JP2019038361A - 弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フロート弁上方に残留した燃料を落下させやすく且つ通気孔から流入した燃料が燃料タンク外へ漏れるのを抑制できる弁装置を提供する。【解決手段】この弁装置１０は、周壁３１及び仕切壁３２を有し、下方に弁室Ｖ、上方に通気室Ｒが設けられ、仕切壁３２に開口部３３が形成されてなるハウジング２０と、フロート弁５０とを有し、仕切壁３２には、弁室Ｖ内に連通するが通気室Ｒ内には連通しない、通気孔４０が形成され、仕切壁３２の弁室Ｖ側の面には、第１規制壁４１が周壁３１から離間して設けられており、ハウジング２０の軸方向から見たときに、通気孔４０は、周壁３１と前記第１規制壁４１との間に配置されている。【選択図】図６

Description

本発明は、フロート弁を有し、燃料流出防止弁等として用いられる、弁装置に関する。

例えば、自動車の燃料タンクには、開口部を形成した仕切壁を上方に設けると共に、仕切壁下方に弁室を設けたハウジングと、弁室内に収容されるフロート弁とを備えた、弁装置が取付けられていることが多い。この弁装置は、自動車の旋回や傾斜等により、燃料が上昇したときに、フロート弁が上昇して開口部を閉じ、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、燃料流出防止弁として機能する。

しかし、上記弁装置では、車両の揺動等によって、弁室内に流入した燃料が、上昇したフロート弁と仕切壁との間に残留しやすい。そのため、傾斜した車が水平に戻り、フロート弁が開口部から離れたときに、フロート弁に付着した燃料が、開口部に流入して、燃料タンク外へ漏れることがあった。

このような不都合を是正可能な弁装置として、例えば、下記特許文献１には、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、底部に弁室に連通する連通口を設けたハウジングと、弁室内に昇降可能に配置されるフロート弁とを備え、ハウジングに形成された肩状壁部に、ハウジングの軸方向に貫通して弁室に連通する第１通気孔が設けられた構造をなす、弁装置が記載されている。

また、ハウジングの周壁の、肩状壁部寄りの位置に、弁室内に連通する第２通気孔が形成されており、更に弁室内には、第２通気孔を覆うように、ハウジング内周に対して所定隙間を介して周方向に延びる、規制壁が形成されている（特許文献１の図３参照）。そして、車両が傾斜してフロート弁が上昇し、フロート弁に燃料が付着した状態で、傾斜した車両が水平に戻る際には、第１通気孔から空気が流入して、燃料を下方に押し出すようになっている。

特開２０１６−１９６２４５号公報

上記特許文献１に記載の弁装置の場合、自動車が旋回したり傾斜したりして、燃料タンク内の燃料が揺動したときに、燃料が第１通気孔から弁室内に流入し、フロート弁の上面に付着する可能性があった。このように、フロート弁上面に付着した燃料は、傾斜した車が水平に戻ってフロート弁が開口部から離れた直後の、まだタンク内圧が高い開口部に吸引されるように流入して、燃料タンク外へ漏れてしまう可能性があった。

したがって、本発明の目的は、フロート弁上方に残留した燃料を落下させやすく、かつ、通気孔から流入した燃料が開口部を通じて燃料タンク外へ漏れるのを抑制することができる、弁装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の弁装置は、筒状をなす周壁及び仕切壁を有し、該仕切壁を介して、その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、前記仕切壁に前記弁室及び前記通気室を連通させる開口部が形成されてなるハウジングと、前記弁室内に昇降可能に配置され、前記開口部を接離するフロート弁とを有し、前記仕切壁には、前記弁室内に連通するが前記通気室内には連通しない、通気孔が形成され、前記仕切壁の弁室側の面には、前記第１規制壁が前記周壁から離間して設けられており、前記ハウジングの軸方向から見たときに、前記通気孔は、前記周壁と前記第１規制壁との間に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、ハウジングの仕切壁に、弁室内に連通するが通気室内には連通しない通気孔が形成されているので、車両の傾斜等によって、燃料タンク内の燃料が揺動して弁室内に入り込み、弁室内のフロート弁上方に燃料が残留しても、通気孔から流入する空気によって、燃料を下方に押し出して落下させやすくすることができる。また、仕切壁の弁室側の面には、第１規制壁が周壁から離間して設けられており、ハウジングの軸方向から見たときに、通気孔は、周壁と第１規制との間に配置されているので、燃料の揺動等によって通気孔から流入した燃料が、第１規制壁に衝突して、周壁側に拡散されやすくなり、フロート弁に燃料を付着させにくくすることができ、その結果、燃料が開口部を通じて通気室内へと流入して、燃料タンク外へ漏れることを抑制することができる。

