JP4051585B2 - 液体燃料流出防止弁 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の燃料タンクなどに設けられる液体燃料流出防止弁の構造の改良に関し、詳しくはエバポ回路への液体燃料の流出を一層防止できる液体燃料流出防止弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の燃料タンク近傍には、エバポ回路と称される気化燃料循環システムが設けられている。このエバポ回路は、気化した燃料を燃料タンクから外部のキャニスタに導き、活性炭などに吸着させて一時蓄えることで、蒸気圧の上昇による燃料タンクの内圧の上昇を防止するものである。そしてキャニスタはエンジンに連結され、エンジンの吸気負圧により活性炭から気化燃料を放出させ混合気中に混合することで再び燃料として使用している。
【０００３】
このエバポ回路では、当然ながらエバポ開口と称される開口が燃料タンクに形成されている。このエバポ開口は、エバポ回路への液体燃料の流入を防止するために、一般に燃料タンクの最上部に形成されている。しかし燃料液面の上下動により、エバポ開口へ液体燃料が流入する恐れがある。もし液体燃料がキャニスタにまで流入すると、活性炭への吸着により通常の気化燃料の吸着作用が阻害されてしまう。
【０００４】
そこで従来より、エバポ開口には図４〜６に示すような液体燃料流出防止弁が設けられている。この液体燃料流出防止弁は、燃料タンク 100の上部に設けられエバポ開口 101をもつハウジング 102と、ハウジング 102内に収納され燃料に浮いて液面の上下動により上下動することでエバポ開口 101を開閉するフロートバルブ 103と、ハウジング 102に保持されフロートバルブ 103の下面を支持して下降を規制する支持部材 104と、フロートバルブ 103と支持部材 104の間に介在しフロートバルブ 103を上方へ付勢するスプリング 105と、から構成されている。
【０００５】
この液体燃料流出防止弁では、例えば図４に示すように燃料液面がハウジング 102より下方にある場合には、フロートバルブ 103は自重がスプリング 105の付勢力に打ち勝って支持部材 104上に乗った状態となり、エバポ開口 101が開口している。したがって気温の上昇による蒸気圧の上昇などにより燃料タンク 100内の内圧が上昇すると、気化燃料はエバポ開口 101からエバポ回路に導入されるため、燃料タンク 100の内圧を調整することができる。
【０００６】
そして燃料液面が上昇すると、図５に示すように燃料からの浮力とスプリング 105の付勢力によってフロートバルブ 103が浮揚し、フロートバルブ 103によってエバポ開口 101が閉じられる。したがって液体燃料がエバポ開口 101からエバポ回路に流入するのが阻止される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが走行時の路面状況などにより、燃料タンク内の液面が大きく波立つ場合がある。そして液面における波どうしの衝突や壁面への衝突により、液体燃料の飛沫が飛び散る場合もある。このような場合には、図６に示すように燃料液面がフロートバルブ 103より下方に位置している状態であっても、エバポ開口 101から燃料飛沫 200などが進入する場合があった。
【０００８】
また、フロートバルブ 103をより軽くしたり、スプリング 105の付勢力をより大きくすれば、フロートバルブ 103の応答性が向上するため上記不具合をある程度防止できる。しかし、液体燃料がエバポ開口 101に到達していないのにエバポ開口 101が閉じられたり、燃料液面が下がってもエバポ開口 101が開口しなかったりして、このような調整には限界があった。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、平常時のフロートバルブの開閉能は従来と同等とするとともに、燃料液面が波立っているような場合におけるフロートバルブの応答性を向上させ、エバポ開口への液体燃料の進入を一層抑制することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の液体燃料流出防止弁の特徴は、燃料タンクの上部に設けられ筒状の側壁と上壁とからなり上壁に気化した燃料が通過するエバポ開口をもつハウジングと、ハウジング内に収納され燃料に浮いて燃料の液面の上下動により上下動することでエバポ開口を開閉するフロートバルブと、ハウジングに保持されフロートバルブの下降を規制する樹脂製の支持部材とよりなり、
