JP5034084B2 - 燃料蒸気ベントバルブのフロートアセンブリと、この製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、燃料タンク用の蒸気のベントバルブに関し、特に、燃料タンクから、例えば粒状炭素材料を充填させたキャニスタのようなストレージ装置まで、燃料蒸気の流れを制御するためのフロート操作型のバルブに関する。

従来、自動車の燃料タンクに、上述のようなフロート操作型ベントバルブを提供するには、共通のアセンブリ内に多機能バルブを備えて、単一のアクセスオープニングから燃料タンクに取付けるようにして、取付部での蒸気の浸透を最小にさせることが望ましいとされている。このような多機能バルブは、燃料補給時に燃料タンク内の液体燃料の様々な高さの液面で様々な大きさのベントポートを閉じられるように、また、車両の操作時に燃料タンク内の燃料のスロッシングに対応できるように、複数のフロート操作型バルブを含んでいる。

典型的に、このような多機能フロート操作型バルブは、フロート、サイズ、移動及び浮力のかなりの範囲を必要としており、このためフロートハウジングをかなりの割合で燃料タンク内に延ばしている。この結果、ハウジングは、車両の衝突時及び／又は転覆時に側置される場合に傷付きやすく、また、ハウジングが損傷すると、燃料タンクから外部環境まで燃料の蒸気と液体を逃すことがあった。従って、バルブを損傷させるような車両の衝突や転覆時に燃料のベントポートを閉ざすように、重複した、つまりバックアップ装置を備えることが必要とされていた。

従来、フロート操作型のベントバルブに用いられる、上述のような重複した又はバックアップ装置は、フロート位置を失わせるような衝突時の側置状態から影響を受けないような方法で、メインのバルブボデー構造内に追加で取付けられるようなフロート形態で構成されていた。しかしながら、このようなバックアップバルブは、転覆時にバルブを閉ざすために、バックアップフロート部の体積が比較的に小さく、また、利用可能な慣性や重力が微小なことを考慮すると、ベントポートを閉じて、完全にシールさせるために、高度なフレキシビリティーと弾力性をバルブ部に必要としている。

従来、多機能型燃料タンクの蒸気のベントバルブ用に、車両の転覆時に蒸気ベントのバックアップ用の閉鎖を行えるように、比較的に小さなフロートの頂部に、比較的に薄いフレキシブルな弾力性のディスクを備えることが知られている。しかしながら、このような薄いディスクをフロート上に取付けて、保持することと、ディスクの中央部を露出させたままにして、弾力性を備えて、ベントポートを閉ざすようにする要求によって、ディスク形状部材をフロートに取付ける際に問題が生じていた。従って、従来、シンプルで、効果的であり、しかも低コストなように、車両の転覆時に蒸気のベントバルブのベントポートをバックアップ又は重複してシールさせるように、比較的に小さなフロート上に弾力性のバルブ部材を備えることが求められていた。尚、通常、フロート操作型の自動車の燃料タンクのベントバルブの製造時には、このタイプのバルブは“ガットレス（gutless）”フロートバルブとして参照されている。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、上記課題を解決するように、フロート操作型の燃料蒸気のベントバルブに用いるアセンブリと、燃料蒸気のベントバルブ用のフロートアセンブリの形成方法と、燃料タンクから蒸気の放出を制御するためのフロート操作型のベントバルブを提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明は、シンプルで、比較的に低コストで、かつ組付けが容易なように、燃料タンクのフロートの上面に比較的に薄い、薄片状ディスクタイプの、フレキシブルなバルブ部材を装着して、保持させるが、ディスクをこの周囲で保持させて、ディスクに備えた露出面によりベントポートのバルブシートを閉ざすようにして、転覆時に燃料タンクから燃料の蒸気や液体が逃げることを防ぐようにする。また、フロートの上方端部内の溝部と連通するように、フロートの側部に形成したスロット内から、薄片状バルブを装着させる。溝部には、このリムからラジアル方向内側に延びる部位を備えて、溝部からバルブ部材が軸方向に取外されることを防止させているが、フロートの移動方向で溝部に対するロストモーション移動を限定的にさせている。また、スロットの近くで下方に延びるタブによって、溝部内に一度装着された薄片状バルブが取外されることを防止させている。また、溝部の底部に設けた隆起面によって、下方に延びる突出部を超えて、溝部内まで薄片状バルブを装着するためには、薄片状ディスクタイプのバルブを撓ませる、又は変形させることを必要とさせている。そして、装着されると、薄片状バルブを通常の略フラットな形態に戻して、下方に延びる突出部によって溝部内に保持させている。

