JP2018052261A - 燃料遮断弁 - Google Patents

Abstract

【課題】給油停止直後の追加給油を抑制可能とし、且つ、大型化を抑制しつつ容易に設計可能な燃料遮断弁を提供する。【解決手段】燃料遮断弁（１０）において、第２フロート弁（９０）は、給油開始後に第１液位（ＦＬ２）となった場合に第２ケーシング（８０）の第２連通孔（８７）を開けて第２接続孔（８８）を閉じ、その後第１ケーシング（３０）内の圧力が上昇した場合に第２接続孔（８８）を開け、その後追加給油が実行された場合に第２連通孔（８７）と第２接続孔（８８）とを開け、第１フロート弁（５０）は、第２連通孔（８７）と第２接続孔（８８）とが開いた状態で第２液位（ＦＬ１２）に達した場合に第１ケーシング（３０）の第１接続孔（３１ａ）を閉じ、第２フロート弁（９０）は、第１フロート弁（５０）が第１接続孔（３１ａ）を閉じた後に第２連通孔（８７）を閉じる。【選択図】図２

Description

本発明は、燃料遮断弁に関する。

車両に搭載されるなどして用いられる燃料タンクは、燃料タンク内で生じた燃料蒸気を排出するために接続管を介してキャニスタと接続される。燃料タンクと接続管との接続部分には、燃料遮断弁が設けられ、燃料タンクの内部と接続管との間の連通および遮断が実現される。このような燃料遮断弁として、ケーシング内に容器体を配置し、さらに、容器体の内部にフロート弁を配置し、ケーシング内に燃料が導入されて容器体に所定量の燃料が注がれると、フロート弁が浮いてケーシングと接続管との接続口を閉じる構成を有する燃料遮断弁が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１の燃料遮断弁では、容器体に燃料が注がれた後、容器体の底部近傍に設けられた液抜き穴から燃料が少しずつ排出されることで、フロート弁の閉弁状態を比較的長い時間維持して、満タン状態となった直後における燃料タンクへの追加給油を抑制している。

特開２０１３−８２４２７号公報

しかし、特許文献１の構成では、ケーシング内にフロート弁とは別に容器体を配置するために、装置全体が大型化するという問題がある。加えて、ケーシングに導入された燃料が容器体の上端の開口に達して容器体内に流入するまでに要する燃料供給量や、容器体に注がれてからフロート弁が浮くまでに要する燃料供給量を制御するために、例えば、ケーシングの大きさ、容器体の大きさ、および容器体の開口の大きさ等の設計に多くの工数を要するという問題があった。このため、給油停止直後の追加給油を抑制可能とし、且つ、大型化を抑制しつつ容易に設計可能な燃料遮断弁が望まれている。

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、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本発明の一形態によれば、燃料遮断弁が提供される。この燃料遮断弁は、燃料タンクの内部と前記燃料タンクの外部に配置されている接続管との間の連通および遮断を行うための燃料遮断弁であって；前記接続管と接続する第１接続孔と、前記燃料タンクの内部と連通する第１連通孔と、が形成された第１ケーシングと；前記第１ケーシングと接続する第２接続孔と、前記燃料タンクの内部と連通する第２連通孔と、が形成された第２ケーシングと；前記第１ケーシングの内部を移動可能に配置され、前記第１ケーシング内の燃料の液位に応じて前記第１ケーシングの内部を移動して前記第１接続孔を開閉する第１フロート弁と；前記第２ケーシングの内部を移動可能に配置され、自身の配置位置に応じて前記第２接続孔と前記第２連通孔とを開閉する第２フロート弁と；を備え；前記第１連通孔は、前記第１フロート弁が前記第１接続孔を閉じた状態における前記第１ケーシング内の燃料の液位よりも上方に位置し；前記第２フロート弁は、給油開始後に前記燃料タンクの内部における燃料の液位が前記第２フロート弁と接する第１液位となった場合に、前記第２連通孔を開けると共に前記第２接続孔を閉じ、その後、前記第１連通孔を介して前記燃料タンクの内部から前記第１ケーシングの内部に燃料蒸気が流入することにより前記第１ケーシング内の圧力が上昇した場合に前記第２接続孔を開け、その後、追加給油が実行された場合に前記第２連通孔と前記第２接続孔とをいずれも開け；前記第１フロート弁は、前記第２連通孔と前記第２接続孔とがいずれも開いた状態で、前記第１ケーシングの内部における燃料の液位が、前記第１液位よりも高い予め設定された第２液位に達した場合に、前記第１接続孔を閉じ；前記第２フロート弁は、前記第１フロート弁が前記第１接続孔を閉じた後に、前記第２連通孔を閉じる。

この形態の燃料遮断弁によれば、燃料タンクの内部における燃料の液位が第１液位となった場合に第２フロート弁により第２接続孔が閉じられるので、第２接続孔および第１ケーシングを介して燃料蒸気が接続管へと排出されることを抑制して、燃料タンクの内部の圧力を上昇させることができ、給油の最初の停止を実現できる。加えて、その後、第１ケーシング内の圧力が上昇して、換言すると、燃料タンクの内部から第１ケーシングの内部に燃料蒸気が流入することにより燃料タンクの内部の圧力が低下して追加給油が可能となり、実際に追加給油が実行された場合に第２連通孔と第２接続孔とが開けられるので、第１ケーシング内に燃料を流入させることができる。そして、第１ケーシングの内部における燃料の液位が第２液位に達した場合に第１接続孔が第１フロート弁によって閉じられるので、第１接続孔を介して燃料蒸気が接続管へと排出されることを抑制して、燃料タンクの内部の圧力を上昇させることができ、第２番目の給油停止を実現できる。さらに、第１フロート弁が第１接続孔を閉じたに、第２フロート弁により第２連通孔が閉じられるので、第１ケーシング内の燃料が燃料タンクへと戻ることを抑制できる。このため、第２番目の給油停止の後、第１ケーシング内の液位が急速に下がることで第１フロート弁が第１接続孔を短時間で開けてしまい、燃料タンク内の圧力が急速に低下して追加給油が短時間で開始可能となることを抑制できる。さらに、第１ケーシング内に第１フロート弁を収容するための容器体を配置しなくて済むため、燃料遮断弁が大型化することを抑制しつつ、容器体の開口の大きさなどを設計する必要がないため、燃料遮断弁を容易に設計できる。以上より、本形態の燃料遮断弁によれば、給油停止直後の追加給油を抑制可能とし、且つ、大型化を抑制しつつ燃料遮断弁を容易に設計することができる。

