(57)【要約】遮断弁（１０）は排出通路（１２）を有するハウジング（１１）と排出通路（１２）を開閉するシール部材（１４）とを有する。シール部材（１４）は該シール部材（１４）をモータ（１６）に連結する歯車配列機構（１８）を介してモータ（１６）により作動する。モータ（１６）は、排出通路（１２）を開放する第１方向と排出通路（１２）を閉鎖する第２方向との間にて歯車配列機構（１８）を動作させる。動作中、シール部材（１４）が第１位置及び／または第２位置に到達したときにモータ電流が増大する。コントローラ（２４）はモータ電流の増加を検知して、それに応じてモータ（１６）の作動（例えば、モータ（１６）を停止）を変化させる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮断弁（１０）は、
排出通路（１２）を有するハウジング（１１）と、
排出通路（１２）に配置され、排出通路（１２）を開放する第１位置と排出通路（１２）を閉鎖する第２位置との間を移動可能なシール部材（１４）と、
コントローラ（２４）によって制御可能なモータ（１６）と、
モータ（１６）をシール部材（１４）に連結して、モータ（１６）により排出通路（１２）を開放する第１方向と排出通路（１２）を閉鎖する第２方向との間で動作する歯車配列機構（１８）と、を備え、
シール部材（１４）が前記第１位置または前記第２位置のいずれか一方に到達したときにモータ電流が増大して、コントローラ（２４）はモータ電流の増加を検知して、それに応じてモータ（１６）の作動を変化させることを特徴とする遮断弁（１０）。
【請求項２】
シール部材（１４）は、
シールプレート（１４ａ）と、
該シールプレート（１４ａ）に配置されたガスケット（１４ｂ）と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の遮断弁（１０）。
【請求項３】
シール部材（１４）は、排出通路（１２）内へ挿入可能なテーパ状ストッパ（１４ｃ）を含むことを特徴とする請求項１に記載の遮断弁（１０）。
【請求項４】
さらに、ハウジング（１１）内に配置され、シール部材（１４）が前記第１位置または前記第２位置のいずれか一方に到達したときに、シール部材（１４）の移動を規制する硬質ストッパ（２５）を含むことを特徴とする請求項１に記載の遮断弁（１０）。
【請求項５】
硬質ストッパ（２５）は、前記第２位置に関連することを特徴とする請求項４に記載の遮断弁（１０）。
【請求項６】
さらに、シール部材（１４）を前記第２位置の方向に付勢する弾性部材（２６）を含むことを特徴とする請求項１に記載の遮断弁（１０）。
【請求項７】
弾性部材（２６）は、過度な圧力状態時に所望のリリーフ圧を供給するべく付勢力を有していることを特徴とする請求項６に記載の遮断弁（１０）。
【請求項８】
さらに、ハウジング（１１）に配置された真空リリーフ弁（３６）を含むことを特徴とする請求項１に記載の遮断弁（１０）。
【請求項９】
高圧燃料タンク（１３）内のガス制御のために排出システムであって、
該排出システムは、コントローラ（２４）及び遮断弁（１０）を含み、
該遮断弁（１０）は、
排出通路（１２）を有するハウジング（１１）と、
排出通路（１２）に配置され、排出通路（１２）を開放する第１位置と排出通路（１２）を閉鎖する第２位置との間を移動可能なシール部材（１４）と、
コントローラ（２４）によって制御可能なモータ（１６）と、
モータ（１６）をシール部材（１４）に連結して、モータ（１６）により排出通路（１２）を開放する第１方向と排出通路（１２）を閉鎖する第２方向との間で動作する歯車配列機構（１８）と、を備え、
シール部材（１４）が前記第１位置または前記第２位置のいずれか一方に到達したときにモータ電流が増大して、コントローラ（２４）はモータ電流の増加を検知して、それに応じてモータ（１６）の作動を変化させることを特徴とする排出システム。
【請求項１０】
シール部材（１４）は、
シールプレート（１４ａ）と、
該シールプレート（１４ａ）に配置されたガスケット（１４ｂ）と、
を含むことを特徴とする請求項９に記載の排出システム。
【請求項１１】
遮断弁（１０）は、
さらに、ハウジング（１１）内に配置され、シール部材（１４）が前記第１位置または前記第２位置のいずれか一方に到達したときに、シール部材（１４）の移動を規制する硬質ストッパ（２５）を含むことを特徴とする請求項９に記載の排出システム。
