JPH0842741A - 磁気作動蒸気回収弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動車の電気系統に頼らず作動する、燃料蒸
気の漏洩を最小限に抑えることのできる燃料蒸気回収用
の磁気作動弁を提供すること。 【構成】 自動車燃料タンクの磁気作動蒸気排出弁にし
て、弁本体（３０）と、燃料タンク（１２）に連通する
弁本体（３０）内の第１のチャンバ（３２）と、第１の
チャンバ（３２）から弁本体（３０）内の第２のチャン
バ（３８）に燃料蒸気を流せるようにした通路（３６）
を有し、第２のチャンバ（３８）は燃料蒸気処理手段と
連通している。通路（３６）は磁気制御弁構成要素（４
０）により塞ぐことができる。弁構成要素（４０）は、
第１のチャンバから第２のチャンバに燃料蒸気を流せる
開放位置（Ｂ’）と、燃料蒸気の流れが通路（３６）を
通るのを遮る閉鎖位置（Ｂ）に位置することができる。
磁気弁作動装置は弁本体の外側に設けられ、燃料タンク
に給油する以前に弁構成要素を開放位置まで磁気的に引
き付け、給油以外の時には弁構成要素を閉鎖位置に戻す
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車用燃料タンクの
蒸気排出装置に係り、特に、自動車用燃料タンクの給油
時に発生する蒸気を回収する搭載式の磁気作動排出弁に
関係している。

【０００２】

【従来の技術】自動車の燃料貯蔵タンク内の燃料は、通
常、タンクの全容積を占めているわけではない。車両を
運転し燃料を消費した後ではなおさらである。日常の温
度変化により、あるいはエンジンから戻る燃料の熱によ
りタンク内の燃料温度が上昇するため、液体燃料は常に
タンクの空間部分に蒸発している。この燃料蒸気は解放
されるまではタンク内に留まっている。従来、燃料蒸気
は常に大気中に直接排出されてきた。連邦政府の条例に
よる規制や環境問題への配慮により、今日では、燃料タ
ンクから発生する蒸気は、自動車の燃料タンクに接続さ
れたカーボンキャニスタのような燃料蒸気処理装置に排
出されているのが一般的である。燃料蒸気は貯蔵された
後、空気誘引装置に放出され燃焼用空気と混合される等
して処理される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】自動車の燃料タンクか
ら燃料処理装置への燃料蒸気の排出は、通常、給油管キ
ャップを取り外す等の給油時に行われる何らかの動作に
伴って開始される。燃料蒸気は弁を介して燃料貯蔵装置
に送られる。ある種の蒸気排出弁は、蒸気をカーボンキ
ャニスタに送る通路を塞いだり通したりするために機械
的な連動装置を用いている。しかしながら、弁本体を通
して機械的連動装置を設けることは、蒸気漏洩の潜在的
な要因となる。他には、米国特許5,054,508 (Benjey)や
3,616,783(LaMasters)に記載されているような、タンク
内圧に連動するダイアフラムを用いる弁もある。しかし
ながら、これらの弁に使用されるエラストマダイアフラ
ムは冷えると硬化し、弁キャリブレーションの温度変化
の原因となる。さらに、ダイアフラムは、様々な種類の
混合燃料や添加物に晒されて収縮したり膨張し、弁の作
動特性が変化する恐れがある。ダイアフラム背後の制御
信号受入れ部が汚染されると、弁が作動不能となること
がある。また、米国特許4,343,281 (Uozumi etal.) に
記載されているような弁では、作動用の電源を必要と
し、自動車の電気系統が機能しないと作動しなくなる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、自動車燃料タ
ンク用の磁気作動蒸気排出弁を備えた蒸気排出装置を提
供することにより、前述した従来技術の弁の問題を解決
するものである。蒸気排出装置は、燃料蒸気を貯蔵する
燃料処理手段と、燃料タンクに蒸気連通している第１の
チャンバを設けた弁本体を持つ磁気作動弁と、第１のチ
ャンバから燃料処理手段に蒸気連通している第２のチャ
ンバに至る通路とを有している。通路は磁気作動弁構成
要素により塞ぐことができる。弁構成要素は、第１のチ
ャンバから通路を通り第２のチャンバへと燃料蒸気を流
すことのできる開放位置と、燃料蒸気が通路を通って流
れるのを遮る閉鎖位置との間を移動することができる。
弁制御手段は弁本体の外側に設けられ、異なる強度の磁
界を発生し、給油の際には弁構成要素を開放位置まで動
かし、それ以外の時には閉鎖位置に移動させる。

