(57)【要約】【課題】ＤＭＥ燃料タンクの最大充填量を越えてＤＭＥ燃料を充填しないように正確且つ安定して作動し得るＤＭＥ燃料タンク用過充填防止装置を提案する。【解決手段】ダイヤフラム式の過充填防止装置２であって、ＤＭＥ燃料タンク内へＤＭＥ燃料を流出する主流出口１６の背方に配設されて、主流出口１６側と密閉状に区画される可変閉鎖域２１を形成するダイヤフラム７が、合成ゴム製プレート３１と金属製プレート３３とを板厚方向に積層してなり、該金属製プレート３３を可変閉鎖域２１側として配設された構成とする。これにより、ＤＭＥ燃料の充填と消費とを繰り返し行っても、ダイヤフラム７が正確かつ安定して作動し、ＤＭＥ燃料を充填する機能と過充填を防止する機能とが比較的長期に亘って安定して発揮され得る。【選択図】図３
2010180921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＭＥ燃料タンク外に配設された充填バルブの開作動によりＤＭＥ燃料タンク内にＤＭＥ燃料を流出させるガス流路と接続されてＤＭＥ燃料タンク内に配設され、ＤＭＥ燃料タンク内のＤＭＥ燃料の過充填を防止するものであって、
ガス流路と接続される接続管路と、該接続管路を介してＤＭＥ燃料をＤＭＥ燃料タンク内へ流出する主流出口とを具備するケーシング体と、
ケーシング体内で主流出口の背方に配設されて、主流出口側と密閉状に区画される可変閉鎖域を形成し、且つ主流出口を閉鎖する閉鎖位置と開放する開放位置とに位置変換するダイヤフラムと、
ケーシング体内に設けられ、前記可変閉鎖域と接続管路とを常時連通する細流路と、
ケーシング体に軸支され、液化ガス容器内に貯留する液化ガスの液面高さに従って浮動するフロートと、
該フロートの浮動に伴って、可変閉鎖域に流入したＤＭＥ燃料をＤＭＥ燃料タンク内へ流出する副流出口を開閉する弁体と、
該弁体を、副流出口を閉鎖する方向へ付勢する弁付勢手段と
を備えてなるＤＭＥ燃料タンク用過充填防止装置において、
ダイヤフラムが、合成ゴム製プレートと金属製プレートとを板厚方向に積層してなり、該金属製プレートを可変閉鎖域側としてケーシング体内に配設されていることを特徴とするＤＭＥ燃料タンク用過充填防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＭＥ（ジメチルエーテル）を燃料として貯留するＤＭＥ燃料タンクに設けられ、ＤＭＥ燃料タンクへのＤＭＥ燃料の過充填を防止するＤＭＥ燃料タンク用過充填防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車などの車両は、近年の排ガス規制強化に伴って、低公害を目的として液化ガス燃料を用いる車両が増加する傾向にある。この液化ガス燃料としては、液化石油ガス（以下、ＬＰＧという）燃料が主流であるが、ジメチルエーテル（以下、ＤＭＥという）燃料も着目されている。このＤＭＥ燃料は、セタン価が高く、ＰＭやＮＯｘの排出量を極めて少なくできるという優れた利点を有し、低公害対策としての期待も高い。
【０００３】
ところで、上記したＬＰＧ燃料を貯留する燃料タンクにあっては、一般的に、該ＬＰＧ燃料の貯留量を確認するための液面表示装置や、ＬＰＧ燃料を燃料タンク内に充填する際に予め定められた最大充填量を超えて充填しないようにするための過充填防止装置などが取り付けられている。
【０００４】
ここで、過充填防止装置としては、例えば特許文献１のように、燃料タンクに貯留するＬＰＧ燃料の液面高さに従って浮動するフロートを備えており、該フロートが燃料タンクの最大充填量となる液面高さ位置に達するとＬＰＧ燃料の充填を強制的に停止するようにしたものが提案されている。この特許文献１の過充填防止装置にあっては、ＬＰＧ燃料が流入する流入口の内奥にダイヤフラムが設けられ、該ダイヤフラムの一側に、ＬＰＧ燃料を流出する流出口と、前記流入口と連通する環状流入室とが配設され、さらにダイヤフラムの他側に設けられたダイヤフラム室に、前記環状流入室と連通する細孔と、タンク内のフロートと連動するパイロット弁とを備えた構成となっている。この構成では、ＬＰＧ燃料を充填する場合、フロートが低下していることから、パイロット弁が開放しているため、細孔からダイヤフラム室に流入したＬＰＧ燃料は、パイロット弁とその弁座の隙間からタンク内へ流出する。