JP2018505093A - 誤燃料防止装置を備えたキャップレス自動車用燃料供給システム - Google Patents

Abstract

端部が開口し且つ端部間にポートを画定する細長い管状円筒形ハウジングを有する自動車用燃料入口アセンブリ。流体ポートに結合したフラッパー弁が開放及び閉鎖位置間で移動できる。流体ポートに隣接してハウジングに旋回可能に取り付けた２つのラッチがラッチ及び解放位置間で移動できる。ラッチはフラッパー弁と係合してフラッパー弁が開放位置に移動するのを防ぐ。可撓性バンプがラッチと共に旋回し且つラッチから径方向内側に突出するようラッチに取り付けられる。バンプは燃料ノズルが係合するとバンプとラッチを解放位置に旋回させるカム面を有する。バンプは解放位置にあるラッチへと径方向外側に押しつぶすことができ、燃料ノズルが押しつぶしたバンプを通りフラッパー弁に係合できるようにする。このため、所定サイズ範囲の燃料ノズルのみがバンプに係合し、ラッチを開放位置に旋回させ、燃料ノズルがバンプを通り流体ポートを貫通できるようにする。

Description

本発明は、自動車用燃料充填システムに関する。

関連出願との相互参照
本出願は、２０１５年１月３０日に出願された米国仮出願第６２／１０９，８１０号の優先権を主張するものであり、当該仮出願の内容は、参照により本明細書に含まれるものとする。

全ての自動車は、車両用燃料タンクを再充填することを可能にする燃料供給システムを含む。一般的に、燃料供給システムは、従来の燃料充填ノズルを受け入れる寸法にされたファンネルを含む。一方、ファンネルは、車両用燃料タンクに接続されている。また、これらの燃料充填システムの多くは、ファンネルに挿入されているか又はファンネルの一部分として形成されているオリフィスを含み、オリフィスは、燃料充填ノズルのネック部を受け入れる寸法にされている。しばしば、ファンネルにはばね付勢されたフラッパー弁も取り付けられ、フラッパー弁は、開放位置と閉鎖位置との間で移動可能であり、ばねによって閉鎖位置に向かって付勢されている。燃料充填ノズルをオリフィスに挿入すると、燃料充填ノズルは、フラッパー弁に接触してフラッパー弁を開放位置に移動させ、車両の燃料供給を可能にする。

従来の自動車用燃料充填システムの１つの欠点は、ファンネルのポートを閉鎖するフラッパー弁が開放位置と閉鎖位置との間で自由に移動可能なことである。また、燃料ノズルは、燃料の種類に応じて標準化された直径を有する。例えば、無鉛ガソリン用燃料ノズルは第１直径を有し、ディーゼル燃料用燃料ノズルはより大きい第２直径を有する。

燃料ファンネルアセンブリにおける燃料ポートのサイズは、エンジンによって利用される燃料の種類に応じて寸法決めされている。その結果として、ディーゼル燃料用燃料ノズルは、無鉛ガソリン用燃料ノズルよりも大きい直径を有するため、ディーゼル燃料用燃料ノズルは、無鉛ガソリンを使用する車両用の燃料ファンネルアセンブリに挿入することができない。

残念ながら、その逆は成り立たない。代わりに、無鉛ガソリン用燃料ノズルはディーゼル燃料用燃料ノズルよりも直径が小さいので、また通常、燃料フラッパー弁は燃料ファンネルアセンブリに自由に旋回可能に取り付けられているので、ディーゼルエンジンを有する車両の燃料タンクに不注意で無鉛ガソリンを供給する可能性がある。この結果、エンジンの完全な破壊ではないにしても、損傷が生じる。

ディーゼルエンジン燃料タンクに無鉛ガソリンを補給するのを防ぐために、無鉛ガソリンがより小さい燃料充填ノズルサイズを使用するにもかかわらず、ディーゼル燃料タンクに無鉛ガソリンが充填されるのを防ぐ誤燃料防止装置（ＭＦＩ）が既に知られている。このようなＭＦＩの１つは、特許文献１に開示されている。

