JP3633969B2

JP3633969B2 - 原動付自動車の燃料タンク機構のパイロツト制御弁

Info

Publication number: JP3633969B2
Application number: JP25595294A
Authority: JP
Inventors: ベーケハラルド
Original assignee: ビルケルトベルケゲーエムベーハーウントツエーオー
Priority date: 1993-09-16
Filing date: 1994-09-14
Publication date: 2005-03-30
Anticipated expiration: 2020-03-30
Also published as: DE59401907D1; DE4331568A1; EP0645343B1; JPH07205862A; DE4331568C2; US5551664A; EP0645343A1

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は原動付自動車の燃料タンク機構のパイロツト制御弁に関する。
【０００２】
本発明は尚詳細には弁胴部と弁閉鎖部材と少なくとも１つのパイロツト弁体とを備え、弁胴部は入口ダクトと出口ダクトと環状弁座と環状弁座を囲繞する環状ダクトとを有し、弁閉鎖部材が圧縮バネにより環状弁座に対し当接可能に環状弁座へ向かつて押圧され、弁閉鎖部材の弁座から遠い側には圧力等化空間が具備され、圧力等化空間は流体の流通可能に少なくとも１つの圧力等化ダクトを介し入口ダクトと連通され、少なくとも１つのパイロツト弁体により圧力等化空間と出口ダクトとの間での流体流通が制御されるように構成された原動付自動車の燃料タンク機構のパイロツト制御弁に関する。
【０００３】
【従来の技術】
一般にこの種のパイロツト制御弁の場合、弁プレートとして設けられた弁閉鎖部材ではその両側面に流体圧が作用すると共に、弁座に対し弁閉鎖部材を当接する力が押圧バネのバネ力が付与される。このときパイロツト弁体は逆圧に対し充分な抗力を持たず、何らかの理由で出口ダクト側の流圧が圧力等化空間内の圧力に比べ顕著に越しバネ力より大になると、弁閉鎖部材が弁座から離間され、燃料が再び入口ダクトへ流動する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この場合原動付自動車の燃料タンク機構に課せられた規制に基づき、正確な計測を保証する必要がある。即ち燃料の逆流を防止する手段を具備させる必要があり、原動付自動車の燃料タンク機構に計測を終えた燃料の逆流を防止すべく逆止め弁が付加される。且つ逆止め弁と計測弁との間に燃料が存在しており、例えば逆止め弁内が太陽熱を受けて膨張されるため、所定の流体圧を越えたとき計測弁に対し解放状態になる過圧弁が設けられる。
【０００５】
しかして上述のパイロツト制御弁は総じて構成が複雑であり、製造ないしは保守の面で煩雑な点が多かつた。
【０００６】
本発明の目的は計測の終つている燃料の流路内には格別の逆止め弁を付設することなく、パイロツト制御弁を通る計測燃料の逆流を防止することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば上記の目的は、弁胴部（１０、１２）と弁閉鎖部材（２４）と少なくとも１つのパイロツト弁体とを備え、弁胴部（１０、１２）は入口ダクト（１４）と出口ダクト（１６）と環状弁座（２０）と環状弁座（２０）を囲繞する環状ダクト（１８）とを有し、弁閉鎖部材（２４）が圧縮バネ（２６）により環状弁座（２