JP2022550481A - 蒸発エミッションシステム用のポンプ - Google Patents

Abstract

回転ベーンポンプは、中間プレートの対向する第１及び第２の側面にそれぞれ固定される第１及び第２のプレートを含むハウジングを含む。前記中間プレートは、ボア及び入口ポート及び出口ポートを含む。第１及び第２の側面はそれぞれ、入口ポート及び出口ポートとそれぞれ流体連通する第１及び第２の通路を有する。第１及び第２の通路は、ボアと流体連通する。中間プレートは、第１及び第２のプレートに対して可逆的である。ボア内にロータが配置される。ロータは、入口ポートと出口ポートとの間で流体をポンピングするように構成される摺動可能ベーンを支持する。

Description

本開示は、例えば、ガソリン駆動車両の蒸発エミッションシステムにおける漏れテスト手順中に真空又は圧力状態を作り出すために使用される回転ベーンポンプに関する。

（関連出願への相互参照）
本出願は、２０１９年１０月４日に出願された米国仮出願第６２／９１０，７０８号の優先権を主張し、参照により本明細書に組み込まれる。

蒸発エミッションシステムは、ガソリン駆動車両に長い間必要とされてきた。システムは、燃料蒸気が大気中に漏れないことを保証するために、車両の始動手順中に漏れテストを行わなければならない。ポンプは、真空を作り出すか、又はシステムを加圧するために使用される。動作中にポンプ又はシステムの他の構成要素に損傷を与える可能性のある汚染を防ぐために、外部フィルタが使用される。システム圧力を維持するために、このテスト手順中に様々な弁が閉じられる場合があり、漏れがないかどうかを判断するために圧力が監視される。

このようなシステムで使用されるポンプは、ポンプの寸法の多くが重要であり、機械加工を必要とするため、比較的高価であり得る。さらに、複数プレート構成を使用する場合、プレートは互いに固有のものである。

例示的な一実施形態では、回転ベーンポンプは、中間プレートの対向する第１及び第２の側面にそれぞれ固定される第１及び第２のプレートを含むハウジングを含む。前記中間プレートはボア、入口ポート及び出口ポートを含む。前記第１及び第２の側面はそれぞれ、前記入口ポート及び出口ポートとそれぞれ流体連通する第１及び第２の通路を有する。前記第１及び第２の通路は、前記ボアと流体連通する。前記中間プレートは、前記第１及び第２のプレートに対して可逆的である。前記ボア内にロータが配置される。前記ロータは、前記入口ポートと出口ポートとの間で流体をポンピングするように構成される摺動可能ベーンを支持する。

上記のいずれかのさらなる実施形態では、前記第１及び第２の側面の少なくとも一方は、フィルタを有するポケットを含む。前記ポケットは、前記第１及び第２の通路の一方に流体的に配置される。

上記のいずれかのさらなる実施形態では、前記第１及び第２のプレート及び前記中間プレートは、前記第１及び第２のプレートを前記中間プレートに締め付けるように配置される締結具を有する孔を含む。前記第１のプレートにはモータが取り付けられる。

上記のいずれかのさらなる実施形態では、前記第１及び第２のプレート及び前記中間プレートは、回転ポンプ組み立て手順中にピンを収容するように構成される位置決め孔を含む。

上記のいずれかのさらなる実施形態では、前記ボアは楕円形状である。前記ロータは、前記第１及び第２の通路とそれぞれ流体連通する第１及び第２のキャビティに前記ボアを分離する。

上記のいずれかのさらなる実施形態では、前記ボアは、円形であり、三日月形状を有する単一のキャビティを提供する。

上記のいずれかのさらなる実施形態では、前記第１及び第２のプレート及び前記中間プレートはプラスチックである。前記第１及び第２の側面は、前記第１及び第２のプレートの間に追加のシール構造を設けることなく、それぞれ前記第１及び第２のプレートに当接する。

