JP2006046136A - Roll-over valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料タンクからの燃料漏れを防止するためのロールオーバーバルブに関する。 The present invention relates to a rollover valve for preventing fuel leakage from a fuel tank.
自動車等には、燃料タンク内の燃料から発生する蒸発燃料が大気中に放出されるのを防止するためのキャニスタと呼ばれる吸着装置が装着されている。この吸着装置は、燃料の液そのものが接するとその機能が損なわれるため、燃料タンク内には、キャニスタに通じる通路の一端にバルブが設けられている。さらに、このバルブには、車両が横転等したときに燃料が燃料タンクから漏れ出ないようにするための機能を備える必要もある。このようなバルブとしては、ロールオーバーバルブと称される特殊なバルブが使用されている。 An automobile or the like is equipped with an adsorption device called a canister for preventing the evaporated fuel generated from the fuel in the fuel tank from being released into the atmosphere. Since the function of this adsorbing device is impaired when the fuel liquid itself comes into contact, a valve is provided in the fuel tank at one end of the passage leading to the canister. Further, the valve must have a function for preventing fuel from leaking out of the fuel tank when the vehicle rolls over. As such a valve, a special valve called a rollover valve is used.
このロールオーバーバルブとしては、例えば、特許文献1に記載のものが開示されている。図7を参照しながら説明すると、特許文献1に記載のロールオーバーバルブは、燃料よりも比重の大きい弁体100がコイルバネ101により上向きに付勢された状態でバルブケース102内に収納されている。また、このロールオーバーバルブでは、図7(a)に示すように、バルブケース102が上向き姿勢で燃料Fが弁体100に接していないときには、弁体100の重力f1がコイルバネ101の弾性復帰力f2より大きくなって開弁状態に設定されるようになっている。また、図7(b)に示すように、バルブケース102が上向き姿勢で燃料Fの液面が所定のレベルを超えたときには、弁体100が受ける浮力f3とコイルバネ101の弾性復帰力f2とによって閉弁状態に設定され、また、図7(c)に示すように、燃料タンクTが横転等してバルブケース102が横向き姿勢で燃料Fの液面が所定レベルを超えたときには、コイルバネ101の弾性復帰力f2によって閉弁状態に設定され、また、図7(d)に示すように、燃料タンクTが上下逆さまになってバルブケース102が倒立した状態で燃料Fの液面が所定レベルを超えたときには、弁体100の重力f1とコイルバネ101の弾性復帰力f2とによって下降することで閉弁状態に設定されるようになっている。
しかし、特許文献1に記載のロールオーバーバルブは、成型などで製造される弁体については質量公差を小さく設定できるが、コイルバネの製造公差を小さく設定すると歩留まりが悪化するという問題がある。そこで、コイルバネの製造公差を大きく設定すると、弁体の作動点にばらつきが発生して、弁体の作動時期が早過ぎたり逆に弁体の作動時期に遅れが生じ、バルブとしての機能を損なうおそれがある。
However, the rollover valve described in
また、弁体を作動させて閉弁させた後に開弁させるには、弁体の質量と、燃料に対する弁体の浸漬量と、コイルバネのバネ力の設定が必要になり、その結果、弁体が大型化する場合がある。 In addition, in order to open the valve body after the valve body is operated and closed, it is necessary to set the mass of the valve body, the amount of immersion of the valve body with respect to the fuel, and the spring force of the coil spring. May increase in size.
本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、弁体の作動点を安定化でき、しかも弁体が大型化するのを防止することができるロールオーバーバルブを提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a rollover valve that can stabilize the operating point of the valve body and prevent the valve body from becoming large. .
本発明は、燃料タンクの外部に通じる通路が接続される弁座を有するバルブケースと、前記バルブケース内に設けられ、前記燃料タンク内の燃料よりも軽い浮子と、前記通路と前記浮子との間で前記通路を開閉する方向に案内され、前記浮子よりも重く且つ前記燃料よりも比重の大きい弁体とを備え、前記バルブケースが上向き姿勢から略横向き姿勢の範囲内で前記燃料の液面が所定レベルを超えたときに、前記弁体が前記浮子の浮力に基づいて前記通路を閉塞するように構成されていることを特徴とするものである。 The present invention provides a valve case having a valve seat to which a passage leading to the outside of a fuel tank is connected, a float provided in the valve case, which is lighter than the fuel in the fuel tank, and the passage and the float. A valve body that is guided in a direction to open and close the passage between them and is heavier than the float and larger in specific gravity than the fuel, and the liquid level of the fuel within a range of the valve case from an upward posture to a substantially lateral posture When the pressure exceeds a predetermined level, the valve element is configured to close the passage based on the buoyancy of the float.
