JP2002235623A - ベント弁及び燃料ポンプモジュール - Google Patents

ベント弁及び燃料ポンプモジュール

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両の燃料蒸気の排出と液体燃料の追加を制
御する燃料タンク用蒸気ベント弁、及びその蒸気ベント
弁を組み入れた燃料ポンプモジュールを提供する。 【解決手段】 燃料タンクからの燃料蒸気の排出と燃料
タンクへの液体燃料の追加を制御するために蒸気出口の
閉鎖を行う、二つのフロート弁を用いた、高流量の２段
階燃料蒸気ベント弁組立体である。第１のフロートが、
弁に対して第１の液面高さにある液体燃料に応答して蒸
気出口の一部を閉鎖する。第２のフロートが、第１の液
面高さよりも高い第２の液面高さにある液体燃料に応答
して蒸気出口の残部を閉鎖する。蒸気出口を通って液体
燃料が逃散するのを防ぐために、一つまたは二つ以上の
互いに分離したバッフルが構成・配置される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の燃料システ
ムに関し、より具体的には車両の燃料タンク用蒸気ベン
ト弁（蒸気逃し弁）、及びそのような蒸気ベント弁を組
み入れた燃料ポンプモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】環境への関心の高まりや、政府レベルで
の規制により、揮発性のハイドロカーボン燃料蒸気の大
気への排出を減少させることが要求されている。このハ
イドロカーボン燃料蒸気源の一つとして、ガソリンや高
い揮発性を有する他のハイドロカーボン燃料を使用する
車両の燃料タンクがあげられる。タンクへの燃料充填
中、また通常は充填後においても燃料蒸気は大気中に放
出される。一つの解決策として、燃料タンクから過剰の
燃料蒸気を取り除く車上蒸気回収システムを利用する方
法がある。この蒸気回収システムの中の活性炭の入った
キャニスタが、燃料タンク上部に装備された弁組立体を
介して燃料蒸気を受け取り、エンジン稼働中にキャニス
タから燃料蒸気を回収するために、車両エンジンの吸気
マニホルドに連通している。前記弁組立体はタンク内の
燃料液面高さに応答する弁を有しており、燃料液面高さ
が十分に低いときは弁を開いたままにして、燃料蒸気が
燃料タンクからキャニスタに流れるようにしている。燃
料充填中に燃料液面高さが上昇して、タンク内で所望の
最大の燃料液面高さ或いは燃料量に到達すると、フロー
トが上昇して弁を閉じ、液体燃料の弁通過を防止して、
蒸気キャニスタへの流入を防止する。この閉弁は、燃料
蒸気が蒸気キャニスタへ流入することも防止する。上記
システムについては、米国特許第５，５７９，８０２に
開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このようなシステムの
うち、或るものは、燃料タンクから蒸気貯蔵キャニスタ
への蒸気流を制御するために、高い容量あるいは高い流
量を必要とする。燃料タンクの蒸気圧によって、弁が開
かねばならないとき、現在の高容量あるいは高流量弁の
デザインは閉位置に保持されるようになりがちである。
これにより、蒸気が弁を通過して蒸気貯蔵キャニスタに
流れ込むことが妨害され、システム本来の目的が達成で
きなくなってしまう。加えて、先の燃料液面高さや蒸気
ベント弁は、弁を閉じるために、燃料タンク中の燃料液
面高さに応答する単一のフロートを使用している。燃料
液面高さが所望の最大液面高さ或いはその近傍にとどま
っている間は、弁を通って逃げる液体燃料の量を制限す
るために、この単一のフロート配置は弁を閉じたままと
する。燃料液面高さが最大液面高さ或いはその近傍にと
どまっている間、弁を閉じ続けることは好ましくない。
なぜなら、閉弁時にタンク内に燃料を追加すると、タン
ク内の圧力が上昇し、ハイドロカーボン燃料蒸気の大気
への放出を増加させるからである。
【０００４】また、車両が停止したり、急に曲がった
り、でこぼこ道を走行するときなどは、燃料タンク内の
燃料が飛び散ったり、バチャバチャかき回されたりす
る。この飛び散りやかき回されは、タンクが１／４〜３
／４ほど燃料で満たされているときに特に激しいことが
知られている。従来の蒸気ベント弁を用いた場合、好ま
しくない量の液体燃料がこのベント弁を通過して燃料タ
ンクから逃げてしまう。この場合、液体燃料は有限の容
積と貯蔵容量をもった燃料蒸気キャニスタへと流れ、キ
ャニスタは液体燃料で急速に満たされてしまう。従来の
ベント弁の出口は、飛び散っている、あるいはバチャバ
チャかき回されている燃料から適切に保護されておら
ず、また弁の閉鎖メカニズムは、素速く弁を閉じて液体
燃料の逃散を防止するに十分な応答性を有していないの
で、通常、液体燃料は従来のベント弁から逃散する。
【０００５】通常、蒸気ベント弁は車両の燃料タンクの
開口内に取り付けられ、燃料ポンプは燃料タンク中の別
の開口を通して取り付けられる。過剰圧力用安全弁など
の付加的な部材を取り付けるために、燃料タンクを通し
て更に別の開口が取り付けられることもある。燃料タン
クの上記各開口は、危険なハイドロカーボン燃料蒸気が
大気中に逃散する漏れ経路を与えてしまうことになる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
になされた本発明は、二つのフロート弁を用いた高流量
の２段階燃料蒸気ベント弁組立体であって、燃料タンク
からの燃料蒸気の通気とタンクへの液体燃料追加を制御
するための、革新的な蒸気出口の閉鎖を与えるものであ
る。第１のフロート弁は、該弁に対して相対的な第１の
液面高さにある液体燃料に応答して、蒸気出口の一部を
