JP3188066B2 - フューエルカットオフバルブ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の燃料タンク
内の蒸発ガスを大気側に備えたキャニスタへ流出させ、
燃料油面上昇時には生燃料が大気側に備えたキャニスタ
へ流出することを防止するフューエルカットオフバルブ
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車等の燃料タンク内に発生す
る燃料蒸発ガスを、活性炭等からなるキャニスタに導入
吸着させて大気汚染の防止を図る装置として、図５に示
すように、燃料タンク１内における気室部２の上部とキ
ャニスタ３とを連通路４で連通したものがある。

【０００３】このような装置においては、例えば車体の
傾斜或いは転倒等により燃料タンク１内の生燃料Ｏの油
面Ｏ₁ が、燃料タンク１の上壁面に近づくように変動し
た場合、その生燃料が連通路４を通じてキャニスタ３へ
流出し、キャニスタ３の吸着性能を劣化させる虞れがあ
る。

【０００４】そのため、従来、図５に示すように、燃料
タンク１と連通路４との連通部に、フューエルカットオ
フバルブ装置５を設置し、通常時は燃料タンク１内の蒸
発ガスを連通路４へ排出し、上記のような車体の傾斜、
転倒時等においては連通路４への通路を遮断して生燃料
Ｏの流出を阻止するものがある。

【０００５】そして、このフューエルカットオフバルブ
装置５の構造として、例えば図６に示すような構造のも
の（実開昭６３−７０３０号公報中の第１図に記載のも
の）がある。

【０００６】この図６に示すフューエルカットオフバル
ブ装置の構造と機能の概略を説明する。１ａは燃料タン
クの上壁で、その一部が開口され、該開口部にフューエ
ルカットオフバルブ装置５を構成するケース６が設置さ
れている。該ケース６の上壁中央部には弁座を有する開
口部６ａが形成され、底壁には燃料の出入穴６ｂが形成
され、更にケース６の周壁上部には燃料蒸発ガスの排出
穴６ｃが形成されている。そして、ケース６内には、上
面中央に弁部７ａを形成したフロート弁７が昇降可能に
備えられている。８はフロート弁７の上動を補助するス
プリングである。

【０００７】４は上記のようにキャニスタ３に連通した
連通路で、その開口端４ａが、上記開口部６ａに連通す
る連通室９に開口連通している。そして、通常時は図６
のようにフロート弁７が自重により下降している。この
状態においては、気室部２内が大気圧よりも高圧で、連
通室９が大気圧とほぼ同圧であることから、その圧力差
により気室部２内に発生した燃料蒸発ガスが矢印Ａで示
すように排出穴６ｃからケース６内に流入し、開口部６
ａ、連通室９を通じて連通路４に排出され、キャニスタ
３へ導入される。また、車体の傾斜等により燃料油面Ｏ
₁ が上壁１ａに近づくように変動すると、フロート弁７
がその浮力により図の状態から上動し、その弁部７ａが
開口部６ａを遮閉し、燃料タンク内の生燃料Ｏが連通路
４、すなわちキャニスタ３へ流出するのを阻止する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のフューエル
カットオフバルブ装置においては、自動車等の停止中又
は安定走行状態では、燃料タンク内の燃料Ｏの油面Ｏ₁
の揺動は微小であるため、上記図６の矢印Ａのように燃
料蒸発ガスのみが連通路４へ排出される。

【０００９】しかし、自動車の旋回走行時や波状路面走
行時などにおいては、図７に示すように、燃料タンク内
の生燃料Ｏが横方向に大きく揺れ動いて波立ち、その生
燃料Ｏがケース６に打ち寄せると共にＯ₂ のように飛散
し、その飛散した生燃料Ｏ₂がケース６に形成した排出
穴６ｃからケース６内に流入する現象が生じる。

【００１０】すなわち、油面の変動や温度上昇などによ
り気室部２内の圧力が大気圧よりもかなり高くなると、
大気圧とほぼ同圧のケース６内の圧力と、気室部２側の
間に大きな圧力差が生じ、この圧力差により排出穴６ｃ
部に、ケース内方向への気流Ｂが発生し、この気流Ｂに
乗って上記飛散した生燃料Ｏ₂ がケース６内に流入す
る。

【００１１】このように、ケース６の上部に開口した排
出穴６ｃから生燃料がケース６内に流入すると、その生
燃料は図８のＯ₃ に示すように、フロート弁７の上面に
溜ることになる。

