JP6747459B2 - 燃料タンク用通気制御弁 - Google Patents

Description

この明細書における開示は、燃料タンク用通気制御弁に関する。

特許文献１および特許文献２は、燃料タンクの通気のための通路に設けられたフロート弁を開示する。フロート弁は、ひとつの用途である給油制御弁に利用されている。給油制御弁は、満タン（燃料タンクの上限まで給油された状態）を制御するための満タン制御弁とも呼ばれる。この装置は、液面がフロートに到達すると、フロートが燃料に浮くことによって、通路を閉鎖する。通路が閉鎖されると、フィラーパイプの液面が上昇し、給油装置のオートカットが促される。従来技術として列挙された先行技術文献の記載内容は、この明細書における技術的要素の説明として、参照により援用される。

特開２０１３−８２４２７号公報 特開２０１４−１５９２０９号公報

フロート弁は、燃料の液面に応じて移動する。同時に、フロート弁は、気体および／または液体の流れに応じて移動することがある。例えば、サブフロート弁は、最初のオートカットを実現するために、燃料の液面に応じて燃料通路を閉じる。しかし、同時に、燃料蒸気の流れに応じて移動することがある。例えば、蒸気処理装置の負圧が脈動的に変動すると、サブフロート弁が上下に振動的に移動することがある。フロート弁の移動は、フロート弁と他の部材とを衝突させることがある。このような衝突は、望ましくない音を生じることがあった。上述の観点において、または言及されていない他の観点において、燃料タンク用通気制御弁にはさらなる改良が求められている。

開示されるひとつの目的は、望ましい応答性を有する燃料タンク用通気制御弁を提供することである。

開示される他のひとつの目的は、閉じやすく、開きにくい応答性を有する燃料タンク用通気制御弁を提供することである。

この開示は、燃料タンクの内部と外部とを連通する通気通路に設けられる燃料タンク用通気制御弁を提供する。燃料タンク用通気制御弁は、燃料の液面に浮いて上下動するフロート（５４）を有し、フロートに連動して通気通路の通路断面積を、開放状態、および開放状態より通路断面積が規制された規制状態に切り替える弁機構（２３）と、フロートの上下動に連動して容積が大小に変化する容積室（６１）と、容積室の内部から外部への流体の流出を第１状態とし、外部から内部への流入を第１状態と異なる第２状態にする流量調整機構（６６、６７）とを備える。容積室は、ケースに設けられた固定ピストン（５３ｃ、５３ｅ）と、フロートに設けられ、固定ピストンを移動可能に収容する可動シリンダ（５４ａ）とを備え、フロートは、フロートの浮力を徐々に減少させる貫通穴（６４）を有し、固定ピストンは、気体を溜める気体リザーバ（６５）、および気体リザーバから容積室に気体を供給する貫通穴（６６）とを有する。

開示される燃料タンク用通気制御弁によると、容積室は、フロートの閉弁動作および／または開弁動作を規制するダンパとして機能する。流量調整機構は、容積室の内部から外部への流体の流れ出しを第１状態とし、外部から内部への流れ込みを第１状態と異なる第２状態にする。容積室は、ケースに設けられた固定ピストンと、フロートに設けられ、固定ピストンを相対的に移動可能に収容する可動シリンダとを有する。この結果、フロートの動きを規制するダンパとして機能する容積室が形成される。

この開示は、燃料タンクの内部と外部とを連通する通気通路に設けられる燃料タンク用通気制御弁を提供する。燃料タンク用通気制御弁は、燃料の液面に浮いて上下動するフロート（５４）を有し、フロートに連動して通気通路の通路断面積を、開放状態、および開放状態より通路断面積が規制された規制状態に切り替える弁機構（２３）と、フロートの上下動に連動して容積が大小に変化する容積室（６１）と、容積室の内部から外部への流体の流出を第１状態とし、外部から内部への流入を第１状態と異なる第２状態にする流量調整機構（６７）を備え、気体を溜める気体リザーバ（６５）、および気体リザーバから容積室に貫通しており、気体リザーバから容積室に気体を供給する貫通穴（６６）とを備え、フロートは、フロートの浮力を徐々に減少させる貫通穴（６４）を有する。

開示される燃料タンク用通気制御弁によると、容積室は、フロートの閉弁動作および／または開弁動作を規制するダンパとして機能する。流量調整機構は、容積室の内部から外部への流体の流れ出しを第１状態とし、外部から内部への流れ込みを第１状態と異なる第２状態にする。気体リザーバは、気体を溜めるから、フロート内に液体が入っても、貫通穴から気体を供給することにより、フロートの浮力を補う。よって、閉弁動作の応答性を損なうことなく、開弁動作にダンパ作用が与えられる。

この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。

第１実施形態に係るシステムを示す断面図である。 液面変化に対する弁の挙動を示す断面図である。 液面変化に対する弁の挙動を示す断面図である。 液面変化に対する弁の挙動を示す断面図である。 液面変化に対する弁の挙動を示す断面図である。 液面変化に対する弁の挙動を示す断面図である。 液面変化に対する弁の挙動を示す断面図である。 液面変化に対する弁の挙動を示す断面図である。 液面変化に対する弁の挙動を示す断面図である。 液面変化に対する弁の挙動を示す断面図である。 液面変化に対する弁の挙動を示す断面図である。 第２実施形態に係る容積室を示す断面図である。

図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的におよび／または構造的に対応する部分および／または関連付けられる部分には同一の参照符号、または百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分および／または関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。

