JP4197506B2

JP4197506B2 - カットバルブ

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Publication number: JP4197506B2
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Inventors: 仁古谷; 晋一松尾
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Filing date: 2004-08-31
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Description

本発明は、自動車等の燃料タンクに取付けられ、燃料タンク内の燃料液面が上昇したときに、燃料タンク内と外部との通気路を遮断して、外部への漏れを防止するカットバルブに関する。

自動車の燃料タンクには、内圧が所定値を超えたときに、カットバルブやチェックバルブを通して、燃料蒸気をキャニスタに排出する燃料蒸気配管が設けられている。そして、カットバルブは、自動車が旋回したり傾いたりしたときに、燃料タンク内の燃料が上記燃料蒸気配管を通して外部に漏れたりするのを防止するために設けられている。すなわち、カットバルブは、その内部にフロート弁を有し、燃料液面が上昇したときにフロート弁が上昇して、燃料蒸気配管に連通する通気路を遮断するようになっている。

下記特許文献１には、そのようなフューエルカットオフバルブ（以下、カットバルブという）の製造方法が開示されており、その実施形態には、外部に開放する連通路を有し、一端が閉塞するとともに、他端が開口する略円筒形状のバルブ本体内部に、前記連通路とバルブ本体内部とを連通する第１通孔（弁座）を開閉可能な突起部（弁体）を有するフロートを配設し、前記他端側を孔を有する蓋部材で閉塞して組み立てるカットバルブが記載されている。
特許第２９７２３８５号公報

しかしながら、上記従来のカットバルブにおいては、自動車が大きく旋回したり傾いたり、或いは横転したり、凹凸の大きな路面等を走行したりすると、燃料タンク内の燃料が大きく揺れ動くため、燃料の揺れ動きにフロートが追随せず、前記通気路を通して蒸気配管側に燃料が漏れることを完全には阻止できなかった。

したがって、本発明の目的は、自動車の旋回や傾き等によって燃料タンク内の燃料が大きく揺れ動いても、燃料が外部に漏れることをより確実に防止できるようにしたカットバルブを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の第１は、燃料タンクに取付けられ、燃料タンク内の燃料液面が上昇したときに、燃料タンク内と外部との通気路を遮断するカットバルブにおいて、
外部配管に接続される導出管を有する蓋体と、この蓋体の下面に接続されて前記導出管に連通する通気孔を有する天井部が設けられた筒体と、この筒体の下面を閉塞する底部とを有するハウジングと、
前記ハウジング内にスライド可能に収容され、前記天井部の通気孔周縁に設けられた弁座に接離して、前記通気孔を開閉するフロート弁とを備え、
前記フロート弁の外周には、軸方向に沿ってリブが形成され、かつ、このリブは前記フロート弁の上面よりも突出しており、
前記ハウジングの前記天井部の中央には、前記フロート弁側に突出した隆起部が形成され、該隆起部の外周には、前記フロート弁のリブの突出部が収容される凹部が形成されていることを特徴とするカットバルブを提供するものである。

上記第１の発明によれば、燃料タンク内の燃料が傾いたり揺れ動いたりして、燃料液面が上昇し、フロート弁が燃料に浸漬すると、フロート弁が燃料に対する浮力によって浮き上がって通気孔周縁の弁座に当接し、該通気孔を閉塞して、燃料が外部へ漏れるのを防止する。

その場合、筒体の天井部の中央には、フロート弁側に突出した隆起部が形成され、この隆起部の外周には、フロート弁の突出したリブが収容される凹部が形成されているので、フロート弁が浮き上がって通気孔を閉塞したときの、フロート弁の上面と筒体の天井部との間隔を小さくすることができる。フロート弁が燃料に浸漬されて浮き上がりハウジングの天井部の通気孔を閉じたとき、フロート弁の上面と筒体の天井部との間隔にも燃料が侵入するが、フロート弁が下降して通気孔が再び開いたときに、圧力差等によって上記間隔に溜まった燃料が通気孔に吸い込まれて外部に漏れることがあった。しかし、上記間隔を狭くすることにより、上記燃料の漏れをできる限り少なくすることが可能となった。また、フロート弁の外周のリブを上面よりも突出させることにより、フロート弁の摺動ガイド性を良好にし、フロート弁を傾かせることなく昇降させることができる。