【００１２】この溜った生燃料Ｏ₃ は、そのフロート弁
７の外周からケース６の内面との隙間に落下して底壁に
形成した燃料の出入穴６ｂから燃料タンク内に戻るが、
この戻り抜ける前に、燃料タンク内の燃料の動きによっ
て、フロート弁７が閉作動した後に開作動すると、開口
部６ａにおいて、ケース６内側が高く連通室９内側が低
い圧力差により連通室９方向への気流Ｃが急速に発生
し、その気流Ｃによって上記フロート弁７上に溜ってい
た生燃料Ｏ₃ が連通室９側へ吸い出される。

【００１３】このように吸い出されると、その生燃料Ｏ
₃ が連通路４を通じてキャニスタ３内に導入され、キャ
ニスタの劣化を早める問題がある。上記従来構造のよう
に、排出穴６ｃを、ケース６の縦断面方向において上部
に１個形成したものにおいては、該排出穴６ｃでの気体
の流通量が少ないことから、開弁状態において、ケース
内の圧力が気室側の圧力に近づくまでの時間が遅く、こ
の差圧が大きい状態のときに、生燃料が排出穴６ｃ部に
飛散してきた場合、大きな差圧により生燃料が排出穴６
ｃから流入しやすくなる。更に、早期に差圧が低下しな
いと、ケース６の底部に形成した燃料の出入穴６ｂから
入った生燃料が上方へ押し上げられ、フロート弁２１の
上面に溜りやすい。したがって上記の問題が生じやす
い。

【００１４】そこで本発明は、上記のようなフロート弁
の上面への生燃料の流入を防止し、上記の問題を解消す
るフューエルカットオフバルブ装置を提供することを目
的とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は前記の問題を解
決するために、燃料タンクの気室部（１４）にケース
（１２）を備え、該ケース（１２）の上壁（１２ａ）に
大気側に連通する開口部（１９）を形成し、ケース（１
２）内に上記開口部（１９）を開閉するフロート弁（２
１）を備えたものにおいて、上記ケース（１２）の側壁
に、上部に位置してケース内外を連通する上部排出穴
（２３）を形成し、該上部排出穴（２３）の下方に位置
してケース内外を連通する下部排出穴（２４）を形成
し、該下部排出穴（２４）の総開口面積を、上部排出穴
（２３）の総開口面積よりも大きく設定するとともにこ
の大きい総開口面積の下部排出穴（２４）を、フロート
弁（２１）の閉弁位置での浮力点（２１ｂ）よりも上部
でかつフロート弁（２１）の側面に対向する位置に形成
し、更に、前記ケース（１２）の外周面とフロート弁
（２１）の内周面との隙間の総流通面積を、前記下部排
出穴（２４）の総開口面積よりも大きく設定したことを
特徴とするものである。

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【作用】本発明においては、ケース（１２）の側壁に、
上下に位置して２個の排出穴（２３），（２４）を形成
したので、この上部排出穴（２３）と同一開口面積の排
出穴を１個形成した従来のものと比較して、ケース（１
２）の内外の差圧を早期に低下させると共に排出穴（２
３）からケース（１２）内への気流の流入量を少なくで
きる。したがって、ケース（１２）の外周部に燃料が飛
散した場合、上記の気流と共に上部排出穴（２３）から
ケース（１２）内へ流入する生燃料量が少なくなり、フ
ロート弁（２１）の上面に溜る生燃料も少なくなる。そ
のため、開口部１９において、大気側への気流が急速に
発生した場合に、大気側へ排出される生燃料の量は少な
くなる。

【００１９】更に、燃料油面が浮力点（２１ｂ）に達し
て開口部（１９）が弁部（２１ａ）で閉塞された時点に
おいても下部排出穴（２４）は燃料により閉塞されな
い。このことは、開口部（１９）の開口状態において下
部排出穴（２４）が燃料で閉塞され、ケース（１２）と
フロート弁（２１）との隙間（Ｄ）内の生燃料が押し上
げられる現象を防止し、生燃料がフロート弁（２１）の
上面に溜ることを防止する。

【００２０】更に、下部排出穴（２４）の総開口面積を
上部排出穴（２３）の総開口面積より大きくしたので、
燃料蒸発ガスのケース（１２）内への流入が主に下部排
出穴（２４）で行われ、上部排出穴（２３）からの生燃
料のケース（１２）内への流入がより少なくなり、フロ
ート弁（２１）の上面に溜る生燃料の量を一層少なくす
る。更に、前記ケースの内周面とフロート弁の外周面と
の隙間の総流通面積を、前記下部排出穴の総開口面積よ
りも大きく設定したので、下部排出穴（２４）からケー
ス（１２）内に流入した生燃料が、開口部（１９）側へ
流れる気流に乗って引き上げられることが一層防止され
る。

