JPWO2012127918A1

JPWO2012127918A1 - フロート弁装置

Info

Publication number: JPWO2012127918A1
Application number: JP2013505842A
Authority: JP
Inventors: 健太三原
Original assignee: Piolax Inc
Current assignee: Piolax Inc
Priority date: 2011-03-24
Filing date: 2012-02-08
Publication date: 2014-07-24
Also published as: WO2012127918A1

Abstract

フロート弁体の昇降動作を確実にガイドでき、透孔からハウジング内に流入した燃料の吸い上げ現象を防止できる、フロート弁装置を提供する。
このフロート装置は、開口部３３ａを有する仕切壁３３を介して、弁室３４及び通気室３５を設けたハウジング２０と、弁室３４内に昇降可能に配置されたフロート弁体６０とを備え、弁室３４の内周上部には、複数のハウジング側ガイドリブ３７が設けられ、フロート弁体６０の下部外周に、開口部３３ａに接触したときにハウジング側ガイドリブ３７に干渉しない長さで形成されたフロート側ガイドリブ６７が設けられ、ハウジング側ガイドリブ３７とフロート側ガイドリブ６７との間に広間隙領域Ｃが設けられており、ハウジング２０の広間隙領域Ｃに燃料タンク内に連通する透孔３６が形成されている。

Description

本発明は、自動車等の燃料タンクに取付けられ、カットバルブや満タン規制バルブ等に用いられるフロート弁装置に関する。

例えば、自動車の燃料タンクには、自動車が旋回したり傾いたりしたときに、燃料タンク内の燃料が、燃料タンク外へ漏れるのを防止するカットバルブや、給油時に給油量の上限値で給油を停止させるための満タン規制バルブ等が取付けられている。

上記のカットバルブや満タン規制バルブは、例えば、開口部を有する仕切壁により上方空間及び下方空間が画成されたハウジングと、該ハウジングの下方空間内に昇降可能に配置されたフロート弁体とを備えるものが用いられている。そして、燃料タンク内の燃料液面に応じて、フロート弁体が昇降し、仕切壁の開口部を開閉することにより、燃料漏れや満タン規制を図るものとなっている。

また、仕切壁の開口部にフロート弁体が当接する際に、フロート弁体が傾いていると、開口部周縁にフロート弁体がしっかりと当接せず、隙間が生じてしまう場合がある。そのため、フロート弁体を傾かせることなく昇降させるための、ガイド構造を設けたフロート弁装置が用いられている。

このようなガイド構造を有するものとして、下記特許文献１には、連通孔を有する上壁により通気室及び弁室が形成された弁ケースと、この弁ケースの前記弁室内に昇降可能に配置されたフロート弁体とを備えたフロート弁装置が記載されており、前記フロート弁体の外周に上下方向に伸びるリブが形成され、このリブが弁ケース内周に摺接することで、フロート弁体の昇降動作のガイドがなされるようになっている。前記リブは、フロート弁体外周の下端から上端に至るまで、フロート弁体外周の全長に亘って形成されている。また、弁ケースの周壁には、弁ケース内に連通する透孔が形成されており、流体が出入り可能となっている。

特開２００４−３０８８３８号公報

しかしながら、上記特許文献１のフロート弁装置では、フロート弁体外周の全長に亘って形成された、弁ケース内周に摺接するリブにより、弁ケース内周とフロート弁体外周との間隔が非常に狭くなっている。そのため、透孔から弁ケース内に燃料が流入したとき、弁ケース内周とフロート弁体外周との狭い間隔の部分において、燃料が吸い上げられてしまって、上壁の連通孔から通気室側に流入してしまうことがあった。このような燃料の吸い上げ現象が生じると、フロート弁体の動的性能に支障をきたし、また、連通孔から通気室側に流出した燃料によって、燃料タンク外に配置されたキャニスタ等に悪影響を生じる怖れがある。

