JP4193782B2 - 燃料遮断弁 - Google Patents

Description

本発明は、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とを連通遮断する燃料遮断弁に関する。

従来、この種の燃料遮断弁として、特許文献１などが知られている。燃料遮断弁は、ケーシングと、ケーシングの弁室内に収納されたフロートとを備えている。ケーシングには、所定液位で埋没する第１連通孔が形成され、また第１連通孔より狭い開口面積でありかつ第１連通孔より上方に形成され該弁室と燃料タンクとを連通する第２連通孔とが形成されている。

上記燃料遮断弁の構成において、給油により燃料タンクの燃料が所定液位（オートストップ液位）まで達したときに第１連通孔が埋没して、燃料タンク内のタンク内圧が高くなって給油を停止するオートストップを機能させる。そして、タンク内圧の上昇は、弁室内の液位を高くするからフロートが上昇してキャニスタ側への接続通路を閉じる。このとき、第２連通孔は開いているので、燃料タンク内から弁室へ通気させ、弁室と燃料タンク内との圧力差を解消し、弁室内の燃料の液位が下がり、フロートが下降する。この状態では、第２連通孔および接続通路を介して、キャニスタへの通気が確保されているので、所定液位を越えた液位まで過給油ができることになる。しかし、燃料タンクシステムの仕様によっては、こうした過給油をなくし、所定液位で給油を停止したいという要請がある。
特開平８−１０５５７１号公報

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、燃料タンクの所定液位にてオートストップを機能させるとともに過給油を防止し、さらにオートストップ後に給油口からの燃料の溢れ出しを防止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。

上記課題を解決するためになされた本発明は、
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とを連通遮断する燃料遮断弁において、
上記燃料タンク内と上記接続通路とを連通する弁室と、上記燃料タンク内の燃料液位が所定液位に達したときに埋没するように配置されかつ該弁室と燃料タンク内とを連通する第１連通孔と、該第１連通孔より狭い開口面積でありかつ上記第１連通孔より上方に配置され該弁室と燃料タンクとを連通する第２連通孔とを有するケーシングと、
上記弁室に収納され該弁室内の燃料液位により浮力を増減して昇降するフロートと、該フロートに設けられ該フロートが下降位置にあるときに上記第２連通孔を閉じる第１弁体と、上記フロートに設けられ該フロートが上昇位置にあるときに上記接続通路を閉じる第２弁体とを備えたフロート機構と、
を備え、
上記フロート機構は、
上記燃料液位が上記所定液位に達して上記第１連通孔が埋没したときに、上記弁室内に流入した燃料による浮力の増大により上記フロートが上昇位置まで上昇することで、上記第２弁体で上記接続通路を閉じるとともに上記第１弁体で上記第２連通孔を開き、
該フロートが上昇位置にある場合に、上記第２連通孔を介した通気により該弁室内の圧力が低下したときに、上記フロートが下降位置まで下降し、上記第２弁体で上記接続通路を開くとともに上記第２連通孔を上記第１弁体で閉じるように構成したこと、
を特徴とする。

本発明にかかる燃料遮断弁を用いた燃料タンクに燃料が供給されて燃料タンクの所定液位に達したときに、第１連通孔が埋没して、燃料タンク内のタンク内圧を高くし、該タンク内圧と弁室内との圧力差により、弁室内に流入した燃料によりフロートを上昇位置まで上昇することにより第２弁体で接続通路を閉じるとともに第１弁体で第１連通孔を開く。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。この状態では、接続通路が閉じられても、第２連通孔が開かれているので、第２連通孔を介した燃料タンク内から弁室への通気により、タンク内圧も下がるので給油口からの燃料の溢れ出しを防止することができる。
また、給油ガンによる給油で所定液位に達してオートストップが働いた後に、燃料遮断弁は、フロートの下降によりキャニスタへ接続される第２連通孔を閉じることにより、燃料タンク内がキャニスタ側に対して密閉されるから、給油ガンによる過給油を防止することができる。

本発明の好適な態様として、上記第１弁体は、上記フロートの上部の鍔部の下面に形成される構成をとることができ、さらに、上記第２連通孔は、上記ケーシングの上部に形成されたフランジに貫通形成される構成をとることができる。

