JP4527414B2 - 液化ガス容器用バルブ装置 - Google Patents

Description

本発明は、液化石油ガス等の液化ガスを貯留する液化ガス容器に配設され、液化ガスの過充填を防止する過充填防止装置を備えてなる液化ガス容器用バルブ装置に関する。

例えば、自動車の燃料に用いられる液化ガスを充填する液化ガス容器にあっては、自動車のトランク等に横置きにして搭載されることが一般的である。このような液化ガス容器には、液化ガスを充填する充填バルブ、容器内の液化ガスを使用する取出バルブ、予め設定された最大充填量を越えて充填されないようにする過充填防止装置、液化ガスの充填量を視認可能とする液面計等が夫々に配設されている。さらには、液化ガス容器の内圧が所定圧力以上とならないため、所定圧力以上となると自動的に開放される安全弁も設けられている。

ここで、過充填防止装置は、充填バルブから充填される液化ガスが、所定の最大充填量を越えて充填されないように、該充填バルブとは別に、自動的に液化ガスの充填を遮断するようにしたものである。このような過充填防止装置としては、例えば、特許文献１のように、液化ガスの最大充填量となる最大液面高さ位置に対して上下動するフロートと、該フロートに連結されたカムの変動により、液化ガスの流路を開閉作動する過充填防止弁とを備え、液化ガスが最大液面高さ位置まで充填されると、過充填防止弁が閉鎖作動して液化ガスの充填を遮断するようにした構成が提案されている。この構成にあっては、フロートが最大液面高さ位置に対して上下に浮動することから、浮動幅が比較的小さく設定され、かつ、フロートにより変動するカムが過充填防止弁を直接的に作動するようになっている。このため、フロート、カム、及び過充填防止弁は、容器内の最大液面高さ位置近傍に一体的に配設されて過充填防止装置を構成している。また、自動車用の液化ガス容器は、一般的に、充填バルブが容器下部の外側に配設されていることから、この充填バルブから流入した液化ガスは、容器内に設けられたガス管を通じ、過充填防止弁を介して容器内に流出するようになっている。
実公昭５８−２２４７５号公報

ところで、上述した従来の過充填防止装置にあっては、容器内に充填された液化ガスが所定の最大充填量となる最大液面高さに達すると、該液面高さに伴うフロートの浮動に従ってカムが変動して過充填防止弁を瞬時に閉鎖するものである。ここで、過充填防止弁が瞬時に閉鎖された場合にも、充填バルブからの液化ガスの充填は継続していることから、該過充填防止弁から上流側で高いサージ圧が発生することとなる。この高いサージ圧により、過充填防止弁と充填バルブとの間に設けられたガス管や該ガス管の接合部に大きな負荷が作用する。そして、この負荷は液化ガスの充填毎に繰り返し作用することとなる。このような繰り返し負荷により、ガス管と充填バルブとの接合部や、過充填防止装置との接合部では耐久性が低下するという問題を生じる。このため、強度や耐久性の高い材料を用いたり、厚肉形状に成形する等の対策を施すことによって、耐久性を向上させ、容器の安全性が充分に発揮されるようにしている。しかし、このような対策は、容器の重量増化、製造工程の繁雑化、製造費用の増大を招くことともなっている。

一方、自動車に搭載される液化ガス容器にあっては、容器内圧が所定圧力以上となることを防止する安全弁が配設されている。この安全弁は、一般的に、充填バルブの下流側に近接して配設され、該充填バルブから容器内に液化ガスが流れる流路に設けられている。この安全弁は、上述した従来の過充填防止装置を備えたものにあっては、過充填防止弁よりも充填バルブ側に設けられている。このため、上述したように、過充填防止弁が瞬時に閉鎖された場合には、高いサージ圧により安全弁が一瞬開放作動することとなり得る。このようなサージ圧による開放作動は、安全弁の通常作動とは異なることから、該安全弁の耐久性が低下することや、異物の噛み込み等によるガス漏れを生じる恐れがあること等の問題が懸念される。

本発明は、かかる上記問題点を解決し、高いサージ圧に対する耐久性を向上し得る液化ガス容器用バルブ装置を提案するものである。

本発明は、容器内の略中心に、高さ方向に対してほぼ全域で浮動可能に軸支され、容器内に貯留する液化ガスの液面高さに従って浮動するフロートと、容器外に配設された充填バルブの開作動により容器内に液化ガスを流入させるガス流路の、該充填バルブの下流側近傍に開閉可能に配設された過充填防止弁と、一端が、フロートの回動支軸の回転をシャフト軸の軸回動に変換する作動変換手段を介してフロートの回動支軸と連係され、他端が、前記過充填防止弁の配設位置に至る伝動シャフトと、前記伝動シャフトの他端に連結され、該伝動シャフトの軸回動に伴って、前記過充填防止弁を開放して充填可能とする開放作動位置、又は、所定の最大充填量となった場合に、過充填防止弁を瞬時に閉鎖して液化ガスの充填を遮断する閉鎖作動位置のいずれかに回動変換される弁開閉カムとから構成される過充填防止装置を備えていることを特徴とする液化ガス容器用バルブ装置である。

