(57)【要約】【課題】燃料蒸気の排気の制御システムにおける燃料蒸気の通気ラインに設けられて、エンジン吸気系の吸入が燃料タンク内の負圧を吸い込むことを防ぐとともに、パージバルブが閉口する際、キャニスタまで燃料蒸気を比較的多く流すことができる、圧力反応型のバルブを提供すること。【解決手段】  ダイヤフラムを用いた圧力反応型のバルブであって、燃料タンクの燃料蒸気ラインと接続される入口とバルブチャンバを有し、該チャンバはキャニスタとエンジン吸気マニホルドの燃料蒸気用パージ調整バルブと連通する。エンジンパージ調整バルブから高い負圧が生じるとき、ダイヤフラムはチャンバ内に設けられたバルブメンバに対するばねの付勢を変化させることができる。また、ブリード通路を設けて、燃料タンクからバルブチャンバまでの燃料蒸気のブリード流を維持させる。【選択図】  図１
2004293548.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクの燃料蒸気用のリリーフバルブであって、バルブ本体（２２）、圧力反応部材（３４）、バルブ部材（４２）及び付勢手段（４８）を含み、
（ａ）前記バルブ本体（２２）は、バルブチャンバ（２０）を形成し、かつ、燃料タンクとの接続に適するようにバルブシート（４０）を設ける燃料蒸気用の入口ポート（１４）、キャニスタ用の出口ポート（１８）及びパージ用の出口ポート（１６）を夫々、前記バルブチャンバと連通するように備え、
（ｂ）前記圧力反応部材（３４）は、一面側が前記バルブチャンバの壁の一部を形成し、他面側が大気に通気されて（５０）、前記バルブチャンバ内の圧力変化に応じて移動可能であり、
（ｃ）前記バルブ部材（４２）は、前記バルブチャンバ内に設けられて、前記バルブシート上に着座する第１位置と前記バルブシートから離れる第２位置との間で移動可能であり、
（ｄ）前記付勢手段（４８）は、前記第１位置に向って前記バルブ部材に付勢力を加え、前記圧力反応部材は前記バルブ部材の移動に応じて前記付勢力が変化するように作動可能であることを特徴とするリリーフバルブ。
【請求項２】
前記付勢手段は、スプリング（４８）を有し、一端部が前記圧力反応部材に当接し、他端部が前記バルブ部材に当接していることを特徴とする請求項１に記載のリリーフバルブ。
【請求項３】
前記圧力反応部材は、通気性の低い材料から構成される可撓性のダイヤフラム（３４）を含むことを特徴とする請求項１に記載のリリーフバルブ。
【請求項４】
前記バルブシートに形成したノッチ（４６）を用いてブリード通路を形成することを特徴とする請求項１に記載のリリーフバルブ。
【請求項５】
前記圧力反応部材は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）材料を含む、可撓性のダイヤフラム（３４）から構成されることを特徴とする請求項１に記載のリリーフバルブ。
【請求項６】
前記バルブ部材は、前記入口ポート内にスライド自在に受入れられ、かつ前記第１及び第２位置の間の前記移動に対して前記入口ポート内でガイドされる部分（４４）を有することを特徴とする請求項１に記載のリリーフバルブ。
【請求項７】
前記バルブ本体は、外側に延びる複数の管状部材（１６、１８）を含み、該管状部材は夫々、前記燃料蒸気用の入口ポート、前記キャニスタ用の出口ポート及び前記パージ用の出口ポートのいずれか１つを形成することを特徴とする請求項１に記載のリリーフバルブ。
【請求項８】
前記圧力反応部材は、フルオロポリマー材料を含む、可撓性のダイヤフラムから構成されることを特徴とする請求項１に記載のリリーフバルブ。
【請求項９】
前記圧力反応部材は、燃料蒸気を通気させないために、一面側を金属化させた可撓性のダイヤフラムから構成されることを特徴とする請求項１に記載のリリーフバルブ。
【請求項１０】
前記圧力反応部材は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレン テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）及びポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなるグループから選択された材料を用いて形成されることを特徴とする請求項１に記載のリリーフバルブ。
【請求項１１】
燃料蒸気をパージする制御バルブの形成方法であって、
（ａ）内部にバルブチャンバ（２０）を形成し、このバルブチャンバにバルブシート（４０）を介して燃料蒸気用入口ポート（１４）が連通し、かつパージ用出口（１６）とキャニスタ用出口（１８）が常時連通するようにバルブ本体（２２）を設け、
（ｂ）前記バルブチャンバの壁の一部を、燃料蒸気に対して比較的通気性が低い表面を有する圧力反応部材（３４）によって形成し、前記バルブチャンバと対面する前記圧力反応部材の反対側を大気に通気させ、
（ｃ）前記バルブチャンバ内にバルブ部材（４６）を配置し、前記バルブ部材を前記バルブシートに対する閉鎖位置に向って付勢させ、
