JP2000130271A - ２段式燃料タンク蒸発ガス通気バルブアセンブリおよびその製造方法 - Google Patents

２段式燃料タンク蒸発ガス通気バルブアセンブリおよびその製造方法

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ピー．ベンジェイ ロバート
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 車載の２段式燃料蒸発ガス通気バルブアセン
ブリにおいて、バルブ部材のシール性を確保するととも
に部品点数および製造コストを低減する。 【解決手段】 バルブアセンブリ30は、給油中に燃料タ
ンクからキャニスタへの蒸発ガスの通気を制御する。フ
ロート44により作動するカップ状部材42（ポペット）に
は、第２通気通路60が貫通されている。カップ状部材42
は、フロート44に取付けたバルブ部材76に対して相対移
動可能である。給油中、燃料レベルが上昇してポペット
が第１通気通路36を閉じるまで、通気通路36を通して通
気する。大径の第１通気通路36が閉じた後、小径の第２
通気通路60を通して通気し、満タンになると、バルブ部
材76が第２通気流通路60を閉じる。第１および第２通気
通路36，60を閉じるシールリップ72，74をワンピースと
し、カップ状部材42の開口68を通して可撓性シール材料
によって一体的に成形してシール部材70を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料補給中すなわ
ち給油中の自動車の燃料タンクからの燃料蒸発ガスの通
気を制御するために使用される、いわゆる車載燃料補給
蒸発ガス回収バルブ（すなわち、ＯＲＶＲバルブ）に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】このようなバルブは、一般的に、燃料タ
ンクの別個のフィラーネックを介したタンク給油中に、
燃料蒸発ガスの通気を制御し、このバルブは、タンク通
気口からチャコールが充填された貯蔵キャニスタ等の回
収トラップへの蒸発ガスの流量を制御するために燃料タ
ンクに接続されており、貯蔵キャニスタは、エンジン運
転中にエンジン吸気マニホールドに接続することによっ
て浄化することができる。
【０００３】このような、燃料蒸発ガス回収システム
は、ガソリン等の高揮発性炭化水素燃料を使用する乗用
自動車および小型トラックに広く利用されて、燃料補給
中およびエンジン停止時の一定時間に、燃料蒸発ガスが
大気に逃げるのを防止する。
【０００４】従来、公知のＯＲＶＲは、給油中に、タン
ク内の燃料が蒸発ガス部分よりも液体燃料部分が多いレ
ベルに達したとき、フロートによって作動されて第１段
目すなわち大径の第１通気通路を閉じるポペットすなわ
ちバルブを使用していた。また、フロートによって作動
される第２のバルブが、その後、燃料レベルが上昇し続
ける間は、通気を許容し、燃料レベルがタンクの頂部に
達したとき、第２段目の小径の第２通気通路を閉じるた
めに使用されている。この形式のＯＲＶＲの例は、第２
通気通路がポペットを通して形成されて、第２のバルブ
がポペットと同じフロートによって作動される２段式Ｏ
ＲＶＲを開示する米国特許第5,590,697号に記述されて
いる。
【０００５】図３および図４を参照すると、従来技術の
バルブアセンブリは、燃料タンクの上部壁の開口３を通
して受け入れられる下部２が設けられたバルブ本体１を
有するものとして示されており、このバルブ本体は、一
般的にエンジン吸気マニホールド７に接続される燃料蒸
発ガス貯蔵キャニスタ６を接続するための燃料蒸発ガス
回収通気ポート５を有している。
【０００６】このバルブ本体１は、一般的に、タンクの
上部壁にシールリング８によってシールされ、下部２
は、ポート５から下方へ延びて、それに形成されたバル
ブシート肩部10に接続しており、バルブシート肩部10
（シール面）は、内部にフロート12が配置された中空室
11の上端部を形成している。フロート12は、一般的に、
調整スプリング13によって、浮力の方向に付勢されてい
る。
【０００７】フロート12は、その上部に、全体として符
