JP5065074B2 - 燃料タンク用弁装置 - Google Patents

Description

この発明は、自動車や二輪自動車などの燃料タンクに取り付けられて、開弁状態において燃料タンク内外を連通させるように機能される弁装置の改良に関する。

燃料タンク用のフロートバルブにおいて、フロートの上部にメインバルブを上下動可能に支持させ、燃料の液面上昇によりフロートが所定位置まで上昇したときにメインバルブが吸い上げられてタンク外と連通した連絡孔に着座されるようにしたものがある。（特許文献１参照）

しかるに、かかるフロートバルブにおいては、メインバルブの着座にフロートの所定位置までの上昇を必要とさせるため、（１）メインバルブの着座を生じる燃料の液面以下のバルブを構成するケースの寸法を最小にしがたく、（２）また、給油時の燃料の液面の揺らぎや波立ちや給油速度などにより、メインバルブの着座を生じさせる必要のない量の給油しかされていないにもかかわらず、フロートの上昇によってメインバルブの吸い上げ着座を生じさせてしまう可能性を払拭しきれない。
特許第３９２８０６２号公報

この発明が解決しようとする主たる問題点は、開弁状態において燃料タンク内外を連通させるように機能される弁装置をできるだけコンパクトに構成可能とすると共に、燃料タンク内の液面が所定のレベルに達しない量の給油しかされていない段階で予期せず閉弁状態が作り出されてしまうことがないようにする点にある。

前記課題を達成するために、この発明にあっては、燃料タンク用弁装置を、以下の（１）〜（７）の構成を備えたものとした。
（１）燃料タンクに取り付け用いられる弁装置であって、
（２）タンク外と通じる通気弁口を上部に備えたケースと、
（３）このケース内に上下動可能に納められた弁体及びフロート体とを備えており、
（４）ケースは、下端をタンク内に開放させた外殻部と、
弁体及びフロート体を納めると共に、外殻部の内面との間を気体の主流路とし、フロート体の外面との間を気体の副流路とし、かつ、下端側に入り口を備えた内殻部とを有しており、
（５）外殻部の下端より内殻部の入り口の下縁が上方に位置されていると共に、
（６）弁体は絞り孔を備えており、外殻部の下端に燃料の液面が達したとき（以下、このときの液面レベルを第一液位という。）に内殻部の入り口より流れ込む気体によって上昇して通気弁口に着座し気体の流路を絞り、
（７）燃料の液面がさらに所定のレベルまで上昇したとき（以下このときの液面レベルを第二液位という。）に内殻部の入り口から流れ込む燃料によりフロート体が上昇して弁体の絞り孔を閉塞するようになっている。

燃料タンク内の燃料の液位が第一液位以下であるときは、弁体及びフロート体は共に下降しており、通気弁口を通じたタンク内外の通気が確保される。給油により燃料の液位が第一液位に達すると、ケースの外殻部の下端、つまり、主流路のタンク内側の流路口が閉鎖されることから、タンク内の気体は内殻部の入り口から副流路を通じて通気弁口に流れることとなり弁体が上昇して通気弁口に着座する。弁体がこのように着座すると通気弁口は絞り孔の範囲に減少、つまり気体の流路は絞られるので、タンク内圧は急激に上昇し、これによりフィラーパイプ内の燃料の液位を上昇させて給油ガンのセンサに満タンを検知させ給油を一旦停止させることができる。かかる主流路はケースの外殻部の下端がすべて燃料の液面に触れない限り閉鎖されないことから、給油時の液面のゆらぎや波立ちなどにより第一液位に達しない量の給油しかなされていないが液面の一部が第一液位のレベルに達することがあっても弁体は通気弁口を塞ぐ位置まで上昇されないようにすることができ、こうしたときに給油ガンのセンサに満タンを検知させることはない。また、ケースの外殻部の下端に第一液位に達したことをもって前記満タンを検知させることができるので、バルブ装置の上下方向の寸法を最小のものとさせることができる。給油が一旦停止されると弁体は下降し通気弁口から離座することから、タンク内圧は下がりフィラーパイプ内の燃料の液位も下がり満タンの検知が解除され、第二液位までの追加給油が許容される。第二液位に達すると内殻部の入り口から流入した燃料によりフロート体が上昇して弁体の絞り孔をこのフロート体により塞いだ状態で通気弁口を閉塞することから、フィラーパイプ内の燃料の液位は給油ガンのセンサに満タンを検知させる位置まで最終的に上昇し、追加給油は停止される。燃料が消費されて燃料の液面が第二液位以下に下がるとフロート体が下降し、弁体の絞り孔が開かれ、この絞り孔を通じた通気によりタンク内圧が下がることから、弁体も下降し通気弁口から離座する。前記弁体をフロート体の上側に上下動可能に配させておけば、燃料の液面が第一液位に達したとき、弁体のみを上昇させて通気弁口に着座させ、また、燃料の液面が第二液位からそれ以下に下がったときは先ずフロート体を下降させて、この後弁体が下降離座するように動作させることができる。

