JP2011246031A - 燃料遮断弁 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料遮断弁は、燃料タンク内から外部への燃料蒸気の大きな流れがあっても、閉弁し難い構成を実現する。
【解決手段】燃料遮断弁１０は、弁室２０Ｓを形成するケーシング２０と、フロート５１を有する第１弁機構５０と、フロート５１の下方に配置され、弁室２０Ｓに繋がる導入口３７Ｐａを開閉する第２弁機構６０とを備える。第２弁機構６０は、ケーシング２０の導入口３７Ｐａの開口周縁部に取り付けられ、金属製の薄板で形成された弁プレート６１を備え、燃料タンクＦＴ内から燃料遮断弁１０へ向かう気流を受けた閉止体６２が導入口３７Ｐａの開口面積を減少する閉弁動作をするように構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、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関する。

従来、この種の燃料遮断弁として、特許文献１の技術が知られている。すなわち、燃料遮断弁は、ケーシングの弁室内にフロートを収納し、弁室内の燃料液位によりフロートを昇降させ、フロートの上部の弁部で弁室と外部のキャニスタへ接続される接続通路を開閉することで、燃料タンク内の通気を確保するとともに、燃料が外部へ流出するのを防止している。

こうした燃料遮断弁は、ハイブリッド車の燃料タンクシステムにも使用されている。本燃料タンクシステムは、キャニスタと燃料遮断弁とを接続する管路に電磁弁をさらに設けて、モータの駆動時であってエンジンの停止中にも電磁弁を閉じることにより、燃料タンクからキャニスタへの燃料蒸気の流出を防止している。

しかし、ハイブリッド車の燃料タンクシステムにおいて、燃料タンク内の圧力が上昇した状態にて、エンジンが駆動されて、電磁弁が開かれると、燃料タンク内の燃料蒸気がキャニスタ側への大きな気流となって、フロートを押し上げ、接続通路を閉じてしまうことがある。このため、タンク内圧が高いままとなり、給油時に、燃料キャップを開けると、燃料が吹き返してくる可能性があった。

特開２００８−２３８３号

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、燃料タンク内から外部への燃料蒸気の大きな流れがあっても、閉弁し難く、しかも簡単な構成の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上記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、
上記接続通路と上記燃料タンク内とを連通する弁室を形成するケーシングと、
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ことで上記接続通路を開閉するフロートを有する第１弁機構と、
上記フロートの下方に配置され、上記弁室に繋がる導入口を開閉する第２弁機構と、
を備え、
上記第２弁機構は、金属製の薄板で形成され、上記導入口を開閉する閉止体と、該閉止体の一端部に折曲形成され上記導入口の開口周縁部に形成された取付部に取り付けられる被取付部とを有する弁プレートを備え、上記閉止体が上記燃料タンク内から導入口を通じて上記弁室へ流れる気流を受けて上記導入口の開口面積を減少する閉弁動作をするように構成したこと、を特徴とする。

適用例１にかかる燃料遮断弁を用いた自動車の燃料タンクにおいて、自動車が傾斜したときなどに、燃料遮断弁の付近の燃料液位が所定液位を越えたときに、弁室内に燃料が入り、第１弁機構のフロートが上昇することで接続通路を閉じ、燃料タンク内の燃料が外部へ流出するのを防止する。

タンク内圧が急激に高くなって、燃料遮断弁から外部へ向かう気流が大きくなっても、第２弁機構の弁プレートは、燃料遮断弁の導入口の一部を閉じ、弁室に入る気流や液体燃料を遮り、フロートが受ける気流などを弱める。よって、フロートは、大きな気流や液体燃料の流れを受けないから、不用意に閉弁動作をしない。したがって、燃料遮断弁の不用意な閉弁により、タンク内圧は、高い状態を維持されず、給油時に燃料キャップを開いたときに、インレットパイプの注入口を通じて燃料の吹き返しを防止することができる。

第２弁機構は、大きな気流を受けないときには、導入口を開いているから、燃料遮断弁の本来の機能、つまり、燃料液位によりフロートが行なう開閉動作に支障がない。

第２弁機構は、弁プレートの閉止体に流体の力が加わったときに、被取付部と弁プレートとの連結部を支点として弾性変形する弁プレートを用いているから、別途、コイルスプリングやフロートなどの複雑な構成を必要とせず、簡単な構成である。

