(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収容する密封容器の上部に配設され該密封容器の内側と外側の排出経路とを連通するバルブシート部と、このバルブシート部に当接する弁体部を上側に有するフロートと、を備えるバルブ手段により、
密封容器の内部の気体を通常は開弁している前記バルブ手段を通して排出経路へ通気させると共に、密封容器内の液体の液面の位置に応じてフロートが移動して前記バルブ手段を閉弁することで排出経路への液体の流出を防止可能とする液体遮断弁装置であって、
密封容器内部とフロートに備えられた室との圧力差に応じ、前記弁体とフロートとを軸方向に相対移動可能とする圧力応答手段と、
前記室の圧力を、バルブ手段の開弁時は密封容器の内側の圧力とし、バルブ手段の閉弁時には排出経路側の圧力とする前記弁体に設けられた連通孔と、
バルブ手段の閉弁後の前記フロートのバルブシート方向の移動を制限する規制手段と、
を備えることを特徴とする液体遮断弁装置。
【請求項２】
前記密封容器が傾斜・反転した際に、前記弁体部を閉弁方向に付勢する付勢手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の液体遮断弁装置。
【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、弁に接続している排出経路から燃料蒸気等の気体は排出するが、燃料等の液体は排出経路へ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を排出経路１０３へと排気させる。
【０００４】
排出経路１０３には排気された燃料蒸気Ｇ１０１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は例えば給油時や車両の揺れにより燃料Ｌ１０１の水位が上昇したり、車両が傾斜、転倒した場合に、燃料Ｌ１０１が排出経路１０３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通常時の状態、図６（ｂ）は燃料Ｌ１０１の水位が上昇し、液体遮断弁装置１０２が閉弁している状態の図で、液体遮断機能が働いている。
【０００７】
両図において、１１０はケース部材であり、その内部はフロート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、この図の状態では上方へと移動する。また１１３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の上部には突出した弁体１１１ａがあり、またフロート室１１０ａの上部にはこの弁体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に排出経路１０３が接続されている。
【０００９】
従って、図６（ａ）の状態はフロート１１１は燃料Ｌ１０１の浮力を受けずに下方に位置して弁体１１１ａとバルブシート部１１０ｂからなる弁部１０５を開弁して排出経路１０３により燃料蒸気Ｇ１０１を通気している状態であり、図６（ｂ）の状態はフロート室１１０ａに燃料Ｌ１０１が流入してフロート１１１が上方に移動し、弁部１０５を閉弁して排出経路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Ｌ１０１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出経路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】
【発明が解決しようとする課題】
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Ｌ１０１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側の排出経路１０３の圧力差が大きい（燃料タンク１０１内部の圧力の方が高い）場合には、その圧力差により弁部１０５に発生するフロート１１１に対する上方への付勢力がフロート１１１の自重を上回り、弁部１０５が開弁されず、排出経路１０３を閉鎖した状態のままとなる、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】
