JP6060609B2

JP6060609B2 - 通気制御弁装置

Info

Publication number: JP6060609B2
Application number: JP2012227479A
Authority: JP
Inventors: 範和杉村
Original assignee: Kyosan Denki Co Ltd
Current assignee: Kyosan Denki Co Ltd
Priority date: 2012-10-12
Filing date: 2012-10-12
Publication date: 2017-01-18
Anticipated expiration: 2032-10-12
Also published as: JP2014080870A

Description

本発明は、燃料タンクの内部空間と外部空間との間の通気状態を制御する通気制御弁装置に関する。

従来から、燃料タンクの内部空間とキャニスタとを繋ぐ通気通路に設けられ、通気通路の通気状態を制御する通気制御弁装置の一例として、例えば下記特許文献１に開示された圧力調整バルブがある。この圧力調整バルブは、弁室内に上下動可能に納められた中空の第１弁体と、第１弁体内に上下動可能に収められた第２弁体とを備えている。

中空の第１弁体の底部には、通気通路を弁室内から塞ぐ弁体部と、この弁体部を貫通する第１連通孔が形成され、第１弁体の天井部には、第１弁体の内部と弁室とを連通する第２連通孔が形成されている。第２弁体は、第１連通孔、第１弁体の内部および第２連通孔からなる通気通路を閉塞しないように、第１弁体の底部に当接配置されている。通常時は、２つの弁体が上記した配設状態をとることで、燃料タンクの内部空間とキャニスタとを繋ぐ通気通路に通気が可能となっている。

上述の状態が形成されているときに、給油に伴って燃料タンク内の圧力が上昇すると、第２弁体が持ち上げられて第２連通孔を閉弁し、通気通路を遮断するようになっている。また、給油に伴う圧力上昇を超えるような燃料タンク内の圧力上昇が生じた場合には、第１弁体も持ち上げられて開弁し、通気通路の遮断が解除されるようになっている。

特許第３９６６７８１号公報

しかしながら、上記従来技術の通気制御弁装置では、中空の第１弁体の内部に第２弁体を収容し、中空の第１弁体の内部で第２弁体を上下動させ、第２弁体が上下方向のいずれへ最大変位したときにも第１弁体に当接する構成であるため、第１弁体を複数の部品で構成して相互に接合する必要がある。

例えば上記特許文献１に開示された圧力調整バルブでは、底部と側部とからなるカップ状体の開放部を蓋板状の天部によって気密状態に塞ぐことにより第１弁体を構成している。このような第２弁体を第１弁体の中空部に収容する構成では、第１弁体の構造が複雑になるという問題がある。

本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、内部に第２弁体が配設される第１弁体の構造を簡素化することが可能な通気制御弁装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、筒状部（２０１）を有して、通気通路（３１）に含まれる弁室（２Ｃ）を筒状部の内部に形成するとともに、通気通路に臨む開口を円環状に囲む端板部（２０２）の内面に環状の第１弁座（２０５）が形成されたケーシング（２）と、弁室に収容されて、筒状部の軸線方向（ＸＸ）に変位可能に設けられ、軸線方向の燃料タンク（１０）内部空間側に最大変位したときに第１弁座に着座するとともに、内部に軸線方向に延びる中空通路（３Ｃ）が形成されて、第１弁座に着座した際には、中空通路が通気通路に含まれる第１弁体（３）と、中空通路に配設されて、筒状部の軸線方向に変位可能に設けられ、軸線方向の燃料タンク外部空間側に最大変位したときに第１弁体の中空通路に臨む内面に形成された環状の第２弁座（３０５）に着座する第２弁体（４）と、第１弁体と第２弁体との間に設けられ、弾性変形の復元力によって第２弁体を第２弁座から離座する方向へ付勢する第２弁体用弾性部材（６）とを備え、外部空間に対する内部空間の圧力が第１所定圧力未満の場合には、第１弁体が第１弁座に着座するとともに、第２弁体がケーシングの端板部に押し当てられて第２弁座から離座した状態を形成して、中空通路を介して内部空間と外部空間とが連通し、内部空間の圧力が第１所定圧力にまで上昇した場合には、第１弁体が第１弁座に着座したまま、内部空間から外部空間へ通気通路を流通する流体の流れによって第２弁体が第２弁座に着座して、通気通路が遮断され、内部空間の圧力が第１所定圧力よりも高い第２所定圧力にまで上昇した場合には、第２弁体が第２弁座に着座したまま、内部空間と外部空間との圧力差よって第１弁体が第１弁座から離座して、弁室を介して内部空間と外部空間とが連通するものであり、中空通路は、燃料タンク内部空間側の端部（３Ｄ）から第２弁座に着座する位置にまで第２弁体を挿設可能な通路であることを特徴としている。

これによると、第１弁体の内部に形成された中空通路は、燃料タンクの内部空間側の端部から第２弁体を挿設して、第２弁座に着座する位置にまで第２弁体を変位させることが可能な通路となっている。したがって、第１弁体を複数の部品で構成し、内部に第２弁体を納めた後に複数の部品を結合させる必要がない。このようにして、内部に第２弁体が配設される第１弁体の構造を簡素化することができる。

また、本発明のさらなる特徴は、第１弁体が第１弁座に着座し、第２弁体が第２弁座に着座しているときにおいても、内部空間と外部空間との間の流体流れを絞るように内部空間と外部空間とを連通する絞り連通路（４０５）を備える点にある。

