WO2017163661A1 - 燃料タンク用通気制御弁 - Google Patents

Abstract

燃料タンク用通気制御弁は、第１弁と第２弁とを有する。第１弁は、第１燃料槽に配置された第１フロートによって操作される。第２弁は、第２燃料槽に配置された第２フロートによって操作される。第１フロート、第１燃料槽、第２フロート、第２燃料槽が内外二重に配置されている。第２弁は、第１フロートと第２フロートとの間に形成されている。第１フロートと第１燃料槽とは、サイホン通路を形成している。サイホン通路は、第２燃料槽に向けて燃料を押し上げる。第１燃料槽は、第１フロートの挙動を安定化する。第２燃料槽は、第２フロートの挙動を安定化する。絞り通路と、比較的大きい貫通穴とは、第１フロートの脈動的な振動を抑制する。小型の燃料タンク用通気制御弁が提供される。

Description

燃料タンク用通気制御弁 関連出願の相互参照

　この出願は、２０１６年３月２３日に出願された日本特許出願２０１６－０５８９２１号を基礎出願とするものであり、基礎出願の開示内容は参照によってこの出願に組み込まれている。

　この明細書における開示は、燃料タンクの通気路を開閉する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。フロート弁のひとつの用途である制御弁が開示されている。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、給油装置の停止を促すように、燃料タンク内で発生する燃料蒸気の通気を制御する。この装置は、通気を制御するための２つの弁を備えている。この装置は、液体の燃料が到達すると、燃料に浮くことによって閉弁し通気を停止するフロート弁を有する。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

　従来技術では、２つの弁が上下に積層されている。このため、給油制御弁の小型化が困難であった。また、別の観点では、燃料タンク内の高い位置まで燃料を満たすことが困難であった。さらに、別の観点では、燃料蒸気処理装置に起因する空気脈動の影響を受けやすい。このため、騒音または振動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、高さ方向に関して小型化された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、燃料蒸気処理装置に起因する空気脈動の影響が抑制された燃料タンク用通気制御弁を提供することである。

　ここに開示された燃料タンク用通気制御弁は、燃料タンク内に空気室を形成する。燃料タンク用通気制御弁は、下部に燃料を導入するための開口部（１４）を有する筒状のケース（１１、１２）と、燃料タンクの内部と外部とをケース内を経由して連通する通路（１５、１６、３６、６６）の通路断面積を、開放状態から開放状態より通路断面積が規制された第１規制状態に切り替える第１フロート弁（３５、５１、６１）と、通路の通路断面積を第１規制状態から第１規制状態よりさらに通路断面積規制された第２規制状態に切り替える第２フロート弁（４５、５２、７１）とを備え、第１フロート弁と第２フロート弁とが内外二重に配置されている。

　２つのフロート弁が内外二重に配置されるから、高さ方向に関して小型の燃料タンク用通気制御弁が提供される。小型の燃料タンク用通気制御弁は、燃料タンクへの設置が容易である。また、燃料タンク内の高い位置まで燃料を溜める用途に利用することができる。

　ここに開示された燃料タンク用通気制御弁は、燃料タンク内に空気室を形成する。燃料タンク用通気制御弁は、下部に燃料を導入するための開口部（１４）を有する筒状のケース（１１、１２）と、ケース内から供給される燃料を溜めることができるカップ状の第１燃料槽（３５）と、第１燃料槽の中に配置され、燃料に浮く第１フロート（６１）と、第１フロートによって操作され、燃料タンクの内部と外部とをケース内を経由して連通する通路（１５、１６、３６、６６）の通路断面積を、開放状態から開放状態より通路断面積が規制された第１規制状態に切り替える第１弁（５１）と、ケース内から供給される燃料を溜めることができるカップ状の第２燃料槽（４５）と、第２燃料槽の中に配置され、燃料に浮く第２フロート（７１）と、第２フロートによって操作され、通路の通路断面積を第１規制状態から第１規制状態より通路断面積が規制された第２規制状態に切り替える第２弁（５２）とを備える。

　第１フロートが第１燃料槽に配置され、第２フロートが第２燃料槽に配置される。２つのフロートの両方が燃料槽に配置されるから、２つのフロートの両方の挙動が安定する。この結果、燃料蒸気処理装置に起因する空気脈動の影響が抑制された燃料タンク用通気制御弁が提供される。

　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実施形態に係る燃料貯蔵装置のブロック図である。 給油可能状態における制御弁の示す縦断面図である。 第１制限状態の開始時における制御弁を示す縦断面図である。 第１制限状態の維持中における制御弁を示す縦断面図である。 第２制限状態の開始時における制御弁を示す縦断面図である。 第２制限状態の維持中における制御弁を示す縦断面図である。 他の実施形態に係る制御弁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
　図１において、燃料貯蔵装置１は、燃料タンク２、制御弁３、および燃料蒸気処理装置（ＥＶＣＳ）４を備える。燃料貯蔵装置１は、車両に搭載されている。燃料貯蔵装置１は、車両に搭載された内燃機関に燃料を供給する。燃料貯蔵装置１は、燃料ポンプ、燃料フィルタ、燃料噴射装置などの燃料供給装置を含むことができる。

