JP2010077941A - 燃料遮断弁 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、２段構造のフロートの構成において、車両の揺動時やタンク内圧の急激な上昇があっても、燃料の外部への流出を防止できる。
【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、カップ形状のフロート５１と、フロート５１の上部に昇降可能に載置され接続通路３２ａを開閉するとともに接続通路３２ａより通路面積の小さい接続孔５８ｃを貫通形成した上部弁体５５とを備えている。フロート５１の上壁５２には、昇降方向に貫通孔５２ｂが貫通形成されている。上部弁体５５は、上壁５２と所定の間隙隔てて通気用間隙５５Ｓを形成し、貫通孔５２ｂに対向した位置に遮蔽壁５６ｆを形成している。
【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。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度、開弁する、いわゆる再開弁特性がよくないので、小さい通路面積の通路を有する上部弁体を設けた２段の弁構造としている。また、燃料遮断弁において、フロート室内の温度の変化に伴う浮力の変動を防ぐために、フロートに通気孔を設ける構成が知られている（特許文献２）。

しかし、フロートに通気孔を設けた場合に、車両の揺動や急激にタンク内圧が上昇したときに、フロート室に流入する燃料飛沫が通気孔を通じて外部へ流出し易い。このため、上述した２段の弁構造とした燃料遮断弁において、フロートの閉弁液位の変動や燃料の外部への流出するのを防止する手段が検討されている。

特開２００７−２５３７７８号公報 特開２００７−２１８１２５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、２段構造のフロートの構成において、車両の揺動時やタンク内圧の急激な上昇があっても、燃料の外部への流出を防止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、燃料タンクの外部に接続された弁室および該弁室と外部とを接続する接続通路を形成するケーシングと、上記弁室内に昇降可能に配置されたフロート機構とを備え、燃料タンク内の燃料液位に応じて上記フロート機構を昇降させ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、
上記フロート機構は、
上壁と円筒状の側壁とから形成され下方を開放したフロート室と、上壁の上面に形成された下部弁部とを有するカップ形状のフロートと、
上記フロートの上部に昇降可能に載置され、上記接続通路を開閉する上部弁部と、上記接続通路に接続されかつ該接続通路より通路面積の小さい接続孔を貫通形成した上部弁体と、
を備え、
上記フロートは、該フロートの上部に貫通形成された貫通孔を備え、
上記上部弁体は、上記上壁に対して所定の間隙を隔てることで形成されかつ上記弁室の上部スペースに接続される通気用間隙と、上記貫通孔に対向した遮蔽壁とを有していること、を特徴とする。

適用例１にかかる燃料遮断弁は、ケーシング内にフロート機構を備え、燃料液位に応じてフロート機構が昇降することにより外部への通路を連通遮断する。車両の揺動や燃料タンクの横波などにより、燃料遮断弁の周辺のタンク内圧が急激に上昇すると、燃料蒸気が弁室の下部スペースからフロート室に大きな流速で流入する場合がある。このような大きな流速の燃料蒸気は、フロート室から貫通孔を通り、さらに通気用間隙を通じて弁室の上部スペースに抜ける。このとき、貫通孔がフロートの上壁の気流の流れる上方に向けて開口しており、気流によるフロートを上昇させる力が低減される。よって、燃料液位の上昇以外の場合であって、急激な気流の増大によりフロート機構が接続通路を閉じることがなく、燃料遮断弁は、安定した閉弁液位で閉弁する。

また、フロートの上部に形成された貫通孔に対向した位置には、上部弁体の遮蔽壁が形成されており、この遮蔽壁は、横波などにより燃料飛沫がフロート室から貫通孔を通じて流出しても遮り、接続通路に直接向かわせない。よって、接続通路から燃料飛沫が流出することがない。

［適用例２］
適用例２の貫通孔は、上記フロートの上壁の上下方向に貫通形成されている構成である。

［適用例３］
適用例３の上部弁体は、円板部と、該円板部の外周部から突設され上記フロートの外周部に沿ってガイドされるガイド部材を備え、上記円板部であって上記貫通孔に対向しない位置に通気孔が形成されている構成である。

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を示す断面図、図２は燃料遮断弁１０の平面図である。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。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、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。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、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２０Ｓになっており、この弁室２０Ｓにスプリング６０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
（２）−１ ケーシング２０
図３は燃料遮断弁を分解して示す断面図である。図３において、ケーシング２０は、ケーシング本体３０と、ケーシング本体３０の下部に装着された底板３５と、ケーシング本体３０の上部に装着された蓋体４０とを備えている。ケーシング本体３０は、天井壁部３２と、この天井壁部３２から下方へ円筒状に延設された側壁部３３とを備え、天井壁部３２、側壁部３３、および底板３５とに囲まれたカップ状の弁室２０Ｓを形成し、その下部を下開口３０ａとしている。天井壁部３２の中央部には、弁室２０Ｓに接続する接続通路３２ａが貫通しており、接続通路３２ａの弁室２０Ｓ側が環状のシール部３２ｂになっている。側壁部３３の上部には、燃料タンクＦＴ内と弁室２０Ｓとを接続する導入孔３３ａが形成され、またその下部には、係合爪３３ｂが形成されている。係合爪３３ｂは、底板３５を取り付けるためのものである。