本発明の好ましい態様において、ハウジングにおけるフロート弁が摺動時に接触する部分及びフロート弁の少なくとも一方は、摺動グレードの樹脂材料で形成した場合には、摩擦係数が小さくなり、燃料がフロート弁に浸漬して浮力が加わると、フロート弁がスムーズに摺動して浮き上がるようになる。

そのため、自動車の旋回や傾き等によって、燃料タンク内にて、燃料が大きく、激しく揺れ動いても、フロート弁がスムーズに摺動するので、燃料タンク内と外部との通気路の開閉動作を確実に行うことができる。

更に、摺動グレードの樹脂材料を用いることにより、耐摩耗性が向上し、フロート弁の弁頭部及びそれに当接する弁座の磨耗量が低下する。そのため、カットバルブを長期間使用した場合でも、フロート弁と弁座との間に隙間が生じにくく、フロート弁と弁座とのシール性の低下を抑えることができる。

前記摺動グレードの樹脂材料としては、ポリブチレンテレフタート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリカーボネート（ＰＣ）から選ばれた樹脂に、シリコーン系、パラフィン系、脂肪酸エステル系、二酸化モリブデンから選ばれた潤滑材を添加したものが好ましく用いられる。

摺動グレードの樹脂材料として上記のものを用いることにより、摩擦係数、磨耗量が低下するだけでなく、使用目的、用途に応じて材料を選択することにより、高強度、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、耐燃料透過性等の特性を付加した、カットバルブを得ることができる。

本発明の第２は、上記第１の発明において、前記弁座内周は、前記通気孔の軸心に対し３１〜３４度の角度で、前記フロート弁側が次第に拡径したテーパー形状をなすカットバルブを提供するものである。

上記第２の発明によれば、弁座内周は、通気孔の軸心に対し３１〜３４度の角度で、フロート弁側が次第に拡径したテーパー形状をなすので、フロート弁の弁頭部が弁座内周に密接しやすくなり、シール性を向上させる。また、フロート弁が弁座内周に嵌り込んで抜けにくくなるということも防止できる。

本発明の第３は、上記第１又は２の発明において、前記フロート弁が浮き上がって前記通気孔を閉塞したときの該フロート弁の上面と、前記筒体の前記隆起部との間隔は、２〜３ｍｍであるカットバルブを提供するものである。

上記第３の発明によれば、上記間隔を２〜３ｍｍとしたことにより、上記間隔に溜まる燃料を少なくして、フロート弁が開くときに燃料が外部に漏れることをより効果的に防止できると共に、燃料が下降したときにはフロート弁がハウジングの天井部から速やかに離れるようにすることができる。

本発明のカットバルブによれば、燃料タンク内の燃料が傾いた場合等に、燃料液面が上昇すると、フロート弁が浮き上がり弁座に当接し通気孔を閉塞して、燃料漏れを防止するとともに、ハウジングにおけるフロート弁が摺動時に接触する部分、又はフロート弁の少なくとも一方は、摺動グレードの樹脂材料で形成したので、摩擦係数が小さくフロート弁がスムーズに摺動し、燃料が大きく傾いたりした場合でも、燃料タンク内と外部との通気路の開閉動作を確実に行うことができる。また、摺動グレードの樹脂材料で形成されるので、耐摩耗性が向上し、長期間使用した場合でも、フロート弁と弁座とのシール性の低下を抑え、かつ、弁座内周は、通気孔の軸心に対し３１〜３４度の角度で、開口部方向に次第に拡径したテーパー形状をなしているので、フロート弁が弁座内周から抜けにくくなることはなく、フロート弁は弁座内周に適度な接触面積で当接するので、フロート弁と弁座とのシール性を十分に確保可能となる。

以下、図１〜４を参照して、本発明のカットバルブの一実施形態を説明する。

図１に示すように、このカットバルブ１０は、主としてハウジング２０と、ハウジング２０に収容されたフロート弁６０とで構成されている。

図２を併せて参照すると、ハウジング２０は、一端に天井部３３、他端に開口部３２を有する筒体３０と、筒体３０の天井部３３上方に接続される蓋体４０と、筒体３０の開口部３２を閉塞する底部５０とを有している。

