JP3998980B2 - 改良された燃料バルブ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に燃料バルブの分野における、特に、車両用燃料タンク内の燃料レベルが最大にされるようなバルブの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の製造者及びデザイナーの間で、これまで常に望まれてきた課題は、一方では、夫々に意図された目的（例えば、ロールオーババルブ、ガス抜きバルブ、過充填阻止バルブ、蒸気回収バルブ、分離バルブなど）を果たすように機能し、他方では、燃料がタンク内の最大レベルに達したとき、即ちタンク内の最小限の“デッドスペース”を残すのみとなったときにだけ燃料充填プロセスを終了させる遮断バルブ（interruption valve）を有する車両用燃料タンクを提供することであった。
【０００３】
用語“デッドスペース”は、燃料タンクが、最大レベルまで燃料を充填されているときにも空のままで残される部分の体積である。用語“浮力レベル（buoyancy level）”は、バルブ内の制御部材（典型的にはブイ部材）が開成位置から閉成位置へと変位するレベルを示す。この閉成位置では、バルブの出口ポートが閉じ、かくして、充填工程が終了される。
燃料充填プロセスは、通常は、液体がタンク内の浮力レベルに達し、よって、バルブ内の制御部材が、バルブの出口をシールするように閉じられたシール位置へと動き、タンク内の圧力の上昇と、タンクの燃料管内の燃料の増加とを生じ、かくして、自動遮断センサーを取り付けられた充填スパウトが、それ自体が公知のタンク中への燃料の流れを止めると、終了される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
もう一方で、車両の頭上スペースを最小限のみ必要とする、即ち、突出部がタンクの表面から最小限だけ延び、充填容量に対して最高率のタンク容積を有する燃料タンクをデザインすることに対する需要が、増加している。このために、燃料タンク内に受けられるようにデザインされた適当な燃料バルブが存在する。しかし、このようなバルブは、従来のバルブと比較して、燃料タンク内へ大幅に突出しており、比較的低い浮力レベルを有し、よって、充填工程を、燃料タンクの上へ突出している燃料バルブの場合より早い段階で終了してしまう。
本発明の課題は、遮断レベルが、従来のバルブの場合よりもかなり高く、タンクの上壁の近くまで実質的に延びており、かくして、バルブの機能を損なうことなくデッドスペースが最小限にされる燃料バルブを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係われば、ハウジングと制御部材とを具備し、このハウジングは、制御スペースを規定し、この制御スペースは、ハウジング内に設けられた筒状の支持壁により、内側のスペース部と外側のスペース部とにより区分されており、この内側のスペース部と外側のスペース部とは、支持壁に形成された開口により連通され、この内側のスペース部から流体を排出するための出口ポートと、外側のスペース部中に外部からの流体を導入するための少なくとも１つの入口ポートとを有し、また、前記制御部材は、出口ポートが開かれている開成位置とこの出口ポートが閉じられている閉成位置との間を前記内側のスペース部内で変位する、バルブであって、
前記少なくとも１つの入口ポートは、ハウジングの外周壁の上部に形成され、また、流体が制御スペース中に入ることを防ぐ流体ドレインポートが、前記制御スペースから流体を排出するためにハウジングの底端部もしくはこれの近くに形成され、この流体ドレインポートは、タンク内の流体のレベルに応答する手段により閉じることが可能であり、
前記タンク内の流体のレベルが前記少なくとも１つの入口ポートよりも低くなったときに、前記制御部材がタンク内の流体のレベルに応答して前記応答する手段に当たり、
前記入口ポートから外側のスペース部に導入された液体は、支持壁に形成された開口を通って内側のスペース部に入る、ことを特徴とするバルブが提供される
【０００６】
このバルブがタンク内に取り付けられる際には、少なくとも１つの入口ポートのレベルが、タンクの最大充填レベルを規定し、かくして、タンクの上壁部の近くまで延びるような構成にされる。
【０００７】
制御部材は、液体がハウジングからドレインポートを介して排出されると、これの開成位置へと動く。
