過充填防止装置
【課題】液化ガス燃料の過充填を正確かつ安定して防止する作動の耐久性を向上し得る過充填防止装置を提案する。
【解決手段】ケーシング体３内に摺動可能に配した合成樹脂製のプレート状メイン弁７を、その前後に区画した内部連通流域１２とガス閉鎖域２１との圧力差によって前後方向に摺動し、該内部連通流域１２内に後方突成したガス流出管路１６を閉鎖する閉鎖位置と、該ガス流出管路１６と内部連通流域１２とを連通する開放位置とに位置変換するようにした構成である。本構成は、プレート状メイン弁７が一体的に摺動して、局所的な応力集中を生じないと共に、ＤＭＥ燃料等に対して高い耐食性を有するため、従来のダイヤフラム式の構成に比して、高い耐久性を発揮できる。
【解決手段】ケーシング体３内に摺動可能に配した合成樹脂製のプレート状メイン弁７を、その前後に区画した内部連通流域１２とガス閉鎖域２１との圧力差によって前後方向に摺動し、該内部連通流域１２内に後方突成したガス流出管路１６を閉鎖する閉鎖位置と、該ガス流出管路１６と内部連通流域１２とを連通する開放位置とに位置変換するようにした構成である。本構成は、プレート状メイン弁７が一体的に摺動して、局所的な応力集中を生じないと共に、ＤＭＥ燃料等に対して高い耐食性を有するため、従来のダイヤフラム式の構成に比して、高い耐久性を発揮できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液化ガス燃料を貯留する燃料タンクに設けられ、燃料タンクへの液化ガス燃料の過充填を防止する過充填防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車などの車両は、近年の排ガス規制強化に伴って、低公害を目的として液化ガス燃料を用いる車両が増加する傾向にある。この液化ガス燃料としては、液化石油ガス（以下、ＬＰＧという）燃料が主流であるが、ジメチルエーテル（以下、ＤＭＥという）燃料も着目されている。このＤＭＥ燃料は、セタン価が高く、ＰＭやＮＯｘの排出量を極めて少なくできるという優れた利点を有し、低公害対策としての期待も高い。
【０００３】
ところで、上記したＬＰＧ燃料を貯留する燃料タンクにあっては、一般的に、該ＬＰＧ燃料の貯留量を確認するための液面表示装置や、ＬＰＧ燃料を燃料タンク内に充填する際に予め定められた最大充填量を超えて充填しないようにするための過充填防止装置などが取り付けられている。
【０００４】
ここで、過充填防止装置としては、例えば特許文献１のように、燃料タンクに貯留するＬＰＧ燃料の液面高さに従って浮動するフロートを備えており、該フロートが燃料タンクの最大充填量となる液面高さ位置に達するとＬＰＧ燃料の充填を強制的に停止するようにしたものが提案されている。すなわち、この特許文献１の過充填防止装置にあっては、ＬＰＧ燃料を燃料タンク内へ流出する流出口の内奥にダイヤフラムが設けられ、該ダイヤフラムにより区画された両側の各領域の圧力変化によって、ダイヤフラムをその両側方へ作動して流出口を開閉し、ＬＰＧ燃料の充填と強制的な停止とを行い得るものである。そして、ＬＰＧ燃料を充填する際に、最大充填量に達すると、ダイヤフラムにより流出口を強制的に閉鎖してこれ以上充填しないようにしている。
【０００５】
ここで、上記の過充填防止装置は、燃料タンク内に配設されることから、比較的小型のものが採用されており、流出口を開閉するための作動距離の短いゴム製のダイヤフラムが適用されている。ダイヤフラムは、その外周縁に鍔部を備えており、該鍔部を周方向に亘って固定することによって、正確に位置決めできると共に、流出口の開閉作動を安定して行うことができる。そして、ゴム製であることから、高い密閉性を有し、弾性変形し易く、圧力変化に対する変形追従性に優れている。さらに、ゴムの弾性変形特性によって、ウォーターハンマー現象の水撃を吸収し易いという利点も有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２６３５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記したダイヤフラムは、その鍔部を拘束して位置決めした状態で開閉作動することから、該開閉作動によって前記鍔部の基周部が繰り返し屈曲変形するため、該基周部に応力集中を生ずる。そのため、液化ガス燃料の充填と消費とに従ってダイヤフラムが繰り返し開閉作動することにより、鍔部の基周部に損傷や塑性変形等を生じ易く、これに伴って耐久性に限界が生じている。一方、上記のＤＭＥ燃料は、ＬＰＧ燃料に比してゴムへの侵食性が極めて高いことから、前記耐久性をさらに低減することになってしまう。また、ＬＰＧ燃料とＤＭＥ燃料とを混合した場合にあっても、そのＤＭＥ成分によって、前記のようにゴムを侵食し易く、耐久性を低減してしまう。さらにまた、ＬＰＧ燃料にあっても、硫黄等の不純物を比較的多く含有する場合には、該硫黄成分等によりゴムを侵食し易く、耐久性を低減してしまう。このようにダイヤフラムの耐久性低減は、液化ガス燃料の過充填を安定して防止する機能を損なうことから、過充填防止装置として安定した機能を発揮する耐久性の向上が求められている。
【０００８】
本発明は、液化ガス燃料の過充填を正確かつ安定して防止する作動の耐久性を向上し得る過充填防止装置を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、燃料タンク外に配設された充填バルブの開作動により燃料タンク内に液化ガス燃料を流出させるガス流路と接続されて燃料タンク内に配設され、燃料タンク内への液化ガス燃料の過充填を防止する過充填防止装置において、ガス流路と接続される接続管路と、該接続管路と常時連通する内部連通流域と、該内部連通流域内に後方突成された、液化ガス燃料を燃料タンク内へ流出するガス流出管路とを具備するケーシング体と、該ケーシング体の内部且つ前記ガス流出管路の後方で前後方向へ摺動可能に配設されて、前記内部連通流域と密閉状に区画されるガス閉鎖域を形成し、前記ガス流出管路の後方へ離間して該ガス流出管路と内部連通流域とを連通する開放位置と、ガス流出管路を閉鎖して該ガス流出管路と内部連通流域とを遮断する閉鎖位置とに位置変換する合成樹脂製のプレート状メイン弁と、該プレート状メイン弁を閉鎖位置方向へ付勢するメイン弁付勢手段と、ケーシング体内に設けられ、前記ガス閉鎖域と接続管路とを常時連通する細流路と、ケーシング体に軸支され、液化ガス容器内に貯留する液化ガスの液面高さに従って浮動するフロートと、該フロートの浮動に伴って、ガス閉鎖域に流入した液化ガス燃料を燃料タンク内へ流出する作動用流出口を開閉する作動弁と、該作動弁を、作動用流出口を閉鎖する方向へ付勢する作動弁付勢手段とを備えていることを特徴とする過充填防止装置である。
【００１０】
ここで、ガス流出管路としては、略円筒形状を成す構成が好適であり、さらには、断面楕円形状を成す構成が一層好適である。また、プレート状メイン弁は、円盤形状を成す構成が好適であり、さらに、ガス流出管路と同心状に配設される構成が好適である。また、ケーシング体内に設けられた内部連通流域としては、ガス流出管路を囲むように環状に形成されて、その周方向に亘ってプレート状メイン弁を臨むように設けられている構成が好適である。
【００１１】
本発明の構成あっては、燃料タンク内の燃料貯留量が所定の最大充填量未満の場合に液化ガス燃料を充填すると、作動弁により作動用流出口が開口していることから、接続管路を通じて内部連通流域に流入する液化ガス燃料によってプレート状メイン弁に作用する面圧が上昇して、該プレート状メイン弁を後方へ押し込んで開放位置とし、該内部連通流域からガス流出管路を介して液化ガス燃料を燃料タンク内へ流出する。ここで、細流路からガス閉鎖域に流入した液化ガス燃料は、作動用流出口を介して燃料タンク内へ流出する。そのため、ガス閉鎖域でプレート状メイン弁に作用する面圧は、前記した内部連通流域でプレート状メイン弁に作用する面圧に比して小さく、これら面圧の差がメイン弁付勢手段の付勢力より大きくなることによって、プレート状メイン弁が開放位置へ作動する。このようにして、燃料タンク内へ液化ガス燃料を充填していく。一方、液化ガス燃料の充填によって最大充填量に達すると、作動弁が作動用流出口を閉鎖することにより、細流路から流入した液化ガス燃料によりガス閉鎖域の内圧が上昇する。これに伴ってプレート状メイン弁に作用する面圧が上昇し、内部連通流域でプレート状メイン弁に作用する面圧よりも大きくなることによって、該プレート状メイン弁を前方へ押し込んで閉鎖位置とする。これにより、ガス流出管路が閉鎖されることから、液化ガス燃料の充填を強制的に停止できるため、最大充填量を越えて燃料タンク内に液化ガス燃料を充填しないようにしている。
【００１２】
本構成は、プレート状メイン弁により区画するガス閉鎖域と内部連通流域とで該プレート状メイン弁に作用する面圧の差によって、該プレート状メイン弁を前後方向へ摺動し、ガス流出管路を開閉するようにした構成である。ここで、プレート状メイン弁は、上述した従来のダイヤフラムのように鍔部を固定して局所的に屈曲変形するものでなく、ほとんど変形を生じずに弁自体が一体的に前後方向へ摺動する。そのため、ダイヤフラムのように開閉作動の際に作用する局所的な応力集中による損傷や塑性変形等を、プレート状メイン弁では生じ難い。さらに、合成樹脂製のプレート状メイン弁は、高剛性であることから、前後方向へ摺動する際に作用する圧力によってほとんど変形せず、局所的な応力集中を生じ難い。そして、ウォーターハンマー現象による水撃に充分に耐え得る強さを発揮することもできる。また、合成樹脂製プレート状メイン弁は、ゴム製に比して、ＤＭＥ燃料や硫黄等の不純物による侵食を受け難い。したがって、本構成によれば、液化ガス燃料の充填と消費とによりプレート状メイン弁を繰り返し開閉作動しても、正確且つ安定した作動を長期に亘って保つことができ、優れた耐久性を発揮できる。
【００１３】
尚、上述した従来のダイヤフラムを用いた構成にあって、ＤＭＥ燃料等に対する耐食性に優れた合成樹脂製のダイヤフラムを適用することが、通常考えられる。この場合には、ゴム製に比してＤＭＥ燃料や硫黄等の不純物による侵食を受け難くなるが、合成樹脂製は、ゴム製に比して弾性変形歪みが小さいことから、局所的な応力集中を生じ易い。そのため、ゴム製に比して、耐久性が低減してしまうことから、合成樹脂製のダイヤフラムを単純に用いることには無理がある。このようなことから、過充填防止装置として一般的に用いられるダイヤフラム式の構成と異なる、本発明の構成を発明するに至った。
【００１４】
上述した過充填防止装置にあって、プレート状メイン弁が、その外周端部に板厚方向に亘ってガイド溝を備えると共に、ケーシング体が、その内部に、前記ガイド溝に嵌入する前後方向に沿ったガイドレールを備えているものである構成が提案される。
【００１５】
かかる構成にあっては、プレート状メイン弁が、そのガイド溝に嵌入したガイドレールに沿って移動することから、前後方向へ安定かつ正確に摺動することができる。これにより、プレート状メイン弁が開放位置や閉鎖位置で位置ズレを生じてしまうことを防止できる。そのため、閉鎖位置で、ガス流出管路を安定して繰り返し閉鎖することができ、その密閉性を長期に亘って保つことができる。したがって、液化ガス燃料が最大充填量を越えて充填されてしまうことを可及的に抑制するという、上述した本構成により発揮される耐久性を一層向上できる。
【００１６】
