JP5125929B2

JP5125929B2 - 燃料遮断弁

Info

Publication number: JP5125929B2
Application number: JP2008240287A
Authority: JP
Inventors: 宏明鬼頭; 博西
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2008-09-19
Filing date: 2008-09-19
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2028-09-19
Also published as: US8360088B2; JP2010071399A; US20100072203A1

Description

本発明は、燃料タンクの上部に装着され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、タンク内の燃料蒸気をタンク外に排出するいわゆる燃料遮断弁では、車両走行中の燃料液位変化、或いは給油中の燃料液位上昇により、フロートの弁室内に燃料が入り込むとフロートにより燃料蒸気の排出を遮断する。この状態のまま給油が継続されるとタンク内圧は上昇していわゆる燃料の吹き返しを招くので、こうした吹き返し回避のため、換言すればタンク内圧の上昇回避のため、既存の燃料遮断弁では、弁室を構成するケーシングに小径の通気孔を設けることが一般的である（例えば、特許文献１）。

特開２００７−９２８３４号公報

燃料タンクへの燃料遮断弁の装着に際しては、液密性・気密性の確保要請から、燃料遮断弁の蓋体が燃料タンクの上部壁面に熱溶着される。こうした場合、この蓋体の熱溶着に伴って溶融した樹脂（溶融樹脂）が熱溶着箇所から流れ出ることが有り得る。通常、通気孔は蓋体の側でケーシングに形成されることから、溶融樹脂が通気孔周辺に達する事が危惧される。通気孔が小径なままケーシングの弁室周壁を貫通しただけであると、溶融樹脂により小径の通気孔が閉塞されてしまい、弁室内エアの通気が損なわれることが危惧される。

本発明は、上記従来の技術の問題を解決するものであり、燃料遮断弁におけるケーシングの通気孔の閉塞回避を図ることを目的とする。

上記した目的の少なくとも一部を達成するために、本発明では、以下の構成を採用した。

[適用１：燃料遮断弁]
燃料タンクの上部に装着され、燃料タンクと外部とを接続する接続通路をフロートの浮沈により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であって、
前記燃料タンクの上部壁面に熱溶着される蓋体と、
該蓋体に固定され、前記燃料タンクと前記接続通路とを連通し前記フロートを収容する弁室を形成するケーシングとを備え、
前記ケーシングは、
前記弁室周壁の外周側に陥没形成された有底凹所の底部に、弁室内とタンク内との通気を図る通気孔を前記有底凹所の底部より小径で備える
ことを要旨とする。

上記構成の燃料遮断弁では、フロートを収容する弁室を有するケーシングに通気孔を有するので、この通気孔により弁室内とタンク内との通気を図る。その上で、この通気孔は、小径であるものの弁室周壁の外周側に陥没形成された有底凹所の底部に設けられている。このため、蓋体を燃料タンクの上部壁面に熱溶着する際の樹脂の溶融箇所と通気孔開口との間に有底凹所を位置させるので、溶融樹脂が溶融箇所から流れ出ても、その溶融樹脂を有底凹所に留めるようにできる。よって、通気孔により弁室内とタンク内との通気を確保した上で、燃料タンクの上部壁面への蓋体の熱溶着に伴う通気孔閉塞を回避できる。

