JP2013203279A - 燃料遮断弁 - Google Patents

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Abstract

【課題】燃料遮断弁10は、簡単な構成で、液体燃料が弁室30Sから接続通路を通じて外部へ流出するのを防止するとともに、燃料蒸気が外部に流出する際の圧力損失を低減する。
【解決手段】燃料遮断弁10は、弁室30Sを有し、天井壁31に弁室30S側への開口である接続孔31aを形成したケーシング本体30と、管通路42aを形成する管体部42とを形成する蓋体40と、弁室30S内に収納されたフロート52とを備えている。蓋体40は、管体部42から連絡室40S内でありかつかつ接続孔31aに向けて筒状でありかつほぼ直線上に延設された管延設部44を備え、
管延設部44は、管通路42aに接続された延設通路45を有し、延設通路45は、連絡室40Sに開口している流入口45aを有し、流入口45aは、接続孔31aを中心として管体部42と反対側に設けられている。
【選択図】図2

Description

本発明は、燃料タンクの上部に装着され、燃料タンク内と外部とを連通遮断するための燃料遮断弁に関し、特に外部への通路構造に関する。
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。燃料遮断弁は、燃料タンクの上部に装着されており、上部に接続孔を有する円筒状のハウジング本体と、ハウジング内の弁室に収納されたフロートと、ハウジング本体の上部を覆いかつ連絡室を形成するとともにキャニスタ側に接続するための排気ポートを突出させた蓋体とを備え、ハウジング本体の接続孔をフロートの昇降で開閉することにより、外部に対して燃料タンクの通気を確保するとともに、燃料タンク内の燃料が外部へ流出するのを防止している。
従来の燃料遮断弁において、接続孔から排気ポートへの通路は、液体燃料の外部への流出を防止するために、接続孔を囲む隔壁を設け、この隔壁の一部を切り欠くことにより構成されている。こうした通気路は、隔壁により迷路構造になっているために、通気抵抗が大きく、つまり、圧力損失も大きくなり、燃料蒸気がスムーズに流れ難い構成であった。
特開2009−168045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、簡単な構成で、液体燃料が接続孔から外部へ流出するのを防止するとともに、燃料蒸気が外部に流出する際の圧力損失を低減した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、燃料タンク内と外部との通路を連通遮断する燃料遮断弁において、
天井壁と、該天井壁の外周部から円筒状に突設された側壁と、上記天井壁と上記側壁とにより囲まれ上記燃料タンク内に接続される弁室と、上記天井壁に形成され上記弁室に接続される接続孔とを有するケーシング本体と、
上記ケーシング本体の上部に固定され、上記天井壁とともに上記接続孔に接続される連絡室を形成する蓋本体と、該蓋本体の外壁から突設され上記外部と上記連絡室とを接続する管通路を形成する管体部と、を有する蓋体と、
上記弁室内に収納され、上記燃料タンク内の燃料液面にしたがって昇降することで上記接続孔を開閉するフロートと
を備え、
上記蓋体は、上記管体部の上記連絡室側から上記接続孔の上方に達するまでほぼ円筒形状にて延設された管延設部を備え、
上記管延設部は、上記管通路に接続された延設通路を有し、該延設通路は、上記連絡室に開口している流入口を有し、該流入口は、上記接続孔を中心として上記管体部と反対側に設けられていること、
を特徴とする燃料遮断弁である。
適用例1にかかる燃料遮断弁を用いた燃料タンクにおいて、給油などにより、燃料タンクの燃料液面の高さにしたがって弁室内のフロートが昇降して接続孔を開閉することで、弁室、接続孔、連絡室、延設通路、および管通路を通じて外部への通気を確保している。
給油や車両の前後の揺れに起因して、燃料の波打ちやフロートの作動遅れを生じて、液体燃料が接続孔から流出することがある。このような状況において、接続孔から液体燃料が流出しても、その液体燃料は、管延設部により管通路へ流入することが妨げられる。つまり、管延設部は、管体部の連絡室側から接続孔の上方に達するまでほぼ円筒形状にて延設されており、しかも、延設通路の流入口は、接続孔を中心として管体部と反対側の箇所に配置されている。よって、接続孔から流出した液体燃料は、管延設部の外壁に当たり、接続孔に戻され、直接、流入口から延設通路、管通路を通じて外部へ流出し難い。
[適用例2]
適用例2は、適用例1に記載の燃料遮断弁において、上記管延設部が、上記天井壁より上方に配置されて、該管延設部と上記天井壁との間のスペースを、上記接続孔からの液体燃料を溜める液溜室としている燃料遮断弁である。この構成によると、接続孔から流出した燃料は、管延設部と上記天井壁との間の液溜室に一時的に溜められ、そして液溜室から接続孔を通じて弁室に戻される。すなわち、燃料タンクの傾きに伴って、燃料遮断弁が傾いても、接続孔から流出した液体燃料は、液溜室で一時的に溜められ、流入口に流入する液面を越えないから、延設通路を通じて、一層、外部へ流出し難い。