（２）上記形態の燃料遮断弁において、前記第１ケーシングには、前記第１連通孔よりも下方であり且つ前記第２接続孔よりも上方に、前記燃料タンクの内部と連通し、前記第２接続孔および前記第２連通孔よりも小さな第３連通孔が形成されていてもよい。この形態の燃料遮断弁によれば、第１ケーシングには、第１連通孔よりも下方であり且つ第２接続孔よりも上方に燃料タンクの内部と連通する第３連通孔が形成されているので、第１フロート弁により第１接続孔が閉じられ且つ第２フロート弁により第２連通孔が閉じられた状態において、第３連通孔から第１ケーシング内の燃料を排出できる。ここで、第３連通孔は、第２接続孔および第２連通孔よりも小さいので、第２番目の給油停止の後、短時間で第１接続孔が開いてしまうことを抑制しつつ、その後、第１接続孔を開くことができる。このため、第２番目の給油停止後、しばらく経ってからの再給油を可能にできる。

（３）上記形態の燃料遮断弁において、前記第２フロート弁は；球状弁と；前記球状弁が移動可能に載置される半球状の内周面であって上方に開口した内周面を有し、前記第２ケーシングの内部と前記燃料タンクの内部とを連通する貫通孔が、自身の底部に形成されたボウル部と；前記ボウル部の外周縁から外径方向に突出し、前記第２フロート弁の配置位置に応じて、前記第２接続孔の開口端部および前記第２連通孔の開口端部に接して、前記第２接続孔および前記第２連通孔を開閉するフランジ部と；を有してもよい。この形態の燃料遮断弁によれば、貫通孔が底部に形成されたボウル部に球状弁が移動可能に載置されるので、第１の接続孔が第１フロート弁により閉じられた状態において、燃料タンクおよび燃料遮断弁が急激に移動するような状況において、球状弁を移動させて貫通孔を開放し、かかる貫通孔から第１ケーシング内に溜まった燃料を排出できる。したがって、第１フロート弁を下降させて第１接続孔を開放し、燃料タンク内の燃料蒸気を第１接続孔から排出させることができ、燃料タンク内の圧力が非常に上昇してしまうことを抑制できる。なお、燃料タンクおよび燃料遮断弁が移動するような状況とは、例えば、燃料タンクおよび燃料遮断弁が車両に搭載されており、かかる車両が給油直後に発進した場合などが想定される。

本発明は、燃料遮断弁以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、燃料遮断弁を備えたキャニスタや、燃料遮断弁を備えた燃料タンクや、燃料遮断弁の製造方法や、燃料遮断弁を用いた給油方法等の形態で実現することができる。

本発明によれば、燃料タンクの内部における燃料の液位が第１液位の場合に第２フロート弁により第２接続孔が閉じられるので、第２接続孔を介して燃料蒸気が接続管へと排出されることが抑制され、燃料タンクの内部の圧力を上昇させることができ、燃料の給油の最初のストップを実現できる。加えて、その後、第１ケーシング内および第２ケーシング内の圧力が上昇して、換言すると、燃料タンクの内部から第１ケーシングの内部に燃料蒸気が流入することにより燃料タンクの内部の圧力が低下して追加給油が可能となり、実際に追加給油が実行された場合に第２連通孔と第２接続孔とが開けられるので、第ケーシング内に燃料が流入し得る。そして、第１ケーシングの内部における燃料の液位が第２液位に達した場合に第１接続孔が第１フロート弁によって閉じられるので、第１接続孔を介して燃料蒸気が接続管へと排出されることが抑制され、燃料タンクの内部の圧力を上昇させることができ、燃料の給油の第２番目のストップを実現できる。さらに、第１フロート弁が第１接続孔を閉じたに、第２フロート弁により第２連通孔が閉じられるので、第１ケーシング内の燃料が燃料タンクへと戻ることが抑制される。このため、第２番目のストップの後、第１フロート弁が第１接続孔を短時間で開けてしまい、燃料タンク内の圧力が急速に低下して追加給油が短時間で開始可能となることを抑制できる。さらに、第１ケーシング内に第１フロート弁を収容するための容器体を配置しなくて済むため、燃料遮断弁が大型化することを抑制しつつ、容器体の開口の大きさなどを設計する必要がないため、燃料遮断弁を容易に設計できる。以上より、本形態の燃料遮断弁によれば、追加給油を抑制可能にするために、大型化を抑制しつつ容易に設計することができる。

本発明の一実施形態としての燃料遮断弁が取り付けられた状態の燃料タンク、および燃料給油装置を示す概略構成図である。 本発明の一実施形態としての燃料遮断弁を示す断面図である。 燃料遮断弁を分解して示す分解断面図である。 給油時の燃料遮断弁の状態を示す第１の説明図である。 給油時の燃料遮断弁の状態を示す第２の説明図である。 給油時の燃料遮断弁の状態を示す第３の説明図である。 給油時の燃料遮断弁の状態を示す第４の説明図である。 給油時の燃料遮断弁の状態を示す第５の説明図である。 給油時の燃料遮断弁の状態を示す第６の説明図である。

Ａ．実施形態：
Ａ１．装置構成：
図１は、本発明の一実施形態としての燃料遮断弁が取り付けられた状態の燃料タンク、および燃料給油装置を示す概略構成図である。なお、図１における下方は、鉛直下方ＧＤに一致する。燃料タンクＦＴには、燃料給油装置２００と燃料遮断弁１０とが接続されている。燃料タンクＦＴは、自動車等の車両に搭載されており、エチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）から形成されたバリア層と、ポリエチレン（ＰＥ）から形成された外層とにより構成されている。燃料給油装置２００は、燃料注入管ＩＰを有する。燃料注入管ＩＰの一方の端部には、注入口ＩＰａが形成されており、かかる注入口ＩＰａに給油ノズルＦＮが挿入される。燃料注入管ＩＰの他方の端部は、燃料タンクＦＴ内に配置されている。給油ノズルＦＮから供給される燃料は、燃料注入管ＩＰを介して燃料タンクＦＴ内に注入される。なお、給油ノズルＦＮの先端部の内側には、図示しない燃料センサが配置されている。

