JP6195804B2 - 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。

燃料タンクの通気流路を構成する弁装置として、ケース内への燃料の流入により上昇してタンク外への流路に連なる弁口を閉鎖するフロートを備えたものとして、特許文献１に示されるものがある。

この種のフロートを備えた弁装置では、閉弁状態から燃料がかかるフロートを納めるケース内から流出すると、かかるフロートの下降が可能となり、開弁状態への移行がなされることとなるが、燃料タンク内外の圧力差が大きい場合、フロートの上部が弁口に張り付いて前記開弁状態への移行がスムースになされない場合がある。

前記特許文献１のものは、前記弁口はフロート本体の上部に傾動可能に備えられたプレート状の弁体で閉鎖するようになっている。これにより特許文献１のものでは、傾動される弁体の傾斜下側からこの弁体と弁口との密着状態を解き始めることができ、燃料タンク内外の圧力差が大きい場合であっても前記開弁状態への移行が比較的スムースになされるようになっている。

米国特許第４８８６０８９号明細書

この発明が解決しようとする主たる問題点は、この種のフロートを利用した弁装置を、閉弁状態から開弁状態へ一層スムースかつ確実に移行し得るものとする点にある。

前記課題を達成するために、この発明にあっては、弁装置を、フロートと、これを収納するケースとを有し、燃料タンクの通気流路の一部を構成する弁装置であって、
前記フロートは、フロート主体と、このフロート主体の上部に傾動可能に備えられた弁体とを備えてなり、
前記弁体は、前記フロートの上昇時に前記ケース内に形成された弁口を閉塞するシール部と、前記フロート主体の一部に対して引っかかって前記傾動の中心となる引っかかり部と、前記シール部の裏側において突出する当接部とを有しており、
前記傾動による前記フロート主体の被当接部への前記当接部の当接によって、前記弁体の水平方向への移動を生じさせさせるようにしてなる、ものとした。

ケース内への燃料の流入時にはこれにより上昇されるフロートの弁体のシール部によって弁口は閉塞され前記上部室への燃料の流入は阻止される。ケース内から燃料が流出されるとフロートは下降可能となり、弁体は前記引っかかり部側を傾斜下とするように傾動する。それと共に、弁体は、前記傾動により当接部を被当接部に接しさせるところ、被当接部の位置は変わらないことから、前記傾動をしながら水平方向に移動される。これにより、タンク内が高圧である場合であっても、また、前記シール部と弁口とが、例えば、弁口側がゴムやゴム状弾性を備えるプラスチックで構成されると共にシール部側がこれに密着しやすいプラスチックで構成されるなど、互いに密着し易い材料からなる場合であっても、前記シール部と弁口との離弁、つまり、弁装置のスムースな開弁が実現される。

前記水平方向の移動は、前記引っかかり部と前記弁口の中心を通る仮想の直線と間の距離を広げる向きとなるようにしておくことが、この発明の最良の形態の一つとされる。また、前記引っかかり部を、前記水平方向の移動可能に、前記フロート主体の一部に遊びを持って引っかけさせるようにしておけば、前記水平方向の移動量を可及的に大きくすることができる。また、前記当接部を凹部として、前記被当接部は前記凹部に納まる突部としておくことが、この発明の最良の形態の一つとされる。また、前記弁体に、この弁体の所定の傾動位置において前記フロート主体の一部に引っかかってそれ以上の前記傾動を阻止する規制部を備えさせておけば、弁体の前記傾動が一定の範囲でなされるようにできると共に、かかる弁体のフロート主体からの予期しない脱落を阻止できる。

この発明によれば、フロートを利用した弁装置における閉弁状態から開弁状態への移行を一層スムース且つ確実に実現させることができる。

図１は、この発明の一実施の形態にかかる弁装置の側面図である。 図２は、前記弁装置の平面図である。 図３は、前記弁装置の底面図である。 図４は、前記弁装置の断面図であり、閉弁状態を示している。 図５は、前記弁装置の要部断面図であり、閉弁状態を示している。 図６は、前記弁装置の要部断面図であり、図５の状態からフロートが下降し開弁した直後の状態を示している。 図７は、前記弁装置の要部断面図であり、図６状態からフロートがさらに下降した状態を示している。 図８は、前記弁装置を構成するフロート主体の斜視図である。 図９は、前記フロート主体の平面図である。 図１０は、前記弁装置を構成する弁体の斜視図である。 図１１は、前記弁装置を構成する弁体の斜視図であり、図１０の下側からかかる弁体を見て示している。

