JPH1089182A - 液体遮断弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排出する気体の大流量化を達成し得ることと
共に、貼り付き現象や吸い上げ現象を防止し、開閉弁特
性の安定した液体遮断弁を提供する。 【解決手段】 燃料タンク１０１（密封容器）内部の燃
料Ｌ（液体）の流出を防止するバルブ手段Ｂ１が、浮力
及びダイアフラム６（圧力応答手段）の付勢力により移
動するフロート５により閉弁するよう構成し、フロート
５の重量を重くすることで、貼り付き現象や吸い上げ現
象を防止してバルブ手段Ｂ１の開弁面積を大きくしても
安定した開閉弁特性を維持可能として燃料蒸気Ｇ（気
体）の大流量の通気を達成する

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するもの
で、弁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（フュ−
エルカットオフバルブ）としては、例えば図５に示すよ
うな車両の燃料タンク１０１に備えられるものがある。

【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、燃料タンク１０１の内
部で発生する燃料蒸気Ｇ１０１を排出経路１０３へと排
気させる。

【０００４】排出経路１０３には排気された燃料蒸気Ｇ
１０１を吸収するキャニスタ１０４等が必要に応じて備
えられており、燃料蒸気Ｇ１０１が直接大気中に放出さ
れることを防止している。

【０００５】また、この液体遮断弁装置１０２は、給油
により燃料の液面水位が上昇したり、走行中の車両の揺
れや加減速等により燃料Ｌ１０１の水位が一時的に上昇
したり、車両が傾斜、転倒した場合に、燃料Ｌ１０１が
排出経路１０３から漏れ出すことを防止する液体遮断機
能も備えている。

【０００６】図６は液体遮断弁装置１０２の基本的な構
成とその作用を説明する断面構成説明図である。図６
（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状態、図６（ｂ）は閉弁状態の図で
あり液体遮断機能が働いている状態である。

【０００７】両図において、１１０はケース部であり、
内部がフロート１１１を収容するフロート室１１０ａと
なっている。フロート１１１は連通孔１１２からフロー
ト室１１０ａ内部に流入する燃料Ｌ１０１により浮力を
発生してこの図の状態では上方へと移動する。また１１
３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。

【０００８】フロート１１１の上部には、弁体１１１ａ
があり、またフロート室１１０ａの上部には弁体１１１
ａに対応するバルブシート部１１０ｂが設けられ、この
バルブシート部１１０ｂに排出経路１０３が接続されて
いる。

【０００９】従って、図６（ｂ）の状態はフロート室１
１０ａに燃料Ｌ１０１が流入してフロート１１１が上方
に移動し、弁体１１１ａとバルブシート部１１０ｂから
なる弁部１０５が閉弁して排出経路１０３を遮断してい
る状態である。

【００１０】そして、フロート室１１０ａの燃料Ｌ１０
１の液面水位が下がると共にフロート１１１も下方へと
移動して排出経路１０３が燃料タンク１０１と疎通した
通常の状態へと復帰させる（図６（ａ）の状態）。

【００１１】また、近年ではこのような液体遮断弁装置
１０２において、燃料蒸気の排出をよりスムーズに行い
たいという要求があり、図６（ｃ）のように、弁部１０
５の開弁面積を大きくすることが試みられている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような大
きな開弁面積の弁部１０５を備えた液体遮断弁装置１０
２では、燃料Ｌ１０１がフロート室１１０ａから燃料タ
ンク１０１へと戻っても、燃料タンク１０１内部の圧力
とキャニスタ１０４側の排出経路１０４の圧力差が大き
い（燃料タンク１０１内部の圧力の方が高い）場合に
は、その圧力差によりフロート１１１に発生する上方へ
の付勢力がフロート１１１の自重を上回り、開弁されず
に排出経路を閉鎖した状態のままとしてしまう、「貼り
付き現象」と呼ばれる問題があった。

