JP2006070790A - フロートバルブ - Google Patents

Abstract

【課題】 部品点数を増加させることなく、液体漏れ防止機能の向上を図ったフロートバルブを提供する。
【解決手段】 ケース本体１０に設けられた開口部１１を通じて燃料タンクの内部と外部との間で気体の行き来を可能にすると共に、フロート室Ｒ内の燃料の液面が一定以上上昇した場合には、弁体部２１により開口部１１を塞ぐことによって、燃料タンク内の燃料が燃料タンク外へ漏れてしまうことを防止するフロートバルブ１において、ケース本体１０の側壁には、燃料タンク内において、フロート室Ｒ内外を連通して気体の通り道を形成する連通路１２が設けられると共に、キャップ３０Ｂには、燃料タンク内の燃料の飛沫Ｏが連通路１２内に直接入り込むことを防止する障壁３０Ａが一体的に成形されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、燃料タンクなどの液体タンクに設けられるフロートバルブに関するものである。

従来、自動車などに備えられる燃料タンクには、フロートバルブ（例えば、フューエルカットオフバルブ（ＦＣＶ））が設けられている。このフロートバルブは、燃料タンク内の気圧上昇を防ぐために、燃料タンク内で発生する燃料蒸発ガス（エバポ）を燃料タンク外に逃がす気体の通り道を備えている。また、このフロートバルブは、給油時や、車両が急旋回あるいは横転した時など、燃料の液面が高くなった場合においては、上記の気体の通り道を塞ぐことによって、燃料の流出を防止する機構を備えている。かかるフロートバルブにおいては、近年、未燃燃料の大気への放出をより低減させることを目的として、燃料タンクの内部に取り付けるタイプのものが増加する傾向にある。

図１１を参照して、そのような従来例に係るフロートバルブについて説明する。図１１は従来例に係るフロートバルブの模式的断面図である。図示のように、フロートバルブ１００は、フロート室Ｒを有するケース本体１０１と、フロート室Ｒ内に設けられるフロート１０２と、ケース本体１０１の下側に取り付けられて、フロート室Ｒ内に入り込む燃料の流量を規制する絞りを有するキャップ１０３とを備えている。

そして、燃料タンクの内部に取り付けられるタイプのものにおいては、一般的に、図１１に示すように、フロートバルブ１００の底面側が、燃料タンク内に固定されるブラケット１０４に対して固定される。

また、ケース本体１０１には、フロート室Ｒの天井部に、燃料タンクの内部と外部との間で気体の行き来を可能にするための開口部１０１ａが設けられている。この開口部１０１ａにおいては、フロート室Ｒに臨む開口端面は、フロート１０２に設けられた弁体部１０２ａの弁座として機能する。また、ケース本体１０１には、その側壁に、燃料タンク内において、フロート室Ｒの内外を連通して、フロート室Ｒの内部と外部との間で気体の行き来を可能とする連通路（貫通孔）１０１ｂが設けられている。そして、フロート１０２の上部には、ケース本体１０１に設けられた開口部１０１ａの開口端面に着座することによって、開口部１０１ａを塞ぐことを可能とする弁体部１０２ａが設けられている。また、このフロート１０２は、燃料タンク内の燃料の液面位置に応じて上下動するように構成されている。

以上のように構成されたフロートバルブ１００によれば、車両停止時や通常走行時においては、燃料タンク内の燃料の液面は低く、フロート１０２は下降した位置にあり、ケース本体１０１に設けられた開口部１０１ａは開いた状態となる。そのため、燃料タンク内で発生する燃料蒸発ガスは、燃料タンク外へと排出されるため、燃料タンク内の気圧が上昇してしまうことを防止できる。言い換えれば、燃料タンク内の気圧は、燃料タンク外の気圧と等しくなる。一方、給油時や、車両が急旋回あるいは横転した時などにおいて、燃料タンク内の燃料の液面がフロートバルブ１００付近にて一定以上高くなると、フロート１０２は上昇して、フロート１０２に設けられた弁体部１０２ａがケース本体１０１に設けられた開口部１０１ａを塞ぐ。これにより、燃料が燃料タンクの外部に漏れることを防止することができる。なお、図１１に示されたフロート１０２は、中心より左側は下降した状態（弁が開いた状態）が示され、右側は上昇した状態（弁が閉じた状態）が示されている。