ここで、プレート状メイン弁は、上述したダイヤフラムのようにその鍔部を拘束する構成と異なり、ケーシング体の内部で摺動するため、該ダイヤフラムの構成に比して、閉鎖位置で位置ズレを生じる可能性が懸念される。仮に、プレート状メイン弁が閉鎖位置で位置ズレを生ずると、ガス流出管路を確実に閉鎖することができず、最大充填量を越えて充填されてしまう虞がある。これに対して、本構成では、上記のようにプレート状メイン弁を精度良く閉鎖位置へ摺動して保つことができるため、確実に最大充填量で強制的に充填停止することができる。
【００１７】
尚、ガイド溝とガイドレールとは、少なくとも各一つ毎に配設すれば良く、複数設ける構成としても良い。
【００１８】
上述した過充填防止装置にあって、プレート状メイン弁が、その外周端部に板厚方向に亘って連通溝を備え、該連通溝によりガス閉鎖域と内部連通流域とを常時連通する細流路を構成しているものであるとした構成が提案される。
【００１９】
かかる構成にあっては、プレート状メイン弁の外周端部に、細流路を構成する連通溝を摺動方向（前後方向）に沿って設けたものであるから、該連通溝を流れる液化ガス燃料によってプレート状メイン弁の前後方向に沿った摺動が妨げられ難く、摺動安定性を保ち得る。そのため、プレート状メイン弁を閉鎖位置に安定かつ正確に位置決めできるという作用効果を安定して発揮できる。
【００２０】
また、プレート状メイン弁に設けた連通溝により細流路を構成していることから、メンテナンス性に優れるという利点も有する。さらに、細流路をケーシング体に設ける構成に比して、該ケーシング体のサイズを抑制できるという利点も有する。
【００２１】
ここで、上記したプレート状メイン弁が、細流路を構成する複数の連通溝を周方向に均等間隔で配設したものである構成が提案される。
【００２２】
かかる構成にあっては、周方向に均等間隔で複数の連通溝を設けていることから、各連通溝を通過する液化ガス燃料によりプレート状メイン弁に作用する力を、周方向に分散でき、バランスが良い。そのため、プレート状メイン弁の前後方向への摺動安定性が一層向上し、閉鎖位置に安定かつ正確に位置決めできるという作用効果が向上する。
【００２３】
上述した過充填防止装置にあって、プレート状メイン弁が、その外周端部に、周方向に亘ってＯリングを配設しているものである構成が提案される。
【００２４】
かかる構成にあっては、プレート状メイン弁のＯリングによって、ガス閉鎖域の密閉性を向上することができる。これにより、プレート状メイン弁を安定して摺動させることができ、閉鎖位置で安定して保持できる。尚、本構成の場合には、上記した連通溝を形成できないことから、細流路として、プレート状メイン弁の内側部分に穿設した連通孔により構成するもの、又はケーシング体に形成した構成のいずれかとすることが好適である。
【００２５】
上述した過充填防止装置にあって、プレート状メイン弁が、ポリテトラフルオロエチレンにより形成されてなるものである構成が提案される。又は、プレート状メイン弁が、ポリフェニレンサルファイドにより形成されてなるものである構成が提案される。
【００２６】
ポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥと言う）やポリフェニレンサルファイド（以下、ＰＰＳと言う）は、合成樹脂のなかでも、ＤＭＥ燃料や硫黄等の不純物に対する耐食性に優れている。そのため、これらいずれかのプレート状メイン弁は、一層高い耐久性を発揮することができる。尚、特にＰＴＦＥは、ＤＭＥ燃料に対する耐食性が一層高いことから、ＤＭＥ燃料を液化ガス燃料として用いる燃料タンクに採用する場合に、最も好適に用い得る。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、上述したように、ケーシング体内に摺動可能に配した合成樹脂製のプレート状メイン弁を、その前後に区画した内部連通流域とガス閉鎖域との圧力差によって前後方向に摺動し、該内部連通流域の内部に後方突成したガス流出管路を閉鎖する閉鎖位置と、該ガス流出管路と内部連通流域とを連通する開放位置とに位置変換するようにしたものであるから、液化ガス燃料の充填の際に、フロートが最大充填量の液面位置となることに伴って閉鎖したガス閉鎖域でプレート状メイン弁に作用する面圧の上昇により、プレート状メイン弁を開放位置から前方へ摺動して閉鎖位置として、液化ガス燃料の充填を強制的に停止する。これにより、燃料タンクの最大充填量を越える液化ガス燃料の充填を安定かつ確実に防ぐことができる。また、プレート状メイン弁は、一体的に摺動することから、局所的な応力集中の発生を可及的に抑制できる。さらに、ＤＭＥ燃料や硫黄等の不純物による耐食性が高いため、比較的長期に亘って安定かつ正確に摺動することができる。したがって、本構成によれば、上述した従来のダイヤフラム式の構成に比して、高い耐久性を発揮することができる。
【００２８】
上述した過充填防止装置にあって、プレート状メイン弁が、その外周端部に板厚方向に亘ってガイド溝を備えると共に、ケーシング体が、その内部に、前記ガイド溝に嵌入する前後方向に沿ったガイドレールを備えているものであるとした場合には、プレート状メイン弁を前後方向へ安定かつ正確に摺動することができるため、繰り返し正確に閉鎖位置に位置決めすることができる。したがって、液化ガス燃料が最大充填量を越えて充填されてしまうことを可及的に抑制するという、本発明の耐久性が一層向上する。
【００２９】
上述した過充填防止装置にあって、プレート状メイン弁が、その外周端部に板厚方向に亘って連通溝を備え、該連通溝によりガス閉鎖域と内部連通流域とを常時連通する細流路を構成しているものであるとした場合には、摺動安定性を保つことができる。ここで、細流路を構成する複数の連通溝が、周方向に均等間隔で配設した構成の場合には、周方向のバランスが良くなるために、前記摺動安定性が一層向上し、閉鎖位置に安定かつ正確に位置決めできるという作用効果が向上する。
【００３０】
上述した過充填防止装置にあって、プレート状メイン弁が、ポリテトラフルオロエチレン又はポリフェニレンサルファイドにより形成されてなるものであるとした場合には、ＤＭＥ燃料や硫黄等の不純物に対する耐食性が高く、一層高い耐久性を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】燃料タンク１の断面図である。
【図２】本実施例１の過充填防止装置２の、燃料充填中の状態を表す断面図である。
【図３】同上の過充填防止装置２の、充填完了状態を表す断面図である。
【図４】図２中のＰ−Ｐ断面図である。
【図５】過充填防止装置２の作動態様を示す説明図である。
【図６】本実施例２の過充填防止装置５２の、燃料充填中の状態を表す断面図である。
【図７】同上の過充填防止装置５２の、充填完了状態を表す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００３２】
本発明の実施例１を添付図面を用いて詳述する。
本実施例１の燃料タンク１は、例えば、ＤＭＥ燃料により駆動するエンジンを搭載したトラック等の車両に取り付けられるものであり、ＤＭＥ燃料を貯留するものである。すなわち、本実施例１にあっては、液化ガス燃料としてＤＭＥ燃料を貯留するための燃料タンク１である。この燃料タンク１は、図１のように、円筒形状の胴部１ａと、該胴部１ａの両側開口に接合された半球形状の鏡部１ｂ（片側は図示省略）とから構成されており、所定の固定部材（図示省略）により車両に固定される。この燃料タンク１には、その一方の鏡部１ｂに、充填バルブ４５と該充填バルブ４５を開閉する充填バルブ開閉ハンドル４１とを備えたバルブ装置４０が配設されている。バルブ装置４０は、該バルブ装置４０に設けられた被取付部材４３が、鏡部１ｂに配設された取付部材４８に固定されることによって、鏡部１ｂに取り付けられている。そして、この充填バルブ４５には、外部からＤＭＥ燃料が供給される供給口４６が配設されており、ＤＭＥ燃料を充填する場合には、この供給口４６から所定の充填圧力によってＤＭＥ燃料が供給されて燃料充填される。
【００３３】
燃料タンク１の内部には、上記した充填バルブ４５と連通するガス充填管４２が配設されている。そして、このガス充填管４２は、その先端が燃料タンク１内の上部に配されており、当該先端に過充填防止装置２が接続されている。尚、ガス充填管４２の内部により、本発明にかかるガス流路８を構成している（図２，３参照）。
【００３４】
過充填防止装置２は、図２，３のように、フロート１０と上記ガス充填管４２に接続するケーシング体３とを備えている。尚、本実施例にあって、図２，３中で、過充填防止装置２の左側を後側とし、右側を前側として、前後方向を規定している。すなわち、フロート１０側を後側とし、後述するガス流出口１６ａ側を前側として、以下説明する。
【００３５】
ケーシング体３は、前後方向に開口するケーシング主体４と、該ケーシング主体４の前面側を閉鎖する前側蓋体５と、後面側を閉鎖する後側蓋体６とを備え、これらが接合されて一体化されてなる。ケーシング主体４の上部は、略円環形状を成し、前側蓋体５と後側蓋体６とに密閉状に閉鎖されて、閉鎖内空域９が内部形成されている。すなわち、ケーシング体３は、その上部の内側に水平方向に沿って断面円形状の閉鎖内空域９を備えている。さらに、ケーシング主体４の下部には、下方開口する接続管部４ａが上下方向に沿って設けられ、該接続管部４ａが上記ガス充填菅４２の先端に外嵌してカシメ等により固結されることによって、当該過充填防止装置２がガス充填菅４２に接続される。そして、この接続管部４ａの内部によりガス流路８と連通する接続管路１１を構成しており、該接続管路１１の上端が前記閉鎖内空域９の前方寄り下部で連通している。
【００３６】
ケーシング体３を構成する前側蓋体５には、その径方向中央に、後方へ突出する楕円筒状の楕円状突出筒部１３が形成されている。この楕円状突出筒部１３が、上記の閉鎖内空域９の内部で水平方向に沿って後方突出して配設される。楕円状突出筒部１３は、その前後で夫々開口しており、本発明にかかるガス流出管路１６を構成する。そして、ガス流出管路１６の後端に、閉鎖内空域９内に開口する開閉口１６ｂを有し、前端に、燃料タンク１内に開口するガス流出口１６ａを有する。また、閉鎖内空域９には、楕円状突出筒部１３の径方向外側を囲むように、前記接続管路１１と連通する略円環形の内部連通流域１２が形成されている。すなわち、この内部連通流域１２の内部に、前記楕円状突出筒部１３により構成されるガス流出管路１６が設けられている。さらに、閉鎖内空域９には、前記楕円状突出筒部１３（ガス流出管路１６）の後方に、後述するプレート状メイン弁７が前後方向へ摺動可能に配されている。
【００３７】
ケーシング体３を構成する後側蓋体６には、その径方向中央に、前記ガス流出管路１６と対向するように、燃料タンク１内へ後方開口する作動用流出口１７が設けられており、上記の閉鎖内空域９が該作動用流出口１７を介しても燃料タンク１内と連通している。この作動用流出口１７には、該作動用流出口１７を開閉する弁部２４ａを備えた作動弁２４が配設されており、該作動弁２４が、コイル状のバネ２５により作動用流出口１７を閉鎖する方向（後方）へ付勢されている。ここで、バネ２５により、本発明にかかる作動弁付勢手段が構成されている。
【００３８】
また、ケーシング体３の後側蓋体６には、その外部に、上記した作動弁２４の外端部２４ｂに当接する傾動板２７が軸支されている。この傾動板２７は、その下部が作動弁２４の外端部２４ｂに当接し、その略中央部がケーシング体３に軸支されている。さらに、傾動板２７の上部には、上記したフロート１０を先端に備えた支持杆２９が連結されている。このフロート１０は、燃料タンク１内に貯留するＤＭＥ燃料の液面高さに従って浮動する。
