JP2013147215A - 弁装置 - Google Patents

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【課題】ガス排出に伴う圧力損失を極力低減できる弁装置を提供する。
【解決手段】弁ケース2内を、隔壁8によりフロート室9と通気室10とに区画し、隔壁8にフロート室9と通気室10とを連通させる連通口11を形成し、その連通口11の周縁部を弁座として、その連通口11の周縁部に対して弁体21を離着座可能に設ける。そして、弁体21の着座面を、弁体21が連通口11の周縁部から離間して弁ケース2の傾斜当接面に当接したときに、連通口11の周縁部に対して傾斜するようにする。これにより、ガス排出時に、弁体21と隔壁8とで末広がり状のガス排出路を形成し、フロート室9からのガスが通気室10において絞られることを抑制する。
【選択図】図3

Description

本発明は、自動車の燃料タンク等のガス発生容器内に取付けられて、ガス発生容器内のガス圧が所定以上に高まることを防止する弁装置に関する。
自動車の燃料タンク等のガス発生容器内には、そのガス発生容器内で発生した燃料ガスの圧力を正常に保つべく、弁装置が配置されている。この弁装置としては、例えば特許文献1に示すように、弁ケース内を、隔壁によりガス発生容器内に連通するガス収集室と、該弁ケース外に連通する排出口を有する通気室とに区画し、前記隔壁に前記ガス収集室と前記通気室とを連通させる連通口を形成し、該連通口の周縁部を弁座として、該連通口の周縁部に対して、前記通気室側において、弁体を離着座可能に設けたものが知られている。
より具体的には、隔壁上に、通気室側において、連通口の周囲を囲むようにして円筒状のガイド壁を立設する一方、弁体を平面視多角形状に形成して、その弁体を弁座としての連通口周縁部に着座させたときに、ガイド壁内周面と平面視多角形状の弁体の周面との間に隙間が形成されることとされている。
これにより、ガス収集室(ガス発生容器)内のガス圧が所定以上に高まると、弁体が連通口周縁部から離間し、そのガス収集室内のガスは、連通孔、ガイド壁内周面と平面視多角形状の弁体の周面との間の隙間、排出口を経て排出され、ガス発生容器内のガス圧力を正常に保つことができる。
特開2009−168134号公報
しかし、上記弁装置においては、ガスを排出するに際して、ガス収集室に導かれるガスを、隔壁の連通孔、ガイド壁内周面と弁体周面との間の隙間を介して通気室に導かなければならず、ガスは、特にガイド壁内周面と弁体周面との間の隙間において大きく絞られ、ガスの排出に伴う圧力損失は大きなものとならざるを得ない。このため、ガスの排出を、より円滑に行うことが望まれている。
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、その目的は、ガス排出に伴う圧力損失を極力低減できる弁装置を提供することにある。
上記目的を達成するために本発明(請求項1に係る発明)にあっては、
弁ケース内が、隔壁により、ガス発生容器内に連通するガス収集室と、該弁ケース外に連通する通気室とに区画され、前記隔壁に前記ガス収集室と前記通気室とを連通させる連通口が形成され、前記通気室内における隔壁上に、前記連通口の周縁部を囲むようにして筒状のガイド壁が立設され、前記ガイド壁に、前記弁ケース外に連通するための排出口が形成され、前記ガイド壁内に、該ガイド壁内における前記連通口周縁部を弁座として、弁体が離着座可能に設けられている弁装置において、
前記連通口周縁部に対する前記弁体の着座面は、該弁体が前記連通口周縁部から離間して前記弁ケースに当接したときに、該連通口周縁部に対して傾斜すると共に、該弁体の着座面のうち、該連通口周縁部から最も離間している側が、前記排出口側に位置されるように設定されている
構成としてある。請求項1の好ましい態様としては、請求項2以下の記載の通りとなる。
本発明(請求項1に係る発明)によれば、当該弁装置をガス発生容器(燃料タンク等)内に据え付ければ、ガス発生容器内の圧力が上昇して弁体が連通口周縁部から離間し、その弁体が弁ケースに当接したときに、その弁体が座面としての連通口周縁部(隔壁)に対して傾斜した状態となり、弁体と隔壁とは末広がり状のガス排出路を形成する。このため、ガス収集室からのガスが通気室において絞られることを抑制することができ、ガス排出に伴う圧力損失を極力低減することができる。
