JP5805750B2

JP5805750B2 - 過給油防止バルブ

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Publication number: JP5805750B2
Application number: JP2013504614A
Authority: JP
Inventors: 晋一松尾; 信弘平田; 晋治下川
Original assignee: Piolax Inc; Toyota Motor Corp
Current assignee: Piolax Inc; Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-03-16
Filing date: 2012-02-08
Publication date: 2015-11-04
Anticipated expiration: 2032-02-08
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Description

本発明は、燃料タンクへの給油時において、満タン規制バルブによる満タン規制後の、追加給油を抑制するための、過給油防止バルブに関する。

自動車の燃料タンクへの給油時における満タン規制手段の１つとして、一端が燃料タンク内に挿入されて開口され、他端が給油管の給油口近傍に連結されたベントチューブが用いられている。そして、給油時には燃料タンク内の燃料蒸気や空気等の気体をベントチューブを通して給油口から逃がし、ベントチューブの燃料タンク内に挿入された一端開口が燃料に浸漬すると、燃料がベントチューブ及び給油管を上って給油口に挿入された給油ガンのセンサに接触して、給油が停止されるようになっている。

また、燃料タンクには、カットバルブ（ロールオーバーバルブ）を介して、燃料タンク内の気体をキャニスター側に流出させるエバポラインが設けられている。このエバポラインには、燃料タンクの内圧が所定値以上に上昇したときに、燃料タンク内の気体をキャニスター側に流出させ、燃料タンクの内圧が負圧になったときには、キャニスター側から空気を燃料タンク内に導入させるチェックバルブが設けられている。

このようなチェックバルブとして、下記特許文献１には、カットバルブ側に連通する開口部とキャニスタ側に連通する開口部とを有するバルブケースと、このバルブケース内に配置されて、カットバルブ側とキャニスタ側に連通する内部空間を有し、バルブケースのカットバルブ側に連通する開口部を閉じるように付勢された正圧バルブと、正圧バルブの内部空間に配置されて、正圧バルブに設けられたキャニスタ側の開口部を閉じるように付勢された負圧バルブとを備えたものが開示されている。

一方、自動車の燃料タンクへの給油時における満タン規制手段の別の１つとして、燃料タンク内の気体をエバポラインを通じてキャニスタに放出する排気口に取付けられ、燃料液面が所定の高さに達すると上記排気口を閉じる満タン規制バルブが用いられている。この満タン規制バルブにおいては、給油時に燃料液面が所定の高さに達すると、上記排気口を閉じるので、燃料タンクの内圧が急激に上昇し、燃料が給油管を上って給油口に挿入された給油ガンのセンサに接触して、給油が停止されるようになっている。

特開平９−６０７４４号公報

しかしながら、ベントチューブを用いた場合には、給油時に燃料タンク内の燃料蒸気や空気等の気体をベントチューブを通して給油口から逃がすため、燃料蒸気が給油口から外気に流出してしまうという問題があった。

一方、満タン規制バルブを用いた場合には、給油時に燃料タンク内の気体を通気口からエバポラインを通じてキャニスタから流出させるので、燃料蒸気が外気に流出するという問題を解決できる。

満タン規制バルブの場合、給油によりフロートが上昇して排気口が閉じると、一気に燃料タンク内の圧力が高まって、満タン規制がなされるようになっているが、その状態から時間が経過すると、カットバルブ側から燃料タンク内の気体が流出して、給油管内の燃料が再び下降するので、追加給油を行うことができる。追加給油後には、再び給油管内を燃料が上昇するが、時間経過により燃料が下降するため、何回も追加給油をすることが可能となっている。

しかしながら、上記のような追加給油を何回も行うと、当初設定されている燃料タンクの満タンレベルから、燃料液面が上昇する結果となり、燃料タンクに配設されているカットバルブ等が燃料に液没してしまって、その機能を果たせなくなることがあった。

上記特許文献１に記載のチェックバルブでは、燃料タンク内の圧力を調整すると共に、上記のような追加給油をすることもできるが、通常はバルブが閉じており、タンク内圧が一定条件の圧力にならないと、バルブが開かないようになっている。

また、燃料タンクの一部では、法規制上、エバポラインの穴開き等を診断するシステムを搭載することが義務付けられているが、前記の燃料タンクでは、その診断時にエバポライン上のバルブが開いてなければ、診断エラーとなってしまう可能性があるため、上記特許文献１に記載のチェックバルブでは、診断システムに対応できないことになる。