この際に、ダイヤフラムの両側にはほぼ同等の圧力が作用するため、該ダイヤフラムにより流出口が開放して維持され、流入口から流入したＬＰＧ燃料が環状流入室を介して流出口からタンク内へ流出する。一方、ＬＰＧ燃料が最大充填量に達すると、フロートが上昇してパイロット弁を閉鎖するため、細孔からダイヤフラム室に流入したＬＰＧ燃料によって該ダイヤフラム室の圧力が増加して、ダイヤフラムが流出口を閉鎖する。このようにダイヤフラムの作動により過充填を防止するダイヤフラム式の過充填防止装置は、ＬＰＧ燃料を充填する際に、最大充填量に達すると流出口を強制的に閉鎖してこれ以上充填しないようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２６３５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記したＤＭＥ燃料を用いる場合にあって、このＤＭＥ燃料はＬＰＧ燃料と同様の高圧ガスであるため、ＬＰＧ燃料の設備を活用することが可能である。すなわち、上述した液面表示装置や過充填防止装置などを備えた燃料タンクを用いる。ここで、ＬＰＧ燃料用の燃料タンクに配設される過充填防止装置にあって、上述したダイヤフラムを備えた構成の場合、一般的に、該ダイヤフラムには、高いシール性を発揮するように合成ゴムにより形成された構成や、合成ゴムの内部に金属プレートを埋設した構成などが適用されている。そして、合成ゴムとしては、ニトリルゴム（ＮＢＲ）を用いたものがよく知られている。
【０００７】
ところが、ニトリルゴムからなるダイヤフラムを備えた過充填防止装置が配設されたＬＰＧ燃料用の燃料タンクに、ＤＭＥ燃料を貯留した場合、該ＤＭＥ燃料の充填と消費とを繰り返して使用期間が経過するに従って、過充填防止装置の作動が不安定となり易い。具体的には、過充填防止装置が、ＤＭＥ燃料を充填する際に、規定されている最大充填量に達しても作動せずに、該最大充填量を越えて過充填してしまうことが懸念される。このようにＬＰＧ燃料用の燃料タンクにＤＭＥ燃料を貯留すると、使用期間の経過に伴って、過充填防止装置が正常に作動しなくなるという問題の発生が懸念される。
【０００８】
本発明は、ＤＭＥ燃料を貯留するＤＭＥ燃料タンクに配設され、最大充填量を越えてＤＭＥ燃料を充填しないように正確且つ安定して作動し得るＤＭＥ燃料タンク用過充填防止装置を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ＤＭＥ燃料タンク外に配設された充填バルブの開作動によりＤＭＥ燃料タンク内にＤＭＥ燃料を流出させるガス流路と接続されてＤＭＥ燃料タンク内に配設され、ＤＭＥ燃料タンク内のＤＭＥ燃料の過充填を防止するものであって、ガス流路と接続される接続管路と、該接続管路を介してＤＭＥ燃料をＤＭＥ燃料タンク内へ流出する主流出口とを具備するケーシング体と、ケーシング体内で主流出口の背方に配設されて、主流出口側と密閉状に区画される可変閉鎖域を形成し、且つ主流出口を閉鎖する閉鎖位置と開放する開放位置とに位置変換するダイヤフラムと、ケーシング体内に設けられ、前記可変閉鎖域と接続管路とを常時連通する細流路と、ケーシング体に軸支され、液化ガス容器内に貯留する液化ガスの液面高さに従って浮動するフロートと、該フロートの浮動に伴って、可変閉鎖域に流入したＤＭＥ燃料をＤＭＥ燃料タンク内へ流出する副流出口を開閉する弁体と、該弁体を、副流出口を閉鎖する方向へ付勢する弁付勢手段とを備えてなるＤＭＥ燃料タンク用過充填防止装置において、ダイヤフラムが、合成ゴム製プレートと金属製プレートとを板厚方向に積層してなり、該金属製プレートを可変閉鎖域側としてケーシング体内に配設されていることを特徴とするＤＭＥ燃料タンク用過充填防止装置である。
【００１０】
本発明の構成にあっては、ＤＭＥ燃料タンク内の燃料貯留量が所定の最大充填量未満の場合に、ＤＭＥ燃料の充填によって、細流路を介して可動閉鎖領域に流入したＤＭＥ燃料を、フロートにより弁付勢手段に抗して開放している副流出口から流出すると共に、ダイヤフラムを開放位置として主流出口からＤＭＥ燃料を流出する。これにより、ＤＭＥ燃料タンク内へＤＭＥ燃料を充填していく。そして、前記最大充填量に達すると、弁付勢手段に従って弁体が副流出口を閉鎖することにより、前記細流路を介して可動閉鎖領域に流入したＤＭＥ燃料によりダイヤフラムを閉鎖位置へ位置変換する。これにより、ＤＭＥ燃料の充填を強制的に停止し、最大充填量を越えて充填しないようにしている。尚、本発明にあって、ＤＭＥはジメチルエーテル（ｄｉｍｅｔｈｙｌ  ｅｔｈｅｒ）である。