これによると、第１弁体の第１弁座への着座および第２弁体の第２弁座への着座により通気通路が遮断された状態において、燃料タンクの内部空間と外部空間とは、絞り連通路により連通している。内部空間と外部空間との間の流体流れは絞り連通路によって絞られるので、内部空間の圧力が第１所定圧にまで上昇して通気通路が遮断された後の内部空間の圧力は、遮断時圧力からゆっくりと低下することになる。したがって、通気通路の遮断直後においては燃料タンクの内部圧力を第１所定圧力付近に維持するとともに、通気通路の遮断から時間が経過したときには、燃料タンクの内部空間の圧力を外部空間の圧力にまで戻すことができる。

なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

本発明を適用した第１の実施形態における通気制御弁装置の構成を示す断面図である。第１の実施形態における通気制御弁装置が適用された車両の燃料タンクからキャニスタへ到る通気系統を説明する模式図である。第１の実施形態における通気制御弁装置の作動を説明するための断面図である。第１の実施形態における通気制御弁装置の作動を説明するための断面図である。第２の実施形態における通気制御弁装置の構成を示す断面図である。第２の実施形態における通気制御弁装置が適用された車両の燃料タンクからキャニスタへ到る通気系統を説明する模式図である。第３の実施形態における通気制御弁装置の構成を示す断面図である。第４の実施形態における通気制御弁装置の要部構成を示す断面図である。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１の実施形態）
本発明を適用した第１の実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。

図２に示すように、燃料タンク１０は、燃料を給油するためのフューエルフィラーパイプ（インレットパイプ）１１、ブリーザパイプ１２を備えている。給油時には、フューエルフィラーパイプ１１の燃料タンク１０外側開口部（給油口）に、給油ガン８０のノズルが差し込まれて、燃料が燃料タンク１０内へ補給される。

ブリーザパイプ１２は、下端が燃料タンク１０内に開口し上端がフューエルフィラーパイプ１１内の給油口付近に開口するように配置されている。ブリーザパイプ１２は、給油口から給油が行われているときには、下端から上端へ向かって燃料タンク１０内の気体（燃料蒸気を多量に含む空気）を流通する。ブリーザパイプ１２の上端からフューエルフィラーパイプ１１内へ排出された気体は、フューエルフィラーパイプ１１内を給油口から下方へ向かって流れる流体流れに吸引されて、燃料タンク１０内へ還流する。これにより、給油口から外部への燃料蒸気の放出を抑制している。

燃料タンク１０には、その内部空間、つまり燃料液面と燃料タンク１０の壁面とに囲まれる空間であって空気および燃料蒸気が存在している空間と、キャニスタ４０とを連通する通気通路３１を内部に形成する通気管３０が接続されている。

通気管３０の燃料タンク１０側端部には、漏洩防止弁２０が直列に接続されている。漏洩防止弁２０は、燃料タンク１０の姿勢が限度を超えて変化したとき、すなわち通常の車両走行時において起こり得る傾斜角度範囲を超えて傾いたときに、連通状態から遮断状態に切り替わるものである。

漏洩防止弁２０は、例えば、燃料中に浮かぶように形成されたフロート弁体２１および通気管３０の開口周縁に形成された弁座（図示は省略）を備えている。通常時においては、漏洩防止弁２０は燃料中に浸漬していないので、フロート弁体２１は弁座から離れており、通気管３０は、燃料タンク１０の内部空間とキャニスタ４０とを連通している。例えば、事故等により自動車の傾斜が急になり燃料タンク１０内の燃料液面が傾いて漏洩防止弁２０が燃料中に浸漬されると、フロート弁体２１は浮力の作用により変位して弁座に着座し、燃料タンク１０の内部空間とキャニスタ４０との連通が遮断される。これにより、燃料タンク１０内の燃料が、通気管３０を介してキャニスタ４０へ至り外部へ流出することを確実に抑止する。

キャニスタ４０は、例えば金属材料あるいは樹脂材料から形成されるケーシング４１内に、燃料蒸気を吸着捕集する機能を有するフィルタとして例えば活性炭４４を高密度充填して形成されている。キャニスタ４０は、活性炭４４を挟んで通気ポート４２および大気ポート４３を備えている。通気ポート４２は、通気管３０に接続され通気管３０を介して燃料タンク１０の内部空間に連通している。大気ポート４３は、大気に開放されている。

通気管３０の途中には、通気通路３１の通気状態を制御する通気制御弁装置である通気制御弁１が配置されている。通気制御弁１については後で詳述する。

燃料タンク１０の天井部には、満タン制御弁６０が設けられている。満タン制御弁６０は、通気管３０の途中、詳しくは通気管３０の通気制御弁１とキャニスタ４０との間の区間と燃料タンク１０の内部空間とを連通する第２通気通路としての通気管７０の燃料タンク１０側端部に取り付けられている。

満タン制御弁６０は、例えば、燃料中に浮かぶように形成されたフロート弁体６１および通気管７０の開口周縁に形成された弁座を備えている。燃料タンク１０内の燃料量が満タン状態（規定された最大量の燃料を貯える状態）よりも少ない時においては、フロート弁体６１は弁座から離れており、満タン制御弁６０は連通状態となっている。したがって、燃料タンク１０の内部空間は、満タン制御弁６０、通気管７０、通気管３０を介してキャニスタ４０と連通している。