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自動車の燃料タンクの上部に取り付けられる燃料遮断弁１０を示す断面図である。図１において、燃料タンクＦＴは、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内の燃料が所定液位ＦＬ１まで上昇したときに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、さらに過給油を防止するものである。

（２） 燃料遮断弁１０の各部の構成
燃料遮断弁１０は、ケーシング２０と、フロート機構５０と、スプリング５８とを主要な構成として備えている。ケーシング２０は、ケース本体３０と、ケース上蓋３５と、蓋体４０とを備え、ケース本体３０とケース上蓋３５とにより囲まれたスペースが弁室３０Ｓになっており、この弁室３０Ｓにスプリング５８に支持されたフロート機構５０が収納されている。

図２は燃料遮断弁１０を分解した断面図である。ケース本体３０は、側壁部３１と底壁部３２とにより囲まれたカップ形状であり、その上部を開口としている。側壁部３１の上部には、径方向にフランジ３３が突設され、さらにフランジ３３の外周部から上方に向けて上接合部３４が形成されている。上接合部３４は、ケース本体３０の上部開口をケース上蓋３５で覆うように支持している。ケース本体３０には、弁室３０Ｓを燃料タンクＦＴ内に接続するための連通孔が形成されている。連通孔として、側壁部３１に第１連通孔３１ａ、フランジ３３に第２連通孔３３ａ、底壁部３２に第３連通孔３２ａがそれぞれ形成されている。第１連通孔３１ａは、その上端が所定液位ＦＬ１（図１参照）に一致するように配置されている。第２連通孔３３ａは、所定液位ＦＬ１より上方に配置されかつ第１連通孔３１ａより通気面積が小さい円形の開口であり、周方向に４箇所、９０゜の間隔で配置されている。第２連通孔３３ａの開口周縁部には、該第２連通孔３３ａを囲むようにフランジ３３の上面から突出したシール部３３ｂが形成されている。

上記ケース上蓋３５は、傘状の上蓋本体３５ａを備えており、その中央部が接続通路３５ｂになっており、また、下部の開口周縁部がシール部３５ｃになっている。また、接続通路３５ｂの上部の開口周縁部が燃料を戻すための防壁３５ｄになっている。さらに、上蓋本体３５ａの外周端は、保持端３５ｅになっており、ケース本体３０の嵌合部３４ａに嵌合するように形成されている。

蓋体４０は、蓋本体４１と、蓋本体４１の中央から側方へ突出した管体部４２と、蓋本体４１の外周に形成されたフランジ４３とを備え、これらを一体に形成している。管体部４２には、蓋側通路４２ａが形成されており、この蓋側通路４２ａの一端は、接続通路３５ｂを通じてケース本体３０の弁室３０Ｓに接続され、他端はキャニスタ（図示省略）側に接続される。蓋本体４１の下部には、ケース本体３０の上端を溶着する内部溶着端４３ｂが形成されており、フランジ４３の下端部には、燃料タンクＦＴのタンク上壁ＦＴａに溶着される外側溶着部４３ａが形成されている。

フロート機構５０は、フロート５１と、フロート５１の上部に配置されたアッパーフロート５５とを備えている。フロート５１は、下方に開放した浮力室５１Ｓを有するフロート本体５２と、フロート本体５２の上部から鍔部５３とを備えている。フロート５１の中央上部には、弁部５１ａが突設されている。鍔部５３の外周下面は、ケース本体３０のシール部３３ｂに着離することで第２連通孔３３ａを開閉する第１弁体５３ａになっている。また、鍔部５３には、アッパーフロート５５を抜止するための係合孔５３ｂが形成されている。フロート本体５２の下部外周には、ガイド突条５２ａが形成されている。ガイド突条５２ａは、フロート本体５２の側壁に周方向に等間隔に８カ所、上下方向にリブ形状に突設されている。フロート５１は、底壁部３２と浮力室５１Ｓの上面との間で掛け渡されたスプリング５８により支持されている。

