JP2007146794A - 燃料遮断弁 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料遮断弁１０は、フロート５２の上部に上部弁体６０を備えた２段の弁構造であり、シール性を高めるためのケーシング２０、フロート５２および上部弁体６０の芯ズレの防止を簡単な構成で高い精度で行なうことができること。
【解決手段】燃料遮断弁１０は、ケーシング２０と、フロート機構５０とを備えている。フロート機構５０は、弁部５３ａを有するフロート５２と、上部弁体６０とを有する。上部弁体６０は、円板状の弁本体６１に通気孔６２を有している。通気孔６２は、弁本体６１の外周部のうち係合爪６１ｄより外周側に設けられ、弁本体６１の下方からの上昇気流を該弁本体６１の上方へ逃がすように形成されている。上部弁体６０は、フロート５２と離れるような大きな力を受けないから、フロート５２に対して芯ズレを生じることもない。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料タンクの上部に装着され、燃料タンク内と外部とを接続する接続通路を開閉することで燃料タンクと外部とを連通遮断する燃料遮断弁に関する。

従来、この種の燃料遮断弁として、特許文献１〜３などが知られている。燃料遮断弁は、燃料タンクの上部に装着されており、外部（キャニスタ）に接続される接続通路をその上部に設けたケーシングと、ケーシングの弁室内に燃料液位により浮力を増減して昇降するフロートと、フロートの上部に載置された上部弁体とを備えている。そして、燃料タンクの燃料液位の上昇によりフロートが浮力を増大して、フロートと一体に上部弁体が上昇することで接続通路を閉じて燃料の外部への流出を防止している。このような燃料遮断弁では、接続通路の通路面積が大きい場合に、フロートで接続通路を直接開閉すると、フロートが吸着して再開弁特性がよくないので、接続通路のほかに、接続通路より小さい通路面積の接続孔を有する上部弁体を設けた２段の弁構造としている。

しかし、こうした２段の弁構造を有する燃料遮断弁は、給油時の上昇気流により上部弁体がフロートより浮き上がり、上部弁体がフロートに対して芯ズレを生じて、接続孔が完全に閉じられてない状態が生じる場合がある。このような上部弁体の芯ズレは、接続孔、接続通路を通じて燃料タンク内の燃料が外部に漏れやすいという課題があった。

特開２００１−８２２７０号公報 米国特許第６，９１８，４０５号明細書 特開２００２−１６６７３０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、フロートの上部に上部弁体を備えた２段の弁構造において、シール性を高めるためのケーシング、フロートおよび上部弁体の芯ズレの防止を簡単な構成で高い精度で行なうことができ、しかも、上部弁体を簡単に構成できる燃料遮断弁を提供することを目的とする。

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、燃料タンク内と外部とを接続する接続通路を開閉することで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、
上記燃料タンク内と上記接続通路とを連通する弁室を側壁部により形成するケーシングと、
上記弁室に収納され該弁室内の燃料液位により浮力を増減して昇降しかつ接続孔を開閉する弁部を有するフロートと、該フロートの上部に該フロートから離れて昇降可能に載置され該フロートが昇降することで上記接続通路を開閉する上部弁体と、を有するフロート機構と、
を備え、
上記ケーシングは、上記側壁部の内壁に上下方向に沿って形成され、上記上部弁体をガイドする複数のリブを備え、
上記上部弁体は、弁本体と、該弁本体に貫通形成された接続通路より通路面積が小さい接続孔と、上記弁本体の下部に突設され上記フロートに対する移動を所定距離内に規制する規制部と、上記弁本体の上下方向に貫通形成された通気孔と、を有し、
上記通気孔は、上記弁本体の外周部のうち上記規制部より外周側に設けられ、上記弁本体の下方からの上昇気流を該弁本体の上方へ逃がすように形成されていること、
を特徴とする。