燃料タンク１０への給油時において、燃料タンク１０内の燃料量が増えて満タン状態に近づき燃料液面が満タン制御弁６０のハウジングの下端に到達すると、満タン制御弁６０のフロート弁体６１はハウジング内を上昇する燃料液面とともに上方へ移動して弁座に着座する。これにより、満タン制御弁６０が通気管７０内の通気通路を遮断する。

このとき以降の給油により、燃料タンク１０の内部空間の圧力が上昇し、これにより、フューエルフィラーパイプ１１内の燃料液面が給油口、つまり給油ガン８０へ向かって上昇する。フューエルフィラーパイプ１１内の燃料液面が給油ガン８０の先端の空気孔８１に到り燃料が空気孔８１を塞ぐと、給油ガン８０の給油動作が自動的に停止する。すなわち、給油ガン８０のレバー８２が給油作業者により引かれたままであっても、給油ガン８０から燃料タンク１０内への燃料流入が停止する。

以上説明したように、満タン制御弁６０は、給油中において燃料タンク１０内の燃料量が満タン状態となったら給油を自動停止させる役割を果たしている。なお、燃料タンク１０内の燃料量が満タン状態となったときには、ブリーザパイプ１２の下端も燃料中に位置するようになっており、ブリーザパイプ１２を介して燃料タンク１０の内部空間の気体が外部に排出されないようになっている。

満タン制御弁６０が遮断状態となったときに、燃料タンク１０の内部空間が漏洩防止弁２０および通気管３０を介してキャニスタ４０と連通していると、給油ガン８０の給油動作が自動的に停止した直後に、燃料タンク１０の内部空間の圧力が低下する。これに伴い、フューエルフィラーパイプ１１内の燃料液面が低下し、給油ガン８０による追加給油が可能となってしまう。

そこで、通気管３０に配設した通気制御弁１により、給油ガン８０の給油動作が自動停止した以降、燃料タンク１０の内部空間の圧力を維持してフューエルフィラーパイプ１１内の燃料液面を給油停止位置に維持し、好ましくない追加給油を防止するようになっている。

次に、図１を用いて通気制御弁１について説明する。通気制御弁１は、燃料タンク１０の内部空間と外部空間との間で通気するための通気通路３１に設けられ、通気通路３１の通気状態を制御する通気制御弁装置である。

図１に示すように、通気制御弁１は、ケーシング２、第１弁体であるリリーフ弁体３、第２弁体であるカット弁体４、第１弁体用弾性部材であるスプリング５、および、第２弁体用弾性部材であるスプリング６を備えている。

ケーシング２は、例えば樹脂製であり、ケース２Ａとキャップ２Ｂとが例えば溶着や接着により相互に接合されて構成されている。ケース２Ａは、円筒形状の円筒部２０１（筒状部に相当）、円筒部２０１の図示左端開口を閉塞するように設けられた円環板状の端板部２０２、および、端板部２０２の中央開口の周縁から図示左方に突出したパイプ部２０３が一体成形されている。円筒部２０１の内面には、円筒部２０１の軸線方向（図示ＸＸ方向）に延びる複数のリブ２０１ａが突設されている。

端板部２０２の図示右方面には、開口を円環状に取り囲むように環状凸部２０４が突設されている。環状凸部２０４の突出方向先端部の内周面（具体的には、環状凸部２０４の内周面と先端面とを繋ぐ断面円弧状の傾斜面）は、リリーフ弁体３が着座可能な円環状のリリーフ弁座２０５（第１弁座に相当）となっている。

キャップ２Ｂは、円筒部２０１の図示右端開口を閉塞するように配置される円環板状の平板部２０６、平板部２０６の中央開口の周縁から図示右方に突出したパイプ部２０７、および、平板部２０６の図示左方面から円環状に突設された接続筒部２０８が一体成形されている。円筒部２０１の内周面と接続筒部２０８の外周面とが気密的に接合されて、ケース２Ａとキャップ２Ｂとによりケーシング２が形成されている。

ケーシング２において、円筒部２０１、パイプ部２０３、環状凸部２０４、パイプ部２０７および接続筒部２０８は、同心上に配設されている。ケーシング２のうち、円筒部２０１の内方（円筒部２０１、端板部２０２および平板部２０６により取り囲まれた部分）には、ケーシング２外部とは隔絶された弁室２Ｃが形成されている。

弁室２Ｃには、リリーフ弁体３およびカット弁体４が配設されている。リリーフ弁体３は、例えば樹脂製であり、大径筒部３０１と小径筒部３０３との間を段差部３０２により接続した段付円筒状に形成され、円筒部２０１と同心上に配置されている。リリーフ弁体３は、円筒形状の大径筒部３０１の外周面がケーシング２のリブ２０１ａに案内される（摺接する、あるいは、径方向への変位が規制される）ことで、軸線方向（ＸＸ方向）に変位可能となっている。

小径筒部３０３は、図示左方へ向かうほど径が小さくなる外周面を有しており、この外周面がリリーフ弁座２０５への着座部（リリーフ弁座２０５へ離着座する弁部）となる。大径筒部３０１には、図示右端面から凹んだ環状溝部３０１ａが形成されている。環状溝部３０１ａ内には、コイル状のスプリング５が円筒部２０１と同心上に配設されている。

