JP6106073B2 - フラップ弁装置及びフラップ弁装置を備えた気液分離装置 - Google Patents

Description

本発明は、フラップ弁装置及びフラップ弁装置を備えた気液分離装置に関し、例えば自動車の燃料タンクからキャニスタに流れる燃料蒸気中の液体を除去するための気液分離装置に適用されるものである。

自動車の燃料タンクは、内圧の上昇を抑制するために、燃料蒸気を燃料タンク外に排出するための燃料蒸気通路と、燃料蒸気通路に設けられ、燃料蒸気を吸着するキャニスタとを有している。キャニスタに吸着された燃料は、吸気系の吸入負圧によってキャニスタから放出され、吸気系を通過して燃焼室に流れる。このようにして、燃料蒸気を外部に放出することなく、燃料タンクの内圧上昇が抑制されている。

このような燃料タンクでは、燃料蒸気通路の一端が燃料タンクの上部に開口し、この開口がフロート弁によって開閉される構成が公知となっている。フロート弁は、燃料タンク内の液位に応じて上下し、液位が所定値以上になると燃料蒸気通路を閉じ、燃料タンク内の液体の燃料が燃料蒸気通路に流入しないようにする。しかしながら、急激な液位上昇時や燃料に気泡が発生した場合には、液体の燃料が燃料蒸気通路に進入する場合がある。このような燃料蒸気通路に進入した液体の燃料を除去し、キャニスタに液体の燃料が到達しないようにするために、燃料蒸気通路の途中に気液分離装置を設けたものがある（例えば、特許文献１）。

特許文献１に係る気液分離装置は、燃料蒸気から分離した液体の燃料を、燃料タンクと給油口とを接続するフィラーパイプに排出する。気液分離装置は、上下に延在し、下端がフィラーパイプ内に突入する主管を有している。主管は、上端が閉じられ、下端が開口している。主管の内部は、軸線方向に延在する隔壁によって第１通路及び第２通路に分割されている。第１通路の上端部には燃料蒸気通路の燃料タンク側が接続され、第２通路の上端部は燃料蒸気通路のキャニスタ側に接続される。また、気液分離装置は、フィラーパイプ内に回動可能に取り付けられ、主管の下端の開口を開閉する常開型のフラップ弁装置を有している。フラップ弁装置のフラップは、通常時には開位置にあり、給油時にフィラーパイプに挿入される給油ノズルに押されたときに、閉位置に移動して主管の開口を閉じる。フラップは、主管の開口を閉じた状態において、隔壁との間に隙間を有するように形成されている。

この気液分離装置では、燃料蒸気通路を流れる燃料蒸気は、主管の第１通路を上から下に通過し、フィラーパイプ内を経由し、第２通路を下から上に通過してキャニスタに流れる。燃料蒸気通路内に進入した液体の燃料は、重力によって第１通路からフィラーパイプに流れ、キャニスタに到達しない。燃料の給油時には、給油ノズルがフラップを閉方向に押して主管の開口が閉じられ、フィラーパイプ内を流れる液体の燃料は主管内に進入しない。主管の開口が閉じた状態では、燃料蒸気は隔壁とフラップとの隙間を通過して第２通路、キャニスタに流れ、液体の燃料は主管の下端、すなわちフラップ上に捕集される。給油ノズルが給油口から抜かれてフラップが開くと、フラップ上に捕集された液体の燃料はフィラーパイプ内に流れる。

独国特許出願公開第１０２００８０６１２６４号公報

以上のような装置に適用される常開型のフラップ弁装置では、本体及びフラップのそれぞれにヒンジ軸受を形成し、本体及びフラップのヒンジ軸受に金属製のシャフトからなるヒンジ軸を挿通し、ヒンジ軸の両端部を加締めることによって抜け止めを行う構成が、広く採用されている。この場合、ヒンジ軸の加締め作業のために、専用の工具が必要になると共に、加締め部が適切な長さ、幅となるように精度良く作業を行わなければならず、組み付け作業性が悪いという問題がある。また、ヒンジ軸の両端部に加締め代を確保しなければならず、ヒンジ軸が各ヒンジ軸受から突出して見栄えが悪いという問題がある。また、加締め代を確保するとヒンジ軸が長くなるため、気液分離装置をフィラーパイプに形成された取付孔に挿入する構造とした場合に、長いヒンジ軸が通過できるように取付孔を大きく形成する必要がある。また、フラップを通常時において開位置に配置するために、捩じりコイルばねを本体とフラップとの間に介装する場合がある。この場合には、捩じりコイルばねは本体及びフラップの外面側に設けられるため、捩じりコイルばねの両端部を本体及びフラップの外面に係止する必要がある。このとき、捩じりコイルばねの両端部を本体及びフラップの外面に安定性良く確実に係止させようとすると、係止構造が複雑になると共に、捩じりコイルばねの組み付け作業性が低下するという問題がある。

