JP2006200469A - 燃料流出防止弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 開口とフロートの上面との距離が短くても車両の上下動時や旋回時等に燃料がキャニスタに流出するのを防止することができる燃料流出防止弁を提供すること。
【解決手段】 燃料タンク内に取り付けられるケースと、該ケース内に形成される空間に上下動自在に設けられるフロートと、該フロートの上部に設けられ、前記ケースの上部開口に形成される弁座と当接自在な弁体とを備えてなる燃料流出防止弁において、前記フロートに上面から下面にいたる複数の連通路を設ける燃料流出防止弁。
【選択図】 図１

Description

本願発明は、燃料流出防止弁、例えば自動車等の燃料タンク内の燃料蒸発ガスを燃料タンク外に設けたキャニスタへ流出させてキャニスタの吸着剤に吸着させ、さらに燃料油面上昇時に燃料タンク内の燃料がキャニスタへ流出することを防止する燃料流出防止弁に関する。

従来、自動車用燃料系の燃料流出防止弁として図１３に示すものが知られている。この燃料流出防止弁１は、ケース２によって形成される空間内に上部に弁体４を一体に形成したフロート５が設けられてなり、燃料タンク６内にケース２が挿入され、その上方にカバー３を設ける形態で燃料タンク６の上壁部に取り付けられる。

また、前記ケース２の上面略中央には、弁座８が形成される開口９が設けられ、同ケース２の上方側面には、複数の燃料蒸発ガス用の通気孔７が形成され、同ケース２の底面には、複数の燃料出入孔１０が設けられる。

そして、通常時、フロート５は下方に位置し、開口９は開放されているため、燃料タンク６内の温度が上昇する等により燃料タンク６内に燃料蒸発ガスが発生すると、発生した燃料蒸発ガスは、通気孔７からケース２内に入り、開口９からカバー３内に開口される連通路１１を経て図示しないキャニスタに至りキャニスタ内に設けられる吸着剤に吸着される。

車両が上下動したり旋回等すると燃料タンク６内の燃料の油面１２が大きく変動する。すると燃料の一部が燃料出入孔１０からケース２内に侵入し、侵入した燃料は、フロート５を押し上げる。するとフロート５の上部に形成される弁体４は、開口９に形成される弁座８に当接し、開口９を閉鎖する。そのため、燃料が開口９および連通路１１を介してキャニスタに流出することがなくなる。

ところで、図１３に示す従来例のものは、燃料タンク６内にケース２の大部分が収納配置されるものであり、開口９とフロート５の上面との距離ｈは短くならざるを得ず、車両の上下動時や旋回時にケース２内に侵入した燃料が、開口９が弁体４により閉鎖される前に開口９外に流出したり、或いはフロート５の上面に付着した燃料が車両の振動で開口９が閉鎖状態から一時的に開放状態になる瞬間に開口９外に流出する恐れがあった。

そのような弊害を防止するものとして、図１４に示すものが提案されている。この燃料流出防止弁は、図１３のものと比べ、開口９に形成される弁座８の位置を燃料タンク６の上方に位置させるもので、その他はほぼ同じ構造からなる。

図１４に示すものは、開口９に形成される弁座８の位置が燃料タンク６の上方にあり、開口９とフロート５の上面との距離Ｈを高くすることができる。そのため、車両の上下動時や旋回時にケース２内に侵入した燃料が開口９が閉鎖される前に開口９外に流出したり、或いはフロート５の上面に付着した燃料が車両の振動で開口９が閉鎖状態から一時的に開放状態になる瞬間に開口９外に流出されることを防止することができる（特許文献１参照）。

ところで、近年自動車は、ゆとりある車内空間が求められ、車両の低床化が推し進められている。車両の低床化に伴い、燃料タンク６は偏平化され、さらに燃料タンク６の上方に突起物を配置することができない状態にある。

そのため、図１４に示す形状の燃料流出防止弁１は偏平化された燃料タンク６には用いることができず、図１３に示す形状の燃料流出防止弁１では、燃料の流出を防止できないためやはり用いることができないという問題がある。
特開平８−２４４４７７号公報

本願発明の目的は、このような問題を解決することで、開口とフロートの上面との距離が短くても車両の上下動時や旋回時等に燃料がキャニスタに流出するのを防止することができる燃料流出防止弁を提供することである。