　燃料タンク２は、大気へ開放されることなく給油される燃料タンクである。制御弁３は、燃料タンク２に設けられている。制御弁３は、燃料タンク２内に空気室を形成する。制御弁３は、燃料タンク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。制御弁３は、燃料タンク用フロート弁を提供する。制御弁３は、燃料タンク２と外部との間の通気を制御する。制御弁３は、燃料タンク用通気制御弁とも呼ばれる。制御弁３は、燃料タンク２と燃料蒸気処理装置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、燃料タンク２から燃料蒸気処理装置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。制御弁３は、通気路を開閉する。制御弁３は、燃料タンク２の上部の壁面に設けられている。

　制御弁３は、燃料タンク２と燃料蒸気処理装置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。制御弁３は、燃料タンク２と燃料蒸気処理装置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。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５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５からの給油が自動的に停止される。制御弁３は、燃料タンク用給油制御弁、または満タン制御弁とも呼ばれる。

　燃料蒸気処理装置４は、燃料タンク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。燃料蒸気処理装置４は、パージ機構を含む。パージ機構は、キャニスタから燃料蒸気を押し出すために、内燃機関の吸気通路に発生する負圧を利用する。パージ機構は、所定の条件が成立するときに、キャニスタに捕捉された燃料蒸気を追い出し、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。

　図２において、制御弁３は、燃料タンク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、燃料タンク２の開口部を覆う部材である。フランジ６は、制御弁３を装着するための専用の部材、または、他の燃料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。フランジ６は、燃料タンク２と燃料蒸気処理装置４との間における通路７を区画形成している。

　制御弁３は、フランジ６を介して燃料タンク２内に配置されている。制御弁３は、フランジ６から燃料タンク２内に垂下されている。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接続機構によって接続されている。制御弁３とフランジ６との間には、シール部材としてのＯリング８が設けられている。制御弁３は、車両が水平状態にあるとき、すなわち燃料タンク２が水平状態に置かれているときに、図示されるように鉛直方向に沿って延びる筒を提供するように設置されている。

　制御弁３は、燃料タンク２の上部から下に向けて延びる筒状の外観を有する。制御弁３は、ケース１１、１２によって区画形成される筒状の管を提供する。ケース１１、１２は、樹脂製である。管は、燃料タンク２の上部から垂下され、通気路を区画形成する。制御弁３は、管の中における燃料液面に応答して燃料タンク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。管は、燃料タンク２の上端にまで燃料液面が到達しようとするときに、管の外側（燃料タンク２の上部）に空気空間を確保しながら、管の中を燃料液面が上昇することを可能とする。管は、空気室形成管とも呼ぶことができる。

　管の上端は通路７に連通し、下端は燃料タンク２の上端よりやや下において開口している。管の上端には後述する弁が配置されている。管の下端には、開口部１４が設けられている。よって、ケース１１、１２は、下部に燃料を導入するための開口部１４を有する。開口部１４は、燃料液面ＦＬと接することができるように配置されている。

　ケース１１は、アッパケースとも呼ばれる。ケース１１は、筒状の部材である。ケース１１は、上端に通気量を調節するための開口部を有する。ケース１１は、下端にケース１２を受け入れる開口端を有するケース１１は、係合機構２１によってフランジ６に連結されている。係合機構２１は、フランジ６に設けられた係合部２２、およびケース１１に設けられた係合部２３を有する。

　ケース１２は、ロワケースとも呼ばれる。ケース１２は、筒状の部材である。ケース１２は、ケース１１に下端に装着されている。ケース１２は、係合機構２４によってケース１１に連結されている。係合機構２４は、ケース１１に設けられた係合部２５、およびケース１２に設けられた係合部２６を有する。

　制御弁３は、ケース１３を有する。ケース１３は、インナケースとも呼ばれる。ケース１３は、ケース１１、１２が形成する管の中に配置されている。ケース１３は、ケース１１、１２に連結されている。ケース１３は、係合機構２７によってケース１１に連結されている。係合機構２７は、ケース１１に設けられた係合部２８、およびケース１３に設けられた係合部２９を有する。係合機構２１、２４、２７は、樹脂部材の弾性を利用することによって、それら樹脂部材を連結するスナップフィット機構である。

　ケース１３は、ケース１１、１２との間に燃料および空気のための通路１５を区画形成している。通路１５は、管の中に燃料を導入する最初の通路である。通路１５は、主通路とも呼ばれる。燃料タンク２内の燃料および空気は、通路１５を経由して通路７と連通可能である。通路１５と通路７との間には、第１弁５１が設けられている。

　ケース１１は、上部に通路開口１６を有する。通路開口１６は、通路１５と通路７とを連通している。ケース１１、１２、１３は、通路１５および通路開口１６を経由する流路によって、急速な燃料給油を許容する空気流量を許容する。図中には、通路１５を経由する燃料および空気の流れが矢印によって例示されている。

　ケース１１は、上部にケース１１の内外を連通する貫通穴１７を有する。貫通穴１７は、燃料タンク２内の空気室とケース１１の内部空洞とを連通する。貫通穴１７は、燃料タンク２内の空気をケース１１、１２に導入するための連通穴である。貫通穴１７は、ケース１１が区画形成する内部空間の上部に連通するように形成されている。貫通穴１７の大きさは、急速な燃料給油がされる場合に、通路１５内を燃料が上昇するように設定されている。貫通穴１７は、給油されていないときに、通路１５内に導入された燃料が通路１５内を流れ落ちるように設定されている。さらに、貫通穴１７は、燃料蒸気処理装置４に起因する通路７内の空気圧力の脈動に起因するフロートの振動を抑制するように設定されている。