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、給油時や転倒時等における燃料の気体の排出経路への漏出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。
【００１６】
【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配設され該密封容器の内側と外側の排出経路とを連通するバルブシート部と、このバルブシート部に当接する弁体部を上側に有するフロートと、を備えるバルブ手段により、
密封容器の内部の気体を通常は開弁している前記バルブ手段を通して排出経路へ通気させると共に、密封容器内の液体の液面の位置に応じてフロートが移動して前記バルブ手段を閉弁することで排出経路への液体の流出を防止可能とする液体遮断弁装置であって、
密封容器内部とフロートに備えられた室との圧力差に応じ、前記弁体とフロートとを軸方向に相対移動可能とする圧力応答手段と、
前記室の圧力を、バルブ手段の開弁時は密封容器の内側の圧力とし、バルブ手段の閉弁時には排出経路側の圧力とする前記弁体に設けられた連通孔と、
バルブ手段の閉弁後の前記フロートのバルブシート方向の移動を制限する規制手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１７】
これによると、密封容器内部の液体の液面が上昇すると、フロートが浮動上昇してバルブ手段を閉弁し、液体が排出経路へと漏出することを防止する。バルブ手段の閉弁状態では、弁体に設けられた連通孔を通じて室の圧力は排出経路側の圧力と等しい状態となる。
【００１８】
そして密封容器内部の液体の液面が低下する時のバルブ手段の開弁時に、密封容器内部と排出経路側との圧力差によりバルブ手段が閉弁状態を維持しようとする時に、圧力応答手段が密封容器内部と室との圧力差によりバルブシートに当接し停止している弁体部を基準としてフロートをバルブシート方向へ移動させる。この移動に伴い、フロートは規制手段に当接してそれ以上の移動が制限されるので、次に規制手段に当接して停止しているフロートを基準として弁体部をバルブシートから離れる方向へ移動させ、バルブ手段を開弁させる。
【００１９】
また、前記密封容器が傾斜・反転した際に、前記弁体部を閉弁方向に付勢する付勢手段を備えたことも好適である。
【００２０】
この付勢手段により、傾斜・反転した状態において液体の圧力を受ける圧力応答手段により弁体部を開弁させようとする付勢力に抗し、弁体部を閉弁状態に保持することが可能となり、液体が排出経路へと漏出することを防止する。
【００２１】
【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。
【００２２】
本発明の実施の形態に関わる液体遮断弁装置１は、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の燃料タンク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に接続している排出経路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の液面水位が上昇したり、車両が傾斜、転倒した場合には燃料Ｌを排出経路１０３へ漏出させないように機能するものである。
【００２３】
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図であり、その断面構成説明図である。図２は弁体部８の中央部を拡大した図であり、これらの図により、液体遮断弁装置１の主要構成から説明する。
【００２４】
２は内部をフロート室２ａとしている筒状のハウジングであり、フランジ部２ｂがガスケットシール３を介して燃料タンク１０１の上部の壁面１０１ａに取り付けられている。
【００２５】
また、ハウジング２の上部はフロート室２ａの上部を形成する封止面２ｃで封止され、またハウジング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。封止面２ｃの中央部には、燃料タンク１０１の内側と燃料タンク１０１の外側の排出経路１０３に接続する接続口２ｄとを連通するように配置されるバルブシート２ｅが備えられている。
【００２６】
５はハウジング２のフロート室２ａに収容されるフロートであり、キャップ４の連通孔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の上部にはバルブシート２ｅのシート面２ｆに当接する弁体としての弁体部８が配置されている。