ドレインポートは、タンクから制御スペースへの蒸気の流れを可能にし、この方向への液体の流れのみが妨げられるように適合されている。この構成は、液体一方向バルブを形成する。１つの特定の実施形態において、ドレインポートは、液体が制御スペースへ入るのを防ぐようにドレインポートを閉じる液体応答性閉成部材を有する。他の特定の実施形態では、ドレインポートは、流路に形成されており、また、前記液体応答性閉成部材は、流路が開かれている開成位置と流路が閉じられている閉成位置との間を変位するフロート部材である。
【０００８】
更なる他の実施形態においては、液体応答性閉成部材は、ドレインポートが開かれている開成位置と、スペースから液体が出るのを防ぐようにドレインポートが閉じられている閉成位置との間を変位する可撓性部材である。
他の例では、液体応答性閉成部材は、通常はばね手段によって閉成位置に付勢されているばね付勢ドア部材である、制御スペース中の液体の大部分によって、このドア部材は、これの通常の閉じられたシール位置から開成位置へと少しの間動かされ、液体を燃料タンク中へ排出する。流体が閉成部材を介して制御チャンバ中へ導入されるのが、防がれる。
【０００９】
本発明の特定の実施形態では、バルブは、タンク内でこれの上壁部から延び、よって、少なくとも１つの入口ポートは、タンクの上壁部に近い、ハウジングの壁の上部に形成されている。
本発明に係わる構成では、液体が少なくとも１つの入口ポートを介してハウジング中に入ると、制御部材は、閉成位置へと変位され、液体がドレインポートを介してハウジングから出ると、制御部材は、開成位置へと変位されるように成されている。
【００１０】
本発明の改良に係われば、タンクの上壁部に取り付けるためのバルブであって、このバルブは、ハウジングを具備し、このハウジングには、ハウジング内の液体レベルに応じて出口ポートを選択的に開閉するように適合された制御部材によって流体を排出するための出口ポートと、ハウジングの、タンクの上壁に近いところに形成された液体入口ポートと、ハウジングから液体を排出し、ハウジング中に液体が入るのを防ぐようにハウジングの底部に形成されたドレインポートとが形成されているバルブが提供される。
制御部材は、液体がハウジングからドレインポートを介して出ると、出口ポートを開くような構成に成される。
本発明の実施形態に係われば、バルブは、タンク内でこれの上壁部から延び、よって、少なくとも１つの入口ポートは、タンクの上壁部に近い、ハウジングの壁の上部に形成されている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明に従った第１の実施形態を示す図面のうちの図１の（Ａ）ないし図２の（Ｂ）について最初に説明する。全体が１０で示されているバルブは、燃料タンク内に全体的に収容されて、これの上壁部分から延びている。しかし、バルブ１０は、１もしくは複数のロールオーババルブ（ｒｏｌｌ−ｏｖｅｒ ｖａｌｖｅ；ＲＯＶ）、オーバフイーリング阻止バルブ（ｏｖｅｒ−ｆｉｌｌｉｎｇ ｉｎｔｅｒｄｉｃｔｉｏｎ ｖｚｌｖｅ；ＯＦＩ）、フイーリングリミットベントバルブ（ｆｉｌｌｉｎｇ−ｌｉｍｉｔ ｖｅｎｔ−ｖａｌｖｅ；ＦＬＶＶ）等のように機能するいずれのデザインのものでも良いことが理解できるであろう。
【００１２】
バルブ１０は、壁部分１４に、これに形成された開口１８を貫通した部分１６により装着されており、開口１８は、カバー部分２０により、燃料タンクの気密シールが、即ち、液／蒸気不通気性が確保されている。
バルブ１０は、制御スペース２６を規定した円筒形状のハウジング２４を有する。この制御スペース２６には、これの上端部の所に、出口ノズル３４の中に延びた出口ポート３０が形成されている。又,前記ハウジング２４は、これの上部の所に、入口ポート３６（１つのみが見られるけれども、複数でも良い）が形成されている。この入口ポートは、タンクの内部と制御スペース２６との間の流通路を規定している。制御部材の支持壁２７には、改良された流通のための１もしくは複数の開口２８が形成されている。この支持壁２７は、図から明らかなように、筒状をなし、制御スペースを外側のスペース部と内側のスペース部とに区分している。後述する制御部材４６は、内側のスペース部に設けらており、支持壁２７に沿って上下移動する。
【００１３】
前記ハウジング２４の底には、燃料タンク中への制御スペース２６の排出のためのドレインポート４０が形成されている。このドレインポート４０は、燃料タンク内の液体レベルに応じて、開成位置（図１の(Ａ)並びに図２（Ｂ））と閉成位置(図１の(Ｂ)並びに図２の（Ａ）)との間で変位可能なフロート部材４２により制御される。