閉鎖する。第２のフロート弁は、第１の液面高さよりも
高い第２の液面高さにある液体燃料に応答して蒸気出口
の残りの部分を閉鎖する。蒸気出口からの液体燃料の逃
散を防止するために、一つあるいは二つ以上の別々のバ
ッフルが構成され、配置される。
【０００７】好ましくは、燃料タンク内の開口の数を減
らし、蒸気ベント弁組立体の製造と組み立てを簡素化す
るために、蒸気ベント弁組立体の少なくとも一部分を、
燃料タンク内に配設した燃料ポンプモジュールと一体の
部分として形成することができる。理想的には、蒸気出
口を定めるベント弁組立体の上部は燃料タンクに密封さ
れた燃料ポンプモジュールのフランジと一体の部分とし
て形成される。これにより、蒸気出口を定めるベント弁
組立体本体の周囲のリーク経路を除去し、液体燃料が燃
料タンクから逃散する可能性を減らす。加えて、蒸気ベ
ント弁組立体を燃料ポンプモジュールと一体にすること
で、車両事故時に燃料ポンプを含む燃料ポンプモジュー
ルの下部が燃料タンクに密封された上部フランジから脱
離した場合、蒸気ベント弁組立体の損傷を防ぐ。
【０００８】本発明に係わる蒸気ベント弁組立体及び燃
料ポンプモジュールの特徴や利点は以下のようなもので
ある。すなわち、高い流量や容量を有し、タンク内の燃
料の液面高さに応答して弁が開閉し、液体燃料が燃料タ
ンクから蒸気受け取りキャニスタへ逃散するのを防止
し、車両転覆時には弁が閉じ、燃料充填時には燃料タン
ク内の燃料の最大液面高さを制限して燃料充填ノズルの
多様な遮断を可能とし、飛び散ったり、バチャバチャか
き回されたりしている液体燃料が蒸気出口を通って逃散
するのを実質的に防止し、頑丈で長持ちし、信頼性が高
く、比較的簡単なデザインを有し、安価に製造、組み立
てができて、長期間有用に使用可能である。
【０００９】
【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、本発明
の好ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。図
１は燃料タンクに取り付けられるべく構成された本発明
の第１の実施形態に係わる燃料蒸気ベント弁１０であ
り、燃料タンク内部に連通し、燃料蒸気がベント弁１０
の蒸気出口１２を通って燃料タンクから流出するのを選
択的に許す。蒸気ベント弁１０は燃料タンクに独立に取
り付けられる独立部品であってよく、あるいは図５，図
６に示すように、燃料タンクに取り付けられた燃料ポン
プモジュール１４の一部分として合体されてもよい。図
３，図４に示すように、ベント弁１０は、実質的に蒸気
出口１２を閉じるために蒸気出口１２と係合可能なクロ
ージャ１８を載せる第１のフロート１６を有する。該ク
ロージャ１８は、出口１２と係合したときでも、出口１
２を通る蒸気の流れを制御可能にするための通路２０を
有する。更に、蒸気ベント弁１０は、該第１のフロート
１６に対して相対的に動き、かつ弁１０の蒸気出口１２
から流体が流出するのを防ぐためにクロージャ１８の通
路２０を通る流体の流れを選択的にふさぐのに適した第
２のフロート２２を有する。
【００１０】蒸気出口１２の該２段階閉鎖により、燃料
タンクへの燃料充填も制御することが好ましい。クロー
ジャ１８が蒸気出口１２と係合すると、タンクからの蒸
気流出が制限され、タンク内の圧力が増加する。これに
より、燃料が燃料タンクの充填パイプ内を逆流し、液体
燃料が燃料ステーションの燃料分配ポンプの燃料取替ノ
ズルの制御ポートを塞ぎ、これにより、既知のやり方で
ノズル内の自動閉鎖デバイスを作動させ、燃料がそれ以
上タンク内に追加されるのを防止する。クロージャ１８
は蒸気出口１２から離間するように動いてもよく、ある
いはタンク内の燃料蒸気は、タンク内の圧力を減らすた
めにクロージャ１８の通路２０を通って排出されてもよ
い。かくして、第１の閉鎖後であっても、さらなる燃料
がタンク内に追加され得る。燃料タンクの燃料が最大充
填液面高さにあるとき、クロージャ１８と蒸気出口１２
との再係合によって、あるいは第２のフロート２２によ
るクロージャ１８の通路２０の閉鎖によって、次の閉鎖
が行われる。これにより、燃料タンク内への燃料の過充
填を防止し、蒸気が燃料タンク内の上部に保持され、蒸
気ベント弁１０と連通するようにすることが好ましい。
通常、クロージャ１８は蒸気出口１２と係合したままに
なっており、最初の閉鎖後は動かない。更なる排気と閉
鎖は通路２０を介して制御される。
【００１１】通常、ベント弁１０の蒸気出口１２は、ベ
ント弁の下流にある燃料蒸気キャニスタと燃料タンクに
連通している。キャニスタには、弁組立体から受け取っ
たハイドロカーボン蒸気を吸収するために、活性炭が充
填されている。エンジンの通常の燃焼サイクルにおける
燃料蒸気を燃焼させるために、キャニスタは、燃料蒸気
がエンジンの吸気マニホルドに排出されるための出口を
有する。キャニスタは車両の各種部位に取り付けられて
よく、適当な可撓性のホースでベント弁に接続されてい
る。
【００１２】ベント弁１０は、その一部が通常筒状で管
状のシェル３２と該シェル３２部分を取り囲む外側充填
カップ３４とによって定められるハウジング３０を有す
る。充填カップ３４は、その中にシェル３２が密接して
収容される小径のベース３６を有する。図４に示すよう
に、好ましくはこの収容は、シェル３２内の補足スロッ
ト３７に配設された充填カップ３４上の可撓性のフィン
ガー３５のスナップ嵌めによってなされる。大径の側壁
３８がベース３６から充填カップの開口端３９まで延び
ており、側壁３８とシェル３２の間に環状のギャップ４
０を定めている。側壁３８は、その上端３９で開口して
おり、液体燃料を側壁３８に沿って通過させ、ギャップ
４０内に流入させる。内に向かって放射状にかつ軸状に
