JP3482790B2 - 液体遮断弁装置 - Google Patents
液体遮断弁装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車両等の燃
料タンク等に備えられる液体遮断弁装置に関するもの
で、弁に接続している排出経路から燃料蒸気等の気体は
排出するが、燃料等の液体は排出経路へ漏出させないよ
うに機能する液体遮断弁装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来のこの種の液体遮断弁装置（フロー
トバルブ）としては、例えば図４に示すように車両の燃
料タンク１０１に取りつけられるものがある。 【０００３】すなわちこの液体遮断弁装置１０２は燃料
タンク１０１の上部に備えられ、給油時に燃料タンク１
０１の内部の空気や燃料蒸気Ｇ１０１を排出経路１０３
を介して燃料蒸気Ｇ１０１中の燃料成分を吸収するキャ
ニスタ１０４等に流入させ、燃料蒸気Ｇ１０１が給油口
から逆流して直接大気中に放出されることを防止してい
る。 【０００４】また、この液体遮断弁装置１０２は例えば
給油時や車両の揺れにより燃料Ｌ１０１の液面水位が上
昇したり、車両が傾斜、転倒した場合に、燃料Ｌ１０１
が排出経路１０３から漏れ出すことを防止する液体遮断
機能も備えている。 【０００５】図５は液体遮断弁装置１０２の構成とその
作用を説明する断面構成説明図である。図５（ａ）は液
体遮断機能を発揮せず、燃料蒸気Ｇ１０１を排出可能と
している通常時の状態、図５（ｂ）は燃料Ｌ１０１の水
位が上昇し、液体遮断弁装置１０２が閉弁している状態
の図で、液体遮断機能が働いている。 【０００６】両図において、１１０はケース部材であ
り、その内部はフロート１１１を収容するフロート室１
１０ａとなっている。フロート１１１はケース部材１１
０の下端部に取り付けられているキャップ１１２の連通
孔１１２ａからフロート室１１０ａ内部に流入する燃料
Ｌ１０１により浮力を発生し、この図の状態では上方へ
と移動する。 【０００７】フロート１１１の上部には密封性を発揮す
る環状シール状の弁体１１１ａがあり、またフロート室
１１０ａの上部にはこの弁体１１１ａに対応するバルブ
シート部１１０ｂが設けられている。尚、弁体１１１ａ
とルブシート部１１０ｂによる弁をフロート弁１０５と
する。 【０００８】また１１３はフロート１１１の浮力を調整
する為の付勢手段として機能するスプリングである。こ
のスプリング１１３は、フロート１１１の自重よりも小
さい荷重でフロート１１１を常時付勢しているが、正立
時には浮力が働かない限りフロート１１１を押し上げ、
フロート弁１０５を閉弁することはない。 【０００９】バルブシート部１１０ｂは、筒状のベント
部１１０ｃの一方の端部である。またベント部１１０ｃ
は、他方の端部をバルブシート部１１０ｄとしてこれに
当接するダイアフラム弁１２０を介して排出経路１０３
へと接続されている。 【００１０】ダイアフラム弁１２０は、燃料タンク１０
１の内部の圧力と排出経路１０３側（通常はほぼ大気圧
と同じ圧力となっている。）との圧力差により作動する
ものであり、作動室Ｒ１０１には排出経路１０３から分
岐経路１０３ａが接続されている。 【００１１】そして燃料タンク１０１の内部と作動室Ｒ
１０１との圧力差が微差圧状態では、スプリング１２１
により閉弁方向に付勢されていることからバルブシート
部１１０ｂを閉鎖し、給油時等で所定の圧力差以上とな
った時に開弁して燃料蒸気Ｇ１０１を排出経路１０３へ
と流出させる。 【００１２】さらに、ダイアフラム弁１２０には、燃料
タンク１０１の内部と作動室Ｒ１０１との間を疎通させ
るオリフィス１２２を備え、燃料タンク１０１の圧力上
昇がゆっくりと発生する場合に、ダイアフラム弁１２０
を開弁させることなく燃料タンク１０１の内部圧力を減
圧させることを可能としている。 【００１３】従って、図５（ａ）の状態はフロート１１
１は燃料Ｌ１０１の浮力を受けずに下方に位置し、給油
時等で燃料タンク１０１の内部圧力が上昇した時には燃
料蒸気Ｇ１０１は開弁状態にある弁体１１１ａとバルブ
シート部１１０ｂからベント部１１０ｃに流入し、圧力
差によりダイアフラム弁１２０を開弁して排出経路１０
３へと流出可能とする状態である。 【００１４】図６（ｂ）の状態は給油等により液面水位
Ｌ１０１ａが上昇してフロート室１１０ａに燃料Ｌ１０
１が流入し、フロート１１１が上方に移動してフロート
弁１０５を閉弁して排出経路１０３を遮断している状態
である。 【００１５】そして、フロート室１１０ａの燃料Ｌ１０
１の液面水位Ｌ１０１ａが下がると共にフロート１１１
も下方へと移動して排出経路１０３が燃料タンク１０１
と疎通した通常の状態へと復帰させフロート弁１０５を
開弁する（図６（ａ）の状態）。この閉弁状態から開弁
状態となることをフロート弁１０５の再開弁と称してい
る。 【００１６】 【発明が解決しようとする課題】このような液体遮断弁
装置１０２において、燃料蒸気の排出をよりスムーズに
行う為に、ベント部１１０ｃの口径１１０ｄ（図５
（ａ））や弁部１０５を大きくすることが試みられてい
る。 【００１７】従って、このような大きな開弁面積となる
弁部１０５を備えた液体遮断弁装置１０２では、再開弁
時に、燃料タンク１０１内部の圧力とキャニスタ１０４
側の排出経路１０３の圧力差が大きい（燃料タンク１０
１内部の圧力の方が高い）場合には、その圧力差により
フロート弁１０５に発生するフロート１１１に対する上