【００３９】
ここで、フロート１０の浮動について説明すると、ＤＭＥ燃料の貯留量が少ない場合には、フロート１０が降下して、傾動板２７がバネ２５の付勢力に抗して作動弁２４をケーシング体３の内部へ押し込み、作動用流出口１７を開放する（図２，図５（Ａ）参照）。尚、本実施例１にあっては、フロート１０の最降下位置を規定するための停止片部２８が、ケーシング体３に設けられている。この停止片部２８に傾動板２７が当接することにより、該傾動板２７が作動弁２４を最も押し込む位置を規定する。一方、ＤＭＥ燃料の充填によりフロート１０が上昇するに伴って、傾動板２７が作動弁２４に作用する負荷を軽減する方向（作動弁２４から離れる方向）へ傾動する。これにより、作動弁２４が、バネ２５の付勢力に従って作動用流出口１７を閉鎖する方向へ移動する。尚、燃料タンク１は、そのタンク容量の８５％を、ＤＭＥ燃料の最大充填量として設定している。そして、上記フロート１０が、最大充填量で貯留しているＤＭＥ燃料の液面高さで浮かぶ位置となると、傾動板２７が、作動弁２４により作動用流出口１７を閉鎖する傾動位置となる。
【００４０】
次に、上記したプレート状メイン弁７について説明する。
上記のケーシング体３の内部に形成された閉鎖内空域９には、楕円状突出筒部１３（ガス流出管路１６）の後方に、円盤形のプレート状メイン弁７が配されており、当該閉鎖内空域９を前側の内部連通流域１２と後側のガス閉鎖域２１とに区画する。このガス閉鎖域２１が、内部連通流域１２と密閉状に区画形成されており、上記した作動用流出口１７を介して燃料タンク１内と連通する。
【００４１】
プレート状メイン弁７は、その外径寸法が、閉鎖内空域９を構成するケーシング主体４の内周壁４ｂと所定のクリアランスを有するように設定されている。そして、図４のように、プレート状メイン弁７は、断面円形状の閉鎖内空域９および楕円状突出筒部１３と同心状に配され、前後方向に沿って摺動可能である。すなわち、本実施例１の構成では、プレート状メイン弁７、閉鎖内空域９、楕円状突出筒部１３（ガス流出管路１６）、作動用流出口１７は、同心状に配されている。
【００４２】
このプレート状メイン弁７は、図３および図５（Ｂ）のように、その前面部７ａが楕円状突出筒部１３の内周端１３ａに密接することにより、ガス流出管路１６の開閉口１６ｂを閉鎖する。これにより、接続管路１１と連通する内部連通流域１２を、ガス流出管路１６と非連通にし、ガス流路８から流入するＤＭＥ燃料を燃料タンク１内へ流出不能とする。このようにプレート状メイン弁７が楕円状突出筒部１３の内周端１３ａに密接する位置が、本発明にかかる閉鎖位置である。一方、プレート状メイン弁７が、図２および図５（Ａ）のように、前記閉鎖位置から後方移動して、楕円状突出筒部１３の内周端１３ａから離間すると、ガス流出管路１６の開閉口１６ｂを開放する。これにより、ガス流出管路１６と内部連通流域１２とが連通し、ＤＭＥ燃料をガス流出管路１６を介して燃料タンク１内へから流出可能となる。このようにプレート状メイン弁７が楕円状突出筒部１３の内周端１３ａから離間した位置が、本発明にかかる開放位置である。尚、プレート状メイン弁７には、その前面部７ａの中央部分から前方へ突出する截頭円錐形状の突出部７ｂが形成されており、開放位置で、内部連通流域１２からガス流出管路１６へＤＭＥ燃料が流れ易くなっている。
【００４３】
ここで、プレート状メイン弁７は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）により成形加工されている。このＰＴＦＥは、ＤＭＥ燃料に対する耐食性に優れたものである。そのため、比較的長期間に亘ってＤＭＥ燃料と接触しても、膨潤等の侵食作用を可及的に抑制できる。詳述すると、上述した従来のダイヤフラムに用いられているゴム（ニトリルゴム等）をＤＭＥ燃料に曝すと、該ＤＭＥ燃料の侵食作用によって該ゴムが膨潤する。このゴムの膨潤は、ＤＭＥ燃料に比較的短期間曝すことで容易に生ずる。一方、ＰＴＦＥは、同様にＤＭＥ燃料に曝すことによって生ずる膨潤を抑制する効果が高く、該抑制できる期間が前記ゴムに比して長くなるため、比較的長期間に亘って所望の形態を保ち得る。そのため、ＰＴＦＥ製のプレート状メイン弁７は、比較的長期間に亘って、上記した開放位置と閉鎖位置とに位置変換する摺動を安定かつ正確に行うことができ、高い耐久性を発揮できることとなり得る。さらに、本実施例１にあっては、上述したように、プレート状メイン弁７を、ケーシング体３の内周壁４ｂと所定のクリアランスを有するように形成されており、該クリアランスを、ＤＭＥ燃料により生ずる膨潤を考慮して設定する。そのため、長期間使用することにより、プレート状メイン弁７が膨潤しても、前記クリアランスのよる前後方向への摺動不良が生ずることを可及的に抑制することができる。したがって、プレート状メイン弁７を安定かつ正確に前後方向へ摺動する耐久性をさらに高め得る。
【００４４】
さらに、プレート状メイン弁７は、図４のように、その外周端部に、周方向に均等間隔で二つの連通溝３１，３１を備え、各連通溝３１，３１が板厚方向に亘って形成されている。さらに、プレート状メイン弁７の外周端部には、板厚方向に亘ってガイド溝３２が形成されている。ここで、ガイド溝３２は、二つの連通溝３１，３１と夫々に略等距離となる位置に形成されている。
【００４５】
また、図２〜４のように、ケーシング体３の内周壁４ｂには、その上部に、前後方向に沿ってガイドレール３５が形成されている。このガイドレール３５に、上記のガイド溝３２を嵌め合わせるようにして、プレート状メイン弁７を、閉鎖内空域９内に配する。これにより、プレート状メイン弁７は、ガイドレール３５とガイド溝３２とによって、前後方向へ安定して摺動を繰り返すことができる。尚、ケーシング体３の閉鎖内空域９内にプレート状メイン弁７を配した状態で、該プレート状メイン弁７、ガス流出管路１６（楕円状突出筒部１３）、作動用流出口１７とが、夫々の中心位置が同一線上に位置するようになっている。そして、プレート状メイン弁７は、その前面部７ａが鉛直方向に沿うように配設され且つ該鉛直方向を保って前後方向へ摺動する。また、楕円状突出筒部１３の内周端１３ａは、鉛直方向に沿って形成されている。そのため、プレート状メイン弁７は、その閉鎖位置で、楕円状突出筒部１３の内周端１３ａに周方向に亘って均等に密着することから、ガス流出管路１６の開閉口１６ｂを安定かつ正確に閉鎖することができ、ＤＭＥ燃料の漏れを確実に防止でき得る。
【００４６】
このようにプレート状メイン弁７を閉鎖内空域９内に配すると、その連通溝３１，３１によって、作動用流出口１７側のガス閉鎖域２１と内部連通流域１２とを常時連通する。尚、この連通路３１，３１によって、本発明にかかる細流路が構成されている。そして、連通溝（細流路）３１，３１の断面積は、上記した作動用流出口１７の開口面積に比して小さくなっている。
【００４７】
また、ケーシング体３のガス閉鎖域２１には、プレート状メイン弁７を上記の閉鎖位置方向へ付勢するコイル状のバネ２２が配設されている。これにより、プレート状メイン弁７に何ら外力（圧力）が作用しない状態では、プレート状メイン弁７は閉鎖位置に保たれる。
【００４８】
次に、本実施例１の過充填防止装置２の作動について説明する。
燃料タンク１内に貯留するＤＭＥ燃料が、上記した最大充填量より少ない状態では、フロート１０が降下しているため、該フロート１０に連係する傾動板２７によって作動弁２４を前方へ押し込んで作動用流出口１７を開放している（図２，図５（Ａ）参照）。ＤＭＥ燃料を充填しない状態では、バネ２２の付勢力によってプレート状メイン弁７を閉鎖位置で維持している（図示省略）。この状態でＤＭＥ燃料を充填すると、充填バルブ４５からガス充填管４２を通じてケーシング体３の内部連通流域１２にＤＭＥ燃料が流入する。そして、プレート状メイン弁７には、その前面部７ａにＤＭＥ燃料の充填圧力が作用することから、該前面部７ａに作用する面圧が上昇して、バネ２２の付勢力に抗してプレート状メイン弁７を閉鎖位置から後方へ摺動し、図２および図５（Ａ）のように、ガス流出管路１６の開閉口１６ｂを開放する。これにより、ケーシング体３の内部連通流域１２に流入したＤＭＥ燃料が、ガス流出管路１６を介して当該燃料タンク１内へ流出し、ＤＭＥ燃料を充填する。さらに、前記のように作動用流出口１７を開放していることから、内部連通流域１２に流入したＤＭＥ燃料が、プレート状メイン弁７の連通溝３１，３１を介してガス閉鎖域２１へも流入し、作動用流出口１７から当該燃料タンク１内へ流出する。ここで、連通溝３１，３１は、その断面積が作動用流出口１７の開口面積より小さいことから、連通溝３１，３１を流れるＤＭＥ燃料の流量に比して作動用流出口１７を流出する流量が大きい。そのため、連通溝３１，３１を介してガス閉鎖域２１へ流入したＤＭＥ燃料によってプレート状メイン弁７の後面部７ｃに作用する面圧は、内部連通流域１２に流入したＤＭＥ燃料によってプレート状メイン弁７の前面部７ａに作用する面圧に比して小さい。これにより、前記のようにプレート状メイン弁７を閉鎖位置から開放位置へ安定かつ正確に位置変換作動できる。さらにまた、プレート状メイン弁７の周方向に均等間隔となる位置に設けられていることから、ＤＭＥ燃料の流動中にあってもプレート状メイン弁７が開放位置にバランス良く保たれ、ＤＭＥ燃料が安定してガス閉鎖域２１へ流れる。
【００４９】
尚ここで、内部連通流域１２とプレート状メイン弁７とが同心状に配されていることから、ＤＭＥ燃料の充填圧力をプレート状メイン弁７に周方向に亘ってほぼ均等に作用することができる。さらに、プレート状メイン弁７のガイド溝３２とガイドレール３５とによって、該プレート状メイン弁７が前後方向へ摺動する。これらによって、プレート状メイン弁７を安定かつ正確に後方へ摺動することができる。また、プレート状メイン弁７の前面部７ａには、上記した截頭円錐形状の突出部７ｂが形成されていることから、内部連通流域１２からガス流出管路１６へＤＭＥ燃料が流れ易くなっている。
【００５０】
このようにＤＭＥ燃料を充填していくことにより、燃料タンク１内の貯留量が増加し、その液面高さ位置が上昇するに伴って、フロート１０が昇動する。フロート１０の昇動に連係して傾動板２７を傾動することにより、該傾動板２７による作動弁２４を前方へ押し込む力が低減し、これに伴って作動弁２４がバネ２５の付勢力に従って作動用流出口１７を閉鎖する方向へ移動する。そして、ＤＭＥ燃料が最大充填量に達すると、図３および図５（Ｂ）のように、作動弁２４が作動用流出口１７を閉鎖する。これにより、プレート状メイン弁７の連通溝３１，３１を介してガス閉鎖域２１に流入したＤＭＥ燃料によって、該ガス閉鎖域２１の内圧が増加し、当該内圧増加に伴ってプレート状メイン弁７の後面部７ｃに作用する面圧が上昇する。そして、プレート状メイン弁７の後面部７ｃと前面部７ａとに夫々作用する面圧の差によって、該プレート状メイン弁７が前方へ摺動して楕円状突出筒部１３の内周端１３ａに密着する。このようにプレート状メイン弁７が閉鎖位置に位置変換して、ガス流出管路１６の開閉口１６ｂを閉鎖する。ここで、プレート状メイン弁７は、そのガイド溝３２とガイドレール３５とにより、前方へ安定して摺動することから、楕円状突出筒部１３の内周端１３ａに安定かつ正確に密着することができる。そのため、ガス流出管路１６の開閉口１６ｂを確実に閉鎖することができ得る。また、プレート状メイン弁７の連通溝３１，３１が、互いに対向する位置に設けられていることから、該連通溝３１，３１からガス閉鎖域２１に流入したＤＭＥ燃料により、当該ガス閉鎖域２１の内圧を全体的にほぼ均等に向上することができるため、当該プレート状メイン弁７を前方へバランス良く押し込むことができる。そのため、プレート状メイン弁７が傾いてしまう等の不具合を生じず、前記開閉口１６ｂを確実に閉鎖するという作用が向上する。