また、有底凹所の底部に小径の通気孔を有することから、次のようにも推考できる。燃料遮断弁は、蓋体やケーシング、フロート等の構成部材を、燃料タンクへの簡便な熱溶着のためばかりか軽量化のために樹脂製としており、各構成部材はそれぞれ金型にて成形される。小径の通気孔を有するケーシングにあっては、弁室形成のための芯金型の周囲にキャビティを形成するよう合わせ型を配置し、この合わせ型に通気孔形成のためのピンを設けている。通気孔が小径である都合上、通気孔形成ピンも小径となるので、ピンは、キャビティへの樹脂注入による圧力を受けて曲がりやすくなる。ピンに曲がりが起きたままであると、通気孔開口周縁にバリが残るためバリ除去が必要となり煩雑であった。バリ回避のためには、樹脂注入に際して、ピンが曲がらないよう注入圧調整する必要があり、この点でも煩雑であった。しかしながら、上記構成の燃料遮断弁では、小径の通気孔を有底凹所の底部に備えるようにすることで、有底凹所の深さ分だけ、通気孔の長さを短くできる。よって、通気孔が小径であっても、当該通気孔の形成に用いるピンを短寸とできるので、金型を用いた樹脂注入による圧力に対してのピンの耐性（耐圧性）も高まり、樹脂注入に際してのピンの曲がりを抑制できる。この結果、上記構成の燃料遮断弁によれば、通気孔開口周縁のバリの発生の抑制と注入圧調整が簡便となり、通気孔形成の簡略化を図ることができる。しかも、曲がりが抑制された短寸のピンでの通気孔形成ができることから、バリの発生も抑制され、通気孔寸法精度も高まる。よって、上記構成の燃料遮断弁によれば、高い寸法精度の通気孔を備えるために、エア通気量が安定し燃料の吹き返し等を高い実効性で回避できる。

上記した燃料遮断弁は、次のような態様とすることができる。例えば、前記有底凹所の底部を、前記通気孔を取り囲む通気孔周囲部位と該通気孔周囲部位を取り囲む凹所内周壁側部位とに区画し、該凹所内周壁側部位を前記通気孔周囲部位より薄肉とすることができる。こうすれば、樹脂注入に際して、樹脂が既述した小径で且つ短寸のピンの周囲に達するに当たり、即ち通気孔周囲部位に樹脂が達するに当たり、この通気孔周囲部位の回りの薄肉の凹所内周壁側部位にて樹脂の流れを制限できる。この結果、ピン周囲に達した樹脂がピンに作用させる力を抑制できるので、ピンの曲がりはより確実に抑制され、通気孔の寸法精度の向上をもたらすことができる。

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。図１は本発明の一実施の形態にかかる燃料遮断弁１０の外観を示す概略斜視図、図２は図１における２−２線断面に沿って燃料遮断弁１０を縦断面視して要部を示す説明図、図３は図２における３−３線に沿ってケーシング３０を横断面視して要部を拡大して示す説明図である。

図示するように、燃料遮断弁１０は燃料タンクＦＴの上部に装着される。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の取付穴ＦＴｂを燃料遮断弁１０の装着孔とする。取付穴ＦＴｂへの装着に当たり、燃料遮断弁１０は、蓋体２０の下端部２１をタンク上壁ＦＴａに熱溶着され、後述のケーシング３０を燃料タンクＦＴの内部に位置させる。燃料遮断弁１０は、車両の傾斜時や揺動時に燃料タンクＦＴ内の燃料がキャニスタへの流出を規制すると共に、満タン液位近くまで給油された際の燃料蒸気遮断も行う。

燃料遮断弁１０は、タンク外に位置する蓋体２０と、ケーシング３０と、フロート５０と、スプリング６０と、底蓋９０とを備え、蓋体２０の下端にケーシング３０を固定させている。本実施例では、スプリング６０を除く上記の構成材を樹脂成形品として備える。

蓋体２０は、図示しないキャニスタからの配管の接続管部２２を側方に突出して備え、接続管部２２の内部から蓋体２０の下方に至るまでを蓋側通路２４とする。この蓋側通路２４は、蓋体２０のほぼ中央位置の接続通路２６を経て、後述のケーシング３０の弁室３３と連通する。よって、接続通路２６は、燃料タンクＦＴ、詳しくはタンク内部と外部のキャニスタとを接続する。