０）と係合可能に環状弁座（２０）に対し押圧され、弁閉鎖部材（２４）の環状弁座（２０）から遠い側には圧力等化空間（２２）が具備され、圧力等化空間（２２）は流体の流通可能に少なくとも１つの圧力等化ダクト（５２）を介し入口ダクト（１４）と連通され、少なくとも１つのパイロツト弁体により圧力等化空間（２２）と出口ダクト（１６）との間の流路（４２）での流体流通が制御され、逆止め弁（５４、５６）が圧力等化空間（２２）から入口ダクト（１４）への流れ方向に対し圧力等化ダクト（５２）を閉鎖可能にするよう圧力等化ダクト（５２）内に配設されてなり、さらに弁胴部（１０、１２）内に一体に形成される過圧弁（６６、６８）を備え、過圧弁（６６、６８）の、弁閉鎖部材（２４）によって規定される出口側において、弁閉鎖部材（２４）を挟んで反対側に位置する入口側の圧力を所定量だけ超える圧力が生じたとき、過圧弁（６６、６８）は入口ダクト（１４）と流体連通可能にされてなる原動付自動車の燃料タンク機構のパイロツト制御弁により達成される。
【０００８】
簡潔に言えば、パイロツト制御弁を構成するに当たり、圧力等化空間から入口ダクトへの流体の流れ方向に流体流動を遮断する逆止め弁が配設されることになる。
【０００９】
【作用】
本発明の独特の構成によれば、入口ダクトから出口ダクトへの流体の流れ方向に流体が送入されるときは弁閉鎖部材の両側間の流体圧が等しくされ得、一方流体の流れ方向が上記と反対方向であるときは、圧力等化により圧力等化ダクトが逆止め弁により閉鎖されることになる。このため、パイロツト制御弁によつて逆圧に対し効果的な密封作用が与えられ、別個に逆止め弁を設ける必要がなくなる。
【００１０】
また本発明の好適な実施例によれば、圧力等化ダクトが弁閉鎖部材を貫通して延び、逆止め弁が弁閉鎖部材に設けられた簡潔な構成のものが得られる。
【００１１】
更に本発明によるパイロツト制御弁は遮断状態にあるとき燃料がパイロツト制御弁内に内蔵され得、また本発明による好適な実施例によれば、内蔵された燃料の熱膨張が補助装置を用いることなく対応し得、過圧弁が弁胴部内に配設されていて、出口側で弁閉鎖部材に形成され入口側の圧力より所定の圧力だけ高い圧力が生じたときに、入口ダクトへの流体を制御する。
【００１２】
当該過圧弁の、特に簡潔な構成によれば、過圧弁は逃がしダクト内に配置されていて、逃がしダクトがパイロツト弁体内の流路から分岐され、入口ダクトと連通される。
【００１３】
また更に本発明によれば、弁閉鎖部材が弁プレートあるいはダイアフラムとして構成され、導入される流体が弁座に対しあるいは弁座を越えて送られるよう構成可能であり、計測が２工程（粗計測および密計測）あるいはこのような工程なしで実行されるよう構成できる。本発明の特に好ましい実施例の一によれば、弁体の移動を行うことなく、比例電磁弁として構成された１つのパイロツト弁体のみを用いて計測が達成され得る。
【００１４】
加えて導入流体が弁座に対向する、即ち全ての必要な制御穴およびダクトが具備され、圧力等化空間が弁部材を構成する２つのハウジング部の一方内に配設され、環状チヤンバが出口ダクトと連通される構成も採用可能である。
【００１５】
【実施例】
図１には本発明による原動付自動車の燃料タンク機構を持つパイロツト制御弁の一実施例が示されており、この場合弁胴部は２つの一体化されたハウジング部１０、１２からなる。ハウジング部１０内には入口ダクト１４と、出口ダクト１６とこの出口ダクト１６と連通する環状ダクト１８とが配設される。環状ダクト１８により環状弁座２０が囲繞され、環状弁座２０には入口ダクト１４が解放されている。