[適用例3]
適用例3は、適用例1または適用例2に記載の燃料遮断弁において、
上記管延設部は、上記接続孔に対向する外面に、上記接続孔から流出した気流を、該接続孔の中心から側方に導くガイド傾斜面を備えている燃料遮断弁である。この構成により、ガイド傾斜面は、接続孔から流出した気流を、上方へ、乱流や渦流を生じることなく、整流状態で流入口まで導く。よって、接続孔から流出した気流は、延設通路の流入口に流路抵抗を増すことなく、スムーズに流入し、延設通路、管通路を通じて外部へ通気する。
[適用例4]
適用例4は、適用例1ないし適用例3のいずれかに記載の燃料遮断弁において、
上記流入口の外側端部から下方へ突設され、上記接続孔に対向した遮蔽突部を備えている燃料遮断弁である。この遮蔽突部は、接続孔から流出した液体燃料が、流入口に向かうのを遮ることができる。
本発明の一実施例にかかる燃料遮断弁の平面図である。 図1の2−2線に沿った断面図である。 図1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。 蓋体をケーシング本体から外した状態を説明する説明図である。 図2の燃料遮断弁の上部を示す断面図である。 図3の燃料遮断弁の上部を示す断面図である。 上部弁体を構成する第1弁部および第2弁部を分解して示す斜視図である。 上部弁体を示す断面図である。
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燃料遮断弁10の平面図、図2は図1の2−2線に沿った断面図、図3は図1の3−3線に沿った断面図である。図2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、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。燃料遮断弁10は、燃料タンクFT内の燃料蒸気を外部へ逃がすとともに、給油時に燃料タンクFT内の燃料が所定液位FL1まで上昇したときにキャニスタへの流出を規制してオートストップを機能させるものである。
(2) 燃料遮断弁10の各部の構成
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、上壁を形成する天井壁31と、側壁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31の中央部には、接続孔31aが貫通形成されている。接続孔31aの弁室30S側は、シール部31bになっている。また、天井壁31は、接続孔31aに向けて下方へ傾斜した傾斜壁31cになっている。
側壁32の上部には、燃料タンクFT内と弁室30Sとを接続する連通孔32aが形成されている。また、側壁32の内壁には、フロート52をガイドするための周方向に設けた4カ所〜8カ所のリブ32bが設けられている。底部材35は、ケーシング本体30の開口30aの一部を閉じるとともに、弁室30S内に燃料蒸気および液体燃料を導入するための部材である。底部材35は、底板36と、底板36の外周部から突設された円筒状の導入通路形成部材37とを一体に形成し、底板36の外周部でケーシング本体30の下端に溶着されている。
底板36には、流通孔36aが形成されており、流通孔36aを通じて燃料蒸気および液体燃料を弁室30S内に導く。また、底板36の上面には、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36cが形成されている。導入通路形成部材37は、導入通路37aを備えている。導入通路37aは、下端の開口部37bから取り込んだ燃料蒸気および液体燃料を流通孔36aを通じて弁室30S内に導く通路である。
図5は蓋体40をケーシング本体30から外した状態を説明する説明図である。蓋体40は、蓋本体41と、蓋本体41の外周部から側方へ突出した管体部42と、管体部42の内端部から延設された管延設部44とを備え、ケーシング本体30の上部と蓋体40とにより囲まれたスペースを、連絡室40Sとしている。蓋本体41の外周部には、フランジ43が形成されている。フランジ43は、ケーシング本体30の上部に溶着されるとともに、燃料タンクFTのタンク上壁FTaに外側溶着部43aで溶着されている(図2参照)。