本発明に係る弁装置の、一実施形態を示す分解斜視図である。 同弁装置の斜視図である。 同弁装置を構成するハウジングの斜視図である。 同弁装置を構成するハウジングの平面図である。 同弁装置を構成するハウジングの底面図である。 図４のＡ−Ａ矢示線における断面斜視図である。 図６を異なる方向から見た場合の断面斜視図である。 同弁装置において、フロート弁が下降して開口部が開いた状態の、図４のＡ−Ａ矢示線での断面図である。 同弁装置において、フロート弁が上昇して開口部が閉じた状態の、図４のＡ−Ａ矢示線での断面図である。 （ａ）は同弁装置において、燃料が揺動した状態の要部断面説明図であり、（ｂ）は同弁装置において、燃料が揺動した状態から水平状態に戻ったときの、要部断面説明図である。 弁装置の揺動試験を示しており、（ａ）は燃料液面が水平状態の場合の説明図、（ｂ）は燃料タンクを燃料液面に対して２６．６°傾けた場合の説明図である。

以下、図１〜１０を参照して、本発明に係る弁装置の一実施形態について説明する。なお、以下の説明において、「燃料」とは、液体の燃料（燃料の飛沫も含む）を意味し、「燃料蒸気」とは、蒸発した燃料を意味するものとする。

図１及び図８に示すように、この実施形態における弁装置１０は、上方が仕切壁３２で閉塞され、下方が開口した筒状をなしたハウジング本体３０と、該ハウジング本体３０の下方開口部に装着されるキャップ６０とからなる、ハウジング２０を有している。また、図１に示すように、前記キャップ６０は、その底部に連通口６１が形成されており、側壁に係止孔６３が設けられている。

前記ハウジング本体３０は、略円筒状をなす周壁３１を有しており、その上方の周縁部に仕切壁３２が配置されている。この仕切壁３２により、周壁３１の上方開口が閉塞されている。また、図６〜８に示すように、この実施形態における仕切壁３２は、径方向中央が高く隆起し、外径方向に向けて次第に低くなるような、略円錐形の板状をなしている。更に仕切壁３２の径方向中央には、開口部３３が形成されている。また、開口部３３の裏面側周縁は、下方に向けて突出した弁座となっている（図６及び図８参照）。更に周壁３１の下方部分に、係止爪３４が形成されている。

なお、仕切壁は、周壁３１の軸方向途中に設けられていてもよく、その形状も単なる円板状等としたり、或いは、中央部が筒状に隆起して、その周縁部に段状をなす壁部（肩状壁部）を有するような形状としてもよく、位置や形状は特に限定されない。

そして、周壁３１の係止爪３４を、キャップ６０の係止孔６３に係止させることで、ハウジング本体３０の下方にキャップ６０が装着されて、図８及び図９に示すように、仕切壁３２を介して、その下方に燃料タンク１の内部に連通する弁室Ｖが形成されるようになっている。

この弁室Ｖ内には、前記キャップ６０との間に、スプリング５５を介在させて、フロート弁５０が昇降可能に配置されている。このフロート弁５０の上方中央からは、山型突起状をなした弁頭５１が突設されており、フロート弁５０の昇降動作に伴って、該弁頭５１が仕切壁３２の開口部３３の内周に接離するようになっている（図９及び図１０参照）。

