JP2005199792A - 燃料遮断弁および燃料タンクの給油装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 給油時の大気への燃料蒸気の排出を抑え、給油口からの燃料の吹き返しなどをなくし、コスト削減が達成できる燃料タンクの給油装置を、簡単な構成の燃料遮断弁20により実現する。
【解決手段】 燃料遮断弁20は、ケーシング本体30と、キャニスタCTに接続するための第1の接続通路44aおよび燃料タンクFTの外部に配置されたブリーザ管BPに接続するための第2の接続通路46aとを有する蓋体40と、第1の接続通路44aを開閉する第1のフロート60と、第2の接続通路46aを開閉する第2のフロート70と、を備えている。第2のフロート70は、燃料液位が第1の液位FL1を越えたときに第2の接続通路46aを閉じ、第1のフロート60は、第1の液位FL1より高い第2の液位FL2を越えたときに第1の接続通路44aを閉じるように構成されている。
【選択図】 図1

Description

本発明は、燃料タンクの上部に装着され、燃料タンク内の燃料液位に応じて燃料タンク内と外部とを連通遮断する燃料遮断弁および燃料タンクの給油装置に関する。
従来、この種の燃料タンクの給油装置として、ブリーザ管の先端部を燃料タンクに挿入し、この先端部分にフロート弁を設け、キャニスタへの通路を遮断する前の段階でフロート弁を閉じることで、燃料蒸気をキャニスタへ導くとともに燃料注入管に戻す燃料蒸気をなくして大気への放出量を低減する技術が知られている(例えば、特許文献1)。しかし、ブリーザ管を燃料タンクに挿入しているので、その接続部分のシールを必要とする複雑な構成となり、また、燃料遮断弁の他にフロート弁を別途設ける必要があるので、部品点数が増加するという問題がある。
こうした課題に対処する技術として、燃料タンクと、燃料タンクに燃料を供給する燃料注入管と、燃料タンクの上部に設置された燃料遮断弁と、燃料遮断弁にキャニスタ連通管を介して接続されたキャニスタと、キャニスタ連通管から分岐して燃料注入管に接続されたブリーザ管とを備える技術が開示されている(例えば、特許文献2)。
この構成によると、給油時に、燃料タンク内の燃料蒸気は、キャニスタ連通管を通じてキャニスタに送られて回収され、また、キャニスタ連通管から分岐したブリーザ管を通じて燃料注入管に導かれ、さらに燃料注入管を流れる燃料により燃料タンク内に戻される。これにより、キャニスタに流れる燃料蒸気を減らしてキャニスタの容量を小さくしている。そして、燃料タンク内の燃料が満タンに達したときに、燃料遮断弁がキャニスタ連通管およびブリーザ管への通路を同時に閉じている。
しかし、特許文献2の技術では、キャニスタ連通管とブリーザ管を同時に閉じているために、急激に圧力が上がり、燃料の吹き戻しなどが起こりやすくなる。また、キャニスタ連通管とブリーザ管とからなる燃料導管を一体成形することは一般に困難であり、燃料導管の分岐点に3方向ジョイントが必要になる。このため、燃料導管のシール箇所が増えるという問題点もある。
米国特許第4974645号明細書 特開2003−148264号公報
本発明は、上記従来の技術の問題を解決するものであり、大気への燃料蒸気の排出を抑え、給油口からの燃料の吹き返しなどをなくし、コスト低減を達成できる簡単な構成の燃料遮断弁および燃料タンクの給油装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するためになされた本発明は、
燃料タンクの上部に装着され、該燃料タンク内の燃料液位に応じて上記燃料タンクと外部とを連通遮断する燃料遮断弁において、
上記燃料タンク内に連通する弁室を形成するケーシング本体と、上記ケーシング本体の上部に形成され上記燃料タンクの外部に配置されたキャニスタに接続される第1の接続通路と、上記ケーシング本体の上部に形成され上記燃料タンクの外部に配置されたブリーザ管に接続される第2の接続通路と、を備えたケーシングと、
