弁装置
【課題】使用流体によって生ずる寸法変化に伴うメイン弁の摺動性の低下を抑制して、流体の流入出を制御する機能を適正に発揮し得る弁装置を提供する。
【解決手段】作動弁１３により第三流路８を流体が流入出可能な状態と流入出不能な状態とに変換することによって、メイン弁３に作用する力のバランスを変化させ、該メイン弁３を弁座部材９に当接または弁座部材９から離間するようにシリンダ２内で摺動させ、第一流路６と第二流路７との間で流体の流入出を制御する弁装置１であって、メイン弁３の摺動面１６ａが金属材料により形成されているから使用流体に曝されることによって生ずる膨潤や収縮等に伴う寸法変化を抑制し、メイン弁３の摺動性の低下を抑制できる。また、メイン弁３は、弁座部材９と当接する部位が樹脂材料またはゴム材料により形成されているから、弁座部材９と当接する部位のシール性を向上できる。
【解決手段】作動弁１３により第三流路８を流体が流入出可能な状態と流入出不能な状態とに変換することによって、メイン弁３に作用する力のバランスを変化させ、該メイン弁３を弁座部材９に当接または弁座部材９から離間するようにシリンダ２内で摺動させ、第一流路６と第二流路７との間で流体の流入出を制御する弁装置１であって、メイン弁３の摺動面１６ａが金属材料により形成されているから使用流体に曝されることによって生ずる膨潤や収縮等に伴う寸法変化を抑制し、メイン弁３の摺動性の低下を抑制できる。また、メイン弁３は、弁座部材９と当接する部位が樹脂材料またはゴム材料により形成されているから、弁座部材９と当接する部位のシール性を向上できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メイン弁の摺動によって流体の流入出を制御する弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、液化石油ガス（以下、ＬＰＧという）やジメチルエーテル（以下、ＤＭＥという）等の液化ガス燃料を貯留する燃料タンクには、過充填防止装置や燃料供給装置等が配設されている。
【０００３】
上記の過充填防止装置や燃料供給装置に適用される弁装置としては、例えば、特許文献１のように、電磁弁を作動制御することによって、メイン弁にその摺動方向両側から作用する力のバランスを変化させてメイン弁を摺動し、これに伴って燃料タンク内の燃料を該燃料タンク外へ供給可能な状態と供給不能な状態とに変換可能とするものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２０１０／１４６９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した過充填防止装置や燃料供給装置等の弁装置は、メイン弁の摺動によって所望の働きをするものであることから、作動弁や電磁弁の作動に伴ってメイン弁がスムーズに摺動することが必要である。そのため、メイン弁には、作動弁や電磁弁の作動に対して反応性が良くスムーズに摺動できるように、軽量な樹脂製のものが適用されている。しかし、メイン弁は流体に曝されることから、樹脂製のメイン弁の場合には、使用される流体によって膨潤や収縮等の寸法変化を生じ易く、これに伴ってメイン弁の摺動性の低下が懸念される。例えば、樹脂製のメイン弁を配した過充填防止装置や燃料供給装置を備える燃料タンクに上記したＤＭＥ燃料を貯留する場合には、該ＤＭＥ燃料に曝されたメイン弁が膨潤して寸法変化を生じ、前記した摺動性の低下が生じ易い。これに伴って、流体の流入出を制御する弁装置としての機能が低下してしまう。
【０００６】
本発明は、使用する流体によって生ずる寸法変化に伴うメイン弁の摺動性の低下を抑制して、流体の流入出を制御する機能を適正に発揮し得る弁装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の弁装置は、内部空域を有する筒状のシリンダと、前記シリンダの内部空域に摺動可能に配されて該内部空域を第一空域と第二空域とに隔てるプレート状のメイン弁であって、該第一空域と第二空域とを連通するオリフィス孔を備えたメイン弁と、前記メイン弁の摺動方向に沿って前記第一空域から第二空域へ向かって該メイン弁を付勢する付勢手段と、前記オリフィス孔の第二空域側の開口部を臨むように第二空域に接続されて該第二空域と連通する第一流路と、前記第二空域に接続されて該第二空域と連通する第二流路と、前記第二空域側へ摺動する前記メイン弁が当接することによりこの当接位置よりも第二空域側へメイン弁が摺動しないように設けられた弁座部材であって、前記メイン弁が該弁座部材に当接した状態で前記第一流路と第二流路との間で流体を流入出不能とし、該メイン弁が弁座部材と離間した状態で第一流路と第二流路との間で流体を流入出可能とするように設けられた弁座部材と、前記第一空域に接続されて該第一空域と連通する第三流路と、前記第三流路を、流体を流入出可能な状態と流入出不能な状態とに変換する作動弁とを備えた弁装置であって、前記メイン弁は、前記シリンダの内側壁面と対向する摺動面が金属材料により形成されていると共に前記弁座部材と当接する部位が樹脂材料またはゴム材料により形成されていることを特徴とする。
【０００８】
かかる構成の弁装置では、第一空域および第二空域の流体圧や付勢手段による付勢力といったメイン弁に作用する力のバランスが変化することによって、メイン弁がシリンダ内で摺動し、第一流路と第二流路との間で流体の流入出を制御する。すなわち、作動弁により第三流路を流体が流入出可能な状態に変換すると、第一空域内に生ずる流体の圧力は第三流路を介してシリンダの外部へ開放される。この状態で、第一流路の内圧と第二流路の内圧とによりメイン弁に作用する力が付勢手段の付勢力よりも大きくなると、メイン弁が第一空域側へ摺動し、第二空域を介して第一流路と第二流路との間で流体が流入出可能となる。一方、作動弁により第三流路を流体が流入出不能な状態に変換すると、メイン弁のオリフィス孔を介して第一空域の内圧と第二空域の第一流路側の内圧とが略等しくなる。この状態で、第二空域の第二流路側の内圧よりも第一流路側の内圧が高い場合には、必ずメイン弁には第一空域側から第二空域側へ作用する力が大きくなることから、メイン弁が第一空域側に摺動しないで弁座部材に当接し、高圧の第一流路から低圧の第二流路への流体の流出が不能となる。また、作動弁により第三流路を流体が流入出不能な状態で、第二空域の第一流路側の内圧よりも第二流路側の内圧が高い場合には、第一流路の内圧と第二流路の内圧とによりメイン弁に作用する力が付勢手段の付勢力よりも大きくなれば、メイン弁が第一空域側へ摺動し、高圧の第二流路から低圧の第一流路への流体の流出が可能となる。
【０００９】
そして、この弁装置において、メイン弁は、使用流体によって膨潤や収縮等を生じ難い金属材料により摺動面が形成されていることから、膨潤や収縮等を生じ易い樹脂材料やゴム材料により摺動面が形成されているものに比して、該摺動面に生ずる膨潤や収縮等に伴う寸法変化を抑制できる。これにより、メイン弁の摺動性の低下を抑制して、上記した流体の流入出を制御する機能を適正に発揮できる。また、メイン弁は、弁座部材に当接する部位が樹脂材料またはゴム材料により構成されていることから、該当接部位が金属材料により構成されているものに比して、メイン弁と弁座部材とが当接する部位のシール性を向上できる。さらに、本発明のメイン弁は、金属材料のみから構成されているものに比して軽量化されることから、作動弁の作動によって第一空域に生ずる圧力変化に対する反応性が良く、よりスムーズに摺動することができる。したがって、流体の流入出を制御する弁装置としての機能を一層適正に発揮することができる。
【００１０】
上述した本発明の弁装置において、メイン弁は、第一空域に臨んで開口する断面コ字形状に形成されている構成が提案される。
【００１１】