ここで、車両が急旋回したときなど、燃料タンク内の燃料が激しく揺れた場合には、燃料の一部が飛沫となって燃料タンク内を飛散する。そのため、燃料の飛沫がケース本体１０１の側壁に設けられた連通路１０１ｂからフロート室Ｒ内に入り、液体のまま、ケース本体１０１に設けられた開口部１０１ａから外へ飛び出してしまうことがある（図中矢印参照）。

従って、未燃燃料が大気へ排出されることをより一層抑制するためには、燃料の飛沫が燃料タンク外部へ液体のまま排出されることを防止する必要がある。そこで、図１１中に点線で示すように、ケース本体１０１に設けられた連通路１０１ｂの周囲を覆って、燃料の飛沫が連通路１０１ｂからフロート室Ｒ内に飛び込むことを防止するための障壁１０５を、別途設けることも考えられる。しかしながら、このような障壁１０５を別途設けることは部品点数が増加してしまい、コストアップの原因となってしまう。

なお、関連する技術として、例えば、特許文献１，２に開示された技術がある。
特開２００３−４２０２４号公報 米国特許第５６９４９６８号明細書

本発明の目的は、部品点数を増加させることなく、液体漏れ防止機能の向上を図ったフロートバルブを提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。

すなわち、本発明のフロートバルブは、
容器内の液体の液面位置に応じて上下動すると共に、上部に弁体部を有するフロートと、
該フロートを収容するフロート室と、該フロート室の天井部に設けられた、気体の通り道となる開口部とを有するケース本体と、
該ケース本体の下側に取り付けられると共に、フロート室内に入り込む液体の流量を規制する絞りを有するキャップと、を備え、
前記ケース本体に設けられた開口部を通じて前記容器の内部と外部との間で気体の行き来を可能にすると共に、前記フロート室内の液体の液面が一定以上上昇した場合には、前記弁体部により前記開口部を塞ぐことによって、前記容器内の液体が容器外へ漏れてしまうことを防止するフロートバルブにおいて、
前記ケース本体の側壁には、前記容器内において、フロート室内外を連通して気体の通り道を形成する連通路が設けられると共に、
前記キャップには、前記容器内の液体の飛沫が前記連通路内に直接入り込むことを防止する障壁が一体的に成形されていることを特徴とする。

本発明の構成によれば、障壁によって容器内の液体の飛沫が連通路内に直接入り込むことを防止できるので、ケース本体に設けられた開口部が開口した状態であっても、当該飛沫がケース本体の外へ飛び出してしまうことを防止できる。また、この障壁はキャップに一体的に成形されているので部品点数が増加することもない。

また、前記キャップには、フロートバルブを前記容器内に取り付けるためのブラケットに嵌合する嵌合部が備えられていると良い。

これにより、フロートバルブをブラケットに嵌合させるだけで簡単に取り付けることができる。

以上説明したように、本発明によれば、部品点数を増加させることなく、液体漏れ防止機能を向上させることができる。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

図１〜図１０を参照して、本発明の実施例に係るフロートバルブについて説明する。

＜フロートバルブの全体構成＞
特に、図１〜図７を参照して、本発明の実施例に係るフロートバルブ全体の構成について説明する。図１は本発明の実施例に係るフロートバルブの模式的断面図である。図２は本発明の実施例に係るロアケースの平面図である。図３は本発明の実施例に係るロアケースの正面図である。なお、図３は図２中矢印Ｐ方向から見た図に相当する。図４は本発明の実施例に係るロアケースの側面図である。なお、図４は図２中矢印Ｑ方向から見た図に相当する。図５は本発明の実施例に係るロアケースの模式的断面図である。なお、図５は図２中ＡＡ断面に相当する。図６は本発明の実施例に係るロアケースの底面図である。図７（Ａ）は本発明の実施例に係るブラケットの平面図であり、図７（Ｂ）は本発明の実施例に係るブラケットの模式的断面図である。なお、図７（Ｂ）は図７（Ａ）のＢＢ断面に相当する。