本発明は、以上の背景を鑑み、フラップ弁装置及びフラップ弁装置を備えた気液分離装置において、フラップ弁装置の小型化を図ると共に、組み付け作業を容易にすることを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は、開口（４）を有する本体（５）と、前記開口を開閉するフラップ（６）と、前記本体と前記フラップとの間に設けられ、前記フラップを開方向に付勢する捩じりコイルばね（７）とを有する常開型のフラップ弁装置（２）であって、前記本体に設けられた本体側軸受（２１）と、前記フラップに設けられたフラップ側軸受（２５）と、前記本体側軸受、前記フラップ側軸受、及び前記捩じりコイルばねのコイル部（７Ａ）を共に貫通し、前記フラップの回動軸となるヒンジ軸部（２７Ａ）、及び前記ヒンジ軸部の一端から前記フラップの外面部（６Ｂ）に延びる延長部（２７Ｂ）を有する結合部材（２７）と、前記本体に設けられ、前記捩じりコイルばねの一端を係止するばね係止部（４３）とを有し、前記捩じりコイルばねの他端が前記延長部に係止され、前記延長部が前記フラップの前記外面部に係止されることを特徴とする。

この構成によれば、本体、フラップ、結合部材、捩じりコイルばね、及び受け部材の組み付けは、係止構造によって行われ、工具等を使用した加締めを必要としない。そのため、組み付け作業が容易である。結合部材の延長部は、フラップの外面部に係止され、ヒンジ軸部の軸線方向においてフラップに対して固定されるため、ヒンジ軸部が本体側軸受及びフラップ側軸受に対して抜け止めされる。そのため、ヒンジ軸部の端部に、加締め部等の抜け止め構造を設ける必要がなくなる。捩じりコイルばねの他端が、フラップの外面部に係止される延長部に係止されるため、捩じりコイルばねの他端をフラップの外面部に係止する構造が不要になる。

上記の発明において、前記フラップの前記外面部に係止され、前記フラップを閉方向に回動させる荷重を受ける受け部材（３３）を更に有し、前記受け部材は、前記延長部を前記フラップの前記外面部に係止するとよい。

この構成によれば、フラップの外面部に係止される受け部材を利用して延長部を係止するため、延長部をフラップの所定の位置に配置した後に、受け部材をフラップに係止することによって延長部をフラップに係止することができる。そのため、延長部をフラップに対して係止する作業が容易になる。

上記の発明において、前記フラップの前記外面部に設けられて前記延長部を係止し、前記ヒンジ軸部の軸線方向への前記延長部の前記フラップに対する相対移動を規制する一方、前記ヒンジ軸部を中心とした前記延長部の前記フラップに対する相対回動を許容する第１係止部（３７）を更に有し、前記受け部材が、前記フラップに係止された状態で、前記ヒンジ軸部を中心とした回動方向において前記延長部を係止し、前記延長部が前記ヒンジ軸部を中心とした回動方向において前記捩じりコイルばねの前記他端を係止するとよい。

この構成によれば、延長部が第１係止部に係止されることによって、結合部材はヒンジ軸部の軸線方向に移動できなくなり、ヒンジ軸部の本体側軸受部及びフラップ側軸受部からの抜け出しが阻止される。また、延長部は、受け部材に係止され、ヒンジ軸部を中心とした回動方向においてフラップに対して固定されるため、第１係止部から離脱できなくなる。受け部材がフラップに係止されていない状態では、延長部はヒンジ軸部を中心として回動することによって、容易に第１係止部に移動することができ、延長部の第１係止部への配置が容易である。延長部は、受け部材がフラップに係止されていない場合にはフラップに対して回動可能であり、離れることができる。そのため、延長部と捩じりコイルばねの他端とを互いに係止可能な位置に容易に配置することができる。

上記の発明において、前記フラップの外面部には、貫通孔（３１）が形成され、前記受け部材は、前記貫通孔を貫通し、前記貫通孔から突出した先端部（３３Ａ）において、前記延長部を係止し、前記先端部に前記貫通孔の縁部に係止される係止爪（３３Ｆ）を有するとよい。

この構成によれば、受け部材を貫通孔に挿入するという簡単な操作で、受け部材のフラップへの取り付けと、受け部材による延長部の係止とが行われる。

上記の発明において、前記フラップの前記外面部には、前記捩じりコイルばねの前記他端を係止し、前記ヒンジ軸部の軸線方向への前記捩じりコイルばねの前記他端の前記フラップに対する相対移動を規制する一方、前記ヒンジ軸部を中心とした前記捩じりコイルばねの前記他端の前記フラップに対する相対回動を許容する第２係止部（４１）が設けられているとよい。

この構成によれば、捩じりコイルばねの他端が第２係止部に係止されることによって、ヒンジ軸部の軸線方向において捩じりコイルばねの他端の位置が定まるため、延長部による捩じりコイルばねの他端の係止構造が安定する。また、第２係止部は捩じりコイルばねの他端のフラップに対する相対回動を許容するため、捩じりコイルばねの他端の第２係止部への配置が容易である。

上記の発明において、前記フラップは、閉位置において前記フラップと前記本体との間をシールするシール部材（２４）を有するとよい。

この構成によれば、フラップが閉位置にあるときに、シール部材によってフラップと本体との間がシールされ、開口が確実に閉じられる。

本発明の他の側面は、上記のフラップ弁装置を備えた気液分離装置（１）であって、前記フラップ弁装置は、分離した液体の排出口をなすとよい。

この構成によれば、気液分離装置を簡素にし、組み付け作業を容易にすることができる。

上記の発明において、前記本体は、上下に延び、上端が閉じられ、下端が前記開口を形成する管であり、前記本体の内部は、隔壁（１１）によってそれぞれ上下に延びる第１通路（１２）及び第２通路（１３）に分割され、前記第１通路の上端部には流体が流入する入口部（１５）が形成され、前記第２通路の上端部には流体が排出される出口部（１６）が形成され、前記フラップは、前記本体の下端に設けられ、前記開口を開閉し、前記本体の下端は、車両の燃料タンク（５１）と給油口（５２）とを接続するフィラーパイプ（５３）内に突入し、前記入口部は、前記燃料タンクとキャニスタ（５５）とを接続する燃料蒸気通路（５４）の前記燃料タンク側に接続され、前記出口部は、前記燃料蒸気通路の前記キャニスタ側に接続されている。