方への付勢力がフロート１１１の自重を上回ってフロー
ト弁１０５が開弁しにくくなり、フロート弁１０５が閉
弁した状態のままとなる、いわゆる「貼り付き現象」と
呼ばれる問題があった。 【００１８】また、この「貼り付き現象」を発生させな
いまでの、燃料タンク１０１内部の圧力を再開弁圧力と
呼び、従来の液体遮断弁装置１０２では再開弁圧力が低
く設定されていたので上記「貼り付き現象」が発生し易
かった。 【００１９】貼り付き現象が発生した場合、燃料タンク
１０１内部の圧力は逃げ場を失い、炎天下等における温
度上昇によりさらに圧力が上昇してしまい、燃料タンク
１０１を変形させたりひいては破損する恐れもあった。 【００２０】本発明は上記した従来技術の問題を解決す
る為に成されたもので、その目的とするところは、排出
するガスの大流量化を達成するために大口径のバルブ手
段を備えたフロート弁の貼り付き現象を防止することに
あり、再開弁圧力を高く設定することの可能な液体遮断
弁装置を提供することにある。 【００２１】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、液体を収容する密封容器に配設さ
れ、該密封容器の内側と外側とを連通するバルブシート
部と、このバルブシート部に当接する弁体部を有するフ
ロートと、を備えるバルブ手段により、密封容器内の気
体を通常は開弁している前記バルブ手段を通して外部へ
と通気させると共に、密封容器内の液体の液面の位置に
応じてフロートが移動して前記バルブ手段を閉弁するこ
とで外部への液体の流出を防止可能とする液体遮断弁装
置であって、前記フロートに備えられ、バルブ手段の閉
弁時に弁体部を介して得られる外部の圧力と密封容器内
との圧力差により軸方向に移動する圧力応答手段と、こ
の圧力応答手段に係合し、フロートを閉弁方向に付勢す
る付勢手段と、前記バルブ手段の閉弁後の、前記付勢手
段の圧力応答手段に対する付勢を所定位置までに制限す
る規制手段とを備えることを特徴とする。 【００２２】これによると、密封容器内部の液体の液面
水位が上昇すると、フロートは圧力応答手段を介して与
えられる付勢手段による付勢力と共に、液体による浮力
が加わって浮動上昇してバルブ手段を閉弁し、液体が排
出経路へと漏出することを防止する。 【００２３】そして密封容器内部の液体の液面が低下す
る時のバルブ手段の再開弁時に、密封容器内部と外部と
の圧力差（密封容器内部側の圧力の方が高い状態）によ
りバルブ手段が閉弁状態を維持しようとする時に、圧力
応答手段は密封容器内部と外部との圧力差により作動し
て付勢手段の付勢方向と同じとなる軸方向に移動する。 【００２４】圧力応答手段が移動することで、その移動
位置が、規制手段により付勢手段が圧力応答手段に係合
してそれ以上付勢を行わないように規制されている位置
を越えると圧力応答手段との係合状態が解消され、付勢
手段による付勢力がフロートにかからなくなり、再開弁
圧力を高く設定することになり、バルブ手段は再開弁し
易くなる。 【００２５】 【発明の実施の形態】以下に本発明を図示の実施の形態
に基づいて説明する。 【００２６】本発明の実施の形態に関わる液体遮断弁装
置１は、従来技術で説明したものと同様に、密封容器と
して例えば自動車等の燃料タンク１０１の上部に取りつ
けられ、通常状態である正立時には液体遮断弁装置１に
接続している排出経路１０３から気体としての燃料蒸気
Ｇ等は排出するが、例えば液体としての燃料Ｌの給油時
や車両が揺れて燃料Ｌの液面水位が上昇したり、車両が
傾斜、転倒した場合には燃料Ｌを排出経路１０３へ漏出
させないように機能するものである。 【００２７】図１は本発明を適用した液体遮断弁装置１
の特徴的構成を説明する為の図であり、その断面構成説
明図である。この図により、液体遮断弁装置１の主要構
成から説明する。 【００２８】２は内部をフロート室２ａとしている筒状
のハウジングであり、フランジ部２ｂがガスケットシー
ル３を介して燃料タンク１０１の上部の壁面１０１ａに
取り付けられている。 【００２９】また、ハウジング２の上部はフロート室２
ａの上部を形成する封止面２ｃで封止され、またハウジ
ング２の下端部はフロート室２ａの下部端面を形成する
キャップ４が取り付けられている。封止面２ｃの中央部
には、燃料タンク１０１の内側と燃料タンク１０１の外
側の排出経路１０３に接続するノズル２ｄとを連通する
ように配置されるバルブシート２ｅが備えられている。 【００３０】バルブシート２ｅは、筒状のベント部２ｆ
の一方の端部である。またベント部２ｆは、他方の端部
をバルブシート２ｇとしてこれに当接するダイアフラム
弁２０を介してノズル２ｄから排出経路１０３へと接続
されている。 【００３１】ダイアフラム弁２０は、燃料タンク１０１
の内部の圧力と排出経路１０３側（通常はほぼ大気圧と
同じ圧力となっている。）との圧力差により作動するも
のであり、フロート室２ａの上方にハウジング２の外周
径と同じ環状の接続部２ｉの上端部に嵌合するヘッドキ
ャップ２３と接続部２ｈとの間を隔離している。ヘッド
キャップ２３の内側はダイアフラム弁２０を作動させる
ための領域を有する作動室Ｒ１が形成されており、この
作動室Ｒ１にはノズル２３ａにより排出経路１０３から
分岐する分岐経路１０３ａが接続されている。 【００３２】そして燃料タンク１０１の内部と作動室Ｒ
１との圧力差が微差圧状態では、スプリング２１により
閉弁方向に付勢されていることからバルブシート２ｇを
閉鎖し、給油時等で所定の圧力差以上となった時に開弁