特許文献１では、直径方向に対向する一対のラッチが、フラッパー弁と係合し、フラッパー弁をその閉鎖位置に保持する。また、各ラッチはアクチュエーター面を含み、アクチュエーター面は、物理的に係合したときにラッチを外側に押し、その結果フラッパー弁を解放する。

この既知のＭＦＩにおいて、より大きい直径のディーゼル燃料ノズルを燃料充填システムに挿入すると、ディーゼル燃料充填ノズルは、両方のラッチのアクチュエーター面に係合するように十分に大きい直径を有しており、従って両方のラッチを移動させてディーゼル燃料による燃料タンクの補給を可能にする。逆に、より小さい直径の無鉛燃料ノズルを挿入した場合、せいぜい一方のラッチの単一のアクチュエーター面なので、他方のラッチはフラッパー弁を閉鎖位置に維持し、無鉛ガソリンによるディーゼル燃料タンクの補充を防ぐ。

しかしながら、ディーゼル燃料ノズルは自動車のタイプによって約２４．５ミリメートルから約３２ミリメートルまでサイズが異なるので、ディーゼル燃料では更なる複雑さが生じる。例えば、ディーゼル燃料を使用する商用車は、多くの場合、より大きいサイズの燃料充填ノズルを有するが、ディーゼルエンジンを有する乗用車は、一般的に、より小さい直径のディーゼルノズルを有する。

当然ながら、燃料充填ノズルが直径２４．５ミリメートルよりも大きいときはいつでもディーゼル燃料ノズルがラッチを開放位置に旋回させるディーゼル燃料用ＭＦＩは簡単に設計することができる。しかしながら、より大きい３２ミリメートルの直径の燃料充填ノズルを同じ燃料充填システムに挿入した場合、燃料充填ノズルは、燃料充填システムの全直径が必然的に増大するほどまでにラッチを外側に旋回させる。このような燃料充填システムの直径の増大は、多くの自動車用途において受け入れられない。

米国特許第６，９６８，８７４号明細書

本発明は、既知のディーゼル燃料用燃料充填システムの上記欠点を克服する誤燃料防止装置を提供する。特に、本発明の燃料充填システムは、燃料充填システム用のハウジングの全体的なサイズを大きくすることなく、ディーゼル燃料充填ノズルの幅広い直径、例えば２４．５ミリメートルから３２ミリメートルに対応することができる。

簡単に言えば、本発明では、押しつぶすことができるバンプを、バンプが燃料充填システムに対して半径方向内側に突出するように各ラッチに取り付ける。また、これらのバンプは、比較的小さい直径のディーゼル燃料ノズル（例えば、２４．５ミリメートル）を挿入すると、燃料充填ノズルがバンプと係合してラッチをそれらの解放位置に旋回させ、その結果ディーゼル燃料タンクの燃料供給を可能にする。

逆に、大きい直径のディーゼル燃料ノズルを燃料システムに挿入すると、燃料ノズルはバンプに接触してラッチをフラッパー弁の解放位置まで半径方向外側に旋回させる。しかしながら、ラッチが燃料充填システム用のハウジングに接触すると、燃料充填ノズルをフラッパー弁に向かって継続して挿入することにより、バンプが変形させられ、燃料充填ノズルがフラッパー弁と係合してディーゼル燃料タンクの補充のためにフラッパー弁を開く。

本発明のより良い理解は、以下の詳細な説明を参照するとき添付の図面と併せて読んだ場合に得られるであろう。図面において、同様の符号は、いくつかの図にわたって同様の部分を指す。
本発明による燃料充填システムを示す縦断面図である。 １つのラッチを取り付けられたバンプと共に示す、明確にするために拡大された正面図である。 図２と同様の図であるが、異なる立面角度からの図である。 無鉛ガソリンで燃料タンクを充填しようとした場合の本発明の動作を示す概略図である。 ディーゼル燃料ノズルが比較的小さいディーゼル燃料で燃料タンクを充填しようとする試みを示す、図４と同様の図である。 比較的大きい直径を有するディーゼル燃料ノズルで燃料タンクを充填しようとする試みを示す、図５と同様の図である。 大きい直径のディーゼル燃料ノズルで燃料タンクを充填する場合のラッチ及びその関連するバンプの動作を示す部分断面図である。

