JP2016068678A - 燃料遮断弁 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料遮断弁は、車両の揺動時に、燃料タンク内の燃料を外部へ流出させないこと。
【解決手段】燃料遮断弁１０は、ケーシング２０と、フロート５２を備えている。ケーシング２０は、フロート２０が収納されるケーシング本体３０と、底部材３６を有する。底部材３５は、ケーシング本体３０と燃料タンクＦＴの内部を流通させる流通孔３８ｄを有している。流通孔３８ｄは、複数の支持部材を、周方向に断続的に配置することにより形成されている。支持部材は、ケーシング本体３０の弁室３０Ｓに向けて２枚の板が向けられ、燃料タンクＦＴに向けて開いている凹部を形成している案内板３８ｃを有している。
【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ケーシング本体と、ケーシ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、ケーシ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。

ケーシング本体の底面には、フロートを支持し、燃料タンク内の燃料または燃料蒸気をケーシング本体へ導入するための開口が形成されている底部材を有している。ケーシングと連通するために底部材には連通孔が形成されており、連通孔は、フロートを支持する台座の間に形成されている。

しかし、ケーシングと底部材との連通を遮る台座において、車両の揺動により燃料タンク内から底部材に流入した燃料は、台座の燃料タンク側の面に衝突し遮られるが、衝突した燃料は、連通孔を通じてケーシングの弁室に流入し、接続孔を通じてキャニスタ側である外部へ流出することもあった。

特開２００７−９２８３４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の流出量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、燃料タンクの内部と外部との通路を連通遮断する燃料遮断弁において、
弁室と、該弁室の上部に形成され上記燃料タンクの外部とを接続する接続孔と、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、上記外部に連通し上記接続孔に接続される管通路を有する蓋体と、
下端に開口部を有し液体燃料および燃料蒸気を連通する導入室と、該導入室の上部に配置され上記弁室と連通する流通孔とを有し、上記ケーシング本体の下端に接合されている底部材と、
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、
上記底部材は、上記導入室内に、上記軸方向の断面において、上記開口部に向けて凹部形状に形成された案内板を有すること、
を特徴とする燃料遮断弁。

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、底部材の開口部すなわち燃料タンク側へ向けて案内板が凹部形状にされた案内板を設けることにより、車両の揺動時に、揺動した燃料タクＦＴの燃料飛沫が、案内板の裏面であって、凹部に衝突することによって、水平に配置されたものに比べ燃料飛沫が鋭角に戻され燃料タンクの内部側へ返され易くなる。従って、隣接している流通孔に燃料飛沫が入りにくく、弁室にも入りにくいため、キャニスタ側である外部への燃料の流出を抑制することができる。

[適用例２]
また、案内板は、周方向に傾斜している板状の内周面が対向している山形であるため、弁室内に溜まった燃料は、傾斜した案内板を通じて燃料タンクの内部へ速やかに返される。

［適用例３］
適用例３は、適用例１に記載の燃料遮断弁において、案内板が、外径方向へ傾斜している燃料遮断弁である。外径方向へ傾斜しているため、弁室に溜まった燃料は、外径方向へ流れる。隣接する流通孔は、外径に行くほど開口面積が広いので、よりスムーズに燃料タンク側へ燃料を戻すことができる。

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。 底部材の斜視図である。 底部材の上面視である。 図６の４−４線に沿った断面図である。 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、その下部を接続孔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の下端の開口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。

図５は、ケーシング本体の斜視図である。底部材３５は、底板３６、流通孔形成部３７、支持部材３８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３９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。流通孔形成部３７と支持部材３８は、口述する導入通路形成部材３９の導入室３９ａには配置されている。

流通孔形成部３７は、円筒形の流通孔３７ａを備えている。スプリング７０の下端を受けるスプリング支持部３７ｂは、流通孔３７ａの弁室３０Ｓの側に開口している部分より燃料タンクＦＴ側に下がって形成されている外周壁の上面に形成されている。

図６は、底部材の上面視である。図５及び図６に示すとおり、支持部材３８は、流通孔形成部３７の外周壁より突出し、底板３６及び導入通路形成部材３９の内周壁を連結しており、周方向に等間隔で４箇所に配置されており、接続部３８ａ、台座３８ｂ、案内板３８ｃを備えている。支持部材３８の間には流通孔３８ｄが形成されている。

接続部３８ａは、流通孔３７ａの弁室３０Ｓの開口端より燃料タンクＦＴの内側に下がった部分で流通孔形成部３７の外周面と導入通路形成部材３９の内周面を接続している。接続部３８ａの中心部分には、四角柱の台座３８ｂが、流通孔３７ａの弁室３０Ｓの側の開口端まで突出しており、台座３８ｂの上面は、フロート５２の下端面を着座する面となっている。図６に示すとおり、接続部３８ａ、案内板３８ｃ及び流通孔３８ｄは、外径方向へ向かって扇形に広がっている。