　ケース１３は、上端に開口部を有し、下端が小穴を除いて閉塞している。ケース１３は、その内部に、燃料を溜めることができる燃料槽を形成している。ケース１３は、２つの燃料槽を区画形成している。２つの燃料槽は、内外二重に配置されている。

　ケース１３は、径方向外側に配置された筒状の外壁３１を有する。ケース１３は、外壁３１よりも径方向内側に配置された筒状の内壁４１を有する。外壁３１と内壁４１とは、内外二重に配置されている。外壁３１と内壁４１との間には、隙間が形成されている。外壁３１と内壁４１との間の隙間は、空洞である。外壁３１と内壁４１との間の隙間は、上端において開放されている。

　外壁３１の上端縁３２は、開口端を区画している。以下の説明において、符号３２は、開口端を示すことがある。上端縁３２は、貫通穴１７よりも上に位置している。上端縁３２は、通路開口１６より下に位置している。内壁４１の上端縁４２は、開口端を区画している。以下の説明において、符号４２は、開口端を示すことがある。上端縁３２は、上端縁４２より上に位置している。言い換えると、上端縁４２は、上端縁３２より下に位置している。この配置は、ケース１３から径方向外側への燃料の漏れ出しを抑制する。

　外壁３１と内壁４１との間の隙間の下端には、底壁３３が設けられている。底壁３３は、環状の隙間の下端を閉塞している。底壁３３には、小さい貫通穴３４が形成されている。外壁３１、内壁４１、および底壁３３は、第１燃料槽３５を区画形成している。第１燃料槽３５は、ケース１１、１２の内部空洞から供給される燃料を溜めることができるカップ状である。第１燃料槽３５は、環状のカップ状である。貫通穴３４は、第１燃料槽３５から燃料を排出するために利用される。貫通穴３４の大きさは、後述する第１弁５１が閉弁状態を持続する時間を設定する。

　内壁４１の径方向内側には、空洞が形成されている。内壁４１が囲む内部空洞の下端には、底壁４３が設けられている。底壁４３は、内部空洞の下端を閉塞している。底壁４３は、下に向けて凸の湾曲内面を有する。底壁４３には、最も低い位置に小さい貫通穴４４が形成されている。内壁４１、および底壁４３は、第２燃料槽４５を区画形成している。第２燃料槽４５は、ケース１１、１２の内部空洞から供給される燃料を溜めることができるカップ状である。貫通穴４４は、第２燃料槽４５から燃料を排出するために利用される。

　第２燃料槽４５の中には、貫通穴４４を開閉するための可動弁体４６が配置されている。可動弁体４６は、燃料より重いボールである。底壁４３の湾曲内面は、可動弁体４６によって貫通穴４４が閉鎖されるように、可動弁体４６を貫通穴４４の上に位置づける。可動弁体４６は、例えば、燃料タンク２が搭載された乗り物の移動に起因する振動に応答して移動し、貫通穴４４を開く。これにより、第２弁５２を閉弁状態から閉弁状態へ移行させ、制御弁３の状態を初期状態にリセットする。このように、可動弁体４６は、給油作業の終了を感知して制御弁３を初期状態にリセットする初期化手段を提供する。

　底壁４３は、ケース１１、１２が提供する下部開口端より上に位置している。貫通穴４４も、下部開口端より上に位置している。底壁４３は、底壁３３より上に位置している。底壁４３と貫通穴４４とは、燃料タンク２内の燃料液面が高いときでも、第２燃料槽４５から燃料を排出することを可能とする。

　制御弁３は、第１フロート６１を有する。第１フロート６１は、ケース１３内に配置されている。第１フロート６１は、筒状の側壁６２を有する。側壁６２は、第１燃料槽３５の中に配置されている。側壁６２の下端は、開口端を形成している。側壁６２の上部には、天井壁６３が設けられている。天井壁６３は、側壁６２の上端をほぼ閉塞している。第１フロート６１は、下端が開口し、上端が閉塞したキャップ状の部材である。第１フロート６１は、第１燃料槽３５の上部開口から、第１燃料槽３５に被せられている。第１フロート６１は、第１燃料槽３５の中に側壁６２が位置づけられるように配置されている。第１燃料槽３５と第２燃料槽４５とは、内外二重に配置されているから、第１フロート６１は、第２燃料槽４５の上にも被せられている。第１フロート６１は、内部に空気溜めとしての空洞を区画形成している。第１フロート６１は、第１燃料槽３５に溜められた燃料に浮くことができる。第１フロート６１は、樹脂製である。

　外壁３１と第１フロート６１とは、筒状の外周通路を区画形成している。内壁４１と第１フロート６１とは、筒状の内周通路を区画形成している。さらに、第１燃料槽３５は、第１フロート６１が最も下の基底位置に到達しても、外周通路と内周通路とを連通している。この結果、外壁３１、底壁３３、内壁４１、および第１フロート６１は、サイホン通路３６を区画形成している。サイホン通路３６は、環状に延びるＵ字状の断面を有する。サイホン通路３６は、通路１５と第２燃料槽４５との間に設けられている。サイホン通路３６は、ケース１１の内部空洞と第２燃料槽４５とを連通している。サイホン通路３６は、その内部に燃料を溜めることができる通路でもある。サイホン通路３６は、燃料タンク２の内部と外部とをケース１１内を経由して連通する通路の一部である。