本実施例に係るフロートバルブ１は、自動車などに備えられる燃料タンク内に設けられる。より詳しくは、このフロートバルブ１は、燃料タンクの内壁面に固定されるブラケット４０に対して固定される。

そして、このフロートバルブ１は、フロート室Ｒを有するケース本体１０と、フロート室Ｒ内に設けられるフロート２０と、ケース本体１０の下側に取り付けられるキャップとしての機能を含むロアケース３０とを備えている。

＜＜ケース本体＞＞
ケース本体１０には一端が閉じた筒状（円筒状）の部分が備えられている。ただし、一端は後述のように完全に閉じている訳ではない。そして、この閉じた部分が上側となるように、ケース本体１０は燃料タンク内に配設される。また、この筒状の部分における内部の中空部がフロート室Ｒとなる。更に、ケース本体１０には、気体の通り道となる管部１３が設けられている。この管部１３には、例えばチューブ６０が接続される（図９参照）。これにより、燃料タンクの内部と燃料タンクの外部（例えば、不図示のキャニスタ）とを結ぶ気体の通路が形成される。そして、フロート室Ｒの天井部には、フロート室Ｒ内と管部１３の管内とを連通する開口部１１が設けられている。この開口部１１におけるフロート室Ｒに臨む開口端面はフロート室Ｒ内に向かって拡径するテーパ形状となっており、弁座として機能するように構成されている。

また、ケース本体１０の側壁、つまり、上記筒状の部分には、燃料タンク内において、フロート室Ｒの内外を連通して気体の通り道を形成する連通路（貫通孔）１２が設けられ
ている。この連通路１２は、通常時において、燃料タンク内の燃料の液面よりも高くなるように、フロート室Ｒの天井近くに設けられている。

更に、ケース本体１０の側壁における下端付近の外壁面側には、ロアケース３０を係止により固定するための係止片１４が設けられている。また、ケース本体１０の側壁における内壁面側には、当該内壁面とフロート２０との間に隙間を確保しつつ、フロート２０が上下動する際にフロート２０の横方向への位置規制を行うリブ１５が設けられている。このリブ１５により、フロート２０は、上下動する際に、横方向にぶれることない。なお、このリブ１５は周方向に所定の間隔で複数設けられている。

＜＜フロート＞＞
フロート２０も一端が閉じた筒状（円筒状）の部分が備えられており、この閉じた部分が上側となるように、フロート２０はフロート室Ｒ内に配置される。そして、フロート２０の上端には、ケース本体１０に設けられた開口部１１を閉じたり開いたりすることのできる弁体部２１が設けられている。この弁体部２１は、開口部１１に向かって先細りするテーパ形状となっており、開口部１１の開口端面（弁座として機能するテーパ部）に着座することにより、開口部１１を完全に閉じることができる。また、フロート２０の内部には筒状のバネ受け２２が設けられている。このバネ受け２２内に、スプリングバネ２３が装着される。このスプリングバネ２３は、一端がフロート２０の天井面に当接し、他端はロアケース３０に当接する。

このスプリングバネ２３は、フロート２０の浮力を調整するために設けられる。すなわち、本実施例においては、フロート２０は、樹脂材等により構成され、燃料タンク内の燃料（ガソリン等）よりも比重が大きい。そこで、スプリングバネ２３によって、フロート２０の重量よりも小さい荷重により、フロート２０を開口部１１に向けて付勢している。これにより、フロート２０は、燃料の液面に浮揚した状態が維持される。従って、燃料の液面が高くなると、フロート２０は上昇し、燃料の液面が低くなると、フロート２０は下降する。このように、スプリングバネ２３は、フロート２０の浮力を調整することにより、フロート２０を燃料の液面に浮揚させる機能を発揮する。

なお、図１に示されたフロート２０は、中心より左側は下降した状態（弁が開いた状態）が示され、右側は上昇した状態（弁が閉じた状態）が示されている。

＜＜ロアケース＞＞
ロアケース３０は、燃料の飛沫が、ケース本体１０に設けられた連通路１２から直接フロート室Ｒ内に入り込むことを防止するための障壁３０Ａと、ケース本体１０の下側に取り付けられるキャップ３０Ｂが一体成形されたものである。このロアケース３０も、一端が閉じた筒状（略円筒状）の部分が備えられている。ただし、一端は後述のように完全に閉じている訳ではない。そして、この閉じた部分が下側となるように、ロアケース３０はケース本体１０の下側に取り付けられる。