筒体３０は、円筒状の周壁３１を有しており、この周壁３１の上方には、天井部３３が周壁３１と一体成形されている。この天井部３３の周縁部には、周方向に所定間隔をおいて立設されたリブ３１ａを介して、フランジ部３１ｂが形成されている。更に、リブ３１ａの間隔には、後述する蓋体４０の係合片４５が挿入される差し込み孔３１ｃが形成されている。差し込み孔３１ｃの下方には、周壁３１から突出する蓋体用爪部３１ｄが形成されており、蓋体４０の係合片４５が係合するようになる。また、周壁３１には複数の透孔３１ｅが形成されており、燃料蒸気及び燃料の通過孔となる。

周壁３１の下方の開口部３２には、底部５０が嵌着されるようになっている。また、周壁３１の下縁部には底部用爪部３１ｆが周方向に所定間隔をおいて複数形成されており、後述する底部５０の係合孔５２ａに係合するようになっている。

天井部３３は、天井部３３の中央から所定径にてフロート弁６０側に膨出して形成された隆起部３４を有している。この隆起部３４の外周には、凹部３９が形成されており、後述するフロート弁６０のリブ６２が収容されるようになっている。

また、隆起部３４は、その中央に通気孔３５を有している。この通気孔３５周縁には、弁座３６が形成されており、燃料液面上昇時に、フロート弁６０の頭部６１が当接するようになっている。

弁座３６は、フロート弁６０とは反対方向に立設した直管部３６ａと、フロート弁６０方向に次第に拡径したテーパー形状をなすシール部３６ｂとを有している。直管部３６ａは、後述する蓋体４０の導出管４２内に挿入されて、通気孔３５と導出管４２内部の通気路を連通するようになる。

そして、弁座３６内周のシール部３６ｂは、より具体的には、図３、４に示されるように、通気孔３５の軸心に対し、θ＝３１〜３４度の角度で、フロート弁６０方向に次第に拡径したテーパー形状をなしている。このように、弁座３６内周のシール部３６ｂを上記角度のテーパー面とすることにより、燃料液面の上昇に伴いフロート弁６０が上昇して、その頭部６１がシール部３６ｂに当接したとき、頭部６１とシール部３６ｂとが密接しやすくなり、弁閉時のシール性を向上させることができる。また、燃料液面が下がったときには、フロート弁６０の頭部６１が迅速にシール部３６ｂから離れて、弁を開くようにして応答性を向上させることができる。

なお、上記角度θが３１度未満の場合には、フロート弁６０の頭部６１が弁座３６のシール部３６ｂ内周に強く嵌り込んで抜けにくくなり、燃料液面が下がったときの弁の応答性が低下する恐れがある。特に、フロート弁６０が燃料の浸漬により膨潤しやすい材料である場合、その傾向は顕著である。また、上記角度θが３４度を超えると、フロート弁６０の頭部６１がシール部３６ｂ内周に当接したときのシール性が低下すると共に、急激な燃料液面の上昇時に燃料が外部に漏れやすくなる。

また、筒体３０の天井部の上面中央には、上記弁座３６から所定間隔をおいて弁座３６を囲むように、環状のリブ３８が立設されている。このリブ３８の内周には段部３８ａが形成されており、この段部３８ａ上にシールリング７１が装着されるようになっている。

蓋体４０は、略円形状のプレート部４１を有しており、このプレート部４１周縁から、下方に延出した環状リブ４１ａが形成されている。この環状リブ４１ａは、図２に示されるように、本発明のカットバルブ１０を燃料タンク８０に取付ける際に、燃料タンク８０に形成された取付け孔８１周縁に当接して、溶着される部分である。

また、蓋体４０の中央には、前記プレート部４１を貫通して、導出管４２が逆Ｌ字状に形成されている。この導出管４２は、内部に通気路が形成され、燃料蒸気を外部へ排出可能となっており、その外部には外部配管等が接続されて、図示しないキャニスター等に連結されるようになっている。

導出管４２の基端部は、プレート部４１の下面中央から内方に延出されており、その周縁に段部４３が形成されている。また、プレート部４１の下面から延出された導出管４２の外周に、所定間隔をあけて、環状周壁４４が形成されている。更に、環状周壁４４の外周には、所定間隔をおいて係合片４５が延出している。この係合片４５は、筒体３０に形成された複数の差し込み孔３１ｃに挿入されて、筒体３０の蓋体用爪部３１ｄに係合して、蓋体４０を筒体３０に嵌着させる。