かかる構成にあっては、フロートの浮動による回動支軸の回転を、作動変換手段によって伝動シャフトの軸回転に変換させ、該伝動シャフトの他端に連結された弁開閉カムにより過充填防止弁を開閉作動させることによって、該過充填防止弁を、容器外に配設された充填バルブの下流側近傍に設けることができるようになったものである。これにより、上述した従来の、過充填防止弁が容器内の最大液面高さ位置付近に設けられた構成のように、過充填防止弁の閉鎖作動時に生ずる高いサージ圧により、充填バルブから該過充填防止弁に液化ガスを流すためのガス管やその接合部に負荷が作用することは、本発明の構成にはない。したがって、ガス充填時に繰り返し発生する高いサージ圧に対する耐久性が向上し、総じて容器の安全性も充分に発揮されることとなり得る。而して、本発明の構成では、上述した従来の液化ガス用の容器のように、ガス管の接合部等を高強度化するための対策を要さず、この対策によって生ずる重量増加や製造費用の増加等の問題が発生しないという優れた利点も有する。

また、本発明の構成では、フロートを回動支軸に軸支して、容器高さ方向にほぼ全域で浮動できるようにしていることから、該フロートの回動距離を、回動支軸の垂直下方から垂直上方までとすることができる。この場合には回動支軸の回転角は約１８０度となる。このように、回動支軸の回転角が比較的大きいことから、該回動支軸の回転に従って、作動変換手段により変換される伝動シャフトの軸回動の回動角を大きく設定することが容易である。したがって、伝動シャフトの他端に連結された弁開閉カムを、開放作動位置と閉鎖作動位置とに明確かつ適正に回動変換させることができ、過充填防止弁を正確に開閉作動させることができる。而して、液化ガス容器に、液化ガスを確実に最大充填量で充填させ得る。

このような液化ガス容器用バルブ装置にあって、ガス流路の、過充填防止弁よりも下流側位置に、容器内圧が所定圧力を越えた場合に開放作動する安全弁が配設されている構成が提案される。かかる構成にあっては、上述のように、過充填防止弁を充填バルブの下流側近傍に配設することにより、安全弁を該過充填防止弁の下流側に設けることが可能となったものである。このため、液化ガスを充填する場合に、最大充填量となって過充填防止弁が瞬時に閉鎖されることにより生じる高いサージ圧が、安全弁に作用しないこととなる。したがって、上述した従来構成のように、高いサージ圧が発生して安全弁が開放作動することにより生ずる、該安全弁の耐久性の低下や、異物の噛み込み等によるガス漏れ等の問題を、本構成では生じない。また、従来構成では、この高いサージ圧により安全弁が瞬間的に開放されると、少量ながら液化ガスが容器外に排出されることとなるが、このような液化ガスの排出も本構成では生じない。

また、上述した液化ガス容器用バルブ装置にあって、伝動シャフトの他端に配設され、該伝動シャフトの軸回転に応じて、容器内の液面高さを示す指示位置を変動表示させることにより、液化ガス充填量を表示する液面計を備えている構成が提案される。ここで、液化ガス容器には、一般的に、容器内の充填量を表示する液面計が設けられている。本発明にあっては、上述したように、過充填防止装置に、高さ方向に対してほぼ全域で浮動するように回動支軸に軸支されたフロートを備えるものとした構成であるから、該フロートの回動により検知される液化ガスの液面高さが、回動支軸の回転を変換した伝動シャフトの軸回動により表される。したがって、本構成では、伝動シャフトの軸回動に応じて、液面高さを示す指示位置を変動表示させる液面計を設けたものである。すなわち、過充填防止装置を構成するフロート、作動変換手段、伝動シャフトによって、液面計を作動させるようにした構成であり、上述した従来の構成では別々に配設されていた過充填防止装置と液面計とを、本構成では一体的なものとして配設できるものである。このため、液化ガス容器に配設される部品数が減少し、製造時間と製造コストを低減できると共に、メンテナンス作業を簡素化することも可能となる。ここで、液面計としては、伝動シャフトの軸回転に合わせて、充填量を表す指示位置が変動するようにしたものであり、例えば、指針を変動させて充填量を指し示すようにしたものや、表示盤を変動させて充填量を表示するようにしたものが好適である。また、この液面計は、伝動シャフトの他端に前記指針や表示盤が連結され、伝動シャフトの軸回転と同様に回動するようにした構成や、伝動シャフトの他端と、指針や表示盤との両方に磁石を配して、この磁力により、伝動シャフトの軸回転に従って指針や表示盤が回転するようにした構成が好適に用い得る。

