JP6150772B2 - 燃料タンク用逆止弁 - Google Patents

Description

本発明は、燃料タンクと給油管との接続部に使用される逆止弁に関する。

自動車用の燃料タンクにおいて、給油口と燃料タンクとを繋ぐ給油管の先端を燃料タンク内に突入させ、その突入端に逆止弁（ICV: Inlet Check Valve）を設け、燃料タンク内の燃料液体及び燃料蒸気の給油口側への逆流を抑制する技術が公知である（例えば、特許文献１）。

特許文献１に記載された燃料タンク用逆止弁は、筒体（パイプ）と、筒体に軸支されたフラップ（弁体）と、フラップを閉方向に付勢するねじりコイルばね（スプリング）とを備える。フラップを開閉させるべく支持する枢軸（支軸）は、筒体に設けられた受入孔に挿入される先端部と、ねじりコイルばねのコイル部が装着される拡径部とを有する。拡径部を設けることにより、コイル部の内周と枢軸との隙間が小さくなり、枢軸は、ねじりコイルばねをガタつきなく保持することができる。

特開２００７−２２２１６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の逆止弁は、枢軸の先端部と拡径部との間に段差があるため、ねじりコイルばねが枢軸の軸線方向に移動した場合に、ねじりコイルばねのコイル部の一部がこの段差にはまり込んで、逆止弁が作動不良を起こすおそれがあった。一方、枢軸の段差をなくすため、先端部の径を拡径部と同じ径に拡大すると、枢軸を受け入れる軸孔も大きくする必要が生じる。すると、軸孔を大きくするためのスペースを確保するため、流路断面積を削らなければならないという問題が生じる。

以上の背景に鑑み、本発明は、ねじりコイルばねのコイル部の一部が枢軸の段差にはまり込むことを防止し、フラップが正常に開閉できる燃料タンク用逆止弁を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、燃料タンク用逆止弁（２）であって、流体の流路を画定する筒体（６）と、前記筒体の燃料タンク（１６）側の開口を開閉するために、枢軸（４０）を介して前記筒体に軸支されたフラップ（８）と、前記フラップを閉方向に付勢するべく、前記枢軸に装着されたコイル部（５０）を含むねじりコイルばね（１０）とを備え、前記枢軸が、前記コイル部により巻回される大径部（４８）、並びに、前記筒体及び前記フラップのいずれか一方に設けられた軸孔（６０）に突入する第１小径部（４４）を含み、前記第１小径部は、前記大径部に隣接するとともに、前記大径部に対して、前記ねじりコイルばねが前記フラップへの付勢力の反力によって前記枢軸に圧接する側に、偏心して配置されることを特徴とする。

この構成によれば、ねじりコイルばねが圧接する側において枢軸は、第１小径部と大径部との段差が小さいため、ねじりコイルばねのコイル部の一部が枢軸の段差にはまり込んでかみ込むことを抑制でき、フラップの作動不良を防止できる。また、第１及び第２小径部が大径部に対して小径であるため、軸孔の設けるためのスペースを小さくでき、筒体の外径を拡げずとも流路断面積を確保できる。

上記の発明において、前記大径部及び前記第１小径部の外周面が、前記圧接する側において概ね同一面上に位置することが好ましい。

この構成によれば、ねじりコイルばねが圧接する側において枢軸は、第１小径部と大径部との段差がないため、ねじりコイルばねのコイル部の一部が枢軸の段差にはまり込んでかみ込むことを防止でき、フラップが作動不良を起こすことなく、スムーズに開閉する。

上記の発明において、前記枢軸が前記筒体側に一体形成され、前記軸孔は前記フラップ側に設けられることが好ましい。

大径部が存在するため、枢軸の素材を金属等の素材にしなくても十分な強度を確保できる。そのため、枢軸と筒体との双方を樹脂等の素材とし、本構成のように一体成形することができる。この構成によれば、枢軸を別体とする場合に比べて、部材を成形するための金型を簡略化できる。

