JP2002235623A - ベント弁及び燃料ポンプモジュール - Google Patents
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Abstract
御する燃料タンク用蒸気ベント弁、及びその蒸気ベント
弁を組み入れた燃料ポンプモジュールを提供する。 【解決手段】 燃料タンクからの燃料蒸気の排出と燃料
タンクへの液体燃料の追加を制御するために蒸気出口の
閉鎖を行う、二つのフロート弁を用いた、高流量の2段
階燃料蒸気ベント弁組立体である。第1のフロートが、
弁に対して第1の液面高さにある液体燃料に応答して蒸
気出口の一部を閉鎖する。第2のフロートが、第1の液
面高さよりも高い第2の液面高さにある液体燃料に応答
して蒸気出口の残部を閉鎖する。蒸気出口を通って液体
燃料が逃散するのを防ぐために、一つまたは二つ以上の
互いに分離したバッフルが構成・配置される。
Description
ムに関し、より具体的には車両の燃料タンク用蒸気ベン
ト弁(蒸気逃し弁)、及びそのような蒸気ベント弁を組
み入れた燃料ポンプモジュールに関する。
の規制により、揮発性のハイドロカーボン燃料蒸気の大
気への排出を減少させることが要求されている。このハ
イドロカーボン燃料蒸気源の一つとして、ガソリンや高
い揮発性を有する他のハイドロカーボン燃料を使用する
車両の燃料タンクがあげられる。タンクへの燃料充填
中、また通常は充填後においても燃料蒸気は大気中に放
出される。一つの解決策として、燃料タンクから過剰の
燃料蒸気を取り除く車上蒸気回収システムを利用する方
法がある。この蒸気回収システムの中の活性炭の入った
キャニスタが、燃料タンク上部に装備された弁組立体を
介して燃料蒸気を受け取り、エンジン稼働中にキャニス
タから燃料蒸気を回収するために、車両エンジンの吸気
マニホルドに連通している。前記弁組立体はタンク内の
燃料液面高さに応答する弁を有しており、燃料液面高さ
が十分に低いときは弁を開いたままにして、燃料蒸気が
燃料タンクからキャニスタに流れるようにしている。燃
料充填中に燃料液面高さが上昇して、タンク内で所望の
最大の燃料液面高さ或いは燃料量に到達すると、フロー
トが上昇して弁を閉じ、液体燃料の弁通過を防止して、
蒸気キャニスタへの流入を防止する。この閉弁は、燃料
蒸気が蒸気キャニスタへ流入することも防止する。上記
システムについては、米国特許第5,579,802に
開示されている。
うち、或るものは、燃料タンクから蒸気貯蔵キャニスタ
への蒸気流を制御するために、高い容量あるいは高い流
量を必要とする。燃料タンクの蒸気圧によって、弁が開
かねばならないとき、現在の高容量あるいは高流量弁の
デザインは閉位置に保持されるようになりがちである。
これにより、蒸気が弁を通過して蒸気貯蔵キャニスタに
流れ込むことが妨害され、システム本来の目的が達成で
きなくなってしまう。加えて、先の燃料液面高さや蒸気
ベント弁は、弁を閉じるために、燃料タンク中の燃料液
面高さに応答する単一のフロートを使用している。燃料
液面高さが所望の最大液面高さ或いはその近傍にとどま
っている間は、弁を通って逃げる液体燃料の量を制限す
るために、この単一のフロート配置は弁を閉じたままと
する。燃料液面高さが最大液面高さ或いはその近傍にと
どまっている間、弁を閉じ続けることは好ましくない。
なぜなら、閉弁時にタンク内に燃料を追加すると、タン
ク内の圧力が上昇し、ハイドロカーボン燃料蒸気の大気
への放出を増加させるからである。
り、でこぼこ道を走行するときなどは、燃料タンク内の
燃料が飛び散ったり、バチャバチャかき回されたりす
る。この飛び散りやかき回されは、タンクが1/4〜3
/4ほど燃料で満たされているときに特に激しいことが
知られている。従来の蒸気ベント弁を用いた場合、好ま
しくない量の液体燃料がこのベント弁を通過して燃料タ
ンクから逃げてしまう。この場合、液体燃料は有限の容
積と貯蔵容量をもった燃料蒸気キャニスタへと流れ、キ
ャニスタは液体燃料で急速に満たされてしまう。従来の
ベント弁の出口は、飛び散っている、あるいはバチャバ
チャかき回されている燃料から適切に保護されておら
ず、また弁の閉鎖メカニズムは、素速く弁を閉じて液体
燃料の逃散を防止するに十分な応答性を有していないの
で、通常、液体燃料は従来のベント弁から逃散する。
開口内に取り付けられ、燃料ポンプは燃料タンク中の別
の開口を通して取り付けられる。過剰圧力用安全弁など
の付加的な部材を取り付けるために、燃料タンクを通し
て更に別の開口が取り付けられることもある。燃料タン
クの上記各開口は、危険なハイドロカーボン燃料蒸気が
大気中に逃散する漏れ経路を与えてしまうことになる。
になされた本発明は、二つのフロート弁を用いた高流量
の2段階燃料蒸気ベント弁組立体であって、燃料タンク
からの燃料蒸気の通気とタンクへの液体燃料追加を制御
するための、革新的な蒸気出口の閉鎖を与えるものであ
る。第1のフロート弁は、該弁に対して相対的な第1の
液面高さにある液体燃料に応答して、蒸気出口の一部を
閉鎖する。第2のフロート弁は、第1の液面高さよりも