上記のいずれかのさらなる実施形態では、前記第１及び第２の側面はそれぞれ、機械加工されていない第１及び第２の表面を含む。

上記のいずれかのさらなる実施形態では、前記第１及び第２の表面は、射出成形によって提供される。

上記のいずれかのさらなる実施形態では、前記中間プレートは、軸周りに１８０°離れた位置の間で対称である。

別の例示的な実施形態では、蒸発エミッションシステムは、蒸発構成要素を含む。ポンプが前記蒸発構成要素に流体的に接続される。前記ポンプは、中間プレートの対向する第１及び第２の側面にそれぞれ固定される第１及び第２のプレートを含むハウジングを含む。前記中間プレートは、ボア及び入口ポート及び出口ポートを含む。前記第１及び第２の側面はそれぞれ、前記入口ポート及び出口ポートとそれぞれ流体連通する第１及び第２の通路を有する。前記第１及び第２の通路は、前記ボアと流体連通する。前記中間プレートは、前記第１及び第２プレートに対して可逆的である。前記ボア内にロータが配置される。前記ロータは、前記入口ポートと出口ポートとの間で流体をポンピングするように構成されるベーンを支持する。コントローラが前記ポンプと通信する。前記コントローラは、漏れテスト手順中に前記システムにおける圧力を維持するように構成される。

上記のいずれかのさらなる実施形態では、前記蒸発構成要素は、チャコールキャニスタ及び燃料タンクの少なくとも一方を含み、前記漏れ検出手順中に閉位置に配置される少なくとも１つの弁を含む。

上記のいずれかのさらなる実施形態では、前記少なくとも１つの弁は、逆止弁及び別の弁である。前記逆止弁は、前記出口ポートの下流に配置される。

上記のいずれかのさらなる実施形態では、前記システムは、前記コントローラと通信する圧力ゲージを備え、前記漏れテスト手順の間、システム圧力を監視するように構成される。

上記のいずれかのさらなる実施形態では、前記第１及び第２の側面の少なくとも一方は、フィルタを有するポケットを含む。前記ポケットは、前記第１及び第２の通路の一方に流体的に配置される。

上記のいずれかのさらなる実施形態では、前記第１及び第２のプレート及び前記中間プレートはプラスチックである。前記第１及び第２の側面は、前記第１及び第２のプレートの間に追加のシール構造を設けることなく、それぞれ前記第１及び第２のプレートに当接する。前記第１及び第２の側面はそれぞれ、機械加工されていない第１及び第２の表面を含む。

上記のいずれかのさらなる実施形態では、前記中間プレートは、１８０°離れた位置の間において軸に関して対称である。

別の例示的な実施形態では、回転ベーンポンプを組み立てる方法は、中間プレートの第１の側面又は第２の側面のいずれかと当接係合するように第１のプレートを配置するステップであって、前記中間プレートは前記第１のプレートに対して可逆的であるステップを含む。前記方法は、前記中間プレートにおけるボアに摺動可能ベーンを有するロータを配置するステップも含む。前記方法は、前記第１及び第２の側面の他方と当接係合するように第２のプレートを配置するステップをさらに含む。前記方法は、前記第１及び第２のプレートを前記中間プレート及び前記ロータの周りに固定するステップをさらに含む。

上記のいずれかのさらなる実施形態では、前記方法は、前記第１のプレートにモータを取り付けるステップを含む。前記モータは前記ロータに結合される。

上記のいずれかのさらなる実施形態では、前記第１及び第２の側面の少なくとも一方は、フィルタを有するポケットを含む。

本開示は、添付図面に関連して考慮される場合、以下の詳細な説明を参照することによってさらに理解することができる。

１つの例示的な蒸発燃料システムの部分を概略的に示す。

本開示による一例の回転ベーンポンプの斜視図である。

線２Ｂ－２Ｂに沿った図２Ａのポンプの断面図である。

第１のプレートを取り外し、中間プレート内のロータを露出させた状態のポンプの立面図を示す。

フィルタを取り付けた中間プレートの斜視図である。

図３Ｂに示された中間プレートの第１の側面斜視図である。 図３Ｂに示された中間プレートの第２の側面斜視図である。

中間プレート内に円形ボアを有する単一キャビティポンプの立面図である。

図５に示された側とは反対側の中間プレートを示す。

上記の段落の実施形態、例示及び代替物、請求項、又は以下の説明及び図面は、それらの様々な態様又はそれぞれの個別の特徴のいずれかを含んでおり、独立して、又は任意の組み合わせで採用されてもよい。一実施形態に関連して説明された特徴は、そのような特徴が非互換でない限り、全ての実施形態に適用可能である。種々の図面における同様の参照番号及び名称は、同様の要素を示す。

