JPH1113572A - 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】 液体遮断弁装置１の正立状態では、ダイ
アフラム７（圧力応答手段）と共に排気経路１０３側に
移動した閉弁状態のフロート弁８の弁体５ａに係合して
フロート弁８を開弁させると共に、液体遮断弁装置１が
傾斜及び反転した状態では、フロート弁８の弁体５ａに
係合する位置から離れ該フロート弁８の閉弁状態を維持
可能とするリリーフコマ９（当接部材）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、この排気経路に設けられ、密封容
器側と排気側の圧力差に応答して移動可能であり、密封
容器と排気経路を通気させる通気孔を有する圧力応答手
段と、前記圧力応答手段の通気孔をバルブシートとする
弁体を、密封容器内の液体の液面位置に応じて浮動する
フロートの上部に配置し、該通気孔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、液体遮断弁装置
の正立状態では、圧力応答手段と共に排気経路側に移動
した閉弁状態のフロート弁の弁体に係合して該フロート
弁を開弁させると共に、液体遮断弁装置が傾斜及び反転
した状態では、前記フロート弁の弁体に係合する位置か
ら離れ該フロート弁の閉弁状態を維持可能とする当接部
材を備えることを特徴とする。

【００２２】この構成によると、液体遮断弁装置の正立
時において密封容器内の液体の液面が上昇すると、フロ
ートが浮動して弁体を圧力応答手段の通気孔へ当接させ
てフロート弁を閉弁状態とする。

【００２３】そして、フロート弁が密封容器内の液体の
液面に応じて浮動して閉弁した状態から液面が低下して
も、密封容器内の圧力の上昇によりフロート弁を閉弁状
態としてしまう「貼り付き現象」に対し、圧力応答手段
が密封容器内の圧力により排気経路側へ移動することで
フロート弁も同時に追随して移動し、フロート弁の弁体
に当接部材が係合してフロート弁を開弁させる液体遮断
弁装置が傾斜及び反転した状態では、当接部材が前記フ
ロート弁の弁体に係合する位置から離れ、フロート弁の
閉弁状態は維持される。

【００２４】また、前記当接部材は、前記圧力応答手段
の上方の前記フロート弁の弁体に向かってロート状に凹
むガイド面に載置されていることも好適である。

【００２５】従って、正立状態において当接部材をガイ
ド面に沿って弁体に向かって移動させることで、前記フ
ロート弁の弁体に係合する位置へと移動させることがで
き、液体遮断弁装置が傾斜及び反転した状態では、当接
部材がガイド面から離れることで当接部材が前記フロー
ト弁の弁体に係合する位置から離れる。

【００２６】液体遮断弁装置の正立状態で、前記当接部
材を前記ガイド面に押し付ける錘を備えることも好適で
ある。

【００２７】これによると、正立状態での当接部材とフ
ロート弁の弁体との係合においては、当接部材による弁
体への係合力を大きくすることができ、傾斜及び反転し
た状態では、当接部材による弁体への係合力を小さくし
てフロート弁の閉弁状態を維持する。

【００２８】

【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。

【００２９】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。

【００３０】図１は本発明を適用した液体遮断弁装置１
の特徴的な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の構成から説明する。

【００３１】２は内部をフロート室２ａとしている概略
円筒形状のロアーケースで、ロアーケース２の上端から
外側に拡がるように形成されたフランジ部２ｂが不図示
のガスケットを介して燃料タンク１０１の上部に取り付
けられている。

【００３２】ロアーケース２の上部にはフロート室２ａ
の上側に作動室３ａを形成するアッパーケース３が、フ
ランジ部２ｂの内周側に当接するように密封接続されて
いる。作動室３ａは排気ポート３ｂにより排気経路１０
３と接続されている。また、ロアーケース２の下端部は
フロート室２ａ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。

【００３３】５はロアーケース２のフロート室２ａに収
容されるフロートであり、連通孔４ａ等からフロート室
２ａ内部に流入する燃料Ｌ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。フロート５の上部には弁
体５ａが一体的に形成されている。

【００３４】６はフロートバルブ５の浮力を調整すると
共にフロートバルブ５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バルブ５を閉弁する方向に付勢す
る為の付勢手段として機能するスプリングである。

【００３５】ロアーケース２とアッパーケース３の接続
部には、フロート室２ａと作動室３ａとを隔離する圧力
応答手段としてのダイアフラム７が備えられている。ダ
イアフラム７はその中央部に円盤状部材７ａと、円盤状
部材７ａの周囲に可撓性膜部材７ｂを備え、フロート室
２ａと作動室３ａの圧力差に応答することにより円盤状
部材７ａが可撓性膜部材７ｂに支持された状態でフロー
ト５の軸方向（すなわち、フロート５の浮動する方向）
に移動可能となっている。

