JP3994286B2 - 燃料タンクの液面検知バルブ - Google Patents

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Description

本発明は、燃料タンクの上壁に取り付けられ、常時は燃料タンク内のベーパを燃料タンク外に排出すると共に、給油時には燃料液面の上昇を検知して自動的にバルブを閉じ、燃料タンク内の圧力を意図的に上昇させる液面検知バルブに関し、更に詳述すると、正確に燃料タンク内の燃料の液面を検知して、誤動作を生じることなく確実に開閉動作を行うことができる燃料タンクの液面検知バルブに関する。
従来から、自動車の燃料タンク内に収容された燃料(ガソリン)から発するベーパ(燃料蒸気)を回収し、これを燃料としてエンジンに供給することにより、燃料を無駄なく使用することが行われており、最近では給油時に発生するベーパーも回収して燃料として使用することが行われている。
この場合、給油に用いられる燃料注入ガンは、タンク内の圧力上昇により満タン時を検知して自動的に注油を停止するようになっているが、上記のように給油中に発生するベーパをタンク内から排出して回収する場合、当然にタンク内の空気も排出することとなり、給油によって燃料液面が上昇してもタンク内圧が上昇せず、燃料注入ガンが満タンを検知できなくなってしまう。
そこで、従来からベーパ回収パイプと燃料タンクとの連結部に液面検知バルブを配設して満タン近くまで注入された燃料の液面を検知してバルブを閉じ、満タン時にタンク内圧を上昇させて燃料注入ガンを停止させることが行われている。即ち、図10に示したように、燃料タンクaの上壁内面に液面検知バルブbを配設し、燃料注入時にこの液面検知バルブbを通してベーパをキャニスターcに回収し、燃料の液面がこの液面検知バルブbに達すると液面を検知して該液面検知バルブbが閉じ、内圧を上昇させることが行われている。なお、図10中dは燃料注入管、eは上記液面検知バルブbとキャニスターcとを接続しているベーパ回収パイプoの中間部に設けられた切り替えバルブであり、燃料注入管dに燃料注入ガン(図示せず)を挿入すると、該注入管d内に配設された切り替えスイッチfにより切り替えバルブeが切り替えられて上記液面検知バルブbを通してベーパの回収が開始されるようになっており、給油時以外の常時は他のベーパ回収路gを通してベーパを回収するようになっている。また、キャニスターcに回収されたベーパは、燃料(ガソリン)と空気に分離され、燃料をエンジンルームへと供給すると共に、空気は大気中に放出されるようになっている。
満タンを検知するための上記液面検知バルブbとしては、従来図11に示した構造のバルブが知られている(特許文献1:実公平4−54920号公報)。即ち、この液面検出バルブは、図11に示されているように、上端壁が逆ロート状の弁座hとなっているケースiに、上部にドーム状の弁頭jが形成されたフロート体kを収容すると共に、上記ケースiの周壁に液流入窓mを設けたものである。
実公平4−54920号公報
この液面検知バルブは、常時は上記フロート体kが下方に位置し、上記弁頭jと上記弁座hとの間に間隙(図示せず)が形成され、この間隙を通してベーパをキャニスターへと排出するようになっている。そして、給油により燃料の液面nが上昇すると、燃料が上記液流入窓mからケースi内に流入し、フロート体kがその浮力により上昇して弁頭jが弁座hに密着し、ベーパの排出が停止してタンク内の圧力を上昇させるものである。
しかしながら、上記従来の液面検知バルブは、誤動作を生じ易く、燃料が満タンまで注入される前に弁を閉じてしまったり、液面が下がっても弁が開かない場合があり、次の給油時にベーパを排出することができず、給油開始後すぐにタンク内の内圧が上昇して燃料注入ガンを停止させてしまう場合がある。
