JP5058883B2 - フロート弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動車の燃料タンクに取付けられる、燃料満タン規制弁や、カット弁などに好適なフロート弁装置に関する。

自動車の燃料タンクには、給油時に燃料が満タン位置まで給油されたとき、燃料タンクの外部に連通する開口を閉じて、給油を停止させる燃料満タン規制弁が取付けられている。

また、燃料蒸気をキャニスタに逃がすと共に、自動車が走行中に大きく揺れたり、自動車が転倒したりしたときには、キャニスタに連通する開口を閉じて燃料が外部に漏れるのを防止するため、カット弁が設けられている。

このような燃料満タン規制弁やカット弁としては、燃料の液面に上昇に応じて浮上し、弁装置の開口部を閉じるように構成したフロート弁装置が採用されている。

しかしながら、フロート弁装置においては、自動車がラフロードを走行しているとき、フロート弁がハウジングの底面に衝突して異音を発生するという問題があった。

このため、下記特許文献１には、ハウジングに画成された室内にフロートバルブを上下動可能に配設した燃料漏れ防止弁において、上記フロートバルブの下面とハウジングの対向受け面間に別体成形の弾性緩衝体を介設して、該弾性緩衝体でフロートバルブの下面を弾持することにより、自動車の走行振動等に起因して、フロートバルブがその室内で上下動しようとしても、フロートバルブの下面とハウジングの対向受け面間に介設された別体成形の弾性緩衝体の弾持作用で、フロートバルブの下面がハウジングの対向受け面に強く衝突することを緩和でき、これにより、大きな異音の発生を効果的に軽減することが可能とした燃料漏れ防止弁が開示されている。

また、下記特許文献２には、燃料タンク上面部に装着されたバルブハウジングと、このバルブハウジング内に設けられハウジングの外部に突出する下流側通路を介して燃料蒸気の通気ラインに通じる弁口と、燃料タンク内の液面レベルを感知して弁口を開閉するフロート、弁頭とからなる燃料カットバルブにおいて、前記バルブハウジングの底部に、スリットを形成することにより片持の弁体支持部を一体に形成した燃料カットバルブが開示されている。
実開平６−４０５５２号公報 特開平７−３５２５５号公報

上記特許文献１では、フロートバルブの下面を支持する弾性緩衝体が、フロートバルブを上方に付勢するスプリングの外側に配置されているので、弾性緩衝体の外径が大きくなり、フロートバルブが傾いて下降してきたときに、外径の大きな弾性緩衝体の一部に荷重が集中するため、フロートバルブがハウジングに衝突することを十分に抑制できない可能性があった。

また、フロートバルブが下降するときに、左右に揺れ動いてハウジングの内周に衝突する場合があり、打音の一因となっていた。更に、フロートバルブが下降して、弾性緩衝体で受け止められたときにも打音が生じ、また、外径の大きな弾性緩衝体の外周には、バルブハウジングの周壁が配置されているだけなので、生じた打音がバルブハウジングの外部に漏れやすいというデメリットがあった。

上記特許文献２では、バルブハウジングの材質を耐熱性等の要求から硬質樹脂にした場合に、片持の弁体支持部の弾性が乏しくなるため、フロート弁との衝突時における打音軽減防止効果が乏しくなり、片持の弁体支持部の弾性を高めるために薄く形成すると、割れやすくなってしまうという問題があった。

