JP4103049B2 - フィラーチューブ用の逆止め弁のアセンブリと、この弁の形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、一方弁（one way valve）に関する。特に、本発明は、燃料補給用のノズルを装着できるようにするとともに、燃料補給の完了時にノズルを取外す際、フィラーチューブの閉口と密閉を行う、フュエルタンクのフィラーチューブ用のフラッパ弁に関するものである。

現在のトラックと乗用車の製品は、燃料蒸気の放出（排気）に関する規定事項により、燃料蒸気が外部環境に逃げることを防ぐようにフュエルタンクを密閉することが求められている。このため、現在の構成例では、フュエルタンクのフィラーチューブに対して一方弁をこの開口部の下流側に位置するように備えて、フィラーチューブ内に燃料補給用のノズルを装着する際に、このノズルに対し密閉できるようにしている。この構成では、燃料補給時と燃料補給用のノズルを取外したときの双方の場合で、燃料蒸気がフィラーチューブから外部環境に逃げることを防ぐことができる。

現在、自動車用フュエルタンクのかなりの数が非金属製の材料（プラスチック製等）を用いて形成されているが、それでも尚、自動車の生産時に金属製のフュエルタンクが用いられているため、金属製とプラスチック製の双方のフュエルタンク用のフィラーチューブに対して逆止め弁（チェックバルブ）を取付けられるようにすることが求められている。典型的に、フィラーチューブの上方部は軽トラックや乗用車の車両構造に対して取付可能であって、可撓性の材料から形成されており、この下流端部側に管状のフランジ状のフィッティングを備えている。このフィッティングは、“スパッド（spud）”として参照されることがある。典型的に、スパッドはフュエルタンクに対して溶接により固定及び密閉されている。

さらに、一方弁はフィラーチューブ内にサイホンホースを挿入できるように構成されて、ホースが弁を通り抜けてフュエルタンク内に侵入し、ホースの下方側の端部がフュエルタンクの底部と当接できるようにすることが求められている。従って、一方弁の下流側の端部をフュエルタンク内に延ばして、サイホンホースがフュエルタンクの底部に向うように弁の側部の開口部を配向させることが都合がよいとされている。この場合、フュエルタンクの底部に向ってサイホンホースを配向させるように、フュエルタンクのスパッド内の弁と、フュエルタンク上のスパッドの回転方向を適切にすることが必要になる。

さらに、フラッパ弁の構成要素をバルブボデーに取付けるための構成を比較的低コストにし、かつ燃料補給用のフィラーノズルまたはサイホンホースを取外す際に自動的に閉口できるように、フラッパを閉口位置に向けかつセルフアラインメント（自己整合）させるように付勢することが望ましい。

しかしながら、従来、大量生産時に経済的で、かつ組付けが容易となるように、フラッパを閉口位置に付勢させるように上述のような弁を生産し、組付けることは困難なことが知られている。さらに、燃料蒸気の放出を防ぐために、完全に閉口させるようにセルフアラインメントさせ、かつ密閉させるようにフラッパを構成するように、フラッパを回転できるようにし、かつフラッパをバルブボデーに取付けるようにピボットまたはヒンジ構造を設けることは比較的コスト高で、困難であることが知られている。故に、従来、サインホースを速やかに装着することができ、かつフィラーチューブ内でサイホンホースをフュエルタンクの底部に向って配向させるように、フュエルタンクのフィラーチューブ用に一方向のフラッパ弁をシンプルで、組付けが容易で、かつ比較的低コストとなるように備えることが求められている。