図6は図2の燃料遮断弁10の上部を示す断面図、図7は図3の燃料遮断弁10の上部を示す断面図である。管体部42内は、断面円形の管通路42aになっており、管延設部44内は、管通路42aに接続される延設通路45になっている。延設通路45は、図7に示すように上部が半円で下部が2等辺三角形になっており、断面円形の管通路42aに対して連続した曲面で接続されている。管通路42aの一端は、キャニスタ(図示省略側)に接続され、管通路42aに接続された延設通路45の一端は、流入口45aになっている。流入口45aは、接続孔31aを中心として管体部42と反対側に設けられ、連絡室40Sに開口しており、これにより、延設通路45は、接続孔31aを通じてケーシング本体30の弁室30Sに接続されている。また、管延設部44は、天井壁31に対して上方へ所定距離隔てて配置されて、管延設部44と天井壁31との間の連絡室40Sの一部を液溜室44Sとしている。液溜室44Sは、蓋体40とケーシング本体30とが溶着されていることから、外部に対して液密になっており、また、天井壁31の一部が傾斜壁31cになっていることから、接続孔31aに向かって下方へ傾斜したスペースになっている。また、管延設部44の端部であって流入口45aの外側端部には、下方へ突設されかつ接続孔31aに対向した箇所に遮蔽突部44cが形成されている。
図7において、管延設部44の下面であって接続孔31aに対向する面は、接続孔31aを中心を軸とした左右対称のガイド傾斜面44bになっている。ガイド傾斜面44bは、接続孔31aから流出した気流を、該接続孔31aの中心から両側方へ導く。なお、管延設部44などの作用などについて、後述する。
図4に示すようにフロート機構50は、再開弁特性を向上させた2段の弁構造であり、フロート52と、フロート52の上部に配置された上部弁体60とを備えている。フロート52は、第1フロート部53と、第2フロート部57とを備え、これらを一体に組み付けている。第1フロート部53の上部には、弁支持部55が突設されている。弁支持部55は、上部弁体60を首振り可能に支持する部位であり、ほぼ円錐形状の突起(凸形状)である支持突部55aを備え、弁支持部55の外周部に上部弁体60を抜止するための環状突部55bが形成されている。第1フロート部53の外周部と第2フロート部57の内周部の間隙には、スプリング収納間隙53aが設けられており、スプリング70が配置されている。
上部弁体60は、接続孔31a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52の弁支持部55に昇降可能かつ首振り可能に支持されている。図8は上部弁体60を構成する第1弁部61および第2弁部65を分解して示す斜視図、図9は上部弁体60を示す断面図である。第1弁部61は、ほぼ円筒の第1弁本体62と、シート部材64とを備えている。第1弁本体62内には、支持孔62aが軸方向に形成されている。第1弁本体62の上部には、シート部材64を取り付けるための取付部62bが形成されている。また、第1弁本体62の外周部には、環状凹所62cが形成され、その環状凹所62cに支持孔62aを外部に接続するための通気孔62dが4箇所形成されている。第1弁本体62の下部には、スリット62eが形成されており、スリット62eにより固定片62iから係合片62gが弾性変形可能に形成されている。係合片62gには、係合穴62hが形成されている。
シート部材64は、シール部31bに着離する第1シート部64aと、支持孔62aに接続される連通孔64bと、連通孔64bの下端部に形成されたシール部64cと、取付部64d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64は、取付部64dで第1弁本体62の取付部62bに装着されており、第1シート部64aが第1弁本体62の上面に対して間隙を有することで、シール部31bに着座するときに弾性変形してシール性を高めている。
第2弁部65は、円筒形状の第2弁本体66を備えている。第2弁本体66には、下方を開放した有底孔が形成されており、この有底孔の底中央部に、凹形状の被支持部66bが形成されている。被支持部66bは、フロート52の弁支持部55上に載置されることにより、第2弁部65が弁支持部55を支点として首振り可能に支持されている。
また、第2弁本体66の上面には、第2シート部66cが形成されており、この第2シート部66cは、第1弁部61のシール部64cに着離することにより連通孔64bを開閉するように形成されている。第2弁本体66の下部には、抜止爪66dが4箇所形成されており、第1弁本体62の係合穴62hに係合することにより、第1弁部61を第2弁部65に対して昇降可能に支持している。各々の抜止爪66dの上部には、係合穴66eが形成されており、フロート52の環状突部55bに係合することにより、第2弁部65がフロート52に対して昇降可能に支持および抜止されている。また、第2弁本体66の外周部には、第2弁部65を上下方向にガイドするためのガイド突条66fが形成されている。ガイド突条66fは、第2弁本体66の側壁に周方向に等間隔に4箇所、上下方向にリブ形状に突設されており、支持孔62aの内壁面に摺動可能になっている。
また、上部弁体60の重心は、被支持部66bより下方に設定されている。このための構成として、固定片62iが下方の重量を大きくするために形成されている。また、弁支持部55を凸形状に、被支持部66bを凹形状にすることで、上部弁体60とフロート52との中心合わせが容易にでき、しかも支点に対して重心を下方に設定し易くなるので、上部弁体60の姿勢も安定する。