第１実施形態
＜システム＞
図１において、燃料の貯蔵装置１は、燃料のタンク２、給油制御弁３、および蒸気処理装置（ＥＶＣＳ）４を備える。貯蔵装置１は、車両に搭載されている。貯蔵装置１は、車両用のシステムを提供している。貯蔵装置１は、車両に搭載された内燃機関に液体の燃料を供給する燃料供給装置を含むことができる。タンク２は、液体の燃料を溜める容器である。タンク２は、車両への搭載を可能としながら、所定の容量を提供するために、複雑な形状を有している。なお、以下の説明において、燃料の語は、特にことわらない限り、液体を指す、また、気体の語は、タンク２の中にある空気および燃料蒸気の混合気体を指す。

給油制御弁３は、タンク２に設けられている。給油制御弁３は、燃料タンク用通気制御弁を提供する。給油制御弁３は、タンク２に設けられた燃料供給装置、例えばポンプモジュールに設けられてもよい。給油制御弁３は、タンク用フロート弁を提供する。給油制御弁３は、タンク２と蒸気処理装置４との間の通気のための通気路に設けられている。通気路は、タンク２から蒸気処理装置４への気体の排出に利用される。通気路は、換気通路、または呼吸通路とも呼ばれる。給油制御弁３は、通気路を開閉する。給油制御弁３は、タンク２の上部の壁面に設けられている。

給油制御弁３は、タンク２と蒸気処理装置４との間の通気を許容することによって給油口からの給油を許容する。給油制御弁３は、タンク２と蒸気処理装置４との間の通気を遮断することによって給油口からの給油の停止を促す。給油制御弁３が通気を遮断することにより、給油口に向けて燃料液面が上昇する。この結果、給油装置の自動停止機構（オートストップ機構とも呼ばれる）が反応し、給油装置からの給油が自動的に停止される。

蒸気処理装置４は、タンク２から排出される気体に含まれる燃料蒸気（ベーパ）を捕捉するキャニスタを備える。蒸気処理装置４は、パージ機構を含む。パージ機構は、所定の条件が成立するとキャニスタに捕捉された燃料蒸気を内燃機関に供給し燃焼させることによって、燃料蒸気を処理する。

＜給油制御弁＞
給油制御弁３は、タンク２の上部に設けられたフランジ６に装着されている。フランジ６は、樹脂製または金属製である。フランジ６は、タンク２の開口部を覆う部材である。フランジ６は、給油制御弁３を装着するための専用の部材、または、他のタンク付属部品を装着するための部材によって提供することができる。給油制御弁３は、フランジ６を介してタンク２内に配置されている。給油制御弁３は、フランジ６からタンク２内に垂下されている。フランジ６は、タンク２と蒸気処理装置４との間における通路７を区画形成している。給油制御弁３とフランジ６とは、スナップフィット機構などのような接続機構によって接続されている。給油制御弁３とフランジ６との間には、シール部材８が設けられている。給油制御弁３は、車両が水平状態にあるとき、すなわちタンク２が水平状態に置かれているときに、図示の姿勢となるように設置されている。

給油制御弁３は、タンク２の上部から下に向けて垂下されて延びる筒状の外観を有する。給油制御弁３は、ケースとしての部材３１、３４、５１、５３によって区画形成される筒状の管３ａを提供する。この管３ａは、タンク２の上端にまで燃料液面が到達しようとするときに、管３ａの外側（タンク２の上部）に空気空間を確保しながら、管３ａの中を燃料液面が上昇することを可能とする。管３ａは、サイフォン管または空気室形成管とも呼ぶことができる。管３ａの上端は通路７に連通し、下端はタンク２の上端よりやや下において開口している。管３ａは、タンク２の上部から垂下され、通気路を区画形成する。給油制御弁３は、管３ａの中における燃料液面に応答してタンク２と通路７との連通状態を開閉する、すなわち通気路を開閉する。

ケース３１、３４、５１、５３は、タンク２の内部と外部とを連通する通気通路を形成する。ケース３１、３４、５１、５３は、下部に燃料を導入するための開口５３ｆ、５３ｇを有する。ケース３１、３４、５１、５３は、内部に燃料を導入しても、タンク２に空気室を形成するように筒状である。

給油制御弁３は、メインフロート弁２１、燃料保持器２２、サブフロート弁２３、およびリリーフ弁２４を有する。

＜メインフロート弁＞
メインフロート弁２１は、管３ａ内に配置されている。メインフロート弁２１は、管３ａ内に燃料がないときに通気路を開く。メインフロート弁２１は、管３ａ内に到達した燃料に浮いて通気路を閉じる。メインフロート弁２１は、上記管３ａの比較的上部における燃料液面（第１液面高さ）に反応して通気路を開閉する。

燃料保持器２２は、メインフロート弁２１の応答性を調節するための燃料溜めを提供する。燃料保持器２２は、メインフロート弁２１が一旦は閉弁した後に、短期間のうちに再び開弁するような頻繁な開閉を阻止するための応答性調節機構でもある。燃料保持器２２は、タンク２が満たされたことを給油作業者が認識し、給油作業を終了すると想定される期間にわたってメインフロート弁２１を閉弁状態に維持する。

＜サブフロート弁＞
サブフロート弁２３は、メインフロート弁２１への燃料の到達を制御する。サブフロート弁２３は、一時的な燃料液面の上昇があっても、燃料がメインフロート弁２１に到達することを阻止する。一方、サブフロート弁２３は、継続的な燃料液面の上昇があると、燃料がメインフロート弁２１に到達することを許容する。サブフロート弁２３は、メインフロート弁２１よりも管３ａのタンク２側に配置されている。サブフロート弁２３は、上記管３ａの下部、すなわち入口付近に配置されている。サブフロート弁２３は、管３ａ内に燃料がないときに通気路を開く。サブフロート弁２３は、管３ａ内に到達した燃料に浮いて通気路を閉じる。これにより、サブフロート弁２３は、メインフロート弁２１への燃料の到達を制限する。サブフロート弁２３は、管３ａの入口における燃料液面に反応して、管３ａ内部の通路、すなわち管３ａの入口とメインフロート弁２１との間の通気路を開閉する。