この構成によれば、燃料タンクからキャニスタに燃料蒸気を流す通路において、進入した液体の燃料をフィラーパイプに戻す気液分離装置を簡素な構成とすることができる。

以上の構成によれば、フラップ弁装置及びフラップ弁装置を備えた気液分離装置において、フラップ弁装置の小型化を図ると共に、組み付け作業を容易にすることができる。

実施形態に係るフラップ弁装置を備えた気液分離装置の斜視図 気液分離装置の横断面図 図２のIII−III断面図 図２のIV−IV断面図であって、フラップが閉じた状態を示す フラップ弁装置の側面図 気液分離装置を備えた自動車の燃料系を示す模式図 気液分離装置の動作を示す燃料系の断面図 気液分離装置の動作を示す燃料系の断面図

以下、図面を参照して、本発明に係るフラップ弁装置及びフラップ弁装置を備えた気液分離装置について説明する。本実施形態に係る気液分離装置は、自動車の燃料タンクとキャニスタとを接続する燃料蒸気通路に設けられ、分離した液体をフィラーパイプに戻すものである。

図１〜図３に示すように、気液分離装置１は、フラップ弁装置２を備えている。フラップ弁装置２は、開口４を有する本体５と、開口４を開閉するフラップ６と、本体５とフラップ６との間に設けられ、フラップ６を開方向に付勢する捩じりコイルばね７とを有している。

本体５は、上下に延びる筒形に形成され、その上端は閉じられ、下端が開口４となっている。本体５は、その内部に軸線方向に沿って延びる隔壁１１を有する。本体５の内部は、隔壁１１によって周方向に二分割され、それぞれ上下に延びる第１通路１２及び第２通路１３を形成している。隔壁１１の下端は、本体５の下端よりも上方に位置し、第１通路１２と第２通路１３の下端同士は互いに連通している。本体５の下端から所定の距離をおいた位置には、本体５の径方向に貫通し、本体５の内部と外部とを連通する透孔１４が形成されている。

本体５の上端部における側部には、それぞれ入口管１５及び出口管１６が突設されている。入口管１５及び出口管１６の基端は、本体５の外周部において１８０°の間隔をおいて配置されている。入口管１５及び出口管１６は、それぞれ本体５の外周部からそれぞれ接線方向に、かつ互いに相反する方向に延びている。入口管１５の内部は第１通路１２の上端部に連通し、出口管１６の内部は第２通路１３の上端部に連通している。入口管１５及び出口管１６は、先端が基端に対して下方に配置されるように傾斜している。入口管１５及び出口管１６の先端は、開口４となっている。

本体５の長手方向における中間部には、径方向外方に張り出した円形のフランジ１７が形成されている。フランジ１７の外周縁には、下方に向けて突出した縁壁１８が形成されている。縁壁１８は、フランジ１７の外周縁に沿って環状に形成されている。

本体５、入口管１５、出口管１６、及びフランジ１７は、樹脂によって一体に成形されている。本体５、入口管１５、出口管１６、及びフランジ１７は、二色成形によって形成され、本体５、入口管１５、出口管１６及びフランジ１７の外面側は外層によって形成され、本内面側は内層によって形成されている。外層は、内層よりも剛性が高い材料から形成されることが好ましく、例えばＨＤＰＥから形成される。内層は、シール層として機能する層であり、ガソリンの透過性が低い材料から形成されることが好ましく、例えばＰＡ６（ナイロン６）とＨＤＰＥとを混合した樹脂から形成される。フランジ１７の縁壁１８における下方を向く端面は、外層によって形成されている。

図１〜図５に示すように、本体５の下端における外側部には、一対の本体側軸受２１が設けられている。一対の本体側軸受２１は、本体５の接線方向に互いに距離をおいて配置されている。各本体側軸受２１には、本体５の接線方向に延び、互いに同軸となる軸受孔が形成されている。各軸受孔は、それぞれ貫通孔である。以下の説明では、各軸受孔の軸線は、説明の便宜上、左右方向に延びているものとする。

図１、図４及び図５に示すように、本体５の下端には、開口４を開閉するためのフラップ６が回動可能に取り付けられている。フラップ６は、円板状の蓋であり、ＰＯＭ等の樹脂から形成されている。図４に示すように、フラップ６は、内面部６Ａが外面部６Ｂに対して径方向に小さく形成されており、縁部が段違いに形成されている。外面部６Ｂの外径は本体５部の開口４の内径よりも大きく形成され、内径部の外径は本体５部の下端開口の内径よりも大きく形成されている。これにより、フラップ６は、内面部６Ａが開口４内に突入可能であり、外面部６Ｂが開口４内に突入不能になっている。内面部６Ａの外周部であって外面部６Ｂとの境界には、周方向に延びる環状の係止溝２３が形成されている。係止溝２３には、環状のシール部材２４が嵌め付けられる。これにより、フラップ６は閉位置において、外面部６Ｂがシール部材２４を介して開口４の縁部に当接する。

