(57)【要約】【課題】  弁体を付勢するバネを不要にして、弁体の作動点を安定化できるロールオーバーバルブを提供する。【解決手段】  バルブケース２には、上部に弁体１０が案内される作動室Ｓ１が、下部に浮子２０が揺動可能に収納されるフロート室Ｓ２がそれぞれ設けられている。弁体１０は、浮子２０よりも重く且つ燃料よりも比重が大きい材料で形成されている。バルブケース２が上向き姿勢では、燃料の液面が所定レベルを超えると弁体１０が浮子２０の浮力によって浮上し、また横向き姿勢では、燃料の液面が所定レベルを超えると、浮子２０が円錐面２ｄに案内されて、浮子２０の移動力によって、それぞれ弁体１０が通路３ａの入口開口部を閉じるように押圧される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクの外部に通じる通路が接続される弁座を有するバルブケースと、前記バルブケース内に設けられ、前記燃料タンク内の燃料よりも軽い浮子と、前記通路と前記浮子との間で前記通路を開閉する方向に案内され、前記浮子よりも重く且つ前記燃料よりも比重の大きい弁体とを備え、前記バルブケースが上向き姿勢から略横向き姿勢の範囲内で前記燃料の液面が所定レベルを超えたときに、前記弁体が前記浮子の浮力に基づいて前記通路を閉塞するように構成されていることを特徴とするロールオーバーバルブ。
【請求項２】
前記バルブケースは、前記弁体が案内される作動室と、前記浮子が揺動可能なフロート室とを有し、前記フロート室には、前記バルブケースが略横向き姿勢で前記燃料の液面が所定レベルを超えたときに、前記浮子が当接しながら移動して、前記浮子の移動力に基づいて前記弁体を、前記通路を閉塞する方向へ押圧する案内手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のロールオーバーバルブ。
【請求項３】
前記案内手段は、前記弁体に向けて拡径する円錐面であることを特徴とする請求項２に記載のロールオーバーバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンクからの燃料漏れを防止するためのロールオーバーバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等には、燃料タンク内の燃料から発生する蒸発燃料が大気中に放出されるのを防止するためのキャニスタと呼ばれる吸着装置が装着されている。この吸着装置は、燃料の液そのものが接するとその機能が損なわれるため、燃料タンク内には、キャニスタに通じる通路の一端にバルブが設けられている。さらに、このバルブには、車両が横転等したときに燃料が燃料タンクから漏れ出ないようにするための機能を備える必要もある。このようなバルブとしては、ロールオーバーバルブと称される特殊なバルブが使用されている。
【０００３】
このロールオーバーバルブとしては、例えば、特許文献１に記載のものが開示されている。図７を参照しながら説明すると、特許文献１に記載のロールオーバーバルブは、燃料よりも比重の大きい弁体１００がコイルバネ１０１により上向きに付勢された状態でバルブケース１０２内に収納されている。また、このロールオーバーバルブでは、図７（ａ）に示すように、バルブケース１０２が上向き姿勢で燃料Ｆが弁体１００に接していないときには、弁体１００の重力ｆ１がコイルバネ１０１の弾性復帰力ｆ２より大きくなって開弁状態に設定されるようになっている。また、図７（ｂ）に示すように、バルブケース１０２が上向き姿勢で燃料Ｆの液面が所定のレベルを超えたときには、弁体１００が受ける浮力ｆ３とコイルバネ１０１の弾性復帰力ｆ２とによって閉弁状態に設定され、また、図７（ｃ）に示すように、燃料タンクＴが横転等してバルブケース１０２が横向き姿勢で燃料Ｆの液面が所定レベルを超えたときには、コイルバネ１０１の弾性復帰力ｆ２によって閉弁状態に設定され、また、図７（ｄ）に示すように、燃料タンクＴが上下逆さまになってバルブケース１０２が倒立した状態で燃料Ｆの液面が所定レベルを超えたときには、弁体１００の重力ｆ１とコイルバネ１０１の弾性復帰力ｆ２とによって下降することで閉弁状態に設定されるようになっている。
