JPH08114274A

JPH08114274A - 液体遮断弁

Info

Publication number: JPH08114274A
Application number: JP27593594A
Authority: JP
Inventors: Shoji Mizumachi; 昭二水町; Koichi Yoshihara; 浩一吉原
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 1994-10-14
Filing date: 1994-10-14
Publication date: 1996-05-07

Abstract

(57)【要約】【目的】フロートの応答性を損なうことなく、しかも内
圧を逃がす際の十分な流量を確保しつつ、閉弁時におけ
るフロートの固着を防止し得る液体遮断弁を提供する。【構成】液面と共に上下動するフロートと、弁本体の上
部に開口するタンク内部と外部とを連通し前記フロート
によって開閉される通路と、を備えた液体遮断弁におい
て、フロートと通路を複数組設けたことを特徴とする。
また、複数組のフロートと通路の内、少なくとも一つの
通路の流路断面積を他の通路の流路断面積よりも小さく
し、かつ該流路断面積の小さい通路を閉塞した際のフロ
ートの受圧面積を他の通路を閉塞した際の他のフロート
の受圧面積よりも小さくしたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、自動車等の燃
料タンク等に用いられて、通常の状態では燃料タンク等
の内部に発生する圧力（貯蔵する液体が燃料なら、燃料
が気化するからその蒸気圧が内部の圧力となる）を外部
に逃がし、自動車の走行等による燃料タンク等の動揺、
傾斜、あるいは転倒時には閉弁して、貯蔵している液体
の流出を遮断する液体遮断弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のフロートを持つタイプの液体遮断
弁としては、たとえば、図７および図８に示すようなも
のが知られている。すなわち、１０２が内部中空のバル
ブボデー、１０４がバルブボデー１０２の下部に組み込
まれたキャップ、１０６がバルブボデー１０２とキャッ
プ１０４が作り出す内部の空間に上下可動に保持されて
いるフロートである。１０８はスプリングで、フロート
１０６の重量よりも弱いばね力でフロート１０６に対し
て上向きに付勢している。

【０００３】バルブボデー１０２の内部上面中央にはバ
ルブシート１１８があり、通気管路１２０を介して、バ
ルブボデー１０２の内部を外部に連通させている。ま
た、フロート１０６の上面中央には突起状の弁部１２２
があって、前記のバルブシート１１８と共にバルブを構
成し、フロート１０６の上下動によってバルブを開閉す
る。フロート１０６の側面には、複数の縦溝１２４があ
って、フロート１０６の上部と下部の空間を連通させて
おり、液体や蒸気等が自由に出入りする。また、キャッ
プ１０４の中央には穴１２６があって、燃料タンク等の
内部とバルブボデー１０２の内部とを連通させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記フ
ロート１０６を持つタイプの液体遮断弁は、燃料タンク
等の内部に入れてある燃料等の液体の浮力により、フロ
ート１０６の弁部１２２がバルブシート１１８に着座し
た後に液面が下がっても、燃料タンク内外の圧力差によ
り、フロート１０６の弁部１２２がバルブシート１１８
に固着したまま離れなくなることがあった。

【０００５】これを解決するために、フロート１０６の
重量を大きくすることが考えられるが、重量を大きくし
た分だけフロート１０６を上に持ち上げる力が減少する
ために、燃料タンク等の動揺・傾斜時等における応答性
が悪化し、燃料等の液体漏れが多くなる。

【０００６】また、バルブシート１１８に開口した通路
断面積を小さくして、フロート１０６に作用する圧力を
小さくすれば、フロート１０６は落下しやすくなる。し
かし、通路を通るガス流量が小さくなるために、タンク
の内圧を逃がす能力が低下してしまう。そのために、タ
ンクの内圧が高まって、甚だしい場合にはタンクが変形
するといった問題が生じる。