【０００５】燃料蒸気処理手段は、例えば、カーボンキ
ャニスタから構成されている。また、弁構成要素は弁本
体内部にヒンジ結合された鉄製のディスクでもよく、弁
制御手段が充分な強度の磁界を発生すれば、ディスク
は、ヒンジの廻りを回転して開放位置に移動する。ヒン
ジはばね付勢しておくことが好ましい。弁制御手段は、
好ましくは、弁本体に装着したスリーブ内に摺動可能に
配置した磁石を有している。磁石は、ディスクに磁気的
に接近して磁界がディスクを開放位置まで引き付けられ
る第１の位置と、磁石からディスクの間の磁力が減少し
てディスクが閉鎖位置に移動するような第２の位置との
間を摺動することができる。

【０００６】磁石は、給油の際の動作、例えば、燃料タ
ンクの給油扉を開く動作に応答して、第１と第２の位置
の間を移動することができる。このため、第１の端部が
磁石に連結され第２の端部が給油扉に連結されたケーブ
ルが設置されている。

【０００７】本発明の目的は、燃料蒸気の漏洩を最小限
に抑える燃料蒸気回収用の磁気作動弁を提供することに
ある。本発明の利点によれば、自動車の電気系統に頼ら
ず作動する蒸気回収弁が得られる。本発明の他の利点に
よれば、温度変化に遭遇しても、また様々な燃料ブレン
ド剤や添加物に晒されても影響を受けない弁構成要素を
用いた蒸気回収弁を提供することにある。本発明の特徴
は、補助弁と直列接続するための補助弁取付け部を備え
た蒸気回収弁にある。

【０００８】

【実施例】図６は、本発明に係る自動車の燃料蒸気排出
装置を示す斜視図である。自動車１０は後部１０’に燃
料タンク１２を搭載している。ただし、燃料タンク１２
がこのように設置されているのは図面上の都合にのみよ
るもので、図６は縮尺寸法で図示しているわけではな
く、また必ずしも自動車における燃料タンクの設置場所
を特定しているわけでもない。

【０００９】給油管１４は燃料タンク１２から後方パネ
ル(quarter panel) １６まで延び、給油口１８から燃料
タンク１２へ給油することができる。給油扉２０は給油
が完了すると回転して閉じ、給油口１８を覆う。制御ケ
ーブル２２は一方の端部２２ａを給油扉２０に取り付け
られ、反対側の端部２２ｂは給油時に発生する燃料蒸気
回収用の制御弁２４に連結され、後述するように、燃料
タンク１２からカーボンキャニスタ２６のような燃料蒸
気処理装置に移動する燃料蒸気の流れを制御するように
してある。導管２８は、制御弁２４とキャニスタ２６を
連結している。

【００１０】次に、図１を参照しながら制御弁２４の好
ましい実施例を説明する。制御弁２４は、技術的に周知
のプラスチックや他の材料から作られた弁本体３０を備
えている。弁本体３０内部には、チャンバ３２が形成さ
れている。チャンバ３２は燃料タンク１２の上部１３に
位置し、この燃料タンク上部に連絡している（図６）。
従って、燃料蒸気が燃料タンク１２の内側上方部分（図
示せず）に溜まれば、第１のチャンバ３２も同じように
燃料蒸気が充満するようになる。制御弁２４を燃料タン
ク１２上に設置するのを避けるのが好ましいと判断され
るケースでは、燃料蒸気導管や他の燃料蒸気移送手段
（図示せず）を用いて、燃料蒸気を燃料タンク１２から
チャンバ３２に送ってもよい。チャンバ３２は、以下に
詳細に説明するように、フロート弁３４を収容するよう
になっている。弁本体３０内の通路３６は、同じ弁本体
３０内の第１のチャンバ３２を第２のチャンバ３８また
はダクトと接続する。第２のチャンバ３８は、導管２８
を通じて、カーボンキャニスタ２６（図６）のような燃
料蒸気処理装置に接続されている。カーボンキャニスタ
２６は、導管２８を用いないで、第２のチャンバ３８と
直接連絡するように設置してもよい。