最初に図１を参照すると、本発明の燃料充填システム２０の一部が示されている。このシステムは、それを貫通して形成された燃料ポート２４を有する概ね円筒形のハウジング２２を含む。燃料ポート２４は、ディーゼル燃料用燃料充填ノズルを受け入れる寸法にされている。

フラッパー弁２６は、ハウジング２２内に収容され、図１に実線で示した閉鎖位置と図１に仮想線で示した開放位置との間で移動可能である。ばねがフラッパー弁２６をその閉鎖位置に向かって付勢し、フラッパー弁２６は、閉鎖されているとき、汚染物質が燃料タンクに入るのを防ぐ。

引き続き図１を参照すると、直径方向に対向する一対のラッチ２８の各々が、それぞれの上端部３０で旋回可能に取り付けられ、図１に実線で示したロック位置と図１に仮想線で示した解放位置との間で旋回可能である。それらのロック位置において、各ラッチ２８の自由端に形成されたフック３２が、フラッパー弁に形成された縁３３に係合する。それらのロック位置にあるとき、ラッチ２８は、フラッパー弁２６がその開放位置に移動するのを防ぐ。逆に、ラッチ２８を解放位置（仮想線）に移動させると、フラッパー弁２６は開放位置（仮想線）に自由に移動する。

ここで図１〜図３を参照すると、各ラッチ２８は、構造が剛であり、例えば硬質プラスチック材料で構成されている。しかしながら、可撓性で且つ変形可能なバンプ３４が各ラッチ２８の上端部３０に取り付けられている。これらのバンプ３４は、図１に最もよく示されるように、ディーゼル燃料用燃料充填ノズルを受け入れるように設計された通路内へ半径方向内側に突出している。

各バンプはまた、好ましくは、ハウジング２２に当接する自由端３８を有するばね３６を含む。このばね３６は、このようにしてラッチ２８をその取り付けられたバンプ３４と共にラッチ２８のロック位置に付勢する。また、各バンプの自由端４０は、その関連するラッチ２８の半径方向外側の傾斜面４２に当接する。

ここで図４を参照すると、ラッチ２８上のバンプ３４は、無鉛ガソリン用燃料充填ノズル５０がハウジング２２内に挿入された場合に、燃料充填ノズル５０の直径が ラッチ２８上のバンプ３４間の距離よりも小さいような寸法にされている。このため、ノズル５０を挿入すると、ラッチ２８の少なくとも一方がそのロック位置に留まり、ディーゼル燃料タンクに無鉛ガソリンを入れるのを防ぐ。

ここで図５を参照すると、ディーゼル燃料充填ノズル５２をハウジング２２に挿入した場合、無鉛ガソリン用ノズル５０（図４）よりも直径が大きいディーゼル燃料充填ノズル５２は、 両方のラッチ２８の両方のバンプ３４に接触する。フラッパー弁２６に向かってノズル５２を更に挿入すると、ディーゼルノズル５２は、仮想線で示されるようにラッチ２８を外側に旋回させ、その結果フラッパー弁２６を解放する。ノズル５２を更に挿入すると、フラッパー弁２６に接触し、フラッパー弁２６をその開放位置に旋回させてディーゼル燃料タンクの燃料供給を可能にする。

ここで図６及び図７を参照すると、直径が図５に示す燃料ノズル５２よりもかなり大きい、異なるディーゼル燃料ノズル５４が示されている。このようなより大きい直径の燃料ノズル５４は、しばしば商用車に見られる。

