JP4326364B2 - バルブ構造 - Google Patents

Description

本発明は、燃料タンクに取り付けられる構成部品のバルブ構造であって、特に、燃料や燃料蒸気の逆流を防止する逆止弁を装着した燃料給油バルブなどに使用されるバルブ構造に関する。

自動車の燃料タンクのタンク本体には、タンク本体内の液面上の空間に発生する燃料蒸気をタンク本体外へ導出してタンク本体内の内圧を一定に保つための燃料カットバルブや、フィラーチューブに接続される燃料給油バルブおよび燃料ポンプなど各種の構成部品が取り付けられている。
例えば、燃料給油バルブでは、給油時にタンク本体内の燃料および燃料蒸気が逆流して外部に放出されることを防止するための逆流防止弁を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
図７は前記特許文献１を説明する部分断面図である。図７に示すように、燃料逆流防止バルブ本体（以下、燃料給油バルブと称す）１０１には、対タンク結合部１０２と、バルブ本体部（以下、バルブ本体と称す）１０３とを備えている。このバルブ本体１０３は、バルブ本体接続部１０５の外周面に嵌合する拡径部１１２と、圧縮コイルばね１１３で弾圧されたポペット弁１１４と、ポペット弁１１４が当接して閉じられる弁座１１５と、ばね座１１６が形成されたエンドキャップ１１７と、ポペット弁１１４などが収容されたポペット弁受容部１１８と、拡径部１１２とポペット弁受容部１１８とをつなぐ連結部１１９とからなっている。これらの各部材は、ガソリンに対する耐膨潤性に富むポリアセタール樹脂材などで形成されており、ポペット弁１１４は、通常は、圧縮コイルばね（以下、ばね部材とも称す）１１３の弾発力で弁座１１５に押圧されてタンク内外の連通を断ち、このポペット弁１１４によって、燃料や燃料蒸気が逆流することを防止して、燃料や燃料蒸気が外部へ漏れることを防止している。そして、このポペット弁１１４は、燃料給油口（図略）からガソリンが流入すると押し退けられるようになっている。
特開２００３−２０７４号公報（段落「００１９」〜「００２０」、図１）

しかしながら、特許文献１の構成では、ばね部材を強固に保持するのが困難であるという問題があった。
また、エンドキャップを強固に固定するのが困難であるという問題もあった。このため、これらを支持片などにより補強すると、燃料をタンク本体内へ吐出する開口が狭まり、燃料給油に時間を要する怖れがあった。

本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、ばね部材を強固に保持する構成や、エンドキャップを強固に固定する構成を採用しても、燃料吐出口の開口を広く確保することができるバルブ構造を提供することを課題とする。

前記課題を解決した本発明の請求項１に記載の発明は、燃料タンクのタンク本体に接続した燃料給油バルブの内部に配設され、ばね部材がその一端で支持する弁体の開閉において、前記タンク本体内の燃料および燃料蒸気の外部への放出を抑制して燃料の逆流を防止するバルブ構造であって、前記燃料給油バルブに備えるバルブ本体の無底筒形状のハウジングと、前記ばね部材の他端を支持して前記ハウジングの底部を塞ぐように取り付けられ、前記ハウジングの内周に嵌合するエンドキャップ支持片が立設されたエンドキャップと、を備え、前記弁体には、該弁体の移動方向に延設され、前記ハウジングの内周に対して摺動する筒形状の弁体支持片が形成され、前記ハウジングの底部周りは内周側がへこんで形成され、前記エンドキャップ支持片は前記弁体支持片よりも大径に形成されて前記ハウジングの底部周りの内周に嵌合し、前記弁体を開放させた状態において、前記弁体の移動方向に前記エンドキャップ支持片と前記弁体支持片の少なくとも一部とを互いに重なり合わせて、ハウジングの内周を摺動してきた前記弁体支持片の端部を前記エンドキャップ支持片の内側に通過させたうえで前記エンドキャップの底部に当接させる構成としたことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、弁体の開放時に、バルブ本体の周壁に形成する燃料吐出口の実開口面積を広く確保することができ、燃料の円滑な吐出が可能となる。
さらに、弁体の開放時の実開口面積を変更することなく、エンドキャップ支持片および弁体支持片の寸法を拡大することができるため、エンドキャップの取り付け強度を向上させることができるとともに、弁体の円滑な作動を実現することができる。