【特許文献１】特許第２５１３５３７号明細書（段落００１４，００１５、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載のロールオーバーバルブは、成型などで製造される弁体については質量公差を小さく設定できるが、コイルバネの製造公差を小さく設定すると歩留まりが悪化するという問題がある。そこで、コイルバネの製造公差を大きく設定すると、弁体の作動点にばらつきが発生して、弁体の作動時期が早過ぎたり逆に弁体の作動時期に遅れが生じ、バルブとしての機能を損なうおそれがある。
【０００５】
また、弁体を作動させて閉弁させた後に開弁させるには、弁体の質量と、燃料に対する弁体の浸漬量と、コイルバネのバネ力の設定が必要になり、その結果、弁体が大型化する場合がある。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、弁体の作動点を安定化でき、しかも弁体が大型化するのを防止することができるロールオーバー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】
【０００７】
本発明は、燃料タンクの外部に通じる通路が接続される弁座を有するバルブケースと、前記バルブケース内に設けられ、前記燃料タンク内の燃料よりも軽い浮子と、前記通路と前記浮子との間で前記通路を開閉する方向に案内され、前記浮子よりも重く且つ前記燃料よりも比重の大きい弁体とを備え、前記バルブケースが上向き姿勢から略横向き姿勢の範囲内で前記燃料の液面が所定レベルを超えたときに、前記弁体が前記浮子の浮力に基づいて前記通路を閉塞するように構成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
前記本発明では、製造工程において公差が大きくなるバネを不要にできるので、弁体の作動点を安定化することができる。また、閉弁後に開弁させるために必要な設定が、弁体と浮子のみであるため、設定が容易になり、弁体の大型化を防止できる。なお、バルブケースが上向き姿勢とは、弁体と浮子とがそれぞれ鉛直線上に位置し且つ弁体が上側で浮子が下側に位置している状態をいい、バルブケースが略横向き姿勢とは、前記上向き姿勢から９０度前後の向きに傾いている状態をいう。
【０００９】
また、前記バルブケースは、前記弁体が案内される作動室と、前記浮子が揺動可能なフロート室とを有し、前記フロート室には、前記バルブケースが略横向き姿勢で前記燃料の液面が所定レベルを超えたときに、前記浮子が当接しながら移動して、前記浮子の移動力に基づいて前記弁体を、前記通路を閉塞する方向へ押圧する案内手段が設けられている構成にできる。
【００１０】
案内手段を設けることにより、バルブケースが略横向き姿勢となったときに、浮子の移動力で通路を閉じる方向へ弁体を押圧できるようになる。
【００１１】
例えば、前記案内面は、前記弁体に向けて拡径する円錐面である。
【００１２】
これにより、バルブケースがいずれの方向に略横向き姿勢に至ったときでも、弁体を同じように動作させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、バネを設ける必要がないので、弁体の作動点を安定化でき、しかも設定が容易になるので弁体の大型化を阻止できる。また、燃料タンクが横向きになったとしても、浮子の浮力のみで閉弁させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本実施形態のロールオーバーバルブを示す分解斜視図、図２は、本実施形態のロールオーバーバルブの開弁状態を示す断面図、図３は、本実施形態のロールオーバーバルブが上向き姿勢であるときの閉弁状態を示す断面図、図４は、本実施形態のロールオーバーバルブが横向き姿勢であるときの閉弁状態を示す断面図、図５は、本実施形態のロールオーバーバルブが下向き姿勢であるときの閉弁状態を示す断面図、図６は、ロールオーバーバルブを装着した燃料タンクの周辺の構成の一例を示す概略図である。
【００１５】
このロールオーバーバルブ１は、例えば、図６に示すように、自動車などの燃料タンクＴ内の上部に設置される。燃料タンクＴには、配管３が接続され、配管３の一端がロールオーバーバルブ１に接続され、配管３の他端がキャニスタＣに接続されている。また、燃料タンクＴには、燃料Ｆを燃料タンクＴに給油するための給油管１１と、ブリーザーパイプ１２とが設けられている。