前記本発明では、製造工程において公差が大きくなるバネを不要にできるので、弁体の作動点を安定化することができる。また、閉弁後に開弁させるために必要な設定が、弁体と浮子のみであるため、設定が容易になり、弁体の大型化を防止できる。なお、バルブケースが上向き姿勢とは、弁体と浮子とがそれぞれ鉛直線上に位置し且つ弁体が上側で浮子が下側に位置している状態をいい、バルブケースが略横向き姿勢とは、前記上向き姿勢から90度前後の向きに傾いている状態をいう。 In the present invention, a spring having a large tolerance in the manufacturing process can be eliminated, so that the operating point of the valve body can be stabilized. In addition, since only the valve body and the float are required to open the valve after the valve is closed, the setting is facilitated and the enlargement of the valve body can be prevented. In addition, the valve case is in an upward posture means that the valve body and the float are respectively located on the vertical line, the valve body is on the upper side, and the float is located on the lower side. A state in which the robot is tilted about 90 degrees from the upward posture.
また、前記バルブケースは、前記弁体が案内される作動室と、前記浮子が揺動可能なフロート室とを有し、前記フロート室には、前記バルブケースが略横向き姿勢で前記燃料の液面が所定レベルを超えたときに、前記浮子が当接しながら移動して、前記浮子の移動力に基づいて前記弁体を、前記通路を閉塞する方向へ押圧する案内手段が設けられている構成にできる。 The valve case includes a working chamber in which the valve body is guided and a float chamber in which the float can swing, and the fuel is placed in the float chamber with the valve case in a substantially horizontal posture. A structure is provided in which when the surface exceeds a predetermined level, the float moves while abutting, and guide means is provided to press the valve body in the direction of closing the passage based on the moving force of the float. Can be.
案内手段を設けることにより、バルブケースが略横向き姿勢となったときに、浮子の移動力で通路を閉じる方向へ弁体を押圧できるようになる。 By providing the guide means, it is possible to press the valve body in the direction of closing the passage by the moving force of the float when the valve case is in a substantially horizontal posture.
例えば、前記案内面は、前記弁体に向けて拡径する円錐面である。 For example, the guide surface is a conical surface that expands toward the valve body.
これにより、バルブケースがいずれの方向に略横向き姿勢に至ったときでも、弁体を同じように動作させることができる。 As a result, the valve body can be operated in the same manner even when the valve case reaches a substantially lateral orientation in any direction.
本発明によれば、バネを設ける必要がないので、弁体の作動点を安定化でき、しかも設定が容易になるので弁体の大型化を阻止できる。また、燃料タンクが横向きになったとしても、浮子の浮力のみで閉弁させることができる。 According to the present invention, since it is not necessary to provide a spring, the operating point of the valve body can be stabilized and the setting can be facilitated, so that an increase in the size of the valve body can be prevented. Even if the fuel tank is turned sideways, the valve can be closed only by the buoyancy of the float.
図1は、本実施形態のロールオーバーバルブを示す分解斜視図、図2は、本実施形態のロールオーバーバルブの開弁状態を示す断面図、図3は、本実施形態のロールオーバーバルブが上向き姿勢であるときの閉弁状態を示す断面図、図4は、本実施形態のロールオーバーバルブが横向き姿勢であるときの閉弁状態を示す断面図、図5は、本実施形態のロールオーバーバルブが下向き姿勢であるときの閉弁状態を示す断面図、図6は、ロールオーバーバルブを装着した燃料タンクの周辺の構成の一例を示す概略図である。 1 is an exploded perspective view showing the rollover valve of the present embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional view showing the opened state of the rollover valve of the present embodiment, and FIG. 3 is an upward view of the rollover valve of the present embodiment. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the valve closing state when the rollover valve according to the present embodiment is in the horizontal position, and FIG. 5 is a cross-sectional view showing the valve closing state when the rollover valve according to the present embodiment is in the horizontal posture. FIG. 6 is a schematic view showing an example of a configuration around a fuel tank equipped with a rollover valve.