したがって、本発明の目的は、給油時において、満タン規制バルブによる満タン規制後に、追加給油を抑制することができ、かつ、追加給油後はバルブが開放状態となる、過給油防止バルブを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、燃料タンクへの給油時に燃料液面が所定高さに達したときに燃料蒸気の排出口を閉じる満タン規制バルブと、前記燃料タンクの内部と該燃料タンクの外部に配設されたキャニスタとを連通させるエバポラインとを備えた燃料タンク装置の前記エバポラインに配置される過給油防止バルブであって、
前記燃料タンク側に連通する第１開口、前記キャニスタ側に連通する第２開口、前記第１開口に設けられた第１弁座、及び前記第２開口に設けられた第２弁座を有するバルブハウジングと、前記バルブハウジングの内部空間にスライド可能に配置されて、前記第１弁座及び前記第２弁座に接離可能とされ、それ自体内部空間を有していて、該内部空間には、前記第１開口側に連通する基端開口と、前記第２開口側に連通する先端開口と、前記基端開口に設けられた第３弁座とが設けられた親バルブと、前記親バルブを第１弁座に向けて付勢する第１付勢手段と、前記親バルブの内部空間にスライド可能に配置されて、その閉塞された端面を前記第３弁座に接離可能とされた子バルブと、前記親バルブ内に配置されて、前記子バルブを前記第３弁座に向けて付勢する第２付勢手段と、前記親バルブが前記第１弁座に当接したとき、前記親バルブと前記第１弁座との間に所定の通気路を形成する手段とを備え、前記燃料タンク内の圧力により前記第１付勢手段の付勢力に抗して前記親バルブがスライドして前記第２弁座に当接したときの再開弁圧よりも、前記子バルブの前記第３弁座に対する開弁圧の方が高くなるように、前記第１付勢手段と前記第２付勢手段との付勢力が設定されており、前記親バルブは、前記第２弁座に接離する弁頭部を有していることを特徴とする。

本発明の過給油防止バルブは、前記バルブハウジングは、第１開口を下方に、第２開口を上方に向けて配置され、前記第１付勢手段は、前記親バルブと及びそれに内蔵された子バルブの重力であるものであることが好ましい。

本発明の過給油防止バルブは、前記第１付勢手段は、スプリングからなり、前記親バルブの前記スプリングとの当接面に複数のリブが形成され、前記親バルブの前記スプリングとの間に前記リブ間を通る通気路が形成されていることが好ましい。

本発明の過給油防止バルブのもう一つは、燃料タンクへの給油時に燃料液面が所定高さに達したときに燃料蒸気の排出口を閉じる満タン規制バルブと、前記燃料タンクの内部と該燃料タンクの外部に配設されたキャニスタとを連通させるエバポラインとを備えた燃料タンク装置の前記エバポラインに配置される過給油防止バルブであって、前記燃料タンク側に連通する第１開口、前記キャニスタ側に連通する第２開口、前記第１開口に設けられた第１弁座、及び前記第２開口に設けられた第２弁座を有するバルブハウジングと、前記バルブハウジングの内部空間にスライド可能に配置されて、前記第１弁座及び前記第２弁座に接離可能とされ、それ自体内部空間を有していて、該内部空間には、前記第１開口側に連通する基端開口と、前記第２開口側に連通する先端開口と、前記基端開口に設けられた第３弁座とが設けられた親バルブと、前記親バルブを第１弁座に向けて付勢する第１付勢手段と、前記親バルブの内部空間にスライド可能に配置されて、前記第３弁座に接離可能とされた子バルブと、前記親バルブ内に配置されて、前記子バルブを前記第３弁座に向けて付勢する第２付勢手段と、前記親バルブが前記第１弁座に当接したとき、前記親バルブと前記第１弁座との間に所定の通気路を形成する手段とを備え、前記燃料タンク内の圧力により前記第１付勢手段の付勢力に抗して前記親バルブがスライドして前記第２弁座に当接したときの再開弁圧よりも、前記子バルブの前記第３弁座に対する開弁圧の方が高くなるように、前記第１付勢手段と前記第２付勢手段との付勢力が設定されており、前記親バルブの前記先端開口部の外周の、前記第２弁座の当接部分よりも外周に位置する部分に、前記先端開口部よりも小径の通気孔が形成されており、前記親バルブが前記第２弁座に当接した状態でも、前記通気孔を通じて、気体が前記バルブハウジングの内部空間から前記第２開口側へ流通するように構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、燃料給油時に燃料液面が所定高さに達すると、満タン規制バルブが閉じて、燃料タンク内の圧力が一気に上昇する。その結果、親バルブが第１付勢手段の付勢力に抗して第２弁座に当接する。更に、子バルブが第２付勢手段の付勢力に抗して第３弁座から離れる。その結果、燃料タンク内の燃料蒸気や空気等の気体が、第１開口から第１弁座を通り、更に親バルブの基端開口及び先端開口を通って、エバポラインに流出するので、燃料タンク内の圧力の上昇を防いで、給油口から燃料があふれ出してしまうのを防止することできる。