請求項２に記載の発明は、前記弁体と一体的に移動する第一のばね支持片と、前記エンドキャップに一体に設けた第二のばね支持片とを備え、前記両ばね支持片によって前記ばね部材を保持し、かつ、前記弁体を開放させた状態において、前記ばね部材の付勢方向に前記両ばね支持片の少なくとも一部が互いに重なり合うように構成したことを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、ばね部材の両端を、それぞれ所定の長さを有するばね支持片により保持したため、ばね部材をバルブ本体に強固に保持することが可能となる。さらに、弁体を開放させた状態において、ばね部材の付勢方向に両ばね支持片の少なくとも一部が互いに重なり合うように構成したため、燃料吐出口の開口を広く確保することができる。

請求項３に記載の発明は、前記両ばね支持片を前記ばね部材の径方向の内外にそれぞれ配置したことを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、両ばね支持片をばね部材の径方向の内外にそれぞれ配置したため、ばね部材がその弾性方向とは異なる方向へ変位することを抑制することができる。

請求項４に記載の発明は、前記弁体は、この弁体の閉方向に凸状の突起部を有し、前記弁体を開放させた状態において、前記第二のばね支持片の先端部が、前記突起部の内側に形成された凹部に収容されるように構成したことを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、弁体を開放させた状態において、第二のばね支持片の先端部を、突起部の内側に形成した凹部に収容するようにしたため、燃料吐出口の実開口面積をより広く確保することができ、燃料の円滑な吐出が可能となる。さらに、ばね支持片の長さ寸法を大きく設定することができるため、ばね部材を安定的に支持することができる。

弁体の開放時の実開口面積を広く確保したまま、エンドキャップ支持片および弁体支持片の寸法を拡大することができるため、エンドキャップの取り付け強度を向上させることができるとともに、弁体の円滑な作動を実現することができる。
また、ばね部材の両端を、それぞれ所定の長さを有するばね支持片により保持したため、ばね部材をバルブ本体に強固に保持することが可能となる。さらに、弁体の開放時に、ばね部材の付勢方向に両ばね支持片の少なくとも一部が互いに重なり合うように構成したため、燃料吐出口の開口を広く確保することができる。
また、両ばね支持片をばね部材の径方向の内外にそれぞれ配置したため、ばね部材がその弾性方向とは異なる方向へ変位することを抑制することができる。
また、弁体の開放時に、第二のばね支持片の先端部を、突起部の内側に形成した凹部に収容させるようにしたため、燃料をタンク本体に吐出するための燃料吐出口の実開口面積をより広く確保することができ、円滑な燃料の吐出が可能となる。さらに、ばね支持片の長さ寸法を大きく設定することができるため、ばね部材を安定的に支持することができる。

［参考形態］
参考形態に係るバルブ構造について、図面を参照して説明する。
図１は、参考形態に係るバルブ構造を備えた燃料給油バルブを示した断面図である。
図1に示すように、燃料タンクＴには、燃料を貯留する樹脂製のタンク本体１が備えられている。このタンク本体１の内側面には、燃料給油バルブ２のバルブ本体３０が突設され、さらに、タンク本体１の外側面には、フィラーチューブ１０を接続するジョイント部２０が突設されている。燃料が貯留された状態では、タンク本体１の内部には燃料とともに燃料蒸気が存在している。この燃料蒸気によってタンク本体１の内圧が上昇すると、タンク本体１の上方に設けられた燃料カットバルブ３によってタンク本体１の内圧が低減される。

図２は、図１に示した燃料給油バルブ２およびその周辺構造を示した部分端面拡大図である。
図２に示すように、燃料給油バルブ２は、ジョイント部２０、バルブ本体３０、およびバルブ本体３０をジョイント部２０に連結する筒状の連結部４０とを備えて構成されている。
ジョイント部２０は、フランジ部２０ｂを備えた筒状をなしており、タンク本体１の開口部１ａを覆って、タンク本体１と熱溶融結合されている。また、ジョイント部２０にはフィラーチューブ接続部２０ａが設けられており、このフィラーチューブ接続部２０ａにはフィラーチューブ１０が接続されている。

