JP4506459B2

JP4506459B2 - 燃料遮断弁

Info

Publication number: JP4506459B2
Application number: JP2004378512A
Authority: JP
Inventors: 宏明鬼頭
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2004-12-28
Filing date: 2004-12-28
Publication date: 2010-07-21
Anticipated expiration: 2024-12-28
Also published as: JP2006182217A

Description

本発明は、燃料タンクの上部に装着され、燃料タンク内と外部とを接続する接続通路を開閉することで燃料タンクと外部との連通を遮断する燃料遮断弁に関する。

従来、この種の燃料遮断弁として、特許文献１などが知られている。図６に示すとおり、燃料遮断弁１００は、燃料タンクの上部に装着されており、外部（キャニスタ）に接続される接続通路をその上部に設けたケーシング１０１と、ケーシング１０１の弁室Ｓ内に燃料液位により浮力を増減して昇降するフロート１０２と、フロート１０２の上部に載置された弁機構１０３とを備えている。そして、燃料タンクの燃料液位の上昇により弁室Ｓ内に燃料が流入して、フロート１０２が浮力を増大させて、フロート１０２と一体に弁機構１０３が上昇することで接続通路を閉じて燃料の外部への流出を防止している。

上記弁機構１０３は、フロート１０２の上部と弁機構１０３との間に介在するスプリング１０４により上部に支持されている。こうした構成により、車両の傾斜などによりフロート１０２が傾いてシート部１０５に着座した場合に、シート部１０５に片当たりした弁機構１０３が傾きを補正しシート部１０５を完全に閉じて、キャニスタへの燃料の流出を防いでいる。

しかしこの構成によると、スプリング１０４のスプリング過重を低く設定すると、弁機構１０３がシート部１０５に片当たりして傾きを補正する動作は迅速に行われるが、スプリングの付勢力が弱い為、弁機構１０３のシール部１０５への密着性が弱くなり、シール性が低くなってしまう。また、スプリング過重を高く設定すると、弁機構１０３のシート部１０５への密着性は高くなるが、片当たりした弁機構１０３は傾きの補正がしにくくなると言う背反事項の現象が起きる。
特開平１０−２３８４２９号公報

本発明は、上記従来の技術の問題点を解決することを踏まえ、フロートが傾いて上昇し、シート部に片当たりした弁機構が速やかに補正し且つ弁機構のシート部へのシール性を高めた燃料遮断弁を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明は、
燃料タンクの上部に装着され、燃料タンク内と外部とを接続する接続通路を開閉することで燃料タンクと外部とを連通遮断する燃料遮断弁において、
上記燃料タンク内と上記接続通路とを連通する弁室を形成するケーシング本体と、
上記弁室に収納され該弁室内の燃料液位により浮力を増減して昇降するフロート本体と、該フロート本体の上部にバネ部材を介して該フロート本体の軸方向に変移可能に載置され、該フロート本体が昇降することで上記接続通路を開閉する弁機構を有するフロート機構と、
を備え、
上記弁機構は、樹脂材料で成形され上記フロート本体の上壁部に設けられた係合部に係合する被係合部を有する弁本体と、上記接続通路を開閉するゴム製のシール部材からなり、上記フロート本体の上壁部に、円錐形状で軸中心に一点で離接する上記弁本体に一体成形された突起部を有し、
該突起部は上記接続通路が開いている時には、上記上壁部と所定量離れており、
上記フロート本体が上昇して上記接続通路を閉じた後に、上記バネ部材が所定量圧縮されて該上壁部に当接するように設定されていること、
を特徴とする。

本発明にかかる燃料遮断弁は、燃料タンクの燃料が所定液位に達すると、弁室内に流入した燃料により、フロート本体が浮力により上昇するとともに、フロート本体と一体に弁機構も上昇する。そして、弁機構が接続通路を閉じることで、燃料タンクを外部に対して遮断し、燃料タンクから外部へ燃料が流出するのを防止する。

弁機構の被係合部は、フロート本体の上壁部に設けた係合部により支持され、弁機構とフロート本体との間にはスプリングが介在している。また、接続通路の弁室側開口端周縁部には、弁機構が着座するシート部が存在している。車輌の急旋回等で、フロート機構に対して傾斜しながら液面上昇すると、フロート機構が接続通路のシート部に対して傾いて上昇し、フロート機構の弁機構はシート部に片当たりする。ここで、スプリングの過重は軽く設定されているので、シート部に対して弁機構の傾きを迅速に補正し、弁機構は接続通路を完全に遮断する。