一方、仕切壁３２の上方には、燃料タンク１の外部に配置されるキャニスター等に連通する、図示しないチューブを接続するための、接続管３５が設けられている。この接続管３５は、その基端側が仕切壁３２の径方向中央に連結され、基端側の内部空間が開口部３３に連通していると共に、略円錐形状の仕切壁３２に沿って斜め下方に向けて延びており、仕切壁３２の外周から所定長さ突出している。この実施形態では、接続管３５の基端側の内部空間が、仕切壁３２を介して、その上方に形成され、燃料タンク外に連通する、通気室Ｒをなしている。なお、例えば、仕切壁がハウジング本体の軸方向途中に設けられているような場合は、ハウジング本体の仕切壁よりも上方部分が通気室をなすこととなる。

また、周壁３１の上方外周には、複数のタンク取付部３７が設けられている。このタンク取付部３７に、例えば、燃料タンク１の上壁内面に溶着される図示しないブラケットに設けた取付爪３が係合することで、燃料タンク１の内部に、弁装置１０が取付けられるようになっている。なお、図１や図８〜１０においては、説明の便宜上、ブラケットは省略している。また、この実施形態の弁装置は、その全体が燃料タンク１の内部に配置されているが、ハウジング上部にフランジ等を設けて、該フランジを介して、燃料タンクの取付孔の表側周縁に取付けて、燃料タンク外部に、キャニスターとの接続用の接続管が配置される構造としてもよい。

そして、この弁装置１０においては、図２，６，８に示すように、仕切壁３２には、弁室Ｖ内に連通するが通気室Ｒ内には連通しない、通気孔４０が形成されている。図３や図５を併せて参照すると、この実施形態の通気孔４０は、周壁３１の内周に隣接した位置であって、周壁３１の周方向に沿って均等な間隔をあけて配置されている。ここでは、図５に示すように、ハウジング２０の軸方向から見たときに、開口部３３と接続管３５とを結び、接続管３５の軸方向を通る線分Ｌを挟んで、一方の側部Ｓ１及び他方の側部Ｓ２に、２つの通気孔４０，４０がそれぞれ形成されており、合計で４つの通気孔４０が形成されている。また、各通気孔４０は、円筒状の周壁３１に沿って延びる長孔状をなしている。

更にこの弁装置１０においては、図５に示すように、仕切壁３２の弁室Ｖ側の面には、第１規制壁４１が周壁３１から離間して設けられており、ハウジング２０の軸方向から見たときに、通気孔４０は、周壁３１と第１規制壁４１との間に配置されている。この実施形態における第１規制壁４１は、ハウジング２０の軸方向から見たときに、通気孔４０よりも、仕切壁３２の内径側に配置され、かつ、仕切壁３２の径方向において、通気孔４０に対向する部分を有している。

図３，５，７等に示されるように、この実施形態の第１規制壁４１は、前記周壁３１の内周から、少なくとも前記通気孔４０の幅（仕切壁３２の径方向における長さを意味する）を空けて、仕切壁３２の内径側に配置され、かつ、仕切壁３２の弁室Ｖ側の面から、周壁３１の軸方向に沿って所定長さで延びている。

また、図５に示すように、ハウジング２０の軸方向から見たときに、第１規制壁４１は、周壁３１の内周に沿って略円弧状をなすように、周壁３１の周方向に所定長さで延びていると共に、長孔状をなした通気孔４０の周方向長さ（仕切壁３２の周方向に沿った長さを意味する。以下の説明でも同様）よりも長く形成されている。そして、この第１規制壁４１の周方向中央部分が、仕切壁３２の径方向において、通気孔４０に対向する部分をなしている。

なお、第１規制壁の形状や形成位置等や、通気孔の形状や形成位置等は、上記態様に限定されるものではない。例えば、第１規制壁としては、円弧状ではなく平坦面状の板状等であってもよく、また、通気孔としては、丸孔や角孔、楕円形孔等であってもよく、その個数も特に限定されない。すなわち、第１規制壁は、周壁から離間して設けられていればよく、また、通気孔は、ハウジングの軸方向から見たときに、周壁と第１規制との間に配置されていればよい。

また、図６〜９に示すように、ハウジング２０内には、通気孔４０に対して、ハウジング２０の軸方向に所定長さ離間して、対向して配置される第２規制壁４３が設けられている。

