JP2001502776A - フロートバルブの調整装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 自動車の燃料タンク(10)内で使用するフロート型通気バルブ(20)を調整するための改良した装置及び方法。この弁(20)は、フロート(22a)の下方の下端部に調整プレート手段(24a)を備えており、この調整プレート手段(24a)は、フロートをバランスさせるスプリング用の軸方向調整支持体を形成している。調整プレート手段(24a)は力プローブの開口(24d)を有し、良く知られた形式の力測定装置が、包囲体から特定の距離、好ましくは閉鎖位置近くにあるスプリング平衡型のフロート(22a)の下方向の力を測定するために開口(24d)を通って挿入することができる。この調整プレート手段(24a)は、そこで、スプリング平衡型フロート(22a)が正しく調整されるように位置が決定されるまで上下に必要なだけ調整される。そして、調整プレート手段(24a)は、弁本体(20a)上の所定位置に固定され、弁(20)が調整状態にとどまる。

Description

【発明の詳細な説明】 フロートバルブの調整装置および方法 （技術分野） 本発明は、自動車の燃料タンクの蒸発ガス通気バルブに関し、より具体的には 、そのようなバルブに一般的に使用される形式のばね付勢されたフロート部材を 調整するための方法および装置に関するものである。 （背景技術） 自動車の燃料タンクには、フロート形式の蒸発ガス通気バルブが設けられるこ とが多く、このバルブは、燃料蒸発ガスをタンクからカーボンキャニスタ等の蒸 発ガス処理装置へ選択的に通気する。カーボンキャニスタが液体燃料で浸水され るのを防止するため、通気バルブは、液体燃料のレベルにともなって昇降してバ ルブを選択的に開閉するスプリングで補助されたフロート部材によって制御され ることが多い。 これらのフロート部材は、(1)フロートの比重、および(2)フロート部材へのス プリングの補助力によって、液体燃料の比重に関して頻繁に「バランス」される 。したがって、フロートは、燃料よりも重い、燃料と同じ、または燃料よりも軽 い比重を有し、適当なスプリングの補助によって、フロートが沈められたとき、 望まれる応答が得られるようにする。この作用は、フロートが直立および転倒状 態の両方におけるフロートの適切な反応が得られる必要があることから複雑にな っている。 フロートの比重は、製造工程中に相当に簡単に制御されるのに対して、比較的 弱いスプリングを使用したバルブでは、それらの調整が困難である。１つの製造 ロットにおいて細いワイヤスプリングは、これらが装入されたバルブのために、 キャリブレーションの発生および作動の問題を充分に変化させることができる。 個々のバルブのそれらが保護する燃料制御機能の調整の重要性が与えられること が要求されることが多い。一般的に、バルブは、個々のスプリングを適当な調整 がなされるまで伸長および圧縮すること、または、それらを個々の基準長さに調 整することによって、個々に調整される。このような従来技術の方法は、時間が かかり、効果的でなく、不正確であり、このため改善されるべきである。 （発明の開示） 本発明は、自動車の燃料蒸発ガス通気バルブにおいて、スプリング自体を変え ることなく、フロートバルブのスプリングを調整する装置および方法である。し たがって、個々のバルブの間でスプリングのバリエーションは、それらのスプリ ング自体の調整を必要としない。代わりに、バルブは、その下端部に、スプリン グの下端部を受ける軸方向に調整可能な台として供される調整スプールすなわち 調整プレートを有している（スプリングの上端部は、フロート自体に対して位置 決めされている）。 調整プレートは、力を測定するプローブ用の開口を含み、これは、このプレー トに挿通され、フロートに当接してフロート上に作用するばね力を測定すること ができる。要求される仕様の中でこのバルブを調整するため、調整プレートは、 上下に調整されて、スプリング／フロートに作用する合力を変化させ、その後、 調整プレートは、例えば、スポット溶接によってバルブ本体の適当な位置に固定 される。 