JP5996641B2

JP5996641B2 - フロート弁装置

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Publication number: JP5996641B2
Application number: JP2014516748A
Authority: JP
Inventors: 古谷　仁; 仁古谷
Original assignee: Piolax Inc
Current assignee: Piolax Inc
Priority date: 2012-05-23
Filing date: 2013-05-10
Publication date: 2016-09-21
Anticipated expiration: 2033-05-10
Also published as: JPWO2013175974A1; WO2013175974A1

Description

本発明は、自動車等の燃料タンクに取付けられ、カットバルブや満タン規制バルブ等に用いられるフロート弁装置に関する。

例えば、自動車の燃料タンクには、自動車が旋回したり傾いたりしたときに、燃料タンク内の燃料が、燃料タンク外へ漏れるのを防止するカットバルブや、給油時に給油量の上限値で給油を停止させるための満タン規制バルブ等が取付けられている。

上記バルブとしては、開口を有する隔壁を介して、フロート室及び通気室が設けられたハウジングと、該ハウジングのフロート室内に昇降可能に配置されたフロート弁とを備えるフロート弁装置が用いられている。そして、燃料タンク内の燃料液面に応じて、フロート弁が昇降し、隔壁の開口を開閉することで、燃料漏れ防止や満タン規制が図られるようになっている。

また、自動車の燃料タンクとしては、樹脂製又は金属製のものが用いられているが、特に樹脂製の燃料タンクに対しては、燃料タンクに溶着可能な樹脂からなるキャップを、タンク上壁の開口部に溶着し、該キャップにハウジングを装着させることで、燃料タンクにフロート弁装置を取付ける構造のものが広く用いられている。

例えば、下記特許文献１には、連通口を有する隔壁が形成され、内部にフロート室が形成されたハウジング本体と、該ハウジング本体の上部に装着される上部キャップと、前記ハウジング本体のフロート室内に昇降可能に配置されたフロート弁と、ハウジング本体及び上部キャップの間に介装されて、それらの隙間をシールするシールリングとを備えたフロート弁装置が記載されている。

このフロート弁装置について図９を参照して説明すると、ハウジング本体１００は、円筒状の側壁１０１と、該側壁１０１の上方を閉塞する上壁１０２と、該上壁１０２の中央から膨出した膨出部１０３とを備え、前記膨出部１０３は、連通口１０４ａを設けた隔壁１０４と、筒状の側壁１０５とを有しており、この側壁１０５の外周には、段部１０６を介してシールリング外周に当接する筒状壁１０７が立設されている。

一方、上部キャップ１１０は、略円筒状の収容部１１１を有し、この収容部１１１の下端からシールリング１２０内周に当接するシールリング当接壁１１２が延出しており、その外周に段部１１３を介して、前記筒状壁１０７の外周に当接する周壁１１５が設けられており、更に周壁１１５の下端からは枠状の係合片１１７が突設されている。

そして、前記係合片１１７をハウジング本体１００の突起１０８に係合させることで、シールリング１２０がシールリング当接壁１１２及び筒状壁１０７により挟持された状態て、ハウジング本体１００に上部キャップ１１０が装着されるようになっている。

また、上部キャップ１１０は燃料タンク１に溶着可能で樹脂で形成されている。

特開２０１０−１００１１７号公報

上記特許文献１記載のフロート弁装置では、シールリング１２０の内側に、上部キャップ１１０のシールリング当接壁１１２及びハウジング本体１００の側壁１０５が配置され、同シールリング１２０の外側に、ハウジング本体１００の筒状壁１０７及び上部キャップ１１０の周壁１１５が配置され、合計で４層の壁部が設けられている。このように、シールリング１２０の内外に複数の壁部が設けられているので、ハウジング本体１００のフロート室の内径を確保しにくくなり、フロート弁の外径を大きくすることは難しい。このため、フロート弁の上下方向の長さを長くしてフロート弁の重量及び浮力を確保する必要があり、その結果、フロート弁が連通口を閉塞するときの燃料高さ（ロックポイント）が低くなり、タンク内への燃料充填量が少なくなるという不都合が生じる。

