JP2009279981A - 燃料遮断弁 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、フロートが軸方向に対し、左右に振れたり、傾斜したりした場合であっても、高いシール性で閉じることができる燃料遮断弁１０を提供する。
【解決手段】燃料遮断弁は、ケーシング２０と、ケーシング２０の弁室３０Ｓ内に収納されたフロート機構５０とを備えている。フロート機構５０は、フロート５１の上部の弁支持部５３に支持されたシート部材５５を備えている。シート部材５５は、可撓性を有する材料から形成され、シール部３１ｃに着離しかつ上方に湾曲したシート部５５ａと、シート部５５ａの中央部から下方に向けて棒状に突設した支持棒５５ｂと、支持棒５５ｂの下部に形成され弁支持部５３に支持される被支持部５５ｃとを有し、シート部５５ａがシール部３１ｃに着座した状態を維持しつつフロート５１の芯ズレに対して支持棒５５ｂで大きな撓み代で撓むように形成されている。
【選択図】図３

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し、詳しくは接続通路を開閉するシート部材の形状に関する。

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、フロートが軸方向に対し、左右に振れたり、傾斜したりした場合には、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という問題があった。

特開２００３−１３９００２号公報 特開２００５−２９７７８７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、フロートが軸方向に対し、左右に振れたり、傾斜したりした場合であっても、高いシール性で閉じることができる燃料遮断弁を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
適用例１は、 燃料タンクの上部に装着され、上記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と、上記接続通路に臨んで設けら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形成された弁支持部と、該弁支持部に支持され上記シール部に着座することで上記接続通路を閉じるシート部材とを有するフロート機構と、
を備え、
上記シート部材は、可撓性を有する材料から形成され、上記シール部に接離するシート部と、該シート部の中央部から下方に向けて棒状に突設した支持棒と、該支持棒の下部に形成され上記弁支持部に支持される被支持部とを有し、上記シート部が上記シール部に着座した状態にて、上記フロートに芯ズレまたは傾斜を生じたときに上記着座した状態を維持しつつ上記支持棒が弾性変形する撓み代を有するように形成されていること、
を特徴とする。

適用例１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の液位に達すると、弁室内に流入した燃料により、フロート機構のフロートが浮力により上昇する。フロートの上昇により、シート部材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。

シート部材は、可撓性を有する材料から形成されているので、シール部に着座したときにシート部および支持棒で弾性変形する。しかも、シート部材は、フロートの弁支持部に支持棒の下部で支持されているから、支持棒による撓み代が大きく、シート部を首振り可能とし大きな移動範囲とすることができる。したがって、シート部がシール部に着座した状態にて、上記フロートに芯ズレまたは傾斜を生じても、着座した状態を維持しつつ高いシール性を得ることができる。

適用例２として、シート部は、シール部をシールするとともに支持棒の撓みを損なわない形状であればよく、曲面、円板、円錐などの各種の形状をとることができるが、上方に湾曲した曲面に形成することにより、シール部に対して傾いても密着性が高く、しかも、シール部に着座した状態から軸方向への移動抵抗も大きい。よって、湾曲した曲面のシート部は、フロートの芯ズレが生じたときにシール部の着座を維持しつつ支持棒での撓みを促す。

他の適用例にかかる被支持部の形状として、支持棒による大きな撓み代を確保できる形状であればよく、支持棒の下端から突設された板状や、支持棒の下方を固定する構成などをとることができる。

また、別の適用例として、上記フロート機構は、上記フロートの上部に昇降可能に支持されかつ上記シート部材を支持する上部弁体を備え、上記シート部材は、上記支持棒および被支持部を貫通しかつ上記接続通路より通路面積の狭い接続孔を有し、該接続孔の下部の開口は、上記フロートの上面で開閉されるように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１０の概略構成
図１は本発明の一実施例にかかる自動車の燃料タンクＦＴの上部に取り付けられる燃料遮断弁１０を示す側面図、図２は燃料遮断弁１０の平面図、図３は図２の３−３線に沿った断面図である。図１において、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、車両の傾斜時や揺動時に燃料タンクＦＴ内の燃料がキャニスタへの流出を規制するものである。

（２） 燃料遮断弁１０の各部の構成
図３において、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。

図４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、側壁部３２とにより囲まれたカップ形状であり、その下部を開口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、環状のシール部３１ｃになっている。側壁部３２には、燃料タンク内と弁室３０Ｓとを接続する通気孔３２ａが形成され、また、底板３５を取り付けるための係合凹所３２ｂが形成されている。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がケーシング本体３０の係合凹所３２ｂ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。底板３５の上面には、連通孔３５ｂおよびスプリング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と、支持部４４を備え、これらを一体に形成している。管体部４２には、蓋側通路４２ａが形成されており、この蓋側通路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。支持部４４は、蓋本体４１の下部に形成され、ケーシング本体３０の上部を嵌合・支持する筒体である。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３２ｃ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（図３参照）に溶着される外側溶着部４３ａが形成されている。