本発明のさらなる形態は、 (1)フロート形式の通気バルブには、上述したように、調整プレートが設けられ 、 (2)力測定装置がフロートに対向させて調整プレートに挿入されて、所望の位置 での力を測定し（好ましくは、弁閉鎖の直前）、 (3)明示されたフロート位置での明示された荷重を得るために、調整プレートが 軸方向に調整され、そして、 (4)調整プレートが適当な位置に固定されて、バルブを調整された状態に維持す るという多行程からなる方法である。 本発明の追加的な利点および特徴は、以下の図示された実施形態の説明を読め ば明らかになる。 （図面の簡単な説明） 図１は、燃料タンクに取付けられかつカーボンキャニスタに連結された、本発 明を包含するフロート通気バルブの側部断面図である。 図２は、図１のバルブの主構成部品を分解して示した図である。 図３は、図１のバルブの実施形態における跳ね返り防止のバッフル構造体の部 分断面図である。 図４は、図１のバルブにおける圧力軽減バルブリップの詳細側面図である。 （本発明を実施するための好適な実施形態） 先ず、図１において、自動車の燃料タンク１０が示され、このタンクは、標準 フィラーパイプ１２と、タンクからの放出される過度の燃料蒸気ガスを処理する ためのカーボンキャニスタ形式の蒸気ガス収集装置１４を備えている。 本発明に包含されるフロート型の通気バルブ２０は、一般的な形式におけるタ ンクに取り付けられ、例えば、通気バルブを受け入れる寸法の適当な開口を介し てタンクの頂部壁１１に取付られている。通気バルブ２０は、タンクの内部に少 なくとも部分的に伸びて、タンク内の比較的高い燃料レベルにあって水中に没す るように設計されている。 通気バルブ２０は、燃料レベルに応じてタンクからキャニスタ１４の通気通路 １３を選択的に開閉する。例えば、液体燃料レベルが、燃料供給中に十分なレベ ルに向けて上昇するとき、通気バルブ２０を越えて上昇する液体燃料が内部フロ ートバルブ機構２２に徐々に力を加えて閉位置に近づき、燃料の蒸気ガスが、タ ンクからバルブ２０を通り通路１３を経てキャニスタ１４へ流れるのを遮断する 。 通気バルブ２０は、フロートバルブ機構２２を含み、このバルブ機構は、フロ ート２２ａ、スプリング２２ｂ、フロートの上端部にあるバルブアセンブリ２２ ｃ、通気出口２２ｄ、及び、上昇する燃料レベルに応じてバルブを閉じるために バルブアセンブリ２２ｃによってシール結合している弁座２２ｅを含んでいる。 フロートバルブ機構２２は、液体燃料における好ましい動作に対して所望の公 知の方法で質量バランスをとることができる。ある公知のオプションでは、より 軽い燃料フロート、燃料内で通常の浮力を有するフロート、及び重い燃料フロー トを選択可能である。 スプリング２２ｂは、種々の作動状態下で適正な開閉動作に対して的確な応答 性能を達成するために所望のフロート密度と協動するように設けられている。種 々の応用に対するフロートとスプリングの組合せを質量バランスさせる変形例は 、当業者に良く知られており、これらは本発明の一部を構成しない。 通気バルブがフィル制御(fill control)バルブとして用いられる場合、フロー トの応答性能を調整することは、タンク内の燃料レベルが十分満タンであるかを 調整することである。例えば、フロートに加わるスプリング力がフロートを実質 的に軽くさせるように増加させ、燃料レベルへの応答性をより良くし、フロート を閉じる時点の「満タン(full)」レベルを下げ、かつタンクの全燃料容積を減少 させる。 フロートの上部端にあるバルブアセンブリ２２ｃは、他の公知の形式をとるこ ともでき、バルブアセンブリ２２ｃの図示した形態では、フロートに加えられる 多くのバルブ閉鎖機構の１つである。適当なバルブ構造は、多種多様にあること は当業者には明白であろう。 通気バルブ２０におけるフロートとスプリングの組合せは、一般的な浮力特性 または液体燃料における応答性に対して設計することができる。この組合せは、 正確な作動に対して微調整または調整されなければならない。本発明は、単純で かつ経済的な方法でこのような調整を提供する。 本発明を実行するために、通気バルブ２０は、その下方端にフロート調整機構 ２４を設け、この調整機構は、調整プレート２４ａを有する。図示した調整プレ ート２４ａは、上部ばね座２４ｂと、押し付け調整下方表面２４ｃと、力プロー ブ開口２４ｄと、調整が完了したとき、例えば、バルブ本体にスポット溶接で強 固に固定または半固定される部分または表面２４ｅとを含んでいる。 