また、弁体の着座面は、該弁体が連通口周縁部から離間して弁ケースに当接したとき、弁体の着座面のうち、連通口周縁部から最も離間している側が、排出口側に位置されていることから、ガス収集室から連通口を介して通気室に入り込んだガスを、弁体と隔壁とが形成する末広がり状のガス排出路により排出口に的確に導くことができる。
またこの場合、通気室内における隔壁上に、連通口の周縁部を囲むようにして筒状のガイド壁が立設され、ガイド壁に、弁ケース外に連通するための排出口が形成されていることから、弁体が連通口周縁部から離間するに際して、弁体がガイド壁にガイドされることになり、弁体と隔壁とが形成するガス排出路を排出口に的確に臨ませることができる。
請求項2に係る発明によれば、前記弁体の周面が、該弁体の径方向外方側に向けて凸となる曲面をもって丸められていることから、ガイド壁に対する弁体の傾斜時の摺動を円滑にすることができ、ガス収集室内のガス圧が所定圧を超えた時、弁体を的確に傾斜状態にすることができる。
請求項3に係る発明によれば、前記弁体の周面の曲面が、該弁体の中心を基準とした球体の曲率により形成されていることから、ガイド壁に対する弁体の傾斜時の摺動を具体的に円滑にすることができる。
請求項4に係る発明によれば、前記弁体の周面の曲面が、該弁体の厚みの半分以下の曲率半径をもって形成されていることから、ガイド壁に対する弁体の傾斜時の摺動を具体的に円滑にすることができる。
請求項5に係る発明によれば、前記弁体が円板状とされ、前記弁ケースの内面のうち、前記弁体が当接する当接面が、前記排出口に近いほど、前記連通口周縁部から離間するように傾斜されていることから、弁体が弁ケースの当接面に当接することにより、具体的に、排出口に連なる末広がり状のガス排出路を形成できるだけでなく、その際、弁体として、厚みの薄い一般的なものを用いることができる。
請求項6に係る発明によれば、前記弁ケースの内面のうち、前記弁体が当接する当接面が前記隔壁に平行に形成され、前記弁体が円板状とされ、前記弁体の厚みが前記排出口に遠いほど厚くされて、該弁体の背面が該弁体の着座面に対して傾斜されていることから、弁体が弁ケースの当接面に当接することにより、具体的に、排出口に連なる末広がり状のガス排出路を形成できる。
請求項7に係る発明によれば、前記弁ケースの内面のうち、前記弁体が当接する当接面が前記隔壁に平行に形成され、前記弁体が、少なくとも2枚の円板を連結することにより、屈曲した形状に形成され、前記2枚の円板の連結部が、該2枚の円板の間隔が拡がっている部分よりも前記排出口側に位置されていることから、一方の円板(弁ケースの当接面に近い側の円板)が弁ケースの当接面に当接した時には、他方の円板が起き上がることになり、その他方の円板と隔壁とにより、具体的に、排出口に連なる末広がり状のガス排出路を形成できる。
請求項8に係る発明によれば、前記隔壁上に、前記排出口において、該排出口の一部開口を占めるようにしてガイド柱が設けられ、前記ガイド柱は、その幅が前記ガイド壁の径方向外方に向かうに従って狭まるように設定されていることから、排出口から排出されるガスを、ガイド柱32から剥離することを抑制でき、ガイド柱背後の後流(wake)幅を極力狭めることができる。このため、圧力抵抗の増大を抑制でき、この点からも、圧力損失の増大を抑制できる。
請求項9に係る発明によれば、前記ガス発生容器が自動車用燃料タンクとされ、前記ガス収集室に、前記連通口を開閉するフロート弁が配設され、前記排出口がキャニスタに連通されていることから、ガス収集室のガス圧が高まると、弁体が連通口周縁部から離間し、ガスは、連通口、通気室、排出口を通って、キャニスタに連通する外部流路に排出される。このため、燃料タンク内の圧力を所定値に保持できる。
一方、燃料タンク内の燃料が揺動して燃料液面が上昇すると、フロート弁が浮き上がって、フロート弁は、ガス収集室側から連通孔を閉じる。このため、燃料の外部への漏れを防止できる。