したがって、本発明の目的は、フロート弁体の昇降動作を確実にガイドすることができると共に、透孔からハウジング内に流入した燃料の吸い上げ現象を防止することができる、フロート弁装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明のフロート弁装置は、開口部が形成された仕切壁を介して、下方に燃料タンク内に連通する弁室、上方に燃料タンク外に連通する通気室が設けられたハウジングと、該ハウジングの前記弁室内に昇降可能に配置されたフロート弁体とを備え、前記ハウジングの前記弁室の内周上部には、前記フロート弁体が下降したときにその上方部分に至る長さで軸方向に伸びると共に、周方向に所定間隔で形成された複数のハウジング側ガイドリブが設けられ、前記フロート弁体は、その上方部分が、前記複数のハウジング側ガイドリブの内周に挿入されると共に、その下部外周に、該フロート弁体が上昇して前記開口部に接触したときに前記ハウジング側ガイドリブに干渉しない長さで軸方向に伸びると共に、周方向に所定間隔で形成されたフロート側ガイドリブが設けられ、前記ハウジングのハウジング側ガイドリブと、前記フロート弁体のフロート側ガイドリブとの間には、前記ハウジング側にも前記フロート弁体側にもガイドリブがない、広間隙領域が設けられており、前記ハウジングの前記広間隙領域に、前記燃料タンク内に連通する透孔が形成されていることを特徴とする。

本発明のフロート弁装置においては、前記ハウジングの前記弁室の内周には、前記広間隙領域に設けられた透孔を、前記弁室の内周との間に所定の隙間を設けてカバーする燃料飛散防止壁が形成されていることが好ましい。

本発明によれば、燃料タンク内の燃料液面の変動に伴うフロート弁体の昇降動作が、フロート弁体の上方部分に至る長さで伸びたハウジング側ガイドリブ、及び、フロート弁体の下部外周に形成されたフロート側ガイドリブによってガイドされるので、フロート弁体を傾かせることなく昇降動作させることができ、仕切壁の開口部にしっかりと当接させて、開口部のシール性を高めることができる。

そして、ハウジング側リブとフロート側リブとの間に形成された広間隙領域によって、ハウジングの弁室内周とフロート弁体外周との間隔を広く確保することができ、そこに燃料タンク内に連通する透孔が形成されているので、透孔からハウジング内に流入した燃料が吸い上げられて仕切壁の開口部から通気室へと流入してしまうことを効果的に防止することができる。

本発明に係るフロート弁装置の一実施形態を示す分解斜視図である。同フロート弁装置において、フロート弁体が下降したときの断面図である。同フロート弁装置において、フロート弁体が上昇したときの断面図である。図２のＡ−Ａ矢示線における断面図である。

以下、図１〜４を参照して、本発明のフロート弁装置の一実施形態について説明する。この実施形態は、燃料タンク外への燃料の漏出を防止するカットバルブと、燃料タンク内の圧力を調整するチェックバルブとを一体化したチェックバルブ一体型カットバルブに、本発明を適用したものである。なお、本発明のフロート弁装置は、満タン規制バルブと、チェックバルブとを一体化した弁装置等にも適用することもできる。

図１に示すように、本発明のフロート弁装置が適用されるチェックバルブ一体型カットバルブ１０（以下、「一体型バルブ１０」という）は、本実施形態の場合、開口部３３ａが形成された仕切壁３３を介して、下方に燃料タンク内に連通する弁室３４、上方に燃料タンク外に連通する通気室３５が設けられたハウジング２０と、このハウジング２０の前記弁室３４内に昇降可能に配置されたフロート弁体６０と、前記通気室３５内に昇降可能に配置されたチェックバルブと７０とを備えている。

この実施形態における前記ハウジング２０は、図１に示すように、略筒状をなしたハウジング本体３０と、このハウジング本体３０の下方開口部に装着される下部キャップ４０と、前記ハウジング本体３０の上方開口部に装着される上部キャップ５０とから構成されている。

