特許 5836984 燃料タンク用バルブ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5836984

(24)【登録日】2015年11月13日

(45)【発行日】2015年12月24日

(54)【発明の名称】燃料タンク用バルブ

(51)【国際特許分類】

   B60K 15/035 20060101AFI20151203BHJP

   F16K 27/02 20060101ALI20151203BHJP

   F16K 31/22 20060101ALI20151203BHJP

   F16K 21/18 20060101ALI20151203BHJP

   F02M 37/00 20060101ALI20151203BHJP

【ＦＩ】

   B60K15/035 A

   F16K27/02

   F16K31/22

   F16K21/18 A

   F02M37/00 301E

   F02M37/00 311K

【請求項の数】2

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2013-15673(P2013-15673)

(22)【出願日】2013年1月30日

(65)【公開番号】特開2014-144742(P2014-144742A)

(43)【公開日】2014年8月14日

【審査請求日】2014年10月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】390023917

【氏名又は名称】八千代工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000241463

【氏名又は名称】豊田合成株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100064414

【弁理士】

【氏名又は名称】磯野 道造

(72)【発明者】

【氏名】中屋 和成

(72)【発明者】

【氏名】關 敏訓

(72)【発明者】

【氏名】金子 健一郎

【審査官】 黒田 暁子

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０７−２９３３８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１１１１０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０８８５１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第６２４０９５０（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｋ １５／０３５

Ｆ０２Ｍ ３７／００

Ｆ１６Ｋ ２１／１８

Ｆ１６Ｋ ２７／０２

Ｆ１６Ｋ ３１／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料タンクの内部に配設されるとともに筒状の壁部と前記壁部の下端を覆う底部とを含んで構成され、単一の中空部を備えるハウジングと、
前記ハウジングの上端に設けられ、前記燃料タンクの外部に通じる単一の連通口と、
前記ハウジングに内蔵され、前記ハウジングの内部における燃料の上昇に伴って上昇し前記連通口を閉弁するフロート弁体と、を有し、
前記ハウジングの壁部には、燃料が流出入するとともにその上面が満タン設定位置に設定されている開口部と、前記開口部から上方に所定の距離で離間して形成され前記壁部から外側に張り出した張出部と、が形成されており、
前記開口部の上面及び前記張出部の下面の両方が前記フロート弁体を上昇させるための検知面として構成されていることを特徴とする燃料タンク用バルブ。

【請求項2】

前記張出部は、前記ハウジングの周方向の全体に亘って形成されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料タンク用バルブ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃料タンク用バルブに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１には、フロート弁体を備えた燃料タンク用バルブが記載されている。当該燃料タンク用バルブは、キャニスタに連通する連通口を備えたハウジングと、このハウジング内を昇降するフロート弁体と、フロート弁体の上昇を補助するコイルスプリングと、を含んで構成されている。ハウジングを構成する壁部には、燃料が流出入する開口部と、開口部に対応して形成され壁部から外側に張り出した張出部とが形成されている。張出部の下面は、開口部の孔壁の上面と面一になっている。

【0003】

当該燃料タンク用バルブは、燃料タンク内に注入された燃料が開口部を塞ぐことによって、ハウジング内と燃料タンク内との間に差圧が生じる。これにより開口部からハウジング内に燃料が流れ込み、フロート弁体が上昇して、ハウジングに形成された連通口を閉弁する。開口部の孔壁の上面及び張出部の下面は、燃料の液位を検知する検知面としての役割を果たしている。

【0004】

従来の燃料タンク用バルブでは、張出部を設けることにより、検知面と燃料との接触面積が大きくなっている。これにより、燃料が表面張力によって検知面に付着しやすくなるため、開口部が速やかに閉塞される。よって、ハウジング内への空気の巻き込みを防ぐことができ、フロート弁体の浮力の低下を防ぐことができる。また、張出部を設けて検知面と燃料との接触面積を大きくすることで、検知性を安定させることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第４６０９３８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ここで、従来の燃料タンク用バルブでは、開口部の孔壁の上面及び張出部の下面で構成される検知面で、燃料が満タンであるか否かを検知している。つまり、燃料が貯留されて燃料の液面が平坦になった場合、検知面と燃料の液面とが一致すること、もしくは、極力両者が近づくことが好ましい。