また、上述した液化ガス容器用バルブ装置にあって、フロートが、液化ガス容器内で、該容器の内周面に沿うように回動可能に軸支され、液化ガスの液面高さに従って浮動することにより回動するものとし、作動変換手段が、フロートの回動支軸と伝動シャフトの一端とに夫々に所定の歯車を連結して噛み合わせることにより、フロートの回動を伝動シャフトの軸回動に回動変換するようにした構成が提案される。かかる構成にあっては、液化ガス容器の内周面に沿うようにフロートを回動させることにより、液面高さに従って変化する回動角によるフロートの回動距離（円弧距離）が大きくなるから、液面高さを高い精度で検知できることとなる。これにより、過充填防止弁を、一層正確に最大充填量で閉鎖作動することができる。また、上述した液面計にあっても、容器内の液化ガス充填量を、一層正確に表示するものとなる。そして、作動変換手段を、フロートの回動支軸と、伝動シャフトの一端とに夫々に所定の歯車を連結して噛み合わせた構成としたことにより、フロートの回動を伝動シャフトの軸回動に滑らかに変換させ得るから、液面高さを検知したフロートの回動を、高精度で過充填防止弁や液面計に伝えることができる。ここで、作動変換手段は、フロートの回動支軸と伝動シャフトの回動軸とが交差する場合には、例えば、かさ歯車やねじ歯車等が好適に用いられる。また、フロートの回動支持軸に連結される歯車に比して、伝動シャフトに連結される歯車の歯数を多くすることにより、伝動シャフトの回動角を大きくすることができ、上述した過充填防止弁や液面計の作動を一層適正化することが可能となる。一方、フロートの回動支持軸と伝動シャフトの回動軸とが平行である場合には、平歯車、やまば歯車、はすば歯車等が好適に用いられ、前記のように伝動シャフト側の歯数を多くすることが望ましい。

一方、上述した過充填防止装置は、過充填防止弁が、ガス流路を閉鎖するように付勢されて該ガス流路に配設されてなり、弁開閉カムが、開放作動位置で過充填防止弁に当接され、付勢力に抗して該過充填防止弁を開放する同心円状の倣い開放縁部と、倣い開放縁部からほぼ径方向に切り込まれる段縁が形成されてなり、閉鎖作動位置に回動変換された場合に、該段縁により付勢力に従って該過充填防止弁を瞬時に閉鎖する倣い閉鎖縁部とを備えてなる構成としている。かかる構成にあっては、過充填防止弁が伝動シャフトの他端に連結された弁開閉カムの倣い開放縁部に当接する開放作動位置では、該過充填防止弁を付勢力に抗して開放状態とする。そして、伝動シャフトが軸回動することにより、過充填防止弁を、前記倣い開放縁部から倣い閉鎖縁部の段縁に変換させ、該段縁により付勢力に従って瞬時にガス流路を閉鎖するようにしたものである。これにより、フロートが最大充填量である液面高さとなった場合に、伝動シャフトの軸回動を介して、過充填防止弁の閉鎖作動を正確かつ瞬時に行い得ることから、液化ガスの過充填を適切に防止できる。また、このような弁開閉カムにより、本発明の、過充填防止弁を充填バルブの下流側近傍に配設した構成にあって、該過充填防止弁を一層安定的に作動させることができ得る。

ここで、弁開閉カムは、回動により、過充填防止弁を倣い開放縁部から倣い閉鎖縁部に変換させる略円盤状の作動カムと、該作動カムの倣い閉鎖縁部により、ガス流路を閉鎖している過充填防止弁を、倣い開放縁部に復帰させる復帰カムとから構成している。かかる構成にあっては、弁開閉カムを作動カムと復帰カムとから構成したものであり、最大充填量に達してガス流路を閉鎖している過充填防止弁を、液化ガスを使用して液面が低下するに従って、復帰カムにより、倣い開放縁部に当接変換させ得るようにしている。すなわち、復帰カムは、作動カムの、径方向に切り込まれた形状の段縁により付勢力に従う状態の過充填防止弁を、該付勢力に抗して径方向外側に移動させるようにしたものである。このように、過充填防止弁をガス流路の開放状態から瞬時に閉鎖作動させる作動カムと、閉鎖状態から開放状態に変換する復帰カムとの二種類のカムにより弁開閉カムを構成することにより、過充填防止弁を、高精度かつ滑らかに開閉作動させることができる。尚、ここで、復帰カムを伝動シャフトに一体的に回動するように連結し、作動カムは復帰カムに回動可能に連結する構成が好適であり、この構成とすることにより、過充填防止弁の、瞬時に閉鎖する作動と、滑らかに開放する作動とを一層適切に行うことが可能となる。

本発明は、上述したように、容器内の略中心に軸支され、液化ガスの液面高さに従って浮動するフロートと、ガス流路の、充填バルブの下流側近傍に開閉可能に配設された過充填防止弁と、一端が、作動変換手段を介してフロートの回動支軸と連係され、他端が、前記過充填防止弁の配設位置に至る伝動シャフトと、該伝動シャフトの他端に連結され、この軸回動に伴って、前記過充填防止弁を開放する開放作動位置、又は、過充填防止弁を瞬時に閉鎖する閉鎖作動位置のいずれかに回動変換される弁開閉カムとから構成される過充填防止装置を備えている液化ガス容器用バルブ装置であるから、上述した従来構成のように、過充填防止弁が閉鎖作動された場合に発生する高いサージ圧によりガス管の接合部等の耐久性が低下するという問題を生じず、該高いサージ圧に対する耐久性が向上し、総じて容器の安全性も充分に発揮されることとなり得る。また、フロートを容器高さ方向にほぼ全域で浮動できるように回動支軸に軸支していることから、伝動シャフトの軸回動の回動角を大きく設定できるため、弁開閉カムを、開放作動位置と閉鎖作動位置とに明確かつ適正に回動変換でき、過充填防止弁を正確に開閉作動させることができる。