支持部材は複数の貫通孔をもつ板状部と、板状部の周縁部から互いに対向して突出する一対の脚部と、一対の脚部の先端に形成された爪部と、を備え、
ハウジングは該側壁に上下方向に延びる長孔を備え、
爪部の係合面から板状部までの脚部の長さは長孔の下端面から側壁の下端面までの側壁の長さより長く、爪部が長孔に係合することで、支持部材はハウジングに対して少なくとも上下方向に相対移動自在にハウジングに保持されていることにある。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の液体燃料流出防止弁では、平常時に燃料液面が下方にあってフロートバルブを浮揚できない位置にある時には、従来と同様にフロートバルブは自重で支持部材に支持され、エバポ開口が開いている。したがって燃料タンク内の気化燃料はエバポ開口からエバポ回路に流入し、燃料タンクの内圧が調整される。
【００１２】
そして燃料液面が上昇してフロートバルブが浮揚すると、その浮力でフロートバルブがエバポ開口に圧接されエバポ開口が閉じられる。これにより液体燃料がエバポ開口に進入してエバポ回路に進入するのが防止される。
燃料タンク内の液面が大きく波立ち、液面における波どうしの衝突や壁面への衝突により液体燃料の飛沫が飛び散るような場合には、飛沫や波が支持部材に衝突すると、その衝突エネルギーにより支持部材が急激に上昇する。そのためフロートバルブも加速度的に上昇し、その勢いによりエバポ開口を瞬間的に閉じるためエバポ開口への液体燃料の進入を防止できる。また支持部材の上昇によりフロートバルブも上昇し、フロートバルブとエバポ開口との距離が短縮される。これにより液面の僅かな変動でもフロートバルブが浮揚してエバポ開口を閉じるため、フロートバルブの応答性が向上する。
【００１３】
ハウジングは燃料タンクと一体としてもよいし別体としてもよい。またエバポ開口の位置は、一般にはハウジングの最上部であるが、フロートバルブが浮力によりエバポ開口を閉じることが可能な位置であれば特に制限されない。またエバポ開口の形状は、フロートバルブが閉じることができる形状であればよい。
フロートバルブは従来と同様の材質、同様の形状のものを用いることができる。またフロートバルブの見かけ比重と液体燃料の比重との差のみで浮揚する構成としてもよいし、スプリングなどの付勢手段の付勢力を浮力の補助として用いることもできる。
【００１４】
フロートバルブとエバポ開口との距離は、支持部材が最大に下降しフロートバルブが支持部材に支持された状態で、従来と同等の略４mm以下とすることができる。
支持部材は比重が液体燃料と同等若しくは若干大きなものを用いることが望ましい。これにより平常時に燃料液面が上昇しても支持部材は下降位置にあるため、フロートバルブとエバポ開口との距離を従来と同等とすることができ、液体燃料がエバポ開口に到達していないのにエバポ開口が閉じられたりするような不具合が防止される。
【００１５】
支持部材の比重が小さすぎると、平常時に燃料液面が上昇すると支持部材まで浮揚して上昇するため、フロートバルブとエバポ開口との距離が小さくなって、液体燃料がエバポ開口に到達していないのにエバポ開口が閉じられたりするような不具合が生じる場合がある。また支持部材の比重が液体燃料よりあまりに大きすぎると、飛沫や波が衝突したときの上昇移動が困難となり、そのような場合にエバポ開口へ液体燃料が進入するようになる。したがって燃料が例えばガソリンの場合には、支持部材の見かけ比重は 0.8〜 1.5の範囲とするのが望ましい。
【００１６】
支持部材に例えば鍔部などを設けて波立つ液体燃料からの力を受け易くしてもよいが、この場合には波立つ液体燃料から逆の下向きの力を受けることもある。こうなるとフロートバルブの加速度的な上昇が妨げられるので好ましくない。したがって支持部材の液体燃料からの力を受ける表面は、ハウジングの下側面積を超えない大きさとすることが好ましい。これにより下向きの力を受ける表面が表出しないので、支持部材には上向きの力のみが伝わることとなる。
