JPH0242760B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 燃料タンクを充填するための燃料供給ノズル
であつて、 注ぎ口； 前記注ぎ口に通じている燃料導管； 充填中の燃料タンクから押し出された蒸気を回
収しその蒸気を遠隔収集系に送るように前記注ぎ
口に関連付けられた蒸気帰還ライン； 前記導管を通る燃料の流れを制御するための燃
料バルブ； 前記注ぎ口がタンクの充填パイプの中に挿入さ
れた時に、充填中のタンクの内部と連通すべく注
ぎ口に対して位置付けられている先端を有するア
スピレーターライン； アスピレーターライン中に負圧を発生するため
の手段；及び アスピレーターラインに連通している圧力感知
手段であつて、所定の負圧がアスピレーターライ
ン中に発生している時に前記燃料バルブを閉める
ための圧力感知手段； を有する燃料供給ノズルにおいて、 前記アスピレーターラインの中で前記先端と前
記負圧を発生するための手段との間に位置付けら
れているアスピレーターバルブ、及び 前記アスピレーターラインと連通状態にあり前
記アスピレーターバルブを制御するための圧力作
動手段、を含み、 前記圧力感知手段は前記アスピレーターバルブ
と前記負圧を発生するための手段との間で前記ア
スピレーターラインに連通し、 前記圧力作動手段は前記アスピレーターライン
内の負圧及び正圧の両方に応答し、充填されてい
る燃料タンク内であらかじめ定めた負圧あるいは
正圧のいずれかが検知された時に前記アスピレー
ターバルブを閉じるように構成され、それにより
前記アスピレーターライン内の負圧が前記圧力検
知手段において前記あらかじめ定めた値に到達す
るのを可能にして前記圧力検知手段を作動させて
前記燃料バルブを閉じるようになつていることを
特徴とする燃料供給ノズル。

２ 前記圧力作動手段が第１のダイアフラムによ
り境を限られているチヤンバーを含み、前記チヤ
ンバーは前記アスピレーターラインの一部を介し
て前記タンクの内部と連通状態にあることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の燃料供給ノズ
ル。

３ 前記アスピレーターバルブは、前記第１のダ
イアフラムの上方運動か下方運動のどちらか一方
が前記アスピレーターバルブを閉じさせることと
なるように配置され構成されていることを特徴と
する特許請求の範囲第２項記載の燃料供給ノズ
ル。

４ 前記アスピレーターバルブはスプリングで付
勢されて前記第１のダイアフラムと接触している
ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の燃
料供給ノズル。

５ 前記アスピレーターバルブはさらに、その側
部に少くとも一つの垂直方向の溝を、またその中
間部分の周囲に環状Ｏ−リングを有するほぼ円柱
状の可動プラグを含んでなることを特徴とする請
求の範囲第１項記載の燃料供給ノズル。

６ 前記アスピレーターバルブの可動プラグは保
持手段の内部チヤンバー内に配設されて、前記Ｏ
−リングが前記内部チヤンバーの頂部にも底部に
も接触していない時、液流通路が前記バルブの溝
を通して存在するようになつていることを特徴と
する請求の範囲第５項記載の燃料供給ノズル。

７ 前記内部チヤンバーの頂部と底部は傾斜して
おり、それにより前記Ｏ−リングが前記内部チヤ
ンバーの頂部もしくは底部のいずれにも着座でき
ることを特徴とする請求の範囲第６項記載の燃料
供給ノズル。

８ 前記蒸気帰還ラインがポペツトバルブを備え
ており、前記ポペツトバルブは、前記ポペツトバ
ルブと前記燃料バルブが連通して開閉するように
前記燃料バルブに連結されていることを特徴とす
る請求の範囲第１項記載の燃料供給ノズル。

９ 前記ポペツトバルブが封止面を有し、前記封
止面は前記封止面から下流において前記バルブに
取付けられた封止手段よりも面積が小さいことを
特徴とする請求の範囲第８項記載の燃料供給ノズ
ル。

