JP2007132514A

JP2007132514A - ロールオーバ通気弁

Info

Publication number: JP2007132514A
Application number: JP2006261213A
Authority: JP
Inventors: Moshe Ehrman; エールマンモシェ; Omer Vulkan; バルカンオメール; Ilan Akian; アキアンイラン
Original assignee: Raval ACAL
Current assignee: Raval ACAL
Priority date: 2005-11-08
Filing date: 2006-09-26
Publication date: 2007-05-31
Also published as: ATE534543T1; RU2403482C2; KR20070049588A; US20070102043A1; KR100846527B1; CN100455862C; EP1782992A1; EP1782992B1; RU2006133720A; CN1963275A; US8109285B2

Abstract

【課題】燃料タンクが転がった場合の燃料漏れを防ぐとともに、燃料タンク内の圧力低下による燃料タンクの損傷を防止するために、通気速度が速い通気弁を提供する。
【解決手段】流体入口２２および流体出口４８と、筐体の出口開口部６０を制限する弁座５６と、筐体内に収容され、その密閉部材４２が流体出口４８を密閉するために出口開口部６０の弁座５６を密閉状態で圧迫する密閉位置と、密閉部材４２が弁座５６から分離されることにより流体出口４８が流体入口２２と流体連通状態となる開放位置と、の間で軸方向に変位可能である浮遊部材２６と、を備えて形成された筐体を含むロールオーバ通気弁。更に、燃料タンクの内部圧力が所定圧力を超えると、放圧が可能な圧力保持ディスク７０がある。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、一方では、車両燃料タンクから、大気への、あるいはむしろ炭素吸収缶（ｃａｒｂｏｎｃａｎｉｓｔｅｒ）のような蒸気回収系への燃料蒸気の通気を可能にするように設計されたロールオーバ通気弁に関する。また、本発明は、他方では、一定条件下における弁の閉鎖を確保することができるように設計されたロールオーバ弁に関する。これらの条件は、タンクを過充填した結果として燃料が弁内に入った場合、あるいは最も顕著には、例えば車両およびタンクが転がったときのようにタンクの位置が突然変わった結果として燃料がタンクから普通なら開いている弁を通って漏れる場合のいずれかで発生し得る。しかしながら、本発明の弁はまた、極めて高い流量で燃料タンクを通気することができる。

様々なロールオーバ通気弁がよく知られており、その例は、とりわけ特許文献１および特許文献２に記載されている。

このような周知のロールオーバ通気弁において発生する課題、特に比較的大きな通気出口開口部において発生する課題は、燃料の液面が低下したとき、あるいは車両およびその燃料タンクがその通常の位置に戻るときのいずれかに、弁の強制開離（ｐｏｓｉｔｉｖｅｏｐｅｎｉｎｇ）を確保することである。したがって、通気出口が大きくなるほど弁に作用する差圧は大きくなり、その結果、弁に影響を与える有効な型閉め力（ｃｌｏｓｉｎｇｆｏｒｃｅ）が大きくなる。

従来技術の弁によって起こり得る別の課題は、燃料タンク内の圧力降下が燃料タンクの損傷（例えば、そのひび割れ）をもたらすかもしれないということである。このために、燃料タンクの通気を可能にするための抽気口を形成することが知られている。しかし、この通気は、極めて遅い速度である。燃料タンク内の圧力降下は、例えば、燃料消費の増加（例えば、車両の加速中）の結果として、温度低下および圧力変化（例えば、高度変化）の間に起こり得る。

燃料タンク内の圧力が低下すると十分に高い流量で燃料タンクを急速に通気するように適合された弁手段が取り付けられた燃料タンクを提供することが、多くの製造業者により要求されている。これによれば、結果として環境問題を伴う燃料タンクの損傷の危険を最小限にすることができる。
米国特許第５，３１３，９７７号明細書米国特許第５，７３８，１３２号明細書