【0007】

しかし、燃料を貯留している最中において、波打った燃料の液面が検知面に近づくと、燃料の液面は、検知面との表面張力によって盛り上がり、波打った燃料の平均液位が検知面に達するよりも前に、開口部を閉塞してしまう。つまり、従来の燃料タンク用バルブであると、波打った燃料の平均液位が、検知面よりも低い位置にあるにも関わらず、張出部を設けている分広い範囲で表面張力が働くことにより、開口部からハウジング内への燃料の流れ込みが起こり、フロート弁体によってハウジングの連通口が閉弁するという問題がある。このような従来の燃料タンク用バルブであると、検知性を安定させることはできるが、予め設定した満タン設定位置と、貯留された燃料の液位とが不一致となる問題がある。

【0008】

本発明はこのような課題を解決するために創作されたものであり、検知性を安定させるとともに、貯留された燃料の液位と予め設定した満タン設定位置とを一致させることができる燃料タンク用バルブを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、前記課題を解決するため、燃料タンクの内部に配設されるとともに筒状の壁部と前記壁部の下端を覆う底部とを含んで構成され、単一の中空部を備えるハウジングと、前記ハウジングの上端に設けられ、前記燃料タンクの外部に通じる単一の連通口と、前記ハウジングに内蔵され、前記ハウジングの内部における燃料の上昇に伴って上昇し前記連通口を閉弁するフロート弁体と、を有し、前記ハウジングの壁部には、燃料が流出入するとともにその上面が満タン設定位置に設定されている開口部と、前記開口部から上方に所定の距離で離間して形成され前記壁部から外側に張り出した張出部と、が形成されており、前記開口部の上面及び前記張出部の下面の両方が前記フロート弁体を上昇させるための検知面として構成されていることを特徴とする。

【0010】

かかる構成によれば、張出部を設けているため、開口部周りと燃料との接触面積を大きくすることができる。これにより、検知性を安定させることができる。また、張出部が開口部から上方に所定の距離で離間しているため、検知面の一部は従来よりも高い位置となる。これにより、貯留された燃料の液位と予め設定した満タン設定位置とを一致させることができる。

【0011】

また、前記張出部は、前記ハウジングの周方向の全体に亘って形成されていることが好ましい。

【発明の効果】

【0012】

本発明に係る燃料タンク用バルブによれば、検知性を安定させることができるとともに、貯留された燃料の液位と予め設定した満タン設定位置とを一致させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施形態に係る燃料タンク用バルブ及び燃料タンクを示す全体側断面図である。

【図2】本実施形態に係る燃料タンク用バルブの側断面図である。

【図3】従来の燃料タンク用バルブの作用を説明するための開口部周りの概略側断面図である。

【図4】本実施形態の燃料タンク用バルブの作用を説明するための開口部周りの概略側断面図であって、（ａ）は閉弁前を示し、（ｂ）は閉弁後を示す。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１に示すように、本実施形態に係る燃料タンク用バルブ１は、燃料Ｇを貯留する燃料タンクＴに設置される。燃料タンク用バルブ１の用途は、燃料満タン検知弁、カット弁等が挙げられるが、本実施形態では燃料満タン検知弁として用いる場合を例示する。なお、説明における「上下」、「左右」は図１の矢印に従う。

【0015】

燃料タンクＴは、樹脂製の中空容器であって内部に燃料Ｇを貯留する。燃料タンク用バルブ１は、燃料タンクＴの天井壁部Ｔａに設置されている。燃料タンクＴの側壁部Ｔｂには、燃料注入管Ｐが接続されている。燃料注入管Ｐから流入した燃料Ｇは、側壁部Ｔｂに形成された燃料供給口Ｔｃから燃料タンクＴ内に流入する。

【0016】

図２に示すように、燃料タンク用バルブ１は、ハウジング２と、接続口部材３と、フロート弁体４と、付勢部材５とを含んで構成されている。

【0017】

ハウジング２は、内部にフロート弁体４を収納する筐体である。ハウジング２は、燃料タンクＴの開口Ｔｄに挿通され、接続口部材３に取り付けられている。ハウジング２は、ハウジング底部２Ａと、ハウジング本体２Ｂとで構成されている。

【0018】

ハウジング底部２Ａは、底部１１と、外壁部１２と、位置決め部１３とで構成されている。底部１１は、ハウジング底部２Ａの底を構成し、円板状を呈する。底部１１には、上下方向に貫通する貫通孔１４が形成されている。貫通孔１４の個数、大きさ及び形状は特に限定されるものではない。

【0019】

外壁部１２は、筒状を呈し底部１１の外縁に立設されている。位置決め部１３は、柱状を呈し、底部１１に立設されている。位置決め部１３は、付勢部材５の基端側を位置決めする部材である。

