JP5429112B2 - 満タン制御弁装置 - Google Patents

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Description

本発明は、燃料タンクの内部空間と外部空間とを連通可能に接続する通気通路に設けられる満タン制御弁装置に関する。
従来から、燃料タンクに取り付けられたケーシング内に液体燃料に浮かぶフロート弁を備え、燃料タンク内の燃料液面が上昇して満タンレベルである第１所定レベルに到達したときに、下方の通気孔から導入されたケーシング内の燃料液面が押し上げられ第１所定レベルより高い第２所定レベルとなって、フロート弁がケーシング内の上方に形成された弁座に着座して燃料タンク内外間を連通する通気通路を閉塞する満タン制御弁装置がある。
これにより、給油口からの給油により燃料タンク内の燃料液面が上昇して満タンレベルに到達したときには、燃料タンク内圧が上昇し、これに伴い給油管内の燃料液面が給油口近傍まで上昇して、満タンレベル以上の追加給油を防止するようになっている。
このような満タン制御弁装置において、満タン後の燃料タンク内の圧力変動を低減する等を目的として、ケーシングの前述の第２所定レベルよりも上方となる部位に、燃料タンクの内部空間とケーシングの内部空間とを連通する微細な通気孔を形成したものが知られている（例えば、下記特許文献１参照。）。
特開２００４−２５７２６４号公報
しかしながら、上記従来技術の満タン制御弁装置では、燃料タンク内の燃料液面がケーシング下端の満タンレベルに達すると、燃料タンク内外間を連通する通気通路が遮断され、燃料タンク内の圧力よりもケーシング内の圧力の方が低くなり、燃料タンク内の圧力上昇によりケーシング内の燃料液面が押し上げられてフロート弁が閉弁する。ところが、ケーシングには、押し上げられた燃料液面レベルである前述の第２所定レベルよりも上方に通気孔が設けられているため、ケーシング内の気圧と燃料タンク内の気圧とが徐々に平衡となる。これにより、ケーシング内の液体燃料が下方の通気孔から抜けて、閉弁後比較的短時間でフロート弁が通気通路を開弁し、燃料タンク内圧が低下してしまう。すると、給油管内の燃料液面が給油口近傍から下降して、燃料タンク内が満タンレベルであるにもかかわらず追加給油が可能となってしまうという問題がある。したがって、燃料タンク内が満タンとなった後の追加給油を確実に防止するためには、フロート弁の閉弁状態の維持時間の延長が望まれる。
本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、フロート弁の閉弁状態維持時間を延長することが可能な満タン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、請求項１に記載の発明では、
燃料タンクに取り付けられ、燃料タンクの内部と外部とを連通する通気通路が形成されたケーシングと、
ケーシング内に形成された収容空間に上下動自在に設けられ、ケーシング内の液体燃料に浮いて、ケーシング内の燃料液面の上下動に伴い通気通路を開閉するフロート弁と、を備え、
燃料タンク内の燃料液面が上昇して第１所定レベルに到達したときに、ケーシング内の燃料液面が押し上げられ第１所定レベルより高い第２所定レベルとなって、フロート弁が通気通路を閉塞するようになっており、
ケーシングは、第２所定レベルよりも上方に、燃料タンクの内部空間とフロート弁の収容空間とを連通する通気孔を有する満タン制御弁装置であって、
ケーシングは、底面部を有するとともに内部にフロート弁が配設される容器体を備え、
容器体は、
底面部よりも上方に設けられ、第２所定レベルの到達した液体燃料を内部に導入する導入口と、
導入口よりも下方において容器体を貫通するように設けられ、導入口から内部に導入された液体燃料を外部へ排出する排出通路と、を有し、
排出通路の通路断面積が、導入口の開口面積よりも小さいことを特徴としている。
これによると、燃料タンク内の燃料液面が上昇して第１所定レベルに到達したときに、ケーシング内の燃料液面が押し上げられ第１所定レベルより高い第２所定レベルとなると、導入口から容器体の内部に液体燃料が導入され、容器体の内部に配設されたフロート弁を上昇させて閉弁状態を形成する。ケーシングは、第２所定レベルよりも上方となる部位に、燃料タンクの内部空間とフロート弁の収容空間とを連通する通気孔を有しており、ケーシング内の気圧と燃料タンク内の気圧とが徐々に平衡となるが、容器体の液体燃料の導入口は底面部よりも上方にあるので、液体燃料は容器体内の導入口よりも下方に貯留され、導入口よりも下方に設けれた排出通路から排出されていく。排出通路の通路断面積は導入口の開口面積よりも小さいので、排出通路を介する容器体内からの液体燃料の排出速度は抑制される。したがって、容器体内に一旦導入された液体燃料の貯留時間を比較的長くすることができる。このようにして、フロート弁の閉弁状態維持時間を延長することができる。
また、請求項２に記載の発明では、
燃料タンクは車両に搭載されるものであって、
ケーシングは、
内部に液体燃料を貯留可能な貯留タンク部と、
貯留タンク部の内部を容器体の内部と連通し、容器体の内部の液体燃料を貯留タンク部の内部へ流入可能な連通路と、
貯留タンク部の内部に貯留された液体燃料を外部へ排出するための排出口と、
車両が停止状態にあるときには排出口を閉じ、車両が停止状態から走行を開始した際には排出口を開く排出口開閉弁と、を有し、
容器体の内部に導入口の高さまで満たされた液体燃料が貯留タンク部の内容積の分だけ減量した場合には、フロート弁が通気通路を開放することを特徴としている。
例えばオートストップ機構を備える給油ガンを用いて給油口から燃料タンク内に液体燃料を給油する場合には、１回目の比較的多量の給油を行うときの方が、２回目以降の追加給油を行うときよりも、燃料タンク内に給油された液体燃料から多量の燃料蒸気が発生する。したがって、１回目のオートストップ時（初回給油時）に満タン制御弁装置が閉弁した状態を維持していると、多量に発生した燃料蒸気により燃料タンク内の内圧が上昇し、給油口から燃料が溢れ出す場合があるという問題がある。ところが、本請求項に記載の発明によれば、給油口から燃料が溢れ出すことを防止することができる。