一方、満タン規制バルブが閉じて、燃料タンク内の圧力が一気に上昇すると、給油管内を燃料が上り、給油口から差し込まれた給油ガンに燃料が接触するので、給油が停止される。そして、給油が停止すると、燃料タンク内の圧力が低下するので、子バルブが第２付勢手段の付勢力によって第３弁座に当接する。その結果、親バルブが第２弁座に当接し、子バルブが第３弁座に当接した状態となり、親バルブと子バルブによってエバポラインが閉じられた状態となる。その場合でも各バルブの対応する弁座との接触面で多少の気体の流通が可能なため、圧力は徐々に低下するのであるが、給油管を上った燃料液面の降下速度は低下する。

ここで、追加給油を行うと、給油管内を燃料が再び上昇する。そして、燃料が給油口に近づくと、操作者は、給油を停止する。追加給油のタイミングが、早い場合には、親バルブが第２弁座に当接し、子バルブが第３弁座に当接した状態を維持しているので、給油管を上った燃料液面の降下速度は低下した状態を維持している。その結果、操作者は、燃料タンク内に燃料がほぼ満タンになっていて、追加給油の限界に達していることを認識し、追加給油を停止する。こうして、燃料タンク内に燃料が規制高さ以上に充填されてしまって、カットバルブが閉じたままになってしまうなどの不都合が生じることを防止できる。

そして、追加給油を停止してしばらくすると、燃料タンク内の圧力が更に減少して、第１付勢手段の付勢力によって親バルブが第１弁座に当接する。親バルブと第１弁座との間には、所定の通気路が形成されるようになっているので、燃料タンク内の空気や燃料蒸気等がエバポラインをより通過しやすくなり、燃料タンク内の圧力は急激に低下し、通常状態に戻る。

本発明の過給油防止バルブの一実施形態を示す分解斜視図である。同過給油防止バルブの第１弁座に親バルブが当接し、子バルブが第３弁座に当接した状態の断面図である。同過給油防止バルブの第２弁座に親バルブが当接し、子バルブが第３弁座から離れた状態を示す断面図である。同過給油防止バルブの第２弁座に親バルブが当接し、子バルブが第３弁座に当接した状態を示す断面図である。同過給油防止バルブが適用される燃料タンクの概略構成図である。本発明の過給油防止バルブを用いた燃料タンクに給油を行う際の燃料タンク内圧の変化を示す図表である。本発明の過給油防止バルブの他の実施形態を示す、第１弁座に親バルブが当接し、子バルブが第３弁座に当接した状態の断面図である。同過給油防止バルブが適用される燃料タンクの概略構成図である。本発明の過給油防止バルブの他の実施形態を示す、第２弁座に親バルブが当接し、子バルブが第３弁座に当接した状態を示す断面図である。

以下、図１〜６を参照して本発明の過給油防止バルブの一実施形態について説明する。

この実施形態の過給油防止バルブ１０は、図５に示すような燃料タンク装置１に配置されるものとなっている。燃料タンク装置１は、燃料タンク２と、この燃料タンク２の内部に配設されると共に、燃料タンク２への給油時に燃料液面が所定高さに達したときに、燃料蒸気の排出口を閉じる満タン規制バルブ３と、燃料タンク２の内部と燃料タンク２の外部に配設されたキャニスタ４とを連通させるエバポライン５と、車両が急カーブして燃料液面が揺動したり、車両が横転したりしたときに、燃料の外部漏出を防ぐための、複数のカットバルブ６とを備えている。なお、複数のカットバルブ６は、燃料タンク２の内部において、満タン規制バルブ３のフロートが上昇して通気口を閉じる燃料液面よりも上方に配設されている（図５参照）。

前記エバポライン５は、一端が前記満タン規制バルブ３に連結され、他端が前記キャニスタ４に連結されたバルブ連結管５ａと、一端がバルブ連結管５ａの途中に連結され、他端が過給油防止バルブ１０に連結されたキャニスタ側配管５ｂと、一端が過給油防止バルブ１０に連結されると共に複数本に枝分かれし、これらの端部が複数のカットバルブ６に連結されたタンク側配管５ｃとから構成されている。

前記満タン規制バルブ３及び前記カットバルブ６の内部には、図示しないフロートがスライド可能に配置されており、これらのフロートは常時は自重で下降するようになっている。そのため、満タン規制バルブ３とキャニスタ４とが連通すると共に、複数のカットバルブ６とキャニスタ４とが連通して、燃料タンク２内の燃料蒸気や空気等の気体がエバポライン５を通して、燃料タンク外のキャニスタ４へ排出されるようになっている。

一方、給油管７から燃料が給油されて、燃料タンク２の燃料液面が上昇すると、満タン規制バルブ３に内蔵されたフロートが上昇して排出口を閉じ、燃料タンク２内の気体の、燃料タンク２外への排出が停止される。また、満タン規制バルブ３よりも上方のカットバルブ６に内蔵されたフロートは、満タン規制バルブ３のフロートが上昇する程度の燃料液面高さでは上昇しないようになっており、満タン規制バルブ３の排出口が閉塞されても、タンク側配管５ｃ、過給油防止バルブ１０、キャニスタ側配管５ｂを通って、燃料タンク２内の気体がキャニスタ４へ排出されるようになっている。

