JP5989012B2 - 燃料弁 - Google Patents

Description

本発明は、燃料弁に関し、より具体的には、過圧安全弁（ＯＰＲ）、及び時折圧力保持機能、ＨＰＦとも呼ばれる圧力保持弁（ＰＲＶ）と組み合わされたロールオーバー弁（ＲＯＶ）に関する。

様々なロールオーバー燃料弁、さらには他の機能と組み合わされたものが知られている。

例えば、特許文献１は、流体入口及び流体出口を有するハウジングを備えるロールオーバー通気弁を開示しており、流体出口は、弁座により境界されるハウジングの実質的に細長いスリット状の出口開口を備える。さらに、ハウジング内に位置し、ハウジング内で入口と出口との間で軸線方向に変位可能な浮遊部材が提供され；細長い可撓性閉鎖膜ストリップが、その一端において出口に隣接する浮遊部材の端部に固定され、その一部において出口に対してオフセットされ；ばね付勢手段が、ハウジング内に位置し、浮遊部材を出口の方向にばね付勢するように浮遊部材を支持し；それにより、ばね付勢は、浮遊部材に作用する浮力と共に、膜ストリップを出口開口との密閉係合まで押し込む傾向を有し、一方、浮遊部材に作用する重力は、ストリップを出口との密閉係合から徐々に引き離すように浮遊部材を出口から離れて変位させる傾向を有する。

特許文献２は、流体入口及び流体出口が形成されたハウジングと、ハウジングの出口開口を境界する弁座と、密閉部材を備える浮遊部材とを備えるロールオーバー通気弁に関し、浮遊部材は、ハウジング内に受容され、密閉部材が出口開口の弁座を密閉支持して流体出口を密閉する密閉位置と、密閉部材が弁座から外れ、それにより流体出口が流体入口と流体連通する開位置との間で軸線方向に変位可能であり；圧力保持デバイスが、弁座と流体出口との中間に延在し、それにより、流体入口と流体出口との間の圧力差が圧力の最小閾値を超えない限りその間の流体流を遮断し；一方向流体入口弁が、前記流体出口と流体連通して、流体入口において圧力が不足している場合には実質的に高い流量での流体入口への流体流を可能とし、一方向流体入口弁は、ハウジングの壁部分を通して提供され、ロールオーバー通気弁の流体出口と流体連通する入口ポートと、ハウジングに固定されたケージ閉鎖部を通して提供され、ロールオーバー通気弁の流体入口と流体連通する出口ポートとを有するケージを備え、ケージ閉鎖部及び壁部分は、その間に、密閉部材が自由に保持され、それにより入口ポートの密閉固定とそこからの離脱との間で、隙間内で変位及び変形可能である隙間を画定する。

米国特許第５７３８１３２号明細書 米国特許第８１０９２８５号明細書

本発明の目的は、過圧安全弁（ＯＰＲ）及び圧力保持弁（ＰＲＶ）と統合されたロールオーバー弁（ＲＯＶ）を提供することである。

本発明は、ロールオーバー弁（ＲＯＶ）と過圧安全弁（ＯＰＲ）と圧力保持弁（ＰＲＶ）とを収容する一様な弁ハウジングを備えている燃料弁において、圧力保持ディスクが、弁ハウジングの頂部チャンバの内部において、圧力保持ディスクが流路の出口ポート全体に密閉状態で当接する通常時の閉位置と開位置との間で略軸線方向に変位可能とされ、圧力保持ディスクが、燃料弁の圧力解放ポートを少なくとも部分的に囲んでいる切欠部分を有している燃料弁を提供する。