号14で示されるポペットサブアセンブリを有しており、
ポペットサブアセンブリ14は、これを通して形成された
第２段目の小径の第２通気通路15および逆さにしたカッ
プ状部材17の上面上に被さる弾性を有する可撓性シール
16を有し、シール16がシール面10に密着することによっ
て第１段目の第１通気通路９を閉じる。カップ状部材17
は、フロート12に締結された枠組部材12a によって、フ
ロート12上に所定範囲で進退動可能な構造で保持されて
いる。第２バルブ18は、フロート12の上部表面上に配置
されて、枠組部材12a 内でのカップ状部材17の進退動に
より、シール16が第１通気通路９を閉じた後もフロート
12が移動し続けることによって、上方に移動される。
【０００８】カップ状部材17は、バルブ18の表面に密着
するために上部閉塞端の内面上に設けられた可撓性を有
する環状の第２シールリップ19を有している。
【０００９】作動においては、タンク４がフィラーネッ
ク（図示せず）を通して注入された燃料で満たされる
と、タンク内の液体燃料のレベルの上昇によって、燃料
蒸発ガスは、液体燃料ポート５を通ってキャニスタ６へ
押し出されれる。液体燃料が所定のレベル、一般的にタ
ンクの容量の大部分以上に達すると、フロート12は、ポ
ペット14を上方に移動させ、シール16をシート10に密着
させて、第１通気通路９への大きな流路を閉じる。その
後も液体燃料がタンクに加えられ続けると、蒸発ガス
は、タンクの容量が、フロート12がバルブ部材18をシー
ルリップ19に着座させて、小径の第２通気通路15を閉じ
るレベルに達するまで、カップ状部材17の横ポート20お
よび小径の第２通気通路15を通して通気される。このよ
うにして、給油中における燃料蒸発ガスのキャニスタへ
の２段階の通気が実行される。
【００１０】ポペットサブアセンブリ14は、カップ状部
材17の上端部に被せられてスナップロックされる別個の
キャップ部材21によって、カップ状部材17に締結される
上部弾性シール16を有しており、このため、可撓性シー
ル16，19、カップ状部材17およびキャップ部材21の４部
品のアセンブリを形成する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】このような構造では、
燃料の密度すなわち比重が小さく、フロートの変位が小
さいため、利用可能な閉弁力は、全く最小限のものであ
る。このため、上述の公知のバルブ構造では、大径の第
１通気通路の周りの第１段ポペットおよび小径の第２通
気通路の周りの第２バルブ部材のシールのために、弾性
を有する可撓性シールが必要とされていた。この要求
は、別個の弾性を有する可撓性シールを必要とすること
から、バルブの設計を複雑なものとすることになり、ま
た、製造過程でそのようなシールをバルブに保持するた
めに、組立に追加部品が必要となる。このことは、追加
部品、比較的高い製造コストおよび製造過程の組立困難
性を生じる結果となった。このため、フロートの浮力に
よって通気ポートを確実にシールすることができ、信頼
性が高く、量産自動車に適用するために比較的低い製造
コストの２段式ＯＲＶＲの製造方法および製造手段を提
供することが長年望まれてきた。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、燃料タンク内
の燃料レベルがタンクの大部分が液体燃料で満たされる
所定のレベルに達したとき、フロートによって作動され
る第１段ポペットを利用して最初すなわち第１段階の比
較的大きな第１通気流路を閉じる２段式フロート作動Ｏ
ＲＶＲを提供する。引き続き給油されると、燃料蒸発ガ
スは、第１段バルブポペット部材を通して形成された流
路面積が小さい第２段階の第２通気通路を介して通気さ
れる。また、第２段バルブ部材は、フロートによって作
動されて、燃料レベルが全位置で燃料タンクの頂部に達
したとき、より小さい第２段階の第２通気通路を閉じ
る。このため、より小さい通気面積の第２段階の第２通
気通路は、燃料補給中に第１段階の大通気面積の第１通
気通路が閉じている間、タンクが満タンになるまで作動
