JP3928062B2

JP3928062B2 - フロートバルブ

Info

Publication number: JP3928062B2
Application number: JP19543197A
Authority: JP
Inventors: 潤高橋
Original assignee: Mikuni Corp
Current assignee: Mikuni Corp
Priority date: 1997-07-22
Filing date: 1997-07-22
Publication date: 2007-06-13
Anticipated expiration: 2017-07-22
Also published as: JPH1137008A

Description

【０００１】
【発明の属するの技術分野】
本発明は、自動車の燃料タンク内に発生する燃料ガスをキャニスターに導くためフロートバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車においては、図９に示すように、燃料タンク７０内の上部に、その燃料タンク内に発生する燃料ガスをキャニスター７２に導くためのフロートバルブ７４が備えられている。このフロートバルブ７４には、燃料タンク７０の内圧の急激な上昇を緩和すると共に給油口７５から燃料の吹き返しを防止するために、キャニスター７２へ至る通路断面を２段階の段階差動を行わせるものが種々提供されている。ここで、従来既知の段階差動を行わせるフロートバルブを図１０に示す。フロートバルブ７４は、内部に空間７６を形成するケース７８を有する。そのケース７８の空間７６の内部に、そのケース７８と摺接するためのリブ８０を外面に形成したフロート８２と、そのフロート８２の上部にフロート８２に対して所定の範囲内で上下に変位可能な弁体８４と、フロート８２を上方に付勢するためのスプリング８６とを備える。ケース７８の側面には、ケース７８の内外を連絡するための通気口８８が形成され、ケース７８の上部には、前記空間７６からキャニスター７２に燃料ガスを導くための連絡通路９０が形成されている。
弁体８４には前記連絡通路９０より小さい断面の補助通路９２が形成されており、弁体８４がフロート８２に対して最下端の位置にある時には補助通路９２は閉鎖され、弁体８４がフロート８２に対して相対的に上方に変位した時には補助通路９２は開かれるようになっている。ケース７８の内壁において、前記連絡通路９０の空間７６への開口位置の周囲は、前記弁体８４が接触する着座面９４となっている。
【０００３】
このフロートバルブの動作を図１０乃至図１３に基づいて説明する。
図１０に示すような油面９６が下位に位置する場合には、フロート８２はケース７８内で下位に位置し、弁体８４は着座面９４から充分離れている。この状態においては、ケース７８の空間７６とキャニスター７２への連絡通路９０とは弁体８４で遮断されることはなく、燃料タンク７０の内部に発生した燃料ガスは、通気口８８から空間７６と連絡通路９０とを経てキャニスター７２に導かれる。
【０００４】
次に、給油による燃料タンク７０内の燃料の増加や、自動車の過度の傾斜や転倒によって、油面９６がケース７８の内部に至ってフロート８２が上昇し、そのフロート８２と共に弁体８４が上昇する。ここで、図１１に示すように、弁体８４が着座面９４に接近した場合に、空間７６から連絡通路９０へ至る燃料ガスの流れに通路抵抗が生じ、その通路抵抗は吸い上げ力となって弁体８４を浮き上がらせる。
段階差動を行わないフロートバルブにおいては、一般に弁体がフロートと一体に上下に移動する構成であり、弁体が着座面に接近した場合に、燃料ガスの吸い上げ力によって弁体とフロートが急に浮き上がって連絡通路を閉鎖させる。このように連絡通路を急に閉鎖すると、燃料タンク内の圧力が急上昇して、給油時に給油口から燃料が吹きこぼれる不具合があった。
【０００５】
しかし、図１０に示した段階差動を行う構造のものは、フロート８２に対して弁体８４を相対的に変位可能にしたので、図１１のような弁体８４が着座面９４に接近した場合に、燃料ガスの吸い上げ力によって、弁体８４のみが浮き上がりフロート８２は浮き上がらないようにしている（図１２）。
この図１２の状態では、弁体８４が着座面９４に着座し、空間７６から連絡通路９０へ直接至る広い通路断面が弁体８４によって閉鎖される。その際、弁体８４の中央に形成された補助通路９２が開かれ、その補助通路９２を介して空間７６から連絡通路９０に燃料ガス導入される。即ち、空間７６と連絡通路９０とを連絡する断面が、図１２の場合は図１０の場合に比べて狭くなる。
