JP4888370B2 - 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に記載されている図１の技術が知られている。従来の燃料遮断弁は、燃料タンクＦＴのタンク上壁に装着されるものであり、弁室および弁室と外部とを接続する接続通路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、フロートを上方へ付勢するスプリングとを備え、弁室内の燃料液位に応じてフロートが昇降して接続通路を開閉することで、燃料タンク内と外部との通気を確保するとともに、燃料の外部への流出を防止している。

従来の燃料遮断弁におけるケーシングは、接続通路に臨んだシール部を有する円筒状のケーシング本体と、ケーシング本体の上部に取り付けられた蓋体と、ケーシング本体の下部に取り付けられた底板から構成されており、蓋体に燃料タンクに溶着される高密度ポリエチレンを用い、ケーシング本体に高密度ポリエチレンより燃料膨潤の小さいポリアセタールを用いている。これらの樹脂材料は互いに接着しないために爪などの機械的な係合手段を介して蓋体にケーシング本体を取り付けるとともに、その両部材間にＯリングなどのシール部材を介在させている。
しかし、従来のケーシングはＯリングを含めて４つの部品であり、部品点数を減らし、構成を簡単にすることが検討されている。

こうした課題を解決するための手段として、特許文献１の図５の技術が知られている。燃料遮断弁のケーシングは、蓋体の下部から円筒状のケーシング本体を一体に形成し、ケーシング本体の下部に底板を取り付けた構成である。
しかし、蓋体は、燃料タンクに溶着可能な高密度ポリエチレンを含んだ樹脂材料から形成されているために、ポリアセタールなどより燃料膨潤量が大きい。このために、燃料タンク内に満たされた燃料蒸気により、シール部の周辺に大きな燃料膨潤を生じる。このような燃料膨潤は、特に蓋体が燃料タンクに溶着されて拘束されている場合に、蓋体を上方に盛り上げかつ不均一に湾曲させる変形を生じる。このため、シール部は、燃料膨潤に伴う中心軸のズレや変形をして、高いシール性を維持することができないという問題があった。

特開２００１−３４２９２２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、部品点数が少なく、高いシール性を維持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、該燃料タンクに接続される弁室および該弁室と外部とを接続する接続通路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昇降することで上記接続通路を開閉するフロートとを有する燃料遮断弁において、
上記ケーシングは、円筒状の側壁部を有するケーシング本体と、上記側壁部の上部に配置された蓋体とを備え、
上記蓋体は、上記側壁部の上部開口の一部を覆うとともに上記接続通路を有する蓋本体と、該蓋本体の外周部に形成され上記燃料タンクの上部に熱溶着可能である溶着部と、上記接続通路に臨んで配置され上記フロートの上部が着座するシール部とを備え、
上記蓋本体は、上記ケーシング本体の上部開口のうち外周部を覆う平板部と、該平板部より上方に上記シール部を配置する嵩上げ部とを有すること、
を特徴とする。

適用例１に記載のケーシングは、燃料タンク内に連通する弁室を備え、この弁室内に収納されたフロートが燃料タンクの燃料液位に応じて昇降する。これにより、フロートが接続通路を開閉して燃料タンクから燃料が流出するのを防止する。また、燃料遮断弁は、蓋体を燃料タンクの上部に熱溶着可能である樹脂材料から形成され、熱溶着されることにより燃料タンクの上部に装着される。これにより、燃料遮断弁は、燃料タンクの上部に締結部材などを必要としないで、容易に取り付けることができる。

また、シール部は、蓋体の嵩上げ部に一体に形成されており、フロートの弁部が着座することで接続通路を閉じ、燃料タンク内が外部に対してシールされる。したがって、ケーシング本体にシール部を設け、このケーシング本体に蓋体にシール部材を介在させて組みつけた従来の技術と比べて、本適用例は、シール部材を必要とせず、部品点数を減らすことができる。