したがって、本発明の目的は、フロート弁による打音を効果的に低減することができる、フロート弁装置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、仕切壁を介して下方空間と上方空間に別れており、上方空間の外壁には、上方空間を外部に連通させる通気管が取付けられており、前記仕切壁には開口部が設けられており、その下面に弁座が形成されており、下方空間の外壁には、下方空間を外部に連通させる連通孔が形成されているハウジングと、
前記ハウジングの下方空間に上下摺動可能に配置され、前記ハウジングの連通孔を通して流入する液体によって浮上し、前記開口部に接離するように構成されたフロート弁と、
このフロート弁の下面と前記ハウジングの底面との間に配置され、前記フロート弁を前記仕切壁の開口部に向けて付勢するバネとを備え、
前記ハウジングの底面の中心部には、前記バネの内側にあって上方に立設された突起が設けられており、
前記フロート弁の下面の中心部には、前記突起が挿入される突起挿入凹部が形成され、この突起挿入凹部の外周には、筒状の隔壁を介して、前記バネを収容するバネ挿入凹部が形成されており、
前記突起の上端又は前記突起挿入凹部の内端に弾性体が取付けられていて、前記フロート弁が最大限に下降したとき、前記突起の上端が前記弾性体を介して前記突起挿入凹部の内端に当接し、前記フロート弁の下面が前記ハウジングの底面に当接しない状態で支持されるように構成されていることを特徴とするフロート弁装置を提供するものである。

上記発明によれば、例えば、自動車の燃料などの液体がハウジング内に流入し、その液面が所定高さ以上に上昇すると、フロート弁が上昇して仕切壁に形成された開口部を閉塞し、液体が開口部を通して上方空間に流入することを防止できる。したがって、例えば、自動車の燃料タンクの満タン規制バルブやカットオフバルブなどに適用することにより、給油時の満タン規制を行ったり、燃料の外部への漏れを防ぐことができる。

また、自動車走行時の車両の揺れ等によって、燃料などの液面が急激に変動し、フロート弁が急激に降下した場合でも、突起の上端が弾性体を介して突起挿入凹部の内端に当接し、フロート弁の下面がハウジングの底面に当接しない状態で支持され、フロート弁の下面がハウジングの底面に衝突することが防止されるため、打音を著しく低減することができる。

更に、ハウジングの底面の中心部に立設された突起が、フロート弁の下面の中心部に形成された突起挿入凹部に挿入されているので、フロート弁が傾いて下降したときでも、フロート弁を安定して支持し、フロート弁の下面がハウジングの底面に衝突することを防止することができる。

更に、上記突起と突起挿入凹部との間でフロート弁の昇降動作がガイドされるので、フロート弁が左右に揺れ動くことも抑制でき、フロート弁の外周がハウジングの内周面に当たることによる打音の発生も低減することができる。

更にまた、フロート弁は、突起挿入凹部の内端で、弾性体を介して、突起の上端と当接して支持されるので、弾性体による衝撃吸収と、突起挿入凹部内での消音効果とが相まって、打音低減効果を高めることができる。

本発明の第２は、前記第１の発明において、前記フロート弁は、フロート本体と、このフロート本体の上端部に取付けられた弁体とで構成されており、前記弁体は、弾性材料で形成されたシール板部と、このシール板部の裏面側から延出された脚部とを有し、前記フロート本体の上端面には、前記弁体の脚部が挿入係止される取付け孔が形成されており、前記弁体の脚部の前記取付け孔の裏面側に突出した部分が、前記弾性体をなしているフロート弁装置を提供するものである。

上記発明によれば、突起の上端と突起挿入凹部の内端との間に介在させる弾性体を、フロート弁の弁体の一部で構成できるので、弾性体を別途設ける必要がなく、部品点数を低減して、構造を簡単にすることができ、組立て工数も減らすことができる。

本発明のフロート弁装置によれば、燃料液面等が急激に変動し、フロート弁が急降下しても、突起の上端が弾性体を介して突起挿入凹部の内端に当接し、フロート弁の下面がハウジングの底面に当接しない状態で支持され、フロート弁の下面がハウジングの底面に衝突することが防止されるため、打音を著しく低減することができる。

更に、ハウジングの底面中心の突起が、フロート弁の下面中心の突起挿入凹部に挿入されているので、フロート弁が傾いて下降しても、フロート弁を安定して支持し、フロート弁の下面がハウジングの底面に衝突することを防止することができる。