延びる複数のリブ４２が、シェル３２をその中に位置さ
せるために、側壁３８内に形成されてもよい。充填カッ
プ３４は、液体が通過する貫通孔４６によってベース３
６を広げる底壁４４を有する。充填カップ３４とシェル
３２は、ハイドロカーボン燃料への暴露による劣化に対
する耐性を有する材質、たとえばアセタール樹脂（ポリ
オキシメチレン熱可塑性ポリマー）でできていることが
好ましい。
【００１３】シェル３２は、液体燃料がシェル３２を容
易に通過して流れることができるように、その中に複数
のスロット５０が形成された側壁４８を有する。スロッ
ト５０は充填カップ３４の側壁３８の高さと同じかそれ
より低い軸方向の高さまで延びていることが好ましい。
これは、ベント弁１０に対して上方に動き、かつスロッ
ト５０を通過して動く飛び散っている燃料を遮断し、そ
のような上方に動いている燃料がベント弁１０から逃散
するのを防止するためである。シェル３２の底壁５２
は、流体がその中を流れる一つあるいは二つ以上の貫通
孔５６によって、その下端を実質的に閉鎖する。
【００１４】シェル３２のスロット５０の上の側壁４８
には、外方向に放射状に延び、好ましくは周方向に連続
しているフランジ５８が設けられる。フランジ５８は、
外方向に十分放射状に延び、フランジ５８の頂部に位置
する液体燃料を充填カップ３４から遠ざけ、その液体燃
料を燃料タンクにもどす。上方のキャップ６０のシェル
３２に対する位置決めと接続を容易にするために、外方
向に放射状に延びた複数のタブ６２（図３参照）が、カ
ップ３４の外に延びているシェル３２の上端に設けられ
る。これらタブ６２のうち幾つかは、キャップ６０内の
補足開口６６にスナップ嵌めするように構成された、外
方向に放射状に延びる取っ手６４を有する。残りのタブ
６２は、キャップ６０と側壁４８との間に更なる隔たり
を与え、両者の間に燃料蒸気が弁１０に流れ込むための
流れの経路を与える。
【００１５】好ましくは、逆止弁７０がカップ３４やシ
ェル３２の底壁４４，５２の孔４６，５６を通過する流
体の流れを制御するとよい。逆止弁７０は、通常、底壁
４４，５２の間に配設された平坦なディスク７２であっ
てよく、シェル３２の底壁５２に形成された円形の凹部
７４によって保持され、位置決めされる。ディスク７２
は、液体燃料により作動されたときに、シェル３２の底
壁５２中の孔５６を閉鎖し、液体燃料が燃料タンクから
流出してこれら孔５６を通過するのを防止するように、
応答可能であることが好ましい。ディスク７２が液体燃
料中に浸漬していないときは、シェル３２内にある液体
は弁１０から流れ出て孔５６を通過し、ディスク７２を
通過して燃料タンクに戻る。
【００１６】キャップ６０は、貫通孔７８付きの外方向
に放射状に延びた複数の取付け用タブ７６を有すること
が好ましい。このタブ７６は、燃料タンクに対してベン
ト弁を位置決めし、ベント弁を燃料タンクに取り付けて
シールするために熱ステークされるものであり、貫通孔
７８は燃料タンクの上の（図示しない）ピンを受けるよ
うに構成されるものである。キャップ６０は、燃料蒸気
がベント弁１０を通過して燃料タンクから逃散する蒸気
出口１２を定める貫通ボア８４付きの上壁８２を有す
る。蒸気出口１２の一部分は、ベント弁１０を燃料蒸気
キャニスタ等と連通させる適当な導管を収容するため
に、上壁８２から延びたニップル８６によって定められ
る。更に、環状の弁座８８出口１２を取り囲むように設
けられてもよい。キャップ６０は、上壁８２から延びて
組立体のシェル３２の上部を取り囲む円周に垂れ下がっ
たスカート９０を有する。複数のスロット６６がスカー
ト９０内に形成される。各スロット６６は、キャップ６
０をシェル３２に接続して保持するために、シェル３２
上のタブ６２の独立した一つの取っ手６４を受け取るの
に適している。飛び散り、かき回される液体燃料がスカ
ート９０とシェル３２の間を流れて弁１０の出口１２を
通過するのを抑制、好ましくは防止するために、シェル
３２の側壁４８上のフランジ５８は、少なくともスカー
ト９０の内面９４まで、好ましくは少なくともスカート
９０の外壁９６まで、さらに好ましくは外壁９６よりも
更に外側まで、外方向に放射状に延びながら、スカート
９０の下縁に隣接して配設されることが好ましい。キャ
ップは更に、バチャバチャかき回されている燃料から遮
蔽するために、スロット６６の範囲にあるスカートから
延びるフィンガー様の囲い板９８を有してもよい。
【００１７】ベント弁１０を通過する流体の流れを制御
するために、フロート組立体１００が、シェル３２と底
壁５２とキャップ６０の間に定められる内部空間１０１
に摺動自在に収容される。フロート組立体１００は、第
１のフロート１６と、該中空の第１のフロート１６に摺
動自在に収容される第２のフロート２２を有する。第１
のフロート１６は、第２のフロート２２が収容される内
側室１１０を定めるために、好ましくはスナップ嵌めに
より相互連絡された一対の逆カップ形状の胴体１０６，
１０８により定められることが好ましい。下の胴体１０
６は、上の胴体１０８と接合するために、上の胴体１０
８の孔１１３に対応する放射状に外側に向かって延びる
複数の留め具１１１によって上の胴体１０８内に収容さ
れるための、小径のノーズ１１２を有してよい。フロー
ト組立体１００を閉鎖位置方向に付勢するばね１１４の
一端を保持するために、下の胴体１０６は環状の凹部１
１６を有することが好ましい。ばね１１４の他端は、シ
ェル３２の底壁５２内の環状の凹部７４に配設、保持さ
れることが好ましい。上の胴体１０８は、室１１０へ流
体を流入させるために、フロート組立体１００と、第２
のフロート２２が収容される室１１０とを連通させるた
めに形成された一つ又は二つ以上の貫通孔ないしスロッ
