JP2015055211A - バルブ及び燃料タンク構造 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンからの圧力が連通孔からフロートに作用しても、フロートの上下動を抑制できるバルブと、このバルブを有する燃料タンク構造を得る。【解決手段】燃料タンク１４のバルブハウジング４２内のフロート４４に、フロート４４とバルブハウジング４２との隙間を部分的に狭くする堰部材６６を設ける。【選択図】図２

Description

本発明は、バルブ及び燃料タンク構造に関する。

燃料タンクに燃料が給油されたときに、燃料タンクからエンジンへの連通路を、フロートが上昇して塞ぐ構造がある（たとえば特許文献１参照）。

特開平９−２６４２２０号公報

このように、燃料タンク内で上昇したフロートによって、エンジンとの連通孔を塞ぐ構造において、エンジンからの圧力変動が連通孔からフロートに作用すると、フロートが上下動し、異音を発生させるおそれがある。

本発明は上記事実を考慮し、エンジンからの圧力が連通孔からフロートに作用しても、フロートの上下動を抑制できるバルブと、このバルブを有する燃料タンク構造を得ることを課題とする。

本発明の第１の態様では、燃料タンク内に設けられエンジンと連通する連通孔を燃料に浮くことにより塞ぐフロートと、前記燃料タンク内で前記フロートを上下動可能に収容し前記燃料タンク内の燃料が流出入するハウジングと、前記フロートに設けられ前記フロートと前記ハウジングとの隙間を部分的に狭くする堰部材と、を有する。

このバルブでは、燃料タンク内の液位上昇によりフロートがハウジング内で浮く（上昇する）。そして、エンジンと連通する連通孔が、上昇したフロートにより塞がれることで、燃料タンクからの気体の流出が抑制される。

フロートには堰部材が設けられている。堰部材により、フロートとハウジングの隙間が、この堰部材がない構造と比較して、部分的に狭くなっている。したがって、エンジンからの圧力が連通孔からフロートに作用しても、堰部材により、フロートの上下動に抵抗が付与される。これにより、フロートの上下動を抑制できる。

本発明の第２の態様では、第１の態様において、前記ハウジングに形成され前記ハウジング内への燃料が流入する燃料が通る燃料流入口と、少なくとも前記フロートが前記連通孔を塞いだ状態で前記燃料流入口を通る燃料の移動抵抗を付与する抵抗部材と、を有する。

ハウジングには燃料流入口が形成されているので、燃料タンク内の燃料が、燃料流入口からハウジング内に流入する。ハウジング内に流入した燃料にフロートが浮いて上昇すると、連通孔を塞ぐ。

このバルブでは、抵抗部材を有している。抵抗部材は、少なくともフロートが連通孔を塞いだ状態で、燃料流入口を通る燃料に移動抵抗を付与している。したがって、フロートの上下動に伴って燃料流入口を燃料が通過しようとすると、この燃料通過に作用する抵抗が大きくなる。このため、フロートの上下動の抵抗も大きくなる。

本発明の第３の態様では、第２の態様において、前記抵抗部材が、前記燃料流入口に設けられたメッシュ部材を含む。

燃料流入口にメッシュ部材を設ける簡単な構造で、抵抗部材を構成し、燃料流入口を通過する燃料に抵抗を付与することができる。

本発明の第４の態様では、第２の態様において、前記抵抗部材が、前記フロートと共に上下動し上昇により前記燃料流入口の少なくとも一部を閉塞する蓋部材を含む。

フロートの上昇時には、蓋部材が燃料流入口の少なくとも一部を閉塞するので、燃料流入口を通過する燃料に抵抗を付与することができる。

また、フロートが上昇していない時には、蓋部材が燃料流入口を大きく開放し、燃料流入口を通過する燃料への抵抗を少なくする構造を実現できる。

本発明の第５の態様では、第４の態様において、前記蓋部材が前記フロートと一体成形されている。

蓋部材をフロートと一体化成形することで、別体として成形した構造と比較して、部品点数が少なくなる。

本発明の第６の態様では、燃料を収容する燃料タンクと、前記燃料タンク内で、前記燃料タンクとエンジンとを連通する連通配管に設けられる請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のバルブと、を有する。