本請求項に記載の発明では、車両が走行状態から停止して給油を行う場合には、車両が走行を開始した際の排出口開閉弁の開弁動作により貯留タンク部の内部から液体燃料が排出され、貯留タンク部の内部に液体燃料は貯留されていない。この状態で１回目のオートストップ機構作動時まで燃料タンク内へ給油していくと、導入口から容器体の内部へ液体燃料が導入され、容器体の内部に配設されたフロート弁が上昇して閉弁状態を形成する。ところが、容器体内へ導入され容器体内を満たした燃料は、少なくとも一部が連通路を介して貯留タンク部内へ流入し、容器体内の液体燃料が貯留タンク部の内容積の分だけ減って容器体内の液面レベルが低下する。これに伴い、フロート弁が通気通路を速やかに開放して、燃料タンク内の内圧の上昇が抑止される。したがって、１回目のオートストップ時に燃料タンクの給油口から燃料が溢れ出すことを防止することができる。
また、車両が停止して給油を行っているときには、車両は走行を行わないので、排出開閉弁は排出口を閉じたままであり、１回目のオートストップ時に貯留タンク部へ流入した液体燃料は排出されていない。したがって、２回目のオートストップ時（追加給油時）には、容器体内に導入された液体燃料の貯留時間を比較的長くして、フロート弁の閉弁状態維持時間を延長することができる。
また、請求項３に記載の発明では、排出口は貯留タンク部の下面部に形成されて、下面部の上面は排出口から離れるほど上方に位置するテーパ面となっており、排出口開閉弁は、液体燃料よりも比重が大きい材料で形成され、貯留タンク部の内部に移動自在に配設された球状弁体を有することを特徴としている。これによれば、車両が停止状態にあるときには球状弁体で排出口を確実に閉じ、車両が停止状態から走行を開始したときには、慣性力によって貯留タンク部に対し相対的に移動する球状弁体で排出口を容易に開くことができる。すなわち、車両が停止状態にあるときには排出口を閉じ、車両が停止状態から走行を開始した際には排出口を開く排出口開閉弁を、容易に構成することができる。
また、請求項４に記載の発明では、貯留タンク部は、容器体の下方に容器体と一体的に形成されていることを特徴としている。これによれば、容器体の内部の液体燃料を貯留タンク部の内部へ流入可能な構成を容易に形成することが可能である。
また、請求項５に記載の発明では、排出通路は、通路断面積が容器体の内方側から外方側へ向かって漸次減少していることを特徴としている。これによると、排出通路の通路断面積最小部を排出通路の最下流部として、上流方向に向かって通路断面積を徐々に拡大することができる。したがって、通路断面積が最大である排出通路の最上流部から流入し排出通路を流通して排出される液体燃料の流量特性を安定させることが容易であり、フロート弁の閉弁状態維持時間を安定させることができる。
また、排出通路の通路断面積が上方から下方に向かって漸次減少する構成は、請求項６に記載の発明のように、排出通路の内周面をテーパ面とすることで、容易に形成することができる。
また、請求項７に記載の発明では、排出通路には、液体燃料が沿って流れるように案内する排出案内部材が配設されていることを特徴としている。これによると、液体燃料を排出案内部材に沿わせて流すことで、排出通路を流通して排出される液体燃料の流量特性を安定させることが容易であり、フロート弁の閉弁状態維持時間を安定させることができる。
また、排出案内部材は、請求項８に記載の発明のように、容器体の排出通路の下流端開口周縁部から下方に向かって突出する筒状部とし、筒状部の下方端面を軸線方向に対して傾斜した傾斜面とすることで、容易に形成することができる。
また、請求項９に記載の発明では、容器体は、底面部から上方に延びる側壁部が、フロート弁が上下動する際の上下動ガイド部であることを特徴としている。これによると、フロート弁が上下動する際の上下動ガイド部を、容器体とは別に設ける必要がないので、ケーシングの構造を簡素化することができる。
本発明を適用した第１の実施形態における満タン制御弁装置１の概略構造を示す断面図である。 第１の実施形態における満タン制御弁装置１の容器体３２の要部断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、燃料タンク２内に給油する際の満タン制御弁装置１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満タン制御弁装置１の容器体３２の要部断面図である。 第３の実施形態における満タン制御弁装置１の概略構造を示す断面図である。 第３の実施形態における満タン制御弁装置１の作動を説明するための断面図である。 第３の実施形態における満タン制御弁装置１の作動を説明するための断面図である。 第３の実施形態における満タン制御弁装置１の作動を説明するための断面図である。 第３の実施形態における満タン制御弁装置１の作動を説明するための断面図である。 他の実施形態における満タン制御弁装置１の概略構造を示す断面図である。 他の実施形態における満タン制御弁装置１の概略構造を示す断面図である。 他の実施形態における満タン制御弁装置１の概略構造を示す断面図である。 他の実施形態における満タン制御弁装置１の概略構造を示す断面図である。 他の実施形態における満タン制御弁装置１の概略構造を示す断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、比較例において燃料タンク内に給油する際の満タン制御弁装置の作動を説明するための断面図である。
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）
図１は、本発明を適用した第１の実施形態における満タン制御弁装置１の概略構造を示す断面図であり、図２は、満タン制御弁装置１の容器体３２の要部断面図である。