して燃料蒸気Ｇを排出経路１０３へと流出させる。 【００３３】さらに、ダイアフラム弁２０には、燃料タ
ンク１０１の内部と作動室Ｒ１との間を疎通させるオリ
フィス２２を備え、燃料タンク１０１の圧力上昇がゆっ
くりと発生する場合に、ダイアフラム弁２０を開弁させ
ることなく燃料タンク１０１の内部圧力を減圧させるこ
とを可能としている。 【００３４】５はハウジング２のフロート室２ａに収容
されるフロートであり、キャップ４の連通孔４ａ等から
フロート室２ａ内部に流入する燃料Ｌにより浮力を発生
して、この図の状態では上方へと移動する。 【００３５】フロート５は上下に２分割された上フロー
ト５ａ及び下フロート５ｂが一体的に接続されたもので
ある。そして上フロート５ａの上部にはバルブシート２
ｅのシート面２ｊに当接する弁体としての弁体部６が突
出して配置されている。このバルブシート２ｅ及び弁体
部６が燃料蒸気Ｇの排出や液面水位が上昇したり、車両
が傾斜、転倒した場合に燃料Ｌの排出経路１０３への流
出を防止するバルブ手段Ｖとして機能する。 【００３６】弁体部６の中央部には、バルブ手段Ｖの閉
弁時に外部の圧力としての排出経路１０３側の圧力を上
フロート５ａの内側の作動室Ｒ２に導入する導入口６ａ
が設けられている。そして、上フロート５ａ及び下フロ
ート５ｂに挟まれるように圧力応答手段としてのダイア
フラム７が備えられている。 【００３７】このダイアフラム７は、排出経路１０３側
の圧力と燃料タンク１０１内部の圧力差により軸方向に
移動するように構成されているものであり、ダイアフラ
ム７の下フロート５ｂ側の中央部には薄い円盤状の押圧
板７ａが取り付けられると共に、上フロート５ａ側から
スプリング７ｂにより下フロート５ｂ側に付勢されてい
る。押圧板７ａの位置は、下フロート５ｂの内径部に突
出するフランジ部５ｃに突き当たることで、下フロート
５ｂ側にそれ以上移動できないように位置が規制されて
いる。 【００３８】８は、規制手段としてのストッパ９及びダ
イアフラム７を介してフロート５を閉弁方向に付勢する
付勢手段としてのスプリングであり、フロート５の浮力
を調整すると共にフロート５の姿勢が傾斜した状態や反
転した状態でフロート５を閉弁する方向に付勢するよう
に機能する。 【００３９】ストッパ９は上端部が外向きに拡がったフ
ランジ部９ａを備え、このフランジ部９ａが押圧板７ａ
に当接している。従って、スプリング８による付勢力
は、フランジ部９ａ、押圧板７ａ、スプリング７ｂと伝
達されて上フロート５ａを図において上向き（弁体部６
の閉弁方向）に付勢することになる。このスプリング８
は、フロート５の自重よりも小さい荷重でフロート５を
常時付勢しているが、正立時には浮力が働かない限りフ
ロート５を押し上げ、バルブ手段Ｖを閉弁することはな
い。また、スプリング７ｂは、スプリング８よりも大き
なばね定数を備えている。 【００４０】フランジ部９ａの外周部は下フロート５ｂ
のフランジ部５ｃの内周面によりラジアル方向の位置決
めがなされると共に軸方向に摺動可能な状態としてい
る。 【００４１】また、ストッパ９はフランジ部９ａの中央
部からキャップ４方向に延びる筒状部９ｂを備え、この
筒状部９ｂはキャップ４の孔４ｂを貫通している。筒状
部９ｂの先端にはキャップ４の孔４ｂの縁４ｃに係合す
る突起９ｃが備えられ、ストッパ９を所定位置よりも上
方に移動しないように規制している。 【００４２】この突起９ｃにより、フロート５が浮動し
てバルブ手段Ｖが閉弁した後に、ダイアフラム７が上方
に移動した場合には、ストッパ９のフランジ部９ａと押
圧板７ａとの当接状態が解消され、スプリング８による
フロート５の付勢が行われなくなる。 【００４３】次に、この液体遮断弁装置１の作用につい
て説明する。液体遮断弁装置１はフロート室２ａ内部に
燃料Ｌが流入していない通常時（この通常時とは、車両
を安全に使用可能とする状態のことをいい、車両の多少
の傾きを含む意味で使用しており、以下においては正立
時と記載する。）には、燃料タンク１０１内部の燃料蒸
気Ｇをフロート室２ａから開弁状態のバルブ手段Ｖ及び
燃料蒸気Ｇの圧力により開弁するダイアフラム弁２０に
よりノズル２ｄを介して排出経路１０３へと排出する
（図１参照）。 【００４４】図２は、液体遮断弁装置１の正立時におけ
る燃料Ｌの給油や車両の揺れにより燃料タンク１０１内
部の燃料Ｌの液面ＬＳが上昇した状態を表わす図であ
る。この図において、フロート５は自らの浮力とスプリ
ング８の付勢力により浮動して弁体部６がシート面２ｊ
に当接してバルブ手段Ｖを閉弁する。この状態では燃料
Ｌが排出経路１０３へと漏出しないことはもちろんであ
るが、燃料タンク１０１の上部空間に存在する空気や燃
料蒸気Ｇ等の気体も遮蔽することになり、給油時におい
ては、不図示の給油ガンのオートストップ機能を働かせ
て燃料タンク１０１にそれ以上の燃料Ｌが給油されるこ
とを防止する。 【００４５】図３は液面ＬＳが降下したが、フロート５
が「貼り付き状態」となっている状態からフロート５を
降下させるために、圧力応答手段として機能するダイア
フラム７が作動している状態である。これは、従来技術
の項で説明したように、燃料タンク１０１内部と排出経
路１０３との圧力の関係がフロート５の「貼り付き現
象」が発生するような状態となり、バルブ手段Ｖは閉弁
状態を維持してフロート５は上方に張り付いた状態を解
消させている状態である。 【００４６】この状態で、室Ｒ２の圧力はオリフィス２
２及びベント部２ｆを通じて排出経路１０３側の圧力
