JPH10205634A - 液体遮断弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液体遮断弁装置に備えられた圧力応答手段の
作動室に液体が流入しても開弁圧力の変化を発生させ
ず、また、流入した燃料を速やかに排出して作動安定性
を向上する。 【解決手段】 作動室Ｒ１内に流入した液体を弁体部
８ａ（圧力応答部）に滞留させないように傾斜したダイ
アフラム弁８（圧力応答手段）と、作動室Ｒ１の下部
に、作動室Ｒ１内の液体を排出する通常は閉弁状態であ
り揺動した場合に開弁するボールバルブ１０（揺動弁）
と、ボールバルブ１０を介して作動室Ｒ１と密封容器と
を接続する連通路と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車両等の燃
料タンク等に備えられる液体遮断弁装置に関し、、該装
置に接続している排出経路から燃料蒸気等の気体は排出
するが、燃料等の液体は排出経路へと漏出させないよう
に機能する液体遮断弁装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の液体遮断弁装置として
は、例えば図４に示すように車両の燃料タンク１０１に
取りつけられるものがある。

【０００３】すなわちこの液体遮断弁装置１０２は、燃
料タンク１０１の上部に備えられ、給油時には燃料タン
ク１０１の内部の空気や燃料蒸気Ｇ１０１を排出ライン
１０３を介して燃料蒸気Ｇ１０１中の燃料成分を吸収す
るキャニスタ１０４等に流入させ、燃料蒸気Ｇ１０１が
給油口から逆流して直接大気中に放出されてしまうこと
を防止している。

【０００４】また、この液体遮断弁装置１０２は、例え
ば給油時や車両の揺れにより燃料Ｌ１０１の液面水位が
上昇したり、車両が傾斜、転倒した場合に、燃料Ｌ１０
１が排出ライン１０３から漏れ出すことを防止する液体
遮断機能を備えている。

【０００５】図５は液体遮断弁装置１０２の構成とその
作用を説明する断面構成説明図である。図５（ａ）は液
体遮断機能を発揮せず、燃料蒸気Ｇ１０１を排出可能と
している通常時の状態、図５（ｂ）は燃料Ｌ１０１の水
位が上昇し、液体遮断弁装置１０２が閉弁している状態
の図で、液体遮断機能が働いている。

【０００６】両図において、１１０はケース部材であ
り、その内部はフロート１１１を収容するフロート室１
１０ａとなっている。フロート１１１はケース部材１１
０の下端部に取り付けられているキャップ１１２の連通
孔１１２ａからフロート室１１０ａ内部に流入する燃料
Ｌ１０１により浮力を発生し、この図の状態では上方へ
と移動する。

【０００７】フロート１１１の上部には密封性を発揮す
る環状シール状の弁体１１１ａがあり、またフロート室
１１０ａの上部にはこの弁体１１１ａに対応するバルブ
シート部１１０ｂが設けられている。尚、弁体１１１ａ
とルブシート部１１０ｂによる弁をフロート弁１０５と
する。

【０００８】また１１３はフロート１１１の浮力を調整
する為の付勢手段として機能するスプリングである。こ
のスプリング１１３は、フロート１１１の自重よりも小
さい荷重でフロート１１１を常時付勢しているが、正立
時には浮力が働かない限りフロート１１１を押し上げ
て、フロート弁１０５を閉弁することはない。

【０００９】バルブシート部１１０ｂは、筒状のベント
部１１０ｃの一方の端部である。またベント部１１０ｃ
は、他方の端部をバルブシート部１１０ｄとしてこれに
当接するダイアフラム弁１２０を介して排出ライン１０
３へと接続されている。

【００１０】ダイアフラム弁１２０は、燃料タンク１０
１の内部の圧力により開弁する為、作動室Ｒ１０１には
大気圧に相当する圧力（もしくは負圧状態）を導入する
ために、作動室Ｒ１０１にフィラーポート１０６を設
け、フィラーチューブ１０７（燃料供給部）にフィラー
ライン１０８により接続している（図４参照）。