かかる構成の弁装置は、メイン弁の外形寸法を大きくすることなく第一空域の容積を大きくできるから、作動弁の作動によって生ずる第一空域内の圧力変化の速度を遅くすることができる。ここで、作動弁により第三流路を流体が流入出可能な状態から第三流路を流体が流入出不能な状態に変換したときに、メイン弁が急激に第二空域側に摺動して弁座部材に当接すると、第一流路から第二流路へ流れる流体の流速が速い程この流体の慣性によって第一流路内の圧力が急上昇するウォーターハンマー現象が生ずる。しかしながら、本構成の弁装置によれば、第一空域内の圧力上昇の速度を遅くすることができるため、メイン弁の急激な摺動を抑制してウォーターハンマー現象の程度を抑制することができる。
【００１２】
上述した本発明の弁装置において、燃料タンクに配設される弁装置であって、第一流路は燃料タンク外に連通するように設けられ、第二流路および第三流路は燃料タンク内に連通するように設けられ、作動弁は燃料タンク内に貯留する燃料が所定量未満の場合に第三流路を流体が流入出可能な状態に変換し、燃料タンク内に貯留する燃料が所定量を超えた場合に第三流路を流体が流入出不能な状態に変換するものである構成が提案される。
【００１３】
かかる構成の弁装置は、燃料タンク内の燃料が所定量未満であれば第一流路から第二流路を介して燃料タンク内へ燃料を充填することができ、燃料が所定量となると、第一流路から第二流路へ燃料が流れずに燃料の充填を強制的に停止できる。すなわち、本構成の弁装置を、燃料タンクへ充填する燃料の過充填を防止するための過充填防止装置として適用することができる。
【００１４】
上述した本発明の弁装置において、燃料タンクに配設される弁装置であって、第一流路は燃料タンク内に連通するように設けられ、第二流路はエンジンの燃料ポンプに連通するように設けられ、第三流路は第二流路と連通するように設けられ、作動弁は電磁弁として構成されているものである構成が提案される。
【００１５】
かかる構成の弁装置は、電磁弁である作動弁を作動制御することにより、エンジンの燃料ポンプへ供給される燃料の供給と供給停止とに切り換えることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の弁装置は、上述したように、作動弁により第三流路を流体が流入出可能な状態と流入出不能な状態とに変換することによって、メイン弁に第一空域側から作用する力と第二空域側から作用する力のバランスを変化させ、該メイン弁を弁座部材に当接または弁座部材から離間するようにシリンダ内で摺動させ、第一流路と第二流路との間で流体の流入出を制御する弁装置であって、メイン弁は、その摺動面が金属材料により形成されているから使用流体に曝されることによって摺動面に生ずる膨潤や収縮等に伴う寸法変化を抑制し、メイン弁の摺動性の低下を抑制できる。また、メイン弁は、弁座部材と当接する部位が樹脂材料またはゴム材料により形成されているから、該当接部材が金属材料により構成されているものに比して、メイン弁と弁座部材とが当接する部位のシール性を向上できる。そして、こうした作用により、前記した流体の流入出を制御する機能をより適正に発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１の弁装置１を示す説明図である。
【図２】メイン弁３に作用する力の様子を示す説明図である。
【図３】作動弁１３を開弁して第一流路６から第二流路７へ流体が流れている状態を示す説明図である。
【図４】第一流路６から第二流路７へ流体が流れている状態で作動弁１３を閉弁したときの状態を示す説明図である。
【図５】作動弁１３を閉弁して第一流路６から第二流路７へ流体が流出不能になった状態を示す説明図である。
【図６】実施例２の過充填防止装置２１を示す断面図である。
【図７】実施例３の弁装置５１における、電磁弁６３を開弁して第一流路６から第二流路７へ流体が流れている状態を示す説明図である。
【図８】実施例３の弁装置５１における、電磁弁６３を閉弁して第一流路６から第二流路７へ流体が流出不能になった状態を示す説明図である。
【図９】実施例４の燃料供給装置７１の、（Ａ）縦断面図と（Ｂ）横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１８】
実施例１の弁装置１は、図１のように、円筒状のシリンダ２の内部空域にプレート状のメイン弁３が摺動可能に配され、該メイン弁３によって前記内部空域が第一空域４と第二空域５とに隔てられている。また、シリンダ２には、第二空域５に連通する管状の第一流路６と、第二空域５に連通する管状の第二流路７と、第一空域４に連通する管状の第三流路８とが夫々接続されている。また、シリンダ２の第二空域５側には、該第二空域５側へ摺動するメイン弁３が当接する弁座部材９が設けられている。この弁座部材９にメイン弁３が当接することにより、この当接位置よりも該メイン弁３が第二空域５側へ摺動できないと共に第一流路６と第二流路７とを遮蔽してこれら流路間で流体の流入出を制限できる。さらにまた、弁装置１には、第三流路８を流体が流入出可能な開放状態と流入出不能な閉鎖状態とに変換作動する作動弁１３が配設されている。
【００１９】
上記のメイン弁３は、円筒状の胴部１６と該胴部１６の片側端部に設けられた円板状の底部１７とから構成された断面コ字形状を成し、胴部１６が金属材料により形成され且つ底部１７が樹脂材料により形成されている。すなわち、メイン弁３は、シリンダ２の内側壁面２ａに対向する摺動面１６ａが金属材料により形成され、弁座部材９に当接する部位が樹脂材料により形成される。そして、断面コ字形状のメイン弁３は、第一空域４側に臨んで開口するように、シリンダ２の内部空域に配される。また、メイン弁３は、第一空域４内に配設された弾性バネ１０により、弁座部材９側へ付勢されている。さらに、メイン弁３には、第一空域４と第二空域５とを連通するオリフィス孔１１が形成されている。このオリフィス孔１１は、メイン弁３と弁座部材９とが当接した状態で、第一空域４と第一流路６側とを連通するように形成されている。
【００２０】
このような本実施例１の弁装置１は、第一空域４および第二空域５（第一流路６と第二流路７）の流体圧や弾性バネ１０による付勢力といったメイン弁３に作用する力のバランスが変化することによってメイン弁３がシリンダ２内で摺動し、第一流路６と第二流路７との間で流体の流入出を制御する。図２にメイン弁３に作用する力の様子を示す。図２中で、実線の矢印は流体の流れを表し、白抜きの矢印はメイン弁３に作用する力を表している。図２のように、メイン弁３には、第一流路６の流体圧による上向きの力、第二流路７の流体圧による上向きの力、第一空域４の流体圧による下向きの力、弾性バネ１０による下向きの力が作用する。
【００２１】
次に、弁装置１が、第一流路６側から第二流路７側へ流れる流体の流入出を制御する動作について説明する。
図３に、作動弁１３を開弁して第一流路６から第二流路７へ流体が流れている状態を示す。この状態では、第一空域４が第三流路８を介して開放されていることから、第一空域４の流体圧と弾性バネ１０とによってメイン弁３に作用する下向きの力に比して、第一流路６の流体圧と第二流路７の流体圧とによってメイン弁３に作用する上向きの力が大きくなっている。これにより、メイン弁３が第一空域５側へ摺動し、流体が第一流路６から第二空域５を介して第二流路７へ流れる。
【００２２】
続いて、このように第一流路６から第二流路７へ流体が流れている状態で作動弁１３を閉弁したときの状態を図４に示す。この状態では、作動弁１３が閉弁したことにより、メイン弁３のオリフィス孔１１を介して第一空域４に流入した流体によって第一空域４の流体圧が上昇して、該第一空域４の流体圧と第一流路６の流体圧とが略等しくなる。また、流体の下流側である第二流路７の流体圧は第一流路６の流体圧に比して低いことから、第一空域４の流体圧によってメイン弁３に作用する下向きの力が、第一流路６と第二流路７との流体圧によってメイン弁３に作用する上向きの力に比して大きくなる。これにより、メイン弁３は、下向きに作用する力が大きくなって下向きに摺動する。
【００２３】