バルブ本体３０は、ジョイント部２０に支持されてタンク本体１に内蔵されている。ジョイント部２０は連結部４０の一端に設けられ、この連結部４０の他端にはバルブ本体３０が設けられている。バルブ本体３０はハウジング３３を備え、ハウジング３３の内部に弁体３２を備えている。次に、弁体３２について詳細に説明する。

図３は、バルブ本体３０の部分端面拡大図である。図３に示すように、バルブ本体３０には、燃料や燃料蒸気が逆流することを防止する弁体３２が備えられている。この弁体３２によって、バルブ本体３０は通常時には閉弁されている。弁体３２とエンドキャップ３４との間には、圧縮コイルばね３１を介在させている。この圧縮コイルばね３１によって、弁体３２はバルブ本体３０の閉弁方向に付勢されている。ハウジング３３には、燃料吐出口３３ｃが設けられており、フィラーチューブ１０（図２参照）を経て供給されたガソリンなどの燃料は、この燃料吐出口３３ｃからタンク本体１内（図２参照）に吐出される。弁体３２には、弁体支持片３２ｂが備えられており、この弁体支持片３２ｂがハウジング３３の内面を摺動することによって弁体３２の開閉が行われる。弁体３２には突起部３２ａが形成され、この突起部３２ａの内側には凹部３２ｈが形成されている。また、弁体３２は、さらに、係合爪３２ｃ、係合孔３２ｄ、ばね支持片（第一のばね支持片）３２ｅ、ばね座３２ｆ、シール３２ｇとを備えている。また、バルブ本体３０の端部にはエンドキャップ３４が接合されている。このエンドキャップ３４は、エンドキャップ支持片３４ｂと、ばね支持片（第二のばね支持片）３４ｅと、ばね座３４ｆとを備え、ばね支持片３４ｅには先端部３４ｇが設けられている。弁体３２とエンドキャップ３４との間には、圧縮コイルばね（ばね部材）３１が介在しており、この圧縮コイルばね３１の付勢力によって弁体３２はバルブ本体３０を閉弁している。また、バルブ本体３０には燃料吐出口３３ｃが２箇所設けられている。

次に、以上の構成を備えたバルブ構造の動作を説明する。図２に示すように、バルブ本体３０は、筒状の連結部４０を介してジョイント部２０に固定されている。このジョイント部２０のフランジ部２０ｂが開口部１ａの周辺にタンク本体１を密閉するように熱溶着されて、タンク本体１に固定されている。これにより、外部から燃料が供給されると、燃料は、フィラーチューブ１０を通って、フィラーチューブ接続部２０ａに接続されたジョイント部２０の筒状の内部を通り、連結部４０を経由してバルブ本体３０の内部を通り、燃料吐出口３３ｃから燃料タンクＴのタンク本体１内に吐出されて、タンク本体１内に貯留される。

図３に示すように、燃料給油バルブ２に燃料が供給されていないときは、弁体３２は、圧縮コイルばね３１によって付勢され、弁体３２のシール３２ｇが弁座３３ｄに当接して、バルブ本体３０は閉弁している。
図４は、バルブ本体３０が開弁した状態を示した図であり、図４（ａ）は部分端面拡大図、図４（ｂ）は図４（ａ）におけるＡ−Ａ線の断面図である。図４（ａ）に示すように、燃料給油バルブ２に燃料が供給されると、燃料は、ジョイント部２０（図２参照）から連結部４０（図２参照）を経てバルブ本体３０へ移動する。バルブ本体３０へ向かって流れる燃料の圧力によって、弁体３２は押圧されてタンク本体１（図２参照）の内部方向へ移動する。この際、弁体３２に設けられた円筒状の弁体支持片３２ｂの外周が、円筒状のハウジング３３の内周を摺動する。すなわち、弁体３２は、ハウジング３３の内面を摺動して、バルブ本体３０を開弁・閉弁する。このとき、圧縮コイルばね３１の外側に配設されたばね支持片（第一のばね支持片）３２ｅは、ばね座３２ｆにて圧縮コイルばね３１を押圧して、圧縮コイルばね３１の内側に配設されたばね支持片（第二のばね支持片）３４ｅとは離間して重なり合う。つまり、図７に示した従来構造では、ポペット弁１１４とばね座１１６が干渉してポペット弁１１４の移動ストロークを大きくとれないのに対し、本参考形態は、ばね支持片３２ｅとばね支持片３４ｅとが、圧縮コイルばね３１を挟んで弁体３２の移動ストローク方向に関して重なり合う構造であるため、その分、弁体３２の移動ストロークを大きくとれる。すなわち、燃料吐出口３３ｃの実開口面積Ｓ１を広く確保できる。

