JP2008533377A - 一体型弁を有する燃料リザーバ - Google Patents

Abstract

本発明は、底部(5)及び底部(5)に一体成形された弁を有する燃料リザーバに関する。本発明による燃料リザーバは、孔(2)を有するディスク、即ち、フラップ(1)と、燃料リザーバの底部(5)に一体成形され、且つ、ディスクの孔(2)に嵌まる少なくとも１つの支柱(3)と、燃料リザーバの底部(5)を貫通する少なくとも１つの孔(4)とを有する。孔(4)は、支柱(3)の近くに位置決めされると共に、ディスク(1)がその休止位置に配置されたときにディスク(1)によって覆われるように位置決めされる。

Description

現在に至るまで、燃料送出モジュール（ＦＤＭ）は、低燃料時の配慮のために、予備燃料を提供するよう相当大きなリザーバ容量を必要としている。

すなわち、或る特定の状況では、例えば、自動車の燃料タンク内に入っている燃料の量が或る特定の最小レベルを下回ると共にこの自動車が長いカーブ、上り坂、又は下り坂を走行する場合、又は、この自動車が速度、方向等の急な且つ顕著な変化を受けた場合、燃料取り込みチューブの一部をなす浸漬管の入口端部が少なくとも一時的に燃料中にもはや浸漬されないような程度まで燃料がタンクの片側に移動する場合がある。かかる条件下においては、浸漬管は、燃料ではなく空気を吸い出し、それにより、供給燃料流の中断が生じて内燃エンジンの適正な作動が損なわれる。

かかる問題を回避するため、大抵の燃料タンクは、燃料を取り込み且つ予備手段としての役目を果たすように構成されたリザーバ、即ち、サブタンクを有している。この機能を実行するため、従来型燃料リザーバは、その底部に設けられた第１の充填弁、即ち、一方向逆止弁を有しており、この一方向逆止弁は、燃料をリザーバの底部の中に送り込むことができるが、燃料をリザーバの底部の外に送り出すことはできない。これにより、燃料が低燃料条件の際にリザーバから出ないようにした状態でタンクを充填するとき、リザーバを受動的に充填することができる。この装置は、従来型燃料モジュールリザーバでは必要な構成要素である。この装置の費用を減少させることは、本発明が解決しようとする課題である。

上述した第１の充填弁に関しては数種類の設計が知られている。これらのうちの幾つかは、リザーバの底部に設けられた孔を開閉するディスクと、ディスクを孔の頂部上に捕捉する追加の構成要素、例えばケージとを使用する。このケージは、適所に溶接されなければならない追加の部品である。もう１つの既知の設計例は、傘の形をした弁の設計例である。しかしながら、かかる弁は、ディスク弁よりも一般的に高価であり、従来、耐久性に鑑みて低燃料レベルでの密封に問題があった。

このために、本発明は、非常に簡単であって、信頼性が高く、且つ高価でないディスク弁の新規な設計に関する。

それ故、本発明は、底部及び底部に一体成形された弁を有する燃料リザーバであって、孔を有するディスク、即ち、フラップと、燃料リザーバの底部に一体成形され、且つ、ディスクの孔の中に嵌まる少なくとも１つの支柱と、燃料リザーバの底部を貫通する少なくとも１つの孔と、を有し、この孔は、支柱の近くに位置決めされると共に、ディスクがその休止位置に配置されたときにディスクによって覆われるように位置決めされる、燃料リザーバに関する。

好ましくは、支柱を包囲するかかる複数の孔が設けられる。

上述した設計例の本質的な特徴は、ディスクがリザーバの底部に一体成形された少なくとも１つの支柱（ピン）によりリザーバ内で孔の頂部上に保持されるということにある。１つ又は複数の支柱が設けられるのがよく、支柱は、それに対応するディスクの孔を貫いて延びていてもよいし、フィンガ状の上述したディスクを掴んでいてもよい。

本発明の好ましい実施形態は、図１〜図４に記載されている。

図１Ａ及び図１Ｂは、タンク底部５が、支柱３を包囲する６つの孔４を有し且つ支柱３がディスク１の孔２に嵌められる、基本概念の実施形態を示す図である。図１Ｃは、ディスクが正方形である、図１Ａ及び図１Ｂに示したディスクの変形例を示す図である。図１Ｄは、ディスクを取付ける方法を、図１Ａの状態から図１Ｂの状態まで示す図である。図２は、４つの孔４と、途切れた壁、即ち、複数の支柱で構成された周囲段部４′とを有する変形例を示す図である。図３及び図４は、途切れた環状の孔４″を構成するスロット形の３つの孔４を有する変形例を示す図である。