そして、図１及び図２に示すように、この実施形態における過給油防止バルブ１０は、第１弁座４７及び第２弁座３７が形成されたバルブハウジング２０と、第３弁座７７が形成されていると共に、前記バルブハウジング２０内にスライド可能に配置される親バルブ５０と、該親バルブ５０内にスライド可能に配置される子バルブ８０と、前記親バルブ５０を第１弁座４７に向けて付勢する第１スプリング９１と、前記子バルブ８０を第３弁座７７に向けて付勢する第２スプリング９２とを有している。この実施形態では、前記第１スプリング９１が本発明における「第１付勢手段」をなし、前記第２スプリング９２が本発明における「第２付勢手段」をなしている。

前記バルブハウジング２０は、前記キャニスタ側配管５ｂに連結されるメインハウジング３０と、このメインハウジング３０に組み付けられると共に、前記タンク側配管５ｃに連結されるサブハウジング４０とを備えている。

前記メインハウジング３０は、有底筒状の筒体３１と、該筒体３１の底部中央に形成され、キャニスタ側に連通する第２開口３３と、該第２開口３３の外側周縁から延設され、前記キャニスタ側配管５ｂに接続される接続管３５とを有している。また、前記第２開口３３の内側周縁からは、前記第１スプリング９１を支持するバネ支持筒３６が所定長さで突設されており、その先端部が親バルブ５０の先端側が接離する第２弁座３７をなしている。この第２弁座３７の内周は、第２開口３３に向けてテーパ状に縮径した形状となっている。

一方、サブハウジング４０は、前記メインハウジング３０の筒体３１の開口部に嵌合する蓋部４１と、該蓋部４１の底部中央に形成された第１開口４３と、この第１開口４３の外側周縁から延設され、前記タンク側配管５ｃに接続される接続管４５とを有している。前記蓋部４１の先端部が、親バルブ５０の基端側が接離する第１弁座４７をなしている。また、前記蓋部４１の内周面４１ａは、蓋体底部から先端開口部に向けて次第に拡径するテーパ状をなしており、この内周面４１ａから複数のリブ４１ｂが等間隔で突設されている。このようなリブ４１ｂを設けることにより、図２に示すように、親バルブ５０の基端部が前記第１弁座４７に当接したときでも、リブ４１ｂ，４１ｂの間の通気路４１ｃから気体が流通可能となっている。すなわち、この実施形態では前記リブ４１ｂが、本発明における「所定の通気路を形成する手段」をなしている。

上記バルブハウジング２０の内部空間にスライド可能に配置され、前記第１弁座４７及び前記第２弁座３７に接離可能とされた親バルブ５０は、前記第２開口３３側に連通する先端開口６３が形成されたバルブ本体６０と、該バルブ本体６０に組付けられ、前記第１開口４３側に連通する基端開口７３が形成されたバルブキャップ７０とを有している。

前記バルブ本体６０は、基端側が開口すると共に、先端側に縮径した段状部６１が形成された略筒状をなしており、前記段状部６１からは、前記第２弁座３７に接離する曲面状の弁頭部６２が突設されている。なお、この弁頭部６２は、第２弁座３７に当接した状態でも、第２弁座３７と弁頭部６２との間に微小な隙間が生じるように形成されており、この隙間を通じて、気体がバルブハウジング２０の内部空間から第２開口３３側へ流通するようになっている。また、弁頭部６２の先端中央には、前記第２開口３３側に連通する先端開口６３が形成されている。更に、前記段状部６１の外周には、均等な間隔をあけて複数のリブ６４が放射状に突設されており、図２に示すように、前記第１スプリング９１の一端を支持する部分をなしている。これらのリブ６４，６４間の隙間が、親バルブ５０と第１スプリング９１との間に、気体を流通可能とする通気路６５をなしている。

一方、バルブキャップ７０は、前記バルブ本体６０の内周に挿入される筒状の挿入部７１と、この挿入部７１の一端に連設され、前記バルブ本体６０の基端開口に嵌合する蓋部７２とを有している。前記蓋部７２の中央には、基端開口７３が形成されており、この基端開口７３の内周が曲面状をなし、子バルブ８０が接離する第３弁座７７が設けられている。

第１スプリング９１は、上述したように、前記メインハウジング３０のバネ支持筒３６に外装され、その一端がバルブ本体６０のリブ６４に当接して支持されると共に、他端側が筒体３１の端面に当接して支持されており、親バルブ５０とメインハウジング３０との間で圧縮状態で保持されている。第１スプリング９１により、親バルブ５０の基端部側が第１弁座４７に向けて付勢され、バルブキャップ７０の蓋部７２が、第１弁座４７に常時当接するようになっている（図２参照）。なお、この状態でも、第１弁座４７と親バルブ５０との間は、通気路４１ｃを通って気体が流通可能となっている。そして、第１スプリング９１の付勢力よりも燃料タンク２内の圧力が上昇した場合には、第１スプリング９１の付勢力に抗して親バルブ５０がスライドして、親バルブ５０が第１弁座４７から離れるようになっている。そして、更に燃料タンク２内の圧力が上昇すると、親バルブ５０の弁頭部６２が第２弁座３７に当接するようになっている（図３、４参照）。