さらに、シール部は、蓋本体の平板部より高い嵩上げ部に形成されているので、燃料膨潤に伴うシール性の低下を生じない。すなわち、燃料タンクＦＴ内に満たされた燃料蒸気により、蓋本体に燃料膨潤が生じる。このとき、蓋体は、燃料タンクに溶着されて拘束されているから、蓋本体の平板部は、上方へ盛り上がるように湾曲し、しかも周方向へ不均一な変形を生じることがある。嵩上げ部は、燃料タンクに拘束されている溶着部から離れており、このような平板部の不均一な変形の影響を受けにくく、均一に燃料膨潤するので、シール部に大きな形状変化を及ぼさない。よって、シール部は、燃料膨潤に伴う中心軸のズレや形状の変化の影響が少なく、高いシール性を維持することができる。

［適用例２］
適用例２において、上記嵩上げ部は、上記平板部から上方に突設された円筒状の立壁部と、該立壁部の上部に一体に形成され上記シール部を設けた天板部を有する構成をとることができる。嵩上げ部は、平板部よりシール部を上方に配置できる構成であればよく、上述の適用例のほかに傾斜壁やドーム形状であってもよい。

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は燃料遮断弁１０を示す側面図、図２は燃料遮断弁１０を示す断面図である。燃料タンクＦＴは、その表面が高密度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、ケーシング２０と、フロート５０と、スプリング７０とを主要な構成として備えており、燃料タンクＦＴ内の燃料が所定の液位まで上昇したときに、外部（キャニスタ）への流出を規制するものである。以下、燃料遮断弁１０の各部の構成および作用について説明する。

（２） 燃料遮断弁１０の各部の構成
（２）−１ ケーシング２０
図３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、蓋体４０とを備え、ケーシング本体３０と蓋体４０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にスプリング７０に支持されたフロート５０が収納されている。

ケーシング本体３０は、ポリアセタールから形成され、円筒状の側壁部３２と、側壁部３２の下部に一体に形成された底壁部３４とを備え、側壁部３２と底壁部３４とに囲まれたカップ状の弁室２０Ｓを形成している。側壁部３２に連通孔３２ａが形成され、底壁部３４に連通孔３４ａが形成され、それぞれ燃料タンクＦＴと弁室２０Ｓとを連通している。また、底壁部３４の中央上部には、スプリング７０の下端を支持するスプリング受け部３４ｂが形成されている。

蓋体４０は、ポリアセタールより燃料膨潤量の大きい高密度ポリエチレンから形成され、側壁部３２の上部開口を覆う蓋本体４１と、蓋本体４１の外周部に形成され燃料タンクＦＴに溶着される溶着部４２ａを有するフランジ４２と、蓋本体４１の上部から水平方向に突設され管体通路４３ａを有する管体部４３と、通路形成部４４とを備えている。蓋本体４１は、側壁部３２の上部開口の外周部を覆う平板部４１ａと、平板部４１ａから上方へ向けて突設された嵩上げ部４１ｂとを備えている。嵩上げ部４１ｂは、円筒状の立壁部４１ｃと、立壁部４１ｃの上部に形成されかつ上記蓋本体４１と平行な天板部４１ｄとを備えている。
蓋本体４１の天板部４１ｄの中央部には、下方に向けて円筒状の通路形成部４４が形成されている。通路形成部４４内には、接続通路４４ａが貫通しており、その接続通路４４ａの弁室２０Ｓ側が環状のシール部４４ｂになっている。