この時、弁機構が接続通路を遮断して間もなく、弁機構に形成された突起部がフロート本体上壁部に一点支持して当接されるように設定されている。その為、スプリングの付勢力のみならずフロート本体からも上向きに力を受けるので、シート部を遮断している弁機構のシール性は高くなる。この構成にすることで、フロート機構が傾いて上昇してシート部に片当たりしても、弁機構が速やかに補正し且つ弁機構のシート部へのシール性を高めることができる。

また、他の態様として、前記接続通路の弁室側開口端周縁部には突起状のシート部が形成されており、シート部に着座する上記シール部材の着座面周辺に、上記弁本体と上記シール部材との間に隙間を設けるように、上記弁本体に弁本体凹部を形成した構成をとることができる。

接続通路の開口周縁部に設けた突起状のシート部に弁機構のシール部材が着座した時、着座した周辺のシール部材が撓むように、弁本体とシール部材との間に少なくとも隙間を設けて置くと、シール性が高くなり且つ傾きの補正も容易に行うことができる。

以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするために、以下本発明の好適な実施例について説明する。
Ａ．第１実施例
（１）燃料遮断弁１０の概略構成
図１は本発明の実施の形態にかかる自動車の燃料タンク（図示省略）の上部に取り付けられる燃料遮断弁１０を示す断面図である。燃料遮断弁１０は、燃料タンク内の燃料が所定の液位まで上昇したときに、外部（キャニスタ）への燃料の流出を規制するものである。

燃料遮断弁１０は、ケーシング本体３０と、底板３５と、フロート機構４０と、スプリング２０と、蓋体５０とを主要な構成として備えている。ケーシング本体３０、底板３５及びフロート本体４１（フロート機構４０）は、耐燃料透過性および耐燃料油性に優れた合成樹脂ポリアセタールなどから形成されている。一方、蓋体５０は、耐燃料透過性に優れたポリアセタールを母材とし、ポリエチレンを分散材として混合することにより形成されている。すなわち、分散材は、燃料タンクＦＴと同じポリエチレンから形成され、溶着するための材料となっている。

上記ケーシング本体３０は、天井壁部３２と、この天井壁部３２から下方へ円筒状に延設された側壁部３３とを備え、天井壁部３２と側壁部３３とに囲まれたカップ状の弁室３０Ｓを形成し、その下部を下開口３０ａとしている。ケーシング本体３０の天井壁部３２の中央部には、上部突出部３２ａが形成されている。この上部突出部３２ａ内には、接続通路３２ｂが貫通しており、その接続通路３２ｂの弁室３０Ｓ側開口端にはシート部３２ｃが形成されている。また、上部突出部３２ａの外周側壁には、Ｏリング３６を支持するための環状段部３２ｄが形成されている。上記側壁部３３の下部には、係合穴３３ａが形成されている。この係合穴３３ａは、後述するように底板３５を取り付けるためのものである。

上記底板３５は、ケーシング本体３０の下開口３０ａを閉じる部材であり、その外周部に形成された係合部３５ａが上記係合穴３３ａに係合することにより、ケーシング本体３０の下開口３０ａを閉じるように装着される。底板３５には、弁室３０Ｓと燃料タンクＦＴ内とを連通する連通孔３５ｂが形成されている。したがって、連通孔３５ｂを通じて、燃料タンクＦＴ内が弁室３０Ｓに連通している。また、底板３５の中央上部には、突起状のスプリング支持部３５ｃが形成されている。このスプリング支持部３５ｃは、フロート本体４１の内側下面との間でスプリング２０を支持している。

また、上記弁室３０Ｓに収納されるフロート機構４０は、フロート本体４１と弁機構４４で構成され、その間にバネ部材としてスプリング４８が介在している。フロート本体４１は、上壁部４２と、その上壁部４２の外周から下方に形成された筒状の側壁部４３とを備えた容器形状に構成されており、その内側スペースが浮力を生じるための浮力室４０Ｓになっている。また、フロート本体４１の外周部にガイド突条４１ａが形成されており、上記ケーシング本体３０側の内壁にガイドされる。上壁部４２中央には上壁凹部４２ａが形成され、上壁凹部４２ａの周囲にはフロート本体４１の中心軸に対向して係合部４２ｂが４箇所形成されている。また、弁機構４４は、樹脂材料製の弁本体４５とその上部にはシート部３２ｃに着座するゴム材料製のシール部材４９で構成されている。弁本体４５は、被係合部４６が形成され、該被係合部４６にはフロート本体４２の係合部４２ｂと係合する係合穴４６ａが形成されている。また、弁本体４５の上部には弁本体凹部４５ａが形成され、シール部材４９がシート部３２ｃに着座した時、シール部材４９が撓んで、高いシール性が確保でき、成形時の高い加工精度も不要となる構成としている。さらに、弁本体４５の中央下部には円錐状の突起部４７が形成されている。この突起部４７は、後述するように、スプリング４８が撓んでフロート本体４１の上部に当接する部材である。

