JP2005308216A - 燃料流出防止弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 各弁体の張り付きが防止でき、シール性を長期間保持することのできる燃料流出防止弁装置を提供する。
【解決手段】 第１、第２オリフィス４Ａ，４Ｂを介して燃料タンクの外へ通じる流通路６に連通する第１、第２空洞部３Ａ，３Ｂが並列に設けられ、第１、第２空洞部３Ａ，３Ｂには燃料タンクの内部に連通する開口５が設けられたハウジング１と、第１、第２空洞部３Ａ，３Ｂ内で移動して第１、第２オリフィス４Ａ，４Ｂを開閉する第１、第２弁体１１Ａ，１１Ｂとを備えた燃料流出防止弁装置において、第２オリフィス４Ｂの断面積を第１オリフィス４Ａの断面積よりも小さくし、第２弁体１１Ｂが、その張り付き力に抗して第１弁体１１Ａが第１オリフィス４Ａを開放するよりも先に第２オリフィス４Ｂを開放する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、例えば自動車の燃料タンクに取り付けられ、通常時に燃料タンク内を大気に連通させることにより、燃料蒸気を燃料タンク外へ逃がして燃料タンク内の圧力の上昇を防止し、自動車が転倒したり、急加速したり、または急ハンドルを切ったときに燃料が燃料タンク外へ流出するのを防止する燃料流出防止弁装置に関するものである。

上記した燃料流出防止弁装置は、燃料蒸気を燃料タンク外へ速やかに逃がして燃料タンク内の圧力の上昇を防止するため、オリフィスの断面積を大きくするのが望ましい。
しかし、オリフィスの断面積を大きくすると、オリフィスを開閉する弁体と弁座との接触面積が大きくなるので、弁体が弁座に張り付く現象が発生する。

このように弁体が弁座に張り付いた状態で、燃料タンク内の燃料蒸気の圧力が上昇すると、燃料蒸気の圧力によって弁体が弁座に押し付けられ、この力に逆らって弁体を移動させることにより、オリフィスを開放させるのはむずかしいため、一般的に、オリフィスの直径を小さくして弁体と弁座との接触面積を小さくすることにより、弁体が弁座に張り付く力を小さくしている。
しかしながら、オリフィスの直径を小さくすると、燃料蒸気を燃料タンク外へ速やかに逃がすことができなくなる。

そこで、ハウジングに設けた大径の第１オリフィスを開閉する第１弁体に、第１弁体が第１オリフィスを閉成した状態で第１オリフィスに連通する第１オリフィスよりも小径の第２オリフィスを設け、第１弁体内に第２オリフィスを開閉する第２弁体を設けることにより、第１および第２弁体が第１および第２オリフィスを閉成し、第１弁体が弁座に張り付いた状態で燃料タンク内の燃料蒸気の圧力が上昇しても、第２弁体が第２オリフィスを開放させることで第１弁体が第１オリフィスを開放させて燃料蒸気を燃料タンク外へ速やかに逃がすことのできる燃料流出防止弁装置が提案されている。
特開平４−２３６８７０号公報

しかしながら、従来の上記した燃料流出防止弁装置は、第１弁体の中に第２弁体を収容する構造であり、第１および第２オリフィスが開放した状態から第１および第２オリフィスを閉成させるため、また、第１および第２オリフィスが閉成した状態から第１および第２オリフィスを開放させるため、第１弁体が第１オリフィスを開閉する移動ストロークと、第２弁体が第２オリフィスを開閉する移動ストロークとが必要となり、全体の弁体移動ストロークが両移動ストロークを加算したものとなる。

したがって、第１および第２弁体の移動方向の長さが長くなるので、大形になるとともに、重量も重くなり、第１および第２弁体が第１および第２オリフィスを開閉する応答性も劣るものとなる。
そして、通常時は第１弁体と第２弁体とが重合しているので、振動による摩擦によって弁頭、弁座が摩耗し、シール性を長期間保持できなくなる。
また、第１および第２オリフィスを開閉する弁体移動ストロークが長くなるので、燃料タンクの満タン液面位を上昇させることができずにデッドスペースが大きくなり、より多くの燃料を燃料タンクに給油することができなかった。
さらに、第１弁体の中に第２弁体を収容する構造なので、構造が複雑になり、動作不良を起こす恐れもある。

この発明は、上記したような不都合を解消するためになされたもので、各弁体の張り付きが防止でき、シール性を長期間保持することができ、各弁体の移動方向の寸法を小さくして小形化、軽量化を図ることができ、燃料タンク内により多くの燃料を給油することができるとともに、簡単な構造で動作不良の発生しにくい燃料流出防止弁装置を提供するものである。