【００５１】
これにより、内部連通流域１２に流入したＤＭＥ燃料が、ガス流出管路１６へ流れることができずに、当該燃料タンク１へのＤＭＥ燃料の充填が強制的に停止するため、最大充填量を越えて充填することを防止することができる。尚、このようにＤＭＥ燃料を充填できなくなると、該ＤＭＥ燃料の充填が停止される。
【００５２】
その後、ＤＭＥ燃料を消費すると、フロート１０が降動することにより、傾動板２７が作動弁２４をケーシング体３の内部へ押し込み、作動用流出口１７が開放する。この際には、充填バルブ４５からＤＭＥ燃料の充填が停止していることから、プレート状メイン弁７に充填圧力が作用しないため、該プレート状メイン弁７がバネ２２の付勢力によって閉鎖位置で維持される。
【００５３】
上述したようにＤＭＥ燃料の充填と消費とを繰り返すと、これに伴ってプレート状メイン弁７が前後方向へ繰り返し摺動する。プレート状メイン弁７の摺動は、ガイドレール３５とガイド溝３２とに従っていること、充填圧力が周方向に亘って作用すること、および連通溝３１，３１がバランス良く配設されていることによって、前後後方へ安定かつ正確に繰り返し実行される。そのため、比較的長期に亘って繰り返し実行されても、プレート状メイン弁７を楕円状突出筒部１３の内周端１３ａに安定して密着することができ、その閉鎖位置でＤＭＥ燃料の充填を確実に強制停止できる。本実施例のようにプレート状メイン弁７を摺動する構成にあっても、閉鎖位置での位置ズレ（傾き等）の不具合を生じないことから、該閉鎖位置へ安定して位置変換できる。
【００５４】
さらに、プレート状メイン弁７は、少なくとも充填の際にＤＭＥ燃料に曝されるが、上述したようにＤＭＥ燃料に対する耐食性に優れたＰＴＦＥにより成形されたものであることから、該ＤＭＥ燃料による膨潤を可及的に抑制することができる。尚、プレート状メイン弁７は、ケーシング体３の内周壁４ｂと所定のクリアランスを有するように形成されていることから、例え、ＤＭＥ燃料により膨潤を生じたとしても、前後方向の摺動を安定かつ正確に維持することができ得る。以上のことから、プレート状メイン弁７がＤＭＥ燃料に比較的長期に亘って曝されていても、上記した開放位置と閉鎖位置との間での摺動を安定かつ正確に行うことができる。そして、本実施例１の過充填防止装置２は、ＤＭＥ燃料の充填と消費とを繰り返し行っても、燃料タンク１の最大充填量を越えて充填しないように正確かつ安定して作動することができ、高い耐久性を発揮できる。
【００５５】
また、プレート状メイン弁７は、合成樹脂製であることから、剛性や強度に優れる。特に、プレート状メイン弁７は、上述した従来のダイヤフラムと異なり、板厚を比較的肉厚な寸法形状に設定することができる。そのため、プレート状メイン弁７が高い剛性と強度を発揮することにより、上述した充填圧力やガス閉鎖域２１からの内圧が作用した場合にも高い形態安定性を発揮し、上記した開放位置と閉鎖位置とへの摺動を安定かつ正確に行うという作用効果が一層向上する。
【００５６】
また、プレート状メイン弁７は、その板厚ｔと外径Ｄとが次の式（１）を満足するように定めている。
０．５＜（Ｄ／ｔ）＜５ ・・・・（１）
ここで、板厚ｔと外径Ｄとの比（Ｄ／ｔ）を、５より小さくすることにより、前後方向への摺動を安定かつ正確に行うという作用効果が一層向上する。これは、相対的に板厚ｔが大きくなることによって、摺動方向（前後方向）への移動が安定し易くなるためである。さらに、外径Ｄに比して板厚ｔが相対的に小さくなると、上記した充填圧力（面圧）に対する強度低下が懸念され、例えばウォーターハンマー現象による水撃に対する耐力低下が懸念される。一方、外径Ｄに比して板厚ｔが相対的に大きくなると、開放位置と閉鎖位置とに位置変換する際の摺動速度が鈍くなる傾向にある。このようなことから、式（１）を満足する構成を適用した。尚、さらに板厚ｔと外径Ｄとの比（Ｄ／ｔ）を、１より大きく且つ３より小さく定めた構成が一層好適である。
【００５７】
さらにまた、プレート状メイン弁７を閉鎖位置とする際に、該プレート状メイン弁７と楕円状突出筒部１３の内周端１３ａとの密着性を一層安定して発揮できるようにすることが求められる。その具体的な構成として、プレート状メイン弁７の前面部にあって楕円状突出筒部１３よりも外側領域の径方向距離、すなわちプレート状メイン弁７の外周端と楕円状突出筒部１３の内周端１３ａとの距離が、少なくとも５ｍｍ以上とする構成が好ましい。
【実施例２】
【００５８】
実施例２の構成にあっては、図６，７のように、過充填防止装置５２のプレート状メイン弁５７が、その外周端部にＯリング５８を備えた構成としたものである。そして、プレート状メイン弁５７は、その前後に貫通する連通孔６１を備えている。この連通孔６１は、プレート状メイン弁５７の前面部５７ａで内部連通流域１２に臨む位置に開口し、後面部５７ｃでその中央寄り位置に開口するように設けられている。そのため、プレート状メイン弁５７が閉鎖位置にある状態でも、連通孔６１は内部連通流域１２とガス閉鎖域２１とを連通している（図７参照）。すなわち、連通孔６１は、内部連通流域１２とガス閉鎖域２１とを常時連通する。
【００５９】
プレート状メイン弁５７は、その外周端部の板厚方向中央寄りに、周方向に亘って装着溝５７ｄが形成されており、該装着溝５７ｄにＯリング５８が取り付けられている。ここで、Ｏリング５８は、部分的に径方向外側に突出するように配設されていることから、ケーシング体３の閉鎖内空域９を規定する内周壁４ｂに密接する。これにより、ガス閉鎖域２１の密閉性を高めている。
【００６０】
本実施例２にあっては、プレート状メイン弁５７を上記構成とした以外は実施例１と同じ構成としていることから、同じ構成要素には同じ符号を記し、その説明を省略している。そして、プレート状メイン弁５７は、実施例１と同様に、楕円状突出筒部１３の内周端１３ａに密着する前面部５７ａの中央に截頭円錐形の突出部５７ｂを備えている。
【００６１】
この実施例２の過充填防止装置５２にあっても、フロート１０の浮動に従って作動用流出口１７が開閉し、これに伴ってプレート状メイン弁５７が前後方向に摺動して開放位置と閉鎖位置とに位置変換する。そして、上述した実施例１と同様に、最大充填量を越えてＤＭＥ燃料が充填されることを安定かつ正確に防ぎ得る。さらに、プレート状メイン弁５７は、実施例１と同様のＰＴＦＥ製であることから、ＤＭＥ燃料に対する耐食性に優れ、高い耐久性を発揮できる。
【００６２】
本実施例２の構成では、プレート状メイン弁５７がＯリング５８を備えた構成であることから、ガス閉鎖域２１の密閉性が高く、作動用流出口１７の閉鎖によって増加するガス閉鎖域２１の内圧が当該プレート状メイン弁５７に安定して作用し易く、閉鎖位置への摺動安定性が向上する。そのため、過充填防止装置５２として、ＤＭＥ燃料の過充填を防ぐ作用効果に一層優れている。
【００６３】
上述した実施例１，２の構成にあっては、プレート状メイン弁をＰＴＦＥ製とした構成であるが、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）製とした構成とすることもできる。ＰＰＳにあっても、ＤＭＥ燃料に対して高い耐食性を有することから、実施例１，２と同様に優れた耐久性を発揮することができる。
【００６４】
また、上述した実施例１，２は、ＤＭＥ燃料を貯留する燃料タンクに備えた過充填防止装置であるが、ＬＰＧ燃料等の液化ガス燃料を貯留する燃料タンクにも適用することができる。他の液化ガス燃料の燃料タンクに適用した場合にあっても、上述した作用効果を奏し得る。特に、ＬＰＧ燃料にあって、硫黄分などの不純物が比較的多く含まれる場合には、該硫黄分により侵食作用を生じ易いが、上記したＰＴＦＥ製やＰＰＳ製のプレート状メイン弁は、前記硫黄分に対する耐食性にも優れていることから、上述した作用効果を適切に生ずる。
【００６５】
本発明は、上述した実施例１，２に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で適宜用いることができる。例えば、コイル状のバネ２２，２５に代えて、板バネなどを用いることも可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１ 燃料タンク
２，５２ 過充填防止装置
３ ケーシング体
７，５７ プレート状メイン弁
８ ガス流路
１０ フロート
１１ 接続管路
１２ 内部連通流域
１６ ガス流出管路
１７ 作動用流出口
２１ ガス閉鎖域
２２ バネ（メイン弁付勢手段）
２４ 作動弁
２５ バネ（作動弁付勢手段）
３１ 連通溝（細流路）
５８ Ｏリング
６１ 連通孔（細流路）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液化ガス燃料を貯留する燃料タンクに設けられ、燃料タンクへの液化ガス燃料の過充填を防止する過充填防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車などの車両は、近年の排ガス規制強化に伴って、低公害を目的として液化ガス燃料を用いる車両が増加する傾向にある。この液化ガス燃料としては、液化石油ガス（以下、ＬＰＧという）燃料が主流であるが、ジメチルエーテル（以下、ＤＭＥという）燃料も着目されている。このＤＭＥ燃料は、セタン価が高く、ＰＭやＮＯｘの排出量を極めて少なくできるという優れた利点を有し、低公害対策としての期待も高い。
【０００３】
ところで、上記したＬＰＧ燃料を貯留する燃料タンクにあっては、一般的に、該ＬＰＧ燃料の貯留量を確認するための液面表示装置や、ＬＰＧ燃料を燃料タンク内に充填する際に予め定められた最大充填量を超えて充填しないようにするための過充填防止装置などが取り付けられている。
【０００４】
ここで、過充填防止装置としては、例えば特許文献１のように、燃料タンクに貯留するＬＰＧ燃料の液面高さに従って浮動するフロートを備えており、該フロートが燃料タンクの最大充填量となる液面高さ位置に達するとＬＰＧ燃料の充填を強制的に停止するようにしたものが提案されている。すなわち、この特許文献１の過充填防止装置にあっては、ＬＰＧ燃料を燃料タンク内へ流出する流出口の内奥にダイヤフラムが設けられ、該ダイヤフラムにより区画された両側の各領域の圧力変化によって、ダイヤフラムをその両側方へ作動して流出口を開閉し、ＬＰＧ燃料の充填と強制的な停止とを行い得るものである。そして、ＬＰＧ燃料を充填する際に、最大充填量に達すると、ダイヤフラムにより流出口を強制的に閉鎖してこれ以上充填しないようにしている。
【０００５】