　サイホン通路３６に溜められた燃料は、第１弁５１が閉弁状態にあるとき、通路１５と通路７とを連通する主要な通路を閉塞する。サイホン通路３６は、第１燃料槽３５内に燃料が溜まっているときに、外周通路に空気が導入されると、内周通路から第２燃料槽４５へ燃料を供給する。サイホン通路３６は、通路１５からの燃料の移動に依存することなく、燃料タンク２内の圧力上昇に応答して燃料を第２燃料槽４５に迅速に供給することを可能とする。サイホン通路３６は、燃料を高い位置に持ち上げる。このため、第２燃料槽４５を高い位置に配置することができる。言い換えると、第２燃料槽４５の入口としての開口端４２を、高い位置に設けることができる。同様に、底壁４３および第２フロート７１を高い位置に設けることができる。

　この実施形態では、径方向外側から内側に向けて、通路１５、サイホン通路３６の外周通路、およびサイホン通路３６の内周通路が、この順序で配置されている。よって、燃料タンク２内の圧力が急上昇すると、サイホン通路３６は、サイホン通路３６内すなわち第１燃料槽３５内の燃料を第２燃料槽４５へ押し出す。通路１５内を燃料の液面が上昇する場合、通路１５から押し込まれた空気は、サイホン通路３６内の燃料を第２燃料槽４５へ押し出す。

　第１フロート６１は、側壁６２を径方向に貫通する貫通穴６４を有する。貫通穴６４は、第１フロート６１が区画形成する内部空洞と、外部とを連通している。貫通穴６４は、サイホン通路３６をバイパスするバイパス通路でもある。貫通穴６４は、第１フロート６１が第１弁５１を閉弁させているときに、上端縁３２より上に位置するように配置されている。

　第１フロート６１は、その上部に弁体６５を有する。弁体６５は、ゴム製の板である。弁体６５は、ケース１１に形成された通路開口１６に対して接触、離間、すなわち着座、離座可能である。第１フロート６１および弁体６５は、通路開口１６とともに第１弁５１を提供している。通路開口１６は、第１弁５１における固定弁座である。第１フロート６１と弁体６５とは、第１弁５１における可動弁体である。

　第１弁５１は、第１フロート６１によって操作されるように配置されている。第１弁５１は、燃料タンク２の内部と外部とをケース１１内を経由して連通する通路を開閉する。第１弁５１は、通路の通路断面積を、開放状態から第１規制状態に切り替える。第１弁５１は、開弁状態において開放状態を提供する。第１弁５１は、閉弁状態において、開放状態より通路断面積が規制された第１規制状態を提供する。第１規制状態は、後述の絞り通路６６によって提供されている。第１弁５１は、第１フロート６１が浮くと、開放状態から第１規制状態へ切り替えられる。第１燃料槽３５、第１弁５１、および第１フロート６１は、第１フロート弁を提供している。第１フロート弁は、燃料タンク２の内部と外部とをケース１１内を経由して連通する通路の通路断面積を、開放状態から第１規制状態に切り替える。

　第１フロート６１は、絞り通路６６を有する。絞り通路６６は、天井壁６３を貫通する貫通穴である。絞り通路６６は、内部空洞と通路７とを連通可能に配置されている。絞り通路６６は、第１弁５１が閉弁状態にあるときでも、空気を第１フロート６１の内部空洞から通路７へ排出可能である。絞り通路６６は、第１弁５１および第２弁５２が第１規制状態にあるときに、燃料タンク２の内部と外部とを連通する通路の一部である。第１フロート６１は、後述の第２弁５２の一部を提供する弁座面６７を有する。弁座面６７は、天井壁６３に設けられている。弁座面６７は、円錐内面によって提供されている。弁座面６７は、絞り通路６６と内部空洞との間に設けられている。

　絞り通路６６と弁座面６７とは、第１弁５１のための弁体６５の中央部に設けられている。絞り通路６６と弁座面６７とは、第１フロート６１を貫通して、内部空洞と通路７とを連通している。これにより、第１フロート６１の内部に配置された第２フロート７１によって、第２弁５２を開閉することが可能できる。第１弁５１が閉弁状態にあるときでも、第２弁５２は開弁状態を提供することができる。

　第１フロート６１とケース１３との間には、コイルスプリング６８が配置されている。コイルスプリング６８は、第１フロート６１を上方向へ向けて付勢している。コイルスプリング６８は、第１フロート６１を第１弁５１の閉弁方向へ向けて付勢している。コイルスプリング６８は、第１燃料槽３５内に燃料がないときに、第１フロート６１の重さによって圧縮され、第１フロート６１が基底位置に到達し、第１弁５１が開弁状態となることを許容する。さらに、第１弁５１は、ロールオーバーバルブでもある。コイルスプリング６８は、燃料タンク２が横転した場合、すなわち乗り物が横転した場合に、第１フロート６１が第１弁５１を閉弁させる方向へすばやく移動することを可能とする。