本発明にかかる燃料遮断弁を用いた燃料タンクに燃料が供給されて燃料タンクの所定液位に達すると、弁室内に流入した燃料により、フロートの浮力によりフロート機構が上昇し、つまりフロートおよび上部弁体が一体に上昇する。フロート機構の上昇により、上部弁体が接続通路を閉じることで、燃料タンクを外部に対して遮断し、燃料タンクから外部へ燃料が流出するのを防止する。このとき、フロートの弁部は、接続孔を閉じている。そして、燃料の消費によりフロートの浮力が減少してフロート機構が下降すると、弁部が接続孔を開いた後に、上部弁体は、規制部によりフロートに対して移動が規制されつつフロートから下方への力を受けて下降することで接続通路を開く。この場合において、接続孔は接続通路より通路面積が小さいので、上部弁体の弁部が接続孔を最初に開いて、上部弁体に加わっている閉弁方向の圧力差を低減し、その後、上部弁体が速やかに接続通路を開くので再開弁特性が向上する。

また、上部弁体は、給油時に弁室内を上昇する燃料蒸気をその下面に受けても、通気孔を通じて上方に逃がす。よって、上部弁体は、フロートと離れるような大きな力を受けないから、フロートに対して芯ズレを生じることもなく、フロートと一体になるとともに、リブにより上方へガイドされつつ移動する。よって、上部弁体が傾いたり、芯ズレを生じたりして、シールが不十分な状態になることを回避でき、つまり、接続孔が上部弁体により高いシール性で閉じている状態を維持するから、接続孔を通じて燃料が外部へ漏れることもない。
さらに、従来の技術（特許文献２）に比べて、規制部は、通気孔より内径側に配置され、その間隔を小さく配置することができ、それらの寸法公差を小さくすることができることから、フロートの上部とのクリアランスの設定を摺動可能な範囲で小さくすることが可能である。よって、フロートに対する芯ズレを一層低減できる。

本発明の好適な態様として、上記規制部は、上記フロートの上部と係合することで上記フロートに対する上記弁本体の上下方向への移動を所定距離内に規制する係合爪として構成し、または上記フロートに対する上記弁本体の径方向への移動を所定距離内に規制するガイド部として構成することができる。

本発明の好適な態様において、上記弁本体は、その中心部に上記接続孔を有する円板状であり、該接続孔の下部に形成され上記弁部が離座または着座することで上記接続孔を開閉するシール部とを備え、上記弁部および上記シール部は、樹脂により形成されている構成をとることができる。弁部およびシール部を共に樹脂で形成すると、上部弁体の僅かな傾きによっても、シール不良を生じやすいが、上述したような通気孔などの構成および作用により、このような不具合を生じることもない。なお、弁部は、フロートと一体に形成するほか、ゴムなどでフロートと別体に形成したものを用いてもよい。

また、他の好適な態様として、上記リブは、上記フロートを上下方向にガイドするように上記ケーシングの下部まで延設した構成をとることができる。この構成によると、リブは、１つでフロートおよび上部弁体の両方をガイドするから、射出成形の際の型構造を簡単にできるとともに、フロート機構をガイドするための機構も簡略化できる。

さらに、別の好適な態様として、上記側壁部は、上記リブの間に上記燃料タンク内と上記弁室とを連通する連通孔を有する構成をとることができる。この構成によると、上部弁体の外周部がリブによって通気孔と隔てられているから、通気孔に引っ掛かることがなく、上部弁体は、スムーズな昇降が可能となる。

また、上記通気孔は、上記規制部の外側の壁面に隣接して形成する構成をとることができる。この構成により、規制部がその内径側の接続孔への上昇気流の流れを規制する防壁として作用するから、弁部とシール部とを引き離す力を低減する。