ト１１８を有することが好ましい。キャップ６０の蒸気
出口１２と一直線となる、または同軸となる貫通孔１２
０が、上の胴体１０８のノーズ部１２２に設けられるこ
とが好ましい。クロージャ１８は貫通孔１２０内に圧入
され、第１のフロート１６がシェル３２の底壁５２から
十分に離れたとき、図４に示す如く弁座８８に係合する
ようになっている。クロージャ１８が弁座８８と係合す
るときにも、クロージャの通路２０は室１１０の蒸気出
口１２と連通する。クロージャ１８は孔１２０を通って
延び、室１１０内に第２の弁座１２３を定める。
【００１８】第２のフロート２２は室１１０内に摺動自
在に収容され、ばね１２４によりクロージャ１８の方へ
付勢される。第２のフロート２２は、ばね１２４の一端
を保持する環状の凹部１２６を有しており、ばね１２４
の他端は第１のフロート１６の下の胴体１０６の円形突
起１２８の上に保持されている。第２のフロート２２
は、液体燃料内で浮揚性を有しており、液体燃料が室１
１０内に入って液面が上昇するとき、通路２０を塞ぐた
めに、第２のフロート２２が上方に昇ってクロージャ１
８の弁座１２３と係合するようになっている。第２のフ
ロート２２は、液体燃料が室１１０内に存在しないと
き、第２のフロートが弁座１２３から離れてクロージャ
１８を通る通路２０を再び開放するのに十分な質量を有
するように選ばれることが望ましい。たとえば車両が転
覆してベント弁１０がターンオーバーしたときに、液体
燃料がクロージャ１８を通って流れて蒸気出口１２から
流出するのを防止するために、第２のフロート２２が液
体燃料中に浸漬しているときでさえ、第２のフロート２
２がクロージャ１８の弁座１２３との係合へと駆り立て
られるように、第２のフロート２２の質量とそれを付勢
するばね１２４のばね定数は選ばれている。同様に、車
両転覆時、液体燃料が蒸気出口を通って流出するのを防
止するために、第１のフロート１６が変位してクロージ
ャ１８がキャップ６０の弁座８８と係合するように、全
フロート組立体１００の質量とそれを付勢するばね１１
４のばね定数が選ばれている。第２フロート２２と第１
フロート１６の間の摩擦を制限するために、上の胴体１
０８は、軸方向に延長して放射状に内に向かって延びる
複数のリブ１３０を有することが望ましい。同様に、第
１のフロート１６を導くと共にそれとシェル３２の内壁
との間の摩擦を減らすために、軸方向に延長して一定の
間隔を有して存在する複数のリブ１３２がシェル３２内
に設けられている。
【００１９】このため、ベント弁１０は、組み立てと製
造を容易にするために、好ましくは互いにスナップ嵌め
できる比較的簡単な複数の部品からできている。ベント
弁１０は、液体燃料がそこを通って燃料タンクから逃散
するのを制限、あるいは防止するように構成・配置され
ているとともに、蒸気出口１２の２段階の密閉操作を可
能とする。クロージャ１８が弁座８８と係合するとき、
最初、クロージャ１８の通路２０は開放されている。そ
して第２のフロート２２が液体燃料中に浸漬されると
き、流体がクロージャ１８を通って流れるのを防止する
ために、したがって蒸気出口１２を通って流れるのを防
止するために、第２のフロート２２は上昇してクロージ
ャ１８の弁座１２３と係合する。
【００２０】（作動）フロート組立体１００に対して作
用する液体燃料がないときは、クロージャ１８はキャッ
プ６０の弁座８８と係合しておらず、同様に第２のフロ
ート２２もクロージャ１８の弁座１２３と係合しておら
ず、燃料タンク内の燃料蒸気がスカート９０と側壁４８
の間の蒸気通路を通って流れ、蒸気出口１２から流れ出
る。また、燃料蒸気キャニスタへあるいは他の受け取り
部品へと配送するために、燃料蒸気はフロート組立体１
００のまわりのシェル３２内のスロット５０を通って流
れ、蒸気出口１２から流れ出る。あるいは、燃料蒸気は
フロート組立体１００を通り、クロージャ１８を通り通
路２０を通って流れ、蒸気出口１２から流れ出る。
【００２１】燃料ステーションの分配ポンプの充填ノズ
ル等によって、液体燃料が燃料タンクに追加されると、
燃料タンク中の燃料の液面高さは上昇し、結局、液体燃
料は充填カップ３４の底と係合する。液体燃料が充填カ
ップ３４の底壁４４の孔４６を通って流れると、弁体７
２が上昇してシェル３２の底壁５２と係合して、その孔
５６を閉鎖し、液体燃料がそこを通ってベント弁１０の
内部空間１０１へ流入するのを防止する。燃料の液面高
さが充填カップ３４の開放上端３９に到達するまで燃料
が追加されてゆくと、タンク内の燃料の液面高さは上昇
し続ける。燃料の液面高さが充填カップ３４よりも高く
なると、燃料は充填カップ内へと注がれ、シェル３２の
スロット５０を通って、タンク内の燃料の液面高さま
で、ベント弁１０の内部空間１０１を急速に満たす。
【００２２】液体燃料が内部空間１０１を満たしてゆく
とき、第１のフロート１６と全フロート組立体１００が
浮揚性となるように、あるいは液体燃料中で本来浮揚性
である場合はその浮揚性を増加させるように、第１のフ
ロート１６の下の胴体１０６内に空気がトラップされる
ことが望ましい。クロージャ１８が弁座８８と係合して
蒸気出口１２の主要部分を閉鎖するまで、液体燃料のベ
ント弁１０への突進と、フロート組立体１００中の空気
トラップは、フロート組立体１００を急激に上昇させ
る。蒸気出口１２の主要部分が閉鎖されると、燃料がタ
ンクに追加されるにしたがって、燃料タンク内の圧力は
急激に上昇し、充填パイプ内を燃料が上昇あるいはバッ
クアップして燃料充填ノズルを係合させてそれを自動閉
鎖作動させ、タンクへの燃料の追加を一時的に停止させ
る。クロージャ１８を通っての通路２０は開放されてい
るので、燃料タンク内の圧力を減らすために、燃料蒸気