　第１フロート６１は、第１燃料槽３５内の燃料液位に応答して浮動するように構成され、配置されている。第１フロート６１の軸方向の位置は、第１燃料槽３５内の燃料の液位と、第１フロート６１の内部空洞に残された空気量とに依存する。第１燃料槽３５内に第１閉弁液位ＣＰＬを上回る燃料が溜まると、第１フロート６１は、第１弁５１を閉弁させることができる。第１閉弁液位ＣＰＬは、第１弁５１のためのカットオフポイントとも呼ばれている。第１閉弁液位ＣＰＬは、ケース１１、１２の下部開口端より上に位置している。この実施形態によると、急速な給油を停止させるための第１閉弁液位ＣＰＬは、下部開口端の位置に依存することなく、設定されている。

　制御弁３は、第２フロート７１を有する。第２フロート７１は、ケース１３内に配置されている。第２フロート７１は、第２燃料槽４５の中に配置されている。第２フロート７１は、下端が開口し、上端が閉塞したキャップ状の部材である。第２フロート７１は、第２燃料槽４５の上部開口から、第２燃料槽４５に被せられるように配置されている。第２フロート７１は、内部に空気溜めとしての空洞を区画形成している。第２フロート７１は、第２燃料槽４５に溜められた燃料に浮くことができる。第２フロート７１は、樹脂製である。

　第２フロート７１は、その上部に弁体７２を有する。弁体７２は、弁座面６７に対して接触、離間、すなわち着座、離座可能である。第２フロート７１および弁体７２は、弁座面６７とともに第２弁５２を提供している。弁座面６７は、第２弁５２における固定弁座である。第２フロート７１と弁体７２とは、第２弁５２における可動弁体である。よって、第２弁５２は、第１フロート６１と第２フロート７１との間に形成されている。

　第２弁５２は、第１フロート６１の内部空洞と絞り通路６６との連通を開閉する。第２弁５２は、第２フロート７１によって操作されるように配置されている。第１弁５１が閉弁状態にあるとき、内部空洞と絞り通路６６とを通る経路は、燃料タンク２内部と通路７とを連通する通路を提供している。第２弁５２は、通路の通路断面積を第１規制状態から第２規制状態に切り替える。第２弁５２は、閉弁状態において、第１規制状態より通路断面積が規制された第２規制状態を提供する。第２弁５２は、第２フロート７１が浮くと、第１規制状態から第２規制状態へ切り替えられる。第２燃料槽４５、第２弁５２、および第２フロート７１は、第２フロート弁を提供している。第２フロート弁は、燃料タンク２の内部と外部とをケース１１内を経由して連通する通路の通路断面積を、第１規制状態から第２規制状態に切り替える。第１フロート弁と第２フロート弁とが内外二重に配置されている。

　第２フロート７１とケース１３との間には、コイルスプリング７３が配置されている。コイルスプリング７３は、第２フロート７１を上方向へ向けて付勢している。コイルスプリング７３は、第２フロート７１を第２弁５２の閉弁方向へ向けて付勢している。コイルスプリング７３は、第２燃料槽４５内に燃料がないときに、第２フロート７１の重さによって圧縮され、第２フロート７１が基底位置に到達し、第２弁５２が開弁状態となることを許容する。さらに、第２弁５２は、ロールオーバーバルブでもある。コイルスプリング７３は、燃料タンク２が横転した場合、すなわち乗り物が横転した場合に、第２フロート７１が第２弁５２を閉弁させる方向へすばやく移動することを可能とする。

　第２フロート７１は、第２燃料槽４５内の燃料液位に応答して浮動するように構成され、配置されている。第２フロート７１の軸方向の位置は、第２燃料槽４５内の燃料の液位と、第２フロート７１の内部空洞に残された空気量とに依存する。第２燃料槽４５内に第２閉弁液位ＣＰＨを上回る燃料が溜まると、第２フロート７１は、第２弁５２を閉弁させることができる。第２閉弁液位ＣＰＨは、第２弁５２のためのカットオフポイントとも呼ばれている。第２閉弁液位ＣＰＨは、第１閉弁液位ＣＰＬより上に位置している。

　制御弁３は、リリーフ弁８１を有する。リリーフ弁８１は、燃料タンク２内の圧力を抑制する。リリーフ弁８１は、燃料タンク２内の圧力が過剰に高くなると開弁し、燃料タンク２内の気体を通路７に放出する。リリーフ弁８１は、ケース１１の上壁に設けられている。リリーフ弁８１は、弁座８２と、可動弁体８３と、スプリング８４とを有する。可動弁体８３とスプリング８４とによってリリーフ圧が設定される。

　図２は、燃料タンク２内の燃料液面ＦＬが制御弁３より低い状態を示している。図２の状態は初期状態とも呼ばれる。第１弁５１が開弁状態にあるとき、制御弁３は、燃料タンク２内と通路７とを大きい通路断面積によって連通している。この状態は、開放状態、または非制限状態と呼ばれる。この状態は、急速給油状態とも呼ぶことができる。燃料タンク２内の気体は、矢印で示されるように制御弁３を通過して、通路７へ排出可能である。この状態では、急速な給油が可能である。