１０ 前記燃料バルブと前記ポペツトバルブとの
間で作用し、前記燃料バルブが着座した時、前記
ポペツトバルブの完全閉鎖を確実にする弾性手段
をさらに含むことを特徴とする請求の範囲第９項
記載の燃料供給ノズル。

発明の分野 本発明は本出願人の米国特許第4056131号及び
第4057086号によつて保護される燃料供給ノズル
の改良に関し、特に、充填中の燃料タンクに多大
な正圧もしくは負圧が生じた時のノズルの自動遮
断に関する。

発明の背景 燃料供給ノズルに関する背景は、上記米国特許
第4056131号及び第4057086号に十分に記載されて
いるが、参考上、本明細書においても以下に記述
する。

簡潔にまとめると、車輛の燃料タンクに燃料を
充填する際、炭化水素の蒸気が押し出されれてく
る。そのためこの蒸気を大気に放出せずに地下の
燃料貯蔵槽へ戻すことが必要となる。この目的の
ために、上記２つの米国特許に係る燃料供給ノズ
ルは両方共、蒸気帰還ラインを有し、この蒸気帰
還ラインを通してタンクから発生する蒸気が集め
られ貯蔵槽に戻されるようになつている。もし、
この蒸気帰還ラインが閉塞するか、車輛のタンク
が高負圧状態になると、タンクは多大な正圧かも
しくは負圧の影響を受ける。これら２つの状態に
なつた時、自動的にノズルを閉じることがぜひと
も必要になつてくる。また、ノズルがガソリンを
吸い上げていない時は、この蒸気帰還ラインは完
全に密閉されていることが望ましい。

発明の要約 本発明の主な目的はノズルを通して燃料が送ら
れている車輛燃料タンク内に発生する高い正圧も
しくは負圧をノズルが検知した時、自動的に遮断
する燃料供給ノズルを提供することにある。本発
明のもう一つの目的はノズルが遮断した時蒸気帰
還ラインを封止することにある。

本発明によると燃料タンクを充填するための燃
料供給ノズルには次の部材が配設されている。す
なわち、注ぎ口を有するノズル、注ぎ口に通じて
いる燃料導管、注ぎ口に係合している蒸気帰還ラ
インであつて充填中の燃料タンクから押し出され
る蒸気を回収してそれを遠隔蒸気回収系に送るた
めの上記蒸気帰還ライン、上記導管を通る燃料流
を制御するための燃料バルブ、アスピレーターラ
インであつて注ぎ口がタンクの充填パイプの中に
挿入された時に充填中のタンクの内部と連通すべ
くその先端が注ぎ口に相対的に配置されているア
スピレーターライン、アスピレーターライン中に
負圧を発生するための手段及びアスピレーターラ
インと連通している圧力感知手段であつて所定の
負圧がアスピレーターライン中に発生している時
に燃料バルブを閉めるための圧力感知手段であ
る。この最後の２つの手段は以下に説明する改良
に関する。すなわち、アスピレーターバルブはア
スピレーターライン中に且つその先端手段と上記
圧力感知手段との間に配設されており、またアス
ピレーターラインに連通している圧力作動手段は
アスピレーターバルブを制御する。ここにおいて
圧力作動手段は充填中の燃料タンク内で所定の負
圧もしくは正圧が検知された時、これに応答して
アスピレーターバルブを閉めるように配設されて
いる。これにより、圧力感知手段を作動して燃料
バルブを閉めるべく、アスピレーターライン中の
負圧を上記の所定値に達せしめる。