上記弁室内に配置されるとともに上記燃料液位に応じて昇降する第1のフロートと、
上記第1のフロートの上部に配置された上記燃料液位に応じて昇降する第2のフロートと、
を備え、
上記第2のフロートは、上記燃料液位が第1の液位を越えたときに第2の接続通路を閉じ、第1のフロートは、上記第1の液位より高い第2の液位により第1の接続通路を閉じるように構成した燃料遮断弁。
また、他の発明は、燃料タンクと、該燃料タンクに燃料を供給する燃料注入管と、上記燃料タンクの上部に設置された燃料遮断弁と、該燃料遮断弁にキャニスタ連通管を介して接続されたキャニスタと、上記燃料遮断弁と燃料注入管とを接続するブリーザ管とを備え、
上記燃料遮断弁は、
上記弁室内に配置されるとともに上記燃料液位に応じて昇降する第1のフロートと、
上記第1のフロートの上部に配置された上記燃料液位に応じて昇降する第2のフロートと、
を備え、
上記第2のフロートは、上記燃料液位が第1の液位を越えたときに第2の接続通路を閉じ、第1のフロートは、上記第1の液位より高い第2の液位により第1の接続通路を閉じるように構成したこと、を特徴とする。
本発明によると、燃料注入管から燃料が供給されると、燃料タンク内の上部に溜まっていた燃料蒸気は、燃料タンク内の燃料液位の上昇につれて、弁室、第1の接続通路を通じてキャニスタ側へ逃がされるとともに、第2の接続通路、ブリーザ管を通じて燃料注入管へ戻される。そして、燃料液位が第1の液位を越えると、第2のフロートは、第2の接続通路を閉じる。さらに、給油ガンからの給油を継続すると、燃料タンクの燃料液面が第2の液位を越え、第2のフロートは、第1の接続通路を閉じてキャニスタへ燃料が流出するのを防止する。
また、上記燃料遮断弁によれば、キャニスタに接続される第1の接続通路と、ブリーザ管に接続される第2の接続通路とを1つの弁で順次開閉し、複数の弁で開閉する構成でないから、部品点数が増加しない。
また、ブリーザ管は、キャニスタに接続される燃料遮断弁を利用して燃料注入管に接続され、燃料タンクに直接接続されていないので、燃料タンクへの取付構造を簡単にできる。
また、燃料遮断弁は、キャニスタに接続される第1の接続通路を閉じる前の第1の液位で、ブリーザ管に接続される第2の接続通路を閉じ、第2の接続通路を閉じた後の燃料蒸気は、キャニスタに回収されるから、燃料注入管から注入口を通じて、大気に飛散する燃料蒸気を低減できる。
以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするために、以下本発明の好適な実施例について説明する。
(1) 燃料タンクFTの概略構成
図1は自動車の燃料タンクの給油装置を示す概略構成図である。燃料タンクFTは、エチレンビニルアルコール共重合体(EVOH)から形成されたバリア層と、ポリエチレン(PE)から形成された外層とを備えている。燃料タンクFTの上部には、燃料注入管IPが接続されている。この燃料注入管IPは、燃料キャップにより開閉される注入口IPaを備えており、この注入口IPaを通じて給油ガンから燃料が燃料タンクFTに供給される。また、燃料タンクFTの上部のタンク上壁FTaには、取付穴FTcが形成されており、燃料遮断弁20がその下部を取付穴FTcに突入した状態で取り付けられている。燃料遮断弁20は、キャニスタ連通管CPを介してキャニスタCTに接続され、ブリーザ管BPを介して燃料注入管IPに接続されている。
燃料遮断弁20は、給油時などに燃料タンクFT内の燃料が所定の液位まで上昇したときに、キャニスタCTへの燃料の流出を規制するとともに、ブリーザ管BPを閉じる弁である。ここで、上記所定の液位とは、ブリーザ管BPを閉じて燃料が満タンに近づいていることを意味する第1の液位FL1と、第1の液位FL1より高くかつ給油時に燃料が満タンであることを意味する第2の液位FL2である。以下、燃料遮断弁20の各部の構成および作用について説明する。
(2) 各部の構成