障壁３０Ａは、円筒形状の部分で構成されており、ケース本体１０に設けられた連通路１２の付近を覆うように配置される。この障壁３０Ａは、その内径がケース本体１０の円筒形状部分の外径よりも大きくなるように構成されている。これにより、障壁３０Ａとケース本体１０との間には隙間ができ、連通路１２が塞がれてしまうことはない。

キャップ３０Ｂにも円筒形状の部分を有している。この円筒形状の部分における内径は、ケース本体１０の円筒形状部分の外径と略同じとなるように設定されている。従って、キャップ３０Ｂにおける円筒形状の部分は、ケース本体１０の円筒形状部分に嵌るようになっている。障壁３０Ａの部分とキャップ３０Ｂの部分との間は、テーパ形状の部分によ
り一体的に接続されている。

このキャップ３０Ｂの円形の底面部分には、その中心を貫くように第１絞り孔３１が設けられ、かつ、この第１絞り孔３１の周囲に複数（ここでは４個）の第２絞り孔３４が設けられている。これら第１絞り孔３１及び第２絞り孔３４によって、燃料の流量を規制しつつ、フロート室Ｒ内に燃料を導くことができる。従って、燃料が急激にフロート室Ｒ内に入り込むことを防止できる。また、障壁３０Ａの部分とキャップ３０Ｂとの間のテーパ形状の部分には複数（ここでは４個）の貫通孔３２が設けられており、障壁３０Ａとケース本体１０との間の隙間に燃料が溜まってしまわないようにしている。

また、キャップ３０Ｂの円筒形状部分の側壁には、ケース本体１０に設けられた係止片１４が係止される係止孔３３が設けられている。更に、キャップ３０Ｂの底面の外側部分には、ブラケット４０を位置決めするための２つの突起から構成されるストッパ３５と、ブラケット４０に対して嵌合するための嵌合突起３６が設けられている。この嵌合突起３６は、下方向に伸びる部分と、外側に伸びる部分とを有している。また、キャップ３０Ｂの底面の内側部分には、ケース本体１０の円筒形状部分の先端が嵌り込む環状溝３７と、上述したスプリングバネ２３のバネ受けとして機能する凸部３８が設けられている。

＜＜ブラケット＞＞
ブラケット４０は、フロートバルブ１を燃料タンク内に取り付けるためのものである。このブラケット４０は、フロートバルブ１のうち下端のロアケース３０が嵌合される円形の台の部分と、フロートバルブ１を支えるための一対の支持部４３とを備えている。この支持部４３の端部には、燃料タンクの内壁面に溶接固定される被溶接部４４が設けられている。

そして、ブラケット４０のうち、円形の台の部分には、ロアケース３０に設けられたストッパ３５に位置規制される撓み性のある突出部４１と、ロアケース３０に設けられた嵌合突起３６が嵌合される嵌合孔４２が設けられている。この嵌合孔４２は、嵌合突起３６が出没自在となる大孔部４２ａと、嵌合突起３６のうち、下方向に伸びる部分のみ通ることができ、外側に伸びる部分は通ることができないように構成された小孔部４２ｂとから構成されている。

＜フロートバルブの組み付け手順＞
特に、図８を参照して、本発明の実施例に係るフロートバルブの組み付け手順について説明する。図８は本発明の実施例に係るフロートバルブの組み付け手順の説明図である。なお、図８においては、組み付け手順を分かり易くするために、ケース本体１０とロアケース３０については正面図で示し、ブラケット４０については、その円形の台の部分のみを断面で示している。

まず、ロアケース３０の開口端を上に向けて、ロアケース３０内にフロート２０を入れる。そして、ケース本体１０を、その開口端が下向きとなるようにして、ロアケース３０に嵌め込む。このとき、ケース本体１０に設けられた係止片１４を、ロアケース３０に設けられた係止孔３３に係止させる。このようにして、フロートバルブ１が組み立てられる。