上記目的を達成するため、本願発明は以下の構成を採用する。

請求項１に係る発明では、燃料タンク内に取り付けられるケースと、該ケース内に形成される空間に上下動自在に設けられるフロートと、該フロートの上部に設けられ、前記ケースの上部開口に形成される弁座と当接自在な弁体とを備えてなる燃料流出防止弁において、前記フロートに上面から下面にいたる複数の連通路を設ける構成。

そして、このような構成により、車両の上下動時や旋回時に燃料タンク内の燃料がケース内に侵入し、フロートの上面に至り、ケースに形成される開口から外に流出しようとしても、フロートの上面に至った燃料は、フロートの上面に開口する複数の連通路よりフロートの下部に戻される。

請求項２に係る発明では、前記複数の連通口は、前記弁体の回りに略等間隔に設けられ、また、請求項３に係る発明では、前記複数の連通口の上部開口は、前記弁体回りのフロート上面にリング状に形成される谷部に設けられる構成。そして、このような構成により、フロートの上面のどの位置に燃料が到達したとしても、到達した燃料は素早くその近くの連通口よりフロートの下部に戻される。

請求項４に係る発明では、前記ケース内の前記フロートの下方には、前記弁体の開弁時に前記フロートを支える支持部材が設けられ、前記弁体の開弁時、前記連通路の下部開口は、前記支持部材により遮蔽される構成。そして、このような構成により、車両の上下動時や旋回時に燃料タンク内の燃料がケース内に侵入した場合、侵入した燃料が連通路の下部開口より直接フロートの上面に至り、ケースに形成される開口から外に流出することはなくなる。

請求項５に係る発明では、前記ケース内壁面と前記支持部材側壁面とでリング状の通路を形成し、該リング状の通路の上方に前記フロートの底部の一部が位置する構成。そして、このような構成により、車両の上下動時や旋回時に燃料タンク内の燃料がケース内に侵入した場合、侵入した燃料は、リング状の通路で絞られるため上昇速度を増し、速い速度でフロートの底部に衝突する。そのため、フロートは即座に上動してケースに形成される開口を閉鎖し、燃料の流出を防止する。

請求項６に係る発明では、前記フロートの底部外周面にリング状のスカート部を垂下する構成。そして、このような構成により、燃料タンクの偏平化に起因してフロートの高さを低くせざるを得ないとしても、スカート部によりフロートの高さが高くなるため、フロートの上下動が滑らかになる。

請求項７に係る発明では、前記フロートの側壁面にリング状の溝を設ける構成。そして、このような構成により、ケース内に侵入した燃料が溝内に侵入し、フロートを押し上げる力が増し、さらにケース内壁面とフロート外周面との接触面積が減るため、フロート上動のレスポンスが向上する。

請求項８に係る発明では、前記燃料流出防止弁は、略クランク状のフランジ部で燃料タンクの上部に取り付けられるとともに、該フランジ部と対向する前記ケースの上部側面に通気孔を設ける構成。そして、このような構成により、車両の上下動時や旋回時に燃料タンク内の燃料が激しく波立ったとしても、通気孔から燃料が直接ケース内に侵入することはなくなる。

請求項１に係る発明では、フロートに上面から下面にいたる複数の連通路を設けることにより、車両の上下動時や旋回時に燃料タンク内の燃料がケース内に侵入し、フロートの上面に至ったとしても、フロートの上面に開口する複数の連通路よりフロートの下部に流下し燃料タンク内に戻すことができるため、キャニスタに流出する燃料を低減することができ、燃料流出防止弁の信頼性を高めることができる。

請求項２に係る発明では、複数の連通口を弁体の回りに略等間隔に設け、また請求項３に係る発明では、複数の連通口の上部開口を弁体回りのフロート上面にリング状に形成される谷部に設けることにより、請求項１に係る発明の効果に加え、例えフロートの上面のどの位置から燃料が侵入しようとしてもとしても、侵入した燃料をその近くの連通口より素早くフロートの下部に戻すことができるため、キャニスタに流出する燃料をより低減することができ、燃料流出防止弁の信頼性をより高めることができる。