さらに、従来、金属製またはプラスチック製のどちらのフュエルタンクのスパッドに対しても取付けることができ、かつ、アセンブリをシンプルにし、製造コストを最小にするように、構成要素の数を最小にしたフュエルタンクのフィラーチューブ用の弁が求められている。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決する、フュエルタンクのフィラーチューブ用の逆止め弁のアセンブリと、この弁の形成方法を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明は、ピボット用のトラニオンを一体に備えたフラッパを有するようにフュエルタンクのフィラーチューブ用のフラッパ弁を提供するが、環状の弾力性のシール部をフラッパに備え、またトラニオンにねじりばねを取付けて、このばねの一方の端部をフラッパに取付けてサブアセンブリを形成する。また、バルブボデーに形成したピボット用の溝部内にフラッパのトラニオンをスナップ係合させるが、このことは可撓性の指状部材を備えた部材を用いて行って、弁の製造時に素早い組付けが行えるようにする。上記溝部は、好ましくは長手方向に延びる開口部であって、トラニオンの移動を限定させて、ボデーに形成した弁座上での環状のシール部のセルフアラインメントを容易にさせて、シール部を十分に着座させるようにする。

また、本発明は、管状のバルブボデーの外面上に隆起面を備えて、フュエルタンクのスパッド内の対応する表面と係合させるようにして、スパッド上で、つまりフュエルタンク上でフラッパ弁を回転方向に配向させる。また、サイホンホースによる吸上げが必要とされる際、シール部に損傷を与えないように、フィラーネック内に挿入されたサイホンホースをフラッパ上の弾力性のシール部から離れるように配向させるため、フラッパの上流側に形成するデフレクターリブ（フィンまたはベーン）の向きを定める。さらに、プラスチック製のフュエルタンクのスパッドに対してはスナップ係合させ、また金属製のフュエルタンクのスパッドに対しては押込んで係合させるようにバルブボデー上に表面を備える。但し、後者の場合、スパッドは弁のフランジ部上方にクリンプされる。

以下、本発明に係る好適な実施形態について、添付した図を参照して説明する。
図１〜３を参照すると、符合１０を用いて、本発明の実施形態に係る弁のアセンブリを示している。このアセンブリ１０は管状のボデー１２を有し、この管状のボデー１２に備えた入口１４の端部側の外面上に環状の突起部（barbs）１６を設けて、後述するように、フュエルタンクのスパッドとの接続を容易にする。またボデーは突起部１６の下流側に環状のフランジ部１８を備えて、このフランジ部１８により環状の溝部２０を形成し、この中に弾力性のシールリングを取付けられるようにする。

またフランジ部１８の下流側に、ラジアル方向外側に突出するように環状のフランジ部２２をボデーに備える。このフランジ部２２はラジアル方向外側に突出するように突起部（係合面）２４を備えて、後述するように、スパッド内での弁の取付方向を定める。

また、入口１４から離れたボデー１２の下方側の端部に環状の弁座（バルブシート）２６を備える。

また、ボデーの外面上に、好ましくは一体形成されるように、部材３１を備える。好ましくは、部材３１は、ここから軸方向に延びるように指状部材（可撓性の部位）２８、３０の対を備えて、弾力的に撓むことができるように構成される。指状部材の対は、好ましくは管状のボデーの下方端部を越えて延び、また弾力的に撓むことができるように構成されてもよい。指状部材２８、３０の各々はボデーと共に溝部を形成するように構成されて、符合３２、３４に示すように、わずかな大きさの、又は幾分広げられた大きさの開口部を形成する。また、管状のボデー１２の下方端部には、（指状部材と）対応して軸方向の突出部３６、３８の対が設けられて、符合４０、４２に示すように、これら各々に対応して表面を備えて、好ましくは開口部３２、３４の大部分を形成する。図２と４に示すように、本発明に係る好適な実施形態では、開口部３２、３４に対応するように表面４０、４２を備えて、これらの長手方向を管状のボデーの軸方向に対してわずかに傾斜させる。

図１〜４を参照すると、符合４４を用いて、フラッパのサブアセンブリを示しており、このサブアセンブリにはフラッパ部材４６とこの上に組付けられるようにねじりばね４７を備えることを示しているが、この詳細については後述する。