ディーゼルノズル５４をハウジング２２に挿入すると、ディーゼルノズル５４は最初に、バンプ３４の自由端４０がラッチ２８の傾斜面４２に沿ってスライドするようにバンプ３４に接触する。圧縮されたバンプは、関連するラッチ２８をそれらの解放位置に旋回させるのを助け、その結果フラッパー弁２６をその開放位置に旋回させてディーゼル燃料タンクの燃料供給を可能にする。

しかしながら、大きい直径のディーゼル燃料ノズル５４を更に挿入すると、ディーゼル燃料ノズル５４は、ラッチ２８が押しつぶされたバンプ３４とハウジング２２との間に挟まれるようにバンプ３４をラッチ２８に対して圧縮する。燃料ノズル５４を更に挿入すると、燃料ノズル５４はハウジング２２内の燃料ポートを通過する。

押しつぶすことができるバンプ３４を利用する主な利点は、それらが、 ハウジング２２の全体的な直径又はサイズを増加させることなく、比較的小さいディーゼル燃料ノズル５２（図５）及び大きい直径のディーゼル燃料ノズル５４に対してラッチ２８の開放を可能にすることである。逆に、バンプ３４の構造が剛である場合、バンプ３４は、比較的小さいディーゼル燃料ノズルと比較的大きいディーゼル燃料ノズルの両方のラッチ２８の旋回に対応するために、より大きい直径のハウジング２２を必要とする。

本発明を説明してきたが、関連する分野の当業者には、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の主旨から逸脱することのない本発明への多くの変更が明らかになるであろう。

Claims (7)

1. 燃料入口アセンブリであって、
   各端部が開口した細長い管状且つ円筒形のハウジングであって、前記ハウジングの前記端部の間に流体ポートを画定するハウジングと、
   前記流体ポートに結合されたフラッパー弁であって、開放位置と閉鎖位置との間で移動可能であり、その閉鎖位置に向かって弾性的に付勢されているフラッパー弁と、
   前記流体ポートに隣接して前記ハウジングに旋回可能に取り付けられ、ラッチ位置と解放位置との間で前記ハウジングの軸に対して垂直な軸の周りで旋回する少なくとも２つの環状に離間して配置された剛体のラッチであって、前記ラッチの少なくとも１つが前記ラッチ位置にあるときに前記ラッチが前記フラッパー弁に係合し、それにより前記フラッパー弁が前記開放位置に移動するのを防ぐラッチと、
   可撓性バンプであって、各バンプがその関連するラッチと共に旋回し且つ各前記バンプがその関連するラッチから半径方向内側に突出するように各ラッチに取り付けられ、燃料ノズルが係合したときに前記バンプ及びその関連するラッチを前記解放位置に旋回させるカム面を有するバンプと
   を含み、
   前記各バンプは、前記ラッチが前記解放位置にあるときに、前記燃料ノズルが前記バンプを通って前記フラッパー弁に係合することを可能にするために、その関連するラッチに向かって半径方向外側の方向に押しつぶすことができ、
   所定のサイズ範囲内の燃料ノズルのみが前記バンプの前記カム面に係合し、前記ラッチを前記解放位置に旋回させ、前記燃料ノズルが前記バンプを通って前記流体ポートを貫通することを可能にする、燃料入口アセンブリ。
2. 前記フラッパー弁に入れられた圧力リリーフ弁を含む、請求項１に記載の装置。
3. 前記フラッパー弁を閉鎖位置に向かって付勢するばねを含む、請求項１に記載の装置。
4. 前記フラッパー弁は、スナップ嵌合によって互いに固定された第１弁部と第２弁部とを含む、請求項１に記載の装置。
5. 前記弁部の間に少なくとも部分的に入れられた圧力逃がし弁を含む、請求項４に記載の装置。
6. 前記ラッチは、細長く、一方の端部に隣接した前記ハウジングに旋回可能に固定され、それらの他方の端部に弁に係合するフックを有し、前記カム面は前記ラッチの前記端部の間に位置する、請求項１に記載の装置。
7. 前記各バンプの上端部がその関連するラッチに固定され、各バンプの下端部がその関連するラッチに当接する、請求項１に記載の装置。

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