ここで、上記の過充填防止装置は、燃料タンク内に配設されることから、比較的小型のものが採用されており、流出口を開閉するための作動距離の短いゴム製のダイヤフラムが適用されている。ダイヤフラムは、その外周縁に鍔部を備えており、該鍔部を周方向に亘って固定することによって、正確に位置決めできると共に、流出口の開閉作動を安定して行うことができる。そして、ゴム製であることから、高い密閉性を有し、弾性変形し易く、圧力変化に対する変形追従性に優れている。さらに、ゴムの弾性変形特性によって、ウォーターハンマー現象の水撃を吸収し易いという利点も有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２６３５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記したダイヤフラムは、その鍔部を拘束して位置決めした状態で開閉作動することから、該開閉作動によって前記鍔部の基周部が繰り返し屈曲変形するため、該基周部に応力集中を生ずる。そのため、液化ガス燃料の充填と消費とに従ってダイヤフラムが繰り返し開閉作動することにより、鍔部の基周部に損傷や塑性変形等を生じ易く、これに伴って耐久性に限界が生じている。一方、上記のＤＭＥ燃料は、ＬＰＧ燃料に比してゴムへの侵食性が極めて高いことから、前記耐久性をさらに低減することになってしまう。また、ＬＰＧ燃料とＤＭＥ燃料とを混合した場合にあっても、そのＤＭＥ成分によって、前記のようにゴムを侵食し易く、耐久性を低減してしまう。さらにまた、ＬＰＧ燃料にあっても、硫黄等の不純物を比較的多く含有する場合には、該硫黄成分等によりゴムを侵食し易く、耐久性を低減してしまう。このようにダイヤフラムの耐久性低減は、液化ガス燃料の過充填を安定して防止する機能を損なうことから、過充填防止装置として安定した機能を発揮する耐久性の向上が求められている。
【０００８】
本発明は、液化ガス燃料の過充填を正確かつ安定して防止する作動の耐久性を向上し得る過充填防止装置を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、燃料タンク外に配設された充填バルブの開作動により燃料タンク内に液化ガス燃料を流出させるガス流路と接続されて燃料タンク内に配設され、燃料タンク内への液化ガス燃料の過充填を防止する過充填防止装置において、ガス流路と接続される接続管路と、該接続管路と常時連通する内部連通流域と、該内部連通流域内に後方突成された、液化ガス燃料を燃料タンク内へ流出するガス流出管路とを具備するケーシング体と、該ケーシング体の内部且つ前記ガス流出管路の後方で前後方向へ摺動可能に配設されて、前記内部連通流域と密閉状に区画されるガス閉鎖域を形成し、前記ガス流出管路の後方へ離間して該ガス流出管路と内部連通流域とを連通する開放位置と、ガス流出管路を閉鎖して該ガス流出管路と内部連通流域とを遮断する閉鎖位置とに位置変換する合成樹脂製のプレート状メイン弁と、該プレート状メイン弁を閉鎖位置方向へ付勢するメイン弁付勢手段と、ケーシング体内に設けられ、前記ガス閉鎖域と接続管路とを常時連通する細流路と、ケーシング体に軸支され、液化ガス容器内に貯留する液化ガスの液面高さに従って浮動するフロートと、該フロートの浮動に伴って、ガス閉鎖域に流入した液化ガス燃料を燃料タンク内へ流出する作動用流出口を開閉する作動弁と、該作動弁を、作動用流出口を閉鎖する方向へ付勢する作動弁付勢手段とを備えていることを特徴とする過充填防止装置である。
【００１０】
ここで、ガス流出管路としては、略円筒形状を成す構成が好適であり、さらには、断面楕円形状を成す構成が一層好適である。また、プレート状メイン弁は、円盤形状を成す構成が好適であり、さらに、ガス流出管路と同心状に配設される構成が好適である。また、ケーシング体内に設けられた内部連通流域としては、ガス流出管路を囲むように環状に形成されて、その周方向に亘ってプレート状メイン弁を臨むように設けられている構成が好適である。
【００１１】
本発明の構成あっては、燃料タンク内の燃料貯留量が所定の最大充填量未満の場合に液化ガス燃料を充填すると、作動弁により作動用流出口が開口していることから、接続管路を通じて内部連通流域に流入する液化ガス燃料によってプレート状メイン弁に作用する面圧が上昇して、該プレート状メイン弁を後方へ押し込んで開放位置とし、該内部連通流域からガス流出管路を介して液化ガス燃料を燃料タンク内へ流出する。ここで、細流路からガス閉鎖域に流入した液化ガス燃料は、作動用流出口を介して燃料タンク内へ流出する。そのため、ガス閉鎖域でプレート状メイン弁に作用する面圧は、前記した内部連通流域でプレート状メイン弁に作用する面圧に比して小さく、これら面圧の差がメイン弁付勢手段の付勢力より大きくなることによって、プレート状メイン弁が開放位置へ作動する。このようにして、燃料タンク内へ液化ガス燃料を充填していく。一方、液化ガス燃料の充填によって最大充填量に達すると、作動弁が作動用流出口を閉鎖することにより、細流路から流入した液化ガス燃料によりガス閉鎖域の内圧が上昇する。これに伴ってプレート状メイン弁に作用する面圧が上昇し、内部連通流域でプレート状メイン弁に作用する面圧よりも大きくなることによって、該プレート状メイン弁を前方へ押し込んで閉鎖位置とする。これにより、ガス流出管路が閉鎖されることから、液化ガス燃料の充填を強制的に停止できるため、最大充填量を越えて燃料タンク内に液化ガス燃料を充填しないようにしている。
【００１２】
本構成は、プレート状メイン弁により区画するガス閉鎖域と内部連通流域とで該プレート状メイン弁に作用する面圧の差によって、該プレート状メイン弁を前後方向へ摺動し、ガス流出管路を開閉するようにした構成である。ここで、プレート状メイン弁は、上述した従来のダイヤフラムのように鍔部を固定して局所的に屈曲変形するものでなく、ほとんど変形を生じずに弁自体が一体的に前後方向へ摺動する。そのため、ダイヤフラムのように開閉作動の際に作用する局所的な応力集中による損傷や塑性変形等を、プレート状メイン弁では生じ難い。さらに、合成樹脂製のプレート状メイン弁は、高剛性であることから、前後方向へ摺動する際に作用する圧力によってほとんど変形せず、局所的な応力集中を生じ難い。そして、ウォーターハンマー現象による水撃に充分に耐え得る強さを発揮することもできる。また、合成樹脂製プレート状メイン弁は、ゴム製に比して、ＤＭＥ燃料や硫黄等の不純物による侵食を受け難い。したがって、本構成によれば、液化ガス燃料の充填と消費とによりプレート状メイン弁を繰り返し開閉作動しても、正確且つ安定した作動を長期に亘って保つことができ、優れた耐久性を発揮できる。
【００１３】
尚、上述した従来のダイヤフラムを用いた構成にあって、ＤＭＥ燃料等に対する耐食性に優れた合成樹脂製のダイヤフラムを適用することが、通常考えられる。この場合には、ゴム製に比してＤＭＥ燃料や硫黄等の不純物による侵食を受け難くなるが、合成樹脂製は、ゴム製に比して弾性変形歪みが小さいことから、局所的な応力集中を生じ易い。そのため、ゴム製に比して、耐久性が低減してしまうことから、合成樹脂製のダイヤフラムを単純に用いることには無理がある。このようなことから、過充填防止装置として一般的に用いられるダイヤフラム式の構成と異なる、本発明の構成を発明するに至った。
【００１４】
上述した過充填防止装置にあって、プレート状メイン弁が、その外周端部に板厚方向に亘ってガイド溝を備えると共に、ケーシング体が、その内部に、前記ガイド溝に嵌入する前後方向に沿ったガイドレールを備えているものである構成が提案される。
【００１５】
かかる構成にあっては、プレート状メイン弁が、そのガイド溝に嵌入したガイドレールに沿って移動することから、前後方向へ安定かつ正確に摺動することができる。これにより、プレート状メイン弁が開放位置や閉鎖位置で位置ズレを生じてしまうことを防止できる。そのため、閉鎖位置で、ガス流出管路を安定して繰り返し閉鎖することができ、その密閉性を長期に亘って保つことができる。したがって、液化ガス燃料が最大充填量を越えて充填されてしまうことを可及的に抑制するという、上述した本構成により発揮される耐久性を一層向上できる。
【００１６】
ここで、プレート状メイン弁は、上述したダイヤフラムのようにその鍔部を拘束する構成と異なり、ケーシング体の内部で摺動するため、該ダイヤフラムの構成に比して、閉鎖位置で位置ズレを生じる可能性が懸念される。仮に、プレート状メイン弁が閉鎖位置で位置ズレを生ずると、ガス流出管路を確実に閉鎖することができず、最大充填量を越えて充填されてしまう虞がある。これに対して、本構成では、上記のようにプレート状メイン弁を精度良く閉鎖位置へ摺動して保つことができるため、確実に最大充填量で強制的に充填停止することができる。
【００１７】
尚、ガイド溝とガイドレールとは、少なくとも各一つ毎に配設すれば良く、複数設ける構成としても良い。
【００１８】
上述した過充填防止装置にあって、プレート状メイン弁が、その外周端部に板厚方向に亘って連通溝を備え、該連通溝によりガス閉鎖域と内部連通流域とを常時連通する細流路を構成しているものであるとした構成が提案される。
【００１９】
かかる構成にあっては、プレート状メイン弁の外周端部に、細流路を構成する連通溝を摺動方向（前後方向）に沿って設けたものであるから、該連通溝を流れる液化ガス燃料によってプレート状メイン弁の前後方向に沿った摺動が妨げられ難く、摺動安定性を保ち得る。そのため、プレート状メイン弁を閉鎖位置に安定かつ正確に位置決めできるという作用効果を安定して発揮できる。
【００２０】
また、プレート状メイン弁に設けた連通溝により細流路を構成していることから、メンテナンス性に優れるという利点も有する。さらに、細流路をケーシング体に設ける構成に比して、該ケーシング体のサイズを抑制できるという利点も有する。
【００２１】
ここで、上記したプレート状メイン弁が、細流路を構成する複数の連通溝を周方向に均等間隔で配設したものである構成が提案される。
【００２２】
かかる構成にあっては、周方向に均等間隔で複数の連通溝を設けていることから、各連通溝を通過する液化ガス燃料によりプレート状メイン弁に作用する力を、周方向に分散でき、バランスが良い。そのため、プレート状メイン弁の前後方向への摺動安定性が一層向上し、閉鎖位置に安定かつ正確に位置決めできるという作用効果が向上する。
【００２３】
上述した過充填防止装置にあって、プレート状メイン弁が、その外周端部に、周方向に亘ってＯリングを配設しているものである構成が提案される。
【００２４】
かかる構成にあっては、プレート状メイン弁のＯリングによって、ガス閉鎖域の密閉性を向上することができる。これにより、プレート状メイン弁を安定して摺動させることができ、閉鎖位置で安定して保持できる。尚、本構成の場合には、上記した連通溝を形成できないことから、細流路として、プレート状メイン弁の内側部分に穿設した連通孔により構成するもの、又はケーシング体に形成した構成のいずれかとすることが好適である。
【００２５】
上述した過充填防止装置にあって、プレート状メイン弁が、ポリテトラフルオロエチレンにより形成されてなるものである構成が提案される。又は、プレート状メイン弁が、ポリフェニレンサルファイドにより形成されてなるものである構成が提案される。
【００２６】
ポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥと言う）やポリフェニレンサルファイド（以下、ＰＰＳと言う）は、合成樹脂のなかでも、ＤＭＥ燃料や硫黄等の不純物に対する耐食性に優れている。そのため、これらいずれかのプレート状メイン弁は、一層高い耐久性を発揮することができる。尚、特にＰＴＦＥは、ＤＭＥ燃料に対する耐食性が一層高いことから、ＤＭＥ燃料を液化ガス燃料として用いる燃料タンクに採用する場合に、最も好適に用い得る。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、上述したように、ケーシング体内に摺動可能に配した合成樹脂製のプレート状メイン弁を、その前後に区画した内部連通流域とガス閉鎖域との圧力差によって前後方向に摺動し、該内部連通流域の内部に後方突成したガス流出管路を閉鎖する閉鎖位置と、該ガス流出管路と内部連通流域とを連通する開放位置とに位置変換するようにしたものであるから、液化ガス燃料の充填の際に、フロートが最大充填量の液面位置となることに伴って閉鎖したガス閉鎖域でプレート状メイン弁に作用する面圧の上昇により、プレート状メイン弁を開放位置から前方へ摺動して閉鎖位置として、液化ガス燃料の充填を強制的に停止する。これにより、燃料タンクの最大充填量を越える液化ガス燃料の充填を安定かつ確実に防ぐことができる。また、プレート状メイン弁は、一体的に摺動することから、局所的な応力集中の発生を可及的に抑制できる。さらに、ＤＭＥ燃料や硫黄等の不純物による耐食性が高いため、比較的長期に亘って安定かつ正確に摺動することができる。したがって、本構成によれば、上述した従来のダイヤフラム式の構成に比して、高い耐久性を発揮することができる。