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１０の概略構成
本発明の一実施例にかかる燃料遮断弁は、給油時に燃料タンク内の燃料が所定液位まで上昇したときにキャニスタへの流出を規制するとともにオートストップを機能させるものである。図１は燃料遮断弁１０の断面図である。燃料タンクＦＴは、その表面がポリエチレンを含む複合樹脂材料から形成されており、そのタンク上壁ＦＴａに取付穴ＦＴｂが形成されている。このタンク上壁ＦＴａには、燃料遮断弁１０がその下部を取付穴ＦＴｂに突入した状態にて取り付けられている。燃料遮断弁１０は、ケーシング２０と、フロート機構５０と、スプリング７０とを主要な構成として備え、これらはポリアセタールなどの樹脂から形成されている。ケーシング２０は、ケーシング本体３０と、底板３５と、蓋体４０とを備え、ケーシング本体３０と底板３５とにより囲まれたスペースが弁室３０Ｓになっており、この弁室３０Ｓにスプリング７０に支持されたフロート機構５０が収納されている。

（２） 燃料遮断弁１０の各部の構成
図２は燃料遮断弁１０を分解した断面図である。ケーシング本体３０は、天井壁部３１と、円筒形状の側壁部３２とにより囲まれたカップ形状であり、下部を開口３０ａとしている。天井壁部３１の中央部には、下方に向けて突設された通路形成突部３１ａが形成されており、この通路形成突部３１ａに弁室３０Ｓに接続する接続通路３１ｂが貫通形成されている。接続通路３１ｂの弁室３０Ｓ側は、第１シール部３１ｃになっている。側壁部３２には、弁室３０Ｓを燃料タンクＦＴ内に接続するための連通孔３２ａが形成されている。連通孔３２ａは、その上端が所定液位ＦＬ１（図６参照）に一致するように配置されている。また、側壁部３２には、底板３５を取り付けるための係合凹所３２ｃが形成されている。また、側壁部３２の内壁には、上下方向に沿ってリブ３２ｄが形成されている。図３は図１の３−３線に沿った断面図である。リブ３２ｄは、フロート機構５０を昇降方向にガイドするための突条であり、周方向に９０゜で等間隔に４箇所形成されている。リブ３２ｄの間に、上記連通孔３２ａが形成されている。
図２に戻り、底板３５は、ケーシング本体３０の開口３０ａを閉じる部材であり、その外周部に形成された係合爪３５ａが係合凹所３２ｃに係合することにより、ケーシング本体３０の開口３０ａを閉じるように装着されている。この底板３５には、底連通孔３５ｂが形成され、さらにスプリング７０の下端を支持するためのスプリング支持部３５ｃが形成されている。

蓋体４０は、蓋本体４１と、蓋本体４１の中央から側方へ突出した管体部４２と、蓋本体４１の外周に形成されたフランジ４３および支持部４４とを備え、これらを一体に形成している。管体部４２内には、管通路４２ａが形成されており、この管通路４２ａの一端は、接続通路３１ｂを通じてケーシング本体３０の弁室３０Ｓに接続され、他端はキャニスタ（図示省略）側に接続される。上記支持部４４は、蓋本体４１の下部に突設され、ケーシング本体３０の上部を嵌合する筒体である。この支持部４４には、係合穴４４ａが形成されている。この係合穴４４ａは、ケーシング本体３０の側壁部３２に形成された係合爪（図示省略）に係合することで、蓋体４０は、ケーシング本体３０を保持している。また、フランジ４３の下端部には、燃料タンクＦＴのタンク上壁ＦＴａに溶着される溶着部４３ａが形成されている。

図４はフロート機構５０を分解して示す斜視図である。図２および図４において、フロート機構５０は、フロート５２と、フロート５２の上部に配置された上部弁体６０とを備えている。フロート５２は、下方に開放した浮力室５４（図２）を有するカップ形状である。浮力室５４は、有底孔である。また、フロート５２の上部には、ほぼ円錐形状の弁部５３ａが突設され、弁部５３ａの下方には、上部弁体６０を抜止めするための鍔状の係合部５３ｂが形成されている。