＜リリーフ弁＞
リリーフ弁２４は、タンク２内の圧力を抑制する。リリーフ弁２４は、給油制御弁３の最も上部、言い換えると管３ａの最も上部に設けられている。リリーフ弁２４は、第１のケース３１の上壁に設けられている。リリーフ弁２４は、弁座２４ａと、フロート２４ｂと、スプリング２４ｃとを有する。フロート２４ｂとスプリング２４ｃとによってリリーフ圧が設定される。リリーフ弁２４は、タンク２内の圧力が過剰に高くなると開弁し、タンク２内の気体を通路７に放出する。

＜第１のケース＞
メインフロート弁２１は、第１のケース３１を有する。第１のケース３１は、筒状である。第１のケース３１の上端はフランジ６に連結されている。第１のケース３１の上端には、タンク２内と通路７とを連通する開口部が設けられている。この開口部は、第１の弁座３２によって囲まれ、区画されている。第１のケース３１の下端には、タンク２に連通する開口端が設けられている。第１のケース３１の下端には、サブフロート弁２３が設けられている。第１のケース３１の下端は、サブフロート弁２３によって開閉される。第１のケース３１の上部の所定位置には、貫通穴３３が設けられている。貫通穴３３は、第１のケース３１の内外を連通する。貫通穴３３は、第１のケース３１の上部からの燃料の排出および／または第１のケース３１の上部への空気の供給を可能とする。

＜インナカップ＞
メインフロート弁２１と燃料保持器２２とは、インナカップ３４を有する。インナカップ３４は、第１のケース３１内に収容されている。インナカップ３４は、燃料を溜めることができるカップ状である。インナカップ３４は、第１のケース３１内において燃料溜めを区画形成する。インナカップ３４が提供する燃料溜めの上端開口３５は、貫通穴３３とほぼ同じ高さに位置している。インナカップ３４は、上端開口３５から燃料を導入し溜めるように形成されている。インナカップ３４は、第１のケース３１と後述の第２のケース５１との間に挟まれることによって保持されている。

インナカップ３４は、側壁に設けられた貫通穴３６と、底壁に設けられた貫通穴３７とを有する。貫通穴３６は、インナカップ３４内の燃料溜めからの燃料の排出を可能とする。貫通穴３６は、燃料をゆっくりと排出する。貫通穴３６は、給油装置の操作者が追加給油を諦めるであろうと予測される比較的長い時間にわたって、ゆっくりと燃料を漏出させるように小さく設定されている。インナカップ３４の底壁は、内部に漏斗状の底面を提供するように形成されている。貫通穴３７は、底壁の最も下の位置に開口している。貫通穴３７は、燃料を急速に排出するように比較的大きく形成されている。インナカップ３４は、メインフロート弁２１を閉弁状態に維持するために燃料を溜める燃料溜めを形成する部材を提供する。

＜ボール＞
燃料保持器２２は、ボール３８を有する。ボール３８は、貫通穴３７を閉塞することができる。また、ボール３８は、揺れを感知して転動することによって貫通穴３７を開くことができる。ボール３８に代えて、揺れを感知するためのローラ、薄片など多様な部材を利用することができる。インナカップ３４とボール３８とは、燃料保持器２２を提供する。インナカップ３４とボール３８とは、給油作業が完了した後の期間において、インナカップ３４内の燃料を排出するための排出弁を提供する。ボール３８は、タンク２の揺れ、すなわち車両の走行に伴う揺れを感知して転動する。貫通穴３６、３７およびボール３８は、インナカップ３４が提供する燃料溜めから燃料を排出する排出手段を提供する。排出手段は、一回の給油作業における過剰な給油を阻止するように燃料を保持する一方で、給油作業が終了した後には、再び給油を可能とする。貫通穴３７とボール３８とは、給油作業の終了を判定して燃料を排出する手段を提供している。

＜メインフロート弁のフロート＞
メインフロート弁２１は、可動弁体３９を有する。可動弁体３９は、メインフロート弁２１のためのフロートである。可動弁体３９は、第１のケース３１内に収容されている。可動弁体３９は、インナカップ３４内に収容されている。可動弁体３９は、第１のケース３１内、およびインナカップ３４内を軸方向、すなわち上下方向に沿って移動可能に収容されている。

可動弁体３９は、インナカップ３４内に燃料があると、燃料に浮くように構成されている。可動弁体３９は、フロート４１を有する。フロート４１は、インナカップ３４内に収容されている。可動弁体３９は、ホルダ４２を有する。ホルダ４２は、フロート４１の上に配置されている。ホルダ４２は、連結機構４３を介してフロート４１と連結されている。連結機構４３は、フロート４１に設けられた突起部と、ホルダ４２に設けられ、突起部を受け入れる高さ方向に細長いスロットを有するフック部とによって提供されている。突起部がフック部のスロット内を移動することにより遊びが許容されている。連結機構４３は、フロート４１とホルダ４２とが軸方向に関して所定量だけ離れることができるように、両者を連結している。

ホルダ４２は、シール部材４４を保持する。シール部材４４は、環状の板である。シール部材４４は、ホルダ４２の筒状部分に緊密に嵌めこまれている。ホルダ４２とシール部材４４とは、可動弁体３９が弁座３２に着座するとき、すなわち、シール部材４４が弁座３２に着座するときにタンク２と通路７との連通を遮断する。弁座３２にシール部材４４が着座することによって、メインフロート弁２１の閉弁状態が提供される。弁座３２からシール部材４４が離座することによって、メインフロート弁２１の開弁状態が提供される。