前記ケースの内殻部の入り口の開口面積を、外殻部の下端における主流路の開口面積より小さくさせておけば、燃料の液面が第一液位に達するまでは、給油によるタンク外への気体の流出をおおむね主流路を通じてのみなさしめ、このときは弁体が上昇することがないようにすることができる。

また、前記内殻部の底面を閉塞させ、入り口をこの内殻部の側部に形成させておけば、給油時の気体の上方への流れの影響を燃料の液面が第一液位に達するまでは弁体が被ることがないようにすることができる。

この発明にかかる弁装置にあっては、ケースの外殻部の下端に第一液位が達したときに弁体を通気弁口に着座させてタンク内圧を急激に上昇させることができるので、弁装置をできるだけコンパクトに構成させることができる。また、ケースの外殻部の下端がすべて燃料の液面に触れない限り主流路は閉鎖されないことから、第一液位に達しない量の給油しかされていない段階で液面の揺らぎなどにより予期せず弁体が通気弁口に着座されてタンク内圧を上昇させてしまうことがない。

以下、図１〜図９に基づいて、この発明を実施するための最良の形態について説明する。

なお、ここで図１及び図７〜図９は実施の形態にかかる弁装置Ｖの使用状態を、図２〜図６はかかる弁装置Ｖをそれぞれ表している。

この実施の形態にかかる弁装置Ｖは、自動車や二輪自動車などの燃料タンクＴに取り付けられて、開弁状態において燃料タンクＴ内外を連通させるように機能されるものである。

かかる弁装置Ｖは、典型的には、燃料タンクＴの上部に取り付けられて、燃料タンクＴに対する接続通路Ｒ（通気路）の一部を構成する。そして、かかる弁装置Ｖは、燃料タンクＴへの給油を許容すると共に、燃料タンクＴ内の燃料Ｆの液面Ｆａが所定のレベルに達したときに閉弁状態に移行して燃料タンクＴ内の圧力を上昇させこれにより給油ガンＧ側のセンサに満タンを検知させて給油を停止させるように機能する、いわゆるベントバルブとして用いられるものとなっている。

より具体的には、かかる弁装置Ｖは、（１）給油により燃料タンクＴ内の燃料Ｆの液面Ｆａが所定の第一液位Ｆａ１に達したときに、後述する通気弁口１０ａを弁体２の着座により絞って燃料タンクＴ内の圧力を上昇させ、これによってフィラーパイプＰ内の燃料Ｆの液位を上昇させて給油ガンＧのセンサに満タンを検知させ給油を一旦中止させると共に、（２）給油の中止後のかかる弁体２の離座によって燃料タンクＴ内の圧力を下降させ、これによってフィラーパイプＰ内の燃料の液位を下降させて給油ガンＧのセンサの満タンの検知を解除して前記第一液位Ｆａ１より高い第二液位Ｆａ２に至るまでの追加給油を許容し、（３）燃料タンクＴの液面が所定の第二液位Ｆａ２に達したときは、前記通気弁口１０ａを弁体２及びフロート体３によって閉塞してフィラーパイプＰ内の燃料の液位を上昇させて給油ガンＧのセンサに満タンを検知させ前記追加給油を終了させるように機能する。