（２）−２ 装着手段
ケーシング本体３０を蓋体４０に装着するための構成として、装着手段が設けられている。装着手段は、ケーシング本体３０に設けられた保持部３６と、蓋体４０に設けられた円筒状の挿入部４５と、ケーシング本体３０と蓋体４０とを爪で機械的に連結する連結手段とを備えている。
図４は燃料遮断弁を分解した側面図である。保持部３６は、複数（実施例では４箇所）の支持脚部３６ａと、支持脚部３６ａの上部を連結する環状連結部３６ｂとを備えている。支持脚部３６ａは、側壁部３２の外壁から断面Ｌ字形に突設されている。図５は図１の５−５線に沿った断面図である。環状連結部３６ｂは、ケーシング本体３０の側壁部３２の外周壁に対して所定間隙を隔てることで、側壁部３２との間で挿入部４５を挿入可能である保持間隙３８Ｓを形成している。
また、環状連結部３６ｂの内周部には、上下方向にリブ３８が複数形成されている。リブ３８は、保持間隙３８Ｓを跨いで挿入部４５に当接するように上下方向に形成されている。

図３および図４において、連結手段は、保持部３６に設けられた係合部３６ｃと、挿入部４５に形成された係合穴４５ａとから構成されている。係合部３６ｃは、環状連結部３６ｂから下方に形成され、支持脚部３６ａとの間にスリット３６ｅを有する片持ち部材であり、上部を支点に撓み可能に形成されている。また、係合部３６ｃの先端には、係合爪３６ｄが形成されている。一方、挿入部４５には、係合穴４５ａが形成されており、係合爪３６ｄが係合穴４５ａに係合することにより、ケーシング本体３０を蓋体４０に支持する。また、挿入部４５には、切欠き４５ｂが下部から上方に向けて形成されている。切欠き４５ｂは、連通孔３２ａに一致するように配置され、連通孔３２ａを通じて弁室２０Ｓに連通している。

（２）−３ フロート５０
図３において、フロート５０は、円筒状のフロート本体５１と、フロート本体５１の上部に突設された弁部５２とを備えている。フロート本体５１は、下方を開放した容器形状に構成されており、その内側スペースが浮力を生じるためのフロート室５０Ｓになっている。

（３） 燃料タンクＦＴへの取付作業
次に、燃料遮断弁１０を燃料タンクＦＴのタンク上壁ＦＴａに装着する作業について説明する。図２に示すように、ケーシング本体３０の弁室２０Ｓ内に、フロート５０およびスプリング７０を収納する。さらに、図３および図５に示すように、蓋体４０の挿入部４５をケーシング本体３０の保持部３６の保持間隙３８Ｓに挿入する。このとき、蓋体４０の挿入部４５の係合穴４５ａに係合爪３６ｄが係合する。これにより、保持部３６で挿入部４５が挟持されるとともに、係合穴４５ａに係合爪３６ｄが係合することにより、蓋体４０とケーシング本体３０とが一体化する。

続いて、図２に示すように、蓋体４０の溶着部４２ａの下端部を熱板（図示省略）により溶融するとともに、燃料タンクＦＴの取付穴ＦＴｂの周囲に沿って熱板（図示省略）により溶融して溶着部ＦＴｄとする。取付穴ＦＴｂに、ケーシング本体３０をその下部から挿入して、溶着部４２ａを溶着部ＦＴｄに押しつける。これにより、溶着部４２ａと溶着部ＦＴｄとが同じ樹脂材料で形成されているので、冷却固化すると両者が互いに溶着する。このように、蓋体４０がタンク上壁ＦＴａに溶着されると、燃料タンクＦＴ内は、外部に対して高いシール性を確保される。

（４） 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において、燃料タンクＦＴ内の燃料液面が所定の液位以下であると、フロート５０は下降位置にあり、接続通路４４ａを開け、燃料タンクＦＴ内と外部との通気を確保している。そして、車両の揺動や傾斜などにより、燃料遮断弁１０の付近の燃料液位が上昇すると、燃料タンクＦＴ内の上部に溜まっていた燃料蒸気は、連通孔３２ａ（図３）、弁室２０Ｓ、接続通路４４ａ、管体通路４３ａを通じてキャニスタ側へ逃がされる。そして、燃料タンクＦＴ内の燃料液位が所定の液位に達すると、燃料は、底壁部３４の連通孔３４ａを通じて弁室２０Ｓに流入する。これにより、フロート５０に浮力が生じて上昇し、弁部５２がシール部４４ｂに着座して接続通路４４ａを閉塞して燃料がキャニスタ側へ流出するのを防止する。したがって、燃料タンクＦＴ内の燃料液位の上昇によって、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。