前記フロート部材４２の上方には、制御部材４６が延びている。この制御部材は、前記出口ポート３０が開いた開成位置(図１の（Ａ）、（Ｂ）並びに図２の（Ｂ）)と、出口ポート３０が制御部材４６の上面４８によりシールされる閉成位置(図２の（Ａ）)との間で変位可能である。この制御部材４６は、制御部材４６が閉成位置(図２の（Ａ）)へと変位されるのを助けるためのコイルばね５０により付勢されている。
【００１４】
配置は、燃料タンク内の液体がフロート部材４２の浮力レベル以下のときフロート部材が図１の（Ａ）に示されているような開成位置になるように、なされている。この位置で、また、燃料の蒸気（液体ではない）がドレインポートを通して燃料タンクから逃がされ得る。しかし、燃料供給プロセスの間、燃料タンク内の液体レベルは、図１の（Ｂ）に見られる位置へと上昇する。この位置で、出口ポート３０は、まだ開成しており、この結果、燃料の蒸気は、充填プロセスが続いている間は、ノズル３４を通って排出される。
【００１５】
液体レベルが、ほとんど最小のデットスペースとなる図２の（Ａ）に見られる位置に達すると、液体は、入口ポート３６を通って制御スペース２６の中に入り、制御部材４６を閉成位置へと変位するように上昇さて、出口ポート３０をシールする。この段階で、充填プロセスは、燃料供給口（ｆｕｅｌｉｎｇ ｓｐｏｕｔ）で感知される抵抗の結果として、それ自体公知の燃料充填スポートに関係付けられたカットオフ機構により終了される。
【００１６】
タンク内の燃料レベルが、フロート部材４２の浮力レベル以下となるように低下するのに従って、フロート部材４２は、開成位置(図２の（Ｂ）)へと変位して、制御スペース２６は、ドレインポート４０を通しての排出状態となる。このことは、制御部材４６の開成位置への変位を生じさせ、この結果、燃料タンクは、再び出口ポート３０を通しての排出状態となる。車両の走行中に、制御部材は、バルブの意図された機能を損なうことがなく、それ自体公知のように、液体に対応する制御スペース内で変異かることが、判る。
【００１７】
図１並びに２に見られる実施の形態の変形例を示す、図面の図３にさらなる注意が向けられる。ここで、全体を６０で示されたバルブは、シールカバー６６を有し、６４で示されたスナップ係合部により、タンクの上壁部分６２に取着されている。ハウジング６８は、出口ノズル７２の中に延びた出口ポート７０と、燃料タンクの上壁部分６２の近くでハウジング６８の最上部に形成された入口ポート７６と、ドレインポート７８と一体的に形成されている。このドレインポートは、開成位置（図示せず）と図３に示されるような閉成位置との間で、燃料タンク内の液体レベルに対応して、変位可能な閉成部材８０により、閉成可能である。
【００１８】
前記閉成部材８０の下方への変位は、ハウジング６８に形成された開口８４内で変位可能で、さらなる下方への変位を規制する突出部８６を備えたラグ８２により規制される。
前記閉成部材８０の上面には、制御部材９０が装着されている。この制御部材は、出口ポート７０をシール的に閉成する閉成位置（この位置は図示されていない）と出口ポート７０が図３に見られるように開成された開成位置との間で、制御スペース９２内を変位可能である。径方向に延びた複数の支持リブ９３が、制御部材９０を、これが変位動している間、支持する。前記閉成部材８０は、液体レベルに対して応答可能なオープン形式のフロート部材であることが判る。
図３に示されたバルブの動作は、図１並びに２に示された動作シーケンスとほぼ同じあり、読む人は、上記関連位置を参照される。
図１並びに２と図３との実施の形態において、バルブ部材は、タンク内に全体的に収容されているけれども、図４の実施の形態に係われば、タンクの上壁１０６の大きい開口１０４を貫通したバルブ１０２を有し、１００で全体に渡って示されたバルブが提供されている。バルブ１００は、１１０のところで、外周フランジ１０８に溶接されて上壁１０６に取着されている。
【００１９】
前記各実施の形態と同様に、バルブ１０２には、上壁部分１０６の上方で伸びている出口ノズル１１６と流通した出口ポート１１４と、バルブ１００の制御スペース１２０の中へ液体を逃がすように、上壁部分１０６の底面の真下に形成された入口ポート１１８とが形成されている。
ドレインポート１２４が、バルブ１０２の底端部に形成されている。フロート部材１２６は、ハウジングの底端部に関節接続されており、図４に示された開成位置と、上記図１の（Ｂ）と関連して説明されたようにタンク内の燃料レベルが上昇することにより加えられる浮力の結果としてドレインポート１２４を閉成する閉成位置（図示せず）との間で変位可能である。このフロート部材１２６の下方への変位は、バルブ１０２の対応した形部１３２と係合可能な歯部１３０により制限される。