上述したガス流路の、過充填防止弁よりも下流側位置に、容器内圧が所定圧力を越えた場合に開放作動する安全弁が配設されるようにした構成にあっては、液化ガスを充填する場合に、過充填防止弁が瞬時に閉鎖されて生じる高いサージ圧が、安全弁に作用しないため、上述した従来構成のように、安全弁が高いサージ圧により開放作動することによる耐久性の低下や、異物の噛み込み等によるガス漏れ等の問題を、本構成では生じない。

また、伝動シャフトの他端に配設され、該伝動シャフトの軸回転に応じて、容器内の液面高さを示す指示位置を変動表示させることにより、液化ガス充填量を表示する液面計を備えるようにした構成にあっては、上述した従来の構成では別々に配設されていた過充填防止装置と液面計とを、本構成では一体的なものとして配設でき、液化ガス容器の製造時間と製造コストを低減できると共に、メンテナンス作業を簡素化することも可能となる。

また、上述したフロートが、容器の内周面に沿うように回動可能に軸支され、液化ガスの液面高さに従って浮動することにより回動するものとし、作動変換手段が、フロートの回動支軸と伝動シャフトの一端とに夫々に所定の歯車を連結して噛み合わせることにより、フロートの回動を伝動シャフトの軸回動に回動変換するようにした構成にあっては、フロートの回動によって、液面高さを一層正確に検知することができると共に、当該作動変換手段によって、フロートの回動を伝動シャフトの軸回動に滑らかに変換でき、該フロートの回動を、高精度で過充填防止弁に伝えられることができる。また、上述した液面計を備える構成にあっては、液化ガス充填量を一層正確に表示できることとなる。

一方、上述した過充填防止装置は、過充填防止弁が、ガス流路を閉鎖するように付勢されて配設されてなり、弁開閉カムが、開放作動位置で過充填防止弁に当接され、付勢力に抗して該過充填防止弁を開放する同心円状の倣い開放縁部と、倣い開放縁部からほぼ径方向に切り込まれる段縁が形成されてなり、閉鎖作動位置に回動変換された場合に、該段縁により付勢力に従って該過充填防止弁を瞬時に閉鎖する倣い閉鎖縁部とを備えるようにした構成にあっては、過充填防止弁を、ガス流路の開放状態から、最大充填量となった場合に、瞬時に閉鎖させることができ、液化ガスの過充填を適切に防止できる。また、この弁開閉カムにより、本発明の、過充填防止弁を充填バルブの下流側近傍に配設した構成にあって、該過充填防止弁を一層安定的に作動させることができ得る。

ここで、弁開閉カムが、回動により、過充填防止弁を倣い開放縁部から倣い閉鎖縁部に変換させる略円盤状の作動カムと、該作動カムの倣い閉鎖縁部により、ガス流路を閉鎖している過充填防止弁を、倣い開放縁部に復帰させる復帰カムとから構成されてなるものにあっては、作動カムによって過充填防止弁をガス流路の開放状態から瞬時に閉鎖作動させ、復帰カムによって過充填防止弁を閉鎖状態から開放状態に変換させることにより、該過充填防止弁を、高精度かつ滑らかに開閉作動させることができる。

本発明の一実施形態例を添付図面を用いて詳述する。
本実施形態例にあっては、自動車のトランクに横置きに配置されるＬＰＧ容器１について例示する。図１は、このＬＰＧ容器１の正面図であり、図２は縦断面図である。尚、図１では充填バルブ１２のハンドルを省略している。ここで、ＬＰＧ容器１は、ほぼ円筒形状の胴部２と、該胴部２の両側開口を塞ぐように溶接された鏡部３，３とから構成されている。そして、この胴部２の下部には、本発明にかかるバルブ装置１０が配設されている。また、このＬＰＧ容器１には、図示しない取出バルブが設けられており、容器内に貯留する液化石油ガス（ＬＰＧ）をエンジンに供給するようになっている。さらに、ＬＰＧ容器１には、自動車のトランクに固定するための固定脚５も配設されている。

次に、本発明の要部であるバルブ装置１０について説明する。
バルブ装置１０は、図３及び図４に示すように、ＬＰＧ容器１の胴部２に組み付けられる装置本体１１（図１、図２参照）に、充填バルブ１２、液面計１３、安全弁１４、及び、外部から液化石油ガスを流入する流入口１５が、該ＬＰＧ容器１の外側となるように配設されている。ここで、流入口１５には、液化石油ガスを流入する流入ホース（図示省略）が取り付けられるホース取付チャック（図示省略）が設けられており、このホース取付チャックは、流入ホースを取り付けて液化石油ガスを充填した後、該流入ホースを容易に取り外しできる構成となっている。

この装置本体１１には、前記流入口１５から流入した液化石油ガスが流れるガス流路１８が形成されており、該ガス流路１８の容器内側となる流路端に流路出口１７が設けられている。このガス流路１８には、流入口１５に近接して前記充填バルブ１２が配されており、充填バルブ１２の開作動により、該流入口１５に取り付けられた流入ホースから液化石油ガスが流入し、閉作動により液化ガスの流入が止まるようになっている。また、このガス流路１８には、充填バルブ１２の下流側近傍に過充填防止弁３０が配設されており、後述するように、ＬＰＧ容器１内に所定の最大充填量が充填されると、該過充填防止弁３０がガス流路１８を瞬時に閉鎖して液化石油ガスの流入を遮断するようになっている。さらに、このガス流路１８の、前記過充填防止弁３０の下流側には、上記した安全弁１４が配設されている。この安全弁１４は、所定の弾性係数となるバネ（図示省略）により、閉鎖方向に付勢されており、常態では閉鎖されている。そして、ＬＰＧ容器１の内圧がこのバネによる付勢力を超えた場合に、安全弁１４が開放されて、当該容器１の内圧が減圧されるようになっている。このように、安全弁１４により、ＬＰＧ容器１の内圧が所定の圧力を越えないように保たれている。