したがって、本発明の目的は、フロート室の内径をなるべく大きく確保して、その内部に配置されるフロート弁の外径を大きくすることができる、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、本発明のフロート弁装置は、全体として筒状をなし、内部にフロート室が形成され、上部に第１通気孔を有する隔壁が形成された樹脂製のボディと、前記ボディの上部に装着されて、前記隔壁との間に通気室を形成すると共に、該通気室をキャニスタに連通させる開口を有し、燃料タンクに溶着可能な樹脂からなるキャップと、前記フロート室内に昇降可能に収容され、燃料液面の上昇によって浮上して前記第１通気孔を閉塞するフロート弁とを備え、前記ボディの周壁の上部外周に環状のシール部材が配置され、該シール部材の外周に前記キャップから延出された筒状壁が当接し、該筒状壁の更に外周に前記ボディから延出された押え壁が当接しており、該押え壁は、前記筒状壁を介して前記シール部材と対向するように、前記周壁の上部に配置されており、前記筒状壁の下縁部から延出された係合片が、前記ボディの周壁に形成された係合部に係合して、前記キャップが前記ボディに連結されていることを特徴とする。

本発明のフロート弁装置においては、前記ボディの隔壁には、該ボディの周壁側に偏心した位置に第２通気孔が形成されており、この第２通気孔を通気室内側から塞ぐボール弁と、該ボール弁を前記第２通気孔周縁に向けて押圧するスプリングとで構成されるリリーフ弁が設けられていることが好ましい。

本発明によれば、ボディの周壁の上部外周と、キャップから延出された筒状壁との間に配置された環状のシール部材によって、ボディとキャップとの接続部をシールすることができる。また、前記キャップのフランジ部を燃料タンクに形成された取付け孔の表側周縁に溶着することにより、フロート弁を燃料タンクに取付けることができる。

そして、環状のシール部材を保持するためにその内外に配置される壁部が、ボディの周壁と、キャップから延出された筒状壁と、ボディから延出された押え壁との合計３層になるので、前述した従来技術の構造よりも１層少なくすることができ、それによってボディ周壁の外径を大きくとることができる。その結果、フロート室の内径を大きくとることができ、フロート弁の外径を大きくして、第１通気孔がフロート弁で閉塞されるときの燃料高さ（ロックポイント）を高くして、樹脂タンク内への燃料充填量を大きくすることができる。

本発明に係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。図１のＡ−Ａ矢示線において切断した場合の、キャップ及びボディ本体の断面図である。本発明に係るフロート弁装置において、フロート弁体が下降したときの断面図である。同フロート弁装置において、フロート弁体が上昇したときの断面図である。本発明に係るフロート弁装置の他の実施形態を示す分解斜視図である。図５のＢ−Ｂ矢示線において切断した場合の、キャップ及びボディ本体の断面図である。図５のＢ−Ｂ矢示線における断面図である。図５のＣ−Ｃ矢示線における断面図である。従来のフロート弁装置の断面図である。

以下、図１〜４を参照して、本発明に係るフロート弁装置の一実施形態について説明する。

図１及び図３に示すように、このフロート弁装置１０は、内部にフロート室Ｒ１を有する筒状のボディ１５と、このボディ１５の上部に装着されると共に、樹脂製の燃料タンク１の開口部３に溶着されるキャップ５０と、前記フロート室Ｒ１内に昇降可能に配置されたフロート弁７０と、ボディ１５の上部及びキャップ５０の隙間をシールする、ゴムや弾性エラストマー等からなる、環状のシール部材９０とから主として構成されている。