【００１１】そして燃料タンク１０１の内部と作動室Ｒ
１０１との圧力差が小さい状態では、スプリング１２１
により閉弁方向に付勢されていることからバルブシート
部１１０ｂを閉鎖し、給油時等で所定の圧力差以上とな
った時に開弁して燃料蒸気Ｇ１０１を排出ライン１０３
へと流出させる。

【００１２】さらに、ダイアフラム弁１２０には、燃料
タンク１０１の内部と作動室Ｒ１０１との間を疎通させ
るオリフィス１２２を備え、作動室Ｒ１０１に流入した
燃料Ｌ１０１を燃料タンク１０１側に微量づつ排出可能
としている。

【００１３】作動室Ｒ１０１とフィラーチューブ１０７
とを接続する理由は、オリフィス１２２及びダイアフラ
ム弁１２０の圧力膜を透過（圧力膜がゴム状弾性体より
なる薄い膜で構成される場合等に、燃料蒸気Ｇ１０１が
圧力膜を透過してしまう場合がある。）した燃料蒸気Ｇ
１０１が直接大気中に放出されないようにするためであ
る。尚、フィラーチューブ１０７の開口端である給油口
は、通常はキャップにより閉じられており、給油時には
給油される燃料Ｌ１０１のベンチュリ効果により給油口
から外へは放出されない。

【００１４】従って、図５（ａ）の状態はフロート１１
１は燃料Ｌ１０１の浮力を受けずに下方に位置し、給油
時等で燃料タンク１０１の内部圧力が上昇した時には燃
料蒸気Ｇ１０１は開弁状態にある弁体１１１ａとバルブ
シート部１１０ｂからベント部１１０ｃに流入し、圧力
差によりダイアフラム弁１２０を開弁して排出ライン１
０３へと流出可能とする状態である。

【００１５】図５（ｂ）の状態は給油等により液面水位
Ｌ１０１ａが上昇してフロート室１１０ａに燃料Ｌ１０
１が流入し、フロート１１１が上方に移動してフロート
弁１０５を閉弁して排出ライン１０３を遮断している状
態である。

【００１６】そして、フロート室１１０ａの燃料Ｌ１０
１の液面水位Ｌ１０１ａが下がると共にフロート１１１
も下方へと移動して排出ライン１０３が燃料タンク１０
１と疎通した通常の状態へと復帰させフロート弁１０５
を開弁する（図５（ａ）の状態）。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】このような液体遮断弁
装置１０２において、車両の旋回や揺れにより燃料Ｌ１
０１がフィラーチューブ１０７の上部まで到達し、その
際にフィラーライン１０８から作動室Ｒ１０１へと流入
する恐れがある。特にダイアフラム弁１２０は微圧差で
作動するので、ダイアフラム弁１２０のダイアフラム自
体（圧力膜部を含む）に燃料Ｌ１０１の自重が加わると
開弁圧力に影響を及ぼし、排出ライン１０３からの燃料
蒸気Ｇ１０１の排出量を減少させて給油速度を低下させ
たり、最悪の場合では燃料蒸気Ｇ１０１の排出がなされ
ず、給油不可能となる問題につながる可能性がある。

【００１８】尚、ダイアフラム弁１２０には、前記のよ
うにオリフィス１２２がその中央部に存在するが、燃料
Ｌ１０１の排出量は少なく、また車両が傾斜した状態で
はオリフィス１２２より下方に位置する燃料Ｌ１０１の
排出は不可能となるため、作動室Ｒ１０１からの燃料Ｌ
１０１の排出は一定の制約条件（排出時間や車両の姿
勢）の下で行われることになり、また、オリフィス１２
２が存在することにより作動室Ｒ１０１へ燃料タンク１
０１の内部圧力が多少ではあるが伝わり、ダイアフラム
弁１２０を作動させる為の差圧を小さくするので、液体
遮断弁装置１０２の作動安定性を低下させてしまう。