燃料タンクＦＴの上壁ＦＴａには、取付孔ＦＴｃが形成されており、燃料遮断弁１０は、下部が取付孔ＦＴｃから燃料タンクＦＴ内部へと挿入された状態で、燃料タンクＦＴの上壁ＦＴａに取り付けられている。また、燃料遮断弁１０は、キャニスタＣＴに取り付けられているキャニスタ接続管ＣＰと接続されている。キャニスタＣＴは、活性炭を有し、燃料遮断弁１０およびキャニスタ接続管ＣＰを介して供給される燃料の蒸発ガス（燃料蒸気）の吸着および脱着を行なう。燃料遮断弁１０は、燃料タンクＦＴの内部とキャニスタ接続管ＣＰとの間の連通および遮断を行なうための弁装置である。また、燃料遮断弁１０は、給油時に燃料タンクＦＴ内の燃料が所定液位まで上昇したときにキャニスタＣＴへの燃料（燃料蒸気）の流出を規制すると共に、給油を自動停止させるための機能を有する、いわゆるブリーザパイプ型の弁装置である。以下、燃料遮断弁１０の各部の構成および作用について説明する。

図２は、本発明の一実施形態としての燃料遮断弁１０を示す断面図である。図２では、燃料タンクＦＴおよびキャニスタ接続管ＣＰと接続されている状態の燃料遮断弁１０を示す。また、図２では、燃料遮断弁１０の図示しない軸線を通る断面を示している。図２に示すように、燃料遮断弁１０は、ケーシング２０と、第１フロート弁５０と、スプリング７０と、第２フロート弁９０とを備える。燃料遮断弁１０を構成する上述のケーシング２０と、第１フロート弁５０と、第２フロート弁９０とは、いずれも本実施形態では、樹脂により形成されている。このような樹脂としては、例えば、ポリアセタール（ＰＯＭ）を用いてもよい。なお、ポリアセタールに限らず、ポリアミド（ＰＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）など他の任意のエンジニアリング・プラスチックを用いてもよい。また、エンジニアリング・プラスチックに限らず、任意の種類の樹脂を用いてもよい。

ケーシング２０は、第１ケーシング３０と、蓋体４０と、第２ケーシング８０と、を備える。第１ケーシング３０は、中空の構造を有し、内部空間は第１弁室３０Ｓとして用いられる。弁室３０Ｓには、第１フロート弁５０が鉛直上方および鉛直下方ＧＤに移動可能に収容されている。後述するように、第１フロート弁５０は、弁室３０Ｓ内部に燃料が流入すると、浮力により鉛直上方に上昇する。また、弁室３０Ｓ内部の燃料が排出されると、スプリング７０の付勢力により鉛直下方ＧＤに下降する。スプリング７０は、コイルばねであり、一端は弁室３０Ｓの底（第２ケーシング８０の上方の外表面）に固定され、他端は第１フロート弁５０に接続されている。

第１ケーシング３０は、ドーム状の天井壁部３１と円筒状の側壁部３２とを有する。天井壁部３１の下方端部は、側壁部３２の上方端部に連なっており、第１ケーシング３０の外観形状は、全体としてカップ状の外観形状を有する。天井壁部３１の頂部分には、第１接続孔３１ａが形成されている。第１接続孔３１ａは、天井壁部３１を厚さ方向に貫通する貫通孔である。第１接続孔３１ａは、蓋体４０内部の通路４２ａと連通する。後述するように、通路４２ａはキャニスタ接続管ＣＰと連通しているため、第１接続孔３１ａは、通路４２ａを介して第１弁室３０Ｓをキャニスタ接続管ＣＰに連通させる。天井壁部３１の内側面において、第１接続孔３１ａの周囲には、下方に突出したシール部３１ｂが配置されている。

側壁部３２の下端は、第２ケーシング８０の上方面に接合されている。換言すると、側壁部３２の下方の開口は、第２ケーシング８０によって部分的に塞がれている。「部分的に塞がれている」とは、後述するように、第２ケーシング８０の上方端面には開口（後述の第２接続孔８８）が接続されているため、かかる開口部分を除いて、側壁部３２の下方の開口は、第２ケーシング８０によって塞がれていることを意味する。側壁部３２には、厚さ方向に貫通する２つの連通孔（第１連通孔３３および第３連通孔３４）が形成されている。第１連通孔３３は、天井壁部３１と側壁部３２とが連なる部分の近傍に形成されている。この第１連通孔３３の鉛直方向に沿った位置は、第１フロート弁５０が第１接続孔３１ａを閉じた状態における第１弁室３０Ｓ内の燃料の液面よりも高くなるように設定されている。第１連通孔３３は、燃料タンクＦＴの上壁ＦＴａに形成された取付孔ＦＴｃを介して、燃料タンクＦＴの内部と連通する。第１連通孔３３は、取付孔ＦＴｃと共に、燃料タンクＦＴ内の燃料蒸気を第１弁室３０Ｓに導くために用いられる。第３連通孔３４は、側壁部３２の下方の開口近傍に形成されている。この第３連通孔３４の鉛直方向に沿った位置は、第１フロート弁５０が第１接続孔３１ａを閉じた状態における第１弁室３０Ｓ内の燃料の液面よりも低くなるように設定されている。第３連通孔３４は、第１弁室３０Ｓ内に溜まった燃料を排出するために用いられる。ここで、第３連通孔３４の直径は比較的小さい。より具体的には、第３連通孔３４は、第２ケーシング８０に形成されている後述の第２接続孔８８および第２連通孔８７よりも小さい。このため、第３連通孔３４からの燃料の排出は、少しずつ行われる。