（すなわち大気圧にほぼ等しい外部圧力）となってお
り、燃料タンク１０１側の圧力が所定圧力以上となる
と、ダイアフラム７は燃料タンク１０１内部の燃料蒸気
Ｇの圧力と室Ｒ２との圧力差により作動させられて低圧
側となる室Ｒ２側（矢印Ａ１方向）に移動する。 【００４７】ダイアフラム７が室Ｒ２側に移動すると、
ストッパ９は突起９ｃがキャップ４の孔４ｂの縁４ｃに
係合して停止状態となり、ストッパ９のフランジ部９ａ
と押圧板７ａとの当接状態が解消され、スプリング８に
よるフロート５の付勢が行われなくなる。 【００４８】そしてスプリング８によるフロート５の付
勢が行われなくなると、バルブ手段Ｖが閉弁したまま
「貼り付き状態」となっているフロート５の閉弁方向の
付勢力が小さくなり、フロート５は落下し易くなる。す
なわち、バルブ手段は再開弁し易くなり、あるいは燃料
タンク１０１内部の圧力が上昇してダイアフラム７を作
動させる圧力となった時に、スプリング８によるフロー
ト５の付勢が行われなくなるので再開弁圧力を高く設定
することが可能となる。 【００４９】バルブ手段Ｖが再開弁することにより、フ
ロート５は図１に示される位置となり、また押圧板７ａ
とフランジ部９ａは当接してスプリング８の付勢力をフ
ロート５に伝達することになる。 【００５０】ここで、再開弁圧力の一例を計算により求
めると、ベント部２ｆの直径が２ｃｍ、フロート５の自
重が５０ｇ、スプリング８の付勢力が３５ｇと設定した
場合に従来技術では、 （５０−３５）／（π／４・２2 ）≒５ｃｍ・Ａｇ（＝
５０ｍｍ・Ａｇ） までの再開弁圧力となるのに対し、本発明を適用する
と、 （５０）／（π／４・２2 ）≒１６ｃｍ・Ａｇ（＝１６
０ｍｍ・Ａｇ） と再開弁圧力を大きく設定することが可能となる。 【００５１】尚、本発明の実施の形態においては、弁と
部２ｆの上部にダイアフラム弁２０を備えた構成として
説明したが、ダイアフラム弁２０を備えずに、バルブシ
ート２ｅと排出経路１０３が直接連通している形態を採
用することも可能である。 【００５２】 【発明の効果】上記のように説明された本発明にあって
は、フロートを利用した大口径のバルブ手段を備えた液
体遮断弁装置において問題であった再開弁時の「貼り付
き現象」を防止してバルブ手段を開弁させることが可能
となり、密封容器内部の圧力上昇を防止することが可能
となる。 【００５３】また、バルブ手段の再開弁圧力を高く設定
することができ、液体遮断弁装置の安定して作動する動
作条件範囲が拡がる。
料タンク等に備えられる液体遮断弁装置に関するもの
で、弁に接続している排出経路から燃料蒸気等の気体は
排出するが、燃料等の液体は排出経路へ漏出させないよ
うに機能する液体遮断弁装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来のこの種の液体遮断弁装置（フロー
トバルブ）としては、例えば図４に示すように車両の燃
料タンク１０１に取りつけられるものがある。 【０００３】すなわちこの液体遮断弁装置１０２は燃料
タンク１０１の上部に備えられ、給油時に燃料タンク１
０１の内部の空気や燃料蒸気Ｇ１０１を排出経路１０３
を介して燃料蒸気Ｇ１０１中の燃料成分を吸収するキャ
ニスタ１０４等に流入させ、燃料蒸気Ｇ１０１が給油口
から逆流して直接大気中に放出されることを防止してい
る。 【０００４】また、この液体遮断弁装置１０２は例えば
給油時や車両の揺れにより燃料Ｌ１０１の液面水位が上
昇したり、車両が傾斜、転倒した場合に、燃料Ｌ１０１
が排出経路１０３から漏れ出すことを防止する液体遮断
機能も備えている。 【０００５】図５は液体遮断弁装置１０２の構成とその
作用を説明する断面構成説明図である。図５（ａ）は液
体遮断機能を発揮せず、燃料蒸気Ｇ１０１を排出可能と
している通常時の状態、図５（ｂ）は燃料Ｌ１０１の水
位が上昇し、液体遮断弁装置１０２が閉弁している状態
の図で、液体遮断機能が働いている。 【０００６】両図において、１１０はケース部材であ
り、その内部はフロート１１１を収容するフロート室１
１０ａとなっている。フロート１１１はケース部材１１
０の下端部に取り付けられているキャップ１１２の連通
孔１１２ａからフロート室１１０ａ内部に流入する燃料
Ｌ１０１により浮力を発生し、この図の状態では上方へ
と移動する。 【０００７】フロート１１１の上部には密封性を発揮す
る環状シール状の弁体１１１ａがあり、またフロート室
１１０ａの上部にはこの弁体１１１ａに対応するバルブ
シート部１１０ｂが設けられている。尚、弁体１１１ａ
とルブシート部１１０ｂによる弁をフロート弁１０５と
する。 【０００８】また１１３はフロート１１１の浮力を調整
する為の付勢手段として機能するスプリングである。こ
のスプリング１１３は、フロート１１１の自重よりも小
さい荷重でフロート１１１を常時付勢しているが、正立
時には浮力が働かない限りフロート１１１を押し上げ、
フロート弁１０５を閉弁することはない。 【０００９】バルブシート部１１０ｂは、筒状のベント
部１１０ｃの一方の端部である。またベント部１１０ｃ
は、他方の端部をバルブシート部１１０ｄとしてこれに
当接するダイアフラム弁１２０を介して排出経路１０３
へと接続されている。 【００１０】ダイアフラム弁１２０は、燃料タンク１０
１の内部の圧力と排出経路１０３側（通常はほぼ大気圧
と同じ圧力となっている。）との圧力差により作動する
ものであり、作動室Ｒ１０１には排出経路１０３から分