ケーシング３０は、上下端が解放された筒状体とされ、ケーシング天井壁３１の中央に接続通路２６を有し、当該通路下端縁側を環状に隆起したリップ部３２とし、ケーシング天井壁３１の下方空間を弁室３３とする。弁室３３は、燃料タンクＦＴの内部と接続通路２６とを連通する。ケーシング３０は、この弁室内周壁側に上下に延びる凸条３４を等ピッチで備える。この凸条３４は、弁室３３の内周回りの接触面積を減らしつつフロートの浮沈動作、即ちフロートの摺動を案内する。この他、ケーシング３０は、天井壁側の側から、固定用フランジ部３５と、通気孔４０と、有底凹所４２と、周壁流入孔３６と、下端開口係合部３７とを備える。固定用フランジ部３５は、蓋体２０における下端部２１の基部と接合され、レーザー照射を受けて当該基部に熱溶着される。これにより、蓋体２０とケーシング３０とは一体化する。周壁流入孔３６は、後述の底蓋９０からの燃料流入に加え、ケーシング側面の側からの燃料流入を図る。下端開口係合部３７は、弁室３３を閉鎖する底蓋９０の係合爪９２と係合し、底蓋９０をケーシング３０に固定する。通気孔４０は、弁室３３内の燃料蒸気を通気させるに足りる小径の貫通孔として弁室３３の周壁に等ピッチ（本実施例では１８０度ピッチ）で有底凹所４２と同心に形成されている。この場合、通気孔４０と有底凹所４２は、下端部２１に熱溶着される固定用フランジ部３５の下方側、即ち蓋体２０とケーシング３０との接合箇所側に位置している。なお、この通気孔４０については、有底凹所４２と合わせて後述する。

フロート５０は、ケーシング３０の弁室３３に収容され、当該弁室内の燃料液位により増減する浮力を受けて浮沈し、上記した接続通路２６を開閉する。なお、フロート５０は本発明の要旨と直接関係しないので、概略的な構成の説明に留める。フロート５０は、成形性や浮力確保の簡便化のため有底のカップ形状のアウターフロートにインナーフロートを収容して構成され、フロート上端側のシール保持部５２にゴム製のシール部材５４を備える。よって、後述するようにフロート５０が上昇すると、シール部材５４は、接続通路２６の周囲のリップ部３２に押し当たる際に撓み変形して接続通路２６を閉鎖する。また、シール部材５４は、フロート５０の降下によりリップ部３２から離れて接続通路２６を解放するので、接続通路２６を開閉する弁部として機能する。

底蓋９０は、外周縁に等円周ピッチで４箇所の係合爪９２を備え、それぞれの係合爪をケーシング３０の下端開口係合部３７に係合させて、ケーシング３０の下端に装着される。これにより、ケーシング３０の弁室３３はその下端が塞がれて、フロート５０の浮沈領域が形成される。また、底蓋９０は、弁室３３への燃料流出入を図るため、その底面に、中央貫通孔９４と係合爪９２の基部の貫通孔９６とを備え、中央貫通孔９４の周囲には、弁室３３の側に隆起したスプリング受座９７とフロート受座９８とを備える。この両受座は、スプリング６０をその外周側で受けて当該スプリングを保持し、スプリング６０は、上端側のフロート５０の内部まで進入させた上で、その付勢力をフロート５０に及ぼす。フロート受座９８は、中央貫通孔９４の周囲に等ピッチで形成されて、フロート５０をその下端で支える。

上記構成を有する本実施例の燃料遮断弁１０では、燃料タンクＦＴに燃料が供給されて燃料液位が所定液位に達すると、弁室３３の内部に、底蓋９０の中央貫通孔９４やケーシング３０の周壁流入孔３６等の貫通孔から流入した燃料により、フロート５０は浮力を受けて上昇する。フロート５０の上昇により、その頂上のシール部材５４が接続通路２６の周囲のリップ部３２に当接する。これにより、接続通路２６は閉鎖されるので、燃料遮断弁１０は、燃料タンクＦＴを外部（キャニスタ）に対して遮断し、燃料タンクＦＴから外部への燃料流出を防止する。このフロート上昇の際には、スプリング６０もフロート５０に付勢力を及ぼすので、弁室３３への燃料流入に伴いフロート５０は速やかに上昇して、接続通路２６を高い応答性で閉鎖できる。これにより、燃料タンクＦＴの内圧は上昇するため、給油ガンは、この圧力上昇を検知して給油を停止するので、過給油を防止できる。