適用例２の弁プレートは、該弁プレートの閉止体を貫通した接続孔を有する構成をとることができる。この構成により、第２弁機構は、弁プレートの閉止体が導入口を閉じても、接続孔を通じて弁室への通気を確保し、さらに外部への通気を確保しているから、燃料タンクを密閉状態とすることもない。

本発明の一実施例にかかる燃料遮断弁を自動車の燃料タンクの上部に取り付けた燃料タンクシステムを説明する説明図である。 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。 第２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。 第２弁機構の動作を説明する説明図である。

（１） 燃料タンクシステムの概略構成
図１は本発明の一実施例にかかる燃料遮断弁を自動車の燃料タンクの上部に取り付けた燃料タンクシステムを説明する説明図である。燃料タンクシステムは、低速走行時などにエンジンを停止し、モータで駆動するハイブリッド車に使用する装置である。燃料タンクＦＴの上部には、燃料遮断弁１０が装着されている。燃料遮断弁１０は、電磁弁ＶＬを介してキャニスタＣＳに接続されている。電磁弁ＶＬは、エンジンコントローラＥＣによりエンジンの低速走行時や停止時に閉じられることにより、キャニスタＣＳに燃料蒸気が流出するのを防止している。図２は燃料遮断弁１０を示す断面図である。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。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流出することを規制するものである。

（２） 燃料遮断弁１０の各部の構成
燃料遮断弁１０は、ケーシング２０と、第１弁機構５０と、第２弁機構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、底部材３５と、蓋体４０とを備え、ケーシング本体３０と底部材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５６に支持された第１弁機構５０が収納されている。

図３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、円筒状の側壁部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、通路形成突部３１ａに弁室２０Ｓに接続する接続通路３１ｂが貫通形成されている。通路形成突部３１ａの弁室２０Ｓ側は、接続通路３１ｂに臨んで形成された環状のシール部３１ｃになっている。側壁部３２には、燃料タンク内と弁室２０Ｓとを接続する通気孔３２ａが形成されている。底部材３５は、ケーシング本体３０の開口３０ａを閉じるとともに第２弁機構６０を取り付けるための部材であり、円板状の底部材本体３６と、底部材本体３６の外周部から下方に形成された円筒状の導入通路形成部材３７とを備えている。底部材本体３６の外周部には、溶着端３６ａが形成され、ケーシング本体３０の下端のフランジ３０ｂに溶着されることにより、底部材３５が開口３０ａを閉じるようにケーシング本体３０に固定されている。底部材本体３６には、連通孔３６ｂが形成され、また、その上面にスプリング５６の下端を支持するためのスプリング支持部３６ｃが形成されている。導入通路形成部材３７は、燃料タンク内を連通孔３６ｂを介して弁室２０Ｓに連通する導入口３７Ｐａを有する導入通路３７Ｐを形成している。また、導入通路形成部材３７の下端の外周部には、第２弁機構６０を取り付けるための取付部３８が形成されている。なお、取付部３８については、第２弁機構６０との関係で説明する。

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。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。支持部４４には、係合穴４４ａが形成されている。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３２ｂ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。

第１弁機構５０は、フロート５１と、スプリング５６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。フロート５１の中央上部には、接続通路３１ｂを開閉するために円錐状に突設された弁部５３が形成されている。フロート５１の浮力室５１Ｓ内には、スプリング５６が配置されている。スプリング５６は、フロート５１の一端と底部材３５の上面のスプリング支持部３６ｃ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。

図４は第２弁機構６０を分解して示す斜視図である。図３および図４において、第２弁機構６０は、ケーシング２０の下部の取付部３８に取り付けられ、導入通路３７Ｐを開閉するための弁プレート６１を備えている。取付部３８は、弁プレート６１を取り付けるための部位であり、挿通孔３８ａを備えている。