また、上記したガス流路１８の流路出口１７には、長尺のガス流通管２０が配設されており、該ガス流路１８を流れた液化石油ガスは、ガス流通管２０を介してＬＰＧ容器１内に流出されるようになっている。このガス流通管２０は、液化石油ガスを容器内に流出させる管口２１が、所定の最大充填量の液化石油ガスが充填された場合に、容器内の上部域に生じた空域に在ることとなるように、設けられている。このように、ガス流通管２０の管口２１がＬＰＧ容器１内の空域に配されていることから、容器内圧が所定の最大圧力以上となった場合に上記安全弁１４が開放すると、該容器１の空域から減圧されるようにしている。

一方、上述した装置本体１１には、伝動シャフト２５を管内側に配したシャフト管２２が、ＬＰＧ容器１の略中心ｐ（図２参照）に向かって設けられている。ここで、伝動シャフト２５は、シャフト管２２の内側で軸回動可能となるように配されている。そして、この伝動シャフトの一端は、シャフト管２２から容器内に突出しており、かさ歯車２６ａが連結されている。このかさ歯車２６ａには、略中心ｐで容器長手方向に沿って設けられた回動支軸２８に連結され、該回動支軸２８を回動中心として容器周方向に回動するかさ歯車２６ｂが噛み合わされている。すなわち、このかさ歯車２６ｂと前記かさ歯車２６ａとは、互いの回動軸方向がほぼ直交している。尚、この回動支軸２８は、前記シャフト管２２の一端に配された管蓋２３に回動可能に支持されている。また、この回動支軸２８には、外側端にフロート２７が配された回動アーム２９が連結されている。ここで、このフロート２７は、回動支軸２８を回動中心として、当該ＬＰＧ容器１の内周面に沿って周方向に回動可能であり、容器内に貯留する液化石油ガスの液面に従って浮動することにより回動するようになっている（図２、図８参照）。このように、フロート２７が液化石油ガスの液面に従って浮動すると、回動支軸２８が回動し、当該回動がかさ歯車２６ｂとかさ歯車２６ａとにより伝動シャフト２５の軸回動に変換されることとなる。尚、本実施形態例にあっては、回動支軸２８のかさ歯車２６ｂに対して、伝動シャフト２５のかさ歯車２６ａを、歯数が二倍となるように設定している。これにより、フロート２７が回動支軸２８の垂直下方向位置と垂直上方位置との間で、胴部２の周方向に沿って半回動するに伴って、伝動シャフト２５が一回転することとなる。ここで、かさ歯車２６ｂとかさ歯車２６ａとにより、本発明にかかる作動変換手段が構成されている。

また、上記した伝動シャフト２５には、かさ歯車２６ａが連結された一端の反対側となる他端に、弁開閉カム３５が連結されている。この弁開閉カム３５にあっては、伝動シャフト２５と連結された復帰カム３６と、該復帰カム３６を両側から挟む二枚の作動カム３７とから構成されている（図５、図６参照）。ここで、作動カム３７は、同心円状に形成された倣い開放縁部３８ａと、該倣い開放縁部３８ａからほぼ径方向に切り込まれる段縁４０が形成された倣い閉鎖縁部３９とからなる。一方、復帰カム３６は、同心円状に形成された倣い開放縁部３８ｂと、該倣い開放縁部３８ｂから径方向になだらかに窪む倣い復帰縁部４１とからなる。そして、作動カム３７は、倣い閉鎖縁部３９の段縁４０と、復帰カム３６の倣い復帰縁部４１との周方向位置が重なって、該段縁４０が外周に露出した状態と、復帰カム３６の倣い開放縁部３８ｂと重なって該段縁４０が隠れた状態とに回動可能となるように、該復帰カム３６に配設されている。ここで、作動カム３７は、復帰カム３６に、倣い閉鎖縁部３９の段縁４０が外周に露出した状態となる周方向にバネ（図示省略）により付勢されて回動可能に設けられている。

また、上記した過充填防止弁３０が、この弁開閉カム３５に当接するように、弁閉鎖バネ３４によって該弁開閉カム３５に向かって付勢されて、ガス流路１８に配設されている。ここで、弁開閉カム３５に向かう方向と、ガス流路１８を閉鎖する方向とは同じ方向となるように構成されており、この過充填防止弁３０は、ガス流路１８を閉鎖する方向に付勢されている。一方、この過充填防止弁３０は、ガス流路１８を閉鎖する弁部３１と、該弁部３１から突成されて、弁開閉カム３５に当接する当接杆部３２とから一体的に形成されている。