前記ボディ１５は、筒状のボディ本体２０と、該ボディ本体２０の下方に装着される蓋体４０とから構成されており、これらのボディ本体２０と蓋体４０とにより画成される内部空間が、燃料タンク１の内部に連通するフロート室Ｒ１（図３参照）をなしている。

前記ボディ本体２０は、下方が開口した略円筒状の周壁２１を有しており、また、この周壁２１の上方部分２１ａ（以下、「周壁上部２１ａ」）は、段状のシール部材配置部２３を介して縮径した形状をなしており、前記シール部材９０は、この周壁上部２１ａの外周に配置されるようになっている。

また、周壁上部２１ａには隔壁２５が連結されている。この実施形態の隔壁２５は、前記フロート室Ｒ１に連通する第１通気孔２７ａが形成された中央部２７と、該中央部２７の周縁から斜め下方に傘状に広がり、前記周壁上部２１ａに連結される傾斜部２９とからなる。

周壁２１の上方であってシール部材配置部２３の周縁からは、環状のフランジ部３１が半径方向外方に向けて延設されている。このフランジ部３１の、周壁２１に隣接した位置には、周方向に均等な間隔をあけて複数の挿通孔３１ａが形成されている（図２参照）。また、フランジ部３１の、前記挿通孔３１ａの表側外周縁からは、前記周壁上部２１ａに対して同心状に、円筒状をなした押え壁３３が立設されている。

更に周壁２１の上部外周であって、前記挿通孔３１ａに整合した位置には、突起状をなした係合部３５が周方向に均等な間隔で複数突設されている。また、周壁２１の上部外周には、燃料の通路となる透孔３７が、フロート室Ｒ１に連通して複数形成されている。更に、周壁２１の下方外周には、複数の係止突起３９が突設されている。

一方、蓋体４０は有底円筒状をなしており、その外周に複数の係止孔４１が形成されており、また、蓋体４０の底面には、燃料を通過可能な透孔４３が複数形成されている。そして、これらの係止孔４１にボディ本体２０の係止突起３９を係止することで、ボディ本体２０の下方開口部に蓋体４０が装着されるようになっている。

上記のボディ本体２０及び蓋体４０は、例えば、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、脂肪族ポリアミドや芳香族ポリアミド等のポリアミド（ＰＡ）、ポリブチレンテレフタート（ＰＢＴ）などの、燃料による膨潤性が低い樹脂で形成されている。

上記ボディ本体２０の上部にはキャップ５０が装着されるようになっており、このキャップ５０とボディ本体２０の隔壁２５との間に、燃料タンク１の外部に連通する通気室Ｒ２が形成されるようになっている。

このキャップ５０は、円形状の天井壁５１と、該天井壁５１の周縁から下方に向けて突設された環状の側壁５３と、該側壁５３の下端外周から、段状の係止部５５を介して半径方向外方に向けて延設したフランジ部５７とを有している。前記係止部５５には、ボディ本体２０の周壁上部２１ａが嵌合するようになっている（図３参照）。また、前記側壁５３の所定位置には開口５３ａが形成され、この開口５３ａの表側周縁からは接続管５９が突設されており、この接続管５９には、燃料タンク外部に配置される図示しないキャニスタに連通するチューブ等が接続されるようになっている。

前記フランジ部５７の外側周縁からは、下方に向かって環状をなした溶着部５７ａが突設されており、この溶着部５７ａが燃料タンク１の開口部３の表側周縁に溶着する部分となっている（図３参照）。この溶着部５７ａの内側周縁には、ボディ本体２０のフランジ部３１の周縁部が係合する、環状の係合段部５７ｂが形成されている。

前記フランジ部５７の下面側の内側周縁部には、環状のシール部材９０が配置されるシール部材配置部６１が設けられており、このシール部材配置部６１の外周に、円筒状をなした筒状壁６３が下方に向けて突設されている。図３に示すように、前記筒状壁６３の内周に前記シール部材９０が配置されると共に、同筒状壁６３の外周に前記ボディ１５の押え壁３３が当接するようになっている。