図１に示すように、満タン制御弁装置１は、例えば、車両に搭載された燃料タンク２の天井面に開口した開口部３に取り付けられて、燃料タンク２内の液体燃料の液面レベル（液位）に応じて、燃料タンク２の内部空間と燃料タンク２の外部にあるキャニスタ９とを連通可能に接続する通気通路を開閉する弁装置である。
図１に示すように、満タン制御弁装置１は、ケーシング１０とケーシング１０内に収容されたフロート弁５０とからなり、ケーシング１０は、いずれも例えば樹脂製であるアッパケース２０とロアケース３０とにより構成されている。アッパケース２０は、平板部２１、嵌合円筒部２２、パイプ部２３およびフロートガイド部２６が一体形成されている。
平板部２１は、燃料タンク２の開口３よりも外径が大きい円盤状であり、嵌合円筒部２２は、平板部２１の外周縁部から下方に突出した筒状をなしている。嵌合円筒部２２の外径は燃料タンク２の開口３の径よりも小さく、内径はロアケース３０の後述する外方円筒部３１の外径とほぼ同一となっている。
パイプ部２３は、平板部２１の中央部から上方に突出したＬ字状をなしており、内部にケーシング１０内とキャニスタ９とを繋ぐ通気通路２４が形成されている。パイプ部２３の燃料タンク側の部分は平板部２１を貫通しており、パイプ部２３の下端面（燃料タンク側の端面）は平板部２１の下面より若干下方に突出している。
フロートガイド部２６は、平板部２１の下面において、嵌合円筒部２２よりも内側かつパイプ部２３よりも外側にあり、下方に突出した円筒形状をなしている。平板部２１、嵌合円筒部２２、パイプ部２３の燃料タンク側の部分およびフロートガイド部２６は、全て軸線を同一とするように配置されている。
一方、ロアケース３０は、外方円筒部３１、容器体３２および梁部３３が一体形成されている。容器体３２は、円筒形状の側壁部３４と側壁部３４の下端を閉塞するように形成された底面部３５とからなる有底筒状体である。容器体３２の外径は外方円筒部３１の内径よりも小さく、容器体３２は外方円筒部３１の内側に配設されて容器体３２と外方円筒部３１との間には隙間部が形成されており、容器体３２の側壁部３４と外方円筒部３１とが複数の梁部３３で接続されている。容器体３２の側壁部３４と外方円筒部３１とは、軸線を同一とするように配置されている。
アッパケース２０のフロートガイド部２６の外径は、ロアケース３０の容器体３２の側壁部３４の内径よりも小さく、フロートガイド部２６と容器体３２の側壁部３４との間には隙間部が形成されている。そして、ロアケース３０の外方円筒部３１の上端部近傍が、アッパケース２０の嵌合円筒部２２の内側に嵌め合わされて、アッパケース２０とロアケース３０との間に、具体的には、容器体３２の内側かつフロートガイド部２６の内側に、フロート弁５０の収容空間が形成されている。アッパケース２０とロアケース３０との締結は、例えばスナップフィット構造により容易に行うことができる。
図１から明らかなように、容器体３２の底面部３５は、外方円筒部３１の下端よりも上方にある。また、容器体３２の側壁部３４の上端はアッパケース２０の平板部２１の下面から離れており、フロートガイド部２６の下端は容器体３２の底面部３５から離れている。フロートガイド部２６は、容器体３２の内部に配設されており、フロートガイド部２６の下端は容器体３２の側壁部３４の上端よりも下方にある。
フロート弁５０は、フロート６０、シールプレート７０、弁体８０およびスプリング９０からなる。フロート６０は、例えば樹脂製で比較的軽量な円柱状の部材であり、下面側から上方に向かって凹んだ環状凹部６１が形成されている。環状凹部６１は、液体中において気体溜りとして機能するように設けられている。環状凹部６１内には、コイル状のスプリング９０が縮設されており、スプリング９０の上端は環状凹部６１の上方の底面（すなわち天井面）に接し、下端は容器体３２の底面部３５に接しており、フロート６０を常時上方に向かって付勢している（押している）。フロート６０の上面部の中央には、上方に向かって突出した凸部６２が形成されている。
フロート６０の上方には、例えば樹脂製のシールプレート７０が配設されている。シールプレート７０は、中央部に小開口７２が形成された円盤状の平板部７１と、小開口７２の周縁部において平板部７１から上方に突出した円筒形状の筒部７３とが一体形成されている。そして、筒部７３の外周には、平板部７１の上面に沿って延びる、例えばゴム製のシート状の弁体８０が配設されている。
この弁体８０は、フロート弁５０が上方に最大変位した場合に、アッパケース２０のパイプ部２３の下端面の弁座２５に環状に当接して、フロート弁５０の収容空間とパイプ部２３内の通気通路２４とを隔絶するようになっている。弁体８０は、通気通路２４の燃料タンク側端部において、燃料タンク２内とキャニスタ９とを連通する通気通路を大きく開閉する大径シール部材であり、フロート６０の凸部６２は、弁体８０の内側で通気通路を（小開口７２を）弁体８０よりも小さく開閉する小径シール部材である。
アッパケース２０のフロートガイド部２６には、容器体３２の側壁部３４の上端よりも高い位置に、フロートガイド部２６を径方向に貫通する小径の通気孔２７が形成されている。また、ロアケース３０の外方円筒部３１にも、容器体３２の側壁部３４の上端よりも高い位置に、外方円筒部３１を径方向に貫通する小径の通気孔３７が形成されている。
ロアケース３０の容器体３２の底面部３５には、底面部３５を上下方向に貫通する小径の液抜き穴３６が形成されている。図２に示すように、液抜き穴３６は、内周面がテーパ面となっており、通路断面積が上方から下方に向かって（容器体３２の内方側から外方側へ向かって）なめらかに漸次減少している。液抜き穴３６の通路断面積の最小値（すなわち、液抜き穴３６の最下部の開口面積）は、容器体３２の上部開口面積のうちフロートガイド部２６よりも外方の面積よりも極めて小さく設定されている。
容器体３２の上部開口のうちフロートガイド部２６よりも外方の部分が、本実施形態における導入口３９であり、液抜き穴３６が、本実施形態における排出通路に相当する。