こうしてメイン弁３が下向きに摺動すると、メイン弁３は弁座部材９に当接し、第一流路６から第二流路７へ流体が流出不能となる。このように、作動弁１３を閉弁して第一流路６から第二流路７へ流体が流出不能になった状態を図５に示す。この状態では、第一流路６の流体圧が変化しても第一空域４の流体圧と第一流路６の流体圧とは略等しくなる。したがって、第二流路７の流体圧が第一流路６の流体圧に比して低くなっている限り、第一流路６と第二流路７との流体圧によってメイン弁３に作用する上向きの力に比して、第一空域４の流体圧と弾性バネ１０の付勢力とによってメイン弁３に作用する下向きの力が常に大きくなる。これにより、メイン弁３が弁座部材９に当接した状態が継続するため、第一流路６から第二流路７へ流体が流出不能となる。
【００２４】
このように、本実施例１の弁装置１によれば、作動弁１３を開閉してメイン弁に作用する力のバランスを変化させてメイン弁３を摺動させることによって、第一流路６から第二流路７へ流れる流体の流入出を適正に制御することができる。
【００２５】
ここで、作動弁１３を閉弁したときに、メイン弁３が急激に第二空域５側に摺動して弁座部材９に当接すると、第一流路６から第二流路７へ流れる流体の流速が速くなる程この流体の慣性によって第一流路６内の圧力が急上昇するウォーターハンマー現象が生ずる。しかしながら、本実施例１の弁装置１によれば、断面コ字形状のメイン弁３によって第一空域４の容積が大きくなっていることから、該第一空隙４内の圧力変化の速度を遅くすることができ、メイン弁３に作用する下向きの力が比較的ゆっくりと大きくなる。これにより、メイン弁３の急激な摺動を抑制してウォーターハンマー現象の程度を抑制することができる。
【００２６】
このような弁装置１では、メイン弁３が流体に曝されるが、摺動面１６ａを構成する胴部１６が金属材料により形成されていることから、流体による膨潤や収縮等の寸法変化を抑制できる。これにより、メイン弁３の摺動性の低下を抑制できる。また、メイン弁３は、弁座部材９に当接する底部１７が樹脂材料により構成されていることから、該底部１７が金属材料により構成されているものに比して、弁座部材９と底部１７とのシール性を向上できる。以上のことから、本実施例１の弁装置１は、上述した流体の流入出を制御する機能をより適正に発揮できる。
【００２７】
さらに、メイン弁３は、金属材料のみにより形成されているものに比して軽量化できる。加えて、メイン弁３は断面コ字形状に形成されていることによっても軽量化されている。こうしたメイン弁３の軽量化によって、メイン弁３は、作動弁１３の作動によって第一空域４に生ずる圧力変化に対する反応性が良く、よりスムーズに摺動することができる。したがって、本実施例１の弁装置１は、上述した流体の流入出を制御する機能がより適正に発揮できる。
【実施例２】
【００２８】
実施例２は、上述した実施例１の弁装置１を適用した過充填防止装置２１である。過充填防止装置２１は、液化ガス燃料により駆動するエンジンを動力としたトラックなどの車両に配設される燃料タンクの内部に設けられ、液化ガス燃料の充填口として弁の開閉を行うバルブ装置に接続される。そして、過充填防止装置２１は、バルブ装置から充填される液化ガス燃料が燃料タンク内に所定量以上充填されることを防止するためのものである。ここで、液化ガス燃料には、例えばＬＰＧ（液化石油ガス）燃料やＤＭＥ（ジメチルエーテル）燃料が用いられる。
【００２９】
過充填防止装置２１は、図６のように、筒状のシリンダ２２の内部空域に断面コ字形状のメイン弁２３を摺動可能に配し、該メイン弁２３により内部空域が第一空域２４と第二空域２５に隔てられている。第二空域２５には、上記したバルブ装置から供給される液化ガス燃料が流入する第一流路２６を構成する管４１が接続されている。さらに、第二空域２５には、シリンダ２２の内部空域に突出するように筒状壁部４２が設けられており、該筒状壁部４２の一端が第二空域２５に開口し且つ他端が燃料タンク内に開口する。そして、この筒状壁部４２の内側により第二流路２７が構成されると共に、筒状壁部４２の第二空域２５側の端部により、第二空域２５側に摺動したメイン弁２３と当接する弁座部材２９が構成されている。また、メイン弁２３は、第一流路２６を臨む部位に開口するオリフィス孔３１を複数備えている。そして、メイン弁２３は、第一空域２４内に配設された弾性バネ３０により第二空域２５側へ付勢されている。また、過充填防止装置２１には、前記第一空域２４と燃料タンク内とを連通する第三流路２８が設けられており、さらに、第三流路２８を開放状態と閉鎖状態とに変換する作動弁３３が配設されている。この作動弁３３は、弾性バネ４４により第三流路２８を閉鎖する方向に付勢されている。そして、この作動弁３３は、燃料タンク内に貯留する液化ガス燃料の液面に従って浮動するフロート４５に連動して、前記開放状態と閉鎖状態とに変換作動する。すなわち、燃料タンク内の液化ガス燃料が所定量未満であれば、図６（Ａ）のように、フロート４５の浮動に基づいて作動弁３３に作用する力によって、作動弁３３が弾性バネ４４の付勢力に抗して開弁する。一方、燃料タンク内の液化ガス燃料が所定量となると、図６（Ｂ）のように、フロート４５の浮動に基づいて作動弁３３に作用する力が解除されて、作動弁３３が弾性バネ４４の付勢力に従って閉弁する。このように、作動弁３３は、フロート４５の浮動により機械的に開閉作動する。
【００３０】
過充填防止装置２１は、上述した実施例１の弁装置１と同様に、液化ガス燃料を第一流路２６から第二流路２７へ流入出を制御する動作を行う。すなわち、燃料タンク内の液化ガス燃料が所定量未満であれば、図６（Ａ）のように、作動弁３３が開弁していることから、メイン弁２３に作用する力のバランスによって該メイン弁２３と弁座部材２９とが離間して、上記バルブ装置から流入した液化ガス燃料が第一流路２６から第二流路２７を介して燃料タンク内に流出する。一方、充填により燃料タンク内の液化ガス燃料が所定量となると、図６（Ｂ）のように、作動弁３３が閉弁することから、メイン弁２３が第二空域２５側に摺動して弁座部材２９と当接するため、第一流路２６から第二流路２７へ液化ガス燃料が流れず、燃料タンク内への液化ガス燃料の充填を強制的に停止する。このように、本実施例２の過充填防止装置２１によれば、フロート４５の浮動による作動弁３３の開閉作動によって液化ガス燃料の燃料タンク内への充填を適正に制御できると共に、液化ガス燃料の過充填を防ぐことができる。
【００３１】
また、本実施例２の過充填防止装置２１は、断面コ字形状のメイン弁２３によって第一空域２４の容積が大きくなっている。これにより、上述した実施例１の弁装置１と同様に、第一空隙２４内の圧力変化の速度を遅くすることができるので、メイン弁２３の急激な摺動を抑制してウォーターハンマー現象の程度を抑制することができる。
【００３２】
また、本実施例２の過充填防止装置２１は、上述した実施例１の弁装置１と同様に、メイン弁２３の外周面である摺動面を構成する胴部３６が金属材料から形成され且つ底部３７が樹脂材料から形成されている。そのため、メイン弁２３が液化ガス燃料に曝されることによって生ずる膨潤や収縮等の寸法変化を抑制できると共に、メイン弁２３と弁座部材２９とのシール性を向上できる。これにより、本実施例２の過充填防止装置２１によれば、上記した液化ガス燃料の流入出を制御する機能をより適正に発揮できる。
【実施例３】
【００３３】
実施例３の弁装置５１は、実施例１の弁装置１に対してメイン弁３、第三流路８、作動弁１３以外は実施例１と同様の構成であり、同じ構成要素には同じ符号を記してその説明を省略する。実施例３の弁装置５１は、図７のように、シリンダ２の第一空域４と第二流路７とを連通するように第三流路５８が設けられていると共に、シリンダ２の内部空域に円柱状のメイン弁５３が摺動可能に配されている。そして、この弁装置５１には、第三流路５８を流体が流入出可能な開放状態と流入出不能な閉鎖状態とに変換する作動弁としての電磁弁６３が配設されている。また、メイン弁５３は、円筒状の胴部６６と該胴部６６に内嵌された円柱状の中実部６７とから構成されており、胴部６６が金属材料により形成され且つ中実部６７が樹脂材料により形成されている。尚、メイン弁５３の中実部６７には、実施例１と同様に、第一流路６を臨む部位に開口して第一空域４と第二空域５とを連通するオリフィス孔６１が形成されている。また、電磁弁６３は、ソレノイドを作動制御することにより開閉されるものであり、従来から用いられているものを適用できるため、その詳細は省略する。
