JP2006233929A - 燃料遮断弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 燃料遮断弁１０は、高いシール性を得ることができるとともに再開弁性に優れている。
【解決手段】 燃料遮断弁１０は、弁室３０Ｓと外部とを接続する接続通路３２ａを有するケーシング２０と、燃料タンクＦＴ内の燃料液位に応じて昇降するフロート５０と、フロート５０の上部に装着され１枚の可撓性を有するシートで形成されシート面５６ａを有するシート部材５５とを有する弁機構４０とを備えている。燃料タンクＦＴ内の燃料液位が所定燃料液位を越えたときにフロート５０が上昇すると、シート部材５５は、シート面５６ａでシール部３２ｂにより押されてシール部３２ｂとフロート５０の上部との空隙（凹所５３）に向けて弾性変形して接続通路３２ａを閉じる。
【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に関する。

燃料タンクの上部には、キャニスタに接続した満タン規制弁と燃料遮断弁（ロールオーバーバルブ）とを備えた蒸発燃料処理装置が設けられており、各々の弁は所定の燃料液位で開閉することで、燃料タンクの外部への通気を確保するとともに、液体燃料の外部への流出を防止している。ロールオーバーバルブは、車両の傾斜時や車両のスラローム走行時などに通気を確保するために満タン液位より上の燃料液位で外部への燃料を遮断するものである。

ところで、近年、車両の多様かつ大きな居住空間に対応するために、燃料タンクの扁平化が検討されているが、こうした扁平化した燃料タンクでは、燃料タンクの上部のデッドスペースの割合を小さくするために、閉弁する燃料液位をできる限り高く設定することが好ましい。しかし、閉弁時における燃料液位を高く設定した場合に、ロールオーバーバルブが液没し易い。こうした液没した場合でも、高いシール性を得るために特許文献１，２に示すように、フロートの中央上部にゴム弁体を装着し、ゴム弁体が接続通路を閉じるときにゴム弁体の外周部を弾性変形させる手段が知られている。
しかし、ロールオーバーバルブのように小さい通路面積を遮断する場合には、ゴム弁体の外周部を十分に撓ませることが難しく、高いシール性を得ることができない。しかも、小さい接続通路を開閉するためにゴム弁体が接続通路から剥がれ難く、再開弁特性がよくないという問題もあった。

特開平７−１２７５４０号公報 特開平１１−１９０２５８号公報

本発明は、上記従来の技術の問題点を解決することを踏まえ、狭い接続通路であっても高いシール性で閉じることができるとともに再開弁性に優れた燃料遮断弁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と、該弁室と外部とを接続する接続通路と、該接続通路の開口周縁部であって上記弁室側に向けて突設されたシール部と、を有するケーシングと、
上記弁室内に収納され、上記燃料タンク内の燃料液位に応じて昇降するフロートと、該フロートの上部に装着され可撓性を有するシートで形成されシート面を有するシート部材と、を有する弁機構と、
を備え、
上記フロートの上面と上記シート部材との間に、上記シール部の外径より内径の大きい空隙を設け、
上記シート部材は、該シート部材の周縁部の１箇所で上記フロートの上面で支持され、上記燃料液位が所定燃料液位を越えたときに上記フロートの上昇により上記シール部で押されることで上記空隙側に弾性変形して上記接続通路を閉じるように構成したこと、を特徴とする。

本発明にかかる燃料遮断弁によると、燃料タンク内の燃料液位の上昇によりフロートの浮力が増大すると、シート部材がシール部に着座して接続通路を閉じる。このとき、シート部材は、シール部に押されると、フロートの上面とシート部材との間に設けられた空隙内に向けて弾性変形する。空隙はシール部の外径より大きな内径であるから、シート部材の弾性変形を妨げることがない。したがって、フロートが傾いて上昇しても、シート部材がシール部に沿って弾性変形するから、シール部との間に間隙を生じることなく、特に接続通路の直径が小さい場合、例えば、φが２〜３ｍｍの場合に高いシール性を得ることができる。

また、燃料タンクの燃料液位が低下してフロートが下降することでシート部材がシール部から離れて、接続通路が開かれる。こうした再開弁時において、シート部材は、フロートの中心部から離れた１箇所で支持されているので、シール部に対して小さな力で部分的かつ順次剥がれ、よって再開弁特性に優れている。

本発明の好適な態様として、空隙は、フロートの上部に形成された凹所や、フロートの上部から上記シート部材の周縁部を支持するように突設された支持突部や、シート部材の外周部に形成された支持突部から構成することができる。