　図３は、燃料タンク２内の燃料液面ＦＬが制御弁３に到達した状態を示している。燃料液面ＦＬが、ケース１１、１２が提供する管の下端開口に到達すると、燃料はケース１１、１２内を上昇する。燃料が外壁３１の上端縁３２を越えると、燃料は第１燃料槽３５内へ流入する。第１燃料槽３５内へ流入した燃料は、第１フロート６１に浮力を与える。第１燃料槽３５内の燃料液位が第１閉弁液位ＣＰＬに到達し、第１閉弁液位ＣＰＬを上回ると、第１フロート６１は、第１弁５１を閉弁させる。第１燃料槽３５には、第１閉弁液位ＣＰＬを上回る燃料が溜められる。第１弁５１が閉弁すると、給油によって燃料タンク２内の内圧が急上昇する。同時に、給油装置５へ向けて燃料が逆流し、給油装置５は、急速な給油を停止させる。

　給油作業者は、給油装置５が自動停止したことにより、急速な給油から、ゆっくりの給油への切替が必要であることを知ることができる。給油作業者は、給油を終了するか、ゆっくりの給油を行うかを判断する。

　図４は、給油装置５が自動停止した後の状態を示す。急速な給油が停止すると、貫通穴１７から空気が導入されるから、通路１５内の燃料は燃料タンク２内に流れ落ちる。第１燃料槽３５の中には、燃料が溜められている。

　第１フロート６１は、通路１５と通路７との圧力差によって第１弁５１の閉弁状態を維持する。同時に、燃料タンク２内の気体は、貫通穴１７、貫通穴６４、および絞り通路６６を通して流れる。これにより、燃料タンク２内の圧力はゆっくりと低下する。気体の流れは、燃料の急激な逆流を阻止する。

　第１弁５１が閉弁状態にあり、かつ、第２弁５２が開弁状態にあるとき、制御弁３は、燃料タンク２内と通路７とを制限された通路断面積によって連通している。この状態は、第１制限状態と呼ばれる。制限された通路断面積は、第２弁５２と絞り通路６６とによって提供されている。第１制限状態において、制御弁３が許容する空気流量は、急速な給油を許容しないが、ゆっくりの給油を許容する。ここで、急速な給油は、給油装置による通常の給油速度以上に対応する。ゆっくりの給油は、給油ガンのレバーを僅かに操作した状態、または間欠的な給油状態に相当する。ゆっくりの給油は、給油者が燃料タンク２を満タンにするために行う微調整に相当する。

　図４において、図示される状態で給油作業者が給油を終了すると、比較的長い時間をかけて、第１フロート６１は浮力を失い、制御弁３は初期状態に戻る。貫通穴３４は、第１燃料槽３５から燃料を徐々に排出する燃料排出通路を提供している。貫通穴６４は、内部空洞から空気を排出する空気排出通路を提供している。第１フロート６１それ自身は、燃料に沈む質量を有している。よって、第１燃料槽３５内に燃料が流れ込むと、第１フロート６１は、燃料に浮かび、第１弁５１を開弁状態から閉弁状態へ切り替える。やがて、貫通穴３４を経由する燃料の排出、および／または貫通穴６４を経由する空気の排出により第１フロート６１は浮力を徐々に失う。この結果、第１フロート６１は、第１燃料槽３５の中に徐々に降下することができる。このような第１フロート６１の挙動は、第１弁５１が閉じられた後に、比較的長い時間が経過すると、再び第１弁５１を開くことを可能とする。これにより、急速な給油が再度可能とされる。

　図５は、第１燃料槽３５内に燃料が溜められている状態で、再び給油が再開された状態を示している。給油作業者が給油を再開すると、燃料タンク２内の圧力が上昇する。通路１５および貫通穴１７を通して導入される燃料タンク２内の圧力は、第１燃料槽３５と第１フロート６１とによって形成されるサイホン通路３６内の燃料を、内側に向けて押し出す。

　このとき、燃料が通路１５内を再び上昇することもある。通路１５内を上昇する燃料は、通路１５内の空気を第１燃料槽３５内に押しこむ。この結果、第１燃料槽３５と第１フロート６１とによって形成されるサイホン通路３６内の燃料が内側に向けて押し出される。

　第１燃料槽３５内の燃料は、通路１５内の燃料が上端縁３２を乗り越える前に、上端縁４２を乗り越え、第２燃料槽４５へ流れ込む。第２燃料槽４５内の燃料液位が第２閉弁液位ＣＰＨに到達し、上回ると、第２フロート７１は、第２弁５２を閉弁させる。

　第１弁５１が閉弁状態にあり、かつ、第２弁５２が閉弁状態にあるとき、制御弁３は、燃料タンク２内と通路７との連通を、第１制限状態よりさらに制限する。この状態は、第２制限状態と呼ばれる。第２制限状態において制御弁３が許容する流量は、第１制限状態において制御弁３が許容する流量より小さい。第２制限状態は、遮断状態を含む。この実施形態では、第１弁５１が閉弁状態にあり、かつ、第２弁５２が閉弁状態にあるとき、制御弁３は、燃料タンク２内と通路７との連通を遮断している。なお、制御弁３は、実質的に追加給油を許さない程度に、わずかな漏れ流量を許容してもよい。

　第２制限状態において、制御弁３が許容する空気流量は、ゼロか、またはきわめて小さい。この結果、制御弁３が許容する空気流量は、急速な給油を許容しないことはもちろん、ゆっくりの給油も許容しない。給油作業者が、ゆっくりの給油を試みても、給油装置５の自動停止機構がすぐに反応し、給油装置５からの給油が自動的に停止される。給油作業者は、燃料タンク２を燃料で満たそうとしてゆっくりの給油を繰り返して試みるかもしれない。しかし、給油装置５の自動停止も繰り返される。この結果、給油作業者は、やがて、追加給油を諦める。

