JPH10266918A - 液体遮断弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 貼り付き現象を防止する機能を備えることで
排出するガスの大流量化を達成することを可能とすると
共に、転倒時における燃料漏れの発生を防止することの
可能な液体遮断弁装置を提供する。 【解決手段】 フロート弁ＶＦと、燃料タンク１０１
（密封容器）の圧力により開弁するリリーフ弁ＶＲと、
このリリーフ弁ＶＲの弁体８の開弁動作を閉弁状態のフ
ロート弁ＶＦに伝え開弁させるリリーフロッド８ｂ（伝
達手段）を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車両等の燃
料タンク等に備えられる液体遮断弁装置に関するもの
で、フロート弁に接続する排気経路から燃料蒸気やエア
等の気体は排気するが、燃料等の液体は漏出させないよ
うに機能する液体遮断弁装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の液体遮断弁装置（フュ−
エルカットオフバルブ）としては、例えば図５に示すよ
うな車両の燃料タンク１０１に取りつけられるものがあ
る。

【０００３】すなわちこの液体遮断弁装置１０２は燃料
タンク１０１の上部に備えられ、燃料タンク１０１の内
部で発生する燃料蒸気Ｇ１０１を排気経路１０３へと排
気させる。

【０００４】排気経路１０３には排気された燃料蒸気Ｇ
１０１を吸収するキャニスタ１０４等が必要に応じて備
えられており、燃料蒸気Ｇ１０１が直接大気中に放出さ
れることを防止している。

【０００５】また、この液体遮断弁装置１０２は例えば
車両の揺れにより燃料Ｌ１０１の液面が上昇したり、車
両が傾斜、転倒した場合に、燃料Ｌ１０１が排気経路１
０３から漏れ出すことを防止する液体遮断機能も備えて
いる。

【０００６】図６は液体遮断弁装置１０２の基本的な構
成とその作用を説明する断面構成説明図である。図６
（ａ）は液体遮断機能を発揮せず、燃料蒸気Ｇ１０１を
排出可能としている状態、図６（ｂ）は閉弁状態の図で
あり液体遮断機能が働いている。

【０００７】両図において、１１０はケース部であり、
内部がフロート１１１を収容するフロート室１１０ａと
なっている。フロート１１１は連通孔１１２からフロー
ト室１１０ａ内部に流入する燃料Ｌ１０１により浮力を
発生してこの図の状態では上方へと移動する。また１１
３はフロート１１１の浮力を調整する為の付勢手段とし
て機能するスプリングである。

【０００８】フロート１１１の上部には、弁体１１１ａ
があり、フロート室１１０ａの上部には弁体１１１ａに
対応するバルブシート部１１０ｂが設けられ、このバル
ブシート部１１０ｂに排気経路１０３が接続されてい
る。

【０００９】従って、図６（ｂ）の状態はフロート室１
１０ａに燃料Ｌ１０１が流入してフロート１１１が上方
に移動し、弁体１１１ａとバルブシート部１１０ｂから
なる弁部１０５が閉弁して排気経路１０３を遮断してい
る状態である。

【００１０】そして、フロート室１１０ａの燃料Ｌ１０
１の液面水位が下がると共にフロート１１１も下方へと
移動して排気経路１０３が燃料タンク１０１と疎通した
通常の状態へと復帰させる（図６（ａ）の状態）。

【００１１】また、近年ではこのような液体遮断弁装置
１０２において、燃料蒸気の排出をよりスムーズに行い
たいという要求があり、弁部１０５の開弁面積を大きく
することが試みられている。

【００１２】しかし、このような大きな開弁面積の弁部
１０５を備えた液体遮断弁装置１０２では、燃料Ｌ１０
１がフロート室１１０ａから燃料タンク１０１へと戻っ
ても、燃料タンク１０１内部の圧力とキャニスタ１０４
側の排気経路１０４の圧力差が大きい（燃料タンク１０
１内部の圧力の方が高い）場合には、その圧力差による
フロート１１１に発生する上方への付勢力がフロート１
１１の自重を上回り、開弁されずに排気経路を閉鎖した
状態のままとしてしまう、いわゆる「貼り付き現象」と
呼ばれる問題があった。