図2は本発明の一実施例にかかる燃料遮断弁20を示す断面図、図3は燃料遮断弁20を分解して示す断面図である。燃料遮断弁20は、ケーシング本体30と、蓋体40と、フロート集合体50を構成する第1のフロート60および第2のフロート70と、スプリング68と、スプリング78とを備えている。
(2)−1 ケーシング本体30
図3において、ケーシング本体30は、側壁32と底壁34とを備え、側壁32と底壁34とにより囲まれたカップ形状の弁室30Sを形成し、その上部を開口としている。側壁32の上部には、フランジ32aが形成されており、このフランジ32aが蓋体40の下面に溶着することにより蓋体40と一体になる。また、側壁32には、燃料タンクFTの上部を弁室30Sに通気(連通)するための連通孔32bが形成されている。また、底壁34の中央には、燃料タンクFTから弁室30Sに通気(連通)される連通孔34aが形成されている。
(2)−2 蓋体40
蓋体40は、取付穴FTc(図2参照)を塞ぐための蓋本体41を備えている。この蓋本体41は、PE(マレイン酸変性ポリエチレン)から形成された外層42aと、外層42aの内面に耐燃料透過性に優れたPA(ポリアミド)から積層形成された内層42bとを備えている。蓋本体41の下部には、フランジ43が形成されている。このフランジ43の下部には、環状溶着部43aが形成され、燃料タンクFTのタンク上壁FTaに熱溶着される。また、フランジ43の下面には、内層42bの一部で構成される溶着面43bが形成されており、この溶着面43bにフランジ32aが溶着されることでケーシング本体30が蓋体40に一体になっている。
蓋体40には、第1通路形成部44および第2通路形成部46により2つの通路が形成されている。第1通路形成部44は、第1の接続通路44aを備え、蓋本体41の上部の第1管体部45の第1管体通路45aに接続されている。第1通路形成部44の下端には、第1シート部44bが形成されている。第2通路形成部46は、蓋本体41の中央から下方に向けて筒状に形成されており、第2の接続通路46aを備えている。第2の接続通路46aは、第2管体部47の第2管体通路47aに接続されている。第2通路形成部46の下端には、第2シート部46bが形成されている。
上記第1管体部45は、キャニスタ連通管CPに接続され、上記第2管体部47は、ブリーザ管BPに接続されている。
(2)−3 フロート集合体50
フロート集合体50は、第1遮断弁52と、第2遮断弁54の一部を構成している。第1遮断弁52は、燃料タンクFTとキャニスタCTとを連通遮断するものであり、第1のフロート60を中心に構成されている。第2遮断弁54は、燃料タンクFTとブリーザ管BPとを連通遮断するものであり、第2のフロート70を中心に構成されている。
(2)−3−1 第1のフロート60
第1のフロート60は、上壁部と、上壁部の外周から下方に形成された円筒状の側壁部とを備えた容器形状に構成された第1のフロート本体60Mと、第1のフロート本体60Mの上部に装着されたゴム弁体66とを備えている。第1のフロート本体60Mの上部内側スペースは、第2のフロート70の下部を収容するための収納室60Cになっている。また、第1のフロート本体60Mの下部内側スペースは、下方に向けて開放された浮力室60Sになっている。上記収納室60Cと浮力室60Sとは、連通路62aにより接続されている。第1のフロート本体60Mは、大径部62と、この大径部62の上部に一体成形された小径部64とを備えている。大径部62の外周部には、側壁32の内壁にガイドされるガイド突条62bが軸方向に沿って複数形成されている。また、小径部64の上部には、開口64aが形成されている。
上記ゴム弁体66は、第1のフロート本体60Mの上部に形成された弁支持凹所64bに装着されている。ゴム弁体66は、ゴム材料で形成されており、ドーナツ状のシート部を備えている。ゴム弁体66の上面は、着座面66aとなっており、第1のフロート60の昇降によって第1シート部44bに着離する。第1のフロート60は、浮力室60S内に配置されたスプリング68により支持されている。すなわち、スプリング68は、その下端が底壁34のスプリング受け部34b上に位置決めされて、上端が浮力室60Sの上壁を支持している。
