している部分のことである。ここでいう外周面は、ポート７２０において軸心の周囲に全周または部分的に形成される外表面のことであり、ハウジング３４において弁座３４２を除く内壁面３４３に対面する部分の面である。

【0031】

通路絞り部７２２は、ポート７２０の全周において、仕切り壁７２５の外周端面よりも径外方向に突出するように形成されている。すなわち、ポート７２０の外周において通路絞り部７２２を除く他の部分と内壁面３４３との間に形成される通路は、通路絞り部７２２と内壁面３４３との間に形成される通路よりも断面積が大きくなっている。

【0032】

このように通路絞り部７２２は、流体通路３４１から下流側通路７２４に通じる通路における横断面積を局所的に小さくする絞り部を構成する。通路絞り部７２２とポート７２０の周囲を取り囲むハウジング３４の内壁面３４３との間に形成される絞り通路７２７は、その横断面積が複数個の流体通路３４１の合計横断面積よりも小さくなるように設定されている。したがって、絞り通路７２７は、上流側通路である複数個の流体通路３４１と下流側通路７２４との間であって、弁体よりも下流側に設けられた局所的な通路狭小部である。絞り通路７２７は、弁体や弁座３４２に面する通路よりも上流側に位置する通路に対して通路横断面積が小さい通路を構成する。絞り通路７２７は、複数個の流体通路３４１と下流側通路７２４との間において、最も通路横断面積が小さい通路を構成する。

【0033】

逆止弁装置３は、複数個の流体通路３４１の周囲の少なくとも径外側に環状に設定される弁座３４２に対して接近、離反するように、その中心軸線に沿うように往復直線運動を行う弁体を備える。この弁体は、少なくとも、弁軸部３０と、弁軸部３０に一体形成されて弁軸部３０から外方に向けて傘状に突出する弁部３１と、を備えて構成されるバルブである。弁軸部３０は、通路壁に固定される弁軸部であり、往復直線運動の際に変位しないように支持されている。

【0034】

逆止弁装置３の弁体は、弁軸部３０の中継通路７３側の端部に設けられるストッパ部３２と、弁軸部３０の弁部３１側または下流側の端部に設けられる大径軸部と、を備える。ストッパ部３２は、弁部３１とは反対側または上流側で弁軸部３０の端部に設けられる大径部である。したがって、弁体は、弁軸部３０、弁部３１、ストッパ部３２及び大径軸部が一体となるように形成されるゴム製のバルブである。

【0035】

ストッパ部３２、大径軸部は、例えば、弁軸部３０よりも外側に突出した外形を有する環状凸部である。弁体は、中継通路７３側のストッパ部３２と燃料流出通路側の大径軸部とで通路壁を挟持して弁軸部３０が通路壁に支持されることで、通路壁に取り付けられる。この取り付け状態では、弁体は、弁部３１のみが流体である蒸発燃料による圧力に応じて、弾性変形することになる。

【0036】

弁体は、所定の材料を金型に投入して固めることにより成形することができる。例えば弁体は、各種のゴムを含むエラストマーで構成することができる。また弁体は、シリコーン系の合成樹脂のうちゴム状であるシリコーンゴムやフッ素ゴムまたはフロロシリコンゴムで構成することが好ましい。これは、弁体には低温、高温の双方において耐久性が要求されるからである。

【0037】

弁部３１は、大径軸部３３と一体である根元部から外周縁３１０まで径外側に延びる円盤形状をなす。弁部３１は、図２に図示する閉弁時または無負荷状態では、根元部から外周縁３１０にかけて、弁座３４２側に接近するような断面湾曲形状に形成されている。また、弁部３１は、外周縁３１０に近づくほど先細りする先細り形状であってもよい。外周縁３１０は、流体通路３４１よりも径外側に位置する弁座３４２の一部に対して線接触する。外周縁３１０は、全周において弁座３４２に接触する。さらに外周縁３１０は、弁座３４２に接触したときに力を与える面積を小さく集中させるために、先端が細く鋭く形成されていてもよい。

【0038】

弁部３１は、弁部３１に作用する流体圧力の向きに応じて、弁部３１の中ほどが弁座３４２側に変位するように弾性変形したり、外周縁３１０が弁座３４２から浮き上がるように弾性変形したりする。図２に示すように、弁部３１は、無負荷状態または弁部３１の表面側の圧力、すなわち逆流方向に作用する圧力が低い低圧時で弾性変形しないか少し変形する程度であるが、外周縁３１０が弁座３４２に接触しているため、弁部３１は線接触する。