上部弁体６０は、再開弁特性を改善するための弁であり、フロート５２の上部に昇降可能に支持されており、弁本体６１と、弁本体６１に装着されたシール部材６５とを備えている。
弁本体６１は、円板形状であり、その外周部がケーシング本体３０のリブ３２ｄ（図３参照）にガイドされるように形成されている。弁本体６１は、その中央上部に突設された弁取付部６１ａを備え、この弁取付部６１ａの中央部を貫通した接続孔６１ｂが形成されている。接続孔６１ｂの下部は、第２シール部６１ｃになっており、弁部５３ａが着座および離座することで接続孔６１ｂが開閉される。
図５は上部弁体６０の底面図である。図４および図５において、弁本体６１の下部には、フロート５２の係合部５３ｂに係合する係合爪６１ｄ（規制部）が突設されるとともに、係合爪６１ｄの間に係合部５３ｂの外周部にガイドされるガイド部６１ｅ（規制部）が突設されている。係合爪６１ｄおよびガイド部６１ｅは、９０゜毎に２箇所それぞれ配置されている。また、係合爪６１ｄおよびガイド部６１ｅの径方向外方、つまり弁本体６１の外周縁と係合爪６１ｄとの間には、通気孔６２が貫通形成されている。通気孔６２は、周方向に沿ったほぼ三日月形状の孔であり、上部弁体６０が受けた上昇気流を通すための通気路である。
シール部材６５は、ゴム製の円板状の弁体であり、その中央部に装着孔６５ａを有し、装着孔６５ａを上記弁取付部６１ａに圧入することにより弁本体６１に装着されている。シール部材６５の上面は、第１シール部３１ｃに着離するシート面６５ｂになっている。

（３） 燃料遮断弁１０の動作
次に、燃料遮断弁１０の動作について説明する。給油により燃料タンクＦＴ内に燃料が供給されると、図１に示すように、燃料タンクＦＴ内の燃料液位の上昇につれて燃料タンクＦＴ内の上部に溜まっていた燃料蒸気は、底板３５の底連通孔３５ｂ、側壁部３２の連通孔３２ａを通じて弁室３０Ｓ内に入り、弁室３０Ｓから、接続通路３１ｂ、管通路４２ａを通じて、キャニスタ側へ逃がされる。このとき、上部弁体６０は、通気孔６２が形成されているので、この通気孔６２を通じて燃料蒸気が上方へ流れ、上部弁体６０に上方へ移動させるような大きな力とならない。よって、上部弁体６０は、フロート５２の上部から浮上することなく、フロート５２の上に載置された状態を維持する。

そして、図６に示すように、燃料タンクＦＴ内の燃料液位が所定液位ＦＬ１に達すると、燃料は連通孔３２ａを塞ぐことにより、燃料タンクＦＴ内のタンク内圧が上昇する。このタンク内圧の上昇をセンサが感知することで、給油ガンの給油を停止するオートストップを働かせる。この状態では、タンク内圧と弁室３０Ｓ内の圧力との差圧が大きくなり、燃料液位が弁室３０Ｓ内を上昇する。弁室３０Ｓ内の燃料液位が高さｈ０に達すると、フロート５２の浮力およびスプリング７０の荷重による上方への力と、フロート５２および上部弁体６０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５２と上部弁体６０とが一体になってリブ３２ｄにガイドされつつ上昇して、シール部材６５のシート面６５ｂが第１シール部３１ｃに着座して接続通路３１ｂを閉じる。これにより、燃料タンクＦＴへの給油の際等に、燃料タンクＦＴから燃料蒸気を逃がすとともに燃料が燃料タンクＦＴ外へ流出するのを防止することができる。

一方、燃料タンクＦＴの燃料液位が低下して弁室３０Ｓ内の燃料が底連通孔３５ｂなどから排出されると、図７に示すように、フロート５２は、その浮力を減少して下方への力を受けて、弁部５３ａが第２シール部６１ｃから離れて、接続孔６１ｂを開く。接続孔６１ｂの連通により上部弁体６０の下方の圧力は、接続通路３１ｂの付近とほぼ同じ圧力になることで上部弁体６０の閉弁する力が小さくなり、係合部５３ｂが係合爪６１ｄに係合することで、上部弁体６０を引き下げ、シール部材６５が第１シール部３１ｃから離れて、接続通路３１ｂが開かれる。このように、接続孔６１ｂの通路面積を接続通路３１ｂの通路面積より小さく設定することで、上部弁体６０は、小さな力で開弁する。このように、上部弁体６０による２段の弁構造により、再開弁特性の向上を促進するように機能する。