【００３６】また、円盤状部材７ａはその弁体５ａに対
応する位置にはフロート室２ａと作動室３ａとを連通さ
せる通気孔７ｃを備えている。この通気孔７ｃは同時に
フロート５の弁体５ａが当接するシート面となってい
る。従って、燃料タンク１０１内部と排気経路１０３と
の間には、フロート５の弁体５ａと円盤状部材７ａの通
気孔７ｃをシート面としたフロート弁８が備えられてい
る。

【００３７】作動室３ａの上部には、概略円筒状の突き
当て部３ｃが設けられ、この突き当て部３ｃ内側と円盤
状部材７ａの間に円盤状部材７ａを突き当て部３ｃから
遠ざかるように付勢するスプリング３ｄが挿嵌されてい
る。

【００３８】さらに、突き当て部３ｃの外周下端部には
外側に突出する突起部３ｅが設けられ、円盤状部材７ａ
から延びる係合片７ｄの係合窓７ｅに突起部３ｅが嵌り
込むことで円盤状部材７ａのストロークを制限してい
る。

【００３９】突き当て部３ｃの内径側には、円錐台形状
のガイド部３ｆが備えられ、このガイド部３ｆの内側に
弁体５ａに向かってロート状に凹むガイド面３ｇと、ガ
イド部３ｆの丁面３ｈとガイド面３ｇの先端部とを連通
する連通孔３ｉが形成されている。

【００４０】９は当接部材としてのリリーフコマであ
り、その円錐部９ａがガイド面３ｇにガイドされて位置
決めされガイド部３ｆに載置されている。このリリーフ
コマ９の円錐部９ａの先端には連通孔３ｉに挿嵌される
リリーフロッド９ｂが備えられ、また円錐部９ａの根元
側（図において上方）にはフランジ部９ｃとリリーフコ
マ９のストロークを規制する係止ロッド９ｄが備えられ
ている。

【００４１】そしてアッパーケース３の上端部であり、
突き当て部３ｃの上方には、リリーフコマ９のフランジ
部９ｃと係止ロッド９ｄを露出させたボール収納室１０
が形成されている。

【００４２】このボール収納室１０の下側の端面３ｊは
中央に向かってロート状に凹んでいて内部に保持される
錘としてのボール１１（鋼球などの比重の大きいもので
ある）が液体遮断弁装置１の正立状態ではフランジ部９
ｃと係止ロッド９ｄに当接する位置に転がり、リリーフ
コマ９をガイド面３ｇに押し付けている。尚、ボール収
納室１０の上側の端面はキャップ１２により封止され、
係止ロッド９ｄの先端がキャップ１２に当接することで
リリーフコマ９の図において上側方向のストロークが規
制されている。

【００４３】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。

【００４４】図１は、燃料タンク１０１が傾斜あるいは
転倒せず正立状態（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いる。）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。

【００４５】この状態では、液体遮断弁装置１のフロー
ト弁８はフロート５が下降位置にある開弁状態となり燃
料蒸気Ｇを通気孔７ｃ、作動室３ａ、排気ポート３ｂを
経て排気経路１０３に排気可能としている。そして、ダ
イアフラム７はフロート室２ａと作動室３ａの圧力差が
少なく、スプリング３ｄにより図において下側に位置し
ている。

【００４６】図２は、正立状態で燃料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５を浮動さ
せてフロート弁８を閉弁させた状態の図である。

【００４７】フロート５は液面Ｌａに応じて自らの浮力
とスプリング６の付勢力により浮動して弁体５ａが通気
孔７ｃ（シート面）に当接して閉弁する。この状態では
燃料Ｌが排気経路１０３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
ることを防止させることも可能である。

【００４８】図３は、正立状態で燃料タンク１０１の内
部の液面Ｌａが低下しても、燃料タンク１０１の内部の
圧力の上昇により、フロート弁８が貼り付き閉弁したま
まの状態から、フロート弁８を開弁させて「貼り付き現
象」を解消する移行状態を説明する図である。

【００４９】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２ａ内部からダイ
アフラム７の円盤状部材７ａと可撓性膜部材７ｂに加わ
り、作動室３ａとの圧力差により、フロート弁８を閉弁
状態としたまま円盤状部材７ａに追随させて図において
上方に移動させ、そしてフロート弁８の弁体５ａとリリ
ーフロッド９ｂが係合して、弁体５ａはそれより上方に
円盤状部材７ａに追随して移動することが出来なくな
り、フロート弁８が開弁して「貼り付き現象」を解消す
る。「貼り付き現象」が解消されると、通気孔７ｃから
燃料タンク１０１の内部の圧力が速やかに減圧される
（矢印Ａ５）。燃料タンク１０１内部の圧力が減圧され
る。