【００１６】
図１に示すように、このロールオーバーバルブ１は、バルブケース２と弁体１０と浮子２０とを備えている。バルブケース２は、金属や合成樹脂などの材料で形成され、上部ケース２Ａと下部ケース２Ｂとを組み合わせて構成されている。上部ケース２Ａ側の内面に弁座２Ｖが形成されている。
【００１７】
上部ケース２Ａは、筒体２ａを有し、筒体２ａの下端周縁部に円形の鍔部２ｂが形成されている。また、筒体２ａは、その上部が徐々に内径が小さくなるように形成された状態で配管３と接続されて、筒体２ａの内部空間と配管３の通路３ａとが連通している。この筒体２ａの内部空間が本実施形態での作動室Ｓ１に相当している。また、筒体２ａの周面には、複数の貫通孔２ａ１が周方向に沿って等間隔で形成されている。なお、この貫通孔２ａ１の形状や個数は適宜変更可能である。
【００１８】
下部ケース２Ｂは、略すり鉢状に形成され、その内壁面において、上部に上下方向に沿って延びる円筒面２ｃと、下部に上方に向けて拡径する円錐面（案内手段）２ｄと、最下部に水平な底面２ｅとを有している。また、円錐面２ｄには、複数の貫通穴２ｄ１が周方向に沿って等ピッチで形成されている。また、底面２ｅには、その中心に貫通穴２ｅ１が形成されている。なお、上部ケース２Ａの鍔部２ｂと下部ケース２Ｂとで囲まれる部分が、本実施形態のフロート室Ｓ２に相当している。
【００１９】
上部ケース２Ａの鍔部２ｂの周縁部と下部ケース２Ｂの上縁部との対向部分が凹凸嵌合によって接合されている。なお、上部ケース２Ａと下部ケース２Ｂとの接合部分は、ガスケットなどのシール材を介して接合したり、または溶着によってシールしてもよい。
【００２０】
本実施形態では、バルブケース２内に弁体１０と浮子２０とが挿入された後に、上部ケース２Ａと下部ケース２Ｂとが接合される。このとき、弁体１０は、前記作動室Ｓ１内に位置するように、浮子２０は、前記フロート室Ｓ２内に位置するようにそれぞれ収められる。
【００２１】
弁体１０は、球形の部材で形成され、燃料Ｆよりも比重の大きい素材すなわち燃料Ｆに対して沈む素材で形成されている。さらに、弁体１０は、浮子２０が燃料Ｆから浮力を受けると、この浮力により浮子２０が弁体１０を載せたまま浮き上がることができるような質量を有している。また、弁体１０は、その直径が作動室Ｓ１の径よりも若干小さく形成されて、弁体１０が作動室Ｓ１内で上下方向に滑らかに案内できるように設定されている。なお、この弁体１０は、単一の素材で形成されるものに限らず、複数種類の素材が組み合わされて形成されたものでもよい。また、弁体１０は、球に限定されるものではなく、例えば円柱形状などでもよい。なお、弁体１０は、後記するように、上部ケース２Ａの内面に形成された弁座２Ｖに当接すると通路３ａの入口を塞ぐようになっている。
【００２２】
浮子２０は、略コマ型の部材で形成され、燃料Ｆよりも軽い素材で形成され、燃料Ｆに対して浮力を得て浮くようになっている。なお、浮子２０は、全体が同じ素材で形成されているものであってもよく、中空形状であってもよい。また、浮子２０は、外周面に、前記円筒面２ｃと平行な鉛直面２０ａと、前記円錐面２ｄと平行な傾斜面２０ｂと、底面側に、前記底面２ｅと平行な水平面２０ｃとがそれぞれ形成されている。また、浮子２０は、その上面の中心に押圧部２０ｄを有している。この押圧部２０ｄは、円柱形状で、前記作動室Ｓ１内で作動室Ｓ１の径方向に移動可能な径寸法で形成されている。
【００２３】