上記フロート機構５０は、フロート５１と、フロート５１の上部に装着されたシート部材５５とを備えている。フロート５１は、上壁部５１ａと、その上壁部５１ａの外周から下方に形成された筒状の側壁５１ｂとを備えた容器形状に構成されており、その内側スペースが浮力を生じるための浮力室５１Ｓになっている。また、フロート５１の外周部にガイド突条５１ｃが形成されている。ガイド突条５１ｃは、フロート５１の側壁５１ｂに周方向に等間隔に８カ所、上下方向にリブ形状に突設されている。フロート５１の浮力室５１Ｓ内には、スプリング７０が配置されている。スプリング７０は、フロート５１の一端と底板３５の上面との間に介在することによりフロート５１を上方へ付勢している。

フロート５１は、その上部中央にシート部材５５を支持する弁支持部５３を備えている。図５はフロート機構５０およびケーシング本体３０の上部の付近を示す断面図、図６はフロート機構５０を分解して示す斜視図である。弁支持部５３は、四角形の台座でありかつ断面コ字形であり、つまり、対向して立設された支持基部５３ａ，５３ａと、支持基部５３ａ，５３ａの上部に形成された支持板５３ｂ，５３ｂとを備えている。支持板５３ｂ，５３ｂの間には、挿入間隙５３ｃが形成され、また、挿入間隙５３ｃの中央部に、円形の嵌挿孔５３ｄが形成されている。弁支持部５３の内側は、保持用スペース５３Ｓになっている。

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）から傘状に形成されており、つまり上方に湾曲した曲面を有するシート部５５ａと、シート部５５ａの中央下部から突設された支持棒５５ｂと、支持棒５５ｂの下部に形成された被支持部５５ｃとにより形成されている。シート部材５５は、支持棒５５ｂを弁支持部５３の挿入間隙５３ｃに圧入し、嵌挿孔５３ｄに嵌挿することにより、弁支持部５３に支持されている。シート部材５５は、フロート５１の上面に被支持部５５ｃに載置されるとともに嵌挿孔５３ｄで保持されることで、弁支持部５３より上方の支持棒５５ｂの部分でシート部５５ａが撓み代の大きい首振り可能な状態に支持されている。

（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。図３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、連通孔３５ｂ、通気孔３２ａを通じて弁室３０Ｓ内に入り、弁室３０Ｓから、接続通路３１ｂ、蓋側通路４２ａ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内の燃料液位の上昇につれて、燃料は連通孔３５ｂを通じて弁室３０Ｓに流入する。そして、図７に示すように燃料液位が所定の液位ＦＬ１に達すると、フロート５１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５１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５１が上昇する。このとき、図８に示すようにシート部材５５は、シール部３１ｃによって押されることによりシート部５５ａおよび支持棒５５ｂで弾性変形して、シート部５５ａが接続通路３１ｂを閉じる。これにより、車両の傾斜時などに、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内の燃料が連通孔３５ｂなどから排出されると、フロート５１は、その浮力を減少して下降し、これによりシート部材５５のシート部５５ａがシール部３１ｃから離れて、接続通路３１ｂを開く。

（４） 実施例の作用・効果
上記実施例の燃料遮断弁１０の構成により、以下の効果を奏する。
（４）−１ シート部材５５は、可撓性を有する材料から形成されているので、シール部３１ｃに着座したときにシート部５５ａおよび支持棒５５ｂで弾性変形する。しかも、シート部材５５は、フロート５１の弁支持部５３に支持棒５５ｂの下部で支持されているから、支持棒５５ｂによる撓み代が大きく、シート部５５ａを首振り可能とし大きな移動範囲とすることができる。したがって、シート部５５ａがシール部３１ｃに着座した状態にて、図９および図１０に示すように、フロート５１に芯ズレまたは傾斜を生じても、着座した状態を維持しつつ高いシール性を得ることができる。

（４）−２ シート部５５ａは、上方に湾曲した曲面に形成することにより、シール部３１ｃに対して傾いても密着性が高く、しかも、シール部３１ｃに着座した状態から軸方向への移動抵抗も大きい。よって、湾曲した曲面のシート部５５ａは、フロート５１の芯ズレが生じたときにシール部３１ｃの着座を維持しつつ支持棒５５ｂでの撓みを促すことができる。