【００２８】
上述した過充填防止装置にあって、プレート状メイン弁が、その外周端部に板厚方向に亘ってガイド溝を備えると共に、ケーシング体が、その内部に、前記ガイド溝に嵌入する前後方向に沿ったガイドレールを備えているものであるとした場合には、プレート状メイン弁を前後方向へ安定かつ正確に摺動することができるため、繰り返し正確に閉鎖位置に位置決めすることができる。したがって、液化ガス燃料が最大充填量を越えて充填されてしまうことを可及的に抑制するという、本発明の耐久性が一層向上する。
【００２９】
上述した過充填防止装置にあって、プレート状メイン弁が、その外周端部に板厚方向に亘って連通溝を備え、該連通溝によりガス閉鎖域と内部連通流域とを常時連通する細流路を構成しているものであるとした場合には、摺動安定性を保つことができる。ここで、細流路を構成する複数の連通溝が、周方向に均等間隔で配設した構成の場合には、周方向のバランスが良くなるために、前記摺動安定性が一層向上し、閉鎖位置に安定かつ正確に位置決めできるという作用効果が向上する。
【００３０】
上述した過充填防止装置にあって、プレート状メイン弁が、ポリテトラフルオロエチレン又はポリフェニレンサルファイドにより形成されてなるものであるとした場合には、ＤＭＥ燃料や硫黄等の不純物に対する耐食性が高く、一層高い耐久性を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】燃料タンク１の断面図である。
【図２】本実施例１の過充填防止装置２の、燃料充填中の状態を表す断面図である。
【図３】同上の過充填防止装置２の、充填完了状態を表す断面図である。
【図４】図２中のＰ−Ｐ断面図である。
【図５】過充填防止装置２の作動態様を示す説明図である。
【図６】本実施例２の過充填防止装置５２の、燃料充填中の状態を表す断面図である。
【図７】同上の過充填防止装置５２の、充填完了状態を表す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００３２】
本発明の実施例１を添付図面を用いて詳述する。
本実施例１の燃料タンク１は、例えば、ＤＭＥ燃料により駆動するエンジンを搭載したトラック等の車両に取り付けられるものであり、ＤＭＥ燃料を貯留するものである。すなわち、本実施例１にあっては、液化ガス燃料としてＤＭＥ燃料を貯留するための燃料タンク１である。この燃料タンク１は、図１のように、円筒形状の胴部１ａと、該胴部１ａの両側開口に接合された半球形状の鏡部１ｂ（片側は図示省略）とから構成されており、所定の固定部材（図示省略）により車両に固定される。この燃料タンク１には、その一方の鏡部１ｂに、充填バルブ４５と該充填バルブ４５を開閉する充填バルブ開閉ハンドル４１とを備えたバルブ装置４０が配設されている。バルブ装置４０は、該バルブ装置４０に設けられた被取付部材４３が、鏡部１ｂに配設された取付部材４８に固定されることによって、鏡部１ｂに取り付けられている。そして、この充填バルブ４５には、外部からＤＭＥ燃料が供給される供給口４６が配設されており、ＤＭＥ燃料を充填する場合には、この供給口４６から所定の充填圧力によってＤＭＥ燃料が供給されて燃料充填される。
【００３３】
燃料タンク１の内部には、上記した充填バルブ４５と連通するガス充填管４２が配設されている。そして、このガス充填管４２は、その先端が燃料タンク１内の上部に配されており、当該先端に過充填防止装置２が接続されている。尚、ガス充填管４２の内部により、本発明にかかるガス流路８を構成している（図２，３参照）。
【００３４】
過充填防止装置２は、図２，３のように、フロート１０と上記ガス充填管４２に接続するケーシング体３とを備えている。尚、本実施例にあって、図２，３中で、過充填防止装置２の左側を後側とし、右側を前側として、前後方向を規定している。すなわち、フロート１０側を後側とし、後述するガス流出口１６ａ側を前側として、以下説明する。
【００３５】
ケーシング体３は、前後方向に開口するケーシング主体４と、該ケーシング主体４の前面側を閉鎖する前側蓋体５と、後面側を閉鎖する後側蓋体６とを備え、これらが接合されて一体化されてなる。ケーシング主体４の上部は、略円環形状を成し、前側蓋体５と後側蓋体６とに密閉状に閉鎖されて、閉鎖内空域９が内部形成されている。すなわち、ケーシング体３は、その上部の内側に水平方向に沿って断面円形状の閉鎖内空域９を備えている。さらに、ケーシング主体４の下部には、下方開口する接続管部４ａが上下方向に沿って設けられ、該接続管部４ａが上記ガス充填菅４２の先端に外嵌してカシメ等により固結されることによって、当該過充填防止装置２がガス充填菅４２に接続される。そして、この接続管部４ａの内部によりガス流路８と連通する接続管路１１を構成しており、該接続管路１１の上端が前記閉鎖内空域９の前方寄り下部で連通している。
【００３６】
ケーシング体３を構成する前側蓋体５には、その径方向中央に、後方へ突出する楕円筒状の楕円状突出筒部１３が形成されている。この楕円状突出筒部１３が、上記の閉鎖内空域９の内部で水平方向に沿って後方突出して配設される。楕円状突出筒部１３は、その前後で夫々開口しており、本発明にかかるガス流出管路１６を構成する。そして、ガス流出管路１６の後端に、閉鎖内空域９内に開口する開閉口１６ｂを有し、前端に、燃料タンク１内に開口するガス流出口１６ａを有する。また、閉鎖内空域９には、楕円状突出筒部１３の径方向外側を囲むように、前記接続管路１１と連通する略円環形の内部連通流域１２が形成されている。すなわち、この内部連通流域１２の内部に、前記楕円状突出筒部１３により構成されるガス流出管路１６が設けられている。さらに、閉鎖内空域９には、前記楕円状突出筒部１３（ガス流出管路１６）の後方に、後述するプレート状メイン弁７が前後方向へ摺動可能に配されている。
【００３７】
ケーシング体３を構成する後側蓋体６には、その径方向中央に、前記ガス流出管路１６と対向するように、燃料タンク１内へ後方開口する作動用流出口１７が設けられており、上記の閉鎖内空域９が該作動用流出口１７を介しても燃料タンク１内と連通している。この作動用流出口１７には、該作動用流出口１７を開閉する弁部２４ａを備えた作動弁２４が配設されており、該作動弁２４が、コイル状のバネ２５により作動用流出口１７を閉鎖する方向（後方）へ付勢されている。ここで、バネ２５により、本発明にかかる作動弁付勢手段が構成されている。
【００３８】
また、ケーシング体３の後側蓋体６には、その外部に、上記した作動弁２４の外端部２４ｂに当接する傾動板２７が軸支されている。この傾動板２７は、その下部が作動弁２４の外端部２４ｂに当接し、その略中央部がケーシング体３に軸支されている。さらに、傾動板２７の上部には、上記したフロート１０を先端に備えた支持杆２９が連結されている。このフロート１０は、燃料タンク１内に貯留するＤＭＥ燃料の液面高さに従って浮動する。
【００３９】
ここで、フロート１０の浮動について説明すると、ＤＭＥ燃料の貯留量が少ない場合には、フロート１０が降下して、傾動板２７がバネ２５の付勢力に抗して作動弁２４をケーシング体３の内部へ押し込み、作動用流出口１７を開放する（図２，図５（Ａ）参照）。尚、本実施例１にあっては、フロート１０の最降下位置を規定するための停止片部２８が、ケーシング体３に設けられている。この停止片部２８に傾動板２７が当接することにより、該傾動板２７が作動弁２４を最も押し込む位置を規定する。一方、ＤＭＥ燃料の充填によりフロート１０が上昇するに伴って、傾動板２７が作動弁２４に作用する負荷を軽減する方向（作動弁２４から離れる方向）へ傾動する。これにより、作動弁２４が、バネ２５の付勢力に従って作動用流出口１７を閉鎖する方向へ移動する。尚、燃料タンク１は、そのタンク容量の８５％を、ＤＭＥ燃料の最大充填量として設定している。そして、上記フロート１０が、最大充填量で貯留しているＤＭＥ燃料の液面高さで浮かぶ位置となると、傾動板２７が、作動弁２４により作動用流出口１７を閉鎖する傾動位置となる。
【００４０】
次に、上記したプレート状メイン弁７について説明する。
上記のケーシング体３の内部に形成された閉鎖内空域９には、楕円状突出筒部１３（ガス流出管路１６）の後方に、円盤形のプレート状メイン弁７が配されており、当該閉鎖内空域９を前側の内部連通流域１２と後側のガス閉鎖域２１とに区画する。このガス閉鎖域２１が、内部連通流域１２と密閉状に区画形成されており、上記した作動用流出口１７を介して燃料タンク１内と連通する。
【００４１】
プレート状メイン弁７は、その外径寸法が、閉鎖内空域９を構成するケーシング主体４の内周壁４ｂと所定のクリアランスを有するように設定されている。そして、図４のように、プレート状メイン弁７は、断面円形状の閉鎖内空域９および楕円状突出筒部１３と同心状に配され、前後方向に沿って摺動可能である。すなわち、本実施例１の構成では、プレート状メイン弁７、閉鎖内空域９、楕円状突出筒部１３（ガス流出管路１６）、作動用流出口１７は、同心状に配されている。
【００４２】
このプレート状メイン弁７は、図３および図５（Ｂ）のように、その前面部７ａが楕円状突出筒部１３の内周端１３ａに密接することにより、ガス流出管路１６の開閉口１６ｂを閉鎖する。これにより、接続管路１１と連通する内部連通流域１２を、ガス流出管路１６と非連通にし、ガス流路８から流入するＤＭＥ燃料を燃料タンク１内へ流出不能とする。このようにプレート状メイン弁７が楕円状突出筒部１３の内周端１３ａに密接する位置が、本発明にかかる閉鎖位置である。一方、プレート状メイン弁７が、図２および図５（Ａ）のように、前記閉鎖位置から後方移動して、楕円状突出筒部１３の内周端１３ａから離間すると、ガス流出管路１６の開閉口１６ｂを開放する。これにより、ガス流出管路１６と内部連通流域１２とが連通し、ＤＭＥ燃料をガス流出管路１６を介して燃料タンク１内へから流出可能となる。このようにプレート状メイン弁７が楕円状突出筒部１３の内周端１３ａから離間した位置が、本発明にかかる開放位置である。尚、プレート状メイン弁７には、その前面部７ａの中央部分から前方へ突出する截頭円錐形状の突出部７ｂが形成されており、開放位置で、内部連通流域１２からガス流出管路１６へＤＭＥ燃料が流れ易くなっている。
【００４３】