フロート４１とホルダ４２との間には、メインフロート弁２１の開弁を補助するためのパイロット弁４５が形成されている。フロート４１は、半球状の凸部を有する。ホルダ４２は、凸部を受け入れるシート面を有する。連結機構４３が提供する遊びによって、パイロット弁４５は開閉される。弁座３２にシール部材４４が着座していると、タンク２内の圧力は通路７より高くなる。燃料液面の低下によってフロート４１が下降すると、連結機構４３は、ホルダ４２からフロート４１が離れることを許容する。この結果、パイロット弁４５が開く。パイロット弁４５が開くと、シール部材４４の前後における圧力差が緩和され、シール部材４４が弁座３２から離れやすくなる。

フロート４１は、インナカップ３４内において上下方向、すなわち軸方向に案内されている。インナカップ３４は、フロート４１を案内するための内筒と外筒とを提供する。さらに、ホルダ４２と第１のケース３１との間には、ガイド機構４６が設けられている。ガイド機構４６は、ホルダ４２に設けられた小径筒状部分と、第１のケース３１に設けられた大径筒状部分とによって提供されている。大径筒状部分の中に小径筒状部分が配置されることによって、ホルダ４２は径方向にずれることなく軸方向に移動可能に案内される。インナカップ３４とフロート４１との間には圧縮状態のスプリング４７が配置されている。スプリング４７は、可動弁体３９を上方向へ向けて付勢する。スプリング４７は可動弁体３９の浮力を補う。

第１のケース３１、インナカップ３４、フロート４１、ホルダ４２は樹脂製である。ボール３８は、樹脂製である。シール部材４４はゴム製である。

＜第２のケース＞
サブフロート弁２３は、第２のケース５１を有する。第２のケース５１は筒状である。第２のケース５１は、第１のケース３１の下端開口に装着されている。第１のケース３１と第２のケース５１とは接続されている。この実施形態では、第１のケース３１と第２のケース５１とは、連結機構２６によって連結されている。連結機構２６は、第１のケース３１と第２のケース５１との弾性変形を利用した係合機構によって提供されている。連結機構２６は、スナップフィットとも呼ばれる。

＜第３のケース＞
サブフロート弁２３は、第３のケース５３を有する。第３のケース５３は、浅い皿状である。第３のケース５３は、第２のケース５１の下端開口に装着されている。第２のケース５１と第３のケース５３とは連結機構２７によって連結されている。連結機構２７は、第２のケース５１と第３のケース５３との弾性変形を利用した係合機構によって提供されている。連結機構２７は、スナップフィットとも呼ばれる。

第３のケース５３は、第２のケース５１の下端に開口を形成しながら、第２のケース５１と第３のケース５３との間に、フロート５４のための収容室を形成する。この収容室は、下端において複数の大きい開口を介してタンク２内に連通している。よって、タンク２内の燃料は、少なくとも第２のケース５１と第３のケース５３とで区画される室内には自由に入ることができる。

第３のケース５３は、フロート５４を案内するガイド部を提供する。第３のケース５３は、皿状と呼べる形状を有する。第３のケース５３は、径方向外側に複数の弾性係合片５３ａを有する。これら弾性係合片５３ａは、第２のケース５１の下端部分に連結されている。

第３のケース５３は、フロート５４を収容するための外筒５３ｂを有する。外筒５３ｂは、円筒状である。外筒５３ｂの内径は、フロート５４を収容するために、フロート５４の外径より大きい。外筒５３ｂとフロート５４との間には、液体の燃料、および気体を通す十分に大きい隙間が形成されている。

第３のケース５３は、内筒５３ｃを有する。内筒５３ｃは、円筒状である。内筒５３ｃの外径は、フロート５４の内部に挿入するために、フロート５４の内径より小さい。内筒５３ｃとフロート５４との間には、後述の制御隙間６７が形成されている。

第３のケース５３は、底壁５３ｄを有する。底壁５３ｄは、外筒５３ｂの下端と、内筒５３ｃの下端とを連結している。底壁５３ｄは、環状である。底壁５３ｄは、フロート５４の下端と接触してもよい。

第３のケース５３は、隔壁５３ｅを有する。隔壁５３ｅは、内筒５３ｃを横断するように広がる壁である。隔壁５３ｅは、内筒５３ｃの端に位置する端壁でもある。内筒５３ｃおよび隔壁５３ｅによって形成されるキャップ状の部材は、ケースに設けられた固定ピストンを提供する。固定ピストンは、後述の可動シリンダと相対的に移動可能である。

隔壁５３ｅは、中央部が上に向けて凸状の壁を提供する。隔壁５３ｅは、燃料を径方向外側の縁に向けて流す。隔壁５３ｅは、後述の制御隙間６７に燃料を流し込む。これにより、制御隙間６７を通る空気の流量が抑制される。

隔壁５３ｅは、フロート５４の内部空洞においてフロート５４と接触してもよい。内筒５３ｃと隔壁５３ｅとの間には、放射状に配置された複数のリブが設けられている。複数のリブは、内筒５３ｃに沿って延びる辺と隔壁５３ｅに沿って延びる辺とを有する三角形である。