図１は、例示的な蒸発燃料システム１０の一部を概略的に示す。システム１０は、給油口キャップ１６を備えた給油口１４を有する燃料タンク１２を含む。燃料ポンプ１８は、例えば燃料タンク１２から内燃エンジン２０にガソリンを供給する。

システム１０は、システム内の燃料蒸気の流れを捕捉して調整するように構成される。一例では、燃料タンク隔離弁２４が、燃料タンク１２とチャコールキャニスタ２２との間に流体的に配置され、後者はエンジン２０によって後で使用される燃料蒸気を捕捉して貯蔵する。パージ弁２６が、チャコールキャニスタ２２とエンジン２０との間に流体的に接続される。コントローラ１１は、燃料蒸気を利用するために動作中にこうした燃料蒸気をエンジン２０に選択的に供給するようにパージ弁２６の位置を調整する。

システム１０の完全性は、定期的にテストされなければならない。あるタイプのシステム１０は、漏れ検出モジュール（ＬＤＭ）２８を使用し、これは、例えば圧力変換器３０を使用して、システムを真空引き及び／又は加圧して、漏れが存在するかどうかを判定するために使用ことができる。漏れテスト手順の一例では、パージ弁２６が閉じられ、コントローラ１１が漏れ検出モジュール２８を作動させてシステムを加圧する。コントローラ１１によって監視される圧力変換器３０によって検出される圧力の変化は、漏れを示す。

漏れ検出モジュール２８の一例を図２Ａにさらに詳細に示す。モジュール２８は、入口ポート３４を介して大気を受け取るポンプ３２を含む。ポンプは、加圧空気を出口ポート３６に供給し、これは逆止弁３８を介してチャコールキャニスタ２２又はシステム１０の他の蒸発構成要素に供給されてもよい。

ポンプ３２は、中間プレート４６の両側に固定される第１及び第２のプレート４２、４４から構築されるハウジング４０を有する。この例では、入口ポート３４及び出口ポート３６は、第１及び第２のプレート４２、４４の一方又は両方に設けられるのではなく、中間プレート４６の縁部に設けられる。図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、中間プレート４６は、第１のプレート４２に隣接して当接する第１の側面４６ａを有し、第２の側面４６ｂは、第２のプレート４４に隣接して当接する。この例では、第１及び第２の側面４６ａ、４６ｂは、第１及び第２のプレートの間に追加のシール構造（例えば、ガスケット又はシーリング材）を設けることなく、第１及び第２のプレート４２、４４に当接して係合する。モータ４８は、第１のプレートに取り付けられ、シャフト５０を介して中間プレート４６のボア６２に収容されるロータ５２を回転駆動する。

この例では、第１、第２、及び中間プレート４２、４４、４６は、ナイロン又はポリプロピレン等、例えば、グラファイト又はテフロン（登録商標）充填されたプラスチック材料から構成される。一例では、プラスチックは射出成形され、これは、識別可能であって成形プロセスを示す特性（収縮及びフローライン等）を有する表面を提供する。プレート４２、４４、４６は、プレートを互いに正確に位置合わせするためにポンプ３２の組み立て中に一時的に貫通ピンを収容するようにそれぞれ構成される少なくとも２つの位置決め孔５４を含む。複数の締結具５６が、第１、第２及び中間プレート４２、４４、４６の締結具孔５８に収容される。この例では、金属であり得る締結具５６の端部６０は、第１及び第２のプレート４２、４４を中間プレート４６の周りに締め付け関係で確実に保持するように塑性変形される。ねじ付き締結具、リベット又は他のタイプの固定具も使用され得る。

