JP2009092180A - バルブ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】少ない部品点数で安定した弁体の動作を確保するとともに燃料吐出口の開口を広く確保することができるバルブ構造を提供する。
【解決手段】燃料を貯留するタンク本体内に固定されるバルブ本体３０と、上流側に位置するとき通路空間４０と燃料吐出口３６との連通を遮断し、下流側に移動したとき通路空間４０と燃料吐出口３６とを連通させる弁体３２と、この弁体３２とハウジング３３の下流側底部３４との間に設けられ、弁体３２を常に上流側に向けて付勢する圧縮コイルバネ３１と、ハウジング３３の下流側底部３４に立設され、圧縮コイルバネ３１を支持するバネガイド部材３５と、を備えたバルブ構造であって、弁体３２に、バネガイド部材３５を摺動可能に挿通させるガイド孔３２ｃを形成し、このガイド孔３２ｃへのバネガイド部材３５の挿通により弁体３２の移動をガイドする構成とした。
【選択図】図３

Description

本発明は、燃料タンクに取り付けられる構成部品のバルブ構造であって、特に、燃料や燃料蒸気の逆流を防止する逆止弁を装着した燃料給油バルブなどに使用されるバルブ構造に関する。

自動車の燃料タンクのタンク本体には、タンク本体内の液面上の空間に発生する燃料蒸気をタンク本体外へ導出してタンク本体内の内圧を一定に保つための燃料カットバルブや、フィラーチューブに接続される燃料給油バルブおよび燃料ポンプなど各種の構成部品が取り付けられている。
例えば、燃料給油バルブでは、給油時にタンク本体内の燃料および燃料蒸気が逆流して外部に放出されることを防止するための逆流防止弁を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

図６は前記特許文献１を説明する部分断面図である。図６に示すように、燃料逆流防止バルブ本体（以下、燃料給油バルブと称す）１０１には、対タンク結合部１０２と、バルブ本体部（以下、バルブ本体と称す）１０３とを備えている。このバルブ本体１０３は、バルブ本体接続部１０５の外周面に嵌合する拡径部１１２と、圧縮コイルばね１１３で弾圧されたポペット弁１１４と、ポペット弁１１４が当接して閉じられる弁座１１５と、ばね座１１６が形成されたエンドキャップ１１７と、ポペット弁１１４などが収容されたポペット弁受容部１１８と、拡径部１１２とポペット弁受容部１１８とをつなぐ連結部１１９とからなっている。これらの各部材は、ガソリンに対する耐膨潤性に富むポリアセタール樹脂材などで形成されており、ポペット弁１１４は、通常は、圧縮コイルばね（以下、ばね部材とも称す）１１３の弾発力で弁座１１５に押圧されてタンク内外の連通を断ち、このポペット弁１１４によって、燃料や燃料蒸気が逆流することを防止して、燃料や燃料蒸気が外部へ漏れることを防止している。そして、このポペット弁１１４は、燃料給油口（図略）からガソリンが流入すると押し退けられるようになっている。
特開２００３−２０７４号公報（段落「００１９」〜「００２０」）

しかしながら、特許文献１の構成では、ポペット弁収容部によって弁体の摺動を案内するため、弁体の摺動方向に厚みを設け、これがポペット弁収容部内を摺動する構成としており、燃料をタンク本体内へ吐出する開口が制限されるという問題があった。また、ばね部材を強固に保持するのが困難であるという問題や、エンドキャップを強固に固定するのが困難であるという問題もあった。このため、これらを支持片などにより補強すると、部品点数が増加するとともに、燃料をタンク本体内へ吐出する開口が狭まり、燃料給油に時間を要するおそれがあった。

本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、少ない部品点数で安定した弁体の動作を確保するとともに燃料吐出口の開口を広く確保することができるバルブ構造を提供することを課題とする。

前記課題を解決した請求項１に記載の発明は、上流側、下流側にそれぞれ燃料の通路空間、バルブ機構のハウジングが形成されるとともに、ハウジング周りの周面に燃料吐出口が開口形成され、燃料を貯留するタンク本体内に固定されるバルブ本体と、上流側に位置するとき通路空間と燃料吐出口との連通を遮断し、下流側に移動したとき通路空間と燃料吐出口とを連通させる弁体と、この弁体とハウジングの下流側底部との間に設けられ、弁体を常に上流側に向けて付勢する圧縮コイルバネと、ハウジングの下流側底部に立設され、圧縮コイルバネを支持するバネガイド部材と、を備えたバルブ構造であって、弁体に、バネガイド部材を摺動可能に挿通させるガイド孔を形成し、このガイド孔へのバネガイド部材の挿通により弁体の移動をガイドする構成としたことを特徴としている。