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） 燃料遮断弁の概略構成
図１は本発明の一実施例にかかる燃料タンクＦＴに取り付けた燃料遮断弁１０を示す断面図である。燃料タンクＦＴは、金属製の上半部と下半部との２分割体で形成されており、これらを互いに接合することにより構成されている。燃料遮断弁１０は、車両の傾斜や揺動時に燃料タンクＦＴ内の燃料が所定の液位まで上昇したときに、外部へ燃料の流出を規制するものである。燃料遮断弁１０は、タンク上壁ＦＴａにブラケットＦＴｂを介して取り付けられている。

（２） 燃料遮断弁１０の各部の構成
図２は燃料遮断弁１０を分解して示す断面図である。燃料遮断弁１０は、ケーシング２０と、ケーシング２０の弁室３０Ｓに収納された弁機構４０と、弁機構４０に付勢するスプリング６０とを主要な構成として備えている。

ケーシング２０は、ケーシング本体３０と、ケーシング本体３０の上部に装着された管体部３５と、ケーシング本体３０の下部に装着された底蓋３８とを備えており、ケーシング本体３０と底蓋３８とにより弁室３０Ｓを形成している。ケーシング本体３０は、天井壁３２と、円筒形状の側壁３３とを備えたカップ形状である。天井壁３２の中央部には、直径２．０ｍｍの接続通路３２ａが貫通しており、その接続通路３２ａの弁室３０Ｓ側がシール部３２ｂになっている。シール部３２ｂの直径は、２．５ｍｍに設定されている。側壁３３には、燃料タンクＦＴと弁室３０Ｓとを連通する通気孔３３ａが形成されている。また、管体部３５内には、蓋通路３５ａが形成されており、この蓋通路３５ａの一端側が弁室３０Ｓを介して燃料タンクＦＴに接続され、他端側がチューブ（図示省略）を介してキャニスタ側に接続されている。

また、底蓋３８には、弁室３０Ｓと燃料タンク内とを連通する連通孔３８ａが形成されている。したがって、側壁３３の通気孔３３ａおよび連通孔３８ａを通じて、燃料タンクＦＴ内が弁室３０Ｓに連通している。また、底蓋３８の中央上部には、環状のスプリング支持部３８ｂが形成されている。このスプリング支持部３８ｂは、フロート５０の内側下面との間でスプリング６０を支持している。

弁機構４０は、弁室３０Ｓに収納されており、フロート５０と、フロート５０の上部に装着されたシート部材５５とを備えている。図３は弁機構４０を分解して示す斜視図である。フロート５０は、容器形状のフロート本体５１を備えており、その内側スペースが浮力を生じるための浮力室５１ａ（図２）になっている。また、フロート５０の外周部にガイド突条５１ｂがケーシング本体３０の内壁面に対する摺動性を高めるために複数箇所、上下方向に突設されている。また、フロート本体５１の上部には、シート部材５５を取り付けるための装着孔５２が形成され、さらにシート部材５５を撓ませるための凹所５３が形成されている。凹所５３は、シール部３２ｂ（図２参照）の外径（２．５ｍｍ）よりも大きな直径（直径６ｍｍ）で形成されている。また、フロート本体５１の上面には、凹所５３に接続されかつ放射状に３本の溝５４が形成されている。溝５４は、凹所５３に溜まった燃料を該凹所５３から排出するとともにシート部材５５で覆われた凹所５３の空気を逃がしてシート部材５５を撓み易くしている。

シート部材５５は、可撓性を有する材料（ゴム材料、熱可塑性エラストマなど）から形成されており、円板部５６と、円板部５６の外周下面から突設された弁取付部５７とを備えている。円板部５６の上面は、シール部３２ｂに着離するシート面５６ａになっている。また、弁取付部５７は、円板部５６の下面から棒状に突設され、その外周部に抜止部５７ａ（図２）が形成されている。弁取付部５７は、装着孔５２に圧入されることによりフロート本体５１の上部に固定される。シート部材５５は、シート面５６ａがシール部３２ｂに押されたときに、凹所５３に向けて凹むように弾性変形してシール部３２ｂに着座するように構成されている。なお、凹所５３の形状は、シート部材５５が撓んだときに該凹所５３の上面に接触しないで、その弾性変形を阻害しないように形成する。