【００３４】
この弁装置５１は、上述した実施例１の弁装置１と同様に、流体を第一流路６から第二流路７へ流入出を制御する動作を行う。すなわち、電磁弁６３を作動制御して開弁した状態では、図７のように、メイン弁５３に作用する力のバランスによって該メイン弁５３と弁座部材９とが離間して、流体が第一流路６から第二流路７へ流れる。一方、電磁弁６３を作動制御して閉弁した状態では、図８のように、メイン弁５３が第二空域５側に摺動して弁座部材９と当接するため、第一流路６から第二流路７へ流体が流出不能となる。このように、本実施例３の弁装置５１によれば、電磁弁７３の作動制御によって第一流路６から第二流路７へ流れる流体の流入出を適正に制御できる。
【００３５】
また、メイン弁５３は、胴部６６が金属材料であることから、上述した実施例１と同様に、該胴部６６の摺動面６６ａが流体に曝されることによって生ずる膨潤や収縮等の寸法変化を抑制できるため、メイン弁５３の摺動性の低下を抑制できる。さらに、中実部６７が樹脂材料であることから、弁座部材９と当接した状態でシール性を向上できる。さらにまた、メイン弁５３は、金属材料のみにより形成されているものに比して軽量化できることから、電磁弁６３の作動によって第一空域４に生ずる圧力変化に対する反応性が良く、よりスムーズに摺動することができる。以上のことから、本実施例３の弁装置５１によれば、流体の流入出を制御する機能がより適正に発揮できる。
【実施例４】
【００３６】
実施例４は、上述した実施例３の弁装置５１と同様の弁装置としての構成を備えた燃料供給装置７１である。燃料供給装置７１は、実施例２の過充填防止装置２１と同様に、トラックなどの車両に配設される燃料タンクに設けられ、エンジンへ燃料を供給するための燃料ポンプに接続される。そして、燃料供給装置７１は、燃料ポンプへ供給する液化ガス燃料を制御するためのものである。
【００３７】
燃料供給装置７１には、図９のように、装置本体７０に、シリンダ７２、第一流路７６、第二流路７７、第三流路７８が形成されている。そして、第一流路７６が燃料タンク内に連通し、第二流路７７が燃料ポンプに接続されている。シリンダ７２の内部空域には、メイン弁７３が摺動可能に配されており、該メイン弁７３により第一空域７４と第二空域７５とを隔てている。第二空域７５には第一流路７６と第二流路７７とが連通しており、第二流路７７が接続する開口縁に弁座部材７９が第二空域７５内へ突出するように形成されている。また、第一空域７４内には弾性バネ８０が配設されており、該弾性バネ８０によってメイン弁７３が第二空域７５側へ付勢されている。このメイン弁７３には、第一空域７４と第二空域７５とを連通するオリフィス孔８１が、第二空域７５側で第一流路７６に臨むように形成されている。そして、メイン弁７３は、実施例３と同様に、金属材料により形成された円筒状の胴部８６と樹脂材料により形成された中実部８７とから構成されている。また、第三流路７８は、第一空域７４と第二流路７７とを連通するように形成されている。そして、燃料供給装置７１は、第三流路７８を開放状態と閉鎖状態とに変換する電磁弁８３を備えると共に、該電磁弁８３を作動制御するための制御装置８９を備えている。
【００３８】
この燃料供給装置７１は、上述した実施例３と同様に、制御装置８９によって電磁弁８３を開閉作動制御することにより、液化ガス燃料を第一流路７６から第二流路７７への流入出を制御する動作を行う。すなわち、電磁弁８３を開弁した状態では、メイン弁７３に作用する力のバランスによって該メイン弁７３と弁座部材７９とが離間して、上記燃料ポンプの駆動によって燃料タンク内の液化ガス燃料が第一流路７６から第二流路７７へ流れる。一方、電磁弁８３を閉弁した状態では、燃料ポンプの駆動により第二流路７７の内圧が第一流路７６の内圧よりも低くなることから、メイン弁７３が第二空域７５側へ摺動して弁座部材７９と当接する。これにより、第一流路７６から第二流路７７への液化ガス燃料が流出不能となる。
【００３９】
本実施例４の燃料供給装置７１は、上述した実施例３と同様に、メイン弁７３の摺動面を構成する胴部８６が金属材料により形成され且つ弁座部材７９に当接する中実部８７が樹脂材料により形成されている。これにより、液化ガス燃料に曝されることによってメイン弁７３の摺動面に生ずる膨潤や収縮等の寸法変化を抑制でき、メイン弁７３の摺動性の低下を抑制できると共に、弁座部材７９と当接した状態でシール性を向上できる。また、メイン弁７３は、金属材料のみにより形成されているものに比して軽量化できることから、電磁弁８３の作動によって第一空域７４に生ずる圧力変化に対する反応性が良く、よりスムーズに摺動することができる。以上のことから、本実施例４の燃料供給装置７１の弁装置によれば、液化ガス燃料の流入出を制御する機能がより適正に発揮できる。
【００４０】
上述した実施例１〜４の構成にあって、それぞれの弾性バネ１０，３０，８０により本発明にかかる付勢手段が構成されている。
【００４１】
本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、実施例以外の構成についても本発明の趣旨の範囲内で適宜実施可能である。例えば、メイン弁は、弁座部材と当接する部位（底部または中実部）を樹脂材料に換えてゴム材料により形成したものとすることもできる。
【符号の説明】
【００４２】
１，５１ 弁装置
２，２２，７２ シリンダ
２ａ 内側壁面
３，２３，５３，７３ メイン弁
４，２４，７４ 第一空域
５，２５，７５ 第二空域
６，２６，７６ 第一流路
７，２７，７７ 第二流路
８，２８，５８，７８ 第三流路
９，２９，７９ 弁座部材
１０，３０，８０ 弾性バネ（付勢手段）
１１，３１，６１，８１ オリフィス孔
１３，３３ 作動弁
１６ａ，６６ａ 摺動面
２１ 過充填防止装置（弁装置）
６３，８３ 電磁弁（作動弁）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メイン弁の摺動によって流体の流入出を制御する弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、液化石油ガス（以下、ＬＰＧという）やジメチルエーテル（以下、ＤＭＥという）等の液化ガス燃料を貯留する燃料タンクには、過充填防止装置や燃料供給装置等が配設されている。
【０００３】
上記の過充填防止装置や燃料供給装置に適用される弁装置としては、例えば、特許文献１のように、電磁弁を作動制御することによって、メイン弁にその摺動方向両側から作用する力のバランスを変化させてメイン弁を摺動し、これに伴って燃料タンク内の燃料を該燃料タンク外へ供給可能な状態と供給不能な状態とに変換可能とするものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２０１０／１４６９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した過充填防止装置や燃料供給装置等の弁装置は、メイン弁の摺動によって所望の働きをするものであることから、作動弁や電磁弁の作動に伴ってメイン弁がスムーズに摺動することが必要である。そのため、メイン弁には、作動弁や電磁弁の作動に対して反応性が良くスムーズに摺動できるように、軽量な樹脂製のものが適用されている。しかし、メイン弁は流体に曝されることから、樹脂製のメイン弁の場合には、使用される流体によって膨潤や収縮等の寸法変化を生じ易く、これに伴ってメイン弁の摺動性の低下が懸念される。例えば、樹脂製のメイン弁を配した過充填防止装置や燃料供給装置を備える燃料タンクに上記したＤＭＥ燃料を貯留する場合には、該ＤＭＥ燃料に曝されたメイン弁が膨潤して寸法変化を生じ、前記した摺動性の低下が生じ易い。これに伴って、流体の流入出を制御する弁装置としての機能が低下してしまう。
【０００６】