はフロート組立体１００を通って排気され、通路２０を
通って蒸気出口１２から排出される。したがって、燃料
タンク内の圧力が十分減らされると、タンク内に燃料を
追加することができる。必要とされる時間は、少なくと
もその時間の一部分は通路２０の流れ面積（flow are
a）に依存する。流れ面積が大きいと、タンクからの十
分な排気がなされて圧力を減らせるので、必要な時間は
短くてすむ。通路２０の好ましい直径は、たとえば約
０．１０インチである。
【００２３】タンクに燃料を追加すると、タンク内の燃
料の液面高さは更に上昇し、燃料が第２のフロート２２
を含む室１１０に入るまで、ベント弁内の燃料もそれに
応じて上昇する。結局、第２のフロート２２は、通路２
０を通って流体が流れるのを防止するためにクロージャ
１８の弁座１２３と係合するまで、室１１０内の液体燃
料により上昇する。クロージャ１８が弁座８８と係合し
て、第２のフロート２２がクロージャ１８の弁座１２３
と係合すると、蒸気出口１２は完全に閉じる。燃料蒸気
の出口がないので、燃料タンク内の圧力は再び急激に上
昇し、充填パイプへの液体燃料の逆流により、ノズルの
燃料自動閉鎖が作動する。第２のフロート２２は上昇し
て、飛び散っている或いはバシャバシャかき回されてい
る燃料により、クロージャ１８の弁座１２３に係合する
こともあり得るので、燃料がタンク内に落ち着いてタン
ク内への更なる燃料の追加を促すとき、第２のフロート
２２はこの弁座１２３から離れて下がってもよい。燃料
の液面高さが、第２のフロート２２が弁座１２３と係合
したままになっているような状況にあるとき、燃料蒸気
が排出されないので、また、燃料タンク内の圧力を上昇
させることになるので、燃料は燃料タンクへ追加されな
い。タンク内の燃料の液面高さが十分に減少し、第２の
フロート２２が弁座１２３から離れるように下がって、
クロージャ１８の通路２０を開放して燃料蒸気が燃料タ
ンクから通路２０を通って逃散するようになるまでは、
蒸気出口１２は完全に閉鎖されたままである。どこかの
時点において、燃料の液面高さが下がることで、フロー
ト組立体１００の重量と組立体に作用する重力の故に、
第１のフロート１６が弁座８８から離れるように下が
る。これにより、クロージャ１８を弁座８８から除去
し、蒸気出口１２を完全に開放して、高い流量の燃料蒸
気を燃料タンクから逃散させる。
【００２４】好ましくは、ベント弁１０は、液体燃料が
蒸気出口１２を通って逃散するのを抑制、好ましくは防
止するように構成されている。上方へ飛び散っている燃
料は、スロット５０と少なくとも同じ高さまで延びる充
填カップ３４によって、シェル３２のスロット５０に入
るのを防止される。加えて、シェル３２の側壁４８の環
状フランジ５８は、上方へ飛び散っている、あるいはバ
シャバシャかき回されている燃料が、スカート９０とシ
ェル３２との間の蒸気流れ経路に直接的に入るのを防止
する。更に、フランジ５８をバイパスし、スカート９０
とシェル３２との間の空間に入る燃料は、蒸気出口１２
から逃散するために、シェル３２の横方向に動き、かつ
上方に動かねばならない。このようなことはありそうに
なく、また燃料に作用する重力の故に、燃料タンク内の
燃料の液面高さが許すとき、シェル３２に入る燃料は、
逆止弁７０を通って、シェル３２の底に向かって下方に
流れる。更に、キャップ６０の垂れ下がったスカート９
０はシールドあるいはバッフルとなり、液体燃料がシェ
ル３２に横方向から入って蒸気出口１２から逃散するの
を防止する。
【００２５】燃料充填ノズルの第１の自動閉鎖をもたら
すタンク内の燃料液面高さを変えるために、充填カップ
３４の側壁３８の軸方向の高さを変えることができる。
とりわけ、燃料が充填カップ３４内に流入するとき、フ
ロート組立体が比較的急激に上昇して、クロージャ１８
が弁座８８に係合して燃料充填ノズルの第１の自動閉鎖
を起動させるように、フロート組立体１００の下の胴体
１０６は、充填カップ３４の頂部の高さ、あるいはそれ
よりも低く位置決めされる。したがって、燃料がタンク
へ追加される速度によらず、充填カップ３４の側壁３８
の高さは、燃料充填ノズルの第１の自動閉鎖が得られる
燃料の液面高さを有効に制御する。次の充填ノズルの自
動閉鎖を作動させる、燃料の充填液面高さは、クロージ
ャ１８とフロート組立体１００の第２のフロート２２と
の相対的位置とその間の間隔によって、また、燃料タン
ク内のそれらの位置によって制御される。なぜなら、第
２のフロート２２（少なくとも、第２のフロート２２に
作用するばねの力と第２のフロート２２の重量に加え
て）の浮揚性が、次の燃料充填ノズルの自動閉鎖を制御
するからである。したがって、燃料タンク内に所望の蒸
気ドームを維持するために、蒸気出口１２の完全閉鎖に
より、タンクの過剰充填が防止されることによって、一
連の自動閉鎖が達成される。
【００２６】（第２の実施形態）図５，図６に示すよう
に、本発明の第２の実施形態に係わる蒸気ベント弁２０
０は、燃料タンク２０６の上壁２０４上に取り付けられ
て燃料タンク２０６の中へ延びる燃料ポンプモジュール
１４の部分として含まれてよい。モジュール１４は、超
音波溶接または他の接合方法にて、燃料タンク２０６に
取り付けられて燃料タンク２０６にシールされるフラン
ジ部２０８と、一つまたは二つ以上の脚２１２によって
該フランジ部２０８に接続される貯蔵部２１０を有する
ことが好ましい。貯蔵部２１０は、脚２１２の上を摺動
でき、貯蔵部２１０の底が燃料タンク２０６の底壁に隣
接するように、フランジ部２０８から離間するように付
勢されていることが望ましい。
【００２７】モジュール１４は、すべてが燃料タンク２
０６の中の単一の開口を通して収容される複数の部品を
含むことが好ましい。たとえば、モジュール１４は以下
