JP2012533015A

JP2012533015A - ベントバルブ

Info

Publication number: JP2012533015A
Application number: JP2012519075A
Authority: JP
Inventors: パイファー、ダニエル、リー; マーチン、チャールズ、ジョセフ; ベンジー、ロバート; マッキントッシュ、アンドリュー
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 2009-07-07
Filing date: 2010-07-06
Publication date: 2012-12-20
Also published as: WO2011004246A3; AU2010269944A1; WO2011004246A2; MX2012000454A; CN102481839A; RU2012104018A; EP2451669A2; US20110005614A1; KR20120047934A

Abstract

燃料タンク（１２）の内部に少なくとも部分的に配置されるベントバルブアセンブリ（１０）が、提供される。該ベントバルブアセンブリ（１０）は、ハウジング（２０）と、第１排出オリフィス（２６）と、前記ハウジング（２０）内の燃料のレベルが既定のレベルに達したときに、前記第１排出オリフィス（２６）を閉じるように構成されたフロート（２４）と、第２排出オリフィス（２８）と、前記ハウジング（２０）と前記燃料タンク（１２）との間の圧力差を促進させるために第２排出オリフィス（２８）を閉鎖するように構成された止め具（３６）を含む。

Description

本発明は、概してベントバルブアセンブリに関し、動的な状態で燃料タンクの過充填を防ぎ、燃料のキャリーオーバーを減らすことができる満タン規制ベントバルブアセンブリを含む。

燃料のレベルに応答するベントバルブは、自動車の燃料タンクに一般に使用される。ベントバルブは、特定条件の下で排出オリフィス｛かいこうぶ｝を閉じるフロートを用いる。燃料のレベルがある一定のレベル以下ではベントバルブの排出オリフィスは開いたままで、燃料がバルブに達すると閉じる。したがってベントバルブは、燃料タンク内の過圧状態や真空状態を防ぐための燃料タンクの換気を管理する。したがってまた、ベントバルブ（つまり、燃料遮断または“満タン規制”ベントバルブ）は、自動的な遮断を操作するための燃料タンクと給油口内の圧力水頭を作るために、燃料タンクのレベルが既定のレベルに達したときに、蒸気流を防ぎ、かつ、または液体燃料が排出オリフィスから飛び散ることを防ぐ。

従来型のベントバルブは、静止状態と動的状態（例えば給油の間）の下でさまざまな程度の効果で機能する。残留液体を気流の中に運び入れ、かつ、ベントバルブから運び出されることを防ぐために、排出オリフィス付近からの液体燃料をより速く排出させることができるベントバルブに対する要望がある（つまり、動的状態の間での液体のキャリーオーバーを減らすこと）。

ハウジング、第１排出オリフィス、フロート、第２排出オリフィスを含むベントバルブアセンブリが提供されている。本発明の一実施の形態では、ベントバルブアセンブリは、ハウジングと燃料タンクとの間の圧力差を促進させるために第２排出オリフィスを閉鎖するように構成された球状の止め具を含む。

本発明のいろいろな特徴は、以下の詳細な説明から当業者に明白となるであろうし、本発明の実施の形態と特徴を限定しない実施例によって解説する。

添付した図面を参照しつつ、本発明の実施の形態が例としてここで説明される。

図１は、本発明の一実施の形態に従うバルブを採用した車両の燃料システムの模式図である。

図２は、本発明の一実施の形態に従うバルブの断面図である。

図３は、本発明の一実施の形態に従う図２のバルブの一部、円錐の断面図である。

ここで本発明の実施の形態に言及すると、その例が添付した図面に示されている。本発明は実施の形態と関連して記述されるが、本発明をこれら実施の形態に限定することを意図されないことは理解されるであろう。それどころか本発明は、添付の特許請求の範囲によって具体化または定義された本発明の精神と範囲に含まれる、代替、一部変更、および相当するものをカバーすることが意図されている。