【０００７】本発明は上記した従来技術の問題を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、フ
ロートの応答性を損なうことなく、しかも内圧を逃がす
際の十分な流量を確保しつつ、閉弁時におけるフロート
の固着を防止し得る液体遮断弁を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にあっては、液体を貯蔵するタンク上部に配
される内部中空の弁本体と、該弁本体の中空内部に挿入
され弁本体内に流入する液体の液面と共に上下動するフ
ロートと、前記弁本体の上部に開口するタンク内部と外
部とを連通し前記フロートによって開閉される通路と、
を備えた液体遮断弁において、前記フロートと通路を複
数組設けたことを特徴とする。

【０００９】また、複数組のフロートと通路の内、少な
くとも一つの通路を閉塞した際のフロートのシール面積
を他の通路を閉塞した際の他のフロートのシール面積よ
りも小さくしたことを特徴とする。

【００１０】

【作用】上記液体遮断弁にあっては、タンク内の液面の
下がった通常状態では、複数のフロートには浮力が作用
していないから自重によって下がっており、弁本体上部
に設けた通路は開いている。この状態で、液体をタンク
内に注入すると、液面上昇によりタンクのガス容積はせ
ばめられてタンク内圧力が上昇し、ガス圧は複数の通路
を通じて外部に抜けていく。複数の通路が開いているか
ら、タンク内ガスの排出面積は十分に確保される。

【００１１】満タン状態に近づくと、液体は弁本体内部
に入り込み、複数のフロートを浮力により上昇させ、フ
ロートによって弁本体上部に開口する通路を閉じる。

【００１２】そして、液体の消費により液面が下がる
と、浮力がなくなり自重によってフロートは下方に落下
する。ここで、フロート上下面に働くガスの圧力差が小
さいと、フロートを固着させようとする上向きの力が弱
まり、フロートは下がりやすくなる。

【００１３】ここで、本発明にあっては、複数の通路を
設けているので、流出を確保できるだけの通路の流路断
面積であれば、一つの通路の場合に比べて流路断面積を
小さくてすむ。流路断面積を小さくすれば、各フロート
による通路閉塞のためのシール面積も小さくなり、フロ
ートに作用する閉弁方向の力も小さくなってフロートが
開弁しやすい。

【００１４】特に、少なくとも一つの通路を閉塞した際
のフロートのシール面積を他の通路を閉塞した際の他の
フロートのシール面積よりも小さくすることにより、シ
ール面積が小さい方が先に開いてタンク内圧が下がり、
次いで、シール面積の大きい方のフロートが開いて通常
状態に戻る。

【００１５】また、タンクが運搬移動などで動揺した
り、傾斜した場合、さらに１８０度反転（転倒）時も同
様で、液面の上昇と同時に複数のフロートが浮力により
押し上げられ、フロートが素早く反応し、通路を閉じて
液体の流出を止める。タンク内の内圧は、液面の急激な
上昇による追い出しに対しても十分な流路断面積を持つ
複数の通路から逃げることができる。

【００１６】

【実施例】以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。

【００１７】本発明による液体遮断弁を示す図１におい
て、２は下端が開口した内部中空のバルブボデー、４が
バルブボデー２の下端開口部に組み込まれたキャップで
ある。このバルブボデー２とキャップ４によって内部中
空の弁本体を構成しており、バルブボデー２とキャップ
４が作り出す内部の空間にメインフロート６が上下動自
在に保持されている。

【００１８】メインフロート６には、中心から外れて上
面から途中の高さまで円筒状の穴３２が縦に設けられて
おり、その穴３２に、別の小さなサブフロート３４が、
メインフロート６に対して上下可動に嵌合している。８
はスプリングで、メインフロート６の重量よりも弱いば
ね力でメインフロート６に対して上向きに付勢してい
る。

【００１９】バルブボデー２の外側上部には、固定用の
フランジ１０があり、フランジ１０には複数のビス穴１
２がある。フランジ１０の上に被せているのは固定用の
カバー１４であり、フランジ１０の下にあるのはパッキ
ン１６である。そして、液体遮断弁の取付けは、例え
ば、燃料タンク等の上部に設けられた穴にバルブボデー
２が上方から差し込んで組み込まれ、カバー１４、フラ
ンジ１０、パッキン１６が共に燃料タンク等の上部にビ
ス止めされ、内部の燃料等の液体が漏れないように固定
される。