図１及び図５に示すように、フラップ６の外面部６Ｂの外周縁部には、一対のフラップ側軸受２５が設けられている。一対のフラップ側軸受２５は、フラップ６の外周縁において略接線方向に互いに距離をおいて配置されている。各フラップ側軸受２５には、フラップ６の外周縁における略接線方向に延び、互いに同軸となる軸受孔が形成されている。各軸受孔は、それぞれ貫通孔である。

フラップ６は、フラップ側軸受２５において本体５の本体側軸受２１に結合部材２７を介して回動可能に取り付けられる。結合部材２７は、軸状に延びるヒンジ軸部２７Ａと、ヒンジ軸部２７Ａの一端から延びる延長部２７Ｂとを有している。本実施形態では、結合部材２７は、断面円形の金属棒を屈曲させることによって形成されている。ヒンジ軸部２７Ａは、直線状に延びている。延長部２７Ｂは、ヒンジ軸部２７Ａの一端から屈曲してヒンジ軸部２７Ａに対して略直交する方向に延びる基端部２７Ｃと、基端部２７Ｃのヒンジ軸部２７Ａ側の端部と相反する端部から屈曲してヒンジ軸部２７Ａと平行に延びる中間部２７Ｄと、中間部２７Ｄの基端部２７Ｃ側の端部と相反する端部から屈曲してヒンジ軸部２７Ａと略直交する方向に延びる先端部２７Ｅとを有する。

フラップ６は、一対のフラップ側軸受２５の間に一対の本体側軸受２１が配置されるように、本体５に対して配置される。各フラップ側軸受２５の軸受孔及び各本体側軸受２１の軸受孔が同軸に配置された状態で、結合部材２７のヒンジ軸部２７Ａがフラップ側軸受２５の一方、本体側軸受２１の一方、本体側軸受２１の他方、フラップ側軸受２５の他方を順に貫通することによって、フラップ６は結合部材２７を介して本体５に回動可能に取り付けられる。この状態では、各フラップ側軸受２５及び各本体側軸受２１の軸受孔の軸線、及びヒンジ軸部２７Ａの軸線が左右方向に延在する。

結合部材２７は、ヒンジ軸部２７Ａが各フラップ側軸受２５及び各本体側軸受２１に挿入された状態で、本体５及びフラップ６に対して、ヒンジ軸部２７Ａを中心として回動可能になっている。結合部材２７がヒンジ軸部２７Ａを中心として回動することによって、延長部２７Ｂはフラップ６の外面部６Ｂに沿う位置に配置される。

図１、図４及び図５に示すように、フラップ６の外面部６Ｂにおける中央部には、断面が半円形の肉抜き孔２９が形成されている。フラップ６の外面部６Ｂであって、肉抜き孔２９を挟んで、一対のフラップ側軸受２５と相反する側の部分には、略直方体状の支持台３０が突設されている。支持台３０の肉抜き孔２９側に配置された第１側壁３０Ａは、一対のフラップ側軸受２５側を向き、ヒンジ軸部２７Ａと略平行に延びている。支持台３０の第１側壁３０Ａと相反する側部には、第２側壁３０Ｂが形成されている。支持台３０には、第１側壁３０Ａから第２側壁３０Ｂに、ヒンジ軸部２７Ａと略直交する方向に貫通するスロット３１が形成されている。スロット３１の横断面は、左右方向に長い扁平な長方形に形成されている。スロット３１には、後述する受け部材３３が挿入される。支持台３０の突出端面には、スロット３１に連通するスリット３４が形成されている。スリット３４は、ヒンジ軸部２７Ａと直交する方向に延び、端部が第１側壁３０Ａ部に開口している。

支持台３０の左右方向における両側部には、第１側壁３０Ａ及び第２側壁３０Ｂと直交するように、第３側壁３０Ｃ及び第４側壁３０Ｄが形成されている。第３側壁３０Ｃは、左右方向において、ヒンジ軸部２７Ａの先端側に対応する側（図５において紙面右側）に配置されている。フラップ６の外面部６Ｂにおいて、第３側壁３０Ｃと左右方向において所定の距離をおいた部分には第１凸部３６が突設されている。第１凸部３６は、ヒンジ軸部２７Ａと直交する方向に延びている。第３側壁３０Ｃと第１凸部３６とは、協働してヒンジ軸部２７Ａと直交する方向に延びる溝形の第１係止部３７を形成する。

フラップ６の外面部６Ｂには、第２凸部３８及び第３凸部３９が形成されている。第２凸部３８は、Ｌ字状をなし、フラップ６の外面部６Ｂの肉抜き孔２９よりもフラップ側軸受２５側において、一端がヒンジ軸部２７Ａと平行に延び、他端が支持台３０側に延び、肉抜き孔２９の内部に進入している。第２凸部３８の支持台３０側の端部は、第１側壁３０Ａと所定の距離を置いて配置されている。第３凸部３９は、左右方向において第２凸部３８の右側の端部と所定の距離をおいて配置されている。これにより、第３凸部３９と第２凸部３８とは、協働してヒンジ軸部２７Ａと直交する方向に延びる溝形の第２係止部４１を形成する。第２凸部３８の第３凸部３９と対向する端部は、第３凸部３９側に進むほど高さが低くなるように傾斜面に形成されている。