第３のケース５３は、上述のように、複数の開口を有する。これら開口は、フロート５４の周囲への燃料の侵入を許容する。第３のケース５３は、複数の開口５３ｆを有する。開口５３ｆは、内筒５２ｃの下部から底壁５３ｄにわたって広がっている。燃料は、開口５３ｆを通して外筒５３ｂの内部に侵入することができる。第３のケース５３は、複数の開口５３ｇを有する。開口５３ｇは、第２のケース５１と外筒５２ｂとの間に広がっている。開口５３ｇは、複数の弾性係合部５３ａの間に広がっている。燃料は、開口５３ｇを通して外筒５３ｂの上端を乗り越えて内部に侵入することができる。液面ＦＬが外筒５３ｂの上端を乗り越える前に、開口５３ｆから燃料を導入することができる。これにより、液面が上昇する場合に、フロート５４を素早く応答させることができる。

＜サブフロート弁のフロート＞
サブフロート弁２３は、タンク２の内部と外部とを連通する通気通路に設けられている。サブフロート弁２３は、弁機構を提供する。弁機構は、燃料の液面ＦＬに浮いて上下動するフロート５４を有する。弁機構は、フロート５４に連動して通気通路の通路断面積を、開放状態、および開放状態（開弁状態）より通路断面積が規制された規制状態（閉弁状態）に切り替える。フロート５４は、可動弁体とも呼ばれる。フロート５４は、扁平な円筒状である。フロート５４は、扁平なキャップ状でもある。フロート５４は、液没した場合に、一時的または永続的に気体を溜めることができる空洞を内部に区画することができる。フロート５４は、第２のケース５１と第３のケース５３との間に収容されている。

第２のケース５１は、サブフロート弁２３のための第２の弁座５２を有する。第２の弁座５２は、フロート５４に対向するように形成されている。第２の弁座５２は、給油制御弁３における空気の流れ方向に関して、第１の弁座３２より上流側に位置づけられている。言い換えると、第２の弁座５２は、第１の弁座３２よりもタンク２内側に設置されている。第２の弁座５２が区画形成する開口は、第１の弁座３２が区画形成する開口より大きい。フロート５４は、タンク２内の燃料に浮くことによって第２の弁座５２に対して着座または離座する。

フロート５４は、第１部材５４ａと第２部材５４ｂとを有する。第１部材５４ａは、フロート５４の筒状の外壁を提供する。第１部材５４ａは、可動シリンダを提供する。第１部材５４ａ、すなわち可動シリンダは、フロート５４に設けられ、固定ピストンを相対的に移動可能に収容する。第１部材５４ａは、アウタメンバまたはリングメンバとも呼ぶことができる。第１部材５４ａは、円筒状である。第１部材５４ａは、下端に下端開口部を有するキャップ状である。第１部材５４ａは、上壁に貫通穴を有する。貫通穴は、第２の弁座５２によって囲まれた開口部の中に開口している。

第２部材５４ｂは、フロート５４の中央部を提供する。第２部材５４ｂは、センタメンバまたはキャップメンバとも呼ぶことができる。第２部材５４ｂは、円板状である。第２部材５４ｂは、第１部材５４ａの中央の貫通穴を閉塞するように配置されている。

第１部材５４ａと第２部材５４ｂとは樹脂製である。第１部材５４ａと第２部材５４ｂとは、圧入、接着、溶着など多様な接続手法によって接続することができる。第１部材５４ａと第２部材５４ｂとは、樹脂の弾性を利用したスナップフィットによって接続されている。

フロート５４は、シール部材５４ｃを有する。シール部材５４ｃは、フロート５４の上面に配置されている。シール部材５４ｃは、形成部材である第１部材５４ａと第２部材５４ｂとの間に固定されている。シール部材５４ｃは、第２の弁座５２に対して着座または離座する。シール部材５４ｃは、フロート５４が燃料に浮くことによって上方向へ移動すると、第２の弁座５２に着座する。シール部材５４ｃは、第２の弁座５２に着座することによって通気路を閉じる。シール部材５４ｃは、フロート５４が燃料に沈むか、燃料の液面が下がることによって下方向へ移動すると、第２の弁座５２から離座する。シール部材５４ｃは、第２の弁座５２から離座することによって通気路を開く。フロート５４は、第３のケース５３によって径方向への移動を制限されている。フロート５４は、第３のケース５３によって上下方向、すなわち軸方向へ移動するように案内されている。

＜サブフロート弁の容積室＞
フロート５４と、第３のケース５３とは、それらの間に容積室６１を区画し、形成している。容積室６１は、フロートチャンバとも呼ばれる。容積室６１の容積は、フロート５４の位置に応じて可変である。容積室６１の容積は、フロート５４の上下動に連動して大小に変化する。フロート５４が最も下（開弁位置）に位置しているとき、容積室６１の容積は、最小である。フロート５４が最も上（閉弁位置）に位置しているとき、容積室６１の容積は、最大である。容積室６１は、容積室とも呼ばれる。容積室６１は、燃料および／または気体によって満たされる。容積室６１における燃料と気体との割合は、フロート５４の浮力を調節する。

容積室６１は、デュアルチャンバ６２と、気体チャンバ６３とを有する。デュアルチャンバ６２は、燃料および／または気体で満たされることがある。気体チャンバ６３は、上に向けて閉じており、下に向けてのみ開いている。気体チャンバ６３は、主として気体が溜まることを意図して設けられている。フロート５４は、容積室６１に溜まる気体の浮力によって燃料に浮くことができる。容積室６１は、フロート５４に燃料が到達するとフロート５４を燃料に浮かせるための浮力室を提供する。

デュアルチャンバ６２は、フロート５４の径方向中央部に配置されている。デュアルチャンバ６２は、フロート５４の径方向における中央部分を占めるように配置されている。デュアルチャンバ６２は、フロート５４の上部に配置されている。