この燃料タンク構造では、燃料タンク内に燃料を給油し、ハウジング内の液位がフロートの浮力点より高くなると、フロートが燃料に浮いて上昇する。燃料タンクとエンジンとは連通配管で連通されている。

そして、請求項１〜５のいずれか１項に記載のバルブを有しているので、エンジンからの圧力が連通孔からフロートに作用しても、フロートの上下動を抑制できる。

本発明は上記構成としたので、エンジンからの圧力が連通孔からフロートに作用しても、フロートの上下動を抑制できる。

本発明の第１実施形態の燃料タンク構造を示す概略構成図である。 本発明の第１実施形態のバルブを示す縦断面図である。 本発明の第１実施形態のバルブを示す図２の３−３線断面図である。 本発明の第１実施形態のバルブを示す縦断面図である。 本発明の第２実施形態のバルブを示す縦断面図である。 本発明の第２実施形態のバルブを部分的に拡大して示す斜視図である。 本発明の第２実施形態のバルブを示す縦断面図である。 本発明の第３実施形態のバルブを示す縦断面図である。 本発明のバルブの変形例を示す概略縦断面図である。 本発明のバルブの変形例を示す概略縦断面図である。

図１には、本発明の第１実施形態の燃料タンク構造１２が示されている。また、図２には、この燃料タンク構造１２を構成するＯＲＶＲ（Ｏｎｂｏａｒｄ Ｒｅｆｕｅｌｉｎｇ Ｖａｐｏｒ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ）バルブ２４及びその近傍が断面図にて示されている。ＯＲＶＲバルブ２４は、本発明に係る「バルブ」の一例である。

燃料タンク構造１２は、内部に燃料を収容可能な燃料タンク１４を有している、燃料タンクの上部には、インレットパイプ１６の下端部分が接続されている。インレットパイプ１６の上端の開口部分は給油口１６Ｈとされている。給油口１６Ｈに給油ガンを差し入れて、燃料タンク１４に給油することができる。インレットパイプ１６の給油口１６Ｈは、通常はフューエルキャップ２６によって開閉されおり、給油時には、フューエルキャップ２６が給油作業者等により外される。

燃料タンク１４の外部には、内部に活性炭等の吸着剤が収容されたキャニスタ１８が備えられている。燃料タンク１４の内部の気体層とキャニスタ１８とは連通配管２０で接続されている。連通配管２０の途中には封鎖弁４８が設けられている。封鎖弁４８は、本実施形態では電磁弁であり、制御装置によって開閉制御される。

封鎖弁４８の開弁状態では、燃料タンク１４内の気体が連通配管２０を通じてキャニスタ１８に移動可能であるが、封鎖弁４８の閉弁状態では、この気体の移動が不能となる。キャニスタ１８に移動した気体中の蒸発燃料は、キャニスタ１８の吸着剤で吸着され、それ以外の気体（大気成分）が、大気連通管２２から大気中に排出される。

キャニスタ１８とエンジン２８とは、パージ配管４０で接続されている。封鎖弁４８を閉弁した状態でエンジン２８の負圧をキャニスタ１８に作用させることで、大気連通管２２から大気を導入すると共に吸着剤に吸着された蒸発燃料を脱離（パージ）させることができる。脱離された蒸発燃料は、エンジン２８に送られて燃焼される。

連通配管２０の下端には、燃料タンク１４内の上部に位置するように、ＯＲＶＲバルブ２４が設けられている。ＯＲＶＲバルブ２４は、いわゆるフロートバルブであり、バルブハウジング４２内に、燃料ＦＥに浮遊するフロート４４を有している。

図２に詳細に示すように、ＯＲＶＲバルブ２４のバルブハウジング４２は、略円筒状で、底部が開放されたハウジング本体５０と、このハウジング本体５０の底部に装着されたハウジング底板５２とを有している。ハウジング本体５０の上部は、燃料タンク１４の天板１４Ｔよりも上部に位置しており、連通配管２０（図１参照）が接続される接続部となっている。

ハウジング本体５０には、内部を上下に仕切る隔壁５４が形成されている。隔壁５４には、ハウジング本体５０の内径を局所的に小さくした連通孔５６が形成されている。そして、隔壁５４とハウジング底板５２の間に、略円柱状又は略円筒状のフロート４４が収容されている。