【請求項１２】
硬質ストッパ（２５）は、前記第２位置に関連することを特徴とする請求項９に記載の排出システム。
【請求項１３】
遮断弁（１０）は、
さらに、シール部材（１４）を前記第２位置の方向に付勢する弾性部材（２６）を含むことを特徴とする請求項９に記載の排出システム。
【請求項１４】
弾性部材（２６）は、過度な圧力状態時に所望のリリーフ圧を供給するべく付勢力を有していることを特徴とする請求項１３に記載の排出システム。
【請求項１５】
遮断弁（１０）は、
さらに、ハウジング（１１）に配置された真空リリーフ弁（３６）を含むことを特徴とする請求項９に記載の排出システム。
【請求項１６】
コントローラ（２４）は、燃料レベルセンサーが所望の燃料レベルを示したときに、燃料レベルセンサーからの信号を受信して、遮断弁（１０）に閉鎖するように信号を送信することを特徴とする請求項９に記載の排出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧燃料タンクへの、及び高圧燃料タンクからの液体の流動を制御するためのバルブアッセンブリに関するものであって、より詳しくは、モータ駆動のシールを備えたバルブアッセンブリに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高圧燃料タンクのような高圧流体容器には、燃料タンクとパージキャニスタとの間のガス通路を開閉するために遮断弁が採用されている。典型的な蒸発排出システムにおいて、燃料システムから排出されたガスは、燃料ガスを吸収する活性炭を含むパージキャニスタに送られる。特定のエンジン操作可能モードの間、特別に設計された制御弁の補助によって、燃料ガスはキャニスタ内に吸収される。次に、他のエンジン操作可能モードの間では、付加的な制御弁の補助により、新鮮なエアがキャニスタに導入され、エンジン内に燃料蒸気を吸引して燃焼させる。
【０００３】
高圧燃料タンクシステムにおいては、遮断弁が、燃料タンクを排出物から遮断すべく採用され、また、排出物によるキャニスタ及びガス経路への過度な負担から抑制するために採用される。いくつかのシステムにおいては、システムに損傷を与える潜在的リスクを避けるために、燃料補給の間、または極端な高圧力状態の間を除いては燃料タンクを遮断することが望ましい。遮断弁がしばしば作動するような高圧力環境では、遮断弁のシール構造が連続的に作動している。
【０００４】
これに鑑みて、遮断弁の全体構造が簡素化されつつ、連続するシール動作を確実にするシールシステムが要求されている。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の一実施形態に係る遮断弁は、排出通路を有するハウジングと、排出通路に配置され、排出通路を開放する第１位置と排出通路を閉鎖する第２位置との間を移動可能なシール部材とを含む。シール部材は、コントローラによって制御可能なモータと、モータをシール部材に連結する歯車配列機構とによって作動される。モータは、歯車配列機構を、排出通路を開放する第１方向と排出通路を閉鎖する第２方向との間で作動させる。動作中、シール部材が第１位置または第２位置のいずれか一方に到達したときにモータ電流が増大して、コントローラはモータ電流の増加を検知して、それに応じてモータの作動を変化させる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、シールが開位置である、本発明の一実施形態に係る遮断弁を示す概略図である。
【図２】図２は、シールが閉位置である、図１の遮断弁を示す概略図である。
【図３】図３は、本発明の他の実施形態に係る遮断弁を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図１は、本発明の一実施形態に係る遮断弁１０の代表的な概略図である。この一例では、遮断弁１０はハウジング１１を有し、該ハウジング１１内に形成された排出通路１２内に配置されたインライン弁として配置され、燃料タンク１３を開放するものである。しかしながら、遮断弁１０は、本発明の範囲から逸脱することなく、何らかの形で高圧流体システムに配置することが可能である。例えば、ハウジング１１を、燃料タンク１３上または燃料タンク１３内に取り付けるように構成することができる。
