(57)【要約】【課題】  燃料タンク内の燃料蒸気の圧力が所定値を越えるような場合に、燃料蒸気の流れを制御する。【解決手段】  自動車の燃料タンク12から排出される燃料蒸気の流れを制御する制御手段10のための、ダイヤフラム作動式の負圧駆動バルブ20を提供する。この負圧駆動バルブ20は、外気への燃料蒸気の洩れを防ぐために、燃料蒸気の不透過性材料で構成され、または、かかる材料が表面にコーティングされたダイヤフラム58を含むものである。そして、エンジン始動時におけるキャニスタ28内の浄化作用が、燃料タンク14の内圧を過度に低下させること防ぎ、また、外気の急激な低下に伴うタンク14内圧の過度の低下を生じた場合に、バルブ部材64はバルブシート50を閉じ、圧力差が圧力リリーフバルブ80に作用して当該バルブを開放し、燃料蒸気の燃料タンク12への還流を許容する。  【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンク（12）の燃料蒸気を排出する管路（16）に用いられる負圧作動式閉鎖バルブ（20）であって、
（ａ）前記燃料タンク（12）からの燃料蒸気を受入れるためのインレット（18）と、燃料蒸気のキャニスタ（28）へと連通するアウトレット（22）と、前記インレットと前記アウトレットとをつなぐバルブ室（60）を備えるバルブボディ（56）と、
（ｂ）前記バルブ室の壁の一部を構成し、その両面に加わる圧力差に応じて、前記インレットと前記アウトレットとの連通を許容する位置から、阻止する位置へと移動する圧力反応部材（58）と、
（ｃ）前記バルブ室の壁の一部を構成する前記圧力反応部材の、一方の面に連通して構成される真空室とを含み、
前記真空室は負圧源と連通する負圧信号ポートを備え、前記圧力反応部材は燃料蒸気に対し比較的低透過性を有するポリマー素材によって形成されていることを特徴とする負圧作動式閉鎖バルブ。
【請求項２】
前記圧力反応部材は、ポリテトラフルオロエチレンおよびポリエチレンテレフタレートの一方で形成されていることを特徴とする請求項１記載の負圧作動式閉鎖バルブ。
【請求項３】
前記圧力反応部材は、金属コーティングが施されていることを特徴とする請求項１記載の負圧作動式閉鎖バルブ。
【請求項４】
前記圧力反応部材は、金属コーティングが施されたフレキシブルダイヤフラム（58）を含むことを特徴とする請求項１記載の負圧作動式閉鎖バルブ。
【請求項５】
前記インレットに所定値を下回る負圧が生じたときに、前記インレットと前記アウトレットとの逆流を許容するための圧力リリーフバルブ（80）を、前記バルブ室内に備えることを特徴とする請求項１記載の負圧作動式閉鎖バルブ。
【請求項６】
燃料蒸気の排出制御装置であって、
（ａ）燃料タンク（12）に連通して燃料蒸気を受入れるインレット（18）と、アウトレット（22）と、両者をつなぐバルブ室（60）とを備えるバルブボディと、
（ｂ）前記アウトレットとエンジンエアインレットとに接続される貯蔵手段（28）と、
（ｃ）前記バルブ室の可動壁部を形成するための、燃料蒸気の不透過面を含み前記インレットと前記アウトレットとの間の流れを阻止する第１位置と、当該流れを許容する第２位置との間を移動する圧力反応部材（58）とを備え、前記圧力反応部材の前記バルブ室とは反対側の面には大気に通じる開口（68）が形成されていることを特徴とする燃料蒸気の排出制御装置。
【請求項７】
前記圧力反応部材は可動バルブ部材（64）を含み、前記バルブ室はバルブシート（50）を含み、前記可動バルブ部材は、前記第１位置においてバルブシートを閉じることを特徴とする請求項６記載の燃料蒸気の排出制御装置。
【請求項８】
前記バルブ室は、前記燃料タンク内の負圧が所定値を下回るときに開放する圧力リリーフバルブ（80）を含むことを特徴とする請求項６記載の燃料蒸気の排出制御装置。
【請求項９】
前記圧力反応部材は、前記第１位置において前記バルブシートを閉じ、前記第２位置において前記バルブシートを開放するバルブ部材（64）を備えることを特徴とする請求項６記載の燃料蒸気の排出制御装置。
【請求項１０】
前記バルブ部材（64）はポリマー素材であることを特徴とする請求項９記載の燃料蒸気の排出制御装置。
【請求項１１】