さらに、浮子２０の形状とフロート室Ｓ２の内部空間の形状について説明する。図１に示すように、浮子２０の鉛直面２０ａの高さ寸法をＨ１とし、バルブケース２の円筒面２ｃの高さ寸法をＨ２としたときに、Ｈ２＞Ｈ１となるように設定されている。また、浮子２０の傾斜面２０ｂの上端から下端までの長さ寸法をＬ１とし、バルブケース２の円錐面２ｄの上端から下端までの長さ寸法をＬ２としたときに、Ｌ２＞Ｌ１となるように設定されている。また、浮子２０の水平面２０ｃの径寸法をＲ１とし、バルブケース２の底面２ｅの径寸法をＲ２としたときに、Ｒ１＞Ｒ２となるように設定されている。また、浮子２０の上面２０ａ１の直径寸法をＲ３とし、バルブケース２の円筒面２ｃの内径寸法をＲ４としたときに、Ｒ４＞Ｒ３となるように設定されている。また、浮子２０の上下方向の全体の高さ寸法（押圧部２０ｄの上面から水平面２０ｃまでの距離）をＨ３とし、バルブケース２のフロート室Ｓ２の高さ寸法（鍔部２ｂの下面から底面２ｅまでの距離）をＨ４としたときに、Ｈ４＞Ｈ３となるように設定されている。このように、浮子２０がフロート室Ｓ２よりも十分に小さな形で形成されているので、浮子２０は、図２などに示すように、バルブケース２のフロート室Ｓ２内で上下方向および水平方向に揺動可能となっている。
【００２４】
次に、本実施形態のロールオーバーバルブ１の動作について説明する。
図２に示すように、バルブケース２が上向き姿勢において、燃料Ｆが浮子２０（バルブケース２）に触れていないときには、弁体１０と浮子２０がそれぞれ重力Ｆ１，Ｆ２を受けて下降して、浮子２０の傾斜面２０ｂがバルブケース２の円錐面２ｄに当接し、弁体１０が浮子２０の押圧部２０ｄの上面に当接した状態で、弁体１０が通路３ａの入口開口部から離れて開弁状態となる。このとき、燃料Ｆが気化して形成された蒸発燃料Ｆｖは、貫通孔２ａ１から通路３ａを通って、燃料タンクＴの外部へと排出される。そして、燃料タンクＴの外部に装着されたキャニスタＣ（図４参照）に蒸発燃料Ｆｖが吸着される。
【００２５】
車両が傾斜した路面に位置したり、加速や減速をしたり、旋回をしたりして燃料Ｆが揺動して、図３に示すように燃料Ｆの液面Ｌａが所定レベルを超えると、燃料Ｆが貫通穴２ｄ１，２ｅ１からバルブケース２内に侵入する。バルブケース２内に燃料Ｆが侵入すると、浮子２０が燃料Ｆから浮力Ｆ３を受ける。ただし、このとき生じる浮力Ｆ３は、弁体１０の重力Ｆ１と浮子２０の重力Ｆ２との合力よりも大きく設定されている必要がある。これにより、弁体１０が通路３ａを閉塞する方向に持ち上げられて、上部ケース２Ａ内面に形成された弁座２Ｖ（図２参照）に当接して通路３ａの入口を塞いで閉弁状態となる。よって、燃料Ｆが燃料タンクＴの外部に流出することがないので、キャニスタＣに燃料Ｆの液そのものが流れ込むのを防止できる。
【００２６】
なお、図３に示す状態では、たとえ浮子２０がバルブケース２のフロート室Ｓ２内を液面Ｌａに沿う方向に移動したとしても、浮子２０に形成された押圧部２０ｄの周面２０ｄ１が作動室Ｓ１の周面２ａ２に当接し、さらに浮子２０の鉛直面２０ａがフロート室Ｓ２の円筒面２ｃに当接し、さらに浮子２０の液面Ｌａに対する高さは変わらないので、弁体１０が通路３ａのシール部分から離れることはなく、閉弁状態を維持できるようになっている。
【００２７】
また、車両が横倒しとなって、図４に示すように、燃料タンクＴが横向き姿勢（図２および図３に示す上向き姿勢に対して９０度回転した状態）となって、燃料Ｆの液面Ｌｂが図示する所定のレベルを超えると、燃料Ｆが一部の貫通孔２ａ１、一部の貫通穴２ｄ１および貫通穴２ｅ１からバルブケース２内に侵入する。バルブケース２内に燃料Ｆが侵入すると、浮子２０が燃料Ｆから浮力Ｆ３を受ける。このときの浮力Ｆ３は、浮子２０の重力Ｆ２よりも大きいので、フロート室Ｓ２内において上方に向けて浮上する。そして、浮子２０に形成された傾斜面２０ｂがバルブケース２の円錐面２ｄに当接すると、浮力Ｆ３の分力Ｆ４，Ｆ５のうちの分力Ｆ４によって、図示左斜め上方に向けて中心側から外側に向けてスライドする。このとき、浮子２０が、前記方向にスライドすると同時に弁体１０に接近する方向に移動するので、弁体１０が押圧部２０ｄを力Ｆａで押圧して、弁体１０が通路３ａをシールして、閉弁状態に設定される。またこのとき、図４に示すように、押圧部２０ｄの周面２０ｄ１が作動室Ｓ１の周面２ａ２に当接し、さらに浮子２０の鉛直面２０ａがフロート室Ｓ２の円筒面２ｃに当接して、鉛直面２０ａと傾斜面２０ｂと押圧部２０ｄとでバルブケース２に支持されるので、安定して閉弁状態を維持することができる。よって、バルブケース２が横向き姿勢になったとしても、燃料タンクＴから燃料Ｆが漏れ出ることがない。
【００２８】