その後、油面９６が更に上昇することによってフロート８２が上昇し、そのフロート８２によって弁体８４の補助通路９２が閉鎖される（図１３）。
このように、図１０に示した段階差動を行う構造のものは、図１０のような空間７６と連絡通路９０とを直接連絡する段階と、図１２のような補助通路９２を介して空間７６と連絡通路９０とを連絡する段階の２段階に変化し、連絡通路９０が急激に閉鎖されるのを防止している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図１０に示した構成のものでは、図１１に示すように、弁体８４が着座面９４に所定の距離まで接近しない限り、吸い上げ力による弁体８４の吸い上げ効果が発生せず、段階効果が得られないという不具合があった。
また、吸い上げ力によって弁体８４が着座面９４に接触すると、弁体８４を支持していたフロート８２は弁体８４の重量分だけ軽くなって、その分だけ浮き上がる。しかし、弁体８４の吸い上げ発生位置が、図１１に示すように、弁体８４並びにフロート８２が着座面９４に接近した位置であるので、図１１のフロート８２の位置からフロート８２が弁体８４の重量分だけ軽くなって浮き上がると、フロート８２は直ちに弁体８４の補助通路９２を閉じる位置付近に至り、急激な全閉に近い状態となる。この結果、差動が充分に得られないという欠点があった。
更に、フロート８２はスプリング８６とのバンラス上から、ある程度重量を必要とすることから肉厚となることが多く、しかもフロート８２は樹脂の成形品であることが多いので、フロート８２に成形収縮が生じ易かった。この結果、フロート８２において、ケース７８との摺接部であるリブ８０の精度が出しにくく、閉弁時に着座部９４への弁体８４の芯ズレが生じたり、弁漏れが生じるという不具合があった。
その上、ケース７８における連絡通路９０の箇所の成形収縮により、着座面９４の精度が悪くなって、弁漏れが生じるという問題もあった。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、急激な閉鎖のない段階的な差動を確実に行えるようにしたフロートバルブを提供することを目的とするものである。
本発明は更に、着座部と弁体との芯ズレを少なくするフロートバルブを提供することを目的とするものである。
【０００８】
【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は、内部に空間を形成したケースと、ケース内に形成されるもので前記空間と連絡する連絡孔と、ケース内に移動自在に備えられるフロートと、そのフロートに対して所定の範囲内で相対的に変位可能なメインバルブと、そのメインバルブを貫通して形成される補助通路と、前記連通孔と嵌合して前記空間とその連通孔とを連絡するものであって前記メインバルブに形成されるガイド部材と、前記メインバルブに形成されるものであり前記連絡孔と前記空間との通路断面を変化させるためのものであって前記連絡孔との間隔が所定の範囲内になった時に前記通路断面の変化に伴う通路抵抗の変化を利用して前記メインバルブを吸い上げる力を発生させる吸引力発生部材と、前記ケースの内面に備えられるものであって前記連絡孔の空間側への開口部の周囲に備えられる第一密閉部材と、前記メインバルブの上昇時にそのメインバルブと共に移動するものであって前記第一密閉部材と接触してその接触箇所を密閉する第二密閉部材とを有し、前記吸引力発生部材と前記連絡孔との間隔が所定範囲に達しない間は前記連絡孔と前記空間とを直接連絡し、前記吸引力発生部材と前記連絡孔との間隔が所定範囲内の間隔になると、前記メインバルブに吸い上げ力が働いてそのメインバルブを上昇させて前記第一密閉部材と前記第二密閉部材とを接触させ、前記メインバルブに形成した補助通路を介して前記空間と前記連通孔とを連絡するようにしたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に本発明を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係わるフロートバルブの一実施形態を示す断面図であり、図２は図１のフロートバルブの主要構成要素の斜視図である。