一方、蓋体５０は、蓋本体５１と、蓋本体５１の中央から上部へＬ字形に突出した管体部５２と、蓋本体５１の外周に形成されたフランジ部５３と、蓋本体５１の下部に突設された嵌合部５４とを備え、これらを一体に形成している。上記蓋本体５１の下部中央には、ケーシング本体３０の上部突出部３２ａを嵌合するための蓋嵌合部５１ａが形成されている。また、管体部５２には、蓋側通路５２ａが形成されており、この蓋側通路５２ａの一端は、ケーシング本体３０の接続通路３２ｂに接続され、他端はキャニスタ側に接続されている。さらに、フランジ部５３の下端部には、燃料タンクＦＴのタンク上壁ＦＴａ（図示省略）に溶着される環状溶着部５３ａが形成されている。また、上記嵌合部５４は、ケーシング本体３０の上部を嵌合するように筒状に突設されるとともに、その一部に下端側を開放したスリット５４ａ及び係合穴５４ｂが形成されている。

次に、燃料遮断弁１０を燃料タンクのタンク上壁（図示省略）に装着する作業について説明する。図１において、ケーシング本体３０の弁室３０Ｓ内に、フロート機構４０及びスプリング２０を収納し、さらに、スプリング２０の下端を底板３５のスプリング支持部３５ｃに位置合わせするとともに、底板３５の係合部３５ａを側壁部３３の係合穴３３ａに係合させて、底板３５をケーシング本体３０に取り付ける。さらに、Ｏリング３６を上部突出部３２ａに挿入して環状段部３２ｄ上に保持し、この状態にて、嵌合部５４をケーシング本体３０の上部に嵌合するとともに、上部突出部３２ａを蓋嵌合部５１ａに嵌合する。このとき、係合突起３７が係合穴５４ｂに係合し、蓋体５０とケーシング本体３０とが一体化する。また、嵌合部５４先端が、外周部３５ｄの内周面により位置規制されているので、燃料膨潤による蓋体５０とケーシング本体３０の脱落を防止できる。
（３）燃料遮断弁１０の動作
次に、燃料遮断弁１０の動作について説明する。車輌が傾斜して、燃料液位が上昇して所定の液位まで達すると、燃料は底板３５の連通孔３５ｂを通じて弁室３０Ｓに流入する。これにより、図２に示すとおりフロート本体４１に浮力が生じて上昇し、弁機構４４がシート部３２ｃに着座する。その後、図３に示すとおり、スプリング４８を所定量圧縮し、突起部４７がフロート上壁凹部４２ａに当接することで、スプリング４８の付勢力の他にフロート本体４１からの受けるシート部３２ｃへの力により、シート部３２ｃのシール性を高めて接続通路３２ｂを閉塞して、燃料がキャニスタ側へ流出しない構成としている。したがって、燃料遮断弁１０は、燃料タンクＦＴから燃料蒸気を逃がすとともに燃料が燃料タンクＦＴ外へ流出するのを防止することができる。

一方、車輌を急旋回して、フロート機構４０に対して傾斜しながら液面上昇すると、フロート本体４１がシート部３２ｃに対して傾いて上昇し、図４（Ａ）のように弁機構４４のシール部材４９はシート部３２ｃに片当たりする。この時、スプリング４８のスプリング過重は低く設定されているので、シート部３２ｃに対して弁機構４４の傾きを補正し、図４（Ｂ）のようにシール部材４９はシート部３２ｃに完全に着座する。さらに、図４（Ｃ）のように、スプリング４８が所定量撓むことで、弁機構４４の突起部４７がフロート本体４１の上壁凹部４２ａに一点支持されて当接する。その為、スプリングの付勢力以外にフロート本体４１からも上向きの力を受けることになり、シール部材４９のシート部３２ｃに対する密着性が高まりシール性が高まる。