【００１１】通路３６はディスク４０により遮り、第１
のチャンバ３２から第２のチャンバ３８に燃料蒸気が流
れるのを阻止することができる（図１）。ディスク４０
は、鉄製のディスクまたは磁石から作るのが好ましい。
閉鎖位置Ｂにあるディスク４０は弁座４２に着座し、通
路３６を完全に遮断する。これとは別に、ディスク４０
は、ゴムまたはプラスチック製の外側ケーシングと鉄ま
たは磁石の挿入体を持つものでもよい。レバーアーム４
４はディスク４０に連結されているか、またはディスク
に一体成形されている。レバーアーム４４は第２のチャ
ンバ３８内にヒンジ装着され、ヒンジ４６を中心に回転
させることができる。

【００１２】ディスク４０の磁気作動手段となる棒磁石
４８は、スリーブ５０内に摺動可能に設けてある。制御
ケーブルの端部２２ｂは、スリーブ５０の開口部５２を
通じ磁石４８に連絡している。このため、制御ケーブル
２２は弁本体３０を通り抜けず、制御弁２４の制御用手
段から燃料蒸気を漏洩を生じることなく燃料蒸気の流れ
を制御することができる。スリーブ５０は弁本体３０の
外側部分に設置され、磁石４８は摺動しディスク４０に
磁気的に接近したり遠ざかることができる。すなわち、
磁石４８は、第１の位置Ａ（図１）から第２の位置Ａ’
まで移動することができる。第１の位置Ａでは、ディス
ク４０と磁石４８の磁気吸引力は、ディスク４０を弁座
４２より持ち上げて閉鎖位置Ｂから撤去するだけの大き
さがなく、また第２の位置Ａ’では、ディスク４０と磁
石４８の磁気吸引力は、ディスク４０を弁座４２から持
ち上げ開放位置Ｂ’に移動させるだけの大きさがある。
第１の位置Ａでは、ディスク４０と磁石４８の磁気吸引
力はばね付勢されたヒンジ４６の閉鎖力に打ち勝つだけ
の大きさがない。磁石４８が第２の位置Ａ’にあれば、
磁石４８とディスク４０の磁気吸引力がヒンジ４６の閉
鎖力に優り、ディスク４０はヒンジ４６の廻りを回転
し、弁座４２から開放位置Ｂ’まで移動する。ディスク
４０が開放位置Ｂ’にあると、燃料蒸気は、第１のチャ
ンバ３２から通路３６を通って第２のチャンバ３８に流
れ込み、やがてカーボンキャニスタ２６に到達する。

【００１３】運転に際し、ディスク４０が閉鎖位置Ｂに
あり、磁石４８が位置Ａにあれば（図１）、燃料蒸気は
燃料タンク１２内の燃料の上部に集まる。燃料タンク１
２への給油が必要となれば、給油扉２０を開くと、給油
管キャップ１９の付いた給油口１８が露出する。制御ケ
ーブル２２は、当業者には周知であり且つ本明細書中で
提案した方法により給油扉２０を開くと、磁石４８を第
２の位置Ａ’に移動させる（図６）。磁石４８が第２の
位置Ａ’に来ると、ディスク４０は前述のように弁座４
２から離れて開放位置Ｂ’まで移動し、通路３６を通じ
燃料蒸気を排出することができる。燃料タンク１２に燃
料が充填されるにつれて、フロート弁３４はチャンバ３
２内を上昇し、円錐形部材５４が円錐形の受入れ座５６
と係合するようになる。円錐形部材５４はこうして通路
３６を塞ぎ、燃料蒸気の流れを遮り、燃料が第２のチャ
ンバ３８やカーボンキャニスタ２６へ侵入するのを防
ぐ。変更例では、円錐形部材５４と受入れ座５６は、球
形または平面形、あるいは燃料蒸気が通路３６を通るの
を阻止するようなその他の幾何学形状にしておくことが
できる。フロート弁３４は、車両転倒時には保護装置と
しても作用する。