具体的には、ロールオーバー弁（ＲＯＶ）と過圧安全弁（ＯＰＲ）と圧力保持弁（ＰＲＶ）とを収容する一様な弁ハウジングを備えている燃料弁において、弁ハウジングが、弁入口を具備する底部チャンバと弁出口を具備する頂部チャンバとの間に延在している流路を形成している隔壁を有しており、底部チャンバが、バネが装填された浮遊部材を収容しており、浮遊部材が、浮遊部材の密閉ヘッドが流路の入口ポートに密閉状態で係合される閉位置と、密閉ヘッドが入口ポートから係合解除される通常時の開位置との間において軸線方向に変位可能とされ、圧力解放ポートが、底部チャンバと弁出口との間に延在しており、頂部チャンバの内部において密閉状態で係合されるように付勢された密閉プランジャによって、通常時に密閉されており、圧力保持ディスクが、頂部チャンバの内部において、圧力保持ディスクが流路の出口ポート全体に密閉状態で当接される通常時の閉位置と開位置との間で、略軸線方向に変位可能とされ、圧力保持ディスクが、圧力解放ポートを少なくとも部分的に囲んでいる切欠部分を有している燃料弁が提供される。

以下の特徴及び構成の任意の１つ以上が、組み合わせて、又は独立して、本発明における弁に組み込まれてもよい。

燃料弁は、燃料タンクの任意の場所でのアセンブリ用に構成され、具体例として燃料タンクの燃料送達モジュールを設定する。

圧力保持ディスクの解放部分が、三日月状又はＵ字状又はエンドウマメ状の形態とされる。

路の出口ポートは、隔壁の上面から張り出した環状リムを有しており、環状リムが、閉位置にある場合に圧力保持ディスクに密閉状態で当接される。

隔壁は、上面から上方に延在している少なくとも１つのディスク支持体を有しており、
少なくとも１つのディスク支持体が、流路の環状リムの僅かに下方に延在している。少なくとも１つのディスク支持体が、圧力保持ディスクが頂部チャンバの内部において保持されることを防止するために設けられている。

少なくとも１つのディスク支持体が、環状の支持体若しくは分割された支持体として構成されており、又は複数の突出部として構成されている。

圧力保持ディスクが、解放部分とは略反対側において取り除かれた円セグメントを有しており、これにより圧力を急速に解放することができる。

燃料弁の頂部キャップが、頂部チャンバの内部に延在している少なくとも１つの突出部を有しており、開位置において圧力保持ディスクの変位を制限する。少なくとも１つの突出部が、頂部キャップの底面から延在している。

圧力保持ディスクの形状、厚さ、及び重量が、燃料タンクの充填中に圧力保持ディスクが通常時の閉位置から開位置に変位される保持圧力を決定する（燃料タンクの充填頸部がより高く延在するほど、圧力保持ディスクはより高い圧力を保持するように構成されるべきである）。

密閉プランジャが、球状とされる。

密閉プランジャに作用する付勢力が、過圧安全弁（ＯＰＲ）を開位置に変位させるための圧力の閾値を決定する。

過圧安全弁（ＯＰＲ）の弁出口と頂部チャンバの出口とが、互いに対して独立している。

圧力保持ディスクの重心が、流路の略上方に同じ広さに延在している。

浮遊部材が、ハウジングの内部において、ハウジングの長手軸線からオフセットされた長手軸線に沿って軸線方向に変位可能とされる。

本発明の別の態様によれば、前記指定された種類の燃料弁を有するように構成される燃料タンクアセンブリがある。

ここで、本発明を理解し、実践においてどのように行うことができるかを把握するために、添付の図面を参照して単なる制限されない例として実施形態を説明する。

本発明における弁を上方から見た斜視図である。 図１の断面ＩＩ−ＩＩに沿った縦断面図である。 頂部チャンバを可視化するために弁の頂部キャップを取り外した状態における、図１に表わす弁の上面図である。 弁の頂部キャップを取り外した状態における、本発明における弁を上方から見た部分分解斜視図である。 本発明における弁の分解斜視図である。 過圧安全弁がその開位置に変位した、本発明における弁である。 圧力保持弁がその開位置に変位した、本発明における弁である。 ロールオーバー弁がその閉じた位置に変位した、上下逆の位置での本発明における弁である。