この発明は、以下のような発明である。
（１）オリフィスを介して燃料タンクの外へ通じる流通路に連通する複数の空洞部が並列に設けられ、前記各空洞部には前記燃料タンクの内部に連通する開口が設けられたハウジングと、前記各空洞部内で移動して対応する前記オリフィスを開閉する複数の弁体とを備えた燃料流出防止弁装置において、前記複数のオリフィスの１つの断面積を他の前記オリフィスの断面積よりも小さくし、前記断面積の小さなオリフィスを開閉する前記弁体が、その張り付き力に抗して他の前記弁体が対応する前記オリフィスを開放するよりも先に前記断面積の小さなオリフィスを開放することを特徴とする。
（２）（１）に記載の燃料流出防止弁装置において、前記複数の空洞部は、同一高さに位置することを特徴とする。

この発明によれば、複数のオリフィスの１つの断面積を他のオリフィスの断面積よりも小さくしたので、断面積の小さなオリフィスを開閉する弁体は弁座への張り付き力が弱くなり、そのオリフィスを他のオリフィスよりも開放させ易くなる。
したがって、断面積の小さなオリフィスを開閉する弁体が、その張り付き力に抗して他の弁体が対応するオリフィスを開放するよりも先に断面積の小さなオリフィスを開放するので、確実にオリフィスを開放させて燃料タンク内の圧力の上昇を防止することができる。
そして、複数の空洞部を同一高さに位置させたので、複数の弁体の移動方向の寸法を小さくでき、小形化および軽量化を図ることができ、デッドスペースが少なくなって燃料タンク内により多くの燃料を給油することができる。

以下、この発明の実施例を図に基づいて説明する。

図１はこの発明の一実施例である燃料流出防止弁装置を示す断面図、図２は図１に示した燃料流出防止弁装置の外観斜視図、図３および図４は図１および図２に示した燃料流出防止弁装置の動作説明図である。
なお、図３は第１弁体で第１オリフィスを閉成するとともに、第２弁体で第２オリフィスを閉成している状態を示し、図４は第１弁体で第１オリフィスのみを閉成している状態を示している。

これらの図において、１で示すハウジングは、剛性に富み、寸法精度よく成形の行えるポリアセタール樹脂で成形されたハウジング本体２と、このハウジング本体２に開放部分を閉成するように取り付けられるポリアセタール樹脂で成形されたキャップ７とで構成されている。

そして、ハウジング本体２には、外周面の下端部に位置する複数の係止爪２ｎと、上面の中央部分に円形断面の第１オリフィス４Ａを有する第１空洞部３Ａと、上面の中央部分に第１オリフィス４Ａよりも断面積が小さい円形断面の第２オリフィス４Ｂを有し、第１空洞部３Ａと同一高さに位置するとともに、第１空洞部３Ａに連通した第２空洞部３Ｂと、第１空洞部３Ａおよび第２空洞部３Ｂに連通するように、周壁部分に位置する複数の開口５と、第１空洞部３Ａに第１オリフィス４Ａを介して連通するとともに、第２空洞部３Ｂに第２オリフィス４Ｂを介して連通する流通路６とが設けられている。

また、キャップ７には、複数の係止爪２ｎに対応し、係止爪２ｎが突入してキャップ７に係合するための複数の係合孔７ｈと、第１空洞部３Ａに連通する開口としての第１貫通孔７ａと、第２空洞部３Ｂに連通する開口としての第２貫通孔７ｂと、第１空洞部３Ａの位置に対応し、後述する第１コイルスプリング２１Ａを位置決めする第１環状凹部８Ａと、第２空洞部３Ｂの位置に対応し、後述する第２コイルスプリング２１Ｂを位置決めする第２環状凹部８Ｂとが設けられている。

１１Ａで示すポリアセタール樹脂で成形された第１弁体は、第１空洞部３Ａ内で第１空洞部３Ａの軸方向へ移動して第１オリフィス４Ａを開閉するものであり、上面に第１オリフィス４Ａを開閉する弁頭１２Ａが設けられ、下面に第１コイルスプリング２１Ａを収容する凹部１３Ａが形成されている。
１１Ｂで示すポリアセタール樹脂で成形された第２弁体は、第２空洞部３Ｂ内で第２空洞部３Ｂの軸方向へ移動して第２オリフィス４Ｂを開閉するものであり、上面に第２オリフィス４Ｂを開閉する弁頭１２Ｂが設けられ、下面に第２コイルスプリング２１Ｂを収容する凹部１３Ｂが形成されている。
そして、第１弁体１１Ａと第２弁体１１Ｂとは、弁頭１２Ａ，１２Ｂを除いて、同一形状で同じ重さとされている。