バルブ本体６０とバルブキャップ７０とを有する親バルブ５０の内部空間には、子バルブ８０がスライド可能に配置されている。子バルブ８０は、先端が丸みを帯びた曲面形状をなすと共に、基端側が開口した筒状をなしており、図２に示すように、曲面形状の先端側を第３弁座７７に向けて、バルブキャップ７０内に収容されている。また、子バルブ８０の基端側には、バルブ本体６０の先端部内面に一端が支持された第２スプリング９２の他端側が当接されるようになっており、子バルブ８０の先端側が、第３弁座７７に向けて付勢されて、子バルブ８０の先端外周が前記第３弁座７７に常時当接し、親バルブ５０の基端開口７３を閉塞するようになっている。そして、親バルブ５０が第２弁座３７に当接した状態で、第２スプリング９２の付勢力よりも燃料タンク２内の圧力が上昇した場合には、第２スプリング９２の付勢力に抗して子バルブ８０がスライドして第３弁座４７から離れて、親バルブ５０の基端開口７３が開くようになっている。

そして、この過給油防止バルブ１０においては、燃料タンク２内の圧力により、第１スプリング９１の付勢力に抗して親バルブ５０がスライドして、第２弁座３７に当接したときの再開弁圧（親バルブ５０が第２弁座３７から離れる際の圧力）よりも、子バルブ８０の第３弁座７７に対する開弁圧（子バルブ８０が第３弁座７７から離れる際の圧力）の方が高くなるように、第１スプリング９１と第２スプリング９２との付勢力が設定されている。

更に、この過給油防止バルブ１０においては、親バルブ５０が第１弁座４７に当接した状態をＡとし（図２参照）、親バルブ５０が第２弁座３７に当接し、子バルブ８０が第３弁座７７に当接した状態をＢとし（図４参照）、親バルブ５０が第１付勢手段（第１スプリング９１）の付勢力に抗して第２弁座３７に当接し、子バルブ８０が第２付勢手段（第２スプリング９２）の付勢力に抗して第３弁座７７から離れた状態をＣとしたとき（図３参照）、通気圧損はＣ＜Ｂとなるように設定されている（ＢよりもＣの方が気体が流通しやすい）。

次に、上記構成からなる過給油防止バルブ１０の作用効果について、図６に示す、給油時における燃料タンク２の内部の圧力と時間経過との関係を示す図表を併せて参照して説明する。

この実施形態における過給油防止バルブ１０は、サブハウジング４０の接続管４５に、タンク側配管５ｃが接続され、メインハウジング３０の接続管３５に、キャニスタ側配管５ｂが接続されて、図５に示すように、燃料タンク装置１のエバポライン５に配置されるようになっている。

また、過給油防止バルブ１０は、満タン規制バルブ３のフロートが上昇しておらず、通気口が閉塞されていない状態では、図２に示すように、親バルブ５０が第１スプリング９１により第１弁座４７に向けて付勢され、バルブキャップ７０の蓋部７２が、第１弁座４７に当接すると共に、子バルブ８０が第２スプリング９２により第３弁座７７に向けて付勢され、その先端外周が前記第３弁座７７に当接し、親バルブ５０の基端開口７３が閉塞している（Ａ状態）。

そして、燃料タンク装置１の給油管７の給油口７ａに図示しない給油ガンを差し込んで、給油管７を通して燃料タンク２内に燃料を給油すると、燃料タンク２内の燃料液面Ｆが徐々に上昇する。すると、燃料タンク２内の燃料蒸気や空気等の気体が、満タン規制バルブ３及びバルブ連結管５ａを通り、キャニスタ４へと排出される。

また、この状態では、カットバルブ６に内蔵されたフロートも下降しているので、燃料タンク２内の気体は、カットバルブ６、タンク側配管５ｃを通った後、図２の矢印で示すように、過給油防止バルブ１０の第１開口４３、リブ４１ｂ，４１ｂ間の通気路４１ｃ、バルブハウジング２０と親バルブ５０との隙間、親バルブ５０のリブ６４，６４間の通気路６５、第２弁座３７、第２開口３３をそれぞれ通過し、更に、キャニスタ側配管５ｂ、バルブ連結管５ａを通ってキャニスタ４へ排出される。

また、この実施形態では、親バルブ５０が第１弁座４７に当接しているとき、親バルブ５０と第１弁座４７との間の通気路４１ｃを通してバルブハウジング２０内に流入した気体が、第１スプリング９１の当接面に形成されたリブ６４，６４間の通気路６５を通って第２弁座３７及び第２開口３３側へと流出するようになっている。このため、第１スプリング９１の外周から内周に気体が通過しなくても第２開口３３側への流出が可能となり、通気抵抗を軽減することができる。

