JP5146416B2 - 燃料遮断弁 - Google Patents

Description

本発明は、車両の燃料タンクの上部に配置されて、給油時の燃料タンク内の燃料蒸気を逃がすと共に燃料が所定液位になったときに燃料の流出を規制する燃料遮断弁に関する。

従来、この種の燃料遮断弁は、特許文献１に記載されているように、給油時に燃料蒸気をキャニスタ側に逃がすとともに、燃料が所定の満タン液位まで供給されたときに接続通路を閉じることにより燃料が外部に流出するのを防止している。こうした燃料遮断弁は、弁室を形成するケーシングと、弁室内に収納されたフロートとを備えている。ケーシングの下部には、燃料タンクと弁室とを連通し燃料を弁室に導入するための導入開口が形成されており、給油時に導入開口が燃料で塞がれたときに、弁室とタンク内圧との差圧で燃料を導入開口から弁室に導入して、フロートを上昇させて、接続通路を閉じている。

しかし、従来の燃料遮断弁では、ケーシングの下部の導入開口と、燃料タンクの上壁との距離が大きくなり、燃料タンク内に燃料のないデッドスペースができていた。こうした課題を解決するために、特許文献２に記載されているように、接続通路を開閉するメインフロートが閉弁する閉弁液位よりも高い位置に導入開口を配置するとともに、導入開口をサブフロートにより開閉する構成も知られている。こうしたサブフロートによる弁は、弁室からの燃料を排出するための排出弁を設ける必要があり、構成が複雑になっている。また、他の従来の技術では、サブフロートの高さの分だけ燃料液位が低くなり、デッドスペースを十分に小さくすることができず、また、導入開口の位置もサブフロートの配置によって規制されるために、燃料タンクの形状に応じて最適な位置に導入開口を設置することが難しいという問題があった。

特開２００４−８４４９６ 特開２００６−９７６７４

本発明は、上記従来の技術の問題点を解決することを踏まえ、弁室内の燃料を容易に排出することができる構成を簡単に実現し、燃料タンク内のデッドスペースを小さくすることができ、しかもフロート機構と離れた位置に満タン位置を検出する導入開口を簡単な構成で設置することができる燃料遮断弁を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
適用例１は、燃料タンクの上部に装着され、燃料タンク内と外部とを接続する接続通路を開閉することで燃料タンクと外部通路とを連通遮断する燃料遮断弁において、
上記接続通路と上記燃料タンク内とを接続する弁室を形成し、連通孔を有するケーシング本体を有するケーシングと、
上記ケーシング本体の上記連通孔に接続され上記燃料タンクの燃料蒸気を導入する導入開口を有し、該導入開口から燃料蒸気を上記連通孔を通じて上記弁室に導く導入通路を形成する通路形成部材と、
上記弁室に収納され、該弁室内の燃料が閉弁液位に達したときに上昇して上記接続通路を閉じるフロート機構と、
を備え、
上記導入開口は、上記連通孔よりも低い位置に形成され、
上記導入通路は、上記導入開口および上記連通孔よりも高い位置へ屈曲することで形成した上位通路を有し、
さらに、上記通路形成部材は、上記ケーシングの側壁部の外側を囲むように配置された側部通路形成部材を有し、該側部通路形成部材と上記ケーシング本体の側壁部との間であって上記導入開口より下方に配置された封止開口を有し、該封止開口が給油時における燃料で閉じられ、さらに燃料液位の上昇により、上記導入開口が燃料で閉じられたときに、タンク内圧と上記弁室内との圧力差により、上記封止開口を通じて燃料を上記弁室に導入するように気密状態に構成されていること、を特徴とする。