本発明の実施形態は全て、材料片１と、少なくとも１つの支柱３と、複数の孔４とを有している。

材料片１は、ディスクと呼ばれるが、図１Ｃに示すように正方形であってもよいし、図１０に示すように矩形であってもよい。材料片１は、孔２を有し、この孔２は、図示の実施形態の大部分に示すように材料片１の中央に位置していてもよいし、図１０に示すように材料片１の側部、即ち、周囲に位置していてもよいし、その他任意の場所に位置していてもよい。

少なくとも１つの支柱３は、ディスク１の孔２に嵌められる。

複数の孔４は、リザーバの底部５を貫き、支柱３の周りに又はそれに隣接して配置される。また、複数の孔４は、ディスク１の孔２の中に支柱３が配置され且つディスク１を持上げる圧力がゼロである休止位置にディスク１があるときに、ディスク１が複数の孔４を覆うように配置される。複数の孔４は、任意の形状のものであり、例えば、図１及び図２に示すように円形であってもよいし、図３及び図４に示すようにスロット形であってもよい。

上述したように、支柱３は、タンクリザーバと一体成形され、かくして、それと同一材料のものである。ディスク１は、タンクリザーバと別の材料のものであってもよい。ポリアセタール、特にポリオキシメチレン、即ち、ＰＯＭが、リザーバに良好な結果をもたらす。エラストマー、特にフルオロシリコーンが、密封ディスクに良好な結果をもたらす。

ディスク１を支柱に取付けるための幾つかの技術を利用できる。

図１Ｄに示すように、かかる技術のうちの１つによれば、最初、ディスク１を支柱３に組立て、次に、支柱３を変形させたり、別の部品３′を支柱３のてっぺんに置いたりして、ディスク１を変形部又は別の部品の下に捕捉する。

変形例として、弾性材料のディスク１を採用し、支柱３の遠位端部に拡径部を設ける。ディスク１の孔２は、支柱３の遠位端部の直径よりも小さい。ディスク１の孔２は、支柱３の遠位端部の上全体にわたって一時的に引伸ばされ、かくして、ディスク１は、支柱３に保持される。

両方の場合において、支柱３は、その長さ全体にわたって、ディスク１の孔２の直径よりも小さな直径を有するが、ディスク１の孔２の直径よりも大きい直径を有する遠位端部を有する。実際には、「直径」という概念は、円形の孔２及び遠位端部以外の孔及び遠位端部に一般化され、したがって、事実、幾つかの孔及び支柱の部分は、支柱３が孔２の中を通ることを阻止し又は許容するようになっていればよい。

好ましい実施形態によれば、リザーバの底部は、ディスク１が底部の上にあるときにリザーバの緊密な密封を可能にするレリーフ（隆起）設計になっている。密封ビードを支柱３の周りに及び／又はディスク１の裏側の周囲に及び／又はリザーバの底部の孔４の周りに設けると、良好な結果が得られた。

円形ディスクの場合、円形の密封ビード（例えば、図９に符号４Ｂで示す）が、弁インターフェイスを通る漏れの量を減少させるのに有効である。弁がその休止位置にあるとき、ディスク１は、これらビード（一般に、円形のものであり、実際には、同心形態のものである）の上に載る。かかる密封ビードを、リザーバの底部の上の代わりに、ディスクに設けてもよいことに注目すべきである。

矩形ディスクの場合、例えば図１０に示すように、密封ビード４Ｂは、１つだけで十分である。

図１、図３及び図４の設計において、ポンプストレーナ又は別の構成要素がディスク１を覆うと、ディスク１は、それが持ち上がりすぎることが許されずに孔４、４″を塞いで、燃料がリザーバに流入することを防止するので、問題が生じる場合がある。

したがって、図２に示す好ましい実施形態では、孔４は、スロットが切り込まれた「壁」、即ち、一種の段部４′によって包囲され、この壁４′は、ディスク１の直径よりも大きい直径を有し、かくして、ディスク１は、壁４′の中に移動し、滑り込むことができる。この段部、即ち、壁４′は、燃料ストレーナ等の構成要素がディスク１をその上から覆うことを防止するのに十分高い。壁４′のてっぺんがストレーナによって覆われても、ディスク１が持上げられたとき、スロットは、リザーバの底部の孔から壁４′の周囲まで移動する流れを依然として許す。