その後、燃料液面Ｆが上昇して、満タン規制バルブ３のフロートが浸漬して、フロートが上昇して排出口が閉じられると、満タン規制バルブ３の排出口から気体を排出できなくなる。この状態でも、燃料タンク２内の気体は、カットバルブ６から、タンク側配管５ｃ、過給油防止バルブ１０、キャニスタ側配管５ｂ、バルブ連結管５ａを通ってキャニスタ４へ排出できるのであるが、タンク側配管５ｃやキャニスタ側配管５ｂの管の内径が細く、また、過給油防止バルブ１０等を通る通気抵抗によって、その流量はそれほど大きくできない。このため、勢いよく流れ込む燃料により、燃料タンク２内の圧力が一気に高まる。その結果、燃料が給油管７を逆流して給油口７ａ側へと昇っていき、給油ノズルのセンサが燃料を検知して給油を停止して満タン規制がなされる。

そして、本発明の過給油防止バルブ１０では、上記の満タン規制バルブ３の動作に対応して、次のように作動して過給油防止がなされるようになっている。すなわち、上記のように、満タン規制バルブ３のフロートが上昇して通気口を閉じると、図６の符号Ｓ１で示すように、燃料タンク２内の圧力が一気に高まる。そして、図２の状態（Ａの状態）から、親バルブ５０が押圧されて、第１スプリング９１の付勢力に抗してスライドし、その先端の弁頭部６２が第２弁座３７に当接して、瞬間的に図４に示す状態（親バルブ５０が第１弁座４７から離れる一方、子バルブ８０が第３弁座７７に当接した状態）となるが、直ちに子バルブ８０も押圧されて、第２スプリング９２の付勢力に抗してスライドして第３弁座７７から離れ、図３に示す状態（Ｃの状態）となる。

すると、図３の矢印で示すように、燃料タンク２内の燃料蒸気や空気等の気体が、第１開口４３及び第１弁座４７、親バルブ５０の基端開口７３を通って、親バルブ５０の内部空間に流入し、更に先端開口６３及び第２開口３３を通ってキャニスタ側配管５ｂに流入し、バルブ連結管５ａを通過してキャニスタ４へと排出される。その結果、燃料タンク２内の圧力の更なる上昇を防いで、給油口７ａから燃料があふれ出てしまうのを防止することができる。このときの燃料タンク２内の圧力変動が、図６の符号Ｓ２で示されており、燃料タンク２内の圧力が急降下するようになっている。また、燃料タンク２内の圧力が低下する結果、給油管７を上がった燃料液面が次第に降下するようになっている。

一方、親バルブ５０の第２弁座３７に対する再開弁圧よりも、子バルブ８０の第３弁座７７に対する開弁圧の方が高くなるように、第１スプリング９１と第２スプリング９２との付勢力が設定されているので、燃料タンク２内の圧力が低下していき、燃料タンク２内の圧力に対して、第２スプリング９２の付勢力が打ち勝つと、親バルブ５０が第２弁座３７に当接した状態で、子バルブ８０が第２スプリング９２の付勢力により第３弁座７７に当接し、図４に示す状態（Ｂ状態）となる。すなわち、親バルブ５０の弁頭部６２が第２弁座３７に当接して第２開口３３を閉じると共に、子バルブ８０が第３弁座７７に当接して親バルブ５０の基端開口７３を閉じ、親バルブ５０と子バルブ８０によってエバポライン５が閉じられた状態となる。この場合でも、上述したように、弁頭部６２と第２弁座３７との間のわずかな隙間を通じて、図４の矢印で示すように、気体が第２開口３３を通って、キャニスタ側配管５ｂへと流れ、バルブ連結管５ａを通過してキャニスタ４へと排出されるので、燃料タンク２内の圧力が徐々に低下する。このときの燃料タンク２内の圧力変動が、図６の符号Ｓ３で示されており、燃料タンク２内の圧力が、前記Ｓ２より緩やかに減少するようになっている。その結果、給油管７内の燃料液面の降下速度が、図３に示す状態（Ｃ状態）における降下速度よりも、低下することとなる。

上記状態で追加給油を行うと、給油管７内を燃料が再び上昇し、燃料が給油口７ａに近づくと、操作者は給油を停止する。追加給油のタイミングが早い場合には、親バルブ５０が第２弁座３７に当接すると共に子バルブ８０が第３弁座７７に当接した、図４に示す状態（Ｂ状態）が維持されているので、給油管７を上った燃料液面の降下速度が低下した状態に維持される。このような給油管７内の燃料液面の降下速度の確認は、給油口７ａから給油管７内の燃料液面を目視することで行う。給油管７内の燃料液面の降下速度が低下した状態に維持された結果、給油作業者は、燃料タンク２内に燃料がほぼ満タンに給油されて、追加給油の限界に達していることを認識することができるので、追加給油を停止することとなる。こうして、燃料タンク内に燃料が規制高さ以上に充填されてしまって、カットバルブ６のフロートが液没して、エバポライン５が閉じたままとなる等といった不都合が生じるのを、防止することができる。このときの燃料タンク２内の圧力変動が、図６の符号Ｓ４で示す部分となっている。