第1実施形態に係る弁装置を示す上方側から見た斜視図。 第1実施形態に係る弁装置を示す下方側から見た斜視図。 第1実施形態に係る弁装置の一部破断斜視図。 第1実施形態に係る弁装置を示す縦断面図。 第1実施形態に係る弁装置を示す分解斜視図。 弁体の周面について説明する説明図。 弁体の周面の変形例について説明する説明図。 上部キャップの内部構造を示す部分拡大図。 第1実施形態における弁体周辺の構造を簡略的に示す説明図。 第1実施形態における弁体の作動を簡略的に示す説明図。 第2実施形態における弁体周辺の構造を簡略的に示す説明図。 第2実施形態における弁体の作動を簡略的に示す説明図。 第3実施形態における弁体を示す斜視図。 第3実施形態における弁体周辺の構造を簡略的に示す説明図。 第3実施形態における弁体の作動を簡略的に示す説明図。 ガイド壁、ガイド柱、弁体及び排出口の関係を示す平面図。 ガイド壁、ガイド柱、弁体及び排出口の関係を示す斜視図。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1、図2において、符号1は、第1実施形態に係る弁装置を示す。この弁装置1は、筒状の弁ケース2を備えている。弁ケース2は、その側部に取付け部3を有しており、その取付け部3は、ガス発生容器としての燃料タンク(図示略)内の上部位置に設けられる取付け具(図示略)に取付けられる。これにより、弁ケース2は、その軸心延び方向を上下方向に向けた状態で燃料タンク内に保持される。この弁ケース2は、円筒状のケース本体4と、ケース本体4の上側に装着される上部キャップ5と、ケース本体4の下側開口部に装着される下部キャップ6と、を有している。上部キャップ5は、ケース本体4の上側開口を閉塞しており、下部キャップ6は、その下部キャップ6が有する複数の連通孔7(図2参照)を通じてケース本体4内の内部空間を外部(燃料タンク内)に連通させている。
前記弁ケース2内には、図3,図4に示すように、該弁ケース2内を上下二室に画成する隔壁8が設けられている。隔壁8は、ケース本体4の内周面に、そのやや上部側の位置において設けられており、その隔壁8よりも下側の下室がガス収集室でもあるフロート室9とされ、隔壁8よりも上側の上室が通気室10とされている。この隔壁8には、その径方向中央部において比較的大きな径をもって連通口11が形成されている。連通口11は、隔壁8を上下に貫通してフロート室9と通気室10とを連通しており、その連通口11の上部、下部の各周縁部11a,11bは、弁座をそれぞれ構成している。
前記フロート室9には、図3〜図5に示すように、フロート弁12が昇降動可能に配設されている。フロート弁12は、開口側を下方に向けた有底円筒状をなしており、そのフロート弁12の上面には(底部上面)には、その径方向中央部において弁体部13が突出した状態で設けられている。この弁体部13は、その先端部に前記連通口11の径よりも大きな径の円板14を有し、その円板14先端面にゴム板15が敷設される構成とされている。具体的には、フロート弁12の上面に支柱16を介して支持円板17が取付けられ、その支持円板17上に前記円板14等が配置され、その円板14の下面周縁部から垂下する複数の係止脚18が支持円板17に係止されている。この場合、円板14下面の径方向中央部及び支持円板17上面の径方向中央部に、支持台部14a,17aがそれぞれ突設され、その両支持台部14a,17aが上下に積み重ねた状態で配置されていると共に、各係止脚18の爪部と支持円板17とは、ある程度の遊びをもって係止されている。このため、円板は、支持円板17上に保持される一方、円板14等が支持円板17に対してある程度がたつく(揺動する)ことができる構成となっている。このため、燃料がフロート室9に入り込み、フロート弁12が上昇したときには、フロート弁12の弁体部13が連結口11の下部周縁部11bに的確に着座できることになっている。尚、符号19は、フロート室9内周面に形成される複数の縦リブであり、フロート弁12は、この複数の縦リブ19に摺接して上下動することになっている。
前記フロート弁12と下部キャップ6(弁ケース2の下部)との間には、図3,図4に示すように、フロート弁12の内部凹所内においてコイルスプリング20が介在されている。このコイルスプリング20は、フロート弁12を上方に向けて付勢しているが、フロート室9内に、下部キャップ6の複数の連通孔7から燃料が入り込まないときには、フロート弁12は、その自重によりコイルスプリング20を圧縮して、下部キャップ6に載置された状態となる。