　図６は、給油装置５が自動停止した後の状態を示す。ゆっくりの給油が停止すると、貫通穴１７から空気が導入されるから、通路１５内の燃料は燃料タンク２内に流れ落ちる。第１燃料槽３５および第２燃料槽４５の中には、燃料が溜められている。第１燃料槽３５内の燃料の一部は、サイホン作用によって第２燃料槽４５へ移動したから、第１燃料槽３５の液位は第１閉弁液位ＣＰＬを下回ることがある。この場合、第１フロート６１の浮力が減少する。しかし、第２燃料槽４５に溜められた燃料によって第２フロート７１が浮力を得るとともに、第２弁５２を閉弁することによって第１フロート６１を押し上げる。この結果、第１弁５１と第２弁５２との両方が閉弁状態となる。

　第１燃料槽３５内の燃料は、比較的長い時間を経過すると、貫通穴３４から排出される。第２燃料槽４５内の燃料は、乗り物が移動すると、可動弁体４６が貫通穴４４を開くから、貫通穴４４から排出される。これにより、第１フロート６１と第２フロート７１とは下降し、第１弁５１および第２弁５２が開かれる。この結果、制御弁は、急速な給油が可能な初期状態に戻る。

　図４において、第１弁５１が閉弁しているとき、燃料蒸気処理装置４に起因する通路７内の空気圧力の脈動が発生する場合がある。このような空気脈動は、第１フロート６１などの可動部材を脈動的に振動させ、振動および／または騒音を生じることがある。この実施形態では、複数の貫通穴１７、６４、絞り通路６６の大きさと、第１燃料槽３５とが、第１フロート６１の脈動的な振動の抑制に貢献している。

　貫通穴１７は、貫通穴６４よりも大きい通路断面積を有している。貫通穴１７は、絞り通路６６よりも大きい通路断面積を有している。貫通穴１７の通路断面積は、絞り通路６６の通路断面積の約２倍である。貫通穴１７の通路断面積は、貫通穴６４の通路断面積の約１０倍である。このような大きい貫通穴１７は、燃料タンク２内の圧力をケース１１、１２内に導入しやすくする。同時に、小さい絞り通路６６は、通路７からの脈動の伝達を抑制する。これにより、脈動に起因する第１フロート６１および第１弁５１の振動的な挙動が抑制される。

　第１弁５１を駆動する第１フロート６１は、第１弁５１が閉弁状態にあるとき、第１燃料槽３５内の燃料に浸漬されている。このため、第１燃料槽３５内の燃料が第１フロート６１の振動的な挙動を抑制する。例えば、第１フロート６１が第１燃料槽３５内で沈降すると、第１燃料槽３５は独立した液溜めであるから、燃料の液面が上昇して浮力を増加させて沈降に抗することができる。

　この実施形態によると、小型の制御弁３が提供される。２つの弁５１、５２を開閉するための第１フロート６１、第１燃料槽３５、第２フロート７１、第２燃料槽４５が内外二重に配置されるから、制御弁３は、高さ方向に関して小型である。高さ方向に関して小型の制御弁３は、管としての高さを小さくできるから、燃料タンク２の高い位置まで燃料を入れることができる。同時に、制御弁３は、径方向に関しても小型である。

　この実施形態によると、サイホン通路３６は、燃料を押し上げるから、第２燃料槽４５を高い位置に配置することができる。この構成も、管としての高さを小さくするために貢献する。

　この実施形態によると、すべてのフロートの挙動が安定化される。第１燃料槽３５は、第１フロート６１の挙動を安定化する。第２燃料槽４５は、第２フロート７１の挙動を安定化する。これにより、フロートの脈動的な振動に起因する振動および音が抑制される。また、絞り通路６６と、比較的大きい貫通穴１７とは、燃料蒸気処理装置４に起因する空気脈動の第１フロート６１への影響を抑制する。これにより、第１フロート６１の脈動的な振動が抑制される。

　他の実施形態
　この明細書における開示は、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、２つのフロート式の弁５１、５２が、内外二重に配置されている。特に、第１弁５１に関連する第１燃料槽３５と第１フロート６１とが径方向外側に配置されている。これに代えて、第１弁５１に関連する部材を、第２弁５２に関連する部材の径方向内側に配置してもよい。また、上記実施形態では、ケース１３の径方向外側に通路１５が設けられている。これに代えて、ケース１３の中央に通路を設けて燃料タンク２内の空気および燃料を導入してもよい。このように、内外二重の配置は、多様な変形が可能である。

　上記実施形態では、２つのフロート式の弁５１、５２が、内外二重に配置されている。これに代えて、図７に図示される制御弁２０３が採用されてもよい。図７は、図５に相当する状態を示している。制御弁２０３は、燃料タンク２の上部に並べて配置された第１弁５１と第２弁５２とを有する。この場合も、サイホン通路３６は、通路１５と第２燃料槽４５との間に配置される。サイホン通路３６は、サイホン通路３６に溜められた燃料を押し上げて第２燃料槽４５へ供給するから、第２燃料槽４５を比較的高い位置に配置することを可能とする。