岐経路１０３ａが接続されている。 【００１１】そして燃料タンク１０１の内部と作動室Ｒ
１０１との圧力差が微差圧状態では、スプリング１２１
により閉弁方向に付勢されていることからバルブシート
部１１０ｂを閉鎖し、給油時等で所定の圧力差以上とな
った時に開弁して燃料蒸気Ｇ１０１を排出経路１０３へ
と流出させる。 【００１２】さらに、ダイアフラム弁１２０には、燃料
タンク１０１の内部と作動室Ｒ１０１との間を疎通させ
るオリフィス１２２を備え、燃料タンク１０１の圧力上
昇がゆっくりと発生する場合に、ダイアフラム弁１２０
を開弁させることなく燃料タンク１０１の内部圧力を減
圧させることを可能としている。 【００１３】従って、図５（ａ）の状態はフロート１１
１は燃料Ｌ１０１の浮力を受けずに下方に位置し、給油
時等で燃料タンク１０１の内部圧力が上昇した時には燃
料蒸気Ｇ１０１は開弁状態にある弁体１１１ａとバルブ
シート部１１０ｂからベント部１１０ｃに流入し、圧力
差によりダイアフラム弁１２０を開弁して排出経路１０
３へと流出可能とする状態である。 【００１４】図６（ｂ）の状態は給油等により液面水位
Ｌ１０１ａが上昇してフロート室１１０ａに燃料Ｌ１０
１が流入し、フロート１１１が上方に移動してフロート
弁１０５を閉弁して排出経路１０３を遮断している状態
である。 【００１５】そして、フロート室１１０ａの燃料Ｌ１０
１の液面水位Ｌ１０１ａが下がると共にフロート１１１
も下方へと移動して排出経路１０３が燃料タンク１０１
と疎通した通常の状態へと復帰させフロート弁１０５を
開弁する（図６（ａ）の状態）。この閉弁状態から開弁
状態となることをフロート弁１０５の再開弁と称してい
る。 【００１６】 【発明が解決しようとする課題】このような液体遮断弁
装置１０２において、燃料蒸気の排出をよりスムーズに
行う為に、ベント部１１０ｃの口径１１０ｄ（図５
（ａ））や弁部１０５を大きくすることが試みられてい
る。 【００１７】従って、このような大きな開弁面積となる
弁部１０５を備えた液体遮断弁装置１０２では、再開弁
時に、燃料タンク１０１内部の圧力とキャニスタ１０４
側の排出経路１０３の圧力差が大きい（燃料タンク１０
１内部の圧力の方が高い）場合には、その圧力差により
フロート弁１０５に発生するフロート１１１に対する上
方への付勢力がフロート１１１の自重を上回ってフロー
ト弁１０５が開弁しにくくなり、フロート弁１０５が閉
弁した状態のままとなる、いわゆる「貼り付き現象」と
呼ばれる問題があった。 【００１８】また、この「貼り付き現象」を発生させな
いまでの、燃料タンク１０１内部の圧力を再開弁圧力と
呼び、従来の液体遮断弁装置１０２では再開弁圧力が低
く設定されていたので上記「貼り付き現象」が発生し易
かった。 【００１９】貼り付き現象が発生した場合、燃料タンク
１０１内部の圧力は逃げ場を失い、炎天下等における温
度上昇によりさらに圧力が上昇してしまい、燃料タンク
１０１を変形させたりひいては破損する恐れもあった。 【００２０】本発明は上記した従来技術の問題を解決す
る為に成されたもので、その目的とするところは、排出
するガスの大流量化を達成するために大口径のバルブ手
段を備えたフロート弁の貼り付き現象を防止することに
あり、再開弁圧力を高く設定することの可能な液体遮断
弁装置を提供することにある。 【００２１】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、液体を収容する密封容器に配設さ
れ、該密封容器の内側と外側とを連通するバルブシート
部と、このバルブシート部に当接する弁体部を有するフ
ロートと、を備えるバルブ手段により、密封容器内の気
体を通常は開弁している前記バルブ手段を通して外部へ
と通気させると共に、密封容器内の液体の液面の位置に
応じてフロートが移動して前記バルブ手段を閉弁するこ
とで外部への液体の流出を防止可能とする液体遮断弁装
置であって、前記フロートに備えられ、バルブ手段の閉
弁時に弁体部を介して得られる外部の圧力と密封容器内
との圧力差により軸方向に移動する圧力応答手段と、こ
の圧力応答手段に係合し、フロートを閉弁方向に付勢す
る付勢手段と、前記バルブ手段の閉弁後の、前記付勢手
段の圧力応答手段に対する付勢を所定位置までに制限す
る規制手段とを備えることを特徴とする。 【００２２】これによると、密封容器内部の液体の液面
水位が上昇すると、フロートは圧力応答手段を介して与
えられる付勢手段による付勢力と共に、液体による浮力
が加わって浮動上昇してバルブ手段を閉弁し、液体が排
出経路へと漏出することを防止する。 【００２３】そして密封容器内部の液体の液面が低下す
る時のバルブ手段の再開弁時に、密封容器内部と外部と
の圧力差（密封容器内部側の圧力の方が高い状態）によ
りバルブ手段が閉弁状態を維持しようとする時に、圧力
応答手段は密封容器内部と外部との圧力差により作動し
て付勢手段の付勢方向と同じとなる軸方向に移動する。 【００２４】圧力応答手段が移動することで、その移動
位置が、規制手段により付勢手段が圧力応答手段に係合
してそれ以上付勢を行わないように規制されている位置
を越えると圧力応答手段との係合状態が解消され、付勢
手段による付勢力がフロートにかからなくなり、再開弁
圧力を高く設定することになり、バルブ手段は再開弁し
易くなる。 【００２５】 【発明の実施の形態】以下に本発明を図示の実施の形態
に基づいて説明する。 【００２６】本発明の実施の形態に関わる液体遮断弁装
置１は、従来技術で説明したものと同様に、密封容器と