(2)−3−2 第2のフロート70
第2のフロート70は、下部を開放した浮力室70Sを有し、大径部72と、大径部72の上部に一体成形された小径部74とを備えている。小径部74の上面は、第2シート部46bに着離することで第2の接続通路46aを開閉する着座面74aになっている。第2のフロート70は、浮力室70S内に配置されたスプリング78により支持されている。スプリング78は、その下端が収納室60Cの下壁に着座し、上端が浮力室70Sの上壁を支持している。
(3) 燃料遮断弁の給油時における動作
(3)−1 給油動作
次に、燃料遮断弁20の動作について説明する。図2に示す燃料遮断弁20の開弁状態から、給油ガンにより燃料タンクFTに燃料が供給されると、燃料タンクFT内の上部に溜まっていた燃料蒸気は、燃料タンクFT内の燃料液位の上昇につれて側壁32の連通孔32b、弁室30S、第1の接続通路44a、第1管体通路45aを通じてキャニスタCT側へ逃がされるとともに、第2の接続通路46a、第2管体通路47aを通じてブリーザ管BPから燃料注入管IPへ戻される。よって、燃料タンクFT内の燃料蒸気は、ブリーザ管BP、燃料注入管IPを通じて燃料タンクFTに戻されるから、キャニスタCTへ流れる量が減らされる。
さらに、燃料タンクFT内の燃料液位が上昇するにつれて、図4に示すように、液体燃料は、連通孔34aを通じて弁室30Sに流入することで、第1のフロート60の浮力を増大させる。そして、燃料液位が第1の液位FL1を越えると、第2のフロート70の着座面74aは、第2シート部46bに着座することにより第2の接続通路46aが閉じられる。これにより、燃料注入管IPから燃料タンクFTへの通路が閉じられるから、燃料注入管IPから大気への燃料蒸気の飛散を防止することができる。
さらに、給油ガンからの給油を継続して、図5に示すように、燃料タンクFTの燃料液面が第2の液位FL2を越えると、弁室30Sに入った燃料により第1のフロート60の浮力が増大することで第1のフロート60が上昇する。そして、ゴム弁体66が第1シート部44bに着座すると第1の接続通路44aを閉じる。このとき、第2のフロート70の着座面74aが既に第2シート部46bに当たっているが、第1のフロート60の上昇につれて、収納室60C内の燃料が連通路62aを通じて排出されるから、第1のフロート60の上昇への妨げとならない。このように、第1のフロート60は、第1の液位FL1を越えて第2の液位FL2に達したときに、第1の接続通路44aを閉じてキャニスタCTへ燃料が流出するのを防止する。第1の接続通路44aが閉じられると、燃料タンクFTに圧力が上昇するので、給油ガンのオートストップ機能が働く。このように、初めに第2の接続通路46aを閉じ、続いて第1の接続通路44aを閉じることで、燃料タンクFT内の圧力は段階的に上昇する。このため、急激な圧力上昇が抑えられ、吹き返しなどを防止することができる。
(3)−2 開弁動作
燃料タンクFT内の燃料が消費されて燃料液面が低下すると、第1および第2のフロート60,70は、その浮力を減少して下降して、第1の接続通路44aおよび第2の接続通路46aを開く(図5から図4への状態)。
(4) 燃料遮断弁20の作用効果
上記燃料遮断弁20によれば、上述の作用・効果のほかに、以下の作用効果を奏する。
(4)−1 燃料遮断弁20は、キャニスタCTに接続される第1の接続通路44aと、ブリーザ管BPに接続される第2の接続通路46aとを1つの弁で順次開閉し、複数の弁で開閉する構成でないから、部品点数が増加しない。
(4)−2 ブリーザ管BPは、キャニスタCTに接続される燃料遮断弁20を介して燃料注入管IPに接続されているので、従来の技術で説明したような燃料タンクFTを貫通しその接続部分をシールする構成でないので、燃料タンクFTとのシール箇所を減らすことができ、コスト削減を達成できる。