以下、図１〜図１１に基づいて、この発明の典型的な実施の形態について、説明する。この実施の形態にかかる弁装置は、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の通気流路Ｃの一部を構成する。かかる弁装置は、図示の例のように、燃料タンクＴに設けた取り付け穴Ｔｂを利用して、あるいは、図示は省略するが燃料タンクＴ内に設けたブラケットなどを利用するなどして、燃料タンクＴに備えさせることができる。

かかる弁装置は、フロートＦと、これを収納するケースＨとを有している。ケースＨは、このケースＨ内を上部室３と前記フロートＦの収納室４とに区分する隔壁５を有している。上部室３は隔壁５上にあって排気ポート６ｃを介してタンク外Ｔａに連絡されている。収納室４は隔壁５下にあって内部にはフロートＦが上下動可能に納められている。収納室４には、ケースＨの底部を構成する後述のキャップ８に形成された流入部８ａより燃料が流入可能となっている。フロートＦがその下端を前記ケースＨの底部に接しさせた下降位置にあるとき（図示は省略する。）、タンク内外は、前記流入部８ａ、前記隔壁５に形成された弁口５ａ、排気ポート６ｃを通じて連絡可能とされる。収納室４内に燃料が流入されるとこの収納室４に臨んだ前記弁口５ａの開口縁を弁座５ｂとして、フロートＦはその上部に備えられた弁体１をこの弁座５ｂに着座させる位置まで上昇される。これによりタンク内外の前記連絡が遮断される。燃料が収納室４内から流出されるとフロートＦは再び下降しタンク内外は弁装置を介して再び連絡可能とされる。

図示の例では、ケースＨは、フランジ６と、ケース主体７と、キャップ８とを組み合わせてなる。これらは、典型的には、プラスチック製とされる。

ケース主体７は、上部側の中央に前記弁口５ａを有し、下端を開放させた実質的に円筒状を呈している。かかるケース主体７の上部は、その余の箇所よりも縮径となっており、この縮径部７ａによりケース主体７の上部の外側に周回段差面７ｃが形成されている。また、かかる縮径部７ａの外周部には周回溝７ｂが形成されている。

より具体的には、前記縮径部７ａは、前記隔壁５によってその余の箇所と区分されている。図示の例では、隔壁５の中央に形成された貫通穴５ｃに、上端に外鍔５ｅを備えた短寸筒状の弁座構成体５ｄを上方よりはめ込むことで前記弁口５ａが構成されている。図示の例では、前記貫通穴５ｃに前記外鍔５ｅを突き当てると共にこの貫通穴５ｃより下端を下方に突き出す前記弁座構成体５ｄのこの下端が前記弁座５ｂとして機能するようになっている。

フランジ６は、前記ケース主体７の縮径部７ａの外径と略等しい内径を備えると共に、筒上端を閉塞させ、筒下端を開放させた短寸筒状部６ａと、この短寸筒状部６ａの筒下端に形成された外鍔部６ｂと、管一端を短寸筒状部６ａの側部に一体に連通させて横向きに延びる管状をなす排気ポート６ｃとを備えている。

ケース主体７とフランジ６とは、ケース主体７の周回段差面７ｃがフランジ６の外鍔部６ｂに突き当たる位置まで、短寸筒状部６ａ内にケース主体７の縮径部７ａを嵌め入れることで一体化されるようになっている。ケース主体７とフランジ６とをこのように組み合わせた状態において、前記縮径部７ａと短寸筒状部６ａの閉塞端との間に前記上部室３となる空間が形成される。図中符号Ｒは前記周回溝７ｂを利用して縮径部７ａに取り付けられるシールリングであり、このシールリングＲによって縮径部７ａと短寸筒状部６ａとの間が気密状態にシールされるようになっている。図中符号７ｄはケース主体７の外側部に形成された係合部であり、図示の例では、フランジ６の被係合部６ｄにこの係合部７ｄを係合させることでケース主体７とフランジ６との前記組み付け状態を維持するようになっている。