フロートバルブのケース１０はその内部に空間１２を有し、その空間１２はケース１０の上部に形成した連絡孔１４を介して、図示しないキャニスターに通じる連絡通路１６と連絡している。このケース１０の下部には、穴１８を形成したキャップ２０が取り付けられる。このケース１０は燃料タンクの内部に露出しており、ケース１０内の空間１２は前記キャップ２０の穴１８を通じて燃料タンクの内部と連絡している。ケース１０の側面にはその内外に通じる通気口２２が形成されており、ケース１０の空間１２へはその通気口２２を通じて燃料タンク内の燃料ガスが導入される。
【００１０】
ケース１０の空間１２には、フロート２４と、そのフロート２４と前記キャップ２０との間に介在するスプリング２６とが備えられる。フロート２４は、図２乃至図４に示すように、内側に位置する逆コップ状の主重量部２８と、その主重量部２８の外側にある筒状の外周部３０と、主重量部２８と外周部３０とを連絡する連結腕３２とから成る。前記外周部３０の外面には、前記ケース１０の内壁と摺接するための複数個の摺接部としてのリブ３４と、後述するメインバルブの移動範囲を規制するための係止突起３６とが形成される。
この主重量部２８は、逆コップ状に配置されているので、フロート２４全体として上部側の方が下部側より体積が多くなっている。
【００１１】
コップ状の底面に相当するフロート２４の上面には、図２に示すように、円盤状でその中央に上方に伸びる突起３８を一体に形成したサブバルブ４０が備えられる。そのサブバルブ４０を載せたフロート２４の上から、メインバルブ４２がフロート２４に被せられる。
メインバルブ４２は、図２に示すように、逆コップ状の基部４４と、その基部４４より下方に伸びる係止脚４６と、その基部４４より上方に伸びる放射状の複数枚のフィンから成るガイド部材４８と、その基部４４より上方に伸び前記ガイド部材４８より長さが短くしかもガイド部材４８の外面よりも内側に位置する吸引力発生部材としてのスリーブ５０とから構成される。基部４４の中央にはそこを貫通する補助通路５２（図１）が形成される。係止脚４６は先端が閉鎖された状態の溝５４（図２）を有し、その溝５４が前記フロート２４に形成された係止突起３６に係合し、その係合によってメインバルブ４２はフロート２４に対して所定の距離内で相対的に変位可能となっている。
【００１２】
前記ガイド部材４８は、メインバルブ４２がどの位置に移動しても、必ず前記ケース１０に形成された連絡孔１４に嵌合するよう設定される。連絡孔１４と嵌合しているガイド部材４８は放射状の複数枚のフィンから成るので、図１の状態では連絡孔１４は空間１２と連絡通路１６とを連絡する。
前記スリーブ５０は、その先端部と前記連絡孔１４との間で、空間１２と連絡孔１４との間の通路断面を変化させるものである。その通路断面はメインバルブ４２の移動に応じて変化し、その通路断面の変化に伴って通路抵抗が変化し、所定以上の通路抵抗が生じるとメインバルブ４２を上昇させるものである。なお、前記スリーブ５０は、放射状の複数枚のフィンから成るガイド部材４８の全周にわたるものであっても、部分的なものであっても良い。
【００１３】
放射状に配置されるガイド部材４８の周囲に、弾力性を有する素材からなる第二密閉部材としての環状のバルブシート５６が備えられる。この環状のバルブシート５６は、断面が均等の厚さのものでも良いが、図５に示すように、バルブシート５６の上面に上方に突出する環状のリブ５８を形成すると共に、バルブシート５６の下面に下方に突出する環状のリブ６０を形成したものでも良い。この場合、これら環状のリブ５８の直径と環状のリブ６０の直径とは異なる大きさに設定する。また、バルブシート５６の下面には、前記環状のリブ６０の他にバランスの点から切欠を設けたリブ６２を設けても良い。
ケース１０の内壁には、前記連絡孔１４の空間１２側への開口部の周囲に、前記バルブシート５６と接触するための第一密閉部材としての着座面６４が形成される。
【００１４】
以上のように構成されたフロートバルブによれば、図１に示すように、油面６６が下位に位置する場合には、フロート２４がケース１０内で最下位に位置し、スリーブ５０の先端と連絡孔１４との距離は最大となっている。従って、この図１の状態においては、連絡孔１４と前記空間１２との間には通路抵抗が生じない。
その後、油面６６が上昇すると、図６に示すように、フロート２４とメインバルブ４２が上昇し、スリーブ５０の先端部が連絡孔１４に近づき、それに伴って空間１２と連絡孔１４との通路断面が徐々に狭くなり、通路抵抗が大きくなる。通路抵抗が所定範囲になると、メインバルブ４２に吸い上げ力が働き、その吸い上げ力によってメインバルブ４２が上昇させられて図７の状態になる。