以下、本発明に係る好適な実施形態について添付した図を参照して説明する。
図１〜３を参照すると、参照番号１０を用いて概略的に多機能バルブアセンブリが示されている。このアセンブリはバルブボデー１２を含み、この内部に第一の蒸気のベント通路１４を形成して、この通路１４の端部にバルブシート１６を備えている。このバルブシート１６は、図示しない燃料タンクの壁部を貫通するアクセスオープニング（図示せず）を通ってバルブを配置させることに関する第一レベルに設けられている。

また、バルブボデー１２は第一フロートチャンバ１８を定めて、この内部にフロート２０を設けるが、このフロートの上方端部にフレキシブルな弾力性のバルブ部材２２を設けて、バルブフロートが上昇して、バルブ部材２２がバルブシート１６上に着座するとき、ポート１４を閉じるようにしている。

バルブボデー１２はさらに、通路１４よりも大きい、第二のベント通路２６を有するように第二バルブチャンバ２４を定めて、バルブシート１６より低いレベルに、ベント通路２６の下方端部にバルブシート２８を形成して備える。また、チャンバ２４内にフロートアセンブリ３０をスライド可能なように設ける。そして、フロート３０の上方端部に弾力性で環状のバルブ部材３２を設けて、ベント通路１４を閉じるのに要するレベル（液面）よりも低い、第二レベルにフロートが上昇したとき、バルブシート２８を閉じて、ベント通路２６を閉ざすようにする。

図２及び３を参照すると、ボデー１２の下方に延びる管状部３５内に固定されるカップ形状部材３１によって、ボデーチャンバ２４内にフロート３０を保持させることが示されている。また、リテーニングキャップ２１によって、ボデー１２の下方に延びる管状部内にフロート２０を取付けている。

ボデー１２は、環状のラジアル方向外側に延びるフランジ３６を含んでおり、任意の結合手段によって、このフランジにアダプターリング３８を固定させているが、例えば、スピン溶接や超音波溶接又は同様のプロセスによって得られる溶接部により固定させている。リング３８はインサートリング４０上でオーバーモールドされるが、このインサートリングは、溶接によって燃料タンクの外面に密着して取付けられるのに適する材料から形成されている。

カバー３４を形成する際、参照番号４２、４４、４６に示すように、複数のフルイドコネクターフィッティングを離間させて、好適には平行に備えるが、好適にはこれらを単一部材のように一体に形成する。本発明に関する好適な実施形態では、カバー３４は、任意の結合手段、例えば、超音波又はスピン溶接技術を用いた溶接部により、フランジ３６に取付けられるのに適する材料から形成される。

図２及び５を参照すると、カバー３４は、ここから下方に延びるように環状のリブ９６を有しており、環状部材６４に対して隔膜５８の周囲を密着させているが、この環状部材６４は、例えばフランジ３６に対してインサート溶接によって備えられていてもよい。

本発明に関する好適な実施形態では、環状のインサート部材６４はこの下面を凸凹状に構成して、図２に示す通路６５のように複数のクロス通路を提供させており、環状のリブ３３によってキャップ３４内に形成される環状のチャンバ３７と環状のチャンバ５６とを連通させている。環状のチャンバ３７は、通路５０と５４及びフィッティング４６と４４を連通させるコレクタ（集合部）として機能している。

