JP2017218942A - 燃料遮断弁 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料の気液分離機能を向上させて、液体燃料のキャニスタへの流入を抑制すること。
【解決手段】燃料タンク内とキャニスタとの連通を遮断する弁機構６６と、弁機構６６の上部に配置された上部空間部４６と、上部空間部４６に連通する管路４８を有し燃料ガスをキャニスタへ導入する管体３２と、上部空間部４６に溜まっている液体燃料を堰き止める第１及び第２液遮蔽部５２、６２によって形成された滞留室６４と、管体３２と第１液遮蔽部５２との間に配置され滞留室６４から流出した液体燃料を溜める液溜まり部７６と、滞留室６４と液溜まり部７６とを連通させる連通部７８とを備え、連通部７８は、管体３２の軸方向からみて、管体３２と非重畳位置に配置されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、燃料タンク内とキャニスタとの連通を遮断する燃料遮断弁に関する。

自動車の燃料タンクには、燃料遮断弁が配置される場合がある。この燃料遮断弁は、蒸発燃料を外部に配置されたキャニスタに逃がして燃料タンクの内圧が上昇することを防止するものである。また、燃料遮断弁は、液体燃料の液面の高さが所定の高さを超えるときに、キャニスタに連通する開口部を閉じて液体燃料が外部に流出することを防止するものである。

例えば、特許文献１には、液遮蔽部材を備えた燃料遮断弁が開示されている。この液遮蔽部材は、上部空間に溜まっている液体燃料をキャニスタに流入させることを回避するため、液体燃料を一時的に堰き止める滞留室を形成している。

特許第５５４７６９５号公報

ところで、特許文献１に開示された燃料遮断弁の構造では、液体燃料を一時的に堰き止めるための滞留室が、キャニスタに連通接続する管体部と同軸方向に配置されている。このため、特許文献１では、滞留室内に一時的に堰き止められた液体燃料が、管体部を介してキャニスタ側に流出する蓋然性がある。

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、燃料の気液分離機能を向上させて、液体燃料のキャニスタ側への流出を抑制することが可能な燃料遮断弁を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、前記燃料タンク内とキャニスタとを連通させるベーパ通路をフロートの変位によって開閉することで、前記燃料タンク内と前記キャニスタとの連通を遮断する弁体と、前記弁体の上部に配置された上部空間部と、前記上部空間部に連通する管路を有し、燃料ガスを前記キャニスタへ導入する管体と、前記上部空間部内に形成され、前記上部空間部に溜まっている液体燃料を堰き止める燃料遮蔽板によって形成された滞留室と、を備えた燃料遮断弁であって、前記管体と前記燃料遮蔽板との間に配置され、前記滞留室から流出した液体燃料を溜める液溜まり部と、前記滞留室と前記液溜まり部とを連通させる連通部と、をさらに有し、前記連通部は、前記管体の軸方向からみて、前記管体と非重畳位置に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、液溜まり部と滞留室とを連通させる連通部により、液溜まり部に溜まった液体燃料を、滞留室を経由しながら弁体側へ容易に戻すことができる。これにより、本発明では、液体燃料を堰き止める燃料遮蔽板によって形成された滞留室を備える構造であっても、燃料の気液分離機能を向上させて、液体燃料のキャニスタ側への流出を抑制することができる。

また、本発明によれば、連通部は、管体の軸方向からみて、管体の軸方向からオフセット（偏位）した非重畳位置に配置されている。これにより、本発明では、キャニスタに連通接続する管体と滞留室とが同軸方向に配置されている従来技術と比較して、液体燃料のキャニスタ側への流出をより一層抑制することができる。

さらに、本発明は、前記燃料タンクが、密閉タンクシステムに用いられることを特徴とする。
本発明によれば、燃料タンク内に発生した差圧によって液体燃料が滞留室側に吸引され易い密閉タンクシステムであっても、連通部によって液溜まり部に溜まった液体燃料を、滞留室を経由しながら弁体側へ容易に戻すことができる。

本発明では、燃料の気液分離機能を向上させて、液体燃料のキャニスタ側への流出を抑制することが可能な燃料遮断弁を得ることができる。

本発明の実施形態に係る燃料遮断弁が組み込まれた蒸発燃料処理システムの概略構成図である。 本発明の実施形態に係る燃料遮断弁の斜視図である。 図２に示す燃料遮断弁の軸方向に沿った一部省略断面図である。 図２に示す燃料遮断弁の一部切欠斜視図である。 図２に示す燃料遮断弁の拡大一部断面斜視図である。 燃料遮断弁の管体と連通路との位置関係を示す断面図である。 燃料遮断弁を構成する弁機構の分解断面図である。 本件出願人が案出した比較例に係る燃料遮断弁の一部切欠斜視図である。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る燃料遮断弁が組み込まれた蒸発燃料処理システムの概略構成図、図２は、本発明の実施形態に係る燃料遮断弁の斜視図、図３は、図２に示す燃料遮断弁の軸方向に沿った一部省略断面図である。