【０００８】
一実施形態において、遮断弁１０は、排出通路１２内に配置され、弁座１５と同一直線上に位置するシール部材１４を備えている。該シール部材１４それ自身が、遮断弁１０にて確実なシールを供給するべく好適な構造を有している。図１及び図３には、漏れを抑制するためにシールプレート１４ａ及びガスケット１４ｂを有するシール部材１４が示され、一方、図２には、シール部材１４と弁座１５との間の良好な配置を確実にするために、ガスケット１４ｂを備えたテーパ状のストッパ１４ｃを有するシール部材１４が示されている。本技術分野における通常の知識を有する当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなく採用される他の実施可能なシール部材１４の構造を理解することができるであろう。
【０００９】
シール部材１４は、歯車配列機構１８を作動させる電気モータ１６により駆動される。歯車配列機構１８は、例えば、プラネタリギヤ、ウォーム駆動、または他のシステムのような好適なギヤシステムである。図１に示した一例ではウォーム駆動が採用されているが、本技術分野における通常の知識を有する当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなく、他の実施可能な歯車配列機構１８はあらゆる構造を備えてもよいことが理解できるであろう。シール部材１４、弁座１５、モータ１６、及び歯車配列機構１８は、排出通路１２を開閉するべく動作可能に連結されている。
【００１０】
遮断弁１０の動作、及びモータ１６のより具体的な動作は、車両コントローラ２４により制御されている。コントローラ２４は、モータ１６を起動及び停止するために該モータ１６に信号を送ると共に、例えば、検知されたタンク圧力のような様々な入力に基づいてモータ１６への動作指示を制御している。可能なモータ１６の動作モードは以下に詳細に説明する。
【００１１】
次に、遮断弁１０の動作が図１及び図２に関連して記載されている。遮断弁１０を閉鎖するためには、コントローラ２４がモータ１６を起動させるように遮断弁１０に信号を送信する。モータ１６は順に歯車配列機構１８を作動させて、順次、シール部材１４を該シール部材１４が弁座１５に接触するまで降下させる。一実施形態では、シール部材１４の下方への移動を規制する硬質ストッパ２５が配置されている。硬質ストッパ２５に到達すると、モータ１６が失速すると共にモータ１６に通じる電流が急増して、該電流の急増がコントローラ２４によって検知される。この結果、コントローラ２４はモータ１６への電流の供給を停止して、シール部材１４の下方への移動が停止される。この位置にて、シール部材１４が排出通路１２を閉鎖する。硬質ストッパ２５の位置は、弁座１５上のシール部材１４に沿って作用する力が順次影響する、シール部材１４が停止する位置に設定される。以下に詳細に説明するロストモーション部材２６が使用されるとき、硬質ストッパ２５の位置が、シール部材１４が排出通路１２を閉鎖する際の該シール部材１４上のロストモーション部材２６によって作用する付勢力の大きさを制御する。
【００１２】
排出通路を開放するためには、遮断弁１０が上述した同じ方法の逆手順により作動する。より詳しくは、コントローラ２４は、遮断弁１０を開放するためにモータ１６に信号を送信して、モータ１６により歯車配列機構１８を反対方向に回転させることで、シール部材１４を弁座１５から離間させるようにする。硬質ストッパが、この方向においてモータ１６を停止させるべく含まれてもよいが、シール部材１４の作動はこの方向では精密にする必要はないので、モータ１６をモータ１６の移動部分が最終の後退位置に到達したとき（例えば、それらが互いに完全にねじ結合したとき）に単に停止させればよい。
【００１３】
シール部材１４は確実なシールを供給するが、例えば、摩耗、設計、組立、または製造によるモータ１６及び／または歯車配列機構１８の変動や変化があるにも関わらず連続的なシールを確実にするために遮断弁１０の付加的な構造を提供することが望まれている。そして、遮断弁１０は、また、シール部材１４を弁座１５側に付勢するためにシール部材１４に下方への付勢力を作用させるスプリングのようなロストモーション部材２６を含んでいる。該付勢力は、モータ１６及び歯車配列機構１８の位置及び力の変動にてシール精度が低下しないように遮断弁１０を補助するためのものであり、これらの変動にも関わらずに連続的なシール作用を確実している。