更に、突起と突起挿入凹部との間でフロート弁の昇降動作がガイドされるので、フロート弁が左右に揺れ動くことも抑制でき、フロート弁の外周がハウジングの内周面に当たることによる打音の発生も低減することができる。

更にまた、フロート弁は、突起挿入凹部の内端で、弾性体を介して、突起の上端と当接して支持されるので、弾性体による衝撃吸収と、突起挿入凹部内での消音効果とが相まって、打音低減効果を高めることができる。

次に図面を参照して、本発明によるフロート弁装置の一実施形態を説明する。

図１に示すように、このフロート弁装置１０は、ハウジング２０と、フロート弁４０と、バネ６０とを有している。

図３を併せて参照すると、ハウジング２０は、ハウジング本体２１と、上キャップ２２と、下キャップ２３とで構成されている。ハウジング本体２１の上部には仕切壁２４が設けられており、この仕切壁２４によってハウジング２０内は、上方空間２５と下方空間２６とに区画されている。

仕切壁２４には、開口部２７が形成され、この開口部２７の下縁部が弁座２７ａをなしている。ハウジング本体２１の側壁には、連結管２８と、連結管２９（本発明における「通気管」に相当する）とが取り付けられている。これらの連結管２８,２９の基端側は、上キャップ２２で閉塞された上方空間２５に開口している。

また、ハウジング本体２１の側壁上部には、互いに対向する方向に延出された一対のフランジ３０,３０が取り付けられており（図１参照）、このフランジ３０を介して、燃料タンクの天壁８０にフロート弁装置１０が装着されるようになっている。なお、上キャップ２２は、ハウジング本体２１の上面に熱溶着等の手段で固着されている。

また、ハウジング本体２１の側壁下端部には、複数の係合爪３１が突設されている。この係合爪３１に対応して、下キャップ２３には舌片３２が立設され、この舌片３２に係合爪３１が嵌合する係合孔３３が形成されている。したがって、下キャップ２３の舌片３２を、ハウジング本体２１の係合爪３１に整合させて、下キャップ２３をハウジング本体２１の下面に向けて押し込むと、係合爪３１が舌片３２の係合孔３３に嵌合し、下キャップ２３をハウジング本体２１に装着することができる。

下キャップ２３の底面中央部には、バネ受け台３４が設置されており、その中央上面には、円盤状突部３４ａが設けられている。バネ６０は、その下端部をバネ受け台３４に当接させて支持されるようになっている。

また、円盤状突部３４ａの中心部には、バネ６０の内側に位置するように、上方に向かって突起３５が立設されている。図２を併せて参照すると、この突起３５は、前記円盤状突部３４ａに形成された円形状の貫通孔３４ｂの表側周縁から、所定長さで立設した円筒状の周壁３６と、該周壁３６の上端開口に連結された円板状の天井板３７とからなっている。また、突起３５の周壁３６の外周には、周方向に均等な間隔を設けて複数のリブ３８（この実施形態では、周方向に９０°間隔で４つ）が放射状に突設されている。各リブ３８の上端角部３８ａは、斜めにカットされて面取りされた形状をなしている。

再び図１を参照すると、フロート弁４０は、フロート本体４１と、該フロート本体４１の上端部に取付けられた弁体４４とで構成されている。フロート本体４１は、比較的径の大きい基部４２と、該基部４２の上方に連設されて、やや縮径された頭部４３とを有している。前記基部４２の外周には、複数枚のガイドフィン４２ａが外方に向けて延出されている。このガイドフィン４２ａは、ハウジング２０の下方空間２６の内周に適合する大きさとされている。

また、頭部４３の上端面には、弾性シール部材からなる弁体４４が装着されている。図２,３に示すように、フロート弁４０の下面中心部には、前記突起３５が挿入される突起挿入凹部４５が形成されている。この突起挿入凹部４５の外周には、筒状の隔壁４６が配置され、この隔壁４６の更に外周にバネ挿入凹部４７が形成されている。図３に示すように、バネ６０は、その上端部をバネ挿入凹部４７に挿入され、その下端部を前記バネ受け台３４上に当接支持されて設置されており、仕切壁２４の開口部２７に向けた付勢力を、フロート弁４０に付与するようになっている。