図１に示されるように、蒸発燃料処理システム１０は、燃料タンク１２の上部に装着される燃料遮断弁１４を備えて構成されている。燃料遮断弁１４は、燃料タンク１２内と外部のキャニスタ１６とを連通させるベーパ通路１８を開閉することで、燃料タンク１２とキャニスタ１６との連通を遮断するものである。

なお、図１中において、参照符号２０は、燃料タンク１２内の燃料を図示しない内燃機関に送るポンプ、参照符号２２は、燃料タンク１２内の圧力（タンク内圧）を検出する圧力センサ、参照符号２４ａ、２４ｂは、燃料タンク１２と図示しないフューエルリッドとの間に設けられるフィラーパイプ、及び、ブリーザパイプ（又はベーパリターンパイプ）をそれぞれ示している。なお、燃料タンク１２は、燃料タンク１２とキャニスタ１６との間に配置された図示しない密閉弁等により、大気と遮断された密閉タンクシステムを構成している。

図２に示されるように、燃料遮断弁１４は、第１ポート３０を有する管体３２を含む蓋体部３４と、第２ポート３６を有する本体部３８とが一体的に組み付けられて構成されている。第１ポート３０は、燃料タンク１２から外部に露出し、ベーパ通路１８（図１参照）に接続されている。第２ポート３６は、本体部３８の底面で燃料タンク１２内に臨むように設けられている。

図３に示されるように、蓋体部３４は、蓋本体４０と、蓋本体４０から外方へ突出した管体３２と、蓋本体４０の外周面を囲繞し、半径外方向に向かって突出する円板状の環状フランジ４２とを備えている。蓋体部３４と本体部３８の後記する上部壁４４との間で上部空間部４６が形成されている。管体３２内には、上部空間部４６に連通する管路４８が形成されている。

図４は、図２に示す燃料遮断弁の一部切欠斜視図、図５は、拡大一部断面斜視図である。
図４に示されるように、本体部３８の上方には、本体部３８側の天井壁である上部壁４４が形成されている。上壁部４４の中心には、平面視して略円形状で上下方向に貫通する接続孔５０が形成されている。また、上部壁４４の上面には、上方に向かって突出する第１液遮蔽部５２が設けられている。

図４に示されるように、この第１液遮蔽部５２は、管体３２側（延びる側）を前方とした場合、管体３２と接続孔５０との間に位置する前側遮蔽片５２ａと、接続孔５０よりも後方に位置する後側遮蔽片５２ｂとから構成されている。前側遮蔽片５２ａは、小径な円弧部５４と、管体３２側に向かって突出する山形部５６とが一体的に結合されている。後側遮蔽片５２ｂは、蓋体部３４の内壁と平行な大径円弧部５８と、接続孔５０に向かって突出する突起部６０とが一体的に結合されている。

蓋体部３４の内側の天井面には、第１液遮蔽部５２と反対に、本体部３８の上部壁４４に向かって突出する（垂れ下がる）第２液遮蔽部６２が設けられている（図３参照）。第２液遮蔽部６２は、管体３２側を前方とした場合、前側遮蔽片５２ａと接続孔５０との間に位置する前側垂れ下がり片６２ａと、接続孔５０と突起部６０との間に位置する後側垂れ下がり片６２ｂとから構成されている（図４参照）。本体部３８側の第１液遮蔽部５２と、蓋体部３４側の第２液遮蔽部６２とによって、上部空間部４６内に溜まっている液体燃料を一時的に堰き止める滞留室６４が形成されている。

上部壁４４の中心に形成される接続孔５０は、上部空間部４６（滞留室６４）と弁機構６６とを連通させるものである。上部壁４４の上面には、複数の仕切片６８が上方に向かって突出して形成されている。各仕切片６８は、接続孔５０の略中心から放射状に配置され、且つ、略直線状に延在するように形成されている。

また、上部壁４４の接続孔５０から大径円弧部５８まで連続する外径面は、平面視して環状傾斜面部７０で形成されている。この環状傾斜面部７０は、外径側の大径円弧部５８から内径側の接続孔５０に向かって緩やかに立ち下がる傾斜面ですり鉢状に形成されている。接続孔５０の下部には、後記する図７に示されるように、弁体７２のシート部材７３が着座する着座部７４が形成されている。

図３、図５に示されるように、管体３２と前側遮蔽片５２ａとの間には、滞留室６４から流出した液体燃料を貯留する液溜まり部７６が形成されている。この液溜まり部７６は、管路３２の入口から下方に向かって立ち下がる蓋体部３４の内壁３４ａと本体部３８の上部壁４４との間の窪みによって形成されている。