【００１３】この貼り付き現象は、液体遮断弁装置１０
２の再開弁特性を不安定とするものであり、この現象が
発生した場合、燃料タンク１０１内部の圧力は逃げ場を
失い、温度上昇等によりさらに圧力が上昇した場合に
は、燃料タンク１０１を変形させたりひいては破損する
恐れもあった。

【００１４】また、貼り付き現象は開弁面積が大きい程
上方への付勢力が大きくなって発生し易くなるので、こ
れを回避しようとすると結果的に開弁面積を絞らなけれ
ばならず、燃料蒸気の排出をスムーズにしかも大流量と
することが出来ないという問題となる。

【００１５】また、フロート１１１はフロート室１１０
ａに流入する燃料Ｌ１０１により浮動するので軽い必要
があり、前記の「貼り付き現象」と共に、バルブシート
部１１０ｂから排出される燃料蒸気Ｇ１０１の流速によ
り発生する負圧によりフロート１１１が吸い上げられて
閉弁してしまう「吸い上げ現象」という問題も発生して
いた。

【００１６】この「吸い上げ現象」は、液体遮断弁装置
１０２の閉弁特性を不安定なものとする要因となってい
た。

【００１７】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、排出
するガスの大流量化を達成し得ることと共に、貼り付き
現象や吸い上げ現象を防止して、フロートバルブの開閉
弁特性を安定させることにある。

【００１８】

【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内部の
気体を、通常は開弁しているバルブ手段を通して密封容
器の外の排出経路へ通気させ、前記密封容器内の液体の
液面の位置に応じ、前記バルブ手段を閉弁して密封容器
から排出経路への液体の流出を防止可能とする液体遮断
弁装置であって、密封容器の上部に配設され、前記密封
容器の内部と前記排出経路とを接続する筒状のケース部
材と、このケース部材の内部に配置され、軸方向に連通
する連通経路を有するフロートと、ケース部材の内周部
とフロートの外周部とを封止接続し、排出経路側と密封
容器内部側の圧力差に応じて前記フロートを軸方向に移
動可能とする圧力応答手段と、前記フロートの移動によ
りフロートの連通経路と排出経路を遮断する前記バルブ
手段と、を備えたことを特徴とする。

【００１９】これによると、密封容器の内部の液体の液
面が低い状態では、フロートの自重によりバルブ手段は
開弁状態となり、密封容器の内部の気体は排出経路へと
通気される。

【００２０】密封容器の内部の液体の液面が、給油等に
より高まりケース部材の密封容器側の開口端面より進入
すると、フロートに浮力を与え、また、ケース部材の開
口端面が液面により閉塞されると、密封容器側のケース
部材の内周部とフロートの外周部の間の環状領域が圧力
室となり、排出経路側との圧力差により圧力応答手段が
働いてフロートに付勢力を与える。

【００２１】そして、このフロートに働く浮力及び付勢
力によりフロートは移動することになり、バルブ手段を
遮断して液体の排出経路への漏出を防止する。

【００２２】液面が下がるとフロートの浮力はなくな
り、また、ケース部材の開口端面も開いて密封容器側の
ケース部材の内周部とフロートの外周部の間の環状領域
は圧力室として機能せず、圧力応答手段による付勢力も
フロートに働かなくなるので、バルブ手段は再開弁状態
となる。

【００２３】この時、フロートの移動は、浮力のみなら
ず圧力応答手段による付勢力との両方により行われるの
で、フロートを重くすることができる。このことは、フ
ロートによるバルブ手段の再開弁時の張り付き現象を低
減させる作用となる。そして同様に、バルブ手段の開弁
時の気体の流出に伴う負圧によりフロートが吸引される
吸い上げ現象も低減させる作用となる。

【００２４】尚、フロートといっても実際に液体より必
ずしも軽くなければならないことはなく（軽くてももち
ろん構わないが）、圧力応答手段による付勢力とのバラ
ンスにより液体よりも比重を大きくすることも可能であ
る。

【００２５】また、前記フロートの連通経路に、液体遮
断弁装置の姿勢に応じて移動する係合部材と、この係合
部材と係合することで、液体遮断弁装置が正立状態にあ
る時に開弁し、かつ液体遮断弁装置が傾斜または反転し
た状態にある時に閉弁する弁体と、を有する第２のバル
ブ手段を備えたことも好適である。