【００２７】
このバルブシート２ｅ及び弁体部８が燃料蒸気Ｇの排出や液面水位が上昇したり、車両が傾斜、転倒した場合に燃料Ｌの排出経路１０３への流出を防止するバルブ手段Ｖ１として機能する。
【００２８】
また６はフロート５の浮力を調整すると共にフロート５の姿勢が傾斜した状態や反転した状態でもフロート５が閉弁する方向に付勢するためのスプリングである。
【００２９】
７ａ，７ｂはバルブ手段Ｖ１が閉弁した後のフロート５のバルブシート２ｅ方区への移動を制限する規制手段として機能するもので、フロート室２ａの上部壁面に突出する係止部である。係止部７ａ，７ｂはフロート５の上端外周部５ａに係合してフロート５の移動を制限する。
【００３０】
弁体部８はゴム状弾性材で形成されており、円盤状の基底部８ａと基底部からニップル状に突出する当接部８ｂとから構成されている。そして基底部８ａの外周部から外側に薄い膜状の圧力応答手段として機能する受圧部８ｃが一体的に形成されている。この受圧部８ｃの外周部にはフロート５の上端面の外周側に設けられた環状溝５ｂに嵌合する外周リブ８ｄが形成されている。
【００３１】
従って、弁体部８は外周リブ８ｄをフロート５の上端面の環状溝５ｂに嵌合し、固定リング９によりフロート５の上端面に固定されている。
【００３２】
また、フロート５の上端面は、内側に向かってロート状に凹んだ凹面部５ｃを備え、弁体部８が取り付けられることで、室Ｒ１を形成している。１０は凹面部５ｃの中央側に設けられた環状溝に挿嵌され、基底部８ａを付勢するスプリングで、収縮した室Ｒ１を元の容積に戻したり、通常時の室Ｒ１の形状を維持する役目も担っている。
【００３３】
１１は、凹面部５ｃの中央部を円筒状に凹ませたボール室５ｄ内を自由に移動し、燃料タンク１０１が傾斜・反転した際に弁体部８に当接して閉弁方向に付勢する付勢手段としてのボール（鋼球等の燃料タンク１０１内に蓄積される燃料Ｌよりも大きな比重の材料により製作され、重りとして機能する）である。
【００３４】
尚、弁体部８には室Ｒ１の圧力を、バルブ手段Ｖ１の開弁時は燃料タンク１０１の内側の圧力とし、バルブ手段Ｖ１の閉弁時には排出経路１０３側の圧力とする連通孔８ｅが設けられている。そして、反転時等にボール１１が連通孔８ｅを塞がないようにスリット８ｆが設けられている。８ｇはスプリング１０の位置を定める凸条である。
【００３５】
次に、この液体遮断弁装置１の作用について説明する。液体遮断弁装置１はフロート室２ａ内部に燃料Ｌが流入していない通常時（この通常時とは、車両を安全に使用可能とする状態のことをいい、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。）には、燃料タンク１０１内部の燃料蒸気Ｇ１をフロート室２ａから開弁状態のバルブ手段Ｖ１により接続口２ｄを介して排出経路１０３へと排出する（図１参照）。
【００３６】
図３は、液体遮断弁装置１の各状態を説明する図であり、図３（ａ）は正立時における燃料Ｌの給油や車両の揺れにより燃料タンク１０１内部の燃料Ｌの液面ＬＳが上昇した状態を表わす図であり、図３（ｂ）は液面ＬＳが降下したが、フロート５が「貼り付き状態」となっている状態を表わす図、図３（ｃ）は「貼り付き状態」となっているフロート５を降下させるために、圧力応答手段として機能する受圧部８ｃが作動している状態である。
【００３７】
図３（ａ）の図において、フロート５は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部８がシート面２ｆに当接してバルブ手段Ｖ１を閉弁する。この状態では燃料Ｌが排出経路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する。この時、室Ｒ１の圧力は弁体部８に設けられた連通孔８ｅを通じて排出経路１０３側の圧力と等しい状態となっている。
【００３８】
この図３（ａ）の状態から、液面ＬＳが降下すると、フロート５の浮力が低下してバルブ手段Ｖ１を開弁させる。しかし、従来技術の項で説明したように、燃料タンク１０１内部と排出経路１０３との圧力の関係がフロート５の「貼り付き現象」が発生するような状態となった場合には、図３（ｂ）に示されるようにフロート５は上方に張り付いた状態となってしまう。
【００３９】