次に、上記構成に基づき本実施形態の満タン制御弁装置１の作動について図３も用いて説明する。
図３（ａ）に示すように、満タン制御弁装置１が取り付けられた燃料タンク２内の液体燃料の液面レベルが満タンレベルよりも低い場合には、フロート弁５０は開弁状態にある。したがって、給油管４（インレットパイプ）の給油口５から給油ガン６で液体燃料を給油していくと、燃料タンク２内の上部空間の燃料蒸気は、ケーシング１０の下端から矢印に示す経路で燃料タンク２外に通気し、燃料タンク２内の圧力は上昇しないので、継続して給油することが可能である。
給油を継続し、図３（ｂ）に示すように、燃料タンク２内の液体燃料の液面がケーシング１０の外方円筒部３１の下端に到達し、外方円筒部３１の下方開口を閉塞すると、燃料タンク２内の燃料蒸気の図３（ａ）に示した経路の通気が遮断され、燃料タンク２内の圧力が上昇していく。これに伴い、液体燃料が外方円筒部３１内を上昇していき、容器体３２の側壁部３４を乗り越えて導入口３９から容器体３２内へ流入し、容器体３２内の液面が上昇する。
容器体３２内の液面上昇に伴い、上下動ガイド部であるフロートガイド部２６にガイドされつつフロート弁５０が浮かび上がって（上方に変位して）、図３（ｃ）に示すように、フロート弁５０の弁体８０（図１参照）が弁座２５に着座し、通気通路２４の下端を閉塞する閉弁状態を形成する。このときの、燃料タンク２内の液面レベルが第１所定レベルに相当し、ケーシング１０内の液面レベルが第２所定レベルに相当する。
フロート弁５０が閉弁状態となると、ケーシング１０内の液面上昇は停止し、燃料タンク２内の更なる圧力上昇により給油管４内の液面が上昇し、液面が給油ガン６の先端に到達すると、例えばオートストップ機構により給油が中止される。
給油が中止されると、図３（ｄ）に示すように、小径の通気孔２７、３７を介して燃料タンク２内の気体がケーシング１０内に通気し、ケーシング１０内の気圧と燃料タンク２内の気圧とが徐々に平衡となり、容器体３２内を除く外方円筒部３１内の液体燃料は、外方円筒部３１の下方開口から比較的短時間で抜けていく。このとき、容器体３２内には液体燃料が貯留されており、容器体３２内の液体燃料に浮いたフロート弁５０は閉弁状態を維持する。これに伴い、給油管４内の液面レベルは給油中止時のレベルを維持するため、追加給油を行うことはできない。
容器体３２の底面部３５には、比較的小径の液抜き穴３６が形成されているので、容器体３２内の液体燃料は液抜き穴３６を介して徐々に容器体３２内から排出されていき、フロート弁５０が下降して、弁体８０が弁座２５から離座して通気通路２４の下端を開く開弁状態となり、燃料タンク２内の液体燃料が満タン状態であっても、燃料タンク２内外の通気が可能となる。
なお、図３（ａ）〜（ｄ）に示した状態では、図１に示すフロート６０の凸部６２（小径の第２弁体）は、小開口７２を閉じている。そして、フロート弁５０が下降していくときには、まず、凸部６２が小開口７２を開いてケーシング１０のフロート弁収容空間と通気通路２４との圧力差を低減し、弁体８０（大径の第１弁体）が弁座２５から離座して開弁することを容易にしている。
フロート弁５０が開弁状態となると、給油管４内の液面レベルは下降するが、本実施形態の満タン制御弁装置１は、容器体３２の内容積と液抜き穴３６の口径の設定により、図３（ｄ）に示す閉弁状態を１〜３分間継続するようになっており、開弁状態となって給油管４内の液面レベルが下降したときには、給油作業は終了しており、追加給油が行われることを防止できる。
上述の構成および作動によれば、ケーシング１０は、内部にフロート弁５０が配設される容器体３２を備えており、容器体３２の底面部３５には小径の液抜き穴３６が形成されている。液抜き穴３６の通路断面積の最小値は導入口３９の開口面積よりも極めて小さくなっており、液抜き穴３６を介する容器体３２内からの液体燃料の排出速度は抑制される。したがって、導入口３９から容器体３２内へ導入された液体燃料の貯留時間を比較的長くすることができ、フロート弁５０の閉弁状態の維持時間を延長することができる。
比較例として、容器体を有しない満タン制御弁装置９０１の作動について図１５を用いて説明する。この比較例の満タン制御弁装置９０１は、ケーシング９１０に外方円筒部も有しておらず、フロートガイド部９２６の底面を、通路断面積が大きな通気孔を設けたプレート９３１で覆っており、この通気孔が満タン時のケーシング９１０内への液体燃料の導入口かつ排出通路となっている。
図１５（ａ）に示すように、満タン制御弁装置９０１が取り付けられた燃料タンク２内の液体燃料の液面レベルが満タンレベルよりも低い場合には、フロート弁９５０は開弁状態にある。したがって、給油管４の給油口５から給油ガン６で液体燃料を給油していくと、燃料タンク２の上部空間の燃料蒸気は、ケーシング９１０の下端の通気孔から矢印に示す経路で燃料タンク２外へ通気し、燃料タンク２内の圧力は上昇しないので、継続して給油することが可能である。
給油を継続し、図１５（ｂ）に示すように、燃料タンク２内の液体燃料の液面がケーシング９１０の下端に到達し、ケーシング９１０下部の通気孔を閉塞すると、燃料タンク２内の燃料蒸気の図１５（ａ）に示した経路の通気が遮断され、燃料タンク２内の圧力が上昇していく。これに伴い、液体燃料がケーシング９１０内を上昇していく。
ケーシング９１０内の液面上昇に伴い、フロート弁９５０が浮かび上がって、図１５（ｃ）に示すように、フロート弁９５０が閉弁状態を形成する。フロート弁９５０が閉弁状態となると、ケーシング９１０内の液面上昇は停止し、燃料タンク２内の更なる圧力上昇により給油管４内の液面が上昇し、液面が給油ガン６の先端に到達すると、オートストップ機構により給油が中止される。