この蓋体４０を筒体３０に嵌着すると、導出管４２の基端部内周に、弁座３６の直管部３６ａが挿入されるとともに、天井部３３のリブ３８が、蓋体４０の段部４３と環状周壁４４との間に差し込まれるので、図２に示されるように、リブ３８内周の段部３８ａに装着されたシールリング７１によって、蓋体４０と筒体３０との間が気密的にシールされることとなる。

底部５０は、略円形状の底壁５１と、この底壁５１周縁から立設した周壁５２とからなる。底壁５１には燃料及び燃料蒸気を通過可能な透孔５１ａを有している。また、周壁５２には、係合孔５２ａが形成されており、底部５０を筒体３０の周壁３１下面に被せたとき、係合孔５２ａに底部用爪部３１ｆが嵌合して、底部５０が筒体３０の下面に嵌着される。

筒体３０の内部には、フロート弁６０が、筒体３０の周壁３１に対して摺動可能に収容され、かつ、筒体３０の天井部３３に形成された弁座３６に接離するように配置されている。このフロート弁６０は、ほぼ円柱状の形状をなし、その上面中心部に頭部６１が突設されている。また、フロート弁６０の外周には、軸方向に沿って、所定間隔でリブ６２が形成されており、更に、このリブ６２は、フロート弁６０の上面よりも突出している。

そして前述したように、筒体３０には、天井部３３の中央に形成された隆起部３４と、この隆起部３４外周に形成された凹部３９とが併せて形成されているので、フロート弁６０が浮き上がって弁座３６のシール部３６ｂに当接して、通気孔３５を閉塞したときの、フロート弁６０の上面と、筒体３０の天井部３３との間隔をなるべく小さくすることができる。

これによって、燃料タンク８０内の燃料が傾きや揺れ動きにより、燃料液面が上昇し、フロート弁６０が浮き上がったときに、燃料がフロート弁６０と筒体３０の天井部３３との間の空間へ流入しにくくなると共にその流入量も少なくなる。このため、燃料液面が下降し、フロート弁６０が下降して通気孔３５が開くときに、圧力差等によって通気孔３５へ燃料が吸い込まれることによる燃料漏れを抑制することができる。

なお、フロート弁６０が浮き上がって、通気孔３５を閉塞したときにおける、フロート弁６０の上面と、筒体３０の隆起部３４との間隔Ａは、２〜３ｍｍであることが好ましい（図４参照）。これによれば、フロート弁６０と筒体３０の天井部３３との間の空間に流入した燃料の外部への漏れを抑制すると共に、フロート弁６０が下降するときの応答性も良好に維持することができる。

なお、上記間隔Ａが２ｍｍより小さいと、フロート弁６０と筒体３０の天井部３３とで形成された空間が、極めて小さな容積となる。こうすると、燃料液面が下降してフロート弁６０が下降する際に、フロート弁６０が天井部３３から離れにくくなり、弁が開くときの応答性が悪くなる。また、上記間隔Ａが３ｍｍより大きいと、フロート弁６０と筒体３０の天井部３３との間に燃料が流入しやすくなるので、弁開閉時における筒体３０の通気孔３５からの燃料漏れが多くなり好ましくない。

筒体３０の内部には、上記フロート弁６０の他に、スプリング７０が収容されるようになっている。このスプリング７０は、フロート弁６０と底部５０との間に介装され、フロート弁６０に上向きの付勢力を与える。また、フロート弁６０は、燃料に浸漬されない状態では、その自重によりスプリング７０を圧縮させて、底部５０上に載置された状態となる。そして、燃料タンク８０内の燃料が傾いたり揺れ動いたりして燃料液面ＦＬが上昇して、フロート弁６０が燃料に浸漬されると、フロート弁６０の浮力と上記スプリング７０の付勢力によって、フロート弁６０が上昇する（図３参照）。その結果、フロート弁６０の頭部６１が、筒体３０に形成された弁座３６のシール部３６ｂに当接して、通気孔３５を閉塞し、燃料が燃料タンク８０の外部へ漏れるのを防止する。

なお、図２に示されるように、燃料タンク８０内の燃料が揺れ動かず、燃料液面ＦＬが水平であるような場合には、燃料タンク８０内にて発生した燃料蒸気により燃料タンク８０内の圧力が所定値を超えると、該燃料蒸気を、底部５０の透孔５１ａ、フロート弁６０と天井部３３とで形成された空間、及び、導出管４２の通気路を介して、外部に連結した図示しないチェックバルブやキャニスターへ排出する。