即ち、燃料注入ガンからはかなりの高流速で燃料が噴射されるため、給油時にはタンク内の燃料液面が上下動し、これに伴って上記フロート体kも上下動するが、このとき上記弁頭jと弁座hとの間に形成された間隙には排出されるベーパ気流があり、またベーパ回収パイプo内に流入したベーパはキャニスターc(図10参照)へと流れて行くので弁座hの内側(ベーパ回収パイプo側)に陰圧が生じており、この陰圧により弁頭jが弁座hに吸い付けられ、満タン前に弁が閉じてしまう場合がある。また、給油終了後は上記切り替えバルブe(図10参照)によりベーパ回収管oが遮断されるので、弁が閉じた後も弁座hの内側(ベーパ回収パイプo側)は陰圧状態が保持される場合があり、このため燃料の液面nが下がっても弁頭jが弁座hに吸い付けられたままとなって弁が開かない場合がある。
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、正確に燃料タンク内の燃料の液面を検知して、誤動作を生じることなく確実に開閉動作を行うことができる燃料タンクの液面検知バルブを提供することを目的とする。
本発明は、上記目的を達成するため、燃料タンクの上壁に取り付けられ、常時は燃料タンク内のベーパを燃料タンク外に排出すると共に、給油時には燃料液面の上昇を検知して自動的にバルブを閉じ、燃料タンク内の圧力を意図的に上昇させる液面検知バルブであって、弁座が形成された上端壁と液抜き穴が形成された下端壁とを有し、かつ周壁の軸方向中間部に1又は2以上の液流入孔が穿設された筒状の本体内に、上端部に弁頭が設けられたフロート体を上下動自在に収容すると共に、上記液抜き穴を開閉するシャッターフロートを上記本体の下端部に上下動自在に取り付けてなり、上記給油時の燃料液面上昇によって、まず上記シャッターフロートが上昇して上記液抜き穴を閉塞し、次いで上記液流入孔まで達した燃料が上記本体内に流入し、上記フロート体が上昇して上記弁頭が上記弁座に密着し、閉弁するように構成したことを特徴とする燃料タンクの液面検知バルブを提供する。
この場合、上記本発明の液面検知バルブにあっては、上記弁頭として、上端中央部に圧抜き孔が形成された鞘状の弁頭を用い、この弁頭をフロート体の上面に突設された上端部が略円錐状に形成された弁頭支持柱に抜き差し自在に被せることにより、フロート体上端部に弁頭を設けるようにすることもできる。
本発明の液面検知バルブは、上述のように燃料タンクの上壁に取り付けられ、常時は燃料タンク内のベーパを燃料タンク外に排出すると共に、給油時には燃料液面の上昇を検知して自動的にバルブを閉じ、燃料タンク内の圧力を意図的に上昇させて、燃料注入ガンからの燃料注入を停止させるためのものである。
即ち、常時は上記筒状の本体内で上記フロート体が下方移動限に位置しており、このとき該フロート体の上部に設けられた弁頭と本体の上壁に形成された逆ロート状の弁座との間に間隙が形成され、この間隙を通して燃料タンク内のベーパがタンク外へと排出されるようになっている。またこのとき、上記シャッターフロートも下方移動限にあり、上記本体の底壁に形成された液抜き穴が開いた状態となっている。
そして、給油時には、燃料タンク内の燃料の液面が上昇して本発明の液面検知バルブに達すると、液面の上昇に伴って上記シャッターフロートがその浮力により上昇し、該シャッターフロートが本体の上記液抜き穴に密着してこれを閉塞する。更に液面が上昇して本体の周壁に形成された液流入孔に達すると、この液流入孔から本体内に燃料が流入し、上記フロート体がその浮力により上昇して、該フロート体上端部に設けられた上記弁頭が本体の上端壁に設けられた上記弁座に密着し、これを閉塞する。
これにより、本液面検知バルブが閉状態となり、ベーパを含む内部の空気は燃料タンク外に排出されなくなり、更に液面が上昇することによりタンク内圧が上昇して燃料注入ガンの燃料噴出を停止させる。
次いで、燃料の消費により燃料タンク内の燃料の液面が下がると、液面の降下に伴って上記シャッターフロートがその自重により降下し、上記本体の底壁に形成された液抜き穴が開いて本体内の燃料が本体外に排液されることにより、上記フロート体が自重により降下して、該フロート体の上部に設けられた弁頭と本体の上壁に形成された逆ロート状の弁座との間に間隙が形成され、上記初期状態に復帰するものである。