本発明は、使用する流体によって生ずる寸法変化に伴うメイン弁の摺動性の低下を抑制して、流体の流入出を制御する機能を適正に発揮し得る弁装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の弁装置は、内部空域を有する筒状のシリンダと、前記シリンダの内部空域に摺動可能に配されて該内部空域を第一空域と第二空域とに隔てるプレート状のメイン弁であって、該第一空域と第二空域とを連通するオリフィス孔を備えたメイン弁と、前記メイン弁の摺動方向に沿って前記第一空域から第二空域へ向かって該メイン弁を付勢する付勢手段と、前記オリフィス孔の第二空域側の開口部を臨むように第二空域に接続されて該第二空域と連通する第一流路と、前記第二空域に接続されて該第二空域と連通する第二流路と、前記第二空域側へ摺動する前記メイン弁が当接することによりこの当接位置よりも第二空域側へメイン弁が摺動しないように設けられた弁座部材であって、前記メイン弁が該弁座部材に当接した状態で前記第一流路と第二流路との間で流体を流入出不能とし、該メイン弁が弁座部材と離間した状態で第一流路と第二流路との間で流体を流入出可能とするように設けられた弁座部材と、前記第一空域に接続されて該第一空域と連通する第三流路と、前記第三流路を、流体を流入出可能な状態と流入出不能な状態とに変換する作動弁とを備えた弁装置であって、前記メイン弁は、前記シリンダの内側壁面と対向する摺動面が金属材料により形成されていると共に前記弁座部材と当接する部位が樹脂材料またはゴム材料により形成されていることを特徴とする。
【０００８】
かかる構成の弁装置では、第一空域および第二空域の流体圧や付勢手段による付勢力といったメイン弁に作用する力のバランスが変化することによって、メイン弁がシリンダ内で摺動し、第一流路と第二流路との間で流体の流入出を制御する。すなわち、作動弁により第三流路を流体が流入出可能な状態に変換すると、第一空域内に生ずる流体の圧力は第三流路を介してシリンダの外部へ開放される。この状態で、第一流路の内圧と第二流路の内圧とによりメイン弁に作用する力が付勢手段の付勢力よりも大きくなると、メイン弁が第一空域側へ摺動し、第二空域を介して第一流路と第二流路との間で流体が流入出可能となる。一方、作動弁により第三流路を流体が流入出不能な状態に変換すると、メイン弁のオリフィス孔を介して第一空域の内圧と第二空域の第一流路側の内圧とが略等しくなる。この状態で、第二空域の第二流路側の内圧よりも第一流路側の内圧が高い場合には、必ずメイン弁には第一空域側から第二空域側へ作用する力が大きくなることから、メイン弁が第一空域側に摺動しないで弁座部材に当接し、高圧の第一流路から低圧の第二流路への流体の流出が不能となる。また、作動弁により第三流路を流体が流入出不能な状態で、第二空域の第一流路側の内圧よりも第二流路側の内圧が高い場合には、第一流路の内圧と第二流路の内圧とによりメイン弁に作用する力が付勢手段の付勢力よりも大きくなれば、メイン弁が第一空域側へ摺動し、高圧の第二流路から低圧の第一流路への流体の流出が可能となる。
【０００９】
そして、この弁装置において、メイン弁は、使用流体によって膨潤や収縮等を生じ難い金属材料により摺動面が形成されていることから、膨潤や収縮等を生じ易い樹脂材料やゴム材料により摺動面が形成されているものに比して、該摺動面に生ずる膨潤や収縮等に伴う寸法変化を抑制できる。これにより、メイン弁の摺動性の低下を抑制して、上記した流体の流入出を制御する機能を適正に発揮できる。また、メイン弁は、弁座部材に当接する部位が樹脂材料またはゴム材料により構成されていることから、該当接部位が金属材料により構成されているものに比して、メイン弁と弁座部材とが当接する部位のシール性を向上できる。さらに、本発明のメイン弁は、金属材料のみから構成されているものに比して軽量化されることから、作動弁の作動によって第一空域に生ずる圧力変化に対する反応性が良く、よりスムーズに摺動することができる。したがって、流体の流入出を制御する弁装置としての機能を一層適正に発揮することができる。
【００１０】
上述した本発明の弁装置において、メイン弁は、第一空域に臨んで開口する断面コ字形状に形成されている構成が提案される。
【００１１】
かかる構成の弁装置は、メイン弁の外形寸法を大きくすることなく第一空域の容積を大きくできるから、作動弁の作動によって生ずる第一空域内の圧力変化の速度を遅くすることができる。ここで、作動弁により第三流路を流体が流入出可能な状態から第三流路を流体が流入出不能な状態に変換したときに、メイン弁が急激に第二空域側に摺動して弁座部材に当接すると、第一流路から第二流路へ流れる流体の流速が速い程この流体の慣性によって第一流路内の圧力が急上昇するウォーターハンマー現象が生ずる。しかしながら、本構成の弁装置によれば、第一空域内の圧力上昇の速度を遅くすることができるため、メイン弁の急激な摺動を抑制してウォーターハンマー現象の程度を抑制することができる。
【００１２】
上述した本発明の弁装置において、燃料タンクに配設される弁装置であって、第一流路は燃料タンク外に連通するように設けられ、第二流路および第三流路は燃料タンク内に連通するように設けられ、作動弁は燃料タンク内に貯留する燃料が所定量未満の場合に第三流路を流体が流入出可能な状態に変換し、燃料タンク内に貯留する燃料が所定量を超えた場合に第三流路を流体が流入出不能な状態に変換するものである構成が提案される。
【００１３】
かかる構成の弁装置は、燃料タンク内の燃料が所定量未満であれば第一流路から第二流路を介して燃料タンク内へ燃料を充填することができ、燃料が所定量となると、第一流路から第二流路へ燃料が流れずに燃料の充填を強制的に停止できる。すなわち、本構成の弁装置を、燃料タンクへ充填する燃料の過充填を防止するための過充填防止装置として適用することができる。
【００１４】
上述した本発明の弁装置において、燃料タンクに配設される弁装置であって、第一流路は燃料タンク内に連通するように設けられ、第二流路はエンジンの燃料ポンプに連通するように設けられ、第三流路は第二流路と連通するように設けられ、作動弁は電磁弁として構成されているものである構成が提案される。
【００１５】
かかる構成の弁装置は、電磁弁である作動弁を作動制御することにより、エンジンの燃料ポンプへ供給される燃料の供給と供給停止とに切り換えることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の弁装置は、上述したように、作動弁により第三流路を流体が流入出可能な状態と流入出不能な状態とに変換することによって、メイン弁に第一空域側から作用する力と第二空域側から作用する力のバランスを変化させ、該メイン弁を弁座部材に当接または弁座部材から離間するようにシリンダ内で摺動させ、第一流路と第二流路との間で流体の流入出を制御する弁装置であって、メイン弁は、その摺動面が金属材料により形成されているから使用流体に曝されることによって摺動面に生ずる膨潤や収縮等に伴う寸法変化を抑制し、メイン弁の摺動性の低下を抑制できる。また、メイン弁は、弁座部材と当接する部位が樹脂材料またはゴム材料により形成されているから、該当接部材が金属材料により構成されているものに比して、メイン弁と弁座部材とが当接する部位のシール性を向上できる。そして、こうした作用により、前記した流体の流入出を制御する機能をより適正に発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１の弁装置１を示す説明図である。
【図２】メイン弁３に作用する力の様子を示す説明図である。
【図３】作動弁１３を開弁して第一流路６から第二流路７へ流体が流れている状態を示す説明図である。
【図４】第一流路６から第二流路７へ流体が流れている状態で作動弁１３を閉弁したときの状態を示す説明図である。
【図５】作動弁１３を閉弁して第一流路６から第二流路７へ流体が流出不能になった状態を示す説明図である。
【図６】実施例２の過充填防止装置２１を示す断面図である。
【図７】実施例３の弁装置５１における、電磁弁６３を開弁して第一流路６から第二流路７へ流体が流れている状態を示す説明図である。
【図８】実施例３の弁装置５１における、電磁弁６３を閉弁して第一流路６から第二流路７へ流体が流出不能になった状態を示す説明図である。
