JP5827573B2 - バルブ - Google Patents

Description

本発明は、燃料タンク内の液面検知を行うバルブに関するものである。

燃料タンク、特に自動車用の燃料タンクには、その内部に液面検知用のバルブが取付けられるのが一般的である。この液面検知バルブは、側面に液面検知用窓が形成されたケーシングを有して、該ケーシングの上部空間がキャニスタに連通されると共に、その内部にはキャニスタへの連通部位を開閉するためのフロート弁が配設される。このようなバルブは、燃料タンク内の液面が液面検知用窓よりも低いときは、フロート弁が低い位置とされてケーシング内（つまり燃料タンク内）がキャニスタ（つまり大気側）と連通される。そして、給油によって燃料タンク内の液面が上昇して、燃料が液面検知用窓から流入すると、フロート弁が上昇して、燃料タンク内とキャニスタとが遮断される。燃料タンク内がキャニスタと遮断されると、燃料タンクの内圧が上昇してフュラーチューブ内の液面が上昇され、これにより給油ノズル側に満タンを早期に検知させることが可能になる。

特許文献１には、高さの異なる液面検知用窓を２種類設けると共に、この２種類の液面検知用窓に対応して２種類のフロート弁を設けて、液面検知を２段階で行うことが開示されている。

特開２００３−２９３８７６号公報

ところで、上記ケーシングは、製造上等の理由により、下方が開口されたカップ状の上部ケーシングと、上方が開口された桶状の下部ケーシングとの分割構成として、この上下の分割ケーシング同士を一体化することにより構成することが行われている。このような一体化を、例えば、下部ケーシングに嵌合用窓を形成する一方、上部ケーシングに該嵌合用窓に嵌合係止される係止爪部を設けることにより行うことも考えられている。嵌合用窓に係止爪部を嵌合係止させた状態では、嵌合用窓を通して燃料が通過可能なため、嵌合用窓は液面検知用窓よりも上方位置に設けるようにしている。

一方、液面検知用窓を大きく確保することは、燃料タンク内に満タンになった際に燃料をすばやくケーシング内に導入して、フロート弁によるキャニスタとの遮断をすばやく行うという応答性確保の上で重要となる。しかしながら、液面検知用窓を大きく確保するには限度があり、なんらかの対策が望まれることになる。特に、ケーシングを上下方向に小型化するために、上部ケーシングと下部ケーシングとの嵌合係止位置を低い位置に設定しようとすると、液面検知用窓を形成する面積範囲が減少してしまうことになる。

本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、上部ケーシングと下部ケーシングとの嵌合係止部位を十分に低い位置としつつ、液面検知の応答性をも十分満足できるようにしたバルブを提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、請求項１に記載のように、
燃料タンク内に取付けられるケーシングを備え、該ケーシング内の上部空間がキャニスタに連通されると共に、該キャニスタへの連通部位を開閉するフロート弁が該ケーシング内に配設されたバルブであって、
前記ケーシングが、カップ型の上部ケーシングと桶状の下部ケーシングとの分割構成とされ、
前記下部ケーシングには、嵌合用窓と燃料タンク内の燃料が流入される液面検知用窓とが形成され、
前記上部ケーシングの外側面には、前記嵌合用窓に嵌合係止されて該上部ケーシングと前記下部ケーシングとを一体化するための係止爪部が突出形成され、
前記上部ケーシングと前記下部ケーシングとの間には、径方向において、燃料通過用の隙間が形成され、
前記嵌合用窓の下端開口縁部と前記液面検知用窓の下端開口縁部とが同一高さに設定されて、該嵌合用窓から流入された燃料が前記隙間を通って前記下部ケーシング内に流入可能とされて、該嵌合用窓が該液面検知用窓を兼用している、
ようにしてある。

上記解決手法によれば、嵌合用窓を、液面検知用窓として兼用させるようにしてあるので、液面検知用窓として十分な開口面積を確保することができて、応答性を向上させることができる。また、嵌合用窓は、その下端開口縁部が液面検知用窓の下端開口縁部と同一高さ位置まで十分に低い位置に設定できるので、ケーシング全体として上下方向に小型化することが可能になる。なお、嵌合用窓を液面検知用窓よりも下方に設定することは、満タンとなる前に燃料タンク内がキャニスタと遮断されてしまうので、採用しがいものである。