図１〜図５は、本発明における弁１０を表わす。

弁１０は、長手軸線Ｘに沿って延在している円筒状のハウジング１２を備えており、ハウジング１２の底縁部の近傍で開口部２２に嵌め込まれている幾つかの横方向突起２０を介してハウジング１２の底端部で嵌め込まれている、底部キャップ１８（図２及び図５）を装着している。頂部キャップ３０は、ハウジング１８の頂部で嵌め込まれており、ハウジング１２の頂縁部で且つ環状肩部３４の下方に嵌め込まれている環状リム３２を介して、ハウジングに係合している。

燃料タンク取付クラウン３７が、ハウジング１２の頸部３６の上方に装着されており、燃料タンクの所定位置において開口部内に係合するための複数のスパイク３８を具備する金属製ディスクの形態とされる。燃料タンク取付クラウン３７は、頂部キャップ３０内部において下方に延在している保持リング３９によって頸部３６の上方に保持されている。さらに、ハウジング１２は、燃料タンク内において異なる構成で弁１０を容易に結合するために、幾つかの横方向突起４１を具備することに留意すべきである。本発明における弁は、任意の位置に配設可能とされるが、典型的には、燃料タンク集合体の燃料供給モジュールで利用されるように、すなわち燃料ポンプ、燃料ゲージや他の燃料弁に隣接させた状態で利用されるように構成されていることが理解される。

ハウジング１０は、底部チャンバ４４及び頂部チャンバ４６を形成すると共に流路４８を具備する隔壁４０を有している。流路４８は、隔壁４０を貫通して延在しており、底部チャンバ４４に入口ポート５０を有しており、頂部チャンバ４６に出口ポート５４を有している。当該実施例では、入口ポート５０及び出口ポート５４それぞれが、円状とされ、隔壁４０の底部壁面５８及び頂部壁面６０から突出していることが理解される。

さらに分かるように、底部チャンバ４４は、複数の開口部７０をハウジング１２に有しており、開口部７０は、弁流体入口として機能するので、燃料タンク（図示しない）と弁１０の底部チャンバ４４との間において流体を容易に流動させることができる。頂部キャップ３０は、頂部チャンバ４６から延在している弁出口ポート７６を有している。過剰圧力解放流体出口ポート７８は頂部キャップ３０から延在している。このことについては、後述する。燃料タンク内に組み付けられた場合には、弁出口ポート７６及び過剰圧力解放出口ポート７８は、適切な配管（図示しない）を介して燃料蒸気回収システムに至るまで延在している。

ロールオーバー弁（ＲＯＶ）として機能する浮遊部材８０が、底部チャンバ４４内に受容されており、浮遊部材８０の頂縁部には、環状の入口ポート５０を密閉係合するための形状及び大きさとされる錐状の密閉用突起８２が形成されている。コイルバネ８４は、コイルバネ９４の底縁部において底部キャップ１８に当接しており、浮遊部材８０の内部で部分的に支持されており、浮遊部材８０に当接している頂縁部を有しているので、適度な付勢力を当該頂縁部に付与している。当該実施例では、浮遊部材８０が、ハウジング１２の長手軸線Ｘに対して平行とされるが互いに対してオフセットされている（すなわち同軸ではない）長手軸線Ｘ’に沿って、ハウジング１２の内部で軸線方向に変位可能とされる（図２及び図３参照）。浮遊部材８０、特に密閉用突起８２が対応する環状の入口ポート５０を中心として対称に延在している場合にのみ、浮遊部材８０が浮遊部材８０の長手軸線Ｘ’を中心として回転自由とされることに留意すべきである。流路４８は、長手軸線Ｘ’と同軸に延在している。