適用例１に記載の燃料遮断弁を用いた燃料タンクに燃料が供給されて、封止開口を塞ぐ燃料液位に達したときに、導入通路が気密状態になる。そして、導入開口を塞ぐ燃料液位に達したときに、燃料タンク内のタンク内圧を高くし、タンク内圧と弁室内との圧力差により、封止開口を通じて燃料が弁室内に流入する。そして、弁室内の燃料が所定の閉弁液位に達したときに、フロート機構が上昇して、接続通路を閉じる。このとき、タンク内圧の上昇をセンサが感知するか、フィラーパイプ内の燃料が給油ガンに到達したことを検知することで、給油ガンの給油を停止するオートストップを働かせることができる。

燃料が満タン液位より低い封止開口を塞ぐ液位にて、導入通路が気密状態となり、燃料がサイホン作用により弁室に導入可能な状態になる。このような封止開口は、開弁時に弁室の燃料を速やかに排出する。しかも、封止開口は、導入通路に気密状態を得るために小さな通路面積とする必要がなく、しかも、従来の技術で説明したような排出弁を設ける必要もないから、ケーシングなどの構成を簡単にすることができる。

また、通路形成部材は、満タン液位を検出する導入開口を、燃料タンクの形状に応じて、弁室を形成するケーシングと離れた位置に配置することができる。すなわち、通路形成部材の導入開口を燃料タンクの中央部に配置した場合には、車両の傾きの影響を低減することができ、つまり、車両の傾きがあっても、燃料液位が満タン液位に達するまでは、燃料遮断弁の弁室に燃料が入らず、フロート機構が上昇しないから、満タン液位を車両の傾きに無関係に一定の液位に設定することができる。しかも、導入開口を燃料タンクの中央部に設置すると、満タン液位は、燃料遮断弁のケーシング本体の下端の連通孔の位置より高くでき、燃料タンクのデッドスペースを低減し、その容量を増大させることができる。

さらに、通路形成部材は、導入開口より高い位置に配置された上位通路を有しているので、車両の一時的な傾きで燃料が導入開口を塞いでも、給油時以外にタンク内圧がさほど大きくならず、サイホン作用を誘起せず、弁室へ燃料を導かないので、燃料遮断弁が不用意な閉弁動作を起こすことがない。

本発明の一実施例にかかる燃料遮断弁を搭載した自動車の燃料タンクを示す断面図である。 図１の燃料遮断弁の付近を拡大した断面図である。 燃料遮断弁の閉弁状態を示す断面図である。 燃料遮断弁を分解した断面図である。 第３通路形成部を拡大した断面図である。 燃料遮断弁の作用を説明する説明図である。 本発明の他の実施例にかかる燃料遮断弁を搭載した自動車の燃料タンクを示す断面図である。

以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするために、以下本発明の好適な実施例について説明する。

（１） 燃料遮断弁１０の概略構成
図１は本発明の一実施例にかかる燃料遮断弁１０を搭載した自動車の燃料タンクＦＴを示す断面図である。図１において、燃料タンクＦＴは、扁平の樹脂製の燃料タンクであり、その表面がポリエチレンを含む複合樹脂材料から形成されており、そのタンク上壁ＦＴａに取付穴ＦＴｂが形成されている。このタンク上壁ＦＴａには、燃料遮断弁１０がその下部を取付穴ＦＴｂに突入した状態にて取り付けられ、さらに、通路形成部材５０が燃料タンクＦＴのほぼ中央部を貫通・突入している。燃料遮断弁１０は、給油時に燃料タンクＦＴ内の燃料が所定の満タン液位ＦＬ１まで上昇したときに封止開口を通じて、燃料を導入して、キャニスタへの流出を規制するとともにオートストップを機能させるものである。