【００１１】
ここで、上述した従来の、ダイヤフラム式の過充填防止装置にあって、ＬＰＧ（液化石油ガス）燃料用の燃料タンクに用いられるものについて、本発明者らがＤＭＥ燃料の適合性を検討した結果を説明する。
ＤＭＥは、有機化合物に対して高い溶解性を有することから、プラスチックやゴムなどへの浸食性を有する。そのため、合成ゴム（例えば、ニトリルゴム）により形成されたダイヤフラムを備えた従来構成の過充填防止装置を配設した燃料タンクに、ＤＭＥ燃料を充填すると、ＤＭＥ燃料がダイヤフラムに直に接触することから、該ダイヤフラムを膨潤してしまう。特に、可変閉鎖域には、充填時だけでなく、充填停止して副流出口が閉鎖している間も、ＤＭＥ燃料が存在するため、可変閉鎖域側でダイヤフラムの合成ゴムが膨潤し易い。そして、ダイヤフラムが膨潤することによって可変閉鎖域の容積が狭くなると、該可変閉鎖域にＤＭＥ燃料が流入し難くなり、作動不良を生じてしまうことが懸念される。例えば、可変閉鎖域の容積が狭くなると、ＤＭＥ燃料が副流出口から流出し難くなるため、該可変閉鎖域の内圧が上昇せずに、最大充填量に達してもダイヤフラムが閉鎖位置へ位置変換しないという作動不良を生じ易い。このように、ダイヤフラムを構成する合成ゴムの膨潤によって可変閉鎖域の容積が狭くなると、当該過充填防止装置の作動不良を生じてしまうことがあり得る。一方、合成ゴムの内部に金属プレートを埋設したダイヤフラムを備えた従来構成にあっても、表裏面が合成ゴムにより構成されているため、前記した合成ゴムの膨潤による問題が同様に生じ得る。
【００１２】
以上のことから、ＬＰＧ燃料用の燃料タンクにあって、合成ゴムから形成されたダイヤフラム又は合成ゴムの内部に金属プレートを埋設したダイヤフラムを備えた過充填防止装置を配設した構成では、ＤＭＥ燃料を貯留した場合に、燃料充填を正確且つ安定して行うことができないことが明らかである。この検討結果に基づいて、本発明の発明者らは、ＤＭＥ燃料を貯留しても安定して燃料充填することができる過充填防止装置について検討を行い、鋭意研鑽した結果、本発明にかかるＤＭＥ燃料タンク用過充填防止装置を発明するに至った。
【００１３】
本発明は、金属製プレートと合成ゴム製プレートとを板厚方向に重ね合わせて積層してなるダイヤフラムを、その金属製プレートが可変閉鎖域側となるように配設した構成である。かかる構成では、金属製プレートにより、可変閉鎖位置内に流入したＤＭＥ燃料と合成ゴム製プレートとの接触を防ぎ得るため、可変閉鎖域内に合成ゴム製プレートが膨潤することを抑制でき、該可変閉鎖域の広さを維持することができ得る。そのため、ＤＭＥ燃料の充填時には、可変閉鎖域に流入したＤＭＥ燃料が副流出口から適正に流出し、ダイヤフラムを開放位置に安定して維持することができる。そして、最大充填量に達すると、副流出口が閉鎖するため、可変閉鎖域の内圧が増加してダイヤフラムを閉鎖位置に正確かつ安定して位置変換することができる。これにより、最大充填量を越えてＤＭＥ燃料が充填されない。このように、ダイヤフラムが開放位置と閉鎖位置とに正確かつ安定して位置変換することから、ＤＭＥ燃料を充填および過充填防止する機能が安定して発揮され得る。
【００１４】
ここで、合成ゴム製プレートとしては、上記したニトリルゴム（ＮＢＲ）や水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）などが好適に用い得る。特に、水素化ニトリルゴムとして、そのアクリルニトリル量等を適正に設定することにより、ＤＭＥ燃料に対する耐性を向上することができるため、当該水素化ニトリルゴムが一層好適に用い得る。また、金属製プレートとしては、炭素鋼やステンレス鋼、アルミニウム合金などのプレートを用いることができる。
【００１５】
また、細流路としては、ケーシング体に設けられる構成、ダイヤフラムに設けられる構成のいずれとすることもできる。後者の場合には、ダイヤフラムの板厚方向に貫通して可変閉鎖域と接続管路とを常時連通する細流孔により構成されるものが好適に用い得る。
【００１６】