【００１６】
ハウジング部１２内には円筒状の圧力等化空間２２が形成される。圧力等化空間２２内には弁プレートとして設計された弁閉鎖部材２４が収容され、弁閉鎖部材２４が円周部が密封され且つ軸方向に摺動可能なピストンとして形成される。圧縮バネ２６は一端部が弁閉鎖部材２４に、他端部が弁閉鎖部材２４と対向する圧力等化空間２２に壁面に夫々当接されている。このとき圧縮バネ２６が存在するため、弁閉鎖部材２４が環状弁座２０に対し押圧され得る。
【００１７】
パイロツト制御弁は図示の実施例では２工程で流量を測定するよう設計され、２つのパイロツト弁体３０、３２を備えている。パイロツト弁体３０の弁空間３４は穴部３６を介し圧力等化空間２２と連通される。パイロツト弁体３２の弁空間３８は穴部４０を介し圧力等化空間２２に連通されている。またパイロツト弁体３０の弁空間３４は着座に伴い囲繞される制御穴４１を介し制御ダクト４２の第１の部分と連結され、制御ダクト４２はハウジング部１２の、パイロツト弁体３０、３２と隣接する部分内においてハウジング部１２の外側へ延び、且つ圧入ボール４４により遮断される。また制御ダクト４２はその第１の部分に対し直角に配置される２つのダクト部４３、４５に連通され、ダクト部４３、４５は環状ダクト１８内へ向かつて開口している。更にパイロツト弁３２の弁空間３８は制御穴４６を介し制御ダクト４２に連通される。断面で見て制御穴４６は制御穴４１より小さく設けられる。制御穴４６もまた制御ダクト４２から遠い側部を有していて弁座を形成している。これらの弁座と協働するため、各パイロツト弁体３０、３２は電磁弁（図示せず）により作動可能な弁部材４８、５０を夫々有している。
【００１８】
圧力等化ダクト５２は環状弁座２０に対しこれと同軸上に貫通して延び、圧力等化ダクト５２を介し入口ダクト１４が圧力等化空間２２と連通される。圧力等化ダクト５２の、圧力等化空間２２と対向する一端部は環状弁座５４により囲繞され、弁ボール５６は圧縮バネ５８により環状弁座５４に対し保持される。このとき圧力等化ダクト５２を介し入口ダクト１４から圧力等化空間２２への流れ方向にのみの流体の流動を許容する逆止め弁を構成する。
【００１９】
逃がしダクト６０は制御ダクト４２から分岐され、互いに垂直をなす２つのダクト部からなり、一方のダクト部は制御ダクト４２側に配置され、過圧弁を有しており、他方のダクト部６２はハウジング部１０の隣接壁の穴部６４と整合され、入口ダクト１４内に開口している。過圧弁は弁ボール６６を有し、弁ボール６６は逃がしダクト６０内の弁座に対し圧縮バネ６８を介して押圧される。圧縮バネ６８の、弁ボール６６から遠い一端部はボール７０’に係止され、制御ダクト７０は逃がしダクト６０内に押し込められ外部に対しダクト６０を遮断している。
【００２０】
原動付自動車の燃料タンク機構のポンプ（図示せず）により運ばれる流体燃料は、圧縮バネ５８のバネ力に抗して入口ダクト１４を経、弁部材内に導入され、弁ボール５６は弁座５４から離間し、燃料が圧力等化ダクト５２を経て圧力等化空間２２内に導入される。これらにより弁閉鎖部材２４が流体圧により両側で作用され、一方圧力等化空間２２側では更に圧縮バネ２６の作用を受け、従つて弁閉鎖部材２４が環状弁座２０に当接されて係合保持され、弁は遮断状態になる。
【００２１】