フロート４４の上部には、環状の弁座５８が装着されている。フロート４４が隔壁５４に接近し（図２の例では上昇し）、弁座５８が連通孔５６の周囲で隔壁５４に接触（密着）することで、図４に示す閉弁状態となる。閉弁状態では、連通孔５６が閉塞され、燃料タンク１４の内部からキャニスタ１８への気体移動が阻止される。これに対し、弁座５８が隔壁５４から離間した状態が、図２に示す開弁状態である。開弁状態では、連通孔５６を気体が移動可能である。

バルブハウジング４２における隔壁５４よりも下方には、ハウジング本体５０の内周面に複数のリブ４６が形成されている。リブ４６のそれぞれは、上下方向に延在されている。図３にも示すように、複数のリブ４６は、周方向には所定の間隔をあけて配置されている。リブ４６の先端４６Ｔはフロート４４の外周面との間にわずかな隙間をあけて対向しており、フロート４４の上下動時における横ズレやガタ付きを抑制して、上下動を案内している。

フロート４４とハウジング底板５２との間には、バネ６０が配置されている。バネ６０は、フロート４４に閉弁方向（図２の例では上向き）のバネ力を作用させている。

図２に示すように、バルブハウジング４２内に燃料が存在していない状態では、閉弁方向（上向き）のバネ力がバネ６０からフロート４４に作用しているが、フロート４４の重力もほうが大きいたえ、フロート４４は開弁状態にある。また、バルブハウジング４２内に燃料が存在していても液位がフロート浮力液位ＦＬ（詳細は後述する）よりも低い状態では、バネ６０のバネ力と、燃料からの浮力の合力がフロート４４に作用する重力よりも小さい。このため、フロート４４は閉弁方向に移動せず、開弁状態である。

これに対し、バルブハウジング４２内の液位が、フロート浮力液位ＦＬ以上になると、バネ６０のバネ力と、燃料からの浮力の合力がフロート４４に作用する重力よりも大きくなり、フロート４４が閉弁状態となる。

なお、ＯＲＶＲバルブ２４が上下反転されたときは、フロート４４に作用する重力と、バネ６０からのバネ力が共に閉弁方向となり、フロート４４に作用する燃料からの浮力よりも大きくなる。このため、フロート４４は閉弁状態となり、燃料タンク１４からの燃料流出が抑制される。

ハウジング底板５２には、１又は複数の流出孔６２が形成されている。流出孔６２は、バルブハウジング４２内の燃料をバルブハウジング４２の外部（燃料タンク１４の内部）に流出させる。

ハウジング本体５０の周壁には、燃料流入口６４が形成されている。燃料流入口６４を通じて、燃料タンク１４内の燃料がバルブハウジング４２内に出入りする。

本実施形態では、燃料流入口６４の下端が、フロート浮力液位ＦＬよりも上方（ただし隔壁５４よりも下方で燃料タンク１４内に位置する高さ）する高さに形成されている。したがって、バルブハウジング４２内でフロート浮力液位ＦＬ以上の液位にある燃料が燃料流入口６４から流出しても、この流出によってバルブハウジング４２内の燃料ＦＥ液位がフロート浮力液位ＦＬより下になることは抑制されている。ただし、フロート浮力液位ＦＬよりも下方では、燃料は流出孔６２を通じて、バルブハウジング４２から流出する。

これに対し、流出孔６２については、本実施形態では、給油時に短時間でフロート４４が下降しないように、すなわち、バルブハウジング４２内に燃料が存在している時間が充分に確保されるように、流出孔６２の開口断面積が小さくされている。そして、たとえば燃料タンク１４内の液位が、流出孔６２よりも低い位置にある状態では、徐々にバルブハウジング４２内の燃料が流出孔６２から燃料タンク１４内に流出する。