上記の発明において、前記筒体は、前記開口を形成する一端側から該筒体の軸線の方向に突出する支柱部（３２）を備え、前記枢軸は、前記筒体に対して接線方向を向くように、前記支柱部と一体形成されることが好ましい。

この構成によれば、全開位置に移動したフラップが、筒体の中心軸に対して周壁側に近接した位置に配置できるため、燃料流体の流路断面積を大きくすることができる。

上記の発明において、前記枢軸は、前記支柱部から左右側方に向けて延出するように形成され、一端に前記第１小径部、他端に前記第１小径部と同軸の第２小径部（４６）が形成され、前記フラップは、前記軸孔が形成された一対のアームを備えることが好ましい。

この構成によれば、部材の構成が簡素になり、フラップの筒体への組み付けも容易になる。

上記の発明において、前記支柱部に、前記フラップの全開位置を規定するストッパ（５２）が設けられていることが好ましい。

この構成によれば、フラップの全開位置が規定されるため、フラップの開き過ぎによる作動不良や、各部材の損傷を防止することができる。

上記の発明において、前記軸孔が、前記フラップが閉位置にあるときに前記開口の面に直交する方向に延在する長孔をなすことが好ましい。

この構成によれば、フラップの閉位置において、フラップが開口面に直交する方向に移動できるため、閉位置に移動したフラップが弁座に対して均等に付勢され、シール性が向上する。

上記の発明において、前記ねじりコイルばねの一方の延出端部（６４）は前記筒体の外周に当接し、前記ねじりコイルばねの他方の延出端部（６６）は前記フラップの外面に当接することを特徴とすることが好ましい。

この構成によれば、簡易な構成でフラップを閉方向に付勢することができる。

本発明によれば、ねじりコイルばねのコイル部の一部が枢軸の段差にはまり込んでかみ込むことが抑制され、フラップの作動不良を防止できる。

実施形態に係る逆止弁の正面図 実施形態に係る逆止弁の斜視図 図２における軸支構造の拡大斜視図 図２における軸支構造のフラップを省略した拡大斜視図 実施形態に係る筒体の底面図

以下、図面を参照して本発明に係る燃料タンク用逆止弁の実施形態を説明する。

図１及び図２に示すように、逆止弁２は、給油管４の一端側に取り付けられた筒体６と、筒体６に取り付けられたフラップ８と、フラップ８を閉方向に付勢するねじりコイルばね１０とを備える。

給油管４は、両端が開口した円管である管本体１２と、管本体１２の外周面に突設された円環状のフランジ１４とを備える。管本体１２及びフランジ１４は、樹脂材料から一体に成形されている。図１に示すように、給油管４は、管本体１２の一端側が燃料タンク１６の壁１８に形成された貫通孔２０に挿通され、フランジ１４が貫通孔２０を通過せずに壁１８の外面であって貫通孔２０の周縁に当接するように溶着される。管本体１２の中間部に対して、燃料タンク１６内に配置される端部のある側を内端側といい、燃料タンク１６外に配置される端部がある側を外端側という。管本体１２の内端には、管本体１２の内孔を開閉する逆止弁２が取り付けられている。管本体１２の外端には、給油ノズルを受容する給油口（図示しない）に連通する可撓性のホース又はパイプ２４が接続される。

管本体１２の外端側は、ホース又はパイプ２４の一端に挿入される。例えば、図示しない冠状のバンドと管本体１２とがホース又はパイプ２４を挟持することによって、管本体１２とホース又はパイプ２４とが締結される。管本体１２の内端側の外周面には、複数の筒体係止爪２８が形成されている。本実施形態では、筒体係止爪２８は、周方向において等間隔（９０°間隔）で４つ設けられている。