図１及び図２に示すように、ハウジング本体３０は、下部３１ｂが上部３１ａよりも拡径した形状の略円筒状の周壁３１を有しており、この周壁３１の上方の所定位置に前記仕切壁３３が設けられている。この仕切壁３３の中央に開口部３３ａが形成されており、この開口部３３ａの下面周縁が突出した形状をなしている。ハウジング本体３０には、前記仕切壁３３を介して、その下方側に前記弁室３４が形成され、上方側に前記通気室３５が形成されている。また、前記周壁３１の上方開口部周縁に複数の係止孔３１ｃが形成され、同周壁３１の上端部に複数の係止凹部３１ｄが形成されている。更に、周壁３１の、通気室３５が形成された部分の内周には、チェックバルブ７０の昇降動作をガイドするためのリブ３１ｅが形成されている。また、周壁３１の下方開口部の外周縁には、複数の係止突起３１ｆが突設されている。

また、周壁３１の下部３１ｂの上方には、ハウジング本体３０内に連通する透孔３６が、軸方向に沿って所定間隔で複数形成されている（図１，２参照）。これらの軸方向に沿って形成された複数の透孔３６が、周壁３１の周方向に所定間隔をあけて複数列形成されている（図１，４参照）。

更に、ハウジング本体３０の弁室３４の内周には、前記透孔３６を、弁室３４の内周との間に所定の隙間Ｇを設けてカバーする燃料飛散防止壁３８が形成されている。図２及び図４に示すように、この燃料飛散防止壁３８は、周壁３１の上部３１ａの下端から下方に延出し、周壁３１の周方向に沿って延設された第１壁部３８ａと、この第１壁部３８ａの周方向の一端部と周壁３１の下部３１ｂ内周とを連結する第２壁部３８ｂとからなり、図２のＡ−Ａ矢示線に沿った断面を見たとき、図４に示すように略Ｌ字状をなし、周壁３１との間に隙間Ｇが形成された構造となっている。

また、図１に示すように、前記ハウジング本体３０の弁室３４の内周上部には、周方向に所定間隔をあけて、複数のハウジング側ガイドリブ３７が設けられている。図２を併せて参照すると、各ハウジング側ガイドリブ３７は、フロート弁体６０が下降したときにその上方部分に至る長さで、前記仕切壁３３の下面から前記ハウジング本体３０の上部３１ａ内周の途中まで軸方向に伸びている。この実施形態では、各ハウジング側ガイドリブ３７は薄肉板状をなし、前記弁室３４の内周に周方向に沿って均等な間隔をあけて、かつ、その突出方向先端をハウジング２０の軸心Ｓに向けて突設されている（図４参照）。この実施形態では、８個のハウジング側ガイドリブ３７が設けられているが、弁室内周の対向した位置に２個設けたり、周方向に均等な間隔で３個設けたりしてもよく、周方向に沿って所定間隔で６〜８個設けることが好ましい。

上記ハウジング本体３０の下方開口部に装着される下部キャップ４０は、有底円筒状をなしており、その外周面にハウジング本体３０の前記係止突起３１ｆが係止される、係止孔４１が形成されている。

また、図１に示すように、上記ハウジング本体３０の上方開口部に装着される上部キャップ５０は、上面が閉塞した蓋状をなしており、その周面にスリット５２を介して撓み可能とされ、前記周壁３１の係止孔３１ｃに係止する係止爪５３と、上端周縁から突設され、前記周壁３１の係止凹部３１ｄに嵌合する係止凸部５５とが形成されている。

なお、上記構造をなしたハウジング２０の外周には、図示しない外部ケースが装着されるようになっており、この外部ケースを介して一体型バルブ１０が、図示しない燃料タンクに取付けられるようになっている。