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とを備え、これらを一体に形成している。蓋本体４１は、第１ケーシング３０のうちの天井壁部３１を覆うように配置されている。管体部４２の内部には、通路４２ａが形成されており、この通路４２ａの一端は、第１接続孔３１ａを通じて第１ケーシング３０の弁室３０Ｓに接続され、他端はキャニスタ接続管ＣＰに接続される。蓋本体４１の下部には、第１ケーシング３０の外周部の上端を溶着する内部溶着端４３ａが形成されており、フランジ４３の下端部には、燃料タンクＦＴの上壁ＦＴａに溶着される外側溶着部４３ｂが形成されている。

第２ケーシング８０は、中空の構造を有し、内部空間は第２弁室８１として用いられる。第２弁室８１には、第２フロート弁９０が鉛直上方および鉛直下方ＧＤに移動可能に収容されている。

図３は、燃料遮断弁１０を分解して示す分解断面図である。第２ケーシング８０は、筒状の外観形状を有し、内部空間は上述の第２弁室８１として用いられる。第２ケーシング８０の上方端面の周縁部は、第１ケーシング３０の下端部と接合されている。第２ケーシング８０の上方端面の中央部は、周縁部よりも若干上方に突出している。第２ケーシング８０の上方には、厚さ方向に貫通する第２接続孔８８が形成されている。第２接続孔８８は、第１ケーシング３０（第１弁室３０Ｓ）と接続する。換言すると、第２接続孔８８は、第１弁室３０Ｓと第２弁室８１とを連通する。第２弁室８１に面した第２ケーシング８０の内表面において、第２接続孔８８の周りには、下方に突出したシール部８３が形成されている。第２ケーシング８０の上方端面において第２接続孔８８の周りには、上方に突出した着座部８４が配置されている。また、第２接続孔８８の周縁部から第２接続孔８８内に向かって（内側に向かって）突出した部分の先端にも、上方に突出した着座部８５が配置されている。これら着座部８４および着座部８５は、第１フロート弁５０が第１接続孔３１ａを開いた状態において第１フロート弁５０（後述のフロート５２）を下方から支持する。第２ケーシング８０の下方中央部分には、下方に突出した筒状部８６が形成されている。筒状部８６の内側には、中空の第２連通孔８７が形成されている。第２連通孔８７は、燃料遮断弁１０の外部、換言すると、燃料タンクＦＴの内部と、第２弁室８１とを連通する。第２弁室８１に面した第２ケーシング８０の内表面において、第２連通孔８７の周りには、上方に突出したシール部８２が形成されている。

図３に示すように、第１フロート弁５０は、フロート５２と、フロート５２の上部に配置された弁体６０とを備える。フロート５２は、第１フロート部５３と、第２フロート部５４と、弁支持部５５とを備え、これらが一体に組み付けられた構成を有する。第１フロート部５３は、第１フロート本体５３ａを備えている。第２フロート部５４は、円筒形の外見形状を有し、収納穴５４ａを有する第２フロート本体５４ｂを備えている。第１フロート部５３と第２フロート部５４とは、収納穴５４ａに第１フロート本体５３ａが嵌挿されることにより一体化されている。第１フロート本体５３ａの外周部の段部は、スプリング支持部５３ｂとなっており、スプリング７０の上端を支持している。図２に示すように、スプリング７０は、第１フロート部５３と第２フロート部５４との間のスペースであるスプリング収納間隙５２ａの間に配置され、第２ケーシング８０の上方端面と、スプリング支持部５３ｂとの間に架け渡されている。図３に示すように、弁支持部５５は、第１フロート部５３の鉛直上方において第１フロート部５３に連なっている。弁支持部５５は、略円筒状の外観形状を有する。弁支持部５５において鉛直方向の中央部分には、他の部分よりも大きな外径の環状突起部５７が形成されている。環状突起部５７と弁体６０の底面との間にはスプリング６８が配置されている。フロート５２は、かかるスプリング６８を介して弁体６０を支持している。弁体６０は、弁支持部５５を内部に収容可能に構成されており、弁支持部５５の軸線方向（鉛直方向）に沿って昇降可能であると共に、首振り可能に構成されている。弁体６０の鉛直上方の端部６１は、弾性変形可能な材料（例えば、ゴム）により薄板状に形成されている。フロート５２の上昇に伴って弁体６０が上昇し、端部６１がシール部３１ｂと接すると、第１接続孔３１ａは閉塞される。また、これとは反対に、フロート５２の下降に伴って弁体６０が下降し、端部６１がシール部３１ｂから離れると、第１接続孔３１ａは開放される。フロート５２の上昇および下降は、第１弁室３０Ｓと第２弁室８１との圧力差、第１弁室３０Ｓに流入した燃料による浮力、スプリング７０による付勢力、フロート５２および弁体６０に加わる重力等の様々な要因により実現される。

図３に示すように、第２フロート弁９０は、フロート部９７と、球状弁９９とを備える。フロート部９７は、第２弁室８１内を鉛直方向（上方および下方）に移動することにより、第２接続孔８８および第２連通孔８７を開閉する。

フロート部９７は、ボウル部９１と、筒状部９４と、ガイド部９５と、フランジ部９３とを備える。ボウル部９１は、上方に開口した半球状の内周面を有する半球状の外観形状を有し、筒状部９４の上端部に配置され、筒状部９４の上端開口を閉塞する。ボウル部９１の底部には、厚さ方向に貫く貫通孔９２が形成されている。貫通孔９２は、第２弁室８１内と燃料タンクＦＴの内部とを連通可能である。但し、通常状態においては、貫通孔９２は球状弁９９により閉塞されている。筒状部９４の上端開口は上述のようにボウル部９１により閉塞されている。他方、筒状部９４の下端開口は開放されている。これにより、フロート部９７（筒状部９４）の内側には、筒状部９４の内周面とボウル部９１の外周面とで囲まれた空間９６が形成されている。ガイド部９５は、筒状部９４の外周側面に配置されている。ガイド部９５は薄板状の外観形状を有し、筒状部９４の外周側面おいて鉛直方向に延びて配置されている。ガイド部９５は、第２連通孔８７に収容され、第２フロート弁９０（フロート部９７）が移動する際のガイドとして機能する。フランジ部９３は、ボウル部９１の外周縁から外径方向に突出している。フランジ部９３は、第２フロート弁９０が上下に移動した際に、シール部８３およびシール部８２に接することが可能な程度の大きさ（半径）を有する。そして、フランジ部９３がシール部８３に接した状態において、第２接続孔８８は、第２フロート弁９０により閉塞される。また、フランジ部９３がシール部８２に接した状態において、第２連通孔８７は、第２フロート弁９０により閉塞される。第２フロート弁９０は、タンク内部と第２弁室８１との圧力差、第２弁室８１内に流入した燃料による浮力、第１弁室３０Ｓおよび第２弁室８１内に溜まった燃料の重さ、フロート部９７および球状弁９９に加わる重力等の様々な要因により、第２弁室８１内を上方または下方に移動する。