【００１７】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
図１に本発明の一実施例の液体燃料流出防止弁を示す。この液体燃料流出防止弁は自動車のガソリンタンク内にガソリンタンク１と一体的に設けられたハウジング10と、ハウジング10内に収納されたフロートバルブ２と、フロートバルブ２の下端面を支持しハウジング10に保持された支持部材３と、フロートバルブ２と支持部材３の間に介在するスプリング４とから構成されている。
【００１８】
ハウジング10は断面四角形の筒状の側壁11と上壁12とからなり、上壁12に図示しないエバポ回路に連通するエバポ開口13が形成されている。また側壁11には互いに対向し上下方向に延びる一対の長孔14，14が形成されている。
フロートバルブ２は、上面に凸部20をもつとともに下面に凹部21が形成されている。凸部20は逆円錐台形状をなし、先端がエバポ開口13内に入ることでエバポ開口13を閉じる形状とされている。また凹部21にはスプリング４が収納されている。このフロートバルブ２はナイロンあるいはポリアセタールなどから形成され、凹部21及びスプリング４により見かけ比重がガソリンより小さくなるように形成されている。
【００１９】
支持部材３は、複数の貫通孔31をもつ板状部30と、板状部30から互いに対向して突出する一対の脚部32，32とからなり、脚部32，32の先端にはそれぞれ内側に突出する係合面34をもつ爪部33，33が形成されている。この爪部33，33がそれぞれハウジング10の長孔14，14と係合することで、板状部30がハウジング10の底部として機能する。
【００２０】
この支持部材３はナイロンから形成され、その見かけ比重も真比重もともに1.05であって、ガソリンの比重よりやや高くなるように構成されている。
ここで爪部33の係合面34から板状部30までの長さは、長孔14の下端面から側壁11の下端面までの長さより２mm長く形成され、爪部33，33が長孔14，14内を移動することで支持部材３はハウジング10に対して２mmの距離だけ上下に相対移動可能となっている。
【００２１】
そしてフロートバルブ２の凹部21にはスプリング４が収納され、スプリング４の両端はそれぞれ凹部21と支持部材３の板状部30に当接して挟持されることで付勢力が蓄えられた状態で保持されている。しかしその付勢力は、フロートバルブ２の自重より小さいものであり、大気中及びガソリン蒸気中ではフロートバルブ２は自重によりスプリング４を押圧して下端面が板状部30に当接している。
【００２２】
上記のように構成された本実施例の液体燃料流出防止弁では、ガソリン液面が支持部材３より下方にあって静かな平常状態（図１）においては、フロートバルブ２及びスプリング４の自重及び支持部材３自身の自重がスプリング４の付勢力に打ち勝ち、それによって支持部材３が下降して、爪部33，33の係止面34が長孔14の下端面に当接した状態となっている。また、支持部材３はスプリング４の付勢力により下方へ押圧されるため、ハウジング10の側壁11先端と支持部材３との間には２mmの間隙15が形成されている。
【００２３】
その状態ではフロートバルブ２の凸部20先端とエバポ開口13までの距離が４mmありエバポ開口13が開いているので、ガソリン蒸気はエバポ開口13から図示しないエバポ回路に自由に流入する。これによりガソリンタンク１内の内圧が高まるのが防止されている。
そしてガソリン液面が上昇すると、液体ガソリンは貫通孔31などからハウジング10内に入り、フロートバルブ２には徐々に浮力が加わる。ガソリン液面が所定高さを超えると、浮力及びスプリング４の付勢力によりフロートバルブ２が浮揚し、図２に示すように凸部20がエバポ開口13に嵌合してエバポ開口13を閉じる。これにより液体ガソリンがエバポ開口13に進入するのが防止される。また、支持部材３はスプリング４の付勢力により下方へ押圧されるため、ハウジング10の側壁11先端と支持部材３との間には２mmの間隙15が形成されている。
【００２４】