図１及び図２に示すように、筒体６は、両端が開口した円筒形をなす筒本体３０と、筒本体３０の内端側から筒体６の軸線方向に突出した支柱部３２とを備える。筒体６は、樹脂材料から成形されている。筒本体３０には、給油管４の筒体係止爪２８に係止される係止孔３４が設けられている。本実施形態では、係止孔３４は、周方向において等間隔（９０°間隔）で４つ設けられている。筒体６の外端側に給油管４の内端側を嵌入させ、係止孔３４に筒体係止爪２８を係止させることにより、筒体６は、給油管４に取り付けられている。また、図５に示すように、筒本体３０の外周面には、後述のねじりコイルばね１０の第１延出端部６４を受容する受容溝３６が筒体６の軸線方向に沿って設けられている。筒本体３０の内端の内周側には、肩部３８が形成されており、肩部３８には、弁座を構成するようにＯリング等のシール部材（図示せず）が取り付けられている。

支柱部３２は、筒本体３０の内端の外周側の、受容溝３６に隣接する位置から、筒体６の軸線方向に突出するように形成されている。図３〜５に示すように、支柱部３２の突出端側には、フラップ８を開閉可能に支持するための枢軸４０と、枢軸４０の内端側の一部を覆うブロック部４２とが設けられている。枢軸４０は、一端側に形成された第１小径部４４と、他端側に形成された第２小径部４６と、第１小径部４４及び第２小径部４６間に形成されて第１小径部４４に隣接する大径部４８とを含む。枢軸４０は、支柱部３２が取り付けられた位置における筒本体３０の周壁に対して接線方向を向くように配置される。ブロック部４２は、第２小径部４６と大径部４８との間に配置され、筒本体３０の軸線方向に支柱部３２の基端側と整合する位置に配置される。

大径部４８は、筒本体３０の軸線方向に受容溝３６と整合する位置に配置されており、ねじりコイルばね１０のコイル部５０の内周面を支持するようにコイル部５０に挿入される。ブロック部４２の大径部４８側の側面は、ねじりコイルばね１０に当接して、ねじりコイルばね１０が第２小径部４６側に移動することを規制する。ブロック部４２には、筒体６の中心軸に向かって突設されたストッパ片５２が形成されている。ストッパ片５２は、フラップ８の全開位置においてフラップ８の外面に当接することによって、フラップ８の全開位置を規定する。フラップ８の全開位置は、閉位置から枢軸４０を中心に約９０°回転した位置である。第１小径部４４及び第２小径部４６は、互いに同径かつ同軸であるが、大径部４８に対しては、小径であって、ねじりコイルばね１０が枢軸４０に圧接する側（本実施形態では、図４における紙面手前右下方）に偏心している。ここで、ねじりコイルばね１０が枢軸４０に圧接しているのは、フラップ８に対する付勢力の反力のためである。また、第１小径部４４の外周面及び大径部４８の外周面は、ねじりコイルばね１０が圧接する側において概ね同一面上に位置する。

第１小径部４４の軸線方向長さは、第２小径部４６の軸線方向長さよりもわずかに長い。第２小径部４６の遊端は、筒本体３０の径方向内側に向かうにつれて突出長さが短くなるように傾斜している。これは、後述するようにフラップ８の筒体６への取り付けを容易にするためである。

図１及び図２に示すように、フラップ８は、円板状のフラップ本体５４と、フラップ本体５４の外面に突設された一対のアーム５６と、一対のアーム５６の間に配置されてフラップ本体５４の外面に突設されたばね支持片５８とを備える。フラップ８は、樹脂を素材とする成形品であって、筒体６の内端側開口を開閉可能に、筒体６に軸支される。

フラップ８が、閉位置にあるときに筒体６の内端側開口を燃料タンク１６からシールするように、フラップ本体５４の径は、筒本体３０の内径及び図示しないシール部材の内径よりも大きく、筒本体３０の外径よりも小さい。