上述のように、カバー３４はフィッティング４２、４６を有するが、これらは夫々通路４８、５０を定めて、カバー３４内に形成したチャンバ５２と連通している。また、フィッティング４４は、この内部にベント通路５４を形成して備えて、バルブボデー内に形成した環状の溝部又はチャネル５６と連通している。チャンバ５２は、フレキシブルな環状の隔膜５８により覆われており、隔膜は中央に剛性のセンタープレート又はバルブ部材６０を備えるが、好ましくは、インサートモールドにより備える。また、バルブ部材６０の下面には環状のフレキシブルなシール６２を備えて、溝部又は環状のチャンバ５６の内側の周囲の上方リムを密着させている。また、バルブ部材６０の中央の領域に垂直に向うようにベント通路６６を形成して備えて、クロス通路６８と連通させるが、この通路は、隔膜５８の下面、溝部５６及びフランジ８の上面に取付けられるリング３３によって形成される環状の領域と連通する。

センタープレート又はバルブ部材６０は、内部にクロス通路６８を形成して備えて、センタープレート６６を囲む隔膜５８下方の環状の領域とベント通路６６とを連通させている。

センタープレート６０の下面に弾力性のフレキシブルなシール６２を備えて、チャンバ５６を形成する環状のリブ５７の上面７０と密着させ、また、環状のリブ５７の内側の周囲７４により第三のバルブチャンバ７７の側壁を形成して、この底部に形成した開口部７６を通るようにベント通路２６と連通させる。

図４の分解斜視図で符合７８を用いて概略的に示すように、チャンバ７４は第三のフロートアセンブリを有する。

フロートアセンブリ７８はフロートボデー８０を含み、フロートボデー８０の側部にスロット８２を形成して備えて、フロートボデーの上面に形成した溝部（凹部）８４まで通るように延ばしており、また、フロートボデーの上面に複数の突出部８６を備えて、溝部内でラジアル方向内側に延ばしている。また、溝部には、スロット８２内に少なくとも一つの下方に延びる突出部（突起部）８８が形成して備えられて、バルブ部材の保持を行えるようにしているが、このことは以下において詳述する。また、図４に示すように、溝部の底部に隆起面部８５を備える。

ディスク９０形状で、弾力性のフレキシブルなバルブ部材は、スロット８２を通るように装着されて、下方に向う突出部８８の下で、溝部８４内に入って、隆起面部８５上を通るように撓まされる。そして、溝部８４内に十分に装着されると、バルブディスク９０は元のフラットな形態に戻って、隆起面８５による位置まで移動して、突出部８８によって、変形することなくディスク９０が取外されることを防ぐようにする。また、突出部８６によって、フロートの移動方向でディスク９０のロストモーションを限定的にさせる。

フロートアセンブリ７８は、隔膜のセンタープレート６８の通路６６の下方端部に形成されたバルブシート９２に対し、チャンバ内７４で垂直方向に配置されており、燃料タンク内の燃料の液面が、ベント通路２６とベント通路１８を閉じるのに要する高さよりも高い液面まで上昇するとき、バルブ部材９０をバルブシート９２と接触させるように上方移動させて、ベント通路６６を閉じるようにさせている。

図５を参照すると、センターディスク６０に小さなブリードホール９４を備えて、バルブ部材９０がバルブシート９２を閉じるとき、ここを通るように限定的な残留流体を流すことを可能にしていることが示されている。

図６を参照すると、燃料補給時に操作モードにあるバルブが示されており、この際、大きなベント通路７６、２６を通るように隔膜下の領域まで蒸気流を流しており、また、クロス通路６５を通るように、ストレージキャニスタ（図示せず）と接続されるフィッティング４４内のベント通路５４と流通させている。

図７を参照すると、蒸気はブリードホール９４と隔膜のセンタープレートを通るように流れて、隔膜の上方の領域５２に流れて、燃料タンクのフィラーチューブ（図示せず）の上方端部に対する再循環ラインに接続されるフィッティング４６内の通路５０を通るように外側に流れている。

図８を参照すると、図示されたバルブではフロート２０は下げられており、ベント通路１４を通るように隔膜の下面と流通させている。また、シール６２は下方つまり閉じた位置にあり、フロートアセンブリ７８は下げられており、隔膜のプレート内のベント通路６６と、クロス通路６８を通って、シール６２を囲む外側の環状領域に流体を向かわせており、さらにクロス通路６５を通って外側に、ロールオーバーバルブ（ＲＯＶ）（図示せず）と連通するフィッティング４２内の通路４８に流れている。