スプリング５は、図示左方端が環状溝部３０１ａの底部に受けられ、図示右方端がキャップ２Ｂの平板部２０６（具体的には、平板部２０６の図示左方面のうち接続筒部２０８の基端の内周部）に受けられて、ＸＸ方向に圧縮配置されている。スプリング５は、弾性変形の復元力によってリリーフ弁体３をリリーフ弁座２０５へ着座する方向（図示左方向）へ付勢する付勢手段をなしている。

なお、平板部２０６の図示左方面および接続筒部２０８の内周面には、周方向に間隔を空けて複数のリブ状凸部が形成されている。このような構成により、平板部２０６および接続筒部２０８の肉厚が厚くなることを抑制しつつ、弁室２Ｃ内に気体が流通する際の流通抵抗を低減している。このような構成のため、スプリング５の図示右方端は、周方向の一部が複数個所で平板部２０６に当接している。

リリーフ弁体３には、円筒部２０１の軸線方向に延びる中空通路３Ｃが形成されている。リリーフ弁体３は、大径筒部３０１のうち、図示右方側の部分は、左方側よりも内径が小さい小内径部３０４となっている。中空通路３Ｃは、図示左方の端部３Ｄから小内径部３０４の図示左方端部に至るまでの間は、略同一径となっている。

小内径部３０４の図示左方端の近傍では、中空通路３Ｃの臨む内周面が、図示右方へ向かうほど縮径する傾斜面として形成されており、カット弁体４が着座可能な円環状のカット弁座３０５となっている。小内径部３０４には、図示左端面から凹んだ環状溝部３０４ａが形成されている。

中空通路３Ｃには、カット弁体４が配設されている。カット弁体４は、例えば樹脂製であり、大径筒部４０１と小径筒部４０３との間を段差部４０２により接続した段付円筒状に形成され、円筒部２０１と同心上に配置されている。カット弁体４は、円筒形状の大径筒部４０１の外周面が、リリーフ弁体３の内周面（小内径部３０４を除く部分の内周面）に摺接して案内されることで、中空通路３Ｃ内を軸線方向（ＸＸ方向）に変位可能となっている。

大径筒部４０１の外周面には、周方向の複数個所に軸線方向（ＸＸ方向）に延びる溝部が形成されている。これにより、リリーフ弁体３に対するカット弁体４の摺動抵抗を低減するとともに、両弁体３、４間における異物等の噛み込みを抑制している。上記した溝部は、大径筒部４０１の外周面において、図示左方端部から段差部４０２には至らない軸方向長さをもって設けられている。

小径筒部４０３は、図示右方へ向かうほど径が小さくなる外周面を有しており、この外周面がカット弁座３０５への着座部（カット弁座３０５へ離着座する弁部）となる。円環板状の段差部４０２には、周方向の一部において軸線方向に貫通する貫通孔により、段差部４０２の図示左右両側の空間を連通する連通通路４０４が形成されている。また、小径筒部４０３には、尖端部中央を軸線方向に貫通する微小径貫通孔により、小径筒部４０３の図示左右両側の空間を連通する絞り連通路４０５が形成されている。

絞り連通路４０５の通路断面積は、連通通路４０４の通路断面積よりも極めて小さくなっている。そして、カット弁体４において、連通通路４０４はカット弁座３０５への着座部よりも外方に形成され、絞り連通路４０５はカット弁座３０５への着座部よりも内方にに形成されている。

リリーフ弁体３とカット弁体４との間には、コイル状のスプリング６が円筒部２０１と同心上に配設されている。スプリング６は、図示左方端がカット弁体４の段差部４０２外周縁部に受けられ、図示右方端がリリーフ弁体３の環状溝部３０４ａの底部に受けられて、ＸＸ方向に圧縮配置されている。スプリング６は、弾性変形の復元力によってカット弁体４をカット弁座３０５から離座する方向（図示左方向）へ付勢する付勢手段をなしている。

ケーシング２のパイプ部２０３内に形成される通路は、図１に示した漏洩防止弁２０を介して燃料タンク１０の内部空間と繋がる内部空間側通路２０３Ｃである。一方、ケーシング２のパイプ部２０７内に形成される通路は、図１に示したキャニスタ４０を介して燃料タンク１０の外部空間と繋がる外部空間側通路２０７Ｃである。

通気制御弁１は、リリーフ弁体３およびカット弁体４の変位に応じて、通気通路３１の一部をなす内部空間側通路２０３Ｃと外部空間側通路２０７Ｃとの間の通気状態を変更して、通気通路３１の通気状態を制御する。

次に、上記構成に基づき通気制御弁１の作動について説明する。通気制御弁１は、図１図示左側を燃料タンク１０側とし、図示右側をキャニスタ４０側として、例えば、円筒部２０１の軸線方向（ＸＸ方向）が略水平方向となるように車両搭載されている。

通常時（車両走行時や、車両停止時であっても給油等により燃料タンク１０内の圧力が後述する第１所定圧力にまで上昇しないとき）には、図１に示すように、スプリング５、６の付勢力により、リリーフ弁体３がリリーフ弁座２０５に着座するとともに、カット弁体４はケーシング２の端板部２０２に押し当てられて（図示左方に最大変位して）、カット弁体４がカット弁座３０５から離座した状態を形成する。

図１に示す状態では、内部空間側通路２０３Ｃと外部空間側通路２０７Ｃとは、カット弁体４の大径筒部４０１内および連通通路４０４を含むリリーフ弁体３の中空通路３Ｃを介して連通される。