上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項２以下に記載のとおりである。すなわち、
前記係止爪部が、
前記下部ケーシングの内周面が当接されるリブ部と、
前記リブ部よりも径方向外方側に大きく突出されて前記嵌合用窓に嵌合係止される係止部と、
を有しているようにしてある（請求項２対応）。この場合、リブ部によって、上部ケーシングと下部ケーシングとの間に径方向の隙間を確実に確保して、液面検知用窓および嵌合用窓から流入する燃料をすみやかにケーシング内に導入して、応答性向上の上でさらに好ましいものとなる。

前記リブ部が、前記上部ケーシングの周方向に間隔をあけて複数形成され、
前記嵌合用窓から流入する燃料が、前記複数のリブ部の間を通して前記下部ケーシング内に流入可能とされている、
ようにしてある（請求項３対応）。この場合、係止爪部を利用して、つまりリブ部の間の隙間を利用して、嵌合用窓からケーシング内への燃料の流入通路がさらに確保されることになり、応答性向上の上でさらに好ましいものとなる。

前記複数のリブ部が左右一対とされ、
前記係止部が、前記左右一対のリブ部同士を連結している、
ようにしてある（請求項４対応）。この場合、左右一対のリブ部の間からも燃料をケーシング内に導入しつつ、この左右一対のリブ部同士を係止部によって連結して、リブ部同士の隙間を確実に確保することができる。勿論、係止爪部としても剛性の高いものとなり、上部ケーシングと下部ケーシングとの強固な一体化という点でも好ましいものとなる。

前記上部ケーシングの周方向において、前記複数のリブ部の周方向長さが、前記嵌合用窓の周方向長さよりも小さくされている、ようにしてある（請求項５対応）。この場合、嵌合用窓からケーシング内への燃料の流入通路面積を十分に確保して、応答性向上の上で極めて好ましいものである。

前記嵌合用窓と前記係止爪部とが、前記ケーシングの周方向１８０度対称位置に形成され、
前記１８０度対称位置に形成された係止爪部同士は、前記上部ケーシングからの突出方向が、前記ケーシングの中心に対して互いに１８０度反対方向となるようにされている、
ようにしてある（請求項６対応）。この場合、上部ケーシングを例えば射出成形する等の際に、例えば金型を２面割りにする等の上で好ましい設定となって、成形性のよいものとする上で好ましいものとなる。

本発明によれば、上部ケーシングと下部ケーシングとの嵌合係止部位を十分に低い位置に設定してケーシング全体として上下方向寸法を小さくすることが可能となり、また液面が所定高さ位置になったことの検知応答性を十分に確保することができる。

本発明が適用されたバルブの一例を示す側面断面図。 図１に示すバルブの斜視図。 図２に示すバルブから取付フランジ部材を取外して示す上方斜視図。 図１に示すバルブの平面図。 図１に示すバルブの正面図。 図１に示すバルブの右側面図。 上部ケーシングを斜め上方から見た斜視図。 上部ケーシングの正面図 上部ケーシングを斜め下方から見た斜視図。 係止爪部の一例を示すもので、斜め上方から見た要部斜視図。 図１０に示す係止爪部を斜め下方から見た斜視図。 係止爪部と嵌合用窓との嵌合係止部位を拡大して示す斜視図。 係止爪部と嵌合用窓との嵌合係止部位を拡大して示す正面図。 図１３のＸ１４−Ｘ１４線相当断面図。

まず、図１を参照しつつ、本発明が適用されたバルブＶの概要について説明する。図１中、Ｋはケーシングで、このケーシングＫは、それぞれ合成樹脂により形成された上部ケーシング１と下部ケーシング１０とを一体化することにより構成されている。上部ケーシング１は、下方が開口されたカップ状とされて、その上部には、図外のキャニスタに接続される接続パイプ２を有する。この接続パイプ２は、上部ケーシング１内においては下向きに開口されて、下向きの開口縁部には弁座３が形成されている。