そして、前記突起３５の上端には、弾性体７０が取付けられている。この実施形態における弾性体７０は、前記突起３５の天井板３７に対応して、所定厚さの円板状をなしている。また、弾性体７０は、ゴムや弾性エラストマー等で形成されており、加硫接着等の接着手段や接着剤を介して、突起３５の天井板３７の上面に弾性体７０が固着されている。この弾性体７０が取付けられた突起３５が、フロート弁４０の突起挿入凹部４５内に挿入されるようになっている。

また、図３に示すように、フロート弁４０の下面から突起挿入凹部４５の内端部に至る深さＤ（突起挿入凹部４５の深さ）よりも、バネ受け台３４から弾性体７０の上端面に至る長さＬ（円盤状突部３４ａの高さ、突起３５の長さ、及び弾性体７０の厚さを合計した長さ）の方が長くなるように構成されている。

その結果、フロート弁４０が最大限に下降したとき、突起３５の上端が、弾性体７０を介して突起挿入凹部４５の内端に当接して、フロート弁４０の下面とバネ受け台３４の上面との間に隙間Ｇ（図３参照）が形成され、フロート弁４０の下面がハウジング２０の底面である下キャップ２３のバネ受け台３４に当接しない状態で支持されるようになっている。

なお、この実施形態では、バネ受け台３４に円盤状突部３４ａを設けて、これから突起３５を立設させており、隔壁４６の下端部がフロート弁４０の下面よりも上方に位置し、円盤状突部３４ａは隔壁４６に当接しないようになっている。そして、円盤状突部３４ａは、バネ６０の内周ガイドをなしている。

次に、このフロート弁装置１０の作用について説明する。

図３、４は、このフロート弁装置１０を燃料タンクの燃料満タン規制弁として利用した例を示している。前述したように、フロート弁装置１０は、燃料タンクの天壁８０の下面に取り付けられている。そして、給油時には、燃料Ｆの液面が徐々に上昇するため、燃料タンク内の空気及び燃料蒸気は、外部に流出させる必要がある。この場合、このフロート弁装置１０においては、下キャップ２３に形成された複数の連通孔３９から燃料タンク内の空気や燃料蒸気が、ハウジング２０内の下方空間２６に流入し、開口部２７を通して上方空間２５に流れ、連結管２９に連結された図示しない通気ラインを介して、燃料タンクの外部に配設されたキャニスタに送られるようになっている。

したがって、給油される燃料の体積に応じた体積の空気や燃料蒸気が外部へ抜けることによって、給油が進行されることになる。しかしながら、図４に示すように、燃料Ｆの液面が上限に近づくと、下キャップ２３の開口部からハウジング２０の下方空間２６内に侵入した燃料により、フロート弁４０に浮力が付与され、バネ６０の付勢力と相まって、フロート弁４０が浮上することになる。

そして、燃料Ｆの液面が上限に達すると、フロート弁４０の弁体４４が開口部２７の弁座２７ａに当接し、開口部２７を閉塞する。その結果、燃料タンク内の空気や燃料蒸気が外部に逃げることができなくなり、燃料タンクの内圧が高まるため、公知の機構によって給油ガンによる給油が自動的に停止されるようになっている。このようにして、給油時における満タン規制を行うことができる。

一方、自動車の走行時においては、特にラフロードを走行しているときに、その振動によってフロート弁４０が激しく上下動する場合がある。

しかしながら、このフロート弁装置１０においては、図３に示すように、フロート弁４０が下降したとき、突起３５の上端が、弾性体７０を介して突起挿入凹部４５の内端に当接し、フロート弁４０の下面とバネ受け台３４の上面との間に隙間Ｇを設けた状態で、フロート弁４０が支持されるようになっている。そのため、フロート弁４０の下面が下キャップ２３に衝突することが防止されるので、大きな打音が発生することを防止することができる。