図３や図５を併せて参照すると、この実施形態における第２規制壁４３は、前記周壁３１の周方向に沿って細長く延びる長板状をなしている。また、図５に示すように、第２規制壁４３は、ハウジング２０の軸方向から見たときに、通気孔４０の一部を露出させる切欠き部４４を有している。この実施形態では、図５に示すように、第２規制壁４３の、仕切壁３２の周方向に沿った両側部に、切欠き部４４，４４が形成されており、第２規制壁４３の、仕切壁３２の周方向に沿った長さは、通気孔４０の周方向長さよりも短く形成されている。また、この第２規制壁４３は、第１規制壁４１の周方向のほぼ中央に配置されている。その結果、第２規制壁４３は、ハウジング２０の軸方向に見たときに、その周方向両側の切欠き部４４，４４から、通気孔４０の一部（ここでは通気孔４０の、仕切壁３２の周方向に沿った両側部）が露出されるようになっている。

また、この実施形態における第２規制壁４３は、第１規制壁４１と、ハウジング２０の周壁２１とを連結するように設けられている。この実施形態では、図５に示すように、第２規制壁４３の、仕切壁３２の径方向内側に位置する端部４３ａが、前記第１規制壁４１の、周壁３１との対向面に連結されており、同第２規制壁４３の、仕切壁３２の径方向外側に位置する端部４３ｂが、周壁３１の内周面に連結されている。図６や図７に示すように、この実施形態では、第２規制壁４３の端部４３ａが、第１規制壁４１の軸方向先端部に連結され、同第２規制壁４３の端部４３ｂが、前記端部４３ａと第１規制壁４１の連結箇所と同じ軸方向高さで、周壁３１に連結されている。

なお、第２規制壁の形状や形成位置等は、上記態様に限定されるものではない。例えば、第２規制壁を、第１規制壁の軸方向先端ではなく軸方向途中に設けたり、また、通気孔の周方向長さよりも長く形成して、通気孔全体をカバーできるようにしてもよい。更に、第２規制壁は、通気孔の周方向ほぼ中央ではなくとも、仕切壁の周方向や径方向に位置ずれして配置してもよい。すなわち、第２規制壁は、通気孔に対して、ハウジングの軸方向に離間して対向して配置されていればよく、また、ハウジングの軸方向から見たときに、切欠き部が、通気孔の一部を露出させるように配置（言い換えると、通気孔に対して、第２規制壁の少なくとも一部が、ハウジングの軸方向において重なる（ラップする）ように配置）されていることが好ましい。更に、この実施形態の切欠き部は、第２規制壁の周方向両側部に設けられているが、切欠き部としては、例えば、丸孔や角孔、スリット等として、第２規制壁の周方向途中や周方向中央部、或いは、第２規制壁の仕切り壁の径方向内側や外側等に、１個又は複数個設けてもよく、特に限定はされない。

また、図３、図５、及び図７に示すように、前記第１規制壁４１の周方向一端部には、連結壁４５が配置されている。更にこの連結壁４５は、周壁３１の内周に連結されており、第１規制壁４１の剛性向上に寄与している。ここでは図５に示すように、ハウジング２０の軸方向から見たときに、開口部３３と接続管３５とを結び、接続管３５の軸方向を通る線分Ｌを挟んで、一方の側部Ｓ１及び他方の側部Ｓ２に、それぞれ配置された第１規制壁４１，４１の、周方向に隣接する端部に、前記連結壁４５，４５が配置されている。また、各連結壁４５は、前記線分Ｌに対して直交するように配置されている（図５参照）。なお、各第１規制壁４１の、連結壁４５が配置されていない周方向他端部は、開口している。

次に、上記構成からなる本発明の弁装置１０の作用効果について説明する。

図８に示すように、燃料タンク１内の燃料液面が上昇せず、フロート弁５０が燃料に浸漬されていない状態では、仕切壁３２の開口部３３が開いている。そのため、車両の走行等によって、燃料タンク１内に生じる燃料蒸気は、キャップ６０の連通口６１（図１参照）、弁室Ｖ、開口部３３を通過して、通気室Ｒ内へと流れて、接続管３５を介してキャニスターに送られて、燃料タンク１内の圧力の上昇が抑制される。