そして、この過充填防止弁３０は、上記の弁開閉カム３５の回動により、ガス流路１８を開閉作動するようになっている。すなわち、過充填防止弁３０の当接杆部３２が、弁開閉カム３５の復帰カム３６の倣い開放縁部３８ｂに当接されている場合には（図５（イ）参照）、弁閉鎖バネ３４の付勢力に抗して、該過充填防止弁３０の弁部３１がガス流路１８を開放している。ここで、弁開閉カム３５は、上述したように、作動カム３７の倣い閉鎖縁部３９の段縁４０が外周に露出する状態、すなわち、該倣い閉鎖縁部３９と復帰カム３６の倣い復帰縁部４１との周方向位置が重なる状態となっている。そして、伝動シャフト２５が回動するに従って弁開閉カム３５が回動し、当接杆部３２が、作動カム３７の段縁４０によって弁閉鎖バネ３４の付勢力に従って径内方向に瞬時に移動すると（図５（ハ）参照）、弁部３１がガス流路１８を閉鎖することとなる。一方、このように弁部３１がガス流路１８を閉鎖した状態で、伝動シャフト２５が逆方向に回動すると、弁開閉カム３５では、復帰カム３６のみが回動し、作動カム３７は当接杆部３２の側部に段縁４０が当接して回動を妨げられる（図６（イ）参照）。このように、作動カム３７に対して復帰カム３６が回動していくに従って、当接杆部３２が該復帰カム３６の倣い復帰縁部４１と当接して、径外方向（過充填防止弁の開放方向）に徐々に押し出され、弁閉鎖バネ３４に抗して弁部３１が徐々に開放することとなる（図６（ロ）参照）。そして、作動カム３７の段縁４０と、復帰カム３６の倣い開放縁部３８ｂとが周方向で重なると（図６（ハ）参照）、当接杆部３２が該倣い開放縁部３８ｂに当接し、過充填防止弁３０が開放状態となる。このように当接杆部３２が倣い開放縁部３８ｂに当接すると、作動カム３７は、復帰カム３６に対して、段縁４０が外周に露出する位置に戻ることとなる。このように、作動カム３７と復帰カム３６とからなる弁開閉カム３５を用いることにより、過充填防止弁３０を、安定的かつ正確に開閉作動することができる。

尚、この弁開閉カム３５にあっては、上述したように、作動カム３７が復帰カム３６にバネ（図示省略）により、倣い閉鎖縁部３９の段縁４０が外周に露出した状態となる周方向に付勢されて連結されている。このため、過充填防止弁３０の当接杆部３２が倣い開放縁部３８ａ、３８ｂに当接している場合には、該バネ（図示省略）の付勢力に従って作動カム３７と復帰カム３６とは一体的に回動する（図５（イ），（ロ）及び図６（ハ）参照）。一方、当接杆部３２が段縁４０により径内方向に移動している場合には、作動カム３７は該当接杆部３２により回動を妨げられ、復帰カム３６のみが前記バネの付勢力に抗して回動する（図６（イ），（ロ）参照）。そして、当接杆部３２が倣い開放縁部３８ｂに当接すると、バネの付勢力に従って、作動カム３７は段縁４０が外周に露出した状態となる位置に戻り、再び一体的に回動することとなる。このように、作動カム３７と復帰カム３６とは、これらを連結するバネの付勢力により、上述した過充填防止弁３０の開閉作動を適正に行い得るようになっている。

このように、過充填防止弁３０の当接杆部３２が、弁開閉カム３５の倣い開放縁部３８ａ，３８ｂに当接した状態が、本発明の開放作動位置であり、倣い閉鎖縁部３９に当接した状態が閉鎖作動位置である。また、上述した、フロート２７、回動支軸２８、かさ歯車２６ａ，２６ｂ、伝動シャフト２５、弁開閉カム３５、過充填防止弁３０により、本発明にかかる過充填防止装置（図示省略）が構成されている。

一方、上述の伝動シャフト２５には、上記弁開閉カム３５の連結位置のさらに外側位置に配設される、円盤状の作動磁石４２が連結されており、伝動シャフト２５の回動に従って該作動磁石４２は回動する。そして、この作動磁石４２の外方の、装置本体１１の外側に、ＬＰＧ容器１内に貯留する液化石油ガスの充填量を表示する液面計１３が配設されている。この液面計１３には、前記作動磁石４２と対峙するように、受動磁石４３が設けられており、該作動磁石４２と受動磁石４３とが装置本体１１の内外に離隔されている。ここで、受動磁石４３は、作動磁石４２との間に作用する磁力によって、該作動磁石４２の回動に従って、回動できるようになっている。また、この受動磁石４３には、外周面に容器内の充填量を表す値が表示された湾曲面状の表示盤４４が連接されており、当該液面計１３は、図７のように、該表示盤４４が回動し、該液面計１３に固定された指針４５により示される該表示盤４４上位置により、液化石油ガスの充填量が表示するようになっている。すなわち、ＬＰＧ容器１内に貯留する液化石油ガスの液面高さに在るフロート２７に従って、回動支軸２８から伝動シャフト２５を介して、当該液面高さの表す充填量が液面計１３に表示される。このように液面計１３を、過充填防止装置（図示省略）のフロート２７、回動支軸２８、かさ歯車２６ａ，２６ｂ、伝動シャフト２５により作動させることにより、該液面計１３と充填バルブ１２と過充填防止装置とを一体的なものとして形成している。