【0020】

ハウジング本体２Ｂは、壁部１５と、開口部１６と、張出部１７と、係合部１８と、連通口１９とで主に構成されている。ハウジング本体２Ｂは、一体形成された樹脂部材である。ハウジング本体２Ｂの下端には、ハウジング底部２Ａが取り付けられている。

【0021】

壁部１５は、略円筒状を呈する。壁部１５の下側に開口部１６が形成されている。開口部１６は、側面視長方形を呈し、周方向に延設されている。開口部１６は、本実施形態では、周方向に等間隔で４つ形成されている。開口部１６の個数、大きさ及び形状は、張出部１７の高さ位置やフロート弁体４の昇降タイミング等に応じて適宜設定すればよい。

【0022】

開口部１６の孔壁の上面１６ａの位置は、本実施形態では「満タン設定位置Ｌ１」に設定されている。つまり、燃料Ｇが注入されて所定時間が経過し、燃料Ｇの液面Ｇ１が静止した際、満タン設定位置Ｌ１と燃料Ｇの液面Ｇ１とが一致するように設定されている。

【0023】

張出部１７は、周方向の全体に亘って、壁部１５から外側に張り出している。張出部１７の断面形状は長方形になっている。張出部１７の下面１７ａは、開口部１６の孔壁の上面１６ａから上方に距離Ｘ分離間している。張出部１７は、本実施形態では周方向全体に亘って設けられているが、少なくとも開口部１６に対応する位置に設けられていればよい。

【0024】

本実施形態では、開口部１６の孔壁の上面１６ａ及び張出部１７の下面１７ａで「検知面」を構成している。つまり、燃料タンクＴに注入された燃料Ｇが、上面１６ａ及び下面１７ａに付着することにより開口部１６が塞がれて、フロート弁体４が上昇するようになっている。

【0025】

係合部１８は、接続口部材３の被係合部３３と係合する部位である。本実施形態では、係合部１８と被係合部３３とがワンタッチで係合するようになっている。

【0026】

連通口１９は、ハウジング本体２Ｂの上端において、上下方向に連通する孔である。連通口１９は、キャニスタＣに連通している。

【0027】

接続口部材３は、ハウジング２の上部に取り付けられるとともに、燃料タンクＴに溶着される樹脂部材である。また、接続口部材３は、キャニスタＣ（図１参照）に連通する流路を備えた部材である。接続口部材３は、フランジ３１と、壁部３２と、被係合部３３と、接続部３４とで主に構成されている。

【0028】

フランジ３１は、燃料タンクＴの外側に露出する部位である。フランジ３１は、略リング状を呈する。フランジ３１の外縁から壁部３２が垂下している。壁部３２の下端は、燃料タンクＴに溶着されている。

【0029】

被係合部３３は、爪部を有し係合部１８と係合する部位である。被係合部３３は、先端側が自由端になっており、弾性変形可能になっている。

【0030】

接続部３４は、フランジ３１の中央から左側に延設されており、連通口１９に連通する筒部を備えている。当該筒部は、キャニスタＣと連通するチューブが取り付けられる部位である。

【0031】

フロート弁体４は、ハウジング２内を昇降する樹脂製の浮き部材である。フロート弁体４は、大径部４１と、小径部４２と、段差部４３と、上壁４４と、当接部４５とで構成されている。

【0032】

大径部４１は、円筒状を呈する。大径部４１の内部には大径中空部４１ａが形成されている。大径部４１の上側には、通気孔４１ｂが形成されている。大径中空部４１ａ内の空気は、通気孔４１ｂ、連通口１９を通ってキャニスタＣに導かれる。小径部４２は、大径部４１の上側に形成され円筒状を呈する。小径部４２は、大径部４１よりも小さい外径で形成されている。小径部４２の内部には、小経中空部４２ａが形成されている。

【0033】

段差部４３は、大径部４１と小径部４２とを連結する部位である。段差部４３は、大径部４１及び小径部４２に対して垂直になっている。上壁４４は、小径部４２の上側を塞ぐ部位である。