【００２１】

【実施例】次に図１乃至図３に示す本発明の実施例につ
いて説明する。１０は車体に設置された燃料タンクの上
壁を示す。

【００２２】１１はフューエルカットオフバルブ装置
で、その筒状のケース１２の上端外周に形成した鍔部１
３を、燃料タンクの上壁１０に形成した取付穴の周縁上
面に係合し、そのケース１２が燃料タンクの気室部１４
に突出するようにして備えられている。

【００２３】上記鍔部１３は、ガスケット１５及びカバ
ー１６で押えられ、該ガスケット１５及びカバー１６
は、燃料タンクの上壁１０に固設されたフランジ１７に
スクリュ１８により固着され、鍔部１３での気体漏れが
防止されている。

【００２４】ケース１２には上壁１２ａが一体成形され
ており、該上壁１２ａと、上記カバー１６を上方へ屈曲
させた部分との間に連通室９が形成され、該連通室９
に、前記の連通路４の開口端４ａが連通している。該ケ
ースの上壁１２ａの中央部には、下部に弁座１９ａを有
する開口部１９が形成されている。

【００２５】ケース１２の底部には底蓋２０が嵌着され
ており、該底蓋２０に燃料の出入穴２０ａが形成されて
いる。２１はケース１２内に昇降可能に備えたフロート
弁で、その上面中央部には、上記弁座１９ａに対向する
弁部２１ａが形成されている。該フロート弁２１の外周
径はケース１２の内周径よりも小径に形成され、これら
の間に隙間Ｄが形成されている。

【００２６】２２は底蓋２０とフロート弁２１間に介在
されたスプリングで、フロート弁２１の上動を補助する
ものである。２３は燃料蒸発ガスを排出する上部排出穴
で、燃料タンクの上壁１０に近接するようにケース１２
の上端部に位置して、ケース１２の内外方向に貫通形成
されている。該上部排出穴２３は、ケース１２の周方向
に複数個形成されている。

【００２７】２４は燃料蒸発ガスを排出する下部排出穴
で、フロート弁２１の閉弁状態での浮力点２１ｂの位置
よりも上位で、かつ下降したフロート２１の側面に対向
する位置において、ケース１２の内外方向に貫通形成さ
れている。図の実施例においては、フロート弁の閉弁状
態での浮力点２１ｂの位置よりわずか上方に位置して形
成されている。また、該下部排出穴２４はケース１２の
周方向に複数個形成されている。

【００２８】更に、下部排出穴２４の総開口面積は上部
排出穴２３の総開口面積よりも大きく設定されている。
図の実施例においては、下部排出穴２４の１個の開口面
積を上部排出穴２３の１個の開口面積よりも大きくし
て、下部排出穴２４の総開口面積を上部排出穴２３の総
開口面積より大きくしている。

【００２９】また、ケース１２とフロート弁２１との隙
間Ｄの総流通面積（環状の総流通面積）は、上記下部排
出穴２４の総開口面積よりも大きく設定されている。次
に本実施例の作用について説明する。

【００３０】自動車等の停止中又は安定走行状態で、図
１に示すように燃料タンク内の燃料Ｏの油面Ｏ₁ がフュ
ーエルカットオフバルブ装置１１の下部にある場合に
は、フロート弁２１がその自重により下降状態にあり、
弁部２１ａが弁座１９ａより離間して開口部１９は開口
状態にある。このとき、連通路４側がほぼ大気圧で、気
室部１４側が大気圧より高圧であることから、その圧力
差により気室部１４内の燃料蒸発ガスは、上部排出穴２
３及び下部排出穴２４からケース１２内に流入し、開口
部１９、連通室９を通じて連通路４内に排出され、前記
のキャニスタ３に導入される。

【００３１】次に上記のようにフロート弁２１の開弁状
態において、自動車の旋回走行や波状路面走行などによ
り、図２に示すように、燃料タンク内の燃料Ｏが横方向
に大きく揺れ動いて波立ち、その生燃料がケース１２に
打ち寄せると共に飛散した場合について説明する。