そして、図１０（ａ）に示すように、車両が、カーブを曲がったり、凹凸のある道や坂道等を走行したり、あるいは事故によって転倒したりして、燃料タンク内の燃料が激しく揺動して燃料液面が上昇すると、スプリング５５の付勢力及びフロート弁５０自体の浮力によって、フロート弁５０が上昇し、図９に示すように、弁頭５１が仕切壁３２の開口部３３の内周に当接して、同開口部３３を閉塞するので、燃料が開口部３３を通じて通気室Ｒ内に流入することが阻止されて、燃料タンク１の外部への燃料漏れを防止することができる。

また、図１０（ａ）に示すように、燃料タンク１内の燃料が揺動することによって、弁室Ｖ内に流入した燃料は、弁室Ｖの上部、すなわち、ハウジング２０の仕切壁３２や周壁３１と、上昇したフロート弁５０との間の空間に入り込む。

その後、図１０（ｂ）に示すように、車両が水平状態に戻っても、すぐにはフロート弁５０が下降せず、弁頭５１が開口部３３に当接して、開口部３３を閉じた状態が維持され、弁室Ｖ内のフロート弁５０の上方（仕切壁３２や周壁３１と、フロート弁５０上方との間の空間）に、燃料が残留した状態となっている。

このとき、この弁装置１０においては、仕切壁３２には、弁室Ｖ内に連通するが通気室Ｒ内には連通しない、通気孔４０が形成されているので、フロート弁５０が下降して開口部３３を開く前から、図１０（ｂ）の矢印に示すように、通気孔４０の上方開口から空気が流入して、弁室Ｖ内のフロート弁５０の上方に残留した燃料を、下方に向けて押し出して落下させやすくすることができる。

一方、前述したような理由で燃料タンク内の燃料が激しく揺動すると、弁装置１０のハウジング２０の上方にも燃料が侵入することがあり、その場合には、ハウジング２０の通気孔４０から燃料が勢いよく流入することがある。

しかし、この弁装置１０においては、図５に示すように、仕切壁３２の弁室Ｖ側の面には、第１規制壁４１が周壁３１から離間して設けられており、ハウジング２０の軸方向から見たときに、通気孔４０は、周壁３１と第１規制壁４１との間に配置されている。そのため、燃料の揺動等によって、通気孔４０から流入した燃料が、第１規制壁４１に衝突して、周壁３１側に拡散されやすくなるので、フロート弁５０の上面に衝突して跳ね返ったりすることを阻止できると共に、フロート弁５０に燃料をより付着させにくくすることができ、燃料が開口部３３を通じて通気室Ｒ内へと流入して、燃料タンク外へ漏れることを抑制することができる。

更に図６〜９に示すように、ハウジング２０内には、通気孔４０に対して、ハウジング２０の軸方向に離間して、対向して配置される第２規制壁４１が設けられているので、燃料の揺動等によって、通気孔４０から流入した燃料が、第１規制壁４１に加えて、第２規制壁４３にも衝突して、周壁３１側により拡散されやすくすることができ、フロート弁５０に燃料をより付着させにくくして、燃料の燃料タンク外へ漏れを、より効果的に抑制することができる。

また、この実施形態においては、図５に示すように、第２規制壁４３は、ハウジング２０の軸方向から見たときに、通気孔４０の一部を露出させる切欠き部４４を有しているので、該切欠き部４４によって、通気孔４０から流入した燃料を通過させやすくすることができ、通気孔４０の通気抵抗が増大することを抑制しつつ、燃料の揺動等によって、通気孔４０から流入する燃料を、周壁３１側に拡散させる効果を付与することができる。

更に、この実施形態においては、図６や図７に示すように、第２規制壁４３は、第１規制壁４１と、ハウジング２０の周壁２１とを連結するように設けられているので、燃料の揺動等によって、通気孔４０から流入する燃料を、周壁３１に沿って拡散しやすくすることができると共に、第１規制壁４１と第２規制壁４３との剛性を向上させることができる。