【００１４】
一実施形態において、ロストモーション部材２６の付勢力は、過度の圧力のリリーフ装置として遮断弁１０が使用されることを許容する。さらに詳しくは、ロストモーション部材２６は、モータ１６が硬質ストッパ２５により最終の前進位置に到達してその作動が停止したとき、その付勢力が作用する。上述しているように、この付勢力は、閉鎖時のシール部材１４の位置で付与され、遮断弁１０が閉鎖されるときに弁座１５に作用する力の大きさを制御するものである。
【００１５】
ロストモーション部材２６は、また、完全な開放前に徐々に圧力を逃がすことを許容するブリード弁として遮断弁１０が動作することを許容する。例えば、遮断弁１０を通じて圧力を流出するために、モータ１６及び歯車配列機構１８を、弁座１５からシール部材１４をほんの僅か離間させるために僅かに回転させる。しかしながら、ロストモーション部材２６からの付勢力は、シール部材１４を弁座１５側の下方に向かって付勢する構成となっている。その結果として、排出通路１２内の高ガス圧力は、ロストモーション部材２６の付勢力に対抗してガスの解放を許容するが、シール部材１４と弁座１５との間の小さな空間により、ガスの全圧力が排出通路１２を通じて流出されるのを抑制している。このように、ガスを排出通路１２を通じて制御された方法で流出することができ、すなわち、例えば、圧力レベルが、遮断弁１０が排出システムにおいて他の場所に不都合な影響を与えることなく制御された方法で完全に開放するレベルに下降するまでガス圧を徐々に減少するように、ガスを排出通路１２を通じて制御された方法で流出することができる。この緩やかな流出は、ガス流を狭める、ストッパ１４ｃと排出通路１２を形成する壁面との間の小さな隙間に、ストッパ１４ｃを組み込むようになってさらに制御することができるようになる。
【００１６】
言い換えると、モータ１６とロストモーション部材２６との組み合わせは、遮断弁１０によって供給される圧力リリーフ量に係る細かい制御を許容することができる。リリーフ圧の特定の大きさは、ロストモーション部材２６の付勢力を選定することによって明確に変化され、その結果、モータ１６に与えられる位置にて所定の圧力の大きさを備えるようになる。例えば、付勢力は、過度の圧力状態における所望のリリーフ圧を供給するために選定される。
【００１７】
図３には、本発明の他の実施形態に係る遮断弁１０が示されている。この実施形態では、遮断弁１０は燃料タンク１３の外方に配置され、モータ１６自身は遮断弁１０のハウジング１１の外方に配置されている。この実施形態では、シャフト３２が、モータ１６をシール部材１４に連結するためにハウジング１１内に延びている。シャフトシール３４がハウジング１１からの漏れを抑制するために採用されている。遮断弁１０の他の構成部材は、上述した実施形態と同様の方法で作動するようになっている。
【００１８】
遮断弁１０が、真空圧が流出口に発生する可能性がある環境で使用される場合には、真空リリーフ弁３６を排出システム、あるいは遮断弁１０内に組み込むようにする。
【００１９】
遮断弁１０はコントローラ２４によって制御されているので、その作動はタンク圧の変化に対応するように制御されるものではない。このように、遮断弁１０は、燃料制限弁、例えば、タンク内の燃料レベルをモニタして、タンクが満タンのときコントローラ２４に信号を送るために使用される燃料のレベルセンサー（図示略）のような燃料制限弁として使用してもよい。この場合、コントローラ２４は、遮断弁１０に閉鎖するように信号を送り、それによって、圧力をタンク内で増大させ、給油ノズルの停止を誘発することを許容するようにしている。
【００２０】
本発明を実施するための最良の形態が詳細に記載されているが、本発明の技術分野における当業者であれば、添付されたクレームの範囲内で本発明を実行するために様々な他の様態や実施形態を認識することができるであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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