一対のアーム５６は、各々正面視で概ね直角三角形形状をなして弾性を有する平板からなり、互いに平行に配置される。フラップ８の閉位置においては、一対のアーム５６の直角三角形形状の一辺がフラップ本体５４の中心付近から筒本体３０の外周面までフラップ本体５４の外面に沿って延在し、これと直交する一辺が概ね筒本体３０の外周面の延長面にそって筒体６の軸線方向に沿って延在している。一対のアーム５６には、それぞれ外周端側に平板を直交するように貫通する１つの軸孔６０が設けられている。一方のアーム５６の第１軸孔６０ａには、枢軸４０の第１小径部４４の遊端が突入し、他方のアーム５６の第２軸孔６０ｂには、枢軸４０の第２小径部４６の遊端が突入している。このように枢軸４０の両端が１対の軸孔６０に突入して支持されることにより、フラップ８は、筒体６の内端側開口を開閉可能に筒体６に軸支される。第１軸孔６０ａを有するアーム５６は、ねじりコイルばね１０の第１小径部側への移動を規制する。なお、一対の軸孔６０は、長孔をなし、その延在方向は、フラップ本体５４に直交する方向、すなわち、フラップ８の閉位置における筒体６の内端側の開口面に直交する方向である。このため、フラップ８は、閉位置の近傍において、弁座に対して略直交するように移動でき、弁座に対して均等に付勢され、良好にシールすることができる。

ばね支持片５８は、フラップ本体５４の外面の中心付近から突設され、その両側面は一対のアーム５６に連結している。ばね支持片５８の突設高さは、その位置における一対のアーム５６の高さに略等しい。ばね支持片５８の突設端には、溝状の凹部６２が一対のアーム５６の延在方向と平行に設けられている。

ねじりコイルばね１０は、金属線材を巻回して形成されたコイル部５０と、コイル部５０から延出する第１延出端部６４及び第２延出端部６６とを備える。コイル部５０は、枢軸４０の大径部４８を包囲するように配置され、第１延出端部６４は、筒体６の受容溝３６に受容されて筒体６の外周面に当接し、第２延出端部６６は、正面視で概ね一対のアーム５６の直角三角形形状の斜辺に沿って延在して、その遊端近傍は、フラップ８のばね支持片５８の凹部６２に受容されてフラップ８の外面に当接する。ねじりコイルばね１０は、このように配置されたときに、第１延出端部６４及び第２延出端部６６が互いに近づくような付勢力を発揮するように構成されており、フラップ８を閉方向に付勢する。また、このとき、ねじりコイルばね１０は、第１延出端部６４及び第２延出端部６６において筒体６及びフラップ８から付勢力の反力を受けるため、コイル部５０は、枢軸４０の外周面の筒本体３０に向いた側から筒体６径方向内側に向いた側にかけての面に圧接する。

次に、筒体６に、フラップ８及びねじりコイルばね１０を組み付ける手順について説明する。まず、ねじりコイルばね１０のコイル部５０を、筒体６の枢軸４０の大径部４８に装着させて、ねじりコイルばね１０の第１延出端部６４を筒体６の受容溝３６に受容させる。次に、ねじりコイルばね１０の第２延出端部６６の遊端側をフラップ８の凹部６２に受容させる。次に、枢軸４０の第１小径部４４の遊端を第１軸孔６０ａに挿入し、さらに、第２軸孔６０ｂが形成されたアーム５６を第２小径部４６の傾斜した遊端面に沿って弾性変形させながらスライド移動させて、第２小径部４６の遊端を第２軸孔６０ｂに挿入する。

本実施形態に係る逆止弁２は、ねじりコイルばね１０のコイル部５０が枢軸４０の大径部４８に圧接する側で、互いに隣接する第１小径部４４と大径部４８とが概ね同一面上に位置し、両者の間に段差がない。そのため、コイル部５０が枢軸４０の軸方向において第１小径部４４側にずれても段差によって変形することが防止され、段差による変形によって生じるおそれのあったフラップ８の開閉作動の不良を防止することができる。