(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2に示すように、給油ガン(図示省略)により、燃料タンクFT内に燃料が供給されると、燃料タンクFT内の燃料液位の上昇につれて燃料タンクFT内の上部に溜まっていた燃料蒸気は、底部材35の導入通路37a、流通孔36aから弁室30S内に流入する。さらに、燃料蒸気は、弁室30Sから、接続孔31a、連絡室40S、延設通路45、管通路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内の燃料液位が所定液位FL1に達すると、液体燃料は開口部37b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30S内の圧力との差圧が大きくなり、液体燃料が導入通路37aおよび流通孔36aを通じて、弁室30Sに流れ込み、燃料液位が弁室30S内を上昇する。弁室30S内の燃料液位が高さh0に達すると、フロート52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、第1弁部61のシート部材64がシール部31bに着座して接続孔31a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(図示省略)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内の燃料が消費されて、燃料液位が低下すると、フロート52は、その浮力を減少して下降する。フロート52の下降により、図9に示す第2弁部65の抜止爪66dとフロート52の環状突部55bとの係合を介して、フロート52は、第2弁部65を引き下げる。これにより、第2シート部66cは、シール部64cから離れて、連通孔64bを開く。連通孔64bの連通により第1弁部61の下方の圧力は、接続孔31aの付近と同じ圧力になる。抜止爪66dが係合穴62hに係合しているから、第2弁部65を介して第1弁部61も引き下げる。そして、第1弁部61が下降することで、シート部材64がシール部31bから離れて、接続孔31aが開かれる。このように連通孔64bの通路面積を接続孔31aの通路面積より小さく設定することで、上部弁体60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) 実施例の作用・効果
上記実施例の構成により、以下の作用効果を奏する。
(4)−1 図2において、燃料遮断弁10を用いた燃料タンクFTにおいて、給油などにより、燃料タンクFTの燃料液面の高さにしたがって弁室30S内のフロート52が昇降して接続孔31aを開閉することで、弁室30S、接続孔31a、連絡室40S、延設通路45、および管通路42aを通じて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することができる。
(4)−2 給油や車両の前後の揺れに起因して、燃料の波打ちやフロート52の作動遅れを生じて、液体燃料が接続孔31aから流出することがある。このような状況において、図6に示すように、接続孔31aから液体燃料が流出しても、その液体燃料は、管延設部44により管通路42aへ流入することが妨げられる。つまり、管延設部44は、接続孔31aの上方に配置され、しかも、延設通路45の流入口45aは、接続孔31aを中心とした軸CLに対して管体部42と反対側の箇所に配置されている。よって、接続孔31aから流出した液体燃料は、管延設部44の外壁に当たり、接続孔31aに戻され、直接、流入口45aから延設通路45、管通路42aを通じて外部へ流出し難い。
しかも、延設通路45の流入口45aの位置は、接続孔31aの孔周縁の付近まで、または孔周縁を越えて配置しているので、つまり、管延設部44が全長にわたって接続孔31aの上方に配置されるから、流入口45aからの液体燃料の流入をより防止できる。
(4)−3 管延設部44は、天井壁31に対して上方に配置されて、管延設部44と天井壁31との間のスペースを液溜室44Sとしているから、接続孔31aから流出した燃料は、管延設部44と天井壁31との間の液溜室44Sに一時的に溜められ、接続孔31aを通じて弁室30Sに戻される。すなわち、車両の傾きに伴って、燃料遮断弁10が傾いても、接続孔31aから流出した液体燃料は、液溜室44Sで一時的に溜められ、流入口45aに流入する液面を越えないから、延設通路45を通じて、一層、外部へ流出し難い。
(4)−4 図7に示すように、管延設部44は、接続孔31aに対向する面に、接続孔31aから流出した気流を、該接続孔31aの中心から側方に導くガイド傾斜面44bを有している。ガイド傾斜面44bは、接続孔31aから流出した気流を、上方へ、乱流や渦流を生じることなく、整流状態で流入口45a(図6)まで導く。よって、接続孔31aから流出した気流は、延設通路45の流入口45aに流路抵抗を増すことなく、スムーズに流入し、延設通路45、管通路42aを通じて外部へ通気する。
(4)−5 図6に示すように、延設通路45は、管通路42aに水平方向に直線上に延設されているから、連絡室40Sから管通路42aに向かう気流に対して、複雑な迂回通路となることなく、流路抵抗を増すこともない。