本発明の目的は、上記課題に焦点が当てられた、圧力保持装置が取付けられたタイプの改良されたロールオーバ通気弁を提供することである。

本発明は、弁の出口部が通常は燃料処理装置、例えば燃料キャニスタ（ｆｕｅｌｃａｎｉｓｔｅｒ）に結合された車両の燃料タンクに取付けられる燃料弁を必要とする。本発明による弁は、燃料タンクにおける圧力不足（Ｕｎｄｅｒ−ｐｒｅｓｓｕｒｅ）（真空）において、燃料タンクの通気を可能にするように設計されている。これにより、燃料漏れを引き起こし安全上および環境上の深刻な影響を引き起こし得る損傷（ウィールズ（ｗｅａｌｄｓ）の粉砕、ひび割れ、開口等）を防止することができる。

燃料タンク内における圧力不足は、例えば、車両のエンジンによる燃料消費が増加する（例えば、加速しあるいは坂を上る）ことにより起こり得る。この燃料消費の増加は、タンクが低温で縮小して温度が変化するとき、あるいは異なった高度で圧力が変化するときなどに起こり得る。

本発明によると、流体入口および流体出口と、筐体の出口開口部を制限する弁座（ｖａｌｖｅｓｅａｔｉｎｇ）と、前記筐体内に収容され、その密閉部材が前記流体出口を密閉するために前記出口開口部の前記弁座を密閉状態で圧迫する密閉位置と、前記密閉部材が前記弁座から分離（ｄｉｓｅｎｇａｇｅｍｅｎｔｆｒｏｍ）されることにより前記流体出口が前記流体入口と流体連通状態（ｉｎｆｌｏｗｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｗｉｔｈ）となる開放位置と、の間で軸方向に変位可能である浮遊部材（ｆｌｏａｔｍｅｍｂｅｒ）と、を備えて形成された筐体を含むロールオーバ通気弁が提供される。このロールオーバ通気弁は、前記弁座と前記流体出口との間に延伸することにより、前記流体入口と前記流体出口の間の圧力差が最小の圧力閾値を超えない限りその間の流体流動を遮断する圧力保持装置をさらに含む。このロールオーバ通気弁は、前記流体入口における圧力不足状態において、極めて高い流量で前記流体入口に向かう流体流動を可能にする前記流体出口と流体連通状態にある一方行流体入口弁（ｏｎｅ−ｗａｙｆｌｕｉｄｉｎｌｅｔｖａｌｖｅ）をさらに含む。

本発明の実施態様によると、前記一方行入口弁は、前記流体出口と流体連通状態にある入口部内にケージの形態で形成され、出口部は前記流体入口と流体連通状態にあり、密閉部材は、前記ケージ内に収容されるとともに、前記入口部の密閉係合状態と、前記流体入口での圧力が前記流体出口での圧力よりも低下したときの前記入口部からの分離状態との間で変位可能である。

特別な設計により、前記一方行入口弁の密閉部材は、可撓性シールであり、これにより、前記流体入口における圧力不足状態において、前記可撓性シールは、前記入口部を通る流量断面積を増加させるために前記入口部から分離されて変形する。

特別な設計による弁においては、前記一方行入口弁の前記入口部は、前記圧力保持装置上に重なる通気ダクトを介して、前記弁の前記流体出口と流体連通状態にある。圧力保持装置は、ディスクタイプの圧力保持装置（ばね式または非ばね式）、ボールタイプの圧力保持装置、または他の好適な圧力保持装置とすることができる。

前記ケージの前記入口部は、前記筐体の壁部に形成され、前記ケージの前記出口部は、前記筐体に固定されたケージ閉鎖部（ｃｌｏｓｕｒｅ）に形成され、ここでは、前記出口部は、前記弁の前記流体入口と流体連通状態にある。

本発明の特定の実施態様によると、前記一方行入口弁は、前記弁の長手方向軸に対してオフセット状態で延伸する。

前記一方行入口弁は、前記筐体内の前記浮遊部材の位置にかかわらず密閉可能である。したがって、この一方行弁は、浮遊部材がその最上部の密閉位置にある場合、すなわち密閉部材が密閉状態で出口の弁座を圧迫する場合、あるいは浮遊部材が開放位置まで下降して密閉部材が弁座から分離された場合にかかわらず、燃料タンクを開いて通気することができる。

前記一方行入口弁は、約４リットル／分までの極めて高い流量で前記弁を通気するように設計される。

前記一方行入口弁は、車両の転覆の際に自然に密閉するように構成される。

（例示的な実施の形態の詳細な説明）
本発明を理解し、それが実際にどのように実施されるのかを理解するために、以下では、本実施の形態について、非限定的な例のみを用いて、添付の図面を参照して説明する。

