JP7185767B2 - 過給油防止バルブ - Google Patents

Description

本発明は、燃料タンクへの給油時において、満タン規制バルブによる満タン規制後の、追加給油を抑制するための、過給油防止バルブに関する。

自動車の燃料タンクへの給油時に、満タン規制バルブが用いられている。ただし、通常の満タン規制バルブでは、満タン規制後に追加給油が可能となっているため、何回も追加給油をすると、燃料タンクに配設されたカットバルブ等が燃料に液没して、その機能を果たせなくなることがあった。そのため、満タン規制後の追加給油を抑制するための、過給油防止バルブが用いられている。

従来のこの種の過給油防止バルブとして、下記特許文献１には、ハウジングと、ハウジング内にスライド配置され、タンク側に連通する第１開口に設けた第１弁座、及び、キャニスタ側に連通する第２開口に設けた第２弁座に接離可能とされ、第１開口側に連通する基端開口と、第２開口側に連通する先端開口と、基端開口に設けた第３弁座とを有する親バルブと、親バルブを第１弁座に向けて付勢する第１スプリングと、親バルブの内部空間にスライド可能に配置されて、第３弁座に接離可能とされた子バルブと、親バルブ内に配置されて、子バルブを第３弁座に向けて付勢する第２スプリングとを備え、親バルブの第２弁座に対する再開弁圧よりも、子バルブの第３弁座に対する開弁圧の方が高くなるように、第１スプリングと第２スプリングとの付勢力が設定されたものが記載されている。

上記過給油防止バルブでは、満タン規制バルブが閉じて、燃料タンク内の圧力が一気に上昇すると、親バルブが押圧されて、第１スプリングの付勢力に抗してスライドし、その先端が第２弁座に当接する。その後、直ちに子バルブも押圧されて、第２スプリングの付勢力に抗してスライドして第３弁座から離れるので、燃料タンク内の燃料蒸気や空気等の気体が、親バルブの、基端開口や、内部空間、先端開口等を通過して、キャニスタ側配管に流入して、燃料タンク内の圧力が急降下する。その後、燃料タンク内の圧力が低下すると、親バルブが第２弁座に当接した状態で、子バルブが第２スプリングの付勢力により第３弁座に当接して、エバポラインが閉じられた状態となる。この場合でも各バルブの対応する弁座との接触面で多少の気体の流通が可能なため、圧力は徐々に低下して、給油管を上った燃料液面の降下速度は低下する。ここで追加給油を行うと、給油管内を燃料が再び上昇するが、そのタイミングが早いと、親バルブが第２弁座に当接し、子バルブが第３弁座に当接した状態を維持しているため、燃料液面の降下速度の低下状態が維持される。その結果、給油者は、追加給油の限界に達したことを認識でき、追加給油を停止することとなる。

特許第５８０５７５０号公報

上述したように、上記過給油防止バルブでは、燃料タンク内の圧力が一気に上昇して、親バルブの先端が第２弁座に当接した後、子バルブが第３弁座から離れることで、気体が、親バルブの内部空間等を流通して、キャニスタ側配管に流入することで、タンク内圧を急降下させるようになっている。しかし、気体は、親バルブの内部空間等を流通するので、その流路面積を十分に確保しにくく、タンク内圧を早く低下させるという点については、改善の余地がある。

したがって、本発明の目的は、給油時において、満タン規制バルブによる満タン規制後に、タンク内圧を迅速に低減させることができる、過給油防止バルブを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、燃料タンクへの給油時に燃料液面が所定高さに達したときに燃料蒸気の排出口を閉じる満タン規制バルブと、前記燃料タンクの内部と該燃料タンクの外部に配設されたキャニスタとを連通させるエバポラインとを備えた燃料タンク装置の、前記エバポラインに配置される過給油防止バルブであって、前記燃料タンク側に連通する第１開口、前記キャニスタ側に連通する第２開口、前記第１開口に設けられた第１弁座を有するハウジングと、前記ハウジング内にスライド可能に配置されて、前記第１弁座に接離可能とされ、それ自体内部空間を有していると共に、前記第１開口側に連通する一端開口と、前記第２開口側に連通する他端開口と、該他端開口の前記内部空間側に形成された第２弁座とが設けられた親バルブと、前記親バルブを第１弁座に向けて付勢する第１付勢手段と、前記親バルブの内部空間にスライド可能に配置されて、前記第２弁座に接離可能とされた子バルブと、前記親バルブの内部空間に配置されて、前記子バルブを前記第２弁座から離反する方向に付勢する第２付勢手段とを備え、燃料タンク内の圧力により前記第１付勢手段の付勢力に抗して、前記親バルブが前記第１弁座に対して離反した状態から、再度第１弁座に当接したときの再閉弁圧は、燃料タンク内の圧力により前記第２付勢手段の付勢力に抗して、前記子バルブが前記第２弁座に当接した状態から、再度第２弁座に対して離反するときの再開弁圧よりも高くなるように、前記第１付勢手段と前記第２付勢手段との付勢力が設定されており、前記親バルブが前記第１弁座に対して離反した状態で、前記第１開口及び前記第２開口は、前記ハウジングの内周と前記親バルブの外周との間の外部空間を介して、互いに連通するように構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、親バルブの第１弁座に対する再閉弁圧は、子バルブの第２弁座に対する再開弁圧よりも高くなるように、第１付勢手段と第２付勢手段との付勢力が設定されており、また、親バルブが第１弁座から離反した状態で、第１開口及び第２開口は、外部空間を介して互いに連通する構成となっている。そのため、親バルブが第１弁座から離反した状態から閉じる状態へと、親バルブがスライドする際（親バルブの再閉弁時）に、子バルブが第２弁座に当接した状態を維持しつつ、親バルブがスライドするので、外部空間が、第１開口及び第２開口に連通する状態が保持される。また、従来の過給油防止バルブ（特許第５８０５７５０号）のように、第２開口側に第２弁座を設けた構成に対して、この過給油防止バルブにおける第２開口側には、親バルブが接離するような第２弁座が設けられていないため、第２開口側における流路面積を大きく確保することができる。したがって、満タン規制バルブが閉じて、燃料タンク内の圧力が一気に上昇し、給油が停止した状態から、親バルブが第１付勢手段の付勢力に抗して第１弁座から離反する際には、燃料蒸気が、外部空間を介して、第１開口から大きな第２開口を通るため、燃料をエバポラインにスムーズに流出させることができ、燃料タンク内の圧力を、従来の過給油防止バルブに比べて、より早く低減させることができる。