（４） 実施例の作用・効果
上記実施例の構成により、以下の作用・効果を奏する。
（４）−１ 上部弁体６０は、給油時に弁室３０Ｓ内を上昇する燃料蒸気をその下面に受けても、通気孔６２を通じて上方に逃がす。よって、上部弁体６０は、フロート５２と離れるような大きな力を受けないから、フロート５２に対して芯ズレを生じることもなく、フロート５２と一体になるとともに、リブ３２ｄにより上方へガイドされつつ移動する。よって、上述した通気孔６２がない場合には、図８に示すように上部弁体６０が傾いたり、芯ズレを生じたりして、シールが不十分な状態になることを回避でき、つまり、図６に示すように接続孔６１ｂが上部弁体６０により高いシール性で閉じている状態を維持するから、接続孔６１ｂを通じて燃料が外部へ漏れることもない。

（４）−２ さらに、従来の技術（特許文献２）に比べて、規制部としての係合爪６１ｄおよびガイド部６１ｅは、通気孔６２より内径側に配置され、その間隔を小さく配置し、それらの寸法公差を小さくすることができることから、フロート５２の上部とのクリアランスの設定を摺動可能な範囲で小さくすることが可能である。よって、フロートに対する芯ズレを一層低減できる。

（４）−３ 上記通気孔６２は、ガイド部６１ｅの外側の壁面に隣接して形成しているから、ガイド部６１ｅが内径側の接続孔６１ｂへの上昇気流の流れを規制する防壁として作用する。よって、弁部５３ａと第２シール部６１ｃとを引き離す力を低減する。

（４）−４ フロート５２の弁部５３ａおよび弁本体６１の第２シール部６１ｃは、共に樹脂で形成すると、上部弁体６０の僅かな傾きによっても、シール不良を生じやすいが、上述したような通気孔などの構成および作用により、このような不具合を生じることもない。

（４）−５ ケーシング本体３０の内壁に設けたリブ３２ｄは、１つでフロート５２および上部弁体６０の両方をガイドするから、射出成形の際の型構造を簡単にできるとともに、フロート機構５０をガイドするための機構も簡略化できる。

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り、例えば次のような変形も可能である。
上記実施例において、通気孔６２は、ガイド部６１ｅの外側に隣接して配置したが、これに限らず、係合爪６１ｄの外側に隣接して配置してよく、また、ガイド部６１ｅまたは係合爪６１ｄの外側に隣接した配置に限らず、その外周に沿って配置してもよい。

図９は他の実施例にかかるフロート機構５０Ｂを示す断面図である。図９において、上部弁体６０Ｂは、弁本体６１Ｂの装着孔６１Ｂａに装着されたシール部材６５Ｂを備えている。シール部材６５Ｂは、その上部に設けたシール面６５Ｂａと、その下部に設けた第２シール部６５Ｂｂと、これらを連結する連結筒部６５Ｂｃとを備え、シール面６５Ｂａが第１シール部（図１参照）に着離し、第２シール部６５Ｂｂがフロート５２Ｂの上部の平面からなる弁部５３Ｂａに着離する構成である。

