JP5420536B2 - ガスタンク用ポリバルブ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガスタンク用ポリバルブに関し、詳細には、車両のガスタンク、好適にはＬＰＧタンク用のポリバルブに関する。

ＬＰＧタンク用ポリバルブ装置は、既に特許文献１によって公知である。特許文献１に開示されている装置には、ガスタンクに装着するためのフランジを備えたバルブ本体と、過充填検知手段と、過充填検知手段に接続された電動式過充填防止弁と、エンドユーザにガスを供給するためのバルブ手段と、ポリバルブ本体を通る有線接続によって液面の情報を電気的に伝達する液面計とを備えたものが含まれている。

仏国特許出願公開２８１６０３３号明細書

この構成は、バルブ本体に上記の機器一式を装着するための十分な広さを必要とするので、かなりの場所を取る。さらに、具体的にはバルブ装置を受容するタンクの穴径を４８ｍｍまで減らすために、そのようなポリバルブ装置の大きさを縮小する必要がある。

本発明は、ガスタンク用ポリバルブ装置であって、ガスタンクに装置を装着するためのフランジを備えたバルブ本体と、装置がタンクに装着されたときにタンク内に配置される側であるバルブ本体の内側に取り付けられる過充填防止弁と、バルブ本体の外側にあり、過充填防止弁と連通している注入口と、バルブ本体の内側に設けられる液面計手段と、タンク内の液面の情報を液面計手段からバルブ本体の外側へ伝達するための手段と、タンクからユーザにガスを供給するためのバルブ本体に取り付けられたバルブ手段とを含み、過充填防止弁及び／または液面計手段に蝶着されかつ両者と協働して液面の情報を提供する、浮子を備えた液面検知手段をさらに含むようなポリバルブ装置を提供することによって、上記の課題を解決しようとするものである。

過充填防止弁は、嵌合及び圧接によってバルブ本体に取り付けられるのが好ましい。

過充填防止弁は、一端がバルブ本体の対応するボア内に嵌合及び圧接された概ね円筒形の過充填防止弁本体を含むことができる。

液面検知手段は、過充填防止弁に蝶着されたロッドと、ロッド上に取り付けられた浮子と、液面検知手段の蝶着部にあるカムとを含み、カムは、再充填時にタンク内の液面が所定のレベルに達したときに過充填防止弁を閉じることによってタンクの過充填を防止するように過充填防止弁と相互作用するのが好ましい。

液面計手段は、バルブ本体に回転可能に支持されかつフランジに対して概ね垂直な長寸要素を含むことができ、長寸要素の第１の端部は液面検知手段の蝶着部と協働し、長寸要素の第２の端部は、その回転によって、タンク内の液面の情報をバルブ本体の外側に伝達する。

長寸要素の第２の端部は、長寸要素の回転位置をバルブ本体の外側にある液面計に伝達するように設計された磁気手段を含むことができる。

長寸要素の第１の端部は、長寸要素の回転軸から離れておりかつ蝶着部のピボットまたはロッドと係合するスロットを含むことができる。

過充填防止弁は、過充填防止弁を閉じるための密閉手段を備えたピストンを含むことができ、ピストンは多角形の、好適には六角形の断面を有する。

好ましくは、ピストンは、密閉手段を備えたピストンの上側から下側までの通路を有し、過充填防止弁は、過充填防止弁本体と、液面検知手段によって操作されかつピストンの下側及び過充填防止弁本体によって形成される過充填防止弁のチャンバを閉じることができる制御弁とを、さらに含む。

本発明のポリバルブ装置の図。 図１のポリバルブ装置の断面図。 本発明の装置の斜視図。

ポリバルブ装置は、例えばガソリン車などのガスタンクの平らな部分に気密に装着するためのフランジ２を備えたバルブ本体１を含む。ポリバルブ装置は、一連の機能を果たすための以下の一連の機器を含む。

エンドユーザにガスを供給するためのシャットオフ弁。この弁は、バルブ本体１のほぼ中央（図示せず）に配置され、バルブ本体の上側から取り付けられる。シャットオフ弁は、弁の上部にねじ込まれた磁気コイルによって作動する。この磁気コイルは、図面上では弁の上部に示されている。