一方、下部ケーシング１０は、上方が開口された桶状とされて、上部ケーシング１よりも大径とされている。この下部ケーシング１０は、上部ケーシング１のうち接続パイプ２よりも下方部分の殆どを覆っている。図２〜図６に示すように、下部ケーシング１０の側面には液面検知用窓１１と嵌合用窓１２とが形成されている。嵌合用窓１２に対応させて、上部ケーシング１には、係止爪部５が形成されている。この係止爪部５を嵌合用窓に嵌合係止することにより、上部ケーシング１と下部ケーシング１０とが一体化される。

ケーシングＫ内には、上下動可能としてフロート弁３０が収納されている。フロート弁３０は、スプリング３２による下方からの付勢力によって、その自重が受け止められている。すなわち、ケーシングＫ内に導入された燃料によってフロート弁３０がすみやかに上昇するようにされている。上部ケーシング１の下側部分は、上下方向に伸びる案内筒部６とされて、この案内筒部６内にフロート弁３０が嵌合されて、該フロート弁３０の円滑な上下動が確保されるようになっている。なお、フロート弁３０の上端部には、弁座３に離着座される弁体部材３１が保持されている。

ケーシングＫは、上部ケーシング１の上面に固定された取付フランジ部材４０を利用して、燃料タンクに取付けられる。燃料タンクへの取付状態においては、ケーシングＫが全体的に燃料タンク内に位置されて、液面検知用窓１１の下端下縁部１１ａが、燃料タンクの満タンの液面高さ位置と一致するようにされる。なお、図１中７は、下部ケーシング１０の底壁部に設けられたワンウエイバルブからなる排出弁であり、燃料タンク内の液面が低下した際に、ケーシングＫ内の燃料が排出弁７を通して排出される。

ケーシングＫ内に燃料が流入されていない状態では、図１に示すようにフロート弁３０は下方位置にあって、その弁体部材３１が弁座３から離間し、ケーシングＫ内（燃料タンク内）は接続パイプ２を介してキャニスタ（つまり大気）に連通される（燃料タンクの呼吸確保）。一方、ケーシングＫ内に燃料が導入されると、フロート弁３０が上昇して、その弁体部材３１が弁座３に着座して、燃料タンク内とキャニスタとの連通が遮断される。これにより、燃料タンク内の内圧が上昇して、フュラーチューブ内の燃料液面レベルが上昇されて、給油ノズル側での満タン検知がすみやかに行われることになる。

次に、液面検知用窓１１，嵌合用窓１２，係止爪部５に着目して、その詳細について説明する。まず、前述のように液面検知用窓１１の下端開口縁部１１ａの高さは、燃料タンク内の満タン時の液面高さ位置と一致されている。嵌合用窓１２の下端開口縁部１２ａの高さ位置が、液面検知用窓１１の下端開口縁部１１ａの高さ位置と一致されている。つまり、嵌合用窓１２は、液面検知用窓１１と同様に、燃料タンク内の液面高さが満タン相当となったときに、燃料が嵌合用窓１２内に流入可能な高さ位置に設定されている。

液面検知用窓１１および嵌合用窓１２はそれぞれ、下部ケーシング１０の周方向等間隔に複数（実施形態ではそれぞれ４個づつ）形成されている。そして、液面検知用窓１１と嵌合用窓１２とは、下部ケーシング１０の周方向において交互に位置するように形成されている。

嵌合用窓１２に対応して上部ケーシング１に形成された係止爪部５も、嵌合用窓１２に対応して複数（実施形態では４個）形成されている。この係止爪部５の詳細が、図１０〜図１４に示される。この図１０〜図１４において、係止爪部５は、上部ケーシング１の周方向に小間隔をあけて上下方向に伸びる左右一対のリブ部５ａを有する。この左右一対のリブ部５ａの上下方向中間部同士が、係止部５ｂによって連結されている。そして、リブ部５ａの外周面側には、係止部５ｂの上方および下方においてそれぞれ、上下一対の当接部５ｃが形成されている。係止部５ｂ、当接部５ｃはそれぞれ、上部ケーシング１の外周面よりも径方向外方側に突出されているが、上部ケーシング１からの突出高さは、係止部５ｂの方が当接部５ｃよりも大きくされている。