また、バルブ本体３０が開弁した状態において、第二のばね支持片３４ｅの先端部３４ｇは、突起部３２ａの内側に形成した凹部３２ｈに収容される。これにより、燃料吐出口３３ｃの実開口面積Ｓ１をより広く確保することができ、円滑な燃料の吐出が可能となる。さらに、ばね支持片３２ｅ,３４ｅの長さ寸法を大きく設定することができるため、圧縮コイルばね３１を安定的に支持することができる。
なお、燃料が、燃料吐出口３３ｃからタンク本体１へ吐出される際に、燃料の吐出量の説明を容易にするために、図４中の実開口面積Ｓ１を二点鎖線で囲った水平な斜線で示している。
また、弁体支持片３２ｂは、エンドキャップ３４のエンドキャップ支持片３４ｂに当接して停止する。このようにして、燃料給油バルブ２の弁体３２をばね座３２ｆによって付勢する圧縮コイルばね３１が弁体３２を安定的に支持する。
そして、供給された燃料が、燃料吐出口３３ｃからタンク本体１（図２参照）へ吐出され、燃料が、図示しない車両の燃料給油口から吹き返すことなくタンク本体１内へ円滑に貯留される。
また、燃料の供給が終了したときに、燃料や燃料蒸気が燃料給油バルブ２を通って逆流しないように、弁体３２は、圧縮コイルばね３１によって燃料給油バルブ２を閉じるように移動する。これによって、燃料や燃料蒸気が外部へ漏れることを防止できる。

［本発明の実施の形態］
本発明の実施の形態に係るバルブ構造について、図５、図６を参照して説明する。
図５は、本発明の実施の形態に係るバルブ構造を備えたバルブ本体が閉弁した状態を示した部分端面拡大図である。
なお、以下で言う「燃料給油バルブ」、「圧縮コイルばね」、「シール」は、それぞれ特許請求の範囲における「構成部品」、「ばね部材」、「シール部材」に相当する。
図５に示すように、本発明の実施の形態が、参考形態と異なる点は、弁体支持片６２ｂの外周がハウジング６３の内周を摺動する際に、弁体支持片６２ｂの外周とハウジング６３の内周との間で安定的に摺動させるように、弁体支持片６２ｂの摺動面の面積を大きく設けた点であり、さらに、この弁体支持片６２ｂがエンドキャップ支持片６４ｂと離間して重なり合うようにしている点である。これにより、エンドキャップ支持片６４ｂの寸法を長く形成することができ、エンドキャップ６４とハウジング６３とを固定する取り付け強度の向上を図っている。
尚、図５、図６において、図３、図４と同様の構成については同符合を付し、その説明を省略する。