する。枠組部材は、フロート上の第１段バルブポペット
を保持して、第１段バルブが閉じた後、第２段バルブ部
材と第１段ポペットとの相対移動を許容する。
【００１３】ポペットは、ポペットの一側に配置され
て、第１段階の大径の第１通気通路をシールする環状シ
ール面およびポペットの他側に配置されて、ポペットの
中心を通る第２段階の小径の第２通気通路の周りをシー
ルする小径環状シール面を有するワンピース部材として
一体的に形成された環状の弾性を有する可撓性シールを
含む。好ましくは、環状のシール部材は、ポペットの中
心の第２通気通路の周りに配置されてポペットを貫通す
る整列した開口に充填され、この開口を通して延ばした
材料でワンピース部材として成形される。環状のシール
部材は、加圧成形、トランスファ成形または射出成形に
よって成形することができる。このようにして、本発明
のバルブアセンブリは、反対側に配置された環状シール
面を有する共通部材によって、ＯＲＶＲの大小の第１お
よび第２段階の第１および第２通気通路の弾性を有する
可撓性シールを提供し、また、製造が簡単で、製造コス
トが低く、信頼性が高い最小限の部品点数の設計を提供
する。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１および図２を参照すると、本
発明のバルブアセンブリは、全体として符号30で示され
ており、拡大表示するために省略された燃料タンク壁に
挿通される部分を有する符号32で示されるバルブ本体を
含み、そして、このバルブ本体32は、図３に示す従来技
術のポート４と同様の方法で、これに形成された蒸発ガ
ス通気出口ポート34を有している。
【００１５】バルブ本体32は、これに形成された通気ポ
ート34とともに燃料タンクの上面の外方へ延びる上部31
を含んでおり、この上部31は、キャニスタ６に接続する
ためのものである。バルブ本体32の下部33は、図３に示
す従来例の下部２と同様の方法で、下方へ延びて図示し
ない燃料タンク上壁の開口に挿通される。
【００１６】バルブ本体32は、その内部に下方に延びて
通気ポート34を下部本体33（中空部）に形成されたフロ
ート穴38に接続する第１通気通路36を有しており、フロ
ート穴38は、その内部に、全体として符号40で示される
フロートアセンブリを収容してその移動を案内する。フ
ロートアセンブリ40は、枠組部材46によってフロート44
に保持された逆さにした略カップ状部材42からなるポペ
ットを含んでおり、枠組部材46は、フロート44に設けら
れた溝50に係合するスナップロック突起48によってフロ
ート44の上端に取付けられている。カップ状部材42は、
内側に延びる突起52によって枠組部材46に支持されてい
る。突起52は、代わりに、連続する環状のフランジから
構成することもできる。カップ状部材42は、突起52の下
面に当接して位置決めされたカップ状部材42の外側環状
フランジ56を付勢するスプリング58の弾性力に打ち勝つ
のに充分な力が作用されたとき、枠組部材46に対して下
方へ進退すなわち相対移動可能である。
【００１７】逆さにしたカップ状部材42は、好ましく
は、中央に配置され、貫通されて下方へ延びる第２通気
通路60を有しており、この第２通気通路60は、第１通気
通路36の通気ポート34の直径よりも充分小さい直径を有
している。逆さにしたカップ状部材42は、また、その上
端から上方へ第１通気通路36内へ延びる案内部62を有し
ている。この案内部62の基部には、環状溝64が形成され
ている。
【００１８】下部本体33の穴38は、第１通気通路36を横
切って、以下に説明するような第１段バルブのための環
状のバルブシートを形成する閉塞端66を有している。
【００１９】カップ状部材42は、その閉塞端に形成さ
れ、案内部62の周りに間隔をもって配置された複数の開
口68を有している。環状シール部材70は、ワンピース部
材として、開口68に挿入、充填する材料と一体的に形成
されている。シール部材70は、案内部62の基部の周りに
環状の弾性を有する可撓性シールリップ72（第１シー
ル）を形成しており、このシールリップ72は、フロート
44が上方へ移動すると、環状表面66に接触して、その周