アッパーフロート５５は、再開弁特性を改善するための弁であり、フロート５１の上部に昇降可能に支持されており、円板５５ａの中央に、弁部５１ａで開閉される連通孔５５ｂが形成されている。連通孔５５ｂの下端は、シール部５５ｃになっている。また、円板５５ａの外周下端には、鍔部５３の係合孔５３ｂに突入して係合する係合爪５５ｄが突設されている。アッパーフロート５５の上部には、ゴム製の第２弁体５７が装着され、この第２弁体５７がシール部３５ｃ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１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、底壁部３２の第３連通孔３２ａ、側壁部３１の第１連通孔３１ａを通じて弁室３０Ｓ内に入り、弁室３０Ｓから、接続通路３５ｂ、蓋側通路４２ａを通じて、キャニスタ側へ逃がされる。そして、図３に示すように、燃料タンクＦＴ内の燃料液位ＦＬが所定液位ＦＬ１に達すると、燃料は第１連通孔３１ａ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。このタンク内圧の上昇をセンサが感知することで、給油ガンの給油を停止するオートストップを働かせる。この状態では、タンク内圧と弁室３０Ｓ内の圧力との差圧が大きくなり、燃料液位が弁室３０Ｓ内を上昇する。弁室３０Ｓ内の燃料液位が高さｈ１に達すると、フロート５１の浮力およびスプリング５８の荷重による上方への力と、フロート５１およびアッパーフロート５５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５１とアッパーフロート５５とが一体になって上昇して、第２弁体５７がシール部３５ｃに着座して接続通路３５ｂを閉じる。これにより、燃料タンクＦＴへの給油の際等に、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。

フロート５１の上昇により鍔部５３がシール部３３ｂから離れると、第１弁体５３ａが第２連通孔３３ａを開いて、弁室３０Ｓが燃料タンクＦＴ内と連通する。第２連通孔３３ａは、高いタンク内圧を弁室３０Ｓへ逃がす通路として作用する。そして、弁室３０Ｓの圧力は、第２連通孔３３ａの通気を通じて、タンク内圧に釣り合うように調圧され、これにより弁室３０Ｓの燃料液位が低下する。弁室３０Ｓ内の燃料液位が低下すると、フロート５１は、その浮力を減少して下降するから、弁部５１ａがシール部５５ｃから離座して連通孔５５ｂを開ける。つまり、フロート５１の弁部５１ａは、円錐形状でその受圧面積が狭いから、連通孔５５ｂの周辺に密着する力が弱く、フロート５１の下降を妨げる力とならない。よって、フロート５１は、速やかに下降して連通孔５５ｂを開く。連通孔５５ｂの連通によりアッパーフロート５５の下方の圧力は、接続通路３５ｂの付近と同じ圧力になる。このようにタンク内圧が下がり圧力差が小さくなることにより、弁部５１ａがシール部５５ｃに密着する力が弱くなるので、図４に示すようにフロート５１がスムーズに下降する。このように、アッパーフロート５５がフロート５１の開弁をスムーズに行なわせる再開弁特性の向上を促進するように機能する。また、タンク内圧が上昇した状態が長く続くことがないので、給油口からの燃料が徐々に溢れ出すことを防止できる。
そして、フロート５１およびアッパーフロート５５が下降することで接続通路３５ｂが開かれ、さらにフロート５１の下降により第１弁体５３ａがシール部３３ｂに着座することで第２連通孔３３ａが閉じられる（図１の状態）。第２連通孔３３ａが閉じられることで、キャニスタへ接続される通路が閉じられ、燃料タンクＦＴ内がキャニスタ側に対して密閉されるから、給油ガンによる過給油を防止することができる。

（４） 実施例の作用・効果
上記実施例の構成により、以下の作用・効果を奏する。
（４）−１ 給油により燃料タンクＦＴ内の燃料液位が第１連通孔３１ａを塞ぐ所定液位ＦＬ１を越えると、燃料タンクＦＴのタンク内圧が上昇するので、オートストップを働かせることができる。

（４）−２ 給油により燃料液位が所定液位ＦＬ１を越えると、弁室３０Ｓ内の燃料液位が上昇して、フロート機構５０が接続通路３５ｂを閉じるから、キャニスタへの燃料の流出を防止することができる。このとき、第１弁体５３ａが第２連通孔３３ａを開いて、燃料タンクＦＴの内圧を弁室３０Ｓ側へ逃がすから、タンク内の圧力は下がり、給油口からの燃料の溢れ出しを防止することができる。