高い第2の液面高さにある液体燃料に応答して蒸気出口
の残りの部分を閉鎖する。蒸気出口からの液体燃料の逃
散を防止するために、一つあるいは二つ以上の別々のバ
ッフルが構成され、配置される。
らし、蒸気ベント弁組立体の製造と組み立てを簡素化す
るために、蒸気ベント弁組立体の少なくとも一部分を、
燃料タンク内に配設した燃料ポンプモジュールと一体の
部分として形成することができる。理想的には、蒸気出
口を定めるベント弁組立体の上部は燃料タンクに密封さ
れた燃料ポンプモジュールのフランジと一体の部分とし
て形成される。これにより、蒸気出口を定めるベント弁
組立体本体の周囲のリーク経路を除去し、液体燃料が燃
料タンクから逃散する可能性を減らす。加えて、蒸気ベ
ント弁組立体を燃料ポンプモジュールと一体にすること
で、車両事故時に燃料ポンプを含む燃料ポンプモジュー
ルの下部が燃料タンクに密封された上部フランジから脱
離した場合、蒸気ベント弁組立体の損傷を防ぐ。
料ポンプモジュールの特徴や利点は以下のようなもので
ある。すなわち、高い流量や容量を有し、タンク内の燃
料の液面高さに応答して弁が開閉し、液体燃料が燃料タ
ンクから蒸気受け取りキャニスタへ逃散するのを防止
し、車両転覆時には弁が閉じ、燃料充填時には燃料タン
ク内の燃料の最大液面高さを制限して燃料充填ノズルの
多様な遮断を可能とし、飛び散ったり、バチャバチャか
き回されたりしている液体燃料が蒸気出口を通って逃散
するのを実質的に防止し、頑丈で長持ちし、信頼性が高
く、比較的簡単なデザインを有し、安価に製造、組み立
てができて、長期間有用に使用可能である。
の好ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。図
1は燃料タンクに取り付けられるべく構成された本発明
の第1の実施形態に係わる燃料蒸気ベント弁10であ
り、燃料タンク内部に連通し、燃料蒸気がベント弁10
の蒸気出口12を通って燃料タンクから流出するのを選
択的に許す。蒸気ベント弁10は燃料タンクに独立に取
り付けられる独立部品であってよく、あるいは図5,図
6に示すように、燃料タンクに取り付けられた燃料ポン
プモジュール14の一部分として合体されてもよい。図
3,図4に示すように、ベント弁10は、実質的に蒸気
出口12を閉じるために蒸気出口12と係合可能なクロ
ージャ18を載せる第1のフロート16を有する。該ク
ロージャ18は、出口12と係合したときでも、出口1
2を通る蒸気の流れを制御可能にするための通路20を
有する。更に、蒸気ベント弁10は、該第1のフロート
16に対して相対的に動き、かつ弁10の蒸気出口12
から流体が流出するのを防ぐためにクロージャ18の通
路20を通る流体の流れを選択的にふさぐのに適した第
2のフロート22を有する。
タンクへの燃料充填も制御することが好ましい。クロー
ジャ18が蒸気出口12と係合すると、タンクからの蒸
気流出が制限され、タンク内の圧力が増加する。これに
より、燃料が燃料タンクの充填パイプ内を逆流し、液体
燃料が燃料ステーションの燃料分配ポンプの燃料取替ノ
ズルの制御ポートを塞ぎ、これにより、既知のやり方で
ノズル内の自動閉鎖デバイスを作動させ、燃料がそれ以
上タンク内に追加されるのを防止する。クロージャ18
は蒸気出口12から離間するように動いてもよく、ある
いはタンク内の燃料蒸気は、タンク内の圧力を減らすた
めにクロージャ18の通路20を通って排出されてもよ
い。かくして、第1の閉鎖後であっても、さらなる燃料
がタンク内に追加され得る。燃料タンクの燃料が最大充
填液面高さにあるとき、クロージャ18と蒸気出口12
との再係合によって、あるいは第2のフロート22によ
るクロージャ18の通路20の閉鎖によって、次の閉鎖
が行われる。これにより、燃料タンク内への燃料の過充
填を防止し、蒸気が燃料タンク内の上部に保持され、蒸
気ベント弁10と連通するようにすることが好ましい。
通常、クロージャ18は蒸気出口12と係合したままに
なっており、最初の閉鎖後は動かない。更なる排気と閉
鎖は通路20を介して制御される。
ント弁の下流にある燃料蒸気キャニスタと燃料タンクに
連通している。キャニスタには、弁組立体から受け取っ
たハイドロカーボン蒸気を吸収するために、活性炭が充
填されている。エンジンの通常の燃焼サイクルにおける
燃料蒸気を燃焼させるために、キャニスタは、燃料蒸気
がエンジンの吸気マニホルドに排出されるための出口を
有する。キャニスタは車両の各種部位に取り付けられて
よく、適当な可撓性のホースでベント弁に接続されてい
る。
状のシェル32と該シェル32部分を取り囲む外側充填
カップ34とによって定められるハウジング30を有す
る。充填カップ34は、その中にシェル32が密接して
収容される小径のベース36を有する。図4に示すよう
に、好ましくはこの収容は、シェル32内の補足スロッ
ト37に配設された充填カップ34上の可撓性のフィン
ガー35のスナップ嵌めによってなされる。大径の側壁
38がベース36から充填カップの開口端39まで延び
ており、側壁38とシェル32の間に環状のギャップ4