前記構成によれば、下流側底部（エンドキャップ）から立設されたバネガイド部材が、弁体の摺動方向の規制と弁体を付勢するバネ部材の支持とを兼ねることによって、弁体側面の摺動部としての摺動方向の厚みが必要なくなり、燃料をタンク本体内へ吐出する開口面積を大きくとることができる。このことによって、ハウジング自体の短縮化、軽量化を図ることができる。また、従来技術において必要であった支持部材等も必要なくなり、部品点数が少なくなるとともに、弁体と圧縮コイルバネとを共通のバネガイド部材によって摺動方向、付勢方向に案内することによって、弁体がハウジングから外れることもなく、安定した動作を提供することができる。

前記構成に加え、弁体は、上流側に延設され、上流側が閉じた筒状の弁体ガイドを備え、この弁体ガイドには、前記したガイド孔が形成されており、バネガイド部材は、弁体ガイド内に収容自在とさせることができる。

前記構成によれば、バルブの開閉動作時には閉鎖した筒状の弁体ガイド内をバネガイド部材が摺動するが、バルブ閉時には当該部位における燃料や蒸気の漏れを遮断することができる。

請求項１に記載の発明の構成に加え、バネガイド部材は、上流側にシール板を備え、このシール板は、通路空間と燃料吐出口との連通を遮断するときに前記弁体と当接する構成とすることができる。

前記構成によれば、バネガイド部材の上流側に設けられたシール板が、バルブ開時にはより広い流路面積を確保し、バルブ閉時には当該部位における燃料や蒸気の漏れを遮断することができる。

本発明によれば、少ない部品点数で安定した弁体の動作を確保するとともに燃料吐出口の開口を広く確保することができ、ハウジング自体の短縮化、軽量化を図ることができるバルブ構造を提供することができる。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係るバルブ構造について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施の形態に係るバルブ構造を備えた燃料給油バルブを示した断面図である。
図１に示すように、燃料タンクＴには、燃料を貯留する樹脂製のタンク本体１が備えられている。このタンク本体１の内側面には、バルブ構造２のバルブ本体（収納空間）３０が突設され、さらに、タンク本体１の外側面には、フィラーチューブ１０を接続するジョイント部２０が突設されている。燃料が貯留された状態では、タンク本体１の内部には燃料とともに燃料蒸気が存在している。この燃料蒸気によってタンク本体１の内圧が上昇すると、タンク本体１の上方に設けられた燃料カットバルブ３によってタンク本体１の内圧が低減される。

図２は、図１に示したバルブ構造２およびその周辺構造を示した部分端面拡大図である。
図２に示すように、バルブ構造２は、ジョイント部２０、バルブ本体３０、およびバルブ本体３０をジョイント部２０に連結する筒状の連結部（通路空間）４０を備えて構成されている。
ジョイント部２０は、フランジ部２０ｂを備えた筒状をなしており、タンク本体１の開口部１ａを覆って、タンク本体１と熱溶融結合されている。また、ジョイント部２０にはフィラーチューブ接続部２０ａが設けられており、このフィラーチューブ接続部２０ａにはフィラーチューブ１０が接続されている。

バルブ本体３０は、ジョイント部２０に支持されてタンク本体１に内蔵されている。ジョイント部２０は連結部４０の一端に設けられ、この連結部４０の他端には燃料吐出口３６が形成されたバルブ本体３０が設けられている。
なお、図２では燃料吐出口３６は一つのみ図示しているが、複数の燃料吐出口を形成してもよく、複数の燃料吐出口を設けることによって燃料をタンク本体に分散することができ、タンク内の燃料の温度を一様化して、蒸気の発生を抑制することができる。