ここで、プレート状メイン弁７は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）により成形加工されている。このＰＴＦＥは、ＤＭＥ燃料に対する耐食性に優れたものである。そのため、比較的長期間に亘ってＤＭＥ燃料と接触しても、膨潤等の侵食作用を可及的に抑制できる。詳述すると、上述した従来のダイヤフラムに用いられているゴム（ニトリルゴム等）をＤＭＥ燃料に曝すと、該ＤＭＥ燃料の侵食作用によって該ゴムが膨潤する。このゴムの膨潤は、ＤＭＥ燃料に比較的短期間曝すことで容易に生ずる。一方、ＰＴＦＥは、同様にＤＭＥ燃料に曝すことによって生ずる膨潤を抑制する効果が高く、該抑制できる期間が前記ゴムに比して長くなるため、比較的長期間に亘って所望の形態を保ち得る。そのため、ＰＴＦＥ製のプレート状メイン弁７は、比較的長期間に亘って、上記した開放位置と閉鎖位置とに位置変換する摺動を安定かつ正確に行うことができ、高い耐久性を発揮できることとなり得る。さらに、本実施例１にあっては、上述したように、プレート状メイン弁７を、ケーシング体３の内周壁４ｂと所定のクリアランスを有するように形成されており、該クリアランスを、ＤＭＥ燃料により生ずる膨潤を考慮して設定する。そのため、長期間使用することにより、プレート状メイン弁７が膨潤しても、前記クリアランスのよる前後方向への摺動不良が生ずることを可及的に抑制することができる。したがって、プレート状メイン弁７を安定かつ正確に前後方向へ摺動する耐久性をさらに高め得る。
【００４４】
さらに、プレート状メイン弁７は、図４のように、その外周端部に、周方向に均等間隔で二つの連通溝３１，３１を備え、各連通溝３１，３１が板厚方向に亘って形成されている。さらに、プレート状メイン弁７の外周端部には、板厚方向に亘ってガイド溝３２が形成されている。ここで、ガイド溝３２は、二つの連通溝３１，３１と夫々に略等距離となる位置に形成されている。
【００４５】
また、図２〜４のように、ケーシング体３の内周壁４ｂには、その上部に、前後方向に沿ってガイドレール３５が形成されている。このガイドレール３５に、上記のガイド溝３２を嵌め合わせるようにして、プレート状メイン弁７を、閉鎖内空域９内に配する。これにより、プレート状メイン弁７は、ガイドレール３５とガイド溝３２とによって、前後方向へ安定して摺動を繰り返すことができる。尚、ケーシング体３の閉鎖内空域９内にプレート状メイン弁７を配した状態で、該プレート状メイン弁７、ガス流出管路１６（楕円状突出筒部１３）、作動用流出口１７とが、夫々の中心位置が同一線上に位置するようになっている。そして、プレート状メイン弁７は、その前面部７ａが鉛直方向に沿うように配設され且つ該鉛直方向を保って前後方向へ摺動する。また、楕円状突出筒部１３の内周端１３ａは、鉛直方向に沿って形成されている。そのため、プレート状メイン弁７は、その閉鎖位置で、楕円状突出筒部１３の内周端１３ａに周方向に亘って均等に密着することから、ガス流出管路１６の開閉口１６ｂを安定かつ正確に閉鎖することができ、ＤＭＥ燃料の漏れを確実に防止でき得る。
【００４６】
このようにプレート状メイン弁７を閉鎖内空域９内に配すると、その連通溝３１，３１によって、作動用流出口１７側のガス閉鎖域２１と内部連通流域１２とを常時連通する。尚、この連通路３１，３１によって、本発明にかかる細流路が構成されている。そして、連通溝（細流路）３１，３１の断面積は、上記した作動用流出口１７の開口面積に比して小さくなっている。
【００４７】
また、ケーシング体３のガス閉鎖域２１には、プレート状メイン弁７を上記の閉鎖位置方向へ付勢するコイル状のバネ２２が配設されている。これにより、プレート状メイン弁７に何ら外力（圧力）が作用しない状態では、プレート状メイン弁７は閉鎖位置に保たれる。
【００４８】
次に、本実施例１の過充填防止装置２の作動について説明する。
燃料タンク１内に貯留するＤＭＥ燃料が、上記した最大充填量より少ない状態では、フロート１０が降下しているため、該フロート１０に連係する傾動板２７によって作動弁２４を前方へ押し込んで作動用流出口１７を開放している（図２，図５（Ａ）参照）。ＤＭＥ燃料を充填しない状態では、バネ２２の付勢力によってプレート状メイン弁７を閉鎖位置で維持している（図示省略）。この状態でＤＭＥ燃料を充填すると、充填バルブ４５からガス充填管４２を通じてケーシング体３の内部連通流域１２にＤＭＥ燃料が流入する。そして、プレート状メイン弁７には、その前面部７ａにＤＭＥ燃料の充填圧力が作用することから、該前面部７ａに作用する面圧が上昇して、バネ２２の付勢力に抗してプレート状メイン弁７を閉鎖位置から後方へ摺動し、図２および図５（Ａ）のように、ガス流出管路１６の開閉口１６ｂを開放する。これにより、ケーシング体３の内部連通流域１２に流入したＤＭＥ燃料が、ガス流出管路１６を介して当該燃料タンク１内へ流出し、ＤＭＥ燃料を充填する。さらに、前記のように作動用流出口１７を開放していることから、内部連通流域１２に流入したＤＭＥ燃料が、プレート状メイン弁７の連通溝３１，３１を介してガス閉鎖域２１へも流入し、作動用流出口１７から当該燃料タンク１内へ流出する。ここで、連通溝３１，３１は、その断面積が作動用流出口１７の開口面積より小さいことから、連通溝３１，３１を流れるＤＭＥ燃料の流量に比して作動用流出口１７を流出する流量が大きい。そのため、連通溝３１，３１を介してガス閉鎖域２１へ流入したＤＭＥ燃料によってプレート状メイン弁７の後面部７ｃに作用する面圧は、内部連通流域１２に流入したＤＭＥ燃料によってプレート状メイン弁７の前面部７ａに作用する面圧に比して小さい。これにより、前記のようにプレート状メイン弁７を閉鎖位置から開放位置へ安定かつ正確に位置変換作動できる。さらにまた、プレート状メイン弁７の周方向に均等間隔となる位置に設けられていることから、ＤＭＥ燃料の流動中にあってもプレート状メイン弁７が開放位置にバランス良く保たれ、ＤＭＥ燃料が安定してガス閉鎖域２１へ流れる。
【００４９】
尚ここで、内部連通流域１２とプレート状メイン弁７とが同心状に配されていることから、ＤＭＥ燃料の充填圧力をプレート状メイン弁７に周方向に亘ってほぼ均等に作用することができる。さらに、プレート状メイン弁７のガイド溝３２とガイドレール３５とによって、該プレート状メイン弁７が前後方向へ摺動する。これらによって、プレート状メイン弁７を安定かつ正確に後方へ摺動することができる。また、プレート状メイン弁７の前面部７ａには、上記した截頭円錐形状の突出部７ｂが形成されていることから、内部連通流域１２からガス流出管路１６へＤＭＥ燃料が流れ易くなっている。
【００５０】
このようにＤＭＥ燃料を充填していくことにより、燃料タンク１内の貯留量が増加し、その液面高さ位置が上昇するに伴って、フロート１０が昇動する。フロート１０の昇動に連係して傾動板２７を傾動することにより、該傾動板２７による作動弁２４を前方へ押し込む力が低減し、これに伴って作動弁２４がバネ２５の付勢力に従って作動用流出口１７を閉鎖する方向へ移動する。そして、ＤＭＥ燃料が最大充填量に達すると、図３および図５（Ｂ）のように、作動弁２４が作動用流出口１７を閉鎖する。これにより、プレート状メイン弁７の連通溝３１，３１を介してガス閉鎖域２１に流入したＤＭＥ燃料によって、該ガス閉鎖域２１の内圧が増加し、当該内圧増加に伴ってプレート状メイン弁７の後面部７ｃに作用する面圧が上昇する。そして、プレート状メイン弁７の後面部７ｃと前面部７ａとに夫々作用する面圧の差によって、該プレート状メイン弁７が前方へ摺動して楕円状突出筒部１３の内周端１３ａに密着する。このようにプレート状メイン弁７が閉鎖位置に位置変換して、ガス流出管路１６の開閉口１６ｂを閉鎖する。ここで、プレート状メイン弁７は、そのガイド溝３２とガイドレール３５とにより、前方へ安定して摺動することから、楕円状突出筒部１３の内周端１３ａに安定かつ正確に密着することができる。そのため、ガス流出管路１６の開閉口１６ｂを確実に閉鎖することができ得る。また、プレート状メイン弁７の連通溝３１，３１が、互いに対向する位置に設けられていることから、該連通溝３１，３１からガス閉鎖域２１に流入したＤＭＥ燃料により、当該ガス閉鎖域２１の内圧を全体的にほぼ均等に向上することができるため、当該プレート状メイン弁７を前方へバランス良く押し込むことができる。そのため、プレート状メイン弁７が傾いてしまう等の不具合を生じず、前記開閉口１６ｂを確実に閉鎖するという作用が向上する。
【００５１】
これにより、内部連通流域１２に流入したＤＭＥ燃料が、ガス流出管路１６へ流れることができずに、当該燃料タンク１へのＤＭＥ燃料の充填が強制的に停止するため、最大充填量を越えて充填することを防止することができる。尚、このようにＤＭＥ燃料を充填できなくなると、該ＤＭＥ燃料の充填が停止される。
【００５２】
その後、ＤＭＥ燃料を消費すると、フロート１０が降動することにより、傾動板２７が作動弁２４をケーシング体３の内部へ押し込み、作動用流出口１７が開放する。この際には、充填バルブ４５からＤＭＥ燃料の充填が停止していることから、プレート状メイン弁７に充填圧力が作用しないため、該プレート状メイン弁７がバネ２２の付勢力によって閉鎖位置で維持される。
【００５３】
上述したようにＤＭＥ燃料の充填と消費とを繰り返すと、これに伴ってプレート状メイン弁７が前後方向へ繰り返し摺動する。プレート状メイン弁７の摺動は、ガイドレール３５とガイド溝３２とに従っていること、充填圧力が周方向に亘って作用すること、および連通溝３１，３１がバランス良く配設されていることによって、前後後方へ安定かつ正確に繰り返し実行される。そのため、比較的長期に亘って繰り返し実行されても、プレート状メイン弁７を楕円状突出筒部１３の内周端１３ａに安定して密着することができ、その閉鎖位置でＤＭＥ燃料の充填を確実に強制停止できる。本実施例のようにプレート状メイン弁７を摺動する構成にあっても、閉鎖位置での位置ズレ（傾き等）の不具合を生じないことから、該閉鎖位置へ安定して位置変換できる。
【００５４】
さらに、プレート状メイン弁７は、少なくとも充填の際にＤＭＥ燃料に曝されるが、上述したようにＤＭＥ燃料に対する耐食性に優れたＰＴＦＥにより成形されたものであることから、該ＤＭＥ燃料による膨潤を可及的に抑制することができる。尚、プレート状メイン弁７は、ケーシング体３の内周壁４ｂと所定のクリアランスを有するように形成されていることから、例え、ＤＭＥ燃料により膨潤を生じたとしても、前後方向の摺動を安定かつ正確に維持することができ得る。以上のことから、プレート状メイン弁７がＤＭＥ燃料に比較的長期に亘って曝されていても、上記した開放位置と閉鎖位置との間での摺動を安定かつ正確に行うことができる。そして、本実施例１の過充填防止装置２は、ＤＭＥ燃料の充填と消費とを繰り返し行っても、燃料タンク１の最大充填量を越えて充填しないように正確かつ安定して作動することができ、高い耐久性を発揮できる。
【００５５】
また、プレート状メイン弁７は、合成樹脂製であることから、剛性や強度に優れる。特に、プレート状メイン弁７は、上述した従来のダイヤフラムと異なり、板厚を比較的肉厚な寸法形状に設定することができる。そのため、プレート状メイン弁７が高い剛性と強度を発揮することにより、上述した充填圧力やガス閉鎖域２１からの内圧が作用した場合にも高い形態安定性を発揮し、上記した開放位置と閉鎖位置とへの摺動を安定かつ正確に行うという作用効果が一層向上する。
【００５６】
また、プレート状メイン弁７は、その板厚ｔと外径Ｄとが次の式（１）を満足するように定めている。
０．５＜（Ｄ／ｔ）＜５ ・・・・（１）
ここで、板厚ｔと外径Ｄとの比（Ｄ／ｔ）を、５より小さくすることにより、前後方向への摺動を安定かつ正確に行うという作用効果が一層向上する。これは、相対的に板厚ｔが大きくなることによって、摺動方向（前後方向）への移動が安定し易くなるためである。さらに、外径Ｄに比して板厚ｔが相対的に小さくなると、上記した充填圧力（面圧）に対する強度低下が懸念され、例えばウォーターハンマー現象による水撃に対する耐力低下が懸念される。一方、外径Ｄに比して板厚ｔが相対的に大きくなると、開放位置と閉鎖位置とに位置変換する際の摺動速度が鈍くなる傾向にある。このようなことから、式（１）を満足する構成を適用した。尚、さらに板厚ｔと外径Ｄとの比（Ｄ／ｔ）を、１より大きく且つ３より小さく定めた構成が一層好適である。