ところで、この実施形態の場合、樹脂タンク用のカットバルブに適用されるため、蓋体４０は、ポリエチレン等で形成された樹脂製の燃料タンクに溶着可能なように、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系の樹脂等で構成されている。また、底部５０は、燃料蒸気が透過しにくい耐燃料透過性の樹脂材料、例えばポリアセタール（ＰＯＭ）や、ポリアミド（ＰＡ）等の樹脂が用いられる。

そして、本発明のカットバルブ１０においては、ハウジング２０におけるフロート弁６０が摺動時に接触する部分、すなわち、筒体３０の周壁３１及び弁座３６、又は、フロート弁６０の少なくとも一方は、摺動グレードの樹脂材料で形成されている。ここでいう摺動グレードとは、樹脂材料の中でも、特に耐摩擦性、耐磨耗性が付与された材料を意味し、例えば、ギア、軸受け等に使用されているものである。

このような摺動グレートの樹脂材料を上記の部分に用いたので、筒体３０の周壁３１及びフロート弁６０の摩擦係数が小さくなり、燃料がフロート弁６０に浸漬して浮力が加わるようになると、フロート弁６０はスムーズに摺動して浮き上がるようになる。そのため、本発明のカットバルブ１０は、自動車の旋回や傾き等の動作が大きく、燃料タンク８０内にて燃料が大きく傾いたり、或いは燃料が大きく揺れ動いたり、又は燃料の揺れ動きのピッチが速くなったりしても、フロート弁６０がスムーズに摺動するので、燃料タンク８０内と外部との通気路の開閉動作を確実に行うことができる。

また、筒体３０に設けられた弁座３６、又はフロート弁６０の少なくとも一方は、摺動グレードの樹脂材料で形成されるので、耐摩耗性が向上し、フロート弁６０の頭部６１、若しくはそれに当接する弁座３６のシール部３６ｂの磨耗量が低下する。そのため、カットバルブ１０を長期間使用した場合でも、フロート弁６０と弁座３６との間に隙間が生じにくく、フロート弁６０と弁座３６とのシール性の低下を抑えることができる。

なお、摺動グレードの樹脂材料は、筒体３０の周壁３１及び弁座３６、又は、フロート弁６０のどちらに用いてもよいが、フロート弁６０に用いると使用材料が増加するので、筒体３０の成形に用いた方が製造コストは低減できる。

摺動グレードの樹脂材料としては、ポリブチレンテレフタート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリカーボネート（ＰＣ）の摺動グレードから選ばれた材料からなるものであることが好ましい。上記の樹脂材料を用いることにより、摩擦係数、磨耗量が低下するだけでなく、使用目的、用途に応じて、高強度、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、耐燃料透過性等の特性を付加した、カットバルブ１０を得ることができる。

また、前記摺動グレードの樹脂材料は、上記のような樹脂材料に、シリコーン系、パラフィン系、脂肪酸エステル系、二酸化モリブデン系等の潤滑材を添加したものであることがより好ましい。これによれば、樹脂材料に、上記のような潤滑材を添加したので、ハウジング２０におけるフロート弁が摺動時に接触する部分である、筒体３０の周壁３１及び弁座３６、又は、フロート弁６０に、グリース等の潤滑材を塗布する必要がなく、燃料に浸漬しても摺動性能を維持でき、燃料タンク８０内において好適に使用可能な、カットバルブ１０が得られる。

また、摺動グレードの樹脂材料としては、例えば筒体３０の弁座３６又はフロート弁６０の少なくとも一方の表面上に、炭素が主成分で摩擦係数が低いダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）のコーティングを施したり、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、黒鉛、セラミックス等のコーティングを施したり、又は窒化チタン、アルミニウム等のイオンコーティングを施したりして、摺動性を向上させたものを用いてもよく、本発明における摺動グレードの樹脂材料とは、このように表面のコーティング膜によって摺動性をもたせた樹脂材料も含むものとする。更に、樹脂材料は、ガラス繊維等を含有させたものであってもよい。

なお、摺動グレードの樹脂材料は、例えば、ポリカーボネートの摺動グレードである「ＣＳシリーズ」（商品名、住友ダウ製）、ポリアセタールの摺動グレードである「テナック−ＣＬＺ７５０」（商品名、旭化成製）、ポリアミドの摺動グレードである「ＭＣナイロンＭＣ７０３ＨＬ」（商品名、日本ポリペンコ製）など、各社から市販されており、本発明では、これらの市販品を用いることもできる。