ここで車両の燃料システムの模式図を示す図１を参照すると、満タン規制ベントバルブ１０は、車両の燃料システムの燃料タンク１２の内部に通常取り付けられる。車両の燃料システムは、再循環ライン１３、給油カップ１５、給油ノズル１７を含む。さらに車両の燃料システムは、燃料タンク１２に燃料を導入するための給油パイプ１４と、燃料蒸気がバルブ１０とベントライン１８を経由して燃料タンク１２から排出される蒸気回収システム１６(例えば蒸気キャニスタ)を含む。燃料タンク１２の内部の燃料レベルがバルブ１０より下の場合には、バルブ１０が開いて、蒸気回収システム１６に高容量の燃料の蒸気を排出することができる。液体燃料がバルブ１０に達すると、バルブ１０は閉じるよう応答し、これによって、蒸気回収システム１６への流れを遮断する。

ここで図２を参照すると、ハウジング２０は、バルブ１０用の内部のバルブ機構を収容するために備えられている。ハウジング２０は円筒形または略円筒形の形状である。ハウジング２０は、例えば耐油性のプラスチックから成形され、必要に応じて燃料タンク１２の壁に取り付けられる。ハウジング２０は、さらに後述するように、フロート２４付近のハウジング２０内に蒸気を流入させ、かつ、第１排出オリフィス２６から蒸気を流出させることを目的とした平面２２（例えばカラー）を定めている。燃料のレベルがハウジング２０の底において既定のレベルに達したときに、ハウジング２０の底から流れる蒸気流が停止されることができる。既定の燃料のレベルでは、蒸気は第２排出オリフィス２８を経由してのみ流れる。

第１排出オリフィス２６は、バルブ１０内の蒸気を蒸気回収システム１６へ排出するために備えられている。下記のように、第１排出オリフィス２６は特定の燃料条件下で一時的に閉鎖される。第１排出オリフィス２６が閉鎖されるときに、ハウジング２０内の圧力は上昇し、この圧力上昇が燃料タンク１２の内部の圧力もまた上昇させ、最終的に燃料ポンプ（図には示されていない）から注入される燃料を遮断させる。

バルブ１０の内部のバルブ機構は、フロート２４、シール３０、弾性部材３２を含む。ハウジング２０内の燃料のレベルが選択されたレベルまたは既定のレベルに達したときに、第１排出オリフィス２６を閉じるためにフロート２４は備えられている。フロート２４は、燃料タンク１２内の燃料のレベルに応答して上昇および下降移動するためにハウジング２０内を移動できる。本発明の一実施の形態において、燃料のレベルがフロート２４の高さのおよそ３／４であるときに、フロート２４は浮かぶ。フロート２４は、ハウジング２０内を一つの統制の下で自由に上昇および下降移動するように構成されると共に形成されている。

ハウジング２０内の燃料のレベルが選択されたレベルまたは既定のレベルに達したときに、第１排出オリフィス２６を閉じるためにシール３０が備えられている。シール３０はフロート２４に連結されている。

弾性部材３２は、ハウジング２０内の燃料のレベルが選択されたレベルまたは既定のレベルに達したときに、フロート２４を動かすための力（例えばスプリング力）を供給するために備えられているので、フロート２４はスプリングベースの移動の範囲を有する。本発明の一実施の形態において、弾性部材３２はスプリングから成る。フロート２４と弾性部材３２は、液体の浮力の存在下で閉じるために付勢されている（つまり、第１排出オリフィス２６はフロート２４によって閉鎖される）。液体（つまり燃料）が存在しないと、フロート２４が開位置に移動するように、フロート２４は弾性部材３２の力より重く設定されている（つまり、第１排出オリフィス２６は開いていて、フロート２４によって閉鎖されない）。