して例えば自動車等の燃料タンク１０１の上部に取りつ
けられ、通常状態である正立時には液体遮断弁装置１に
接続している排出経路１０３から気体としての燃料蒸気
Ｇ等は排出するが、例えば液体としての燃料Ｌの給油時
や車両が揺れて燃料Ｌの液面水位が上昇したり、車両が
傾斜、転倒した場合には燃料Ｌを排出経路１０３へ漏出
させないように機能するものである。 【００２７】図１は本発明を適用した液体遮断弁装置１
の特徴的構成を説明する為の図であり、その断面構成説
明図である。この図により、液体遮断弁装置１の主要構
成から説明する。 【００２８】２は内部をフロート室２ａとしている筒状
のハウジングであり、フランジ部２ｂがガスケットシー
ル３を介して燃料タンク１０１の上部の壁面１０１ａに
取り付けられている。 【００２９】また、ハウジング２の上部はフロート室２
ａの上部を形成する封止面２ｃで封止され、またハウジ
ング２の下端部はフロート室２ａの下部端面を形成する
キャップ４が取り付けられている。封止面２ｃの中央部
には、燃料タンク１０１の内側と燃料タンク１０１の外
側の排出経路１０３に接続するノズル２ｄとを連通する
ように配置されるバルブシート２ｅが備えられている。 【００３０】バルブシート２ｅは、筒状のベント部２ｆ
の一方の端部である。またベント部２ｆは、他方の端部
をバルブシート２ｇとしてこれに当接するダイアフラム
弁２０を介してノズル２ｄから排出経路１０３へと接続
されている。 【００３１】ダイアフラム弁２０は、燃料タンク１０１
の内部の圧力と排出経路１０３側（通常はほぼ大気圧と
同じ圧力となっている。）との圧力差により作動するも
のであり、フロート室２ａの上方にハウジング２の外周
径と同じ環状の接続部２ｉの上端部に嵌合するヘッドキ
ャップ２３と接続部２ｈとの間を隔離している。ヘッド
キャップ２３の内側はダイアフラム弁２０を作動させる
ための領域を有する作動室Ｒ１が形成されており、この
作動室Ｒ１にはノズル２３ａにより排出経路１０３から
分岐する分岐経路１０３ａが接続されている。 【００３２】そして燃料タンク１０１の内部と作動室Ｒ
１との圧力差が微差圧状態では、スプリング２１により
閉弁方向に付勢されていることからバルブシート２ｇを
閉鎖し、給油時等で所定の圧力差以上となった時に開弁
して燃料蒸気Ｇを排出経路１０３へと流出させる。 【００３３】さらに、ダイアフラム弁２０には、燃料タ
ンク１０１の内部と作動室Ｒ１との間を疎通させるオリ
フィス２２を備え、燃料タンク１０１の圧力上昇がゆっ
くりと発生する場合に、ダイアフラム弁２０を開弁させ
ることなく燃料タンク１０１の内部圧力を減圧させるこ
とを可能としている。 【００３４】５はハウジング２のフロート室２ａに収容
されるフロートであり、キャップ４の連通孔４ａ等から
フロート室２ａ内部に流入する燃料Ｌにより浮力を発生
して、この図の状態では上方へと移動する。 【００３５】フロート５は上下に２分割された上フロー
ト５ａ及び下フロート５ｂが一体的に接続されたもので
ある。そして上フロート５ａの上部にはバルブシート２
ｅのシート面２ｊに当接する弁体としての弁体部６が突
出して配置されている。このバルブシート２ｅ及び弁体
部６が燃料蒸気Ｇの排出や液面水位が上昇したり、車両
が傾斜、転倒した場合に燃料Ｌの排出経路１０３への流
出を防止するバルブ手段Ｖとして機能する。 【００３６】弁体部６の中央部には、バルブ手段Ｖの閉
弁時に外部の圧力としての排出経路１０３側の圧力を上
フロート５ａの内側の作動室Ｒ２に導入する導入口６ａ
が設けられている。そして、上フロート５ａ及び下フロ
ート５ｂに挟まれるように圧力応答手段としてのダイア
フラム７が備えられている。 【００３７】このダイアフラム７は、排出経路１０３側
の圧力と燃料タンク１０１内部の圧力差により軸方向に
移動するように構成されているものであり、ダイアフラ
ム７の下フロート５ｂ側の中央部には薄い円盤状の押圧
板７ａが取り付けられると共に、上フロート５ａ側から
スプリング７ｂにより下フロート５ｂ側に付勢されてい
る。押圧板７ａの位置は、下フロート５ｂの内径部に突
出するフランジ部５ｃに突き当たることで、下フロート
５ｂ側にそれ以上移動できないように位置が規制されて
いる。 【００３８】８は、規制手段としてのストッパ９及びダ
イアフラム７を介してフロート５を閉弁方向に付勢する
付勢手段としてのスプリングであり、フロート５の浮力
を調整すると共にフロート５の姿勢が傾斜した状態や反
転した状態でフロート５を閉弁する方向に付勢するよう
に機能する。 【００３９】ストッパ９は上端部が外向きに拡がったフ
ランジ部９ａを備え、このフランジ部９ａが押圧板７ａ
に当接している。従って、スプリング８による付勢力
は、フランジ部９ａ、押圧板７ａ、スプリング７ｂと伝
達されて上フロート５ａを図において上向き（弁体部６
の閉弁方向）に付勢することになる。このスプリング８
は、フロート５の自重よりも小さい荷重でフロート５を
常時付勢しているが、正立時には浮力が働かない限りフ
ロート５を押し上げ、バルブ手段Ｖを閉弁することはな
い。また、スプリング７ｂは、スプリング８よりも大き
なばね定数を備えている。 【００４０】フランジ部９ａの外周部は下フロート５ｂ
のフランジ部５ｃの内周面によりラジアル方向の位置決
めがなされると共に軸方向に摺動可能な状態としてい
る。 【００４１】また、ストッパ９はフランジ部９ａの中央
部からキャップ４方向に延びる筒状部９ｂを備え、この