（３） 燃料遮断弁の動作
次に、第１燃料遮断弁の動作について説明する。図１において、車両の傾斜などにより、燃料タンクＦＴ内の燃料液位が上昇すると、燃料タンクＦＴ内の上部に溜まっていた燃料蒸気は、通気孔３３ａ、連通孔３８ａを通じて弁室３０Ｓ内に入り、弁室３０Ｓから、接続通路３２ａ、蓋通路３５ａを通じて、キャニスタ側へ逃がされる。そして、燃料タンクＦＴ内の燃料液位が所定の燃料液位に達すると、燃料は、底蓋３８の連通孔３８ａを通じて弁室３０Ｓに流入する。これにより、フロート５０の浮力およびスプリング６０の荷重による上方への力と、フロート５０およびシート部材５５の自重による下方への力との釣り合いによって、前者が後者を上回ったときにフロート５０とシート部材５５とが一体になって上昇する。フロート５０の浮力が増大すると、図４に示すようにシート部材５５がシール部３２ｂによって押された状態にて、シート面５６ａがシール部３２ｂに着座して、接続通路３２ａを閉じる。このようにシート部材５５は、シール部３２ｂに押されると、フロート５０の上部中央部にシール部３２ｂの外径より大きな外径を有する凹所５３内に向けて弾性変形する。このとき、凹所５３がシール部３２ｂより大きな外径であるから、シート部材５５の弾性変形を妨げることがない。したがって、図５に示すようにフロート５０が傾いて上昇しても、シート部材５５がシール部３２ｂに沿って弾性変形するから、シール部３２ｂとの間に間隙を生じることなく、高いシール性を得ることができる。

一方、燃料タンクＦＴの燃料液位が低下すると、弁室３０Ｓ内の燃料が連通孔３８ａから排出され、フロート５０が下降することでシート部材５５がシール部３２ｂから離れ、接続通路３２ａが開かれて、燃料タンクＦＴがキャニスタに連通する。この再開弁時において、図６に示すように、シート部材５５は、弁取付部５７がフロート５０の中心部から離れた１箇所で支持されているので、シール部３２ｂに対して小さな力で部分的かつ順次剥がれるから再開弁特性に優れている。

次に、上記実施例にかかるシート部材５５を十分に撓ませることができるとともに設計の自由度が高くできる理由について図７を用いて説明する。図７（Ａ）は従来の技術に相当するシート部材１００、フロート１０２、シール部１０４および接続通路１０６の周辺を示す。図７（Ｂ）は本実施例にかかるシート部材５５およびシール部３２ｂの周辺を示す。図７（Ａ）の従来の技術において、シート部材１００がシール部１０４に接触する先端の部分の直径をＤ１（２．５ｍｍ）とし、接続通路３２ａの内径をｄ１（２ｍｍ）とすると、シート部材１００の撓み易さを表わすパラメータは、シール部１０４に接触するシート部材１００の位置からシート部材１００の中心までの距離Ｌ１となる。そして、シート部材１００は、シール部１０４で押圧されることで接続通路１０６内に向けて撓む。従来の技術では、シール部１０４の直径Ｄ１が小さい場合には、距離Ｌ１を大きくできないから、シート部材１００を十分に撓ませてシール部１０４に密着させてシール性を高めようとするためには、シート部材１００の厚みを薄くしたり変形の容易なゴム材料を用いるなどの構成が必要となり、設計の自由度が低い。これに対して、図７（Ｂ）の本実施例において、シート部材５５の撓み易さを示すパラメータは、凹所５３（直径Ｄ２は６ｍｍ）の端部とシート部材５５がシール部３２ｂで接触する距離Ｌ２で表わされる。距離Ｌ２は、直径Ｄ１から独立したパラメータとしてシート部材５５の外径や凹所５３を大きくすることで容易に対応することができる。したがって、本実施例では、シール部１０４の直径Ｄ１が小さい場合であっても、ゴム材料の弾性などの他の要素を考慮することなく、シート部材５５などを大きくすることにより容易に対応することができ、設計の自由度が高い。

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り、例えば次のような変形も可能である。

図８は他の実施例にかかる弁機構を分解して示す斜視図、図９は他の実施例にかかる閉弁時の状態を説明する断面図である。本実施例は、シート部材を弾性変形させるためのフロートの上部の構成に特徴を有する。フロート５０Ｂの上面には、液抜きおよび空気抜き用の３箇所のスリット５４Ｂａで複数に分割形成されたほぼＣ字形の支持突部５４Ｂが形成されている。支持突部５４Ｂの内側スペースは、シート部材５５Ｂを撓ませるための空隙５３Ｂになっている。また、支持突部５４Ｂの開口に、シート部材５５Ｂを取り付けるための装着孔５２Ｂが形成されている。この実施例によれば、図９に示すように、シート部材５５Ｂは、支持突部５４Ｂで形成された空隙５３Ｂへ向けて弾性変形することにより接続通路３２Ｂａを閉じることができる。
また、図１０はさらに他の実施例にかかるシート部材を示す断面図である。図８および図９の実施例では、フロートの上面に支持突部を形成したが、これに限らず、図１０に示すようにシート部材５５Ｃの外周部に支持突部５５Ｃａを形成し、フロートの上面との間で空隙を形成するように構成してもよい。