（５） 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。
（５）−１ 蓋体４０は、燃料タンクＦＴと同じ高密度ポリエチレンから形成されているから、締結部材などを必要とせず、熱溶着により燃料タンクＦＴの上部に容易に固定することができる。

（５）−２ シール部４４ｂは、蓋体４０の嵩上げ部４１ｂに一体に形成されており、フロート５０の弁部５２が着座することで接続通路４４ａを閉じ、燃料タンクＦＴ内が外部に対してシールされる。したがって、ケーシング本体にシール部を設け、このケーシング本体に蓋体にシール部材を介在させて組みつけた従来の技術と比べて、本実施例は、シール部材を必要とせず、部品点数を減らすことができる。

（５）−３ 図６に示すように、シール部４４ｂは、蓋本体４１の平板部４１ａより高い嵩上げ部４１ｂに形成されているので、燃料膨潤に伴うシール性の低下を生じない。すなわち、燃料タンクＦＴ内に満たされた燃料蒸気により、蓋本体４１に燃料膨潤が生じる。このとき、蓋体４０は、燃料タンクＦＴに溶着されて拘束されているから、蓋本体４１の平板部４１ａは、２点鎖線で示すように上方へ盛り上がるように湾曲し、しかも周方向へ不均一な変形を生じることがある。嵩上げ部４１ｂは、燃料タンクＦＴに拘束されている溶着部４２ａから離れており、このような平板部４１ａの不均一な変形の影響を受けにくく、均一に燃料膨潤するので、シール部４４ｂに大きな形状変化を及ぼさない。よって、シール部４４ｂは、燃料膨潤に伴う中心軸のズレや形状の変化の影響が少なく、高いシール性を維持することができる。

（５）−４ 図３および図４に示すように装着手段は、ケーシング本体３０と蓋体４０とを簡単に組み付け、しかも堅固に保持することができる。すなわち、蓋体４０の挿入部４５を保持部３６の保持間隙３８Ｓに挿入すると、挿入部４５は、保持間隙３８Ｓ内で保持されるとともに、連結手段の係合爪３６ｄが係合穴４５ａに係合して、ケーシング本体３０と蓋体４０とが簡単に連結される。このとき、挿入部４５は、保持部３６から突設されたリブ３８によって当接支持されるから、ケーシング本体３０は、蓋体４０に対して傾くことなく装着され、フロート５０を軸ズレさせることなく、安定した昇降動作を行なわせることができる。

（５）−５ 装着手段は、蓋体４０がケーシング本体３０より大きく燃料膨潤しても堅固に保持する。すなわち、蓋体４０は、高密度ポリエチレンから形成され、ポリアセタールから形成されたケーシング本体３０より燃料膨潤量が大きい。このため、蓋体４０に形成された挿入部４５は、ケーシング本体３０の保持部３６より燃料膨潤により拡がろうとしても、膨潤した部分が保持間隙３８Ｓ内で拡がり、ケーシング本体３０を傾かせるような力を生じない。よって、ケーシング本体３０が蓋体４０に対してガタつきが生じることもなく、ガタつきに伴う不具合、つまり、フロート５０が傾いた状態で昇降することがなく、安定した開閉特性を得ることができる。

（５）−６ 挿入部４５を保持間隙３８Ｓに挿入する際に、リブ３８が挿入部４５によって押されて容易に弾性変形するから、保持間隙３８Ｓの寸法公差の許容範囲を大きく設定できる。

（５）−７ 保持部３６の環状連結部３６ｂは、支持脚部３６ａの上部を環状に連結した構成であり、挿入部４５の根元まで保持しているから、従来の技術のように把持部を分割して形成している構成に比べて、挿入部４５が燃料膨潤に伴って拡径するのを、大きな力で押さえることができる。