【００２０】バルブボデー２の内部上面中央にはメイン
フロート６用のバルブシート１８があり、通気管路２０
およびバルブシート１８に開口する通路１８ａを介し
て、バルブボデー２の内部を外部に連通させている。さ
らに、バルブボデー２の内部上面には中心から外れて、
もう１個のサブフロート３４用のバルブシート３６があ
り、通気管路２０に通路３６ａを介して連通している。

【００２１】メインフロート用のバルブシート１８の通
路１８ａの流路断面積は小さく、サブフロート用のバル
ブシート３６の通路３６ａの流路断面積は大きくなって
いる。

【００２２】また、メインフロート６の上面中央には突
起状の弁部２２があって、メインフロート６の上下動に
よって通路１８ａを開閉するようになっている。サブフ
ロート３４の頂部は丸く盛り上がって弁部３８となっ
て、メインフロート６の上下動またはサブフロート３４
の上下動によって通路３６ａを開閉する。

【００２３】メインフロート６は、サブフロート３４の
位置がバルブシート３６といつも合致するように、図示
しないガイド機構によってバルブボデー２との間で位置
決めされている。

【００２４】ガイド機構としては、たとえば、メインフ
ロート６の側面に設けられた複数の縦溝２４と、バルブ
本体２内周に設けられた縦溝２４に係合するガイド突起
２５ａとによって構成される。さらに、メインフロート
６の外周には、バルブ本体２内周に係合する突起２５ｂ
が円周方向に複数設けられ、メインフロート６のがたつ
きを防止している。そして、各突起２５ｂ間の隙間を介
して、メインフロート６の上下端側の液体やガスが自由
に出入りする。

【００２５】また、メインフロート６の円筒状の穴３２
の側面とサブフロート３４との摺動面間にも、液体やガ
スが自由に上下を出入りさせることが可能な通路３５が
構成され、サブフロート３４の上下運動が妨げられず、
また、サブフロート３４が浮力を十分に受けられるよう
になっている。サブフロート３４は回り止めを図る必要
はなく、この実施例では、穴３２内周にサブフロートの
外周に当接する突起３５を円周方向に複数設け、この突
起３５間の隙間によって通路を構成している。

【００２６】また、キャップ４の中央には穴２６があっ
て、燃料タンク等の内部とバルブボデー２の内部とを連
通させている。

【００２７】以上のように構成された本発明による液体
遮断弁の実施例では、次のように作動する。

【００２８】まず、タンク内の液面の下がった通常状態
においては、メインフロート６もサブフロート３４も、
浮力が作用していないから下がっており、通路１８ａも
３６ａも開いている。

【００２９】この状態で、給油等、液体をタンク内に注
入すると、液面上昇によりタンク内ガスの容積はせばめ
られてタンク内圧力が上昇し、タンク内から、キャップ
４の穴２６、２つの通路１８ａ，３６ａとを通って、通
気管路２０へ抜けていく。２つの通路１８ａ，３６ａの
両方が開いているから、タンク内空気の排出面積は十分
に確保される。

【００３０】満タン状態に近づくと、液体はタンク内か
らボルブボデー２内にも入り込み、メインフロート６と
サブフロート３４とが浮力により上昇して通路１８ａ，
通路３６ａを閉じる。

【００３１】燃料など液体の消費により、満タン状態か
ら液体が減少してくると、液面が下がるから浮力がなく
なる。この時、まず通路１８ａの穴径が小さくフロート
の上下面に働くガスの圧力差の小さいメインフロート６
が、バルブシート１８に固着することなく下がり、通路
１８ａが開く。

【００３２】その結果、タンク内圧は通気管路２０へ抜
けて低下し、サブフロート３４の上下面に働くガスの圧
力差が下がる。そのために今度は、バルブ穴径の大きい
サブフロート３４までもが下がり、通路３６ａが開いて
通常状態に戻る。

【００３３】ここで、シール径を小さく、すなわち流路
断面積が小さくすることによる固着防止の原理を図１
(ｂ)に基づいて説明する。

【００３４】メインフロート６の通路１８ａへの固着
は、メインフロート６がバルブシート１８に着座した際
のシール径をｄ、タンクの内圧をｐ、メインフロート６
の自重をＷ、スプリング８の荷重をＦｓとすると、固着
状態にある時は、（π／４）・ｄ²・ｐ＞（Ｗ−Ｆｓ）
の関係にある。