0を定めている。側壁38は、その上端39で開口して
おり、液体燃料を側壁38に沿って通過させ、ギャップ
40内に流入させる。内に向かって放射状にかつ軸状に
延びる複数のリブ42が、シェル32をその中に位置さ
せるために、側壁38内に形成されてもよい。充填カッ
プ34は、液体が通過する貫通孔46によってベース3
6を広げる底壁44を有する。充填カップ34とシェル
32は、ハイドロカーボン燃料への暴露による劣化に対
する耐性を有する材質、たとえばアセタール樹脂(ポリ
オキシメチレン熱可塑性ポリマー)でできていることが
好ましい。
易に通過して流れることができるように、その中に複数
のスロット50が形成された側壁48を有する。スロッ
ト50は充填カップ34の側壁38の高さと同じかそれ
より低い軸方向の高さまで延びていることが好ましい。
これは、ベント弁10に対して上方に動き、かつスロッ
ト50を通過して動く飛び散っている燃料を遮断し、そ
のような上方に動いている燃料がベント弁10から逃散
するのを防止するためである。シェル32の底壁52
は、流体がその中を流れる一つあるいは二つ以上の貫通
孔56によって、その下端を実質的に閉鎖する。
には、外方向に放射状に延び、好ましくは周方向に連続
しているフランジ58が設けられる。フランジ58は、
外方向に十分放射状に延び、フランジ58の頂部に位置
する液体燃料を充填カップ34から遠ざけ、その液体燃
料を燃料タンクにもどす。上方のキャップ60のシェル
32に対する位置決めと接続を容易にするために、外方
向に放射状に延びた複数のタブ62(図3参照)が、カ
ップ34の外に延びているシェル32の上端に設けられ
る。これらタブ62のうち幾つかは、キャップ60内の
補足開口66にスナップ嵌めするように構成された、外
方向に放射状に延びる取っ手64を有する。残りのタブ
62は、キャップ60と側壁48との間に更なる隔たり
を与え、両者の間に燃料蒸気が弁10に流れ込むための
流れの経路を与える。
ェル32の底壁44,52の孔46,56を通過する流
体の流れを制御するとよい。逆止弁70は、通常、底壁
44,52の間に配設された平坦なディスク72であっ
てよく、シェル32の底壁52に形成された円形の凹部
74によって保持され、位置決めされる。ディスク72
は、液体燃料により作動されたときに、シェル32の底
壁52中の孔56を閉鎖し、液体燃料が燃料タンクから
流出してこれら孔56を通過するのを防止するように、
応答可能であることが好ましい。ディスク72が液体燃
料中に浸漬していないときは、シェル32内にある液体
は弁10から流れ出て孔56を通過し、ディスク72を
通過して燃料タンクに戻る。
に放射状に延びた複数の取付け用タブ76を有すること
が好ましい。このタブ76は、燃料タンクに対してベン
ト弁を位置決めし、ベント弁を燃料タンクに取り付けて
シールするために熱ステークされるものであり、貫通孔
78は燃料タンクの上の(図示しない)ピンを受けるよ
うに構成されるものである。キャップ60は、燃料蒸気
がベント弁10を通過して燃料タンクから逃散する蒸気
出口12を定める貫通ボア84付きの上壁82を有す
る。蒸気出口12の一部分は、ベント弁10を燃料蒸気
キャニスタ等と連通させる適当な導管を収容するため
に、上壁82から延びたニップル86によって定められ
る。更に、環状の弁座88出口12を取り囲むように設
けられてもよい。キャップ60は、上壁82から延びて
組立体のシェル32の上部を取り囲む円周に垂れ下がっ
たスカート90を有する。複数のスロット66がスカー
ト90内に形成される。各スロット66は、キャップ6
0をシェル32に接続して保持するために、シェル32
上のタブ62の独立した一つの取っ手64を受け取るの
に適している。飛び散り、かき回される液体燃料がスカ
ート90とシェル32の間を流れて弁10の出口12を
通過するのを抑制、好ましくは防止するために、シェル
32の側壁48上のフランジ58は、少なくともスカー
ト90の内面94まで、好ましくは少なくともスカート
90の外壁96まで、さらに好ましくは外壁96よりも
更に外側まで、外方向に放射状に延びながら、スカート
90の下縁に隣接して配設されることが好ましい。キャ
ップは更に、バチャバチャかき回されている燃料から遮
蔽するために、スロット66の範囲にあるスカートから
延びるフィンガー様の囲い板98を有してもよい。
するために、フロート組立体100が、シェル32と底
壁52とキャップ60の間に定められる内部空間101
に摺動自在に収容される。フロート組立体100は、第
1のフロート16と、該中空の第1のフロート16に摺
動自在に収容される第2のフロート22を有する。第1
のフロート16は、第2のフロート22が収容される内
側室110を定めるために、好ましくはスナップ嵌めに
より相互連絡された一対の逆カップ形状の胴体106,
108により定められることが好ましい。下の胴体10
6は、上の胴体108と接合するために、上の胴体10
8の孔113に対応する放射状に外側に向かって延びる
複数の留め具111によって上の胴体108内に収容さ