このロールオーバーバルブ1は、例えば、図6に示すように、自動車などの燃料タンクT内の上部に設置される。燃料タンクTには、配管3が接続され、配管3の一端がロールオーバーバルブ1に接続され、配管3の他端がキャニスタCに接続されている。また、燃料タンクTには、燃料Fを燃料タンクTに給油するための給油管11と、ブリーザーパイプ12とが設けられている。
For example, as shown in FIG. 6, the
図1に示すように、このロールオーバーバルブ1は、バルブケース2と弁体10と浮子20とを備えている。バルブケース2は、金属や合成樹脂などの材料で形成され、上部ケース2Aと下部ケース2Bとを組み合わせて構成されている。上部ケース2A側の内面に弁座2Vが形成されている。
As shown in FIG. 1, the
上部ケース2Aは、筒体2aを有し、筒体2aの下端周縁部に円形の鍔部2bが形成されている。また、筒体2aは、その上部が徐々に内径が小さくなるように形成された状態で配管3と接続されて、筒体2aの内部空間と配管3の通路3aとが連通している。この筒体2aの内部空間が本実施形態での作動室S1に相当している。また、筒体2aの周面には、複数の貫通孔2a1が周方向に沿って等間隔で形成されている。なお、この貫通孔2a1の形状や個数は適宜変更可能である。
The
下部ケース2Bは、略すり鉢状に形成され、その内壁面において、上部に上下方向に沿って延びる円筒面2cと、下部に上方に向けて拡径する円錐面(案内手段)2dと、最下部に水平な底面2eとを有している。また、円錐面2dには、複数の貫通穴2d1が周方向に沿って等ピッチで形成されている。また、底面2eには、その中心に貫通穴2e1が形成されている。なお、上部ケース2Aの鍔部2bと下部ケース2Bとで囲まれる部分が、本実施形態のフロート室S2に相当している。
The lower case 2B is formed in a substantially mortar shape, and on its inner wall surface, a
上部ケース2Aの鍔部2bの周縁部と下部ケース2Bの上縁部との対向部分が凹凸嵌合によって接合されている。なお、上部ケース2Aと下部ケース2Bとの接合部分は、ガスケットなどのシール材を介して接合したり、または溶着によってシールしてもよい。
Opposing portions of the peripheral portion of the flange portion 2b of the
本実施形態では、バルブケース2内に弁体10と浮子20とが挿入された後に、上部ケース2Aと下部ケース2Bとが接合される。このとき、弁体10は、前記作動室S1内に位置するように、浮子20は、前記フロート室S2内に位置するようにそれぞれ収められる。
In the present embodiment, after the
弁体10は、球形の部材で形成され、燃料Fよりも比重の大きい素材すなわち燃料Fに対して沈む素材で形成されている。さらに、弁体10は、浮子20が燃料Fから浮力を受けると、この浮力により浮子20が弁体10を載せたまま浮き上がることができるような質量を有している。また、弁体10は、その直径が作動室S1の径よりも若干小さく形成されて、弁体10が作動室S1内で上下方向に滑らかに案内できるように設定されている。なお、この弁体10は、単一の素材で形成されるものに限らず、複数種類の素材が組み合わされて形成されたものでもよい。また、弁体10は、球に限定されるものではなく、例えば円柱形状などでもよい。なお、弁体10は、後記するように、上部ケース2Aの内面に形成された弁座2Vに当接すると通路3aの入口を塞ぐようになっている。
The
浮子20は、略コマ型の部材で形成され、燃料Fよりも軽い素材で形成され、燃料Fに対して浮力を得て浮くようになっている。なお、浮子20は、全体が同じ素材で形成されているものであってもよく、中空形状であってもよい。また、浮子20は、外周面に、前記円筒面2cと平行な鉛直面20aと、前記円錐面2dと平行な傾斜面20bと、底面側に、前記底面2eと平行な水平面20cとがそれぞれ形成されている。また、浮子20は、その上面の中心に押圧部20dを有している。この押圧部20dは、円柱形状で、前記作動室S1内で作動室S1の径方向に移動可能な径寸法で形成されている。
The
さらに、浮子20の形状とフロート室S2の内部空間の形状について説明する。図1に示すように、浮子20の鉛直面20aの高さ寸法をH1とし、バルブケース2の円筒面2cの高さ寸法をH2としたときに、H2>H1となるように設定されている。また、浮子20の傾斜面20bの上端から下端までの長さ寸法をL1とし、バルブケース2の円錐面2dの上端から下端までの長さ寸法をL2としたときに、L2>L1となるように設定されている。また、浮子20の水平面20cの径寸法をR1とし、バルブケース2の底面2eの径寸法をR2としたときに、R1>R2となるように設定されている。また、浮子20の上面20a1の直径寸法をR3とし、バルブケース2の円筒面2cの内径寸法をR4としたときに、R4>R3となるように設定されている。また、浮子20の上下方向の全体の高さ寸法(押圧部20dの上面から水平面20cまでの距離)をH3とし、バルブケース2のフロート室S2の高さ寸法(鍔部2bの下面から底面2eまでの距離)をH4としたときに、H4>H3となるように設定されている。このように、浮子20がフロート室S2よりも十分に小さな形で形成されているので、浮子20は、図2などに示すように、バルブケース2のフロート室S2内で上下方向および水平方向に揺動可能となっている。