【００１９】本発明は上記した従来技術の問題を解決す
る為に成されたもので、その目的とするところは、ダイ
アフラム弁の作動室に燃料が流入しても開弁圧力の変化
を発生させず、また、流入した燃料を速やかに排出する
ことを可能とする液体遮断弁装置を提供することにあ
る。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、液体を収容する密封容器の上部に
設けられ、前記密封容器内の気体を排出する排出経路
と、前記密封容器内の液体による浮力により移動し、前
記排出経路を開閉するフロート弁と、前記密封容器と該
密封容器の外側の圧力が導入される作動室との圧力差に
応答し、前記排出経路を開閉する圧力応答手段と、前記
作動室と前記密封容器の液体供給部とを接続する連通路
と、を備えた液体遮断弁装置において、前記圧力応答手
段は、前記作動室内の液体を圧力応答部に滞留させない
ように傾斜して備えられ、前記作動室の下部に、該作動
室内の液体を排出する通常は閉弁状態であり揺動した場
合に開弁する揺動弁と、前記揺動弁を介して前記作動室
と密封容器とを接続する連通路と、を備えたことを特徴
とする。

【００２１】これによると、作動室内に進入した液体
は、圧力応答手段の圧力応答部には滞留せず作動室の下
部に流れ、密封容器の揺動により開弁する揺動弁から連
通路により密封容器内部へと戻される。

【００２２】液体供給部から液体を供給する状態では、
揺動弁は閉弁しており圧力応答手段は密封容器と作動室
との圧力差に応じて応答可能となり、排出経路を開いて
気体を排出可能とする。この時、圧力応答手段の圧力応
答部に滞留する液体は少ないので圧力応答特性の変化は
少なく、安定した開弁特性が得られる。

【００２３】尚、密封容器内部の液体の液面水位が上昇
すると、フロート弁は液体による浮力が加わって浮動上
昇して閉弁し、液体が排出経路へと漏出することを防止
する。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下に本発明を図示の実施の形態
に基づいて説明する。

【００２５】（実施の形態１）本発明の第１の実施の形
態に関わる液体遮断弁装置１は、従来技術で説明したも
のと同様に、密封容器としての例えば自動車等の燃料タ
ンク１０１の上部に取りつけられ、液体遮断弁装置１に
接続している排出ライン１０３から気体としての燃料蒸
気Ｇ等は排出するが、例えば液体としての燃料Ｌの給油
時や車両が揺れて燃料Ｌの液面水位が上昇したり、車両
が傾斜、転倒した場合には燃料Ｌを排出ライン１０３へ
漏出させないように機能するものである。

【００２６】図１は本発明を適用した液体遮断弁装置１
の特徴的構成を説明する為の図であり、図１（ａ）は断
面構成説明図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＳ１断
面図である。この図１により、液体遮断弁装置１の主要
構成から説明する。

【００２７】２は内部をフロート室２ａとしている筒状
の下ハウジングであり、フランジ部２ｂがガスケットシ
ール３を介して燃料タンク１０１の上部の壁面１０１ａ
に取り付けられている。

【００２８】下ハウジング２の上部はフロート室２ａの
上部を形成する封止面２ｃで封止され、また下ハウジン
グ２の下端部はフロート室２ａの下部端面を形成するキ
ャップ４が取り付けられている。そして、封止面２ｃの
上方には排出経路を構成する上ハウジング５が接続さ
れ、上ハウジング５の側部には排出ライン１０３に接続
する排出ポート５ａが形成されている。