のものを含む。それらは、電気モータ燃料ポンプ２１
４，燃料ポンプ出口の下流と燃料が燃料タンクからエン
ジンへと運ばれる際に通過するモジュール１４の出口２
１８の上流とにある燃料フィルタ２１６、燃料ポンプ２
１４の下流にある燃料フィルタ２１６内の燃料と連通す
る燃料圧力調整器２２０、燃料タンク内の液体燃料の液
面高さに応答するフロートを有する燃料液面高さセンサ
（図示せず）、燃料ポンプ２１４に動力を供給し、かつ
燃料液面高さセンサや他のセンサと接続するための、燃
料タンクの外側から燃料タンク内へワイヤを通す電気コ
ネクタ２２４と、タンク内の状況と車両のＣＰＵや他の
演算処理装置とをつなぐ一つまたは二つ以上のセンサで
ある。蒸気ベント弁２００は、フランジ２０８内に定め
られ成形される蒸気出口２２６や、フランジ２０８上に
あって蒸気出口２２６を燃料蒸気キャニスタと連通させ
る可撓性ホースを受けるのに適したニップル２２８と共
にモジュール１４のフランジ部２０８に取り付けられて
いる。
【００２８】図６に示すように、蒸気ベント弁２００
は、燃料ポンプモジュール１４の一部として組み入れら
れるときは、キャップ６０を除き、すべてベント弁１０
と同じ部品を有する。キャップ６０は、燃料ポンプモジ
ュール１４のフランジ部２０８と一体となった構造が望
ましい。たとえば、シェル３２は、フランジ部２０８の
垂れ下がったスカート２３２内の開口２３０にスナップ
嵌めする外方に延びた留め具６４を有する。更に、蒸気
出口２２６と蒸気出口２２６を囲む弁座２３４も、フラ
ンジ部２０８と一体に形成されてよい。フランジ部２０
８の垂れ下がったスカート２３２は、キャップ６０のス
カート９０と同様に構成・配置されることが望ましく、
これにより、スカート２３２とシェル３２の間に比較的
回り道の蒸気流れ通路２３５を与え、弁１０内部と蒸気
出口２２６に到達する前に、燃料蒸気がスカート２３２
とシェル３２の間を流れ、シェル３２の上端２３７の上
を流れるようにする。こうすることによって、液体燃料
が蒸気出口２２６を通って逃散するのを実質的に抑制、
好ましくは防止する。その他の点については、ベント弁
２００は、ベント弁１０の第１の実施形態で述べたよう
に構成・配置される。望ましくは、ベント弁２００を燃
料ポンプモジュール１４の一部として含ませることで、
ベント弁２００を収容するための燃料タンク２０６を貫
通する分離した開口が不要となる。事故時に、燃料の燃
料タンクからの漏れを防止するために、フランジ部２０
８と燃料ポンプモジュール２０２の貯蔵部２１０をつな
ぐ脚２１２は、折れやすくできているか、あるいは、フ
ランジ部２０８やフランジ部２０８と燃料タンクの間の
接合部にかかる最大力を制限するために事故時には壊れ
るように構成されてよい。燃料ポンプモジュール１４内
に蒸気ベント弁２００を構成することにより、貯蔵部２
１０とその中身は、事故時にフランジ部から離脱したと
き、蒸気ベント弁２００の中へ突進することがなく、し
たがって、ベント弁２００の損傷を防止し、燃料タンク
からの燃料漏れを防止することができる。
【００２９】（第３の実施形態）第３の実施形態におい
ては、蒸気ベント弁に、非常に小さな直径、好ましくは
約０．０２０〜０．０４０インチの通路２０を有するク
ロージャ１８が設けられる。これは、クロージャ１８が
蒸気弁の弁座８８と係合したときに流体流れをより制限
するためである。このような構成は、独立型ベント弁１
０、または燃料ポンプモジュール１４のベント弁２００
に対して、その他の変更なしで採用することができる。
燃料タンクへの燃料充填時、液体燃料が充填カップ３４
から流れ出してフロート組立体１００のクロージャ１８
を持ち上げて、蒸気出口１２を取り囲む弁座８８と係合
させるときに、燃料充填ノズルの第１の閉鎖が得られる
ことが望ましい。通路２０の流れ面積が小さいことか
ら、燃料蒸気が燃料タンクから排出されているとき、か
なり遅い速度で排出されるので、燃料タンク内の圧力を
減らすのにかなり時間がかかる。したがって、燃料タン
ク内の圧力は相対的に高く保たれるので、燃料充填ノズ
ルは、その作動時においてさえ、燃料タンクに追加の燃
料を追加しない。
【００３０】十分な量の燃料蒸気が通路を通過するの
に、十分長い時間待っているとき、所望であれば追加の
燃料をタンクに追加できる。しかしながら、その場合、
タンク内の圧力は急激に上昇するので、燃料充填ノズル
の第２の閉鎖の原因となる。先の実施形態の如く、第２
のフロート２２が通路２０を塞ぐのではなく、第１の閉
鎖後のいかなる追加燃料の閉鎖も通路２０を通る蒸気の
制限された流量によって生み出されることが望ましい。
どのような場合でも、十分な量の燃料がタンクに追加さ
れると、第２のフロート２２は、先の実施形態の如く液
体燃料中に浸漬したとき、通路２０を塞ぐ。加えて、第
１の実施形態のベント弁１０において説明したように、
車両転覆事故時に、内側のフロート１０２は通路を塞
ぐ。第２のフロート２２が液体燃料中に浸漬する前に、
かなりの回数の燃料閉鎖が起こることが望ましい。クロ
ージャ１８を通る通路２０が開放されたままとなり、タ
ンクが所望の最大充填液面高さまで満たされるときでさ
え、燃料蒸気が通路２０を通って燃料タンクから排出さ
れるように、第２のフロート２２が液体燃料中に浸漬す
るところまで燃料タンクが満たされないことが好まし
い。
【００３１】以上のように、比較的簡単なデザインの燃
料蒸気ベント弁１０，２００が得られ、これらベント弁
は、液体燃料の逃散を少なくとも実質的に抑制、或いは
好ましくは防止して、燃料の閉鎖動作を制御し、燃料タ
ンク内の燃料の最大充填液面高さを制御し、車両の転覆
事故時の燃料漏れを防止し、応答速度が速く、製造コス
トが比較的に安い。ベント弁１０，２００は、燃料タン