例示的なポンプ３２は、回転ベーン構成である。図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、楕円形ボア６２が示されている。ロータ５２は、その周囲に多数のスロット６４を含む。スロット６４は、回転ベーンポンプで知られているように、遠心力からボア６２の周囲をシールするためにスロット内で移動可能なベーン６６を摺動可能に収容する。楕円形ボア６２のために、ロータ５２を横切って圧力を平衡させる２つのチャンバ構成を形成するように２つのキャビティ８０、８２が設けられる。

図４Ａを参照すると、中間プレート４６は、いずれの側４６ａ、４６ｂが第１及び第２のプレート４２、４４のいずれとも嵌合し得るように可逆的である。すなわち、第１及び第２の側面４６ａ、４６ｂによってそれぞれ提供される第１及び第２の表面７２ａ、７２ｂ、及びそれらの対応する流体通路が、軸Ａを中心に１８０°回転した場合に同じになるように、中間プレート４６は、軸Ａを中心に対称である。一例において、開示されたポンプ構成は、より正確な表面が必要とされないように十分に漏れ止めされているので、これらの表面７２ａ、７２ｂは機械加工されていない（すなわち、ラップ仕上げなしで成形されたままの状態である）。しかし、所望であれば、機械加工を用いてポンプをさらに漏れ止めしてもよい。

第１の側面４６ａ上の通路７４ａは、図３Ａ及び図４Ａに示されるように、入口３４をボア６２に流体的に接続する。第１の通路７４ａは、第１のキャビティ８０の周囲側Ｖに流体的に接続される第１の通り道７６ａと、第２のキャビティ８２の周囲側Ｖに流体的に接続される第２の通り道７８ａとを含む。ポケット６８ａは、入口ポート３４とボア６２との間で流体的に第１の通路７４ａに配置される。

同様に、第２の側面４６ｂ上の第２の通路７４ｂは、図４Ｂに示されるように、出口３６をボア６２に流体的に接続する。第２の通路７４ｂは、第２のキャビティ８２の圧力側Ｐに流体的に接続される第２の通り道７６ｂと、第１のキャビティ８０の圧力側Ｐに流体的に接続される第２の通り道７８ｂとを含む。ポケット６８ｂは、出口ポート３６とボア６２との間で流体的に第２の通路７４ｂに配置される。

ポケット６８ａ、６８ｂの少なくとも一方がフィルタ７０（例えば、発泡体）を収容するが、両ポケット６８ａ、６８ｂが所望によりフィルタ７０を含んでもよい。このようにして、汚染物質がシステム１０からフィルタリングされ、内部フィルタがポンプ３２内に収容されているので、外部ライン又は取付け具が必要とされない。ＬＤＭ２８は、いくつかのタイプの漏れ検出ポンプに組み込まれている較正オリフィスがないため、ＩＳＯ超微細ダスト（１～２２ミクロン）に対する保護を必要としない。ＬＤＭ２８に組み込まれ得る発泡フィルタ要素のタイプは、ポンプアセンブリへの超微細ダストの侵入を防止しない場合がある。しかし、これは、ポンプ３２を通過する空気の量に対してダストの濃度が相対的に低いために、ポンプ性能に対するリスクではない。

別の回転ベーン構成が図５に示されており、これは単一の三日月形状キャビティを有する円形ボア１６２を備えた中間プレート１４６を示している。この例では、第１の側面１４６ａ及びその第１の表面１７２ａは、ポケット６８ａをボア１６２の周囲側ｖに流体的に接続する第１の通路１７４ａを有する。中間プレート１４６は可逆的である。図６に示されるように、第２の側面１４６ｂ及びその第２の表面１７２ｂは、ポケット６８ｂをボア１６２の圧力側Ｐに流体的に接続する第２の通路１７４ｂを有する。