【００１３】この貼り付き現象が発生した場合、燃料タ
ンク１０１内部の圧力は逃げ場を失い、炎天下等におけ
る温度上昇によりさらに圧力が上昇してしまい、燃料タ
ンク１０１を変形させたりひいては破損する恐れもあっ
た。

【００１４】また、この貼り付き現象は、開弁面積が大
きい程上方への付勢力が大きくなって発生し易くなり、
開弁面積を絞らなければならず、燃料蒸気の排出を大流
量とすることが出来ないという問題があった。

【００１５】そこで図７（ａ）に示される構成のよう
に、燃料タンク１０１内部の過度の圧力上昇時に圧力を
逃がすリリーフバルブ１２１を、フロート室１１０ａの
上部に設ける構成の液体遮断弁装置１２０が考えられ
る。

【００１６】この液体遮断弁装置１２０のリリーフバル
ブ１２１は、フロート室１１０ａの上部と排気経路１０
３とを接続する経路中に備えられたボール弁であり、１
２１ａは弁体としてのボール、１２１ｂはボール１２１
ａが当接するバルブシート、１２１ｃはボール１２１ａ
をバルブシート１２１ｂへと付勢するバネ、１２１ｄは
バネ１２１ｃを固定するプラグである。

【００１７】液体遮断弁装置１２０は従って、図６
（ｂ）の状態のように、弁部１０５が閉弁している状態
で燃料タンク１０１内部の過度の圧力上昇が発生して
も、リリーフバルブ１２１が開弁して圧力を排気経路１
０３へと逃がすことが可能となり、貼り付き現象を解消
する効果が得られる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなリリーフバルブ１２１を備えている液体遮断弁装置
１２０においては、図７（ｂ）に示されるように車両が
傾斜したり転倒することにより（図７（ｂ）は転倒状態
を示す）、リリーフバルブ１２１が燃料Ｌ１０１の液面
下に位置する状態となった場合に、燃料Ｌ１０１の圧力
と排気経路１０３側内圧との圧力差により、燃料Ｌ１０
１がリリーフバルブ１２１から矢印Ａ１０１のように漏
出してしまうという問題がある。

【００１９】もちろん転倒時の燃料Ｌ１０１の液面水位
からの水頭差によるボール１２１ａに加わる圧力を考慮
して、バネ１２１ｃの付勢力を設定しているのではある
が、この問題は、転倒した状態で燃料タンク１０１内部
の圧力が上昇した場合等に、燃料Ｌ１０１の圧力が上昇
してリリーフバルブ１２１を開弁させてしまうことによ
り発生してしまう。

【００２０】本発明は上記した従来技術の問題を解決す
る為に成されたもので、その目的とするところは、貼り
付き現象を防止する機能を備えることで排出するガスの
大流量化を達成することを可能とすると共に、転倒時に
おける燃料漏れの発生を防止することの可能な液体遮断
弁装置を提供することにある。

【００２１】

【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、液体を収容する密封容器の上部に
位置する排気経路と、前記密封容器内の液体の液面位置
に応じて浮動することで前記排気経路を開閉するフロー
ト弁と、前記フロート弁を閉弁方向に付勢する付勢手段
と、を備えた液体遮断弁装置において、前記密封容器の
圧力により開弁するリリーフ弁と、このリリーフ弁の開
弁動作を、閉弁状態の前記フロート弁に伝え開弁させる
伝達手段を備えることを特徴とする。

【００２２】これによると、フロート弁が密封容器内の
液体の液面位置に応じて浮動して閉弁した状態で、密封
容器内の圧力が上昇して液面位置が低下してもフロート
弁を閉弁位置のままの状態としてしまう「貼り付き現
象」に対し、伝達手段により密封容器内の圧力により開
弁するリリーフ弁の開弁動作を、閉弁状態のフロート弁
に伝えフロート弁を開弁させることで解消することがで
きる。

【００２３】前記リリーフ弁は、前記フロート弁の上方
位置であって前記密封容器内と前記排気経路を接続する
圧力経路の途中に配置されると共に、該リリーフ弁の弁
体の開弁方向を前記フロート弁の弁体の開弁方向と同じ
とし、前記伝達手段は、前記リリーフ弁と前記フロート
弁が閉弁している状態でそれぞれの弁体と係合接続する
ことも好適である。