給油が中止されると、図１５（ｄ）に示すように、ケーシング９１０の上部に設けられた小径の通気孔９２７を介して燃料タンク２内の気体がケーシング９１０内へ通気し、ケーシング９１０内の液体燃料は、下方の通気孔から比較的短時間で抜けていく。これに伴い、フロート弁９５０は開弁状態となり、給油管４内の液面レベルが下降して、満タンレベル以上の追加給油が可能となる。本実施形態の満タン制御弁装置１を用いれば、満タンレベル以上の追加給油を防止することができる。また、本実施形態の満タン制御弁装置１によれば比較例に対して部品点数が増加することもない。
また、容器体３２の液抜き穴３６は、内周面がテーパ面となっており、通路断面積が上方から下方に向かって漸次減少している。したがって、通路断面積が最大である液抜き穴３６の上部開口から液体燃料を流入させ、通路断面積が徐々に減少する通路を通過させるので、液体燃料の表面張力の影響を抑制して、安定した流量特性を得ることができる。これにより、フロート弁５０の閉弁状態の維持時間を安定させることができる。
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について図４に基づいて説明する。
本第２の実施形態は、前述の第１の実施形態と比較して、容器体３２の液抜き穴を設けた部分の構成が異なる。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。
図４に示すように、本実施形態では、容器体３２の底面部３５には、底面部３５を上下方向に貫通する小径の液抜き穴１３６が形成されている。液抜き穴１３６は、内周面が円筒面となっており、通路断面積が上方から下方に向かって同一となっている。第１の実施形態と同様に、液抜き穴１３６の通路断面積は、導入口３９の開口面積よりも極めて小さく設定されている。
容器体３２の底面部３５の下面には、下方に向かって突出する円筒形状の筒状部１３８が一体形成されており、液抜き穴１３６は筒状部１３８にまで同一径で連続している。そして、筒状部１３８の下方端面は軸線方向（上下方向）に対して傾斜した傾斜面１３８ａとなっている。
このような構成により、液抜き穴１３６を介して排出される液体燃料を、排出案内部材である筒状部１３８に沿わせて安定して流すことができ、排出流量特性を安定させることが容易である。本実施形態によってもフロート弁５０の閉弁状態の維持時間を安定させることが可能である。
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について図５〜図９に基づいて説明する。
本第３の実施形態は、前述の第１の実施形態と比較して、容器体３２の内部の液体燃料が流入可能な貯留タンク部を設けた点が異なる。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。
図５に示すように、本実施形態では、例えば、車両に搭載された燃料タンク２の天井面に取り付けられた満タン制御弁装置１は、ケーシング１０の容器体３２の下方に貯留タンク部に相当する貯留部２３０を備えている。
ケーシング１０のロアケース３０は、容器体３２の底面部３５の外周縁部から下方に向かって突出する例えば円筒形状の筒状部２３４を備えている。筒状部２３４は容器体３２と一体成形されており、筒状部２３４の下端には例えば樹脂製の下面部２３５が例えば溶着により接合され、下面部２３５が筒状部２３４の下方開口を閉塞している。
すなわち、貯留部２３０は、容器体３２の底面部３５が天井面となるように、容器体３２の下方に容器体３２と一体的に形成されている。
容器体３２の底面部３５には流入口２３１が開口している。流入口２３１は、容器体３２の内部と貯留部２３０の内部とを連通し、容器体３２の内部の液体燃料を貯留部２３０内へ流入可能な連通路に相当する。なお、本実施形態では、液抜き穴３６は、容器体３２の側壁部３４に設けられており、容器体３２内の液面レベルが液抜き穴３６の高さにあるときには、フロート弁５０は弁座２５から離れ、通気通路２４を開放するようになっている。
貯留部２３０の下面部２３５の例えば中央部には、排出口２３２が開口している。下面部２３５は、排出口２３２の形成位置から径外方向に向かうほど上方に位置するように形成されたテーパ形状をなしている。図５に示すように、下面部２３５は、全体がテーパ形状をなしているが、少なくとも下面部２３５の上面（貯留部２３０の内側となる面）が、排出口２３２に向かって滑らかに下がっているテーパ面であればよい。
貯留部２３０の内部には、排出口２３２の径よりも直径が大きい球状弁体２３３が移動自在に配設されている。球状弁体２３３は、例えば金属製であって液体燃料よりも比重が大きく、貯留部２３０内に液体燃料が流入しても浮かび上がらないようになっている。
貯留部２３０の下面部２３５の上面がテーパ面となっていることにより、満タン制御弁装置１が取り付けられた燃料タンク２を搭載した車両が例えば走行を停止しているときには（図５図示横方向に加速や減速が行われていないときには）、球状弁体２３３は排出口２３２の上端開口を閉塞する。
一方、満タン制御弁装置１が取り付けられた燃料タンク２を搭載した車両が例えば走行を停止した状態から走行を開始したときには（図５図示横方向に加速した場合には）、球状弁体２３３は慣性によりハウジング１０に対して相対的に横方向へ移動し、球状弁体２３３は排出口２３２の上端開口を開放する。
すなわち、排出口２３２の上端開口周縁部は球状弁体２３３が着座する弁座となっており、この弁座と球状弁体２３３とからなる構成が、車両が停止状態にあるときには排出口２３２を閉じ、車両が停止状態から走行を開始した際には排出口２３２を開く排出口開閉弁に相当する。
液抜き穴３６と流入口２３１とでは、流入口２３１の方が通路断面積が大きく設定されている。したがって、貯留部２３０内に空隙があるときに（貯留部２３０内が液体燃料で満たされていないときに）容器体３２内へ液体燃料が導入された場合には、液抜き穴３６からの流出よりも流入口２３１からの貯留部２３０内へ流入の方が優先的に行われるようになっている。