本発明の過給油防止バルブの一実施形態を示す分解斜視図である。 同過給油防止バルブの親バルブを構成するバルブボディを示しており、（Ａ）はその断面斜視図、（Ｂ）は正面図である。 同過給油防止バルブにおいて、親バルブが第１弁座に当接し、子バルブが第２弁座から離反した状態（通常状態）の断面図である。 同過給油防止バルブにおいて、親バルブが第１弁座に当接し、子バルブが第２弁座に当接した状態（両バルブ閉弁状態）の断面図である。 同過給油防止バルブにおいて、親バルブが第１弁座から離反し、子バルブが第２弁座に当接した状態（親バルブ開弁状態）の断面図である。 図３のＡ－Ａ矢示線における断面図である。 同過給油防止バルブが適用される燃料タンクの概略構成図である。 本発明の過給油防止バルブを用いた燃料タンクに給油を行う際の燃料タンク内圧の変化を示す図表である。 過給油防止バルブの試験例を示しており、圧力とエアー流量との関係を示す図表である。

以下、図面を参照して本発明の過給油防止バルブの一実施形態について説明する。

この実施形態の過給油防止バルブ１０は、図７に示すような燃料タンク装置１に配置されるものとなっている。燃料タンク装置１は、燃料タンク２と、この燃料タンク２の内部に配設されると共に、燃料タンク２への給油時に燃料液面が所定高さに達したときに、燃料蒸気の排出口を閉じる満タン規制バルブ３と、燃料タンク２の内部と燃料タンク２の外部に配設されたキャニスタ４とを連通させるエバポライン５と、車両が急カーブして燃料液面が揺動したり、車両が横転したりしたときに、燃料の外部漏出を防ぐための、複数のカットバルブ６とを備えている。なお、複数のカットバルブ６は、燃料タンク２の内部において、満タン規制バルブ３のフロートが上昇して通気口を閉じる燃料液面よりも上方に配設されている（図７参照）。

前記エバポライン５は、一端が前記満タン規制バルブ３に連結され、他端が前記キャニスタ４に連結されたバルブ連結管５ａと、一端がバルブ連結管５ａの途中に連結され、他端が過給油防止バルブ１０に連結されたキャニスタ側配管５ｂと、一端が過給油防止バルブ１０に連結されると共に複数本に枝分かれし、これらの端部が複数のカットバルブ６に連結されたタンク側配管５ｃとから構成されている。なお、タンク側配管５ｃやキャニスタ側配管５ｂの内径は、バルブ連結管５ａの内径よりも細くなっている。

前記満タン規制バルブ３及び前記カットバルブ６の内部には、図示しないフロートがスライド可能に配置されており、これらのフロートは常時は自重で下降するようになっている。そのため、満タン規制バルブ３とキャニスタ４とが連通すると共に、複数のカットバルブ６とキャニスタ４とが連通して、燃料タンク２内の燃料蒸気や空気等の気体がエバポライン５を通して、燃料タンク外のキャニスタ４へ排出されるようになっている。

一方、給油管７から燃料が給油されて、燃料タンク２の燃料液面が上昇すると、満タン規制バルブ３に内蔵されたフロートが上昇して排出口を閉じ、燃料タンク２内の気体の、燃料タンク２外への排出が停止される。また、満タン規制バルブ３よりも上方のカットバルブ６に内蔵されたフロートは、満タン規制バルブ３のフロートが上昇する程度の燃料液面高さでは上昇しないようになっており、満タン規制バルブ３の排出口が閉塞されても、タンク側配管５ｃ、過給油防止バルブ１０、キャニスタ側配管５ｂを通って、燃料タンク２内の気体がキャニスタ４へ排出されるようになっている。

そして、図１や図３に示すように、この実施形態における過給油防止バルブ１０は、第１開口２４、第２開口３３、第１弁座２７を有するハウジング１１と、該ハウジング１１内にスライド可能に配置され、第１弁座２７に接離可能とされると共に、内部空間Ｒ１を有し、第２弁座６４を設けた親バルブ４０と、親バルブ４０内にスライド可能に配置された子バルブ７０と、ハウジング１１内に配置されて、親バルブ４０を第１弁座２７に向けて付勢する第１バネＳ１と、親バルブ４０の内部空間Ｒ１に配置されて、子バルブ７０を第２弁座６４から離反する方向に付勢する第２バネＳ２とを有している。また、ハウジング１１の内周と、親バルブ４０の外周との間には、外部空間Ｒ２が形成されている。

なお、第１バネＳ１及び第２バネＳ２は、いわゆるコイルスプリングであり、前記第１バネＳ１が本発明における「第１付勢手段」をなし、前記第２バネＳ２が本発明における「第２付勢手段」をなしている。

前記ハウジング１１は、前記タンク側配管５ｃに連結される第１ハウジング２０と、この第１ハウジング２０に組み付けられると共に、前記キャニスタ側配管５ｂに連結される第２ハウジング３０とからなる。