そして、追加給油を停止してしばらくすると、燃料タンク２内の圧力が更に減少するので、燃料タンク２内の圧力に第１スプリング９１の付勢力が打ち勝って、親バルブ５０が第１スプリング９１で付勢されて、その蓋部７２が第１弁座４７に当接し、再び、図２のＡ状態に戻る。このとき、親バルブ５０と第１弁座４７との間には、リブ４１ｂ，４１ｂ間に形成された通気路４１ｃにより、燃料タンク２内の気体が、図４の状態（Ｂ状態）よりも流通しやすくなっている。そのため、通気路４１ｃを通った気体は、図２の矢印で示すように、バルブハウジング２０と親バルブ５０との隙間、親バルブ５０のリブ６４，６４間の通気路６５、第２開口３３をそれぞれ通過し、更に、キャニスタ側配管５ｂ、バルブ連結管５ａを通ってキャニスタ４へ排出され、燃料タンク２内の圧力は急激に低下し、通常状態に戻る。このときの燃料タンク２内の圧力変動が、図６の符号Ｓ５で示す部分となっている。

このように、本発明の過給油防止バルブ１０により、追加給油時の燃料液面の降下速度を低下させ、作業者に追加給油の必要がないことを認識させて、過剰給油による不都合を回避させることができる。

図７，８には、本発明による過給油防止バルブ１０の他の実施形態が示されている。なお、前記実施形態と実質的に同一部分には同符号を付して、その説明を省略することにする。

この実施形態の過給油防止バルブ１０ａは、タンク側配管５ｃとキャニスタ側配管５ｂとの間に、第１開口４３を下方に、第２開口３３を上方に向けて、縦置きにして配設されている。そして、前記実施形態における第１スプリング９１が設けられておらず、親バルブ５０は、親バルブ５０及びそれに内蔵された子バルブ８０並びに第２スプリング９２の重力によって、第１弁座４７に向けて付勢されるようになっている。すなわち、親バルブ５０は、上記重力によって、常時は第１弁座４７に当接し、燃料タンク内の圧力が所定以上になると、重力に抗して上昇して第２弁座３７に当接するようになっている。そして、子バルブ８０を付勢する第２スプリング９２の付勢力は、親バルブ５０が、第２弁座３７に当接した状態から、重力によって第２弁座３７を離れて下降するときの再開弁圧よりも大きくなるように設定されている。

この過給油防止バルブ１０ａの作用効果は、第１スプリング９１の付勢力の代わりに、それ自体の重力を用いている点を除いて、前記実施形態と変わらないので、その説明を省略することにする。この過給油防止バルブ１０ａによれば、第１スプリング９１が必要なくなるので、製造コストを低減すると共に、組立て作業を容易にすることができる。

図９には、本発明による過給油防止バルブ１０の更に他の実施形態が示されている。なお、前記実施形態と実質的に同一部分には同符号を付して、その説明を省略することにする。

この実施形態の過給油防止バルブ１０ｂは、親バルブ５０のバルブ本体６０の弁頭部６２周縁に、比較的小径の複数の通気孔９３が設けられている。

図９は、第２弁座３７に親バルブ５０が当接し、子バルブ８０が第３弁座７７に当接した状態（前記図４に相当するＢ状態）を示している。このとき、この過給油防止バルブ１０ｂでは、図９の矢印で示すように、燃料タンク２内から、第１開口４３、第１弁座４７を通って、バルブハウジング２０内に流入した気体が、親バルブ５０の弁頭部６２周縁に形成された上記通気孔９３を通して、親バルブ５０内に流入し、先端開口６３及び第２開口３３を通って、キャニスタ側配管５ｂへと流れ、バルブ連結管５ａを通過してキャニスタ４へと排出されるので、燃料タンク２内の圧力が徐々に低下する。

通気孔９３は、小径であるため、燃料タンク２の圧力の低下は徐々になされ、追加給油をした場合の燃料液面の下降速度が遅くなるので、作業者に追加給油の必要性がないことを認識させることができる。

また、通気孔９３を設けることで、燃料液面の降下速度を通気孔９３の孔径により調節することができる。その他の作用効果は、前記実施例と同様であるため、その説明を省略することにする。