請求項４に係る発明では、ケース内のフロートの下方に、弁体の開弁時にフロートを支える支持部材を設け、弁体の開弁時、連通路の下部開口を支持部材により遮蔽することにより、請求項１〜３に係る発明の効果に加え、車両の上下動時や旋回時に燃料タンク内の燃料がケース内に侵入した場合、侵入した燃料が連通路の下部開口より直接フロートの上面に至り、外部に流出されることを防止することができる。

請求項５に係る発明では、ケース内壁面と支持部材側壁面とでリング状の通路を形成し、リング状の通路の上方にフロートの底部の一部が位置するようにすることにより、請求項１〜４に係る発明の効果に加え、車両の上下動時や旋回時にケース内に侵入した燃料の上昇速度を増大することができるため、フロートの弁体が弁座に当接する時間を短くし、燃料の流出をより確実に防止することができる。

請求項６に係る発明では、フロートの底部外周面にリング状のスカート部を垂下することにより、請求項１〜５に係る発明の効果に加え、フロートの高さの低いものを用いざるを得ないとしても、スカート部によりフロートの高さを高くすることができるため、フロートの上下動を滑らかにするとともに、その上動時間を短くすることができ、燃料の流出をより確実に防止することができる。

請求項７に係る発明では、フロートの側壁面にリング状の溝を設けることにより、請求項１〜６に係る発明の効果に加え、ケース内に侵入した燃料によるフロートを押し上げる力を増大することができるとともに、ケース内壁面とフロート外周面との接触面積を低減することができるため、フロートの閉弁時間を短くし、燃料の流出をより確実に防止することができる。

請求項８に係る発明では、燃料流出防止弁を、略クランク状のフランジ部で燃料タンクの上部に取り付けるとともに、該フランジ部と対向するケースの上部側面に燃料蒸発ガス排出用の通気孔を設けることにより、請求項１〜７に係る発明の効果に加え、車両の上下動時や旋回時に燃料通気孔から燃料がケース内に直接侵入することを防止することができる。

図１、２に燃料流出防止弁の弁体が開と閉の状態を示す全体断面図を示し、図３に燃料流出防止弁の底面図を示し、図４に燃料流出防止弁の背面図を示し、図５〜図７に支持部材を一体成形した固定部材の断面図、底面図および背面図を示し、図８〜図１０にフロートの断面図、平面図および底面図を示し、図１１および図１２にフロートの変形例を示す。本願発明の燃料流出防止弁は、どのような用途に用いられるものでも良いが、以下においては、自動車用の燃料系に用いられるものについて説明する。

燃料流出防止弁２０は、ケース３０、ケース３０内に配置されるフロート６０、ケース３０を燃料タンク２５に固定するフランジ部４５および支持部５５から形成される固定部材４２等からなる。

前記ケース３０は、下方が開放された略釣鐘状の樹脂製部材であり、その上壁部の中央には、開口３１が形成されるとともに、該開口３１の下方である内部空間３２側には、弁座３３が形成される。また、前記開口３１の上方には、該開口３１を包囲して連通路３４がケース３０と一体に形成されており、連通路３４は、図示しないパイプを介して燃料タンク２５外に設けられる図示しないキャニスタに連通される。

ケース３０内には、内壁面に沿って垂直方向に複数のリブ３５が等間隔に設けられており、該リブ３５は、ケース３０の内壁面とフロート６０の側壁面との間に空間を確保し、燃料蒸発ガス等の通路を形成するとともに、その先端部でフロート６０の上下動をガイドする。

ケース３０の底部には、固定部材４２を取り付けるための複数の突起３６が垂下される。この突起３６は、ケース３０の外側面よりやや外方に広がるように傾斜され、その根本部の外周面には後記のフランジ部４５の嵌合穴５１に係合する溝部３７が形成される。また、ケース３０の前記連通路３４と反対側の側部には、後記のフランジ部４５の係止片４９が係合する上下に貫通した貫通口を有する係止部材３８が形成されるとともに、該係止部材３８の上方のケース３０の外側面には、図４に示すように２個の燃料蒸発ガス等用の通気孔３９が設けられる。

固定部材４２は、フランジ部４５および支持部５５からなる樹脂製或いは金属製の部材であり、フランジ部４５および支持部５５は一体で形成される。なお、フランジ部４５および支持部５５は一体のものとして説明するが、別体のものとして形成し一体に組み立てるものでも良い。