【００２０】
前記フロート部材１２６の上方には、フロート制御部材１３５が延びている。このフロート制御部材は、出口ポート１１４が排出状態となる、図４に示されるような開成位置と、フロート制御部材が出口ポート１１４の対応する面に当接して出口ホートをシール的に閉成する閉成位置（図示せず）との間で変位可能である。
【００２１】
ここで、再び、読む者は、どのようにバルブが動作するのかを理解するために図１並びに２の説明が参照される。
【００２２】
図５の実施の形態は、本発明に係わるバルブ１４０の他の例である。このバルブ１４０は、燃料タンクの上壁の底面に取着され、この壁に形成されたスタッドから垂下している。原理的には、図５のバルブは、図１並びに２の実施の形態に類似している。大きな違いは、入口ポート１４２の位置と、ハウジングの一部である内壁部分１４８に形成された入口開口１４６を介する入口ポート１４２とバルブの制御スペース１４４との流通状態である。このような配置は、バルブの緩衝衝撃効果（ｄａｍｐｅｎｉｎｇ ｈａｍｍｅｒｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔｓ）に対して特に有用である。
【００２３】
バルブの他の構成部材は、バルブの一般的な動作と同様に、前述した実施の形態と本質的に同じである。
図６の（Ａ）を参照して、全体的に１５４で示されたバルブが説明される。このバルブは、上端部に入口ポート１５８が形成されたハウジング１５６を有する。出口ポート１６０が、出口ノズル１６２と流通しており、また、制御スペース１６４には、きのこ形状のシール部材１７０(図６の(Ｂ)並びに（Ｃ）に拡大して見られる)によりシール可能な、１６８で示されたドレインポートが設けられている。
【００２４】
前記制御スペース１６４内に、制御フロート部材１７４が変位可能に設けられている。この制御フロート部材は、前述した実施の形態に基づいて説明されたように、制御スペースが、かくして燃料タンクの内部が出口ポート１６０を介して排出可能になった開成位置(図６の（Ａ）に示される)と、フロート制御部材１７４が出口ポート１６０の対応する面にシール結合的に当接した閉成位置（図示せず）との間で変位可能である。
【００２５】
この実施の形態は、前述した実施の形態とは、フロート部材が燃料タンク内の液体レベルに応答してドレインポートを開閉するように変位するよりも、一方向バルブが設けられていることが異なる。この一方向バルブでは、可撓性のゴムにより形成された１つのきのこ形状のシール部材１７０の周辺エッジにより通常はシールされており、ハウジング１５６の底壁に幾つかの出口開口１８０が形成されている。動作の通常の状態において、燃料タンク内の液体がドレインポート１６８のレベルの上もしくは下にある場合には、前記開口１８０は、可撓性シール部材１７０の周辺部分によりシールされている。しかし、タンク内の液体レベルが、入口ポート１５８のレベルよりも上になると(図２の（Ａ）に対応する)、液体が制御スペース１６４に入り、制御部材１７４が閉成位置へと変位する。しかし、燃料タンク内の液体が、ドレインポート１６８のレベル以下に低下すると、制御スペース１６４内の液圧が、きのこ形状のシール部材１７０の周辺部分に圧力を与える。この結果、シールは、図６の（Ｃ）に示されるように変形して、出口開口１８０を通る液体の排出を可能にして、制御部材１７４を開成位置へと戻るように変位させる。しかし、一方向バルブの他の形式のものが、この目的のために利用され得ることは評価される。
【００２６】
バルブ１９０が、図６の（Ａ）ないし（Ｃ）と関連して説明された前の実施の形態と構造と動作が原理的には類似している図７の(Ａ)並びに（Ｂ）に注意が向けられる。ここで、重要な相違は、一方向ドア形式のバルブ集合体１９４が装着されたドレインポート１９２(図７の（Ｂ）)の構造に関してである。このドア集合体は、バルブのハウジングの下部２００に１９８の所で回動可能に接続されたドア部材１９６を有する。このドア１９６は、図７の（Ａ）に示されるように、閉成並びにシール位置へとばね２０４により付勢されている。
【００２７】
上記配置は、ドレインポート１９２の上方には、流れ制御部材とこれのばね（図示せず）とを支持するための、リブ状の座部２０８が設けられているようになっている。
この実施の形態に係わるバルブの動作は、図６の（Ａ）ないし（Ｃ）を参照して前述した実施の形態での説明と類似しており、ドア１９６が、図７の（Ａ）に示す閉成並びにシール位置から図７の（Ｂ）に示された開成位置へと、バルブの制御チャンバ内の圧力か、瞬間的に開成位置にドアを変位させるドア１９６に支持されている液体燃料量によって変位する点が異なる。このバルブの他の態様は上述したのと同じである。