１燃料タンク装置
２燃料タンク
３満タン規制バルブ
４キャニスタ
５エバポライン
５ａバルブ連結管
５ｂキャニスタ側配管
５ｃタンク側配管
６カットバルブ
７給油管
７ａ給油口
１０、１０ａ、１０ｂ過給油防止バルブ
２０バルブハウジング
３０メインハウジング
３１筒体
３３第２開口
３５接続管
３６バネ支持筒
３７第２弁座
４０サブハウジング
４１蓋部
４１ａ内周面
４１ｂリブ
４１ｃ通気路
４３第１開口
４５接続管
４７第１弁座
５０親バルブ
６０バルブ本体
６１段状部
６２弁頭部
６３先端開口
６４リブ
６５通気路
７０バルブキャップ
７１挿入部
７２蓋部
７３基端開口
７７第３弁座
８０子バルブ
９１第１スプリング
９２第２スプリング
９３通気孔
Ｆ燃料液面

Claims

燃料タンクへの給油時に燃料液面が所定高さに達したときに燃料蒸気の排出口を閉じる満タン規制バルブと、前記燃料タンクの内部と該燃料タンクの外部に配設されたキャニスタとを連通させるエバポラインとを備えた燃料タンク装置の前記エバポラインに配置される過給油防止バルブであって、
前記燃料タンク側に連通する第１開口、前記キャニスタ側に連通する第２開口、前記第１開口に設けられた第１弁座、及び前記第２開口に設けられた第２弁座を有するバルブハウジングと、
前記バルブハウジングの内部空間にスライド可能に配置されて、前記第１弁座及び前記第２弁座に接離可能とされ、それ自体内部空間を有していて、該内部空間には、前記第１開口側に連通する基端開口と、前記第２開口側に連通する先端開口と、前記基端開口に設けられた第３弁座とが設けられた親バルブと、
前記親バルブを第１弁座に向けて付勢する第１付勢手段と、
前記親バルブの内部空間にスライド可能に配置されて、その閉塞された端面を前記第３弁座に接離可能とされた子バルブと、
前記親バルブ内に配置されて、前記子バルブを前記第３弁座に向けて付勢する第２付勢手段と、
前記親バルブが前記第１弁座に当接したとき、前記親バルブと前記第１弁座との間に所定の通気路を形成する手段とを備え、
前記燃料タンク内の圧力により前記第１付勢手段の付勢力に抗して前記親バルブがスライドして前記第２弁座に当接したときの再開弁圧よりも、前記子バルブの前記第３弁座に対する開弁圧の方が高くなるように、前記第１付勢手段と前記第２付勢手段との付勢力が設定されており、
前記親バルブは、前記第２弁座に接離する弁頭部を有していることを特徴とする過給油防止バルブ。
前記バルブハウジングは、第１開口を下方に、第２開口を上方に向けて配置され、前記第１付勢手段は、前記親バルブ及びそれに内蔵された子バルブの重力である、請求項１記載の過給油防止バルブ。
前記第１付勢手段は、スプリングからなり、前記親バルブの前記スプリングとの当接面に複数のリブが形成され、前記親バルブの前記スプリングとの間に前記リブ間を通る通気路が形成されている、請求項１記載の過給油防止バルブ。
燃料タンクへの給油時に燃料液面が所定高さに達したときに燃料蒸気の排出口を閉じる満タン規制バルブと、前記燃料タンクの内部と該燃料タンクの外部に配設されたキャニスタとを連通させるエバポラインとを備えた燃料タンク装置の前記エバポラインに配置される過給油防止バルブであって、
前記燃料タンク側に連通する第１開口、前記キャニスタ側に連通する第２開口、前記第１開口に設けられた第１弁座、及び前記第２開口に設けられた第２弁座を有するバルブハウジングと、
前記バルブハウジングの内部空間にスライド可能に配置されて、前記第１弁座及び前記第２弁座に接離可能とされ、それ自体内部空間を有していて、該内部空間には、前記第１開口側に連通する基端開口と、前記第２開口側に連通する先端開口と、前記基端開口に設けられた第３弁座とが設けられた親バルブと、
前記親バルブを第１弁座に向けて付勢する第１付勢手段と、
前記親バルブの内部空間にスライド可能に配置されて、前記第３弁座に接離可能とされた子バルブと、
前記親バルブ内に配置されて、前記子バルブを前記第３弁座に向けて付勢する第２付勢手段と、
前記親バルブが前記第１弁座に当接したとき、前記親バルブと前記第１弁座との間に所定の通気路を形成する手段とを備え、
前記燃料タンク内の圧力により前記第１付勢手段の付勢力に抗して前記親バルブがスライドして前記第２弁座に当接したときの再開弁圧よりも、前記子バルブの前記第３弁座に対する開弁圧の方が高くなるように、前記第１付勢手段と前記第２付勢手段との付勢力が設定されており、
前記親バルブの前記先端開口部の外周の、前記第２弁座の当接部分よりも外周に位置する部分に、前記先端開口部よりも小径の通気孔が形成されており、前記親バルブが前記第２弁座に当接した状態でも、前記通気孔を通じて、気体が前記バルブハウジングの内部空間から前記第２開口側へ流通するように構成されていることを特徴とする過給油防止バルブ。