（２） 燃料遮断弁１０の各部の構成
図２は図１の燃料遮断弁１０の付近を拡大した断面図、図３は燃料遮断弁１０の閉弁状態を示す断面図である。すなわち、燃料遮断弁１０は、図２の開弁状態から、図３に示すように給油により燃料が燃料タンクＦＴに供給されて、満タン液位ＦＬ１に達すると、通路形成部材５０の途中に形成した封止開口を通じて、燃料を導入して、オートストップを機能させるものである。図２および図３において、燃料遮断弁１０は、ケーシング２０と、通路形成部材５０と、フロート機構６０と、スプリング６８とを主要な構成として備え、これらのケーシング２０等は、ポリエチレン、ポリアミドやポリアセタールなどの樹脂から形成されている。

図４は燃料遮断弁１０を分解した断面図である。ケーシング２０は、ケーシング本体３０と、底部材３５と、蓋体４０とを備え、ケーシング本体３０と底部材３５とにより囲まれたスペースが弁室２０Ｓになっており、この弁室２０Ｓにフロート機構６０が収納されている。フロート機構６０は、スプリング６８に支持されている。

ケーシング本体３０は、円筒形状の側壁部３１と、側壁部３１の上部に一体に形成された上壁部３２とを備えている。側壁部３１の下部には、連通孔３１ａが形成されている。ケーシング本体３０の下部は、弁室２０Ｓを下方に開放する開口３０ａになっている。上壁部３２の中央部は、接続通路３２ａになっており、その開口周縁部に沿ってシール部３２ｂが形成されている。側壁部３１の側部には、フランジ３３が形成されている。フランジ３３の下面は、位置決め部３３ａで位置決めされて、燃料タンクＦＴのタンク上壁ＦＴａ（図２）に装着され、また、その上面には、蓋体４０を溶着するための環状溶着部３３ｂが形成されている。

底部材３５は、側壁部３１の下端の開口３０ａを閉じるように配置され、スプリング６８を介してフロート機構６０を支持する部材であり、円板状の底本体３５ａを備えている。底本体３５ａには、排出孔３５ｂが形成されている。また、底部材３５は、底本体３５ａの外周部から円筒状に突設された円筒体３５ｃを備え、その円筒体３５ｃの外周部に、係合爪３５ｄを備えている。

蓋体４０は、ケーシング本体３０の上部を覆う蓋本体４１と、蓋本体４１の側方から突出した管体４２とを備えている。なお、図４では、管体４２は、紙面の向こう側へ突出している状態を表わしている。管体４２内には、通路４２ａが形成されている。通路４２ａの一端は、接続通路３２ａを介して弁室２０Ｓに接続され、他端はキャニスタ側に接続されている。

図２に示すように、通路形成部材５０は、ケーシング本体３０の側壁部３１の連通孔３１ａから燃料タンクＦＴの外を通り、燃料タンクＦＴ内に突入した導入通路５０Ｐを形成する部材である。導入通路５０Ｐは、燃料タンクＦＴの燃料液位に応じて燃料蒸気を弁室２０Ｓに導入する通路である。通路形成部材５０は、第１通路形成部５１と、第２通路形成部５５と、第３通路形成部５６とを備え、これらにより、導入通路５０Ｐを構成する第１通路５１Ｐ、第２通路５５Ｐおよび第３通路５６Ｐを形成している。

第１通路形成部５１は、フランジ３３の下方から円筒状に突設され、ケーシング本体３０の外周側に配置された側部通路形成部材５２と、蓋体４０の側部に形成され、かつ蓋体４０の側方に突出した導出通路形成部材５３とを備えている。側部通路形成部材５２には、係合穴５１ａが形成され、係合穴５１ａに底部材３５の係合爪３５ｄを係合させて、底部材３５を保持している。また、側部通路形成部材５２は、ケーシング本体３０の側壁部３１および底部材３５の円筒体３５ｃを囲み、その間のスペースを、第１通路５１Ｐの一部を構成する環状通路５１Ｐａとしている。環状通路５１Ｐａは、連通孔３１ａに接続されている。環状通路５１Ｐａは、側部通路形成部材５２および底部材３５の下部に形成された封止開口５２ａを通じて燃料タンクＦＴ内に接続されている。