【００２６】この第２のバルブ手段を備えることで、車
両が傾斜したり反転した場合において、係合部材が弁体
を閉弁させるので、密封容器内部の液体が連通経路を経
て排出経路へ漏出することを防止する。

【００２７】

【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。

【００２８】（実施の形態１）本発明の実施の形態に関
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、密封容器として例えば自動車等の燃料タンク１０
１の上部に取りつけられ、通常状態である正立時には通
常は開弁しているバルブ手段により液体遮断弁装置１に
接続している排出経路１０３に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、
及び車両が揺れて液体である燃料Ｌの液面水位が上昇し
たり、車両が傾斜、転倒した場合にはバルブ手段を閉じ
て燃料Ｌを排出経路１０３へ漏出させないように機能す
るものである。

【００２９】図１は本発明を適用した液体遮断弁装置１
の第１の実施の形態の構成を説明する断面構成説明図で
ある。この図１を使用して、液体遮断弁装置１の主要構
成から説明する。

【００３０】２は内部をフロート室２ａとしているロア
ーボディで、フランジ部２ｃが不図示のガスケットを介
して燃料タンク１０１の上部の壁面に取り付けられてい
る。また、ロアーボディ２の上端部にはフロート室２ａ
の上部を形成するアッパーボディ３が密封接続されてい
る。そして、このロアーボディ２及びアッパーボディ３
が一体となって筒状のケース部材として機能する。４は
開口部４ａを備えロアーボディ２の下端に取り付けられ
るボトムプレートである。

【００３１】５はロアーボディ２のフロート室２ａに収
容される概略円筒状を呈するフロートであり、中央部を
軸方向に連通する連通経路５ａとしている。また、この
フロート５は、上部の外周部５ｂとロアーボディ２とア
ッパーボディ３が接続される位置の内周部２ｂとを封止
接続する圧力応答手段としてのダイアフラム６により軸
方向に移動可能に支持されている。

【００３２】ダイアフラム６は、外周側は前述のように
ロアーボディ２とアッパーボディ３の接続端面に挟持さ
れ、また内周側はフロート５の上部の外周部５ｂと、フ
ロート５の連通経路５ａを延長し、内部に係合部材とし
てのボール８を移動自在に収容するヘッドキャップ７の
フランジ７ａに挟持されている。

【００３３】ヘッドキャップ７の上端面には開口するシ
ート部７ｂが備えられている。シート部７ｂは、アッパ
ーボディ３の上端面から内側に突出するように形成され
た弁体３ａと当接することで、燃料タンク１０１の内部
からボトムプレート４の開口部４ａ、フロート５の連通
経路５ａ及びヘッドキャップ７のシート部７ｂを通って
通気される燃料蒸気Ｇを遮断する。このシート部７ｂと
弁体３ａによりバルブ手段Ｂ１が構成されている。

【００３４】また９はフロート５の浮力を調整すると共
に、フロート５の姿勢が傾斜した状態や反転した状態で
もフロート５を図において上方に付勢し、シート部７ｂ
と弁体３ａを閉弁させることを可能とするスプリングで
ある。

【００３５】従って、この図１のように、燃料Ｌの液面
が低い状態では、フロート５は自重により下側に位置
し、バルブ手段Ｂ１は開弁状態となり、燃料タンク１０
１の内部の燃料蒸気Ｇは排出経路１０３へと通気され
る。尚、バルブ手段Ｂ１の開弁状態においては、ダイア
フラム６の両側はほぼ等しい圧力となるので、作動状態
ではない。