かかる弁装置Ｖは、ケース１と、このケース１内に上下動可能に納められた弁体２及びフロート体３とを備えている。

ケース１は、アッパーボディ１０と、ロアボディ１１とを組み合わせて構成されている。

アッパーボディ１０は、筒下端を開放させた円筒状をなすように構成されている。アッパーボディ１０の筒上端は、中央に円形の通気弁口１０ａを貫通状態に備えた天板１０ｂによって閉塞されている。天板１０ｂの下面には通気弁口１０ａを縁取る周回リブ状の弁座部１０ｃが形成されている。

図示の例では、かかるアッパーボディ１０は、下面を開放させると共にこの開放部を巡る外鍔４０を備えた円筒状をなすフランジ４に組み合わされるようになっている。かかるフランジ４の下部の内径はアッパーボディ１０の外径と略等しく、フランジ４の開放部にアッパーボディ１０の上部をはめ込み気密状態に固着させることでアッパーボディ１０の上方に前記接続通路Ｒの一部をなす空間が形成されるようになっている。フランジ４の側部にはかかる接続通路Ｒの一部をなす接続管４１が備えられている。図示の例では、燃料タンクＴの上壁に貫通状態に設けられた取り付け穴Ｔａに前記フランジ４の外鍔４０が外側から引っかかる位置までケース１を入れ込んだ状態において、この外鍔４０を溶着などによって燃料タンクＴに止着させることで、弁装置Ｖの燃料タンクＴへの取り付けがなされるようになっている。給油時においては燃料タンクＴ内の燃料蒸気などの気体は、ケース１の上部、つまり、アッパーボディ１０の天板１０ｂに備えられた通気弁口１０ａからフランジ４内の空間を経て接続管４１よりタンク外に送り出される。かかる接続管４１には必要に応じて前記接続通路Ｒを構成する図示しない通気管などが接続される。

ロアボディ１１は、内殻とこれを取り巻く外殻とを備えた復殻構造となっており、これによりケース１は、外殻部１１０と内殻部１１１とを備えている。

外殻部１１０は、アッパーボディ１０の内径と略等しい外径を備え、かつ、筒上端と筒下端１００ｆを共に開放させた円筒状をなすように構成されている。図示の例では、外殻部１１０の上部側の外面には周回リブ１１０ａが形成されており、この周回リブ１１０ａがアッパーボディ１０の下端に突き当たる位置までアッパーボディ１０内にロアボディ１１の上側を入れ込ませて両者を気密状態に組み付け合わせることで、ケース１が構成されている。

これにより、外殻部１１０の筒上端はアッパーボディ１０の天板１０ｂにより覆われ、外殻部１１０は筒下端１１０ｆのみをタンク内に開放させている。

内殻部１１１は、外殻部１１０の内径よりも外径を小さくした円筒状をなすように構成されている。内殻部１１１の筒上端は開放されており、筒下端すなわち底面１１１ａは閉塞されている。内殻部１１１の内部には、弁体２及びフロート体３が上下動可能に納められている。

内殻部１１１と外殻部１１０とは、内殻部１１１の外面と外殻部１１０の内面との間に、その筒軸を巡るどの位置においても略等しい間隔を形成させるようにして、組み合わされている。図示の例では、板内端を内殻部１１１の外面に一体に連接させると共に、板外端を外殻部１１０の内面に一体に連接させた上下方向に長い隔壁板１１２が、前記筒軸を巡る向きに隣り合う隔壁板１１２との間に略等しい間隔を開けて四箇所に形成されており、これらの隔壁板１１２によって外殻部１１０の内側に内殻部１１１が前記のように位置づけられている。そして、かかる内殻部１１１の外面と外殻部１１０の内面との間が気体の主流路１２となるようにしてある。