前記弁室３４内に昇降可能に配置されるフロート弁体６０は、この実施形態の場合、下方に配置された基部６１と、この基部６１よりも外径が小さく、基部６１の上面中央から上方に向けて突出した挿入部６３とを有している。前記挿入部６３は、複数のハウジング側ガイドリブ３７どうしの間隔Ｗ（図２参照）に適合した外径で、かつ、フロート弁体６０の下降時（図２参照）及び上昇時（図３参照）に、その上方部分が複数のハウジング側ガイドリブ３７の内周に挿入される長さで形成されている。

また、フロート弁体６０の挿入部６３の上端中央からは、前記仕切壁３３の開口部３３ａに接離する突起６３ａが突設されている。更に、フロート弁体６０の下面中央には肉抜き凹部６５が形成され、その外周には環状のバネ収容凹部６６が形成されている。

更に、フロート弁体６０の、下方に配置された基部６１の外周には、該フロート弁体６０が上昇して前記開口部３３ａに接触したときに（図３参照）、前記ハウジング側ガイドリブ３７に干渉しない長さで軸方向に伸びると共に、周方向に所定間隔で形成されたフロート側ガイドリブ６７が複数設けられている。図１に示すように、本実施形態のフロート側ガイドリブ６７は、基部６１の外周において、周方向に均等な間隔を設けて、下端から上端に亘って突設されている。この実施形態では、８個のフロート側ガイドリブ６７が設けられているが、基部６１の外周の対向した位置に２個設けたり、周方向に均等な間隔で３個設けたりしてもよく、周方向に沿って所定間隔で６〜８個設けることが好ましい。

また、この実施形態のフロート弁体６０は、大きな外径の基部６１及びそれよりも小さい外径の挿入部６３を有する段階的に縮径する形状をなしているが、ほぼ一定径で伸びる円筒状にしてもよく、特に限定されるものではない。

そして、上記形状のフロート弁体６０をハウジング本体３０の弁室３４内に収容して、挿入部６３の上方部分を複数のハウジング側ガイドリブ３７の内周に挿入すると共に、フロート弁用バネ４５を、フロート弁体６０のバネ収容凹部６６に収容し、その他端を下部キャップ４０の底面に支持させ、その状態でハウジング本体３０の下方開口部外周に下部キャップ４０の外周面を被せて、ハウジング本体３０の係止突起３１ｆを下部キャップ４０の係止孔４１に係止させることにより、ハウジング本体３０の下方開口部に下部キャップ４０が装着され、弁室３４内にフロート弁体６０が昇降可能に収容されるようになっている（図２及び図３参照）。

こうして弁室３４内にフロート弁体６０が昇降可能に収容されると、ハウジング２０の弁室３４の内周上部に形成されたハウジング側ガイドリブ３７と、フロート弁体６０のハウジング側ガイドリブ３７に干渉しない長さで軸方向に伸びるフロート側ガイドリブ６７との間に、ハウジング２０側にもフロート弁体６０側にもガイドリブがない、広間隙領域Ｃが設けられるようになっている。そして、この広間隙領域Ｃに整合する位置に、前記ハウジング２０の前記透孔３６が形成されると共に、前記燃料飛散防止壁３８が形成されている。

また、フロート弁用バネ４５は、フロート弁体６０の自重で圧縮され、常時はフロート弁体６０が下部キャップ４０の底面上に当接しているが（図２参照）、燃料タンク内の燃料液面が上昇してフロート弁体６０の所定高さまで浸漬されると、フロート弁用バネ４５の付勢力にフロート弁体６０自体の浮力が加わって、フロート弁体６０が上昇し、その突起６３ａが仕切壁３３開口部３３ａを閉塞するようになっている（図３参照）。

