(57)【要約】【課題】 燃料遮断弁１０は、車両の急旋回時における燃料の急激な揺動があっても素早く閉じて、燃料タンクの外部へ燃料を流出させないこと。【解決手段】    燃料遮断弁１０は、ケーシング２０と、脚部４２で支持される第１フロート４０と、第２フロート５０と、スプリング５６とを備えている。第２フロート５０は、第１フロート４０の下方に昇降可能に配置されかつ浮力室５０Ｓを上方に開放する通気孔５２ａを備えている。燃料液面が第２フロート５０を液没させ、さらに第１フロート４０に達すると、第１フロート４０は、その浮力により上昇して接続通路３２ｂを閉じる。第２フロート５０は、車両の急旋回時などに伴う急激な揺動によって所定速度の液面上昇があったときに、浮力室５０Ｓの浮力により上昇して、第１フロート４０を押し上げることで弁部４１ａが接続通路３２ｂを閉じる。【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（ＦＴ）の上部に装着され、燃料タンク（ＦＴ）内の燃料液位に応じて燃料タンク（ＦＴ）と外部とを連通遮断する燃料遮断弁において、
上記燃料タンク（ＦＴ）内に連通する弁室（３０Ｓ）を形成するケーシング本体（３０）と、上記燃料タンク（ＦＴ）の外部と弁室（３０Ｓ）とを接続する接続通路（３２ｂ）とを有するケーシング（２０）と、
上記弁室（３０Ｓ）に昇降可能に配置され、該弁室（３０Ｓ）内の燃料により昇降することで上記接続通路（３２ｂ）を開閉する弁部（４１ａ）を有する第１フロート（４０）と、
上記第１フロート（４０）の下方に昇降可能に配置されかつ浮力室（５０Ｓ）を形成するフロート本体（５１）と、該フロート本体（５１）の上部に形成され該浮力室（５０Ｓ）を外部に通気する通気孔（５２ａ）とを有し、燃料より大きい比重で形成された第２フロート（５０）と、
を備え、
上記第１フロート（４０）は、液面上昇があったときに、その浮力により上昇して上記接続通路（３２ｂ）を閉じるように構成され、
上記第２フロート（５０）は、所定速度の液面上昇があったときに、上記浮力室（５０Ｓ）の気体が上記通気孔（５２ａ）を通じて抜けて該浮力室（５０Ｓ）の浮力を増大しないように構成され、
さらに、上記第２フロート（５０）は、上記所定速度よりも大きい液面上昇があったときに、上記浮力室（５０Ｓ）に溜まる気体による上記浮力室（５０Ｓ）の浮力により上昇して、上記第１フロート（４０）を押し上げることで、上記第１フロート（４０）が上記接続通路（３２ｂ）を閉じるように構成されたこと、
を特徴とする燃料遮断弁。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料遮断弁において、
上記第１フロート（４０）は、上記第２フロート（５０）の上面に載置されたスプリング（５６）により支持されている燃料遮断弁。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の燃料遮断弁において、
上記第１フロート（４０）は、上記弁部（４１ａ）を有する上板部（４１）と、該上板部（４１）の外周部から下方に突設されかつ上記第２フロート（５０）の外周部を囲むように配置された脚部（４２）とを備えた燃料遮断弁。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の燃料遮断弁において、
上記第１フロート（４０Ｂ）は、該第１フロート（４０Ｂ）から突設され、上記第２フロート（５０Ｂ）および上記ケーシング（２０）に支持されるガイド機構（６０）を有する燃料遮断弁。
【請求項５】
請求項１に記載の燃料遮断弁において、
上記ケーシング（２０Ｃ）は、上記第２フロート（５０Ｃ）の下端を支持する底板（３５Ｃ）を備え  上記第１フロート（４０Ｃ）は、上記底板（３５Ｃ）の上面に載置されたスプリング（５６Ｃ）により支持されている燃料遮断弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンクの上部に装着され、燃料タンク内の燃料液位に応じて燃料タンクと外部とを連通遮断する燃料遮断弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の燃料遮断弁として、特許文献１の技術が知られている。すなわち、従来の燃料遮断弁は、燃料タンクの外部に接続される接続通路を有するケーシングと、ケーシング内の弁室に配設された円筒状のフロート弁と、フロート弁を支持するスプリングとを備え、燃料液位が所定液位を越えたときにフロート弁で接続通路を閉じる。また、ケーシングの下部には、底板が上下方向に装着されている。底板は、上下動することで弁室に通じる連通孔を閉じるように設けられている。車両の急旋回時などに燃料液位が急激に上昇したときに、燃料が底板に当たって連通孔を閉じ、これにより燃料タンクからキャニスタへの燃料の流出を防止している。