この図３（ｂ）の状態で、燃料タンク１０１内部の圧力が上昇すると、受圧部８ｃの外側には、室Ｒ１の圧力である排出経路１０３側の圧力（大気圧）よりも高圧となった燃料タンク１０１内部の圧力がかかり、内側にかかる室Ｒ１との圧力差により室Ｒ１の容積を縮小させるように作用する。
【００４０】
そして、シート面２ｆに当接し停止している弁体部８を基準としてフロート５をバルブシート２ｅの方向（矢印Ａ１の方向）へ移動させる。この移動に伴い、フロート５の上端外周部５ａは係止部７ａ，７ｂに当接してそれ以上の移動が制限される。
【００４１】
さらに図３（ｃ）示されるように、燃料タンク１０１内部の圧力が受圧部８ｃに、室Ｒ１の容積を縮小させるように作用すると（矢印Ａ２）、こんどは係止部７ａ，７ｂに当接してそれ以上の移動が制限されたフロート５を基準として弁体部８をバルブシートから離れる方向へ移動させ（矢印Ａ３方向）、バルブ手段Ｖ１を開弁させ、「貼り付き現象」を解消してフロート５を降下させる。尚、容積が縮小した室Ｒ１は、スプリング１０により弁体部８が図３（ａ）の状態に復帰することで元の形状に戻る。
【００４２】
図４は、燃料タンク１０１が反転した状態を示している。この状態では、燃料Ｌの液面ＬＳと受圧部８ｃの位置との間の水頭差により、受圧部８ｃに矢印Ａ４で示される燃料Ｌの圧力がかかり、弁体部８を開弁方向に付勢してバルブ手段Ｖ１を開弁しようとするが、ボール１１が円筒状に凹んだボール室５ｄ内を移動して弁体部８を自重により押圧して開弁することを防止している。
【００４３】
尚、ボール１１が移動した時に、図２に示されたスリット８ｆにより弁体部８の連通孔８ｅを塞いでしまうことが回避され、ボール１１の貼り付きを防止して正立状態に復帰した時に、室Ｒ１が排出経路１０３側の圧力となるようにしている。
【００４４】
上記の説明においては、圧力応答手段としてゴム状弾性材による弁体部８と一体成形された受圧部８ｃを実施の形態の一例として説明したが、この形態に限定されるものではなく、例えば金属材料による薄膜を利用したダイアフラムを受圧部８ｃの代わりに利用したり、あるいは圧力応答手段としてフロート上端面に開口するシリンダを形成し、このシリンダに往復移動自在に挿嵌されるピストン状の弁体部を利用することも可能である。
【００４５】
【発明の効果】
上記のように説明された本発明にあっては、フロートを利用した液体遮断弁装置において問題であった貼り付き現象を確実に防止することが可能となり、密封容器内部の圧力上昇を防止することが可能となる。また、弁の開口面積を大きくして気体排出量の大流量化を図ることもできる。
【００４６】
また、付勢手段となるボール状の重りを備えたものは、密封容器の姿勢が傾斜及び転倒している場合に、密封容器内部に存在する液体の圧力により開弁しようとするバルブ手段を閉弁方向に付勢し、安定した液体遮断性能を維持して液体の漏出を防止する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の形態の液体遮断弁装置の断面構成説明図。
【図２】図２は弁体部を拡大した図。
【図３】図３（ａ）は正立時に燃料Ｌの液面ＬＳが上昇した状態を表わす図、図３（ｂ）はフロートが「貼り付き状態」となっている状態を表わす図、図３（ｃ）は圧力応答手段として機能する受圧部が作動している状態を表わす図。
【図４】図４は液体遮断弁装置の反転時の状態を表わす図。
【図５】図５は従来の液体遮断弁装置の使用される状態を説明する図。
【図６】図６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  ハウジング
２ａ  フロート室
２ｂ  フランジ部
２ｃ  封止面
２ｄ  接続口
２ｅ  バルブシート
２ｆ  シート面
３  ガスケットシール
４  キャップ
４ａ  連通孔
５  フロート
５ａ  上端外周部
５ｂ  環状溝
５ｃ  凹面部
５ｄ  ボール室
６  スプリング
７ａ，７ｂ  係止部（規制手段）
８  弁体部
８ａ  基底部
８ｂ  当接部
８ｃ  受圧部（圧力応答手段）
８ｄ  外周リブ
８ｅ  連通孔
８ｆ  スリット
８ｇ  凸条
９  固定リング
１０  スプリング
１１  ボール（付勢手段）
１０１  燃料タンク（密封容器）
１０１ａ  壁面
Ｇ  燃料蒸気（気体）
Ｌ  燃料（液体）
ＬＳ  液面
Ｒ１  室
Ｖ１  バルブ手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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