底板３５は、ケーシング本体３０の下開口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をケーシング本体３０の係合爪３３ｂに係合することにより、ケーシング本体３０の下開口３０ａを閉じるように装着される。底板３５の中央部には、連通孔３５ｂが貫通形成されている。連通孔３５ｂは、燃料タンク内と弁室２０Ｓと連通し弁室２０Ｓ内に燃料を流入させるための孔である。また、底板３５の上部には、スプリング６０を支持するスプリング支持部３５ｃが形成されている。

蓋体４０は、蓋本体４１と、蓋本体４１の中央から一方の側方へ突出した第１管体部４２と、蓋本体４１の中央から他方の側方へ突出した第２管体部４３とを備え、これらを一体に形成している。蓋体４０は、ケーシング本体３０の天井壁部３２との間に連絡室２１Ｓを形成している。第１および第２管体部内４２，４３は、それぞれ断面円形の管通路４２ａ，４３ａとなっている。管通路４２ａの一端は、接続通路３２ａを通じてケーシング本体３０の弁室２０Ｓに接続され、他端はキャニスタ（図示省略）側に接続される。また、貫通路４３ａの一端は、接続通路３２ａを通じてケーシング本体３０の弁室２０Ｓに接続され、他端は他の燃料遮断弁（図示省略）に接続されている。蓋本体４１は、その外周部にフランジ４１ａを備えている。フランジ４１ａは、ケーシング本体３０の内側溶着用フランジ３０ｂを溶着する内側溶着端４１ｂと、内側溶着端４１ｂの外周部に延設され燃料タンクＦＴのタンク上壁ＦＴａ（図１）に溶着される外側溶着部４１ｃとを備えている。

（２）−２ フロート機構５０
図４はフロート機構を一部破断して分解した斜視図である。図４において、フロート機構５０は、弁室２０Ｓ内に収納されており、フロート５１と、上部弁体５５とを備えている。フロート５１は、下方に開放したフロート室５１Ｓを有し、上壁５２と、上壁５２の外周部から円筒形状に突設された側壁５３を備えている。上壁５２の中央部には、円形台座の下部弁部５２ａが形成され、また、貫通孔５２ｂの外周側に、上壁５２を上下方向に貫通形成された貫通孔５２ｂが形成されている。側壁５３には、ガイド突条５３ａが上下方向に沿いかつ周方向に等間隔に８箇所、その外周端がケーシング本体３０の内壁に倣うように弁室２０Ｓの内径より僅かに小さい外径に形成されている。ガイド突条５３ａは、ケーシング本体３０の内壁に摺動することでフロート５１が昇降する際の傾きを防止するようにガイドする。側壁５３には、ガイド突条５３ａの間にガイド溝５３ｂが上下方向の全長にわたって形成されている。フロート５１は、上壁５２の下面と底板３５との間に掛け渡されたスプリング６０（図１）により支持されている。スプリング６０は、底板３５の上のスプリング支持部３５ｃにより位置決めされている。

上部弁体５５は、再開弁特性を改善するための弁であり、フロート５１の上部に昇降可能に支持されており、上部弁本体５６と、上部弁本体５６に装着されたゴム弁体５８（上部弁部）とを備えている。上部弁本体５６は、円板状の円板部５６ａと、円板部５６ａの外周から周方向に所定間隙を隔てて突設された複数のガイド部材５６ｂとから形成されている。ガイド部材５６ｂは、フロート５１のガイド溝５３ｂに挿入されることで上方方向にガイドされる。また、図５に示すように、上部弁体５５は、フロート５１の上壁５２に対して所定の間隙を隔てることで形成された通気用間隙５５Ｓを形成している。通気用間隙５５Ｓは、弁室２０Ｓの上部スペースに接続されている。また、円板部５６ａには、通気孔５６ｄが形成されている。通気孔５６ｄの周方向の間の位置（図４参照）には、通気孔５６ｅがガイド部材５６ｂに沿ってスリット形状に形成されている。これらの通気孔５６ｄ，５６ｅは、貫通孔５２ｂより外周側に配置されている。すなわち、貫通孔５２ｂに対向する位置には、円板部５６ａが遮蔽壁５６ｆになっている。遮蔽壁５６ｆは、貫通孔５２ｂから流出する燃料飛沫を遮るとともに、貫通孔５２ｂから、通気用間隙５５Ｓ、通気孔５６ｄおよび通気孔５６ｅへ至る通路を迂回路としている。