このように、本発明の液面検知バルブは、液面の上昇により上記シャッターフロートが上昇して上記本体の液抜き穴が閉塞された状態で液流入孔から燃料が本体内に流入しなければ、本体内に燃料が溜まって弁頭を有するフロート体が上昇することはなく、よって燃料の液面が上下動して一時的に液面が上がっても、液面の上昇と共にシャッターフロートが上昇して液抜き穴を閉塞するので、この液抜き穴から燃料が本体内に流入してフロート体を上昇させることはなく、更に一時的に燃料の液面が液流入孔に達して本体内に燃料が流入しても、液面が下がったときにシャッターフロートが降下して液抜き穴が開き、本体内に流入した燃料が排出されるので、このような場合にもフロート体が上昇して弁が閉じてしまうようなことがない。そして、液面が十分に上昇してシャッターフロートにより本体の液抜き穴が完全に閉塞された後に液流入孔から燃料が流入することにより、初めてフロート体が上昇し、弁が閉じるものである。
従って、本発明の液面検知バルブによれば、給油時の液面の上下動によって満タンに燃料が注入される前にバルブが閉じてしまうようなことがなく、正確に燃料の液面を検知して開閉動作を行うことができるものである。
ここで、本発明の液面検知バルブでは、上記弁頭として、上端中央部に圧抜き孔が形成された鞘状の弁頭を用い、この弁頭をフロート体の上面に突設された上端部が略円錐状に形成された弁頭支持柱に抜き差し自在に被せることにより、フロート体上端部に弁頭を設けるようにすることもでき、これにより液面が下がった後でも、陰圧により弁頭が弁座に吸い付いたままとなることを確実に防止することができる。
即ち、上記のように弁頭を構成した本発明の液面検知バルブは、フロート体の上端部に突設された上記弁頭支持柱の先端部により弁頭の圧抜き孔が閉塞された状態で、該弁頭が弁座に密着して弁が閉じられるものである。そして、液面が下がり本体内の燃料が排出されると、上記フロート体が自重により降下し、この際弁頭が陰圧により弁座に吸い付けられていても、フロート体と一体的に弁頭支持柱が降下して弁頭の圧抜き孔が開き、陰圧による吸引が解除されて弁頭が自重により降下し、弁が確実に開くものである。
以上のように、本発明の燃料タンクの液面検知バルブによれば、給油時の液面の上下動によって満タンに燃料が注入される前にバルブが閉じてしまうようなことがなく、正確に燃料の液面を検知して開閉動作を行うことができるものである。
発明を実施するための最良の形態及び実施例
以下、実施例を示し、本発明につきより具体的に説明する。
図1〜4は本発明の一実施例にかかる液面検知バルブを示すもので、この液面検知バルブは、図10に示された液面検知バルブbと同様に、燃料タンクaの上端壁に取り付けられ、常時は燃料タンクa内のベーパを燃料タンクa外に排出すると共に、給油時には燃料液面の上昇を検知して自動的にバルブを閉じ、燃料タンクa内の圧力を意図的に上昇させて、燃料注入ガンからの燃料注入を停止させるためのものである。
この液面検知バルブは、図1〜4に示されているように、上部本体1と下部本体2とからなる略筒状の本体3と、該本体3内に収容されたフロート体4と、該フロート体4の上端部に取り付けられた弁頭5と、上記本体3の下端部に取り付けられたシャッターフロート6とを具備している。
上記本体3を構成する上部本体1は、図5に示したように、くの字状に折曲されたパイプ7の一端部内周面に逆ロート状の弁座8を形成すると共に、該一端部外周面にリング板状のフランジ9を一体に形成した弁座体10の下面に上端外周にフランジ11を有する円筒体12を連結し、両フランジ9,11をネジ止め15することにより固定したものである。この上部本体1を構成する上記円筒体12の周壁上端部には、8個のベーパ流通窓13が形成されていると共に、周壁下端部の互いに対向する位置に上記下部本体2と連結するための連結孔14,14が形成されている。また、上記弁座体10の弁座8内周面には、(D)図に示されているように、8個の吸引防止溝20が径方向に沿って形成されている。