(4)−3 給油時に、燃料遮断弁20は、第1の液位FL1を越えるまではブリーザ管BP側の第2の接続通路46aを開くことで、燃料蒸気をブリーザ管BP、燃料注入管IPを通じて燃料タンクFTに戻し、キャニスタCTへ流す燃料蒸気の量を減らしているから、キャニスタCTの容量を小さくできる。
(4)−4 燃料遮断弁20は、キャニスタCTに接続される第1の接続通路44aを閉じる前の第1の液位FL1を越えると、ブリーザ管BPに接続される第2の接続通路46aを閉じるから、第2の接続通路46aを閉じた後の燃料蒸気は、キャニスタCTに回収され、よって燃料注入管IPから注入口IPaを通じて、大気に飛散する燃料蒸気を低減できる。
(5) 他の実施例
図6は他の実施例にかかる燃料遮断弁100を示す断面図である。本実施例は、第1のフロート160および第2のフロート170から構成されるフロート集合体150の構成に特徴を有している。第1のフロート160は、その上部に突設された支持突部164を備えている。この支持突部164には、第2のフロート170が支持されている。第2のフロート170は、スペース170Sを有し下方を開放したキャップ形であり、大径部172と、大径部172の上部に一体成形された小径部174とを備えている。小径部174の上面は、第2シート部146bに着離することで第2の接続通路146aを開閉する着座面174aになっている。第2のフロート170は、スペース170S内に配置されたスプリング178により支持されている。スプリング178は、その下端が第1のフロート160の上面に位置決めされ、上端が第2のフロート170の内壁の段部172aを支持している。
上記燃料遮断弁100の構成において、給油に伴う燃料タンク内の燃料液面の上昇につれて、第1および第2のフロート160,170が上昇して第2のフロート170の着座面174aが第2シート部146bに着座して第2の接続通路146aを閉じる。さらに、燃料液面の上昇により、第1のフロート160は、第2のフロート170が第2シート部146bで拘束されているから、スプリング178を圧縮しつつ上昇する。そして、ゴム弁体166が第1シート部144bに着座して第1の接続通路144aを閉じる。この燃料遮断弁100の構成によっても、2段階で2つの接続通路を閉じることができる。
なお、この発明は上記実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。
自動車の燃料タンクの給油装置を説明する概略構成図である。 本発明の一実施例にかかる燃料遮断弁を示す断面図である。 燃料遮断弁を分解して示す断面図である。 燃料遮断弁の動作を説明する説明図である。 図4に続く動作を説明する説明図である。 他の実施例にかかる燃料遮断弁を示す断面図である。
符号の説明
20...燃料遮断弁
30...ケーシング本体
30S...弁室
32...側壁
32a...フランジ
32b...連通孔
34...底壁
34a...連通孔
34b...スプリング受け部
40...蓋体
41...蓋本体
42a...外層
42b...内層
43...フランジ
43a...環状溶着部
43b...溶着面
44...第1通路形成部
44a...第1の接続通路
44b...第1シート部
45...第1管体部
45a...第1管体通路
46...第2通路形成部
46a...第2の接続通路
46b...第2シート部
47...第2管体部
47a...第2管体通路
50...フロート集合体
52...第1遮断弁
54...第2遮断弁
60...第1のフロート
60C...収納室
60M...第1のフロート本体
60S...浮力室
62...大径部
62a...連通路
62b...ガイド突条
64...小径部
64a...開口
64b...弁支持凹所
66...ゴム弁体
66a...着座面
68...スプリング
70...第2のフロート
70S...浮力室
72...大径部
74...小径部
74a...着座面
78...スプリング
100...燃料遮断弁