ハウジング２０内の燃料のレベルが選択されたレベルまたは既定のレベルに達したときに、第２排出オリフィス２８が蒸気を排出するために備えられているので、第１排出オリフィス２６は閉鎖される。したがって、燃料の蒸気は、ハウジング２０から第２排出オリフィス２８を経由して排出し続ける。一旦、ハウジング２０と燃料タンク１２の間の圧力差が実質的に均等になると、フロート２４の重量によりフロート２４を下降移動させ、第１排出オリフィス２６を開かせる。操作者は、その結果、これらの状態の下で燃料の追加量を“注ぎ足す”ことができる。第２排出オリフィス２８はハウジング２０の上端付近に配置されている。第２排出オリフィス２８は第１排出オリフィス２６と直列である。第２排出オリフィス２８は、第１排出オリフィス２６より小さい直径である。例えば本発明の一実施の形態において、第２排出オリフィス２８の直径は、およそ１．５〜３ｍｍである。第２排出オリフィス２８が第１排出オリフィス２６より小さいため、もしくは、第２排出オリフィス２８が閉鎖されているために、燃料補給の間に燃料タンク１２とハウジング２０の内部の間の圧力差が促進されるのである。この圧力差は液体の燃料をハウジング２０の底に流入させ、それによってフロート２４を上昇させ、蒸気回収システム１６に通じる第１排出オリフィス２６を閉鎖させる。第１排出オリフィス２６を経由する蒸気の流れを止めることは、燃料タンク１２の圧力を上昇させ、給油パイプ１４での燃料のレベルを上昇させる。給油ノズル１７に到達すると、給油は遮断される。この燃料遮断のための方法は、一般に“ディップチューブの遮断”として言及される。操作者が最初の遮断後に燃料タンク１２へ追加の燃料を加えることを試みる操作者の“注ぎ足し”を防止するために、第２排出オリフィス２８のサイズは第１排出オリフィス２６より相対的に小さい。本発明の一実施の形態における以下の特定条件の下で、第２排出オリフィス２８も閉鎖される。例えば本発明の一実施の形態において、車両が停止された状況にあるときに、第２排出オリフィス２８は閉鎖される。各“注ぎ足し”の間の期間は、第２排出オリフィス２８のサイズにより決められる。したがって、第２排出オリフィス２８のサイズの変更により、注ぎ足しの間の遮断クリックの間の期間を減らすか延ばすことができる。ハウジング２０と燃料タンク１２の間で圧力を均等化させる時間が長くなると、給油の間で“注ぎ足し”が許可される時間が短くなるので、有用性のために、より小さい第２排出オリフィス２８を備えるのが望ましい。第２排出オリフィス２８が閉鎖されると、所定の圧力が燃料タンク１２の内部で保たれ、“注ぎ足し”を制限することができる。

第２排出オリフィス２８は、残留液体（例えば燃料）が蒸気流ヘ運ばれベントバルブ１０から運び出されることを防ぐことにより、動的状態（例えば燃料給油）の間のキャリーオーバーを減らすために備えられている。重力によりハウジング２０の内部から液体（例えば燃料）をさらに取り除かせるために、蒸気が漏れる液体に取って替わることを許されなければならない。したがって、第２排出オリフィス２８は、蒸気を漏れる液体に取って替わらせ、液体のより速い排出をもたらす。ハウジング２０から液体をより速く排出させるために、より大きなサイズである第２排出オリフィス２８のサイズは、“注ぎ足し”を制限するために望ましい。つまり、ハウジング２０から液体の排出を促進するための第２排出オリフィス２８の望ましいサイズは（残留液体が蒸気流へ運ばれることを防ぐために）、“注ぎ足し”を制限するための第２排出オリフィス２８の望ましいサイズによって、平衡される。