【０００３】
しかし、従来の燃料遮断弁では、底板にスムーズに上下動させるように支持することが難しく、急旋回時における速やかな燃料遮断を行なうことができないという問題があった。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２５４９８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来の技術の問題点を解決するものであり、車両の急旋回時における燃料の急激な揺動があっても素早く閉じて、燃料タンクの燃料を外部へ流出させない燃料遮断弁を簡単な構成で提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するためになされた本発明は、
燃料タンクの上部に装着され、燃料タンク内の燃料液位に応じて燃料タンクと外部とを連通遮断する燃料遮断弁において、
上記燃料タンク内に連通する弁室を形成するケーシング本体と、上記燃料タンクの外部と弁室とを接続する接続通路とを有するケーシングと、
上記弁室に昇降可能に配置され、該弁室内の燃料により昇降することで上記接続通路を開閉する弁部を有する第１フロートと、
上記第１フロートの下方に昇降可能に配置されかつ浮力室を形成するフロート本体と、該フロート本体の上部に形成され該浮力室を外部に通気する通気孔とを有し、燃料より大きい比重で形成された第２フロートと、
を備え、
上記第１フロートは、液面上昇があったときに、その浮力により上昇して上記接続通路を閉じるように構成され、
上記第２フロートは、所定速度の液面上昇があったときに、上記浮力室の気体が上記通気孔を通じて抜けて該浮力室の浮力を増大しないように構成され、
さらに、上記第２フロートは、上記所定速度よりも大きな液面上昇があったときに、上記浮力室に溜まる気体による上記浮力室の浮力により上昇して、上記第１フロートを押し上げることで、上記第１フロートが上記接続通路を閉じるように構成されたこと、
を特徴とする。
【０００７】
本発明にかかる燃料遮断弁では、車両の傾倒時において燃料タンクの燃料液面が上昇したときに、燃料タンク内が弁室、接続通路を介して外部へ連通して燃料タンク内の燃料蒸気を外部へ逃がす。一方、燃料タンク内の燃料の液面上昇があり、第１フロートに浮力が生じると、第１フロートが浮上して接続通路を閉じることにより、燃料タンク内の燃料が外部へ流出するのを防止する。
【０００８】
このとき、第２フロートは、燃料より比重が大きく、傾倒時における燃料液面の上昇速度がゆっくりであるために、浮力室の気体が通気孔を通じて抜けて該浮力室の浮力を増大しない。したがって、第２フロートが液没する液位より高い液位で、第１フロートだけを昇降させることにより接続通路を開閉することができるから、閉弁液位を高い液位に設定することが好ましい偏平タンクを用いたシステムにも対応することができる。一方、車両の急旋回時などに、燃料液面の上昇速度が大きいと、第２フロートは、浮力室に溜まる気体による浮力室の浮力により上昇して、第１フロートを押し上げることで、第１フロートが接続通路を閉じる。したがって、車両の急旋回時などのように燃料液面が急激に上昇する場合において、燃料液位の上昇速度に追従でき、接続通路を速やかに閉じることができる。
【０００９】
本発明の好適な態様として、第１フロートは、第２フロートの上面に載置されたスプリングにより支持されている構成をとることができる。また、第１フロートの好適な態様として、弁部を有する上板部と、該上板部の外周部から下方に突設されかつ上記第２フロートの外周部を囲むように配置された脚部とを備える構成をとることができる。さらに、第１フロートは、上板部の下面から突設され、ケーシングに支持されるガイド機構を設ける構成をとることができる。
また、本発明の他の好適な態様として、ケーシングが上記第２フロートの下端を支持する底板を備え  上記第１フロートが上記底板の上面に載置されたスプリングにより支持される構成をとることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするために、以下本発明の好適な実施例について説明する。
【００１１】
（１）  燃料遮断弁１０の概略構成  