(4)−6 図6に示すように、管延設部44は、流入口45aの外側端部から下方へ突設されかつ接続孔31aに対向した箇所に遮蔽突部44c(図5)を備えているから、接続孔31aから流出した液体燃料が、流入口45aに向かうのを遮ることができる。
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。
上記実施例にかかる管延設部44は、管通路42a側への液体燃料の流出の防止、および管通路42aへの圧力損失の低減を考慮して、本発明の作用効果を損なわない限り、断面円形のほか、種々の形状および高さをとることができる。
上記実施例のタンク用流路構造体は、給油時の満タン液位であるときに接続孔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FT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。
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
31a…接続孔
31b…シール部
31c…傾斜壁
32…側壁
32a…連通孔
32b…リブ
35…底部材
36…底板
36a…流通孔
36c…スプリング支持部
37…導入通路形成部材
37a…導入通路
37b…開口部
40…蓋体
40S…連絡室
41…蓋本体
42…管体部
42a…管通路
43…フランジ
43a…外側溶着部
44…管延設部
44S…液溜室
44b…ガイド傾斜面
44c…遮蔽突部
45…延設通路
45a…流入口
50…フロート機構
52…フロート
53…第1フロート部
53a…スプリング収納間隙
55…弁支持部
55a…支持突部
55b…環状突部
57…第2フロート部
60…上部弁体
61…第1弁部
62…第1弁本体
62a…支持孔
62b…取付部
62c…環状凹所
62d…通気孔
62e…スリット
62g…係合片
62h…係合穴
62i…固定片
64…シート部材
64a…第1シート部
64b…連通孔
64c…シール部
64d…取付部
65…第2弁部
66…第2弁本体
66b…被支持部
66c…第2シート部
66d…抜止爪
66e…係合穴
66f…ガイド突条
70…スプリング
FT…燃料タンク
FTa…タンク上壁
FTb…取付穴

Claims (4)

  1. 燃料タンク(FT)内と外部との通路を連通遮断する燃料遮断弁において、
    天井壁(31)と、該天井壁(31)の外周部から円筒状に突設された側壁(32)と、上記天井壁(31)と上記側壁(32)とにより囲まれ上記燃料タンク(FT)内に接続される弁室(30S)と、上記天井壁(31)に形成され上記弁室(30S)に接続される接続孔(31a)とを有するケーシング本体(30)と、
    上記ケーシング本体(30)の上部に固定され、上記天井壁(31)とともに上記接続孔(31a)に接続される連絡室(40S)を形成する蓋本体(41)と、該蓋本体(41)の外壁から突設され上記外部と上記連絡室(40S)とを接続する管通路(42a)を形成する管体部(42)と、を有する蓋体(40)と、
    上記弁室(30S)内に収納され、上記燃料タンク(FT)内の燃料液面にしたがって昇降することで上記接続孔(31a)を開閉するフロート(52)と
    を備え、
    上記蓋体(40)は、上記管体部(42)の上記連絡室(40S)側から上記接続孔(31a)の上方に達するまでほぼ円筒形状にて延設された管延設部(44)を備え、
    上記管延設部(44)は、上記管通路(42a)に接続された延設通路(45)を有し、該延設通路(45)は、上記連絡室(40S)に開口している流入口(45a)を有し、該流入口(45a)は、上記接続孔(31a)を中心として上記管体部(42)と反対側に設けられていること、
    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、
    上記管延設部(44)は、上記天井壁(31)より上方に配置されて、該管延設部(44)と上記天井壁(31)との間のスペースを、上記接続孔(31a)からの液体燃料を溜める液溜室(44S)としている燃料遮断弁。
  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、
    上記管延設部(44)は、上記接続孔(31a)に対向する外面に、上記接続孔(31a)から流出した気流を、該接続孔(31a)の中心から側方に導くガイド傾斜面(44b)を備えている燃料遮断弁。
  4. 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の燃料遮断弁において、
    上記管延設部(44)は、上記流入口(45a)の外側端部から下方へ突設され、上記接続孔(31a)に対向した遮蔽突部(44c)を備えている燃料遮断弁。
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