また、ダイヤフラムの形状としては、円形や楕円形の板状の構成が好適に用い得る。特に、楕円形の構成は、主流出口を同様に楕円形として流出量を増加できることから、充填時間を短縮できるために、一層好適に用い得る。
【００１７】
さらに、ダイヤフラムを構成する金属製プレートが、閉鎖位置で、合成ゴム製プレートを介して主流出口を覆うように、該主流出口に比して大きな面積に形成されてなるものであるとした構成が好適に用い得る。かかる構成にあっては、金属製プレートの剛性により、当該ダイヤフラムが開放位置と閉鎖位置とに安定して位置変換することができると共に、主流出口を閉鎖する際に、合成ゴム製プレートによる充分なシール性を安定して発揮することができる。
【００１８】
また、金属製プレートにより、可変閉鎖域側に露出する合成ゴム製プレートの部位を可及的に小さくするようにした構成が好適である。これにより、合成ゴム製プレートの膨潤を一層抑制することができ、上述した作用効果がさらに向上する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、上述したように、ダイヤフラム式の過充填防止装置であって、ダイヤフラムが、合成ゴム製プレートと金属製プレートとを板厚方向に積層してなり、該金属製プレートを可変閉鎖域側として配設された構成としたものであるから、金属製プレートにより、可変閉鎖域に流入したＤＭＥ燃料による合成ゴム製プレートの膨潤を抑制することができる。これにより、ＤＭＥ燃料の充填と消費とを繰り返し行っても、ダイヤフラムが正確かつ安定して作動し、ＤＭＥ燃料を充填する機能と過充填を防止する機能とが比較的長期に亘って安定して発揮され得る。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ＤＭＥ燃料タンク１の断面図である。
【図２】本実施例の過充填防止装置２の、燃料充填中の状態を表す断面図である。
【図３】同上の過充填防止装置２の、充填完了状態を表す断面図である。
【図４】ダイヤフラム７の、（Ａ）主流出口側１６の平面図、（Ｂ）副流出口側１７の平面図、（Ｃ）縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施例を添付図面を用いて詳述する。
本実施例にあって、ＤＭＥ燃料を貯留するＤＭＥ燃料タンク１は、例えばトラック等の車両に配設されるものであり、図１のように、円筒形状の胴部１ａと、該胴部１ａの両側開口に接合された半球形状の鏡部１ｂ（片側は図示省略）とから構成されている。このＤＭＥ燃料タンク１は、固定部材（図示省略）により車両に固定されており、その一方の鏡部１ｂに、充填バルブ４５と該充填バルブ４５を開閉する充填バルブ開閉ハンドル４１とを備えたバルブ装置４０が配設されている。バルブ装置４０は、該バルブ装置４０に設けられた被取付部材４３が、鏡部１ｂに配設された取付部材４８に固定されることによって、鏡部１ｂに取り付けられている。そして、この充填バルブ４５には、外部からＤＭＥ燃料が供給される供給口４６が配設されており、ＤＭＥ燃料を充填する場合には、この供給口４６から所定の充填圧力によってＤＭＥ燃料が供給されて燃料充填される。
【００２２】
ＤＭＥ燃料タンク１内には、上記した充填バルブ４５と連通するガス充填管４２が配設されている。そして、このガス充填管４２は、その先端がＤＭＥ燃料タンク１内の上部に配されており、当該先端に過充填防止装置２が接続されている。尚、ガス充填管４２の内部により、本発明にかかるガス流路９を構成している。
【００２３】
この過充填防止装置２は、図２，３のように、ケーシング体３とフロート１０とを備えている。このケーシング体３は、上記ガス充填管４２に接続するケーシング主体３ａと、該ケーシング主体３ａの上部に取り付けられるケーシング副体３ｂとから構成されている。ここで、ケーシング主体３ａの下部に、下方開口する接続管部４が設けられ、該接続管部４が上記ガス充填菅４２の先端に外嵌してカシメ等により固結されることによって、当該過充填防止装置２がガス充填菅４２に接続される。接続管部４は、ガス充填菅４２の先端部に沿って上下方向に設けられており、その内部により接続管路１１を構成し、該接続管路１１が上記ガス流路９と連通する。ケーシング主体３ａの上部には、接続管路１１の長手方向（上下方向）と略直行するように水平方向に沿って楕円環状壁１３が設けられており、該楕円環状壁１３の外側を囲むように、接続管路１１と連通する楕円環形の環状流路１２が形成されている。前記の楕円環状壁１３の内側により、ＤＭＥ燃料タンク１内へ開口する楕円状の主流出口１６が形成されている。