球状弁９９は、真円状の外観形状を有し、ボウル部９１内に収容されている。通常状態においては、球状弁９９は、ボウル部９１の底部に位置するため、貫通孔９２を塞ぐ。他方、車両の発進時や停止時などにおいて、燃料遮断弁１０に対して横方向に慣性力が働く場合、球状弁９９がボウル部９１内を移動するため、貫通孔９２は開放される。このとき、第２弁室８１と燃料タンクＦＴ内とは連通する。

Ａ２．給油時の燃料遮断弁１０の動作：
ユーザが注入口ＩＰａに給油ノズルＦＮを挿入して給油を開始すると、比較的大きな流量で燃料が燃料タンクＦＴ内へと供給される。例えば、３０〜５０リットル毎分程度の流量で燃料が燃料タンクＦＴ内へと供給される。

図４は、給油時の燃料遮断弁１０の状態を示す第１の説明図である。図４では、給油開始後の燃料遮断弁１０の断面を示している。図４では、燃料タンクＦＴ内の燃料液位が位置ＦＬ１となっている。この位置ＦＬ１は、燃料遮断弁１０の下端位置よりも下方である。図４に示す状態では、白抜きの矢印で示すように、燃料タンクＦＴ内に溜まった燃料の液面から上方に燃料蒸気が上昇している。給油開始後、燃料タンクＦＴ内の圧力が上昇して最初に給油が停止（以下、「第１給油停止」と呼ぶ）するまでは、上述のように、比較的大きな流量で燃料が燃料タンクＦＴ内に供給されるため、燃料蒸気の流速は比較的速い。

図４の状態では、第１弁室３０Ｓに燃料は無いため、第１フロート弁５０は上昇しておらず、第１接続孔３１ａは開放されている。上昇する燃料蒸気により第２フロート弁９０は上方に力を受け、図４に示すように、第２フロート弁９０のフランジ部９３は、シール部８２から離れて、シール部８２とシール部８３との間に位置する。このため、第２連通孔８７と第２接続孔８８とはいずれも開放され、燃料蒸気は、第２ケーシング８０における筒状部８６の内周面と第２フロート弁９０との間の隙間、第２弁室８１、第２接続孔８８をこの順序で通って第１弁室３０Ｓへと供給される。さらに、燃料蒸気は、第１接続孔３１ａおよび通路４２ａを介してキャニスタ接続管ＣＰへと排出される。このように、燃料タンクＦＴ内の燃料蒸気が燃料遮断弁１０を介してキャニスタ接続管ＣＰへと排出されるため、燃料タンクＦＴ内の圧力の急激な上昇は抑制され、給油ノズルＦＮからの給油は停止することなく継続して実行される。

図５は、給油時の燃料遮断弁１０の状態を示す第２の説明図である。図５では、図４に示す状態よりの後の状態を示す。図５の状態では、燃料タンクＦＴ内の燃料液位は、燃料遮断弁１０の下端、この場合、第２ケーシング８０（筒状部８６）の下端の位置と一致している。燃料は、第２ケーシング８０における筒状部８６の内周面と第２フロート弁９０との間の隙間を上昇して第２弁室８１に至り、燃料遮断弁１０内の燃料液位は、位置ＦＬ１０になっている。このとき、第２フロート弁９０における空間９６は燃料蒸気で満たされたまま燃料は流入しない。この空間９６内の燃料蒸気と第２フロート弁９０が受ける燃料による浮力とにより、第２フロート弁９０は図４の状態から上昇して第２接続孔８８を閉塞する。このため、燃料蒸気は、第２接続孔８８から第１弁室３０Ｓへと排出されなくなり、燃料タンクＦＴ内の圧力は急激に上昇する。その結果、第１給油停止が起こる。このとき、第１弁室３０Ｓ内と燃料タンクＦＴ内とで大きな圧力差が生じている。具体的には、燃料タンクＦＴ内の圧力は第１弁室３０Ｓ内の圧力に比べて非常に大きくなっている。

図６は、給油時の燃料遮断弁１０の状態を示す第３の説明図である。図６では、図５に示す状態よりの後の状態を示す。図６の状態では、燃料タンクＦＴ内の燃料液位は、図５の場合と同じＦＬ２である。また、図６の状態では、燃料遮断弁１０内（第２弁室８１内）には、燃料はほとんど無い。第１給油停止の後、燃料タンクＦＴ内の燃料蒸気は、取付孔ＦＴｃおよび第１連通孔３３を介して第１弁室３０Ｓに流入する。また、燃料タンクＦＴ内の燃料蒸気は、第３連通孔３４を介して第１弁室３０Ｓに流入する。このため、第１弁室３０Ｓ内と燃料タンクＦＴ内との圧力差は減少する。第１弁室３０Ｓに流入した燃料蒸気は、第１接続孔３１ａを介してキャニスタ接続管ＣＰへと排出される。図６に示すように、第１弁室３０Ｓ内の圧力の上昇によって第２フロート弁９０は下方に押し戻され、第２連通孔８７を閉塞する。燃料蒸気が少しずつ第１弁室３０Ｓを介してキャニスタ接続管ＣＰに排出されていき、しばらくすると、燃料タンクＦＴ内の圧力が所定圧力よりも低下して、給油可能な状態となる。この場合、ユーザは、追加給油を行おうとする。このとき、第２連通孔８７が閉塞されているため、第２弁室８１を介した燃料蒸気の排出は行うことができないので、最初に給油を開始したときのような流速で給油を行うと、燃料タンクＦＴ内の圧力が急激に上昇してしまい、短時間の間に給油停止となる。そこで、ユーザは、比較的小さな流速で追加給油を行う。例えば、１０〜２０リットル毎分程度の流量で燃料が燃料タンクＦＴ内へと供給されることとなる。