また、上記のフロート弁４０の下降時には、フロート弁４０の突起挿入凹部４５の内端が、突起３５上端に比較的勢いよく衝突するが、弾性体７０が介在しているので、その衝撃を効果的に吸収できるようになっている。更にこのとき、フロート弁４０内側の突起挿入凹部４５の内端で、弾性体７０が衝突するようになっているので、その打音はフロート弁４０及びハウジング本体２１の周壁で２重に遮られて、フロート弁装置１０の外部へ漏れにくくなっている。このように、フロート弁４０は、突起挿入凹部４５の内端で、弾性体７０を介して突起３５の上端と当接するようになっているので、弾性体７０による衝撃吸収と、突起挿入凹部４５内での消音効果とが相まって、打音低減効果を高めることができる。

また、フロート弁４０が自動車の傾き等によって、傾いた状態で下降した場合であっても、ハウジング２０の底面中心から立設した突起３５が、フロート弁４０の下面中心の突起挿入凹部４５に挿入されているため、フロート弁４０を安定して支持することができ、フロート弁４０の下面が下キャップ２３に衝突することを確実に防止することができる。

更に、フロート弁４０の突起挿入凹部４５内に、突起３５が挿入されていることにより、フロート弁４０の昇降動作がガイドされるようになっている。そのため、フロート４０弁が下降するときに、左右に揺れ動いてハウジング本体２１内周に突き当ることを抑制することができ、その際の打音を低減することができる。

なお、この実施形態では、突起３５の外周に、複数のリブ３８が放射状に突設されているので、各リブ３８の間の隙間を通して、空気や燃料蒸気、更には燃料が突起挿入凹部４５内に自由に出入り可能となり、フロート弁４０の昇降動作時の摺動抵抗を低減することができる。

図５には、本発明のフロート弁装置の他の実施形態が示されている。なお、前記実施形態と実質的に同一部分には同符号を付してその説明を省略する。

この実施形態では、弾性体が、突起挿入凹部４５の内端に設けられている点で、前記実施形態と異なっている。これについて具体的に説明すると、この実施形態のフロート本体４１の頭部４３には、その天井壁４３ａの中心に取付け孔４３ｂが形成されている。一方、弁体４８は、薄肉円板状のシール板部４８ａと、該シール板部４８ａの裏面中心から延出された脚部４８ｂとを有しており、更に、脚部４８ｂの先端には、拡径突部４８ｃが設けられている。

取付けの際には、弁体４０の拡径突部４８ｃを、前記突起３５の取付け孔４３ｂに表側（上面側）から挿入し、同取付け孔４３ｂの裏側（下面側）に抜き出すことにより、取付け孔４３ｂの表側及び裏側に、シール板部４８ａ及び拡径突部４８ｃがそれぞれ係合して、弁体４８をフロート本体４１の頭部４３の天井壁４３に取付けることができる。そして、弁体４０のシール板部４８ａが、フロート弁４０の弁座２７ａに当接して開口部２７をシールする弁部材をなしており、脚部４８ｂ先端の拡径突部４８ｃが、フロート弁４０の下降時に、突起３５の上端に当接する弾性体をなしている。

この実施形態のフロート弁装置１０ａにおいては、突起３５の上端と突起挿入凹部４５の内端との間に介在させる弾性体を、フロート弁４０の弁体４８の一部で構成できるので、弾性体を別途設ける必要がなく、部品点数を低減して、構造を簡単にすることができ、組立て工数も減らすことができる。