図９を参照すると、図示されたフロートアセンブリ７８は下方の位置にあり、蒸気流をベント通路６６と隔膜のセンタープレートとクロス通路６８とクロス通路６５を通るように流して、図示しないキャニスタと接続される通路５４と流通させている。

故に、本発明は、燃料補給時に燃料タンク内で燃料の液面が上がるに従って、様々なサイズのベント通路を塞ぐように複数のフロートを有するタイプの、多機能型燃料蒸気ベントバルブを提供する。そして、本発明は、燃料が所望の充満の液面高さに達したとき、ベント通路を閉じるようにフロートアセンブリを構成するが、フロートボデーにスロットを備えて、フレキシブルで、比較的に薄い、ディスク形状のバルブ部材をスロット内から装着させ、溝部内でバルブ部材の上面を露出させる。バルブ部材は、装着時に撓まされて、下方に延びる突出部と溝部内の隆起面部を超えて進むが、これらによってディスクは溝部内で撓まされない状態に戻って溝部内で保持される。また、ラジアル方向内側に延びる突出部によってディスクを溝部内に保持させて、フロートの移動方向でロストモーションを限定的にさせる。

以上、本明細書に添付した図を参照しながら、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明に対して修正や変更を加えることは可能であり、本発明は、本明細書に添付した特許請求の範囲によってのみ限定されることを理解されたい。

本発明の実施形態に用いられるバルブアセンブリを示す斜視図である。 図１の２−２線に沿って示された断面図である。 図１のアセンブリの分解斜視図である。 カバーを取外したときの、図１に示したアセンブリの斜視図である。 図２の５−５線に沿って示された断面図である。 燃料補給時にフロート操作型のバルブの位置を示すように、一部取外した状態の図１に示したアセンブリの斜視図である。 黒い矢印で蒸気の循環流を示す、図６と同様の図である。 エンジン操作時に小さなフロート操作型のバルブを通る蒸気流を示す、図６と同様の図である。 エンジン操作時に大きなベント通路を通る蒸気流を示す、図６と同様の図である。

符号の説明

１０ 多機能バルブアセンブリ
７８ フロート
８０ フロートボデー
８２ スロット
８４ 溝部
８５ 構造（隆起部、突出部）
８６ 突出部
８８ 構造（突出部）
９０ バルブ部材（インサート）

Claims (14)