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た断面図である。 図１の３−３線に沿った断面図である。 フロート機構を分解して示す斜視図である。 上部弁体の底面図である。 燃料遮断弁の動作を説明する説明図である。 図６に続く動作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フロート機構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
３０ａ...開口
３１...天井壁部
３１ａ...通路形成突部
３１ｂ...接続通路
３１ｃ...第１シール部
３２...側壁部
３２ａ...連通孔
３２ｃ...係合凹所
３２ｄ...リブ
３５...底板
３５ａ...係合爪
３５ｂ...底連通孔
３５ｃ...スプリング支持部
４０...蓋体
４１...蓋本体
４２...管体部
４２ａ...管通路
４３...フランジ
４３ａ...溶着部
４４...支持部
４４ａ...係合穴
５０...フロート機構
５２...フロート
５３ａ...弁部
５３ｂ...係合部
５４...浮力室
６０...上部弁体
６１...弁本体
６１ａ...弁取付部
６１ｂ...接続孔
６１ｃ...第２シール部
６１ｄ...係合爪
６１ｅ...ガイド部
６２...通気孔
６５...シール部材
６５ａ...装着孔
６５ｂ...シート面
７０...スプリング
ＦＴ...燃料タンク
ＦＴａ...タンク上壁
ＦＴｂ...取付穴

Claims (7)

1. 燃料タンク（ＦＴ）の上部に装着され、燃料タンク（ＦＴ）内と外部とを接続する接続通路（３１ｂ）を開閉することで燃料タンク（ＦＴ）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）内と上記接続通路（３１ｂ）とを連通する弁室（３０Ｓ）を側壁部（３２）により形成するケーシング（２０）と、
   上記弁室（３０Ｓ）に収納され該弁室（３０Ｓ）内の燃料液位により浮力を増減して昇降しかつ接続孔（６１ｂ）を開閉する弁部を有するフロート（５２）と、該フロート（５２）の上部に該フロート（５２）から離れて昇降可能に載置され該フロート（５２）が昇降することで上記接続通路（３１ｂ）を開閉する上部弁体（６０）と、を有するフロート機構（５０）と、
   を備え、
   上記ケーシング（２０）は、上記側壁部（３２）の内壁に上下方向に沿って形成され、上記上部弁体（６０）をガイドする複数のリブ（３２ｄ）を備え、
   上記上部弁体（６０）は、弁本体（６１）と、該弁本体（６１）に貫通形成された接続通路（３１ｂ）より通路面積が小さい接続孔（６１ｂ）と、上記弁本体（６１）の下部に突設され上記フロート（５２）に対する移動を規制する規制部と、上記弁本体（６１）の上下方向に貫通形成された通気孔（６２）と、を有し、
   上記通気孔（６２）は、上記弁本体（６１）の外周部のうち上記規制部より外周側に設けられ、上記弁本体（６１）の下方からの上昇気流を該弁本体（６１）の上方へ逃がすように形成されていること、
   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、
   上記規制部は、上記フロート（５２）の上部と係合することで上記フロート（５２）に対する上記弁本体（６１）の上下方向への移動を所定距離内に規制する係合爪（６１ｄ）である燃料遮断弁。
3. 請求項１に記載の燃料遮断弁において、
   上記規制部は、上記フロート（５２）に対する上記弁本体（６１）の径方向への移動を所定距離内に規制するガイド部（６１ｅ）である燃料遮断弁。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の燃料遮断弁において、
   上記弁本体（６１）は、その中心部に上記接続孔（６１ｂ）を有する円板状であり、該接続孔（６１ｂ）の下部に形成され上記弁部が離座または着座することで上記接続孔（６１ｂ）を開閉するシール部（６１ｃ）とを備え、
   上記弁部および上記シール部（６１ｃ）は、樹脂により形成されている燃料遮断弁。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の燃料遮断弁において、
   上記リブ（３２ｄ）は、上記フロート（５２）を上下方向にガイドするように上記ケーシング（２０）の下部まで延設されている燃料遮断弁。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の燃料遮断弁において、
   上記側壁部（３２）は、上記リブ（３２ｄ）の間に上記燃料タンク（ＦＴ）内と上記弁室（３０Ｓ）とを連通する連通孔（３２ａ）を有する燃料遮断弁。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の燃料遮断弁において、
   上記通気孔（６２）は、上記規制部の外側の壁面に隣接して形成されている燃料遮断弁。

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