図６には、本発明のフロート弁装置の更に他の実施形態が示されている。なお、前記実施形態と実質的に同一部分には同符号を付してその説明を省略する。

この実施形態は、図１〜４に示す実施形態と同様に、突起３５の上端に弾性体が取付けられているものの、同弾性体の突起３５に対する取付構造が異なっている。すなわち、この実施形態の突起３５は、その天井板３７の中心に、取付け孔３７ａが形成されている。そして、弾性体７０ａは、所定厚さで形成された円板状の当接板７１と、該当接板７１の裏面中心から延設され、前記取付け孔３７ａに挿通される軸部７２と、該軸部７２の先端に設けられた拡径突部７３とから構成されている。

そして、弁体７０ａの拡径突部７３を、突起３５の天井板３７の取付け孔３７ａに表側から挿入して、同取付け孔３７ａの裏側に抜き出すことにより、取付け孔３７ａの表側及び裏側に、当接板７１及び拡径突部７３がそれぞれ係合して、突起３５の天井板３７に、弁体７０ａを取付けることができる。また、フロート弁４０が下降したときに、弾性体７０ａの当接板７１が、フロート弁４０の突起挿入凹部４５の内端に当接するようになっている。

本発明によるフロート弁装置の一実施形態を示す分解斜視図である。 同フロート弁装置のフロート弁、バネ、及び下キャップの断面図である。 同フロート弁装置を燃料タンクに取り付け、燃料液面が下方にあって、フロート弁が下降した状態を示す断面図である。 同フロート弁装置において、燃料液面上昇し、フロート弁が開口部を閉塞した状態を示す断面図である。 本発明によるフロート弁装置の他の実施形態を示しており、フロート弁、バネ、及び下キャップの断面図である。 本発明によるフロート弁装置の更に他の実施形態を示す、要部拡大説明図である。

符号の説明

１０,１０ａ フロート弁装置
２０ ハウジング
２４ 仕切壁
２５ 上方空間
２６ 下方空間
２７ 開口部
２７ａ 弁座
２９ 連結管（通気管）
３５ 突起
３９ 連通孔
４０ フロート弁
４１ フロート本体
４３ｂ 取付け孔
４４ 弁体
４５ 突起挿入凹部
４６ 隔壁
４７ バネ挿入凹部
４８ａ シール板部
４８ｂ 脚部
６０ バネ
７０,７０ａ 弾性体

Claims (2)

1. 仕切壁を介して下方空間と上方空間に別れており、上方空間の外壁には、上方空間を外部に連通させる通気管が取付けられており、前記仕切壁には開口部が設けられており、その下面に弁座が形成されており、下方空間の外壁には、下方空間を外部に連通させる連通孔が形成されているハウジングと、
   前記ハウジングの下方空間に上下摺動可能に配置され、前記ハウジングの連通孔を通して流入する液体によって浮上し、前記開口部に接離するように構成されたフロート弁と、
   このフロート弁の下面と前記ハウジングの底面との間に配置され、前記フロート弁を前記仕切壁の開口部に向けて付勢するバネとを備え、
   前記ハウジングの底面の中心部には、前記バネの内側にあって上方に立設された突起が設けられており、
   前記フロート弁の下面の中心部には、前記突起が挿入される突起挿入凹部が形成され、この突起挿入凹部の外周には、筒状の隔壁を介して、前記バネを収容するバネ挿入凹部が形成されており、
   前記突起の上端又は前記突起挿入凹部の内端に弾性体が取付けられていて、前記フロート弁が最大限に下降したとき、前記突起の上端が前記弾性体を介して前記突起挿入凹部の内端に当接し、前記フロート弁の下面が前記ハウジングの底面に当接しない状態で支持されるように構成されていることを特徴とするフロート弁装置。
2. 前記フロート弁は、フロート本体と、このフロート本体の上端部に取付けられた弁体とで構成されており、前記弁体は、弾性材料で形成されたシール板部と、このシール板部の裏面側から延出された脚部とを有し、前記フロート本体の上端面には、前記弁体の脚部が挿入係止される取付け孔が形成されており、前記弁体の脚部の前記取付け孔の裏面側に突出した部分が、前記弾性体をなしている請求項１記載のフロート弁装置。

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