弁プレート６１は、金属製の薄板をプレス切断して一部を折曲することにより形成されており、円板状の閉止体６２と、被取付部６３とを一体的に板ばねとして形成したものである。閉止体６２は、導入通路形成部材３７の下端の円形のシール部３７ａの外径とほぼ同じであり、該シール部３７ａに着座するシール部６２ａを備えている。また、閉止体６２のほぼ中央には、燃料タンク内と導入通路３７Ｐとを連通する接続孔６２ｂが貫通形成されている。

被取付部６３は、ケーシング２０の取付部３８に装着されることにより、閉止体６２を開閉可能に支持する部位であり、閉止体６２に連結された閉止体６２に対して所定角度θだけ折曲された基部６３ａと、基部６３ａからさらに直角に折曲された取付本体６３ｂと、取付本体６３ｂの一部をプレス成形などで折曲および切り起こされることにより形成された抜止片６３ｃおよび係止片６３ｄとを備えている。被取付部６３を取付部３８に取り付けるには、被取付部６３を挿通孔３８ａへ挿入する。これにより、抜止片６３ｃおよび係止片６３ｄが挿通孔３８ａを形成する対向壁で圧縮されつつ、被取付部６３が挿通孔３８ａの奥側へ挿入される。そして、抜止片６３ｃが挿通孔３８ａの下端から出て弾性力で戻ることで被取付部６３の下端に係合して抜止めされる（図２の状態）。このとき、係止片６３ｄは、挿通孔３８ａ内で圧縮された状態にあるから、被取付部６３は、挿通孔３８ａ内でがたつくことなく固定される。

（３） 燃料遮断弁１０の動作
（３）−１ 図５において、車両の傾斜などにより、燃料タンク内の燃料液位が上昇して、液体燃料が底部材３５の導入口３７Ｐａ、導入通路３７Ｐ、連通孔３６ｂから弁室２０Ｓに入り、燃料液位が所定の液位に達すると、フロート５１の浮力およびスプリング５６による上方への力と、フロート５１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。そして、フロート５１の弁部５３がシール部３１ｃに着座することで接続通路３１ｂを閉じる。これにより、車両の傾斜時などに、液体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の燃料液位が低下して弁室２０Ｓ内の液体燃料が導入通路３７Ｐを通じて排出されると、フロート５１は、その浮力を減少して下降し、弁部５３がシール部３１ｃから離れて、接続通路３１ｂを開く。

（３）−２ 燃料遮断弁１０に向かう燃料蒸気による気流の影響について説明する。図２において、燃料遮断弁１０からキャニスタＣＳ（図１）側へ、弱い気流が生じたときに、その気流は、弁プレート６１の閉止体６２に閉弁方向の力を加えるが、閉止体６２に加える閉弁方向への力が小さく、閉止体６２が導入口３７Ｐａを閉じるに至らない。よって、気流は、弁プレート６１と導入口３７Ｐａとの流路を通じて、導入通路３７Ｐに流入し、さらに、弁室２０Ｓ、接続通路３１ｂ、蓋側通路４２ａを通じてキャニスタＣＳ側へ流れる。これにより、燃料タンクは、外部への通気が確保されている。

図１に示すエンジンコントローラＥＣからの指令により電磁弁ＶＬが開いて、燃料遮断弁１０からキャニスタＣＳ側へ、燃料蒸気の強い気流が生じたときに、図６に示すように、その気流は、弁プレート６１の閉止体６２に閉弁方向へ大きな力を加える。そして、その気流により閉止体６２が受ける力が、閉止体６２と被取付部６３とで構成されるスプリング力を上回ると、閉止体６２は、被取付部６３の基部６３ａを支点に開弁方向へ回動し、導入口３７Ｐａを閉じる。これにより、燃料タンクＦＴから弁室２０Ｓに接続される通気面積は、接続孔６２ｂだけになり、弁室２０Ｓに流れる気流が弱められる。よって、フロート５１は、その下面に大きな気流を受けないから、上昇して接続通路３１ｂを閉じない。