【００１４】給油が終了すると、給油管キャップ１９を
給油管１４に付け直し、給油扉２０を閉じる。制御ケー
ブル２２は、給油扉２０に連結されているので、磁石４
８を第１の位置Ａに移動する（図１）。ディスク４０
は、開放位置Ｂ’で開放された状態から、ばね付勢され
たヒンジ４６によって強制的に閉鎖位置Ｂへ戻される。
燃料を消費するにつれて、フロート弁３４は第１のチャ
ンバ３２内を下降し、円錐形部材５４は受入れ座５６か
ら離脱する。

【００１５】前述した実施例では、ディスク４０は磁石
４８に引き付けられる鉄製材料で作られていた。しか
し、ディスク４０は磁石にすることもできる。この磁石
の磁極は、磁石４８が第２の位置Ａ’にくると磁石４８
の磁極がディスク４０を開放位置Ｂ’まで引き付けるよ
うに配置されている。また、ディスク４０と磁石４８の
磁極は、磁石４８が第２の位置Ａ’にある場合、同じ磁
極でディスク４０を閉鎖位置Ｂまで反発させるように
し、磁石４８が第１の位置Ａにあれば、ディスク４０を
開放位置Ｂ’まで持ち上げられるように構成することも
できる。後者の例では、ディスク４０は、ばね付勢され
たヒンジ４６により開放位置Ｂ’に偏倚される。

【００１６】レバーアーム４４とばね付勢されたヒンジ
４６の代わりに、案内ロッド５９と十字状の支持部材６
１（図２）を用いてもよい。案内ロッド５９は弁本体３
０内にあって、十字状の支持部材６１と、スリーブ５０
に隣接した第２のチャンバ３８内の弁本体３０の一部６
３との間に縦向きに固定されている。支持部材６１は受
入れ座５６に接近して通路３６の下側にあり、案内ロッ
ド５９に直交して装着され、ディスク４０が通路３６を
閉塞する動作やフロート弁３４の動きを妨げないように
配置されている。ディスク４０は案内ロッド５９に摺動
可能に設置してあり、磁石４８が第１の位置Ａにあれ
ば、弁座４２に着座する閉鎖位置Ｂにある。磁石４８が
第２の位置Ａ’まで移動すると、ディスク４０は引き付
けられ、案内ロッド５９に沿って通路３６から離れ上向
きに摺動して開放位置Ｂ’まで移動する。その結果、燃
料蒸気は通路を通り抜けることができる。

【００１７】図３に示す変更例では、弁本体３０には、
補助弁（図示せず）と直列接続される補助弁取付け部５
７が設けられ、この取付け部から燃料蒸気の流れが第２
のチャンバ３８を通って貯蔵と処理のためのキャニスタ
２６に向かうようになっている。ディスク４０は、燃料
タンク１２の蒸気排出を制御し、燃料タンクの圧力上昇
を緩和するためのオリフィス５９を備えている。オリフ
ィスの代わりに一方向弁またはその他の弁を用いて燃料
タンク１２の排気を行ってもよい。弁取付け部５７は、
キャニスタ２６のような共通の燃料蒸気貯蔵装置に燃料
蒸気を排出する複数の蒸気ドームまたは燃料タンク（図
示せず）を持つ燃料系装置において重要な要素であり、
この弁取付け部により、制御弁２４を他のドームまたは
燃料タンクを管轄する他の弁（図示せず）に直列に接続
することができる。