図１は本発明の第１実施例にかかる自動車の燃料タンクＦＴの上部に取り付けられる燃料遮断弁１０を示す断面図である。燃料遮断弁１０は、燃料タンクＦＴ内に装着される、いわゆるインタンク式である。図１において、燃料遮断弁１０は、車両の傾倒時や車両の急旋回時などに燃料タンクＦＴ内の燃料が上昇したときに、外部への燃料の流出を規制する弁である。燃料遮断弁１０は、ケーシング２０と、第１フロート４０と、第２フロート５０と、スプリング５６とを主要な構成として備えている。ケーシング２０の上部には、弁取付部２１が一体に形成されており、燃料タンクＦＴのタンク上壁ＦＴａの下面に溶接されたブラケットＢＫを介して燃料タンクＦＴ内に取り付けられている。
【００１２】
（２）  各部の構成
以下、燃料遮断弁１０の各部の構成および作用について説明する。図２は燃料遮断弁１０を分解して示す断面図である。
（２）−１  ケーシング２０
ケーシング２０は、ケーシング本体３０と、ケーシング本体３０の下部に装着された底板３５とを備えている。ケーシング本体３０は、天井壁部３２と、この天井壁部３２から下方へ円筒状に延設された側壁部３３とを備え、天井壁部３２と側壁部３３とに囲まれたカップ状の弁室３０Ｓを形成し、その下部を下開口３０ａとしている。天井壁部３２の中央部には、接続通路３２ｂが貫通しており、接続通路３２ｂの弁室３０Ｓ側がシート部３２ｃになっている。側壁部３３の下部には、係合爪３３ａが形成されている。係合爪３３ａは、底板３５を取り付けるためのものである。上記底板３５は、ケーシング本体３０の下開口３０ａを閉じる部材であり、その外周部に形成された係合穴３５ａにケーシング本体３０の係合爪３３ａを係合することにより、ケーシング本体３０の下開口３０ａを閉じるように装着される。ケーシング本体３０の上部には、中央から側方へ突出した管体部３７が形成されている。管体部３７内には、蓋側通路３７ａが形成されており、この蓋側通路３７ａの一端は、ケーシング本体３０の接続通路３２ｂを介して弁室３０Ｓに接続され、他端はキャニスタ側に接続されている。
【００１３】
（２）−２  第１フロート４０
図３は第１フロート４０および第２フロート５０などを示す斜視図である。第１フロート４０は、円板形状の上板部４１と、その上板部４１の外周から下方に突設された複数の脚部４２（図では８本）とを備えている。複数の脚部４２は、上板部４１の周方向に等間隔で配置されている。図２に示すように上板部４１の下面には、下方に向けて開放された凹所が形成されており、この凹所が浮力室４０Ｓになっている。第１フロート４０は、燃料の比重より大きい比重（０．７５〜１．５）であり、例えば、ポリアセタール、ポリアミドなどで形成されている。上板部４１の中央部には、ほぼ円錐状の弁部４１ａが突設されている。弁部４１ａは、シート部３２ｃに着離することにより接続通路３２ｂを開閉するように形成されている。
【００１４】
（２）−３  第２フロート５０
第２フロート５０は、第１フロート４０の下方にかつ内側に配置されている。第２フロート５０は、フロート本体５１を備えている。フロート本体５１は、上板部５２と、上板部５２の外周部から下方に形成された円筒形状の側壁部５３を備え、下方に開放したカップ形状になっており、その下方に向けて開放された浮力室５０Ｓを備えている。上板部５２の上面には、スプリング支持部５２ｂが形成され、このスプリング支持部５２ｂにスプリング５６の下端が支持されることで、第１フロート４０が上板部５２の上方に支持されている。また、上板部５２には、浮力室５０Ｓと弁室３０Ｓとを通気する通気孔５２ａが（孔面積：０．２ｍｍ２）が中央に１箇所、周辺部に４箇所形成されている。第２フロート５０は、燃料の比重より大きい比重（０．７５〜１．５）であり、例えば、ポリアセタール、ポリアミド、およびその発泡体から形成されている。ここで、第２フロート５０の比重は、０．７５〜１．１くらいの燃料の比重より少し重い程度の方が好ましい。このような比重に設定すると、急激な液面上昇速度のときにも、第２フロート５０が作動し、スプリング５６を撓ませて第１フロート４０が接続通路３２ｂを素早く閉じることができる。
【００１５】
（３）  燃料遮断弁１０の動作
（３）−１  車両の傾倒時における燃料遮断弁１０の動作
図４は車両の傾倒時における燃料遮断弁１０の動作を説明する説明図である。図１に示す燃料遮断弁１０の開弁状態から、車両が坂道などの傾斜路で傾倒したとき、緩やかな燃料の液面上昇が起きる。この液面が燃料遮断弁１０に到達し、さらに上昇すると、液体燃料は、連通孔３５ｂを通じて弁室３０Ｓ内に流入する。このとき、燃料液位の上昇速度が速くないので、燃料液面が上昇しても浮力室５０Ｓの空気は通気孔５２ａを通じて抜けて、浮力室５０Ｓとして機能することがなく、しかも、第２フロート５０の比重が燃料より大きいから、第２フロート５０は上昇しない。そして、図４に示すように燃料が所定液位ＦＬ１に到達すると、浮力室４０Ｓおよび脚部４２による浮力により第１フロート４０が上昇して弁部４１ａがシート部３２ｃに着座することで接続通路３２ｂを閉塞する。一方、燃料タンク内の燃料液面が低下すると、第１フロート４０は、その浮力を減少して下降して、接続通路３２ｂを開ける。