このような接続通路２６の閉鎖状態において、フロート５０には、通気孔４０を経てタンク内圧が下向きに作用しているので、上記したフロート上昇に伴う接続通路２６の閉鎖の後の燃料液位低下に伴う浮力低減により、フロート５０は降下する。これにより、接続通路２６は解放後されるので、燃料タンクＦＴ内の燃料蒸気は、通気孔４０を経て接続通路２６および蓋側通路２４を通過してキャニスタに達するので、タンク内圧は下がる。

以上説明したように、本実施例の燃料遮断弁１０は、弁室３３における燃料液位の上昇に伴う弁室内エアのタンク内への通気を小径の通気孔４０で行うが、図３に詳述するように、この通気孔４０を、弁室３３の外周壁３０Ｓの側に陥没形成された有底凹所４２の底部に備える。また、本実施例では、有底凹所４２の底部を、通気孔４０を取り囲む通気孔周囲部位４０ａとその周囲の凹所内周壁側部位４０ｂとに区画し、凹所内周壁側部位４０ｂを通気孔周囲部位４０ａより薄肉に形成した。このような通気孔４０と有底凹所４２について、その形成に用いる金型と併せて説明する。図４は通気孔４０と有底凹所４２の成形の際の金型の様子を示す説明図である。

図示するように、弁室３３を有するケーシング３０の成形に当たっては、弁室３３の形成のための芯金型ＣＫを取り囲むようアウター側金型ＯＫを配置して、芯金型ＣＫの周囲にキャビティＫを形成する。このアウター側金型ＯＫは、分割金型である。次いで、アウター側金型ＯＫに形成されたピン挿入孔ＰＨに通気孔形成ピンＰＫを挿入する。この通気孔形成ピンＰＫは、先端に通気孔４０の径と同径の先端ピンＰＴを備え、ピン基部を陥没部ＰＲとし、その周囲を環状に突出した環状部ＰＯとする。このように通気孔形成ピンＰＫを挿入セットすると、キャビティＫにおいて、通気孔形成ピンＰＫの先端部分である先端ピンＰＴと陥没部ＰＲおよび環状部ＰＯが位置する。これにより金型セットが完了するので、キャビティＫに図示しない樹脂注入口から溶融状態の樹脂を注入する。注入された樹脂は、溶融状態のままキャビティＫに行き渡り、先端ピンＰＴの周囲へは、芯金型ＣＫと環状部ＰＯとの間の隙間を通過した後に、芯金型ＣＫと陥没部ＰＲとの間に入り込んで先端ピンＰＴを取り囲む。この状態で冷却した後に金型を外すことで、樹脂製のケーシング３０が完成し、このケーシング３０は、弁室３３の周壁において有底凹所４２の底部に通気孔４０を備え、通気孔４０の周囲には、通気孔周囲部位４０ａとその周囲の凹所内周壁側部位４０ｂとが形成される。

このように形成された通気孔４０は、有底凹所４２の底部に位置するので、有底凹所４２の深さ分だけ、短寸の通気孔となる。このため、通気孔４０が小径であっても、その形成用の先端ピンＰＴを短寸とできるので、先端ピンＰＴは、図４におけるキャビティＫへの樹脂注入に際しての注入圧力に対して高い耐性（耐圧性）を備えることになる。よって、樹脂注入に際して先端ピンＰＴの曲がり難くなるので、通気孔４０の開口周縁におけるバリを抑制できると共に、樹脂の注入圧調整を簡便化できる。しかも、曲がりが抑制された短寸の先端ピンＰＴで形成した通気孔４０を、バリ抑制に伴い高い寸法精度で形成できる。この結果、本実施例によれば、通気孔４０を有底凹所４２の底部に設けるという簡単な構成で、高い寸法精度でありながらその形成が簡便な通気孔４０を有する新たな燃料遮断弁１０を提供できる。