【００２４】
上記のケーシング副体３ｂは、ケーシング主体３ａの環状流路１２と楕円環状壁１３とを覆うように、該ケーシング主体３ａに取り付けられて一体化される。これにより、ケーシング体３が形成される。そして、ケーシング主体３ａとケーシング副体３ｂとの間に、後述するダイヤフラム７が作動する断面略楕円形の作動空域２０が形成される。そして、この作動空域２０は、環状流路１２と楕円環状壁１３の内側の主流出口１６と連通しており、環状流路１２を介して接続管路１１とも連通している。尚、作動空域２０内に、楕円環状壁１３の内端１３ａが配されている。
【００２５】
ケーシング副体３ｂには、ケーシング主体３ａと一体化した状態で、主流出口１６と対向するように、ＤＭＥ燃料タンク１内へ開口する副流出口１７が設けられており、該副流出口１７によっても作動空域２０とＤＭＥ燃料タンク１内とが連通している。
【００２６】
ケーシング体３の内部に形成された作動空域２０には、該作動空域２０を楕円環状壁１３側と副流出口１７側とに区画するように、楕円形板状のダイヤフラム７が配設されている。ダイヤフラム７は、楕円形の主板部７ａと、該主板部７ａの外側に周成された外周支持縁部７ｂとから構成されている（図４参照）。この外周支持援部７ｂが、上記したケーシング主体３ａとケーシング副体３ｂとの間に挟まれて支持されることによって、当該ダイヤフラム７がケーシング体３に固定される。そして、ダイヤフラム７によって、作動空域２０の副流出口１７側を可変閉鎖域２１として密閉状に区画形成している。尚、ダイヤフラム７、主流出口１６（楕円環状壁１３）、副流出口１７とは、夫々の中心位置が同一線上に位置するように配設されている。また、ダイヤフラム７は、その外周支持縁部７ｂが薄肉厚の合成ゴムにより形成されていることから、前記した楕円環状壁１３の内端１３ａに密接して主流出口１６を閉鎖する閉鎖位置（図３参照）と、前記内端１３ａから離間して主流出口１６と環状流域１２とを連通する開放位置（図２参照）とに位置変換するように作動可能となっている。
【００２７】
このダイヤフラム７には、その主板部７ａの、環状流路１２と対向する外縁部に、板厚方向へ貫通する細流孔７ｃが形成されており、該細流孔７ｃは、閉鎖位置にある場合にも環状流路１２と可変閉鎖域２１とを連通している。この細流孔７ｃにより、本発明にかかる細流路が構成されている。尚、ダイヤフラム７は、本発明の要部にかかり、詳しくは後述する。
【００２８】
また、可変閉鎖域２１には、ダイヤフラム７を上記の閉鎖位置方向へ付勢するコイル状のバネ２２が配設されている。
【００２９】
尚、ケーシング体３は、楕円形の主流出口１６の長軸方向が、接続管部４の長手方向（ガス充填管４２の先端部の長手方向）に沿って設けられている。これは、ＤＭＥ燃料タンク１の鏡部１ｂにバルブ装置４０を取り付ける開口（図示省略）により、当該過充填防止装置２とガス充填管４２とをＤＭＥ燃料タンク１の内部へ入れることができるようにするためである。そして、楕円形の主流出口１６は、その長軸方向に開口面積が増大していることから、ＤＭＥ燃料の流出量が多く、充填に要する充填時間を短縮することができるという利点を有している。
【００３０】
ケーシング体３の副流出口１７には、該副流出口１７を開閉する弁部２４ａを備えた弁体２４が配設されており、該弁体２４が、コイル状のバネ２５により副流出口１７を閉鎖する方向へ付勢されている。ここで、バネ２５により、本発明にかかる弁付勢手段が構成されている。
【００３１】
また、ケーシング体３には、その外部に、上記した弁体２４の外端部２４ｂに当接する傾動板２７が軸支されている。この傾動板２７は、その下部が弁体２４の外端部２４ｂに当接し、その略中央部がケーシング体３を構成するケーシング副体３ｂに軸支されている。さらに、傾動板２７の上部には、上記したフロート１０を先端に備えた支持杆２９が接続されている。このフロート１０は、ＤＭＥ燃料タンク１内に貯留するＤＭＥ燃料の液面高さに従って浮動する。
【００３２】