144b...第1シート部
146a...第2の接続通路
146b...第2シート部
150...フロート集合体
160...第1のフロート
164...支持突部
166...ゴム弁体
170...第2のフロート
170S...スペース
172...大径部
172a...段部
174...小径部
174a...着座面
178...スプリング
FT...燃料タンク
FTa...タンク上壁
FTc...取付穴
IP...燃料注入管
IPa...注入口
BP...ブリーザ管
CP...キャニスタ連通管
CT...キャニスタ
FL1...第1の液位
FL2...第2の液位

Claims (4)

  1. 燃料タンク(FT)の上部に装着され、該燃料タンク(FT)内の燃料液位に応じて上記燃料タンク(FT)内と外部とを連通遮断する燃料遮断弁において、
    上記燃料タンク(FT)内に連通する弁室(30S)を形成するケーシング本体(30)と、上記ケーシング本体(30)の上部に形成され上記燃料タンク(FT)の外部に配置されたキャニスタ(CT)に接続するための第1の接続通路(44a)と、上記ケーシング本体(30)の上部に形成され上記燃料タンク(FT)の外部に配置されたブリーザ管(BP)に接続するための第2の接続通路(46a)と、を備えたケーシングと、
    上記弁室(30S)内に配置されるとともに上記燃料液位に応じて昇降することで上記第1の接続通路(44a)を開閉する第1のフロート(60)と、
    上記弁室(30S)内に配置されるとともに上記燃料液位に応じて昇降することで上記第2の接続通路(46a)を開閉する第2のフロート(70)と、
    を備え、
    上記第2のフロート(70)は、上記燃料液位が第1の液位(FL1)を越えたときに上記第2の接続通路(46a)を閉じ、上記第1のフロート(60)は、上記第1の液位(FL1)より高い第2の液位(FL2)を越えたときに上記第1の接続通路(44a)を閉じるように構成したこと、を特徴とする燃料遮断弁。
  2. 請求項1に記載の燃料遮断弁において、
    上記第2のフロート(70)は、上記第1のフロート(60)の上部で昇降可能に支持されている燃料遮断弁。
  3. 請求項2に記載の燃料遮断弁において、
    上記第1の接続通路(44a)は、上記第2の接続通路(46a)を取り囲むように配置されている燃料遮断弁。
  4. 燃料タンク(FT)と、該燃料タンク(FT)に燃料を供給する燃料注入管(IP)と、上記燃料タンク(FT)の上部に設置された燃料遮断弁(20)と、該燃料遮断弁(20)にキャニスタ連通管(CP)を介して接続されたキャニスタ(CT)と、上記燃料遮断弁(20)と燃料注入管(IP)とを接続されたブリーザ管(BP)とを備え、
    上記燃料遮断弁(20)は、
    上記燃料タンク(FT)内に連通する弁室(30S)を形成するケーシング本体(30)と、上記ケーシング本体(30)の上部に形成され上記キャニスタ連通管(CP)に接続される第1の接続通路(44a)と、上記ケーシング本体(30)の上部に形成され上記ブリーザ管(BP)に接続される第2の接続通路(46a)と、を備えたケーシングと、
    上記弁室(30S)内に配置されるとともに上記燃料液位に応じて昇降することで上記第1の接続通路(44a)を開閉する第1のフロート(60)と、
    上記弁室(30S)内に配置されるとともに上記燃料液位に応じて昇降することで上記第2の接続通路(46a)を開閉する第2のフロート(70)と、
    を備え、
    上記第2のフロート(70)は、上記燃料液位が第1の液位(FL1)を越えたときに第2の接続通路(46a)を閉じ、上記第1のフロート(60)は、上記第1の液位(FL1)より高い第2の液位(FL2)を越えたときに上記第1の接続通路(44a)を閉じるように構成したこと、
    を特徴とする燃料タンクの給油装置。
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