前記貯蔵手段はエンジンエアインレットへの流れを制御する電子制御式バルブ（36）に連通していることを特徴とする請求項６記載の燃料蒸気の排出制御装置。
【請求項１２】
前記圧力反応部材は、フレキシブルダイヤフラム（58）を含むことを特徴とする請求項６記載の燃料蒸気の排出制御装置。
【請求項１３】
前記ダイヤフラムは、ポリエチレンテレフタレートで形成されていることを特徴とする請求項１２記載の燃料蒸気の排出制御装置。
【請求項１４】
前記フレキシブルダイヤフラム（58）は、前記バルブ室の可動壁部を形成する部分の表面に金属コーティングが施されていることを特徴とする請求項１２記載の燃料蒸気の排出制御装置。
【請求項１５】
前記フレキシブルダイヤフラムには、弾性のバルブ部材（64）が固定されていることを特徴とする請求項１２記載の燃料蒸気の排出制御装置。
【請求項１６】
前記圧力反応部材は前記第２位置に付勢されていることを特徴とする請求項６記載の燃料蒸気の排出制御装置。
【請求項１７】
前記圧力反応部材は、剛性部材（74）に固定されたフレキシブルダイヤフラムを含み、剛性部材（74）は前記バルブボディのガイド面（76）に摺動案内されていることを特徴とする請求項６記載の燃料蒸気の排出制御装置。
【請求項１８】
燃料蒸気の排出制御方法であって、
（ａ）燃料蒸気の貯蔵手段（28）を燃料タンクの燃料蒸気の排出口（14）に連通させ、圧力作動バルブ（20）を前記燃料タンクと前記貯蔵手段とをつなぐ管路に配置し、
（ｂ）前記貯蔵手段を内燃機関のエアインレット（40）に連通させ、
（ｃ）前記圧力作動バルブ内に、燃料蒸気に対し低透過性を有するフレキシブルダイヤフラム（58）を配置し、
前記フレキシブルダイヤフラムを前記圧力作動バルブの流れを許容する位置へと付勢し、前記貯蔵手段と前記燃料タンクの一方に真空を生じさせて、前記フレキシブルダイヤフラムに圧力差を作り出し、前記圧力反応バルブを閉じる各ステップを含むことを特徴とする燃料蒸気の排出制御方法。
【請求項１９】
前記フレキシブルダイヤフラムを配置するステップには、前記フレキシブルダイヤフラムに金属コーティングを施すステップを含むことを特徴とする請求項１８記載の燃料蒸気の排出制御方法。
【請求項２０】
前記フレキシブルダイヤフラムを配置するステップにおいて、ポリテトラフルオロエチレンおよびポリエチレンテレフタレートの一方を配置するステップを含むことを特徴とする請求項１８記載の燃料蒸気の排出制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の燃料タンクから排出される燃料蒸気の制御手段に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本発明の技術分野に係る方法によれば、燃料タンクから燃料蒸気を排出させ、エンジンの停止時にそれを貯蔵する制御手順が含まれている。典型的には、燃料蒸気は粒状の炭素もしくは炭等の吸着剤が満たされたキャニスタに貯蔵される。また、エンジン始動時には、電子制御式ソレノイドバルブが作動して、キャニスタからエンジンエアインレットへの燃料蒸気の流れを制御する。さらに、電子制御式ソレノイドバルブを介して導入される外気による、キャニスタの浄化を可能としている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一方、従来は、万一ソレノイドバルブが開放位置で故障した場合には、エンジン作動時のキャニスタの浄化、キャニスタおよび燃料タンク内の真空作用による吸引効果に伴う問題が生じていた。エンジン停止時には、燃料タンクの周囲が冷却されることにより燃料蒸気が液化され、燃料タンク内は、燃料タンクを潰し得るほどの真空状態となる。したがって、特に、車両の運転中に外気温度が上昇する等の条件変化により、燃料タンク内の燃料蒸気の圧力が所定値を越えるような場合に、燃料蒸気の流れを制御すると共に、燃料蒸気をキャニスタから排出させる好適な燃料タンク内の真空化防止方法または手段が、従来から望まれていたところである。
【０００４】