別の実施形態によれば、本発明によるリザーバは、ジェットポンプを介して充填され、ジェットポンプは、例えば、ベンチュリ効果によって減圧を生じさせる流れが通過するオリフィスで終端した管を有する装置である。このジェットポンプは、燃料を、リザーバの外側の燃料タンクからディスク弁の孔を通して吸い込む。

好ましい実施形態によれば、このジェットポンプは、ハウジング（ジェットポンプが実際にはこの中で終端する）と一体であり、このハウジングは、混合管と一体であり且つディスク弁を覆う。より好ましくは、ジェットポンプは、一体形コネクタ内に組み込まれ、このコネクタは、同時に係属している特許出願の主題である。この部品は、好ましくは、３つの分岐部を有するＴ字形態をなし、分岐部のうちの２つは、それぞれ、主燃料ポンプ及び燃料フィルタに連結され、第３の分岐部は、ジェットポンプと一体である。ジェットポンプのオリフィスは、好ましくは、混合管の入口のすぐ前に設けられる。そのようにすることによって、燃料ポンプから来た燃料の流れは、混合管の入口の中に真っ直ぐに進み、本発明による弁の孔を通して燃料タンクから供給される燃料を同伴する。

この実施形態及びその他の幾つかの好ましい特徴を、図５〜図８及び図１１に非限定的な仕方で示す。全ての図において、同一の符号は、類似する又は同一の部品を指示する。

図５は、どのように主燃料ポンプ６が燃料の流れをＴ字形コネクタ７内に排出し、この燃料の流れが、燃料フィルタ８への流れと、Ｔ字形コネクタ７と一部品に成形されたハウジング９に組み込まれたジェットポンプオリフィスへの流れに分割されるかを示す。燃料は、燃料フィルタ８から出て圧力調整器１０の中を通り、圧力調整器１０は、所要量の燃料をエンジン（符号１１で示すが、図示せず）に送り、残部をリザーバに戻す。ハウジング９内に組み込まれたジェットポンプは、燃料を燃料タンクから本発明による一体成形弁（図示せず）を通して吸い、混合管１２が、主燃料ポンプ６からＴ字形コネクタ７及びジェットポンプを通って来た一方の側の燃料と、燃料タンクから一体成形弁を通って来た他方の側の燃料との混合流れをリザーバ内に送り込む。

図６は、同一の組立体を示しているが、どのようにして小さなジェットポンプオリフィス１３が燃料タンクからの燃料を同伴しながら混合管１２内に真っ直ぐに噴出させるかを示すために下方から見た図である。

図７は、図５及び図６のシステムが設けられるリザーバの底部５を示す。この底部５は、周囲壁１４によって包囲された本発明による一体成形されたディスク形の弁を有している。この弁は、ゴム製ディスク（図示せず）から成り、このディスクは、支柱３によって維持され、ジェット流が燃料をリザーバの底部の孔４内に引込むことによって開かれ、ジェット流が止まったときに孔４を密封して、リザーバ容量を保持する。

この弁は、燃料がリザーバからサイホン作用により出ることを防止するためにポンプ出口に設けられる逆止弁を不要にする。

図８は、リザーバ内に組み込まれたシステムの長手方向断面図であり、このシステムの底部内への孔４と、リザーバが設置された燃料タンク（図示せず）から燃料が吸込まれる孔とを示している。この組立体では、ジェットポンプ１３と一体のハウジング９は、部分シールとして機能するようにリザーバの底部５の周囲壁（１４）に圧入され、ジェット流が、リザーバ内部の燃料の再循環ではなく、燃料をリザーバの床を通して引くことを可能にする。

図１０及び図１１は、矩形ディスク１がその側部のところで２つの支柱３によって固定された実施形態を示す。この実施形態は、他の図に示した１つの中央支柱を備えた円形ディスクと比較して、利点を有している。まず、必要な密封ビード４Ｂが１つだけである。また、ディスク１が中心からずれた位置になるのを阻止するのに必要であり且つ流入する燃料の流れを阻止する場合があった壁４′が不要になる。また、図１１に示すように、この実施形態は、リザーバの外部に設置された燃料タンクから弁の孔４を通して燃料を吸い込むジェットポンプ１３と連係して良好に働く。ディスク、即ち、フラップ１それ自体を固定する方法は、ジェットポンプ１３が作動しているときに弁それ自体により生じる圧力降下の大きさを減少させることができる。