さらに、過圧安全弁（ＯＰＲ）９０が、底部チャンバ４４と頂部チャンバ４６との間に形成された隔壁４０に配置されており、底部チャンバ４４の内部に底部圧力ポート９４を有している円筒状の流体ポート９２と、頂部チャンバ４６を貫通して延在していない圧力解放ポート９６とを備えている。圧力解放ポート９６は、頂部キャップ３０において過剰圧力解放流体出口ポート７８と同じ広さで延在している。密閉用球９８の形態とされる密閉プランジャが、円筒状流体ポート９２の内部に受容されており、底端部において密閉用球９８に当接していると共に頂端部において頂部キャップ３０の底部表面に当接しているコイルバネ１０２によってバネ付勢されている。密閉用球９８は、通常時の閉位置（図２、図６Ｂ、及び図６Ｃ参照）と開位置（図６Ａ参照）との間で変位可能である。通常時の閉位置では、密閉用球９８は、底部圧力ポート９４に密閉状態で当接しているので、底部チャンバ４４と頂部チャンバ４６との間における流体の流動及び圧力の放出を防止することができる。開位置では、底部チャンバ４４と頂部チャンバ４６との間における流体の流動及び圧力の放出を容易に実施することができる。コイルバネ１０２の力が、通常時に閉じている過圧安全弁（ＯＰＲ）９０が開かれる圧力の閾値を決定する。車両が転倒した場合であっても、過剰圧力開放弁（ＯＰＲ）９０は、燃料が燃料タンクから流出することを防止するために、過剰圧力開放弁（ＯＰＲ）９０の閉位置を維持することができる。

添付図面では、過圧安全弁（ＯＰＲ）９０の円筒状の流体ポート９２は、隔壁４０を貫通して延在している流路４８に対して平行に延在しており、流体ポート９２及び流路４８の両方が、長手軸線Ｘに対して平行とされる。（図４に最良に表わすように）壁部分１１０が頂部チャンバ内に形成されており、過圧安全弁（ＯＰＲ）９０の円筒状の流体ポート９２を頂部チャンバ４６から分離しているので、両経路が互いに対して独立している。

さらに、弁１０は、圧力保持弁（ＰＲＶ）１３０を有しており、頂部チャンバ４６の内部に受容されている圧力保持ディスク１３２が、圧力保持弁（ＰＲＶ）１３０の底面１３４が流路の出口ポート５４全体に密閉状態で当接する通常時の閉位置（図２及び図６Ａ参照）と、圧力保持ディスク１３２が出口ポート５４から変位されることによって流体が出口ポート５４を容易に貫流可能とされる開位置との間において、略軸線方向に変位可能とされる。添付図面から理解されるように、圧力保持ディスク１３２は、過圧安全弁（ＯＰＲ）９０の圧力解放ポートの壁部分１１０を少なくとも部分的に囲んでいる切欠部分１３６を有しており、切欠部分１３６は、三日月状、Ｕ字状又はインゲンマメ状の形態とされる。このような構成によって、一のハウジング内に３つの機能、すなわち過圧安全弁（ＯＰＲ）と圧力保持弁（ＰＲＶ；圧力保持機能−ＨＰＦと呼称される場合がある）とロールオーバー弁（ＲＯＶ）との組み合わせを具備する小型の弁を構成することができる。

当該構成では、圧力保持ディスク１３２の重心が、長手軸線Ｘ’を貫通して延在するように、すなわち、長手軸線Ｘからオフセットされた状態で流路４８の略上方に延在するように算定されている。

流路４８の出口ポート５４は、隔壁４０の頂部壁面６０から隆起した環状リム１３９を有しており、環状リム１３９は、閉位置に位置する場合に（図２及び図６Ａ参照）、圧力保持ディスク１３２の底面１３４に密閉状態で当接するように構成されている。

さらに、隔壁４０は、頂部壁面６０から上方に突出している複数のディスク支持膨出部１４４を有しており、ディスク支持膨出部１４４は、流路４８の環状リム１３９の僅かに下方に延在しており、ディスク支持膨出部１４４は、圧力保持ディスクを頂部チャンバ４６の内部に保持することを防止するために設けられている。少なくとも１つのディスク支持膨出部が、環状の若しくは分割された支持部品として構成されており、又は当該実施例に表わす複数の突出部として構成されている。