フランジ部４５は、図５に断面図、図６に底面図および図７に背面図で示すように、上端水平部４６、中間垂直部４７および下端水平部４８からなり、上端水平部４６および中間垂直部４７は、矩形状で、下端水平部４８は略円形であり、その全体は図１、図５に示すようにクランク状を呈する。

そして、上端水平部４６の上面は、燃料タンク２５の上面に溶着、接着材等の手段で固着される。中間垂直部４７の上端水平部４６と反対側の面には、略く字状の係止片４９が取り付けられ、固定部材４２にケース３０を取り付ける際、ケース３０の側部に形成される係止部材３８の貫通口に該係止片４９の先端が挿入され、ケース３０を側面から支持する。その結果、ケース３０の外側面上方に設けられる図４に示す２個の燃料蒸発ガス等用通気孔３９は、中間垂直部４７により遮蔽される形態になり、燃料タンク２５内の燃料が通気孔３９から直接ケース３０内に侵入する恐れがなくなる。

下端水平部４８は、略円形で、その中央部に絞り成形等により上方へ突出した筒状の支持部５５が形成され、その外周には、燃料タンク２５とケース３０内とを連通するための複数、図では６個の燃料出入口５０が、さらにその外周には、ケース３０の底部に垂下される突起３６が挿入される複数、図では３個の嵌合穴５１がそれぞれ形成される。

支持部５５は、下端水平部４８の中央部を絞り成形等することにより形成した中空筒形状の部材であり、フロート６０を支持するための支持部材に相当し、その上面には後記のスプリングの一端を支持するための凹み５６が形成され、さらに該窪み５６の中央には、燃料タンク２５とケース３０内とを連通する穴５７が設けられる。

フロート６０は、図８に断面図、図９に平面図および図１０に底面図で示すように、平面円形、断面略矩形状の樹脂部材である。フロート６０の上面中央部には、略山形状の弁体６１が形成され、該弁体６１の周りには、複数、図では８個の略垂直状の連通口６２がフロート６０の上下側を連通する形態で形成される。

フロート６０の上面に弁体６１を包囲し、リング状に窪んで最も低い谷部６４が形成されされ、連通口６２の上端開口部６３はこの谷部６４に開口される。また、フロート６０の底部には、上方に窪んだ底凹部６５が形成されるとともに、該底凹部６５からさらに上方に窪んだリング状凹陥部６６が形成されており、連通口６２の下方はこのリング状凹陥部６６の上端に開口される。

そして、リング状凹陥部６６の底凹部６５に開口する下端開口部６７は、フロート６０が前記支持部５５上に支持される図１で示す弁体６１の開弁時、ケース３０の内側面と支持部５５の側壁面とで形成されるリング状通路７１と遮蔽される位置に開口される。なお、請求項に記載の連通口は、リング状凹陥部６６および連通口６２が相当するが、リング状凹陥部６６がなく、連通口６２のみであっても良く、要は、フロート６０の上下を連通し、フロート６０の上方に侵入した燃料が下方に流下する形態であればどのようなものでも良い。

また、フロート６０の径Ｄは、図２に示すように、支持部５５の径ｄより大きくされており、ケース３０の内側面と支持部５５の側壁面とで形成されるリング状通路７１に侵入した燃料は、フロート６０の底部面に直接衝突し、フロート６０を瞬時に押し上げる。

燃料流出防止弁２０の組み立てについて説明する。まず、ケース３０を逆さにし、フロート６０を弁体６１がケース３０の開口３１に形成される弁座３３に対向する形態でケース３０内に挿入する。次いで、コイル状のスプリング７０をフロート６０内に形成されるリング状凹陥部６６に挿入する。このスプリング７０の径は、リング状凹陥部６６の径と同じにされ、そのばね力により、ケース３０内に燃料が侵入したときにフロート６０の上動を助ける。

次いで、固定部材４２でケース３０の底部を閉蓋する。この際、スプリング７０の他端部は、支持部５５の上面に形成される凹み５６に当接される。そして前記閉蓋は、固定部材４２の下端水平部４８をケース３０の底部に対向させ、下端水平部４８の嵌合穴５１内にケース３０の底部に垂下した突起３６を挿入することにより行われる。突起３６は、その先端がやや外側に広がる形態であり、突起３６にはバネ性を有する。