【００２９】封止面２ｃの略中央部には、燃料タンク１
０１の内側と燃料タンク１０１の外側の排出ライン１０
３とを連通させるための筒状のベント部６が備えられ、
このベント部６の燃料タンク１０１の内側に向かう端部
をバルブシート６ａとしている。また、ベント部６は途
中で水平方向に折れ曲がり、他方の端部を略垂直に開口
するバルブシート６ｂとしている。

【００３０】そして、バルブシート６ａには、ハウジン
グ２のフロート室２ａに収容されキャップ４の連通孔４
ａ等からフロート室２ａ内部に流入する燃料Ｌにより浮
力を発生し、この図の状態では上方へと移動するフロー
ト弁としてのフロート７の弁体部７ａが当接する。７ｂ
はフロート７の浮力調節及び車両が転倒した場合にフロ
ート７を閉弁方向に付勢するスプリングである。

【００３１】また、バルブシート６ｂには、ベント部６
を通して伝達される燃料タンク１０１内部の圧力と、フ
ィラーライン１０８を介して開口状態のフィラーチュー
ブ１０７から作動室Ｒ１に導入される大気側との圧力差
に応答して開閉する圧力応答手段としてのダイアフラム
弁８の弁体部８ａが当接する（図４参照）。

【００３２】ダイアフラム弁８は、バルブシート６ｂの
周囲に位置する上ハウジング５の環状フランジ５ｂと、
作動室Ｒ１を形成するキャップ部材９の環状フランジ９
ａとの間に弁体部８ａを移動させるゴム状弾性材の膜８
ｂが挟持固定されている。また、弁体部８ａの作動室Ｒ
１側にはガイド筒８ｃが突出しており、ガイド筒８ｃの
外周はキャップ部材９側の環状ガイド９ｃの内周に摺動
自在に嵌合し、弁体部８ａの移動をガイドしている。９
ｄは、弁体部８ａを閉弁方向に付勢するスプリングであ
る。

【００３３】従って、燃料タンク１０１の内部と作動室
Ｒ１との圧力差が微差圧状態では、スプリング９ｄによ
り閉弁方向に付勢されていることからバルブシート６ｂ
を閉鎖して燃料蒸気Ｇの排出を防止し、給油時等で所定
の圧力差以上となった時に開弁して燃料蒸気Ｇを矢印Ａ
１〜Ａ６に示されるように排出する。

【００３４】キャップ部材９には、フィラーポート９ｂ
が備えられ、作動室Ｒ１と液体供給部としてのフィラー
チューブ１０７とをフィラーライン１０８により接続し
ている（図４参照）。また、キャップ部材９の下部に、
ロート状の傾斜面１０ａと傾斜面１０ａに位置するボー
ル１２と、傾斜面１０ａの最下部から燃料タンク１０１
に接続する連通路としての戻しライン１１を備え、車両
の揺動によりボール１２が矢印Ａ７のように移動して戻
しライン１１を開く揺動弁としてのボールバルブ１０が
備えられている。尚、燃料タンク１０１には、戻しポー
ト１０１ｂが備えられている。

【００３５】次に、上記のような構成を備えた液体遮断
弁装置１の作用を説明する。液体遮断弁装置１はフロー
ト室２ａ内部に燃料Ｌが流入していない通常時（この通
常時とは、車両を安全に使用可能とする状態のことをい
い、車両の多少の傾きを含む意味で使用している。）に
は、燃料タンク１０１内部の燃料蒸気Ｇをフロート室２
ａから開弁状態のフロート７及び燃料蒸気Ｇの圧力に応
答して開弁するダイアフラム弁８により排出ポート５ａ
を介して排出ライン１０３へと排出する（矢印Ａ１〜Ａ
６）。

【００３６】また、車両の旋回や振動により燃料Ｌがフ
ィラーライン１０８等から作動室Ｒ１に流入した場合に
は、流入後の車両の旋回や振動（この時には、燃料Ｌが
フィラーライン１０８等から作動室Ｒ１に流入しない程
度のものとする）によるボール１２の矢印Ａ７方向の揺
動により開弁し、戻しライン１１を通って燃料タンク１
０１へと戻される。