Furthermore, the shape of the
次に、本実施形態のロールオーバーバルブ1の動作について説明する。
図2に示すように、バルブケース2が上向き姿勢において、燃料Fが浮子20(バルブケース2)に触れていないときには、弁体10と浮子20がそれぞれ重力F1,F2を受けて下降して、浮子20の傾斜面20bがバルブケース2の円錐面2dに当接し、弁体10が浮子20の押圧部20dの上面に当接した状態で、弁体10が通路3aの入口開口部から離れて開弁状態となる。このとき、燃料Fが気化して形成された蒸発燃料Fvは、貫通孔2a1から通路3aを通って、燃料タンクTの外部へと排出される。そして、燃料タンクTの外部に装着されたキャニスタC(図4参照)に蒸発燃料Fvが吸着される。
Next, the operation of the
As shown in FIG. 2, when the
車両が傾斜した路面に位置したり、加速や減速をしたり、旋回をしたりして燃料Fが揺動して、図3に示すように燃料Fの液面Laが所定レベルを超えると、燃料Fが貫通穴2d1,2e1からバルブケース2内に侵入する。バルブケース2内に燃料Fが侵入すると、浮子20が燃料Fから浮力F3を受ける。ただし、このとき生じる浮力F3は、弁体10の重力F1と浮子20の重力F2との合力よりも大きく設定されている必要がある。これにより、弁体10が通路3aを閉塞する方向に持ち上げられて、上部ケース2A内面に形成された弁座2V(図2参照)に当接して通路3aの入口を塞いで閉弁状態となる。よって、燃料Fが燃料タンクTの外部に流出することがないので、キャニスタCに燃料Fの液そのものが流れ込むのを防止できる。
When the vehicle F is positioned on an inclined road surface, accelerated or decelerated, or turned, the fuel F swings and the liquid level La of the fuel F exceeds a predetermined level as shown in FIG. The fuel F enters the
なお、図3に示す状態では、たとえ浮子20がバルブケース2のフロート室S2内を液面Laに沿う方向に移動したとしても、浮子20に形成された押圧部20dの周面20d1が作動室S1の周面2a2に当接し、さらに浮子20の鉛直面20aがフロート室S2の円筒面2cに当接し、さらに浮子20の液面Laに対する高さは変わらないので、弁体10が通路3aのシール部分から離れることはなく、閉弁状態を維持できるようになっている。
In the state shown in FIG. 3, even if the
また、車両が横倒しとなって、図4に示すように、燃料タンクTが横向き姿勢(図2および図3に示す上向き姿勢に対して90度回転した状態)となって、燃料Fの液面Lbが図示する所定のレベルを超えると、燃料Fが一部の貫通孔2a1、一部の貫通穴2d1および貫通穴2e1からバルブケース2内に侵入する。バルブケース2内に燃料Fが侵入すると、浮子20が燃料Fから浮力F3を受ける。このときの浮力F3は、浮子20の重力F2よりも大きいので、フロート室S2内において上方に向けて浮上する。そして、浮子20に形成された傾斜面20bがバルブケース2の円錐面2dに当接すると、浮力F3の分力F4,F5のうちの分力F4によって、図示左斜め上方に向けて中心側から外側に向けてスライドする。このとき、浮子20が、前記方向にスライドすると同時に弁体10に接近する方向に移動するので、弁体10が押圧部20dを力Faで押圧して、弁体10が通路3aをシールして、閉弁状態に設定される。またこのとき、図4に示すように、押圧部20dの周面20d1が作動室S1の周面2a2に当接し、さらに浮子20の鉛直面20aがフロート室S2の円筒面2cに当接して、鉛直面20aと傾斜面20bと押圧部20dとでバルブケース2に支持されるので、安定して閉弁状態を維持することができる。よって、バルブケース2が横向き姿勢になったとしても、燃料タンクTから燃料Fが漏れ出ることがない。
Further, as shown in FIG. 4, the vehicle is laid sideways, and the fuel tank T is in a sideways posture (state rotated 90 degrees with respect to the upward posture shown in FIGS. 2 and 3), and the liquid level of the fuel F When Lb exceeds a predetermined level shown in the figure, the fuel F enters the