（４） 実施例の作用・効果
上記実施例による燃料遮断弁１０によれば、以下の作用・効果を得ることができる。
（４）−１ 図２において、タンク内圧が高い場合において、電磁弁ＶＬ（図１）が開いても、図６に示すように第２弁機構６０の弁プレート６１は、燃料遮断弁１０の導入口３７Ｐａの一部を閉じるから、弁室２０Ｓに入る気流や液体燃料を遮り、フロート５１が受ける気流などを弱める。よって、フロート５１は、大きな気流や液体燃料の流れを受けないから、不用意に閉弁動作をしない。これにより、燃料遮断弁１０の不用意な閉弁により、タンク内圧は、高い状態を維持されず、給油時に燃料キャップを開いたときに、インレットパイプの注入口を通じて燃料の吹き返しを防止することができる。

（４）−２ 第２弁機構６０は、弁プレート６１の閉止体６２が導入口３７Ｐａを閉じても、接続孔６２ｂを通じて弁室２０Ｓへの通気を確保し、さらに外部への通気を確保しているから、燃料タンクを密閉状態とすることもない。

（４）−３ 第２弁機構６０は、大きな気流を受けないときには、導入口３７Ｐａを開いているから、燃料遮断弁１０の本来の機能、つまり、燃料液位によりフロート５１が行なう開閉動作に支障がない。

（４）−４ 第２弁機構６０は、弁プレート６１の閉止体６２に流体の力が加わったときに、被取付部６３の基部６３ａを支点として弾性変形する弁プレート６１を用いているから、別途、コイルスプリングやフロートなどの複雑な構成を必要とせず、簡単な構成である。

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。
例えば、上記実施例では、燃料遮断弁をハイブリッド車の燃料タンクに適用した構成について説明したが、これに限らず、通常のロールオーバー弁や満タン規制弁についても適用することができる。

１０…燃料遮断弁
２０…ケーシング
２０Ｓ…弁室
３０…ケーシング本体
３０ａ…開口
３０ｂ…フランジ
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…係合爪
３５…底部材
３６…底部材本体
３６ａ…溶着端
３６ｂ…連通孔
３６ｃ…スプリング支持部
３７…導入通路形成部材
３７Ｐ…導入通路
３７ａ…シール部
３７Ｐａ…導入口
３８…取付部
３８ａ…挿通孔
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…第１弁機構
５１…フロート
５１Ｓ…浮力室
５１ａ…上壁部
５１ｂ…側壁
５３…弁部
５６…スプリング
６０…第２弁機構
６１…弁プレート
６２…閉止体
６２ａ…シール部
６２ｂ…接続孔
６３…被取付部
６３ａ…基部
６３ｂ…取付本体
６３ｃ…抜止片
６３ｄ…係止片
ＥＣ…エンジンコントローラ
ＶＬ…バルブ
ＣＳ…キャニスタ
ＦＴ…燃料タンク
ＦＴａ…タンク上壁
ＦＴｂ…取付穴

Claims (2)

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）を開閉することで上記燃料タンク（ＦＴ）と外部とを連通遮断する燃料遮断弁において、
   上記接続通路（３１ｂ）と上記燃料タンク（ＦＴ）内とを連通する弁室（２０Ｓ）を形成するケーシング（２０）と、
   上記弁室（２０Ｓ）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ことで上記接続通路（３１ｂ）を開閉するフロート（５１）を有する第１弁機構（５０）と、
   上記フロート（５１）の下方に配置され、上記弁室（２０Ｓ）に繋がる導入口（３７Ｐａ）を開閉する第２弁機構（６０）と、
   を備え、
   上記第２弁機構（６０）は、金属製の薄板で形成され、上記導入口（３７Ｐａ）を開閉する閉止体（６２）と、該閉止体（６２）の一端部に折曲形成され上記導入口（３７Ｐａ）の開口周縁部に形成された取付部（３８）に取り付けられる被取付部（６３）とを有する弁プレート（６１）を備え、上記閉止体（６２）が上記燃料タンク（ＦＴ）内から導入口（３７Ｐａ）を通じて上記弁室（２０Ｓ）へ流れる気流を受けて上記導入口（３７Ｐａ）の開口面積を減少する閉弁動作をす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、
   上記閉止体（６２）は、該閉止体（６２）を貫通した接続孔（６２ｂ）を有する燃料遮断弁。

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