【0039】

このように外周縁３１０が全周において弁座３４２に接触する状態から、吸気マニホールド２０側からキャニスタ７０側へ向けて逆流が発生すると、弁部３１の表面が少し押されて弁座３４２側に変位するように弾性変形する。この弾性変形により、外周縁３１０がさらに弁座３４２に強く押すため、外周縁３１０と弁座３４２との線接触によるシール力が無負荷状態よりもさらに強くなる。したがって、弁部３１の表面側に低圧力が作用するときには、外周縁３１０と弁座３４２との線接触によって、流体通路３４１を通じた流体通過を確実に遮断し、低圧時の漏れを抑制できる。

【0040】

例えば、通常パージ時にピストンの吸入作用によって吸気マニホールド２０内に負圧が生じると、弁部３１の表面に作用する圧力よりも裏面に作用する圧力が大きくなる。この場合、図３に示すように、弁部３１は全体的に弁座３４２から離れるように容易に弾性変形するため、外周縁３１０が浮き上がって弁座３４２から離れるようになる。この弁体の動作により流体通路３４１が開放されて中継通路７３と燃料流出通路とが連通することで、弁体は流体通路３４１を通じた流体通過を許容する。そして、キャニスタ７０内に吸着された蒸気燃料は、バルブ装置４を通過して中継通路７３から流体通路３４１に流入し、弁座３４２と外周縁３１０との隙間を通過して、燃料流出通路を経て吸気マニホールド２０内に吸引される。吸気マニホールド２０内に吸引された蒸発燃料は、エンジンに供給される本来の燃焼用燃料と混合されて、エンジンのシリンダ内で燃焼されることになる。

【0041】

このように蒸発燃料がエンジンへ供給されるときには、弁体よりも下流に位置する下流側通路７２４は、弁体よりも上流側に位置する流体通路３４１に対して負圧になり、上流側通路である流体通路３４１と下流側通路７２４との圧力差が大きくなる。このとき、流体通路３４１と下流側通路７２４との圧力差が大きいため、この圧力差に伴う外力が弁部３１に作用して弁部３１が弾性変形して、ポート７２０における開口周囲面７２１に張り付くようになる。

【0042】

図３に示すように、蒸発燃料は流体通路３４１から下流側通路７２４へ流れる途中で絞り通路７２７を通過するため、開弁直後の流体通路３４１の圧力が、開弁直前に比べてあまり低下しない。これにより、流体通路３４１と下流側通路７２４との圧力差を高い状態に維持できるので、弁部３１を開口周囲面７２１側に弾性変形させる外力が急激には小さくならない。この外力は、弁部３１が元の形状に戻ろうとする復元力に対抗するため、弁部３１は急激に閉弁状態に戻ることはなく、急激な弁部３１の形状変化を抑制できる。したがって、弁部３１は、前述した従来の逆止弁の場合に比べて、開弁状態から閉弁状態にゆっくりと変化する。そして、弁部３１は、徐々に弁座３４２に近づくように弾性変形し上流側通路である流体通路３４１から下流側通路７２４への蒸発燃料の供給を阻止する。

【0043】

さらに、再びエンジンの吸気圧力によって下流側通路７２４が流体通路３４１に対して負圧になると、前述したように弁部３１が下流側に変位するように弾性変形するので、蒸発燃料のエンジンへの供給流れが発生する。以後、前述した現象が反復するため、弁部３１について開口周囲面７２１側への変位と弁座３４２側への変位とが急激でない形状変化を伴って交互に繰り返されることで、弁部３１に急激に応力が加わることを防止できる。

【0044】

一方、車両の走行時に過給機１２が作動する過給時には、吸気マニホールド２０内は加圧された吸気によって正圧となるため、弁部３１の表面に作用する圧力が裏面に作用する圧力よりもかなり大きくなる。この場合、弁部３１は全体的に弁座３４２側に変位するように弾性変形する。特に弁部３１における流体通路３４１に対向する部位が流体通路３４１の内周縁に接触するように大きく変形する。つまり、弁部３１は、流体通路３４１に蓋をするように、根元部分と外周縁３１０との間の部分が逆流方向に凹むように大きく変形する。