（４）−３ 給油により燃料液位が所定液位ＦＬ１に達してオートストップが働いた後に、燃料遮断弁１０は、フロート５１の下降によりキャニスタへ接続される第２連通孔３３ａを第１弁体５３ａが閉じることにより、燃料タンクＦＴ内がキャニスタ側に対して密閉されるから、過給油を防止することができる。

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る。

本発明の一実施例にかかる自動車の燃料タンクの上部に取り付けられる燃料遮断弁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。 燃料遮断弁の動作を説明する説明図である。 図３に続く動作を説明する説明図である。

符号の説明

１０...燃料遮断弁
２０...ケーシング
３０...ケース本体
３０Ｓ...弁室
３１...側壁部
３１ａ...第１連通孔
３２...底壁部
３２ａ...第３連通孔
３３...フランジ
３３ａ...第２連通孔
３３ｂ...シール部
３４...上接合部
３４ａ...嵌合部
３５...ケース上蓋
３５ａ...上蓋本体
３５ｂ...接続通路
３５ｃ...シール部
３５ｄ...防壁
３５ｅ...保持端
４０...蓋体
４１...蓋本体
４２...管体部
４２ａ...蓋側通路
４３...フランジ
４３ａ...外側溶着部
４３ｂ...内部溶着端
５０...フロート機構
５１...フロート
５１Ｓ...浮力室
５１ａ...弁部
５２...フロート本体
５２ａ...ガイド突条
５３...鍔部
５３ａ...第１弁体
５３ｂ...係合孔
５５...アッパーフロート
５５ａ...円板
５５ｂ...連通孔
５５ｃ...シール部
５５ｄ...係合爪
５７...第２弁体
５８...スプリング
ＦＴ...燃料タンク
ＦＴａ...タンク上壁
ＦＴｂ...取付穴

Claims (3)

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（３５ｂ）を開閉することで燃料タンク（ＦＴ）と外部とを連通遮断する燃料遮断弁において、
   上記燃料タンク（ＦＴ）内と上記接続通路（３５ｂ）とを連通する弁室（３０Ｓ）と、上記燃料タンク内の燃料液位が所定液位（ＦＬ１）に達したときに埋没するように配置されかつ該弁室（３０Ｓ）と燃料タンク（ＦＴ）内とを連通する第１連通孔（３１ａ）と、該第１連通孔（３１ａ）より狭い開口面積でありかつ上記第１連通孔（３１ａ）より上方に配置され該弁室（３０Ｓ）と燃料タンク（ＦＴ）とを連通する第２連通孔（３３ａ）とを有するケーシング（２０）と、
   上記弁室（３０Ｓ）に収納され該弁室（３０Ｓ）内の燃料液位により浮力を増減して昇降するフロート（５１）と、該フロート（５１）に設けられ該フロート（５１）が下降位置にあるときに上記第２連通孔（３３ａ）を閉じる第１弁体（５３ａ）と、上記フロート（５１）に設けられ該フロート（５１）が上昇位置にあるときに上記接続通路（３５ｂ）を閉じる第２弁体（５７）とを備えたフロート機構（５０）と、
   を備え、
   上記フロート機構（５０）は、
   上記燃料液位が上記所定液位（ＦＬ１）に達して上記第１連通孔（３１ａ）が埋没したときに、上記弁室（３０Ｓ）内に流入した燃料による浮力の増大により上記フロート（５１）が上昇位置まで上昇することで、上記第２弁体（５７）で上記接続通路（３５ｂ）を閉じるとともに上記第１弁体（５３ａ）で上記第２連通孔（３３ａ）を開き、
   該フロート（５１）が上昇位置にある場合に、上記第２連通孔（３３ａ）を介した通気により該弁室（３０Ｓ）内の圧力が低下したときに、上記フロート（５１）が下降位置まで下降し、上記第２弁体（５７）で上記接続通路（３５ｂ）を開くとともに上記第２連通孔（３３ａ）を上記第１弁体（５３ａ）で閉じるように構成したこと、
   を特徴とする燃料遮断弁。
2. 請求項１に記載の燃料遮断弁において、
   上記第１弁体（５３ａ）は、上記フロート（５１）の上部の鍔部（５３）の下面に形成されている燃料遮断弁。
3. 請求項２に記載の燃料遮断弁において、
   上記第２連通孔（３３ａ）は、上記ケーシング（２０）の上部に形成されたフランジ（３３）に貫通形成されている燃料遮断弁。
   

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