本実施例におけるケーシング３０の肉厚と通気孔４０の径等を次のようにした。ケーシング３０は、約４３Φの径の弁室３３を備え、弁室周壁を約１．７ｍｍとしている。通気孔４０については、孔径を０．８Φとし、孔の長さを弁室周壁の約半分の０．９ｍｍとしている。この通気孔４０の孔径は、弁室内エアの通気に足りる径であれば上記寸法以外でもよく、孔の長さについては、有底凹所４２の底部形成（残存）の確実性から弁室周壁の厚みの１／３〜２／３程度とすればよい。なお、燃料タンクＦＴのタンク容量によって燃料遮断弁１０のサイズは種々変更されることから、通気孔４０の径や長さ、有底凹所４２の陥没径や深さにあっては、弁サイズに応じて変更すればよい。

また、本実施例の燃料遮断弁１０では、通気孔４０を有底凹所４２の底部に設けるに当たり、通気孔形成のための通気孔形成ピンＰＫを、小径で短寸の先端ピンＰＴとその基部の陥没部ＰＲとその周囲の環状部ＰＯとを有するものとしてキャビティＫに配置した。こうすることで、有底凹所４２の底部を、通気孔４０を取り囲む通気孔周囲部位４０ａと凹所内周壁側部位４０ｂとに区画し、凹所内周壁側部位４０ｂを通気孔周囲部位４０ａより薄肉とした。この結果、キャビティＫに注入された樹脂は、小径で且つ短寸の先端ピンＰＴの周囲に達して通気孔４０および通気孔周囲部位４０ａを形成するに当たり、芯金型ＣＫと環状に凸の環状部ＰＯとの間の狭い隙間を通過した後に、当該隙間より広い隙間（芯金型ＣＫと陥没部ＰＲとの間の隙間）に達する。このため、芯金型ＣＫと環状に凸の環状部ＰＯとの間の狭い隙間の通過の間において樹脂の流れは制限を受けるようになるので、先端ピンＰＴの周囲に達した樹脂がこの先端ピンＰＴに作用させる力は抑制される。これにより、先端ピンＰＴの曲がりをより確実に抑制できるので、通気孔４０の寸法精度をより向上させることができる。

加えて、本実施例の燃料遮断弁１０では、通気孔４０と有底凹所４２とを、蓋体２０との固定対象である固定用フランジ部３５の下方側、即ち蓋体２０とケーシング３０との係合箇所側に位置させている。よって、通気孔４０は、燃料タンクＦＴのタンク上壁ＦＴａに熱溶着される蓋体２０の近傍となり、タンク上壁ＦＴａにも近づくので、ケーシング３０における弁室３３での液位上昇時における弁室内エアのタンク内への通気確保の実効性を高めることができる。この他、次の利点がある。

蓋体２０をその下端部２１にて燃料タンクＦＴのタンク上壁ＦＴａに熱溶着する際、溶融樹脂がタンク上壁ＦＴａの上面において熱溶着箇所から通気孔４０の側に流れ出ることが有り得る。しかしながら、本実施例の燃料遮断弁１０では、通気孔４０のケーシング外周側開口を有底凹所４２の深さ分だけ蓋体２０（詳しくは下端部２１）とタンク上壁ＦＴａとの熱溶着箇所から離間させつつ、有底凹所４２を溶融樹脂の溜まりとして機能させる。この結果、本実施例の燃料遮断弁１０によれば、通気孔４０を蓋体２０の近傍として通気確保を図った上で、燃料タンクＦＴのタンク上壁ＦＴａへの蓋体２０の熱溶着に伴う通気孔閉塞を高い実効性で回避できる。