【００３２】燃料タンク内の気室部１４の圧力がケース
１２内の圧力よりも高く、これらに圧力差があると、両
排出穴２３，２４を通じて気室部１４側からケース１２
内へ気体が流入し、ケース１２内の圧力が気室部１４の
圧力に近づく。このとき、排出穴２３と同一の総開口面
積を有する排出穴のみを形成した前記従来構造のものと
比較して、ケース１２内の昇圧が速くなり、差圧は早く
低下する。そのため、上部排出穴２３における気室部１
４側からケース１２内へ矢印Ａの如く流入する気体の流
量は前記従来のものに比べて少なくなり、図２のように
飛散した生燃料Ｏ₂ が上部排出穴２３から気流によって
ケース１２内へ吸い込まれることが少なくなる。その結
果、フロート弁２１の上面に溜る生燃料量も少なくな
る。

【００３３】下部排出穴２４についても、上記と同様
に、飛散した生燃料Ｏ₂ が気流により吸い込まれること
は少ないが、該下部排出穴２４が、上部排出穴２３に対
して下方に形成され、かつ開口面積が大きいことによ
り、飛散した生燃料Ｏ₂ が直接流入しやすい。

【００３４】しかし、図２に示すように、該下部排出穴
２４からケース１２内に流入した生燃料は、フロート弁
２１の外壁面に当り、その外壁面を伝ってＯ₄ のように
落下し、底蓋２０に形成した燃料の出入穴２０ａから燃
料タンク内に戻される。このとき、上記のように差圧が
早く低下すること及び下部排出穴２４の位置がフロート
弁２１の上面からかなり下方に離れていることにより、
下部排出穴２４からケース１２内に流入した生燃料が、
開口部１９側へ流れる気流に乗ってフロート弁１２の上
面まで引き上げられることは極めて少ない。更に、隙間
Ｄの総流通面積を下部排出穴２４の総開口面積よりも大
きくしたことにより、上記の生燃料の引き上げがより一
層防止される。

【００３５】このように、フロート弁２１の上面に溜る
生燃料量が少ないことは、燃料の動きによってフロート
弁２１が一時的に開口部１９ａを閉塞した後に開作動し
て、開口部１９ａに圧力差による連通室９方向への気流
が急速に発生しても、生燃料の連通室９側への流出量が
少なくなり、その結果、連通路４を通じてキャニスタ３
に導入される生燃料も少なくなる。

【００３６】次に下部排出穴２４をフロート弁２１の閉
弁状態での浮力点２１ｂの位置よりも上部に位置させた
ことによる作用について説明する。仮りに下部排出穴２
４を図３（ｂ）に示すように、フロート弁２１の開弁状
態での浮力点２１ｂの位置よりも下部に位置させた場合
を考えると、燃料油面Ｏ₁がフロート弁２１の浮力点２
１ｂに達する以前に図３（ｂ）に示すように下部排出穴
２４が燃料中に没入して閉塞されてしまう。そのとき、
開口部１９が開いているため、ケース１２内と気室部１
４との差圧が大きくなる。この差圧が大きい状態で燃料
油面Ｏ₁ が波立つと、図３（ｂ）のように、ケース１２
とフロート弁２１間の隙間Ｄ内において、空気と燃料が
混合しながら上昇し、その生燃料Ｏ₅がフロート弁２１
の上面に溜るか開口部１９から排出されてしまう。

【００３７】これに対し、下部排出穴２４をフロート弁
２１の閉弁状態での浮力点２１ｂの位置よりも上部に位
置させれば、図３（ａ）に示すように、燃料の油面Ｏ₁
が浮力点２１ｂに達して弁部２１ａが開口部１９を閉塞
した時点においても下部排出穴２４は燃料により閉塞さ
れない。そして燃料の油面Ｏ₁ が波立ち、生燃料が下部
排出穴２４から流入しても、開口部１９が閉塞されてい
るため上記の差圧はほとんどなく、隙間Ｄ内での上昇気
流が発生しないことにより、生燃料がフロート弁２１の
上面に溜ったり、開口部１９から排出されることが少な
くなる。

【００３８】次に上記排出穴２３の燃料蒸発ガス排出作
用以外の作用について説明する。仮りに上部排出穴２３
がなく、下部排出穴２４のみ形成されている場合を考え
ると、燃料がケース１２に打ち寄せると同時にフロート
弁２１が振動して開口部１９ａが一時的に開き、燃料が
下部排出穴２４から流入してその下部排出穴２４より上
方の隙間Ｄ内に流入し、その後にフロート弁２１が上動
して開口部１９ａが閉じた場合には、フロート弁２１の
上部空間が密閉されるため、燃料油面が下降しても隙間
Ｄ内の生燃料は抜けずに残留することになる。そのた
め、その後にフロート弁２１が下降して開口部１９が開
口された場合に、連通室９とケース１２内との大きな圧
力差によって、上記残留した生燃料が連通室９へ吸い出
されてしまうことになる。