デュアルチャンバ６２は、フロート５４に燃料が到達した後の時間経過に伴って、フロート５４に与える浮力を徐々に減少させる浮力減少手段を提供する。フロート５４は、貫通穴６４を有する。貫通穴６４は、フロート５４の浮力を徐々に減少させる浮力減少手段を提供する。貫通穴６４は、デュアルチャンバ６２から空気を抜くとともに、デュアルチャンバ６２の下部から燃料を導入することを許容する。この結果、浮力減少手段は、フロート５４を燃料の中に徐々に沈ませる。貫通穴６４は、サブフロート弁２３が液面ＦＬの下に没した後において、フロート５４の浮力を調整する手段を提供する。貫通穴６４により、サブフロート弁２３は、液没した後に、開弁しやすくなるか、または開弁状態に移行する。

気体チャンバ６３は、フロート５４の径方向外側に配置されている。気体チャンバ６３は、デュアルチャンバ６２の少なくとも一部を囲むように配置されている。気体チャンバ６３は、環状に配置されている。気体チャンバ６３は、第２の弁座５２に沿って環状に配置されている。気体チャンバ６３は、貫通穴６４のような浮力減少手段を備えない。気体チャンバ６３は、複数の小部屋を有する。これら複数の小部屋は、径方向に沿って分散的に配置されている。言い換えると、複数の環状の小部屋は、同心状に配置されている。複数の小部屋は、それぞれが独立して空気を溜めることができる。気体チャンバ６３は、周方向に沿って分散的に配置された複数の小部屋に仕切られていてもよい。

＜サブフロート弁のダンパ機構＞
フロート５４と、第３のケース５３との間には、ダンパ機構が形成されている。ダンパ機構は、フロート５４と、第３のケース５３との間に形成された容積室６１と、容積室６１と外部との間における流体（液体としての燃料および気体を含む）の流れを制御する流量調整機構とによって提供されている。この実施形態では、流量調整機構は、貫通穴６４、貫通穴６６、および制御隙間６７によって提供されている。貫通穴６４および貫通穴６６は、主として気体を流すためのリリーフポートを提供する。制御隙間６７は、フロート５４に設けられた筒状の壁としての第１部材５４ａと、第３のケース５３に設けられた筒状の壁としての内壁５３ｃとの間に設けられている。

制御隙間６７は、気体の流れに対して小さい抵抗を示し、燃料の流れに対して大きい抵抗を示す。この実施形態では、燃料の流れを制限する程度の狭い制御隙間６７を形成することにより、容積室６１への燃料の流入、および容積室６１からの燃料の流出が制御される。制御隙間６７は、容積室６１内部から外部への気体の流出より、容積室６１の内部から外部への燃料の流出のほうをより少なく制限する。

流量調整機構は、容積室６１の内部から外部への流体の流出を第１状態とし、外部から内部への流入を第１状態と異なる第２状態にする。第１状態は、例えば、阻止状態、すなわち閉じ状態である。第２状態は、例えば、許容状態、すなわち開き状態である。第１状態は、例えば、制御隙間６７に燃料がある状態における制御隙間６７における流路抵抗によって提供される。第２状態は、例えば、制御隙間６７に燃料がない状態における流路抵抗によって提供される。さらに、第２状態は、後述の気体リザーバ６５からの気体の供給によって提供される。気体リザーバから気体が供給されることにより、フロート５４の浮上速度が早くなるからである。

この実施形態では、給油制御弁３の外部における液面ＦＬの変動と、フロート５４の変動との間に、位相差が設けられる。ダンパ機構は、容積室６１からの燃料の排出を制限することにより、閉弁状態から開弁状態への動作に遅れを与える。ダンパ機構は、フロートとしてのフロート５４の応答性を敢えて下げる。これにより、サブフロート弁２３の過敏な開閉が抑制される。さらに、サブフロート弁２３から生じる音が抑制される。

＜サブフロート弁の気体リザーバ＞
さらに、第３のケース５３は、内筒５３ｃと隔壁５３ｅとによって、気体リザーバ６５を区画し、形成する。気体リザーバ６５は、下に向けて大きく開口しており、燃料を溜めることはない。気体リザーバ６５は、液面ＦＬより下において気体を溜める。気体リザーバ６５は、開口５３ｆの上縁より上に区画されている。

隔壁５３ｅは、貫通穴６６を有する。貫通穴６６は、貫通穴６４が開口しているデュアルチャンバ６２の下部に開口している。貫通穴６６の位置は、軸ＡＸの方向に関して、貫通穴６４の位置からずれている。

貫通穴６６は、気体リザーバ６５から容積室６６に貫通している。貫通穴６６は、気体リザーバ６５から容積室６１へ気体を供給する。貫通穴６６の大きさおよび長さは、気体の供給速度を調節するように設定されている。液面ＦＬが急激に上昇し、フロート５４が浮こうとする場合、容積室６１は貫通穴６６から気体を吸い上げる。このとき、容積室６１は、制御隙間６７から燃料を吸い上げようとするが、気体に比べて燃料が高い抵抗を示すことにより、容積室６１は貫通穴６６から気体を吸い上げる。貫通穴６６を介して気体リザーバ６５から気体が供給されることにより、制御隙間６７だけで得られる浮上速度に比べて、フロート５４の浮上速度が高められる。これにより、フロート５４と内筒５３ｃとの間に制御隙間６７が設けられていても、液面ＦＬが上昇する場合に必要とされる閉弁応答性が得られる。

別の観点では、貫通穴６６は、フロート５４の上昇速度を調節する。貫通穴６６は、例えば、フロート５４の上昇速度を抑制する。よって、液面ＦＬが急激に上昇しても、フロート５４が第２の弁座５２に着座するときの衝撃が抑制される。