前記スリーブ５０の高さは予め任意に設定できるものであり、図６において、バルブシート５６と着座面６４との間の距離Ｈが充分に長い状態でも、スリーブ５０の先端部と連絡孔１４の開口部との距離ｈを短くすることができる。
【００１５】
吸い上げ力によってメインバルブ４２が上昇させられた図７の状態では、バルブシート５６は一方をメインバルブ４２に接触すると共に他方を着座面６４に接触し、しかもバルブシート５６は着座面６４とメインバルブ４２とによって両面が圧迫される。具体的には、バルブシート５６の上面の環状のリブ５８は着座面６４と接触し、下面の環状のリブ６０はメインバルブ４２と接触する。これら環状のリブ５８，６０は弾力性を有するので、樹脂成形で形成される着座面６４やメインバルブ４２にうねりがあっても、環状のリブ５８，６０は確実に着座面６４やメインバルブ４２に接触する。これによって、環状のバルブシート５６の両面の外側と内側とは気密性を保った状態で密閉される。
この際、サブバルブ４０はメインバルブ４２とは離れた状態となり、メインバルブ４２の補助通路５２は開放される。この結果、補助通路５２を介して空間１２と連絡孔１４とが連絡される。補助通路５２によって空間１２と連絡孔１４とが連絡される図７の状態は、図６の状態と比べて空間１２から連絡孔１４への通路断面が狭くなり、段階差動を確保することができる。この図７の油面６６の高さを、オートロック時の油面高さに設定する。
【００１６】
図７のように、メインバルブ４２が吸い上げられた際に、フロート２４はメインバルブ４２やバルブシート５６の重量分だけ上昇する。しかし、バルブシート５６と着座面６４との間隔Ｈ（図６）を長く設定することができるので、補助通路５２を介して空間１２と連絡孔１４とを連絡する状態を長く確保することができ、直ちに全閉になることを防止することができる。
また、図１並びに図２に示すように、前記フロート２４は、内側の逆コップ状の主重量部２８と、その主重量部２８の外側にある筒状の外周部３０との内外２重の構成部材から構成し、それら主重量部２８と外周部３０とを連結腕３２で連結したものである。外側の外周部３０に比べて内側の主重量部２８にフロート２４の肉厚（重量）を集中してあるので、肉厚の主重量部２８に成形収縮が生じても、外周部３０とその外部のリブ３４には成形収縮の影響は少ない。従って、前記ケース１０と摺接するリブ３４の精度を従来のように確保でき、閉弁時での着座面６４へのバルブシート５６の芯ズレや弁漏れの発生を防止することができる。
また、主重量部２８における肉厚箇所を逆コップ状として上位に配置するので、図３並びに図４に示すように、油面６６の下位になる可能性のあるフロート２４の容積を少なくすることができ、メインバルブ４２が吸い上げられた際のフロート２４浮き上がりを少なくすることができる。
図の状態から継ぎ足し給油がされると、油面６６が上昇してフロート２４とサブバルブ４０が更に上昇し、サブバルブ４０によって補助通路５２が閉鎖されて、燃料タンクが満タン状態となる（図８）。
【００１７】
前記ケース１０の上部にはキャニスターに連絡する連絡通路１６が一体に形成されるが、一般にその連絡通路１６はケース１０の上部で水平に曲げられる。ここで、ケース１０において水平に曲がった箇所を管部６８とすれば、管部６８の外壁に当たる箇所とそれに対向する位置のケース１０の上面に当たる箇所との間は従来は隙間無く一体になっている。しかし、本発明では図１に示すように、管部６８の外壁とそれに対向する位置のケース１０の上壁とを区画し、その間に外部と通じる隙間６９を形成する。この隙間６９を形成することによって、成形時のケース１０の変形を阻止して、ケース１０の成形収縮による着座面６４のズレの発生を少なくすることができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係わるフロートバルブによれば、従来のような弁体と着座面とが接近しない限り吸い上げ効果が発生しないものと違って、バルブシートと着座面との距離が長い場合でも吸い上げ効果を発揮できる。
また、狭い通路断面の状態から全閉まで間のフロートの上昇距離を長く確保することができるので、急激な全閉を防止することができ、燃料の吹きこぼれを防ぐことができる。
更に、フロートは、内側の肉厚のある主重量部と外側の比較的肉厚の薄い外周部とから構成し、成形収縮の影響の少い外周部にケースと摺接するリブを形成したので、閉弁時にバルブシートと着座部との芯ズレや弁漏れを防止することができる。