圧力保持ディスク１３２は、切欠部分１３６の略反対側において取り除かれた円セグメント１４８を有しており（図３及び図４に最良に表わす）、これにより圧力を急速に解放すること及び圧力保持ディスク１３２が頂部チャンバの内部において円滑に変位することが可能となり、すなわち、圧力保持ディスク１３２が頂部チャンバ４６の内部側壁１５０に対して保持されることを防止することができる。このために、圧力保持ディスク１３２の周囲全体が面取りされており、すなわち平滑化されている。

圧力保持ディスク１３２の形状、厚さ、及び重量が、保持圧力を、すなわち燃料タンクの充填中に圧力保持ディスク１３２を通常時の閉位置（図６Ａ参照）から開位置（図６Ｂ参照）に変位させる圧力を決定する（燃料タンクの充填頸部がより高く延在するほど、圧力保持ディスクはより高い圧力を保持するように構成されるべきである）。

さらに、頂部キャップ３０は、頂部チャンバ４６内に延在している少なくとも１つの突出部１５４を有しており、開位置（図６Ｂ参照）における圧力保持ディスク１３２の変位を制限し、弁出口ポート７６の閉塞を防止している。

図２及び図６Ａ〜図６Ｃは、車両の燃料タンク（図示しない）内に取り付けられた場合における弁１０の異なる動作位置を表わす。

利用時には、通常動作の条件下において（図２参照）、ロールオーバー弁（ＲＯＶ）機能は、通常時の開位置にあるが、過圧安全弁（ＯＰＲ）９０及び圧力保持弁（ＰＲＶ）１３０は、通常時の閉位置にある。

図６Ａは、燃料タンク（図示しない）において圧力が蓄積され、その結果として、過圧安全弁（ＯＰＲ）９０が開位置に変位する位置を表わす。ロールオーバー弁（ＲＯＶ）は、その通常開位置を維持し、この位置において、圧力保持弁（ＰＲＶ）１３０も開位置に変位する場合がある。

図６Ｂでは、ロールオーバー弁（ＲＯＶ）は、通常時の開位置を維持し、過圧安全弁（ＯＰＲ）９０は、通常時の閉位置にあるが、圧力保持弁（ＰＲＶ）１３０は、開位置に変位し、例えば車両に給油する場合に適度に圧力を解放することができる。

図６Ｃは、上下反転して位置している弁１０を表わし、車両の転倒を模擬している。しかしながら、ロールオーバー弁（ＲＯＶ）は、燃料が燃料タンクから漏出することを防止するために、閉位置に変位している。閉位置では、過圧安全弁（ＯＰＲ）９０は、通常時の閉位置を維持している。図示の如く、圧力保持弁（ＰＲＶ）１３０は、開位置に変位するが、ロールオーバー弁（ＲＯＶ）が閉じているので、燃料はロールオーバー弁（ＲＯＶ）を通じて漏出しない。

本発明の実施例を示したが、本発明の技術的思想から逸脱せずに多くの変更を行い準用することができることを理解されたい。

１０ 弁
１２ ハウジング
１８ 底部キャップ
２２ 開口部
３０ 頂部キャップ
３２ 環状リム
３４ 環状肩部
３６ 頸部
３７ 燃料タンク取付クラウン
３８ スパイク
３９ 保持リング
４０ 隔壁
４１ 横方向突起
４４ 底部チャンバ
４６ 頂部チャンバ
４８ 流路
５０ 入口ポート
５４ 出口ポート
５８ 底部壁面
６０ 頂部壁面
７０ 開口部
７６ 弁出口ポート
７８ 過剰圧力解放流体出口ポート
８０ 浮遊部材
８２ 密閉用突起
８４ コイルバネ
９２ 流体ポート
９４ 底部圧力ポート
９６ 圧力解放ポート
９８ 密閉用球
１１０ 壁部分
１３０ 圧力保持弁（ＰＲＶ）
１３２ 圧力保持ディスク
１３４ 底面
１３６ 切欠部分
１３９ 環状リム
１４４ ディスク支持膨出部