好ましい実施の形態が、示されかつ説明されたけれども、これは、本発明の説明を制限するように意図されたものではなく、本発明の精神と範囲内にある全ての変更と構成とをカバーするように意図されたものであることは理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１の（Ａ）並びに（Ｂ）は、燃料タンクに取り付けられた本発明に係わるバルブを用いた充填プロセスの、４つの連続した段階のうち前から２つを示した断面図である。
【図２】 図２の（Ａ）並びに（Ｂ）は、燃料タンクに取り付けられた本発明に係わるバルブを用いた充填プロセスの、４つの連続した段階のうち前から２つを示した断面図である。
【図３】 図３は、本発明に係わるバルブの異なった実施形態を示した断面図である。
【図４】 図４は、バルブが燃料タンクの上壁から部分的に突出している、更なる実施形態に係わるバルブの断面図である。
【図５】 図５は、本発明の更なる実施形態を示す。
【図６】 図６の（Ａ）は、一方向排水バルブが取り付けられた本発明の異なる実施形態を示し、（Ｂ）は、（Ａ）に表された一方向排水バルブが閉じられた状態の部分拡大図、（Ｃ）は、（Ａ）に表された一方向排水バルブが開かれた状態の部分拡大図を示す。
【図７】 図７の（Ａ）並びに（Ｂ）は、バルブにドアのような閉成部材が取り付けられている本発明の実施形態の、通常の閉じられたシール位置、開かれた位置を、夫々示す。

Claims (9)

1. ハウジングと制御部材とを具備し、このハウジングは、制御スペースを規定し、この制御スペースは、ハウジング内に設けられた筒状の支持壁により、内側のスペース部と外側のスペース部とにより区分されており、この内側のスペース部と外側のスペース部とは、支持壁に形成された開口により連通され、この内側のスペース部から流体を排出するための出口ポートと、外側のスペース部中に外部からの流体を導入するための少なくとも１つの入口ポートとを有し、また、前記制御部材は、出口ポートが開かれている開成位置とこの出口ポートが閉じられている閉成位置との間を前記内側のスペース部内で変位する、バルブであって、
   前記少なくとも１つの入口ポートは、ハウジングの外周壁の上部に形成され、また、流体が制御スペース中に入ることを防ぐ流体ドレインポートが、前記制御スペースから流体を排出するためにハウジングの底端部もしくはこれの近くに形成され、この流体ドレインポートは、タンク内の流体のレベルに応答する手段により閉じることが可能であり、
   前記タンク内の流体のレベルが前記少なくとも１つの入口ポートよりも低いときには、前記制御部材がタンク内の流体のレベルに応答して前記応答する手段の上に乗っており、
   前記タンク内の流体のレベルが前記少なくとも１つの入口ポートよりも高くなったときに、タンク内の流体は、前記入口ポートから前記外側のスペース部に導入され、さらに、この導入された流体は、前記支持壁に形成された前記開口を通って前記内側のスペース部に入り、前記制御部材を前記応答する手段の上から離す、ことを特徴とするバルブ。
2. 前記入口ポートのレベルが、タンクの最大充填レベルを規定する、タンク内に取り付けるための請求項１のバルブ。
3. 前記ドレインポートは、１以上の一方向バルブを有する請求項１のバルブ。
4. 前記ドレインポートは、流体応答性閉成部材を有し、この部材は、制御スペースに液体が入るのを防ぐためにドレインポートを閉じる請求項１のバルブ。
5. 前記ドレインポートは、流路に形成され、また、前記流体応答性閉成部材は、流路が開かれている開成位置と流路が閉じられている閉成位置との間を変位するフロート部材である請求項４のバルブ。
6. 前記制御部材は、流体がハウジングからドレインポートを介して排出されるときに、これの開成位置へと動いている請求項１のバルブ。
7. 前記バルブは、タンク内でこれの上壁部から延び、よって、少なくとも１つの入口ポートは、タンクの上壁部に近い、ハウジングの外周壁の上部に形成されている請求項１のバルブ。
8. 流体が入口ポートを介してハウジング中に入ると、制御部材は、閉成位置へと変位され、流体がドレインポートを介してハウジングから出ると、制御部材は、開成位置へと変位される請求項１のバルブ部材。
9. 前記ドレインポートは、流体応答性であり、ハウジング中からの液体を感知すると閉じる請求項１のバルブ。

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