導出通路形成部材５３は、蓋体４０の側部へ管状に突設されており、第１通路５１Ｐの一部を構成する管通路５１Ｐｂを形成している。管通路５１Ｐｂは、一端が環状通路５１Ｐａに接続されている。導出通路形成部材５３の一端は、外部接続部５３ｂとなっている。

第２通路形成部５５は、樹脂チューブから形成され、第２通路５５Ｐ（上位通路）を構成しており、その一端部が外部接続部５３ｂに接続され、他端部が第３通路形成部５６に接続されている。

図５は第３通路形成部５６を拡大した断面図である。第３通路形成部５６は、第２通路形成部５５の端部に接続され、燃料タンクＦＴの内外をシールした状態で突入する通路を形成する継手部材であり、第３通路５６Ｐを形成する管本体５７と、管本体５７の外周部から円板状に突設され燃料タンクＦＴに溶着するための溶着部５８とを備えている。管本体５７は、第２通路形成部５５の端部を接続するための接続部５７ａと、燃料タンクＦＴに突入している導入管５７ｂとを備えている。導入管５７ｂの下端は、満タン液位ＦＬ１を定める導入開口５７ｃになっている。導入開口５７ｃは、図２の連通孔３１ａよりも低い位置に配置されている。

図４において、フロート機構６０は、円筒状のフロート６１と、フロート６１の上部に配置されたゴム製の弁体６５とを備えている。フロート６１は、下方に開放した浮力室６１Ｓを有する。フロート６１の中央上部には、弁取付部６１ａが突設されている。弁取付部６１ａに弁体６５が取り付けられている。弁体６５はシール部３２ｂに着離する。

（３）燃料遮断弁１０の動作
次に、燃料遮断弁１０の動作について説明する。図２に示すように、給油により燃料タンクＦＴ内に燃料が供給されると、燃料タンクＦＴ内の燃料液位の上昇につれて燃料タンクＦＴ内の上部に溜まっていた燃料蒸気は、排出孔３５ｂや、導入通路５０Ｐの環状通路５１Ｐａから連通孔３１ａなどの通路を通じて、弁室２０Ｓ内に入り、弁室２０Ｓから接続通路３２ａ、通路４２ａを通じて、キャニスタ側へ逃がされる。そして、燃料液位が封止開口５２ａに達して、燃料が封止開口５２ａを閉じると、導入通路５０Ｐは、導入開口５７ｃから連通孔３１ａまでほぼ気密状態となる。そして、図３に示すように、燃料タンクＦＴ内の燃料液位が所定の満タン液位ＦＬ１に達して、第３通路形成部５６の第３通路５６Ｐの導入開口５７ｃを塞ぐことにより、燃料タンクＦＴ内のタンク内圧が上昇する。この状態では、タンク内圧と弁室２０Ｓ内の圧力との差圧が大きくなり、サイホン作用により、燃料が封止開口５２ａを通じて、弁室２０Ｓに流入する。そして、弁室２０Ｓ内の燃料液位が閉弁液位ｈ１に達すると、フロート６１の浮力およびスプリング６８の荷重による上方への力と、フロート６１および弁体６５の自重による下方への力との釣り合いによって、前者が後者を上回ったときにフロート６１と弁体６５とが一体になって上昇して、弁体６５がシール部３２ｂに着座して接続通路３２ａを閉じる。その結果、タンク内圧はさらに上昇して、インレットパイプ内の燃料液位が上昇して、燃料が給油ガンのノズルに接触すると、センサにより給油がストップする。これにより、燃料タンクＦＴへの給油の際に、燃料タンクＦＴから燃料蒸気を逃がすとともに燃料が燃料タンクＦＴ外へ流出するのを防止することができる。一方、燃料タンクＦＴの燃料液位が低下して、弁室２０Ｓ内の燃料が排出孔３５ｂや、連通孔３１ａ、環状通路５１Ｐａ、封止開口５２ａを通じて排出されると、フロート６１は、その浮力を減少して下降するから、弁体６５がシール部３２ｂから離座して接続通路３２ａを開ける。