【００３７】燃料供給時には、車両は停止状態にあり、
ボール１２は傾斜面１０ａの底部に位置してボールバル
ブ１０は閉弁状態となっている。この状態で、燃料供給
が行われると、作動室Ｒ１はフィラーチューブ１０７の
圧力（ほぼ大気圧または負圧状態）であり、ベント部６
には液面上昇に伴う燃料蒸気Ｇの圧力がかかり、それら
の圧力差によってダイアフラム弁８は開弁する。尚、ボ
ール１２は燃料蒸気Ｇの圧力では移動せず、戻しライン
１１を閉じている。

【００３８】この時、作動室Ｒ１に多少の燃料Ｌが存在
していたとしても、弁体部８ａ，膜８ｂは略垂直となっ
ているので、この部分に滞留する燃料Ｌは少なく、ダイ
アフラム弁８の圧力応答特性の変化は少なく、安定した
開弁特性が得られる。

【００３９】尚、作動室Ｒ１と燃料タンク１０１との間
を直接接続して、作動室Ｒ１へ流入した燃料を排出する
構成では、給油時に作動室Ｒ１の圧力が燃料タンク１０
１内部の圧力と動圧となり、ダイアフラム弁８が機能し
なくなる。

【００４０】従って、車両が停車して給油を行う場合に
はこの接続を解消する必要があり、本発明においてはボ
ールバルブ１０により、車両が動いている時にはボール
バルブ１０が開弁して作動室Ｒ１に流入した燃料Ｌを燃
料タンク１０１に排出可能とし、停車している時にはボ
ールバルブ１０が閉弁してダイアフラム弁８を機能させ
る。

【００４１】燃料供給が進み、燃料タンク１０１内部の
燃料Ｌの液面が上昇すると、フロート７は自らの浮力と
スプリング７ｂの付勢力により浮動して弁体部７ａがバ
ルブシート６ａに当接して閉弁する。この状態では燃料
Ｌが排出ライン１０３へと漏出しないことはもちろんで
あるが、燃料タンク１０１の上部空間に存在する空気や
燃料蒸気Ｇ等の気体も遮蔽することになり、給油時にお
いては、不図示の給油ガンのオートストップ機能を働か
せて燃料タンク１０１にそれ以上の燃料Ｌが給油される
ことを防止する。

【００４２】この実施の形態では、ダイアフラム弁８を
略垂直に備えた構成を一例として説明したが、少なくと
も弁体部８ａ，膜８ｂの上に作動室Ｒ１内の燃料が滞留
しないように傾斜している構成であれば良い。

【００４３】また、フィラーポート９ｂは、図のように
ボールバルブ１０近傍のキャップ部材９の下部に位置す
ることに限定されるものではなくキャップ部材９の上部
に備えることも良く、作動室Ｒ１内に流入した燃料がフ
ィラーポート９ｂからフィラーライン１０８へと逆流し
フィラーライン１０８を閉塞状態とすることが防止され
る。

【００４４】また、揺動弁としてこの実施の形態ではボ
ールバルブ１０を採用したが、例えば弁体が略円柱状で
バルブシートに対してスプリング等により付勢され、加
速度が加わった時に倒れて開弁する方式の弁を採用する
ことも可能である。すなわち、揺動弁としては、車両が
停車している状態で閉弁状態となり、車両が移動してい
る場合に開弁する機能を備えるものであれば良い。

【００４５】（実施の形態２）図２は第２の実施の形態
の特徴的な構成部分を説明する図であり、図１のＤ１部
に相当する部分を拡大した図である。この図により第２
の実施の形態を説明する。

【００４６】ここでは作動室Ｒ１は、直接燃料タンク１
０１に接続されるのではなく、フロート室２ａに接続し
ている。すなわち、ガスケットシール３と一体的に形成
された戻しライン２１により下ハウジング２に設けられ
た戻しポート２０とボールバルブ１０とが接続されてい
る。