結合部材２７は、延長部２７Ｂがフラップ６の外面部６Ｂに沿って配置された状態において、中間部２７Ｄが第２凸部３８と支持台３０との間を通過すると共に第１側壁３０Ａに沿うように配置される。また、先端部２７Ｅが第１係止部３７内に配置される。先端部２７Ｅが第１係止部３７内に配置されることによって、先端部２７Ｅは第３側壁３０Ｃ及び第１凸部３６によって左右方向への移動が規制される。先端部２７Ｅが第１係止部３７に係止されることによって、結合部材２７は左右方向、すなわちヒンジ軸部２７Ａの軸線方向に移動が規制され、ヒンジ軸部２７Ａは本体側軸受２１及びフラップ側軸受２５に挿入された状態に維持される。

受け部材３３は、フラップ６を回動させる外部荷重が入力される部材である。受け部材３３は、金属製の帯状の板ばねを屈曲することによって形成されている。受け部材３３は、長手方向において、一端にスロット３１に挿入される挿入端部３３Ａを有し、中間部２７Ｄにヘアピン状に屈曲した屈曲部３３Ｂを有し、他端に入力荷重を受ける受圧部３３Ｃとを有している。

挿入端部３３Ａは、スロット３１を第２側壁３０Ｂ側から第１側壁３０Ａ側に貫通する。挿入端部３３Ａは、第２側壁３０Ｂに当接する肩部３３Ｄを有している。肩部３３Ｄは、受け部材３３をクランク状に屈曲することによって形成されている。肩部３３Ｄが第２側壁３０Ｂに当接することによって、挿入端部３３Ａのスロット３１への挿入長さが定まる。

挿入端部３３Ａは、先端部に湾曲部３３Ｅを有し、湾曲部３３Ｅはスロット３１の第１側壁３０Ａ側の開口端から外方に突出している。湾曲部３３Ｅは、撓むことによってスロット３１を通過し、通過した後に元の形状に復元する。これにより、挿入端部３３Ａがスロット３１から抜け止めされている。湾曲部３３Ｅには、コ字状のスリットによって切り起こされた弾性爪３３Ｆが形成されている。弾性爪３３Ｆの突出端は、第１側壁３０Ａ側を向いており、弾性爪３３Ｆの突出端が第１側壁３０Ａに突き当たることによって挿入端部３３Ａのスロット３１に対する抜け止めが一層確実になされる。

挿入端部３３Ａの先端と相反する側は、フラップ６の径方向外方に延びている。受圧部３３Ｃは、屈曲部３３Ｂを介して挿入端部３３Ａに連続し、フラップ６の径方向外方から径方向内方に延びる。受圧部３３Ｃは、フラップ６の中央側に進むにつれてフラップ６の外面部６Ｂとの距離が大きくなるように、傾斜して延びている。

受け部材３３がフラップ６に取り付けられ、挿入端部３３Ａが第１側壁３０Ａから突出することによって、挿入端部３３Ａは結合部材２７の中間部２７Ｄの上方を跨ぐように配置される。挿入端部３３Ａが中間部２７Ｄを係止することによって、結合部材２７のヒンジ軸部２７Ａを中心とした回動が規制され、先端部２７Ｅは第１係止部３７に係止された状態に維持される。すなわち、受け部材３３をフラップ６に取り付けることによって、結合部材２７のフラップ６からの脱落が阻止され、フラップ６は本体５に安定性よく支持される。

捩じりコイルばね７は、コイル部７Ａと、コイル部７Ａの両端に設けられ、コイル部７Ａの接線方向に延びる第１端部７Ｂ及び第２端部７Ｃとを有している。コイル部７Ａは、一対の本体側軸受２１の間に配置され、その内部にヒンジ軸部２７Ａが挿通される。これにより、コイル部７Ａはヒンジ軸部２７Ａに回動可能に支持される。本体５における一対の本体側軸受２１の間には、捩じりコイルばね７の第１端部７Ｂを係止するためのばね係止部４３が設けられている。ばね係止部４３は、本体５の長手方向に延びる孔であり、下端が開口している。捩じりコイルばね７の第１端部７Ｂは、ばね係止部４３に遊嵌し、孔壁に当接することによって、ばね係止部４３に係止される。

捩じりコイルばね７の第２端部７Ｃは、結合部材２７の中間部２７Ｄとフラップ６との間を通過し、スロット３１内に延びている。捩じりコイルばね７は本体５に対してフラップ６を開方向に付勢するものであり、第２端部７Ｃは中間部２７Ｄのフラップ６側を向く部分に当接し、係止される。

各本体側軸受２１部には、ストッパ４５が下方に向けて突設されている。フラップ６の外面部６Ｂには、各ストッパ４５が突き当たる受座４６が形成されている。各ストッパ４５が各受座４６に突き当たることによって、本体５に対するフラップ６の開位置（最大開位置）が定められる。

以上のように構成した気液分離装置１は、以下に示す手順に従って組み付けられる。最初に、各フラップ側軸受２５の間に各本体側軸受２１が配置され、各軸受孔が同軸となるように、本体５に対してフラップ６を配置する。次に、捩じりコイルばね７を本体５に対して配置する。このとき、捩じりコイルばね７の第１端部７Ｂをばね係止部４３に挿入して係止すると共に、コイル部７Ａを各本体側軸受２１の間に配置し、コイル部７Ａの軸線を各軸受２１、２５の軸線と一致させる。次に、結合部材２７のヒンジ軸部２７Ａを、互いに同軸に配置された各フラップ側軸受２５、各本体側軸受２１及び捩じりコイルばね７のコイル部７Ａに挿通する。これにより、ヒンジ軸部２７Ａを介して、本体５、フラップ６、捩じりコイルばね７が仮組みされる。