そして、ロアケース３０に設けられた嵌合突起３６を、ブラケット４０に設けられた嵌合孔４２の大孔部４２ａに差し込んだ後に、ロアケース３０を径方向（嵌合突起３６が円の中心に向かう方向）にスライドさせる。すると、嵌合突起３６はブラケット４０に設けられた嵌合孔４２の小孔部４２ｂまで移動する。これにより、嵌合突起３６と小孔部４２ｂとの関係により、ロアケース３０とブラケット４０は上下方向と回転方向について位置
規制される。また、ブラケット４０に設けられた突出部４１は、上記のスライドの過程で、ロアケース３０に設けられたストッパ３５のうちの外側の突起によって一旦下方向に撓んだ後に再びもとの状態に戻り、当該突出部４１はストッパ３５を構成する２つの突起間に挟まった状態となる。そのため、これら突出部４１とストッパ３５との関係により、ロアケース３０とブラケット４０は径方向についても位置規制される。このようにして、ロアケース３０とブラケット４０は固定される。

以上のような手順によって、フロートバルブ１を組み立てることができ、更に、フロートバルブ１とブラケット４０との組み付けを行うことができる。なお、上記の説明においては、フロートバルブ１を組み立てた後に、当該フロートバルブ１をブラケット４０に組み付ける場合を説明した。ただし、先に、ロアケース３０のみをブラケット４０に組み付けた後に、ロアケース３０に、フロート２０及びケース本体１０を組み立てても良い。

＜燃料タンク内へのフロートバルブの取り付け＞
特に、図９及び図１０を参照して、燃料タンク内へのフロートバルブの取り付けについて説明する。図９は本発明の実施例に係るフロートバルブが燃料タンク内に取り付けられた状態を示す模式図である。図１０は図９のうちＣＣ断面の一部である。図１０においては、燃料タンクとブラケットのみを示している。

上述のように、燃料タンク５０の内壁面に、ブラケット４０に設けられた被溶接部４４が溶接される。これにより、ブラケット４０が燃料タンク５０の内部Ｔに固定される。これにより、ブラケット４０に固定されたフロートバルブ１が燃料タンク５０の内部Ｔに配設される。なお、図中、矢印Ｙは溶接された部分を示している。また、図９においては、フロートバルブ１のケース本体１０に設けられた管部１３に取り付けられたチューブ６０の一部を示している。

＜フロートバルブの動作説明＞
上記のように構成されたフロートバルブ１の動作について説明する。燃料タンク内の燃料の液面位置が低い場合には、フロート２０は下降した位置にあるので、フロート２０に設けられた弁体部２１は、ケース本体１０に設けられた開口部１１から離れている。そのため、開口部１１は開口した状態となる。これにより、燃料タンク内で発生する燃料蒸発ガス（エバポ）は、ケース本体１０に設けられた連通路１２，開口部１１及び管部１３を通じて、燃料タンク外へと排出される。従って、燃料タンク内の気圧が上昇してしまうことを防止できる。言い換えれば、燃料タンク内の気圧は、燃料タンク外の気圧と等しくなる。また、燃料タンク内の気圧の上昇を防止できることに伴い、給油時においては、蒸発燃料ガスが給油口から逆流して直接大気中に放出されることを防止できる。

なお、燃料タンク外の気体の通路に関しては、例えば、管部１３に取り付けられたチューブ６０により、キャニスタを介して内燃機関の吸気管（いずれも不図示）などに通じている。この点については、例えば、特開２００３−２１４２６３号公報に開示されているように公知技術であるので、その説明は省略する。なお、キャニスタは、蒸発燃料ガスを吸着する機能を有するものである。

一方、給油時や、車両が急旋回あるいは横転した時などにおいて、燃料タンク内の燃料の液面がフロートバルブ１付近にて一定以上上昇すると、フロート２０は上昇して、フロート２０に設けられた弁体部２１がケース本体１０に設けられた開口部１１を塞ぐ。これにより、燃料が燃料タンクの外部に漏れることを防止することができる。