また、流入口２３１と排出口２３２とでは、流入口２３１の方が通路断面積が大きく設定されている。排出口２３２は、球状弁体２３３をなるべく小さく設定できるよう必要最低限の大きさに設定する（例えば、直径約１ｍｍ）。流入口２３１は、給油時に、一時的に容器体３２に燃料を保持可能な穴径であればよく、排出口２３２より大きな穴径に設定できる（例えば、直径約１．５ｍｍ）。
次に、上記構成に基づき本実施形態の満タン制御弁装置１の作動について説明する。
満タン制御弁装置１が取り付けられた燃料タンク２内の液体燃料の液面レベルが満タンレベルよりも低い場合には、フロート弁５０は図５に示すような開弁状態にある。したがって、第１の実施形態と同様に、給油管４（インレットパイプ）の給油口５から給油ガン６で液体燃料を給油していくと（図３（ａ）参照）、燃料タンク２内の上部空間の燃料蒸気は、ケーシング１０の下端から燃料タンク２外へ通気し、燃料タンク２内の圧力は上昇しないので、継続して給油することが可能である。
給油を継続し、燃料タンク２内の液体燃料の液面がケーシング１０の外方円筒部３１の下端に到達し、外方円筒部３１の下方開口を閉塞すると、燃料タンク２内の燃料蒸気の通気経路の通気が遮断され、燃料タンク２内の圧力が上昇していく。これに伴い、液体燃料が外方円筒部３１内を上昇していき、容器体３２の側壁部３４を乗り越えて導入口３９から容器体３２内へ流入し、容器体３２内の液面が上昇する。
容器体３２内の液面上昇に伴い、上下動ガイド部であるフロートガイド部２６にガイドされつつフロート弁５０が浮かび上がって（上方に変位して）、図６に示すように、フロート弁５０の弁体８０（図５参照）が弁座２５に着座し、通気通路２４の下端を閉塞する閉弁状態を形成する。このときの、燃料タンク２内の液面レベルが第１所定レベルに相当し、ケーシング１０内の液面レベルが第２所定レベルに相当する。以上の作動は、第１の実施形態において図３（ａ）〜図３（ｃ）を用いて説明した作動と同じである。
図６に示すようにフロート弁５０が閉弁状態となると、ケーシング１０内の液面上昇は停止し、燃料タンク２内の更なる圧力上昇により給油管内の液面が上昇し、液面が給油ガンの先端に到達すると、例えばオートストップ機構により給油が中止される。
給油が中止されると、図７に示すように、小径の通気孔２７、３７を介して燃料タンク２内の気体がケーシング１０内に通気し、ケーシング１０内の気圧と燃料タンク２内の気圧とが徐々に平衡となり、容器体３２内を除く外方円筒部３１内の液体燃料は、外方円筒部３１の下方開口から比較的短時間で抜けていく。
このとき、容器体３２内の液体燃料は、一部が流入口２３１を介して貯留部２３０内へ比較的短時間で流入する。図８に示すように、流入口２３１から流入した液体燃料で貯留部２３０内が満たされると、容器体３２内の液体燃料が貯留部２３０の内容積の分だけ減って容器体３２内の液面レベルが低下する。これに伴い、フロート弁５０は弁座２５から離れて開弁する。フロート弁５０が開弁状態となることで、燃料タンク２内の圧力上昇が解消されて、給油管内の液面レベルが低下し追加給油が可能となる。
給油口から給油ガンで液体燃料を追加給油すると、液体燃料が外方円筒部３１内を上昇していき、容器体３２の側壁部３４を乗り越えて導入口３９から容器体３２内へ流入し、容器体３２内の液面が上昇する。
容器体３２内の液面上昇に伴い、上下動ガイド部であるフロートガイド部２６にガイドされつつフロート弁５０が再度浮かび上がって（上方に変位して）、フロート弁５０の弁体８０（図５参照）が弁座２５に着座し、通気通路２４の下端を閉塞する閉弁状態を形成する。
フロート弁５０が閉弁状態となると、ケーシング１０内の液面上昇は停止し、燃料タンク２内の圧力上昇により給油管内の液面が上昇し、液面が給油ガンの先端に到達すると、例えばオートストップ機構により給油が再度中止される。
給油が中止されると、小径の通気孔２７、３７を介して燃料タンク２内の気体がケーシング１０内に通気し、ケーシング１０内の気圧と燃料タンク２内の気圧とが徐々に平衡となり、容器体３２内を除く外方円筒部３１内の液体燃料は、外方円筒部３１の下方開口から比較的短時間で抜けていく。
このとき、貯留部２３０内は既に液体燃料で満たされているので、容器体３２内に貯留された液体燃料の液面レベルは低下し難く、容器体３２内の液体燃料に浮いたフロート弁５０は閉弁状態を維持する。これに伴い、給油管内の液面レベルは給油中止時のレベルを維持するため、追加給油を行うことはできない。
容器体３２の側壁部３４には、比較的小径の液抜き穴３６が形成されているので、容器体３２内の液体燃料は液抜き穴３６を介して徐々に容器体３２内から排出されていく。これに伴い、フロート弁５０が下降して、弁体８０が弁座２５から離座して通気通路２４の下端を開く開弁状態となり、燃料タンク２内の液体燃料が満タン状態であっても、燃料タンク２内外の通気が可能となる。
フロート弁５０が開弁状態となると、給油管内の液面レベルは下降するが、本実施形態の満タン制御弁装置１は、容器体３２の内容積と液抜き穴３６の口径の設定により閉弁状態を１〜３分間継続するようになっており、開弁状態となって給油管内の液面レベルが下降したときには、給油作業は終了しており、更なる追加給油が行われることを防止できる。
給油作業を行っているときには、車両は走行を停止しているので（走行停止状態にあるので）、球状弁体２３３は排出口２３２を閉じた状態を維持している。したがって、給油作業中は、一旦貯留部２３０内を満たした液体燃料が貯留部２３０内から排出されることはない。
給油作業が終了し、車両が停止状態から走行を開始すると、図９に示すように、球状弁体２３３は慣性によりハウジング１０に対して相対的に横方向へ移動し、球状弁体２３３は排出口２３２を開放する。これに伴い、貯留部２３０内に貯留されていた液体燃料が一気に燃料タンク２内へ排出される。したがって、次回の給油作業を開始する際には、貯留部２３０内が液体燃料で満たされておらず、ほぼ空の状態となっている。
また、車両走行時の燃料タンク内の液面の波立ちにより、容器体３２内に液体燃料が侵入し、一時的にフロート弁５０が閉弁状態を形成したとしても、車両走行時の加減速により球状弁体２３３がケーシング１０に対して相対的に移動して、容器体３２内の液体燃料を貯留部２３０を介して速やかに排出し、フロート弁５０が閉弁したままの状態を維持することを防止することができる。