図３は、バルブ本体３０の部分端面拡大斜視図である。図３に示すように、バルブ本体３０には、燃料や燃料蒸気が逆流することを遮断する弁体３２が備えられている。この弁体３２によって、バルブ本体３０は通常時には閉弁されている。
バルブ本体３０の端部にはエンドキャップ３４が接合されている。このエンドキャップ３４の略中央には棒状のバネガイド部材３５が立設されており、圧縮コイルバネ３１は、バネガイド部材３５に環装されている。圧縮コイルバネ３１の一端はエンドキャップ３４に係止されており、他端は弁体３２に当接し、弁体３２をバルブ閉側に付勢している。
ハウジング３３には、燃料吐出口３６が設けられており、フィラーチューブ１０（図２参照）を経て供給されたガソリンなどの燃料は、この燃料吐出口３６からタンク本体１内（図２参照）に吐出される。
このように弁体３２は、上流側（燃料供給側）に位置するとき連結部（通路空間）４０と燃料吐出口３６との連通を遮断し（閉弁）、下流側（燃料吐出口３６側）に移動したとき連結部（通路空間）４０と燃料吐出口３６とを連通させている（開弁）。

次に、本実施形態におけるバルブ構造の動作を説明する。図４は一部を断面とした動作説明図であり、（ａ）はバルブ閉時、そして（ｂ）はバルブ開時を示す。
弁体３２には、ガイド孔３２ｃが形成された筒状の弁体ガイド３２ａが燃料供給側に立設されている。バルブ開閉動作の際には、図４の（ａ）から（ｂ）、もしくは（ｂ）から（ａ）に示すように、弁体３２は、弁体ガイド３２ａの筒内にバネガイド部材３５が収容されていることから、バネガイド部材３５に倣い安定して摺動させることができる。

バルブ構造２に燃料が給油されていないとき、バルブは、図４（ａ）に示すように、圧縮コイルバネ３１の付勢力によってシール部３２ｂがハウジングシール部３３ｂに圧着されて、燃料タンクＴ内の燃料や燃料蒸気（図１参照）の逆流を防止する。弁体３２の移動方向は、前記したようにバネガイド部材３５がガイド孔３２ｃに挿通され、さらに弁体ガイド３２ａ内に収容されることによって規制されるため、シール部３２ｂとハウジングシール部３３ｂとのシール面が傾いてリークパスを生じさせることを防止している。

バルブ構造２に燃料が給油されると、燃料は、ジョイント部２０（図２参照）から連結部４０（図２参照）を経てバルブ本体３０へ移動する。バルブ本体３０へ向かって流れる燃料の圧力によって、弁体３２は押圧されてタンク本体１（図２参照）の内部方向へ移動する。この際、弁体３２に設けられ、バネガイド部材３５が挿通されたガイド孔３２ｃ及びバネガイド部材３５が収容された弁体ガイド３２ａによって、弁体３２はバネガイド部材３５に倣って移動する。弁体３２は、図４（ｂ）に示すように、エンドキャップ３４側に位置し、燃料吐出口３６から燃料がタンク本体１内に吐出されて、タンク本体１内に貯留される。

本実施形態に係るバルブ構造は、弁体の外郭を摺動させて弁体の移動を図っていた従来技術と異なり、バネ支持部材であるバネガイド部材３５を弁体３２の移動にも利用していることから、図４（ｂ）に示すように、弁体３２の移動ストロークを大きくとれ、燃料吐出口３６の開口を広く確保できる。さらに、部品点数も少なくすることができる。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係るバルブ構造について、図５を参照して説明する。
図５は、第２実施形態に係るバルブ構造を備えたバルブ本体が閉弁した状態を示した部分端面拡大図である。
尚、図５において、図３、図４と同様の構成については同符合を付し、その説明を省略する。

本実施形態では、第１実施形態における弁体ガイド３２ａを有さず、図５に示すようにバネガイド部材３５は、燃料供給側にシール板３７を備え、このシール板３７は、バルブ閉時に弁体３２から筒状に下流側に突出した第２シール部３２ｄと当接する構成としている。

次に、以上の構成を備えたバルブ構造の動作を説明する。
燃料給油バルブ２に燃料が給油されていないとき、バルブは、図５に示すように、圧縮コイルバネ３１の付勢力によってシール部３２ｂがハウジングシール部３３ｂに、そして、第２シール部３２ｄがシール部材３７に圧着されて、燃料タンクＴ内の燃料や燃料蒸気（図１参照）の逆流を防止する。弁体３２の移動方向は、前記したようにバネガイド部材３５がガイド孔３２ｃに挿通されることによって規制されるため、シール部３２ｂとハウジングシール部３３ｂとのシール面および第２シール部３２ｄとシール部材３７とのシール面が傾いてリークパスを生じさせることを防止している。