図１及び図３〜図４を参照して、フロート調整機構２４の作動を説明する。調 整プレート２４ａは、通気バルブの下方部分２０ｂ内で軸方向に調整可能であり 、調整室２０ｃ内で滑らかに上下に摺動する。調整プレート２４ａの外側表面２ ４ｅと、調整プレートを囲むバルブ本体の下方にある室の内側表面とのはめあい は、好ましくは、スプリング２２ｂが解除されたときこのスプリングの力に抗し て調整プレート２４ａが所定位置に留まるような摺動摩擦による圧力ばめとなっ ている。 「プレート」という用語は、調整プレート２４ａに関して使用されるが、図面 から理解できるように、文字通り板形状である必要はない。本実施形態では、調 整プレート２４ａは、円筒状で対称なスプールの形が好ましいが、ばね座、また はスプリングの支持体を備え、押し付け／引張り動作による調整機能を与えるこ とができるものであれば他の形状でもよい。 フロート機構２２を調整するための好ましい方法は、スプリング２２ｂによっ てバランスされるフロート２２ａの重さがバルブ包囲体に前もって加えられる、 即ち、バルブアセンブリ２２ｃのシール部材２２ｆがまさに弁座２２ｅに係合し ようとしているときの、力の重さ（グラム）を測定することである。 これは、一般的に小さな距離であり、例えば、０．０１５〜０．０２０インチ の範囲であり、この距離は、特定のバルブにおける機能要求によって変えられる 。本発明では、この力は、公知の力プローブ、例えば、ストレンゲージ型プロー ブを挿入することによって測定される。プローブは、調整プレート２４ａ内の開 口２４ｄを通り、２２ｇの位置でフロートの底部に対してフロートがちょうど閉 鎖前の所望の位置に来るまでフロートを上方に押圧する。 スプリング平衡式のフロート２２ａによってプローブに抗して加えられる力を 測定することによって、当業者であれば、フロートへの上方スプリング力がより 高いか低いかを決定することができる。 もし低い場合、その時、調整プレート２４ａは、室２０ｃにおいて下方に調整 され、ちょうど閉じる前のフロートへのスプリングの力を有効に減少させる。も しちょうど閉じる前の上方へのスプリング力を増加させる必要がある場合、その とき、調整プレート２４ａは、適切な力バランスが達成されるまで、室２０ｃ内 で上方に移動する。この点において、開口２４ｄは、２つの役割を演じ、力プロ ーブに対する人口を与えるとともに、調整プレート２４ａを下方に引っ張って動 かすように機能する。 （産業上の利用性） 使用上、本発明の構成によると特定の調整距離及び調整負荷で、±0.1グラム 内の精度が得られることがわかった。当業者にとって嬉しいことには、調整プレ ート）の上下調整が、フロートバルブが適当な距離と負荷でできる限り希望する の力まで調整できることにある。 一度上記の様にバルブが調整されると、調整プレートは、例えば、実施例にお いて、プレートの外表面の一部２４ｅを室２０ｃの内面にスポット溶接して位置 が定められる。しかしながら、当業者には調整プレート２４ａを固定するのに、 溶接以外の公知の技術、接着または、それに限定されることのないピンやスナッ ププレートといった機械的手段が使用されることは明らかなことである。 好ましくは、調整プレートは、インライン式の力プローブ用の開口２４ｄを通 して正確な力の測定ができるように、好ましくはフロートバルブ機構２２の長手 軸中心に位置していた方が良い。 本発明は、その他の協働すべき特徴と連係したフロートバルブ型通気バルブに おいて説明される。図１と図３を参照すると、ここに例示した通気バルブは、フ ロートバルブ機構２２が閉じる前にフロートバルブ本体の半径方向ポート２６ａ を通して通気出口２２ｄから跳ね上りがちな液体燃料が入り込むことを制限した 跳ね返り防止構造体２６を含む。 燃料レベルがその高さまで来た時にバルブを通して十分な蒸気ガスの通気が行 われる様に一個以上の半径方向ポート２６ａが必要となる。しかしながら、タン クの中での燃料の液面の揺れは、ポート２６ａの破損やそれを越えるうねりを発 生させ、燃料を通気出口２２ｄに跳ねかけて、カーボンキャニスタに入り込ませ る危険がある。カーボンキャニスタは液体燃料よりも蒸気ガスを処理するように 設計されているのですぐ満杯になりその機能が止まる。 