また、給油作業後、車両が停止したままの状態であったとしても、容器体３２の側壁部３４に形成された液抜き穴３６を介して極めて緩やかに容器体３２内の液体燃料が排出され、比較的長時間後（例えば１〜３分後）にフロート弁５０は開弁し、燃料タンク２内外の通気が可能となる。
上述の構成および作動によれば、給油時に給油口５から燃料が溢れ出すことを防止することができる。
例えばオートストップ機構を備える給油ガンを用いて給油口から燃料タンク内に液体燃料を給油する場合には、初回のオートストップまでの比較的多量の給油を行うときの方が、２回目のオートストップまでの追加給油を行うときよりも、燃料タンク内に給油された液体燃料が泡立ち易く多量の燃料蒸気を発生する。したがって、初回のオートストップ時に満タン制御弁装置が閉弁した状態を維持していると、多量に発生した燃料蒸気により燃料タンク内の内圧が上昇し、給油口から燃料が溢れ出す場合がある。ところが、本実施形態によれば、給油口５から燃料が溢れ出すことを防止することができる。
本実施形態によれば、車両が走行状態から停止して給油を行う場合には、車両が走行を開始した際の球状弁体２３３の排出口２３２の開放動作により、貯留部２３０の内部から液体燃料が排出され、貯留部２３０の内部に液体燃料は貯留されていない。この状態で初回オートストップまで燃料タンク２内へ給油していくと、フロート弁５０は一旦閉弁するものの、容器体３２の内部の液体燃料の一部が貯留部２３０内へ速やかに移動して、比較的短時間でフロート弁５０は開弁する。これに伴い、燃料タンク２内の内圧の上昇が抑制される。したがって、初回オートストップ時に燃料タンク２の給油口５から燃料が溢れ出すことを防止することができる。
また、車両が停止して給油を行っているときには、球状弁体２３３は排出口２３２を閉じたままであり、初回オートストップ時に貯留部２３０内へ流入した液体燃料は排出されていない。したがって、２回目のオートストップ時には、容器体３２内に導入された液体燃料の貯留時間を比較的長くして、フロート弁５０の閉弁状態維持時間を延長することができる。
これにより、初回オートストップ時には、フロート弁５０の閉弁状態維持時間を比較的短くして、給油口５からの燃料の溢れ出しを防止し、２回目オートストップ時には、フロート弁５０の閉弁状態維持時間を比較的長くして、好ましくない追加給油を抑止することができる。
また、貯留部２３０の下面部２３５の上面を排出口２３２上端開口を最下部とするテーパ面とするとともに、貯留部２３０内に球状弁体２３３を配設するという比較的簡単な構成で、排出口開閉弁をなしている。したがって、車両が停止状態にあるときには球状弁体２３３で排出口２３２を確実に閉じ、車両が停止状態から走行を開始したときには、慣性力によって貯留部２３０に対し相対的に移動する球状弁体２３３で排出口２３２を容易に開く排出口開閉弁を、容易に構成することができる。
また、貯留部２３０は、容器体３２の下方に容器体３２と一体的に形成されている。したがって、容器体３２の内部の液体燃料の一部を貯留部２３０内へ流入可能な構成を容易に形成することができる。
（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。
上記第１の実施形態では、容器体３２の液抜き穴３６の内周面をテーパ面として、液抜き穴３６の通路断面積を上方から下方に向かって漸次減少させていたが、これに限定されるものではなく、通路断面積を上方から下方に向かって漸次減少していれば、テーパ形状でなくてもかまわない。また、良好な排出流量特性が得られれば、液抜き穴の通路断面積は上端から下端まで同一であってもよい。
また、上記第２の実施形態では、傾斜面１３８ａを形成した筒状部１３８を排出案内部材としていたが、これに限定されるものではない。例えば、排出案内部材として、容器体３２の底面部３５の下面よりも下方にまで突出するピン部材を、液抜き穴の内部に配設するものであってもよい。
また、上記各実施形態では、ケーシング１０を、アッパケース２０とロアケース３０とで構成していたが、底面部に液抜き穴を設けた容器体を備えていれば、これに限定されるものではない。
例えば、図１０に示すように、第１の実施形態の満タン制御弁装置１に対し、外方円筒部３１を設けずに、容器体３２の側壁部３４をアッパケース２０の一部として形成して、底面部３５をなすプレート部材を溶着等により側壁部３４の下端に接合し、ケーシング内に燃料液体を押し上げるためのパイプ部材２３１を容器体３２と並設するものであってもよい。これによれば、満タン制御弁装置１の径方向寸法を縮小して小型化することが可能である。
また、例えば、図１１に示すように、第１の実施形態の満タン制御弁装置１に対し、容器体３２の側壁部３４にフロートガイド部２６（上下動ガイド部）の機能を持たせるものであってもよい。すなわち、フロートガイド部と容器体とを共通化してもよい。これによれば、フロート弁５０が上下動する際の上下動ガイドを、容器体３２とは別に設ける必要がないので、ケーシング構造を簡素化し小型化することができる。なお、図１１に示す満タン制御弁装置１では、外方円筒部３１と容器体３２との間を上昇してきた液体燃料が閉弁時のシール部に直接到達することを防止するために、アッパケース２０の平板部２１から垂下する環状の遮蔽板３２６を設けている。
また、例えば、図１２に示すように、図１０に示した満タン制御弁装置１に対し、容器体３２の側壁部３４にフロートガイド部（上下動ガイド部）の機能を持たせるものであってもよい。また、例えば、図１３に示すように、図１１に示した満タン制御弁装置１に対し、容器体３２の側壁部３４をアッパケース２０の一部として形成するものであってもよい。