これにより、車両の傾き等により燃料が上昇し、フロート室9内に燃料が入り込むと、その燃料による浮力とコイルスプリング20の付勢力とによって、フロート弁12は浮き上がり、その弁体部13は、連通口11の下部周縁部11bに当接し、連通口11を閉塞する。
前記通気室10には、図3〜図6、図16、図17に示すように、前記連結口11の上部周縁部11aに離着座するための弁体21が配設されている。この弁体21は、円板形状をしており、この弁体21の下面が連結口11の上部周縁部11aに対する着座面21aとされ、その上面が背面21bとされている。この弁体21の背面21bには突部22が突設されており、その突部22の先端部は、面取り又は丸められている(図17参照)。この突部22にはコイルスプリング23の一端側が嵌挿されている。そのコイルスプリング23の他端部は、上部キャップ5の径方向中央部に形成されるばね受け凹所24の底部24aに至っており、このコイルスプリング23により弁体21の着座面21aは連通口11の上部周縁部11aに着座する方向に付勢されている。
この場合、コイルスプリング24は、フロート室9内のガス圧が所定圧を超えた時、弁体21が連通口11の上部周縁部11aから離間するように設定されている。また、ばね受け凹所24は、その底部24aを中心として下方に向かうに従って拡がっており、そのばね受け凹所24内には、弁体21が連結口11の上部周縁部11aから離間した時に、その弁体21の突部22が傾いた状態であっても入り込むことができることになっている。さらに、突部22の先端部が面取り又は丸められていることから、弁体21の作動時に、コイルスプリング24に対する摺動抵抗を低減できると共に、突部22がコイルスプリング24に引っ掛かることを抑制して弁体21の作動を的確に行わせることができる。
弁体21の周面は、径方向外方に向けて凸となる曲面に形成されている。本実施形態においては、この弁体21周面における曲面は、図6に示すように、弁体21の中心O(重心)を基準とした曲率半径Rをもって設定されている。別の態様として、弁体21周面を、図7に示すように、弁体21の肉厚d又はその肉厚d以下の長さを直径とした円弧状曲面に形成してもよい。
前記隔壁8には、図3〜図5,図16,図17に示すように、前記連通口11の上部周縁部11aの周囲において、円筒状のガイド壁25が立設されている。このガイド壁25は、上部キャップ5にまで延びており、そのガイド壁25内は、その外部に対して区画されている。このガイド壁25には、その一部が切り欠かれて排出口26が形成されており、その排出口26によりガイド壁25の内外が連通することになっている。また、隔壁8上には、図16,図17に示すように、ガイド壁25における排出口26において、ガイド柱32が立設されている。このガイド柱32は、ガイド壁25の径方向内方側が半円柱状とされる一方、そこからガイド壁25の径方向外方に向かうに従って幅(図16中、上下方向長さ)が狭まるように形成されており、本実施形態においては、その形状は、平面視流線形状とされている。
上記ガイド壁25内には、図4,図16,図17に示すように、前記弁体21が配設されている。ガイド壁25は、前記ガイド柱32と共に、主として、弁体21の離着座動の際に、弁体21をガイドする機能を有している。この場合、弁体21がガイド壁25内において傾斜動することがあるが、弁体21の周面が前述したように曲面とされていることから、その際、弁体21はガイド壁21に対して円滑に摺動することになる。
前記上部キャップ5の内面には、図8、図9に示すように、前記弁体21の背面21bが当接するための当接面27(規制面)が設けられている。この当接面27は、水平面に対して傾斜しており、その当接面27のうち、隔壁8から最も離間している側が前記排出口26側に位置されている。このため、図8、図10に示すように、弁体21が前記連通口11の上部周縁部11aから離間して当接面27に当接したときには、弁体21の着座面21aが傾斜し、弁体21の着座面21aと隔壁8とは、排出口26に向けて末広がり状となるガス排出路28を形成することになる。尚、図9、図10は、突部22、コイルスプリング23等を省略した簡略概念図として示されている。