次に、上述した本発明にかかるバルブ装置１０が取り付けられたＬＰＧ容器１に、液化石油ガスが充填される場合と、該容器１内の液化石油ガスが使用される場合とについて、当該バルブ装置１０の作動過程を説明する。
先ず、ＬＰＧ容器１が空である状態にあっては、図８（イ）のように、フロート２７は回動支軸２８の垂直下方に位置し、過充填防止弁３０は、図５（イ）のように、当接杆部３２が弁開閉カム３５の倣い開放縁部３８ａ，３８ｂに当接されており、弁部３１がガス流路１８を開放している状態となっている。また、液面計１３では、図７（イ）のように、指針４５により空状態を表す「Ｅ」が示されている。そして、流入ホース（図示省略）が、流入口１５のホース取付チャック（図示省略）に取り付けられて、充填バルブ１２を開作動することにより、該流入ホースから液化石油ガスが所定の流入圧力により流入すると、装置本体１１のガス流路１８からガス流通管２０を通じて、該ガス流通管２０の管口２１から容器１内に充填される。このように、ＬＰＧ容器１内に液化石油ガスが充填されていくと、該容器１内に貯留する液化石油ガスの液面が上昇し、この液面に従って浮動するフロート２７は、図８（ロ）のように、回動支軸２８を中心に胴部２の内周面に沿って上方へ回動する。このフロート２７の浮動により回動支軸２８が回動して、かさ歯車２６ａ，２６ｂによって伝動シャフト２５が軸回動する。この伝動シャフト２５の軸回動により、図５（ロ）のように、弁開閉カム３５が回動する。ここで、容器内の液化石油ガスが最大充填量に達する前にあっては、過充填防止弁３０の当接杆部３２は倣い開放縁部３８ａ，３８ｂに当接しており、ガス流路１８は開放されている。一方、伝動シャフト２５が軸回動するに従って、作動磁石４２と共に受動磁石４３が回動し、液面計１３では、図７（ロ）のように、表示盤４４が回動して、指針４５により示される充填量が上昇する。

このように、ＬＰＧ容器１に液化石油ガスを充填していき、図８（ハ）のように、予め定められた最大充填量となる液面高さに達すると、伝動シャフト２５の軸回動に従って弁開閉カム３５が回動して、作動カム３７の倣い開放縁部３８ｂに当接していた過充填防止弁３０の当接杆部３２が、図５（ハ）のように、段縁４０によって弁閉鎖バネ３４の付勢力に従って径内方向に瞬時に移動し、弁部３１がガス流路１８を閉鎖する。このように過充填防止弁３０が瞬時に閉鎖作動することにより、流入口１５から流入する液化石油ガスが該過充填防止弁３０に妨げられてＬＰＧ容器１内に流入されないこととなり、該容器１内に最大充填量を越えて液化石油ガスが充填されてないこととなる。ここで、この過充填防止弁３０の閉鎖作動により、高いサージ圧が瞬間的に発生するが、上述したように安全弁１４は該過充填防止弁３０の下流側位置に配設されていることから、該サージ圧によって開放作動することがない。したがって、上述した従来構成のように、最大充填時に安全弁が開放されて、瞬間的に液化石油ガスが容器１外に排出されることもなく、このような通常作動と異なる作動による耐久性の低下や、異物の噛み込み等の問題が生じない。一方、液面計１３では、図７（ハ）のように、指針４５により液化石油ガスが最大充填されていることを表す「Ｆ」が示される。そして、充填バルブ１２を閉鎖作動することにより、液化石油ガスの充填作業が終了する。

次に、このＬＰＧ容器１に貯留する液化石油ガスを使用する過程を説明する。最大充填量に貯留された液化石油ガスが、図示しない取出バルブを開作動することにより、当該自動車のエンジンに供給されるために、容器１外へ流出していくに従って、液面高さが徐々に低くなり、フロート２７が下方に回動する。このフロート２７の回動に従って、伝動シャフト２５は、上記した充填時と逆方向に軸回動する。この軸回動により、図６（イ）のように、弁開閉カム３５の作動カム３７は、段縁４０が過充填防止弁３０の当接杆部３２により回動を妨げられ、伝動シャフト２５と連結された復帰カム３６のみが回動する。この復帰カム３６の回動により、図６（ロ）のように、当接杆部３２と当接した倣い復帰縁部４１が、該当接杆部３２を径外方向に押し出していき、過充填防止弁３０の弁部３１が弁閉鎖バネ３４の付勢力に抗して、徐々にガス流路１８を開放していく。さらに液化石油ガスが流出していくことにより、過充填防止弁３０の当接杆部３２が、図６（ハ）のように、復帰カム３６の倣い復帰縁部４１から作動カム３７の倣い開放縁部３８ａに当接変換すると、弁部３１がガス流路１８を所定の開放状態とすることとなる。このように、ＬＰＧ容器１内の液化石油ガスが流出するに従って、フロート２７は下方に回動し（図８（ロ）参照）、液面計１３では表示盤４４が充填時と逆回転して、指針４５により充填量の低下が表示される（図７（ロ）参照）。その後、再び液化石油ガスの充填作業が行われると、上述のように過充填防止装置（図示せず）や液面計１３とが作動することとなり、このような液化石油ガスの充填と流出に従って当該バルブ装置１０が繰り返し作動する。