また、上記筒状壁６３の下縁部からは、周方向に均等な間隔をあけて、複数の係合片６５が下方に向けて延設されている。各係合片６５には、前記ボディ本体２０の係合部３５に係合する係合孔６５ａが設けられている。

更にフランジ部５７の下面側であって、前記筒状壁６３の外周には、所定深さの嵌合凹部６７が形成されており、この嵌合凹部６７に前記ボディ本体２０の押え壁３３の上端部が嵌合するようになっている（図３参照）。

上記キャップ５０は、樹脂製の燃料タンク１に溶着可能で、かつ、前記ボディ１５よりも燃料による膨潤性が高い樹脂、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）等のオレフィン系の樹脂などから形成されている。

上記ボディ１５のフロート室Ｒ１内に昇降可能に配置されるフロート弁７０は、図１に示すように、上方に向かって次第に縮径した略円筒形状の弁本体７１と、この弁本体７１の上面中央から、上方に向かって次第に縮径するように突出し、前記ボディ本体２０の第１通気孔２７ａに接離する弁頭７３とを有している。また、弁本体７１の外周及び弁頭７３の外周には、周方向に均等な間隔でガイドリブ７５，７７が突設されている。更に弁本体７１の下面中央には、スプリング配置用の凹部７１ａが形成されている（図３参照）。

上記フロート弁７０は、その凹部７１ａにスプリング８０が収容された状態で、ボディ１５のフロート室Ｒ１内に収容され、燃料が浸漬していない状態では、自重によってスプリング８０を圧縮して、蓋体４０の底部上に載置され、ボディ１５の隔壁２５の第１通気孔２７ａが開いた状態に保持される（図３参照）。そして、燃料タンク内の燃料液面が上昇し、フロート弁７０が燃料に所定高さ以上浸漬されると、スプリング８０の付勢力にフロート弁７０自体の浮力が加わって、フロート弁７０が上昇し、その弁頭７３が第１通気孔２７ａを閉塞するようになっている（図４参照）。

次に、本発明のフロート弁装置の作用効果について説明する。

まず、ボディ１５のボディ本体２０の上部にキャップ５０を装着させる手順について説明する。すなわち、ボディ本体２０の周壁上部２１ａの外周にシール部材９０を配置するか、又は、キャップ５０の筒状壁６３の内周にシール部材９０を配置した後、キャップ５０の複数の係合片６５を、ボディ本体２０の複数の挿通孔３１ａに整合させて、ボディ本体２０に対してキャップ５０を押し込む。

そして、ボディ本体２０の周壁上部２１ａの上端部がキャップ５０の係止部５５に嵌合し、シール部材９０がボディ本体２０の周壁上部２１ａとキャップ５０の筒状壁６３とで挟み込まれて、周壁上部２１ａと筒状壁６３の間がシールされると共に、ボディ本体２０の押え壁３３がキャップ５０の筒状壁６３の外周に当接し、かつ、同押え壁３３の上端部がキャップ５０の嵌合凹部６７に嵌合し、更に、ボディ本体２０のフランジ部３１の周縁部がキャップ５０の係合段部５７ｂに係合し、キャップ５０の係合片６５の係合孔６５ａにボディ本体２０の係合部３５が係合することで、ボディ本体２０にキャップ５０が装着される（図３参照）。この状態でシール部材９０は、キャップ５０のシール部材配置部６１及びボディ本体２０のシール部材配置部２３の間に配置されると共に、その内周がボディ本体２０の周壁上部２１ａの外周に当接し、外周がキャップ５０の筒状壁６３の内周に当接した状態で配置されるようになっている。

次いで、樹脂製の燃料タンク１の開口部３に、フロート弁装置１０をボディ本体２０側から挿入し、燃料タンク１の開口部３の表側周縁にキャップ５０のフランジ部５７の溶着部５７ａを溶着することで、図３に示すように、燃料タンク１にフロート弁装置１０を取付けることができる。