そのため、その嵌合穴５１内への突起３６の嵌合は、力を入れて押し込むことにより行われる。嵌合後は、突起３６の外周部に形成される溝部３７が嵌合穴５１の端部に係合し、両部材の取り付けが完了する。このように、固定部材４２とケース３０との取り付けは、ワンタッチで行うことができるため、生産性が向上する。なお、嵌合穴５１に突起３６を嵌合する際、ケース３０の側部に設けられる係止部材３８とフランジ部４５に設けられる係止片４９との係合が同時に行われる。

固定部材４２とケース３０との取り付け後、ケース３０を正立させると図１の状態になり、燃料流出防止弁２０が完成し、後は、フランジ部４５の上端水平部４６の上端を燃料タンク２５の上部内面に溶着或いは接着材等で取り付けることになる。

ケース３０の正立状態では、支持部５５の外径ｄは、ケース３０の内径およびフロート６０の外径Ｄより小さいため、ケース３０の内壁部と支持部５５の側壁面との間にリング状通路７１が形成される。

次に作用について説明する。通常時、油面２６は、図１、図２に示す位置にあり、燃料タンク２５内で発生した燃料蒸発ガスは、通気孔３９および燃料出入口５０より、ケース３０内に入り、開口３１および連通路３４を介してキャニスタに送られる。燃料タンク２５が振動し、油面２６が燃料出入口５０を塞いだとしても、通気孔３９はケース３０の上方に設けられているため、燃料蒸発ガスの排出は支障なく行われる。

車両の上下動時や旋回時に油面２６が大きく振動し、燃料が燃料出入口５０からケース３０内に侵入する。侵入した燃料は、リング状通路７１からケース３０の内壁部とフロート６０の側壁面との間を通り、開口３１を経て連通路３４に流れ込もうとする。

しかしながら、ケース３０の内壁部と支持部５５の側壁面との間で所定の長さを有するリング状通路７１が形成されているため、ケース３０内に侵入した燃料はこのリング状通路７１で増速され、増速された状態で、フロート６０の下部の平坦部に衝突する。すると、フロート６０は即座に上動し、弁体６１は即座に弁座３３に当接し、開口３１は即座に閉鎖される。そのため、例え、燃料がフロート６０の上面に達したとしても、開口３１外に流出されることはない。

なお、図１に示す弁体６１の開弁時では、フロート６０の下端開口部６７は、支持部５５の上面でリング状通路７１と遮断されているため、リング状通路７１を上方に侵入する燃料は、下端開口部６７および連通口６２を経てフロート６０の上面に至り、弁体６１が閉弁される前に開口３１外に流出する弊害を防止することができる。

フロート６０の上面に達した燃料は、上面に形成される谷部６４に集められ、矢印で示すように連通口６２、リング状凹陥部６６を介して燃料タンク２５内に戻される。また、図１に示す弁体６１の開弁時には、連通口６２、リング状凹陥部６６を介して流下する燃料は、矢印で示すように支持部５５の上面に形成される凹み５６に集められ、凹み５６の中央に形成される穴５７より燃料タンク２５内に戻される。

図１１にフロート６０の変形例を示す。この例のものは、フロート６０の下端に円筒状のスカート部７５を垂下する形態で形成するものである。燃料タンク２５を扁平化するに際し、燃料流出防止弁２０、さらにはフロート６０も扁平化され、フロート６０の高さを高くすることができなくなる。するとフロート６０が偏心して上動する等、ケース３０内のリブ３５に沿ったフロート６０の上下動が滑らかに行われなくなる恐れが発生する。

この例のものは、スカート部７５によりリブ３５に沿うフロート６０の側壁面の高さを高くすることができ、上記のような弊害を防止することができる。なお、図１１のものは、フロート６０とスカート部７５を一体成形したものを示すが、両部材を別体に成形し、溶着、接着材等の手段で一体にするものでも良い。また、円筒状のスカート部７５は、連続したものでなく断続的な円弧状のようなものでも良い。