上述したように、本実施例のバルブ装置１０にあっては、過充填防止弁３０を充填バルブ１２の下流側近傍に配設し、安全弁１４を該過充填防止弁３０の下流側位置に配設したものであり、さらに、一個のフロート２７の浮動により前記過充填防止弁３０の開閉作動と液面計１３の表示作動とを行うようにしたものである。このため、上述した従来の、過充填防止弁を容器内の最大液面高さ位置近傍に配設した構成のように、過充填防止弁が瞬時に閉鎖作動することによって生ずる高いサージ圧により、容器内に設けられたガス管や該ガス管の接合部分に負荷が作用することは、本構成では生じない。また、このサージ圧により、上述したように安全弁１４が開放して、該安全弁１４の耐久性低下や異物の噛み込み等が発生することも防がれる。而して、液化石油ガスを繰り返し充填するＬＰＧ容器１にあって、本実施例のバルブ装置１０は充分な耐久性を有し、該ＬＰＧ容器１の安全性を適正に発揮させることができる。さらに、液面計１３を、バルブ装置１０に一体的に構成したことにより、従来のように液面計を別に設けていた構成に比して、取り付け部品を少なくできると共に、取り付け工程を簡素化することができる。したがって、製造時間と製造コストとを低減することができ得る。

ＬＰＧ容器１を表す正面図である。 ＬＰＧ容器１の縦断面図である。 本発明にかかるバルブ装置１０の縦断面図である。 本発明にかかるバルブ装置１０の装置本体１１の横断面図である。 弁開閉カム３５の、液化石油ガス充填時の作動を表す説明図である。 弁開閉カム３５の、液化石油ガス使用時の作動を表す説明図である。 液面計１３の表示作動を表す説明図である。 液面高さに従って浮動するフロート２７の回動を表す説明図である。

符号の説明

１ ＬＰＧ容器
１０ バルブ装置（液化ガス容器用バルブ装置）
１２ 充填バルブ
１３ 液面計
１４ 安全弁
１８ ガス流路
２５ 伝動シャフト
２７ フロート
２８ 回動支軸
３０ 過充填防止弁
３５ 弁開閉カム
３６ 復帰カム
３７ 作動カム
３８ａ，３８ｂ 倣い開放縁部
３９ 倣い閉鎖縁部
４０ 段縁

Claims (4)

1. 容器内の略中心に、高さ方向に対してほぼ全域で浮動可能に軸支され、該容器内に貯留する液化ガスの液面高さに従って浮動するフロートと、
   容器外に配設された充填バルブの開作動により容器内に液化ガスを流入させるガス流路の、該充填バルブの下流側近傍に開閉可能に配設された過充填防止弁と、
   一端が、フロートの回動支軸の回転をシャフト軸の回動に変換する作動変換手段を介してフロートの回動支軸と連係され、他端が、前記過充填防止弁の配設位置に至る伝動シャフトと、
   前記伝動シャフトの他端に連結され、該伝動シャフトの軸回動に伴って、前記過充填防止弁を開放して充填可能とする開放作動位置、又は、所定の最大充填量となった場合に、過充填防止弁を瞬時に閉鎖して液化ガスの充填を遮断する閉鎖作動位置のいずれかに回動変換される弁開閉カムと
   から構成される過充填防止装置を備え、
   前記過充填防止装置は、
   過充填防止弁が、ガス流路を閉鎖するように付勢されて該ガス流路に配設されてなり、
   弁開閉カムが、開放作動位置で過充填防止弁に当接され、付勢力に抗して該過充填防止弁を開放する同心円状の倣い開放縁部と、
   倣い開放縁部からほぼ径方向に切り込まれる段縁が形成されてなり、閉鎖作動位置に回動変換された場合に、該段縁により付勢力に従って該過充填防止弁を瞬時に閉鎖する倣い閉鎖縁部とを備えてなるものであり、
   さらには、前記弁開閉カムは、回動により、過充填防止弁を倣い開放縁部から倣い閉鎖縁部に変換させる略円盤状の作動カムと、
   該作動カムの倣い閉鎖縁部により、ガス流路を閉鎖している過充填防止弁を、倣い開放縁部に復帰させる復帰カムとから構成されてなるものである
   ことを特徴とする液化ガス容器用バルブ装置。
2. ガス流路の、過充填防止弁よりも下流側位置に、容器内圧が所定圧力を越えた場合に開放作動する安全弁が配設されていることを特徴とする請求項１に記載の液化ガス容器用バルブ装置。
3. 伝動シャフトの他端に配設され、該伝動シャフトの軸回動に応じて、容器内の液面高さを示す指示位置を変動表示させることにより、液化ガス充填量を表示する液面計を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液化ガス容器用バルブ装置。
4. フロートが、液化ガス容器内で、該容器の内周面に沿うように回動可能に軸支され、液化ガスの液面高さに従って浮動することにより回動するものとし、
   作動変換手段が、フロートの回動支軸と伝動シャフトの一端とに夫々に所定の歯車を連結して噛み合わせることにより、フロートの回動を伝動シャフトの軸回動に回動変換するようにしたものであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の液化ガス容器用バルブ装置。

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