（５） 他の実施例
（５）−１ 図１１は図１の実施例の変形例にかかる要部を示す断面図である。本実施例は、シート部材５５Ｂの支持構造に特徴を有する。すなわち、フロート５１Ｂの上部には、弁支持部５３Ｂが形成されている。弁支持部５３Ｂの中央部には、嵌挿孔５３Ｂｄが形成されている。シート部材５５Ｂは、シート部５５Ｂａの中央下部から突設された支持棒５５Ｂｂと、支持棒５５Ｂｂの下部に形成された被支持部５５Ｂｃとを備え、被支持部５５Ｂｃが嵌挿孔５３Ｂｄに嵌挿されることで首振り可能に支持されている。本実施例のように、シート部材５５Ｂは、支持棒５５Ｂｂで大きな撓み代を有してシート部５５Ｂａを首振り可能に支持する構成であれば、各種の構成をとることができる。

（５）−２ 図１２は他の実施例にかかる燃料遮断弁の上部を示す断面図である。本実施例は、再開弁特性を向上させた２段のフロート機構１５０に特徴を有する。フロート機構１５０は、フロート１５２と、フロート１５２の上部に配置された上部弁体１６０とを備えている。図１３は上部弁体１６０の付近を拡大して示す断面図である。フロート１５２の上部には、弁保持部１５５が突設されている。弁保持部１５５は、上部弁体１６０を支持する部位であり、円柱状の突起である保持基部１５６を備えている。保持基部１５６の上面は、平面であるシール部１５６ａになっている。また、弁保持部１５５の外周側のフロート１５２の上面には、上部弁体１６０を抜止するための係合爪１５８が上方に向けて形成されている。

上部弁体１６０は、接続通路１３１ｂを開閉するとともに、再開弁特性を改善するための弁であり、フロート１５２の弁保持部１５５に対して昇降可能に支持されており、有底の円筒形状である弁本体１６２と、シート部材１６４とを備えている。弁本体１６２は、円板状の上面部１６２ａと、上面部１６２ａの外周部から突設された円筒形状の側壁１６２ｂとを備え、その内側スペースが支持孔１６２ｃになっている。上面部１６２ａの中央部には、シート部材１６４を取り付けるための弁支持部１６２ｄが形成されている。また、弁本体１６２の上部の外周部には、支持孔１６２ｃを外部に接続するための通気孔１６２ｅが形成されている。側壁１６２ｂの内周壁には、フロート１５２の係合爪１５８と係合する係合爪１６２ｆが所形成されている。

シート部材１６４は、接続通路１３１ｂに臨んだ第１シール部１３１ｃに着離する傘状の第１シート部１６４ａと、第１シート部１６４ａの中央下部から突設された支持棒１６４ｂと、支持棒１６４ｂの下部に形成された被支持部１６４ｃと、第１シート部１６４ａの中央部および支持棒１６４ｂを貫通して支持孔１６２ｃに接続される接続孔１６４ｄと、接続孔１６４ｄの下部周縁部に形成された第２シート部１６４ｅとを備え、ゴム材料により一体成形されている。シート部材１６４は、支持棒１６４ｂが撓むことで、第１シール部１３１ｃに着座したときに第１シート部１６４ａおよび支持棒１６４ｂが弾性変形してシール性を高めている。

図１２において、上部弁体１６０が接続通路１３１ｂを閉じている状態から、燃料タンク内の燃料が消費されて、燃料液位が低下すると、フロート１５２は、その浮力を減少して下降し、シール部１５６ａが第２シート部１６４ｅから離れて、接続孔１６４ｄを開く。接続孔１６４ｄの連通により上部弁体１６０の下方の圧力は、接続通路１３１ｂの付近と同じ圧力になる。そして、係合爪１５８が係合爪１６２ｆに係合しているから、上部弁体１６０を引き下げる。そして、上部弁体１６０が下降することで、シート部材１６４が第１シール部１３１ｃから離れて、接続通路１３１ｂが開かれる。このとき、第２シート部１６４ｅがシール部１５６ａから離れることで通路面積を小さくした接続孔１６４ｄが最初に連通するから、上部弁体１６０の下部の圧力が低減されて、上部弁体１６０が接続通路１３１ｂを閉じている閉弁方向の力が小さくなり、よって再開弁特性に優れている。

本実施例において、シート部材１６４の支持棒１６４ｂは、接続孔１６４ｄを貫通形成しても、上下方向および左右方向への撓み代が大きいから、フロート１５２に芯ズレや傾斜を生じて、第１シート部１６４ａが第１シール部１３１ｃに着座した場合であっても、高いシール性を有する。

本発明の一実施例にかかる自動車の燃料タンクの上部に取り付けられる燃料遮断弁を示す側面図である。 燃料遮断弁の平面図である。 図２の３−３線に沿った断面図である。 燃料遮断弁を分解した断面図である。 フロート機構およびケーシング本体の上部の付近を示す断面図である。 フロート機構を分解して示す斜視図である。 燃料遮断弁の動作を説明する説明図である。 燃料遮断弁の閉弁状態における作用を説明する説明図である。 燃料遮断弁の閉弁状態における作用を説明する説明図である。 燃料遮断弁の閉弁状態における作用を説明する説明図である。 図１の実施例の変形例にかかる要部を示す断面図である。 他の実施例にかかる燃料遮断弁の上部を示す断面図である。 上部弁体の付近を拡大して示す断面図である。