【００２４】これによると、リリーフ弁の開弁動作を伝
達手段を介在させて直接フロート弁を開弁させる動作と
することができる。そして転倒状態では、フロート弁に
かかる液体の圧力によるフロート弁の閉弁方向の付勢力
と、圧力経路に進入する液体の圧力によりリリーフ弁の
開弁方向の付勢力と、を伝達手段によりバランスさせる
ことができ、リリーフ弁の開弁圧力を高くすることがで
きる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下に本発明を図示の実施の形態
に基づいて説明する。

【００２６】本発明の実施の形態に関わる液体遮断弁装
置１は図１に示されるように、従来技術で説明したもの
と同様に、密封容器として例えば自動車等に備えられる
燃料タンク１０１の上部に取りつけられ、通常状態であ
る正立時には液体遮断弁装置１に接続している排気経路
１０３から気体としての燃料蒸気Ｇ等は排出するが、例
えば液体としての燃料Ｌの給油時や車両が揺れて液体で
ある燃料Ｌの液面Ｌａが上昇したり、車両が傾斜、転倒
した場合には燃料Ｌを排気経路１０３へ漏出させないよ
うに機能するものである。

【００２７】図１は本発明を適用した液体遮断弁装置１
の特徴的構成を説明する為の断面構成説明図である。こ
の図により、液体遮断弁装置１の主要構成から説明す
る。

【００２８】液体遮断弁装置１は、概略円筒形状のボデ
ィ２を備え、ボディ２の軸方向中央部に外側に向かって
形成されたフランジ部２ａにより、不図示のガスケット
を介してボディ２の下側部分を燃料タンク１０１の上部
壁面に設けられた取り付け孔に埋没させるような形で取
り付けられている。

【００２９】ボディ２の内側は、隔壁部２ｂにより軸方
向中央部において２分割されており、下側部分はフロー
ト室２ｃとなって内部にフロート３を収容している。ボ
ディ２の下端部はフロート室２ｃの下部端面を形成する
キャップ４が取り付けられている。

【００３０】フロート３は、キャップ４の連通孔４ａ等
からフロート室２ｃ内部に流入する燃料Ｌにより浮力を
発生し、この図の状態では上方へと移動する。フロート
３の上部にはバルブ部としての弁体部３ａが一体的に形
成されている。

【００３１】また５はフロート３の浮力を調整すると共
に閉弁方向に付勢し、フロート３の姿勢が傾斜した状態
や反転した状態においてフロート３を閉弁するように機
能する付勢手段としてのスプリングである。

【００３２】隔壁部２ｂは所定の厚さに形成され、その
内部に排気経路１０３へと燃料タンク１０１内部の気体
を排気させるための排気経路１０３の一部として機能す
る排気室２ｄを備えている。排気室２ｄと排気経路１０
３はボディ２の外周壁面を貫通する排気ポート２ｅによ
り接続されている。

【００３３】隔壁部２ｂのフロート室２ｃに対向する側
は、フロート室２ｃの上端面（天井面）となり、これに
フロート３の弁体３ａが当接し、燃料タンク１０１内部
と排気室２ｄを連通させて排気経路１０３の燃料タンク
１０１側の開口端部となるバルブシート２ｆが形成され
ている。そして、このバルブシート２ｆとフロート３の
弁体３ａによりフロート弁ＶＦが構成されている。

【００３４】ボディ２の上側部分は、隔壁部２ｂに設け
られた圧力経路２ｇにより燃料タンク１０１の圧力が導
入される圧力室２ｈとなっている。尚、ボディ２の上側
の開口端面はキャップ６により密封封止されている。

【００３５】圧力室２ｈと隔壁部２ｂの排気室２ｄの間
は、バルブシート部材７により連通されており、このバ
ルブシート部材７の隔壁部２ｂ側に向けて拡がるシート
面７ａに当接する弁体８によりリリーフ弁ＶＲが構成さ
れている。弁体８はシート面７ａに対して付勢手段とし
てのスプリング９により通常時は閉弁するように付勢さ
れている。

【００３６】また、弁体８の下端部には、弁体８の開弁
動作により閉弁状態のフロート弁ＶＦの弁体３ａに先端
部で当接し、フロート弁ＶＦを開弁させる伝達手段とし
てのリリーフロッド８ｂを一体的に備えている。