また、この実施形態においては、図３や図５に示すように、第２規制壁４３は、ハウジング２０の周壁３１に沿って延びると共に、通気孔４０は、ハウジング２０の周壁３１に沿って延びる長孔状をなしているので、通気孔４０の通気面積を確保しつつ、第１規制壁４１をハウジング２０の周壁３１に近づけて設けることができ、ハウジング２０のコンパクト化を図ることができる。

なお、上記実施形態における弁装置１０は、そのフロート弁５０が、燃料の揺動等によって燃料タンク内の液面が異常に上昇したときに、開口部３３を閉塞して、燃料の外部漏出を防ぐ、いわゆる燃料流出防止弁として機能するものであるが、燃料タンク内の液面が設定された満タン液面に達すると、開口部３３を閉塞して、それ以上の過給油を防止する、いわゆる満タン規制弁としてもよく、特に限定はされない。

また、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。

フロート弁装置を燃料タンクにセットして、揺動試験をしたときに、開口部から燃料が
どの程度漏れるかを試験した。

（実施例１）
図１〜１０に示す弁装置と同様なハウジングやフロート弁等を備え、通気孔及び第１規制壁を有するが、第２規制壁は形成されていない、実施例１の弁装置を製造した。

（実施例２）
第１規制壁に加えて、図１〜１０に示す弁装置と同様の第２規制壁を形成し、それ以外は上記実施例１と同様の構造をなす、実施例２の弁装置を製造した。

（試験方法）
図１１（ａ）に示すように、燃料を充填した燃料タンク１内に、上記実施例１，２の弁装置を取付けて、図示しない傾斜試験装置により、次のサイクルで回転させた。

すなわち、図示しない供給管から、エアーを５Ｌ／ｍｉｎで燃料タンク１内に吹き込みつつ、まず左回りで、燃料液面に対して燃料タンク１が２６．６°傾くように燃料タンク１を回動させた後（図１１（ｂ）参照）、右回りさせて燃料液面を水平に戻すと共に、燃料液面に対して燃料タンク１が２６．６°傾くように燃料タンク１を回動させ、その後左回りさせて燃料液面を水平に戻す、という動作（これを１サイクルとする）を繰り返す。この１サイクルの動作を５．６秒で行い、これを７５サイクル（７分間）繰り返した。その際の開口部からの燃料の漏れ量を測定した。その結果を下記表１に示す。

その結果、実施例２の弁装置は、実施例１の弁装置に対して、開口部からの燃料漏れ量が少なく、第２規制壁が燃料漏れに寄与することが確認できた。

１ 燃料タンク
１０ 弁装置
２０ ハウジング
３０ ハウジング本体
３１ 周壁
３２ 仕切壁
３３ 開口部
４０ 通気孔
４１ 第１規制壁
４３ 第２規制壁
５０ フロート弁
６０ キャップ
Ｒ 通気室
Ｖ 弁室

Claims (5)

1. 筒状をなす周壁及び仕切壁を有し、該仕切壁を介して、その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、前記仕切壁に前記弁室及び前記通気室を連通させる開口部が形成されてなるハウジングと、
   前記弁室内に昇降可能に配置され、前記開口部を接離するフロート弁とを有し、
   前記仕切壁には、前記弁室内に連通するが前記通気室内には連通しない、通気孔が形成され、
   前記仕切壁の弁室側の面には、前記第１規制壁が前記周壁から離間して設けられており、前記ハウジングの軸方向から見たときに、前記通気孔は、前記周壁と前記第１規制壁との間に配置されていることを特徴とする弁装置。
2. 前記ハウジング内には、前記通気孔に対して、前記ハウジングの軸方向に離間して、対向して配置される第２規制壁が設けられている請求項１記載の弁装置。
3. 前記第２規制壁は、前記ハウジングの軸方向から見たときに、前記通気孔の一部を露出させる切欠き部を有する請求項２記載の弁装置。
4. 前記第２規制壁は、前記第１規制壁と、前記ハウジングの周壁とを連結するように設けけられている請求項２又は３記載の弁装置。
5. 前記第２規制壁は、前記ハウジングの周壁に沿って延びると共に、前記通気孔は、前記ハウジングの周壁に沿って延びる長孔状をなしている請求項２〜４のいずれか１つに記載の弁装置。

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