図６は、燃料遮断弁の管体と連通路との位置関係を示す断面図である。なお、図６では、弁機構６６の図示を省略している。
管体３２側（図６では紙面の手前側）を前方とした場合、この液溜まり部７６（図４参照）から蓋体部３４の内周面に沿った後方位置には、一対の連通部７８、７８が対向して形成されている（図４、図６参照）。一対の連通部７８、７８は、滞留室６４と液溜まり部７６とを連通させるものである。液溜まり部７６に溜まった液体燃料は、連通部７８及び接続孔５０を介して容易に弁機構６６側に戻される。一対の連通部７８、７８は、管体３２の軸方向から見て、管体３２からオフセットした非重畳位置に配置されている（図６参照）。各連通部７８には、後側遮蔽片５２ｂの大径円弧部５８の下部と環状傾斜面部７０とを接続する段差部８０（図４、図５参照）も含まれる。

鉛直上下方向に沿った高さ関係において、各連通部７８の高さは、管体３２の管路４８の底壁４８ａよりも低い位置にあると共に、液溜まり部７６の窪み底壁７６ａ（図５参照）よりも高い位置にある。

図７は、燃料遮断弁を構成する弁機構の分解断面図である。
本体部３８内には、弁体７２を含む弁機構６６が収容されている。図７に示されるように、弁機構６６は、フロート８２と、フロート８２の上部に配置された弁体７２とを備えている。フロート８２は、外径側の第１フロート部８４と、内径側の第２フロート部８６とを備え、これらが一体的に組み付けられて構成されている。第１フロート部８４の内部には、第２フロート部８６を収納するための収納孔が形成されている。

第１フロート部８４の上部には、弁支持部８８が突設されている。弁支持部８８は円柱状の突起である支持突部９０を有する。弁支持部８８の外周には、弁体７２を抜け止めするための環状突起部９２が形成されている。フロート８２の下方には、フロート８２を支持する図示しないばね部材が配置されている。

弁体７２は、第１弁部９４と第２弁部９６とから構成されている。第１弁部９４は、第１弁本体９５と、第１弁本体９５に取り付けられるシート部材７３とを備えている。第２弁部９６は、有底円筒形状からなる第２弁本体９８を有する。

本実施形態に係る燃料遮断弁１４が組み込まれた蒸発燃料処理システム１０は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。

次に、燃料遮断弁１４の動作について説明する。
給油により、フィラーパイプ２４ａを介して燃料タンク１２内に燃料が供給される。燃料タンク１２内の燃料液面が上昇するにしたがって、燃料タンク１２の上部に溜まっていた蒸発燃料は、第２ポート３６、接続孔５０、上部空間部４６、管路４８、及び、ベーパ通路１８を介して、キャニスタ１６側に導出される。さらに、燃料タンク１２内の燃料液面が上昇するにつれてフロート８２の浮力及び図示しないばね部材のばね力による上方への押圧力が、弁機構６６の自重による下方への押圧力に打ち勝つことによって、フロート８２が上昇する。

この結果、フロート８２と一体的に弁体７２が上方に向かって変位し、シート部材７３が着座部７４に着座することにより接続孔５０が閉塞される。これにより、燃料タンク１２への給油等のときに、燃料タンク１２内の蒸発燃料をキャニスタ側に逃がすことができると共に、燃料が燃料タンク１２外へ流出することを防止することができる。

図８は、本件出願人が案出した比較例に係る燃料遮断弁の一部切欠斜視図である。
この比較例では、特許文献１に開示された滞留室６４の構造が採用されている。比較例において、管体３２が蓋体部３４の上方に位置して点は、本実施形態と共通している。なお、比較例において、本実施形態と同一の構成要素には、同一の参照符号を付している。

図８に示されるように、比較例に係る燃料遮断弁１００では、本体部３８側に設けられた第１液遮蔽部５２と、蓋体部３４側に設けられた第２液遮蔽部６２とによって滞留室６４が形成されている。第１液遮蔽部５２は、円弧部１０２と、円弧部１０２に連続する通路側仕切壁１０４と、通路側仕切壁１０４に連続する外周側仕切壁１０６とによって構成されている。管体３２と第１液遮蔽部５２との間には、下方側に向かって窪む段差部１０８が形成されている。

鉛直上下方向に沿った高さ寸法において、段差部１０８は、管体３２の管路４８の底壁４８ａよりも低くなって段差を形成している。また、段差部１０８の前方に位置する管体３２の管路４８の底壁４８ａよりも、段差部１０８の後方に位置する第１液遮蔽部５２の円弧部１０２及び通路側仕切壁１０４の高さ寸法が高くなっている。