筒状部９ｂはキャップ４の孔４ｂを貫通している。筒状
部９ｂの先端にはキャップ４の孔４ｂの縁４ｃに係合す
る突起９ｃが備えられ、ストッパ９を所定位置よりも上
方に移動しないように規制している。 【００４２】この突起９ｃにより、フロート５が浮動し
てバルブ手段Ｖが閉弁した後に、ダイアフラム７が上方
に移動した場合には、ストッパ９のフランジ部９ａと押
圧板７ａとの当接状態が解消され、スプリング８による
フロート５の付勢が行われなくなる。 【００４３】次に、この液体遮断弁装置１の作用につい
て説明する。液体遮断弁装置１はフロート室２ａ内部に
燃料Ｌが流入していない通常時（この通常時とは、車両
を安全に使用可能とする状態のことをいい、車両の多少
の傾きを含む意味で使用しており、以下においては正立
時と記載する。）には、燃料タンク１０１内部の燃料蒸
気Ｇをフロート室２ａから開弁状態のバルブ手段Ｖ及び
燃料蒸気Ｇの圧力により開弁するダイアフラム弁２０に
よりノズル２ｄを介して排出経路１０３へと排出する
（図１参照）。 【００４４】図２は、液体遮断弁装置１の正立時におけ
る燃料Ｌの給油や車両の揺れにより燃料タンク１０１内
部の燃料Ｌの液面ＬＳが上昇した状態を表わす図であ
る。この図において、フロート５は自らの浮力とスプリ
ング８の付勢力により浮動して弁体部６がシート面２ｊ
に当接してバルブ手段Ｖを閉弁する。この状態では燃料
Ｌが排出経路１０３へと漏出しないことはもちろんであ
るが、燃料タンク１０１の上部空間に存在する空気や燃
料蒸気Ｇ等の気体も遮蔽することになり、給油時におい
ては、不図示の給油ガンのオートストップ機能を働かせ
て燃料タンク１０１にそれ以上の燃料Ｌが給油されるこ
とを防止する。 【００４５】図３は液面ＬＳが降下したが、フロート５
が「貼り付き状態」となっている状態からフロート５を
降下させるために、圧力応答手段として機能するダイア
フラム７が作動している状態である。これは、従来技術
の項で説明したように、燃料タンク１０１内部と排出経
路１０３との圧力の関係がフロート５の「貼り付き現
象」が発生するような状態となり、バルブ手段Ｖは閉弁
状態を維持してフロート５は上方に張り付いた状態を解
消させている状態である。 【００４６】この状態で、室Ｒ２の圧力はオリフィス２
２及びベント部２ｆを通じて排出経路１０３側の圧力
（すなわち大気圧にほぼ等しい外部圧力）となってお
り、燃料タンク１０１側の圧力が所定圧力以上となる
と、ダイアフラム７は燃料タンク１０１内部の燃料蒸気
Ｇの圧力と室Ｒ２との圧力差により作動させられて低圧
側となる室Ｒ２側（矢印Ａ１方向）に移動する。 【００４７】ダイアフラム７が室Ｒ２側に移動すると、
ストッパ９は突起９ｃがキャップ４の孔４ｂの縁４ｃに
係合して停止状態となり、ストッパ９のフランジ部９ａ
と押圧板７ａとの当接状態が解消され、スプリング８に
よるフロート５の付勢が行われなくなる。 【００４８】そしてスプリング８によるフロート５の付
勢が行われなくなると、バルブ手段Ｖが閉弁したまま
「貼り付き状態」となっているフロート５の閉弁方向の
付勢力が小さくなり、フロート５は落下し易くなる。す
なわち、バルブ手段は再開弁し易くなり、あるいは燃料
タンク１０１内部の圧力が上昇してダイアフラム７を作
動させる圧力となった時に、スプリング８によるフロー
ト５の付勢が行われなくなるので再開弁圧力を高く設定
することが可能となる。 【００４９】バルブ手段Ｖが再開弁することにより、フ
ロート５は図１に示される位置となり、また押圧板７ａ
とフランジ部９ａは当接してスプリング８の付勢力をフ
ロート５に伝達することになる。 【００５０】ここで、再開弁圧力の一例を計算により求
めると、ベント部２ｆの直径が２ｃｍ、フロート５の自
重が５０ｇ、スプリング８の付勢力が３５ｇと設定した
場合に従来技術では、 （５０−３５）／（π／４・２2 ）≒５ｃｍ・Ａｇ（＝
５０ｍｍ・Ａｇ） までの再開弁圧力となるのに対し、本発明を適用する
と、 （５０）／（π／４・２2 ）≒１６ｃｍ・Ａｇ（＝１６
０ｍｍ・Ａｇ） と再開弁圧力を大きく設定することが可能となる。 【００５１】尚、本発明の実施の形態においては、弁と
部２ｆの上部にダイアフラム弁２０を備えた構成として
説明したが、ダイアフラム弁２０を備えずに、バルブシ
ート２ｅと排出経路１０３が直接連通している形態を採
用することも可能である。 【００５２】 【発明の効果】上記のように説明された本発明にあって
は、フロートを利用した大口径のバルブ手段を備えた液
体遮断弁装置において問題であった再開弁時の「貼り付
き現象」を防止してバルブ手段を開弁させることが可能
となり、密封容器内部の圧力上昇を防止することが可能
となる。 【００５３】また、バルブ手段の再開弁圧力を高く設定
することができ、液体遮断弁装置の安定して作動する動
作条件範囲が拡がる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の形態の液体遮断弁装置の
断面構成説明図。 【図２】図２は液体遮断弁装置の閉弁時の状態の図。 【図３】図３は液体遮断弁装置の圧力応答手段が作動
し、再開弁しようとしている状態の図。 【図４】図４は従来の液体遮断弁装置の使用される状態