【図９】実施例４の燃料供給装置７１の、（Ａ）縦断面図と（Ｂ）横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１８】
実施例１の弁装置１は、図１のように、円筒状のシリンダ２の内部空域にプレート状のメイン弁３が摺動可能に配され、該メイン弁３によって前記内部空域が第一空域４と第二空域５とに隔てられている。また、シリンダ２には、第二空域５に連通する管状の第一流路６と、第二空域５に連通する管状の第二流路７と、第一空域４に連通する管状の第三流路８とが夫々接続されている。また、シリンダ２の第二空域５側には、該第二空域５側へ摺動するメイン弁３が当接する弁座部材９が設けられている。この弁座部材９にメイン弁３が当接することにより、この当接位置よりも該メイン弁３が第二空域５側へ摺動できないと共に第一流路６と第二流路７とを遮蔽してこれら流路間で流体の流入出を制限できる。さらにまた、弁装置１には、第三流路８を流体が流入出可能な開放状態と流入出不能な閉鎖状態とに変換作動する作動弁１３が配設されている。
【００１９】
上記のメイン弁３は、円筒状の胴部１６と該胴部１６の片側端部に設けられた円板状の底部１７とから構成された断面コ字形状を成し、胴部１６が金属材料により形成され且つ底部１７が樹脂材料により形成されている。すなわち、メイン弁３は、シリンダ２の内側壁面２ａに対向する摺動面１６ａが金属材料により形成され、弁座部材９に当接する部位が樹脂材料により形成される。そして、断面コ字形状のメイン弁３は、第一空域４側に臨んで開口するように、シリンダ２の内部空域に配される。また、メイン弁３は、第一空域４内に配設された弾性バネ１０により、弁座部材９側へ付勢されている。さらに、メイン弁３には、第一空域４と第二空域５とを連通するオリフィス孔１１が形成されている。このオリフィス孔１１は、メイン弁３と弁座部材９とが当接した状態で、第一空域４と第一流路６側とを連通するように形成されている。
【００２０】
このような本実施例１の弁装置１は、第一空域４および第二空域５（第一流路６と第二流路７）の流体圧や弾性バネ１０による付勢力といったメイン弁３に作用する力のバランスが変化することによってメイン弁３がシリンダ２内で摺動し、第一流路６と第二流路７との間で流体の流入出を制御する。図２にメイン弁３に作用する力の様子を示す。図２中で、実線の矢印は流体の流れを表し、白抜きの矢印はメイン弁３に作用する力を表している。図２のように、メイン弁３には、第一流路６の流体圧による上向きの力、第二流路７の流体圧による上向きの力、第一空域４の流体圧による下向きの力、弾性バネ１０による下向きの力が作用する。
【００２１】
次に、弁装置１が、第一流路６側から第二流路７側へ流れる流体の流入出を制御する動作について説明する。
図３に、作動弁１３を開弁して第一流路６から第二流路７へ流体が流れている状態を示す。この状態では、第一空域４が第三流路８を介して開放されていることから、第一空域４の流体圧と弾性バネ１０とによってメイン弁３に作用する下向きの力に比して、第一流路６の流体圧と第二流路７の流体圧とによってメイン弁３に作用する上向きの力が大きくなっている。これにより、メイン弁３が第一空域５側へ摺動し、流体が第一流路６から第二空域５を介して第二流路７へ流れる。
【００２２】
続いて、このように第一流路６から第二流路７へ流体が流れている状態で作動弁１３を閉弁したときの状態を図４に示す。この状態では、作動弁１３が閉弁したことにより、メイン弁３のオリフィス孔１１を介して第一空域４に流入した流体によって第一空域４の流体圧が上昇して、該第一空域４の流体圧と第一流路６の流体圧とが略等しくなる。また、流体の下流側である第二流路７の流体圧は第一流路６の流体圧に比して低いことから、第一空域４の流体圧によってメイン弁３に作用する下向きの力が、第一流路６と第二流路７との流体圧によってメイン弁３に作用する上向きの力に比して大きくなる。これにより、メイン弁３は、下向きに作用する力が大きくなって下向きに摺動する。
【００２３】
こうしてメイン弁３が下向きに摺動すると、メイン弁３は弁座部材９に当接し、第一流路６から第二流路７へ流体が流出不能となる。このように、作動弁１３を閉弁して第一流路６から第二流路７へ流体が流出不能になった状態を図５に示す。この状態では、第一流路６の流体圧が変化しても第一空域４の流体圧と第一流路６の流体圧とは略等しくなる。したがって、第二流路７の流体圧が第一流路６の流体圧に比して低くなっている限り、第一流路６と第二流路７との流体圧によってメイン弁３に作用する上向きの力に比して、第一空域４の流体圧と弾性バネ１０の付勢力とによってメイン弁３に作用する下向きの力が常に大きくなる。これにより、メイン弁３が弁座部材９に当接した状態が継続するため、第一流路６から第二流路７へ流体が流出不能となる。
【００２４】
このように、本実施例１の弁装置１によれば、作動弁１３を開閉してメイン弁に作用する力のバランスを変化させてメイン弁３を摺動させることによって、第一流路６から第二流路７へ流れる流体の流入出を適正に制御することができる。
【００２５】
ここで、作動弁１３を閉弁したときに、メイン弁３が急激に第二空域５側に摺動して弁座部材９に当接すると、第一流路６から第二流路７へ流れる流体の流速が速くなる程この流体の慣性によって第一流路６内の圧力が急上昇するウォーターハンマー現象が生ずる。しかしながら、本実施例１の弁装置１によれば、断面コ字形状のメイン弁３によって第一空域４の容積が大きくなっていることから、該第一空隙４内の圧力変化の速度を遅くすることができ、メイン弁３に作用する下向きの力が比較的ゆっくりと大きくなる。これにより、メイン弁３の急激な摺動を抑制してウォーターハンマー現象の程度を抑制することができる。
【００２６】
このような弁装置１では、メイン弁３が流体に曝されるが、摺動面１６ａを構成する胴部１６が金属材料により形成されていることから、流体による膨潤や収縮等の寸法変化を抑制できる。これにより、メイン弁３の摺動性の低下を抑制できる。また、メイン弁３は、弁座部材９に当接する底部１７が樹脂材料により構成されていることから、該底部１７が金属材料により構成されているものに比して、弁座部材９と底部１７とのシール性を向上できる。以上のことから、本実施例１の弁装置１は、上述した流体の流入出を制御する機能をより適正に発揮できる。
【００２７】
さらに、メイン弁３は、金属材料のみにより形成されているものに比して軽量化できる。加えて、メイン弁３は断面コ字形状に形成されていることによっても軽量化されている。こうしたメイン弁３の軽量化によって、メイン弁３は、作動弁１３の作動によって第一空域４に生ずる圧力変化に対する反応性が良く、よりスムーズに摺動することができる。したがって、本実施例１の弁装置１は、上述した流体の流入出を制御する機能がより適正に発揮できる。
【実施例２】
【００２８】
実施例２は、上述した実施例１の弁装置１を適用した過充填防止装置２１である。過充填防止装置２１は、液化ガス燃料により駆動するエンジンを動力としたトラックなどの車両に配設される燃料タンクの内部に設けられ、液化ガス燃料の充填口として弁の開閉を行うバルブ装置に接続される。そして、過充填防止装置２１は、バルブ装置から充填される液化ガス燃料が燃料タンク内に所定量以上充填されることを防止するためのものである。ここで、液化ガス燃料には、例えばＬＰＧ（液化石油ガス）燃料やＤＭＥ（ジメチルエーテル）燃料が用いられる。
【００２９】