止め具３６は、ハウジング２０と燃料タンク１２の間の圧力差を促進するために第２排出オリフィス２８を閉鎖するように構成されている。ゆえに、止め具３６は第２排出オリフィス２８のサイズを変更し、かつ、止め具３６は第２排出オリフィス２８が“注ぎ足し” を制限するために使われているか、それとも、残りの液体が蒸気流へ運ばれることを防ぐためにハウジング２０からの燃料の流出を向上させるために使われているのかどうかによって決まる第２排出オリフィス２８のサイズを最適化する。例えば、第２排出オリフィス２８を閉鎖するための手段３４が関与されていないため、第２排出オリフィス２８は動的状態の間（例えば給油すること）でより大きくすることができる。多量の蒸気をハウジング２０に入れさせ、かつ、ハウジング２０の内部から液体をより速く取り除かせることによって動的状態の下で、より大きなサイズの第２排出オリフィス２８は液体（例えば燃料）をより速く流出させる。静止（つまり非動的）状態の間で、第２排出オリフィス２８を閉鎖するための手段３４が、第２排出オリフィス２８を閉鎖するために関与させることができる。第２排出オリフィス２８を閉鎖することは、“注ぎ足し”を制限することを助力するために燃料タンク１２とハウジング２０の内部の圧力差を促進する。

止め具３６は第２排出オリフィス２８の上方に配置される。止め具３６はスチールを含む。本発明の一実施の形態において、止め具３６は球の止め具を含む。止め具３６は一般に球状形態である。止め具３６が球状であると、止め具３６は、車両が移動中であるときに容易に動く。止め具３６は、第２排出オリフィス２８を閉鎖するようにサイズと形が構成されている。本発明の一実施の形態において、止め具３６は、直径でおよそ約８．７ｍｍ〜約１２．７ｍｍ（つまり約１１／３２インチから約１／２インチ）である。

円錐面３８は止め具３６を収納するために備えられている。円錐面３８は第２排出オリフィス２８を定めている。円錐面３８は止め具３６を保持するようにサイズと形が構成されている。本発明の一実施の形態において、バルブ１０が使われる車両が動いていないときに、円錐面３８は止め具３６を円錐面３８の中心に戻させるように、サイズと形が構成されている。円錐面３８は、DELRIN(登録商標）というブランド名でDupontにより販売されたもののようなナイロンまたはアセタール樹脂のエンジニアリングプラスチックを含む。ここで図３を参照すると、円錐面３８の断面図が説明されている。説明された形態において、円錐面３８は断面の幅でおよそ０．８７５ｍｍ、直径でおよそ０．６２５ｍｍの上端のオリフィス４２を定義している。円錐面３８は高さでおよそ１．５０ｍｍあり、かつ、内部の高さ４４がおよそ０．７５ｍｍに定められている。円錐面３８の内部の底４６は、幅でおよそ０．１００ｍｍの内部のオリフィス４８に向けておよそ５°の角度（α）で放射方向内側に傾斜している。本発明の一実施の形態では、角度（α）はおよそ３°〜１０°の範囲にすることができる。円錐面３８の上端５０から第２排出オリフィス２８の中間点５２までの距離は、およそ１．１２５ｍｍである。これらの寸法は詳細に述べられているが、多くの他の寸法が円錐面３８と関連して使われ、かつ、本発明の精神と範囲の中にとどまることが、当業者によって理解される。

必要に応じて、第３排出オリフィス４０は、バルブ１０内における特定の圧力で燃料タンク１２の排出することを容認するために、ハウジング２０内に含まれる。第３排出オリフィス４０は第２排出オリフィス２８と並列であり、バルブ１０内における選択された圧力で第３排出オリフィス４０を開放するためのヘッドバルブ（図には示されていない）を含む。例えば、第３排出オリフィス４０は、満タン状態より上のタンクの圧力において燃料タンク１２に排出するために開放される。

前述の本発明の特殊な実施の形態は、図示と記述を目的として示されている。それらは網羅的であり、または、正確な形式で開示された本発明を限定することを意図されず、かつ、上述の教示をふまえると様々な変更やバリエーションが可能である。実施の形態は、本発明の原理とその実際的な適用を説明するために選択されて記述され、これによって、他の当事者が本発明や熟考された特定の使用に適合される様々な変更と一体になった様々な実施の形態を利用できるようにする。本発明の趣旨は、請求の範囲とそれらの同等物によって定義されることが意図されている。