【００１６】
（３）−２  車両揺動時における燃料遮断弁１０の動作
図５は車両の急旋回時における燃料遮断弁１０の動作を説明する説明図である。燃料液面が満タン液位である所定液位ＦＬ２に近い位置にあり、車両の急旋回により燃料タンクＦＴが揺動した場合に、燃料タンクＦＴ内の液面が図５の２点鎖線で示すように揺れる。燃料は、底板３５の連通孔３５ｂを介して弁室３０Ｓ内に流入する。このときの燃料液位の上昇速度は大きく、しかも第２フロート５０の通気孔５２ａを通じて抜ける空気量が少ないので、浮力室５０Ｓ内に溜まった空気による浮力が大きくなる。そして、浮力が第２フロート５０の自重およびスプリング５６から受ける力を上回ると、スプリング５６を撓ませつつ第２フロート５０が浮上する。第２フロート５０は、その浮上によりスプリング５６を介して第１フロート４０を押し上げることにより、弁部４１ａがシート部３２ｃに着座して接続通路３２ｂを閉じる。よって、車両の急旋回時に燃料タンクＦＴから外部への燃料の流出を防止することができる。
【００１７】
（３）−３  車両転倒時における燃料遮断弁１０の動作
車両が転倒すると、燃料遮断弁１０は逆さまになって液没する。このとき、第１フロート４０および第２フロート５０は、燃料よりも比重が重いので沈むとともに、スプリング５６を介して、第２フロート５０は第１フロート４０を下方に押す。これにより、第１フロート４０の弁部４１ａがシート部３２ｃに着座して接続通路３２ｂを閉じる。よって、転倒時における燃料の流出を防止することができる。
【００１８】
（４）  燃料遮断弁１０の作用・効果
上記実施例の構成により、以下の作用・効果を奏する。
（４）−１  車両の傾倒時における燃料液位の上昇速度が小さいときには、第１フロート４０が速やかに上昇して接続通路３２ｂを閉じるので、燃料の外部への流出を防止することができる。また、第２フロート５０が液没する液位より高い液位で、第１フロート４０だけを昇降させることにより接続通路３２ｂを開閉することができるから、閉弁液位を高い液位に設定することが好ましい偏平タンクを用いたシステムにも対応することができる。
【００１９】
（４）−２  車両の急旋回時などのように燃料液面が急激に上昇したときには、第２フロート５０は、その下面への燃料の衝突による上昇力と、通気孔５２ａから通気できないことに伴う浮力により生じる上昇力とにより、スプリング５６を介して、第１フロート４０を押して弁部４１ａで接続通路３２ｂを速やかに閉じることができる。
【００２０】
（４）−３  第１フロート４０の脚部４２が底板３５上に載置されることにより第１フロート４０が支持され、しかも、その内側スペースに第２フロート５０が収納されている。したがって、第２フロートを第１フロートの上にスプリングを介して支持する構成と比べて、第１フロート４０が脚部４２を介して底板３５で直接支持されているから、第２フロート５０の高さに依存することなく、燃料遮断弁１０の高さを決めることができる。よって、燃料遮断弁１０自体の高さを低くでき、燃料タンクＦＴの偏平化に寄与することができる。
【００２１】
（４）−４  車両の急旋回時において、第２フロート５０の上昇力を、スプリング５６の付勢力に変えて第１フロート４０を閉弁方向に強く押し上げるので、激しい液面揺動があっても高いシール性を得ることができる。
【００２２】
（４）−５  第１フロート４０の脚部４２は、車両の傾倒時に燃料に液没して浮力に寄与し、その分だけ浮力室４０Ｓを小さくできるから、第１フロート４０の形状の小型化、引いては燃料遮断弁１０の小型化や燃料タンクＦＴの偏平化に貢献する。
【００２３】
なお、この発明は上記実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００２４】
図６は第２実施例にかかる燃料遮断弁１０Ｂを示す断面図である。第２実施例は、第１フロート４０Ｂおよび第２フロート５０Ｂを支持するガイド機構６０などの構成に特徴を有する。すなわち、ガイド機構６０は、第１フロート４０Ｂの中央の下面に突設されたガイド部６１と、第２フロート５０Ｂに形成されかつガイド部６１を摺動可能に支持する貫通孔６２ａを有するガイド筒部６２とを備えている。第２実施例によれば、第１実施例の効果に加えて、ガイド機構６０により、第１フロート４０Ｂおよび第２フロート５０Ｂの昇降する際の位置決めを確実に行なうことができる。また、急旋回時に第２フロート５０Ｂが上昇すると、ガイド筒部６２の上端６２ｂがガイド部６１の段部６１ａを押し上げる。したがって、第２フロート５０Ｂが第１フロート４０Ｂを直接押し上げるので、素早い閉弁特性を得ることができる。