　上記実施形態では、ケース１１、１２の下端の開口部１４は、燃料タンク２内に大きく開口している。これに代えて、開口部１４に、燃料の飛沫の進入を阻止するバッフル板が設けられてもよい。

 

Claims (10)

1. 　燃料タンク内に空気室を形成する燃料タンク用通気制御弁において、
   　下部に燃料を導入するための開口部（１４）を有する筒状のケース（１１、１２）と、
   　前記燃料タンクの内部と外部とを前記ケース内を経由して連通する通路（１５、１６、３６、６６）の通路断面積を、開放状態から前記開放状態より通路断面積が規制された第１規制状態に切り替える第１フロート弁（３５、５１、６１）と、
   　前記通路の通路断面積を前記第１規制状態から前記第１規制状態よりさらに通路断面積規制された第２規制状態に切り替える第２フロート弁（４５、５２、７１）とを備え、
   　前記第１フロート弁と前記第２フロート弁とが内外二重に配置されている燃料タンク用通気制御弁。
2. 　前記第１フロート弁は、
   　前記ケース内から供給される燃料を溜めることができるカップ状の第１燃料槽（３５）と、
   　前記第１燃料槽の中に配置され、燃料に浮く第１フロート（６１）と、
   　前記第１フロートが燃料に浮いていないときに前記開放状態を提供し、前記第１フロートが燃料に浮いているときに前記第１規制状態を提供する第１弁（５１）とを有し、
   　前記第２フロート弁は、
   　前記ケース内から供給される燃料を溜めることができるカップ状の第２燃料槽（４５）と、
   　前記第２燃料槽の中に配置され、燃料に浮く第２フロート（７１）と、
   　前記第２フロートが燃料に浮いていないときに前記第１規制状態を提供し、前記第２フロートが燃料に浮いているときに前記第２規制状態を提供する第２弁（５２）とを有する請求項１に記載の燃料タンク用通気制御弁。
3. 　前記第１燃料槽は、前記第２燃料槽の径方向外側に、前記第２燃料槽を囲むように配置されており、
   　前記第１フロートは、前記第１燃料槽の中に配置される筒状の側壁（６２）と、前記側壁の上部に設けられた天井壁（６３）とを有しており、
   　前記第２フロートは、前記第１フロートの径方向内側に配置されており、
   　前記第１弁は、前記第１フロートと前記ケースとの間に形成されており、
   　前記第２弁は、前記第１フロートと前記第２フロートとの間に形成されている請求項２に記載の燃料タンク用通気制御弁。
4. 　前記通路は、前記第１燃料槽と前記側壁との間に区画形成され、環状に延びる断面Ｕ字状のサイホン通路（３６）を有している請求項３に記載の燃料タンク用通気制御弁。
5. 　前記ケースは、上部に前記ケースの内外を連通する貫通穴（１７）を有しており、
   　前記天井壁は、前記通路を提供する絞り通路（６６）を有しており、
   　前記貫通穴は、前記絞り通路より大きい通路断面積を有している請求項３または請求項４に記載の燃料タンク用通気制御弁。
6. 　前記ケースは、前記第１燃料槽と前記第２燃料槽とを区画形成するインナケース（１３）を有しており、
   　前記インナケースは、
   　前記第２燃料槽を区画形成する内壁（４１）と、
   　前記内壁の径方向外側に位置し、前記第１燃料槽を区画形成する外壁（３１）とを有している請求項２から請求項５のいずれかに記載の燃料タンク用通気制御弁。
7. 　前記内壁の上端縁（４２）は、前記外壁の上端縁（３２）より低い請求項６に記載の燃料タンク用通気制御弁。
8. 　燃料タンク内に空気室を形成する燃料タンク用通気制御弁において、
   　下部に燃料を導入するための開口部（１４）を有する筒状のケース（１１、１２）と、
   　前記ケース内から供給される燃料を溜めることができるカップ状の第１燃料槽（３５）と、
   　前記第１燃料槽の中に配置され、燃料に浮く第１フロート（６１）と、
   　前記第１フロートによって操作され、前記燃料タンクの内部と外部とを前記ケース内を経由して連通する通路（１５、１６、３６、６６）の通路断面積を、開放状態から前記開放状態より通路断面積が規制された第１規制状態に切り替える第１弁（５１）と、
   　前記ケース内から供給される燃料を溜めることができるカップ状の第２燃料槽（４５）と、
   　前記第２燃料槽の中に配置され、燃料に浮く第２フロート（７１）と、
   　前記第２フロートによって操作され、前記通路の通路断面積を前記第１規制状態から前記第１規制状態より通路断面積が規制された第２規制状態に切り替える第２弁（５２）とを備える燃料タンク用通気制御弁。
9. 　前記通路は、前記ケース内と前記第２燃料槽とを連通しており、内部に燃料を溜めることができるサイホン通路（３６）を有している請求項８に記載の燃料タンク用通気制御弁。
10. 　前記ケースは、上部に前記ケースの内外を連通する貫通穴（１７）を有しており、
    　前記通路は、前記第１弁および前記第２弁が前記第１規制状態にあるときに前記燃料タンクの内部と外部とを連通する絞り通路（６６）を有しており、
    　前記貫通穴は、前記絞り通路より大きい通路断面積を有している請求項８または請求項９に記載の燃料タンク用通気制御弁。
    
     

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