を説明する図。 【図５】図５は従来の液体遮断弁装置の図。 【符号の説明】 １ 液体遮断弁装置 ２ ハウジング ２ａ フロート室 ２ｂ フランジ部 ２ｃ 封止面 ２ｄ ノズル ２ｅ バルブシート（バルブ手段） ２ｆ ベント部 ２ｇ バルブシート ２ｈ 接続部 ２ｊ シート面 ３ ガスケットシール ４ キャップ ４ａ 連通孔 ４ｂ 孔 ４ｃ 縁 ５ フロート ５ａ 上フロート ５ｂ 下フロート ５ｃ フランジ部 ６ 弁体部（バルブ手段） ６ａ 導入口 ７ ダイアフラム（圧力応答手段） ７ａ 押圧板 ７ｂ スプリング ８ スプリング（付勢手段） ９ ストッパ（規制手段） ９ａ フランジ部 ９ｂ 筒状部 ９ｃ 突起 １０１ 燃料タンク（密封容器） １０３ 排出経路 Ｇ 燃料蒸気（気体） Ｌ 燃料（液体） ＬＳ 液面 Ｒ１，Ｒ２ 室 Ｖ バルブ手段
断面構成説明図。 【図２】図２は液体遮断弁装置の閉弁時の状態の図。 【図３】図３は液体遮断弁装置の圧力応答手段が作動
し、再開弁しようとしている状態の図。 【図４】図４は従来の液体遮断弁装置の使用される状態
を説明する図。 【図５】図５は従来の液体遮断弁装置の図。 【符号の説明】 １ 液体遮断弁装置 ２ ハウジング ２ａ フロート室 ２ｂ フランジ部 ２ｃ 封止面 ２ｄ ノズル ２ｅ バルブシート（バルブ手段） ２ｆ ベント部 ２ｇ バルブシート ２ｈ 接続部 ２ｊ シート面 ３ ガスケットシール ４ キャップ ４ａ 連通孔 ４ｂ 孔 ４ｃ 縁 ５ フロート ５ａ 上フロート ５ｂ 下フロート ５ｃ フランジ部 ６ 弁体部（バルブ手段） ６ａ 導入口 ７ ダイアフラム（圧力応答手段） ７ａ 押圧板 ７ｂ スプリング ８ スプリング（付勢手段） ９ ストッパ（規制手段） ９ａ フランジ部 ９ｂ 筒状部 ９ｃ 突起 １０１ 燃料タンク（密封容器） １０３ 排出経路 Ｇ 燃料蒸気（気体） Ｌ 燃料（液体） ＬＳ 液面 Ｒ１，Ｒ２ 室 Ｖ バルブ手段
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｆ１６Ｋ 31/18 Ｂ６０Ｋ 15/02 Ｅ
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F02M 37/00 301
F02M 37/00
F02M 37/00 311
B60K 15/01
F16K 31/126
F16K 31/18
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 液体を収容する密封容器に配設され、該
密封容器の内側と外側とを連通するバルブシート部と、
このバルブシート部に当接する弁体部を有するフロート
と、を備えるバルブ手段により、 密封容器内の気体を通常は開弁している前記バルブ手段
を通して外部へと通気させると共に、密封容器内の液体
の液面の位置に応じてフロートが移動して前記バルブ手
段を閉弁することで外部への液体の流出を防止可能とす
る液体遮断弁装置であって、 前記フロートに備えられ、バルブ手段の閉弁時に弁体部
を介して得られる外部の圧力と密封容器内との圧力差に
より軸方向に移動する圧力応答手段と、 この圧力応答手段に係合し、フロートを閉弁方向に付勢
する付勢手段と、 前記バルブ手段の閉弁後の、前記付勢手段の圧力応答手
段に対する付勢を所定位置までに制限する規制手段と、 を備えることを特徴とする液体遮断弁装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31019996A JP3482790B2 (ja) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | 液体遮断弁装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31019996A JP3482790B2 (ja) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | 液体遮断弁装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10141164A JPH10141164A (ja) | 1998-05-26 |
| JP3482790B2 true JP3482790B2 (ja) | 2004-01-06 |
Family
ID=18002378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31019996A Expired - Lifetime JP3482790B2 (ja) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | 液体遮断弁装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3482790B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100838745B1 (ko) | 2006-12-28 | 2008-06-17 | 안재덕 | 가스보일러의 팽창/수축/에어제거 밸브 |
| JP2008232074A (ja) | 2007-03-22 | 2008-10-02 | Nifco Inc | 燃料タンク用弁装置 |
-
1996
- 1996-11-06 JP JP31019996A patent/JP3482790B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10141164A (ja) | 1998-05-26 |
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