フラッパ４６は弾力性（フレキシブル）の環状のシール部４８を備えるが、フラッパに形成する溝部５０内にこのシール部４８を取付けてもよい。また、好ましくは、エラストマー素材を用いてシール部４８をオーバーモールドして、また好ましくは弁座２６上に着座できるように比較的薄いワイパー部５２を備えさせて、図２に示すように弁座上で燃料蒸気を十分に密閉できるようにする。本発明に係る好適な実施形態では、弁座２６とシール部４８を平面図上で“略Ｄ字”形状となるように形成して、管状のボデーがトラニオン、指状部材及び開口部を適用できるように形成する。このシール部４８は、シリコン若しくはネオプレンのエラストマー素材から形成されてもよい。

また、参照番号５４、５６で夫々示すように、フラッパ４６に脚部の対を外側に突出するように、また好ましくは互いに並行になるように備える。これら脚部５４、５６は夫々トラニオン６２、６４を軸方向に整び、かつ脚部５４、５６の間の中間点に向って延びるように備える。また、脚部５４、５６のうちの一方に軸方向に延びるようにスピンドル部（延長部）５８を縮径するように備えて、この上にねじりばね４７の渦巻状の部位が取付けられるようにする。

また、フラッパ４６はこの中央の領域にポスト（隆起面）６０を外側に延びるように備えるが、好ましくはトラニオンとスピンドル５８を通る軸方向に対して垂直のライン上に位置するように備える。

また、参照番号６６に示すように、ねじりばね４７の一方の端部をフック状に形成して、ポスト６０に対してスライド状に係合させて、ばね４７の渦巻状の部位をスピンドル５８上に取付ける。この際、参照番号６８に示すように、ばね４７の反対側の端部は、この自由位置では反対方向に延びて、ばねのフック状の端部６６と略並行になる。

さらに、フラッパ４６に複数のフィンまたはベーン（隆起面）７０を離間して、シール部４８を備える面から延びるように備える。これらベーン７０は、入口１４から挿通されるサイホンホースをシール部４８から離れるように配向させるように、面取り加工される。

図１、２及び４を参照すると、フラッパのサブアセンブリをボデー１２に装着するために、指状部材を外側に撓ませて、開口部３２、３４内にトラニオンを取付けて、指状部材２８、３０を図面上に実線で示す位置まで戻す。そして、図４に示すようにばね４７の自由端部６８を配置して、指状部材２８、３０の間に形成される溝部または開口部内に係合させる。従って、この装着位置では、ばねの端部６８は一方の端部６６に対してこの自由位置から約９０°回転させられて、フラッパ４６上にねじり（トーショナル）負荷を与えて、ワイパー５２を弁座２６上に着座させる方向にフラッパを付勢させる。また、傾斜した開口部３２、３４によってフラッパの横方向の移動を制限させて、表面２６上にシール部４８をセルフアラインメントさせる。

図５を参照すると、本発明の実施形態に係るアセンブリ１０は、プラスチックのような非金属製の材料から形成されるフュエルタンクのスパッド７４の下方端部に対して環状の突起部１６を挿着させて、Ｏ−リング７６のような適当な環状のシール部材を用いて密閉される。スパッド７４の下方端部は幾分拡大されており、内部に開口部７８、８０の対を形成して、この中にバルブボデーのフランジ部２２に形成した突起部２４をスナップ係合させている。このため、スパッド内で弁は回転方向に配向されて、かつ軸方向に固定される。また、スパッド７４はラジアル方向外側に突出するようにフランジ部８１を備えており、参照番号８２に示すように、フュエルタンクに対して溶着可能な材料によってオーバーモールドされる。また、フランジ８１上に弾力性の環状のシール部８４を備えるが、好ましくはこのシール部８４はエラストマー素材を用いて形成されて、ワッシャ８６に対して取付けられて、オーバーモールドを容易にするために金型（図示せず）内に予め置かれるようにする。