さらには、キャニスタへの燃料蒸気の流量を制御し、前述のような真空状態の発生を防止するための機構またはバルブが用いられ、当該機構は燃料蒸気の外気への移動若しくは流出を、必要とされる最低レベルの漏洩度に抑えることが常時求められるものであり、当該機構が、エンジン停止時に、燃料タンクからキャニスタへの燃料蒸気の流れを許容するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、燃料蒸気の燃料タンクからキャニスタへの流れを制御するための、開放状態への作動をダイヤフラムにより行う形式のバルブを提供するものであり、外気への一方向の排出を行うように形成され、または、ダイヤフラムを通過して燃料蒸気が外部へと漏れ出すことを防ぐための、低漏洩度の材料がコーティングされたダイヤフラムを備えるものである。このバルブは、ダイヤフラムに加わる、キャニスタからのエンジン浄化のための燃料蒸気と、燃料タンクの燃料蒸気の排出経路に生ずる負圧との圧力差によって閉じられる。さらに、エンジンの停止時または水による急冷により燃料タンクが冷却された場合の、緊急圧力リリーフ弁が備えられている。
【０００６】
より具体的には、以下の通りである。
すなわち、本発明の請求項１に係る負圧作動式閉鎖バルブは、燃料タンク（12）の燃料蒸気を排出する管路（16）に用いられる負圧作動式閉鎖バルブ（20）であって、
（ａ）前記燃料タンク（12）からの燃料蒸気を受入れるためのインレット（18）と、燃料蒸気のキャニスタ（28）へと連通するアウトレット（22）と、前記インレットと前記アウトレットとをつなぐバルブ室（60）を備えるバルブボディ（56）と、
（ｂ）前記バルブ室の壁の一部を構成し、その両面に加わる圧力差に応じて、前記インレットと前記アウトレットとの連通を許容する位置から、阻止する位置へと移動する圧力反応部材（58）と、
（ｃ）他方の面が前記バルブ室の壁の一部を構成する前記圧力反応部材の、一方の面に連通する真空室を構成する手段とを含み、
前記真空室は負圧源と連通する負圧信号ポートを備え、前記圧力反応部材は燃料蒸気に対し比較的低透過性を有するポリマー素材によって形成されていることを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明の請求項２に係る負圧作動式閉鎖バルブは、請求項１記載の負圧作動式閉鎖バルブにおいて、前記圧力反応部材は、ポリテトラフルオロエチレンおよびポリエチレンテレフタレートの一方で形成されていることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項３に係る負圧作動式閉鎖バルブは、請求項１記載の負圧作動式閉鎖バルブにおいて、前記圧力反応部材は、金属コーティングが施されていることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項４に係る負圧作動式閉鎖バルブは、請求項１記載の負圧作動式閉鎖バルブにおいて、前記圧力反応部材は、金属コーティングが施されたフレキシブルダイヤフラム（58）を含むことを特徴とするものである。
また、本発明の請求項５に係る負圧作動式閉鎖バルブは、請求項１記載の負圧作動式閉鎖バルブにおいて、前記インレットに所定値を下回る負圧が生じたときに、前記インレットと前記アウトレットとの逆流を許容するための圧力リリーフバルブ（80）を、前記バルブ室内に備えることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の請求項６に係る燃料蒸気の排出制御装置は、
（ａ）燃料タンク（12）に連通して燃料蒸気を受入れるインレット（18）と、アウトレット（22）と、両者をつなぐバルブ室（60）とを備えるバルブボディと、
（ｂ）前記アウトレットとエンジンエアインレットとに接続される貯蔵手段（28）と、
（ｃ）前記バルブ室（圧力室）の可動壁部を形成するための、燃料蒸気の不透過面を含み前記インレットと前記アウトレットとの間の流れを阻止する第１位置と、当該流れを許容する第２位置との間を移動する圧力反応部材（58）を備え、前記圧力反応部材の前記バルブ室（圧力室）とは反対側の面には大気に通じる開口（68）が形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の請求項７に係る燃料蒸気の排出制御装置は、請求項６記載の燃料蒸気の排出制御装置において、前記圧力反応部材は可動バルブ部材（64）を含み、前記バルブ室はバルブシート（50）を含み、前記可動バルブ部材は、前記第１位置においてバルブシートを閉じることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項８に係る燃料蒸気の排出制御装置は、請求項６記載の燃料蒸気の排出制御装置において、前記バルブ室は、前記燃料タンク内の負圧が所定値を下回るときに開放する圧力リリーフバルブ（80）を含むことを特徴とするものである。