【0034】

当接部４５は、上壁４４の上面に形成されており、フロート弁体４が上昇した際に、連通口１９に密接する部位である。

【0035】

付勢部材５は、フロート弁体４の昇降を補助する部材である。付勢部材５は、本実施形態ではコイルスプリングで構成されている。付勢部材５の高さは、大径中空部４１ａの高さと略同等になっている。付勢部材５の基端側は位置決め部１３の基端に固定され、先端側は大径中空部４１ａと小径中空部４２ａとの段部に当接している。なお、付勢部材５は、本実施形態ではコイルスプリングとしたが、フロート弁体４の昇降を補助する部材であれば他の部材を用いてもよい。

【0036】

次に、本実施形態に係る燃料タンク用バルブ１の作用について説明する。燃料タンクＴ内に貯留された燃料Ｇの液面Ｇ１が燃料タンク用バルブ１よりも下方にある場合、フロート弁体４は最下降位置に位置する。これにより、連通口１９は、通気状態となるため、燃料Ｇから発生したベーパーは、貫通孔１４、通気孔４１ｂ及び連通口１９を通ってキャニスタＣに導かれる。また、燃料Ｇから発生したベーパーは、開口部１６、連通口１９を通ってキャニスタＣに導かれる。

【0037】

燃料タンクＴ内に貯留された燃料Ｇの液面Ｇ１が、開口部１６を塞ぐと、ハウジング２の内部と燃料タンクＴの内部の差圧によって、開口部１６からハウジング２内に燃料Ｇが流入する。これにより、フロート弁体４が浮上して、フロート弁体４の当接部４５が連通口１９に当接し閉弁する。このとき、燃料注入管Ｐ（図１参照）内に燃料Ｇが溜まり、給油ガン（図示省略）に燃料Ｇが触れてオートストップが作用する。このように、燃料タンク用バルブ１によれば、燃料タンクＴへの給油の際等に、燃料タンクＴからベーパーを逃がすとともに、燃料Ｇが燃料タンクＴの外部へ流出するのを防ぐことができる。

【0038】

ここで、図３、図４を用いて、従来の燃料タンク用バルブ１００の作用と、本実施形態に係る燃料タンク用バルブ１の作用とを対比して説明する。図３は、従来の燃料タンク用バルブの作用を説明するための開口部周りの概略側断面図である。

【0039】

図３に示すように、従来の燃料タンク用バルブ１００は、張出部１１７の位置を除いては本実施形態に係る燃料タンク用バルブ１と同等である。燃料タンク用バルブ１００の開口部１１６の孔壁の上面１１６ａと張出部１１７の下面１１７ａとは面一になっている。従来の燃料タンク用バルブ１００では、上面１１６ａ及び下面１１７ａの高さ位置を「満タン設定位置Ｌ１」として設定している。

【0040】

従来の燃料タンク用バルブ１００において、燃料タンクＴに燃料Ｇを注入すると、燃料Ｇの液面Ｇ１’は徐々に上昇する。このとき、燃料Ｇは連続的に流入するため、燃料Ｇの液面Ｇ１’は波打ち状態にある。燃料Ｇの液面は不規則に変化するため正確に図示することは困難であるが、ここでは説明の便宜上、図３の液面Ｇ１’（実線）、液面Ｇ２’（点線）、液面Ｇ３’（点線）のような波形となるものとする。符号「Ｇｖ’」は、液面Ｇ１’、液面Ｇ２’及び液面Ｇ３’の「平均液位」を示している。

【0041】

従来の燃料タンク用バルブ１００では、上面１１６ａと面一となる張出部１１７を設けているため、検知面の面積が大きくなっている。したがって、波打った燃料Ｇの液面Ｇ１’，Ｇ２’，Ｇ３’のいずれかのピークが検知面に触れれば、燃料Ｇの液面は、表面張力によって検知面に付着し、平均液位Ｇｖ’が検知面に達するよりも前に、速やかに開口部１６の周方向（図３の表裏方向）全体を閉塞する。液面Ｇ１が略台形状に描画されている部分は表面張力によって盛り上がった部分である。

【0042】

つまり、従来の燃料タンク用バルブ１００であると、張出部１７を設けている分広い範囲で表面張力が働くため、燃料の平均液位Ｇｖ’が検知面よりも低い位置にあるにも関わらず、フロート弁体４が上昇して閉弁してしまう。燃料の平均液位Ｇｖ’は、燃料Ｇの波立ちが静止した際の液面の位置と概ね同等になる。これにより、予め設定した満タン設定位置Ｌ１と、貯留された燃料の液位（平均液位Ｇｖ’）とが不一致となっていた。