【００３９】これに対し、上部排出穴２３が形成されて
いれば、上記の場合においてもフロート弁の上部空間が
密閉されず、上記の隙間Ｄ内に流入した生燃料は素早く
下降し、上記のように連通室９へ吸い出されることはな
い。

【００４０】したがって、燃料蒸発ガスの排出作用を主
に下部排出穴２４が司るようにすれば、上部排出穴２３
は、上記のような密閉を防止するに十分な小さな開口面
積の穴で良い。そのため、本発明における上部排出穴２
３の総開口面積を、図４に示すように、従来の上部排出
穴６ｃの総開口面積よりも小さく設定することができ、
これにより、飛散した生燃料の流入も一層防止できる。

【００４１】尚、上部排出穴２３と下部排出穴２４との
開口面積の関係は、下部排出穴２４の１個の開口面積を
上部排出穴２３の１個の開口面積と同等かそれ以下に
し、下部排出穴２４の個数を上部排出穴２３の個数より
も多くして、下部排出穴２４の総開口面積を上部排出穴
２３の総開口面積より大きくしても、上記実施例と同様
の作用、効果が得られる。

【００４２】また、前記従来の上部排出穴と同面積の上
部排出穴２３とは別個に下部排出穴２４を形成すること
により、生燃料の排出防止効果を発揮できるので、下部
排出穴２４の総開口面積は上部排出穴２３の総開口面積
と同等かそれ以下であってもよい。下部排出穴２４の総
開口面積の方を大きくすれば、生燃料の排出防止効果が
より高められる。

【００４３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、特に、上
部排出穴の総開口面積よりも大きい総開口面積の下部排
出穴をフロート弁の閉弁位置での浮力点よりも上部に形
成したこと、及び前記ケースの内周面とフロート弁の外
周面との隙間の総流通面積を、前記下部排出穴の総開口
面積よりも大きく設定したことにより、フロート弁の上
面に溜る生燃料の量を少なくし、フューエルカットオフ
バルブ装置からキャニスタへの生燃料の排出防止効果を
高めてキャニスタの劣化を抑制することができる。

【００４４】

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例を示す縦断面図。

【図２】 同じく燃料の横波発生時の状態を示す縦断面
図。

【図３】 （ａ）は下部排出穴２４をフロート弁の浮力
点より上部に形成した場合の説明図、（ｂ）は下部排出
穴をフロート弁の浮力点より下部に形成した場合の説明
図。

【図４】 本発明の他の実施例を示す縦断面図。

【図５】 本発明のフューエルカットオフバルブ装置を
適用する大気汚染防止装置の概略を示す図。

【図６】 従来のフューエルカットオフバルブ装置の縦
断面図。

【図７】 同じく燃料の横波発生時の状態を示す縦断面
図。

【図８】 同フロート弁上面に溜った生燃料が排出され
る状態を示す縦断面図。

【符号の説明】

１２…ケース １４…気室部 １９…開口部 ２１…フ
ロート弁 ２１ｂ…浮力点 ２３…上部排出穴 ２４…
下部排出穴

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−356226（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−109132（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−7030（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−167761（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−110228（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60K 15/077 F16K 31/30

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料タンクの気室部にケースを備え、該
   ケースの上壁に大気側に連通する開口部を形成し、ケー
   ス内に上記開口部を開閉するフロート弁を備えたものに
   おいて、上記ケースの側壁に、上部に位置してケース内
   外を連通する上部排出穴を形成し、該上部排出穴の下方
   に位置してケース内外を連通する下部排出穴を形成し、
   該下部排出穴の総開口面積を、上部排出穴の総開口面積
   よりも大きく設定するとともにこの大きい総開口面積の
   下部排出穴を、フロート弁の閉弁位置での浮力点よりも
   上部でかつフロート弁の側面に対向する位置に形成し、
   更に、前記ケースの内周面とフロート弁の外周面との隙
   間の総流通面積を、前記下部排出穴の総開口面積よりも
   大きく設定したことを特徴とするフューエルカットオフ
   バルブ装置。