最初に図１を参照すると、本発明による弁の透視図が例示されている。この弁は、概して参照番号１０で示される。この弁は、円筒状の筐体１２を含み、この筐体１２は、燃料タンク（図示せず）の上壁に形成された開口内で溶接（熱溶接）されるように適合されたフランジ上部（ｆｌａｎｇｅｄｕｐｐｅｒｐｏｒｔｉｏｎ）１４を備えて形成されている。このフランジ上部１４から上部ヘッド部１６のみが突出し、さらに燃料出口ノズル１８がそこから延伸している。この燃料出口ノズル１８は、燃料蒸気処理装置、例えばキャニスタ（図示せず）に接続可能である。

筐体１２は、その底部にいくつかの流体入口開口２２を備えて形成される。

ここで図２Ａを参照すると、筐体１２内を十分に変位可能なように、浮遊部材２６が設けられている。この浮遊部材２６は、浮遊部材２６の外面に形成された縦リブ２８と、筐体１２の内面に形成された対応する凹部３２によって、筐体内における軸方向に関する変位のみに制限され、筐体内における角（回転）変位をすることができない。

コイルばね３４が設けられており、このばねは、その下端で筐体の管状のばね金具３６を圧迫する一方、その上端で浮遊保持シリンダ４０内のばね座３８を圧迫する。これにより、浮遊部材２６に対して、上方へのバイアスがかけられる。

細長状（ｓｔｒｉｐ−ｌｉｋｅ）の可撓性膜４２は、その一端４４で固定鋲（ａｎｃｈｏｒｉｎｇｓｔｕｄ）４６により浮遊部材２６の上壁に固定される。浮遊部材２６は、筐体１２の縦方向の出入り（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌａｃｃｅｓｓ）に対してオフセット状態である。また、浮遊部材２６は、浮遊の上部分１６において空間５０と、したがって出口ノズル１８（図１）と流体連通状態にある出口４８に対してオフセット状態である。出口４８は、その最下端に形成され、下方に付随する（ｄｏｗｎｗａｒｄｌｙｄｅｐｅｎｄｉｎｇ）弁座５６を有する。この弁座５６は、細長状の可撓性膜である密閉部材４２により密閉状態で係合可能な、傾斜した細長い出口開口部６０を有する。

浮遊部材２６は、浮遊部材２６の固有の浮力とともに作用する圧縮ばね３４により、上方へのバイアスがかけられ、流体出口に密閉状態で係合可能である。これら上方への力（浮力とばねのバイアス）は、図３Ａの該当位置に見られるように、細長状の密閉部材４２により、細隙状（ｓｌｉｔ−ｌｉｋｅ）の出口開口５６を密閉する傾向がある。

さらに、出口チャンバ５０は、流体出口４８の上に、下方に付随する流体出口漏斗（ｆｕｎｎｅｌ）４８のリム状の弁座７２を通常は圧迫する圧力保持ディスク７０を含む。この構成において、圧力保持ディスク７０は、閉位置（図３Ａ、３Ｂ）の間で変位可能に構成されている。ここでは、よく知られているように、圧力保持ディスク７０は、リム７２を密閉状態で圧迫している。これにより、燃料タンク（図示せず）内における所定の圧力超過（通常は、約３〜４ＫＰＡ）を可能にすることができ、燃料タンク内におけるこのような圧力超過が感知されると、密閉処理を遮断することができる。しかしながら、燃料タンク内の圧力が所定の圧力を超えると、圧力保持ディスク７０は、密閉リム７２から分離され（図２Ｂを参照）、燃料タンクから出口ノズル１８（図１）を通った燃料処理キャニスタ（図示せず）への放圧が可能になる。圧力保持装置は、ディスクタイプ圧力保持装置（ばね式または非ばね式）、ボールタイプ圧力保持装置、または他の好適な圧力保持装置とすることができることを、当業者は理解されたい。