【００５７】
さらにまた、プレート状メイン弁７を閉鎖位置とする際に、該プレート状メイン弁７と楕円状突出筒部１３の内周端１３ａとの密着性を一層安定して発揮できるようにすることが求められる。その具体的な構成として、プレート状メイン弁７の前面部にあって楕円状突出筒部１３よりも外側領域の径方向距離、すなわちプレート状メイン弁７の外周端と楕円状突出筒部１３の内周端１３ａとの距離が、少なくとも５ｍｍ以上とする構成が好ましい。
【実施例２】
【００５８】
実施例２の構成にあっては、図６，７のように、過充填防止装置５２のプレート状メイン弁５７が、その外周端部にＯリング５８を備えた構成としたものである。そして、プレート状メイン弁５７は、その前後に貫通する連通孔６１を備えている。この連通孔６１は、プレート状メイン弁５７の前面部５７ａで内部連通流域１２に臨む位置に開口し、後面部５７ｃでその中央寄り位置に開口するように設けられている。そのため、プレート状メイン弁５７が閉鎖位置にある状態でも、連通孔６１は内部連通流域１２とガス閉鎖域２１とを連通している（図７参照）。すなわち、連通孔６１は、内部連通流域１２とガス閉鎖域２１とを常時連通する。
【００５９】
プレート状メイン弁５７は、その外周端部の板厚方向中央寄りに、周方向に亘って装着溝５７ｄが形成されており、該装着溝５７ｄにＯリング５８が取り付けられている。ここで、Ｏリング５８は、部分的に径方向外側に突出するように配設されていることから、ケーシング体３の閉鎖内空域９を規定する内周壁４ｂに密接する。これにより、ガス閉鎖域２１の密閉性を高めている。
【００６０】
本実施例２にあっては、プレート状メイン弁５７を上記構成とした以外は実施例１と同じ構成としていることから、同じ構成要素には同じ符号を記し、その説明を省略している。そして、プレート状メイン弁５７は、実施例１と同様に、楕円状突出筒部１３の内周端１３ａに密着する前面部５７ａの中央に截頭円錐形の突出部５７ｂを備えている。
【００６１】
この実施例２の過充填防止装置５２にあっても、フロート１０の浮動に従って作動用流出口１７が開閉し、これに伴ってプレート状メイン弁５７が前後方向に摺動して開放位置と閉鎖位置とに位置変換する。そして、上述した実施例１と同様に、最大充填量を越えてＤＭＥ燃料が充填されることを安定かつ正確に防ぎ得る。さらに、プレート状メイン弁５７は、実施例１と同様のＰＴＦＥ製であることから、ＤＭＥ燃料に対する耐食性に優れ、高い耐久性を発揮できる。
【００６２】
本実施例２の構成では、プレート状メイン弁５７がＯリング５８を備えた構成であることから、ガス閉鎖域２１の密閉性が高く、作動用流出口１７の閉鎖によって増加するガス閉鎖域２１の内圧が当該プレート状メイン弁５７に安定して作用し易く、閉鎖位置への摺動安定性が向上する。そのため、過充填防止装置５２として、ＤＭＥ燃料の過充填を防ぐ作用効果に一層優れている。
【００６３】
上述した実施例１，２の構成にあっては、プレート状メイン弁をＰＴＦＥ製とした構成であるが、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）製とした構成とすることもできる。ＰＰＳにあっても、ＤＭＥ燃料に対して高い耐食性を有することから、実施例１，２と同様に優れた耐久性を発揮することができる。
【００６４】
また、上述した実施例１，２は、ＤＭＥ燃料を貯留する燃料タンクに備えた過充填防止装置であるが、ＬＰＧ燃料等の液化ガス燃料を貯留する燃料タンクにも適用することができる。他の液化ガス燃料の燃料タンクに適用した場合にあっても、上述した作用効果を奏し得る。特に、ＬＰＧ燃料にあって、硫黄分などの不純物が比較的多く含まれる場合には、該硫黄分により侵食作用を生じ易いが、上記したＰＴＦＥ製やＰＰＳ製のプレート状メイン弁は、前記硫黄分に対する耐食性にも優れていることから、上述した作用効果を適切に生ずる。
【００６５】
本発明は、上述した実施例１，２に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で適宜用いることができる。例えば、コイル状のバネ２２，２５に代えて、板バネなどを用いることも可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１ 燃料タンク
２，５２ 過充填防止装置
３ ケーシング体
７，５７ プレート状メイン弁
８ ガス流路
１０ フロート
１１ 接続管路
１２ 内部連通流域
１６ ガス流出管路
１７ 作動用流出口
２１ ガス閉鎖域
２２ バネ（メイン弁付勢手段）
２４ 作動弁
２５ バネ（作動弁付勢手段）
３１ 連通溝（細流路）
５８ Ｏリング
６１ 連通孔（細流路）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンク外に配設された充填バルブの開作動により燃料タンク内に液化ガス燃料を流出させるガス流路と接続されて燃料タンク内に配設され、燃料タンク内への液化ガス燃料の過充填を防止する過充填防止装置において、
ガス流路と接続される接続管路と、該接続管路と常時連通する内部連通流域と、該内部連通流域内に後方突成された、液化ガス燃料を燃料タンク内へ流出するガス流出管路とを具備するケーシング体と、
該ケーシング体の内部且つ前記ガス流出管路の後方で前後方向へ摺動可能に配設されて、前記内部連通流域と密閉状に区画されるガス閉鎖域を形成し、前記ガス流出管路の後方へ離間して該ガス流出管路と内部連通流域とを連通する開放位置と、ガス流出管路を閉鎖して該ガス流出管路と内部連通流域とを遮断する閉鎖位置とに位置変換する合成樹脂製のプレート状メイン弁と、
該プレート状メイン弁を閉鎖位置方向へ付勢するメイン弁付勢手段と、
ケーシング体内に設けられ、前記ガス閉鎖域と接続管路とを常時連通する細流路と、
ケーシング体に軸支され、液化ガス容器内に貯留する液化ガスの液面高さに従って浮動するフロートと、
該フロートの浮動に伴って、ガス閉鎖域に流入した液化ガス燃料を燃料タンク内へ流出する作動用流出口を開閉する作動弁と、
該作動弁を、作動用流出口を閉鎖する方向へ付勢する作動弁付勢手段と
を備えていることを特徴とする過充填防止装置。
【請求項２】
プレート状メイン弁が、その外周端部に板厚方向に亘ってガイド溝を備えると共に、
ケーシング体が、その内部に、前記ガイド溝に嵌入する前後方向に沿ったガイドレールを備えているものであることを特徴とする請求項１に記載の過充填防止装置。
【請求項３】
プレート状メイン弁が、その外周端部に板厚方向に亘って連通溝を備え、該連通溝によりガス閉鎖域と内部連通流域とを常時連通する細流路を構成していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の過充填防止装置。
【請求項４】
プレート状メイン弁が、細流路を構成する複数の連通溝を周方向に均等間隔で配設したものであることを特徴とする請求項３に記載の過充填防止装置。
【請求項５】
プレート状メイン弁が、その外周端部に、周方向に亘ってＯリングを配設されているものであることを特徴とする請求項１に記載の過充填防止装置。
【請求項６】
プレート状メイン弁が、ポリテトラフルオロエチレンにより形成されてなるものであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の過充填防止装置。
【請求項７】
プレート状メイン弁が、ポリフェニレンサルファイドにより形成されてなるものであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の過充填防止装置。
【請求項１】
燃料タンク外に配設された充填バルブの開作動により燃料タンク内に液化ガス燃料を流出させるガス流路と接続されて燃料タンク内に配設され、燃料タンク内への液化ガス燃料の過充填を防止する過充填防止装置において、
ガス流路と接続される接続管路と、該接続管路と常時連通する内部連通流域と、該内部連通流域内に後方突成された、液化ガス燃料を燃料タンク内へ流出するガス流出管路とを具備するケーシング体と、
該ケーシング体の内部且つ前記ガス流出管路の後方で前後方向へ摺動可能に配設されて、前記内部連通流域と密閉状に区画されるガス閉鎖域を形成し、前記ガス流出管路の後方へ離間して該ガス流出管路と内部連通流域とを連通する開放位置と、ガス流出管路を閉鎖して該ガス流出管路と内部連通流域とを遮断する閉鎖位置とに位置変換する合成樹脂製のプレート状メイン弁と、
該プレート状メイン弁を閉鎖位置方向へ付勢するメイン弁付勢手段と、
ケーシング体内に設けられ、前記ガス閉鎖域と接続管路とを常時連通する細流路と、
ケーシング体に軸支され、液化ガス容器内に貯留する液化ガスの液面高さに従って浮動するフロートと、
該フロートの浮動に伴って、ガス閉鎖域に流入した液化ガス燃料を燃料タンク内へ流出する作動用流出口を開閉する作動弁と、
該作動弁を、作動用流出口を閉鎖する方向へ付勢する作動弁付勢手段と
を備えていることを特徴とする過充填防止装置。
【請求項２】
プレート状メイン弁が、その外周端部に板厚方向に亘ってガイド溝を備えると共に、
ケーシング体が、その内部に、前記ガイド溝に嵌入する前後方向に沿ったガイドレールを備えているものであることを特徴とする請求項１に記載の過充填防止装置。
【請求項３】
プレート状メイン弁が、その外周端部に板厚方向に亘って連通溝を備え、該連通溝によりガス閉鎖域と内部連通流域とを常時連通する細流路を構成していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の過充填防止装置。
【請求項４】
プレート状メイン弁が、細流路を構成する複数の連通溝を周方向に均等間隔で配設したものであることを特徴とする請求項３に記載の過充填防止装置。
【請求項５】
プレート状メイン弁が、その外周端部に、周方向に亘ってＯリングを配設されているものであることを特徴とする請求項１に記載の過充填防止装置。
【請求項６】
プレート状メイン弁が、ポリテトラフルオロエチレンにより形成されてなるものであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の過充填防止装置。
【請求項７】
プレート状メイン弁が、ポリフェニレンサルファイドにより形成されてなるものであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の過充填防止装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−７６２４（Ｐ２０１２−７６２４Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４１１５４（Ｐ２０１０−１４１１５４）
【出願日】平成２２年６月２２日（２０１０．６．２２）
【出願人】（３９１００６４３０）中央精機株式会社 (128)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２２日（２０１０．６．２２）
【出願人】（３９１００６４３０）中央精機株式会社 (128)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]