また、枢軸４０の第１小径部４４及び第２小径部４６を受容する軸孔６０が、フラップ８の閉位置において筒体６の開口面に直交する長孔からなり、ねじりコイルばね１０のばね力がフラップ本体５４の中心付近に作用している。そのため、フラップ８は、閉位置で開口面に略直交する方向に付勢されて、シール部材全体に均等な力で圧接し、良好なシール性を確保できる。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、枢軸全体、又は枢軸の内の第１及び第２小径部を金属を素材とする部品としてもよい。また、付勢の方向が一対の延出端部が互いに遠ざかる方向であるねじりコイルばねを用い、第１延出端部を筒本体から内端側に突出した支持片の内周面に支持させて、フラップを閉方向に付勢してもよい。このとき、ねじりコイルばねのコイル部は、枢軸の外周面の筒本体を向いた側から筒体の径方向外側を向いた側にかけての面に圧接するため、第１及び第２小径部の大径部に対する偏心方向もその方向とする。また、枢軸をフラップに設け、枢軸の軸孔を筒体に設けてもよい。また、枢軸を筒体及びフラップと別体として構成し、筒体及びフラップの双方に枢軸の軸孔を設けてもよい。この場合、筒体及びフラップの内一方の軸孔を有するアームは、１つとし、他方の軸孔を有する一対のアームの間に配置してもよい。また、筒体は、給油管と一体に成形されてもよい。

２...逆止弁、６...筒体、８...フラップ、１０...ねじりコイルばね、３２...支柱部、３６...受容溝、４０...枢軸、４４...第１小径部、４６...第２小径部、４８...大径部、５０...コイル部、５２...ストッパ片、５６...アーム、５８...ばね支持片、６０...軸孔、６２...凹部、６４...第１延出端部、６６...第２延出端部

Claims (8)

1. 燃料タンク用逆止弁であって、
   流体の流路を画定する筒体と、
   前記筒体の燃料タンク側の開口を開閉するために、枢軸を介して前記筒体に軸支されたフラップと、
   前記フラップを閉方向に付勢するべく、前記枢軸に装着されたコイル部を含むねじりコイルばねとを備え、
   前記枢軸が、前記コイル部により巻回される大径部、並びに、前記筒体及び前記フラップのいずれか一方に設けられた軸孔に突入する第１小径部を含み、
   前記第１小径部は、前記大径部に隣接するとともに、前記大径部に対して、前記ねじりコイルばねが前記フラップへの付勢力の反力によって前記枢軸に圧接する側に、偏心して配置されることを特徴とする燃料タンク用逆止弁。
2. 前記大径部及び前記第１小径部の外周面が、前記圧接する側において概ね同一面上に位置することを特徴とする請求項１に記載の燃料タンク用逆止弁。
3. 前記枢軸が前記筒体側に一体形成され、前記軸孔は前記フラップ側に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料タンク用逆止弁。
4. 前記筒体は、前記開口を形成する一端側から該筒体の軸線の方向に突出する支柱部を備え、前記枢軸は、前記筒体に対して接線方向を向くように、前記支柱部と一体形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料タンク用逆止弁。
5. 前記枢軸は、前記支柱部から左右側方に向けて延出するように形成され、一端に前記第１小径部、他端に前記第１小径部と同軸の第２小径部が形成され、
   前記フラップは、前記軸孔が形成された一対のアームを備えることを特徴とする請求項４に記載の燃料タンク用逆止弁。
6. 前記支柱部に、前記フラップの全開位置を規定するストッパが設けられていることを特徴とする請求項４又は５に記載の燃料タンク用逆止弁。
7. 前記軸孔が、前記フラップが閉位置にあるときに前記開口の面に直交する方向に延在する長孔をなすことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の燃料タンク用逆止弁。
8. 前記ねじりコイルばねの一方の延出端部は前記筒体の外周に当接し、前記ねじりコイルばねの他方の延出端部は前記フラップの外面に当接することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の燃料タンク用逆止弁。

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