図７は、給油時の燃料遮断弁１０の状態を示す第４の説明図である。図７では、図６に示す状態よりの後の状態を示す。図７の状態では、燃料タンクＦＴ内の燃料液位は、図６の場合と同じＦＬ２である。燃料遮断弁１０内の燃料液位は、位置ＦＬ１１である。この位置ＦＬ１１は、第１弁室３０Ｓ内の位置である。図６の状態から追加給油により、燃料および燃料内に含まれている燃料蒸気が第２フロート弁９０を下方から押し上げるため、第２フロート弁９０は上昇する。このとき、給油の流速は比較的低いため、第２フロート弁９０は、最上位位置、すなわち、第２接続孔８８を閉塞する位置まで上昇しない。換言すると、第２フロート弁９０は、フランジ部９３がシール部８２およびシール部８３のいずれにも接しない位置に配置される。さらに換言すると、第２フロート弁９０は、第２接続孔８８および第２連通孔８７をいずれも開ける位置に配置されることとなる。したがって、燃料および燃料蒸気は第２弁室８１を介して第１弁室３０Ｓに流入することとなる。図７では、第１弁室３０Ｓ内に流入した燃料内を上昇する燃料蒸気の気泡Ｂ１が複数描かれている。図７の状態は非常に短時間であり、第１弁室３０Ｓ内の液面が次第に上昇して位置ＦＬ１２に達すると、浮力によりフロート５２および弁体６０は上昇し、弁体６０がシール部３１ｂに接することとなる。このとき、第１フロート弁５０（弁体６０）により第１接続孔３１ａは閉塞される。このため、第１弁室３０Ｓから通路４２ａへと燃料蒸気は排出されなくなり、燃料タンクＦＴ内の圧力は急激に上昇し、第２番目の給油停止（以下、「第２給油停止」と呼ぶ）が発生する。

ここで、本実施形態の第２フロート弁９０は、追加給油の際の比較的低い流速で燃料が燃料タンクＦＴ内に供給された場合に、第２接続孔８８および第２連通孔８７をいずれも開けるような位置に所定時間だけ配置されるように予めチューニングされている。かかるチューニングには、浮力のチューニングと、第２フロート弁９０の重量（体積）のチューニングとが含まれる。浮力のチューニングは、例えば、空間９６の大きさを調整することにより実現できる。例えば、空間９６の大きさをより大きくすることにより浮力をより大きくし、空間９６の大きさをより小さくすることにより浮力をより小さくできる。空間９６の大きさは、例えば、筒状部９４の鉛直方向の長さや、筒状部９４の厚みを調整することにより調整できる。第２フロート弁９０の重量のチューニングは、例えば、第２フロート弁９０を構成する各要素の厚みや各要素の材質を調整することにより実現できる。

図８は、給油時の燃料遮断弁１０の状態を示す第５の説明図である。図８では、図７に示す状態よりの後の状態を示す。図８の状態では、燃料タンクＦＴ内の燃料液位は、図７の場合と同じ位置ＦＬ２である。燃料遮断弁１０内の燃料液位は、位置ＦＬ１２である。第２給油停止が生じた後、第１弁室３０Ｓ内の燃料は自重により燃料タンクＦＴ内に戻ろうとする。このため、第２フロート弁９０は下方に押されて下降し、フランジ部９３がシール部８２に接して、第２連通孔８７は閉塞される。

図９は、給油時の燃料遮断弁１０の状態を示す第６の説明図である。図９では、図８に示す状態よりの後の状態を示す。図９の状態では、燃料タンクＦＴ内の燃料液位は、図８の場合と同じ位置ＦＬ２である。燃料遮断弁１０内の燃料液位は、位置ＦＬ１２よりも低い位置ＦＬ１３となっている。

図８の状態の後、取付孔ＦＴｃおよび第１連通孔３３を介して第１弁室３０Ｓ内に燃料タンクＦＴ内から燃料蒸気が少しずつ流入する。これに伴い、第１弁室３０Ｓ内の燃料は、第３連通孔３４から少しずつ燃料タンクＦＴ内へと漏れ出す。図９では、第３連通孔３４から漏れ出す燃料の液滴Ｄｒが描かれている。このため、第１弁室３０Ｓ内の燃料液位は次第に下降し、フロート５２が受ける浮力が減少するため、第１フロート弁５０は下降する。その結果、弁体６０はシール部３１ｂから離れ、第１接続孔３１ａは開放されることとなる。図９の状態では、第１接続孔３１ａが開放されているので、取付孔ＦＴｃおよび第１連通孔３３を介して燃料タンクＦＴ内から第１弁室３０Ｓに流入した燃料蒸気は、第１接続孔３１ａおよび通路４２ａを介してキャニスタ接続管ＣＰへと排出される。したがって、燃料タンクＦＴ内の圧力は低減し、再び給油可能な状態に戻る。但し、第３連通孔３４から漏れ出す燃料の流量は非常に小さいため、図８の状態から図９の状態になるまで比較的長い時間が掛かる。つまり、第２給油停止が発生してから、再び給油可能になるまでの時間は比較的長い。したがって、第２給油停止が発生した直後における更なる追加給油を抑制できる。

上述の実施形態において、キャニスタ接続管ＣＰは、請求項における接続管の下位概念に相当する。また、位置ＦＬ２は請求項における第１液位の下位概念に、位置ＦＬ１２は請求項における第２液位の下位概念に、シール部８３は請求項における第２接続孔の開口端部に、シール部８２は請求項における第２連通孔の開口端部に、それぞれ相当する。