そして、車両が旋回したり大きく傾いたりして、燃料タンク１内の燃料液面が上昇し、フロート弁７０に燃料が所定高さ以上浸漬すると、スプリング８０及びフロート弁７０自体に生じる浮力によって、フロート弁７０が浮き上がり、図４に示すように、その弁頭７３がボディ１５の第１通気孔２７ａの下方内周に当接して同第１通気孔２７ａが閉塞されるので、燃料が第１通気孔２７ａを通って通気室Ｒ２内に流入することが阻止されて、燃料タンク１の外部への燃料漏れを防止することができる。

上記のように燃料タンク１内で燃料が揺動したり、燃料タンク１内で燃料蒸気が発生したりして、燃料（液体燃料や燃料蒸気）がキャップ５０に接触すると、キャップ５０が膨潤する傾向にある。キャップ５０の中でも、特にシール部材９０の外周に当接して、これを支持する筒状壁６３が拡径すると、筒状壁６３がシール部材９０から離れる虞れがあるが、筒状壁６３の外周にはボディ本体２０の押え壁３３が当接して、筒状壁６３の拡径を防ぐので、筒状壁６３とシール部材９０とを更に密着した状態に維持することができ、ボディ本体２０とキャップ５０とのシール性を向上させることができる。

そして、図３に示すように本フロート弁装置１０においては、シール部材９０を保持するために、その内外に配置される壁部が、シール部材内側に配置されたボディ本体２０の周壁上部２１ａと、シール部材外側に配置されたキャップ５０の筒状壁６３と、同じくシール部材外側に配置されたボディ本体２０の押え壁３３との、合計で３層となっており、図９に示す従来構造のフロート弁装置におけるシールリング保持用壁部よりも１層少なくすることができるので、ボディ本体２０の周壁２１の外径を大きくとることができる。その結果、ボディ１５内に形成されるフロート室Ｒ１の内径を大きくとることができるので、このフロート室Ｒ１内に収容されるフロート弁７０の外径を大きくすることができ、フロート弁７０が上昇して、ボディ１５の第１通気孔２７ａが閉塞されるときの、燃料高さ（ロックポイント）を高く確保することでき、燃料タンク１内への燃料充填量を多くすることができる。

図５〜８には、本発明に係る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。

この実施形態のフロート弁装置１０ａは、フロート弁７０に加えて、燃料タンク１内の燃料蒸気を通気室Ｒ２へと排出するリリーフ弁８１を備える点で、前記実施形態のフロート弁装置１０と異なっている。

すなわち、図６に示すように、ボディ本体２０ａの上方を閉塞する隔壁２５ａは、第１通気孔２７ａを設けた中央部２７と、該中央部２７の周縁から斜め下方に傘状に広がる傾斜部２９と、該傾斜部２９の下端から、前記周壁上部２１ａの内側に同心状に設けられた円筒状の内壁２８と、該内壁２８の周縁から環状に広がって、前記周壁上部２１ａの下端内周に連結した底部３０とから構成されている。

また、図８に示すように、前記底部３０の周方向所定位置には、フロート室Ｒ１に連通する第２通気孔３０ａが形成されており、この第２通気孔３０ａの上方側（通気室Ｒ２側）に、リリーフ弁８１が配設されている。このリリーフ弁８１は、第２通気孔３０ａの通気室Ｒ２側に配置されて、同第２通気孔３０ａの周縁に接離するボール弁８３と、該ボール弁８３を第２通気孔３０ａ周縁に向けて押圧するスプリング８５とで構成されている。