Claims (15)

1. ロールオーバー弁（ＲＯＶ）と過圧安全弁（ＯＰＲ）と圧力保持弁（ＰＲＶ）とを収容する弁ハウジングを備えている燃料弁において、
   圧力保持ディスクが、前記弁ハウジングの頂部チャンバの内部において、前記圧力保持ディスクが流路の出口ポート全体に密閉状態で当接する通常時の閉位置と開位置との間で略軸線方向に変位可能とされ、
   前記圧力保持ディスクが、前記燃料弁の圧力解放ポートの壁部分を少なくとも部分的に囲んでいる切欠部分を有していることを特徴とする燃料弁。
2. 前記弁ハウジングが、入口ポートを具備する底部チャンバと出口ポートを具備する前記頂部チャンバとの間に延在している流路を形成している隔壁を有しており、
   前記底部チャンバが、バネが装填された浮遊部材を収容しており、
   前記浮遊部材が、前記浮遊部材の密閉ヘッドが前記流路の前記入口ポートに密閉状態で係合される閉位置と、前記密閉ヘッドが前記入口ポートから係合解除される通常時の開位置との間において軸線方向に変位可能とされ、
   圧力解放ポートが、前記底部チャンバと弁出口との間に延在しており、前記頂部チャンバの内部において密閉状態で係合されるように付勢された密閉プランジャによって、通常時に密閉されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料弁。
3. 前記圧力保持ディスクの前記切欠部分が、三日月状又はＵ字状又はエンドウマメ状の形態とされることを特徴とする請求項２に記載の燃料弁。
4. 前記流路の前記出口ポートは、前記隔壁の上面から張り出した環状リムを有しており、
   前記環状リムが、前記閉位置にある場合に前記圧力保持ディスクに密閉状態で当接されることを特徴とする請求項２に記載の燃料弁。
5. 前記隔壁は、上面から上方に延在している少なくとも１つのディスク支持体を有しており、
   前記少なくとも１つのディスク支持体が、前記流路の前記環状リムの僅かに下方に延在していることを特徴とする請求項４に記載の燃料弁。
6. 前記少なくとも１つのディスク支持体が、環状の支持体若しくは分割された支持体として構成されており、又は複数の突出部として構成されていることを特徴とする請求項５に記載の燃料弁。
7. 前記圧力保持ディスクが、前記切欠部分とは略反対側において取り除かれた円セグメントを有しており、これにより圧力を急速に解放することができることを特徴とする請求項２に記載の燃料弁。
8. 前記燃料弁の頂部キャップが、前記頂部チャンバの内部に延在している少なくとも１つの突出部を有しており、開位置において前記圧力保持ディスクの変位を制限することを特徴とする請求項２に記載の燃料弁。
9. 前記少なくとも１つの突出部が、前記頂部キャップの底面から延在していることを特徴とする請求項８に記載の燃料弁。
10. 前記圧力保持ディスクの形状、厚さ、及び重量が、燃料タンクの充填中に前記圧力保持ディスクが通常時の閉位置から開位置に変位される保持圧力を決定することを特徴とする請求項２に記載の燃料弁。
11. 前記密閉プランジャが、球状とされることを特徴とする請求項２に記載の燃料弁。
12. 前記密閉プランジャに作用する付勢力が、過圧安全弁（ＯＰＲ）を開位置に変位させるための圧力の閾値を決定することを特徴とする請求項２に記載の燃料弁。
13. 前記過圧安全弁（ＯＰＲ）の弁出口と前記頂部チャンバの出口とが、互いに対して独立していることを特徴とする請求項２に記載の燃料弁。
14. 前記圧力保持ディスクの重心が、前記流路の略上方に同じ広さに延在していることを特徴とする請求項２に記載の燃料弁。
15. 前記浮遊部材が、前記弁ハウジングの内部において、前記弁ハウジングの長手軸線からオフセットされた長手軸線に沿って軸線方向に変位可能とされることを特徴とする請求項２に記載の燃料弁。

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