本発明のカットバルブ１０の諸性能を試験した。

まず、実施例及び比較例１〜３のカットバルブを下記のように作製した。

実施例
図１に示されるカットバルブを作製した。この際、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）系の摺動グレードの樹脂材料を用いて、筒体３０を成形した。更に、筒体３０の通気孔３５の軸心に対する、弁座３６のシール部３６ｂの角度θを、３３．５°で形成した。また、蓋体４０はポリエチレンで形成し、フロート弁６０及び底部５０は、摺動グレードではない通常のポリオキシメチレン（ＰＯＭ）で形成した。なお、フロート弁６０を上方へ摺動させて、頭部６１を、弁座３６のシール部３６ｂに当接させて通気孔３５を閉塞した際の、フロート弁６０の上面と、筒体３０の隆起部３４との間隔Ａは、２．４ｍｍであった。

比較例Ａ
前記角度θを２８．０°とした以外は、実施例と同様のカットバルブを作製した。

比較例Ｂ
前記角度θを３９．７°とした以外は、実施例と同様のカットバルブを作製した。

比較例Ｃ
筒体３０を摺動グレードではなく、通常のポリオキシメチレン（ＰＯＭ）で形成した以外は、実施例と同様のカットバルブを作製した。

比較例Ｄ
前記間隔Ａを４．４ｍｍとした以外は、実施例と同様のカットバルブを作製した。

比較例Ｅ
前記間隔Ａを１．０ｍｍとした以外は、実施例と同様のカットバルブを作製した。

なお、上述の実施例及び比較例Ａ〜Ｅにおける摺動グレードの樹脂材料の使用有無、角度θ、間隔Ａの関係は、表１のようになる。

以上の実施例及び比較例のカットバルブを用いて、カットバルブの諸性能を試験した。

試験１
上記比較例Ａ〜Ｃ及び実施例のカットバルブについて、カットバルブを傾けたときの、フロート弁と弁座とのシール性を試験した。

燃料タンク内に燃料を充填し、上記カットバルブを、燃料タンク上壁に取付けた。その際に、図５（ａ）、（ｂ）に示されるように、カットバルブ底面から燃料液面ＦＬまでの距離をＤとした。

そして、前記距離Ｄを−１６ｍｍ〜２０ｍｍに設定し（なお、距離Ｄにおける「−」符号は、カットバルブ底面が燃料液面ＦＬに浸っていない状態を意味する，図５（ａ）参照）、燃料タンクに、モータ等を備える回転駆動装置を備え付けて、次のサイクルで回転させた。すなわち、図５（ｂ）に示されるように、３０度／分の速度で右回りに回転させて、初期位置から９０度回転させたら、その位置で５分停止させ、次いで同速度で右回転させ、初期位置から１８０度回転させたら５分停止させ、更に、同速度で右回転させて、初期位置から２７０度傾いたら５分停止させる。そうして、２７０度回転させたら、今度は左回りに、上記サイクルで回転させ初期位置まで戻す。

上記サイクルを、各カットバルブについて各液面について３回ずつ行って、その際の弁座３６からの燃料の漏れ量を測定した。それぞれの燃料の漏れ量の平均を表２に示す。

上記表２より、実施例のカットバルブにおいては、距離Ｄが１３ｍｍの場合にのみ、０．１ｃｃの燃料が漏れており、比較例Ａ〜Ｃに比べて、フロート弁６０と弁座３６とのシール性が向上しているのが分かる。

試験２
上記比較例Ｃ及び実施例のカットバルブについて、フロート弁６０の摺動しやすさを試験した。

燃料液面ＦＬを上昇させ、燃料液面ＦＬがどの程度の高さとなったときに、フロート弁６０が浮き上がって、弁座３６のシール部３６ｂと当接するかを、比較例Ｃ及び実施例のカットバルブに対して、カットバルブの取付け角度を、それぞれ０°、８°、１７°と変えて測定した。

なお、上記取付け角度とは、燃料液面ＦＬの垂直方向に対する通気孔３５の軸心の角度Ｂを意味する（図６参照）。また、高さとは、図６に示されるように、フロート弁６０が浮き上がって、弁座３６のシール部３６ｂと当接した際の、その当接した部分と燃料液面ＦＬとの高さＣである。その結果を、表３に示す。