上記実施例におけるシート部材は、フロートの上部に装着孔を設けることで取り付けているが、これに限らず、フロートの上部から支持部を突設し、これに取り付ける構成であってもよい。この構成によれば、フロートの浮力室のシール性を高めることが容易である。
また、上記実施例で説明した図３において、シート部材５５の裏面にシボ加工により粗面やスリットを形成したり、フロート５０の上面であってシート部材５５が接触する凹所５３の外周面にシボ加工による粗面やスリットなどの凹凸を形成してもよい。このような凹凸によりシート部材５５がフロート５０の上面に貼り付くのを防止することができる。
さらに、上記実施例の燃料遮断弁は、燃料タンク内に取り付けたインタンク式の構成について説明したが、これに限らず、燃料タンクの上壁の外面にネジ止めや溶着によって取り付けて、その一部を燃料タンク内に突入させる構成であってもよい。

本発明の一実施例にかかる燃料タンクに取り付けた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。 弁機構を分解して示す斜視図である。 燃料遮断弁の動作を説明する説明図である。 燃料遮断弁の閉弁時の作用を説明する説明図である。 燃料遮断弁の再開弁時の作用を説明する説明図である。 燃料遮断弁の作用を説明する説明図である。 他の実施例にかかる弁機構を分解して示す斜視図である。 他の実施例にかかる閉弁時の状態を説明する断面図である。 さらに他の実施例にかかるシート部材を示す断面図である。

符号の説明

１０...燃料遮断弁
２０...ケーシング
３０...ケーシング本体
３０Ｓ...弁室
３２...天井壁
３２ａ...接続通路
３２ｂ...シール部
３３...側壁
３３ａ...通気孔
３５...管体部
３５ａ...蓋通路
３８...底蓋
３８ａ...連通孔
３８ｂ...スプリング支持部
４０...弁機構
５０...フロート
５１...フロート本体
５１ａ...浮力室
５１ｂ...ガイド突条
５２...装着孔
５３...凹所
５４...溝
５５...シート部材
５６...円板部
５６ａ...シート面
５７...弁取付部
５７ａ...抜止部
６０...スプリング
ＦＴ...燃料タンク
ＦＴａ...タンク上壁
ＦＴｂ...ブラケット
３２Ｂａ...接続通路
５０Ｂ...フロート
５２Ｂ...装着孔
５３Ｂ...空隙
５４Ｂ...支持突部
５５Ｂ...シート部材
５５Ｃ...シート部材
５５Ｃａ...支持突部

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（３０Ｓ）と、該弁室（３０Ｓ）と外部とを接続する接続通路（３２ａ）と、該接続通路（３２ａ）の開口周縁部であって上記弁室（３０Ｓ）側に向けて突設されたシール部（３２ｂ）と、を有するケーシング（２０）と、
   上記弁室（３０Ｓ）内に収納され、上記燃料タンク内の燃料液位に応じて昇降するフロート（５０）と、該フロート（５０）の上部に装着され可撓性を有するシートで形成されシート面（５６ａ）を有するシート部材（５５）と、を有する弁機構（４０）と、
   を備え、
   上記フロート（５０）の上面と上記シート部材（５５）との間に、上記シール部（３２ｂ）の外径より内径の大きい空隙を設け、
   上記シート部材（５５）は、該シート部材（５５）の周縁部の１箇所で上記フロート（５０）の上面で支持され、上記燃料液位が所定燃料液位を越えたときに上記フロート（５０）の上昇により上記シール部（３２ｂ）で押されることで上記空隙側に弾性変形して上記接続通路（３２ａ）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、
   上記空隙は、上記フロート５０の上部に形成された凹所（５３）で形成されている燃料遮断弁。
3. 請求項１に記載の燃料遮断弁において、
   上記空隙は、上記フロート（５０Ｂ）の上部から上記シート部材（５５Ｂ）の周縁部を支持するように突設された支持突部（５４Ｂ）により構成されている燃料遮断弁。
4. 請求項３に記載の燃料遮断弁において、
   上記空隙は、上記シート部材（５５Ｃ）の外周部に形成された支持突部（５５Ｃａ）から形成されている燃料遮断弁。

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