また、内殻部１１１の下端側には、この内殻部１１１への入り口１１１ｂが形成されている。かかる入り口１１１ｂは内殻部１１１の側部１１１ｄを割欠く窓穴状をなすように形成されている。入り口１１１ｂの下縁１１１ｃは内殻部１１１の底板の上面、つまり底面１１１ａによって形成されている。図示の例では、かかる入り口１１１ｂは、内殻部１１１の直径方向両側にそれぞれ形成されている。外殻部１１０の筒下端１１０ｆ側にはこの入り口１１１ｂへの連通開口１１０ｂが形成されている。連通開口１１０ｂと入り口１１１ｂとの間は、一対の縦向き壁１００ｄ、１１０ｄと、この一対の縦向き壁１１０ｄ、１１０ｄの上端間を塞ぐ横向き壁１１０ｅとにより形成された通路１１０ｃで連絡されており、前記主流路１２とは区分されている。

フロート体３は、内殻部１１１の内側に上下動可能に納められる筒状をなすように構成されている。そして、内殻部１１１に燃料Ｆが流入していないときはフロート体３はその筒下端を内殻部１１１の底面１１１ａに接しさせた下降位置にあり、前記入り口１１１ｂを通じて内殻部１１１に燃料Ｆが流入すると上昇し、前記第二液位Ｆａ２において上昇されきるようになっている。

図示の例では、フロート体３は、下端開口の筒状をなすアウターパーツ３０内に、その下側から同じく下端開口の筒状をなすインナーパーツ３１をはめ込み両者をその下端側で掛合爪３２とこれが弾発して入り込む窓穴３３とによって掛合させ合って構成されている。図中符号５で示されるのは、インナーパーツ３１内に納められて内殻部１１１の底面１１１ａにバネ下端を接しさせ、かつ、インナーパーツ３１の上部内面にバネ上端を接しさせる圧縮コイルバネであり、このバネ５によってフロート体３には一定の上方に向けた付勢力が作用されるようになっている。

アウターパーツ３０の外周部にはその筒軸方向に沿ったリブ３０ａがこの筒軸を巡る向きに隣り合うリブ３０ａとの間に略等しい間隔を開けて形成されており、これらのリブ３０ａによって内殻部１１１の内面とフロート体３の外面との間に気体の副流路１３が形成されている。

また、アウターパーツ３０の上部３０ｂは上方に向かうに連れて次第に径を小さくする截頭円錐状をなすように形成されていると共に、その上端面の略中央にはフロート体３が上昇されきったときに弁体２の後述する絞り孔２０を下方から塞ぐ弁突起３０ｃが形成されている。また、アウターパーツ３０の上部３０ｂには前記截頭円錐の軸を巡る向きに隣り合うリブ３０ｄとの間に略等しい間隔を開けてこの軸に沿う向きに長く続く弁体２をガタつき少なく支持案内するリブ３０ｄが形成されている。

弁体２は、筒下端を開放させると共に、筒上端の中央に絞り孔２０を貫通状態に備えた短寸の筒状をなすように構成されている。図示の例では、弁体２の絞り孔２０は、その筒上端の外面において周回リブ２１により縁取られており、弁体２の筒上端にはこの周回リブ２１を通す貫通穴２２ａを中央に備えた円板状をなすシール体２２が取り付けられている。かかるシール体２２はゴム又はゴム状弾性を備えた合成樹脂によって構成される。かかる弁体２は、燃料タンクＴ内の燃料Ｆが前記第一液位Ｆａ１に達するまでは、フロート体３のアウターパーツ３０の截頭円錐状をなす上部３０ｂをその内側に入れ込ませるようにして、このフロート体３上に載置され、通気弁口１０ａから離座した下降位置にある。（図２、図７）すなわち、かかる弁体２は、フロート体３の上側に上下動可能に配されている。