次に参考例と変形例について説明する。図５は図３相当図であり参考例の有底凹所４２Ａと通気孔４０の周囲を拡大して示す断面図、図６は変形例の有底凹所４２Ｂと通気孔４０の周囲を拡大して示す断面図、図７は別の参考例の有底凹所４２Ｃと通気孔４０の周囲を拡大して示す断面図である。これら参考例と変形例では、有底凹所の底部形状がそれぞれ相違する。図５の有底凹所４２Ａは平坦な底部に通気孔４０を備える態様であり、図６の有底凹所４２Ｂは通気孔４０の周囲を湾曲状に凸とした底部を備える態様であり、図７の有底凹所４２Ｃは通気孔４０の周囲からテーパ状に広がった凹所とされた態様である。これら態様の参考例と変形例であっても、既述した通気孔４０の寸法精度の向上等の効果を奏することができる。

以上、本発明の実施の形態を実施例にて説明したが、本発明は上記した実施例や変形例の実施形態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て実施することが可能である。例えば、燃料遮断弁１０を、燃料タンクＦＴにおいて燃料蒸気をタンク外に排出する遮断弁として説明したが、フロートの浮沈に応じて流路を開閉するものであれば、燃料タンクに限らず他の用途に用いることもできる。また、流路開閉を、接続通路２６の周囲のリップ部３２へのシール部材５４の当接・離脱で行う構成としたが、接続通路２６の末端を凹形状とした上でフロート上端を凸形状とし、通路末端の凹所へのフロート上端の凸部の入り込みと離脱により流路開閉を行う構成とすることもできる。

また、通気孔４０や有底凹所４２は、円形の通気孔と有底凹所とできるほか、多角形の通気孔や有底凹所、或いは非円形の異形形状の通気孔や有底凹所とすることもできる。

本発明の一実施の形態にかかる燃料遮断弁１０の外観を示す概略斜視図である。図１における２−２線断面に沿って燃料遮断弁１０を縦断面視して要部を示す説明図である。図２における３−３線に沿ってケーシング３０を横断面視して要部を拡大して示す説明図である。通気孔４０と有底凹所４２の成形の際の金型の様子を示す説明図である。図３相当図であり参考例の有底凹所４２Ａと通気孔４０の周囲を拡大して示す断面図である。変形例の有底凹所４２Ｂと通気孔４０の周囲を拡大して示す断面図である。別の参考例の有底凹所４２Ｃと通気孔４０の周囲を拡大して示す断面図である。

符号の説明

１０…燃料遮断弁
２０…蓋体
２１…下端部
２２…接続管部
２４…蓋側通路
２６…接続通路
３０…ケーシング
３０Ｓ…外周壁
３１…ケーシング天井壁
３２…リップ部
３３…弁室
３４…凸条
３５…固定用フランジ部
３６…周壁流入孔
３７…下端開口係合部
４０…通気孔
４０ａ…通気孔周囲部位
４０ｂ…凹所内周壁側部位
４２、４２Ａ〜４２Ｃ…有底凹所
５０…フロート
５２…シール保持部
５４…シール部材
６０…スプリング
９０…底蓋
９２…係合爪
９４…中央貫通孔
９６…貫通孔
９７…スプリング受座
９８…フロート受座
ＦＴ…燃料タンク
ＦＴａ…タンク上壁
ＦＴｂ…取付穴
ＰＨ…ピン挿入孔
ＰＫ…通気孔形成ピン
ＰＴ…先端ピン
ＰＯ…環状部
ＰＲ…陥没部
ＣＫ…芯金型
ＯＫ…アウター側金型
Ｋ…キャビティ

Claims

燃料タンクの上部に装着され、燃料タンクと外部とを接続する接続通路をフロートの浮沈により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であって、
前記燃料タンクの上部壁面に熱溶着される蓋体と、
該蓋体に固定され、前記燃料タンクと前記接続通路とを連通し前記フロートを収容する弁室を形成するケーシングとを備え、
前記ケーシングは、
前記弁室周壁の外周側に陥没形成された有底凹所の底部に、弁室内とタンク内との通気を図る通気孔を前記有底凹所の底部より小径で備え、
前記有底凹所は、前記底部を、前記通気孔を取り囲む通気孔周囲部位と該通気孔周囲部位を取り囲む凹所内周壁側部位とに区画し、該凹所内周壁側部位を前記通気孔周囲部位より薄肉としている
燃料遮断弁。