２１Ａで示す第１付勢部材としての第１コイルスプリングは、第１弁体１１Ａをその自重に抗して移動させて第１オリフィス４Ａを閉成することができず、第１弁体１１Ａをその浮力と協働して移動させて第１オリフィス４Ａを閉成することができる付勢力に設定されている。
２１Ｂで示す第２付勢部材としての第２コイルスプリングは、第２弁体１１Ｂをその自重に抗して移動させて第２オリフィス４Ｂを閉成することができず、第２弁体１１Ｂをその浮力と協働して移動させて第２オリフィス４Ｂを閉成することができる付勢力に設定されている。

３１Ａで示す第１緩衝材としての第１クッションは、第１弁体１１Ａがキャップ７に衝合することによって騒音が発生するのを防止するためのものであり、第１弁体１１Ａの下面に取り付けられている。
３１Ｂで示す第２緩衝材としての第２クッションは、第２弁体１１Ｂがキャップ７に衝合することによって騒音が発生するのを防止するためのものであり、第２弁体１１Ｂの下面に取り付けられている。

次に、動作について説明する。
まず、図１に示すように、燃料流出防止弁装置を燃料タンクに取り付けた通常状態では、第１コイルスプリング２１Ａの付勢力に抗して第１弁体１１Ａが自重で下降し、弁頭１２Ａが第１オリフィス４Ａを開放するとともに、第２コイルスプリング２１Ｂの付勢力に抗して第２弁体１１Ｂが自重で下降し、弁頭１２Ｂが第２オリフィス４Ｂを開放している。
したがって、燃料タンク内で発生する燃料蒸気、すなわちガソリン蒸気は、開口５または第１および第２貫通孔７ａ，７ｂ、第１および第２空洞部３Ａ，３Ｂ、第１および第２オリフィス４Ａ，４Ｂ、流通路６を経由して排出され、燃料タンク内の圧力の上昇を防止することができる。

そして、自動車を急加速させたり、急ハンドルを切って大きな慣性力が発生し、慣性力によってガソリンが開口５、第１および第２貫通孔７ａ，７ｂから第１および第２空洞部３Ａ，３Ｂ内へ流入すると、第１および第２弁体１１Ａ，１１Ｂは浮力によって浮上（上昇）しようとするが、第１および第２弁体１１Ａ，１１Ｂの比重はガソリンよりも大きいため、第１および第２弁体１１Ａ，１１Ｂは自身で浮上できず、対応する第１または第２コイルスプリング２１Ａ，２１Ｂの付勢力に補助されて浮上するので、図３に示すように、弁頭１２Ａ，１２Ｂで第１および第２オリフィス４Ａ，４Ｂを閉成する。
したがって、ガソリンが燃料タンク外へ流出するのを防止することができる。

なお、自動車が正常な状態に戻り、ハウジング１内のガソリンが開口５、第１および第２貫通孔７ａ，７ｂから燃料タンク内へ戻ると、第１および第２弁体１１Ａ，１１Ｂは自重で第１または第２コイルスプリング２１Ａ，２１Ｂを圧縮して下降し、図１に示すように、第１および第２オリフィス４Ａ，４Ｂを開放する。
このように第１および第２弁体１１Ａ，１１Ｂが第１および第２オリフィス４Ａ，４Ｂを開放する場合、前述したように、第２オリフィス４Ｂの直径は第１オリフィス４Ａの直径よりも小さく、すなわち弁頭１２Ｂが弁座であるハウジング本体２に接触する面積は弁頭１２Ａよりも小さく、弁頭１２Ｂがハウジング本体２に張り付く力は弁頭１２Ａの張り付く力よりも弱いので、図４に示すように、第２弁体１１Ｂが第２オリフィス４Ｂを速やかに開放させてガソリン蒸気を燃料タンク外へ逃がし、燃料タンク内の圧力の上昇を防止することができる。

そして、図１に示すように、第１弁体１１Ａも第１オリフィス４Ａを開放させるので、燃料タンク内の圧力の上昇をより速やかに防止することができる。
このように第１および第２弁体１１Ａ，１１Ｂが下降して第１および第２オリフィス４Ａ，４Ｂを開放するとき、第１および第２弁体１１Ａ，１１Ｂは第１または第２クッション３１Ａ，３１Ｂを介してキャップ７に衝合するので、衝合音、すなわち騒音が発生しなくなる。

上述したように、この発明の一実施例によれば、第２オリフィス４Ｂの断面積を第１オリフィス４Ａの断面積よりも小さくし、第２オリフィス４Ｂの直径を第１オリフィス４Ａの直径よりも小さくしたので、第２弁体１１Ｂの弁座であるハウジング本体２への張り付き力は弱く、第２弁体１１Ｂが第２オリフィス４Ｂを開放させ易くなり、第２弁体１１Ｂのハウジング本体２への張り付きが防止できるとともに、第１弁体１１Ａのハウジング本体２への張り付きをも防止でき、ガソリン蒸気を燃料タンク外へ速やかに逃がして燃料タンク内の圧力の上昇を防止できるという所期の効果が得られる。