図５に示すように、前記底部３０の、第２通気孔３０ａの両側周縁からは、柱状部３２，３２が突設されており、これに弁支持部材８７が取付けられるようになっている。この弁支持部材８７は略長板状をなし、その両端に嵌合孔８７ａ，８７ａがそれぞれ形成されていると共に、中間部からピン状のバネ支持部８７ｂが垂設されている。そして、嵌合孔８７ａ，８７ａに柱状部３２，３２を嵌合させることで、バネ支持部８７ｂ外周にリリーフ弁８１のスプリング８５を支持した状態で、ボディ本体２０に弁支持部材８７が取付けられるようになっている（図８参照）。

一方、キャップ５０ａは、接続管５９とは反対側の側壁５４が傾斜した形状をなしており、この側壁５４の内周面であって、ボディ本体２０ａの隔壁２５ａの上端部に隣接する位置には、通気路保持段部５４ａが形成されている。

この実施形態によれば、フロート弁７０が上昇して、ボディ１５の第１通気孔２７ａが閉塞された状態で、更に燃料タンク１内の圧力が上昇したとき、ボール弁８３がスプリング８５の付勢力に抗して第２通気孔３０ａから離れて、第２通気孔３０ａが開くので、燃料タンク１の燃料蒸気を通気室Ｒ２側へと排出して、燃料タンク１内の圧力を低減することができる。

また、前記第１実施形態と同様に、環状のシール部材９０を保持するためにその内外に配置される壁部の数を減らしたことにより、フロート室Ｒ１並びに通気室Ｒ２の内径を大きくとることができ、リリーフ弁８１を配置するスペースを確保しつつ、フロート弁７０の外径をできるだけ大きくすることができる。

更に本実施形態では、キャップ５０ａの傾斜した側壁５４の内周面に、通気路保持段部５４ａを設けたので、ボディ本体２０ａの上部にキャップ５０ａが装着された状態で、キャップ５０ａに予期し得ない大きな荷重が付与されても、ボディ本体２０ａの隔壁２５の上端部が前記通気路保持段部５４ａに当接して、その荷重を受け止めて、キャップ５０ａの天井壁５１とボディ本体２０ａの隔壁２５ａとの間の隙間を確保することができ、通気室Ｒ２における燃料や空気の通路を確実に保持することができる。

１燃料タンク
１０，１０ａフロート弁装置
１５ボディ
２０，２０ａボディ本体
２１周壁
２１ａ周壁上部
２５，２５ａ隔壁
２７ａ第１通気孔
３０ａ第２通気孔
４０蓋体
５０，５０ａキャップ
５３ａ開口
６３筒状壁
６５係合片
７０フロート弁
８０スプリング
８１リリーフ弁
８３ボール弁
８５スプリング

Claims

全体として筒状をなし、内部にフロート室が形成され、上部に第１通気孔を有する隔壁が形成された樹脂製のボディと、
前記ボディの上部に装着されて、前記隔壁との間に通気室を形成すると共に、該通気室をキャニスタに連通させる開口を有し、燃料タンクに溶着可能な樹脂からなるキャップと、
前記フロート室内に昇降可能に収容され、燃料液面の上昇によって浮上して前記第１通気孔を閉塞するフロート弁とを備え、
前記ボディの周壁の上部外周に環状のシール部材が配置され、該シール部材の外周に前記キャップから延出された筒状壁が当接し、該筒状壁の更に外周に前記ボディから延出された押え壁が当接しており、該押え壁は、前記筒状壁を介して前記シール部材と対向するように、前記周壁の上部に配置されており、
前記筒状壁の下縁部から延出された係合片が、前記ボディの周壁に形成された係合部に係合して、前記キャップが前記ボディに連結されていることを特徴とするフロート弁装置。
前記ボディの隔壁には、該ボディの周壁側に偏心した位置に第２通気孔が形成されており、この第２通気孔を通気室内側から塞ぐボール弁と、該ボール弁を前記第２通気孔周縁に向けて押圧するスプリングとで構成されるリリーフ弁が設けられている請求項１記載のフロート弁装置。