りをシールして、第１段バルブを閉じるように作用す
る。環状の弾性を有する小径の第２可撓性シールリップ
74（第２シール）は、シール部材70上に形成されて、カ
ップ部材42の底面上に配置されている。本発明のこの実
施形態では、シール部材70は、加圧成形、トランスファ
成形または射出成形等のあらゆる技術によってカップ状
部材42上に成形することができる上部および下部環状シ
ールリップ72，74を含んでいる。本発明の現在好適な実
施形態では、シール部材70は、フルオロシリコンエラス
トマーで成形されて、好ましくは、デュロメータショア
「Ａ」スケール約50〜60の硬さを有する。しかしなが
ら、シール部材70には、他の材料および他の直径を用い
ることもできる。このようにして、環状シール70とカッ
プ状部材42とのサブアセンブリは、図４に示される従来
例の４ピースのポペットサブアセンブリ14に代わる機能
を果たす。
【００２０】第２段バルブ部材76は、フロート44の上端
に配置され、また、第１段階のバルブの閉弁後、さらに
液体が充填されて、フロートがさらに上方へ移動する
と、バルブ部材76は、環状シールリップ74に密着する。
このため、フロート44の浮力がスプリング58を圧縮し
て、スプリング58の圧縮および枠組部材46内のカップ部
材42のフランジ56の相対進退移動によってバルブ部材76
のカップ状部材42に対するオーバトラベル運動が緩和さ
れる。これにより、給油中にタンク内の液体レベルが所
定の第１レベルに達すると、第１段バルブシール72が第
１通気通路36の下端開口を含む大流路を閉じ、引き続き
給油されると、その後、フロート44がバルブ部材76をリ
ップシール74に密着させ、これにより、第２段階の第２
通気通路60が閉じる時点まで、第２段階の蒸発ガスの通
気が第２段階の小径の第２通気通路60を通して実行され
る。第２段階の通気の間、複数の横ポート78が第２通気
通路60に通じる。
【００２１】このようにして、本発明は、バルブポペッ
トが、一側に第１段階の環状シール面を有し、他側に一
体的に形成されて、フロートの移動によって第２段階の
閉弁を行うための弾性を有する小径の第２段階の可撓性
環状シール面を有する一体的に成形された環状の弾性シ
ール部材を含む２段式ＯＲＶＲ用のフロートバルブアセ
ンブリを提供する。このため、本発明のバルブアセンブ
リは、部品点数が少なく、大規模な大量生産において組
立が簡単なことから、製造コストが低減されるという利
点を有する。
【００２２】以上に本発明を図示の実施形態について説
明してきたが、本発明は、修正および変更が可能であ
り、特許請求の範囲によってのみ限定されることを理解
されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るバルブアセンブリの
一部を省略した縦断面図である。
【図２】図１のバルブアセンブリのポペットの拡大斜視
図である。
【図３】従来技術の２段階燃料蒸発ガス通気バルブの縦
断面図である。
【図４】図３の従来例のポペットアセンブリの拡大図で
ある。
【符号の説明】
30 バルブアセンブリ 32 バルブ本体 33 下部本体（中空部） 36 第１通気通路 42 カップ状部材（ポペット） 60 第２通気通路 68 開口 70 シール部材 72 シールリップ（第１シール） 74 シールリップ（第２シール）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390033020 Ｅａｔｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｌｅｖｅｌ ａｎｄ，Ｏｈｉｏ 44114，Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ルドルフ バーグスマ アメリカ合衆国，ミシガン 48102，アン アーバー，グリーンビュー ドライブ 2145

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 (a) 燃料タンクの開口に挿通して取付け
    られる中空部および該中空部を前記タンクを外部へ通気