フランジの輪郭の内側でバルブ本体の下側に取り付けられた過充填防止弁３。この過充填防止弁の詳細は図２に示されており、図２にはバルブ本体のボア１２にはめ込まれた中空の過充填防止弁本体１１が示されている。過充填防止弁は、それによって、バルブ本体１内に設けられかつバルブ本体１を貫通して延在する通路と流体連通している。通路は、バルブ本体１の上側にある注入口４と連通している。

注入口からガスタンクへのガスの流れを許容し、タンクから注入口への逆流を阻むために、チェックバルブが通路内に配置される。

過充填防止弁本体１１は、概ね円筒形であり、内部に摺動可能に取り付けられたピストン１７を含む。このピストンは、その上端に、ここでは円形ナット内に配置されたエラストマーＯリングの形態で、密閉手段を有する。このＯリングは、過充填防止弁本体１１内の弁座と協働する。ピストンは、ばねなどの弾性要素によって、図２に示すような上方位置に保持される。ピストンは、その長手方向軸線に沿って通路を介してピストンの上側とつながっている空洞部を有する。ピストンの下側及び過充填防止弁の内部がチャンバ２０を画定する。過充填防止弁本体の下側は、チャンバ２０を遮断するように設計された制御弁を有する。再充填時にガスに接するピストンの上面及びピストンの弾性要素は、再充填時にピストン１７が再充填圧力で下方に下げられるように寸法が決められる。再充填ガスのごく一部は、ピストンの通路を通ってチャンバ２０まで流れ、液面検知手段５によって開位置に保持されている制御弁１９を通る。再充填時に液体ガスが所定のレベルに達したとき、液面検知手段は、通常は閉位置にある制御弁１９を開位置から閉位置へ解放する。これは、チャンバ２０の出口を閉じ、それゆえにチャンバ２０内の圧力を増加させる効果を有する。この圧力増加は、ピストン１７を持ち上げ、過充填防止弁を閉じる効果を有する。この閉じる動きは、ピストン１７の上側と下側の表面の相違によるものである。充填圧力が高ければ高いほど、過充填防止弁がより多く閉じるので、それによって過充填防止弁の機能が向上する。

液面計は、ポリバルブ装置のフランジ表面と垂直に配置されたロッド６を含み、ロッド６の角度位置は、タンク内の液面を示すべく、液面検知手段５の位置姿勢及びロッド６に結合されたバルブ本体１の外側にある液面指示手段と連動している。ロッド６は、自由に回転することができるように、軸受要素２１によって支持されている。軸受要素は、プラスチック製であり、２つの位置で、すなわちバルブ本体１に近い第１の位置及びバルブ本体１から離れた第２の位置でロッド６を支持するのが好ましい。図２は、実際に、バルブ本体１に近い第１の大きい軸受部分と、この大きい軸受部分から延出する長寸要素と、留め具の形態で第２の小さい軸受部分とを備えた軸受要素を示している。ロッド６の下端１５は、すなわち軸受要素２１の第２の小さい軸受部分の近くに、ロッドの長手方向軸線と実質的に垂直に延在する部分を備えている。この部分は、開放スロットの形態で、液面検知手段５の可動部に係合しているのが好ましい。ロッド６の角度位置は、従って、タンク内の液面によって決まる。ロッド６の上端８は、ロッド６の角度位置をバルブ本体１の外側に伝達するように設計される。上端８は、磁場の主方向がロッド６の長手方向軸線に概ね垂直な永久磁石を含むのが好ましい。液面指示手段は、ユーザに液面を示すための部分７と、ロッド６から液面に関する情報を受け取る部分９とを含むのが好ましい。部分９は、永久磁石を含むのが好ましく、永久磁石の磁場はロッド６の上端８の磁場と結び付けられている。従って、ロッドはバルブ本体１を横切る必要がない。磁気結合手段の代わりに、例えばホール効果センサなどの任意の既知の電気式角度センサまたは角度エンコーダを用いることができ、角度センサまたはエンコーダは、バルブ本体を横切る導線または電線によって液面指示手段に接続されることになる。