燃料給油バルブ２に燃料が給油されると、燃料は、ジョイント部２０（図２参照）から連結部４０（図２参照）を経てバルブ本体３０へ移動する。バルブ本体３０へ向かって流れる燃料の圧力によって、弁体３２は押圧されてタンク本体１（図２参照）の内部方向へ移動する。この際、弁体３２に設けられ、バネガイド部材３５が挿通されたガイド孔３２ｃによって、弁体３２はバネガイド部材３５に倣って移動する。弁体３２は、エンドキャップ３４側に移動し、燃料吐出口３６から燃料がタンク本体１内に吐出されて、タンク本体１内に貯留される。

このように本実施形態では、バネガイド部材３５の短縮化を図ることができる。
なお、図５では第２シール部３２ｄを筒状の突出したものとして、弁体３２がより安定して摺動できるようにしているが、例えば、シール性を有する面をシール板３７と当接する部分に形成すれば、特に筒状に限定されることはない。

以上、好ましい実施の形態について説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱することのない範囲内において適宜の変更が可能なものである。例えば、本実施の形態では、自動車の燃料タンクに適用して説明したが、これに限定するものではなく、一般的な容器に用いられる構成部品にも適用されるのは言うまでもない。また、燃料給油バルブに限定するものではなく、燃料タンクを構成するその他の構成部品にも適用されるのは言うまでもない。

本発明の第１の実施の形態に係るバルブ構造を備えた燃料給油バルブを示した断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るバルブ構造を備えた燃料給油バルブおよびその周辺構造を示した部分端面拡大図である。 本発明の第１の実施の形態に係るバルブ構造を備えたバルブ本体が閉弁した状態を示した部分端面拡大図である。 本発明の第１の実施の形態に係るバルブ構造を備えたバルブ本体の部分端面拡大図であり、（ａ）は閉弁した状態を示した図であり、（ｂ）は開弁した状態を示した図である。 本発明の第２の実施の形態に係るバルブ構造を備えたバルブ本体が閉弁した状態を示した部分端面拡大図である。 従来技術のバルブ構造を示した部分断面図である。

符号の説明

１ タンク本体
２ バルブ構造
３０ バルブ本体
３１ 圧縮コイルばね
３２ 弁体
３２ａ 弁体ガイド
３２ｂ シール部
３２ｃ ガイド孔
３２ｄ 第２シール部
３４ エンドキャップ
３５ バネガイド部材
３６ 燃料吐出口
３７ シール板
Ｔ 燃料タンク

Claims (3)

1. 上流側、下流側にそれぞれ燃料の通路空間、バルブ機構のハウジングが形成されるとともに、前記ハウジング周りの周面に燃料吐出口が開口形成され、燃料を貯留するタンク本体内に固定されるバルブ本体と、
   上流側に位置するとき前記通路空間と前記燃料吐出口との連通を遮断し、下流側に移動したとき前記通路空間と前記燃料吐出口とを連通させる弁体と、
   この弁体と前記ハウジングの下流側底部との間に設けられ、前記弁体を常に上流側に向けて付勢する圧縮コイルバネと、
   前記ハウジングの下流側底部に立設され、前記圧縮コイルバネを支持するバネガイド部材と、
   を備えたバルブ構造であって、
   前記弁体に、前記バネガイド部材を摺動可能に挿通させるガイド孔を形成し、
   このガイド孔への前記バネガイド部材の挿通により前記弁体の移動をガイドする構成としたことを特徴とするバルブ構造。
2. 前記弁体は、上流側に延設され、上流側が閉じた筒状の弁体ガイドを備え、
   この弁体ガイドには、前記ガイド孔が形成されており、
   前記バネガイド部材は、前記弁体ガイド内に収容自在とされていることを特徴とする請求項１に記載のバルブ構造。
3. 前記バネガイド部材は、上流側にシール板を備え、
   このシール板は、前記通路空間と前記燃料吐出口との連通を遮断するときに前記弁体と当接することを特徴とする請求項１に記載のバルブ構造。

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