クに独立して取り付けられる独立型の部品であるか、或
いは燃料タンクに取り付けられる燃料ポンプモジュール
１４と一体に構成されていることが望ましい。
【００３２】（第４の実施形態）図７，図８に示すよう
に、本発明の第４の実施形態に係わる蒸気ベント弁３０
０は、第１のフロート１６内にあって一端に大径のヘッ
ド３０６をもつ上方に突き出たステムを有する第２のフ
ロート３０２と、ステム３０４の上にあってクロージャ
１８と係合して蒸気流れ通路２０を塞ぐためのケージ３
０８とを有する。ケージ３０８は、上壁３１０と、上壁
３１０から垂れ下がって、放射状に内方向に延びるフィ
ンガー３１４へと続く周方向に間隔をおいて設けられた
複数のアーム３１２とを有することが好ましい。アーム
３１２は、ヘッド３０６に対してケージ３０８が軸方向
に動けるような長さをもち、フィンガー３１４はヘッド
３０６と係合してケージ３０８の動きを制限する。第２
のフロート３０２とケージ３０８の間の相対的な動き
は、ケージのこう着を防止するためにケージ３０８のク
ロージャ１８からの脱席を促す力を生じさせる。本質的
に同時に各アーム３１２上でヘッド３０６がフィンガー
３１４に係合して、ケージ３０８のクロージャ１８から
の脱席を促す力が均一にすべてのアーム３１２にかかる
ように、各アーム３１２の長さは同一であることが望ま
しい。他のすべての点については、第４の実施形態に係
わる蒸気ベント弁３００は、第１の実施形態に係わるベ
ント弁１０あるいは第２の実施形態に係わるベント弁２
００と同様に構成される。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による蒸気
ベント弁組立体及び燃料ポンプモジュールは、高い流量
や容量を有し、タンク内の燃料の液面高さに応答して弁
が開閉し、液体燃料が燃料タンクから蒸気受け取りキャ
ニスタへ逃散するのを防止し、車両転覆時には弁が閉
じ、燃料充填時には燃料タンク内の燃料の最大液面高さ
を制限して燃料充填ノズルの多様な遮断を可能とし、飛
び散ったり、バチャバチャかき回されたりしている液体
燃料が蒸気出口を通って逃散するのを実質的に防止し、
頑丈で長持ちし、信頼性が高く、比較的簡単なデザイン
を有し、安価に製造、組み立てができて、長期間有用に
使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による蒸気ベント弁組立体の透視図であ
り、特に組立体の下部を示す図である。
【図２】図１と同様、蒸気ベント弁組立体の透視図であ
り、特に組立体の上部を示す図である。
【図３】蒸気ベント弁組立体の分解組み立て図である。
【図４】蒸気ベント弁組立体の断面図である。
【図５】本発明による蒸気ベント弁組立体を含む燃料ポ
ンプモジュールの透視図である。
【図６】蒸気ベント弁組立体を示す燃料ポンプモジュー
ルの部分断面図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係わる蒸気ベント弁
組立体の部分断面図である。
【図８】図７の組立体のケージの断面図である。
【符号の説明】
１０，２００，３００ ベント弁 １２ 蒸気出口 １４ 燃料ポンプモジュール １６ 第１のフロート １８ クロージャ ２０ 通路 ２２ 第２のフロート ３２ シェル ３４ 充填カップ ３８ 側壁 ４８ 側壁 ５０ スロット ５６ 孔 ５８ フランジ ６０ キャップ ６６ スロット ８８ 弁座 １００ フロート組立体 １０６，１０８ 胴体 １１０ 室 ２０６ 燃料タンク ２０８ フランジ部 ２１０ 貯蔵部 ２２６ 蒸気出口 ３０８ ケージ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マーク アール ヨハンセン アメリカ合衆国 コネチカット 06492、 ワリンフォード、アンダーソン ロード 72 Ｆターム(参考） 3D038 CA22 CB01 CC04 3G044 BA30 BA32 BA39 BA40 CA15 CA17 DA03 EA08 FA23 GA03 GA07 GA08 GA23 GA28 GA30 3H055 AA02 AA22 BA12 CC04 CC07 CC20 CC21 GG22 JJ03

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃料蒸気が燃料タンクから流れ出る蒸気
    出口と、 一端に開口を有し該一端へ延びる連続的な側壁を有する
    充填カップと、 少なくとも部分的に内部空間を定めるとともに、前記充
    填カップの前記開口端と連通し前記充填カップにより飛
    び散っている液体燃料から遮蔽される孔を有する、一部
    が前記充填カップの中に配設されたシェルと、 前記蒸気出口と一直線となる孔を有し、前記内部空間に
    摺動自在に収容されて該内部空間内の液体燃料に応答し
    て、燃料タンク内の燃料が第１の液面高さ以上にあると
    きは前記蒸気出口の一部を閉鎖して、前記孔を通しての
    み液体が該蒸気出口を通過することができるように構成
    された第１のフロートと、 前記内部空間内に摺動自在に収容され、前記第１のフロ
    ートが前記蒸気出口の一部を閉鎖させる液面高さよりも
    高い液面高さに応答して、燃料タンク内の燃料の第２の
    液面高さ以上の液面高さにある液体燃料により作動され
    たときに、流体が前記第１のフロート内の前記孔を通っ
    て流れるのを防止するために、前記第１のフロート内の
    前記孔を閉鎖する第２のフロートとを有する、 ことを特徴とする燃料タンク用の蒸気ベント弁。
  2. 【請求項２】 前記シェルの上部を取り囲んで該シェル