図７は、図６の４−４線に沿った断面図である。図５及び図７で示すとおり、案内板３８ｃは、軸断面で、後述する開口部３９ｂに向けて開いた山形であり、すなわち、台座３８ｂの側壁から周方向に２つ突出している形状である。接続されている台座３８ｂの下端は、案内板３８ｃの山形の頂点になっている。本実施例において、案内板３８ｃによりなる角度θ１は、１２０°である。この角度θ１は、好ましくは、８０°〜１４０°、さらに好ましくは、９０°〜１３０°である。また、案内板３８ｃ及び接続部３８ａは、外径方向に燃料タンクＦＴに向けて傾斜している。

導入通路形成部材３９は、底板３６から円筒形で突出している導入室３９ａを備えている。導入室３９ａは、導入通路形成部材３９の下端であって燃料タンクＦＴの内部に開口している開口部３９ｂから取り込んだ液体燃料および燃料蒸気をケーシング本体３０の弁室３０Ｓに導く通路である。

図８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９は図２の燃料遮断弁１０の上部を示す断面図、図１１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１０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１０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９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１１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１２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の導入室３９ａ、流通孔３７ａ、流通孔３８ｄ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３９ｂ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、液体燃料が導入室３９ａおよび流通孔３７ａ、流通孔３８ｄ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１２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７において、車両が揺動し燃料タンクＦＴの液体燃料が導入室３９ａを通じて、ケーシング本体３０の弁室３０Ｓに入ろうとしたときに、図７の破線に示す燃料飛沫ＦＬは、案内板３８ｃの燃料タンクＦＴ側の面に当たり、導入室３９ａへ戻される。このとき、案内板３８ｃは、傾斜した２枚を接合した形で山形であり、すなわち、案内板３８ｃの一方の面は、流通孔３８ｄから周方向へ離れる方向で弁室３０Ｓへ向けて傾斜しているため、案内板３８ｃに衝突した液体燃料は、周方向へ流れにくく、隣接した流通孔３８ｄへ流れにくい。また、一方の面で跳ね返った燃料飛沫ＦＬは、他方の面にも当たる場合もあるので、燃料飛沫は、他の流通孔３８ｄに入りにくい。従って、弁室３０Ｓへの液体燃料の流入量を低減できるため、接続孔３０ａを通じてキャニスタ側である外部への液体燃料の流出量を低減できる。また、案内板３８ｃは、弁室３０Ｓへ向けた２枚の板が結合している山形であるため、弁室３０Ｓに入った液体燃料は、案内板３８ｃの上面をつたい導入室３９ａを通じて燃料タンクＦＴへスムーズに戻すことできる。

（４）−２
さらに、案内板３８ｃが外径方向に傾斜しているため、傾斜している外径方向へ弁室内に流入した燃料が流れる。この場合、外径方向においては、外径方向へ行くほど隣接する流通孔３８ｄの開口面積が大きいため、排出される燃料の合流が少なく、スムーズに燃料を燃料タンクＦＴへ戻すことができる。

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。上記実施例では、案内板３８ｃは、断面が山形に形成されていたが、半円または円弧形状でも良い。

１０…燃料遮断弁
２０…ケーシング
３０…ケーシング本体
３０Ｓ…弁室
３０ａ…接続孔
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
３７…流通孔形成部
３７ａ…流通孔
３７ｂ…スプリング支持部
３８…支持部材
３８ａ…接続部
３８ｂ…台座
３８ｃ…案内板
３８ｄ…流通孔
３９…導入通路形成部材
３９ａ…導入室
３９ｂ…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
ＦＬ…燃料飛沫
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）の内部と外部との通路を連通遮断する燃料遮断弁において、
   弁室（３０Ｓ）と、該弁室（３０Ｓ）の上部に形成され上記燃料タンク（ＦＴ）の外部とを接続する接続孔（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、上記外部に連通し上記接続孔（３１ａ）に接続される管通路（４２ａ）を有する蓋体（４０）と、
   下端に開口部（３９ｂ）を有し液体燃料および燃料蒸気を連通する導入室（３９ａ）と、該導入室（３９ａ）の上部に配置され上記弁室（３０Ｓ）と連通する流通孔（３８ｄ）とを有し、上記ケーシング本体（３０）の下端に接合されている底部材（３５）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、
   上記底部材（３５）は、上記導入室（３９a）内に、上記軸方向の断面において、上記開口部（３９ｂ）に向けて凹部形状に形成された案内板（３８ｃ）を有すること、
   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、
   上記案内板（３８ｃ）は、周方向に傾斜している板状の内周面が対向している山形である燃料遮断弁。
3. 請求項１ないし請求項２に記載の燃料遮断弁において、
   上記案内板（３８ｃ）は、外径方向へ傾斜している燃料遮断弁。

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