ここで、ＤＭＥ燃料が少ない場合には、フロート１０が降下して、傾動板２７がバネ２５の付勢力に抗して弁体２４をケーシング体３の内部へ押し込み、副流出口１７を開放する。尚、本実施例にあっては、フロート１０の最降下位置を規定するための停止片２８が、ケーシング体３に設けられている。これにより、傾動板２７が、弁体２４を最も押し込む位置を規定している。一方、ＤＭＥ燃料の充填によりフロート１０が上昇するに伴って、傾動板２７が弁体２４に作用する負荷を軽減する方法（弁体２４から離れる方向）へ傾動する。これにより、弁体２４が、バネ２５の付勢力に従って副流出口１７を閉鎖する方向へ移動する。尚、ＤＭＥ燃料タンク１は、そのタンク容量の８５％を、ＤＭＥ燃料の最大充填量として設定している。そして、上記フロート１０が、最大充填量で貯留しているＤＭＥ燃料の液面高さで浮かぶ位置となると、傾動板２７が、弁体２４により副流出口１７を閉鎖する傾動位置へ傾動する。
【００３３】
このような過充填防止装置２の作動について説明する。
ＤＭＥ燃料タンク１内に貯留するＤＭＥ燃料が、上記した最大充填量より少ない状態では、フロート１０が降下しているため、該フロート１０に連係して傾動板２７により弁体２４を押し込んで副流出口１７を開放している（図２参照）。この状態では、バネ２２の付勢力によってダイヤフラム７を閉鎖位置で維持している（図示省略）。そして、ＤＭＥ燃料を充填すると、充填バルブ４５からガス充填管４２と通じて流入するＤＭＥ燃料の充填圧力が、ケーシング体３の環状流路１２を介してダイヤフラム７に作用する。ここで、副流出口１７が開放していることから、可変閉鎖域２１と当該ＤＭＥ燃料タンク１との内圧が同じである。そのため、前記充填圧力によって、バネ２２の付勢力に抗してダイヤフラム７を閉鎖位置から開放位置へ位置変換して、図２のように、主流出口１６を開放する。これにより、ガス充填管４２のガス流路９から流入したＤＭＥ燃料が、ケーシング体３の接続管路１１と環状流路１２とを通じて主流出口１６から当該ＤＭＥ燃料タンク１内へ流出する。さらに、ＤＭＥ燃料は、ダイヤフラム７の細流孔７ｃを介して可変閉鎖域２１へも流入し、副流出口１７から当該ＤＭＥ燃料タンク１内へ流出する。
【００３４】
そして、ＤＭＥ燃料タンク１内に貯留するＤＭＥ燃料が増加して、その液面高さ位置が上昇するに伴って、フロート１０が昇動する。フロート１０の昇動に連係して傾動板２７を傾動することにより、該傾動板２７による弁体２４を押し込む力が低減し、これに伴って弁体２４がバネ２５の付勢力に従って副流出口１７を閉鎖する方向へ徐々に移動する。そして、ＤＭＥ燃料が最大充填量に達すると、図３のように、弁体２４がバネ２５の付勢力に従って副流出口１７を閉鎖する。これにより、ダイヤフラム７の細流孔７ｃから流入したＤＭＥ燃料によって可変閉鎖域２１の内圧が増加し、当該内圧によりダイヤフラム７が閉鎖位置に位置変換する。そして、ガス充填管４２から流入したＤＭＥ燃料が、主流出口１６から流出できず、当該ＤＭＥ燃料タンク１へのＤＭＥ燃料の充填が強制的に停止するため、最大充填量を越えて充填することを防止することができる。
【００３５】
その後、ＤＭＥ燃料を消費すると、フロート１０が降動することにより、傾動板２７が弁体２４をケーシング体３の内部へ押し込み、副流出口１７が開放する。この際には、充填バルブ４５からＤＭＥ燃料の充填が停止していることから、ダイヤフラム７へ充填圧力が作用しないため、該ダイヤフラム７がバネ２２の付勢力によって閉鎖位置で維持される。
【００３６】
次に、本発明にかかるダイヤフラム７について詳述する。
ダイヤフラム７は、図４のように、合成ゴム製プレート３１と金属製プレート３３とを板厚方向に重ね合わせて積層して両者を面接着して一体化してなる。ここで、合成ゴム製プレート３１は、楕円形状の主プレート部３２と、該主プレート部３２の外周に亘って周成された前記外周支持縁部７ｂとから構成されており、両者が一体に形成されている。主プレート部３２は、外周支持縁部７ｂに比して肉厚に形成されており、金属製プレート３３を重ね合わせる裏面が整一な平面形状であり、表面の中央に表方へ突出する截頭円錐形の突出部３２ａを備えている。
【００３７】
上記の金属製プレート３３は、上記した合成ゴム製プレート３１の主プレート部３２とほぼ同じ楕円形状を成し、該主プレート部３２の裏面と接着される面が整一な平面形状であり、その反対側の裏面中央に裏方へ円柱状に突出する突部３３ａが設けられている。この突部３３ａは、上記したバネ２２の先端部分を外嵌して位置決めしている。