    するための蒸発ガス回収通気ポートに接続する第１通気
    通路を含むバルブ本体と、 (b) 前記中空部が前記第１通気通路よりも小さい流路面
    積の第２通気通路が貫通されたポペットおよび該ポペッ
    トに対して移動可能なバルブ部材を有し、給油中に前記
    タンク内の燃料が第１レベルに達したとき、前記ポペッ
    トで前記第１通気通路を閉じ、前記タンク内の燃料レベ
    ルが前記第１レベルより高い第２レベルに達したとき、
    前記バルブ部材が前記第２通気通路を閉じるフロートに
    よって作動されるバルブ手段とを備え、 (c) 前記ポペットは、前記第１通気通路の周りをシール
    するために前記ポペットの一側に設けられた環状の第１
    シール面および前記第２通気通路の周りをシールするた
    めに前記ポペットの反対側に配置された環状の第２シー
    ル面を形成する一体的に成形された環状の弾性を有する
    可撓性シール部材を含んでいることを特徴とするフロー
    トによって作動する２段式燃料タンク蒸発ガス通気バル
    ブアセンブリ。
  2. 【請求項２】 前記第２シール面は、前記第１シール面
    よりも小径であることを特徴とする請求項１に記載のバ
    ルブアセンブリ
  3. 【請求項３】 前記ポペットは、該ポペットを貫通する
    複数の開口を有し、前記環状のシール部材の一部が前記
    開口を通して形成されていることを特徴とする請求項１
    に記載のバルブアセンブリ。
  4. 【請求項４】 前記ポペットは、該ポペットを貫通する
    複数の開口を有し、該開口は、前記第２通気通路の周り
    に整列して配置されており、前記環状のシール部材の材
    料が前記開口に充填されていることを特徴とする請求項
    １に記載のバルブアセンブリ。
  5. 【請求項５】 前記環状のシール部材は、フルオロシリ
    コンエラストマーで形成されていることを特徴とする請
    求項１に記載のバルブアセンブリ。
  6. 【請求項６】 (a) 第１通気通路およびフロートによっ
    て作動されるポペットを有するバルブ本体を設け、前記
    ポペットを貫通する前記第１通気通路よりも流路面積が
    小さい第２通気通路を形成し、 (b) 燃料タンクの給油中に燃料レベルが所定の第１レベ
    ルに達したとき、前記ポペットを移動して前記第１通気
    通路を閉じ、 (c) 前記フロートによって移動するように可動バルブ部
    材を配置し、前記タンクの給油中に該タンク内の燃料レ
    ベルが前記第１レベルよりも高い所定の第２レベルに達
    したとき、前記第２通気通路を閉じ、 (d) 前記第１通気通路の周りをシールするために前記ポ
    ペットの一側に環状の弾性を有する可撓性の第１シール
    を形成し、これとワンピースとして、前記第２通気通路
    の周りをシールするために、前記ポペットの反対側に環
    状の第２シールを一体的に形成することを特徴とするフ
    ロートによって作動される２段式燃料タンク蒸発ガス通
    気バルブアセンブリの製造方法。
  7. 【請求項７】 前記第１シールと前記第２シールとを一
    体的に形成する工程は、加圧成形、トランスファ成形お
    よび射出成形からなるグループから選択された成形を含
    んでいることを特徴とする請求項６に記載の製造方法。
  8. 【請求項８】 前記第１シールと前記第２シールとを一
    体的に形成する工程は、前記第２通気通路の周りに整列
    されて前記ポペットを貫通する複数の開口を成形し、該
    開口にシール材料を充填することを含んでいることを特
    徴とする請求項６に記載の製造方法。
  9. 【請求項９】 前記第１シールと前記第２シールとを一
    体的に形成する工程は、フルオロシリコンエラストマー
    で前記環状の第１および第２シールを成形することを含
    んでいることを特徴とする請求項６に記載の製造方法。
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