【0045】

以上のように、非過給時に、蒸発燃料がバルブ装置４から吸気マニホールド２０に向けて流れる供給方向の流れが生じると、弁部３１の裏面に作用する流体圧力によって、弁部３１が弾性変形して供給方向に変位して、流体通路３４１が開放される。これにより、蒸発燃料は、流体通路３４１を通過して燃料流出通路、吸気マニホールド２０へと流れる。

【0046】

一方、過給時には、吸気マニホールド２０に高い正圧がかかるため、逆止弁装置３には供給方向とは反対向きに流体の圧力が大きくかかる。このため、蒸発燃料がバルブ装置４に向けて逆流する状況になるが、これを逆止弁装置３が防止する。すなわち、正圧によって弁部３１の表面に流体圧力が作用して、弁部３１が逆流方向に弾性変形する。これにより、弁部３１が弁座３２４に密着して流体通路３４１を介した流体流通を遮断する。蒸発燃料は、逆止弁装置３を越えてバルブ装置４側に流入せず、過給時の大気中への蒸発燃料の放出を回避できる。

【0047】

次に、第１実施形態の逆止弁装置３がもたらす作用効果について説明する。逆止弁装置３は、流体通路３４１を通過する蒸発燃料の流れを一方向に制限可能な装置である。逆止弁装置３は、弁部３１と、上流側通路形成部材の一例であるハウジング３４と、下流側通路形成部材の一例である配管７２と、絞り通路７２７と、を備える。弁部３１は、弁軸部３０に対して外側に向けて傘状に突出する形状であり、蒸発燃料の圧力の向きに応じて弾性変形して、流体通路３４１よりも下流に位置する弁座３４２に対して接触、離間することにより流体通路３４１の流体通過を遮断、許容する。

【0048】

ハウジング３４は、流体通路３４１及び弁座３４２が設けられるとともに、弁軸部３０を支持する部材である。配管７２は、流体通路３４１を通過してきた蒸発燃料が流下する下流側通路７２４を内部に形成するポート７２０を有し、ハウジング３４の内側にポート７２０を収めてハウジング３４に接続される部材である。絞り通路７２７は、弁座３４２を除くハウジング３４の内壁面３４３とポート７２０の外周面との間に設けられる絞り通路であり、通路の横断面積が流体通路３４１と下流側通路７２４の各通路よりも小さく設定されている。

【0049】

この構成によれば、通路の横断面積が流体通路３４１と下流側通路７２４の各通路よりも小さく設定された絞り通路７２７を、流体通路３４１及び弁部３１よりも下流に備える。このため、弁部３１の開弁時に流体通路３４１と下流側通路７２４との圧力差が急激に低下することを回避できる。すなわち、開弁時に流体通路３４１を通過してきた蒸発燃料は、流体通路３４１よりも断面積が小さい絞り通路７２７を通過するため、流体通路３４１の圧力を下流側通路７２４の圧力に対して高い状態に維持することに寄与する。

【0050】

これにより、流体通路３４１と下流側通路７２４との圧力差がしばらく保持し、当該圧力差を徐々に低下させることができる。この圧力差の低下度合いが小さくできることで、弁部３１が復元力によって弁座３４２に近づくように弾性変形して元の形状に戻ることが急激に起こらない装置を提供できる。したがって、弁部３１が開弁と閉弁とに交互に弾性変形する速度を抑制できるので、従来の装置のように弁部３１に急激な応力が繰り返し加えられる問題を解消することができる。以上により、逆止弁装置３によれば、弁部３１の耐久性の低下を抑制できる。また、逆止弁装置３によれば、開弁及び閉弁にわたる挙動において、弁部３１の急激な変形を抑制できるため、弁部３１のバタつきを防止でき、ばたつくことによる騒音の抑制にも貢献できる。

【0051】

絞り通路７２７は、弁座３４２を除くハウジング３４の内壁面３４３とポート７２０の外周面との間に設けられる絞り通路であるため、弁座３４２に直面する通路に絞り通路７２７が形成されない。これによれば、絞り通路７２７が弁部３１の弾性変形に干渉することを防止でき、開弁及び閉弁に関わる弁部３１の運動を妨げない逆止弁装置３を提供できる。