キャップ８は、ケース主体７の下端の外径と略等しい内径をを備えた短寸筒状部８ｂと、この短寸筒状部８ｂの筒下端を塞ぐ底板８ｃとを備えてなる。ケース主体７の隔壁５下にフロートＦを納めた後、ケース主体７の下端側をキャップ８内に入れ込みきると、ケース主体７に形成された係合突部７ｅがキャップ８の短寸筒状部８ｂに形成された係合窓８ｄに係合されて、かかるキャップ８によりケース主体７の下端が塞がれ、このキャップ８の前記底板８ｃによって下降位置にあるフロートＦが支持されるようになっている。前記流入部８ａはかかるキャップ８の底板８ｃに形成されている。

図示の例では、弁装置は、燃料タンクＴの上部に開設された取り付け穴Ｔｂにフランジ６より下方を挿入させた状態でこのフランジ６の外鍔部６ｂを燃料タンクＴの外面部に典型的には溶着により固着させることで、燃料タンクＴに取り付けられるようになっている。前記排気ポート６ｃは前記通気流路Ｃを構成する管体Ｐの一端に嵌め入れられるようになっている。

また、図示の例では、前記縮径部７ａ内において、前記隔壁５上に、円板状のウエイト９が納められており、このウエイト９によって前記弁口５ａは通常は前記上部室３側から閉塞されるようになっている。図中符号１０は前記弁座構成体５ｄとウエイト９の間に介在される座体であり、この座体１０の中央には前記弁口５ａへの連通開口が形成されている。図示の例では、燃料タンク内外の圧力差が所定値以上となると、前記ウエイト９が浮き上がって燃料タンク内外の通気がなされるようになっている。すなわち、かかるウエイト９はチェックバルブ機構を構成する弁体として機能するものとなっている。

フロートＦは、フロート主体２と、このフロート主体２の上部に傾動可能に備えられた弁体１とを備えてなる。

図示の例では、フロート主体２は、上端を実質的に閉塞し、内部に芯部２ａを巡る環状空間２ｂを有し、この環状空間２ｂを下端側で開放させた円筒状を呈している。環状空間２ｂには、バネ上端をこの環状空間２ｂの内奥部に当接させ、かつ、バネ下端を前記キャップ８の底板８ｃに当接させて、フロートＦに対し上方への一定の付勢力を常時作用させる圧縮コイルバネ１１が納められるようになっている。

弁体１は、以下の（１）〜（４）の各部を有している。
（１）前記フロートＦの上昇時に前記弁口５ａを閉塞するシール部１ａ
（２）前記フロート主体２の一部に対して引っかかって前記傾動の中心となる引っかかり部１ｂ
（３）前記シール部１ａの裏側において突出する当接部１ｊ’
（４）前記傾動時に前記弁口５ａの近傍に当接する支点部１ｃ

そして、この実施の形態にかかる弁装置にあっては、前記傾動による前記フロート主体の被当接部２ｊへの前記当接部１ｊ’の当接によって、前記弁体の水平方向ｘへの移動を生じさせさせるようにしている（図６、図７）。

より具体的には、前記水平方向ｘの移動は、前記引っかかり部１ｂと前記弁口の中心を通る仮想の直線ｙと間の距離を広げる向きの移動となっている。

また、前記当接部１ｊ’は凹部１ｊであり、前記被当接部２ｊは前記凹部１ｊに納まる突部２ｇとなっている。

図示の例では、弁体１は、上端を閉塞させると共に下端を開放させた短寸筒状をなす主体部１ｄと、この主体部１ｄの上端側においてこの主体部１ｄの側部から側方に突き出す第一腕部１ｅ及び第二腕部１ｇとを備えている。