図示されていない圧力逃し弁。

ポリバルブ装置は、一連の手段によって特にコンパクトにされている。

第１の手段は、過充填防止弁及び液面計の両方に対して共通の液面検知手段５を用いることである。液面検知手段はロッド１３（図１を参照）を含み、その一端は過充填防止弁本体１１に蝶着されており、他端は浮子１０を支持している。図１では、ロッド１３が浮子１０の近くで９０°曲げられている。この点に関しては、ポリバルブ装置が装着されるタンクのデザインに応じて、多くの構成を考えることができる。蝶着部液面検知手段は、ロッド１３と関連しているカム１４と、過充填防止弁本体１１及びカム１４を横切るピボット１６とを含む。カムの輪郭は、この制御弁１９の可動部の位置姿勢がカム１４の角度位置によって決まるように、制御弁１９の所定部分と協働する。ピボット１６は、過充填防止弁本体１１から約９０°で延出する部分を含む。この実施形態において、ピボット１６は、ロッド１３がピボット軸線を中心に揺動するにつれてピボット１６の延出部が動くように、カムにしっかりと固定されている。ピボットの延出部は、液面計手段のロッド６の下端１５から延出するスロットに係合する。従って、タンク内の液面の変化は、ロッド／浮子アセンブリ１３／１０のチルティング運動及びカム１４の回転運動、液面計手段のロッド６の回転運動を与えることになる。ロッド６の角度位置のこの変化は、バルブ本体１の外側にある液面計７に伝達されることになる。タンク内の所与のレベル、典型的には全容量の約８０〜９０％に達したとき、カムの角度位置及びカム輪郭は、制御弁１９がもはやその開位置に維持されていないような角度位置及び輪郭であり、すなわち、実際には、カムのこの角度位置で制御弁と接するカム輪郭の部分は、制御弁１９が閉じかつ過充填防止弁が閉じかつ再充填動作を停止するように、下がっている。

ロッド／浮子アセンブリ１３／１０の蝶着部のデザインの変形形態が考えられる。実際には、例えばピボットの代わりにロッド１３の端部を約９０°曲げて、過充填防止弁本体及びカム１４に挿入することができる。液面計手段のロッド６の下端１５の延出部分またはスロットは、ひいては、液面検知手段のロッド１３に直接係合することになる。これとともに、当業者に明らかである多くの他の変形形態が考えられる。例えば、ロッド／浮子アセンブリ１３／１０は、過充填防止弁本体の代わりに軸受要素２１に、あるいは軸受及び過充填防止弁本体の両方に、蝶着されることができる。

ポリバルブをコンパクトにするための第２の手段は、ポリバルブ本体１内の過充填防止弁本体１１を嵌合及び圧接することである。実際に、過充填防止弁本体は、再充填時に液体ガスのフロー許容量に関して所定の性能を実現するために、特にその直径に関して一定の大きさである必要がある。そのようなバルブを装着するためのよくある方法は、ねじ込みである。これは、当分野で公知であるように、ねじ山が切られるポリバルブ本体１のボアを一定の肉厚にする必要がある。そうではなしに、嵌合後に圧接する方法を用いると、受容ボアの肉厚がずっと小さくて済む。さらに、ねじ込みの代わりに嵌合及び圧接を行うことで、過充填防止弁本体１１の角度位置調整がずっと容易になる。

第３の手段は、ポリバルブ本体１のボア内に軸受要素２１を嵌合及び圧接することである。これは、コンパクトさに関して過充填防止弁と同じ利点を与える。

第４の手段は、過充填防止弁用に多角形断面のピストン１７を用いることである。実際に、ピストンの円形断面はガス中の不純物が詰まってピストンが動かなくなる原因となる場合があることが分かっている。ピストンの多角形断面、好適には六角形断面は、ピストンが動かなくなるリスクを減らすものである。ピストンの径を増大させることなく過充填防止弁のフロー容量を最大にするためには、ピストンのストローク及び過充填防止弁本体の側面開口部の大きさを大きくしなければならず、ばね定数を相対的に小さくしなければならない。上記３つの手段は、ピストンが動かなくなるリスクを増大させることがあり得るので、多角形断面を選択することによって、この問題を緩和すると同時にフロー容量の大きい過充填防止弁を提供する。