【００３５】開弁させるためには、（π／４）・ｄ² ・
ｐ＜（Ｗ−Ｆｓ）となる必要がある。開弁圧をｐ0とす
ると、ｐ0＝（Ｗ−Ｆｓ）／（π／４）・ｄ²となり、車
料揺動中等のタンク揺動中は、ｐ＜ｐ0でないとメイン
フロートは開弁しない。

【００３６】ｐ0を高くするためには、（Ｗ−Ｆｓ）を
大きくすればよいが、応答性が悪化して揺動中の燃料等
の液体漏れが多くなる。そこで、本発明にあっては、
（ＷーＦｓ）の大きさを変えずにシール径ｄを小さくす
ることにより、ｐ0を上げて固着防止をしている。

【００３７】この通常状態で、タンクが運搬移動などで
動揺したり、傾斜したりする場合には、液面が急激に上
昇し、それと同時にメインフロート６とサブフロート３
４とを浮力により押し上げようとする。タンク内のガス
圧は、液面の急激な上昇による追い出しに対しても十分
な面積を持つ２個のバルブ穴から逃げ出すことが出来
て、メインフロート６とサブフロート３４の動きを邪魔
することはない。したがって、メインフロート６とサブ
フロート３４は素早く動いて、バルブを閉じ、液体の流
出を止める。これにより、１８０度反転（転倒）時にも
燃料漏れが発生しない。

【００３８】本発明の別な実施例を図３、図４に示す。
これらの実施例で、第１実施例と同一の構成部分につい
ては同一の符号を付し、その説明を省略する。

【００３９】図３の第２実施例も、メインフロート７２
とサブフロート７４があり、第１実施例とは、サブフロ
ート７４の形が違うだけで、２個のフロート７２，７４
の関係と、バルブシート７８，７９の内、一方の通路７
８ａの穴径が小さく、他方の通路７９ａの穴径が大きい
のは同じであり、その作動原理も同じである。この実施
例も、メインフロート７２がバルブボデー７６内を上下
動し、サブフロート７４はメインフロート７２に対して
上下動するように構成されている。

【００４０】図４の第３実施例では、メインフロート８
２とサブフロート８４の関係は互いに独立しており、２
つのフロートは共に、バルブボデー８６内を独立に上下
動する。しかし、一方のバルブシート８８に開口する通
路８８ａの穴径が小さく、他方のバルブシート８９の通
路８９ａの穴径が大きいのは同じであり、その作動原理
も第１実施例と同じである。

【００４１】メインフロート８２とサブフロート８４の
断面形状は、図４(ｂ)，(ｃ)に示すように円形状にして
もよいし、図４(ｄ)，(ｅ)に示すように半径形状として
もよい。なお、同図(ｂ)，(ｄ)は図４(ａ)中、Ａ方向
（フロート側）の断面、同図(ｃ)，(ｅ)は、Ｂ方向（バ
ルブシート側）の断面である。

【００４２】図５は本発明の第４実施例を示している。

【００４３】この第４実施例も、メインフロート４０６
とサブフロート４３４があり、第１実施例とは、メイン
フロート４０６とサブフロート４３４の形が違うだけ
で、２個のフロートの関係と、バルブシート４１８，４
３６の内、一方の通路４１８ａの穴径が小さく、他方の
通路４３６ａの穴径が大きいのは同じであり、その作動
原理も同じである。この実施例も、メインフロート４０
６がバルブボデー４０２内を上下動し、サブフロート４
３４はメインフロート４０６に対して上下動するように
構成されている。

【００４４】メインフロート４０６は、上端が閉塞され
た中空円筒形状で、弁部４２２が上端壁４０３の中心か
ら所定距離だけ離れた位置に設けられている。メインフ
ロート４０６の上端壁４０３裏面とバルブボデー４０２
の下端開口部を閉塞するキャップ４０４間に介装される
スプリング４０８は、弁部４２２位置に対応して配置さ
れており、上端壁４０３の裏面にはスプリング４０８内
周に挿入されるように突出する筒状の凸部４０９が設け
られている。