前記主体部１ｄは前記弁口５ａよりもやや大きい外径であり、この主体部１ｄの上端が前記シール部１ａとして機能するようになっている。

前記第二腕部１ｇは、第一腕部１ｅと反対の側において主体部１ｄの側部から側方に突き出している。かかる第二腕部１ｇが、前記支点部１ｃとして機能するようになっている。かかる第二腕部１ｇは、平面視の状態において、前記シール部１ａよりも水平方向ｘの面積を小さくする仮想の四角形の外郭形状に倣った外郭形状を有すると共に、その内方に通気部１ｈとなる貫通穴１ｉを備えた枠状を呈している。

前記第一腕部１ｅは、第二腕部１ｇよりも主体部１ｄからの突き出し寸法が大きくなっている。第一腕部１ｅは、その突き出し端側を下方に向けてやや湾曲させていると共に、この突き出し端に主体部１ｄ側に突き出す突出部１ｆを有しており、これによりこの突き出し端側にフック状をなす前記引っかかり部１ｂを備えている。図示の例では、第一腕部１ｅの基部と突き出し端との間は開放されており、第一腕部１ｅは枠状を呈している。

前記フロート主体２の上端には、前記弁体１を納める上部凹所２ｃが形成されている。かかる上部凹所２ｃは、弁体１の主体部１ｄを納める円形穴状の中央部２ｄと、第一腕部１ｅを納める第一溝部２ｅと、第二腕部１ｇを納める第二溝部２ｆとを備えている。第一溝部２ｅは、フロート主体２の側部において開放されている。第二溝部２ｆにおける前記中央部２ｄとの連通側の溝端と反対の溝端はフロート主体２の側部において開放されていない。

前記中央部２ｄ内には、この中央部２ｄの底から上方に突き出す柱状をなす前記突部２ｇが形成されている。また、前記第一溝部２ｅ内には、その開放側に島状突部２ｈが形成されている。また、前記第一溝部２ｅの下方には、フロート主体２の側部において開放されてこのフロート主体２の中心側に向かう係合穴２ｉが形成されている。

図示の例では、弁体１は、主体部１ｄの内方に突部２ｇを納めることで、この突部２ｇ上に傾動可能に支持されるようになっている。すなわち、図示の例では、前記主体部１ｄの上端下に、前記当接部１ｊ’として機能する凹部１ｊが形成されている。弁体は、突部２ｇの上端に凹部１ｊの内奥部を接しさせることにより、前記開弁時を除きフロート主体２上に前記シール部１ａを水平にした状態で安定的に支持されるようになっている。

また、弁体１はフロート主体２の前記係合穴２ｉに第一腕部１ｅの引っかかり部１ｂを入り込ませることで、前記傾動可能な状態でフロート主体２に係合されている。また、第一溝部２ｅ内においては第一腕部１ｅの内方に島状突部２ｈが収まるようになっている。第一腕部１ｅの基部と突き出し端との間の距離Ｌ１は、フロート主体２の直径方向における島状突部２ｈの長さＬ２よりも大きくなっている（図６）。その一方で、第一腕部１ｅの基部に島状突部２ｈの上部凹所２ｃの中央部２ｄ側に位置される端部が接する位置まで弁体１が水平方向ｘに移動しても前記係合穴２ｉから引っかかり部１ｂは抜け出さないようになっている。すなわち、前記引っかかり部１ｂは、前記水平方向ｘの移動可能に、前記フロート主体２の一部に遊びを持って引っかけられている。これにより、弁体１の前記水平方向ｘの移動が許容されると共に、この移動量を可及的に大きくできるようにようになっている。

ケース内への燃料の流入時にはこれにより上昇されるフロートＦの弁体１のシール部１ａによって弁口５ａは閉塞され前記上部室３への燃料の流入は阻止される。ケース内から燃料が流出されるとフロートＦは下降可能となるところ、フロート主体２と弁体１とは前記引っかかり部１ｂ側で連係され支点部１ｃ側では連係されていないことから、弁体１は支点部１ｃを弁口５ａの近傍に当接させてこの当接箇所を支点として引っかかり部１ｂ側を傾斜下とするように傾動する。それと共に、弁体１は、前記傾動により当接部１ｊ’を被当接部２ｊに接しさせるところ、被当接部２ｊの水平方向の位置は変わらないことから、前記傾動をしながら水平方向ｘに移動される。これにより、タンク内が高圧である場合であっても、また、前記シール部１ａと弁口５ａとが密着し易い材料からなる場合であっても、前記シール部１ａと弁口５ａとの離弁、つまり、弁装置のスムースな開弁が実現される。