1. （ａ）上面を有し、該上面に凹部（８４）が形成され、該凹部（８４）の周囲から内側に向かって延びる突出部（８６）が形成されたフロート（７８）と、
   （ｂ）前記フロート（７８）の側面に形成されて前記凹部（８４）に連通するスロット（８２）と、
   （ｃ）前記スロット（８２）を通して前記凹部（８４）内に挿入されるフレキシブルなバルブ部材（９０）と、
   （ｄ）前記バルブ部材（９０）を前記凹部（８４）内に位置決めし、かつ、前記フロートの移動方向における該フロートに対するロストモーションを制限して保持する構造とを備え、
   前記構造は、前記スロット（８２）内に形成された少なくとも１つの下方に延びる突起部（８８）と、前記凹部の底部に形成された隆起部（８５）とを有し、前記スロット（８２）から挿入された前記バルブ部材（９０）は、前記突起部（８８）の下側を通り、撓ませられながら前記隆起部（８５）の上側を通って前記凹部（８４）内に挿入され、フラットな形状に戻り、前記突起部（８８）によって取外されないように保持され、前記突出部（８６）と前記隆起部（８５）との間でロストモーションが制限されることを特徴とするフロート操作型の燃料蒸気のベントバルブに用いるアセンブリ。
2. 前記突出部（８６）は、複数の径方向内側に延びる突出部を含むことを特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。
3. 前記バルブ部材（９０）は、比較的薄いディスク形状を有することを特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。
4. 前記バルブ部材（９０）は、弾力性の材料から形成されることを特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。
5. 前記フロートは、その下面に形成された複数のポケットを有していることを特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。
6. 前記フロートは、その側部に形成された案内面を有して、該案内面をバルブボデーの対応する表面に係合させて、その移動を案内するようになっていることを特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。
7. （ａ）上面を有し、該上面に凹部（８４）が形成され、該凹部（８４）の周囲から内側に向かって延びる少なくとも１つの突出部（８６）を有するフロート（７８）を形成し、更に、前記凹部（８４）の底部に隆起部（８５）を形成し、
   （ｂ）前記フロート（７８）の側面に前記凹部（８４）に連通するスロット（８２）を形成し、更に、該スロット（８２）内に下方に延びる少なくとも１つの突起部（８８）を形成し、
   （ｃ）フレキシブルなバルブ部材（９０）を前記スロット（８２）に挿入して前記凹部（８４）内に位置決めし、かつ、前記フロートの移動方向における該フロートに対するロストモーションを制限して保持し、
   前記スロット（８２）から挿入された前記バルブ部材（９０）は、前記突起部（８８）の下側を通り、撓ませられながら前記隆起部（８５）の上側を通って前記凹部（８４）内に挿入され、フラットな形状に戻り、前記突起部（８８）によって取外されないように保持され、前記突出部（８６）と前記隆起部（８５）との間でロストモーションが制限されることを特徴とする燃料蒸気のベントバルブ用のフロートアセンブリの製造方法。
8. フレキシブルな前記バルブ部材（９０）を前記スロット（８２）に挿入するステップは、前記バルブ部材（９０）を弾力性の材料で形成することを含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 前記フロートを形成するステップは、前記フロートの側部に少なくとも１つの案内面を形成することを含み、該案内面をバルブボデーの対応する表面にスライド可能に案内することを特徴とする請求項７に記載の製造方法。
10. 前記フロートを形成するステップは、前記フロートの下面に複数のポケットを形成することを含むことを特徴とする請求項７に記載の製造方法。
11. （ａ）蒸気のベント通路を形成し、燃料タンクの壁部のアクセスオープニングに取付けられるバルブボデー構造であって、前記バルブボデー構造が前記アクセスオープニングに装着されたとき、前記タンク内の第１の深さに配置される第１のバルブシートと、前記第１の深さよりも高い第２の深さに配置される第２のバルブシートとを含み、前記第１及び第２のバルブシートが前記ベント通路に接続するバルブボデー構造と、
    （ｂ）前記バルブボデー構造にスライド可能に配置され、前記燃料タンク内の燃料が第１レベルまで上昇したとき、前記第１のバルブシートを閉じるように作用する第１フロートと、
    （ｃ）前記バルブボデー構造にスライド可能に配置され、燃料が前記第１のレベルよりも高い第２のレベルまで上昇したとき、前記第２のバルブシートを閉じる第２フロートとを備え、
    前記第２フロートは、その上面に形成された凹部を含み、前記凹部内にフレキシブルなバルブ部材が表面部分を露出させて保持され、前記第２フロートが上方に移動して、露出された前記表面部分が前記第２のバルブシートを閉じるようにされ、また、
    前記第２フロートは、前記凹部（８４）の周囲から内側に向かって延びる突出部（８６）と、前記第２フロートの側面に形成されて前記凹部（８４）に連通するスロット（８２）と、該スロット（８２）内に形成された少なくとも１つの下方に延びる突起部（８８）と、前記凹部の底部に形成された隆起部（８５）とを有し、
    前記バルブ部材が前記スロット（８２）から挿入されて、前記突起部（８８）の下側を
    通り、撓ませられながら前記隆起部（８５）の上側を通って前記凹部（８４）内に挿入され、フラットな形状に戻り、前記突起部（８８）によって取外されないように保持され、前記突出部（８６）と前記隆起部（８５）との間でロストモーションが制限されることを特徴とする燃料タンクからの蒸気の放出を制御するためのフロート操作型ベントバルブ。
12. 前記第１のバルブシートは、第１ベント通路に連通し、前記第２のバルブシートは、第２ベント通路に連通することを特徴とする請求項１１に記載のベントバルブ。
13. 前記バルブ部材は、比較的薄いディスクからなることを特徴とする請求項１１に記載のベントバルブ。
14. 前記バルブ部材は、弾力性の材料から形成されることを特徴とする請求項１１に記載のベントバルブ。

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