次に、結合部材２７の中間部２７Ｄとフラップ６との間に捩じりコイルばね７の第２端部７Ｃを配置する。この第２端部７Ｃの配置は、ヒンジ軸部２７Ａをフラップ側軸受２５等に挿入する際に同時に、或いは、ヒンジ軸部２７Ａの挿入が完了した後に行う。捩じりコイルばね７は、コイル部７Ａにおいて容易に撓むことができるため、ヒンジ軸部２７Ａの挿入後においても第２端部７Ｃの配置は容易に行うことができる。

次に、捩じりコイルばね７の付勢力に抗しつつ、ヒンジ軸部２７Ａを中心として結合部材２７をフラップ６の外面部６Ｂに接触するまで回動させる。これにより、結合部材２７の先端部２７Ｅが第１係止部３７内に配置されると共に、中間部２７Ｄが第１側壁３０Ａの近傍に配置される。このとき、結合部材２７と共に移動する捩じりコイルばね７の第２端部７Ｃは、スリット３４を通過してスロット３１内に進入すると共に、第２係止部４１内に配置される。第２端部７Ｃが、第２係止部４１内に進入するときには、第２端部７Ｃは第２凸部３８の傾斜面にガイドされ、第２係止部４１の所定の位置に配置される。第２端部７Ｃが第２係止部４１に配置されることによって、捩じりコイルばね７の左右方向における位置が定まる。

次に、受け部材３３の挿入端部３３Ａをスロット３１に挿入する。挿入端部３３Ａがスロット３１を通過するときには、湾曲部３３Ｅ及び弾性爪３３Ｆはスロット３１の孔壁に押されて撓み、挿入端部３３Ａはスロット３１を通過する。挿入端部３３Ａの先端がスロット３１を通過して突出すると、湾曲部３３Ｅが復元することによって、挿入端部３３Ａがスロット３１に対して抜け止めがなされる。また、弾性爪３３Ｆが復元することによって、その突出端が第１側壁３０Ａに当接し、受け部材３３のスロット３１に対する抜け止めがなされる。

挿入端部３３Ａがスロット３１から突出することによって、結合部材２７は中間部２７Ｄにおいて挿入端部３３Ａに係止され、ヒンジ軸部２７Ａを中心とした結合部材２７の回動が規制される。ヒンジ軸部２７Ａを中心とした結合部材２７の回動が規制されると、先端部２７Ｅは第１係止部３７に係止された状態に維持され、結合部材２７の左右方向における移動が規制される。これにより、ヒンジ軸部２７Ａの各本体側軸受２１、フラップ側軸受２５及び捩じりコイルばね７のコイル部７Ａからの抜け出しが規制される。このように、フラップ弁装置２の組み付けは、工具等を必要とせずに簡単な手順によって行われる。

図６〜図８を参照して、気液分離装置１を自動車に設ける際の構成について説明する。図６に示すように、自動車の燃料系５０は、燃料タンク５１と、燃料タンク５１と給油口５２とを接続するフィラーパイプ５３と、燃料蒸気を燃料タンク５１外に排出するための燃料蒸気通路５４と、燃料蒸気通路５４に設けられ、燃料蒸気を吸着するキャニスタ５５とを有している。キャニスタ５５に吸着された燃料は、図示しない吸気系の吸入負圧によってキャニスタ５５から放出され、吸気系を通過して内燃機関の燃焼室に流れる。

燃料蒸気通路５４の一端は、燃料タンク５１の上部に開口し、この開口にはフロート弁５７が設けられている。フロート弁５７は、燃料タンク５１内の液位に応じて上下し、液位が所定値以上になると燃料蒸気通路５４を閉じる。これにより、給油等によって燃料タンク５１内の燃料の液位が上昇した場合には、フロート弁５７によって燃料蒸気通路５４が閉じられ、液体の燃料の燃料蒸気通路５４への流入が抑制される。また、フロート弁５７が閉じられた後において給油を継続すると、フィラーパイプ５３内における燃料の液位が上昇し、給油装置の給油ノズル５８（給油ガン）に接触する。これにより、給油装置は燃料タンク５１の満状態を検出し、給油ノズル５８からの燃料の供給を停止する。

図７に示すように、フィラーパイプ５３の給油口５２付近の内部には、給油口５２を構成する内筒６１が挿入されている。内筒６１の外端部６１Ａは、内端部６１Ｂに比べて外径及び内径が大きく形成されており、外端部６１Ａの外周面はフィラーパイプ５３の内周面に接触している。内筒６１の内端部６１Ｂと外端部６１Ａの境界部は、内端側から外端側に進むにつれて径が大きくなるテーパ状に形成されている。内筒６１の内端には、内筒６１の内端を開閉するフラップ弁６３が回動可能に取り付けられている。フラップ弁６３は、図示しないばねによって閉方向に付勢されている。給油ノズル５８が給油口５２に挿入され、給油ノズル５８の先端がフラップ弁６３を押したときに、フラップ弁６３は開かれる。