好ましい実施例において、アスピレーターバル
ブの開閉はダイアフラムによつて制御される。こ
のダイアフラムによつてアスピレーターバルブが
アスピレーターラインを遮断するため、もし多大
な正圧かもしくは負圧がタンク内に発生すると下
に述べるように蒸気帰還ラインの閉鎖をもたら
す。アスピレーターバルブが閉じるとチヤンバー
内圧力の減少をもたらす。チヤンバー内の圧力が
減少すると、別のダイアフラムが上昇運動を起
す。このダイアフラムの移動はプランジヤーまで
達し、プランジヤーが運動するとレバーが解除さ
れレバーはノズルの燃料バルブを閉める。さら
に、ポペツトバルブが蒸気帰還ライン中に配置し
ており、且つ燃料バルブと連動して作動しノズル
を通る燃料流が止まつた時、蒸気帰還ラインを密
閉するように構成されている。

図面の説明 本発明の他の目的、特徴及び利点は添付図と共
に行われる好ましい実施例の以下の説明によつて
当業者には明らかとなろう。

第１図は本発明を実施するノズルの縦断面図、
第２図は第１図の一部分の第１図よりも少し大き
い縮尺の第１図に類似の図、第３図は第１図の別
の部分の第１図に類似する図。

好ましい実施例の説明 先ず第１図を説明する。燃料供給ノズルの全体
が符号１０によつて示されている。ノズルはハウ
ジングすなわちボデー部１２及び注ぎ口アセンブ
リー１４を含む。

注ぎ口アセンブリー１４は注ぎ口２２を囲んで
いる外部ベローユニツト２０を含む。リテーナー
アセンブリー２４は注ぎ口２２をボデー１２に固
設しており、且つベローユニツト２０の一端を封
止している。ベローユニツト２０の反対側の端部
２１は開口しておりそのため、ベローユニツト２
０内の空間はノズルが所定の位置にある時、車輛
の燃料タンク（図示せず）の内部と連通する。こ
こで、ベロー端部は充填管のヘリとの係合部を封
止するよう構成されている。アスピレーターチユ
ーブ２６は燃料注ぎ口２２内に配設されており、
このチユーブ２６は燃料タンクが充填されている
時、燃料タンクの内部と連通すべく注ぎ口２２の
出口側端部近くの注ぎ口２２の側面にある開口部
２８で終結している。アスピレーターチユーブ２
６の他端はノズルボデー１２内の通路３２に連通
している。

第３図をみるとわかるが、通路３２はバルブチ
ヤンバー３４に連通している。チヤンバー３４の
下部はダイアフラム３６によつて形成されてい
る。アスピレーターバルブの可動プラグすなわち
バルブ部材３８の底部はダイアフラム３６上に載
つている。バルブ部材３８は全体的に円筒状であ
り中心に配置されたＯ−リング４２を含んだ環状
溝４０を有している。３つの縦溝４４（一つだけ
図示）が、スプリング４６によつて下方に偏倚さ
れているバルブ部材３８の外部の全体にわたつて
延びている。バルブリテーナー４８がハウジング
１２内に且つチヤンバー３４の上部に配置してい
る。斜面底４９を有するバルブリテーナー４８は
プラグ３８の上部を囲んでいる。バルブシート５
０もハウジング１２に接続しておりプラグ３８の
下部を囲んでいる。バルブシート５０は斜面上部
面５２を有する。Ｏ−リング４２はバルブシート
５０の斜面上部５２とバルブリテーナー４８の斜
面底４９との間に配置している。

スプリングケージアセンブリー５４がチヤンバ
ー３４の上部とダイアフラム３６との間に配置し
ている。アセンブリー５４は保持リング５５によ
つて所定の位置に保持されている。保持リング５
５はダイアフラム３６に取付けられている。スプ
リングケージアセンブリー５４はダイアフラム３
６をチヤンバー３４の上部から離れるように下方
にスプリング偏倚する働きをする。

アスピレーター通路５６がアスピレーターバル
ブの上のチヤンバー３４の上部からアスピレータ
ーアセンブリー６０及び燃料バルブ６１に隣接す
る小出口５８へ延びている（第２図）。燃料バル
ブ６１、その動作及び出口５８を含む構成、及び
アスピレーターアセンブリー６０は前述の米国特
許第4056131号及び第4057086号に記載されている
ものと実質的に同じである。