また、本発明の請求項９に係る燃料蒸気の排出制御装置は、請求項６記載の燃料蒸気の排出制御装置において、前記圧力反応部材は、前記第１位置において前記バルブシートを閉じ、前記第２において前記バルブシートを開放するバルブ部材（64）を備えることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項１０に係る燃料蒸気の排出制御装置は、請求項９記載の燃料蒸気の排出制御装置において、前記バルブ部材（64）はポリマー素材であることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項１１に係る燃料蒸気の排出制御装置は、請求項６記載の燃料蒸気の排出制御装置において、前記貯蔵手段はエンジンエアインレットへの流れを制御する電子制御式バルブ（36）に連通していることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項１２に係る燃料蒸気の排出制御装置は、請求項６記載の燃料蒸気の排出制御装置において、前記圧力反応部材は、フレキシブルダイヤフラム（58）を含むことを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項１３に係る燃料蒸気の排出制御装置は、請求項１２記載の燃料蒸気の排出制御装置において、前記ダイヤフラムは、ポリエチレンテレフタレートで形成されていることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項１４に係る燃料蒸気の排出制御装置は、請求項１２記載の燃料蒸気の排出制御装置において、前記フレキシブルダイヤフラム（58）は、前記バルブ室の可動壁部を形成する部分の表面に金属コーティングが施されていることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項１５に係る燃料蒸気の排出制御装置は、請求項１２記載の燃料蒸気の排出制御装置において、前記フレキシブルダイヤフラムには、弾性のバルブ部材（64）が固定されていることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項１６に係る燃料蒸気の排出制御装置は、請求項６記載の燃料蒸気の排出制御装置において、前記圧力反応部材は前記第２位置に付勢されている（78）ことを特徴とするものである。
また、本発明の請求項１７に係る燃料蒸気の排出制御装置は、請求項６記載の燃料蒸気の排出制御装置において、前記圧力反応部材は、剛性部材（74）に固定されたフレキシブルダイヤフラムを含み、剛性部材（74）は前記バルブボディのガイド面（76）に摺動案内されていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項１８に係る燃料蒸気の排出制御方法は、
（ａ）燃料蒸気の貯蔵手段（28）を燃料タンクの燃料蒸気の排出口（14）に連通させ、圧力作動バルブ（20）を前記燃料タンクと前記貯蔵手段とをつなぐ管路に配置し、
（ｂ）前記貯蔵手段を内燃機関のエアインレット（40）に連通させ、
（ｃ）前記圧力作動バルブ内に、燃料蒸気に対し低透過性を有するフレキシブルダイヤフラム（58）を配置し、
前記フレキシブルダイヤフラムを前記圧力作動バルブの流れを許容する位置へと付勢し（78）、前記貯蔵手段と前記燃料タンクの一方に真空を生じさせて、前記フレキシブルダイヤフラム（圧力反応部材）に圧力差を作り出し、前記圧力反応バルブを閉じる各ステップを含むことを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項１９に係る燃料蒸気の排出制御方法は、請求項１８記載の燃料蒸気の排出制御方法において、前記フレキシブルダイヤフラムを配置するステップには、前記フレキシブルダイヤフラムに金属コーティングを施すステップを含むことを特徴とするものである。