前記第１ハウジング２０は、外周が円形状をなした基部２１と、この基部２１の周縁から延設した略円筒状をなした筒部２２とを有する、略有底筒状をなしている。また、筒部２２の、基部２１とは反対側には、段部２３ａを介して拡径した拡径部２３が形成されており、この拡径部２３の内周に、開口部２３ｂが設けられている。更に、基部２１の中央には、タンク側に連通する第１開口２４が形成されており、この第１開口２４の外側周縁からは、タンク側配管５ｃに接続されるタンク側接続管２５が延設されている。

また、基部２１の内面側であって、前記第１開口２４の周縁からは、前記開口部２３ｂに向けて拡径する、傾斜角度の異なる複数のテーパ面２１ａ，２１ｂ，２１ｃが形成されている。そして、第１開口２４寄りのテーパ面２１ｂと、それに隣接した開口部２３ｂ寄りのテーパ面２１ｃとの境界部に、第１弁座２７が設けられている。図３や図５に示すように、この第１弁座２７に、親バルブ４０の後述する弁頭５３が接離するようになっており、それによって第１開口２４を開閉する。なお、この実施形態では、図３に示すように、第１弁座２７に、親バルブ４０の弁頭５３が線接触して第１開口２４を閉塞するようになっている。

一方、第２ハウジング３０は、第１ハウジング２０の開口部２３ｂを閉塞する蓋部３１を有しており、この蓋部３１の内面側であって外周縁部よりも内側からは、第１ハウジング２０の拡径部２３の開口部２３ｂの内周に嵌合する、嵌合筒部３２が突設されている。なお、図３に示すように、嵌合筒部３２が開口部２３ｂに嵌入された状態では、同嵌合筒部３２の先端部は、第１ハウジング２０の段部２３ａに対向して配置されて、段部２３ａによってカバーされるため、親バルブ４０とは接離しない構成となっている。すなわち、嵌合筒部３２は、親バルブ４０に接離して通気を阻止する弁座としては機能しない。

また、蓋部３１の中央には、第２開口３３が形成されており、この第２開口３３の外側周縁からは、キャニスタ側配管５ｂに接続されるキャニスタ側接続管３４が延設されている。更に図１や図３に示すように、蓋部３１の内側であって、嵌合筒部３２の内周側には、第２開口３３に対して放射状をなすように、複数のバネ支持リブ３５が周方向に均等な間隔をあけて突設しており、隣接するバネ支持リブ３５，３５の間には、通気路Ｒ３が形成されている。

そして、これらの複数のバネ支持リブ３５の内側に、第１バネＳ１の一端が挿入されて、第１バネＳ１の傾きが抑制されると共に、該第１バネＳ１の一端が蓋部３１の内面に当接して支持されるようになっている（図３参照）。なお、仮に、親バルブ４０が、第１弁座２７から最大限離れて、複数のバネ支持リブ３５に当接しても、バネ支持リブ３５，３５の間には通気路Ｒ３が形成されているため、この通気路Ｒ３を気体が流通可能となる。すなわち、これらのバネ支持リブ３５も、親バルブ４０に接離して通気を阻止する弁座としては機能しない。

以上のように、この過給油防止バルブ１０においては、ハウジング１１の第２開口３３側には、親バルブ４０が接離して、通気を阻止するような弁座は設けられていない構成となっている。

上記ハウジング１１内にスライド可能に配置され、第１弁座２７に接離する親バルブ４０は、内部空間Ｒ１を有していると共に、第１開口２４側に連通する一端開口５４と、第２開口３３側に連通する他端開口６３と、この他端開口６３の内部空間Ｒ１側に形成された第２弁座６４とが設けられている。図１や図３に示すように、この実施形態の親バルブ４０は、バルブボディ５０と、このバルブボディ５０に組付けられるバルブキャップ６０とを有している。

図２に示すように、前記バルブボディ５０は、外周が円形状をなした基部５１と、この基部５１の周縁から延設した略円筒状をなした外筒部５２とを有する、略有底筒状をなしている。また、外筒部５２の外径は、第１ハウジング２０の筒部２２の内径よりも小さく形成されている。これによって、ハウジング１１の筒部２２の内周と、親バルブ４０の外筒部５２の外周との間に、上述した外部空間Ｒ２が形成されるようになっている。

また、外筒部５２の、基部５１とは反対側には、開口部５２ａが形成されている。更に、基部５１の外側からは、曲面状をなすように膨出し、ハウジング１１側の第１弁座２７に接離する、弁頭５３が突設されている。この弁頭５３が、ハウジング１１の第１弁座２７に接離して、第１開口２４を開閉するようになっている（図３及び図５参照）。また、弁頭５３の先端中央には、親バルブ４０の内部空間Ｒ１と親バルブ４０の外部とを連通させる、一端開口５４が形成されている。なお、この弁頭５３は、第１弁座２７に当接した状態でも、第１弁座２７と弁頭５３との間に微小な隙間が生じるように形成されており、この隙間を通じて、気体が流通可能となっている。

また、バルブボディ５０の、一端開口５４側の内周には、子バルブ７０の基端側が当接する、複数の子バルブ当接リブ５５が設けられている。図２（Ａ），（Ｂ）を併せて参照すると、この実施形態のバルブボディ５０の、基部５１及び弁頭５３の内周には、一端開口５４の内径よりも大きい一定内径で形成された、リブ支持部５５ａが肉盛りして設けられている。そして、図２（Ａ）に示すように、このリブ支持部５５ａの、一端開口５４とは反対側の内周縁部から、基部５１を介して、外筒部５２の内周面に至るように、子バルブ当接リブ５５が延設されている。また、図２（Ｂ）に示すように、この子バルブ当接リブ５５は、一端開口５４に対して放射状をなすように周方向に均等な間隔をあけて複数設けられている。なお、隣接する子バルブ当接リブ５５，５５の間には、一端開口５４に連通する、通気路Ｒ４が形成されている。