前記ハウジング２０の通気室３５内に昇降可能に配置されたチェックバルブ７０は、図１及び図２に示すように、上下両面に通孔７１ａ，７１ｂを設けたケーシング７１と、このケーシング７１内に昇降可能に配置され、上方の通孔７１ａに接離する弁体７３と、この弁体７３を上方の通孔７１ａに向けて付勢する内蔵バネ７５とから主として構成されている。このチェックバルブ７０は、ハウジング２０の通気室３５内に昇降可能に収容され、前記ハウジング２０の仕切壁３３の開口部３３ａの上面周縁に接離するようになっている。

そして、通気室３５内に収容されたチェックバルブ７０のケーシング７１の上面には、チェックバルブ付勢用バネ７７の下端が当接される。また、ハウジング本体３０の係止凹部３１ｄに、上部キャップ５０の係止凸部５５を嵌合させ、ハウジング本体３０の係止孔３１ｃに、上部キャップ５０の係止爪５３を係止させることで、ハウジング２０の上方開口部に上部キャップ５０が装着される。この状態で、チェックバルブ付勢用バネ７７の上端が上部キャップ５０により圧縮されて、チェックバルブ７０がハウジング２０の仕切壁３３の開口部３３ａに向けて付勢され、同開口部３３ａが常時は閉塞されるようになっている。

次に、本発明のフロート弁装置の作用効果について説明する。

本発明のフロート弁装置が適用された一体型バルブ１０は、キャニスタに連結されたエバポ配管に連通した図示しない外部ケースを介して、燃料タンクの上壁に取付けられるようになっている。そして、燃料液面がフロート弁体６０に浸漬していない場合は、フロート弁体６０が下降して、仕切壁３３の開口部３３ａが開いた状態となっている（図２参照）。また、燃料タンク内の圧力が所定値を超えていない状態では、チェックバルブ付勢用バネ７７で付勢されたチェックバルブ７０により、仕切壁３３の開口部３３ａが閉塞されている（図２，３参照）。

上記のように、フロート弁体６０が下降し開口部３３ａが開いた状態で、燃料タンク内の圧力が所定値を超えると、チェックバルブ付勢用バネ７７の付勢力に抗してチェックバルブ７０が上昇して開口部３３ａが開き、燃料蒸気が開口部３３ａを通って通気室３５に流入し、上部キャップ５０のスリット５２（図１参照）や外部ケースを介して、燃料タンク外のキャニスタ等へ送られて、燃料タンク内の圧力が低減される。

一方、燃料タンク内の圧力が外気圧に対して所定値以上負圧になると、外部ケースやスリット５２を通って導入された外気が通気室３５内に導入されて、弁体７３が押圧される。すると、内蔵バネ７５の付勢力に抗して弁体７３が下方に移動して、チェックバルブ上面の通孔７１ａが開き、外気がチェックバルブ下面の通孔７１ｂ及びハウジング２０の開口部３３ａを通って弁室３４内に導入されて燃料タンク内へと流入し、燃料タンク内の負圧状態が解消される。

そして、車両が旋回したり大きく傾いたり等して、燃料タンク内の燃料液面が上昇して、フロート弁体６０に燃料が所定高さ以上浸漬すると、フロート弁用バネ４５の付勢力及びフロート弁体６０自体に生じる浮力によって、フロート弁体６０が浮き上がる。このとき、フロート弁体６０の挿入部６３に至る長さで伸びたハウジング側ガイドリブ３７により、フロート弁体６０の挿入部６３がガイドされると共に、ハウジング２０の周壁３１の下部３１ｂの内周面に近接したフロート側ガイドリブ６７により、フロート弁体６０の基部６１がガイドされるので、フロート弁体６０を傾かせることなく上昇させることができ、その上端中央の突起６３ａを、開口部３３ａの下面側内周にしっかりと当接させて、開口部３３ａのシール性を高めることができる。