【００３８】
そして、金属製プレート３３と合成ゴム製プレート３１の主プレート部３２とにより、上記したダイヤフラム７の主板部７ａを構成している。さらに、上記した合成ゴム製プレート３１の主プレート部３２と金属製プレート３３とは、ケーシング体３の楕円環状壁１３を構成する楕円形と相似の楕円形を成し、該楕円環状壁１３に比して一回り大きな寸法形状としている。そのため、ケーシング体３内でダイヤフラム７を閉鎖位置とした状態で、金属製プレート３３の外周縁部が、該ケーシング体３の環状流路１２を、合成ゴム製プレート３１の主プレート部３２の外周縁部を介して、部分的（又は全体的）に覆うようにしている（図３参照）。
【００３９】
ここで、本実施例にあっては、金属製プレート３３が、スチール鋼から形成されている。また、合成ゴム製プレート３１が、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）から形成されている。この水素化ニトリルゴムは、ニトリルゴム（ＮＢＲ）の主鎖に含まれる不飽和結合を化学的に水素化してなるものである。本実施例では、ＤＭＥ燃料に対する耐性を向上するように、適切にアクリルニトリル量等を調整しており、ＤＭＥ燃料に曝されて生ずる膨潤現象を可及的に抑制することができる。そのため、ダイヤフラムの構成材料として適用することにより、ダイヤフラムの耐久性が向上し、過充填防止装置が適切かつ安定して作動する。
【００４０】
さらに、金属製プレート３３の板厚と合成ゴム製プレート３１の板厚との板厚比を設定している。本実施例にあっては、金属製プレート３３に対して合成ゴム製プレート３１が約２．５倍となるようにしている。尚、この板厚比としては、金属製プレート３３に対する合成ゴム製プレート３１の板厚が、１．０〜５．０となるように設定することが好適である。これは、板厚比が１．０より小さいと、合成ゴム製プレート３１の板厚が薄くなるためにＤＭＥ燃料に対する耐性が低減し、又は、金属製プレート３３の板厚が厚くなると、重量が増加する。一方、板厚比が５．０より大きいと、金属製プレート３３の板厚が薄くなるために剛性が低下し、又は、合成ゴム製プレート３１の板厚が厚くなると、重量が増加する。
【００４１】
上記した金属製プレート３３と合成ゴム製プレート３１とを一体化してなるダイヤフラム７を、その金属製プレート３３側を副流出口１７（ケーシング副体３ｂ）側となるようにして、ケーシング体３の作動空域２０に配設する。詳述すると、ケーシング主体３ａとケーシング副体３ｂとを取り付けて一体化する際に、ダイヤフラム７の外周支持縁部７ｂを、該ケーシング主体３ａとケーシング副体３ｂとの間に挟み込むことにより、当該ダイヤフラム７を、ケーシング体３に形成された作動空域２０内に配設する。これにより、ケーシング体３内に形成された作動空域２０に、主流出口１６側から密閉状に区画された可変閉鎖域２１を形成する。ここで、ダイヤフラム７は、その金属製プレート３３が副流出口１７側となり、合成ゴム製プレート３１の主プレート部３２が主流出口１６側となる。
【００４２】
また、金属製プレート３３と合成ゴム製プレート３１の主プレート部３２とには、ダイヤフラム７の細流孔７ｃを構成する同じ寸法形状の細孔３３ｂと細孔３２ｂとが、板厚方向に貫通するように、夫々に穿設されている。金属製プレート３３と合成ゴム製プレート３１とを一体化することにより、両細孔３２ｂ，３３ｂとが連通して細流孔７ｃを構成する。そして、ダイヤフラム７をケーシング体３に配設した状態で、上述したように、細流孔７ｃは、環状流路１２に対向する位置となるように、ダイヤフラム７の外周縁に形成されており、可変閉鎖域２１を、環状流路１２と接続管部４の接続管路１１とを介してガス充填管４２のガス流路９と常時連通している。
【００４３】
このようにケーシング体３に配設されたダイヤフラム７は、上述したように、ＤＭＥ燃料が充填される際に、環状流路１２から充填圧力を受けることにより、副流出口１７側へ移動する。そして、ダイヤフラム７を閉鎖位置方向へ付勢するバネ２２の付勢力によって、金属製プレート３３の突部３３ａが副流出口１７を閉鎖しない位置に位置決めされる。この位置決めされた位置が、開放位置である。すなわち、ＤＭＥ燃料の充填圧力とバネ２２の付勢力とにより、可変閉鎖域２１の最小容積が決まっている。