一方、図１に示すように、バルブキャップ６０は、前記バルブボディ５０の開口部５２ａを閉塞する蓋部６１を有しており、この蓋部６１の内面側であって外周縁部よりも内側からは、バルブボディ５０の外筒部５２の内周に嵌合する、略円筒状をなした内筒部６２が突設されている。また、蓋部６１の中央には、親バルブ４０の内部空間Ｒ１と親バルブ４０の外部とを連通させる、他端開口６３が形成されている（図３参照）。更に、他端開口６３の、内部空間Ｒ１側の内周縁部には、内部空間Ｒ１に向けて次第に拡径するテーパ状をなした、第２弁座６４が形成されている。

上記構成をなした親バルブ４０の内部空間Ｒ１にスライド可能に配置される、子バルブ７０は、先端側が弁頭７２によって閉塞され、基端側が開口した有底円筒状をなしている。具体的には、この子バルブ７０は、円筒状をなした筒部７１を有しており、その延出方向先端側に、曲面状をなした弁頭７２が設けられている。この弁頭７２が、上記第２弁座６４に接離して、他端開口６３を開閉するようになっている（図３及び図５参照）また、筒部７１の延出方向基端側には、段状をなしたバネ支持座７３を介して、筒部７１よりも拡径した円筒状をなした拡径部７４が連設されている。

そして、ハウジング１１内に配置される第１バネＳ１は、その一端（キャニスタ側配管５ｂ側の端部）が、第２ハウジング３０の複数のバネ支持リブ３５の内側に挿入されて、蓋部３１の内面に支持されると共に、他端（タンク側配管５ｃ側の端部）が、バルブボディ５０の基部５１の外面側であって、他端開口６３の周縁部に支持されて、ハウジング１１と親バルブ４０との間で圧縮状態で保持されている。また、図３には、燃料タンク２内の圧力が所定値よりも低く、満タン規制バルブ３やカットバルブ６が開いた、通常の状態が示されているが、この状態では、第１バネＳ１によって、親バルブ４０の先端側（弁頭５３側）が第１弁座２７に向けて付勢され、弁頭５３が第１弁座２７に常時当接するようになっている。

一方、親バルブ４０の内部空間Ｒ１に配置される第２バネＳ２は、一端（キャニスタ側配管５ｂ側の端部）が、バルブキャップ６０の蓋部６１の内面側であって、第２弁座６４の外周縁部に当接して支持されると共に、子バルブ７０の筒部７１の外側に外装されて、他端（タンク側配管５ｃ側の端部）が、バネ支持座７３に当接して支持されて、親バルブ４０の内部空間Ｒ１内において圧縮状態で保持されている。また、図３に示される状態では、第２バネＳ２によって、子バルブ７０の先端側（弁頭７２側）が第２弁座６４から離反する方向に付勢されるので、子バルブ７０の先端側が、第２弁座６４に対して常時は離反して、親バルブ４０の他端開口６３が開く構成となっている。

なお、以下の説明では、図３に示すような、親バルブ４０が第１弁座２７に当接して第１開口２４を閉じると共に、子バルブ７０が第２弁座６４から離反して他端開口６３を開いた状態を、単に「通常状態」として説明する。

また、図３に示す通常状態では、燃料タンク２内の燃料蒸気や空気等の気体は、タンク側配管５ｃ、第１開口２４、一端開口５４、親バルブ４０の内部空間Ｒ１、複数の子バルブ当接リブ５５間の通気路Ｒ４、親バルブ４０内周と子バルブ７０外周との空間、第２弁座６４、他端開口６３、複数のバネ支持リブ３５間の通気路Ｒ３、第２開口３３、キャニスタ側配管５ｂを、順次流通して、キャニスタ４へと排出される。一方、燃料タンク外の外部空気等の気体は、上記の気体排出経路とは反対方向の経路（キャニスタ側配管５ｂ、第２開口３３、通気路Ｒ３、・・・、第１開口２４、タンク側配管５ｃ）を順次流通して、燃料タンク２内に導入される。

また、この実施形態においては、燃料タンク２内の圧力により第１バネＳ１の付勢力に抗して、親バルブ４０が第１弁座２７に対して離反したときの開弁圧は、燃料タンク２内の圧力により第２バネＳ２の付勢力に抗して、子バルブ７０が第２弁座６４に当接したときの閉弁圧よりも高くなるように、第１バネＳ１と第２バネＳ２との付勢力が設定されている。

より具体的には、図３に示す通常状態から、燃料タンク２内の圧力が上昇すると、図５に示すように、第１バネＳ１の付勢力に抗して、親バルブ４０がスライドして第１弁座２７から離反して第１開口２４を開く。この際の圧力（親バルブ４０が第１弁座２７から離れる際の圧力）を、親バルブ４０の開弁圧とする。また、図３に示す通常状態から、燃料タンク２内の圧力が上昇した場合も、第２バネＳ２の付勢力に抗して、子バルブ７０がスライドして第２弁座６４に当接して他端開口６３を閉じる。この際の圧力（子バルブ７０が第２弁座６４に当接する際の圧力）を、子バルブ７０の閉弁圧とする。

そして、上述したように、親バルブ４０の開弁圧は、子バルブ７０の閉弁圧よりも高くなるように、第１バネＳ１と第２バネＳ２との付勢力が設定されている。その結果、図３に示す通常状態から、燃料タンク２内の圧力が上昇すると、親バルブ４０よりも先に、子バルブ７０が、第２バネＳ２の付勢力に抗してスライドして、第２弁座６４に当接し、その後、親バルブ４０が、第１バネＳ１の付勢力に抗してスライドして、第１弁座２７から離反するようになっている。すなわち、子バルブ７０が第２弁座６４に当接して他端開口６３を閉じた状態を維持しつつ、親バルブ４０がスライドして第１弁座２７から離反する。なお、燃料タンク２内の圧力上昇が急激な場合には、子バルブ７０及び親バルブ４０は、ほぼタイムラグなく両者ともスライドすることとなる。