【００３７】このような構成を備えた液体遮断弁装置１
の作用を以下に燃料タンク１０１の状態に応じて順次説
明する。

【００３８】図１は、燃料タンク１０１が傾斜あるいは
転倒せず通常状態（この通常状態とは、車両が安全に使
用可能とされる範囲の状態のことをいい、車両の多少の
傾きを含む意味で使用しており、以下においては正立時
と記載する。）であり、かつ燃料Ｌの液面Ｌａが液体遮
断弁装置１に到達しない低い位置にある。

【００３９】この状態では、液体遮断弁装置１のフロー
ト弁ＶＦはフロート３が下降位置にある開弁状態となり
燃料蒸気Ｇを排気室２ｄ及び排気ポート２ｅを経て排気
経路１０３に排気可能としている。そして、リリーフ弁
ＶＲは閉弁状態にある。

【００４０】図２は、燃料Ｌの液面Ｌａが上昇して液体
遮断弁装置１に到達し、フロート３を浮動させてフロー
ト弁ＶＦを閉弁させた状態の図である。

【００４１】フロート３は液面Ｌａに応じて自らの浮力
とスプリング５の付勢力により浮動して弁体部３ａがバ
ルブシート２ｆに当接して閉弁する。この状態では燃料
Ｌが排気経路１０へと漏出しないことはもちろんである
が、燃料タンク１０１の上部空間に存在する空気や燃料
蒸気Ｇ等の気体も遮蔽することになり、給油時において
は、不図示の給油ガンのオートストップ機能を働かせて
燃料タンク１０１にそれ以上の燃料Ｌが給油されること
を防止することも可能である。。

【００４２】図３は、燃料タンク１０１の正立時に、燃
料タンク１０１内部の圧力の上昇により、液面Ｌａが低
下してもフロート弁ＶＦが貼り付き閉弁したままの状態
から、フロート弁ＶＦが開弁し「貼り付き現象」を解消
する移行状態の図である。

【００４３】燃料タンク１０１の内部の圧力は、矢印Ａ
１、Ａ２に示されるようにフロート室２ｃ内部から圧力
経路２ｇを介して圧力室２ｈに導入され、弁体８ａを開
弁方向に付勢する。そして燃料タンク１０１の内部の圧
力がリリーフ弁ＶＦの開弁設定圧以上となると、弁体８
ａは矢印Ａ３のように図において下方に開弁し、バルブ
シート７ａと弁体８ａの隙間から燃料タンク１０１の圧
力を排気室２ｄへ開放する（矢印Ａ４）と共に、リリー
フロッド８ｂがフロート弁ＶＦの弁体３ａを押し下げる
ことで、「貼り付き現象」を解消する。「貼り付き現
象」が解消されると、バルブシート２ｆからも燃料タン
ク１０１の内部の圧力が速やかに減圧される（矢印Ａ
５）。

【００４４】図４は、車両転倒時等で、燃料タンク１０
１が反転した状態における液体遮断弁装置１の作動を説
明する図である。この状態では、フロート室２ｃから圧
力経路２ｇを介して圧力室２ｈへも燃料Ｌは進入してし
まい、液面Ｌａとリリーフ弁ＶＲとの水頭差によりリリ
ーフ弁ＶＲを開弁させようとする付勢力（矢印Ａ６）が
発生する。

【００４５】同様にフロート弁ＶＦにおいても矢印Ａ７
に示される燃料Ｌの圧力により発生するフロート弁ＶＦ
の閉弁方向の付勢力が発生しており、閉弁状態であるリ
リーフ弁ＶＲ及びフロート弁ＶＦがリリーフロッド８ｂ
を介して係合接続していることから、付勢力Ａ６とＡ７
が打ち消し合うようにバランスされ、リリーフ弁ＶＲの
開弁圧力を高くすることができる。

【００４６】加えて、リリーフ弁ＶＲの弁体８ｂにある
程度の質量を持たせる（重くする）ことでリリーフ弁Ｖ
Ｒの開弁設定圧を、スプリング９による付勢力から弁体
８ｂの重さを引いた値とした場合には、図４の状態での
燃料Ｌによる開弁設定圧はスプリング９による付勢力と
弁体８ｂの重さとを加えた値となり、正立時よりも開弁
設定圧を高くすることができ、燃料Ｌの漏出を防止する
ことができる。