Claims (7)

1. ガスタンク用ポリバルブ装置であって、
   前記ガスタンクに前記装置を装着するためのフランジ（２）を備えたバルブ本体（１）と、
   前記装置が前記タンクに装着されたときに前記タンク内に配置される側である前記バルブ本体（１）の内側に取り付けられる過充填防止弁（３）と、
   前記バルブ本体（１）の外側にあり、前記過充填防止弁（３）と連通している注入口（４）と、
   前記バルブ本体（１）の内側に設けられ、装着時に前記タンク内に配置される液面計手段（６、７）と、
   前記タンク内の液面の情報を前記液面計手段（６）から前記バルブ本体（１）の前記外側へ伝達するための手段（８、９）と、
   前記タンクからユーザにガスを供給するための、前記バルブ本体に装着されたバルブ手段とを含み、
   前記ポリバルブ装置が、前記過充填防止弁（３）及び／または前記液面計手段（６）に蝶着されかつ両者と協働して前記液面の情報を提供する、浮子（１０）を備えた液面検知手段（５）をさらに含み、
   前記液面検知手段（５）が、前記過充填防止弁（３）に蝶着されたロッド（１３）と、前記ロッド（１３）に取り付けられた前記浮子（１０）と、前記液面検知手段（５）の蝶着部にあるカム（１４）とを含み、
   前記カム（１４）が、再充填時に前記タンク内の前記液面が所定のレベルに達したとき、前記過充填防止弁（３）を閉じることによって前記タンクの過充填を防止するように前記過充填防止弁（３）と相互作用し、
   前記液面計手段（６）が、前記バルブ本体（１）に回転可能に支持されかつ前記フランジ（２）に対して概ね垂直な長寸要素を含み、
   前記液面計手段（６）の長寸要素の第１の端部（１５）が前記液面検知手段（５）の、前記カム（１４）を含む前記蝶着部と協働し、
   前記液面計手段（６）の長寸要素の第２の端部（８）が、その回転によって、前記タンク内の液面の情報を前記バルブ本体（１）の外側へ伝達することを特徴とするガスタンク用ポリバルブ装置。
2. 前記過充填防止弁（３）が、嵌合及び圧接によって前記バルブ本体（１）に取り付けられていることを特徴とする請求項１のガスタンク用ポリバルブ装置。
3. 前記過充填防止弁（３）が概ね円筒形の過充填防止弁本体（１１）を含み、該過充填防止弁本体（１１）の一端が前記バルブ本体の対応するボア（１２）内に嵌合及び圧接されていることを特徴とする請求項１のガスタンク用ポリバルブ装置。
4. 前記長寸要素（６）の前記第２の端部（８）が、前記長寸要素の回転位置を前記バルブ本体の外側にある液面計（７）に伝達するように設計された磁気手段を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかのガスタンク用ポリバルブ装置。
5. 前記長寸要素の前記第１の端部（１５）が、前記長寸要素（６）の回転軸から離れておりかつ前記蝶着部のピボット（１６）または前記ロッド（１３）と係合するスロットを含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかのガスタンク用ポリバルブ装置。
6. 前記過充填防止弁（３）が、前記過充填防止弁（３）を閉じるための密閉手段（１８）を備えたピストン（１７）を含み、
   前記ピストン（１７）が多角形の断面を有することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかのガスタンク用ポリバルブ装置。
7. 前記ピストン（１７）が、前記密閉手段（１８）が備えられた前記ピストンの上側から、下側までの通路を有し、
   前記過充填防止弁（３）が、
   過充填防止弁本体（１１）と、
   前記液面検知手段（５）によって操作されかつ前記ピストン（１７）の下側及び前記過充填防止弁本体（１１）によって形成される前記過充填防止弁（３）のチャンバ（２０）を閉じることができる制御弁（１９）とをさらに含むことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかのガスタンク用ポリバルブ装置。

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