そして、この過給油防止バルブ１０においては、親バルブ４０が第１弁座２７に対して離反した状態で、第１開口２４及び第２開口３３は、ハウジング内周と親バルブ外周との間の外部空間Ｒ２を介して、互いに連通するように構成されている。

この実施形態では、上述したように、図３に示すような通常状態から、燃料タンク２内の圧力が上昇すると、図５に示すように、親バルブ４０が第１弁座２７から離反して第１開口２４を開き、子バルブ７０が第２弁座６４に当接して他端開口６３を閉じた状態となり、親バルブ４０の内部空間Ｒ１での気体流通が阻止されて、第１開口２４及び第２開口３３が、ハウジング内周と親バルブ外周との間の外部空間Ｒ２を介してのみ、互いに連通することとなる。

なお、以下の説明では、図５に示すような、親バルブ４０が第１弁座２７から離反して第１開口２４を開くと共に、子バルブ７０が第２弁座６４に当接して他端開口６３を閉じてた状態を、「親バルブ開弁状態」として説明する。

そして、この過給油防止バルブ１０においては、燃料タンク２内の圧力により第１バネＳ１の付勢力に抗して、親バルブ４０が第１弁座２７に対して離反した状態から、再度第１弁座２７に当接したときの再閉弁圧は、燃料タンク２内の圧力により第２バネＳ２の付勢力に抗して、子バルブ７０が第２弁座６４に当接した状態から、再度第２弁座６４に対して離反したときの再開弁圧よりも高くなるように、第１バネＳ１と第２バネＳ２との付勢力が設定されている。

より具体的には、図５に示す親バルブ開弁状態から、燃料タンク２内の圧力が下降すると、第１バネＳ１の付勢力により、親バルブ４０がスライドして第１弁座２７に当接して第１開口２４を閉じる。この際の圧力（親バルブ４０が第１弁座２７に当接する際の圧力）を、親バルブ４０の再閉弁圧とする。また、図５に示す親バルブ開弁状態から、燃料タンク２内の圧力が下降すると、第２バネＳ２の付勢力により、子バルブ７０がスライドして第２弁座６４から離反した他端開口６３を開く。この際の圧力（子バルブ７０が第２弁座６４から離反する際の圧力）を、子バルブ７０の再開弁圧とする。

そして、上述したように、親バルブ４０の再閉弁圧は、子バルブ７０の再開弁圧よりも高くなるように、第１バネＳ１と第２バネＳ２との付勢力が設定されている。その結果、図５に示す親バルブ開弁状態で、燃料タンク２内の圧力が下降すると、子バルブ７０が第２弁座６４に当接して他端開口６３を閉じた状態に維持しつつ、親バルブ４０がスライドして、図４に示すように、第１弁座２７に当接して第１開口２４を閉じる。そのため、親バルブ４０が閉弁しようとする際のスライド途中において、子バルブ７０が第２弁座６４から離反して、他端開口６３が開くことを阻止される。それによって、気体が親バルブ４０の内部空間Ｒ１内を流通することを阻害して、第１開口２４及び第２開口３３が、外部空間Ｒ２を介してのみ互いに連通する状態が維持される。

なお、図４に示す状態で、再び燃料タンク２内の圧力が上昇すると、子バルブ７０が第２弁座６４を閉じた状態に維持したまま、図５に示すように、親バルブ４０がスライドして第１弁座２７から離反する。この状態でも、第１開口２４及び第２開口３３が外部空間Ｒ２を介してのみ連通する状態が維持される。

なお、以下の説明では、図４に示すような、親バルブ４０が第１弁座２７に当接して第１開口２４を閉じると共に、子バルブ７０が第２弁座６４に当接して他端開口６３を閉じて、両バルブ４０，７０が閉じた状態を、「両バルブ閉弁状態」として説明する。

また、図４に示す両バルブ閉弁状態から、更に燃料タンク２内の圧力が下降して、第２バネＳ２の付勢力が打ち勝つと、第２バネＳ２の付勢力により、子バルブ７０が第２弁座６４から再び離反して、図３に示すような通常状態に戻ることとなる。

なお、以上説明した過給油防止バルブにおいて、ハウジングや、親バルブ、子バルブの形状や構造としては、上記態様に限定されるものではない。

次に、上記構成からなる過給油防止バルブ１０の作用効果について、図８に示す、給油時における燃料タンク２の内部の圧力と時間経過との関係を示す図表を併せて参照して説明する。なお、図８の横軸には、図３，図４，図５のいずれの状態になるかについて、併記している。

この実施形態における過給油防止バルブ１０は、第１ハウジング２０のタンク側接続管２５に、タンク側配管５ｃが接続され、第２ハウジング３０のキャニスタ側接続管３４に、キャニスタ側配管５ｂが接続されることで、図８に示すように、燃料タンク装置１のエバポライン５に配置されるようになっている。

また、過給油防止バルブ１０は、満タン規制バルブ３のフロートが上昇しておらず、通気口が閉塞されていない状態では、図３に示すように、親バルブ４０が第１弁座２７に当接して第１開口２４を閉じると共に、子バルブ７０が第２弁座６４から離反して他端開口６３を開いた状態となっている。

そして、燃料タンク装置１の給油管７の給油口７ａに図示しない給油ガンを差し込んで、給油管７を通して燃料タンク２内に燃料を給油すると、燃料タンク２内の燃料液面Ｆが徐々に上昇する。すると、燃料タンク２内の燃料蒸気や空気等の気体が、満タン規制バルブ３及びバルブ連結管５ａを通り、キャニスタ４へと排出される。