また、上記下部本体2は、図6に示したように、液抜き穴16が形成された下端壁を有する円筒状のもので、その上端部外周面の互いに対向する位置には上記上部本体1と連結するための連結爪17,17が突設されていると共に、下端部外周面には上記シャッターフロート6を取り付けるための4つのシャッター取付凸部18が等間隔ずつ離間して突設されている。また、周壁の軸方向中間部には、4つの液流入孔19が等間隔ずつ離間して形成されている。
本例液面検知バルブを構成する本体3は、図1〜4に示されているように、上記下部本体2の上端部を上記上部本体1の円筒体12下端部内に挿入し、下部本体2の連結爪17,17を上部本体1の連結孔14,14に係合させることにより、上部本体1と下部本体2とを連結固定させたものである。
次に、この本体3内に収容された上記フロート体4は、図7に示したように、円筒状の基体21上端を、上面に略円錐状の弁頭支持柱22を突設した上壁で閉塞すると共に、該弁頭支持柱22の周囲に当該弁頭支持柱22の外周面と所定間隔離間した状態に周壁体23を一体に形成し、更に該周壁体23の下端外周面にリング状のフランジ24を一体に形成したものである。また、(D)図に示されているように、上記基体21の外周面には、軸方向に沿って8個の突条25が等間隔ずつ離間して突設されていると共に、(A)図に示されているように、上記周壁体23の内周面にも軸方向に沿って8個の突条26が等間隔ずつ離間して突設されている。更に、(C)図に示されているように、上記周壁体23と上記基体21の上端面との間には、周壁体23内に流入した燃料を排出するための液出し孔27が形成されている。
このフロート体4は、図1〜4に示されているように、上記本体3内に上下動自在に収容されていると共に、このフロート体4の上記フランジ24と上記下部本体2との間にバネ28が配設されており、このバネ28の付勢力により僅かな浮力でも上方へと動くようになっている。なお、このフロート体4は、常時は自重により上記バネ28の付勢力に抗して本体3内の下方移動限に位置するようになっている。また、このフロート体4は、その基体21外周面に突設された突条25(図7(D)参照)が下部本体2の内周面に線接触した状態となり、ぐらつきを生じることなく安定姿勢で上下動し得るようになっている。
このフロート体4に取り付けられた上記弁頭5は、図8に示されているように、円筒状基体29の上端にドーム状の上壁30を一体に形成すると共に、該上壁30の中央に圧抜き孔31((B)図参照)を形成した略鞘状のものである。
この弁頭5は、図1〜4に示されているように、上記フロート体4の弁頭支持柱22に抜き差し自在に被せることにより、該フロート体4上端部に取り付けられている。この際、この弁頭5の圧抜き孔31が上記弁頭支持柱22の先端部により閉塞される。また、この弁頭5は、フロート体4の周壁体23内周面に突設された上記突条26(図7(A)参照)と弁頭支持柱22の外周面との間に支持されてぐらつきを生じることなく、安定姿勢で上下動し得るようになっている。
次に、上記本体3の下端部に取り付けられた上記シャッターフロート6は、図9に示したように、カップ状基体32の底壁内面にドーム状に膨出した閉塞凸部33を形成すると共に、該基体32の周壁に上端部から下端縁部に至る4つのスライド溝34を形成し、かつ基体32の下面に筒状の浮力部35を一体に形成したものである。
このシャッターフロート6は、図1〜4に示されているように、上記スライド溝34内に上記下部本体2のシャッター取付凸部18を摺動可能に挿入することにより本体3の下端部に取り付けられており、常時は図1に示されているように自重により下方移動限にあり、上方に移動することにより図2に示されているように、その上方移動限において上記閉塞凸部33が上記本体3の液抜き穴16を閉塞するようになっている。
次に、本実施例の液面検知バルブの動作について説明する。
この液面検知バルブは、上述のように燃料タンクの上壁に取り付けられ、常時は燃料タンク内のベーパを燃料タンク外に排出すると共に、給油時には燃料液面の上昇を検知して自動的にバルブを閉じ、燃料タンク内の圧力を意図的に上昇させて、燃料注入ガンからの燃料注入を停止させるためのものである。