（ｄ）前記バルブチャンバ内の圧力変化に応じて前記付勢する力を変化させ、かつ、
（ｅ）前記バルブシートをバイパスし、かつ、前記バルブ部材が前記閉鎖位置にあるとき、前記入口と前記バルブチャンバの間で限定的なブリード流を維持するようにブリード通路（５２）を形成する、各ステップを有することを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記壁の一部を前記圧力反応部材によって形成するステップは、高分子材料を含む前記圧力反応部材を形成することを含んでいる請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記圧力反応部材を形成するステップは、金属化された表面を有する高分子材料の部材を形成することを含んでいる請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記バルブ部材を配置するステップは、弾性材料で形成された部材を配置することを含んでいる請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記ブリード通路を形成するステップは、前記バルブシートにノッチ（５２）を形成することを含んでいる請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記バルブ部材を形成するステップは、前記バルブ部材を開口位置に付勢することを含んでいる請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記バルブ部材を形成するステップは、前記バルブ本体上の前記バルブ部材をスライド状にガイドし（４４）、前記バルブ部材を前記バルブシートに整合するように維持することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
前記圧力反応部材を用いて前記壁部を形成するステップは、可撓性のダイヤフラムを配置し、かつ、エチレン テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）及びポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から構成されるグループから選択される材料を用いて前記ダイヤフラムを形成することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
前記圧力反応部材を用いて前記壁を形成するステップは、高分子材料の可撓性ダイヤフラムを形成し、かつ、前記ダイヤフラムの一方の側を金属化させることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項２０】
前記金属化を行うステップは、基本的にアルミニウムから構成される材料のフィルムを用いて前記一方の側を被膜することを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
燃料タンクからストレージキャニスタとエンジン吸気系までの燃料蒸気の流れの制御方法であって、
（ａ）バルブチャンバを有し、内部に第１、第２のオープンポート（１６、１８）及び、バルブシート（４０）を有する第３のポート（１４）を備えるバルブ本体（２２）を設け、
（ｂ）前記バルブチャンバ内に移動自在のバルブ部材（４６）を設けて、このバルブ部材を前記バルブシートに当接するように付勢させ（４８）、
（ｃ）前記バルブチャンバの壁の一部を圧力反応部材（３４）を用いて形成して、前記圧力反応部材の移動により前記付勢力を変化させ、かつ、
（ｄ）前記第１ポートをエンジンのパージバルブ（２４）と接続し、前記第２ポートをストレージ装置（３０）に接続し、かつ前記第３ポートを燃料タンク（１）の燃料蒸気用のベントに接続する、各ステップを有することを特徴とする方法。
【請求項２２】
前記バルブ部材を付勢させるステップは、前記バルブ部材と前記圧力反応部材の間にスプリング（４８）を設けることを含んでいる請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記バルブチャンバの壁の一部を形成するステップは、可撓性のダイヤフラムを設けることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記バルブチャンバの壁の一部を前記圧力反応部材を用いて形成するステップは、前記バルブチャンバから外側の前記圧力反応部材の一面側を大気に通気（５０）させることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
前記バルブ本体を設けるステップは、前記バルブシートをバイパスするようにブリード通路（５２）を形成することを含んでいる請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