ポンプの製造中、第１のプレート４２は、中間プレート４６の第１の側面４６ａ又は第２の側面４６ｂのいずれかに当接係合するように配置される。すなわち、中間プレートは、第１及び第２のプレート４２，４４に対して可逆的である。ロータ５２は、摺動可能ベーン６６と共にボア６２内に配置される。第２のプレート４４は、第１及び第２の側面４６ｂ，４６Ｃの他方に当接係合するように配置される。第１及び第２のプレート４２、４４は、中間プレート４６及びロータ５２の周りに固定される。モータ４８は第１のプレート４２に取り付けられ、モータ４８をロータ５２に結合する。

また、特定の構成要素の配置が図示の実施形態において開示されているが、他の構成もここから利益を得ることが理解されるべきである。特定のステップシーケンスが示され、説明され、請求項に記載されているが、ステップは、特に示されない限り、任意の順序で実行され、分離され、又は組み合わされてもよく、それでも本発明から利益を得ることが理解されるべきである。

異なる例示は図示された特定の構成要素を有するが、本発明の実施形態は、これらの特定の組合せに限定されない。例示の１つからの構成要素又は特徴のいくつかを、例示の別の１つからの特徴又は構成要素と組み合わせて使用することも可能である。例えば、開示されたポンプは、車両の蒸発システム以外の用途に使用されてもよい。

例示的な実施形態が開示されているが、当業者であれば、所定の変更が特許請求の範囲内に入ることを認識するであろう。そのため、以下の請求項を検討して、その真の範囲及び内容を判断すべきである。

第１の側面４６ａ上の第１の通路７４ａは、図３Ａ及び図４Ａに示されるように、入口３４をボア６２に流体的に接続する。第１の通路７４ａは、第１のキャビティ８０の周囲側Ｖに流体的に接続される第１の通り道７６ａと、第２のキャビティ８２の周囲側Ｖに流体的に接続される第２の通り道７８ａとを含む。ポケット６８ａは、入口ポート３４とボア６２との間で流体的に第１の通路７４ａに配置される。

同様に、第２の側面４６ｂ上の第２の通路７４ｂは、図４Ｂに示されるように、出口３６をボア６２に流体的に接続する。第２の通路７４ｂは、第２のキャビティ８２の圧力側Ｐに流体的に接続される第１の通り道７６ｂと、第１のキャビティ８０の圧力側Ｐに流体的に接続される第２の通り道７８ｂとを含む。ポケット６８ｂは、出口ポート３６とボア６２との間で流体的に第２の通路７４ｂに配置される。

Claims (20)