即ち、常時は図1に示されているように、上記本体3内で上記フロート体4が下方移動限に位置しており、このとき該フロート体4の上端部に取り付けられた弁頭5と本体3の上壁内面に形成された逆ロート状の弁座8との間に間隙が形成され、この間隙を通して燃料タンク内のベーパがタンク外へと排出されるようになっている。またこのとき、上記シャッターフロート6も下方移動限にあり、該シャッターフロート6の閉塞凸部33と上記本体3の底壁に形成された液抜き穴16との間にも間隙が形成され液抜き穴16が開いたた状態となっている。
そして、給油時には、燃料タンク内の燃料の液面が上昇して本例の液面検知バルブに達すると、図2に示されているように、液面の上昇に伴って上記シャッターフロート6がその浮力により上昇し、該シャッターフロート6の上記閉塞凸部33が本体3の上記液抜き穴16に密着してこれを閉塞する。更に液面が上昇して本体3の周壁に形成された液流入孔19に達すると、この液流入孔19から本体3内に燃料が流入し、図3に示されているように、上記フロート体4がその浮力により上昇して、該フロート体4上端部に取り付けられた上記弁頭5が本体3の上端壁に設けられた上記弁座8に密着し、これを閉塞する。
これにより、本液面検知バルブが閉状態となり、ベーパを含む内部の空気は燃料タンク外に排出されなくなり、タンク内圧が上昇して燃料注入ガンの燃料噴出を停止させる。
次いで、燃料の消費により燃料タンク内の燃料の液面が下がると、液面の降下に伴って上記シャッターフロート6がその自重により降下し、該シャッターフロート6の閉塞凸部33と上記本体3の底壁に形成された液抜き穴16との間に間隙が形成されて液抜き穴16が開状態となり、この液抜き穴16から間隙を通って本体3内の燃料が本体3外に排液され、上記フロート体4が自重により降下して、該フロート体4の上端部に取り付けられた弁頭5と本体3の上壁内面に形成された逆ロート状の弁座8との間に間隙が形成され、図1に示された上記初期状態に復帰するものである。
このように、本実施例の液面検知バルブは、液面の上昇により上記シャッターフロート6が上昇して上記本体3の液抜き穴16が閉塞された状態で液流入孔19から燃料が本体3内に流入しなければ、本体3内に燃料が溜まって弁頭5を有するフロート体4が上昇することはなく、よって燃料の液面が上下動して一時的に液面が上がっても、液面の上昇と共にシャッターフロート6が上昇して液抜き穴16を閉塞するので、この液抜き穴16から燃料が本体3内に流入してフロート体4を上昇させることはなく、更に一時的に燃料の液面が液流入孔19に達して本体3内に燃料が流入しても、液面が下がったときにシャッターフロート6が降下して液抜き穴16が開き、本体3内に流入した燃料が排出されるので、フロート体4が上昇して弁が閉じてしまうようなことがない。そして、液面が十分に上昇してシャッターフロート6により本体3の液抜き穴16が完全に閉塞された後に液流入孔19から燃料が流入することにより、初めてフロート体4が上昇し、弁が閉じるものである。
従って、本実施例の液面検知バルブによれば、給油時の液面の上下動によって満タンに燃料が注入される前にバルブが閉じてしまうようなことがなく、正確に燃料の液面を検知して開閉動作を行うことができるものである。
更に、本実施例の液面検知バルブには、上述のように、上記逆ロート状に形成された弁座8の内周面に径方向に沿って複数の吸引防止溝20が形成されているので、これにより誤動作の発生をより効果的に防止することができる。即ち、弁座8の内周面に径方向に沿って形成された吸引防止溝20により、弁頭5が弁座8に近づいて行く際に、該弁頭5と弁座8との間に形成された間隙が非常に緩やかに減少することとなり、これにより弁頭5が弁座8に近づいた際に陰圧によって該弁頭5が弁座8に吸い付けられることを効果的に防止し得る。よって、液面が所定の高さまで上昇する前に吸引によって弁が閉じてしまうことを効果的に防止し得るものである。
また、本実施例の液面検知バルブでは、上端中央部に圧抜き孔31が形成された鞘状の弁頭5を用い、この弁頭5をフロート体4の上面に突設された上端部が略円錐状に形成された弁頭支持柱22に抜き差し自在に被せることにより、フロート体4上端部に弁頭が設けられているので、液面が下がった後でも、陰圧により弁頭5が弁座8に吸い付いたままとなることを確実に防止することができる。