なお、前記した説明では、図2及び図3に示す上向き姿勢から90度傾いた状態について説明したが、必ずしも90度でないと作動しないというわけでなく、90度よりも若干上向きに傾いた状態であっても、また90度よりも若干下向きに傾いた状態であっても、前記と同様に閉弁させることができる。また、バルブケース2に形成される案内手段として円錐面2dが設定されているので、図2及び図3に示す上向き姿勢に対して、図3とは逆向きの紙面時計回り方向に約90度傾いた状態、また紙面垂直方向奥側に約90度傾いた状態、さらに紙面垂直方向手前側に約90度傾いた状態などのいずれであっても、図4と同様にして浮子20を円錐面2dに当接しながらスライドさせて、閉弁する方向に動作させることができる。
In the above description, the state inclined 90 degrees from the upward posture shown in FIGS. 2 and 3 has been described. However, it does not necessarily operate unless it is 90 degrees, and in a state inclined slightly upward from 90 degrees. Even if it is, or even if it is in a state inclined slightly downward from 90 degrees, it can be closed in the same manner as described above. Further, since the
また、車両が上下逆さまになって、図5に示すように、燃料タンクTが下向き姿勢(横行きからさらに反時計回りに90度回転した状態)となって燃料Fの液面Lcが図示する所定のレベルを超えると、燃料Fが貫通孔2a1、貫通穴2d1,2e1を介してバルブケース2内に侵入する。バルブケース2内に燃料Fが侵入すると、浮子20が燃料Fから浮力F3を受ける。このときの浮力F3は、浮子20の重力F2よりも大きいので、浮子20が倒立したフロート室S2内において浮上して、浮子20の傾斜面20bがフロート室S2の円錐面2dに当接する。一方、弁体10は、燃料Fよりも比重が大きく形成されているので浮子20から離れて下降(沈降)して、弁体10が上部ケース2Aの内面に形成された弁座2V(図2参照)に当接して通路3aの入口を塞ぐので閉弁状態に設定される。よって、燃料タンクTが上下逆さまになってバルブケース2が下向き姿勢になった場合であっても、燃料Fが燃料タンクTから流出することがない。
Further, the vehicle is turned upside down, and as shown in FIG. 5, the fuel tank T is in a downward posture (state rotated 90 degrees counterclockwise from sideways), and the liquid level Lc of the fuel F is illustrated. When the predetermined level is exceeded, the fuel F enters the
なお、図示していないが、例えば、前記上向き姿勢から45度傾いた状態で燃料Fの液面が所定レベルを超えたときにも、バルブケース2が45度傾いた状態で浮子20の浮力によって弁体10が押圧されるので、閉弁状態に設定可能である。また、横向き姿勢から下向きに例えば45度傾いた状態でも、弁体10の自重によって弁体10が浮子20から離れて下降して、閉弁状態となる。
Although not shown, for example, even when the liquid level of the fuel F exceeds a predetermined level in a state where it is inclined 45 degrees from the upward posture, the buoyancy of the
なお、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、バルブケース2、弁体10および浮子20の形状は、本発明の主旨を逸脱いない範囲において種々変更することができる。また、弁体10が当る通路3aのシール部分(入口開口部)をゴムなどの弾性部材で形成して、シール性を高めるようにしてもよい。また、蒸発燃料Fvが通る貫通孔2a1を作動室S1に設けずに、フロート室S2の円筒面2cなどを貫通する位置に設けてもよい。
In addition, this invention is not limited to above-described embodiment, The shape of the
1 ロールオーバーバルブ
2 バルブケース
2A 上部ケース
2B 下部ケース
2V 弁座
2c 円筒面
2d 円錐面(案内手段)
2e 底面
3a 通路
10 弁体
20 浮子
20a 鉛直面
20b 傾斜面
20c 水平面
20d 押圧部
F 燃料
Fv 蒸発燃料
S1 作動室
S2 フロート室
T 燃料タンク
1
2e
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