過充填防止装置２１は、図６のように、筒状のシリンダ２２の内部空域に断面コ字形状のメイン弁２３を摺動可能に配し、該メイン弁２３により内部空域が第一空域２４と第二空域２５に隔てられている。第二空域２５には、上記したバルブ装置から供給される液化ガス燃料が流入する第一流路２６を構成する管４１が接続されている。さらに、第二空域２５には、シリンダ２２の内部空域に突出するように筒状壁部４２が設けられており、該筒状壁部４２の一端が第二空域２５に開口し且つ他端が燃料タンク内に開口する。そして、この筒状壁部４２の内側により第二流路２７が構成されると共に、筒状壁部４２の第二空域２５側の端部により、第二空域２５側に摺動したメイン弁２３と当接する弁座部材２９が構成されている。また、メイン弁２３は、第一流路２６を臨む部位に開口するオリフィス孔３１を複数備えている。そして、メイン弁２３は、第一空域２４内に配設された弾性バネ３０により第二空域２５側へ付勢されている。また、過充填防止装置２１には、前記第一空域２４と燃料タンク内とを連通する第三流路２８が設けられており、さらに、第三流路２８を開放状態と閉鎖状態とに変換する作動弁３３が配設されている。この作動弁３３は、弾性バネ４４により第三流路２８を閉鎖する方向に付勢されている。そして、この作動弁３３は、燃料タンク内に貯留する液化ガス燃料の液面に従って浮動するフロート４５に連動して、前記開放状態と閉鎖状態とに変換作動する。すなわち、燃料タンク内の液化ガス燃料が所定量未満であれば、図６（Ａ）のように、フロート４５の浮動に基づいて作動弁３３に作用する力によって、作動弁３３が弾性バネ４４の付勢力に抗して開弁する。一方、燃料タンク内の液化ガス燃料が所定量となると、図６（Ｂ）のように、フロート４５の浮動に基づいて作動弁３３に作用する力が解除されて、作動弁３３が弾性バネ４４の付勢力に従って閉弁する。このように、作動弁３３は、フロート４５の浮動により機械的に開閉作動する。
【００３０】
過充填防止装置２１は、上述した実施例１の弁装置１と同様に、液化ガス燃料を第一流路２６から第二流路２７へ流入出を制御する動作を行う。すなわち、燃料タンク内の液化ガス燃料が所定量未満であれば、図６（Ａ）のように、作動弁３３が開弁していることから、メイン弁２３に作用する力のバランスによって該メイン弁２３と弁座部材２９とが離間して、上記バルブ装置から流入した液化ガス燃料が第一流路２６から第二流路２７を介して燃料タンク内に流出する。一方、充填により燃料タンク内の液化ガス燃料が所定量となると、図６（Ｂ）のように、作動弁３３が閉弁することから、メイン弁２３が第二空域２５側に摺動して弁座部材２９と当接するため、第一流路２６から第二流路２７へ液化ガス燃料が流れず、燃料タンク内への液化ガス燃料の充填を強制的に停止する。このように、本実施例２の過充填防止装置２１によれば、フロート４５の浮動による作動弁３３の開閉作動によって液化ガス燃料の燃料タンク内への充填を適正に制御できると共に、液化ガス燃料の過充填を防ぐことができる。
【００３１】
また、本実施例２の過充填防止装置２１は、断面コ字形状のメイン弁２３によって第一空域２４の容積が大きくなっている。これにより、上述した実施例１の弁装置１と同様に、第一空隙２４内の圧力変化の速度を遅くすることができるので、メイン弁２３の急激な摺動を抑制してウォーターハンマー現象の程度を抑制することができる。
【００３２】
また、本実施例２の過充填防止装置２１は、上述した実施例１の弁装置１と同様に、メイン弁２３の外周面である摺動面を構成する胴部３６が金属材料から形成され且つ底部３７が樹脂材料から形成されている。そのため、メイン弁２３が液化ガス燃料に曝されることによって生ずる膨潤や収縮等の寸法変化を抑制できると共に、メイン弁２３と弁座部材２９とのシール性を向上できる。これにより、本実施例２の過充填防止装置２１によれば、上記した液化ガス燃料の流入出を制御する機能をより適正に発揮できる。
【実施例３】
【００３３】
実施例３の弁装置５１は、実施例１の弁装置１に対してメイン弁３、第三流路８、作動弁１３以外は実施例１と同様の構成であり、同じ構成要素には同じ符号を記してその説明を省略する。実施例３の弁装置５１は、図７のように、シリンダ２の第一空域４と第二流路７とを連通するように第三流路５８が設けられていると共に、シリンダ２の内部空域に円柱状のメイン弁５３が摺動可能に配されている。そして、この弁装置５１には、第三流路５８を流体が流入出可能な開放状態と流入出不能な閉鎖状態とに変換する作動弁としての電磁弁６３が配設されている。また、メイン弁５３は、円筒状の胴部６６と該胴部６６に内嵌された円柱状の中実部６７とから構成されており、胴部６６が金属材料により形成され且つ中実部６７が樹脂材料により形成されている。尚、メイン弁５３の中実部６７には、実施例１と同様に、第一流路６を臨む部位に開口して第一空域４と第二空域５とを連通するオリフィス孔６１が形成されている。また、電磁弁６３は、ソレノイドを作動制御することにより開閉されるものであり、従来から用いられているものを適用できるため、その詳細は省略する。
【００３４】
この弁装置５１は、上述した実施例１の弁装置１と同様に、流体を第一流路６から第二流路７へ流入出を制御する動作を行う。すなわち、電磁弁６３を作動制御して開弁した状態では、図７のように、メイン弁５３に作用する力のバランスによって該メイン弁５３と弁座部材９とが離間して、流体が第一流路６から第二流路７へ流れる。一方、電磁弁６３を作動制御して閉弁した状態では、図８のように、メイン弁５３が第二空域５側に摺動して弁座部材９と当接するため、第一流路６から第二流路７へ流体が流出不能となる。このように、本実施例３の弁装置５１によれば、電磁弁７３の作動制御によって第一流路６から第二流路７へ流れる流体の流入出を適正に制御できる。
【００３５】
また、メイン弁５３は、胴部６６が金属材料であることから、上述した実施例１と同様に、該胴部６６の摺動面６６ａが流体に曝されることによって生ずる膨潤や収縮等の寸法変化を抑制できるため、メイン弁５３の摺動性の低下を抑制できる。さらに、中実部６７が樹脂材料であることから、弁座部材９と当接した状態でシール性を向上できる。さらにまた、メイン弁５３は、金属材料のみにより形成されているものに比して軽量化できることから、電磁弁６３の作動によって第一空域４に生ずる圧力変化に対する反応性が良く、よりスムーズに摺動することができる。以上のことから、本実施例３の弁装置５１によれば、流体の流入出を制御する機能がより適正に発揮できる。
【実施例４】
【００３６】
実施例４は、上述した実施例３の弁装置５１と同様の弁装置としての構成を備えた燃料供給装置７１である。燃料供給装置７１は、実施例２の過充填防止装置２１と同様に、トラックなどの車両に配設される燃料タンクに設けられ、エンジンへ燃料を供給するための燃料ポンプに接続される。そして、燃料供給装置７１は、燃料ポンプへ供給する液化ガス燃料を制御するためのものである。
【００３７】
燃料供給装置７１には、図９のように、装置本体７０に、シリンダ７２、第一流路７６、第二流路７７、第三流路７８が形成されている。そして、第一流路７６が燃料タンク内に連通し、第二流路７７が燃料ポンプに接続されている。シリンダ７２の内部空域には、メイン弁７３が摺動可能に配されており、該メイン弁７３により第一空域７４と第二空域７５とを隔てている。第二空域７５には第一流路７６と第二流路７７とが連通しており、第二流路７７が接続する開口縁に弁座部材７９が第二空域７５内へ突出するように形成されている。また、第一空域７４内には弾性バネ８０が配設されており、該弾性バネ８０によってメイン弁７３が第二空域７５側へ付勢されている。このメイン弁７３には、第一空域７４と第二空域７５とを連通するオリフィス孔８１が、第二空域７５側で第一流路７６に臨むように形成されている。そして、メイン弁７３は、実施例３と同様に、金属材料により形成された円筒状の胴部８６と樹脂材料により形成された中実部８７とから構成されている。また、第三流路７８は、第一空域７４と第二流路７７とを連通するように形成されている。そして、燃料供給装置７１は、第三流路７８を開放状態と閉鎖状態とに変換する電磁弁８３を備えると共に、該電磁弁８３を作動制御するための制御装置８９を備えている。
【００３８】
この燃料供給装置７１は、上述した実施例３と同様に、制御装置８９によって電磁弁８３を開閉作動制御することにより、液化ガス燃料を第一流路７６から第二流路７７への流入出を制御する動作を行う。すなわち、電磁弁８３を開弁した状態では、メイン弁７３に作用する力のバランスによって該メイン弁７３と弁座部材７９とが離間して、上記燃料ポンプの駆動によって燃料タンク内の液化ガス燃料が第一流路７６から第二流路７７へ流れる。一方、電磁弁８３を閉弁した状態では、燃料ポンプの駆動により第二流路７７の内圧が第一流路７６の内圧よりも低くなることから、メイン弁７３が第二空域７５側へ摺動して弁座部材７９と当接する。これにより、第一流路７６から第二流路７７への液化ガス燃料が流出不能となる。