原動付自動車の燃料タンク機構の燃料ポンプノズル（図示せず）内のスイツチにより、パイロツト弁体３０の電磁弁が作動される。弁部材４８はこれに対応する弁座に対し上動され、圧力等化空間２２からダクト３６、弁空間３４、制御穴４１および制御ダクト４２を経て出口ダクト１６へ向かう流路が形成される。パイロツト弁体３０はこの流路を流れる流量を制御する。燃料が圧力等化空間から出口ダクト１６へ流体の流動が可能であるから、弁閉鎖部材２４はその圧力等化空間２２側において解放され、流体圧がその対向側より高くなり、弁閉鎖部材２４が環状弁座２０から上動される。しかして流体が入口ダクト１４および環状弁座２０を経て環状ダクト１８内に導入され、更に出口ダクト１６へ送られる。
【００２２】
パイロツト弁体３２は実際上はパイロツト弁体３０より正確に計測動作を行うが原理上は同一あるから、ここでは動作の必要はないであろう。
【００２３】
出口ダクト１６内の流体圧が何らかの理由で入口ダクト１４内の流体圧より高くなるとき、圧力等化空間２２内の流体圧は高い方の値になり、弁ボール５６が移動されて圧縮バネ５８が弁座５４に保持せしめられ、圧力等化ダクト５２が閉鎖される。従つて弁閉鎖部材２４は環状弁座２０に当接され、保持される。これにより弁体は逆圧力に対し好適に抗することになる。
【００２４】
例えば太陽光線により弁部材に含まれる燃料が高いゲージ圧まで加熱されると、このとき生じる圧力が弁ボール６６に作用し、圧縮バネ６８が所定の過圧圧力、即ちゲージ圧に屈し、逃がしダクト６０が入口ダクト１４に対し解放される。
【００２５】
図２に示す他の実施例の場合、環状ダクト１８が入口ダクト１４と連通され、出口ダクト１６が環状弁座２０により囲繞される。また、２つの圧力等化ダクト５２Ａ、５２Ｂが弁閉鎖部材２４を貫通して延び、各々弾性弁フラツプ５３Ａ、５３Ｂにより圧力等化空間２２と隣接するにおいて端部遮断（流路の）が可能になる。
【００２６】
また図２の構成においては、図３に示される如く２つの逆止め弁の夫々を図１の実施例と同様にボール弁として構成できる。
【００２７】
図４に示す他の実施例の場合、弁閉鎖部材が圧縮バネ２６を支承する堅牢な中間部分２４Ａとこの中間部分２４Ａに結合され、外周部がハウジング部１０、１２間に固定される環状ダイアフラム２４Ｂとから構成されてなる。
【００２８】
図５〜図７の各実施例の場合、１つのパイロツト弁体３０のみが具備される。パイロツト弁体３０は燃料を単一のパイロツト弁により正確に計測可能な歩進動作を行わない比例電磁弁として好適に構成される。
【００２９】
図５に示されるパイロツト制御弁においては、弁閉鎖部材２４が堅牢な弁プレートで形成される。図１による実施例の如く、環状ダクト１８は出口ダクト１６に連通される。制御ダクト４２から直接逃がしダクト６０が分岐され、逃がしダクト６０は弁ボール６６を有した過圧弁を介しハウジング部１０内の連通ダクトと結合され、連通ダクトは入口ダクト１４内において解放状態にされる。パイロツト弁体３０の弁空間３４は穴部３６を介し圧力等化空間２２に連通され、弁空間３４により弁座が囲繞され、弁座において制御ダクト４２と連通される穴部４０が開口される。この実施例では、燃料計測がパイロツト弁体３０の電磁弁へ供給される励磁電流のパルス幅変調により制御され得る。
【００３０】
図６および図７の夫々の他の実施例の場合、環状ダクト１８が入口ダクト１４と連通されている。更に弁閉鎖部材２４は堅牢なプレートを介在させて中間部が堅固なダイアフラムとして構成される。逆止め弁は図２の場合の如く弾性弁フラツプ５３Ａ、５３Ｂにより構成される。異なるダクトおよび穴部が図５と同様に配置され構成されるが、逃がしダクト６０が常に入口ダクト１４と連通状態にあるため過圧弁の位置が変えられる。
【００３１】