このように、中空通路３Ｃを介して燃料タンク１０の内部空間と外部空間との連通状態が形成されると、燃料タンク１０の内外圧力差を解消するように通気通路３１を気体が流通する。燃料タンク１０の内部空間から外部空間へ気体が流通するときには、燃料タンク１０内で発生して通気通路３１を流れた燃料蒸気はキャニスタ４０により捕捉され、外部空間に漏れ出すことはない。

燃料タンク１０への給油時には、図２に示すように、燃料タンク１０のフューエルフィラーパイプ１１に給油ガン８０が差し込まれ給油が開始されると、燃料が燃料タンク１０内へ流入する。これに対応して、燃料タンク１０内の空気は、満タン制御弁６０から通気管７０および通気管３０の下流部を経由してキャニスタ４０へ至る。キャニスタ４０では空気中の燃料蒸気が活性炭４４に吸収された後に大気ポート４３から外部へ放出される。このとき、漏洩防止弁２０から通気管３０を経由する経路を介しても、燃料タンク１０内の空気がキャニスタ４０へ送られる。

また、給油に伴い発生した多量の燃料蒸気を含む燃料タンク１０内の空気の一部はブリーザパイプ１２を経由してフューエルフィラーパイプ１１の口元へ至る。ブリーザパイプ１２の上端開口から流出した燃料蒸気を多量に含む空気は、フューエルフィラーパイプ１１内を流れる給油燃料の流れに吸引されて、燃料タンク１０内へ還流する。これにより、燃料蒸気が給油口から外部へ流出することが抑制される。

給油が継続され、燃料タンク１０内の燃料液面が満タン制御弁６０のハウジング下端に到達してハウジング内を上昇すると、フロート弁体６１が通気管７０の通気通路を閉塞する。このときには、ブリーザパイプ１２の下端開口も燃料により閉塞され、ブリーザパイプ１２内の通気経路も遮断される。満タン制御弁６０およびブリーザパイプ１２を介する通気が停止すると、燃料液面はフューエルフィラーパイプ１１を上昇して口元へ至り、燃料が給油ガン８０の筒先の空気孔８１を塞ぐ。これにより、給油ガン８０の給油動作が自動的に停止（所謂オートストップ）し燃料タンク１０内への燃料流入が停止する。

図２に示すように、給油が自動停止し、燃料タンク１０内の燃料液面よりもフューエルフィラーパイプ１１内の燃料液面が高い場合には、ヘッド圧（燃料タンク１０内とフューエルフィラーパイプ１１内の液面高さの差分の燃料液柱による圧力）の分だけ外部空間の圧力に対して燃料タンク１０の内部空間の圧力が高くなる。

このように、燃料タンク１０内の燃料液面レベルが満タンレベルとなり、給油が自動停止したときの燃料タンク１０内の圧力が、本発明で言う第１所定圧力に相当する。燃料タンク１０内の圧力が第１所定圧力にまで上昇した場合には、燃料タンク１０の内部空間と外部空間との圧力差により、通気通路３１を流れる気体の流速が上昇する。この通気通路３１を流れ通気制御弁１を通過する気体の流体力によって、カット弁体４が変位する。

図１に示す状態において、内部空間側通路２０３Ｃから外部空間側通路２０７Ｃへ中空通路３Ｃを流れる気体流の速度が増大すると、速度増大した気体流の流体力が作用することで、図３に示すように、カット弁体４は、スプリング６の復元力に抗して図示右方へ最大変位し、カット弁座３０５に着座する。このとき、リリーフ弁体３はリリーフ弁座２０５に着座したままである。リリーフ弁体３はリリーフ弁座２０５に着座したまま、カット弁体４がカット弁座３０５に着座することで、通気制御弁１により通気通路３１が遮断される。

燃料タンク１０内の圧力が第１所定圧力となったときのケーシング２内の気体流によってカット弁体４が閉弁動作するようにスプリング６が設定され、上記気体流ではリリーフ弁体３が開弁動作しないようにスプリング５が設定されている。

図３に示すように、カット弁体４がカット弁座３０５に着座して通気通路３１が遮断されると、燃料タンク１０内の圧力が第１所定圧力に一旦保持される。カット弁体４がカット弁座３０５に着座して通気通路３１が遮断された後には、内部空間側通路２０３Ｃから外部空間側通路２０７Ｃへ、絞り連通路４０５を介して僅かに気体が流通する。これに伴い、燃料タンク１０内の圧力は第１所定圧力から緩やかに低下していく。燃料タンク１０内の圧力が第１所定圧力よりも所定値だけ小さくなると、スプリング６の付勢によってカット弁体４がカット弁座３０５から離座して、通気通路３１の遮断状態が解除される。

したがって、通気制御弁１による通気通路３１の遮断直後においては、フューエルフィラーパイプ１１内の燃料液面が下降せず、燃料タンク１０内への追加給油が抑制される。そして、通気通路３１の遮断から時間が経過して通気通路３１の遮断が解除されると、フューエルフィラーパイプ１１内の燃料液面は下降し、再給油が可能となり、また、燃料タンク１０内外の通気も可能となる。

給油作業者による追加給油を確実に防止するためには、例えば、給油が自動停止して給油作業者が追加給油できないことを認識してから給油口にキャップを装着するまでの時間等を考慮して、絞り連通路４０５の通路断面積は、燃料タンク１０の容積等との関係に基づいて、図３に示したカット弁体４の閉弁状態を、例えば１〜３分維持できるように設定することが好ましい。