（４） 燃料遮断弁１０の作用・効果
上記実施例にかかる燃料遮断弁１０により、以下の作用効果を奏する。
（４）−１ 図３に示すように、通路形成部材５０は、燃料タンクＦＴに燃料が供給され、封止開口５２ａを閉じ、さらに導入開口５７ｃを塞ぐ燃料液位に達したときに、タンク内圧を高くし、タンク内圧と弁室２０Ｓ内との圧力差により、導入通路５０Ｐを通じて燃料が弁室２０Ｓ内に流入することで、フロート機構６０が接続通路３２ａを閉じ、タンク内圧はさらに上昇してフィラーパイプ内の燃料液位を上昇させて、給油ガンの給油を停止するオートストップを働かせることができる。

（４）−２ 図１において、通路形成部材５０は、満タン液位ＦＬ１を検出する導入開口５７ｃを、燃料タンクＦＴの形状に応じて、弁室２０Ｓを形成するケーシング２０と離れた位置に適宜配置することができる。本実施例において、図６に示すように、通路形成部材５０の導入開口５７ｃを燃料タンクＦＴの中央部に配置した場合には、車両の傾きの影響を低減することができ、つまり、燃料タンクＦＴの傾き（約３゜）があっても、満タン液位ＦＬ１は、連通孔３１ａの上端が液没する液位ｈ２より低い位置に設定しておけば、通路形成部材５０を通じて連通孔３１ａから弁室２０Ｓに燃料が流入することなく、フロート機構６０が上昇しないから、満タン液位ＦＬ１を一定の液位に設定することができる。しかも、導入開口５７ｃを燃料タンクＦＴの中央部に設置すると、満タン液位ＦＬ１は、燃料遮断弁１０のケーシング本体３０の下端より高くでき、燃料タンクＦＴのデッドスペースを低減し、その容量を増大させることができる。

（４）−３ 図２に示すように、通路形成部材５０の第２通路５５Ｐは、燃料タンクＦＴの外に配策しているから、燃料タンクＦＴの内部に配置した部材と干渉せず、燃料タンクＦＴ内のスペースを有効に利用することができる。

（４）−４ 通路形成部材５０の第２通路形成部５５は、導入開口５７ｃより高い位置に配置された上位通路となっているので、車両の一時的な傾きで燃料が導入開口５７ｃを塞いでも、給油時以外にタンク内圧がさほど大きくならず、サイホン作用を誘起せず、弁室２０Ｓへ燃料を導かないので、燃料遮断弁１０が不用意な閉弁動作を起こすことがない。

図７は本発明の他の実施例にかかる燃料遮断弁１０Ｂを搭載した自動車の燃料タンクＦＴを示す断面図である。本実施例は、燃料遮断弁１０Ｂを燃料タンクＦＴ内に取り付ける、いわゆるインタンク式の燃料遮断弁１０Ｂの構成に特徴を有する。すなわち、燃料遮断弁１０Ｂは、その上部にケーシング２０Ｂと一体に形成した取付部２０Ｂａを介して燃料タンクＦＴに取り付けられている。また、通路形成部材５０Ｂは、燃料タンクＦＴ内であって、ケーシング本体３０Ｂの側方に配置され、導入開口５７Ｂｃを封止開口５２Ｂａよりも高い満タン液位ＦＬ１に配置している。このように、通路形成部材５０Ｂは、燃料タンクＦＴの外部を通る構成のほか、その内部に配策してもよい。

なお、この発明は上記実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
上記実施例では、底部材に排出孔を設けて、弁室内の燃料の排出を容易にしたが、これに限らず、封止開口を、弁室内の全ての燃料を排出することができる位置に設けることにより、排出孔をなくすことができる。