図２〜図４に詳細に示すように、フロート４４からは、径方向外側に向けて堰部材６６が延出されている。堰部材６６は、フロート４４とバルブハウジング４２との隙間Ｇ１を部分的に狭くしている。換言すれば、フロート４４を上下動の方向に沿って見たときに、堰部材６６が無い構造と比較して、フロート４４の断面積が部分的に大きくなっている。そして、堰部材６６の周囲に燃料が存在している状態で、フロート４４が上下動しようとした場合に、フロート４４だけでなく、堰部材６６も燃料に当たる。フロート４４が上下動しようとしたときの、燃料が通過する領域が狭いため、この通過領域での燃料移動に抵抗が作用している。すなわち、堰部材６６が無い構造と比較して、本実施形態ではフロート４４の上下動の抵抗が大きい。

堰部材６６は、フロート４４と別体で形成し、フロート４４に取り付ける構造でもよいが、本実施形態では、堰部材６６をフロート４４と一体成形し、部品点数の増加を抑制している。

また、本実施形態では、堰部材６６をフロート４４の周方向で連続する形状としているが、フロート４４の周方向で不連続な形状であってもよい。

ハウジング本体５０には、燃料流入口６４を覆うようにメッシュ部材６８が取り付けられている。本実施形態では、メッシュ部材６８は、織布あるいは不織布等の布状部材で構成されており、燃料流入口６４の全体を、ハウジング本体５０の外側から覆っている。燃料流入口６４を燃料が移動するとき、メッシュ部材６８の細孔を燃料が通過することになるため、メッシュ部材６８が無い構造と比較して、燃料移動の抵抗が大きくなる。メッシュ部材６８は抵抗部材の一例である。

次に、本実施形態の燃料タンク構造１２の作用を説明する。

燃料タンク１４に燃料が給油される前の状態では、ＯＲＶＲバルブ２４のバルブハウジング４２内に燃料が存在しておらず、フロート４４は、図２に示すように開弁状態である。燃料タンク１４内の気体が連通配管２０からキャニスタ１８に移動するので、引き続き燃料タンク１４に燃料を給油できる。

燃料タンク１４内に燃料を給油し、バルブハウジング４２内に流入した燃料の液位がフロート浮力液位ＦＬ以上になると、フロート４４は、図４に示すように閉弁状態となる。連通孔５６が閉塞され、燃料タンク１４内の気体が連通配管２０からキャニスタ１８に移動しなくなるので、給油された燃料はインレットパイプ１６内を上昇し、給油ガンに達する。そして、給油ガンのオートストップ機構が作動し、燃料タンク１４への給油が停止される。

燃料を燃料タンク１４に給油していない状態で、封鎖弁４８が開弁されると、エンジン２８の圧力が、パージ配管４０を通じてキャニスタ１８に作用する。たとえば、エンジン２８からの負圧をキャニスタ１８に作用させ、キャニスタ１８をパージすることができる。

エンジン２８からキャニスタ１８に作用した圧力（負圧及び正圧）の一部は、連通配管２０を通じてＯＲＶＲバルブ２４に作用する。特に、この圧力の変動は、フロート４４に対し、上下動（振動）を生じさせる力として作用することがある。

本実施形態のＯＲＶＲバルブ２４では、フロート４４に堰部材６６が形成されており、フロート４４とバルブハウジング４２との隙間Ｇ１が部分的に狭くなっている。フロート４４が上下動をするとき、フロート４４の上下動に対して作用する抵抗が、堰部材６６がない構成と比較して大きい。これにより、フロート４４の上下動、特に、エンジン２８からの圧力の脈動が生じる（負圧及び正圧が繰り返し作用する）場合のフロート４４の振動を抑制できる。

しかも、第１実施形態のＯＲＶＲバルブ２４では、燃料流入口６４にメッシュ部材６８が取り付けられており、燃料流入口６４を燃料が移動するときに、メッシュ部材６８がない構成と比較して、大きな移動抵抗が作用する。燃料流入口６４を通じたバルブハウジング４２内の燃料の出入りが抑制されるので、バルブハウジング４２内の燃料を、フロート４４の上下動の抵抗として効果的に用いることができる。すなわち、バルブハウジング４２内の燃料を、フロート４４の上下動のダンパとして作用させている。このため、フロート４４の上下動を、さらに効果的に抑制できる。