図４において、上部弁本体５６の中央部には、弁保持凹所５６ｃが形成されている。この弁保持凹所５６ｃにゴム弁体５８が装着されている。ゴム弁体５８は、弁保持凹所５６ｃに圧入支持される支持基部５８ａと、支持基部５８ａの外周部に形成された上部シート部５８ｂと、支持基部５８ａを貫通する接続孔５８ｃと、接続孔５８ｃの下部に形成された下部シート部５８ｄとを備え、上部シート部５８ｂが図３に示す接続通路３２ａのシール部３２ｂに接離するとともに、下部シート部５８ｄが下部弁部５２ａに接離することで接続通路３２ａを開閉する。また、ガイド部材５６ｂの通気孔５６ｅの下端側には、内周側へ向けて係合爪５６ｇが２カ所対向した位置に形成されている。係合爪５６ｇは、ガイド溝５３ｂに形成された係合穴５３ｃに係合することにより、上部弁本体５６が所定距離の範囲内で昇降可能なように係合している。

（３） 燃料遮断弁１０の給油時における動作
次に燃料遮断弁１０の動作について説明する。図１に示す燃料遮断弁１０の開弁状態から、図示しない給油ガンにより燃料タンクＦＴに燃料が供給されると、燃料タンクＦＴ内の上部に溜まっていた燃料蒸気は、燃料タンクＦＴ内の燃料液位の上昇につれて側壁部３３の導入孔３３ａおよび底板３５の連通孔３５ｂ、弁室２０Ｓ、接続通路３２ａ、連絡室２１Ｓ、管通路４２ａを通じてキャニスタ側へ逃がされる。このとき、フロート室５１Ｓに入った燃料蒸気は、フロート５１の上部の貫通孔５２ｂから、通気用間隙５５Ｓを経て、通気孔５６ｄおよび通気孔５６ｅ（図４参照）を通じて弁室２０Ｓの上部スペースに抜ける。

燃料タンクＦＴ内の燃料液位が上昇するにつれて、図６に示すように、液体燃料は、連通孔３５ｂを通じて弁室２０Ｓに流入して、フロート機構５０の浮力を増大させる。そして、燃料タンクＦＴ内の燃料液位が所定液位ＦＬ１に達すると、燃料は導入孔３３ａ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。この状態では、タンク内圧と弁室２０Ｓ内の圧力との差圧が大きくなり、液体燃料が導入孔３３ａ、連通孔３５ｂを通じて、弁室２０Ｓに流れ込み、燃料液位が弁室２０Ｓ内を上昇する。弁室２０Ｓ内の燃料液位が所定高さに達すると、フロート機構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、フロート機構５０の自重による下方への力との釣り合いによって、前者が後者を上回りフロート機構５０が一体になって上昇して、上部弁体５５のゴム弁体５８の上部シート部５８ｂがシール部３２ｂに着座して接続通路３２ａを閉じる。このとき、インレットパイプ内に燃料が溜まり、給油ガンに燃料が触れると、オートストップを働かせる。これにより、燃料タンクへの給油の際等に、燃料タンクから燃料蒸気を逃がすとともに燃料が燃料タンク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内の燃料の消費や車両の揺動により、燃料遮断弁１０の付近の燃料液位が低下すると、図７に示すように、フロート機構５０は、その浮力を減少して下降する。フロート機構５０の下降により、下部弁部５２ａは、下部シート部５８ｄから離れて接続孔５８ｃを開く。接続孔５８ｃの連通により上部弁体５５の下方の圧力は、接続通路３２ａの付近と同じ圧力になる。上部弁体５５は、その自重により下降することで、上部シート部５８ｂがシール部３２ｂから離れて、接続通路３２ａが開かれる。このように接続孔５８ｃの通路面積を接続通路３２ａの通路面積より小さく設定することで、上部弁体５５は、小さな力で開弁し、再開弁特性の向上を促進するように作用する。

（４） 燃料遮断弁１０の作用効果
上記実施例にかかる燃料遮断弁１０により、以下の作用・効果を奏する。
（４）−１ 図８に示すように、車両の揺動や燃料タンクＦＴの横波などにより、燃料遮断弁１０の周辺のタンク内圧が急激に上昇すると、燃料蒸気が弁室２０Ｓの下部スペースからフロート室５１Ｓに大きな流速で流入する場合がある。このような大きな流速の燃料蒸気は、フロート室５１Ｓから貫通孔５２ｂを通り、さらに通気用間隙５５Ｓ、通気孔５６ｄおよび通気孔５６ｅを通じて弁室２０Ｓの上部スペースに抜ける。このとき、貫通孔５２ｂおよび通気孔５６ｅがフロート５１の上壁５２の気流の流れる上方に向けて開口しており、気流によるフロート５１を上昇させる力が低減される。よって、急激な気流の増大によりフロート機構５０が接続通路３２ａを閉じることがなく、燃料遮断弁１０は、安定した閉弁液位で閉弁する。