れるための、小径のノーズ112を有してよい。フロー
ト組立体100を閉鎖位置方向に付勢するばね114の
一端を保持するために、下の胴体106は環状の凹部1
16を有することが好ましい。ばね114の他端は、シ
ェル32の底壁52内の環状の凹部74に配設、保持さ
れることが好ましい。上の胴体108は、室110へ流
体を流入させるために、フロート組立体100と、第2
のフロート22が収容される室110とを連通させるた
めに形成された一つ又は二つ以上の貫通孔ないしスロッ
ト118を有することが好ましい。キャップ60の蒸気
出口12と一直線となる、または同軸となる貫通孔12
0が、上の胴体108のノーズ部122に設けられるこ
とが好ましい。クロージャ18は貫通孔120内に圧入
され、第1のフロート16がシェル32の底壁52から
十分に離れたとき、図4に示す如く弁座88に係合する
ようになっている。クロージャ18が弁座88と係合す
るときにも、クロージャの通路20は室110の蒸気出
口12と連通する。クロージャ18は孔120を通って
延び、室110内に第2の弁座123を定める。
在に収容され、ばね124によりクロージャ18の方へ
付勢される。第2のフロート22は、ばね124の一端
を保持する環状の凹部126を有しており、ばね124
の他端は第1のフロート16の下の胴体106の円形突
起128の上に保持されている。第2のフロート22
は、液体燃料内で浮揚性を有しており、液体燃料が室1
10内に入って液面が上昇するとき、通路20を塞ぐた
めに、第2のフロート22が上方に昇ってクロージャ1
8の弁座123と係合するようになっている。第2のフ
ロート22は、液体燃料が室110内に存在しないと
き、第2のフロートが弁座123から離れてクロージャ
18を通る通路20を再び開放するのに十分な質量を有
するように選ばれることが望ましい。たとえば車両が転
覆してベント弁10がターンオーバーしたときに、液体
燃料がクロージャ18を通って流れて蒸気出口12から
流出するのを防止するために、第2のフロート22が液
体燃料中に浸漬しているときでさえ、第2のフロート2
2がクロージャ18の弁座123との係合へと駆り立て
られるように、第2のフロート22の質量とそれを付勢
するばね124のばね定数は選ばれている。同様に、車
両転覆時、液体燃料が蒸気出口を通って流出するのを防
止するために、第1のフロート16が変位してクロージ
ャ18がキャップ60の弁座88と係合するように、全
フロート組立体100の質量とそれを付勢するばね11
4のばね定数が選ばれている。第2フロート22と第1
フロート16の間の摩擦を制限するために、上の胴体1
08は、軸方向に延長して放射状に内に向かって延びる
複数のリブ130を有することが望ましい。同様に、第
1のフロート16を導くと共にそれとシェル32の内壁
との間の摩擦を減らすために、軸方向に延長して一定の
間隔を有して存在する複数のリブ132がシェル32内
に設けられている。
造を容易にするために、好ましくは互いにスナップ嵌め
できる比較的簡単な複数の部品からできている。ベント
弁10は、液体燃料がそこを通って燃料タンクから逃散
するのを制限、あるいは防止するように構成・配置され
ているとともに、蒸気出口12の2段階の密閉操作を可
能とする。クロージャ18が弁座88と係合するとき、
最初、クロージャ18の通路20は開放されている。そ
して第2のフロート22が液体燃料中に浸漬されると
き、流体がクロージャ18を通って流れるのを防止する
ために、したがって蒸気出口12を通って流れるのを防
止するために、第2のフロート22は上昇してクロージ
ャ18の弁座123と係合する。
用する液体燃料がないときは、クロージャ18はキャッ
プ60の弁座88と係合しておらず、同様に第2のフロ
ート22もクロージャ18の弁座123と係合しておら
ず、燃料タンク内の燃料蒸気がスカート90と側壁48
の間の蒸気通路を通って流れ、蒸気出口12から流れ出
る。また、燃料蒸気キャニスタへあるいは他の受け取り
部品へと配送するために、燃料蒸気はフロート組立体1
00のまわりのシェル32内のスロット50を通って流
れ、蒸気出口12から流れ出る。あるいは、燃料蒸気は
フロート組立体100を通り、クロージャ18を通り通
路20を通って流れ、蒸気出口12から流れ出る。
ル等によって、液体燃料が燃料タンクに追加されると、
燃料タンク中の燃料の液面高さは上昇し、結局、液体燃
料は充填カップ34の底と係合する。液体燃料が充填カ
ップ34の底壁44の孔46を通って流れると、弁体7
2が上昇してシェル32の底壁52と係合して、その孔
56を閉鎖し、液体燃料がそこを通ってベント弁10の
内部空間101へ流入するのを防止する。燃料の液面高
さが充填カップ34の開放上端39に到達するまで燃料
が追加されてゆくと、タンク内の燃料の液面高さは上昇
し続ける。燃料の液面高さが充填カップ34よりも高く
なると、燃料は充填カップ内へと注がれ、シェル32の
スロット50を通って、タンク内の燃料の液面高さま
で、ベント弁10の内部空間101を急速に満たす。