アスピレーター通路５６はまた、通路６２によ
つて別のチヤンバー６４に接続している（第３
図）。チヤンバー６４の底部は第二ダイアフラム
６６によつて形成されている。スプリング６８は
ダイアフラム６６をチヤンバー６４の上部から離
れるように下方に偏倚している。機械的なネジ７
２によつてダイアフラム６６に取付けられている
スチールロツド７０がチヤンバー６４からボデー
１２の適当な内腔を通つて下方に延びている。ロ
ツド７０の部分７４は図示のようにテーパー状に
なつている。中空シヤフト７６はロツド７０を囲
んでおりスプリング７８によつて上方に偏倚され
ている。シヤフト７６の下端はピン８１によつて
レバーアーム８０に接続している。シヤフト７６
の上端は中空の拡大されたヘツド８２を有してお
りヘツド８２はロツド７０を囲み周囲に間隔をあ
けて配置された３つのボール８４（１つだけ図
示）を収容している。このボール８４はラツチン
グリング８５を仰えている。拡大ヘツド８２の側
面にはボールを受容するスロツト状開口部があ
る。

ベローユニツト２０と燃料注ぎ口２２との間の
空間は蒸気帰還導管９０によつてさらに別のチヤ
ンバー９２に接続している（第１図及び第３図）。
チヤンバー９２の上部は第３ダイアフラム９４に
よつて形成されており、第３ダイアフラムはスプ
リング９８によつてオリフイスプレート９７内の
孔９６から離れるように偏倚されている。ダイア
フラム９４はバルブチヤンバー３４のダイアフラ
ム３６の下にあり、この２つのダイアフラムの間
の領域は開口９９を通して大気に通気している。
この構成は前述の米国特許第4056131号に示す構
成に類似している。孔９６は蒸気帰還通路１０２
に連通しており、通路１０２は第２図をみるとよ
く分るように、チヤンバー１０４に連通してい
る。チヤンバー１０４はバルブ開口部１０６を通
つて蒸気帰還ライン１０８に連通している。蒸気
帰還ライン１０８は1980年４月28日提出の本出願
人の米国特許出願第144249号に係るジエツトポン
プの蒸気入口に接続するよう指向されており、こ
の接続により燃料を吸引されている貯蔵槽に蒸気
を帰還する。

ポケツト蒸気バルブ１１０は蒸気ライン１０８
を開閉するように構成されており且つ保持リング
１１４によつてステム１１２に保持されている。
バルブ１１０はその上部を囲む１対のＵ字形カツ
プシール１１５をまたその下端においてバルブシ
ール１１７を有している。通常、スプリング１１
６はバルブシール１１７が通路１０２と通路１０
８との間のバルブ開口部１０６を閉めるようにポ
ペツトバルブ１１０の可動プラグを下方に偏倚し
ている。

製造上のバラツキによつてバルブの機能がそこ
なわれないように且つこのバラツキによつて燃料
バルブシートが蒸気バルブを部分的に開放したま
まにさせないようにすることを保証するために、
本発明者は圧縮スプリング１１３を取付けてみ
た。この圧縮スプリング１１３は、燃料バルブ１
１２が下方に移動した時、燃料バルブ６１が先に
閉じ、引き続いて蒸気バルブ１１０が確実に閉じ
ることを保証するものである。この２つのバルブ
は強力なコイルスプリング１１６によつて開閉し
且つ互に連係して作動する。バルブ６１が閉じた
時、スプリング１１３はロツド１１２に作用し続
け、それにより蒸気バルブの閉鎖を完了する。