その上、ケースの上部に形成する連絡通路の管部と、それに対向する位置のケース上面との間に外部と通じる隙間を形成することによって、成形時のケースの変形を防止して、着座面の位置ズレの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるフロートバルブの一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１のフロートバルブの主要構成要素の斜視図である。
【図３】図１におけるフロートのＸ−Ｘ線断面図である。
【図４】図１におけるフロートのＹ−Ｙ線断面図である。
【図５】本発明に使用するバルブシートの拡大断面図である。
【図６】図１の状態から油面が上昇した状態を示すフロートバルブの断面図である。
【図７】図６の状態から吸い上げによってメインバルブが着座面に接触した状態を示すフロートバルブの断面図である。
【図８】図７の状態から油面が上昇して通路が全閉になった状態を示すフロートバルブの断面図である。
【図９】燃料タンクとフロートバルブとキャニスターの位置関係を示す構成図である。
【図１０】従来のフロートバルブの断面図である。
【図１１】図１０の状態から油面が上昇した状態を示すフロートバルブの断面図である。
【図１２】図１１の状態から吸い上げによってメインバルブが着座面に接触した状態を示すフロートバルブの断面図である。
【図１３】図１２の状態から油面が上昇して通路が全閉になった状態を示すフロートバルブの断面図である。
【符号の説明】
１０ケース
１２空間
１４連絡孔
１６連絡通路
２２通気口
２４フロート
２８主重量部
３０外周部
３４リブ
４０サブバルブ
４２メインバルブ
４８ガイド部材
５０スリーブ
５２補助通路
５６バルブシート
５８環状リブ
６０環状リブ
６４着座面
６８管部
６９隙間

Claims

内部に空間を形成したケースと、ケース内に形成されるもので前記空間と連絡する連絡孔と、ケース内に移動自在に備えられるフロートと、そのフロートに対して所定の範囲内で相対的に変位可能なメインバルブと、そのメインバルブを貫通して形成される補助通路と、前記連通孔と嵌合して前記空間とその連通孔とを連絡するものであって前記メインバルブに形成されるガイド部材と、前記メインバルブに形成されるものであり前記連絡孔と前記空間との通路断面を変化させるためのものであって前記連絡孔との間隔が所定の範囲内になった時に前記通路断面の変化に伴う通路抵抗の変化を利用して前記メインバルブを吸い上げる力を発生させる吸引力発生部材と、前記ケースの内面に備えられるものであって前記連絡孔の空間側への開口部の周囲に備えられる第一密閉部材と、前記メインバルブの上昇時にそのメインバルブと共に移動するものであって前記第一密閉部材と接触してその接触箇所を密閉する第二密閉部材とを有し、前記吸引力発生部材と前記連絡孔との間隔が所定範囲に達しない間は前記連絡孔と前記空間とを直接連絡し、前記吸引力発生部材と前記連絡孔との間隔が所定範囲内の間隔になると、前記メインバルブに吸い上げ力が働いてそのメインバルブを上昇させて前記第一密閉部材と前記第二密閉部材とを接触させ、前記メインバルブに形成した補助通路を介して前記空間と前記連通孔とを連絡するようにしたことを特徴とするフロートバルブ。
前記フロートと前記メインバルブとの間にそのメインバルブに対して相対的に変位可能なサブバルブを備え、前記補助通路を介して前記空間と前記連通孔とを連絡した状態の後に、前記フロートの上昇によって前記サブバルブで前記補助通路を閉鎖することを特徴とする請求項１記載のフロートバルブ。
前記第一密閉部材を前記ケースの内面に形成される着座面とし、前記第二密閉部材を前記ガイド部材の周囲に備えられた弾力性を有する素材から成る環状のバルブシートとすることを特徴とする請求項１記載のフロートバルブ。
前記バルブシートが一方の側面に環状のリブを設けると共に他方の側面に環状のリブを有し、それら両側の環状のリブの直径を異なるものとしたことを特徴とする請求項３記載のフロートバルブ。
内側の主重量部とその外側の比較的重量の少ない外筒部とそれら主重量部と筒状部とを連結する連結腕とから前記フロートを構成し、その外筒部の外面に前記ケースの内面と摺接するための摺接部を形成したことを特徴とする請求項１記載のフロートバルブ。
前記ケース内に前記連絡孔を中心に前記空間の反対側に連絡通路を形成し、その連絡通路を構成する前記ケースの一部としての管部と前記ケースの上面との間に、外部と連絡できる隙間を形成したことを特徴とする請求項１記載のフロートバルブ。