また、突起部４７が円錐状に形成されているので、図３のようにフロート機構４０がシート部３２ｃに対して傾斜せず、シール部材４９がシート部３２ｃに着座している時に、車輌の振動等でフロート本体４１のみ傾いた時は、突起部４７が円錐状になっており上部凹部４２ａ上を一点支持しながら倣うので、弁部４９のシート部３２ｃに対する密着性を損なく、高いシール性が維持される。

なお、この発明は上記実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

例えば、上記実施例では、突起部４７は弁本体４５に形成されていたが、これに限らず図５のように、弁機構４４Ｂは樹脂の弁本体４５Ｂと突起部４７Ｂを備えたゴム製のシール部材４９Ｂとで構成されていても良い。

本発明の第１実施例にかかる自動車の燃料タンクの上部に取り付けられる燃料遮断弁を示す断面図である。通常の燃料液面上昇時に燃料遮断弁が接続通路を遮断した図である。図２に続く動作を説明する説明図である。燃料液面の揺動上昇時に接続通路を遮断する燃料遮断弁の動作を説明する説明図である。本発明の参考例にかかる燃料遮断弁を示す断面図である。従来の燃料遮断弁を示す断面図である。

符号の説明

１０・・・燃料遮断弁
２０・・・スプリング
３０・・・ケーシング本体
３０ａ・・・下開口
３０Ｓ・・・弁室
３２・・・天井壁部
３２ａ・・・上部突出部
３２ｂ・・・接続通路
３２ｃ・・・シート部
３２ｄ・・・環状段部
３３・・・側壁部
３３ａ・・・係合穴
３５・・・座板
３５ａ・・・係合部
３５ｂ・・・連通孔
３６・・・Ｏリング
４０・・・フロート機構
４１・・・フロート本体
４１ａ・・・ガイド突条
４２・・・上壁部
４２ａ・・・上壁凹部
４２ｂ・・・弁本体
４３・・・側壁部
４４・・・弁機構
４４Ｂ・・・弁機構
４５・・・弁本体
４５Ｂ・・・弁本体
４５ａ・・・弁本体凹部
４６・・・被係合部
４６ａ・・・係合穴
４７・・・突起部
４７Ｂ・・・突起部
４８・・・スプリング
４９・・・シール部材
４９Ｂ・・・シール部材
５０・・・蓋体
５１・・・蓋本体
５２・・・管体部
５３・・・フランジ部
５３ａ・・・環状溶着部
５４・・・嵌合部
５４ａ・・・スリット
５４ｂ・・・係合穴

Claims

燃料タンクの上部に装着され、燃料タンク内と外部とを接続する接続通路（３２ｂ）を開閉することで燃料タンクと外部とを連通遮断する燃料遮断弁において、
上記燃料タンク内と上記接続通路（３２ｂ）とを連通する弁室（３０Ｓ）を形成するケーシング本体（３０）と、
上記弁室（３０Ｓ）に収納され該弁室（３０Ｓ）内の燃料液位により浮力を増減して昇降するフロート本体（４１）と、該フロート本体（４１）の上部にバネ部材（４８）を介して該フロート本体（４１）の軸方向に変移可能に載置され、該フロート本体（４１）が昇降することで上記接続通路（３２ｂ）を開閉する弁機構（４４）を有するフロート機構（４０）と、
を備え、
上記弁機構（４４）は、樹脂材料で成形され上記フロート本体（４１）の上壁部（４２）に設けられた係合部（４２ｂ）に係合する被係合部（４６）を有する弁本体（４５）と、上記接続通路（３２ｂ）を開閉するゴム製のシール部材（４９）からなり、上記フロート本体の上壁部（４２）に、円錐形状で軸中心に一点で離接する上記弁本体（４５）に一体成形された突起部（４７）を有し、
上記突起部（４７）は上記接続通路（３２ｂ）が開いている時には、上記上壁部（４２）と所定量離れており、
上記フロート本体（４１）が上昇して上記接続通路（３２ｂ）を閉じた後に、上記バネ部材（４８）が所定量圧縮されて上記上壁部（４２）に当接するように設定されていること、
を特徴とする燃料遮断弁。
請求項１に記載の燃料遮断弁において、
前記接続通路（３２ｂ）の弁室（３０Ｓ）側開口端周縁部には突起状のシート部（３２ｃ）が形成されており、シート部（３２ｃ）に着座する上記シール部材（４９）の着座面周辺に、該弁本体（４５）と上記シール部材（４９）との間に隙間を設けるように、該弁本体（４５）に弁本体凹部（４５ａ）を形成したことを特徴とする燃料遮断弁。