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…シール部
３２…側壁部
３２ａ…通気孔
３２ｂ…係合凹所
３２ｃ…係合爪
３５…底板
３５ａ…係合爪
３５ｂ…連通孔
３５ｃ…スプリング支持部
４０…蓋体
４１…蓋本体
４２…管体部
４２ａ…蓋側通路
４３…フランジ
４３ａ…外側溶着部
４４…支持部
４４ａ…係合穴
５０…フロート機構
５１…フロート
５１Ｂ…フロート
５１Ｓ…浮力室
５１ａ…上壁部
５１ｂ…側壁
５１ｃ…ガイド突条
５３…弁支持部
５３Ｂ…弁支持部
５３Ｓ…保持用スペース
５３ａ…支持基部
５３ｂ…支持板
５３ｃ…挿入間隙
５３ｄ…嵌挿孔
５３Ｂｄ…嵌挿孔
５５…シート部材
５５Ｂ…シート部材
５５ａ…シート部
５５ｂ…支持棒
５５ｃ…被支持部
５５Ｂａ…シート部
５５Ｂｂ…支持棒
５５Ｂｃ…被支持部
７０…スプリング
１３１ｂ…接続通路
１３１ｃ…第１シール部
１５０…フロート機構
１５２…フロート
１５５…弁保持部
１５６…保持基部
１５６ａ…シール部
１５８…係合爪
１６０…上部弁体
１６２…弁本体
１６２ａ…上面部
１６２ｂ…側壁
１６２ｃ…支持孔
１６２ｄ…弁支持部
１６２ｅ…通気孔
１６２ｆ…係合爪
１６４…シート部材
１６４ａ…第１シート部
１６４ｂ…支持棒
１６４ｃ…被支持部
１６４ｄ…接続孔
１６４ｅ…第２シート部
ＦＴ…燃料タンク
ＦＴａ…タンク上壁
ＦＴｂ…取付穴

Claims (5)

1. 燃料タンク（ＦＴ）の上部に装着され、上記燃料タンク（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）と、上記接続通路（３１ｂ）に臨んで設けられたシール部（３１ｃ）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（ＦＴ）内の燃料液位に応じて昇降するフロート（５１）と、該フロート（５１）の上部に形成された弁支持部（５３）と、該弁支持部（５３）に支持され上記シール部（３１ｃ）に着座することで上記接続通路（３１ｂ）を閉じるシート部材（５５）とを有するフロート機構（５０）と、
   を備え、
   上記シート部材（５５）は、可撓性を有する材料から形成され、上記シール部（３１ｃ）に接離するシート部（５５ａ）と、該シート部（５５ａ）の中央部から下方に向けて棒状に突設した支持棒（５５ｂ）と、該支持棒（５５ｂ）の下部に形成され上記弁支持部（５３）に支持される被支持部（５５ｃ）とを有し、上記シート部（５５ａ）が上記シール部（３１ｃ）に着座した状態にて、上記フロート（５１）に芯ズレまたは傾斜を生じたときに上記着座した状態を維持しつつ上記支持棒（５５ｂ）が弾性変形する撓み代を有する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、
   上記シート部（５５ａ）は、上方に湾曲した曲面に形成されている燃料遮断弁。
3. 請求項１または請求項２に記載の燃料遮断弁において、
   上記被支持部（５５ｃ）は、上記支持棒（５５ｂ）の下端から突設された板状であって上記フロート（５１）の上面に載置され、
   上記弁支持部（５３）は、上記支持棒（５５ｂ）の下部を首振り可能に支持している燃料遮断弁。
4. 請求項１または請求項２に記載の燃料遮断弁において、
   上記被支持部（５５Ｂｃ）は、上記弁支持部（５３Ｂ）の嵌挿孔（５３Ｂｄ）に首振り可能に固定されている燃料遮断弁。
5. 請求項１または請求項２に記載の燃料遮断弁において、
   上記フロート機構（１５０）は、上記フロート（１５２）の上部に昇降可能に支持されかつ上記シート部材（１６４）を支持する上部弁体（１６０）を備え、上記シート部材（１６４）は、上記支持棒（１６４ｂ）および被支持部（１６４ｃ）を貫通しかつ上記接続通路（１３１ｂ）より通路面積の狭い接続孔（１６４ｄ）を有し、該接続孔（１６４ｄ）の下部の開口は、上記フロート（１５２）の上面で開閉されるように構成されている燃料遮断弁。

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