【００４４】
そして、ＤＭＥ燃料が充填されている際には、ＤＭＥ燃料が環状流域１２からダイヤフラム７の合成ゴム製プレート３１により楕円環状壁１３の内側へ流れて、主流出口１６から流出する。ここで、合成ゴム製プレート３１の中央には截頭円錐形の突出部３２ａが形成されていることから、環状流域１２から合成ゴム製プレート３１の表面に沿うように中心方向へ流れてくるＤＭＥ燃料を主流出口１６方向へ流れ易くしている。
【００４５】
また、ＤＭＥ燃料の充填中では、ダイヤフラム７の細流孔７ｃを介して可変閉鎖域２１に流入したＤＭＥ燃料により、ダイヤフラム７の金属製プレート３３がＤＭＥ燃料に曝される。さらに、ＤＭＥ燃料が最大充填量に達して、副流出口１７が閉鎖している状態でも、可変閉鎖域２１に貯留するＤＭＥ燃料に、ダイヤフラム７の金属製プレート３３が曝される。このようにダイヤフラム７の金属製プレート３３がＤＭＥ燃料に曝されても、金属製プレート３３がほとんど浸食されないため、ダイヤフラム７の開放位置と閉鎖位置とに位置変換する作動を安定して実行できる。
【００４６】
ここで、上述したように、金属製プレートを内部に埋設した合成ゴム製のダイヤフラムを備えた従来構成の過充填防止装置では、その可変閉鎖域にダイヤフラムを構成する合成ゴムが露出していることから、ＤＭＥ燃料に繰り返し及び継続して曝されることによって、合成ゴムが膨潤してしまう。特に、このダイヤフラムは、内部に金属製プレートを配している構造上、合成ゴムが膨潤し易い傾向にある。そして、合成ゴムが膨潤すると、可変閉鎖域の容積を低減してしまうこととなるため、可変閉鎖域に流入したＤＭＥ燃料が副流出口から流入し難くなる等の不具合を生じ、ダイヤフラムの作動不良が生じ得る。
【００４７】
このような従来構成に対して、本発明にかかる過充填防止装置２は、上述したように、金属製プレート３３が可変閉鎖域２１側に露出していることから、ＤＭＥ燃料による合成ゴムの膨潤を充分に抑制することができる。そのため、最大充填量で正確且つ安定してダイヤフラム７を作動でき、過充填防止装置２を介してＤＭＥ燃料の充填を安定して行うことができる。
【００４８】
尚、ダイヤフラム７の、主流出口１６側の表面は、ＤＭＥ燃料の充填時に、該ＤＭＥ燃料に曝されることとなっているが、充填時以外では、ダイヤフラム７が開放位置に在ること等によって、ＤＭＥ燃料とほとんど接触しない。そのため、合成ゴム製プレート３１の膨潤を比較的長期に亘って抑制することができる。特に、本実施例では、ＤＭＥ燃料に対する耐性を向上した水素化ニトリルゴムから形成していることから、前記膨潤を抑制する効果が一層高い。これにより、過充填防止装置は、長期に亘って正確かつ安定して作動することができ得る。
【００４９】
さらにまた、ダイヤフラム７は、金属製プレート３３が、上述したように、環状流域１２を部分的（又は全体的）に覆うように寸法形状が設定されていることから、環状流域１２からＤＭＥ燃料による充填圧力を受けて開放位置へ作動する場合、可変閉鎖域２１の内圧増加により閉鎖位置へ作動する場合のいずれにあっても、金属製プレート３３の有する剛性によって安定して位置変換することができる。
【００５０】
本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で適宜用いることができる。例えば、ダイヤフラム７を付勢するバネ２５を備えない構成とすることもできる。また、コイル状のバネ２２，２５に代えて、板バネなどを用いることも可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１  ＤＭＥ燃料タンク
２  過充填防止装置
３  ケーシング体
７  ダイヤフラム
７ｃ  細流孔（細流路）
９  ガス流路
１０  フロート
１１  接続管路
１６  主流出口
１７  副流出口
２１  可変閉鎖域
２４  弁体
２５  バネ（弁付勢手段）
３１  合成ゴム製プレート
３３  金属製プレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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