【００３９】
本実施例４の燃料供給装置７１は、上述した実施例３と同様に、メイン弁７３の摺動面を構成する胴部８６が金属材料により形成され且つ弁座部材７９に当接する中実部８７が樹脂材料により形成されている。これにより、液化ガス燃料に曝されることによってメイン弁７３の摺動面に生ずる膨潤や収縮等の寸法変化を抑制でき、メイン弁７３の摺動性の低下を抑制できると共に、弁座部材７９と当接した状態でシール性を向上できる。また、メイン弁７３は、金属材料のみにより形成されているものに比して軽量化できることから、電磁弁８３の作動によって第一空域７４に生ずる圧力変化に対する反応性が良く、よりスムーズに摺動することができる。以上のことから、本実施例４の燃料供給装置７１の弁装置によれば、液化ガス燃料の流入出を制御する機能がより適正に発揮できる。
【００４０】
上述した実施例１〜４の構成にあって、それぞれの弾性バネ１０，３０，８０により本発明にかかる付勢手段が構成されている。
【００４１】
本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、実施例以外の構成についても本発明の趣旨の範囲内で適宜実施可能である。例えば、メイン弁は、弁座部材と当接する部位（底部または中実部）を樹脂材料に換えてゴム材料により形成したものとすることもできる。
【符号の説明】
【００４２】
１，５１ 弁装置
２，２２，７２ シリンダ
２ａ 内側壁面
３，２３，５３，７３ メイン弁
４，２４，７４ 第一空域
５，２５，７５ 第二空域
６，２６，７６ 第一流路
７，２７，７７ 第二流路
８，２８，５８，７８ 第三流路
９，２９，７９ 弁座部材
１０，３０，８０ 弾性バネ（付勢手段）
１１，３１，６１，８１ オリフィス孔
１３，３３ 作動弁
１６ａ，６６ａ 摺動面
２１ 過充填防止装置（弁装置）
６３，８３ 電磁弁（作動弁）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空域を有する筒状のシリンダと、
前記シリンダの内部空域に摺動可能に配されて該内部空域を第一空域と第二空域とに隔てるプレート状のメイン弁であって、該第一空域と第二空域とを連通するオリフィス孔を備えたメイン弁と、
前記メイン弁の摺動方向に沿って前記第一空域から第二空域へ向かって該メイン弁を付勢する付勢手段と、
前記オリフィス孔の第二空域側の開口部を臨むように第二空域に接続されて該第二空域と連通する第一流路と、
前記第二空域に接続されて該第二空域と連通する第二流路と、
前記第二空域側へ摺動する前記メイン弁が当接することによりこの当接位置よりも第二空域側へメイン弁が摺動しないように設けられた弁座部材であって、前記メイン弁が該弁座部材に当接した状態で前記第一流路と第二流路との間で流体を流入出不能とし、該メイン弁が弁座部材と離間した状態で第一流路と第二流路との間で流体を流入出可能とするように設けられた弁座部材と、
前記第一空域に接続されて該第一空域と連通する第三流路と、
前記第三流路を、流体を流入出可能な状態と流入出不能な状態とに変換する作動弁と
を備えた弁装置であって、
前記メイン弁は、前記シリンダの内側壁面と対向する摺動面が金属材料により形成されていると共に前記弁座部材と当接する部位が樹脂材料またはゴム材料により形成されていることを特徴とする弁装置。
【請求項２】
メイン弁は、第一空域に臨んで開口する断面コ字形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の弁装置。
【請求項３】
燃料タンクに配設される弁装置であって、
第一流路は燃料タンク外に連通するように設けられ、
第二流路および第三流路は燃料タンク内に連通するように設けられ、
作動弁は燃料タンク内に貯留する燃料が所定量未満の場合に第三流路を流体が流入出可能な状態に変換し、燃料タンク内に貯留する燃料が所定量以上の場合に第三流路を流体が流入出不能な状態に変換するものである、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の弁装置。
【請求項４】
燃料タンクに配設される弁装置であって、
第一流路は燃料タンク内に連通するように設けられ、
第二流路はエンジンの燃料ポンプに連通するように設けられ、
第三流路は第二流路と連通するように設けられ、
作動弁は電磁弁として構成されているものである、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の弁装置。
【請求項１】
内部空域を有する筒状のシリンダと、
前記シリンダの内部空域に摺動可能に配されて該内部空域を第一空域と第二空域とに隔てるプレート状のメイン弁であって、該第一空域と第二空域とを連通するオリフィス孔を備えたメイン弁と、
前記メイン弁の摺動方向に沿って前記第一空域から第二空域へ向かって該メイン弁を付勢する付勢手段と、
前記オリフィス孔の第二空域側の開口部を臨むように第二空域に接続されて該第二空域と連通する第一流路と、
前記第二空域に接続されて該第二空域と連通する第二流路と、
前記第二空域側へ摺動する前記メイン弁が当接することによりこの当接位置よりも第二空域側へメイン弁が摺動しないように設けられた弁座部材であって、前記メイン弁が該弁座部材に当接した状態で前記第一流路と第二流路との間で流体を流入出不能とし、該メイン弁が弁座部材と離間した状態で第一流路と第二流路との間で流体を流入出可能とするように設けられた弁座部材と、
前記第一空域に接続されて該第一空域と連通する第三流路と、
前記第三流路を、流体を流入出可能な状態と流入出不能な状態とに変換する作動弁と
を備えた弁装置であって、
前記メイン弁は、前記シリンダの内側壁面と対向する摺動面が金属材料により形成されていると共に前記弁座部材と当接する部位が樹脂材料またはゴム材料により形成されていることを特徴とする弁装置。
【請求項２】
メイン弁は、第一空域に臨んで開口する断面コ字形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の弁装置。
【請求項３】
燃料タンクに配設される弁装置であって、
第一流路は燃料タンク外に連通するように設けられ、
第二流路および第三流路は燃料タンク内に連通するように設けられ、
作動弁は燃料タンク内に貯留する燃料が所定量未満の場合に第三流路を流体が流入出可能な状態に変換し、燃料タンク内に貯留する燃料が所定量以上の場合に第三流路を流体が流入出不能な状態に変換するものである、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の弁装置。
【請求項４】
燃料タンクに配設される弁装置であって、
第一流路は燃料タンク内に連通するように設けられ、
第二流路はエンジンの燃料ポンプに連通するように設けられ、
第三流路は第二流路と連通するように設けられ、
作動弁は電磁弁として構成されているものである、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の弁装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−２４３６１（Ｐ２０１３−２４３６１Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６１６０７（Ｐ２０１１−１６１６０７）
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【出願人】（３９１００６４３０）中央精機株式会社 (128)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【出願人】（３９１００６４３０）中央精機株式会社 (128)
【Ｆターム（参考）】
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