また、本発明の請求項２０に係る燃料蒸気の排出制御方法は、請求項１８記載の燃料蒸気の排出制御方法において、前記フレキシブルダイヤフラムを配置するステップにおいて、ポリテトラフルオロエチレンおよびポリエチレンテレフタレートの一方から形成されたダイヤフラムを配置するステップを含むことを特徴とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１には、本発明の実施の形態に係る燃料蒸気の排出制御装置10を概略的に示している。この燃料蒸気の排出制御装置10は、フロート作動式排出口と横転バルブとを備えた燃料蒸気アウトレット14を有する燃料タンク12を含むものである。燃料蒸気アウトレット14は燃料蒸気の排出経路を構成する管路16を介して、概略的に図示された負圧作動式排出バルブ（圧力作動式バルブ若しくは圧力反応式バルブ）20のインレット18に接続されている。負圧作動式排出バルブ20に設けられたアウトレット22は、管路24を介してＴ形管26へと接続され、Ｔ形管26は、燃料蒸気の貯蔵手段としての、キャニスタ28のインレットへと接続される。キャニスタ28は、一方向バルブまたはチェックバルブ32によって制御される空気浄化用インレット管路30を備えている。また、Ｔ形管26は管路34を介して電子制御式のバルブ36のインレットへと接続されている。バルブ36に設けられたアウトレットは管路38を介して自動車のエンジンエアインレット40へと接続されている。バルブ36は、リード線44、46によって電子制御ユニット（ＥＣＵ）48に接続されたソレノイド42によって駆動されている。尚、電子制御ユニット48は、自動車の動力から電力供給を受けるものである。
【００１５】
負圧作動式排出バルブ20は、アウトレット22に対し開放的に連通するバルブシート50を備え、バルブシート50が開くことにより（後述するバルブ部材64の第２位置）、インレット18に対しても連通する構造を有している。本発明の実施の形態では、インレット18およびアウトレット22には、フィッティング52、54が形成されている。このフィッティングは好ましくはバルブボディ56に一体成形されるものであるが、バルブボディと別体に形成し着脱可能とすることも可能である。
【００１６】
圧力反応部材、好ましくはフレキシブルダイヤフラム58は、バルブボディ56のバルブ室60の壁の一部を構成している。そして、フレキシブルダイヤフラム58は、Ｏリング62等の適当な環状シールによって密閉されている。フレキシブルダイヤフラム58は、弾性部材、好ましくはゴム製のバルブ部材（可動バルブ部材）64が一体に作動可能に固定され、閉弁状態（第１位置）において、バルブシート50に密着する。さらに、フレキシブルダイヤフラム58は、燃料蒸気に対し比較的低透過性を有するポリマー素材、好ましくはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）によって形成されている。しかしながら、当業者には明らかなように、更なる低透過性を持たせるため、燃料蒸気に対し比較的低透過性を有する他のポリマー素材を用いることや、ＰＥＴの表面に金属コーティングを施すことも可能である。
【００１７】
フレキシブルダイヤフラム58の、バルブ部材64とは反対側の面は、キャップ（真空室を構成する部材）66によって覆われ、室67が形成されている。この室67からは、ポート（開口）68およびフィルタ部材70を介して空気が排出される。
【００１８】
図２、図３には、取付部材71と共にフレキシブルダイヤフラム58を示している。取付部材71は、好ましくは一体成形された突起部72によって、バルブ部材64を保持している。取付部材71には案内棒（剛性部材）74が立設され、案内棒74はバルブボディ56の穴（ガイド面）76に摺動案内され、ガイド機構を構成している（図１参照）。また、バルブ部材64および取付部材71は、スプリング78に付勢されてバルブシート50から離間する方向に離間し、バルブシート50を開放状態としている。
【００１９】