図３に示すように、カット弁体４がカット弁座３０５に着座して通気通路３１が遮断され、給油が自動停止した後に、燃料タンク１０内において燃料蒸気等が大量発生し、燃料タンク１０内の圧力が第１所定圧力よりも大きく上昇する場合がある。燃料タンク１０の内部空間の圧力が第１所定圧力よりも高い第２所定圧力にまで上昇した場合には、内部空間と外部空間との圧力差よってリリーフ弁体３が変位する。

図３に示す状態において、カット弁体４により中空通路３Ｃを閉塞されたリリーフ弁体３は、リリーフ弁座２０５への着座部よりも内方領域で、内部空間側通路２０３Ｃと外部空間側通路２０７Ｃとの差圧を受圧する。内部空間側通路２０３Ｃの圧力が外部空間側通路２０７Ｃの圧力よりも第２所定圧力高くなると、受圧応力によって、図４に示すように、リリーフ弁体３はスプリング５の復元力に抗して図示右方へ最大変位し、リリーフ弁座２０５から離座する。

このとき、カット弁体４はカット弁座３０５に着座したままである。カット弁体４がカット弁座３０５に着座したまま、リリーフ弁体３がリリーフ弁座２０５から離座することで、弁室２Ｃを介して内部空間側通路２０３Ｃと外部空間側通路２０７Ｃとが連通し、通気通路３１の遮断が解除される。燃料タンク１０内の圧力が第２所定圧力となったときにリリーフ弁体３が開弁動作するようにスプリング５が設定されている。

したがって、給油が自動停止した後に、燃料蒸気の大量発生等によって燃料タンク１０内の圧力が上昇したとしても、第２所定圧力以上に上昇することを抑止し、給油口からの燃料の溢れ出しを防止することができる。

上述の構成および作動によれば、通気制御弁１は、ケーシング２内にリリーフ弁体３を備え、リリーフ弁体３の中空通路３Ｃにカット弁体４を備えている。そして、給油時に燃料タンク１０内の燃料液面が満タンレベルに到達して、満タン状態に伴い燃料タンク１０内が第１所定圧力にまで上昇したときにカット弁体４を閉弁動作して、追加給油を抑制することができる。また、燃料蒸気の大量発生等により燃料タンク１０内が第２所定圧力にまで上昇したときには、リリーフ弁体３を開弁動作して、給油口からの燃料の溢れ出しを防止することができる。

このような機能を有する通気制御弁１において、リリーフ弁体３の中空通路３Ｃは、内部空間側通路２０３Ｃ側の端部３Ｄからカット弁座３０５に着座する位置にまでカット弁体４を挿設可能な通路となっている。すなわち、リリーフ弁体３の内部に形成された中空通路３Ｃは、燃料タンク１０の内部空間側の端部からカット弁体４を挿設して、カット弁座３０５に着座する位置にまでカット弁体４を変位させることが可能な通路となっている。

したがって、リリーフ弁体３を複数の部品で構成し、内部にカット弁体４を納めた後に複数の部品を結合させる必要がない。このようにして、内部にカット弁体４が配設されるリリーフ弁体３の構造を簡素化することができる。

また、通気制御弁１は、リリーフ弁体３がリリーフ弁座２０５に着座し、カット弁体４がカット弁座３０５に着座しているときにおいても、燃料タンク１０の内部空間と外部空間との間の流体流れを絞るように内部空間と外部空間とを連通する絞り連通路４０５を備えている。

これによると、リリーフ弁体３のリリーフ弁座２０５の着座およびカット弁体４のカット弁座３０５への着座により通気通路３１が遮断された状態において、燃料タンク１０の内部空間と外部空間とは、絞り連通路４０５により連通している。内部空間と外部空間との間の流体流れは絞り連通路４０５によって絞られるので、内部空間の圧力が第１所定圧にまで上昇して通気通路３１が遮断された後の内部空間の圧力は、遮断時圧力からゆっくりと低下することになる。したがって、通気通路３１の遮断直後においては燃料タンク１０の内部圧力を第１所定圧力付近に維持するとともに、通気通路３１の遮断から時間が経過したときには、燃料タンク１０の内部空間の圧力を外部空間の圧力にまで戻すことができる。

このようにして、給油が自動停止した直後は追加給油を抑制することができ、給油が自動停止してからある程度時間が経過した後は、再給油が可能となり、また、燃料タンク１０内外の通気も可能となる。

また、通気制御弁１は、弾性変形の復元力によってリリーフ弁体３をリリーフ弁座２０５へ着座する方向へ付勢するスプリング５を備えている。これによると、リリーフ弁体３の開弁圧力を安定化させることができる。

また、通気制御弁１は、弾性変形の復元力によってカット弁体４をカット弁座３０５から離座する方向へ付勢するスプリング６を備えている。これによると、カット弁体４の閉弁圧を安定化させることができる。

また、リリーフ弁体３をリリーフ弁座２０５へ着座する方向へ付勢するスプリング５およびカット弁体４をカット弁座３０５から離座する方向へ付勢するスプリング６の両者を備えることで、ケーシング２の円筒部２０１の軸線方向（ＸＸ方向）がいずれの方向に延びていても、リリーフ弁体３の開弁圧力およびカット弁体４の閉弁圧力を安定化させることができる。したがって、通気制御弁１の搭載姿勢の自由度を大きくすることができる。