また、上記第１、第２の実施形態では、液抜き穴３６、１３６を、容器体３２の底面部３５に設けていたが、これに限定されるものではなく、容器体３２の導入口３９よりも下方に設けられるものであればよい。例えば、第３の実施形態のように、容器体３２側壁部３４の底面部３５近傍に設けるものであってもよい。
また、上記第３の実施形態では、液抜き穴３６を容器体３２の側壁部３４に設けていたが、例えば図１４に示すように、容器体３２の底面部３５に設けてもかまわない。図１４に示すような構成であれば、ロアケース３０の成形加工が極めて容易である。
また、上記第３の実施形態では、貯留部２３０の下面部２３５の上面を排出口２３２上端開口を最下部とするテーパ面とするとともに、貯留部２３０内に球状弁体２３３を配設するという比較的簡単な構成で、排出口開閉弁としていたが、車両が停止状態にあるときには排出口２３２を確実に閉じ、車両が停止状態から走行を開始したときには、排出口２３２を確実に開くものであれば、排出口開閉弁はこれに限定されるものではない。
また、上記第３の実施形態では、貯留部２３０は容器体３２と一体となっていたが、これに限定されるものではない。例えば、貯留部２３０を容器体３２とは別体として、容器体３２と貯留部２３０とを内部が連通路となる連通配管等で接続するものであってもよい。
また、上記各実施形態では、満タン制御弁装置１は、燃料タンク２の内部空間と燃料タンク２の外部にあるキャニスタ９とを連通可能に接続する通気通路を開閉する弁装置であったが、燃料タンクの内部と外部とを連通する通気通路を開閉するものであれば、キャニスタを備えない場合にも適用可能である。
１ 満タン制御弁装置
２ 燃料タンク
１０ ケーシング
２０ アッパケース
２４ 通気通路
２５ 弁座
２６ フロートガイド部（上下動ガイド部）
２７、３７ 通気孔
３０ ロアケース
３２ 容器体
３５ 底面部
３６、１３６ 液抜き穴（排出通路）
５０ フロート弁
１３８ 筒状部（排出案内部材）
１３８ａ 傾斜面
２３０ 貯留部（貯留タンク部）
２３１ 流入口（連通路）
２３２ 排出口
２３３ 球状弁体（排出口開閉弁の弁体）

Claims (9)

  1. 燃料タンクに取り付けられ、前記燃料タンクの内部と外部とを連通する通気通路が形成されたケーシングと、
    前記ケーシング内に形成された収容空間に上下動自在に設けられ、前記ケーシング内の液体燃料に浮いて、前記ケーシング内の燃料液面の上下動に伴い前記通気通路を開閉するフロート弁と、を備え、
    前記燃料タンク内の燃料液面が上昇して第１所定レベルに到達したときに、前記ケーシング内の燃料液面が押し上げられ前記第１所定レベルより高い第２所定レベルとなって、前記フロート弁が前記通気通路を閉塞するようになっており、
    前記ケーシングは、前記第２所定レベルよりも上方に、前記燃料タンクの内部空間と前記収容空間とを連通する通気孔を有する満タン制御弁装置であって、
    前記ケーシングは、底面部を有するとともに内部に前記フロート弁が配設される容器体を備え、
    前記容器体は、
    前記底面部よりも上方に設けられ、前記第２所定レベルに到達した液体燃料を内部に導入する導入口と、
    前記導入口よりも下方において前記容器体を貫通するように設けられ、前記導入口から内部に導入された液体燃料を外部へ排出する排出通路と、を有し、
    前記排出通路の通路断面積が、前記導入口の開口面積よりも小さいことを特徴とする満タン制御弁装置。
  2. 前記燃料タンクは車両に搭載されるものであって、
    前記ケーシングは、
    内部に液体燃料を貯留可能な貯留タンク部と、
    前記貯留タンク部の内部を前記容器体の内部と連通し、前記容器体の内部の液体燃料を前記貯留タンク部へ流入可能な連通路と、
    前記貯留タンク部の内部に貯留された液体燃料を外部へ排出するための排出口と、
    前記車両が停止状態にあるときには前記排出口を閉じ、前記車両が停止状態から走行を開始した際には前記排出口を開く排出口開閉弁と、を有し、
    前記容器体の内部に前記導入口の高さまで満たされた液体燃料が前記貯留タンク部の内容積の分だけ減量した場合には、前記フロート弁が前記通気通路を開放することを特徴とする請求項１に記載の満タン制御弁装置。
  3. 前記排出口は前記貯留タンク部の下面部に形成されて、前記下面部の上面は前記排出口から離れるほど上方に位置するテーパ面となっており、
    前記排出口開閉弁は、液体燃料よりも比重が大きい材料で形成され、前記貯留タンク部の内部に移動自在に配設された球状弁体を有することを特徴とする請求項２に記載の満タン制御弁装置。
  4. 前記貯留タンク部は、前記容器体の下方に前記容器体と一体的に形成されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の満タン制御弁装置。
  5. 前記排出通路は、通路断面積が前記容器体の内方側から外方側へ向かって漸次減少していることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の満タン制御弁装置。
  6. 前記排出通路は、内周面がテーパ面であることを特徴とする請求項５に記載の満タン制御弁装置。
  7. 前記排出通路には、液体燃料が沿って流れるように案内する排出案内部材が配設されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載の満タン制御弁装置。
  8. 前記排出案内部材は、前記容器体の前記排出通路の下流端開口周縁部から下方に向かって突出する筒状部であり、前記筒状部の下方端面は、軸線方向に対して傾斜した傾斜面となっていることを特徴とする請求項７に記載の満タン制御弁装置。
  9. 前記容器体は、前記底面部から上方に延びる側壁面が、前記フロート弁が上下動する際の上下動ガイド部であることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１つに記載の満タン制御弁装置。
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