＜本発明の実施例に係るフロートバルブの優れている点＞
車両が急旋回したときなど、燃料タンク内の燃料が激しく揺れた場合には、図１に示す
ように、燃料の一部が飛沫Ｏとなって、燃料タンク内を飛散する。本実施例においては、ロアケース３０に、障壁３０Ａを設けたことにより、ケース本体１０側に向かって飛散してきた飛沫Ｏを途中で遮ることができる。従って、飛沫Ｏがケース本体１０に設けられた連通路１２からフロート室Ｒ内に直接入り込むことを防止できる。従って、ケース本体１０に設けられた開口部１１が開口した状態であっても、燃料の飛沫Ｏが開口部１１から直接フロート室Ｒの外へ飛び出してしまうことを防止できる。以上より、未燃燃料が大気へ排出されてしまうことを、より一層抑制することができる。

また、本実施例では、１部品であるロアケース３０に、燃料の飛沫Ｏが直接フロート室Ｒ内に入り込むことを防止する機能を有する障壁３０Ａと、燃料の流量を規制しつつフロート室Ｒ内に燃料を導く機能を有するキャップ３０Ｂが備えられている。すなわち、キャップ３０Ｂに対して、障壁３０Ａを一体的に設ける構成を採用している。

従って、未燃燃料の大気への放出を抑制する効果を向上させつつ、部品点数が増加してしまうこともなく、コストアップを抑えることができる。

図１は本発明の実施例に係るフロートバルブの模式的断面図である。 図２は本発明の実施例に係るロアケースの平面図である。 図３は本発明の実施例に係るロアケースの正面図である。 図４は本発明の実施例に係るロアケースの側面図である。 図５は本発明の実施例に係るロアケースの模式的断面図である。 図６は本発明の実施例に係るロアケースの底面図である。 図７（Ａ）は本発明の実施例に係るブラケットの平面図であり、図７（Ｂ）は本発明の実施例に係るブラケットの模式的断面図である。 図８は本発明の実施例に係るフロートバルブの組み付け手順の説明図である。 図９は本発明の実施例に係るフロートバルブが燃料タンク内に取り付けられた状態を示す模式図である。 図１０は図９のうちＣＣ断面の一部である。 図１１は従来例に係るフロートバルブの模式的断面図である。

符号の説明

１ フロートバルブ
１０ ケース本体
１１ 開口部
１２ 連通路
１３ 管部
１４ 係止片
１５ リブ
２０ フロート
２１ 弁体部
２２ バネ受け
２３ スプリングバネ
３０ ロアケース
３０Ａ 障壁
３０Ｂ キャップ
３１ 第１絞り孔
３２ 貫通孔
３３ 係止孔
３４ 第２絞り孔
３５ ストッパ
３６ 嵌合突起
３７ 環状溝
３８ 凸部
４０ ブラケット
４１ 突出部
４２ 嵌合孔
４２ａ 大孔部
４２ｂ 小孔部
４３ 支持部
４４ 被溶接部
５０ 燃料タンク
６０ チューブ
Ｏ 飛沫
Ｒ フロート室

Claims (2)

1. 容器内の液体の液面位置に応じて上下動すると共に、上部に弁体部を有するフロートと、
   該フロートを収容するフロート室と、該フロート室の天井部に設けられた、気体の通り道となる開口部とを有するケース本体と、
   該ケース本体の下側に取り付けられると共に、フロート室内に入り込む液体の流量を規制する絞りを有するキャップと、を備え、
   前記ケース本体に設けられた開口部を通じて前記容器の内部と外部との間で気体の行き来を可能にすると共に、前記フロート室内の液体の液面が一定以上上昇した場合には、前記弁体部により前記開口部を塞ぐことによって、前記容器内の液体が容器外へ漏れてしまうことを防止するフロートバルブにおいて、
   前記ケース本体の側壁には、前記容器内において、フロート室内外を連通して気体の通り道を形成する連通路が設けられると共に、
   前記キャップには、前記容器内の液体の飛沫が前記連通路内に直接入り込むことを防止する障壁が一体的に成形されていることを特徴とするフロートバルブ。
2. 前記キャップには、フロートバルブを前記容器内に取り付けるためのブラケットに嵌合する嵌合部が備えられていることを特徴とする請求項１に記載のフロートバルブ。

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