そして、この実施の形態にあっては、前記外殻部１１０の下端（筒下端）１１０ｆ、つまり、主流路１２のタンク内側の流路口１２ａよりも、内殻部１１１の入り口１１１ｂの下縁１１１ｃが上方に位置されている。また、弁体２は、外殻部１１０の下端１１０ｆに燃料Ｆの液面Ｆａが達したとき（前記第一液位Ｆａ１）に内殻部１１１の入り口１１１ｂより流れ込む気体によって上昇して通気弁口１０ａに着座し気体の流路を絞り孔２０に減少させるように構成されている。（図８）すなわち、前記弁体２は、燃料タンクＴ内の液面が給油により第一液位Ｆａ１に達して主流路１２が閉塞されることによって気体の流路が副流路１３に限定されたときに、この副流路１３を流れる気体によって通気弁口１０ａに着座する位置まで上昇される重さと形状を持つように構成されている。具体的には、気体の流路が副流路１３に限定されると、内殻部１１１の入り口１１１ｂを通じてフロート体３の外面と内殻部１１１の内面との狭い隙間状をなす副流路１３を気体は通って截頭円錐状をなす上部の外面に案内されながら弁体２の内側に入り込み弁体２を持ち上げる。

それと共に、この実施の形態にあっては、燃料Ｆの液面Ｆａが第一液位Ｆａ１を超えるさらに所定のレベル（第二液位Ｆａ２）まで上昇したときに内殻部１１１の入り口１１１ｂから流れ込む燃料Ｆによりフロート体３が上昇して弁体２の絞り孔２０を下方から閉塞するようになっている。具体的には、燃料タンクＴ内の液面が追加給油により第二液位Ｆａ２に達すると、弁体２の絞り孔２０に弁突起３０ｃを入れ込ませるようにしてフロート体３が上昇されきり、通気弁口１０ａを弁体２を介して完全に閉塞するようになっている。（図９）

燃料タンクＴ内の燃料Ｆの液位が第一液位Ｆａ１以下であるときは、弁体２及びフロート体３は共に下降しており、通気弁口１０ａを通じたタンク内外の通気が確保される。給油により燃料Ｆの液位が第一液位Ｆａ１に達すると、ケース１の外殻部１１０の下端１１０ｆ、つまり、主流路１２のタンク内側の流路口１２ａが閉鎖されることから、タンク内の気体は内殻部１１１の入り口１１１ｂから副流路１３を通じて通気弁口１０ａに流れることとなり弁体２が上昇して通気弁口１０ａに着座する。弁体２がこのように着座すると通気弁口１０ａは絞り孔２０の範囲に減少されるので、タンク内圧は急激に上昇し、これによりフィラーパイプＰ内の燃料Ｆの液位を上昇させて給油ガンＧのセンサに満タンを検知させ給油を一旦停止させることができる。かかる主流路１２はケース１の外殻部１１０の下端１１０ｆがすべて燃料Ｆの液面Ｆａに触れない限り閉鎖されないことから、給油時の液面のゆらぎや波立ちなどにより第一液位Ｆａ１に達しない量の給油しかなされていないが液面Ｆａの一部が第一液位Ｆａ１のレベルに達することがあっても弁体２は通気弁口１０ａを塞ぐ位置まで上昇されることがなく、こうしたときに給油ガンＧのセンサに満タンを検知させることはない。また、ケース１の外殻部１１０の下端１１０ｆに第一液位Ｆａ１に達したことをもって前記満タンを検知させることができるので、バルブ装置の上下方向の寸法を最小のものとさせることができる。給油が一旦停止されると弁体２は下降し通気弁口１０ａから離座することから、タンク内圧は下がりフィラーパイプＰ内の燃料Ｆの液位も下がり満タンの検知が解除され、第二液位Ｆａ２までの追加給油が許容される。第二液位Ｆａ２に達すると内殻部１１１の入り口１１１ｂから流入した燃料によりフロート体３が上昇して弁体２の絞り孔２０をこのフロート体３により塞いだ状態で通気弁口１０ａを閉塞することから、フィラーパイプＰ内の燃料Ｆの液位は給油ガンＧのセンサに満タンを検知させる位置まで最終的に上昇し、追加給油は停止される。燃料Ｆが消費されて燃料Ｆの液面Ｆａが第二液位Ｆａ２以下に下がるとフロート体３が下降し、弁体２の絞り孔２０が開かれ、この絞り孔２０を通じた通気によりタンク内圧が下がることから、弁体２も下降し通気弁口１０ａから離座する。