とき、第1のフロート16と全フロート組立体100が
浮揚性となるように、あるいは液体燃料中で本来浮揚性
である場合はその浮揚性を増加させるように、第1のフ
ロート16の下の胴体106内に空気がトラップされる
ことが望ましい。クロージャ18が弁座88と係合して
蒸気出口12の主要部分を閉鎖するまで、液体燃料のベ
ント弁10への突進と、フロート組立体100中の空気
トラップは、フロート組立体100を急激に上昇させ
る。蒸気出口12の主要部分が閉鎖されると、燃料がタ
ンクに追加されるにしたがって、燃料タンク内の圧力は
急激に上昇し、充填パイプ内を燃料が上昇あるいはバッ
クアップして燃料充填ノズルを係合させてそれを自動閉
鎖作動させ、タンクへの燃料の追加を一時的に停止させ
る。クロージャ18を通っての通路20は開放されてい
るので、燃料タンク内の圧力を減らすために、燃料蒸気
はフロート組立体100を通って排気され、通路20を
通って蒸気出口12から排出される。したがって、燃料
タンク内の圧力が十分減らされると、タンク内に燃料を
追加することができる。必要とされる時間は、少なくと
もその時間の一部分は通路20の流れ面積(flow are
a)に依存する。流れ面積が大きいと、タンクからの十
分な排気がなされて圧力を減らせるので、必要な時間は
短くてすむ。通路20の好ましい直径は、たとえば約
0.10インチである。
料の液面高さは更に上昇し、燃料が第2のフロート22
を含む室110に入るまで、ベント弁内の燃料もそれに
応じて上昇する。結局、第2のフロート22は、通路2
0を通って流体が流れるのを防止するためにクロージャ
18の弁座123と係合するまで、室110内の液体燃
料により上昇する。クロージャ18が弁座88と係合し
て、第2のフロート22がクロージャ18の弁座123
と係合すると、蒸気出口12は完全に閉じる。燃料蒸気
の出口がないので、燃料タンク内の圧力は再び急激に上
昇し、充填パイプへの液体燃料の逆流により、ノズルの
燃料自動閉鎖が作動する。第2のフロート22は上昇し
て、飛び散っている或いはバシャバシャかき回されてい
る燃料により、クロージャ18の弁座123に係合する
こともあり得るので、燃料がタンク内に落ち着いてタン
ク内への更なる燃料の追加を促すとき、第2のフロート
22はこの弁座123から離れて下がってもよい。燃料
の液面高さが、第2のフロート22が弁座123と係合
したままになっているような状況にあるとき、燃料蒸気
が排出されないので、また、燃料タンク内の圧力を上昇
させることになるので、燃料は燃料タンクへ追加されな
い。タンク内の燃料の液面高さが十分に減少し、第2の
フロート22が弁座123から離れるように下がって、
クロージャ18の通路20を開放して燃料蒸気が燃料タ
ンクから通路20を通って逃散するようになるまでは、
蒸気出口12は完全に閉鎖されたままである。どこかの
時点において、燃料の液面高さが下がることで、フロー
ト組立体100の重量と組立体に作用する重力の故に、
第1のフロート16が弁座88から離れるように下が
る。これにより、クロージャ18を弁座88から除去
し、蒸気出口12を完全に開放して、高い流量の燃料蒸
気を燃料タンクから逃散させる。
蒸気出口12を通って逃散するのを抑制、好ましくは防
止するように構成されている。上方へ飛び散っている燃
料は、スロット50と少なくとも同じ高さまで延びる充
填カップ34によって、シェル32のスロット50に入
るのを防止される。加えて、シェル32の側壁48の環
状フランジ58は、上方へ飛び散っている、あるいはバ
シャバシャかき回されている燃料が、スカート90とシ
ェル32との間の蒸気流れ経路に直接的に入るのを防止
する。更に、フランジ58をバイパスし、スカート90
とシェル32との間の空間に入る燃料は、蒸気出口12
から逃散するために、シェル32の横方向に動き、かつ
上方に動かねばならない。このようなことはありそうに
なく、また燃料に作用する重力の故に、燃料タンク内の
燃料の液面高さが許すとき、シェル32に入る燃料は、
逆止弁70を通って、シェル32の底に向かって下方に
流れる。更に、キャップ60の垂れ下がったスカート9
0はシールドあるいはバッフルとなり、液体燃料がシェ
ル32に横方向から入って蒸気出口12から逃散するの
を防止する。
すタンク内の燃料液面高さを変えるために、充填カップ
34の側壁38の軸方向の高さを変えることができる。
とりわけ、燃料が充填カップ34内に流入するとき、フ
ロート組立体が比較的急激に上昇して、クロージャ18
が弁座88に係合して燃料充填ノズルの第1の自動閉鎖
を起動させるように、フロート組立体100の下の胴体
106は、充填カップ34の頂部の高さ、あるいはそれ
よりも低く位置決めされる。したがって、燃料がタンク
へ追加される速度によらず、充填カップ34の側壁38
の高さは、燃料充填ノズルの第1の自動閉鎖が得られる
燃料の液面高さを有効に制御する。次の充填ノズルの自
動閉鎖を作動させる、燃料の充填液面高さは、クロージ
ャ18とフロート組立体100の第2のフロート22と
の相対的位置とその間の間隔によって、また、燃料タン