一方、凹凸の大きな道路を走行した場合などには、ガソリン液面が大きく波立ち、ガソリン飛沫がガソリンタンク１内を飛び交うため、フロートバルブ２が浮揚する位置より下方に液面が位置していても、液体ガソリンがエバポ開口13に進入する恐れがある。
そこで本実施例の液体燃料流出防止弁では、支持部材３がハウジング10に対して相対的に上下動可能となっている。したがって図３に示すように、波立ったガソリン液面やガソリン飛沫 200が支持部材３の板状部30に下方から衝突すると、その運動エネルギーにより支持部材３が瞬間的に上昇し、フロートバルブ２が加速度的に上昇してエバポ開口13を閉じる。これによりガソリン飛沫 200などがエバポ開口13に進入するのが防止される。
【００２５】
さらにフロートバルブ２が加速度的に上昇しないまでも、支持部材３が上昇した分だけフロートバルブ２も上昇し、フロートバルブ２は図１の位置から最大２mm上昇することとなる。これにより凸部20とエバポ開口13との距離が短縮されるので、フロートバルブ２の応答性が向上し凸部20がエバポ開口13を閉じ易くなる。したがってガソリン液面が激しく波立っても、エバポ開口13への液体ガソリンの進入を防止することができる。
【００２６】
また波立ったガソリン液面の谷間では、フロートバルブ２が下降するとともに支持部材３も下降するため、エバポ開口13が開き、再びガソリン液面や飛沫が衝突すると支持部材３及びフロートバルブ２が上昇してエバポ開口13を閉じる。この繰り返しにより、ガソリン液面が波立ってもエバポ開口13への液体ガソリンの進入を防止することができる。
【００２７】
なお、本実施例の液体燃料流出防止弁では、フロートバルブ２を浮揚させるための補助手段としてスプリング４の付勢力を利用しているが、このような補助手段はなくてもよいし、磁力など他の補助手段を用いることもできる。またハウジング10と支持部材３との係合手段は、支持部材３がハウジング10と相対的に上下動可能であればよく、本実施例の係合手段に限るものではない。
【００２８】
【発明の効果】
すなわち本発明の液体燃料流出防止弁によれば、平常時のフロートバルブの開閉能は従来と同等としながら、燃料液面が波立っているような場合におけるフロートバルブの応答性が向上するので、エバポ開口への液体燃料の進入を一層抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の液体燃料流出防止弁を液面が平常時で低い位置にある時の状態で示す断面図である。
【図２】本発明の一実施例の液体燃料流出防止弁を液面が平常時で高い位置にある時の状態で示す断面図である。
【図３】本発明の一実施例の液体燃料流出防止弁を液面が波立っている時の状態で示す断面図である。
【図４】従来の液体燃料流出防止弁を液面が平常時で低い位置にある時の状態で示す断面図である。
【図５】従来の液体燃料流出防止弁を液面が平常時で高い位置にある時の状態で示す断面図である。
【図６】従来のの液体燃料流出防止弁を液面が波立っている時の状態で示す断面図である。
【符号の説明】
１：ガソリンタンク ２：フロートバルブ ３：支持部材
４：スプリング 13：エバポ開口 14：長孔
15：間隙 200：ガソリン（燃料）飛沫

Claims (1)

1. 燃料タンクの上部に設けられ筒状の側壁と上壁とからなり該上壁に気化した燃料が通過するエバポ開口をもつハウジングと、該ハウジング内に収納され該燃料に浮いて該燃料の液面の上下動により上下動することで該エバポ開口を開閉するフロートバルブと、該ハウジングに保持され該フロートバルブの下降を規制する樹脂製の支持部材とよりなり、
   該支持部材は複数の貫通孔をもつ板状部と、板状部の周縁部から互いに対向して突出する一対の脚部と、一対の該脚部の先端に形成された爪部と、を備え、
   該ハウジングは該側壁に上下方向に延びる長孔を備え、
   該爪部の係合面から該板状部までの該脚部の長さは該長孔の下端面から該側壁の下端面までの該側壁の長さより長く、該爪部が該長孔に係合することで、該支持部材は該ハウジングに対して少なくとも上下方向に相対移動自在に該ハウジングに保持されていることを特徴とする液体燃料流出防止弁。

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