上記表３より、実施例のカットバルブにおいては、前記高さＣが小さく、燃料液面ＦＬの上昇に速やかに反応して、フロート弁６０がスムーズに摺動していることが分かる。

試験３
上記比較例Ａ、比較例Ｂ、及び実施例のカットバルブについて、フロート弁６０が弁座
３６に当接した後に、元の位置に復帰するかどうかの、フロート弁６０の通気孔３５の開閉動作の確実性を試験した。

燃料が充填されていない空の燃料タンクの上壁に、カットバルブを取付け、燃料タンクを反転させ、弁座３６のシール部３６ｂに当接させ通気孔３５を閉塞させた後、燃料タンクにエアーを入れ、その圧力を３０ｋＰａにした。その後、燃料タンクを元の状態に戻しエアーの圧力を降下させ、その圧力が２２ｋＰａに達するまでに、フロート弁６０が元の位置にまで下降するかどうかを、比較例Ａ、比較例Ｂ、及び実施例のカットバルブについて試験した。その結果を、表４に示す。なお、表中の○は、フロート弁６０が弁座３６に当接後、圧力を３０ｋＰａから２２ｋＰａまで降下させる間に、元の位置にまでしっかりと下降した場合である。一方、表中の×は、フロート弁６０が弁座３６に当接後、圧力付加を終えても、フロート弁６０の頭部６１が、弁座３６に嵌り込んでしまって、元の位置にまで下降しなかった場合である。

上記表４より、実施例のカットバルブにおいては、フロート弁６０の浮き上がりや、下降の動作が確実になされ、燃料タンク内と外部との通気路の開閉動作が確実であることが分かる。

試験４
上記比較例Ｃ及び実施例のカットバルブについて、磨耗試験を行った。

カットバルブを加振試験機に取付けて、まず、上下方向に２０Ｈｚの振動数、１．８Ｇの加速度で４０万回振動させ、次に、左右方向に２０Ｈｚの振動数、０．９Ｇの加速度で４０万回振動させた。そして、フロート弁６０の頭部６１、及び、弁座３６のシール部３６の磨耗深さ（試験前の寸法と、試験後の寸法との差）を測定した。その結果を、表５に示す。

上記表５より、実施例のカットバルブにおいては、フロート弁６０の頭部６１及び弁座
３６のシール部３６ｂの磨耗深さが小さく、これらの耐磨耗性が向上しているのが分かる。

試験５
上記比較例Ｄ、比較例Ｅ、及び実施例のカットバルブについて、燃料タンク内の燃料が揺れ動く場合の、フロート弁６０と弁座３６とのシール性を試験した。

燃料タンク上壁にカットバルブを取付け、図７（ａ）に示されるように、この燃料タンク８０を、燃料液面ＦＬに対して１７°傾けて、その際に、カットバルブの最下部が、燃料に接触する量の燃料を、燃料タンク８０内に充填した。

更に燃料タンク８０を、モータ等を備える回転駆動装置を取付けた。また、燃料タンク８０上壁にはエアー吹き込み用の管部８２を設けた（図８（ａ）参照）。

そして図８（ａ）に示されるように、エアー吹き込み用の管部８２から、エアーを３ｋＰａの圧力で燃料タンク８０内に吹き込みつつ、図７（ｂ）で示すサイクルで燃料タンク８０を回転させた。

すなわち、図８（ｂ）で示されるように、まず左回りに１秒にて、燃料液面ＦＬに対して４０°となるように燃料タンク８０を回転させる。その状態で３秒保持し、更に１．５秒で燃料液面ＦＬに対して、水平状態となるように燃料タンク８０を右回転させ３秒保持する。この動作を右回りでも繰り返す（図７（ｂ）参照）。これを１サイクルとし、このサイクルを２０分繰り返した。

上記動作を、各カットバルブについて行って、その際の弁座３６からの燃料の漏れ量を測定した。その際の１サイクルでの、結果を図９に示す。

図９によれば、フロート弁６０が通気孔３５を閉塞した後、下降する際の漏れ量が、比較例Ｄでは３．５ｃｃ、比較例Ｅでは２．９ｃｃであるのに対し、実施例では１．０ｃｃとなっており、比較例Ｄ及びＥに比べて、実施例におけるフロート弁６０と弁座３６とのシール性が向上しているのが分かる。