【００２５】
図７は第３実施例にかかる燃料遮断弁１０Ｃを示す断面図である。第３実施例は、第１フロート４０Ｃを支持するスプリング５６Ｃなどの構成に特徴を有する。すなわち、第１フロート４０Ｃの中央の下面には、ガイド部７１が突設されており、このガイド部７１は、第２フロート５０Ｃの貫通孔５２Ｃａを貫通し、さらにケーシング２０Ｃを構成する底板３５Ｃの透孔３５Ｃａを貫通して底板３５Ｃに摺動可能に支持されている。また、底板３５Ｃの上面には、スプリング５６Ｃが載置されて、第２フロート５０Ｃの貫通孔５２Ｃａを貫通して、第１フロート４０Ｃの下部を支持している。急旋回時に第２フロート５０Ｃが上昇すると、第２フロート５０Ｃの上板部５２Ｃが第１フロート４０Ｃの上板部４１Ｃの下端を押し上げる。したがって、第３実施例によれば、第２実施例と同様に、急旋回時において、第２フロート５０Ｃが第１フロート４０Ｃを直接押し上げるので、素早い閉弁特性を得ることができる。
【００２６】
上記実施例では、第２フロートはスプリングで支持しない構成について説明したが、これに限らず、第２フロートもスプリングで支持することで、第２フロートのみかけ比重を下げる構成をとってもよい。
【００２７】
上記実施例では、燃料遮断弁を燃料タンク内に取り付けるインタンク式について説明したが、これに限らず、燃料遮断弁を燃料タンクのタンク上壁に装着しかつタンク上壁に設けた取付穴に燃料遮断弁の下部を挿入するタイプにも適用することができる。また、燃料タンクは、鉄製の燃料タンクにブラケットを介して取り付ける燃料遮断弁について説明したが、これに限らず、ポリエチレンを含む複合材料により形成した各種の燃料タンクに適用することができる。この構成によれば、ケーシングを燃料タンクに熱溶着することによりブラケットを用いることなく、燃料タンクに装着することができるから、部品点数を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施例にかかる自動車の燃料タンクの上部に取り付けられる燃料遮断弁を示す断面図である。
【図２】燃料遮断弁を分解して示す断面図である。
【図３】燃料遮断弁の主要部品を分解して示す斜視図である。
【図４】車両の傾倒時における燃料遮断弁の動作を説明する説明図である。
【図５】車両の急旋回時における燃料遮断弁の動作を説明する説明図である。
【図６】第２実施例にかかる燃料遮断弁を示す断面図である。
【図７】第３実施例にかかる燃料遮断弁を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０...燃料遮断弁
２０...ケーシング
２１...弁取付部
３０...ケーシング本体
３０Ｓ...弁室
３０ａ...下開口
３２...天井壁部
３２ｂ...接続通路
３２ｃ...シート部
３３...側壁部
３３ａ...係合爪
３５...底板
３５ａ...係合穴
３５ｂ...連通孔
３７...管体部
３７ａ...蓋側通路
４０...第１フロート
４０Ｓ...浮力室
４１...上板部
４１ａ...弁部
４２...脚部
５０...第２フロート
５０Ｓ...浮力室
５１...フロート本体
５２...上板部
５２ａ...通気孔
５２ｂ...スプリング支持部
５３...側壁部
５６...スプリング
１０Ｂ...燃料遮断弁
４０Ｂ...第１フロート
５０Ｂ...第２フロート
６０...ガイド機構
６１...ガイド部
６１ａ...段部
６２...ガイド筒部
６２ａ...貫通孔
６２ｂ...上端
１０Ｃ...燃料遮断弁
２０Ｃ...ケーシング
３５Ｃ...底板
３５Ｃａ...透孔
４０Ｃ...第１フロート
４１Ｃ...上板部
５０Ｃ...第２フロート
５２Ｃ...上板部
５２Ｃａ...貫通孔
５６Ｃ...スプリング
７１...ガイド部
ＢＫ...ブラケット
ＦＴ...燃料タンク
ＦＴａ...タンク上壁
【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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【図７】
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