前記弁ケース2の側面には、図1、図3〜図5に示すように、接続管部29が設けられている。この接続管部29は、その一端が前記排出口26に臨むようにして弁ケース2内に開口され、その他端部は、キャニスタに至る接続管(図示略)との接続端部とされる。
したがって、このような弁装置1が車両の燃料タンク内に据え付けられた場合には、車両が揺れず、燃料タンク内の燃料の液面が傾かずに、フロート室9に燃料が入り込まないときには、フロート弁12の自重によってコイルスプリング20が圧縮されて、フロート弁12の弁体部13が連通口11の下部周縁部11bから離れている。一方、車両が旋回したり大きく傾いたりして、燃料の液面が上昇して、フロート室9に燃料が所定高さ以上入り込むと、フロート弁12に浮力が作用すると共に、コイルスプリング20の付勢力によって、フロート弁12が浮き上がり、フロート弁12の弁体部13は、連通口11の下部周縁部11bに当接して、連通口11を閉塞する。この結果、燃料タンクの外部への燃料漏れを確実に防止できる。
また、車両の走行等によって燃料ガスが多量に発生して燃料タンク内の圧力が高まった場合には、その圧力によって弁体21が連通口11の上部周縁部11aから離間して上部キャップ5の当接面27に当接する。これにより、弁体21は傾斜し、その弁体21のうち、隔壁8から最も離間している部分が排出口26側に位置され、弁体21の着座面21aと隔壁8とは、排出口26に末広がり状に臨むガス排出路28を形成する。このため、燃料タンク内のガスが、連通口11、ガス排出路28、排出口26、接続管部29を経てキャニスタに排出されることになり、燃料タンクがガス圧により破損や変形することを防止できる。
この場合、連通口11を比較的大きな孔とするだけでなく、弁体21を上部キャップ5の当接面27を利用して、弁体21の着座面21aと隔壁8とが、排出口26に末広がり状で臨むガス排出路28を形成することから、連通口11からのガスをあまり絞ることなく排出することができ、圧力損失が増大することを極力抑制できる。
また本実施形態においては、ガイド柱32が、排出口26において、弁体21をガイドすることになるが、ガイド柱32が、平面視流線形状をもって、ガイド壁25の径方向外方に拡張されていることから(図16,図17参照)、排出口26から排出されるガスは、ガイド柱32からの剥離が抑制され、ガイド柱32背後の後流(wake)幅(図16中、上下幅)は極力狭められる。このため、圧力抵抗の増大が抑制され、この点からも、圧力損失の増大が抑制される。これにより、連通口11からのガスは円滑に排出される。
図11、図12は第2実施形態、図13〜図15は第3実施形態を示す。この各実施形態において、前記第1実施形態と同一構成要素については、同一符号を付してその説明を省略する。
図11、図12に示す第2実施形態においては、当接面27が隔壁8に平行に形成されている一方、弁体21の厚みが排出口26から遠いほど厚くされて、弁体21の背面21bが弁体21の着座面21aに対して傾斜されている。
これにより、燃料タンク内のガス圧が所定圧を超えると、先ず、弁体21の肉厚の厚い部分が当接面27に当接し、続いて、弁体21の肉厚の薄い部分が傾斜動(回動)して当接面27に当接する(図12参照)。これにより、この第2実施形態においても、図12に示すように、弁体21の着座面21aと隔壁8とは、排出口26に末広がり状に臨むガス排出路28を形成することになり、燃料タンク内のガスを排出するに際して、ガスを絞ることを抑制して圧力損失の増大を抑えることができる。
図13〜図15に示す第3実施形態は、第2実施形態の変形例を示す。第3実施形態においては、弁体21として、2枚の円板21A,21Bを互いに対向するように連結する一方(連結した連結部を符号30をもって示す)、その連結部30から離れるほど両円板間の間隔が拡がるように設定されている(屈曲形状又は側面視くの字状)。そして、この弁体21は、ガイド壁25内の隔壁8上に、両円板21A,21Bの間隔が最も広がっている側を排出口26の遠い側に位置するように配置される(連結部30を排出口27側に配置させる)。