（５）−８ 連結手段を構成する係合部３６ｃおよび係合穴４５ａは、環状連結部３６ｂおよび挿入部４５にそれぞれ一体に形成しているから、金型の構成などを簡単にできる。

（６） 他の実施例
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。
（６）−１ 上記実施例において、図５に示すようにリブ３８は、環状連結部３６ｂの内壁から突設したが、これに限らず、保持間隙に跨る形状であれば、挿入部の外壁に突設する構成や、ケーシング本体の側壁部と挿入部との間に保持間隙を設けて、挿入部の内壁または側壁部の外壁に設けてもよく、また両部材からそれぞれ突設してもよい。
（６）−２ 上記実施例において、ケーシングを構成するケーシング本体は、側壁部と底壁部とを一体に形成したが、これに限らず、別体に形成しても同様な作用効果を奏する。

燃料遮断弁を示す側面図である。 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。 燃料遮断弁を分解した側面図である。 図１の５−５線に沿った断面図である。 燃料遮断弁の作用を説明する説明図である。

符号の説明

１０…燃料遮断弁
２０…ケーシング
２０Ｓ…弁室
３０…ケーシング本体
３２…側壁部
３２ａ…連通孔
３４…底壁部
３４ａ…連通孔
３４ｂ…スプリング受け部
３６…保持部
３６ａ…支持脚部
３６ｂ…環状連結部
３６ｃ…係合部
３６ｄ…係合爪
３６ｅ…スリット
３８…リブ
３８Ｓ…保持間隙
４０…蓋体
４１…蓋本体
４１ａ…平板部
４１ｂ…嵩上げ部
４１ｃ…立壁部
４１ｄ…天板部
４２…フランジ
４２ａ…溶着部
４３…管体部
４３ａ…管体通路
４４…通路形成部
４４ａ…接続通路
４４ｂ…シール部
４５…挿入部
４５ａ…係合穴
４５ｂ…切欠き
５０…フロート
５０Ｓ…フロート室
５１…フロート本体
５２…弁部
７０…スプリング
ＦＴ…燃料タンク
ＦＴａ…タンク上壁
ＦＴｂ…取付穴
ＦＴｄ…溶着部

Claims (2)

1. 燃料タンク（ＦＴ）の上部に装着され、該燃料タンク（ＦＴ）に接続される弁室（２０Ｓ）および該弁室（２０Ｓ）と外部とを接続する接続通路（４４ａ）を有するケーシング（２０）と、上記弁室（２０Ｓ）に収納され該弁室（２０Ｓ）内の燃料液位により昇降することで上記接続通路（４４ａ）を開閉するフロート（５０）とを有する燃料遮断弁において、
   上記ケーシング（２０）は、円筒状の側壁部（３２）を有するケーシング本体（３０）と、上記側壁部（３２）の上部に配置された蓋体（４０）とを備え、
   上記蓋体（４０）は、上記側壁部（３２）の上部開口の一部を覆うとともに上記接続通路（４４ａ）を有する蓋本体（４１）と、該蓋本体（４１）の外周部に形成され上記燃料タンク（ＦＴ）の上部に熱溶着可能である溶着部（４２ａ）と、上記接続通路（４４ａ）に臨んで配置され上記フロート（５０）の上部が着座するシール部（４４ｂ）とを備え、
   上記蓋本体（４１）は、上記ケーシング本体（３０）の上部開口のうち外周部を覆う平板部（４１ａ）と、該平板部（４１ａ）より上方に上記シール部（４４ｂ）を配置する嵩上げ部（４１ｂ）とを有すること、
   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、
   上記嵩上げ部（４１ｂ）は、上記平板部（４１ａ）から上方に突設された円筒状の立壁部（４１ｃ）と、該立壁部（４１ｃ）の上部に一体に形成され上記シール部（４４ｂ）を設けた天板部（４１ｄ）を有する、燃料遮断弁。

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