また、この状態では、カットバルブ６に内蔵されたフロートも下降しているので、燃料タンク２内の気体は、カットバルブ６、タンク側配管５ｃを通った後、図３の矢印で示すように、過給油防止バルブ１０の第１開口２４、一端開口５４、複数の子バルブ当接リブ５５間の通気路Ｒ４、親バルブ４０の内部空間Ｒ１、親バルブ４０内周と子バルブ７０外周との隙間、第２弁座６４、他端開口６３、複数のバネ支持リブ３５間の通気路Ｒ３、第２開口３３をそれぞれ通過し、更にキャニスタ側配管５ｂ、バルブ連結管５ａ通ってキャニスタ４へと排出される。

その後、燃料液面Ｆが上昇して、満タン規制バルブ３のフロートが浸漬して、フロートが上昇して排出口が閉じられると、満タン規制バルブ３の排出口から気体を排出できなくなる（図８の符号Ａ１参照）。この状態でも、燃料タンク２内の気体は、カットバルブ６から、タンク側配管５ｃ、過給油防止バルブ１０、キャニスタ側配管５ｂ、バルブ連結管５ａを通ってキャニスタ４へ排出されるが、タンク側配管５ｃやキャニスタ側配管５ｂの管の内径が細く、また、過給油防止バルブ１０等を通る通気抵抗によって、その流量はそれほど大きくできない。このため、燃料タンク２内に勢いよく流れ込む燃料によって、燃料タンク２内の圧力が一気に高まる（図８の符号Ａ２参照）。その結果、燃料が給油管７を逆流して給油口７ａ側へと昇っていき、給油ノズルのセンサが燃料を検知して、給油を停止し（オートストップ等という）満タン規制がなされる。

そして、この過給油防止バルブ１０では、上記の満タン規制バルブ３の動作に対応して、次のように作動して過給油防止がなされるようになっている。

すなわち、上記のように、満タン規制バルブ３のフロートが上昇して通気口を閉じて、燃料タンク２内の圧力が一気に高まると、図３の通常状態から親バルブ４０が押圧される。このとき、この実施形態では、親バルブ４０の開弁圧は、子バルブ７０の閉弁圧よりも高くなるように、第１バネＳ１と第２バネＳ２との付勢力が設定されているので、まず、子バルブ７０が、第２バネＳ２の付勢力に抗してスライドして第２弁座６４に当接した後、親バルブ４０が、第１バネＳ１の付勢力に抗してスライドして、第１弁座２７から離反するか、或いは、子バルブ７０及び親バルブ４０が、ほぼタイムラグなく両者ともスライドする。それによって、図５に示すように、子バルブ７０が第２弁座６４に当接して他端開口６３を閉じた状態で、親バルブ４０が第１弁座２７から離反した、親バルブ開弁状態となる。

その結果、図５の矢印で示すように、燃料タンク２内の気体は、過給油防止バルブ１０の第１開口２４、ハウジング１１内周と親バルブ４０外周との間の外部空間Ｒ２、他端開口６３、複数のバネ支持リブ３５間の通気路Ｒ３、第２開口３３をそれぞれ通過し、更にキャニスタ側配管５ｂ、バルブ連結管５ａ通ってキャニスタ４へと排出される。その結果、燃料タンク２内の圧力の更なる上昇を防いで、給油口７ａから燃料が溢れ出てしまうのを防止することができる。このときの燃料タンク２内の圧力変動が、図８の符号Ａ２～Ａ３の線で示されており、燃料タンク２内の圧力が急降下するようになっている。また、燃料タンク２内の圧力が低下する結果、給油管７を上がった燃料液面が次第に降下するようになっている。

そして、この過給油防止バルブ１０においては、上述したように、親バルブ４０の再閉弁圧は、子バルブ７０の再開弁圧よりも高くなるように、第１バネＳ１と第２バネＳ２との付勢力が設定されている。そのため、図５に示す親バルブ開弁状態から、燃料タンク２内の圧力が下降して、第１バネＳ１の付勢力が打ち勝つと、子バルブ７０が第２弁座６４に当接して他端開口６３を閉じた状態に維持しつつ、親バルブ４０がスライドして、図４に示すように、第１弁座２７に再度当接して第１開口２４を閉じて、両バルブ閉弁状態となり、親バルブ４０と子バルブ７０とによってエバポライン５が閉じられる。

この場合でも、上述したように、弁頭５３と第１弁座２７との間の微小隙間を通じて、図４の矢印で示すように、気体が外部空間Ｒ２を通って、キャニスタ側配管５ｂへと流れ、バルブ連結管５ａを通過してキャニスタ４へと排出されるので、燃料タンク２内の圧力が徐々に低下する。このときの燃料タンク２内の圧力変動が、図８の符号Ａ３～Ａ４の線で示されており、燃料タンク２内の圧力が、Ａ２～Ａ３で示す傾斜した線よりも、緩やかに減少するようになっている。その結果、給油管７内の燃料液面の降下速度が、図５の親バルブ開弁状態における降下速度よりも、低下することとなる。

上記状態で追加給油を行おうとすると、給油管７内を燃料が再び上昇し、燃料が給油口７ａに近づくので、操作者は給油を停止することとなる。この際の、給油管７内の燃料液面の降下速度の確認は、給油口７ａから給油管７内の燃料液面を目視することで行うことができる。

その後、図４の両バルブ閉状態から、追加給油により燃料タンク２内の圧力が再び上昇すると、子バルブ７０を閉じたままの状態で親バルブ４０が開いて、図５の親バルブ開弁状態となって、燃料タンク２内の圧力が下降する。その後、更に燃料タンク２内の圧力が上昇すると、図４の両バルブ閉状態から図５の親バルブ開弁状態となって、燃料タンク２内の圧力が少し低下し、また、図４の両バルブ閉状態となり、このような、図４に示す両バルブ閉状態と、図５に示す親バルブ開弁状態とが、交互に繰り返してなされる（図８のＡ４～Ａ５に示すジグザグ線参照）。この際の、両バルブ閉状態（図４参照）と親バルブ開弁状態（図５参照）とが繰り返してなされる間は、給油管７内の燃料液面がほとんど降下しなくなる。その結果、給油作業者は、燃料タンク２内に燃料がほぼ満タンに給油されて、追加給油の限界に達していることを認識することができるので、追加給油を停止することとなり、給油作業者による追加給油を防止することができる。