なお、前記した説明では、図２及び図３に示す上向き姿勢から９０度傾いた状態について説明したが、必ずしも９０度でないと作動しないというわけでなく、９０度よりも若干上向きに傾いた状態であっても、また９０度よりも若干下向きに傾いた状態であっても、前記と同様に閉弁させることができる。また、バルブケース２に形成される案内手段として円錐面２ｄが設定されているので、図２及び図３に示す上向き姿勢に対して、図３とは逆向きの紙面時計回り方向に約９０度傾いた状態、また紙面垂直方向奥側に約９０度傾いた状態、さらに紙面垂直方向手前側に約９０度傾いた状態などのいずれであっても、図４と同様にして浮子２０を円錐面２ｄに当接しながらスライドさせて、閉弁する方向に動作させることができる。
【００２９】
また、車両が上下逆さまになって、図５に示すように、燃料タンクＴが下向き姿勢（横行きからさらに反時計回りに９０度回転した状態）となって燃料Ｆの液面Ｌｃが図示する所定のレベルを超えると、燃料Ｆが貫通孔２ａ１、貫通穴２ｄ１，２ｅ１を介してバルブケース２内に侵入する。バルブケース２内に燃料Ｆが侵入すると、浮子２０が燃料Ｆから浮力Ｆ３を受ける。このときの浮力Ｆ３は、浮子２０の重力Ｆ２よりも大きいので、浮子２０が倒立したフロート室Ｓ２内において浮上して、浮子２０の傾斜面２０ｂがフロート室Ｓ２の円錐面２ｄに当接する。一方、弁体１０は、燃料Ｆよりも比重が大きく形成されているので浮子２０から離れて下降（沈降）して、弁体１０が上部ケース２Ａの内面に形成された弁座２Ｖ（図２参照）に当接して通路３ａの入口を塞ぐので閉弁状態に設定される。よって、燃料タンクＴが上下逆さまになってバルブケース２が下向き姿勢になった場合であっても、燃料Ｆが燃料タンクＴから流出することがない。
【００３０】
なお、図示していないが、例えば、前記上向き姿勢から４５度傾いた状態で燃料Ｆの液面が所定レベルを超えたときにも、バルブケース２が４５度傾いた状態で浮子２０の浮力によって弁体１０が押圧されるので、閉弁状態に設定可能である。また、横向き姿勢から下向きに例えば４５度傾いた状態でも、弁体１０の自重によって弁体１０が浮子２０から離れて下降して、閉弁状態となる。
【００３１】
なお、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、バルブケース２、弁体１０および浮子２０の形状は、本発明の主旨を逸脱いない範囲において種々変更することができる。また、弁体１０が当る通路３ａのシール部分（入口開口部）をゴムなどの弾性部材で形成して、シール性を高めるようにしてもよい。また、蒸発燃料Ｆｖが通る貫通孔２ａ１を作動室Ｓ１に設けずに、フロート室Ｓ２の円筒面２ｃなどを貫通する位置に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本実施形態のロールオーバーバルブを示す分解斜視図である。
【図２】本実施形態のロールオーバーバルブの開弁状態を示す断面図である。
【図３】本実施形態のロールオーバーバルブが上向き姿勢のときの閉弁状態を示す断面図である。
【図４】本実施形態のロールオーバーバルブが横向き姿勢のときの閉弁状態を示す断面図である。
【図５】本実施形態のロールオーバーバルブが下向き姿勢のときの閉弁状態を示す断面図である。
【図６】ロールオーバーバルブを装着した燃料タンクの周辺の構成の一例を示す概略図である。
【図７】従来のロールオーバーバルブの作動図であり、（ａ）は開弁状態、（ｂ）は上向き姿勢での閉弁状態、（ｃ）は横向き姿勢での閉弁状態、（ｄ）は下向き姿勢での閉弁状態である。
【符号の説明】
【００３３】
１      ロールオーバーバルブ
２      バルブケース
２Ａ    上部ケース
２Ｂ    下部ケース
２Ｖ    弁座
２ｃ    円筒面
２ｄ    円錐面（案内手段）
２ｅ    底面
３ａ    通路
１０    弁体
２０    浮子
２０ａ  鉛直面
２０ｂ  傾斜面
２０ｃ  水平面
２０ｄ  押圧部
Ｆ      燃料
Ｆｖ    蒸発燃料
Ｓ１    作動室
Ｓ２    フロート室
Ｔ      燃料タンク
【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】
2006046136.tif 000008
【図７】
2006046136.tif 000009