さらに、スパッド７４の上方端部に環状の突起部８８を形成して、可撓性のフュエルタンク用のフィラーホース９０の下方端部に対して押込めるようにして、フィラーチューブへの組付けを完了させる。

以上記載のように、本発明は、低コストで、かつ組付けと装着が容易に行えるように、フュエルタンクのフィラーチューブ用の一方弁を提供する。また、本発明に係る弁は、フュエルタンクに対して溶着されるスパッドに対して、押込んで、スナップ係合するように接続できる。

以上、添付した図を参照して、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明に対して変形及び修正を行うことは可能であって、本発明の範囲は添付した特許請求の範囲によってのみ定められることを理解されたい。

本発明の実施形態に係る弁アセンブリの斜視図である。 フュエルタンクのスパッドに装着されて、フィラーネックに対して接続される図１に示した弁の断面図である。 図１に示したフラッパのサブアセンブリの斜視図である。 図１に示した弁の分解図である。 フュエルタンクのスパッドとフィラーチューブホースに対して組付けられる図１に示した弁の断面図である。

符号の説明

１０ 逆止め弁のアセンブリ
１２ ボデー
２８、３０ 指状部材（可撓性の部位）
４４ フラッパのサブアセンブリ
４６ フラッパ
４７ ねじりばね
５８ スピンドル部（延長部）
７４ スパッド
９０ フィラーチューブ

Claims (22)