したがって、燃料タンク２内に燃料が規制高さ以上に充填されてしまって、カットバルブ６のフロートが液没して、エバポライン５が閉じたままとなる等といった不都合が生じるのを、防止することができる。

その後、図８のＡ５～Ａ６で示す線に示すように、燃料タンク２内の圧力が更に減少すしていき（この状態は図４の両バルブ閉状態となっている）、燃料タンク２の圧力が所定値以下となると、燃料タンク２内の圧力に第２バネＳ２の付勢力が打ち勝って、子バルブ７０が第２弁座６４から離反して（子バルブ７０の再開弁）、親バルブ４０が第１弁座２７に当接して、再び、図３の通常状態に戻る。この際の、子バルブ７０が再び開くタイミングが、図８の符号Ａ６の箇所に示されている。

すると、燃料タンク２内の気体は、再び、図３の矢印で示すように、第１開口２４、一端開口５４、複数の子バルブ当接リブ５５間の通気路Ｒ４、親バルブ４０の内部空間Ｒ１等を通じて、キャニスタ４へと排出されるので、図４の両バルブ閉弁状態における、弁頭５３と第１弁座２７との間の微小隙間を通じた気体の流通に比べて、燃料タンク２内の圧力は急激に低下して、通常状態に戻ることとなる。このときの燃料タンク２内の圧力変動が、図８の符号Ａ６～Ａ７で示す部分となっている。

このように、本発明の過給油防止バルブ１０により、追加給油時の燃料液面の降下速度を低下させ、作業者に追加給油の必要がないことを認識させて、過剰給油による不都合を回避させることができる。

そして、この過給油防止バルブ１０においては、親バルブ４０の第１弁座２７に対する再閉弁圧は、子バルブ７０の第２弁座６４に対する再開弁圧よりも高くなるように、第１バネＳ１と第２バネＳ２との付勢力が設定されており、また、親バルブ４０が第１弁座２７から離反した状態で、第１開口２４及び第２開口３３は、外部空間Ｒ２を介して互いに連通する構成となっている。また、ハウジング１１の第２開口３３側には、親バルブ４０が接離して、通気を阻止するような弁座は設けられておらず、更に図３に示される通常状態では、第２バネＳ２によって、子バルブ７０の先端側（弁頭７２側）が第２弁座６４から離反する方向に付勢されて、子バルブ７０の先端側が、第２弁座６４に対して常時は離反して、親バルブ４０の他端開口６３が開く構成となっている。

そのため、図５の親バルブ開弁状態から図４の両バルブ閉弁状態へと親バルブ４０がスライドする際に（親バルブ４０の再閉弁時）、子バルブ７０が第２弁座６４から離反せず、子バルブ７０によって第２弁座６４が閉じた状態を維持しつつ、親バルブ４０がスライドするので、気体が親バルブ４０の内部空間Ｒ１内を流通せず、ハウジング１１内周と親バルブ４０外周との間の外部空間Ｒ２が、第１開口２４及び第２開口３３に連通する状態に保持されて、気体が外部空間Ｒ２を流通する態様に維持される。また、従来の過給油防止バルブ（特許第５８０５７５０号）のように、第２開口側に第２弁座を設けた構成に対して、この過給油防止バルブ１０における第２開口３３側には、親バルブ４０が接離するような第２弁座が設けられていないため、第２開口３３側における流路面積を大きく確保することができる。

そのため、満タン規制バルブ３が閉じて、燃料タンク２内の圧力が一気に上昇し、給油が停止した状態から、親バルブ４０が第１バネＳ１の付勢力に抗して第１弁座２７から離反する際には、図５の矢印で示すように、燃料蒸気等の気体が、外部空間Ｒ２を介して、第１開口２４から大きな第２開口３３を通るため、気体をエバポライン５にスムーズに流出させることができ、燃料タンク２内の圧力を、従来の過給油防止バルブに比べて、より早く低減させることができる。

なお、図８の符号Ｂは、従来の過給油防止バルブの、燃料タンク内の圧力が一気に上昇して、給油が停止した状態における、タンク内圧力の下降速度を表す線が示されているが、この線よりも、本発明の過給油防止バルブ１０における、図８の符号Ａ２～Ａ３で示す傾斜した線の方が鋭角となっており、タンク内圧力の下降速度を高めることができる。

このように、本発明の過給油防止バルブ１０においては、従来の過給油防止バルブよりも、タンク内圧力の下降速度を高めることができるので、給油管７の給油口７ａから燃料が溢れる（燃料の逆流）等といった事態を防止することができる。

また、この実施形態においては、親バルブ４０の、一端開口５４の内周側には、子バルブ７０の基端側が当接する複数の子バルブ当接リブ５５が設けられているので、第２バネＳ２で付勢された子バルブ７０の基端側を、複数の子バルブ当接リブ５５によって支持されることとなり、図３に示すように、子バルブ７０の先端側を、親バルブ４０の第２弁座６４から離反した状態に、安定して保持することができる。更に、各子バルブ当接リブ５５の間には、一端開口５４に連通する通気路Ｒ３が形成されているので、子バルブ７０の基端側が複数の子バルブ当接リブ５５に当接して支持された状態での、通気性を確保することができる。