下部ケーシング１０に対して上部ケーシング１を嵌合させた際、下部ケーシング１の内周面が、当接部５ｃと接触するようにされている。すなわち、下部ケーシング１０の内径は、上部ケーシング１の外径よりも大きくされているが、下部ケーシング１０の内周面が当接部５ｃに接触した状態で、上部ケーシング１と下部ケーシング１０とは、径方向に所定の隙間が確保された状態で、ほぼがつきなく嵌合された状態とされる。この嵌合状態では、係止部５ｂが、嵌合用窓１２内に突出されて、上部ケーシング１と下部ケーシング１０とが上下方向に分離不能に結合一体化される。

なお、係止部５ｂを嵌合用窓１２内に嵌合係止させる際には、上部ケーシング１，下部ケーシング１０および係止爪部５をそれぞれ若干弾性変形させることにより行われ、嵌合用窓１２に対して係止爪部５が嵌合係止された状態では、弾性復帰によって、嵌合係止状態が維持される。なお、係止爪部５全体としては、左右一対のリブ部５ａ同士を係止部５ｂで連結した構造となっているため、全体として剛性が確保されて、上部ケーシング１と下部ケーシング１０との結合強度になんら問題は生じないものである。

係止爪部５における上部ケーシング１の周方向長さは、左右一対のリブ部５ａの周方向長さに相当するが、その長さは、嵌合用窓１２における上部ケーシング１の周方向長さよりも十分小さくされている。換言すれば、嵌合用窓１２の周方向長さが、係止爪部５の周方向長さよりも十分大きくされている。これにより、嵌合用窓１２は、係止爪部５が嵌合係止された状態において、係止爪部５の周囲において燃料の流入用空間が十分に確保された状態となっている。

係止部５ｂの下方には、左右一対のリブ部５ａの間において、燃料の流通用の流通空間Ｓが形成される。この流通空間Ｓは、図１２〜図１４に示すように、その上部が嵌合用窓１２に連通され、その下部がケーシングＫ内に連通される。この流通空間Ｓによって、嵌合用窓１２を通してケーシングＫ内に燃料が流入させるための流通経路面積がより大きく確保されるようになっている。

以上のような構成において、燃料タンク内の液面が、液面検知用窓１１の下端開口縁部１１ａおよび嵌合用窓１２の下端開口縁部１２ａよりも低い位置では、フロート弁３０が低い位置にあって、ケーシングＫ内（つまり燃料タンク内）がキャニスタに連通される。この状態から、給油によって燃料タンク内の液面が上昇して、燃料タンク内の液面高さが各窓１１，１２の下端開口縁部１１ａ、１２ａにまで達すると、液面検知用窓１１から燃料がケーシングＫ内に流出されると共に、嵌合用窓１２からも流入される。これにより、ケーシングＫ内への燃料の流入がすみやかに行われて、フロート弁３０がすみやかに上昇されて、ケーシングＫ内（燃料タンク内）がキャニスタと遮断されることになる。

嵌合用窓１２からケーシングＫ内への燃料の流入は、係止爪部５の周囲からと、左右一対のリブ部５ａの間の流通空間Ｓとの両方から行われるので、多量の燃料を嵌合用窓１２を通してすみやかにケーシングＫ内に流入させることが可能になる。これにより、液面検知の応答性が十分に確保されることになり、検知応答性向上の上でも好ましいものとなる。

ここで、係止爪部５は、上部ケーシング１の周方向９０度間隔で設けられている。つまり、上部ケーシング１の中心を境にして対称位置において一対の係止爪部５が形成されて、このような一対の係止爪部５が２組設けられることになる。このことは、上部ケーシング１を例えば射出生成する際に、金型を２面割りとしたり、あるいは４面割りにする等、生成を確保する上で好ましいものとなる。この成形性向上のために、図１４に示すように、例えば係止部５ｂを含めて、上部ケーシング１の径方向外方側に向かうにつれて、徐々に先細となるように形成してある（径方向外方側に向けて先太になる部分が存在しない）。