【００４７】従って、第１の実施の形態では、燃料タン
ク１０１に戻しポート１０１ｂを設け、この戻しポート
１０１ｂとボールバルブ１０とを戻しライン１１により
接続していたが、この実施の形態では、燃料タンク１０
１の上ハウジング２を挿入する孔に長円状の切り込み１
０１ｃを形成し、戻しポート２０と戻しライン２１がこ
の切り込み１０１ｃを通過して固定されるように構成さ
れている。

【００４８】また、図３は、燃料タンク１０１の上ハウ
ジング２を挿入する孔以外に、ポートや切り込み等を備
えることを不要とする構成である。この構成では、上ハ
ウジング５の側壁部５ｃと封止面２ｃに孔を設けてＬ字
状のパイプ３１を差し込み、戻しライン１１’をパイプ
３１に接続して作動室Ｒ１とフロート室２ａとを接続し
ている。

【００４９】その他の構成は第１の実施の形態と同一で
あるので同じ符号を付し、またその他の作用も第１の実
施の形態と同じであるので説明を省略する。

【００５０】

【発明の効果】上記のように説明された本発明にあって
は、圧力応答手段の作動室に液体が流入しても開弁圧力
の変化を発生させず、また、流入した燃料は速やかに排
出されるので液体遮断弁装置の作動安定性を向上させ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の第１の実施の形態の液体遮断弁
装置の断面構成説明図。

【図２】図２は第２の実施の形態を構成を説明する図。

【図３】図３は第２の実施の形態を構成を説明する図。

【図４】図４は従来の液体遮断弁装置の使用される状態
を説明する図。

【図５】図５は従来の液体遮断弁装置の図。

【符号の説明】

１ 液体遮断弁装置 ２ 下ハウジング ２ａ フロート室 ２ｂ フランジ部 ２ｃ 封止面 ３ ガスケットシール ４ キャップ ４ａ 連通孔 ５ 上ハウジング（排出経路） ５ａ 排出ポート ５ｂ 環状フランジ ６ ベント部 ６ａ，６ｂ バルブシート ７ フロート（フロート弁） ７ａ 弁体部 ７ｂ スプリング ８ ダイアフラム弁（圧力応答手段） ８ａ 弁体部 ８ｂ 膜 ８ｃ ガイド筒 ９ キャップ部材 ９ａ 環状フランジ ９ｂ フィラーポート ９ｃ 環状ガイド ９ｄ スプリング １０ ボールバルブ（揺動弁） １０ａ 傾斜面 １１ 戻しライン（連通路） １２ ボール １０１ 燃料タンク（密封容器） １０１ａ 壁面 １０１ｂ 戻しポート １０３ 排出ライン（排出経路） １０７ フィラーチューブ（液体供給部） １０８ フィラーライン（連通路） Ｇ 燃料蒸気（気体） Ｌ 燃料（液体） Ｒ１ 作動室

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体を収容する密封容器の上部に設けら
   れ、前記密封容器内の気体を排出する排出経路と、 前記密封容器内の液体による浮力により移動し、前記排
   出経路を開閉するフロート弁と、 前記密封容器と該密封容器の外側の圧力が導入される作
   動室との圧力差に応答し、前記排出経路を開閉する圧力
   応答手段と、 前記作動室と前記密封容器の液体供給部とを接続する連
   通路と、 を備えた液体遮断弁装置において、 前記圧力応答手段は、前記作動室内の液体を圧力応答部
   に滞留させないように傾斜して備えられ、 前記作動室の下部に、該作動室内の液体を排出する通常
   は閉弁状態であり揺動した場合に開弁する揺動弁と、 前記揺動弁を介して前記作動室と密封容器とを接続する
   連通路と、 を備えたことを特徴とする液体遮断弁装置。