【００４７】尚、この実施の形態では、フロート弁ＶＦ
とリリーフ弁ＶＲを同軸的に配置させ、リリーフロッド
８ｂは排気室２ｄを通過して両者の軸の中央部で係合す
る構成としていたが、リリーフロッドを弁体８から圧力
室２ｈと圧力経路２ｇを通過してフロート３の肩部に当
接する構成とすることも可能である。

【００４８】

【発明の効果】上記のように説明された本発明にあって
は、フロート弁が密封容器内の液体の液面位置に応じて
浮動して閉弁した状態で、密封容器内の圧力が上昇して
液面位置が低下してもフロート弁を閉弁位置のままの状
態としてしまう「貼り付き現象」を、密封容器内の圧力
により開弁するリリーフ弁の開弁動作を伝達手段により
閉弁状態のフロート弁に伝えフロート弁を開弁すること
で解消することができる。これにより、フロート弁の口
径を大きくして排気の大流量化を図ることができる。

【００４９】前記リリーフ弁は、前記フロート弁の上方
位置であって前記密封容器内と前記排気経路を接続する
圧力経路の途中に配置されると共に、該リリーフ弁の弁
体の開弁方向を前記フロート弁の弁体の開弁方向と同じ
とし、前記伝達手段は、前記リリーフ弁と前記フロート
弁が閉弁している状態でそれぞれの弁体と係合接続する
ことも好適である。

【００５０】また、リリーフ弁の弁体の開弁方向を前記
フロート弁の弁体の開弁方向と同じとすることで、簡易
な構成の伝達手段により安定してリリーフ弁の開弁動作
を伝達することができる。そして転倒状態では、フロー
ト弁にかかる液体の圧力によるフロート弁の閉弁方向の
付勢力と、圧力経路に進入する液体の圧力によりリリー
フ弁の開弁方向の付勢力と、を伝達手段によりバランス
させることができ、リリーフ弁の開弁圧力が高くなり、
リリーフ弁からの液体の漏出を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は実施の形態の液体遮断弁装置の断面構成
説明図。（正立状態）

【図２】図２は液体遮断弁装置の正立状態における液面
上昇時の作用を説明する図。

【図３】図３は液体遮断弁装置の貼り付き現象解消状態
の作用を説明する図。

【図４】図４は液体遮断弁装置の反転状態における作用
を説明する図。

【図５】図５は従来の液体遮断弁装置の利用例を示す
図。

【図６】図６は従来の液体遮断弁装置の図。

【図７】図７は従来の液体遮断弁装置の図。

【符号の説明】

１ 液体遮断弁装置 ２ ボディ ２ａ フランジ部 ２ｂ 隔壁部 ２ｃ フロート室 ２ｄ 排気ポート ２ｅ 排気ポート ２ｆ バルブシート ２ｇ 圧力経路 ２ｈ 圧力室 ３ フロート ３ａ 弁体 ４ キャップ ４ａ 連通孔 ５ スプリング ６ キャップ ７ バルブシート部材 ７ａ シート面 ８ 弁体 ８ｂ リリーフロッド（伝達手段） ９ スプリング １０１ 燃料タンク（密封容器） １０３ 排気経路 Ｌ 燃料（液体） Ｌａ 液面 Ｇ 燃料蒸気（気体） ＶＦ フロート弁 ＶＲ リリーフ弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体を収容する密封容器の上部に位置す
   る排気経路と、 前記密封容器内の液体の液面位置に応じて浮動すること
   で前記排気経路を開閉するフロート弁と、 前記フロート弁を閉弁方向に付勢する付勢手段と、 を備えた液体遮断弁装置において、 前記密封容器の圧力により開弁するリリーフ弁と、 このリリーフ弁の開弁動作を、閉弁状態の前記フロート
   弁に伝え開弁させる伝達手段を備えることを特徴とする
   液体遮断弁装置。
2. 【請求項２】 前記リリーフ弁は、前記フロート弁の上
   方位置であって前記密封容器内と前記排気経路を接続す
   る圧力経路の途中に配置されると共に、該リリーフ弁の
   弁体の開弁方向を前記フロート弁の弁体の開弁方向と同
   じとし、 前記伝達手段は、前記リリーフ弁と前記フロート弁が閉
   弁している状態でそれぞれの弁体と係合接続することを
   特徴とする請求項１に記載の液体遮断弁装置。