【００１８】摺動可能な磁石４８は、図４に示すよう
に、固定電磁石５８に置き換えることができる。電磁石
５８を収容するハウジング５０は、弁ディスク４０の真
上にあって弁本体３０の外側部分に設置される。周知の
ようにして電流を電磁石５８に送る電線６０は、ハウジ
ング５０の開口５２を通って電磁石５８に連絡してい
る。電線６０の反対側の端部は、図５に概略的に示すよ
うに、電源６２に連絡している。スイッチ６４は電線６
０を流れる電流を制御し、閉じた時には、電源６２から
電磁石５８を励磁するよう電流を流し、電磁石５８の周
囲に磁界を発生させる。この磁界が、前述したように、
弁座４２上の閉鎖位置Ｂから開放位置Ｂ’までディスク
４０を持ち上げ、燃料蒸気が通路３６を流れるようにす
る。電磁石５８を消磁する際、すなわち、スイッチ６４
を開くと、電磁石５８の周囲の磁界が消失し、ディスク
４０は、重力またはばね付勢されたヒンジ４６の偏倚力
またはその両方の力によって強制的に閉鎖位置Ｂに戻さ
れる。

【００１９】スイッチ６４は、給油扉２０を閉じた時の
ように給油扉２０に接触すると開くように構成しておく
のが好ましい。給油等の目的で給油扉２０を開けた時、
スイッチ６４は閉じて回路（図５）を完成し、電磁石５
８を励磁して制御弁２４を開放する。

【００２０】本発明の好ましい実施例について説明して
きたが、特許請求の範囲に特定した発明の範囲から逸脱
することなく、様々に変更し修正することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】弁本体の内部にヒンジ結合された鉄製の弁構成
要素を示す、本発明による磁気作動蒸気排出弁の断面
図。

【図２】弁本体の内部のロッドに装着された鉄製の弁構
成要素を示す、本発明の変更例の断面図。

【図３】弁本体にヒンジ結合された鉄製の弁や弁に形成
された蒸気ブリードオリフィスを示す、本発明の変更例
の断面図。

【図４】弁本体の外部に設置された電磁石によって作動
される鉄製の弁構成要素を示す、本発明による蒸気排出
弁の変更例の断面図。

【図５】図４の電磁石を励磁する電気回路の概略図。

【図６】給油扉に取り付けられ燃料蒸気処理装置にも連
結された制御ケーブルを持つ磁気作動蒸気排出弁を示し
た、本発明による自動車の燃料蒸気排出装置の斜視図。

【符合の説明】 １０ 自動車 １２ 燃料タンク １４ 給油管 １６ 自動車の後方パネル １８ 給油口 ２０ 給油扉 ２２ 制御ケーブル ２４ 制御弁 ２６ カーボンキャニスタ ２８ 導管 ３０ 弁本体 ３２ 第１のチャンバ ３４ フロート弁 ３６ 弁本体内の通路 ３８ 第２のチャンバ ４０ ディスク ４２ 弁座 ４４ レバーアーム ４６ ヒンジ ４８ 磁石 ５０ スリーブ ５２ 開口部 ５４ 円錐形部材 ５６ 受入れ座

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動車燃料タンクの磁気作動蒸気排出弁
   において、 弁本体と、 燃料タンクと連絡する弁本体内の第１のチャンバと、 第１のチャンバと燃料蒸気処理手段に連結された弁本体
   内の第２のチャンバとの間に燃料蒸気を流せるようにし
   た通路と、 第１のチャンバから第２のチャンバへ燃料蒸気を流せる
   開放位置と、流れが前記通路を通るのを遮る閉鎖位置と
   の間を移動可能な、前記通路を閉塞する磁気的に移動可
   能な閉鎖手段と、 燃料タンクに燃料を補給する以前に閉鎖手段を開放位置
   まで磁気的に引き付け、給油以外の時には閉鎖手段を閉
   鎖位置まで戻す、前記弁本体の外側に取り付けられた磁
   気弁作動手段とを有する自動車燃料タンクの磁気作動蒸
   気排出弁。
2. 【請求項２】 請求項１に記載された磁気作動蒸気排出
   弁において、前記磁気弁作動手段は、閉鎖手段が開放位
   置に引き付けられている第１の位置と、前記閉鎖手段と
   磁気弁作動手段との間の磁力が減少してこの閉鎖手段が
   閉鎖位置へ移動できる第２の位置とを備えている自動車
   燃料タンクの磁気作動蒸気排出弁。