1. 中間プレートの対向する第１及び第２の側面にそれぞれ固定される第１及び第２のプレートを含むハウジングであって、前記中間プレートは、ボア及び入口ポート及び出口ポートを含み、前記第１及び第２の側面はそれぞれ、前記入口ポート及び前記出口ポートと流体連通する第１及び第２の通路を有し、前記第１及び第２の通路は前記ボアと流体連通し、前記中間プレートは、前記第１及び第２のプレートに対して可逆的であるハウジングと、
   前記ボア内に配置されるロータであって、前記入口ポートと前記出口ポートとの間で流体をポンピングするように構成される摺動可能ベーンを支持するロータと
   を備える、回転ベーンポンプ。
2. 前記第１及び第２の側面のうちの少なくとも一方は、フィルタを有するポケットを含み、前記ポケットは、前記第１及び第２の通路の一方に流体的に配置される、請求項１に記載の回転ベーンポンプ。
3. 前記第１及び第２のプレート及び前記中間プレートは、前記第１及び第２のプレートを前記中間プレートに締め付けるように配置される締結具を有する孔と、前記第１のプレートに取り付けられるモータとを含む、請求項１に記載の回転ベーンポンプ。
4. 前記第１及び第２のプレート及び前記中間プレートは、回転ポンプ組み立て手順中にピンを収容するように構成される位置決め孔を含む、請求項３に記載の回転ベーンポンプ。
5. 前記ボアは楕円形状であり、前記ロータは前記第１及び第２の通り道とそれぞれ流体連通する第１及び第２のキャビティに前記ボアを分離する、請求項１に記載の回転ベーンポンプ。
6. 前記ボアは、円形であり、三日月形状を有する単一のキャビティを提供する、請求項１に記載の回転ベーンポンプ。
7. 前記第１及び第２のプレート及び前記中間プレートはプラスチックであり、前記第１及び第２の側面は、前記第１及び第２のプレートの間に追加のシール構造を設けることなく、前記第１及び第２のプレートにそれぞれ当接する、請求項１に記載の回転ベーンポンプ。
8. 前記第１及び第２の側面はそれぞれ、機械加工されていない第１及び第２の表面を含む、請求項７に記載の回転ベーンポンプ。
9. 前記第１及び第２の表面は、射出成形によって提供される、請求項８に記載の回転ベーンポンプ。
10. 前記中間プレートは、軸周りに１８０°離れた位置の間で対称である、請求項１に記載の回転ベーンポンプ。
11. 蒸発構成要素と、
    前記蒸発構成要素に流体的に接続されるポンプと、
    前記ポンプと通信するコントローラであって、漏れテスト手順中にシステムにおける圧力を維持するように構成されるコントローラと
    を備える蒸発エミッションシステムにおいて、
    前記ポンプは、
    中間プレートの対向する第１及び第２の側面にそれぞれ固定される第１及び第２のプレートを含むハウジングであって、前記中間プレートは、ボア及び入口ポート及び出口ポートを含み、前記第１及び第２の側面はそれぞれ、前記入口ポート及び前記出口ポートと流体連通する第１及び第２の通路を有し、前記第１及び第２の通路は前記ボアと流体連通し、前記中間プレートは、前記第１及び第２のプレートに対して可逆的であるハウジングと、
    前記ボア内に配置されるロータであって、前記入口ポートと出口ポートとの間で流体をポンピングするように構成されるベーンを支持するロータと
    を含む、蒸発エミッションシステム。
12. 前記蒸発構成要素は、チャコールキャニスタ及び燃料タンクの少なくとも一方を含み、前記漏れ検出手順中に閉位置に配置される少なくとも１つの弁を備える、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記少なくとも１つの弁は逆止弁及び別の弁であり、前記逆止弁は前記出口ポートの下流に配置される、請求項１２に記載のシステム。
14. 前記コントローラと通信する圧力ゲージを備え、前記漏れテスト手順の間、システム圧力を監視するように構成される、請求項１１に記載のシステム。
15. 前記第１及び第２の側面のうちの少なくとも一方は、フィルタを有するポケットを含み、前記ポケットは、前記第１及び第２の通路の一方に流体的に配置される、請求項１１に記載のシステム。
16. 前記第１及び第２のプレート及び前記中間プレートはプラスチックであり、前記第１及び第２の側面は、前記第１及び第２のプレートの間に追加のシール構造を設けることなく、それぞれ前記第１及び第２のプレートに当接し、前記第１及び第２の側面はそれぞれ、機械加工されていない第１及び第２の表面を含む、請求項１１に記載のシステム。
17. 前記中間プレートは、軸周りに１８０°離れた位置の間で対称である、請求項１６に記載のシステム。
18. 回転ベーンポンプを組み立てる方法であって、
    中間プレートの第１の側面又は第２の側面のいずれかと当接係合するように第１のプレートを配置するステップであって、前記中間プレートは前記第１のプレートに対して可逆的であるステップと、
    前記中間プレートにおけるボアに摺動可能ベーンを有するロータを配置するステップと、
    前記第１及び第２の側面の他方と当接係合するように第２のプレートを配置するステップと、
    前記第１及び第２のプレートを前記中間プレート及び前記ロータの周りに固定するステップと
    を含む方法。
19. 前記第１のプレートにモータを取り付けるステップを含み、
    前記モータは前記ロータに結合される、請求項１８に記載の方法。
20. 前記第１及び第２の側面の少なくとも一方は、フィルタを有するポケットを含む、請求項１８に記載の方法。
    

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