また、この実施形態において、図３～５に示すように、第２バネＳ２は、その他端が、親バルブ４０の他端開口６３側の内側端面に支持されると共に、子バルブ７０の外側に外装されて、一端がバネ支持座７３に支持されるので、第２バネＳ２の傾きを抑制することができ、所望の付勢力に精度良く設定しやすくなる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で、各種の変形実施形態が可能であり、そのような実施形態も本発明の範囲に含まれる。

実施例、及び、比較例１～３の各過給油防止バルブについて、圧力に対するエアー流量の関係を測定した。

（比較例１）
特許第５８０５７５０号に記載の発明と同様の構造をなした、比較例１の過給油防止バルブを製造した。なお、弁頭部（特許第５８０５７５０号の明細書中の符号「６２」で示す部品）の先端開口径は２．８ｍｍである。

（比較例２）
弁頭部の先端開口径を３．２ｍｍとした以外は、比較例１と同様の構造をなした、比較例２の過給油防止バルブを製造した。

（実施例）
図１～６に示す過給油防止バルブと同様の構造をなす、実施例の過給油防止バルブを製造した。なお、図６に示すように、過給油防止バルブの軸方向に直交する所定断面における、ハウジング内周と親バルブ外周との間（ここでは、第１ハウジング２０の筒部２２の内周と、親バルブ４０のバルブボディ５０の外筒部５２の外周との間）に形成された、外部空間Ｒ２の開口面積は５５．２２８ｍｍ²となっており、比較例１や比較例２におけるバルブの弁頭部の先端開口径の、８．３８ｍｍに相当するものとなっている。

（試験方法）
実施例、及び、比較例１，２の各過給油防止バルブのそれぞれについて、所定の試験用タンクにセットし、圧力を上昇させつつ、エアーを、タンク側の第１開口からキャニスタ側の第２開口へと流通するように、バルブ内に流通させて、圧力とエアー流量との関係を測定した。その結果が図９に示されている。

（試験結果）
図９に示すように、比較例２の過給油防止バルブのように、比較例１の過給油防止バルブよりも、第２弁座の内径を大きくしたものについては、エアー流量が増大することが分かる。そして、実施例の過給油防止バルブは、比較例２の過給油防止バルブよりも、更にエアー流量が増大しており、外部空間による気体流通量増大の効果を実証できた。

１ 燃料タンク装置
２ 燃料タンク
３ 満タン規制バルブ
４ キャニスタ
５ エバポライン
５ｂ キャニスタ側配管
５ｃ タンク側配管
６ カットバルブ
７ 給油管
１０ 過給油防止バルブ
１１ ハウジング
２０ 第１ハウジング
２４ 第１開口
２５ タンク側接続管
２７ 第１弁座
３０ 第２ハウジング
３３ 第２開口
３４ キャニスタ側接続管
３５ バネ支持リブ
４０ 親バルブ
５０ バルブボディ
５４ 一端開口
５５ 子バルブ当接リブ
６０ バルブキャップ
６３ 他端開口
６４ 第２弁座
７０ 子バルブ
７３ バネ支持座
Ｒ１ 内部空間
Ｒ２ 外部空間
Ｒ３，Ｒ４ 通気路
Ｓ１ 第１バネ（第１付勢手段）
Ｓ２ 第２バネ（第２付勢手段）

Claims (3)

1. 燃料タンクへの給油時に燃料液面が所定高さに達したときに燃料蒸気の排出口を閉じる満タン規制バルブと、前記燃料タンクの内部と該燃料タンクの外部に配設されたキャニスタとを連通させるエバポラインとを備えた燃料タンク装置の、前記エバポラインに配置される過給油防止バルブであって、
   前記燃料タンク側に連通する第１開口、前記キャニスタ側に連通する第２開口、前記第１開口に設けられた第１弁座を有するハウジングと、
   前記ハウジング内にスライド可能に配置されて、前記第１弁座に接離可能とされ、それ自体内部空間を有していると共に、前記第１開口側に連通する一端開口と、前記第２開口側に連通する他端開口と、該他端開口の前記内部空間側に形成された第２弁座とが設けられた親バルブと、
   前記親バルブを前記第１弁座に向けて付勢する第１付勢手段と、
   前記親バルブの内部空間にスライド可能に配置されて、前記第２弁座に接離可能とされた子バルブと、
   前記親バルブの内部空間に配置されて、前記子バルブを前記第２弁座から離反する方向に付勢する第２付勢手段とを備え、
   前記燃料タンク内の圧力により前記第１付勢手段の付勢力に抗して、前記親バルブが前記第１弁座に対して離反した状態から、再度第１弁座に当接したときの再閉弁圧は、前記燃料タンク内の圧力により前記第２付勢手段の付勢力に抗して、前記子バルブが前記第２弁座に当接した状態から、再度第２弁座に対して離反するときの再開弁圧よりも高くなるように、前記第１付勢手段と前記第２付勢手段との付勢力が設定されており、
   前記親バルブが前記第１弁座に対して離反した状態で、前記第１開口及び前記第２開口は、前記ハウジングの内周と前記親バルブの外周との間の外部空間を介して、互いに連通するように構成されていることを特徴とする過給油防止バルブ。
2. 前記子バルブは、その先端側が前記第２弁座に接離可能となっており、
   前記親バルブの、前記一端開口側の内周には、前記子バルブの基端側が当接する複数の子バルブ当接リブが設けられており、各前記子バルブ当接リブの間に、前記一端開口に連通する通気路が形成されている請求項１記載の過給油防止バルブ。
3. 前記第２付勢手段はコイルバネとなっており、
   前記子バルブの基端側には、バネ支持座が設けられており、
   前記コイルバネは、その他端が、前記親バルブの前記他端開口側の内側端面に支持されると共に、前記子バルブの外側に外装されて、一端が前記バネ支持座に支持される請求項１又は２記載の過給油防止バルブ。

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