【0043】

これに対し、図４の（ａ）に示すように、本実施形態に係る液面Ｇ１では開口部１６の上面１６ａに触れるものの表面張力が起こる範囲が小さく、また、液面Ｇ２，Ｇ３では開口部１６の上面１６ａには接触しない。したがって、液面Ｇ１は開口部１６の一部に付着するものの、開口部１６の周方向の全体を閉塞するまでには至らない。これにより、連通口１９は閉弁されないため、燃料Ｇの液位は従来よりもさらに上昇する。

【0044】

図４の（ｂ）に示すように、燃料Ｇの液位が上昇して、液面Ｇ２，Ｇ３のいずれかのピークが下面１７ａに触れると、上面１６ａ及び下面１７ａに連続的に表面張力が働き、開口部１６の周方向全体が閉塞される。これにより、開口部１６からハウジング２内への燃料Ｇの流れ込みが起こり、フロート弁体４が上昇して連通口１９が閉弁される。

【0045】

このように、開口部１６の上面１６ａのみであると表面張力が起こる範囲が小さく、検知性が不安定となるが、燃料タンク用バルブ１によれば、開口部１６の上面１６ａに加えて、張出部１７の下面１７ａも燃料Ｇに接触するため、燃料Ｇとの接触面積を大きくすることができる。これにより、検知性を安定させることができる。

【0046】

また、検知面の一部を構成する張出部１７の下面１７ａが、開口部１６の孔壁の上面１６ａから上方に所定の距離Ｘで離間しているため、連通口１９が閉弁された際の燃料Ｇの液位は、従来よりも上昇している。したがって、燃料Ｇの平均液位Ｇｖも、従来の平均液位Ｇｖ’よりも上昇させることができる。これにより、波打った燃料Ｇの平均液位が、予め設定した満タン設定位置Ｌ１よりも低い位置にあるにも関わらずフロート弁体４が上昇することを防ぐとともに、貯留された燃料Ｇの液位（平均液位Ｇｖ）と、予め設定した満タン設定位置Ｌ１とを一致させることができる。

【0047】

言い換えると、従来の燃料タンク用バルブ１００では、検知面と燃料Ｇとの接触面積を大きくすることで、フロート弁体４が上昇するタイミングのばらつきを抑制することができるが、検知性が大幅に向上した分、予め設定した満タン設定位置Ｌ１と、貯留された燃料の液位とが不一致になっていた。そこで、張出部１７を開口部１６から上方に所定の距離でセットバックすることで、フロート弁体４が上昇するタイミングのばらつきを抑制するとともに、予め設定した満タン設定位置Ｌ１と貯留された燃料の液位とを一致させることができる。

【0048】

なお、開口部１６と張出部１７との距離Ｘや張出部１７の張り出し長さは、満タン設定位置Ｌ１と貯留された燃料の液位とが一致若しくは近似するように適宜設定すればよい。

【0049】

また、燃料タンク用バルブ１は、燃料タンクＴの天井壁部Ｔａにおいて、燃料タンクＴの側壁部Ｔｂに形成された燃料供給口Ｔｃから近い位置に設置されている。燃料供給口Ｔｃから近い位置は、燃料Ｇの波が大きくなる傾向にあるが、本実施形態の燃料タンク用バルブ１によれば、このように燃料Ｇの液面Ｇ１の波が大きい場所でも効果を発揮することができる。

【0050】

以上本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨に反しない範囲において、適宜設計変更が可能である。例えば、本実施形態では開口部１６の孔壁の上面１６ａを満タン設定位置に設定したが、必ずしも満タンの位置を検知するものではなく、任意の高さ位置を検知するように設定してもよい。

【0051】

また、本実施形態では、ハウジング２を２つの部材で構成したが、単一の部材又は３つ以上の部材で構成してもよい。また、本実施形態では、ハウジング２の一部が燃料タンクＴの外側に配設されるようになっているが、ハウジング２の全部が燃料タンクＴの内部に配設される形態であってもよい。また、付勢部材５は省略してもよい。

【符号の説明】

【0052】

１ 燃料タンク用バルブ
２ ハウジング
３ 接続口部材
４ フロート弁体
５ 付勢部材
１１ 底部
１２ 外壁部
１３ 位置決め部
１４ 貫通孔
１５ 壁部
１６ 開口部
１７ 張出部
１８ 係合部
１９ 連通口
３１ フランジ
３２ 壁部
３４ 接続部
Ｇ 燃料
Ｇ１ 燃料の液面
Ｇｖ 燃料の平均液位
Ｌ１ 満タン設定位置
Ｔ 燃料タンク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】