【００３６】また、フロート５にはその連通経路５ａ
に、第２のバルブ手段Ｂ２が備えられている。このバル
ブ手段Ｂ２は、連通経路５ａに挿通される断面略Ｉ型形
状の可動弁体を備え、連通経路５ａの内周部から内向き
に突出する内向きフランジ５ｃの燃料タンク１０１内部
側の端面をシート面５ｄとし、このシート面５ｄに当接
する弁頭１０、及び弁頭１０の反対側にボール８と当接
する係合部１１、弁頭１０と係合部１１を連結する弁棒
１２を備えており、スプリング１３により閉弁方向に付
勢されている。この第２のバルブ手段Ｂ２は、液体遮断
弁装置１が正立状態（ここでいう、正立状態は、厳密に
垂直のことを意味するのではなく、車両等の若干の傾斜
に伴って液体遮断弁装置１が少し傾斜している状態も含
める。）においては、係合部１１の端面がロート状に凹
んでおり、この凹みにボール８が位置して係合部１１を
押し下げ、弁頭１０がシート面５ｄから離れることで開
弁する。

【００３７】液体遮断弁装置１が傾斜または反転した状
態では、ボール８がヘッドキャップ７の中で移動して係
合部１１から離れ、弁頭１０はシート面５ｄに当接して
第２のバルブ手段Ｂ２は閉弁する。

【００３８】次に、図２により、燃料タンク１０１内部
の燃料Ｌの液面が給油等により上昇した状態の液体遮断
弁装置１の作動を説明する。液面がロアーボディ２の下
端部まで到達すると、燃料Ｌは開口部４ａからフロート
室２ａ内に進入してフロート５に浮力を与える。

【００３９】フロート５の下部とロアーボディ２の下端
部が燃料Ｌにより閉塞されると、燃料タンク１０１側に
おいて、フロート室２ａとフロート５の外周部の間の環
状領域が圧力室Ｄ１となり、液面の上昇に従って大きく
なる水頭差（液面Ｌａと液面Ｌｂとの距離）により圧力
室Ｄ１の圧力は上昇する。

【００４０】そして、圧力室Ｄ１と排出経路１０３側の
圧力差がダイアフラム６を作動させることによりフロー
ト５を上方に移動させる付勢力を発生させる。

【００４１】そして、このフロート５に働く浮力及び付
勢力によりフロート５は移動することになり、バルブ手
段Ｂ１を閉弁して燃料Ｌの排出経路１０３への漏出を防
止する。

【００４２】燃料Ｌの液面が下がるとフロート５の浮力
はなくなり、また圧力室Ｄ１も解消されてダイアフラム
６による付勢力もフロート５に働かなくなるので、フロ
ート５は下がり、バルブ手段Ｂ１は再開弁状態となる。

【００４３】この時、フロート５の移動は、浮力とダイ
アフラム６による付勢力との両方により行われるが、そ
の割合を適宜に設定することによりフロート５を重くす
ることも可能となり、フロート５の重量によりバルブ手
段Ｂ１は再開弁時し易く、張り付き現象を低減させるの
で、バルブ手段Ｂ１の開口面積を大きくすることが可能
となる。

【００４４】そして同様に、バルブ手段Ｂ１の開弁時の
蒸気Ｇの流出に伴う負圧によりフロート５が吸引される
こともなく、吸い上げ現象も防止される。また、ボール
８に関しても重量を適宜に重くすることで、張り付き現
象や吸い上げ現象は防止可能である。

【００４５】図３は、液体遮断弁装置１が傾斜した状態
の作動を説明する図である。車両の傾斜や横転等によ
り、液体遮断弁装置１が正立状態から傾斜した状態とな
ると、ボール８が移動して係合部１１から外れる。する
と、スプリング１３により弁頭１０がシート面５ｄへと
当接する方向に移動してバルブ手段Ｂ２は閉弁する。従
って、燃料Ｌが液体遮断弁装置１に進入してもフロート
５の連通経路５ａを経て排出経路へ漏出することを防止
する。

【００４６】（実施の形態２）図４は、本発明の第２の
実施の形態に関わる液体遮断弁装置２１を説明する図で
ある。図において、第１の実施の形態と同じ構成部材に
は同一の符号を付してその説明を省略する。