＜サブフロート弁の挙動＞
図２から図１１は、サブフロート弁２３をモデル化して示す断面図である。図２から図１１を参照して、液面ＦＬの変動に対するサブフロート弁２３の挙動を説明する。

図２は、液面ＦＬがサブフロート弁２３より十分に低い状態を示す。フロート５４は、自重によって最も下に位置している。サブフロート弁２３は、開弁状態である。

図３は、液面ＦＬがフロート５４の下部に到達した状態を示す。液面ＦＬの矢印は、液面ＦＬが上昇過程にあることを示す。フロート５４は、自重によって最も下に位置しているか、またはやや浮き始める。気体リザーバ６５には、気体が溜められる。

図４は、液面ＦＬがフロート５４を浮上させた状態を示す。フロート５４は、完全に液面ＦＬに浮いている。このとき、燃料は、粘性、表面張力によって、制御隙間６７を通りにくい。気体リザーバ６５に溜められた気体は、徐々に容積室６１に供給される。この結果、気体リザーバ６５には、徐々に燃料が侵入する。

図５は、液面ＦＬがサブフロート弁２３を閉弁させるほどに上昇した直後の状態を示す。フロート５４は、第２の弁座５２に着座している。よって、サブフロート弁２３は、閉弁状態である。気体リザーバ６５の気体は、貫通穴６６から容積室６１に完全に移動している。容積室６１の気体は、貫通穴６４から徐々に流出する。この結果、容積室６１内には、燃料が満たされてゆく。

サブフロート弁２３は、長時間にわたって液面ＦＬの下に没していると、閉弁状態を維持するための浮力を失う。やがて、デュアルチャンバ６２に燃料が満たされると、フロート５４は沈む。この結果、サブフロート弁２３が開かれる。

図６は、サブフロート弁２３が液面ＦＬの下において開弁した状態を示す。フロート５４は、液面ＦＬの下において、図２と同じ最も下に位置している。

図７は、図５の状態から、液面ＦＬが低下する状態を示す。この場合、容積室６１内の燃料は、貫通穴６６および制御隙間６７から流出しようとする。このとき、制御隙間６７を流れる流量が制限される。この結果、フロート５４の下降が抑制される。フロート５４は、ゆっくりと下降する。このため、液面ＦＬが上下に激しく変動しても、フロート５４の過敏な反応が抑制される。この結果、第２の弁座５２とフロート５４との衝突も抑制される。

図８は、容積室６１内に燃料が残っている状態で、液面ＦＬが低下した場合を示している。液面ＦＬが開口５３ｆの上端より下に下がると、気体リザーバ６５内の燃料は、一気に流れ落ちる。このため、気体リザーバ６５内は、気体で満たされる。容積室６１内の燃料は、貫通穴６６および制御隙間６７から流出する。このときも、燃料は空気よりも高い抵抗を示し、フロート５４の降下速度を減速する。このとき、上に向けて凸となる隔壁５３ｅは、制御隙間６７に向けて燃料を案内する。やがて、容積室６１内からすべての燃料が流出すると、フロート５４は、図２に図示された初期状態に戻る。

図９は、容積室６１内に燃料が残っている状態で、液面ＦＬが再び上昇した場合を示している。この場合、気体リザーバ６５内には再び気体が溜まる。気体リザーバ６５内の気体は、貫通穴６６を通して徐々に容積室６１に供給される。これにより、フロート５４は、再びサブフロート弁２３を平面させる。

図１０は、図４の場合において、蒸気処理装置４から供給される負圧が変動する場合を示す。フロート５４と第２の弁座５２とがわずかに離れている状態において、蒸気処理装置４から供給される負圧が太い矢印のように変動する場合がある。例えば、燃料蒸気を吸引する内燃機関の回転数が変動する場合、負圧が変動する。この場合、フロート５４は、第２の弁座５２に衝突する場合がある。フロート５４が第２の弁座５２に衝突すると、望ましくない音を発生する場合がある。例えば、負圧が減少すると、フロート５４が降下する場合がある。この場合、制御隙間６７は、燃料および気体の流れを制限する。よって、フロート５４の急激な降下が抑制され、もしも、その後にフロート５４が第２の弁座５２に衝突しても、衝突時のエネルギが抑制される。

図１１は、図５の場合において、蒸気処理装置４から供給される負圧が変動する場合を示す。フロート５４が第２の弁座５２に着座した後であっても、負圧が変動すると、フロート５４が第２の弁材５２から離れようとする場合がある。この場合でも、制御隙間６７は、燃料および気体の流れを制限する。よって、フロート５４の急激な降下が抑制され、もしも、その後にフロート５４が第２の弁座５２に衝突しても、衝突時のエネルギが抑制される。

以上に述べた実施形態によると、容積室６１は、フロート５４の閉弁動作および／または開弁動作を規制するダンパとして機能する。制御隙間６７は、容積室６１の内部から外部への流体の流れ出しを第１状態とし、外部から内部への流れ込みを第１状態と異なる第２状態にする。例えば、制御隙間６７は、閉弁動作および／または開弁動作を遅く調節する。閉弁動作が遅く調節されると、閉弁時のエネルギが抑制される。

開弁動作が遅く調節されると、閉弁動作の応答性を損なうことなく、開弁のためのストローク量を抑制することができ、次の閉弁時の衝突エネルギが抑制される。この結果、望ましくない音の発生を防止することができる。

第２実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、内筒５３ｃと隔壁５３ｅとの間に気体リザーバ６５が区画されている。これに代えて、気体リザーバ６５を備えない構成を採用可能である。