ク内のそれらの位置によって制御される。なぜなら、第
2のフロート22(少なくとも、第2のフロート22に
作用するばねの力と第2のフロート22の重量に加え
て)の浮揚性が、次の燃料充填ノズルの自動閉鎖を制御
するからである。したがって、燃料タンク内に所望の蒸
気ドームを維持するために、蒸気出口12の完全閉鎖に
より、タンクの過剰充填が防止されることによって、一
連の自動閉鎖が達成される。
に、本発明の第2の実施形態に係わる蒸気ベント弁20
0は、燃料タンク206の上壁204上に取り付けられ
て燃料タンク206の中へ延びる燃料ポンプモジュール
14の部分として含まれてよい。モジュール14は、超
音波溶接または他の接合方法にて、燃料タンク206に
取り付けられて燃料タンク206にシールされるフラン
ジ部208と、一つまたは二つ以上の脚212によって
該フランジ部208に接続される貯蔵部210を有する
ことが好ましい。貯蔵部210は、脚212の上を摺動
でき、貯蔵部210の底が燃料タンク206の底壁に隣
接するように、フランジ部208から離間するように付
勢されていることが望ましい。
06の中の単一の開口を通して収容される複数の部品を
含むことが好ましい。たとえば、モジュール14は以下
のものを含む。それらは、電気モータ燃料ポンプ21
4,燃料ポンプ出口の下流と燃料が燃料タンクからエン
ジンへと運ばれる際に通過するモジュール14の出口2
18の上流とにある燃料フィルタ216、燃料ポンプ2
14の下流にある燃料フィルタ216内の燃料と連通す
る燃料圧力調整器220、燃料タンク内の液体燃料の液
面高さに応答するフロートを有する燃料液面高さセンサ
(図示せず)、燃料ポンプ214に動力を供給し、かつ
燃料液面高さセンサや他のセンサと接続するための、燃
料タンクの外側から燃料タンク内へワイヤを通す電気コ
ネクタ224と、タンク内の状況と車両のCPUや他の
演算処理装置とをつなぐ一つまたは二つ以上のセンサで
ある。蒸気ベント弁200は、フランジ208内に定め
られ成形される蒸気出口226や、フランジ208上に
あって蒸気出口226を燃料蒸気キャニスタと連通させ
る可撓性ホースを受けるのに適したニップル228と共
にモジュール14のフランジ部208に取り付けられて
いる。
は、燃料ポンプモジュール14の一部として組み入れら
れるときは、キャップ60を除き、すべてベント弁10
と同じ部品を有する。キャップ60は、燃料ポンプモジ
ュール14のフランジ部208と一体となった構造が望
ましい。たとえば、シェル32は、フランジ部208の
垂れ下がったスカート232内の開口230にスナップ
嵌めする外方に延びた留め具64を有する。更に、蒸気
出口226と蒸気出口226を囲む弁座234も、フラ
ンジ部208と一体に形成されてよい。フランジ部20
8の垂れ下がったスカート232は、キャップ60のス
カート90と同様に構成・配置されることが望ましく、
これにより、スカート232とシェル32の間に比較的
回り道の蒸気流れ通路235を与え、弁10内部と蒸気
出口226に到達する前に、燃料蒸気がスカート232
とシェル32の間を流れ、シェル32の上端237の上
を流れるようにする。こうすることによって、液体燃料
が蒸気出口226を通って逃散するのを実質的に抑制、
好ましくは防止する。その他の点については、ベント弁
200は、ベント弁10の第1の実施形態で述べたよう
に構成・配置される。望ましくは、ベント弁200を燃
料ポンプモジュール14の一部として含ませることで、
ベント弁200を収容するための燃料タンク206を貫
通する分離した開口が不要となる。事故時に、燃料の燃
料タンクからの漏れを防止するために、フランジ部20
8と燃料ポンプモジュール202の貯蔵部210をつな
ぐ脚212は、折れやすくできているか、あるいは、フ
ランジ部208やフランジ部208と燃料タンクの間の
接合部にかかる最大力を制限するために事故時には壊れ
るように構成されてよい。燃料ポンプモジュール14内
に蒸気ベント弁200を構成することにより、貯蔵部2
10とその中身は、事故時にフランジ部から離脱したと
き、蒸気ベント弁200の中へ突進することがなく、し
たがって、ベント弁200の損傷を防止し、燃料タンク
からの燃料漏れを防止することができる。
ては、蒸気ベント弁に、非常に小さな直径、好ましくは
約0.020〜0.040インチの通路20を有するク
ロージャ18が設けられる。これは、クロージャ18が
蒸気弁の弁座88と係合したときに流体流れをより制限
するためである。このような構成は、独立型ベント弁1
0、または燃料ポンプモジュール14のベント弁200
に対して、その他の変更なしで採用することができる。
燃料タンクへの燃料充填時、液体燃料が充填カップ34
から流れ出してフロート組立体100のクロージャ18
を持ち上げて、蒸気出口12を取り囲む弁座88と係合
させるときに、燃料充填ノズルの第1の閉鎖が得られる
ことが望ましい。通路20の流れ面積が小さいことか
ら、燃料蒸気が燃料タンクから排出されているとき、か
なり遅い速度で排出されるので、燃料タンク内の圧力を