図１、図４〜図６には、インレット18に配置された傘状の圧力リリーフバルブ80と、バルブ室60の壁面を貫通する通路（負圧信号ポート）82とを示している。燃料タンク内の負圧が過大となったような場合には、バルブ部材64はバルブシート50を閉じ（第１位置）、圧力差が圧力リリーフバルブ80の傘部分に作用して、圧力リリーフバルブ80の傘部分は図５に示す状態となり、キャニスタから、アウトレット22、通路82、インレット18、管路16を通過して燃料タンク12へと燃料蒸気の逆流を許容するものである。
【００２０】
以上のごとく、本発明の実施の形態は、自動車の燃料タンクから排出される燃料蒸気の流れを制御する制御手段のための、ダイヤフラム作動式の負圧駆動バルブを提供するものである。この負圧駆動バルブは、外気への燃料蒸気の洩れを防ぐために、燃料蒸気の不透過性材料で構成され、または、かかる材料が表面にコーティングされたダイヤフラムを含むものである。本発明の実施の形態に係るバルブは、エンジン始動時におけるキャニスタ内の浄化作用が燃料タンクの内圧を過度に低下させること防ぎ、また、外気の急激な低下に伴うタンク内圧の過度の低下を生じた場合に、燃料蒸気のタンクへの還流を許容するものである。
【００２１】
以上のごとく、本発明の一例を実施の形態に基き説明したが、本発明が以上の説明に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲を越えない限りにおいて種々の変更が可能であることは、当業者にも理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態に係る、燃料タンクから排出される燃料蒸気の制御手段を、断面図示したバルブと共に示したものである。
【図２】図１の２−２線における断面図である。
【図３】図２の３―３線における断面図である。
【図４】図１に示す真空リリーフバルブの閉鎖状態を示す拡大図である。
【図５】図１に示す真空リリーフバルブの開放状態を示す拡大図である。
【図６】図５の６−６線における断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
10：燃料蒸気の排出制御装置、12：燃料タンク、14：燃料蒸気の排出口、18：インレット、20：負圧作動式排出バルブ、22：アウトレット、28：キャニスタ、36：バルブ、40：エンジンエアインレット、50：バルブシート、56：バルブボディ、58：フレキシブルダイヤフラム、60：バルブ室、64：バルブ部材、66：キャップ、67：室、68：ポート、74：案内棒、76：穴、78：スプリング、80：圧力リリーフバルブ、82：通路
【図１】
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【図２】
2004183663.tif 000004
【図３】
2004183663.tif 000005
【図４】
2004183663.tif 000006
【図５】
2004183663.tif 000007
【図６】
2004183663.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成16年1月7日(2004.1.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
図２、図３には、取付部材72と共にフレキシブルダイヤフラム58を示している。取付部材72は、好ましくは一体に成形された突起部によって、バルブ部材64を保持している。バルブ部材64には案内棒（剛性部材）74が立設され、案内棒74はバルブボディ56の穴（ガイド面）76に摺動案内され、ガイド機構を構成している（図１参照）。また、バルブ部材64は、スプリング78によってバルブシート50から離間する方向に付勢され、バルブシート50を開放状態としている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2004183663.tif 000009
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2004183663.tif 000010
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2004183663.tif 000011