Claims

燃料タンク（１２）の内部に少なくとも部分的に配置されるベントバルブアセンブリ（１０）であって、
該ベントバルブアセンブリ（１０）は、ハウジング（２０）、第１排出オリフィス（２６）、フロート（２４）、第２排出オリフィス（２８）及び止め具（３６）から構成されており、
前記ハウジング（２０）はチャンバを定めており、
第１排出オリフィス（２６）は、前記ハウジング（２０）から蒸気を排出するために前記ハウジング（２０）に配置されており、
前記フロート（２４）は、前記チャンバ内に配置され、前記ハウジング（２０）内の燃料のレベルが既定のレベルに達したときに、前記第１排出オリフィス（２６）を閉鎖するように構成されており、
前記第２排出オリフィス（２８）は、前記ハウジング（２０）から蒸気を排出するか、または、前記ハウジング（２０）に蒸気を取り入れるために前記チャンバに流体連通されており、また、
前記止め具（３６）は、前記ハウジング（２０）と前記燃料タンク（１２）との間の圧力差を促進させるために第２排出オリフィス（２８）を閉鎖するように構成されている、ことを特徴とするベントバルブアセンブリ（１０）。
前記ハウジング（２０）は、前記フロート（２４）付近のハウジング内に蒸気を流入させ、かつ、前記第１排出オリフィス（２６）から蒸気を流出させる平面（２２）を含むことを特徴とする請求項１に記載のベントバルブアセンブリ（１０）。
前記フロート（２４）は、浮力の増加により燃料の既定のレベルに応答して前記第１排出オリフィス（２６）を閉じることを特徴とする請求項１に記載のベントバルブアセンブリ（１０）。
前記第１排出オリフィス（２６）は、蒸気回収システム１６に連結されていることを特徴とする、請求項１に記載の排出口バルブアセンブリ（１０）。
さらに、前記ハウジング（２０）の燃料のレベルが既定のレベルに到達したときに、前記第１排出オリフィス（２６）を閉じるために、前記フロート（２４）に連結されたシール（３０）を含むことを特徴とする請求項１に記載のベントバルブアセンブリ（１０）。
前記第２排出オリフィス（２８）は、前記ハウジング（２０）の上端または上端付近に配置されることを特徴とする請求項１に記載のベントバルブアセンブリ（１０）。
前記第２排出オリフィス（２８）は、前記第１排出オリフィス（２６）と直列に構成されることを特徴とする、請求項１に記載のベントバルブアセンブリ（１０）。
前記第２排出オリフィス（２８）は、前記第１排出オリフィス（２６）よりも小さい直径であることを特徴とする請求項１に記載のベントバルブアセンブリ（１０）。
前記第２排出オリフィス（２８）の直径は、およそ１．５〜３ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のベントバルブアセンブリ（１０）。
前記止め具（３６）は、前記第２排出オリフィス（２８）の上方に配置されることを特徴とする請求項１に記載のベントバルブアセンブリ（１０）。
前記止め具（３６）はスチールから構成されることを特徴とする請求項１に記載のベントバルブアセンブリ（１０）。
前記止め具（３６）は球状であることを特徴とする請求項１に記載のベントバルブアセンブリ（１０）。
さらに、前記止め具（３６）を収納するための円錐面（３８）を含むことを特徴とする請求項１に記載のベントバルブアセンブリ（１０）。
前記円錐面（３８）は、ナイロンまたはアセタール樹脂のエンジニアリングプラスチックから成ることを特徴とする請求項１３に記載のベントバルブアセンブリ（１０）。
前記円錐面（３８）内底部（４６）は、およそ３°〜１０°の角度（α）で放射方向内側に傾斜していることを特徴とする請求項１０に記載のベントバルブアセンブリ（１０）。