また、車両の旋回や傾き等によって燃料液面が揺れると、ハウジング２０に形成された透孔３６から弁室３４内に燃料が流入することがある。このような場合でも、このフロート弁装置においては、ハウジング側ガイドリブ３７とフロート側ガイドリブ６７との間に、ハウジング２０側にもフロート弁体６０側にもガイドリブがない、広間隙領域Ｃが形成されていて、ハウジング２０の弁室３４の内周と、フロート弁体６０の外周との間隔を広く確保することができるようになっているので、透孔３６から弁室３４内に流入した燃料が、吸い上げられるような挙動を防止することができ、仕切壁３３の開口部３３ａから通気室３５へと流入してしまうことを効果的に防止することができる。

また、燃料の吸い上げ現象を防止することができるので、ハウジング２０の弁室３４とフロート弁体６０との間に、燃料を溜まりにくくすることができ、フロート弁体６０の昇降動作時に燃料が支障になることを防止して、フロート弁体６０の動的性能を向上させて、スムーズに昇降させることができる。なお、この実施形態では、透孔３６から弁室３４内に流入した燃料は、広間隙領域Ｃ及び複数のフロート側ガイドリブ６７の間を通って、下部キャップ４０の底面の孔から順次排出されるようになっている。また、ハウジング２０内の燃料を、開口部３３ａから通気室３５へと流入することを防止することができるので、燃料タンク外に配置されたキャニスタ等に悪影響を生じる怖れもない。

また、ハウジング２０の弁室３４の内周には、広間隙領域Ｃに設けられた透孔３６を、弁室３４の内周との間に所定の隙間を設けてカバーする燃料飛散防止壁３８が形成されているので、透孔３６を通ってハウジング２０内に燃料が勢いよく流入しても、燃料飛散防止壁３８に衝突して吸い上げられにくくすることができ、仕切壁３３の開口部３３ａから通気室３５側に更に入り込みにくくすることができる。また、燃料飛散防止壁３８は、広間隙領域Ｃに配置されているので、ハウジング２０内に流入した燃料により、燃料飛散防止壁３８自身が膨潤しても、フロート弁体６０に押圧されたり接触したりすることを防止することができ、フロート弁体６０の昇降動作をスムーズに行わせることができる。

１０チェックバルブ一体型カットバルブ（一体型バルブ）
２０ハウジング
３０ハウジング本体
３３仕切壁
３３ａ開口部
３４弁室
３５通気室
３６透孔
３７ハウジング側ガイドリブ
３８燃料飛散防止壁
４０下部キャップ
４５フロート弁用バネ
５０上部キャップ
６０フロート弁体
６７フロート側ガイドリブ
７０チェックバルブ
７７チェックバルブ付勢用バネ
Ｃ広間隙領域
Ｇ隙間

Claims

開口部が形成された仕切壁を介して、下方に燃料タンク内に連通する弁室、上方に燃料タンク外に連通する通気室が設けられたハウジングと、
該ハウジングの前記弁室内に昇降可能に配置されたフロート弁体とを備え、
前記ハウジングの前記弁室の内周上部には、前記フロート弁体が下降したときにその上方部分に至る長さで軸方向に伸びると共に、周方向に所定間隔で形成された複数のハウジング側ガイドリブが設けられ、
前記フロート弁体は、その上方部分が、前記複数のハウジング側ガイドリブの内周に挿入されると共に、その下部外周に、該フロート弁体が上昇して前記開口部に接触したときに前記ハウジング側ガイドリブに干渉しない長さで軸方向に伸びると共に、周方向に所定間隔で形成されたフロート側ガイドリブが設けられ、
前記ハウジングのハウジング側ガイドリブと、前記フロート弁体のフロート側ガイドリブとの間には、前記ハウジング側にも前記フロート弁体側にもガイドリブがない、広間隙領域が設けられており、
前記ハウジングの前記広間隙領域に、前記燃料タンク内に連通する透孔が形成されていることを特徴とするフロート弁装置。
前記ハウジングの前記弁室の内周には、前記広間隙領域に設けられた透孔を、前記弁室の内周との間に所定の隙間を設けてカバーする燃料飛散防止壁が形成されている請求項１記載のフロート弁装置。