なお、上述した本実施形態の通気制御弁１の構成および作動の説明では、円筒部２０１の軸線方向（ＸＸ方向）が略水平方向となるように車両搭載されている場合について述べていたが、上記したように通気制御弁１の搭載姿勢はこれに限定されるものではない。例えば、円筒部２０１の軸線方向（ＸＸ方向）が略鉛直方向となるように車両搭載するものであってもよい。この場合には、各弁体３、４の開閉弁動作は、各スプリング５、６の付勢力に、各弁体３、４の自重の影響も加えられて行われる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について図５および図６に基づいて説明する。第２の実施形態は、前述の第１の実施形態と比較して、燃料タンク１０に具備される漏洩防止弁２０が複数となることに対応して、通気制御弁装置の構成が異なっている。

なお、第１の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。第１の実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品、第２の実施形態において説明しない他の構成は、第１の実施形態と同様であり、また同様の作用効果を奏するものである。

図６に示すように、通気管３０は、本実施形態の通気制御弁装置である通気制御弁９１よりも燃料タンク１０側において分岐することで、一対の分岐管２３０を形成している。各分岐管２３０の燃料タンク１０側の端部には、それぞれ個別の漏洩防止弁２０が直列に接続されて燃料タンク１０に取り付けられている。

図５に示すように、通気制御弁９１は、ケース２Ａのパイプ部９２０３がＴ字形状をなしている。パイプ部９２０３内に形成される内部空間側通路２０３Ｃは、外部空間側の一部は円筒部２０１の軸線方向（ＸＸ方向）に延び、内部空間側の残部は２つに分岐して円筒部２０１の軸線方向（ＸＸ方向）に直交する方向にそれぞれ延びて、一対の分岐管２３０内の通気通路にそれぞれ連通している。

本実施形態の通気制御弁９１によっても、第１の実施形態の通気制御弁１と同様の作用効果を得ることができる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について図７に基づいて説明する。第３の実施形態は、前述の第１の実施形態と比較して、通気制御弁装置がスプリング６を備えていない点が異なる。

なお、第１の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。第１の実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品、第３の実施形態において説明しない他の構成は、第１の実施形態と同様であり、また同様の作用効果を奏するものである。

図７に示すように、本実施形態の通気制御弁９２は、スプリング６を備えていない点を除いて、第１実施形態の通気制御弁１と同様の構成である。通気制御弁９２は、例えば、図示上方を重力方向における上方として車両搭載される。

したがって、燃料タンク１０内の圧力が第１所定圧力にまで上昇した場合には、内部空間側通路２０３Ｃから外部空間側通路２０７Ｃへ中空通路３Ｃを上方へ向かって流れる気体流によるカット弁体４への作用力がカット弁体４の自重よりも大きくなり、カット弁体４が上方へ最大変位し、カット弁座３０５に着座する。このとき、リリーフ弁体３はリリーフ弁座２０５に着座したままである。リリーフ弁体３はリリーフ弁座２０５に着座したまま、カット弁体４がカット弁座３０５に着座することで、通気制御弁９２により通気通路３１が遮断される。

このように、スプリング６の復元力を用いない点を除いて、通気制御弁９２は第１の実施形態の通気制御弁１と同様の作動をする。スプリング６を備えていないので、通気制御弁９２は、搭載姿勢に制約を有する。通気制御弁９２は、カット弁体４の自重が利用できるように、パイプ部２０３よりもパイプ部２０７が高い位置を取る搭載姿勢で用いられる。換言すれば、カット弁体４のカット弁座３０５からの離座方向が、鉛直方向に対する傾斜方向のうち下向きとなる限りにおいて、通気制御弁９２の搭載姿勢を設定することができる。その中でも、円筒部２０１の軸線方向（ＸＸ方向）が略鉛直方向となることが最も好ましい。

本実施形態の通気制御弁９２によっても、搭載姿勢の制約を除き、第１の実施形態の通気制御弁１と同様の作用効果を得ることができる。また、スプリング６を用いないことで、部品点数を削減することができる。

なお、スプリング５も備えず、リリーフ弁体３の開閉弁動作を、リリーフ弁体３の自重と受圧応力との関係で行うものであってもよい。これによれば、さらに部品点数を削減することができる。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について図８に基づいて説明する。第４の実施形態は、前述の第１の実施形態と比較して、絞り連通路を、カット弁体４ではなく、リリーフ弁体３とカット弁体４と間に設けた点が異なる。

なお、第１の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。第１の実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品、第４の実施形態において説明しない他の構成は、第１の実施形態と同様であり、また同様の作用効果を奏するものである。

図８に要部を示すように、本実施形態のカット弁体４には、第１の実施形態の絞り連通路４０５を設けていない。その代わりに、リリーフ弁体３のカット弁座３０５となる部分に溝部を形成し、この溝部内を、カット弁体４着座状態における絞り連通路４４０５としている。絞り連通路４４０５を形成する溝部は、例えば、カット弁座３０５となる円錐台状の傾斜面の母線に沿って延びる直線状溝として形成されている。

本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。

上記各実施形態では、リリーフ弁体３およびカット弁体４をいずれも段付き円筒形状としていたが、これに限定されるものではない。例えば、リリーフ弁体を段差部のない略円筒形状としてもかまわない。また、例えば、カット弁体を球状弁体としてもかまわない。