一方行入口弁（図２Ｂ、３Ｂ）は、漏斗形状の流体出口４８からオフセット状態で形成されている。この一方行入口弁は、弁の内部筐体の一部である上壁８２を構成するケージ構造８０と、例えば熱溶接や音波溶接等によってそれに固着されケージ８０内の空間８６を形成する底部支持部材８４と、を含む。このケージ８０は、圧力保持ディスク７０に重なる通気ダクト９４により弁の上部空間５０と流体連通状態となる入口部９０を備えて形成されている。これにより、入口部９０は、弁の流体出口ノズル１８（図１）と流体連通状態になる。出口部９８は、ケージ８０の閉鎖部材８４内に形成され、弁の流体入口開口２２と流体連通状態にある。

ケージ８０内には、弾性シール（この例では矩形状で、可撓性を維持できるように薄い）の形態を採る密閉部材１００が保持されている。この密閉部材１００は、ケージ８０内において、入口部９０の密閉係合状態（図２Ｂ）と、図３Ｂの位置に見られるような入口部９０の分離状態との間で変位可能である。さらに、その弾力性によって、密閉部材１００は、入口部９０の密閉係合状態から単に変位するだけでなく、変形もする。これにより、入口部９０の実効断面積を増加させ、弁へのそして結果的には燃料タンク（図示せず）への流量を毎分約４リットルまで増加させることができる。

弁の通常状態においては、それが燃料タンク内に取り付けられ、かつ後者が取付けられる車両とともに直立位置にあるとき、弁は、図２Ａの位置に示すようになっている。すなわち、浮遊部材２６は、流体出口４８から分離され、これにより最大重力が浮遊部材２６に作用する。その結果、浮遊部材２６の重量は、上方への浮力の欠如と相まって、圧縮ばね３４の上方へのバイアス効果に勝り、このようにして浮遊部材２６は、流体出口４８が完全な開口状態で図２Ａの位置に配置される。これにより、燃料蒸気等の通気が可能になる。しかしながら、図２Ａの位置において、上に説明したように、圧力保持ディスク７０は、閉位置、つまり密閉リム７２を圧迫した状態にある。これにより、当技術分野で知られているように、燃料タンク内における圧力を超過（約３〜４ＫＰＡ）させることができ、したがって燃料ポンプ（図示せず）を止めて燃料の補給を防止することができる。

しかしながら、燃料タンクの過充填およびこれによる燃料の弁への侵入の結果として浮遊部材２６に作用する上方への浮力が増加した場合、または、車両および燃料タンクの部分的もしくは完全な転覆の結果として燃料の筐体への侵入および下方への重力の減少の双方が引き起こされた場合、圧縮ばね３４の上方へのバイアス効果は、増加し得る浮力と相まって、図３Ａに示すように、浮遊部材２６を、その閉位置へ上方変位させる結果となる。このようにして、転覆または弁筐体１２への過度の燃料流量が発生すると、弁１０は、燃料の漏れに備えて閉鎖されることが保証される。

燃料タンクがその通常位置に戻り、あるいは液面が燃料タンク内で低下すると、浮遊部材２６への重力の絶間ない増加の影響が、絶間なく減少する上方への浮力およびコイルばね３４のバイアス効果に勝るようになる。これにより、浮遊部材２６は、密閉部材４２の漸進的な分離によって下方へ変位する傾向をみせる。

特に図２Ｂ、３Ｂを参照すると、一方行入口弁が本発明のロールオーバ通気弁とどのように協働するかが例示されている。弁の通常状態においては、燃料タンク内の圧力が所定の圧力値以内に維持されているとき（すなわち、既に検討したように、燃料タンクが圧力不足（真空）でない限り、燃料補給を防止するために、最大で約３〜４ＫＰＡの圧力超過が望ましい。）、密閉ダイアフラム１００は、図２Ｂの密閉位置にあり、すなわちいずれの方向においても流体流動を防止するように入口部９０を密閉する。これにより、ロールオーバ通気弁は、上述したように、圧力保持ディスクと連動して機能することができる。密閉部材１００の弾力性は、ケージ８０の支持部材の構造と相まって、一方行弁（図２Ｂ）の入口部９０と密閉状態で係合された密閉部材１００を保持する傾向がある。