【0052】

また、逆止弁装置３は、弁部３１が開弁時、閉弁時の繰り返しによるストレスによって局部的に劣化することを長期にわたって防止可能である。逆止弁装置３は、耐久性と長期間に渡るシール性能の両方を獲得することができる。

【0053】

さらに第１実施形態の蒸発燃料供給システムは、前述のように耐久性低下の抑制を実現する逆止弁装置３を備えるため、所望の性能を長きにわたって提供することができる。

【0054】

また、ポート７２０の外周面に対して交差または直交するポート７２０の開口周囲面７２１は、弁座３４２及び弁部３１に対向する。絞り通路７２７は、ポート７２０の外周面に設けられ他の部分よりもハウジング３４の内壁面３４３寄りに突出する通路絞り部７２２とハウジング３４の内壁面３４３との間に形成された通路である。

【0055】

この構成によれば、弁座３４２及び弁部３１に対向しないポート７２０の外周面に通路絞り部７２２が設けられる。このため、弁部３１の挙動に支障をきたさない通路絞り部７２２を提供することができる。

【0056】

（第２実施形態）
第２実施形態では、第１実施形態の逆止弁装置３に対する他の形態である、逆止弁装置１０３について図７〜図９を参照して説明する。各図において、第１実施形態と同様の構成であるものは同一の符号を付し、同様の作用、効果を奏するものである。第２実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、第１実施形態と同様である。以下、第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。また、第２実施形態において第１実施形態と同様の構成を有するものは、第１実施形態で説明した同様の作用、効果を奏するものとする。また、逆止弁装置１０３は、第１実施形態の蒸発燃料供給システムに適用することができる。

【0057】

図７は、閉弁時の逆止弁装置１０３を示した断面図である。図８は、開弁時の逆止弁装置１０３を示した断面図である。逆止弁装置１０３は逆止弁装置３に対して絞り通路１７２７が相違する。逆止弁装置１０３のポート１７２０には、ポート１７２０の内壁面と外周面と径方向に貫通する絞り通路１７２７が設けられている。絞り通路１７２７は、上流端でポート１７２０の外周面とハウジング３４の内壁面３４３との間に形成される通路と繋がり、下流端でポート１７２０の内側に形成される下流側通路７２４と繋がる。

【0058】

逆止弁装置１０３は、複数個の絞り通路１７２７を備える。複数個の絞り通路１７２７は、下流側通路７２４の周囲に円を描くように等間隔に並んで設けられる。第２施形態では、図９に図示するように絞り通路１７２７の個数は４個である。下流側通路７２４は、弁体が開弁状態であるときに、複数の絞り通路１７２７を通過してきた蒸発燃料が合流する通路を構成する。

【0059】

複数個の絞り通路１７２７の合計横断面積は、ポート１７２０の外周面と内壁面３４３との間に形成される通路の横断面積よりも小さくなるように形成されている。複数個の絞り通路１７２７の合計横断面積は、複数個の流体通路３４１の合計横断面積や下流側通路７２４の横断面積よりも小さくなるように設定されている。複数個の絞り通路１７２７は、複数個の流体通路３４１と下流側通路７２４との間において、最も通路横断面積が小さい通路を構成する。したがって、複数個の絞り通路１７２７は、上流側通路である複数個の流体通路３４１と下流側通路７２４との間であって、弁体よりも下流側に設けられた局所的な通路狭小部である。

【0060】

第２実施形態の逆止弁装置１０３によれば、絞り通路１７２７は、複数個の流体通路３４１を通過してきた蒸発燃料が上流端から流入し下流端で下流側通路７２４に接続される、ポート１７２０を貫通する通路である。この構成によれば、弁座３４２に直面する通路に絞り通路１７２７が形成されない。このため、絞り通路１７２７が弁部３１の弾性変形に干渉することを防止でき、開弁及び閉弁に関わる弁部３１の運動を妨げない逆止弁装置１０３を提供できる。

【0061】

（第３実施形態）
第３実施形態では、第１実施形態の逆止弁装置３に対する他の形態である、逆止弁装置２０３について図１０及び図１１を参照して説明する。図１０及び図１１において、第１実施形態と同様の構成であるものは同一の符号を付し、同様の作用、効果を奏するものである。第３実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、第１実施形態と同様である。以下、第１実施形態と異なる点についてのみ説明し、第３実施形態において第１実施形態と同様の構成を有するものは、第１実施形態で説明した同様の作用、効果を奏するものとする。また、逆止弁装置２０３は、第１実施形態の蒸発燃料供給システムに適用することができる。