タンク底部が、支柱を包囲する６つの孔を有し、且つ、支柱がディスクの孔の中に嵌められる、基本概念の実施形態を示す図である。 タンク底部が、支柱を包囲する６つの孔を有し、且つ、支柱がディスクの孔の中に嵌められる、基本概念の実施形態を示す図である。 ディスクが正方形である、図１Ａ及び図１Ｂに示したディスクの変形例を示す図である。 ディスクを取付ける方法を、図１Ａの状態から図１Ｂの状態まで示す図である。 ４つの孔と、途切れた壁で構成された周囲段部とを有する変形例を示す図である。 途切れた環状孔を構成するスロット形の３つの孔を有する変形例を示す図である。 途切れた環状孔を構成するスロット形の３つの孔を有する変形例を示す図である。 Ｔ字形コネクタへの燃料の流れがどのように燃料フィルタへの流れジェットポンプオリフィスへの流れに分割されるかを示す図である。 図５と同一の組立体を下方から見た図である。 図５及び図６のシステムが設けられるリザーバの底部を示す図である。 リザーバ内に組み込まれたシステムの長手方向断面図である。 途切れた環状孔を構成するスロット形の３つの孔を有する変形例を示す図である。 矩形ディスクがその側部のところで２つの支柱によって固定された実施形態を示す図である。図１０’〜１０'''は、矩形ディスクがその側部のところで２つの支柱によって固定された実施形態を示す図である。 矩形ディスクがその側部のところで２つの支柱によって固定された実施形態を示す図である。

Claims (10)

1. 底部（５）及び前記底部に一体成形された弁を有する燃料リザーバであって、
   孔（２）を有するディスク、即ち、フラップ（１）と、
   前記燃料リザーバの底部（５）に一体成形され、且つ、前記ディスクの孔（２）に嵌まる少なくとも１つの支柱（３）と、
   前記燃料リザーバの底部（５）を貫通する少なくとも１つの孔（４）と、を有し、この孔（４）は、前記支柱（３）の近くに位置決めされると共に、前記ディスク（１）がその休止位置に配置されたときに前記ディスク（１）によって覆われるように位置決めされる、燃料リザーバ。
2. 前記燃料リザーバの底部（５）は複数の孔（４）を有する、請求項１に記載の燃料リザーバ。
3. 前記ディスク（１）はエラストマー材料で作られる、請求項１又は２に記載の燃料リザーバ。
4. 前記支柱（３）は、その長さ全体にわたって、前記孔（２）の直径よりも小さい直径を有すると共に、前記孔（２）の直径よりも大きな直径を有する遠位端部（３′）を有する、請求項３に記載の燃料リザーバ。
5. 前記燃料リザーバの底部（５）は、前記支柱（３）、前記ディスク（１）の下側の周囲、及び／又は前記燃料リザーバの底部（５）の孔（４）の周りを包囲する密封ビード（４Ｂ）を有し、その結果、前記弁が休止位置にあるとき、前記ディスク（１）は、前記密封ビードの上に載る、請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料リザーバ。
6. 前記ディスク（１）は、円形であり、前記孔（４）は、スロットが切り込まれた壁によって包囲され、前記壁は、前記ディスクが前記壁の中に動くことが出来るように前記ディスクの直径よりも大きな直径を有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料リザーバ。
7. 前記ディスクは、矩形であり、その側部において２つの支柱（３）によって固定される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料リザーバ。
8. 前記燃料リザーバは、燃料を外部から前記ディスク弁の孔（４）を通して吸い込むことによって前記燃料リザーバを充填することができるジェットポンプ（１３）を有する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の燃料リザーバ。
9. 前記ジェットポンプ（１３）は、ハウジング（９）と一体であり、
   前記ハウジング（９）は、混合管（１２）と一体であり且つ前記ディスク弁を覆う、請求項８に記載の燃料リザーバ。
10. 前記ジェットポンプ（１３）は、３つの分岐部を備えたＴ字形態をなす一体コネクタ（７）内に組み込まれ、前記分岐部のうちの２つはそれぞれ、主燃料ポンプ（６）及び燃料フィルタ（８）に連結され、第３の分岐部は、前記ジェットポンプ（１３）と一体であり、前記ジェットポンプ（１３）は、前記混合管（１２）の入口のすぐ前に位置する出口オリフィスを備えた管を有する、請求項９記載の燃料リザーバ。

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