【００５０】図４は、車両転倒時等で、燃料タンク１０
１が傾斜・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（図４（ａ）は正立状態から約１
３５度回転した傾斜状態、図４（ｂ）は正立状態から約
１８０度回転した反転状態）。この状態では、フロート
５のエア溜り部５ｂからエアが抜けて浮力が低下すると
共に、フロート５自体の重さとスプリング６の付勢力に
よりフロート弁８閉弁方向に付勢され、閉弁状態が維持
されている。

【００５１】この時、リリーフコマ９の円錐部９ａは重
力によりガイド面３ｇから離れ、リリーフロッド９ｂは
フロート弁８の弁体５ａとの係合位置から離れると共
に、ボール１１はボール収納室１０の下側へ移動してリ
リーフコマ９との係合状態を解消している。

【００５２】また、円盤状部材７ａの突き当て部３ｃの
端面に対向する位置には、環状のリップ７ｆが設けられ
ており、円盤状部材７ａが反転時等で突き当て部３ｃの
方向に移動した時に、排気経路１０３側と燃料タンク１
０１側を遮断することにより、フロート弁８の閉弁状態
をバックアップすることができ、反転時の燃料Ｌの排気
経路１０３への漏出をさらに完全に防止することができ
る。

【００５３】

【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から液面位置が低下する場合にお
いて、密封容器内の圧力の上昇によりフロート弁の閉弁
状態が維持されてしまう「貼り付き現象」を、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。

【００５４】液体遮断弁装置が傾斜及び反転した状態で
は、当接部材が前記フロート弁の弁体に係合する位置か
ら離れ、フロート弁の閉弁状態は維持されるので、液体
の排気経路への流出が防止される。

【００５５】ロート状に凹むガイド面に載置される当接
部材は、弁体との係合位置を正確に位置決めすることが
できる。

【００５６】当接部材を前記ガイド面に押し付ける錘に
より、正立状態での「貼り付き現象」発生時において、
より大きな圧力差による貼り付き力で閉弁状態となって
いるフロート弁を開弁させることができ、フロート弁の
開弁特性を向上させることが可能となる。また、傾斜及
び反転した状態では、当接部材による弁体への係合力が
小さくなりフロート弁の閉弁状態が維持される。

【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傾斜・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 ロアーケース ２ａ フロート室 ２ｂ フランジ部 ３ アッパーケース ３ａ 作動室 ３ｂ 排気ポート ３ｃ 突き当て部 ３ｄ スプリング ３ｅ 突起部 ４ キャップ ４ａ 連通孔 ５ フロート ５ａ 弁体 ６ スプリング（付勢手段） ７ ダイアフラム ７ａ 円盤状部材 ７ｂ 可撓性膜部材 ７ｃ 通気孔 ７ｄ 係合片 ７ｅ 係合窓 ７ｆ リップ ８ フロート弁 ９ リリーフコマ（当接部材） ９ａ 円錐部 ９ｂ リリーフロッド ９ｃ フランジ部 ９ｄ 係止ロッド １０ ボール収納室 １１ ボール（錘） １２ キャップ １０１ 燃料タンク（密封容器） １０３ 排気経路 Ｇ 燃料蒸気（気体） Ｌ 燃料（液体） Ｌａ 液面

Claims (3)

【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、 この排気経路に設けられ、密封容器側と排気側の圧力差
   に応答して移動可能であり、密封容器と排気経路を通気
   させる通気孔を有する圧力応答手段と、 前記圧力応答手段の通気孔をバルブシートとする弁体
   を、密封容器内の液体の液面位置に応じて浮動するフロ
   ートの上部に配置し、該通気孔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、 液体遮断弁装置の正立状態では、圧力応答手段と共に排
   気経路側に移動した閉弁状態のフロート弁の弁体に係合
   して該フロート弁を開弁させると共に、液体遮断弁装置
   が傾斜及び反転した状態では、前記フロート弁の弁体に
   係合する位置から離れ該フロート弁の閉弁状態を維持可
   能とする当接部材を備えることを特徴とする液体遮断弁
   装置。
2. 【請求項２】 前記当接部材は、前記圧力応答手段の上
   方の前記フロート弁の弁体に向かってロート状に凹むガ
   イド面に載置されていることを特徴とする請求項１に記
   載の液体遮断弁装置。
3. 【請求項３】 液体遮断弁装置の正立状態で、前記当接
   部材を前記ガイド面に押し付ける錘を備えることを特徴
   とする請求項２に記載の液体遮断弁装置。