【0062】

図１０は、閉弁時の逆止弁装置２０３を示した断面図である。図１１は、開弁時の逆止弁装置２０３を示した断面図である。逆止弁装置２０３は逆止弁装置３に対して絞り通路２７２７を形成するための通路絞り部３４４が相違する。ハウジング１３４には、その内壁面３４３に径内方向に突出する形状の通路絞り部３４４が設けられている。通路絞り部３４４は、ハウジング１３４や弁体の軸方向に所定の長さを有するように設けられている。通路絞り部３４４は、内壁面３４３における他の部分よりもポート７２０の外周面に対して接近している部分のことである。

【0063】

通路絞り部３４４は、内壁面３４３の全周において、径内側に突出するように形成されている。すなわち、内壁面３４３の全周において通路絞り部３４４を除く他の部分とポート７２０の外周面との間に形成される通路は、通路絞り部３４４とポート７２０の外周面との間に形成される通路よりも断面積が大きくなっている。

【0064】

このように通路絞り部３４４は、流体通路３４１から下流側通路７２４に通じる通路における横断面積を局所的に小さくする絞り部を構成する。通路絞り部３４４とポート７２０の外周面との間に形成される絞り通路２７２７は、その横断面積が複数個の流体通路３４１の合計横断面積よりも小さくなるように設定されている。したがって、絞り通路２７２７は、上流側通路である複数個の流体通路３４１と下流側通路７２４との間であって、弁体よりも下流側に設けられた局所的な通路狭小部である。絞り通路２７２７は、弁体や弁座３４２に面する通路よりも上流側に位置する通路に対して通路横断面積が小さい通路を構成する。絞り通路２７２７は、複数個の流体通路３４１と下流側通路７２４との間において、最も通路横断面積が小さい通路を構成する。

【0065】

第３実施形態の逆止弁装置２０３によれば、絞り通路２７２７は、ハウジング１３４の内壁面３４３に設けられ他の部分よりもポート７２０の外周面側に突出する通路絞り部３４４とポート７２０の外周面との間に形成された通路である。この構成によれば、弁座３４２に直面する通路に絞り通路２７２７が形成されない。このため、絞り通路２７２７が弁部３１の弾性変形に干渉することを防止でき、開弁及び閉弁に関わる弁部３１の運動を妨げない逆止弁装置２０３を提供できる。

【0066】

（他の実施形態）
以上、開示された発明の好ましい実施形態について説明したが、開示された発明は前述した実施形態に何ら制限されることなく、種々変形して実施することが可能である。前述の実施形態の構造は、あくまで例示であって、開示された発明の技術的範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。開示された発明の技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。

【0067】

前述の実施形態において、上流側通路形成部材はハウジング３４であり、下流側通路形成部材は配管７２であるが、この形態に限定するものではない。例えば、上流側通路形成部材をハウジング３４または配管で構成し、下流側通路形成部材を配管７２またはハウジングで構成してもよい。

【0068】

前述の実施形態において、弁体はその全体がゴムで形成されていると説明したが、弁体を構成する材料はこの形態に限定されない。例えば、弁体は、少なくとも、流体圧力による弾性変形を必要とする弁部３１が弾性変形容易な材料で形成されていればよい。したがって、弁軸部３０等はゴム製でなくてもよい。この場合、ゴム製でない弁軸部３０と弾性変形容易な材料で形成される弁部３１とは、二色成形等により一体に形成することができる。

【0069】

前述の実施形態において、弁部３１は根元部から外周縁３１０にかけて徐々に弁座３４２に接近する断面形状を呈するが、弁部３１は根元部から外周縁３１０にかけて部分的な湾曲部または屈曲部を有する断面形状を有するものであってもよい。

【0070】

前述の実施形態において、ポート７２０には弁体の弁軸部３０に対抗するように開口する開口部７２６が設けられているが、ポート７２０には開口部７２６を有しない構成であってもよい。

【符号の説明】

【0071】

３，１０３，２０３…逆止弁装置
３０…弁軸部
３１…弁部
３４…ハウジング（上流側通路形成部材）
７２…配管（下流側通路形成部材）
３４１…流体通路
３４２…弁座
３４３…内壁面
７２４…下流側通路
７２７，１７２７，２７２７…絞り通路

【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】