本実施形態では、バッフル構造体２６は、窓２６ａの幅（または周辺長）に等 しいかそれより大きい幅（または周辺長）を有するバッフル板２６ｂを含む。一 方、単一の窓２６ａが示されているが、当業者が多重窓を含むべく複数のバッフ ル２６ｂを設けることは自明である。 本実施形態では、バッフル２６ｂは、通気出口２２ｄ及びフロート室２２ｈの 上端部弁座２２ｅを形成する唯一のバッフル板構造体２６ｃ（図２参照）の下垂 部分と一体に形成されている。バッフル２６ｂが好ましいけれどもバッフル板構 造体２６ｃと、例示したように一体構造として形成する必要はない。バッフル板 ２６ｂが公知のごとくバルブ本体内に固定または位置決めされて、半径方向ポー ト２６ａに跳ねかかることを防止する。 また、図に示されているように、通気バルブは、バルブの上端に位置する新規 な圧力軽減アセンブリ２８であって、ハウジング２８ａ、カバー２８ｂ、リリー フスプリング２８ｃ、シールリップ２８ｅを有するリリーフシール部材２８ｄ、 通気オリフィス２８ｆ、溶接継手２８ｇ、及びシール保護機能及びスプリング保 持機能を奏するスティールスタンピング２８ｈを含んでいる。 図１及び図４において、圧力軽減アセンブリは、通気バルブ２０の上部２０ａ の側面に形成される圧力軽減ポート２８ｉを通じて選択的に通気孔の開閉を行う 。リリーフスプリング２８ｃは、図１に示すように、シールリップ２ｅを弁座２ ８ｊに固定し、燃料タンクから圧力開放ポート２８ｉを通じて図示していない外 気又はカーボンキャニスタなどの適切な開放部への蒸気燃料の流れを妨げて、リ リーフシール部材２８ｄを閉鎖位置に維持している。燃料タンク内の蒸気燃料の 圧力が所定の安全な値よりも上昇したときは、蒸気燃料の圧力はリリーフスプリ ング２８ｃにかかる力に打ち勝ちシール部２８ｄをその弁座から離間させ、ポー ト２８ｉを通じて開放部へリリーフ通気口を開放する。 圧力軽減アセンブリ２８は多数の独特あり新規な特徴を有している。シール部 ２８ｄは弁座２８ｊに対して異常に柔軟な（従って、十分な）シール表面を形成 する下向きであって内側に向いている外形を有するシールリップ２８ｅを設けて おり、さらに、図４に示すように、燃料タンクからの圧力Ｐによってスプリング のシール動作を補助している。矢印Ｐにて示される燃料タンクからの圧力はリバ ースリップ２８ｅの内表面に係合しリップを弁座にシール係合する力を加えてい る。このように、リップが最終的に接触面から離れるまで、タンクからの蒸気燃 料の圧力はシールを補助する。 圧力軽減アセンブリ２８の更なる特徴は、第２のスプリング保持部２８ｈであ り、本実施形態においては、好ましくは、ハウジング２８ａに対して蒸気ガスを 通過可能に気密に係合し、または選択的に参照番号２８ｊで示されている小型の 圧力軽減ポートを有する弾性的なスティールスタンピングである。 スプリング保持部２８ｈは、好ましくは弾性的な金属であり、挿入され適切に 設置されたときに圧力軽減ハウジング２８ａのプラスティック材料に係合あるい は「噛み合う」外部リップ部２８ｋを有している。このことは、カバー２８ｂが 所望の場所に溶着されるまえに保持部を介してハウジング２８ａにスプリングの 簡単な押し圧して取りつけられている。スプリング保持部２８ｈの任意の圧力軽 減ポート２８ｊは比較的小さく、例えば直径が０．０１０インチの大きさである 。保持部２８ｈとハウジング２８ａ及び／又は任意の圧力軽減ポート２８ｊとの 蒸気ガスを通す気密係合は、カバーが適切に溶着されるときに保持部２８ｈとカ バー２８ｂとの間の圧力の増加を妨げる。ハウジング２８ａの孔へ十分に圧入さ れた保持部２８ａは、また、溶着バリやダストが弾性的なゴム製の圧力軽減シー ル２８ｄに落ちたり汚染することを防いでいる。 上記した実施形態は、本来、例示的なものであり、添付の請求の範囲によって 限定された本発明の範囲から逸脱しない種々の通気バルブの利用のための修正が 可能であることは当業者であれば明らかであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ワルドルフ，リンゼリー アメリカ合衆国 ミルウォーキー 48189 ウイットモア レイク ジェニングス ロード 7366