１０…燃料遮断弁
１０Ｂ…燃料遮断弁
２０…ケーシング
２０Ｂ…ケーシング
２０Ｓ…弁室
２０Ｂａ…取付部
３０…ケーシング本体
３０Ｂ…ケーシング本体
３０ａ…開口
３１…側壁部
３１ａ…連通孔
３２…上壁部
３２ａ…接続通路
３２ｂ…シール部
３３…フランジ
３３ａ…位置決め部
３３ｂ…環状溶着部
３５…底部材
３５ａ…底本体
３５ｂ…排出孔
３５ｃ…円筒体
３５ｄ…係合爪
４０…蓋体
４１…蓋本体
４２…管体
４２ａ…通路
５０…通路形成部材
５０Ｂ…通路形成部材
５０Ｐ…導入通路
５１…第１通路形成部
５１Ｐ…第１通路
５１ａ…係合穴
５１Ｐａ…環状通路
５１Ｐｂ…管通路
５２…側部通路形成部材
５２ａ…封止開口
５２Ｂａ…封止開口
５３…導出通路形成部材
５３ｂ…外部接続部
５５…第２通路形成部
５５Ｐ…第２通路
５６…第３通路形成部
５６Ｐ…第３通路
５７…管本体
５７ａ…接続部
５７ｂ…導入管
５７ｃ…導入開口
５７Ｂｃ…導入開口
５８…溶着部
６０…フロート機構
６１…フロート
６１Ｓ…浮力室
６１ａ…弁取付部
６５…弁体
６８…スプリング
ＦＴ…燃料タンク
ＦＴａ…タンク上壁
ＦＴｂ…取付穴

Claims (1)

1. 燃料タンク（ＦＴ）の上部に装着され、燃料タンク（ＦＴ）内と外部とを接続する接続通路（３２ａ）を開閉することで燃料タンク（ＦＴ）と外部通路とを連通遮断する燃料遮断弁において、
   上記接続通路（３２ａ）と上記燃料タンク（ＦＴ）内とを接続する弁室（２０Ｓ）を形成し、連通孔（３１ａ）を有するケーシング本体（３０）を有するケーシング（２０）と、
   上記ケーシング本体（３０）の上記連通孔（３１ａ）に接続され上記燃料タンク（ＦＴ）の燃料蒸気を導入する導入開口（５７ｃ）を有し、該導入開口（５７ｃ）から燃料蒸気を上記連通孔（３１ａ）を通じて上記弁室（２０Ｓ）に導く導入通路（５０Ｐ）を形成する通路形成部材（５０）と、
   上記弁室（２０Ｓ）に収納され、該弁室（２０Ｓ）内の燃料が閉弁液位（ｈ１）に達したときに上昇して上記接続通路（３２ａ）を閉じるフロート機構（６０）と、
   を備え、
   上記導入開口（５７ｃ）は、上記連通孔（３１ａ）よりも低い位置に形成され、
   上記導入通路（５０Ｐ）は、上記導入開口（５７ｃ）および上記連通孔（３１ａ）よりも高い位置へ屈曲することで形成した上位通路を有し、
   さらに、上記通路形成部材（５０）は、上記ケーシング（２０）の側壁部（３１）の外側を囲むように配置された側部通路形成部材（５２）を有し、該側部通路形成部材（５２）と上記ケーシング本体（３０）の側壁部（３１）との間であって上記導入開口（５７ｃ）より下方に配置された封止開口（５２ａ）を有し、該封止開口（５２ａ）が給油時における燃料で閉じられ、さらに燃料液位の上昇により、上記導入開口（５７ｃ）が燃料で閉じられたときに、タンク内圧と上記弁室（２０Ｓ）内との圧力差により、上記封止開口（５２ａ）を通じて燃料を上記弁室（２０Ｓ）に導入するように気密状態に構成されていること、を特徴とする燃料遮断弁。

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