そして、フロート４４の上下動を抑制することで、たとえば、フロート４４が閉塞位置付近にある場合でも、フロート４４の上下動に起因する異音の発生も抑制できる。

また本実施形態では、燃料流入口６４がフロート浮力液位ＦＬよりも上方に位置しており、加えて、流出孔６２は、バルブハウジング４２内に燃料が存在している時間が充分に確保されるように、流出孔６２の開口断面積が小さくされている。したがって、燃料流入口６４がフロート浮力液位ＦＬよりも下方に位置している構成や、流出孔６２が大きい構成と比較して、バルブハウジング４２内におけるフロート浮力液位ＦＬより下方に燃料が流出することを抑制できる。

また、バルブハウジング４２内で、フロート４４を燃料に浮いた状態を維持するために必要な燃料が存在している状態を維持しやすく、フロート４４の上下動を抑制する効果が大きい。

次に、第２実施形態について説明する。図５には、第２実施形態のＯＲＶＲバルブ７４が示されている。第２実施形態において、第１実施形態と同一の構成要素、部材等については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。また、第２実施形態において、燃料タンク構造の全体的構成は第１実施形態と同様であるので、図示を省略する。

第２実施形態のＯＲＶＲバルブ７４では、抵抗部材の一例として、第１実施形態のメッシュ部材６８に代えて、蓋部材７６を有している。

図６にも詳細に示すように、蓋部材７６は、フロート４４から径方向外側に延出された横延出部７８と、この横延出部７８の先端から上向きに延出された上延出部８０、さらに、上延出部８０の先端（上端）に設けられた略円盤状の蓋本体部８２を備えている。

ハウジング本体５０には、横延出部７８が貫通する貫通孔８４が形成されている。貫通孔８４は、ハウジング本体５０の周方向では、横延出部７８との間隙が小さく設定されており、フロート４４の周方向への回転を制限する回り止めとして作用している。

これに対し、貫通孔８４の高さは、横延出部７８の高さより高くされており、フロート４４の上下動に伴う蓋部材７６の上下動が許容されている。そして、フロート４４が開放状態にあるとき、図５に示すように、蓋本体部８２は燃料流入口６４の一部を開放する。これに対し、フロート４４が閉塞状態にあるときは、図７に示すように、蓋本体部８２が燃料流入口６４を外側から覆うように、蓋部材７６及び貫通孔８４の形状や位置が設定されている。

このような構成とされた第２実施形態のＯＲＶＲバルブ７４においても、エンジン２８の圧力の一部がＯＲＶＲバルブ２４に作用した場合に、堰部材６６によって、フロート４４の上下動の抵抗が大きくなり、フロート４４の上下動を抑制できる。

第２実施形態のＯＲＶＲバルブ７４では、フロート４４が閉塞状態にあるとき、蓋部材７６が燃料流入口６４を覆っているので、燃料流入口６４を覆わない構成と比較して、大きな移動抵抗が作用する。燃料流入口６４を通じたバルブハウジング４２内の燃料の出入りが抑制されるので、バルブハウジング４２内の燃料を、フロート４４の上下動の抵抗として効果的に用いることができ、フロート４４の上下動を抑制できる。なお、第２実施形態において、フロート４４が開放状態にあるときは、燃料流入口６４の一部は蓋部材７６で覆われていないので、バルブハウジング４２内への燃料の出入りに対する影響は小さい。

しかも、第１実施形態のＯＲＶＲバルブ２４と同様に、燃料流入口６４がフロート浮力液位ＦＬよりも上方に位置すると共に、流出孔６２の開口断面積が小さくされている。このため、バルブハウジング４２内に燃料が存在している状態を維持しやすく、フロート４４の上下動を抑制する効果が大きい。

次に、第３実施形態について説明する。図８には、第３実施形態のＯＲＶＲバルブ９４が示されている。第３実施形態において、第１実施形態と同一の構成要素、部材等については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。また、第３実施形態において、燃料タンク構造の全体的構成は第１実施形態と同様であるので、図示を省略する。