【００４５】一方、サブフロート４３４は、メインフロ
ート４０６の弁部４２２とは反対側に偏倚して配置さ
れ、メインフロート４０６の上端壁４０３に設けられた
穴４３２に上下動自在に挿入されている。このサブフロ
ート４３４も上端が閉塞された中空円筒形状で、上端壁
４３５中央に弁部４３８が突出形成されている。また、
サブフロート４３４の上端壁４３５裏面と穴３２の底面
４３３の間にスプリング４３７が装着され、サブフロー
ト４３４の上端壁４３５裏面には、スプリング４３７の
上端内周に係合するように突出する凸部４３９が設けら
れている。また、穴底面４３３にも、スプリング４３７
の下端内周に係合するように突出する凸部４４０が設け
られている。

【００４６】メインフロート４０６のガイド機構は第１
実施例と同様の構成で、図５(ｂ)に示すように、その周
壁に設けられた縦溝４２４と、この縦溝４２４と係合す
るように、バルブボデー４０２内周に設けられるガイド
突起４２５ａとによって回り止めを図りつつ上下方向に
ガイドする。また、バルブボデー４０２内周にはメイン
フロート４０６周壁に係合する複数の突起４２５ｂが円
周方向に複数設けられ、メインフロート４０６のがたつ
きを防止し、突起４２５ｂ間の隙間がメインフロート４
０６の上下端部側の空間を連通する通路を構成してい
る。

【００４７】サブフロート４３４についても、第１実施
例と同様に、穴４３２内周に設けられた突起４３２ａに
よって案内され、突起４３２ａ間の隙間によって通路を
構成する。この実施例では穴３２はメインフロート４０
６の外周縁に内接するように設けられ、内接位置にて切
り欠かれており、切り欠き部４３２ｂを介して、バルブ
ボデー４０２内周に設けられた突起４３２ａの一部がサ
ブフロート４３４周面に当接している。

【００４８】また、この実施例では、バルブボデー４０
２の上端壁４０１には上方に向かって開いた凹部４０１
ａが設けられ、凹部４０１ａの底面４０１ｂにメインフ
ロート４０６及びサブフロート４３４用のバルブシート
４１８，４３６の通路４１８ａ，４３６ａが開口してい
る。そして、上端壁４０１側面には、上記凹部４０３ａ
と連通する通気管路を構成するニップル４２０が取り付
けられている。

【００４９】その他の構成及び作用については、上記第
１実施例と同一であり、同一の構成部分については同一
の符号を付して、その説明を省略する。

【００５０】図５(ｃ)は、本発明の第５実施例を示して
いる。

【００５１】この第５実施例は、基本的には第４実施例
と同一の構成で、相違する点は、サブフロート４３４の
スプリング４３７の上下端を、サブフロート４３４の上
端壁４３５裏面の凸部４３９及び穴４３２の底面４３３
に設けられた凸部４４０に圧入して一体化した点にあ
る。

【００５２】このようにすれば、メインフロート４０６
が落ちるとサブフロート４３４がスプリング４３７に引
っ張られることになり、サブフロート４３４が落下しや
すくなる。

【００５３】図６は、本発明の第６実施例を示してい
る。

【００５４】この第６実施例も、第４実施例と同一の構
成で、相違する点は、メインフロート４０６の穴４３２
開口縁にサブフロート４３４の上端壁４３５に係合する
ように爪４４１を設けたものである。

【００５５】このようにすれば、メインフロート４０６
が落ちると、爪４４１がサブフロート４３４の上端壁４
３５に引掛り、サブフロート４３４が落下しやすくな
る。

【００５６】なお、上記実施例においては、各通路の穴
径に大小関係をつけたが、穴径が同一であっても構わな
い。同一の穴径としても、一組のフロートと通路で構成
した場合に比べて、フロートの応答性を損なうことな
く、しかも内圧を逃がす際の十分な流量を確保でき、閉
弁時におけるフロートの固着を防止することができる。