また、上記サイクルを２０分繰り返した場合、比較例Ｄでは４．１ｃｃ、比較例Ｅでは３．５ｃｃの漏れ量が測定されたのに対し、実施例では、僅か１．４ｃｃの漏れ量であった。したがって、比較例Ｄ及びＥに比べて、時間経過に比例して、実施例のカットバルブにおけるフロート弁６０と弁座３６とのシール性が向上しているのが理解できる。

以上の試験１〜５の結果をまとめると、本発明のカットバルブ１０によれば、筒体３０に設けられた弁座３６、又はフロート弁６０の少なくとも一方に、摺動グレードの樹脂材料を用い、しかも、弁座３６のシール部３６ｂを、通気孔３５の軸心に対し３１〜３４度の角度で、フロート弁６０方向に次第に拡径したテーパー形状とすることにより、これらが相乗的に作用して、燃料タンク内と外部との通気路の開閉動作を確実に行うことができ、しかも、フロート弁６０と弁座３６とのシール性も十分に確保可能であることが実証された。

本発明は、自動車等の燃料タンクに取付けられ、燃料タンク内の燃料液面が上昇したときに、燃料タンク内と外部との通気路を遮断して、外部への漏れを防止するカットバルブとして利用することができる。

本発明の一実施形態によるカットバルブを示す分解斜視図である。同カットバルブを燃料タンクに取付けた場合で、フロート弁が浮き上がっていない状態を示す断面図である。同カットバルブを燃料タンクに取付けた場合で、フロート弁が浮き上がって通気孔を閉塞した状態を示す断面図である。同カットバルブのフロート弁浮き上がり時の、弁座周辺の部分拡大図である。同カットバルブを傾けたときの、フロート弁と弁座とのシール性試験を示しており、（ａ）は燃料液面が水平状態である場合の説明図、（ｂ）は燃料タンクを右回りに傾けた場合の説明図である。同カットバルブを傾けてフロート弁の摺動しやすさを確認する試験において、フロート弁が浮き上がってシール部と当接した際の、その当接した部分と燃料液面との高さを説明する断面図である。同カットバルブについて、燃料タンク内の燃料が揺れ動く場合の、フロート弁と弁座とのシール性試験を示しており、（ａ）は燃料タンクを燃料液面に対して１７°傾けた場合の説明図、（ｂ）は同シール性試験のサイクルを示す説明図である。同カットバルブについて、燃料タンク内の燃料が揺れ動く場合の、フロート弁と弁座とのシール性試験を示しており、（ａ）は燃料液面が水平状態である場合の説明図、（ｂ）は燃料タンクを燃料液面に対して４０°傾けた場合の説明図である。同カットバルブについて、燃料タンク内の燃料が揺れ動く場合の、フロート弁と弁座とのシール性試験の、１サイクル後の結果を示す説明図である。

符号の説明

１０カットバルブ
２０ハウジング
３０筒体
３３天井部
３４隆起部
３５通気孔
３６弁座
３６ａ直管部
３６ｂシール部
３９凹部
４０蓋体
４１プレート部
４２導出管
５０底部
６０フロート弁
６１弁体
６２リブ
７０スプリング
７１シールリング
８０燃料タンク
８１取付け孔

Claims

燃料タンクに取付けられ、燃料タンク内の燃料液面が上昇したときに、燃料タンク内と外部との通気路を遮断するカットバルブにおいて、
外部配管に接続される導出管を有する蓋体と、この蓋体の下面に接続されて前記導出管に連通する通気孔を有する天井部が設けられた筒体と、この筒体の下面を閉塞する底部とを有するハウジングと、
前記ハウジング内にスライド可能に収容され、前記天井部の通気孔周縁に設けられた弁座に接離して、前記通気孔を開閉するフロート弁とを備え、
前記フロート弁の外周には、軸方向に沿ってリブが形成され、かつ、このリブは前記フロート弁の上面よりも突出しており、
前記ハウジングの前記天井部の中央には、前記フロート弁側に突出した隆起部が形成され、該隆起部の外周には、前記フロート弁のリブの突出部が収容される凹部が形成されていることを特徴とするカットバルブ。
前記弁座内周は、前記通気孔の軸心に対し３１〜３４度の角度で、前記フロート弁側が次第に拡径したテーパー形状をなす請求項１記載のカットバルブ。
前記フロート弁が浮き上がって前記通気口を閉塞した状態での該フロート弁の上面と前記筒体の前記隆起部との間隔は、２〜３ｍｍである請求項１又は２記載のカットバルブ。