図７の他の実施例の場合、弁閉鎖部材２４は図２の実施例と同様の構成をもつて堅牢な弁プレートとして構成できる。この構成の特徴はパイロツト弁体３０により制御される流路が弁閉鎖部材２４に対し同軸に貫通する制御ダクト７０を有し、制御ダクト７０の一端部は圧力等化空間２２内に開口し、環状弁座７２により囲繞され、パイロツト弁体３０の弁部材７４は環状弁座７２と直接協働することにある。弁部材７４は環状弁空間７６により囲繞され、環状弁空間７６から制御ダクト７８が分岐され、制御ダクト７８は逃がしダクト６０を介し入口ダクト１４に連通され得、逃がしダクト６０は制御ダクト７８に対し垂直に延び弁ボール６６を有する過圧弁の制御を受ける。
【００３２】
【発明の効果】
この特に簡潔なパイロツト制御弁の場合、全ての制御穴およびダクトがハウジング部１２内に配設されるので、製造が簡素化でき、且つ計測燃料の逆流を有効に防ぎ得、低廉化を図る上、計測精度の向上を図る等々の効果を達成する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の一の実施例による弁の断面図である。
【図２】図２は弁プレートとしての弁部材の拡大断面図である。
【図３】図３は逆止め弁を有し、弁閉鎖部材を貫通して延びる。図１のパイロツト制御弁の圧力等化ダクトの詳細な部分断面図である。
【図４】図４は本発明による他の実施例の簡略説明図である。
【図５】図５は本発明による更に他の実施例の簡略説明図である。
【図６】図６は本発明による更に他の実施例の簡略説明図である。
【図７】図７は本発明による更に他の実施例の簡略説明図である。
【符号の説明】
１０ハウジング部
１２ハウジング部
１４入口ダクト
１６出口ダクト
１８環状ダクト
２０環状弁座
２２圧力等化空間
２４弁閉鎖部材
２４Ａ中間部
２４Ｂ環状ダイアフラム
２６圧縮バネ
３０パイロツト弁体
３２パイロツト弁体
３４弁空間
３６穴部
３８弁空間
４０穴部
４１制御穴
４２制御ダクト
４３ダクト部
４４圧入ボール
４５ダクト部
４６制御穴
４８弁部材
５０弁部材
５２圧力等化ダクト
５２Ａ圧力等化ダクト
５２Ｂ圧力等化ダクト
５３Ａ弾性弁フラツプ
５３Ｂ弾性弁フラツプ
５４逆止め弁
５６弁ボール
５８圧縮バネ
６０逃がしダクト
６２ダクト部
６４穴部
６６弁ボール
６８圧縮バネ
７０制御ダクト
７０’ ボール
７２環状密封弁座
７４弁部材
７６環状弁空間
７８制御ダクト

Claims

弁胴部（１０、１２）と弁閉鎖部材（２４）と少なくとも１つのパイロツト弁体とを備え、弁胴部（１０、１２）は入口ダクト（１４）と出口ダクト（１６）と環状弁座（２０）と環状弁座（２０）を囲繞する環状ダクト（１８）とを有し、弁閉鎖部材（２４）が圧縮バネ（２６）により環状弁座（２０）と係合可能に環状弁座（２０）に対し押圧され、弁閉鎖部材（２４）の環状弁座（２０）から遠い側には圧力等化空間（２２）が具備され、圧力等化空間（２２）は流体の流通可能に少なくとも１つの圧力等化ダクト（５２）を介し入口ダクト（１４）と連通され、少なくとも１つのパイロツト弁体により圧力等化空間（２２）と出口ダクト（１６）との間の流路（４２）での流体流通が制御され、逆止め弁（５４、５６）が圧力等化空間（２２）から入口ダクト（１４）への流れ方向に対し圧力等化ダクト（５２）を閉鎖可能にするよう圧力等化ダクト（５２）内に配設されてなり、さらに弁胴部（１０、１２）内に一体に形成される過圧弁（６６、６８）を備え、過圧弁（６６、６８）の、弁閉鎖部材（２４）によって規定される出口側において、弁閉鎖部材（２４）を挟んで反対側に位置する入口側の圧力を所定量だけ超える圧力が生じたとき、過圧弁（６６、６８）は入口ダクト（１４）と流体連通可能にされてなる原動付自動車の燃料タンク機構のパイロツト制御弁。