また、上記各実施形態では、ケーシング２の筒状部は円筒部２０１であったが、筒状部は円筒形状に限定されるものではない。例えば、断面形状が楕円状の筒状部であってもかまわない。

また、上記第１〜第３の実施形態では、カット弁体４の着座部よりも内方に設けた貫通孔により絞り連通路４０５を形成し、上記第４の実施形態では、リリーフ弁体３のカット弁座３０５となる部分に設けた溝部により絞り連通路４４０５を形成していたが、これらに限定されるものではない。

例えば、カット弁体４のカット弁座３０５への着座部に溝部を設けて、リリーフ弁体３とカット弁体４と間に絞り連通路を形成するものであってもよい。また、例えば、リリーフ弁体３のカット弁座３０５よりも外方に貫通孔を設けて絞り連通路を形成するものであってもよい。

また、上記各実施形態では、カット弁体４の段差部４０２に貫通孔を設けて連通通路４０４としていたが、これに限定されるものではない。例えば、カット弁体４の大径筒部４０１の外周面、および、リリーフ弁体３の小内径部３０４を除く部分の内周面の少なくともいずれかに、軸線方向の全域に延びる溝部を形成して、連通通路としてもかまわない。また、カット弁体４の着座部よりも外方であれば段差部以外に設けた貫通孔により連通通路を形成するものであってもよい。さらに、例えば、カット弁体４の大径筒部４０１に形成した貫通孔と、貫通孔形成部から段差部４０２にまで延設された溝部とを組み合わせて、連通通路を形成するものであってもよい。

また、上記各実施形態では、通気通路３１の外方端にキャニスタ４０が設けられ、通気通路３１の内方端に漏洩防止弁２０が設けられていたが、これに限定されるものではない。本発明を適用した通気制御弁装置は、燃料タンクの内部空間と外部空間とを繋ぐ通気通路に設けられるものであればよい。例えば、キャニスタを備えない通気通路に本発明の通気制御弁装置を適用するものであってもよい。

１、９１、９２通気制御弁（通気制御弁装置）
２ケーシング
２Ｃ弁室
３リリーフ弁体（第１弁体）
３Ｃ中空通路
３Ｄ端部（中空通路の内部空間側の端部）
４カット弁体（第２弁体）
５スプリング（第１弁体用弾性部材）
６スプリング（第２弁体用弾性部材）
１０燃料タンク
３１通気通路
２０１円筒部（筒状部）
２０５リリーフ弁座（第１弁座）
３０５カット弁座（第２弁座）
４０５、４４０５絞り連通路

Claims

燃料タンク（１０）の内部空間と外部空間との間で通気するための通気通路（３１）に設けられ、前記通気通路の通気状態を制御する通気制御弁装置であって、
筒状部（２０１）を有して、前記通気通路に含まれる弁室（２Ｃ）を前記筒状部の内部に形成するとともに、前記通気通路に臨む開口を円環状に囲む端板部（２０２）の内面に環状の第１弁座（２０５）が形成されたケーシング（２）と、
前記弁室に収容されて、前記筒状部の軸線方向（ＸＸ）に変位可能に設けられ、前記軸線方向の前記内部空間側に最大変位したときに前記第１弁座に着座するとともに、内部に前記軸線方向に延びる中空通路（３Ｃ）が形成されて、前記第１弁座に着座した際には、前記中空通路が前記通気通路に含まれる第１弁体（３）と、
前記中空通路に配設されて、前記軸線方向に変位可能に設けられ、前記軸線方向の前記外部空間側に最大変位したときに前記第１弁体の前記中空通路に臨む内面に形成された環状の第２弁座（３０５）に着座する第２弁体（４）と、
前記第１弁体と前記第２弁体との間に設けられ、弾性変形の復元力によって前記第２弁体を前記第２弁座から離座する方向へ付勢する第２弁体用弾性部材（６）とを備え、
前記外部空間に対する前記内部空間の圧力が第１所定圧力未満の場合には、前記第１弁体が前記第１弁座に着座するとともに、前記第２弁体が前記ケーシングの前記端板部に押し当てられて前記第２弁座から離座した状態を形成して、前記中空通路を介して前記内部空間と前記外部空間とが連通し、
前記内部空間の圧力が前記第１所定圧力にまで上昇した場合には、前記第１弁体が前記第１弁座に着座したまま、前記内部空間から前記外部空間へ前記通気通路を流通する流体の流れによって前記第２弁体が前記第２弁座に着座して、前記通気通路が遮断され、
前記内部空間の圧力が前記第１所定圧力よりも高い第２所定圧力にまで上昇した場合には、前記第２弁体が前記第２弁座に着座したまま、前記内部空間と前記外部空間との圧力差よって前記第１弁体が前記第１弁座から離座して、前記弁室を介して前記内部空間と前記外部空間とが連通するものであり、
前記中空通路は、前記内部空間側の端部（３Ｄ）から前記第２弁座に着座する位置にまで前記第２弁体を挿設可能な通路であることを特徴とする通気制御弁装置。
前記第１弁体が前記第１弁座に着座し、前記第２弁体が前記第２弁座に着座しているときにおいても、前記内部空間と前記外部空間との間の流体流れを絞るように前記内部空間と前記外部空間とを連通する絞り連通路（４０５）を備えることを特徴とする請求項１に記載の通気制御弁装置。
弾性変形の復元力によって前記第１弁体を前記第１弁座へ着座する方向へ付勢する第１弁体用弾性部材（５）を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の通気制御弁装置。