減らすのにかなり時間がかかる。したがって、燃料タン
ク内の圧力は相対的に高く保たれるので、燃料充填ノズ
ルは、その作動時においてさえ、燃料タンクに追加の燃
料を追加しない。
に、十分長い時間待っているとき、所望であれば追加の
燃料をタンクに追加できる。しかしながら、その場合、
タンク内の圧力は急激に上昇するので、燃料充填ノズル
の第2の閉鎖の原因となる。先の実施形態の如く、第2
のフロート22が通路20を塞ぐのではなく、第1の閉
鎖後のいかなる追加燃料の閉鎖も通路20を通る蒸気の
制限された流量によって生み出されることが望ましい。
どのような場合でも、十分な量の燃料がタンクに追加さ
れると、第2のフロート22は、先の実施形態の如く液
体燃料中に浸漬したとき、通路20を塞ぐ。加えて、第
1の実施形態のベント弁10において説明したように、
車両転覆事故時に、内側のフロート102は通路を塞
ぐ。第2のフロート22が液体燃料中に浸漬する前に、
かなりの回数の燃料閉鎖が起こることが望ましい。クロ
ージャ18を通る通路20が開放されたままとなり、タ
ンクが所望の最大充填液面高さまで満たされるときでさ
え、燃料蒸気が通路20を通って燃料タンクから排出さ
れるように、第2のフロート22が液体燃料中に浸漬す
るところまで燃料タンクが満たされないことが好まし
い。
料蒸気ベント弁10,200が得られ、これらベント弁
は、液体燃料の逃散を少なくとも実質的に抑制、或いは
好ましくは防止して、燃料の閉鎖動作を制御し、燃料タ
ンク内の燃料の最大充填液面高さを制御し、車両の転覆
事故時の燃料漏れを防止し、応答速度が速く、製造コス
トが比較的に安い。ベント弁10,200は、燃料タン
クに独立して取り付けられる独立型の部品であるか、或
いは燃料タンクに取り付けられる燃料ポンプモジュール
14と一体に構成されていることが望ましい。
に、本発明の第4の実施形態に係わる蒸気ベント弁30
0は、第1のフロート16内にあって一端に大径のヘッ
ド306をもつ上方に突き出たステムを有する第2のフ
ロート302と、ステム304の上にあってクロージャ
18と係合して蒸気流れ通路20を塞ぐためのケージ3
08とを有する。ケージ308は、上壁310と、上壁
310から垂れ下がって、放射状に内方向に延びるフィ
ンガー314へと続く周方向に間隔をおいて設けられた
複数のアーム312とを有することが好ましい。アーム
312は、ヘッド306に対してケージ308が軸方向
に動けるような長さをもち、フィンガー314はヘッド
306と係合してケージ308の動きを制限する。第2
のフロート302とケージ308の間の相対的な動き
は、ケージのこう着を防止するためにケージ308のク
ロージャ18からの脱席を促す力を生じさせる。本質的
に同時に各アーム312上でヘッド306がフィンガー
314に係合して、ケージ308のクロージャ18から
の脱席を促す力が均一にすべてのアーム312にかかる
ように、各アーム312の長さは同一であることが望ま
しい。他のすべての点については、第4の実施形態に係
わる蒸気ベント弁300は、第1の実施形態に係わるベ
ント弁10あるいは第2の実施形態に係わるベント弁2
00と同様に構成される。
ベント弁組立体及び燃料ポンプモジュールは、高い流量
や容量を有し、タンク内の燃料の液面高さに応答して弁
が開閉し、液体燃料が燃料タンクから蒸気受け取りキャ
ニスタへ逃散するのを防止し、車両転覆時には弁が閉
じ、燃料充填時には燃料タンク内の燃料の最大液面高さ
を制限して燃料充填ノズルの多様な遮断を可能とし、飛
び散ったり、バチャバチャかき回されたりしている液体
燃料が蒸気出口を通って逃散するのを実質的に防止し、
頑丈で長持ちし、信頼性が高く、比較的簡単なデザイン
を有し、安価に製造、組み立てができて、長期間有用に
使用可能である。
り、特に組立体の下部を示す図である。
り、特に組立体の上部を示す図である。
ンプモジュールの透視図である。
ルの部分断面図である。
組立体の部分断面図である。
Claims (18)
- 【請求項1】 燃料蒸気が燃料タンクから流れ出る蒸気
出口と、 一端に開口を有し該一端へ延びる連続的な側壁を有する
充填カップと、 少なくとも部分的に内部空間を定めるとともに、前記充
填カップの前記開口端と連通し前記充填カップにより飛
び散っている液体燃料から遮蔽される孔を有する、一部
が前記充填カップの中に配設されたシェルと、 前記蒸気出口と一直線となる孔を有し、前記内部空間に
摺動自在に収容されて該内部空間内の液体燃料に応答し
て、燃料タンク内の燃料が第1の液面高さ以上にあると
きは前記蒸気出口の一部を閉鎖して、前記孔を通しての
み液体が該蒸気出口を通過することができるように構成
された第1のフロートと、 前記内部空間内に摺動自在に収容され、前記第1のフロ
ートが前記蒸気出口の一部を閉鎖させる液面高さよりも
高い液面高さに応答して、燃料タンク内の燃料の第2の
液面高さ以上の液面高さにある液体燃料により作動され
たときに、流体が前記第1のフロート内の前記孔を通っ
て流れるのを防止するために、前記第1のフロート内の