さらに、前記フロート（２４）を移動させるスプリング力を与えるための弾性部材（３２）を含むことを特徴とする、請求項１に記載のベントバルブアセンブリ（１０）。
さらに、前記ハウジング（２０）内に配置された第３排出オリフィス（４０）を含むことを特徴とする請求項１に記載のベントバルブアセンブリ（１０）。
前記第３排出オリフィス（４０）は、前記第２排出オリフィス（２８）と並列であることを特徴とする請求項１７に記載のベントバルブアセンブリ（１０）。
前記第３排出オリフィス（４０）は、ベントバルブアセンブリ（１０）内における選択された圧力で前記第３排出オリフィス（４０）を開放するヘッドバルブを含むことを特徴とする、請求項１８に記載のベントバルブアセンブリ（１０）。
燃料タンク（１２）の内部に少なくとも部分的に配置されるベントバルブアセンブリ（１０）であって、該ベントバルブアセンブリ（１０）は、
チャンバを定めるハウジング（２０）と、
前記ハウジング（２０）から蒸気を排出するために前記ハウジング（２０）に配置された第１排出オリフィス（２６）と、
前記ハウジング（２０）内の燃料のレベルが既定のレベルに達したときに、前記第１排出オリフィス（２６）を閉鎖する手段と、
前記ハウジング（２０）内の燃料のレベルが既定のレベルに達したときに、前記第１排出オリフィス（２６）を閉鎖する前記手段を作動させるスプリング力を供給する手段と、
前記チャンバに流体連通され、前記ハウジング（２０）から蒸気を排出するか、または、前記ハウジング（２０）に蒸気を取り入れる第２排出オリフィス（２８）と、
前記ハウジング（２０）と前記燃料タンク（１２）との間の圧力差を促進させるために第２排出オリフィス（２８）を閉鎖する手段と、を含むことを特徴とするベントバルブアセンブリ（１０）。
前記第２排出オリフィス（２８）を閉じる前記手段は、円錐面（３８）に配置された球（３６）を含むことを特徴とする請求項２０に記載のベントバルブアセンブリ（１０）。
燃料タンク（１２）の内部に少なくとも部分的に配置されるベントバルブアセンブリ（１０）であって、該ベントバルブアセンブリ（１０）は、
チャンバを定めるハウジング（２０）と、
蒸気を、前記ハウジング（２０）から蒸気回収システム（１６）に排出するために前記ハウジング（２０）に配置された第１排出オリフィス（２６）と、
前記チャンバ内に配置され、前記ハウジング（２０）内の燃料のレベルが既定のレベルに達したときに、浮力の増加により前記第１排出オリフィス（２６）を閉じるように構成されたシール（３０）を含むフロート（２４）と、
前記ハウジング（２０）の上端または上端付近に配置され、前記チャンバに流体連通され、前記第１排出オリフィス（２６）と直列であり、かつ、前記第１排出オリフィス（２６）よりも小径である第２排出オリフィス（２８）と、
前記第２排出オリフィス（２８）の上方に配置され、前記ハウジング（２０）と前記燃料タンク（１２）との間の圧力差を促進させるために第２排出オリフィス（２８）を閉鎖するように構成された球状止め具（３６）と、
前記ハウジング（２０）に配置され、前記第２排出オリフィス（２８）と並列であり、かつ、ベントバルブアセンブリ（１０）内における選択された圧力で第３排出オリフィス（４０）を開放するヘッドバルブを含む第３排出オリフィス（４０）と、を含んでおり、
前記ハウジング（２０）は、前記フロート（２４）付近のハウジング内に蒸気を流入させ、かつ、前記第１排出オリフィス（２６）から蒸気を流出させる平面（２２）を含む、ことを特徴とするベントバルブアセンブリ（１０）。