図１２にフロート６０の他の変形例を示す。この例のものは、フロート６０の側壁面に複数のリング状の溝７６を形成するものである。このようにすることにより、フロート６０の側壁面の表面積が増大し、ケース３０内に侵入した燃料によるフロート６０を押し上げる力が増大し、さらにはリブ３５とフロート側壁面との接触面積が低減するため、フロート６０の弁体６１が弁座３３に当接する時間を短くし、燃料の流出をより確実に防止することができる。この例のものに、図１１に示すスカート部７５をさらに付加することもできる。なお、リング状の溝７６は、連続したリング状でなくても良く、或いは螺旋状のものでも良い。

なお、前記実施例の構成に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜設計変更可能である。

本願発明の燃料流出防止弁の弁体が開の状態を示す全体断面図 本願発明の燃料流出防止弁の弁体が閉の状態を示す全体断面図 本願発明の燃料流出防止弁の底面図 本願発明の燃料流出防止弁の背面図 本願発明の燃料流出防止弁の固定部材の断面図 本願発明の燃料流出防止弁の固定部材の底面図 本願発明の燃料流出防止弁の固定部材の背面図 本願発明の燃料流出防止弁のフロートの断面図 本願発明の燃料流出防止弁のフロートの平面図 本願発明の燃料流出防止弁のフロートの底面図 本願発明の燃料流出防止弁の他のフロートの断面図 本願発明の燃料流出防止弁のさらに他のフロートの断面図 従来の燃料流出防止弁の断面図 従来の他の燃料流出防止弁の断面図

符号の説明

２０・・・燃料流出防止弁 ２５・・・燃料タンク
２６・・・油面 ３０・・・ケース
３１・・・開口 ３２・・・内部空間
３３・・・弁座 ３４・・・連通路
３５・・・リブ ３６・・・突起
３７・・・溝部 ３８・・・係止部材
３９・・・通気孔 ４２・・・固定部材
４５・・・フランジ部 ４６・・・上端水平部
４７・・・中間垂直部 ４８・・・下端水平部
４９・・・係止片 ５０・・・燃料出入口
５１・・・嵌合穴 ５５・・・支持部
５６・・・凹み ５７・・・穴
６０・・・フロート ６１・・・弁体
６２・・・連通口 ６３・・・上端開口部
６４・・・谷部 ６５・・・底凹部
６６・・・リング状凹陥部 ６７・・・下端開口部
７０・・・スプリング ７１・・・リング状通路
７５・・・スカート部 ７６・・・リング状溝

Claims (8)

1. 燃料タンク内に取り付けられるケースと、該ケース内に形成される空間に上下動自在に設けられるフロートと、該フロートの上部に設けられ、前記ケースの上部開口に形成される弁座と当接自在な弁体とを備えてなる燃料流出防止弁において、前記フロートに上面から下面にいたる複数の連通路を設けることを特徴とする燃料流出防止弁。
2. 前記複数の連通口は、前記弁体の回りに略等間隔に設けられることを特徴とする請求項１記載の燃料流出防止弁。
3. 前記複数の連通口の上部開口は、前記弁体回りのフロート上面にリング状に形成される谷部に設けられることを特徴とする請求項１または２記載の燃料流出防止弁。
4. 前記ケース内の前記フロートの下方には、前記弁体の開弁時に前記フロートを支える支持部材が設けられ、前記弁体の開弁時、前記連通路の下部開口は、前記支持部材により遮蔽されることを特徴とする請求項１ないし３いずれか一記載の燃料流出防止弁。
5. 前記ケース内壁面と前記支持部材側壁面とでリング状の通路を形成し、該リング状の通路の上方に前記フロートの底部の一部が位置することを特徴とする請求項１ないし４いずれか一記載の燃料流出防止弁。
6. 前記フロートの底部外周面にリング状のスカート部を垂下することを特徴とする請求項１ないし５いずれか一記載の燃料流出防止弁。
7. 前記フロートの側壁面にリング状の溝を設けることを特徴とする請求項１ないし６いずれか一記載の燃料流出防止弁。
8. 前記燃料流出防止弁は、略クランク状のフランジ部で燃料タンクの上部に取り付けられるとともに、該フランジ部と対向する前記ケースの上部側面に通気孔を設けることを特徴とする請求項１ないし７いずれか一記載の燃料流出防止弁。

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