圧力等化ダクト（５２）が弁閉鎖部材（２４）を貫通して延設されてなる請求項１のパイロツト制御弁。
過圧弁（６６、６８）は入口ダクト（１４）に連通された逃がしダクト（６０）内に配設され、逃がしダクト（６０）は流路（４２）から分岐して設けられ、流路（４２）がパイロツト弁体（３０、３２）により制御可能である請求項１のパイロツト制御弁。
逆止め弁（５４、５６）が圧力等化空間（２２）への圧力等化ダクト（５２）の開口部を囲繞する環状密封弁座（５４）と圧縮バネ（５８）により押圧され、環状密封弁座（５４）に当接可能な弁ボール（５６）とで構成されてなる請求項１〜３のいずれか１のパイロツト制御弁。
逆止め弁が圧力等化空間（２２）側の圧力等化ダクト（５２）への開口部を囲繞する環状密封弁座と環状密封弁座に対し弾性的に保持される弁フラツプ（５３Ａ、５３Ｂ）とで構成されてなる請求項１〜３のいずれか１のパイロツト制御弁。
複数の圧力等化ダクト（５２Ａ、５２Ｂ）を備え、各圧力等化ダクト（５２Ａ、５２Ｂ）が弁閉鎖部材（２４）を貫通して延び、且つこれらに対応する弾性弁フラツプ（５３Ａ、５３Ｂ）を具備してなる請求項１〜５のいずれか１のパイロツト制御弁。
弁閉鎖部材（２４）が弁プレートとして設けられてなる請求項１〜６のいずれか１のパイロツト制御弁。
弁閉鎖部材（２４）はダイアフラム（２４Ｂ）として設けられ、ダイアフラムの外側縁部が弁胴部（１０、１２）内に保持され、ダイアフラムの堅牢中間部（２４Ａ）が圧縮バネ（２６）に当接されてなる請求項１〜６のいずれか１のパイロツト制御弁。
２つのパイロツト弁体（３０、３２）により圧力等化空間（２２）と出口ダクト（１６）との間において開口寸法の異なる流体連結部（４０、４６）が制御可能に設けられてなる請求項１〜８のいずれか１のパイロツト制御弁。
弁胴部は第１および第２のハウジング部（１０、１２）でなり、第１のハウジング部（１０）は入口ダクト（１４）と出口ダクト（１６）と環状ダクト（１８）とを有し、第２のハウジング部（１２）内には圧力等化チヤンバ（２２）とパイロツト弁体（３０、３２）により制御される流路（４２）とが具備されてなる請求項１〜９のいずれか１のパイロツト制御弁。
第２のハウジング部（１２）内に過圧弁（６６、６８）が配設されてなる請求項１０のパイロツト制御弁。
環状ダクト（１８）は出口ダクト（１６）と連通され、パイロツト弁体（３０、３２）の制御を受ける流路（４２）が少なくとも第２のハウジング部（１２）内に完全に形成され、流路から分岐する逃がしダクト（６０）が第２のハウジング部（１２）から第１のハウジング部（１０）を経て出口ダクト（１６）まで延設されてなる請求項１１のパイロツト制御弁。
環状ダクト（１８）は入口ダクト（１４）と連結され、パイロツト弁体（３０、３２）の制御を受ける流路（４２）から分岐した逃がしダクト（６０）が少なくとも第２のハウジング部（１２）内に形成され、流路が第２のハウジング部（１２）から第１のハウジング部（１０）を経て出口ダクト（１６）まで延設されてなる請求項１１のパイロツト制御弁。
環状ダクト（１８）が入口ダクト（１４）と連通され、パイロツト弁体（３０）の制御を受ける流路（７０）が弁閉鎖部材（２４）の中間部を経て延び、流路（７０）における圧力等化空間（２２）の開口部がパイロツト弁体（３０）の環状弁座（７２）により囲繞され、弁部材（７４）が環状弁座（７２）と直接協働可能に設けられてなる請求項１〜１２のいずれか１のパイロツト制御弁。
パイロツト弁が歩進動作を行わない比例電磁弁で構成されてなる請求項１〜１４のいずれか１のパイロツト制御弁。