フィラーパイプ５３において、フラップ弁６３よりも奥側（燃料タンク５１側）の部分の上部には、上下に貫通する取付孔６５が形成されている。取付孔６５の周囲は、フィラーパイプ５３の外方（上方）に突出し、ボス６６を形成している。取付孔６５には、気液分離装置１が取り付けられる。気液分離装置１のフランジ１７の縁壁１８の端面は、ボス６６の端面に当接し、振動溶着によって互いに接合されている。気液分離装置１の本体５の下端及びフラップ６は、フィラーパイプ５３内に突入している。開位置にあるフラップ６がフィラーパイプ５３の外端側を向くように、フラップ６がフラップ弁６３と対向するように、気液分離装置１はフィラーパイプ５３に配置される。

気液分離装置１の入口管１５は燃料蒸気通路５４の燃料タンク５１側に接続され、出口管１６は燃料蒸気通路５４のキャニスタ５５側に接続される。

以上のように構成した気液分離装置１では、燃料タンク５１内の液位が急激に上昇した場合や燃料タンク５１内において燃料の泡が発生した場合等において、液体の燃料がフロート弁５７を通過して燃料蒸気通路５４に進入した場合に、進入した液体の燃料をフィラーパイプ５３に排出することができる。燃料蒸気通路５４内を流れる燃料蒸気及び液体の燃料は気液分離装置１に流れる。図７に示すようにフラップ６が開いている場合には、燃料蒸気は第１通路１２を上から下に流れた後、第２通路１３に直接、或いはフィラーパイプ５３の内部を通過して第２通路１３に流れ、第２通路１３を下から上に流れて出口管１６を通過し、キャニスタ５５に流れる。一方、液体の燃料は、重力によって第１通路１２を上から下に流れ、落下してフィラーパイプ５３内に流れる。フィラーパイプ５３に流れた液体の燃料は燃料タンク５１に流れて回収される。このようにして、燃料蒸気通路５４内の燃料は、気体と液体に分離される。気液分離装置１のフラップ弁装置２は、分離した液体を外部に排出口として機能する。

図８に示すように、給油口５２に給油ノズル５８が挿入され、フラップ弁６３が開かれると、フラップ６は受け部材３３においてフラップ６に押され、捩じりコイルばね７の付勢力に抗して閉位置に配置される。受け部材３３が弾性変形可能であるため、フラップ弁６３が所定の開位置以上に開くと、フラップ６は閉位置に維持される。すなわち、フラップ弁６３は、フラップ６が閉位置に到達するときの開位置以上に開くことができる。また、受け部材３３が弾性変形することによって、フラップ６は閉方向に付勢され、シール部材２４を介して本体５の下端に当接する。給油ノズル５８が挿入されたときに、フラップ６が閉じられることによって、給油ノズル５８からフィラーパイプ５３内に供給される液体の燃料が気液分離装置１内に進入することが防止される。

フラップ６が閉位置にあるときに、フラップ６の内面部６Ａと隔壁１１の下端との間には隙間が形成される。そのため、フラップ６が閉位置にあっても第１通路１２と第２通路１３とは下端において互いに連通している。燃料蒸気通路５４内を流れる燃料蒸気及び液体の燃料は、共に第１通路１２を上から下に流れる。その後、燃料蒸気は、第２通路１３を下から上に流れて出口管１６を通過し、キャニスタ５５に流れる。一方、液体の燃料は、重力によって、第２通路１３を下から上に流れることができず、本体５の下端、すなわちフラップ６の内面部６Ａの上方に捕集される。捕集される液体の燃料が所定量以上になると、液体の燃料は透孔１４を通ってフィラーパイプ５３内に排出される。これにより、第１通路１２及び第２通路１３の連通状態は常に維持される。また、透孔１４は、フラップ６が閉位置にあるときに、本体５の第１通路１２及び第２通路１３と、フィラーパイプ５３の内部とを連通する。これにより、燃料蒸気通路５４から第１通路１２及び第２通路１３に流入する燃料蒸気の一部は、透孔１４を通過してフィラーパイプ内に流入し、再び燃料タンク５１へと戻ることができる。

給油口５２から給油ノズル５８が引き抜かれ、フラップ弁６３が閉位置に回動すると、フラップ６は捩じりコイルばね７の付勢力を受けて開位置に回動し、フラップ６の内面部６Ａの上方に捕集された液体の燃料はフィラーパイプ５３内に排出される。

以上のように構成したフラップ弁装置２、及びフラップ弁装置２を備えた気液分離装置１の効果について説明する。本実施形態に係るフラップ弁装置２及び気液分離装置１では、本体５、フラップ６、結合部材２７、捩じりコイルばね７、及び受け部材３３の組み付けが、係止構造によって行われ、工具等を使用した加締めを必要としない。また、フラップ６の外面部６Ｂに係止される受け部材３３を利用して延長部２７Ｂを係止するため、延長部２７Ｂをフラップ６の所定の位置に配置した後に、受け部材３３をフラップ６に係止することによって延長部２７Ｂをフラップ６に係止することができ、延長部２７Ｂをフラップ６に対して係止する作業が容易になる。