図１２は、サブフロート弁２３をモデル化して示す断面図である。隔壁２５３ｅは、内筒５３ｃの下端に設けられている。この実施形態では、気体リザーバ６５はない。この実施形態でも、制御隙間６７は、容積室６１内部から外部への燃料の流れ、または気体の流れを制限する。

他の実施形態
この明細書および図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

上記実施形態では、いわゆる満タン制御弁のサブフロート弁２３にダンパ機構を設けている。これに代えて、メインフロート弁２１にダンパ機構を設けてもよい。また、唯一のフロート弁が設けられている場合には、その唯一のフロート弁にダンパ機構を設けてもよい。

上記実施形態では、フロートの挙動と、弁機構の開閉とが一定関係にある。すなわち、フロートの上下は、弁機構の閉開に対応する。これに対して、フロートの上下は、弁機構の開閉に対応させてもよい。また、シリンダとピストンは、逆に設けられても良い。例えば、上記実施形態では、第３のケース５３に設けられた固定ピストンと、フロート５４に設けられた可動シリンダとが相対的に移動可能である。これに代えて、第３のケース５３に設けられた固定シリンダと、フロート５４に設けられた可動ピストンとを相対的に移動可能としてもよい。また、上記実施形態では、円筒状のピストンが用いられている。これに対して、ピストンは円柱状でもよい。

上記実施形態では、固定されたシリンダとしての内筒５３ｃと、可動のピストンとしての第１部材５４ａの外壁との間には、制御隙間６７が設けられている。これに代えて、内筒５３ｃと外壁との間にシール機構が設けられてもよい。例えば、気体および液体の流出を阻止するゴム製のＯリングが設けられていてもよい。

１ 貯蔵装置、 ２ タンク、 ３ 給油制御弁、
４ 蒸気処理装置、 ６ フランジ、 ７ 通路、
８ シール部材、２１ メインフロート弁、
２２ 燃料保持器、２３ サブフロート弁、２４ リリーフ弁、
３１ 第１のケース、３２ 第１の弁座、３３ 貫通穴、
３４ インナカップ、３５ 上端開口、３６ 貫通穴、
３７ 貫通穴、３８ ボール、３９ 可動弁体、４１ フロート、
４２ ホルダ、 ４３ 連結機構、 ４４ シール部材、
４５ パイロット弁、４６ ガイド機構、４７ スプリング、
５１ 第２のケース、５２ 第２の弁座、５３ 第３のケース、
５３ａ 弾性係合片、 ５３ｂ 外筒、 ５３ｃ 内筒、
５３ｄ 底壁、５３ｅ 隔壁、５３ｆ 開口、５４ フロート、
５４ａ 第１部材、５４ｂ 第２部材、５４ｃ シール部材、
６１ 容積室、６２ デュアルチャンバ、６３ 気体チャンバ、
６４ 貫通穴、 ６５ 気体リザーバ、 ６６ 貫通穴、
６７ 制御隙間、 ２５３ｅ 隔壁。

Claims (5)

1. 燃料タンクの内部と外部とを連通する通気通路に設けられる燃料タンク用通気制御弁において、
   燃料の液面に浮いて上下動するフロート（５４）を有し、前記フロートに連動して前記通気通路の通路断面積を、開放状態、および前記開放状態より通路断面積が規制された規制状態に切り替える弁機構（２３）と、
   前記フロートの上下動に連動して容積が大小に変化する容積室（６１）と、
   前記容積室の内部から外部への流体の流出を第１状態とし、前記外部から前記内部への流入を前記第１状態と異なる第２状態にする流量調整機構（６６、６７）を備え、
   前記容積室は、
   ケースに設けられた固定ピストン（５３ｃ、５３ｅ）と、
   前記フロートに設けられ、前記固定ピストンを相対的に移動可能に収容する可動シリンダ（５４ａ）とを備え、
   前記フロートは、前記フロートの浮力を徐々に減少させる貫通穴（６４）を有し、
   前記固定ピストンは、
   気体を溜める気体リザーバ（６５）、および
   前記気体リザーバから前記容積室に気体を供給する貫通穴（６６）とを有する燃料タンク用通気制御弁。
2. 前記流量調整機構は、前記固定ピストンと前記可動シリンダとの間に設けられた制御隙間（６７）を有する請求項１に記載の燃料タンク用通気制御弁。
3. 燃料タンクの内部と外部とを連通する通気通路に設けられる燃料タンク用通気制御弁において、
   燃料の液面に浮いて上下動するフロート（５４）を有し、前記フロートに連動して前記通気通路の通路断面積を、開放状態、および前記開放状態より通路断面積が規制された規制状態に切り替える弁機構（２３）と、
   前記フロートの上下動に連動して容積が大小に変化する容積室（６１）と、
   前記容積室の内部から外部への流体の流出を第１状態とし、前記外部から前記内部への流入を前記第１状態と異なる第２状態にする流量調整機構（６７）を備え、
   気体を溜める気体リザーバ（６５）、および
   前記気体リザーバから前記容積室に貫通しており、前記気体リザーバから前記容積室に気体を供給する貫通穴（６６）とを備え、
   前記フロートは、前記フロートの浮力を徐々に減少させる貫通穴（６４）を有する燃料タンク用通気制御弁。
4. 前記流量調整機構は、
   前記フロートに設けられた筒状の壁（５４ａ）とケースに設けられた筒状の壁（５３ｃ）との間に設けられた制御隙間（６７）を含む請求項３に記載の燃料タンク用通気制御弁。
5. 前記流量調整機構は、前記内部から前記外部への気体の流出より、前記内部から前記外部への前記燃料の流出のほうを制限する請求項１から請求項４のいずれかに記載の燃料タンク用通気制御弁。

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