動 作 ノズル１０の使用中、燃料注ぎ口２２はベロー
が充填パイプのヘリに密着している状態で車輛の
燃料タンク（図示せず）の充填パイプ内に置かれ
ている。注ぎ口アセンブリー１４のアスピレータ
ーチユーブ２６は開口部２８を通してタンクの内
部に連通している。同様にして、ベローユニツト
２０と燃料注ぎ口２２との間の空間は燃料注ぎ口
２２の直径タンクの充填開口部の直径よりもかな
り小さい故、タンクの内部と連通状態にある。

アスピレーター開口部２８が液体の中に浸つて
いない時は、ノズルはレバー８０をスプリング１
１６の力に反して引き上げることによつて作動す
る。レバー８０を引き上げるとバルブステム１１
２が上方に動き燃料バルブ６１及び蒸気バルブ１
１０が開く。次に燃料がノズルを通つて燃料注ぎ
口２２から充填パイプの中に流れる。この動作は
全て本出願人の米国特許第4057086号に説明して
ある通りである。アスピレーターアセンブリー６
０に隣接している小出口５８の前を液体が通り過
ぎると、通路５６、アスピレーターバルブ３８の
溝４４、バルブチヤンバー３４、通路３２及びア
スピレーターチユーブ２６に負圧が発生する一種
のベンチユリー効果をもたらす。

第３図について説明する。上記のベンチユリー
効果はまた、通路６２を通して通路５６と連通状
態にあるチヤンバー６４内の圧力を下げ、これに
よりダイアフラム６６を持ち上げぎみにする。し
かしながら、ダイアフラム６６は３つのボール８
４のロツキング作用によつて上昇運動を抑えられ
ている。このボール８４はロツド７０の拡大部７
４にのしかかることによつてその放射方向に保持
されている。ベンチユリー効果によつて0.635〜
0.762水柱メートルの負圧が生じ、そのためロツ
ド７０を持ち上げるに十分な力がダイアフラム６
６に作用して、スプリング６８の力に打ち勝つ。
かかる負圧の増加は、例えばチユーブ２６の先端
２８が液体燃料に浸つて、車輛のタンクが満杯に
なつたことを示す時に起る。かかる負圧の増加が
生じると、上記の３つのボール８４は自由に中心
方向に移動するのでもはやラツチングリング８５
とを係合しなくなり、そのため中空ロツド７６を
解放して下方に動かす。シヤフト７６が解放され
る瞬間、レバー８０の前方向端部（第１図）によ
つて下方に引つぱられ、これによりスプリング７
８を圧縮する。シヤフト７６はレバー８０の前方
向端部にピン８１によつて枢軸接続している。レ
バー８０はステム１１２を介して作用するスプリ
ング１１６によつて下方に押される故、この動作
が実現する。スプリング１１６はスプリング１１
６より力の弱いスプリング７８に打ち勝つように
十分な力を加えられるような特性のものを選ぶ。
スプリング１１６がスプリング７８に打ち勝つ
と、主燃料バルブ６１とポペツトバルブ１１０
（第２図）は両方共、即座に閉じられる。これら
の構成部材はたとえレバー８０がその完全開放位
置に保持されている時でも燃料バルブ６１が完全
に閉じられていることを保証するために、ロツド
７６が十分に下方移動するよう、従つてレバー８
０の一端が十分に下方移動するように配置され且
つ構成されている。上記の機能のさらに詳しいこ
とは米国特許第2582195号及び第2528747号に記載
されている。