前記支点部１ｃは、フロートＦの下降が進むに連れて弁口５ａの中央側に移動されることとなるが、支点部１ｃの水平方向ｘの面積はシール部１ａの水平方向ｘの面積よりも小さくなっており、前記開弁がなされると同時に生じる弁口５ａを通じたタンク内の気体のタンク外への流れを前記支点部１ｃができるだけ妨げないようになっている。特に、この実施の形態にあっては、前記支点部１ｃは前記通気部１ｈとなる貫通穴１ｉを備えていることから、かかる支点部１ｃの形態は前記開弁と同時の気体の流れをより一層妨げることのないものとなっている。

また、この実施の形態にあっては、前記弁体１に、この弁体１の所定の傾動位置において前記フロート主体２の一部に引っかかってそれ以上の前記傾動を阻止する規制部１ｋを備えさせている。

図示の例では、弁体１の主体部１ｄにおける下端であって、支点部１ｃの直下となる位置に、脚端に外向きに突き出す爪部１ｎを備えた脚部１ｍが一体に形成されている。一方、前記第二溝部２ｆの直下には、フロート主体２の側部において開放されてこのフロート主体２の中央側に続く側部凹所２ｋが形成されていると共に、この側部凹所２ｋと前記上部凹所２ｃとは、前記突部２ｇと第二溝部２ｆとの間において、前記中央部２ｄの底壁と側壁の一部を割り欠く割り欠き部２ｍを通じて連通されている。そして、前記弁体１は、前記脚部１ｍをこの割り欠き部２ｍを通じて側部凹所２ｋ内に入り込ませた状態でフロート主体２の上部に前記のように支持されている。それと共に、弁体１が図７に示される状態よりさらに傾きを大きくした場合、前記脚部１ｍの爪部１ｎが前記割り欠き部２ｍの上端２ｎに引っかかるようになっている。これにより、この実施の形態にあっては、弁体１の前記傾動が一定の範囲でなされるようにすると共に、かかる弁体１のフロート主体２からの予期しない脱落を阻止している。前記離弁が完了すると、弁体は自重により傾動前の状態に復帰される。

なお、当然のことながら、本発明は以上に説明した実施態様に限定されるものではなく、本発明の目的を達成し得るすべての実施態様を含むものである。

１ 弁体
１ａ シール部
１ｂ 引っかかり部
１Ｊ’ 当接部
２ フロート主体
２ｊ 被当接部
５ａ 弁口
Ｆ フロート
Ｈ ケース
Ｔ 燃料タンク
ｘ 水平方向

Claims (4)

1. フロートと、これを収納するケースとを有し、燃料タンクの通気流路の一部を構成する弁装置であって、
   前記フロートは、フロート主体と、このフロート主体の上部に傾動可能に備えられた弁体とを備えてなり、
   前記弁体は、前記フロートの上昇時に前記ケース内に形成された弁口を閉塞するシール部と、前記フロート主体の一部に対して引っかかって前記傾動の中心となる引っかかり部と、前記シール部の裏側において突出する当接部とを有しており、
   前記傾動による前記フロート主体の被当接部への前記当接部の当接によって、前記引っかかり部と前記弁口の中心を通る仮想の直線と間の距離を広げる向きとなる前記弁体の水平方向への移動を生じさせさせるようにしてなる、弁装置。
2. 前記引っかかり部は、前記水平方向の移動可能に、前記フロート主体の一部に遊びを持って引っかけられている、請求項１に記載の弁装置。
3. 前記当接部は凹部であり、前記被当接部は前記凹部に納まる突部となっている、請求項１又は請求項２に記載の弁装置。
4. 前記弁体に、この弁体の所定の傾動位置において前記フロート主体の一部に引っかかってそれ以上の前記傾動を阻止する規制部を備えさせてなる、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の弁装置。

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