即ち、上記のように弁頭5を構成した本実施例の液面検知バルブは、図3に示されているように、フロート体4の上端部4に突設された上記弁頭支持柱22の先端部により弁頭5の圧抜き孔31が閉塞された状態で、該弁頭5が弁座8に密着して弁が閉じられるものである。そして、液面が下がり本体3内の燃料が排出されると、上記フロート体4が自重により降下し、この際弁頭5が陰圧により弁座8に吸い付けられていても、図4に示されているように、フロート体4と一体的に弁頭支持柱22が降下して弁頭5の圧抜き孔31が開き、陰圧による吸引が解除されて弁頭5が自重により降下し、図1に示されているように弁が確実に開くものである。本実施例の液面検知バルブは、このように二段階の動作によって弁が開くように構成されているので、上記弁座8のガス排出口を大きく形成しても陰圧により弁頭5が吸い付いて弁が開かなくなるようなことがなく、従って弁座8のガス排出口を比較的大きく形成して、燃料タンク内のベーパを良好に排出することができるものである。
なお、本発明の燃料タンクの液面検知バルブは、上記実施例に限定されるものではなく、例えば弁頭5はフロート体4と一体的に形成してもよく、また弁座8に形成した吸引防止溝20は省略することもできる。更に、本体3、フロート体4、シャッターフロート6等の形状など、その他の構成についても本発明の要旨を逸脱しない限り、適宜変更して差し支えない。
本発明の一実施例にかかる液面検知バルブを示す断面図である。 同液面検知バルブが閉状態に移行する際の一次動作を示す断面図である。 同液面検知バルブが閉状態に移行する際の二次動作を示す断面図である。 同液面検知バルブが開状態に移行する際の中間動作を示す断面図である。 同液面検知バルブを構成する上部本体を示すもので、(A)は平面図、(B)は正面図、(C)は断面図、(D)は底面図である。 同液面検知バルブを構成する下部本体を示すもので、(A)は平面図、(B)は断面図である。 同液面検知バルブを構成するフロート体を示すもので、(A)は平面図、(B)は正面図、(C)は断面図、(D)は(B)図のD−D線に沿った断面図である。 同液面検知バルブを構成する弁頭を示すもので、(A)は正面図、(B)は断面図である。 同液面検知バルブを構成するシャッターフロートを示すもので、(A)は正面図、(B)は断面図である。 自動車燃料タンクのベーパ回収機構を示す概略図である。 従来の液面検知バルブを示す、一部を断面とした正面図である。
符号の説明
3 本体
4 フロート体
5 弁頭
6 シャッターフロート
8 弁座
16 液抜き穴
19 液流入孔
20 吸引防止溝
22 弁頭支持柱
31 圧抜き孔
33 閉塞凸部

Claims (2)

  1. 燃料タンクの上壁に取り付けられ、常時は燃料タンク内のベーパを燃料タンク外に排出すると共に、給油時には燃料液面の上昇を検知して自動的にバルブを閉じ、燃料タンク内の圧力を意図的に上昇させる液面検知バルブであって、
    弁座が形成された上端壁と液抜き穴が形成された下端壁とを有し、かつ周壁の軸方向中間部に1又は2以上の液流入孔が穿設された筒状の本体内に、上端部に弁頭が設けられたフロート体を上下動自在に収容すると共に、上記液抜き穴を開閉するシャッターフロートを上記本体の下端部に上下動自在に取り付けてなり、
    上記給油時の燃料液面上昇によって、まず上記シャッターフロートが上昇して上記液抜き穴を閉塞し、次いで上記液流入孔まで達した燃料が上記本体内に流入して上記フロート体が上昇し、上記弁頭が上記弁座に密着して閉弁するように構成したことを特徴とする燃料タンクの液面検知バルブ。
  2. 上記弁頭が上端中央部に圧抜き孔が形成された鞘状のものであり、この弁頭をフロート体の上面に突設された上端部が略円錐状に形成された弁頭支持柱に抜き差し自在に被せることにより、フロート体上端部に弁頭を設けた請求項1又は2記載の燃料タンクの液面検知バルブ。
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