（４）−２ 図８に示すように、貫通孔５２ｂと通気孔５６ｄおよび通気孔５６ｅは、フロート５１の軸方向にずれた位置に配置されているので、横波などにより燃料飛沫がフロート室５１Ｓに入り、さらに、貫通孔５２ｂから流出しても、上部弁本体５６の遮蔽壁５６ｆに当たって、接続通路３２ａに直接向かわない。よって、接続通路３２ａから燃料飛沫が流出することがない。

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。
上記実施例にかかる燃料遮断弁は、給油時の満タン液位であるときに接続通路を閉じる満タン規制バルブに用いたが、これに限らず、車両の傾斜時などに燃料タンクの流出を防止するロールオーバーバルブに用いてもよい。

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断面図である。 燃料遮断弁の平面図である。 燃料遮断弁を分解して示す断面図である。 フロート機構を一部破断して分解した斜視図である。 フロート機構の上部を拡大した断面図である。 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。 フロート機構の作用を説明する説明図である。

符号の説明

１０…燃料遮断弁
２０…ケーシング
２０Ｓ…弁室
２１Ｓ…連絡室
３０…ケーシング本体
３０ａ…下開口
３０ｂ…内側溶着用フランジ
３２…天井壁部
３２ａ…接続通路
３２ｂ…シール部
３３…側壁部
３３ａ…導入孔
３３ｂ…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
４１ａ…フランジ
４１ｂ…内側溶着端
４１ｃ…外側溶着部
４２ａ，４３ａ…管通路
４２，４３…第１および第２管体部内
５０…フロート機構
５１…フロート
５１Ｓ…フロート室
５２…上壁
５２ａ…下部弁部
５２ｂ…貫通孔
５３…側壁
５３ａ…ガイド突条
５３ｂ…ガイド溝
５３ｃ…係合穴
５５…上部弁体
５５Ｓ…通気用間隙
５６…上部弁本体
５６ａ…円板部
５６ｂ…ガイド部材
５６ｃ…弁保持凹所
５６ｄ，５６ｅ…通気孔
５６ｆ…遮蔽壁
５６ｇ…係合爪
５８…ゴム弁体
５８ａ…支持基部
５８ｂ…上部シート部
５８ｃ…接続孔
５８ｄ…下部シート部
６０…スプリング
ＦＴ…燃料タンク
ＦＴａ…タンク上壁
ＦＴｂ…取付穴

Claims (3)

1. 燃料タンク（ＦＴ）の上部に装着され、燃料タンク（ＦＴ）の外部に接続された弁室（２０Ｓ）および該弁室（２０Ｓ）と外部とを接続する接続通路（３２ａ）を形成するケーシング（２０）と、上記弁室（２０Ｓ）内に昇降可能に配置されたフロート機構（５０）とを備え、燃料タンク内の燃料液位に応じて上記フロート機構（５０）を昇降させ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、
   上記フロート機構（５０）は、
   上壁（５２）と円筒状の側壁（５３）とから形成され下方を開放したフロート室（５１Ｓ）と、上壁（５２）の上面に形成された下部弁部（５２ａ）とを有するカップ形状のフロート（５１）と、
   上記フロート（５１）の上部に昇降可能に載置され、上記接続通路（３２ａ）を開閉する上部弁部と、上記接続通路（３２ａ）に接続されかつ該接続通路（３２ａ）より通路面積の小さい接続孔（５８ｃ）を貫通形成した上部弁体（５５）と、
   を備え、
   上記フロート（５１）は、該フロート（５１）の上部に貫通形成された貫通孔（５２ｂ）を備え、
   上記上部弁体（５５）は、上記上壁（５２）に対して所定の間隙を隔てることで形成されかつ上記弁室（２０Ｓ）の上部スペースに接続される通気用間隙（５５Ｓ）と、上記貫通孔（５２ｂ）に対向した遮蔽壁（５６ｆ）とを有していること、
   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、
   上記貫通孔（５２ｂ）は、上記フロート（５１）の上壁（５２）の上下方向に貫通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、
   上記上部弁体（５５）は、円板部（５６ａ）と、該円板部（５６ａ）の外周部から突設され上記フロート（５１）の外周部に沿ってガイドされるガイド部材（５６ｂ）を備え、上記円板部（５６ａ）であって上記貫通孔（５２ｂ）に対向しない位置に通気孔（５６ｄ，５６ｅ）が形成されている燃料遮断弁。

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