また、この実施の形態にあっては、前記ケース１の内殻部１１１の入り口１１１ｂの開口面積が、外殻部１１０の下端１１０ｆにおける主流路１２の開口面積、つまり、タンク内側の主流路１２の流路口１２ａの開口面積より小さくなっている。これにより、この実施の形態にあっては、燃料Ｆの液面Ｆａが第一液位Ｆａ１に達するまでは、給油によるタンク外への気体の流出をおおむね主流路１２を通じてのみなさしめ、このときは弁体２が上昇することがないようにすることができる。

また、この実施の形態にあっては、内殻部１１１の底面１１１ａは閉塞され、入り口１１１ｂは内殻部１１１の側部１１１ｄに形成されていることから、給油時の気体の上方への流れの影響を燃料Ｆの液面Ｆａが第一液位Ｆａ１に達するまでは弁体２が被ることがないようになっている。

弁装置Ｖの使用状態を示した断面構成図 同要部破断斜視構成図 同分解斜視構成図 同側面図 図４におけるＡ−Ａ線断面図 図４におけるＢ−Ｂ線断面図 弁装置Ｖの使用状態を示した断面構成図 弁装置Ｖの使用状態を示した断面構成図 弁装置Ｖの使用状態を示した断面構成図

符号の説明

Ｖ 弁装置
Ｔ 燃料タンク
Ｆ 燃料
Ｆａ 液面
１ ケース
１０ｂ 通気弁口
１１０ 外殻部
１１０ｆ 下端
１１１ 内殻部
１１１ｂ 入り口
１１１ｃ 下縁
１２ 主流路
１３ 副流路
２ 弁体
３ フロート体

Claims (4)

1. 燃料タンクに取り付け用いられる弁装置であって、
   タンク外と通じる通気弁口を上部に備えたケースと、
   このケース内に上下動可能に納められた弁体及びフロート体とを備えており、
   ケースは、下端をタンク内に開放させた外殻部と、
   弁体及びフロート体を納めると共に、外殻部の内面との間を気体の主流路とし、フロート体の外面との間を気体の副流路とし、かつ、下端側に入り口を備えた内殻部とを有しており、
   外殻部の下端より内殻部の入り口の下縁が上方に位置されていると共に、
   弁体は絞り孔を備えており、外殻部の下端に燃料の液面が達したときに内殻部の入り口より流れ込む気体によって上昇して通気弁口に着座し気体の流路を絞り、
   燃料の液面がさらに所定のレベルまで上昇したときに内殻部の入り口から流れ込む燃料によりフロート体が上昇して弁体の絞り孔を閉塞するようになっていることを特徴とする燃料タンク用弁装置。
2. 内殻部の入り口の開口面積が、外殻部の下端における主流路の開口面積より小さくなっていることを特徴とする請求項１に記載の燃料タンク用弁装置。
3. 内殻部の底面は閉塞され、入り口は内殻部の側部に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料タンク用弁装置。
4. 弁体はフロート体の上側に上下動可能に配されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の燃料タンク用弁装置。

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