以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能であり、例えば次のような場合をも含むものである。液面検知用窓１１や嵌合用窓１２の数が適宜設定できるものであり、この液面検知用窓１１と嵌合用窓１２との数が相違してもよいものである。係止爪部５に形成する流通空間Ｓは、孔形式でもよく、あるいは流通空間Ｓを形成しない場合であってもよい。
係止爪部５に当接部５ｃを設ける代わりに、上部ケーシング１の外周面と下部ケーシング１０の内周面との一方に、当接部５ｃに相当する突起部を形成して、両ケーシング１と１０との間に形成される所定の径方向隙間を確保するようにしてもよい。係止爪部５にリブ部５ａを形成する場合、その数は３以上であってもよく、この場合、全てのリブ部５ａ同士を周方向に延びる係止部５ｂで連結するのが好ましい。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。

本発明は液面検知用バルブとして好適である。

Ｓ：流通空間（係止爪部に形成）
１：上部ケーシング
２：接続パイプ（キャニスタへの接続用）
３：弁座
５：係止爪部
５ａ：リブ部
５ｂ：係止部
５ｃ：当接部
１０：下部ケーシング
１１：液面検知用窓
１１ａ：下端開口縁部
１２：嵌合用窓
１２ａ：下端開口縁部
３０：フロート弁
３１：弁体部材

Claims (6)

1. 燃料タンク内に取付けられるケーシングを備え、該ケーシング内の上部空間がキャニスタに連通されると共に、該キャニスタへの連通部位を開閉するフロート弁が該ケーシング内に配設されたバルブであって、
   前記ケーシングが、カップ型の上部ケーシングと桶状の下部ケーシングとの分割構成とされ、
   前記下部ケーシングには、嵌合用窓と燃料タンク内の燃料が流入される液面検知用窓とが形成され、
   前記上部ケーシングの外側面には、前記嵌合用窓に嵌合係止されて該上部ケーシングと前記下部ケーシングとを一体化するための係止爪部が突出形成され、
   前記上部ケーシングと前記下部ケーシングとの間には、径方向において、燃料通過用の隙間が形成され、
   前記嵌合用窓の下端開口縁部と前記液面検知用窓の下端開口縁部とが同一高さに設定されて、該嵌合用窓から流入された燃料が前記隙間を通って前記下部ケーシング内に流入可能とされて、該嵌合用窓が該液面検知用窓を兼用している、
   ことを特徴とするバルブ。
2. 請求項１において、
   前記係止爪部が、
   前記下部ケーシングの内周面が当接されるリブ部と、
   前記リブ部よりも径方向外方側に大きく突出されて前記嵌合用窓に嵌合係止される係止部と、
   を有していることを特徴とするバルブ。
3. 請求項２において、
   前記リブ部が、前記上部ケーシングの周方向に間隔をあけて複数形成され、
   前記嵌合用窓から流入する燃料が、前記複数のリブ部の間を通して前記下部ケーシング内に流入可能とされている、
   ことを特徴とするバルブ。
4. 請求項３において、
   前記複数のリブ部が左右一対とされ、
   前記係止部が、前記左右一対のリブ部同士を連結している、
   ことを特徴とするバルブ。
5. 請求項３または請求項４において、
   前記上部ケーシングの周方向において、前記複数のリブ部の周方向長さが、前記嵌合用窓の周方向長さよりも小さくされている、ことを特徴とするバルブ。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、
   前記嵌合用窓と前記係止爪部とが、前記ケーシングの周方向１８０度対称位置に形成され、
   前記１８０度対称位置に形成された係止爪部同士は、前記上部ケーシングからの突出方向が、前記ケーシングの中心に対して互いに１８０度反対方向となるようにされている、
   ことを特徴とするバルブ。

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