多大な正圧、すなわち、帰還ラインがつまつた
ために蒸気がタンクにたまつて起るような0.254
水柱メートル以上の正圧が燃料タンク内に発生し
た場合、アスピレーターバルブチヤンバー３４内
の圧力は増加する。かかる圧力増加によつてダイ
アフラム３６は下方に動く。これはダイアフラム
３６の下の領域が開口部９９によつて大気に通気
しており、このためチヤンバー３４内の相対圧力
がダイアフラム３６の位置を制御するからであ
る。ダイアフラム３６が下方に動くと、アスピレ
ーターバルブ３８は閉じる。何となればＯ−リン
グ４２はバルブシート５０の斜め上部５２に対し
て着座し、そのためバルブ３８の溝４４を通る通
路をふさぐからである。かかる動作により、アス
ピレーターラインは封止される。しかしながら、
燃料の流通は続けられ、そのためチヤンバー６４
内にはかなりの圧力低下が生じる。ダイアフラム
６６は上方に動き、ロツド７０の狭い部分はボー
ル８４に隣接する。次にボール８４はシヤフト７
６の拡大ヘツドの十分内側に来るためシヤフトは
自由になり下方に動く。レバーアーム８０はもは
やロツクされたシヤフトにより所定位置に保持さ
れることはないので、スプリング１１６はステム
１１２、シヤフト７４及びレバー８０を下方に押
す。ステム１１２のかかる下方運動によつて燃料
バルブ６１と蒸気バルブ１１０は両方共、閉じら
れ、燃料バルブ６１が閉じるとノズルにおける燃
料の流れが遮断される。

多大な負圧、例えば0.254水柱メートルの負圧
が燃料タンクに発生すると上記と同じ結果が起き
る。この多大な負圧はアスピレーターバルブチヤ
ンバー３４に伝わる。これにより、ダイアフラム
３６は上方に動き、バルブ３８のＯ−リング４２
はバルブリテーナー４８の斜面底４９に対して着
座する。アスピレーターラインのかかる閉鎖によ
り、上記と同じ効果をチヤンバー６４のダイアフ
ラム６６にもたらす。上記と同様にして、シヤフ
ト７４は解除され、これによりスプリング１１６
が燃料バルブ６１及び蒸気バルブ１１０を閉じ
る。

ベローユニツト２０と燃料注ぎ口２２との間の
領域から出ている蒸気帰還ラインの動作は本出願
人の米国特許第4056131に記載されている帰還ラ
インと同じである。しかしながら、本発明ではポ
ペツトバルブ１１０が加えられノズルが作動しな
い時、この帰還ラインを完全に封止している。自
ずと了解されるように、バルブ１１０の運動はス
テム１１２によつて制御され、ステム１１２はま
た燃料バルブ６１が閉じる時にポペツトバルブ１
１０も閉じるように燃料バルブ６１を制御してい
る。さらに、Ｕ字形カツプシール１１５の面積は
バルブ１１０が負圧下にあつてもきつく着座する
ようにバルブ１１７の面積よりも大きくなつてい
る。スプリング１１３によつて主燃料バルブが閉
じている時はいつでもバルブ１１０が完全に閉じ
ることを確実にしており、そのため、このアセン
ブリーについては特別に製造上の許容差を小さく
する必要はない。主バルブボデーが下方に動き始
めると、蒸気バルブのボデーも共に動く。主燃料
バルブのボデーが着座すると、スプリング１１３
は蒸気バルブのボデーをその着座及び閉鎖位置ま
で押し続ける。かくしてこの２つのバルブは連同
して作動する。

運転遮断をもたらす条件がなくなると、これら
の構成部材は通常の作動位置に戻ることは言うま
でもない。かかる通常作動位置復帰は取手８０が
解除され、取手８０がピン１１２の底部から脱離
し、そためにスプリング１１６がバルブ６１及び
１１０を閉鎖状態に保持すると、なされるのであ
る。なお、バルブ１１０の完全着座はスプリング
１１３の作用によつて保証されている。この時
は、もはや中空シヤフト７６には下方向の力がか
かつておらず第３図に示す位置までその拡大上部
分を押しているスプリング７８の作用によつて上
方に引かれている。この時、ボール８４は自由に
放射状に動いてボール８４のために与えられたス
ロツトに入る。ダイアフラム６６を上方に動かす
負圧がなくなつているため、スプリング６８がロ
ツド７０を以前の位置に押し下げる。なお、ロツ
ド７０のテーパー面はボールを放射状に外に押し
のけ上記構成部材をまとめて元の状態に固定す
る。