【００４７】この第２の実施の形態の特徴的は、第１の
実施の形態における第２のバルブ手段Ｂ１の構成を変更
した事にある。フロート５の連通経路５ａ’の直径は、
第１の実施の形態のものよりも若干大きく、その内部に
仕切り部５ｅを形成し、仕切り部５ｅよりも上側に可動
弁体２２を軸方向に往復動自在に備えている。

【００４８】可動弁体２２の上端部には、半球状の弁体
２２ａが備えられ、下端部は断面形状が凹み方向のロー
ト状部２２ｂを備えている。そして仕切り部５ｅとロー
ト状部２２ｂとの間に自由に移動するボール２３を備え
ている。

【００４９】そして、液体遮断弁装置２１が傾斜する
と、ボール２３の移動により可動弁体２２が移動し、ヘ
ッドキャップ７’に設けられたシート面７ｃに弁体２２
ａが当接して、第２のバルブ手段Ｂ１’を閉弁する。そ
の他の作用は第１の実施の形態と同様である。

【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、密封容器内部の液体の流出を防止するバルブ手段
が、浮力及び圧力応答手段の付勢力により移動するフロ
ートにより閉弁することになり、フロートの重量を重く
することができ、貼り付き現象や吸い上げ現象が防止さ
れるので、バルブ手段の開弁面積を大きくしても安定し
た開閉弁特性を維持することとなり、気体の大流量の通
気を達成する。

【００５１】第２のバルブ手段を備えることで、車両が
傾斜したり反転した場合においても、密封容器内部の液
体はフロートの連通経路を経て排出経路へ漏出すること
はない。

【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は本発明の液体遮断弁装置の正立状態にお
ける作用を説明する図。

【図３】図３は本発明の液体遮断弁装置の傾斜・転倒状
態の作用を説明する図。

【図４】図４は本発明の第２の実施の形態の液体遮断弁
装置の断面構成説明図。

【図５】図５は従来の液体遮断弁装置の利用例を示す
図。

【図６】図６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 ロアーボディ ２ａ フロート室 ２ｂ 内周部 ２ｃ フランジ部 ３ アッパーボディ ３ａ 弁体（バルブ手段） ４ ボトムプレート ４ａ 開口部 ５ フロート ５ａ 連通経路 ５ｂ 外周部 ５ｃ 内向きフランジ ５ｄ シート面 ６ ダイアフラム（圧力応答手段） ７ ヘッドキャップ ７ａ フランジ ７ｂ シート部（バルブ手段） ８ ボール ９ スプリング １０ 弁頭 １１ 係合部 １２ 弁棒 １３ スプリング １０１ 燃料タンク（密封容器） １０３ 排出経路 Ｄ１ 圧力室 Ｇ 燃料蒸気（気体） Ｌ 燃料（液体） Ｂ１ バルブ手段 Ｖ２ 第２のバルブ手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体を収容する密封容器の内部の気体
   を、通常は開弁しているバルブ手段を通して密封容器の
   外の排出経路へ通気させ、前記密封容器内の液体の液面
   の位置に応じ、前記バルブ手段を閉弁して密封容器から
   排出経路への液体の流出を防止可能とする液体遮断弁装
   置であって、 密封容器の上部に配設され、前記密封容器の内部と前記
   排出経路とを接続する筒状のケース部材と、 このケース部材の内部に配置され、軸方向に連通する連
   通経路を有するフロートと、 ケース部材の内周部とフロートの外周部とを封止接続
   し、排出経路側と密封容器内部側の圧力差に応じて前記
   フロートを軸方向に移動可能とする圧力応答手段と、 前記フロートの移動によりフロートの連通経路と排出経
   路を遮断する前記バルブ手段と、 を備えたことを特徴とする液体遮断弁装置。
2. 【請求項２】 前記フロートの連通経路に、 液体遮断弁装置の姿勢に応じて移動する係合部材と、 この係合部材と係合することで、液体遮断弁装置が正立
   状態にある時に開弁し、かつ液体遮断弁装置が傾斜また
   は反転した状態にある時に閉弁する弁体と、 を有する第２のバルブ手段を備えたことを特徴とする請
   求項１に記載の液体遮断弁装置。