しかしながら、燃料タンク内の圧力降下の際、および圧力不足の発展の際に、密閉細長部材１００は、入口部９０（図３Ｂ）から分離され、かつ変形することにより、入口部９０の通過流量断面積を増加させる。これにより、極めて高い流量、例えば毎分約４リットルまでの燃料タンクの通気が可能になる。ここで、燃料タンク内の圧力降下は、例えば、車両のエンジンによる燃料消費量の増加（例えば、加速し、または坂を上るとき）、燃料タンクが低温で縮小して温度が変化したとき、または異なった高度で圧力が変化したときに発生し得る。しかしながら、燃料タンク内の圧力が正常に戻り、または圧力超過状態になると、一方行入口弁は、自然にその閉位置（図２Ｂ）に変位し、これにより流体排出は、弁１０の主要な流体出口４８によって管理される。

一実施形態を示し説明したが、これにより本発明の開示を限定することを意図するものではなく、むしろ、本発明の思想および範囲内にあるすべての変形および構成をカバーすることを意図するものであるということを理解されたい。

本発明による弁の等角図弁が高い流出位置にある図１の線Ｉ−Ｉに沿った縦断面図弁の上部を拡大したものであり弁が高い流出位置にある図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図弁が高い流入位置にある図１の線Ｉ−Ｉに沿った縦断面図弁の上部を拡大したものであり弁が高い流入位置にある図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図

Claims

流体入口および流体出口と、筐体の出口開口部を制限する弁座と、前記筐体内に収容され、その密閉部材が前記流体出口を密閉するために前記出口開口部の前記弁座を密閉状態で圧迫する密閉位置と、前記密閉部材が前記弁座から分離されることにより前記流体出口が前記流体入口と流体連通状態となる開放位置と、の間で軸方向に変位可能である浮遊部材と、を備えて形成される筐体と、
前記弁座と前記流体出口との間に延伸することにより、前記流体入口と前記流体出口との間の圧力差が最小の圧力閾値を超えない限りその間の流体流動を遮断する圧力保持装置と、を含むロールオーバ通気弁であって、
前記流体入口における圧力不足状態において、極めて高い流量で前記流体入口に向かう流体流動を可能にする前記流体出口と流体連通状態にある一方行流体入口弁をさらに含む、
ことを特徴とするロールオーバ通気弁。
前記一方行入口弁は、前記流体出口と流体連通状態にある入口部内にケージの形態で形成され、
出口部は、前記流体入口と流体連通状態にあり、
密閉部材は、前記ケージ内に収容されるとともに、前記入口部の密閉係合状態と、前記流体入口での圧力が前記流体出口での圧力よりも低下したときの前記入口部からの分離状態との間で変位可能である、
ことを特徴とする請求項１記載のロールオーバ通気弁。
前記一方行入口弁の前記密閉部材は、可撓性シールであり、前記流体入口における圧力不足状態において、前記可撓性シールは、前記入口部を通る流量断面積を増加させるために前記入口部から分離されて変形する、
ことを特徴とする請求項２記載のロールオーバ通気弁。
前記一方行入口弁の前記入口部は、前記圧力保持装置上に重なる通気ダクトを介して、前記弁の前記流体出口と流体連通状態にある、
ことを特徴とする請求項２記載のロールオーバ通気弁。
前記ケージの前記入口部は、前記筐体の壁部に形成され、
前記ケージの前記出口部は、前記筐体に固定されるケージ閉鎖部に形成され、
前記出口部は、前記弁の前記流体入口と流体連通状態にある、
ことを特徴とする請求項２記載のロールオーバ通気弁。
前記一方行入口弁は、前記弁の長手方向軸に対してオフセット状態で延伸する、
ことを特徴とする請求項１記載のロールオーバ通気弁。
前記一方行入口弁は、前記筐体内の前記浮遊部材の位置にかかわらず密閉可能である、ことを特徴とする請求項１記載のロールオーバ通気弁。
前記一方行入口弁は、約４リットル／分までの極めて高い流量で前記弁を通気するように設計される、
ことを特徴とする請求項１記載のロールオーバ通気弁。
前記一方行入口弁は、車両の転覆の際に自然に密閉する、
ことを特徴とする請求項１記載のロールオーバ通気弁。
前記密閉部材は、矩形の断面を有する弾性シールの形態をとる、
ことを特徴とする請求項２記載のロールオーバ通気弁。