前記孔を閉鎖する第2のフロートとを有する、 ことを特徴とする燃料タンク用の蒸気ベント弁。 - 【請求項2】 前記シェルの上部を取り囲んで該シェル
の上縁を含むバッフルと、蒸気流れ通路とを更に含み、
該蒸気流れ通路が、 前記第2の液面高さよりも高い位置で燃料タンク内部と
連通し、 前記バッフルと前記シェルの間に少なくとも一部が定め
られて該シェルの前記上縁の下に配設される入口を有
し、 燃料タンク内の流体が蒸気流れ通路を通って前記蒸気出
口に到達するために、該流体がバッフルとシェルの間を
上に向かって動き、シェルの縁をまたいで横方向に動
き、横方向に動いて蒸気出口へ動き、上に向かって動い
て蒸気出口を通過して流れるように、前記蒸気出口と前
記シェルが配置され、これにより、液体燃料が蒸気出口
を通って流れる一方、燃料蒸気が燃料タンクから立ち去
るように構成された、前記シェルの前記上縁の上に定め
られる部分を有する、 ことを特徴とする請求項1記載の蒸気ベント弁。 - 【請求項3】 前記内部空間の一部を定める前記シェル
の底壁と、逆止弁とを更に含み、 該逆止弁は、液体燃料が燃料タンクからシェルの該底壁
の孔を通って該内部空間へ流れるのを防止するととも
に、少なくとも燃料タンク内の燃料の液面高さが所定の
高さにあるとき、液体燃料を該内部空間から燃料タンク
へ流すことを特徴とする請求項1記載の蒸気ベント弁。 - 【請求項4】 前記逆止弁が液体燃料中に浮揚ディスク
を有し、該浮揚ディスクは、液体燃料中に浸漬したと
き、持ち上げられてシェルの底壁と係合し、これにより
底壁の前記孔を閉鎖することを特徴とする請求項3記載
の蒸気ベント弁。 - 【請求項5】 前記充填カップが貫通孔をもつ底壁を有
し、前記逆止弁が充填カップの該底壁と前記シェルの前
記底壁との間に設けられていることを特徴とする請求項
4記載の蒸気ベント弁。 - 【請求項6】 前記第1のフロートが内部室を有し、前
記第2のフロートが第1のフロートの該内部室に摺動自
在に収容されることを特徴とする請求項1記載の蒸気ベ
ント弁。 - 【請求項7】 前記第1のフロートに載せられるクロー
ジャを更に含み、該クロージャは、第1のフロートを貫
通する前記孔を定める該クロージャを貫通する通路を有
し、第2のフロートは該クロージャと係合可能になって
おり、係合して、前記内部室内の液体燃料の所定の液面
高さに応答してクロージャの該通路を閉鎖することを特
徴とする請求項6記載の蒸気ベント弁。 - 【請求項8】 前記クロージャは、クロージャの前記通
路を取り囲み前記第2のフロートにより係合可能な弁座
を定めることを特徴とする請求項7記載の蒸気ベント
弁。 - 【請求項9】 前記シェルが外に向かって延びるフラン
ジを有し、該フランジは、液体燃料を前記充填カップの
前記開口から離して該フランジの上に乗せることを特徴
とする請求項1記載の蒸気ベント弁。 - 【請求項10】 前記フランジが、シェルから、少なく
とも前記バッフルとシェル間の径方向距離だけは放射状
に外に向かって延びており、これにより、蒸気流れ通路
から流れ出た燃料がフランジの上を流れ、フランジに導
かれて燃料タンクへ戻ることを特徴とする請求項9記載
の蒸気ベント弁。 - 【請求項11】 前記シェルに取り付けられ、蒸気出口
を定める開口を有するキャップを更に含むことを特徴と
する請求項1記載の蒸気ベント弁。 - 【請求項12】 前記キャップがバッフルを定める垂れ
下がったスカートを有することを特徴とする請求項11
記載の蒸気ベント弁。 - 【請求項13】 前記キャップが、キャップから延びて
燃料タンクの壁に接続可能な取り付け用タブを有するこ
とを特徴とする請求項11記載の蒸気ベント弁。 - 【請求項14】 前記シェルが燃料タンクに入れられる
モジュールのフランジ部と接続可能であり、蒸気出口が
該フランジ部の中に定められることを特徴とする請求項
1記載の蒸気ベント弁。 - 【請求項15】 前記シェルの側壁の前記孔が、前記充
填カップの側壁の最上部の位置に、又はそれより下の位
置に設けられていることを特徴とする請求項1記載の蒸
気ベント弁。 - 【請求項16】 前記第2のフロートが、その上に乗る
ケージを更に含み、該ケージはクロージャと係合可能で
あり、係合して、前記内部室内の液体燃料の所定の液面
高さに応答してクロージャの通路を閉鎖することを特徴
とする請求項1記載の蒸気ベント弁。 - 【請求項17】 前記第2のフロートが、前記ケージに
対して移動可能であり、該ケージは実質的に同じ長さの
複数のアームと、該アームに付属し第2のフロートに係
合して該ケージと第2のフロート間の相対的な動きを制
限する複数のフィンガーとを有することを特徴とする請
求項16記載の蒸気ベント弁。 - 【請求項18】 燃料タンクの壁に接続可能なフランジ
部を更に含み、該フランジ部はそれを貫通して延びる蒸
気出口と、該フランジ部から垂れ下がり、該フランジ部
が燃料タンクに取り付けられるときに燃料タンク内へ延
びるスカートとを有することを特徴とする請求項1記載
の蒸気ベント弁。
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