第３実施形態のＯＲＶＲバルブ９４では、抵抗部材の一例として、第１実施形態のメッシュ部材６８や、第２実施形態の蓋部材７６に代えて、蓋部材９６を有している。

蓋部材９６は、フロート４４の外周面を、部分的に径方向外側へ突出させた凸部として形成されている。蓋部材９６の形状及び位置は、フロート４４が開放状態にあるとき、図８に実線で示すように、燃料流入口６４の一部を開放するが、フロート４４が閉塞状態にあるときは、図８に二点鎖線で示すように、燃料流入口６４を内側から覆うように設定されている。

このような構成とされた第３実施形態のＯＲＶＲバルブ９４においても、エンジン２８の圧力の一部がＯＲＶＲバルブ２４に作用した場合に、堰部材６６によって、フロート４４の上下動の抵抗が大きくなり、フロート４４の上下動を抑制できる。

第３実施形態のＯＲＶＲバルブ９４では、フロート４４が閉塞状態にあるとき、蓋部材９６が燃料流入口６４を覆っているので、燃料流入口６４を覆わない構成と比較して、大きな移動抵抗が作用する。燃料流入口６４を通じたバルブハウジング４２内の燃料の出入りが抑制されるので、バルブハウジング４２内の燃料を、フロート４４の上下動の抵抗として効果的に用い、フロート４４の上下動を抑制できる。なお、第３実施形態においても、フロート４４が開放状態にあるときは、燃料流入口６４の一部は蓋部材９６で覆われていないので、バルブハウジング４２内への燃料の出入りに対する影響は小さい。

しかも、第１実施形態のＯＲＶＲバルブ２４と同様に、燃料流入口６４がフロート浮力液位ＦＬよりも上方に位置すると共に、流出孔６２の開口断面積が小さくされている。このため、バルブハウジング４２内に燃料が存在している状態を維持しやすく、フロート４４の上下動を抑制する効果が大きい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の堰部材としては、上記の構造に限定されない。要するに、フロート４４とバルブハウジング４２の隙間を部分的に狭くすることで、フロート４４の上下動の方向での面積を大きくし、上下動により大きな抵抗を生じさせればよい。たとえば、図９に示すように、フロート４４における高さ方向の中間部分（下端ではない部分）から径方向外側に延出された堰部材１０２でもよい。さらに、図１０に示すように、フロート４４の底部から下方に突出部材１０４を突出させ、この突出部材から、径方向外側に延出された構造の堰部材１０６でもよい。突出部材１０４としては、たとえば円筒状に形成すると、突出部材１０４の内部にバネ６０（図２参照）を収容できる。

１２ 燃料タンク構造
１４ 燃料タンク
１８ キャニスタ
２４ ＯＲＶＲバルブ
２８ エンジン
４０ パージ配管
４２ バルブハウジング
４４ フロート
５６ 連通孔
６４ 燃料流入口
６６ 堰部材
６８ メッシュ部材
７４ ＯＲＶＲバルブ
７６ 蓋部材
９４ ＯＲＶＲバルブ
９６ 蓋部材
１０２ 堰部材
１０６ 堰部材

Claims (6)

1. 燃料タンク内に設けられエンジンと連通する連通孔を燃料に浮くことにより塞ぐフロートと、
   前記燃料タンク内で前記フロートを上下動可能に収容し前記燃料タンク内の燃料が流出入するハウジングと、
   前記フロートに設けられ前記フロートと前記ハウジングとの隙間を部分的に狭くする堰部材と、
   を有するバルブ。
2. 前記ハウジングに形成され前記ハウジング内への燃料が流入する燃料が通る燃料流入口と、
   少なくとも前記フロートが前記連通孔を塞いだ状態で前記燃料流入口を通る燃料の移動抵抗を付与する抵抗部材と、
   を有する請求項１に記載のバルブ。
3. 前記抵抗部材が、前記燃料流入口に設けられたメッシュ部材を含む請求項２に記載のバルブ。
4. 前記抵抗部材が、前記フロートと共に上下動し上昇により前記燃料流入口の少なくとも一部を閉塞する蓋部材を含む請求項２に記載のバルブ。
5. 前記蓋部材が前記フロートと一体成形されている請求項４に記載のバルブ。
6. 燃料を収容する燃料タンクと、
   前記燃料タンク内で、前記燃料タンクとエンジンとを連通する連通配管に設けられる請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のバルブと、
   を有する燃料タンク構造。

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