    の上縁を含むバッフルと、蒸気流れ通路とを更に含み、
    該蒸気流れ通路が、 前記第２の液面高さよりも高い位置で燃料タンク内部と
    連通し、 前記バッフルと前記シェルの間に少なくとも一部が定め
    られて該シェルの前記上縁の下に配設される入口を有
    し、 燃料タンク内の流体が蒸気流れ通路を通って前記蒸気出
    口に到達するために、該流体がバッフルとシェルの間を
    上に向かって動き、シェルの縁をまたいで横方向に動
    き、横方向に動いて蒸気出口へ動き、上に向かって動い
    て蒸気出口を通過して流れるように、前記蒸気出口と前
    記シェルが配置され、これにより、液体燃料が蒸気出口
    を通って流れる一方、燃料蒸気が燃料タンクから立ち去
    るように構成された、前記シェルの前記上縁の上に定め
    られる部分を有する、 ことを特徴とする請求項１記載の蒸気ベント弁。
  3. 【請求項３】 前記内部空間の一部を定める前記シェル
    の底壁と、逆止弁とを更に含み、 該逆止弁は、液体燃料が燃料タンクからシェルの該底壁
    の孔を通って該内部空間へ流れるのを防止するととも
    に、少なくとも燃料タンク内の燃料の液面高さが所定の
    高さにあるとき、液体燃料を該内部空間から燃料タンク
    へ流すことを特徴とする請求項１記載の蒸気ベント弁。
  4. 【請求項４】 前記逆止弁が液体燃料中に浮揚ディスク
    を有し、該浮揚ディスクは、液体燃料中に浸漬したと
    き、持ち上げられてシェルの底壁と係合し、これにより
    底壁の前記孔を閉鎖することを特徴とする請求項３記載
    の蒸気ベント弁。
  5. 【請求項５】 前記充填カップが貫通孔をもつ底壁を有
    し、前記逆止弁が充填カップの該底壁と前記シェルの前
    記底壁との間に設けられていることを特徴とする請求項
    ４記載の蒸気ベント弁。
  6. 【請求項６】 前記第１のフロートが内部室を有し、前
    記第２のフロートが第１のフロートの該内部室に摺動自
    在に収容されることを特徴とする請求項１記載の蒸気ベ
    ント弁。
  7. 【請求項７】 前記第１のフロートに載せられるクロー
    ジャを更に含み、該クロージャは、第１のフロートを貫
    通する前記孔を定める該クロージャを貫通する通路を有
    し、第２のフロートは該クロージャと係合可能になって
    おり、係合して、前記内部室内の液体燃料の所定の液面
    高さに応答してクロージャの該通路を閉鎖することを特
    徴とする請求項６記載の蒸気ベント弁。
  8. 【請求項８】 前記クロージャは、クロージャの前記通
    路を取り囲み前記第２のフロートにより係合可能な弁座
    を定めることを特徴とする請求項７記載の蒸気ベント
    弁。
  9. 【請求項９】 前記シェルが外に向かって延びるフラン
    ジを有し、該フランジは、液体燃料を前記充填カップの
    前記開口から離して該フランジの上に乗せることを特徴
    とする請求項１記載の蒸気ベント弁。
  10. 【請求項１０】 前記フランジが、シェルから、少なく
    とも前記バッフルとシェル間の径方向距離だけは放射状
    に外に向かって延びており、これにより、蒸気流れ通路
    から流れ出た燃料がフランジの上を流れ、フランジに導
    かれて燃料タンクへ戻ることを特徴とする請求項９記載
    の蒸気ベント弁。
  11. 【請求項１１】 前記シェルに取り付けられ、蒸気出口
    を定める開口を有するキャップを更に含むことを特徴と
    する請求項１記載の蒸気ベント弁。
  12. 【請求項１２】 前記キャップがバッフルを定める垂れ
    下がったスカートを有することを特徴とする請求項１１
    記載の蒸気ベント弁。
  13. 【請求項１３】 前記キャップが、キャップから延びて
    燃料タンクの壁に接続可能な取り付け用タブを有するこ
    とを特徴とする請求項１１記載の蒸気ベント弁。
  14. 【請求項１４】 前記シェルが燃料タンクに入れられる
    モジュールのフランジ部と接続可能であり、蒸気出口が
    該フランジ部の中に定められることを特徴とする請求項
    １記載の蒸気ベント弁。
  15. 【請求項１５】 前記シェルの側壁の前記孔が、前記充
    填カップの側壁の最上部の位置に、又はそれより下の位
    置に設けられていることを特徴とする請求項１記載の蒸
    気ベント弁。
  16. 【請求項１６】 前記第２のフロートが、その上に乗る
    ケージを更に含み、該ケージはクロージャと係合可能で
    あり、係合して、前記内部室内の液体燃料の所定の液面
    高さに応答してクロージャの通路を閉鎖することを特徴
    とする請求項１記載の蒸気ベント弁。
  17. 【請求項１７】 前記第２のフロートが、前記ケージに
    対して移動可能であり、該ケージは実質的に同じ長さの
    複数のアームと、該アームに付属し第２のフロートに係
    合して該ケージと第２のフロート間の相対的な動きを制
    限する複数のフィンガーとを有することを特徴とする請
    求項１６記載の蒸気ベント弁。
  18. 【請求項１８】 燃料タンクの壁に接続可能なフランジ
    部を更に含み、該フランジ部はそれを貫通して延びる蒸
    気出口と、該フランジ部から垂れ下がり、該フランジ部
    が燃料タンクに取り付けられるときに燃料タンク内へ延
    びるスカートとを有することを特徴とする請求項１記載
    の蒸気ベント弁。
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