これにより、燃料タンク内のガス圧が所定圧を超えると、弁体21の一方の円板21Bが当接面27に当接し、これ伴い、他方の円板21Bが起立し、この第3実施形態においても、図15に示すように、弁体21の他方の円板21Aと隔壁8とは、排出口26に末広がり状に臨むガス排出路28を形成することになる。このため、燃料タンク内のガスを排出するに際して、ガスを絞ることを抑制して圧力損失の増大を抑えることができる。
尚、弁体21としては、2枚の円板21A,21Bを連結する場合に限らず、3枚以上の円板を連結する場合であってもよい。
1 弁装置
2 弁ケース
8 隔壁
9 フロート室(ガス収集室)
10 通気室
11 連通口
11a 上部周縁部
21 弁体
21A 円板
21B 円板
25 ガイド壁
26 排出口
27 当接面
30 連結部
32 ガイド柱

Claims (9)

  1. 弁ケース内が、隔壁により、ガス発生容器内に連通するガス収集室と、該弁ケース外に連通する通気室とに区画され、前記隔壁に前記ガス収集室と前記通気室とを連通させる連通口が形成され、前記通気室内における隔壁上に、前記連通口の周縁部を囲むようにして筒状のガイド壁が立設され、前記ガイド壁に、前記弁ケース外に連通するための排出口が形成され、前記ガイド壁内に、該ガイド壁内における前記連通口周縁部を弁座として、弁体が離着座可能に設けられている弁装置において、
    前記連通口周縁部に対する前記弁体の着座面は、該弁体が前記連通口周縁部から離間して前記弁ケースに当接したときに、該連通口周縁部に対して傾斜すると共に、該弁体の着座面のうち、該連通口周縁部から最も離間している側が、前記排出口側に位置されるように設定されている、
    ことを特徴とする弁装置。
  2. 請求項1において、
    前記弁体の周面が、該弁体の径方向外方側に向けて凸となる曲面をもって丸められている、
    ことを特徴とする弁装置。
  3. 請求項2において、
    前記弁体の周面の曲面が、該弁体の中心を基準とした球体の曲率により形成されている、
    ことを特徴とする弁装置。
  4. 請求項2において、
    前記弁体の周面の曲面が、該弁体の厚みの半分以下の曲率半径をもって形成されている、
    ことを特徴とする弁装置。
  5. 請求項1又は2において、
    前記弁体が円板状とされ、
    前記弁ケースの内面のうち、前記弁体が当接する当接面が、前記排出口に近いほど、前記連通口周縁部から離間するように傾斜されている、
    ことを特徴とする弁装置。
  6. 請求項1又は2において、
    前記弁ケースの内面のうち、前記弁体が当接する当接面が前記隔壁に平行に形成され、
    前記弁体が円板状とされ、
    前記弁体の厚みが前記排出口に遠いほど厚くされて、該弁体の背面が該弁体の着座面に対して傾斜されている、
    ことを特徴とする弁装置。
  7. 請求項1又は2において、
    前記弁ケースの内面のうち、前記弁体が当接する当接面が前記隔壁に平行に形成され、
    前記弁体が、少なくとも2枚の円板を連結することにより、屈曲した形状に形成され、
    前記2枚の円板の連結部が、該2枚の円板の間隔が拡がっている部分よりも前記排出口側に位置されている、
    ことを特徴とする弁装置。
  8. 請求項1〜7のいずれか1項において、
    前記隔壁上に、前記排出口において、該排出口の一部開口を占めるようにしてガイド柱が設けられ、
    前記ガイド柱は、その幅が前記ガイド壁の径方向外方に向かうに従って狭まるように設定されている、
    ことを特徴とする弁装置。
  9. 請求項1〜8のいずれか1項において、
    前記ガス発生容器が自動車用燃料タンクとされ、
    前記ガス収集室に、前記連通口を開閉するフロート弁が配設され、
    前記排出口がキャニスタに連通されている、
    ことを特徴とする弁装置。

JP2012010970A 2012-01-23 2012-01-23 弁装置 Active JP5901308B2 (ja)

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