図５に示すように、バルブ本体６０には、燃料や燃料蒸気が逆流することを防止する弁体６２が備えられている。弁体６２とエンドキャップ６４との間には、圧縮コイルばね６１が介在している。この圧縮コイルばね６１によって、弁体６２はバルブ本体６０の閉弁方向に付勢されている。ハウジング６３には、燃料吐出口６３ｃが設けられており、フィラーチューブ１０（図２参照）を経て供給されたガソリンなどの燃料は、この燃料吐出口６３ｃからタンク本体１（図２参照）内に吐出される。弁体６２には、弁体支持片６２ｂが備えられており、弁体支持片６２ｂがハウジング６３の内面と摺動することによって、弁体６２の開閉が行われる。弁体６２は、凸状に形成された突起部６２ａの内側に凹部６２ｈが形成されている。また、弁体６２は、さらに、係合爪６２ｃ、係合孔６２ｄ、ばね支持片６２ｅ、シール６２ｇとを備えている。また、バルブ本体６０の端部にはエンドキャップ６４が接合されている。このエンドキャップ６４は、エンドキャップ支持片６４ｂ、ばね支持片６４ｅ、ばね座６４ｆとを備え、ばね支持片６４ｅには先端部６４ｇが設けられている。

次に、以上の構成を備えたバルブ構造の動作を説明する。
図５に示すように、燃料給油バルブ２に燃料が供給されていないときは、弁体６２は、圧縮コイルばね６１によって付勢され、弁体６２のシール６２ｇが弁座６３ｄに当接して、バルブ本体６０は閉弁している。
図６は、バルブ本体６０が開弁した状態を示した部分端面拡大図である。図６に示すように、燃料給油バルブ２に燃料が供給されると、燃料は、ジョイント部２０（図２参照）から連結部４０（図２参照）を経てバルブ本体６０へ移動する。バルブ本体６０へ向かって流れる燃料の圧力によって、弁体６２は押圧されてタンク本体１（図２参照）の内部方向へ移動する。同時に、弁体６２に設けられた円筒状の弁体支持片６２ｂの外周が、円筒状のハウジング６３の内周を摺動する。すなわち、弁体６２は、ハウジング６３の内面を摺動して、バルブ本体６０を開弁・閉弁する。このとき、圧縮コイルばね６１の外側に配設されたばね支持片（第一のばね支持片）６２ｅは、ばね座６２ｆにて圧縮コイルばね６１を押圧して、圧縮コイルばね６１の内側に配設されたばね支持片（第二のばね支持片）６４ｅと離間して重なり合う。つまり、図７に示した従来構造では、ポペット弁１１４とばね座１１６が干渉してポペット弁１１４の移動ストロークを大きくとれないのに対し、本発明は、ばね支持片６２ｅとばね支持片６４ｅとが、圧縮コイルばね６１を挟んで弁体６２の移動ストローク方向に関して重なり合う構造であるため、その分、弁体６２の移動ストロークを大きくとれる。すなわち、燃料吐出口６３ｃの実開口面積Ｓ１を広く確保できる。

また、バルブ本体６０が開弁した状態において、第二のばね支持片６４ｅの先端部６４ｇは、突起部６２ａの内側に形成した凹部６２ｈに収容される。これにより、燃料をタンク本体１（図２参照）に吐出するための燃料吐出口６３ｃの実開口面積Ｓ１をより広く確保することができ、円滑な燃料の吐出が可能となる。さらに、ばね支持片６２ｅ,６４ｅの長さ寸法を大きく設定することができるため、ばね支持片６２ｅ,６４ｅは、圧縮コイルばね６１を安定的に支持することができる。
なお、燃料が、燃料吐出口６３ｃからタンク本体１へ吐出される際に、燃料の吐出量の説明を容易にするために、図６中の実開口面積Ｓ１を二点鎖線で囲った水平な斜線で示している。
また、弁体支持片６２ｂも、エンドキャップ支持片６４ｂと離間して重なり合う。これによって、燃料をタンク本体１（図２参照）に吐出するための燃料吐出口６３ｃの実開口面積Ｓ１をより広く確保することができる。
このとき、供給された燃料が、燃料吐出口６３ｃからタンク本体１（図２参照）へ吐出され、燃料が、図示しない車両の燃料給油口から吹き返すことなくタンク本体１内へ円滑に貯留される。
また、燃料の供給が終了したときに、燃料や燃料蒸気が燃料給油バルブ２を通って逆流することを防止するために、弁体６２は、圧縮コイルばね６１によって燃料給油バルブ２を閉じるように移動する。これによって、燃料や燃料蒸気が外部へ漏れることを防止できる。