そして、通常時は第１および第２弁体１１Ａ，１１Ｂが弁座であるハウジング本体２から離れているので、振動によって弁頭１２Ａ，１２Ｂ、弁座が摩耗せず、シール性を長期間にわたって保持することができる。
また、第１および第２空洞部３Ａ，３Ｂを同一高さに並列で位置させることにより、第１および第２弁体１１Ａ，１１Ｂの弁体移動ストロークを短くしたので、第１および第２弁体１１Ａ，１１Ｂの移動方向の寸法を小さくでき、小形化および軽量化を図ることができ、第１および第２弁体１１Ａ，１１Ｂが第１および第２オリフィス４Ａ，４Ｂを開閉する応答性がよくなるとともに、デッドスペースが少なくなって燃料タンク内により多くのガソリンを給油することができる。

さらに、第１および第２空洞部３Ａ，３Ｂを同一高さに並列で位置させたので、簡単な構造となり、動作不良の発生しにくいものとなる。
また、キャップ７と第１および第２弁体１１Ａ，１１Ｂとの間に第１または第２クッション３１Ａ，３１Ｂを配設し、第１および第２弁体１１Ａ，１１Ｂを、第１または第２クッション３１Ａ，３１Ｂを介してキャップ７に衝合させたので、衝合音、すなわち騒音が発生しなくなる。

上記した実施例において、第１および第２コイルスプリング２１Ａ，２１Ｂの付勢力は、第１または第２弁体１１Ａ，１１Ｂをその浮力と協働して移動させて第１または第２オリフィス４Ａ，４Ｂを閉成できるように設定されているので、自動車が転倒した場合も、ガソリンが燃料タンク外へ流出するのを防止できる。
また、第１および第２クッション３１Ａ，３１Ｂを第１または第２弁体１１Ａ，１１Ｂの下面に取り付けたが、第１および第２環状凹部８Ａ，８Ｂの底に取り付けてもよい。
さらに、ハウジング本体２に２つ空洞部３Ａ，３Ｂを設け、各弁体１１Ａ，１１Ｂを配設したが、ハウジングに３つ以上の空洞部を設けて弁体を配設してもよい。
この場合、複数の弁体の重量を同一とし、オリフィスの１つを他のオリフィスの断面積よりも小さくしたり、複数のオリフィスの断面積を異ならせてもよい。
また、燃料は、ガソリンの他、軽油などであってもよい。

この発明の一実施例である燃料流出防止弁装置を示す断面図である。 図１に示した燃料流出防止弁装置の外観斜視図である。 図１に示した燃料流出防止弁装置の動作説明図である。 図１に示した燃料流出防止弁装置の動作説明図である。

符号の説明

１ ハウジング
２ ハウジング本体
２ｎ 係止爪
３Ａ 第１空洞部
３Ｂ 第２空洞部
４Ａ 第１オリフィス
４Ｂ 第２オリフィス
５ 開口
６ 流通路
７ キャップ
７ｈ 係合孔
７ａ 第１貫通孔
７ｂ 第２貫通孔
８Ａ 第１環状凹部
８Ｂ 第２環状凹部
１１Ａ 第１弁体
１１Ｂ 第２弁体
１２Ａ 弁頭
１２Ｂ 弁頭
１３Ａ 凹部
１３Ｂ 凹部
２１Ａ 第１コイルスプリング（第１付勢部材）
２１Ｂ 第２コイルスプリング（第２付勢部材）
３１Ａ 第１クッション（第１緩衝材）
３１Ｂ 第２クッション（第２緩衝材）

Claims (2)

1. オリフィスを介して燃料タンクの外へ通じる流通路に連通する複数の空洞部が並列に設けられ、前記各空洞部には前記燃料タンクの内部に連通する開口が設けられたハウジングと、
   前記各空洞部内で移動して対応する前記オリフィスを開閉する複数の弁体とを備えた燃料流出防止弁装置において、
   前記複数のオリフィスの１つの断面積を他の前記オリフィスの断面積よりも小さくし、
   前記断面積の小さなオリフィスを開閉する前記弁体が、その張り付き力に抗して他の前記弁体が対応する前記オリフィスを開放するよりも先に前記断面積の小さなオリフィスを開放する、
   ことを特徴とする燃料流出防止弁装置。
2. 請求項１に記載の燃料流出防止弁装置において、
   前記複数の空洞部は、同一高さに位置する、
   ことを特徴とする燃料流出防止弁装置。

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