1. フュエルタンクのフィラーチューブに用いる逆止め弁のアセンブリであって、
   （ａ）入口を形成する端部を有するように管状のボデーを備えて、この端部にフュエルフィラーチューブとの接続に適するように第１表面を備えて、前記フュエルタンクの燃料補給時に燃料を受取れるようにし、かつフュエルタンクのスパッドとの接続用に第２表面を備え、
   （ｂ）前記第２表面に近接して、前記ボデーの端部に弁座を形成して備え、
   （ｃ）前記弁座に近接して、前記ボデーの外面上に一対の弾力的に撓むことができる指状部材を一体形成して備えて、これらに移動止め用の表面を備え、かつ前記指状部材の各々は前記ボデーと共に溝部を形成するように構成されて、開口部を形成し、
   （ｄ）複数のトラニオンを一体で有するようにフラッパを備えて、前記トラニオンの一つに延長部を備え、
   （ｅ）前記延長部上にねじりばねを取付けて、この反作用側の端部を前記フラッパと当接させ、
   前記一対の弾力的に撓むことができる指状部材を前記ボデーに対して外側に撓ませて、前記指状部材と前記ボデーが定める溝部の開口部を開いて、前記トラニオンを前記ボデーの前記可撓性の指状部材に対してピボット状に係合するように設けて、前記一対の弾力的に撓むことができる指状部材を元の位置まで戻すことで、前記指状部材と前記トラニオンを係合させ、前記ばねの反対側の反作用側の端部を前記ボデーの表面と当接させ、この際、前記ばねによって前記フラッパを前記弁座と当接する方向に付勢させたことを特徴とする弁のアセンブリ。
2. 前記フラッパに隆起面を備えて、この面に対して前記ばねの前記反作用側の端部の一つをスライド状に取付けることを特徴とする請求項１に記載の弁のアセンブリ。
3. 前記フラッパに環状の弾力性のシール部を備えて、前記弁座と当接させることを特徴とする請求項１に記載の弁のアセンブリ。
4. 前記フラッパの上流側に複数の隆起面を備えて、前記ボデー内にサイホンホースを挿入する際、前記環状のシール部と接触することを防ぐようにすることを特徴とする請求項３に記載の弁のアセンブリ。
5. 前記環状のシール部はエラストマー素材を用いて形成されることを特徴とする請求項３に記載の弁のアセンブリ。
6. 前記ボデーの前記可撓性の指状部材は複数の長手方向に延びる開口部を形成して備えて、これらの中に前記トラニオンを取付けるようにすることを特徴とする請求項１に記載の弁のアセンブリ。
7. 前記開口部は、前記管状のボデーの軸方向に対して角度を付けた方向で延びるように、前記管状のボデー上に備えられることを特徴とする請求項６に記載の弁のアセンブリ。
8. 前記ボデーは外面上に係合面を備えて、前記フュエルタンクのスパッド内の対応する表面と係合できるようにしており、前記フラッパの取付方向を回転方向と軸方向から定めたことを特徴とする請求項１に記載の弁のアセンブリ。
9. 前記延長部は前記トラニオンの一方と同軸上に設けられることを特徴とする請求項１に記載の弁のアセンブリ。
10. 前記ばねは前記延長部に組付けられて、フラッパのサブアセンブリを形成することを特徴とする請求項１に記載の弁のアセンブリ。
11. 前記一対の可撓性の指状部材の各々は溝部を設けて、前記トラニオンの一つをピボット状に取付けるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の弁のアセンブリ。
12. 前記可撓性の指状部材は前記ボデーと共に開口部を形成して、この中に前記トラニオンを取付けるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の弁のアセンブリ。
13. 前記フラッパにエラストマー製のシール部をオーバーモールドして取付けることを特徴とする請求項１に記載の弁のアセンブリ。
14. 前記シール部はシリコンとネオプレンのエラストマー素材のいずれかを用いて形成されることを特徴とする請求項１に記載の弁のアセンブリ。
15. フュエルタンクのフィラーチューブに用いる逆止め弁の形成方法であって、
    （ａ）管状のボデーを設けて、該ボデーにフュエルフィラーチューブとの接続用に第１表面と、フュエルタンクのスパッドとの接続用に第２表面を備え、
    （ｂ）前記第２表面に近接して、前記ボデーの端部に弁座を形成し、
    （ｃ）前記弁座に近接して、前記ボデーに一対の弾力的に撓むことができる指状部材を一体形成し、かつ前記指状部材の各々は前記ボデーと共に溝部を形成するように構成されて、開口部を形成し、
    （ｄ）トラニオンの対を一体で備えるようにフラッパを形成し、前記トラニオンの一つにねじりばねを取付けて、該ばねの反作用側の端部の一つを前記フラッパと当接させ、
    （ｅ）前記一対の弾力的に撓むことができる指状部材を前記ボデーに対して外側に撓ませて、前記指状部材と前記ボデーが定める溝部の開口部を開いて、前記可撓性の指状部材に対して前記トラニオンを挿入しかつ回転させて、前記一対の弾力的に撓むことができる指状部材を元の位置まで戻すことで、前記指状部材と前記トラニオンを係合させ、前記ボデーの外面に対して前記ばねの前記端部の一つと反対側の反作用側の端部を当接させて、前記フラッパを前記弁座と当接する方向に付勢させる、各ステップを有することを特徴とする方法。
16. さらに、前記可撓性の指状部材の各々に長手方向に延びる溝部を形成して、前記トラニオンをピボット状に取付けられるようにしたことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. 前記フラッパを形成するステップでは、前記フラッパの側部に弾力性の環状のシール部を設けて、前記弁座と当接できるようにしたことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
18. 前記ねじりばねを取付けるステップでは、前記端部の一つを前記フラッパに対してスライド状に取付けて、サブアセンブリを形成することを特徴とする請求項１５に記載の方法。
19. 前記可撓性の指状部材を形成するステップでは、長手方向に延びる開口部を形成することを特徴とする請求項１５に記載の方法。
20. 前記第２表面を形成するステップでは、前記スパッドとスナップ係合できるように表面を形成して、前記フュエルタンクに対して取付けられるようにしたことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
21. 前記フラッパを形成するステップでは、前記フラッパに環状のシール部をオーバーモールドさせることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
22. 前記フラッパを形成するステップでは、シリコンとネオプレンのエラストマー素材のいずれかを用いて形成されるシール部をオーバーモールドさせることを特徴とする請求項１５に記載の方法。

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