以上、好ましい実施の形態について説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱することのない範囲内において適宜の変更が可能なものである。例えば、本実施の形態では、自動車の燃料タンクに適用して説明したが、これに限定するものではなく、一般的な容器に用いられる構成部品にも適用されるのは言うまでもない。また、燃料給油バルブに限定するものではなく、燃料タンクを構成するその他の構成部品にも適用されるのは言うまでもない。

参考形態に係るバルブ構造を備えた燃料給油バルブを示した断面図である。 参考形態に係るバルブ構造を備えた燃料給油バルブおよびその周辺構造を示した部分端面拡大図である。 参考形態に係るバルブ構造を備えたバルブ本体が閉弁した状態を示した部分端面拡大図である。 参考形態に係るバルブ構造を備えたバルブ本体が開弁した状態を示した図であり、（ａ）は部分端面拡大図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線の断面図である。 本発明の実施の形態に係るバルブ構造を備えたバルブ本体が閉弁した状態を示した部分端面拡大図である。 本発明の実施の形態に係るバルブ構造を備えたバルブ本体が開弁した状態を示した部分端面拡大図である。 従来技術の燃料給油バルブを示した部分断面図である。

符号の説明

１ タンク本体
２ 燃料給油バルブ（構成部品）
３０，６０ バルブ本体
３１，６１ 圧縮コイルばね（ばね部材）
３２，６２ 弁体
３２ａ，６２ａ 突起部
３２ｂ，６２ｂ 弁体支持片
３２ｅ，６２ｅ ばね支持片（第一のばね支持片）
３２ｈ，６２ｈ 凹部
３４，６４ エンドキャップ
３４ｂ，６４ｂ エンドキャップ支持片
３４ｅ，６４ｅ ばね支持片（第二のばね支持片）
３４ｇ，６４ｇ 先端部
Ｔ 燃料タンク
Ｓ１ 実開口面積

Claims (4)

1. 燃料タンクのタンク本体に接続した燃料給油バルブの内部に配設され、ばね部材がその一端で支持する弁体の開閉において、前記タンク本体内の燃料および燃料蒸気の外部への放出を抑制して燃料の逆流を防止するバルブ構造であって、
   前記燃料給油バルブに備えるバルブ本体の無底筒形状のハウジングと、
   前記ばね部材の他端を支持して前記ハウジングの底部を塞ぐように取り付けられ、前記ハウジングの内周に嵌合するエンドキャップ支持片が立設されたエンドキャップと、
   を備え、
   前記弁体には、該弁体の移動方向に延設され、前記ハウジングの内周に対して摺動する筒形状の弁体支持片が形成され、
   前記ハウジングの底部周りは内周側がへこんで形成され、
   前記エンドキャップ支持片は前記弁体支持片よりも大径に形成されて前記ハウジングの底部周りの内周に嵌合し、
   前記弁体を開放させた状態において、前記弁体の移動方向に前記エンドキャップ支持片と前記弁体支持片の少なくとも一部とを互いに重なり合わせて、ハウジングの内周を摺動してきた前記弁体支持片の端部を前記エンドキャップ支持片の内側に通過させたうえで前記エンドキャップの底部に当接させる構成としたことを特徴とするバルブ構造。
2. 前記弁体と一体的に移動する第一のばね支持片と、
   前記エンドキャップに一体に設けた第二のばね支持片と
   を備え、
   前記両ばね支持片によって前記ばね部材を保持し、かつ、前記弁体を開放させた状態において、前記ばね部材の付勢方向に前記両ばね支持片の少なくとも一部が互いに重なり合うように構成したことを特徴とする請求項１に記載のバルブ構造。
3. 前記両ばね支持片を前記ばね部材の径方向の内外にそれぞれ配置させたことを特徴とする請求項２に記載のバルブ構造。
4. 前記弁体は、この弁体の閉方向に凸状の突起部を有し、前記弁体を開放させた状態において、前記第二のばね支持片の先端部が、前記突起部の内側に形成された凹部に収容されるように構成したことを特徴とする請求項２または請求項３に記載のバルブ構造。

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