【００５７】また、２組のフロートとそれによって開閉
される通路を有する構成を例示したが、３組以上のフロ
ートとそれによって開閉される通路を設けてもよい。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
フロートと通路を複数組設けたので、開弁時には、複数
の通路が開いているから、タンク内ガスの排出面積は十
分に確保することができる。

【００５９】また、複数の通路を設けているので、流出
を確保できるだけの通路の流路断面積であれば、一つの
通路の場合に比べて流路断面積を小さくてすみ、流路断
面積を小さくすれば、各フロートによる通路閉塞のため
のシール面積も小さくなり、フロートに作用する閉弁方
向のガス圧も小さくなって、フロートの固着を防止する
ことができる。

【００６０】特に、少なくとも一つの通路を閉塞した際
のフロートのシール面積を他の通路を閉塞した際の他の
フロートのシール面積よりも小さくすれば、シール面積
が小さい方が先に開いてタンク内圧を下げることがで
き、フロートを確実に開弁させることができる。

【００６１】また、タンクが運搬移動などで動揺した
り、傾斜した場合、さらに１８０度反転（転倒）時も同
様で、液面の上昇と同時に複数のフロートが浮力により
押し上げられ、フロートが素早く反応し、通路を閉じて
液体の流出を止める。タンク内の内圧は、液面の急激な
上昇による追い出しに対しても十分な流路断面積を持つ
複数の通路から逃げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１(ａ)は本発明の第１実施例に係る液体遮断
弁の正面断面図、同図(ｂ)はシール部の拡大説明図であ
る。

【図２】図２は、図１の液体遮断弁の２つのフロートの
平面図と側面図である。

【図３】図３は本発明の第２実施例に係る液体遮断弁の
正面断面図である。

【図４】図４は本発明の第３実施例に係る液体遮断弁を
示す図である。

【図５】図５(ａ)，(ｂ)は本発明の第４実施例に係る液
体遮断弁を示す図、同図(ｃ)は本発明の第５実施例に係
る液体遮断弁を示す図である。

【図６】図６は本発明の第６実施例に係る液体遮断弁を
示す図である。

【図７】図７は従来の液体遮断弁の正面断面図である。

【図８】図８は、図７の従来例の液体遮断弁の閉弁状態
を示す部分図である。

【符号の説明】

２バルブボデー４キャップ６メインフロート８スプリング１０フランジ１２ビス穴１４カバー１６パッキン１８バルブシート１８ａ通路２０通気管路２２弁部２４縦溝２５ａガイド突起２５ｂ突起２６穴３２穴３４サブフロート３６バルブシート３６ａ通路３８弁部７２メインフロート７４サブフロート７６バルブボデー７８，７９バルブシート７８ａ，７９ａ通路８２メインフロート８４サブフロート８６バルブボデー８８バルブシート８８ａ通路８９バルブシート８９ａ通路４０１上端壁４０１ａ凹部４０１ｂ底面４０２バルブボデー４０３上端壁４０３ａ凹部４０４キャップ４０６メインフロート４０８スプリング４０９凸部４１８バルブシート４１８ａ通路４２０通気管路４２２弁部４２４縦溝４２５ａガイド突起４２５ｂ突起４３２穴４３２ａ突起４３２ｂ切欠き部４３３底面４３４サブフロート４３５上端壁４３６バルブシート４３６ａ通路４３７スプリング４３８弁部４３９凸部４４０凸部４４１爪

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体を貯蔵するタンク上部に配される内部
中空の弁本体と、該弁本体の中空内部に挿入され弁本体
内に流入する液体の液面と共に上下動するフロートと、
前記弁本体の上部に開口するタンク内部と外部とを連通
し前記フロートによって開閉される通路と、を備えた液
体遮断弁において、前記フロートと通路を複数組設けたことを特徴とする液
体遮断弁。
【請求項２】複数組のフロートと通路の内、少なくとも
一つの通路を閉塞した際のフロートのシール面積を他の
通路を閉塞した際の他のフロートのシール面積よりも小
さくしたことを特徴とする請求項１に記載の液体遮断
弁。