例えば、密閉タンクシステムにおいて、追加給油等によって燃料タンク１２内に満タン以上の燃料が給油された後の密閉状態（例えば、１０５パーセント給油時）のとき、ペーパ通路１８側の圧力（低圧）と燃料タンク１２内の圧力（高圧）との間には、差圧が生じる。この差圧によって、燃料遮断弁１００が弁開状態のときに燃料遮断弁１００内の燃料液面が上昇する。この燃料液面の上昇によりフロート８２が作動するより先に接続孔５０を経由して液体燃料が滞留室６４側に流入する。換言すると、発生した差圧のみによって液体燃料が滞留室６４側に吸い出される。滞留室６４側に流入した液体燃料の一部は、第１液遮蔽部５２を越えて段差部１０８に流入し、段差部１０８に液溜まりが発生する。なお、発生した差圧とフロート８２とが互いに連動して、液体燃料が滞留室６４側に吸い出される場合も含まれる。

比較例では、この段差部１０８に溜められた液体燃料が、管体３２の管路４８を通じてキャニスタ１６側に流入するおそれがある。すなわち、段差部１０８内に溜められた液体燃料は、第１液遮蔽部５２の円弧部１０２及び通路側仕切壁１０４を乗り越えて弁体７２側へ戻ることが困難であり、第１液遮蔽部５２よりも高さが低い管体３２の管路４８を経由してキャニスタ１６側へ容易に流出するおそれがある。

これに対して、本実施形態では、液溜まり部７６の後方位置に、比較例の第１液遮蔽部５２の円弧部１０２及び通路側仕切壁１０４のような障害壁が何ら設けられておらず（図４と図８とを比較参照）、液溜まり部に溜められた液体燃料を、高さ方向において管体３２の管路４８の底壁４８ａよりも低くなっている連通部７８を通じて接続孔５０から弁体７２側へ戻すことができる。

このように、本実施形態では、液溜まり部７６と滞留室６４とを連通させる連通部７８により、液溜まり部７６に溜まった液体燃料を、滞留室６４、接続孔５０を経由しながら弁体７２側へ容易に戻すことができる。これにより、本実施形態では、液体燃料を堰き止める第１液遮蔽部５２及び第２液遮蔽部６２によって形成された滞留室６４を備える構造であっても、燃料の気液分離機能を向上させて、液体燃料のキャニスタ１６側への流出を抑制することができる。

また、本実施形態では、一対の連通部７８、７８は、管体３２の軸方向からみて、管体３２の軸方向からオフセット（偏位）した非重畳位置に配置されている（図６参照）。これにより、本実施形態では、キャニスタ１６に連通接続する管体３２と滞留室６４とが同軸方向に配置されている従来技術と比較して、液体燃料のキャニスタ１６側への流出をより一層抑制することができる。

さらに、本実施形態では、燃料タンク１２内に発生した差圧によって液体燃料が滞留室６４側に吸引され易い密閉タンクシステムに燃料遮断弁１４を適用することで、連通部７８によって液溜まり部７６に溜まった液体燃料を、滞留室６４を経由しながら弁体７２（図７参照）側へ容易に戻すことができる。

さらにまた、本実施形態では、鉛直上下方向に沿った高さ方向において、各連通部７８の高さは、管体３２の管路４８の底壁４８ａよりも低い位置にあると共に、液溜まり部７６の窪み底壁７６ａよりも高い位置とすることで、液溜まり部７６から弁体７２側への液体燃料の戻し作用を容易に遂行することができる。

１２ 燃料タンク
１４ 燃料遮断弁
１６ キャニスタ
１８ ベーパ通路
３２ 管体
４６ 上部空間部
４８ 管路
５２ 第１液遮蔽部（燃料遮蔽板）
６２ 第２液遮蔽部（燃料遮蔽板）
６４ 滞留室
７２ 弁体
７６ 液溜まり部
７８ 連通部
８２ フロート

Claims (2)

1. 燃料タンク内とキャニスタとを連通させるベーパ通路をフロートの変位によって開閉することで、前記燃料タンク内と前記キャニスタとの連通を遮断する弁体と、
   前記弁体の上部に配置された上部空間部と、
   前記上部空間部に連通する管路を有し、燃料ガスを前記キャニスタへ導入する管体と、
   前記上部空間部内に形成され、前記上部空間部に溜まっている液体燃料を堰き止める燃料遮蔽板によって形成された滞留室と、
   を備えた燃料遮断弁であって、
   前記管体と前記燃料遮蔽板との間に配置され、前記滞留室から流出した液体燃料を溜める液溜まり部と、
   前記滞留室と前記液溜まり部とを連通させる連通部と、
   をさらに有し、
   前記連通部は、前記管体の軸方向からみて、前記管体と非重畳位置に配置されていることを特徴とする燃料遮断弁。
2. 請求項１記載の燃料遮断弁において、
   前記燃料タンクは、密閉タンクシステムに用いられることを特徴とする燃料遮断弁。

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