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 車両の燃料タンク用の通気バルブ内に設けたスプリング平衡型のフロート と組み合って、前記フロートを調整するための装置であって、 フロートの下方で通気バルブの下端部分に配置される調整プレート手段を含 み、この調整プレート手段は、スプリングの下端を支持する軸方向調整可能な 支持体と、フロートに対して調整プレートを通って力測定手段を挿入できるよ うに設計された開口とを有することを特徴とする装置。 ２． 前記調整プレート手段は、通気バルブの下端に形成された噛み合う室内に 摺動可能なスプリング支持体を含み、このスプリング支持体は、前記スプリン グの下端のためのばね座を形成する上部表面と、調整面に押し付けられる下部 表面を有することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。 ３． 前記調整プレート手段は、弁本体の下端にある室に調整プレート手段が解 放されるとき、ばね座上のスプリングの力に抗して調整プレート手段を保持で きるようにはまり込んで摺動摩擦にによって係合することを特徴とする請求の 囲第２項に記載の装置。 ４． 調整プレート手段を前記室内の軸方向所定位置に確実に固定するための手 段を更に含むことを特徴とする請求の範囲第３項に記載の装置。 ５． 調整プレート手段をより確実に所定位置に固定するための手段は、弁本体 に溶接することが可能な調整プレート手段上の表面からなることを特徴とする 請求の範囲第４項に記載の装置。 ６． 前記室内に前記調整プレート手段をより確実に固定する手段は、前記調整 プレートをバルブ本体に機械的に固定するための手段を含んでいることを特徴 とする請求の範囲第４項に記載の装置。 ７． 調整プレート手段は、ばね座と押し付け調整面が互いに交換可能であるよ うに対称配置されていることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の装置。 ８． 通気バルブは、圧力リリーフ弁室、この弁室内に取付られたばね付勢型の 圧力リリーフ弁、前記弁室内に挿入され、前記圧力リリーフ弁を前記弁室上の パーマネントカバーを固定する前の位置に保持する圧力はめ込み式弁保持器と を含んでいることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。 ９． ばね付勢型の圧力リリーフ弁は、逆転式リップシール要素を含み、このリ ップシール要素は、圧力調整弁が閉じられるときに燃料タンクと連通する蒸気 ガスに圧力応答する内側表面と、弁座に対するシーリング力が前記内側表面上 の圧力によって増加することにより圧力応答する外側表面とを有していること を特徴とする請求の範囲第８項に記載の装置。 １０． 弁保持器は、この弁保持器とカバーとの間の領域から圧力リリーフ弁室 へ圧力を連通させるための圧力リリーフ手段を含むことを特徴とする請求の範 囲第８項に記載の装置。 １１． 通気バルブは、通気バルブ本体の側面に設けた半径方向の通気ポートと 、前記弁本体の内部にある通気ポートと関連する跳ね返り防止バッフル手段と をさらに含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。 １２． 車両の燃料タンク用の通気バルブに設けたスプリング平衡型のフロート を調整するための改良方法であって、 前記フロートの下方で前記通気バルブの下方部分に、前記フロートに作用す るスプリングの下端を支持するための軸方向に調整可能なスプリング支持体を 有する前記通気バルブを設け、 前記スプリング支持体は、さらに、力測定手段を前記フロートに対して挿入 可能に設計された開口を含んでおり、 前記フロートを閉じ状態に近い位置に移動するために、前記開口内に前記力 測定手段を挿入し、さらに、前記スプリングが、軸方向調整可能な前記スプリ ング支持体上に載置された第１の調整位置にある間、前記スプリングによって バランスするように前記フロートの下方向の力を測定し、 前記力測定手段によって測定される前記フロートの下方向の力が、所定の調 整基準値に一致し、これにより、第２の調整位置を形成するまで、前記フロー トが閉じ状態に近い位置にある間必要とされる前記スプリング支持体を調整し 、 前記スプリング支持体を前記第２の調整位置に前記通気バルブを固定する、 各ステップを有することを特徴とする調整方法。