以上説明した実施形態の燃料遮断弁１０によれば、燃料タンクＦＴ内における燃料液位が位置ＦＬ２となった場合に第２フロート弁９０により第２接続孔８８が閉じられるので、第２接続孔８８および第１ケーシング３０を介して燃料蒸気がキャニスタ接続管ＣＰへと排出されることを抑制して、燃料タンクＦＴの内部の圧力を上昇させることができ、第１給油停止を実現できる。加えて、その後、第１ケーシング３０内の圧力が上昇して、換言すると、燃料タンクＦＴの内部から第１ケーシング３０の内部に燃料蒸気が流入することにより燃料タンクＦＴの内部の圧力が低下して追加給油が可能となり、実際に追加給油が実行された場合に第２連通孔８７と第２接続孔８８とが開けられるので、第１ケーシング３０内に燃料を流入させることができる。そして、第１ケーシング３０の内部における燃料の液位が位置ＦＬ１２に達した場合に第１接続孔３１ａが第１フロート弁５０によって閉じられるので、第１接続孔３１ａを介して燃料蒸気がキャニスタ接続管ＣＰへと排出されることを抑制して、燃料タンクＦＴの内部の圧力を上昇させることができ、第２給油停止を実現できる。さらに、第１フロート弁５０が第１接続孔３１ａを閉じたに、第２フロート弁９０により第２連通孔８７が閉じられるので、第１ケーシング３０内の燃料が燃料タンクＦＴへと戻ることを抑制できる。このため、第２給油停止が生じた後、第１ケーシング３０内の液位が急激に下がることで第１フロート弁５０が第１接続孔３１ａを短時間で開けてしまい、燃料タンクＦＴ内の圧力が急速に低下して追加給油が短時間で開始可能となることを抑制できる。さらに、第１ケーシング３０内に第１フロート弁５０を収容するための容器体を配置しなくて済むため、燃料遮断弁１０が大型化することを抑制しつつ、容器体の開口の大きさなどを設計する必要がないため、燃料遮断弁１０を容易に設計できる。以上より、本実施形態の燃料遮断弁１０によれば、給油停止直後の追加給油を抑制可能とし、且つ、大型化を抑制しつつ燃料遮断弁１０を容易に設計することができる。

また、第１ケーシング３０には、第１連通孔３３よりも下方であり且つ第２連通孔８７よりも上方に燃料タンクＦＴの内部と連通する第３連通孔３４が形成されているので、第１フロート弁５０により第１接続孔３１ａが閉じられ且つ第２フロート弁９０により第２連通孔８７が閉じられた状態において、第３連通孔３４から第１ケーシング３０内の燃料（第１弁室３０Ｓ内の燃料）を排出できる。ここで、第３連通孔３４は、第２接続孔８８および第２連通孔８７よりも小さいので、第２給油停止発生後、短時間で第１接続孔３１ａが開いてしまうことを抑制しつつ、その後、第１接続孔３１ａを開くことができる。このため、第２給油停止後、しばらく経ってからの再給油を可能にできる。

また、第２フロート弁９０の構成として、貫通孔９２が底部に形成されたボウル部９１に球状弁９９が移動可能に載置されているので、第１接続孔３１ａが第１フロート弁５０により閉じられた状態において、燃料タンクＦＴおよび燃料遮断弁１０が急激に移動するような状況において、球状弁９９を移動させて貫通孔９２を開放し、かかる貫通孔９２から第１ケーシング３０内（第１弁室３０Ｓ内）に溜まった燃料を排出できる。したがって、第１フロート弁５０を下降させて第１接続孔３１ａを開放し、燃料タンクＦＴ内の燃料蒸気を第１接続孔３１ａから排出させることができ、燃料タンクＦＴ内の圧力が非常に上昇してしまうことを抑制できる。なお、燃料タンクＦＴおよび燃料遮断弁１０が移動するような状況とは、例えば、燃料タンクＦＴおよび燃料遮断弁１０を搭載した車両が給油直後に発進した場合などが想定される。

Ｂ．変形例：
Ｂ１．変形例１：
上記実施形態において、第１ケーシング３０には、第３連通孔３４が形成されていたが、第３連通孔３４を省略してもよい。この場合、図８の状態（第１フロート弁５０が浮力により上昇して第１接続孔３１ａを閉塞している状態）となった後、第１弁室３０Ｓ内の燃料を排出することができない。したがって、図８の状態となった後、追加給油は不可能となる。しかしながら、その後、燃料タンクＦＴ内の燃料が消費されて、燃料タンクＦＴ内における燃料の液位が図４に示すように、第２フロート弁９０の下端よりも低くなり、燃料蒸気により第２フロート弁９０が若干浮いた状態となれば、第１弁室３０Ｓおよび第２弁室８１内の燃料は、第２連通孔８７を介して燃料タンクＦＴ内と戻ることとなる。

Ｂ２．変形例２：
上記実施形態では、第２フロート弁９０は、貫通孔９２が形成され、かかる貫通孔９２を開閉する球状弁９９を備えていたが、これらの構成要素（貫通孔９２および球状弁９９）を省略してもよい。かかる構成においても、実施形態と同様な効果を奏する。

Ｂ３．変形例３：
上記実施形態では、第１連通孔３３は、取付孔ＦＴｃを介して燃料タンクＦＴ内と連通していたが、本発明はこれに限定されない。第１連通孔３３の形成位置を、上壁ＦＴａよりも燃料タンクＦＴの内部側に形成し、第１連通孔３３が取付孔ＦＴｃを介さずに直接第２接続孔８８内と連通してもよい。

Ｂ４．変形例４：
本発明は、上述の実施形態や変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、実施形態では、燃料遮断弁１０は、燃料タンクＦＴの上壁ＦＴａの上面（外表面）に装着されていたが、上壁ＦＴａの上面（外表面）に代えて、燃料タンクＦＴの上壁ＦＴａの内表面に装着してもよい。かかる構成においては、燃料遮断弁１０は、いわゆるインタンク式の遮断弁に相当する。

また、例えば、各実施形態において、燃料タンクＦＴは、樹脂により形成されていたが、樹脂に代えて、金属により形成してもよい。同様に、燃料遮断弁１０の少なくとも一部を、樹脂に代えて金属により形成してもよい。例えば、球状弁９９をアルミニウムやステンレス鋼により形成してもよい。