また、受け部材３３がフラップ６に係止されていない状態では、延長部２７Ｂはヒンジ軸部２７Ａを中心として回動することによって、容易に第１係止部３７に移動することができ、延長部２７Ｂの第１係止部３７への配置が容易である。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、本実施形態では、第１係止部３７は、第３側壁３０Ｃと第１凸部３６とを含み溝形に形成されているが、他の実施形態では第１凸部３６を省略し、第３側壁３０Ｃのみで第１係止部３７を構成するようにしてもよい。すなわち、第１係止部３７は、結合部材２７の左右両側への移動を規制することが必須ではなく、ヒンジ軸部２７Ａの各軸受からの抜け出し方向を少なくとも規制すればよい。

１…気液分離装置、２…フラップ弁装置、４…開口端、５…本体、６…フラップ、６Ａ…内面部、６Ｂ…外面部、７…捩じりコイルばね、７Ａ…コイル部、７Ｂ…第１端部、７Ｃ…第２端部、１１…隔壁、１２…第１通路、１３…第２通路、１５…入口管（入口部）、１６…出口管（出口部）、２１…本体側軸受、２３…係止溝、２４…シール部材、２５…フラップ側軸受、２７…結合部材、２７Ａ…ヒンジ軸部、２７Ｂ…延長部、２７Ｃ…基端部、２７Ｄ…中間部、２７Ｅ…先端部、３０…支持台、３１…スロット（貫通孔）、３３…受け部材、３３Ａ…挿入端部、３３Ｂ…屈曲部、３３Ｃ…受圧部、３３Ｄ…肩部、３３Ｅ…湾曲部、３３Ｆ…弾性爪（係止爪）、３６…第１凸部、３７…第１係止部、３８…第２凸部、３９…第３凸部、４１…第２係止部、４３…ばね係止部、５０…燃料系、５１…燃料タンク、５２…給油口、５３…フィラーパイプ、５４…燃料蒸気通路、５５…キャニスタ、５７…フロート弁、５８…給油ノズル

Claims (8)

1. 開口を有する本体と、前記開口を開閉するフラップと、前記本体と前記フラップとの間に設けられ、前記フラップを開方向に付勢する捩じりコイルばねとを有する常開型のフラップ弁装置であって、
   前記本体に設けられた本体側軸受と、
   前記フラップに設けられたフラップ側軸受と、
   前記本体側軸受、前記フラップ側軸受、及び前記捩じりコイルばねのコイル部を共に貫通し、前記フラップの回動軸となるヒンジ軸部、及び前記ヒンジ軸部の一端から前記フラップの外面部に延びる延長部を有する結合部材と、
   前記本体に設けられ、前記捩じりコイルばねの一端を係止するばね係止部とを有し、
   前記捩じりコイルばねの他端が前記延長部に係止され、前記延長部が前記フラップの前記外面部に係止されることを特徴とするフラップ弁装置。
2. 前記フラップの前記外面部に係止され、前記フラップを閉方向に回動させる荷重を受ける受け部材を更に有し、
   前記受け部材は、前記延長部を前記フラップの前記外面部に係止することを特徴とする請求項１に記載のフラップ弁装置。
3. 前記フラップの前記外面部に設けられて前記延長部を係止し、前記ヒンジ軸部の軸線方向への前記延長部の前記フラップに対する相対移動を規制する一方、前記ヒンジ軸部を中心とした前記延長部の前記フラップに対する相対回動を許容する第１係止部を更に有し、
   前記受け部材が、前記フラップに係止された状態で、前記ヒンジ軸部を中心とした回動方向において前記延長部を係止し、前記延長部が前記ヒンジ軸部を中心とした回動方向において前記捩じりコイルばねの前記他端を係止することを特徴とする請求項２に記載のフラップ弁装置。
4. 前記フラップの前記外面部には、貫通孔が形成され、
   前記受け部材は、前記貫通孔を貫通し、前記貫通孔から突出した先端部において、前記延長部を係止し、前記先端部に前記貫通孔の縁部に係止される係止爪を有することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のフラップ弁装置。
5. 前記フラップの前記外面部には、前記捩じりコイルばねの前記他端を係止し、前記ヒンジ軸部の軸線方向への前記捩じりコイルばねの前記他端の前記フラップに対する相対移動を規制する一方、前記ヒンジ軸部を中心とした前記捩じりコイルばねの前記他端の前記フラップに対する相対回動を許容する第２係止部が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つの項に記載のフラップ弁装置。
6. 前記フラップは、閉位置において前記フラップと前記本体との間をシールするシール部材を有することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つの項に記載のフラップ弁装置。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか１つの項に記載のフラップ弁装置を備えた気液分離装置であって、
   前記フラップ弁装置は、分離した液体の排出口をなすことを特徴とする気液分離装置。
8. 前記本体は、上下に延び、上端が閉じられ、下端が前記開口を形成する管であり、
   前記本体の内部は、隔壁によってそれぞれ上下に延びる第１通路及び第２通路に分割され、前記第１通路の上端部には流体が流入する入口部が形成され、前記第２通路の上端部には流体が排出される出口部が形成され、
   前記フラップは、前記本体の下端に設けられ、前記開口を開閉し、
   前記本体の下端は、車両の燃料タンクと給油口とを接続するフィラーパイプ内に突入し、
   前記入口部は、前記燃料タンクとキャニスタとを接続する燃料蒸気通路の前記燃料タンク側に接続され、
   前記出口部は、前記燃料蒸気通路の前記キャニスタ側に接続されていることを特徴とする請求項７に記載の気液分離装置。

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