また、例えば、燃料タンクＦＴおよび燃料遮断弁１０は車両に搭載されていたが、車両に限らず飛行機や船など任意の移動体に搭載されてもよい。また、移動体に搭載されることに代えて、地面等の固定物に設置されてもよい。

また、例えば、ケーシング２０を構成する蓋体４０、第１ケーシング３０、および第２ケーシング８０のうちの少なくとも１つの形状を変更してもよい。また、蓋体４０と第１ケーシング３０との接合箇所に、シール部材（例えばＯ−リング等）を配置してもよい。

本発明は、上述の実施形態および変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する本実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１０…燃料遮断弁
２０…ケーシング
３０…第１ケーシング
３０Ｓ…第１弁室
３１…天井壁部
３１ａ…第１接続孔
３１ｂ…シール部
３２…側壁部
３３…第１連通孔
３４…第３連通孔
４０…蓋体
４１…蓋本体
４２…管体部
４２ａ…通路
４３…フランジ
４３ａ…内部溶着端
４３ｂ…外側溶着部
５０…第１フロート弁
５２…フロート
５２ａ…スプリング収納間隙
５３…第１フロート部
５３ａ…第１フロート本体
５３ｂ…スプリング支持部
５４…第２フロート部
５４ａ…収納穴
５４ｂ…第２フロート本体
５５…弁支持部
５７…環状突起部
６０…弁体
６１…端部
６８…スプリング
７０…スプリング
８０…第２ケーシング
８１…第２弁室
８２…シール部
８３…シール部
８４…着座部
８５…着座部
８６…筒状部
８７…第２連通孔
８８…第２接続孔
９０…第２フロート弁
９１…ボウル部
９２…貫通孔
９３…フランジ部
９４…筒状部
９５…ガイド部
９６…空間
９７…フロート部
９９…球状弁
２００…燃料給油装置
Ｂ１…気泡
ＣＰ…キャニスタ接続管
ＣＴ…キャニスタ
Ｄｒ…液滴
ＦＬ１，ＦＬ２，ＦＬ１０〜ＦＬ１３…位置（液位）
ＦＮ…給油ノズル
ＦＴ…燃料タンク
ＦＴａ…上壁
ＦＴｃ…取付孔
ＧＤ…鉛直下方
ＩＰ…燃料注入管
ＩＰａ…注入口

Claims (3)

1. 燃料タンク（ＦＴ）の内部と前記燃料タンク（ＦＴ）の外部に配置されている接続管（ＣＰ）との間の連通および遮断を行うための燃料遮断弁（１０）であって、
   前記接続管（ＣＰ）と接続する第１接続孔（３１ａ）と、前記燃料タンク（ＦＴ）の内部と連通する第１連通孔（３３）と、が形成された第１ケーシング（３０）と、
   前記第１ケーシング（３０）と接続する第２接続孔（８８）と、前記燃料タンク（ＦＴ）の内部と連通する第２連通孔（８７）と、が形成された第２ケーシング（８０）と、
   前記第１ケーシング（３０）の内部を移動可能に配置され、前記第１ケーシング（３０）内の燃料の液位に応じて前記第１ケーシング（３０）の内部を移動して前記第１接続孔（３１ａ）を開閉する第１フロート弁（５０）と、
   前記第２ケーシング（８０）の内部を移動可能に配置され、自身の配置位置に応じて前記第２接続孔（８８）と前記第２連通孔（８７）とを開閉する第２フロート弁（９０）と、
   を備え、
   前記第１連通孔（３３）は、前記第１フロート弁（５０）が前記第１接続孔（３１ａ）を閉じた状態における前記第１ケーシング（３０）内の燃料の液位よりも上方に位置し、
   前記第２フロート弁（９０）は、給油開始後に前記燃料タンク（ＦＴ）の内部における燃料の液位が前記第２フロート弁（９０）と接する第１液位（ＦＬ２）となった場合に、前記第２連通孔（８７）を開けると共に前記第２接続孔（８８）を閉じ、その後、前記第１連通孔（３３）を介して前記燃料タンク（ＦＴ）の内部から前記第１ケーシング（３０）の内部に燃料蒸気が流入することにより前記第１ケーシング（３０）内の圧力が上昇した場合に前記第２接続孔（８８）を開け、その後、追加給油が実行された場合に前記第２連通孔（８７）と前記第２接続孔（８８）とをいずれも開け、
   前記第１フロート弁（５０）は、前記第２連通孔（８７）と前記第２接続孔（８８）とがいずれも開いた状態で、前記第１ケーシング（３０）の内部における燃料の液位が、前記第１液位（ＦＬ２）よりも高い予め設定された第２液位（ＦＬ１２）に達した場合に、前記第１接続孔（３１ａ）を閉じ、
   前記第２フロート弁（９０）は、前記第１フロート弁（５０）が前記第１接続孔（３１ａ）を閉じた後に、前記第２連通孔（８７）を閉じる、
   燃料遮断弁（１０）。
2. 請求項１に記載の燃料遮断弁（１０）において、
   前記第１ケーシング（３０）には、前記第１連通孔（３３）よりも下方であり且つ前記第２接続孔（８８）よりも上方に、前記燃料タンク（ＦＴ）の内部と連通し、前記第２接続孔（８８）および前記第２連通孔（８７）よりも小さな第３連通孔（３４）が形成されている、
   燃料遮断弁（１０）。
3. 請求項１または請求項２に記載の燃料遮断弁（１０）において、
   前記第２フロート弁（９０）は、
   球状弁（９９）と、
   前記球状弁（９９）が移動可能に載置される半球状の内周面であって上方に開口した内周面を有し、前記第２ケーシング（８０）の内部と前記燃料タンク（ＦＴ）の内部とを連通する貫通孔（９２）が、自身の底部に形成されたボウル部（９１）と、
   前記ボウル部（９１）の外周縁から外径方向に突出し、前記第２フロート弁（９０）の配置位置に応じて、前記第２接続孔（８８）の開口端部および前記第２連通孔（８７）の開口端部に接して、前記第２接続孔（８８）および前記第２連通孔（８７）を開閉するフランジ部（９３）と、
   を有する、
   燃料遮断弁（１０）。

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