前記ブリード通路を形成するステップは、前記バルブシートにノッチ（５２）を形成することを含んでいる請求項２５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンクからエンジン吸気系とキャニスタに流れる燃料蒸気の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２は、大気中への燃料蒸気の排気を防止させるための従来公知のシステムを示している。同図では、燃料タンク１から流れる燃料蒸気は導管２を通って導管の連結部３に向うが、この連結部３は、電気作動型のパージ調整バルブ４と、電気作動型のバルブ６を介して大気と通気するストレージキャニスタ５とに接続されている。バルブ４はエンジンコンピュータ７によって電気的に制御されており、バブルの出口は自動車のエンジン吸気マニホルド８に接続されている。
【０００３】
操作上、エンジンを始動させて、パージ調整バルブ４を開口させると、図２に示した従来公知のシステムは、連結部３を介して燃料タンクとストレージキャニスタの双方から燃料蒸気を引き出して、ストレージキャニスタをパージさせるが、このとき、燃料タンク内で高い負圧を引き込むことがあった。
【０００４】
さらに、図２に示した従来公知のシステムでは、吸気系で高い減圧つまり高い負圧が生じる間、キャニスタからの限定的な流れが燃料タンク内で高い負圧を引き寄せて、燃料タンク内で燃料の蒸発を増大させるという短所があった。
【０００５】
故に、従来、燃料蒸気の大気中への排気を防ぎ、エンジン吸気マニホルドまで燃料蒸気を流動させ、かつシステムの構成要素へ損傷を与えることを防ぐように、燃料タンクからの燃料蒸気の流れを制御するための方法及び手段が求められている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、燃料蒸気の排気の制御システムにおける燃料蒸気の通気ラインに設けられて、エンジン吸気系の吸入により燃料タンク内で負圧が引き込まれることを防ぐとともに、パージバルブが閉鎖されるとき、ストレージキャニスタに燃料蒸気を比較的多く流すことができる、圧力差反応型のベントバルブ（リリーフバルブ）と、この制御バルブの形成方法、さらに燃料タンクからキャニスタとエンジン吸気系までの燃料蒸気の流れの制御方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るバルブは、燃料タンクの燃料蒸気ラインからバルブチャンバの入口ポート内にスプリング（付勢手段）によって付勢されたバルブを設ける。このチャンバは第１出口（パージ用の出口ポート）と連通して、パージバルブを介してエンジン吸気マニホルドと流通するとともに、第２出口（キャニスタ用の出口ポート）と連通して、ストレージキャニスタと流通する。バルブに加えられるスプリングの付勢は、バルブチャンバ内の圧力と大気圧との圧力差に反応する、圧力反応型のダイヤフラム（圧力反応部材）によって変化される。本発明に係るバルブは、エンジンの高い負圧の吸入に反応して、燃料タンクからの通気ラインを閉鎖させるようにスプリングにより付勢されるため、燃料タンクからの燃料蒸気の流れを減少させるとともに、キャニスタとエンジン吸気系の燃料蒸気パージ用のバルブとの間を連通させた状態で維持する。さらにブリード通路を備えて、燃料タンク内に燃料蒸気圧が堆積することを防ぐ。
【０００８】
即ち、請求項１に記載した発明においては、燃料タンクの燃料蒸気用のリリーフバルブであって、バルブ本体（２２）、圧力反応部材（３４）、バルブ部材（４２）及び付勢手段（４８）を含み、（ａ）前記バルブ本体（２２）は、バルブチャンバ（２０）を形成し、かつ、燃料タンクとの接続に適するようにバルブシート（４０）を設ける燃料蒸気用の入口ポート（１４）、キャニスタ用の出口ポート（１８）及びパージ用の出口ポート（１６）を夫々、前記バルブチャンバと連通するように備え、（ｂ）前記圧力反応部材（３４）は、一面側が前記バルブチャンバの壁の一部を形成し、他面側が大気に通気されて（５０）、前記バルブチャンバ内の圧力変化に応じて移動可能であり、（ｃ）前記バルブ部材（４２）は、前記バルブチャンバ内に設けられて、前記バルブシート上に着座する第１位置と前記バルブシートから離れる第２位置との間で移動可能であり、（ｄ）前記付勢手段（４８）は、前記第１位置に向って前記バルブ部材に付勢力を加え、前記圧力反応部材は前記バルブ部材の移動に応じて前記付勢力が変化するように作動可能であることを特徴とする。
また、請求項１１に記載した発明においては、燃料蒸気をパージする制御バルブの形成方法であって、（ａ）内部にバルブチャンバ（２０）を形成し、このバルブチャンバにバルブシート（４０）を介して燃料蒸気用入口ポート（１４）が連通し、かつパージ用出口（１６）とキャニスタ用出口（１８）が常時連通するようにバルブ本体（２２）を設け、（ｂ）前記バルブチャンバの壁の一部を、燃料蒸気に対して比較的通気性が低い表面を有する圧力反応部材（３４）によって形成し、前記バルブチャンバと対面する前記圧力反応部材の反対側を大気に通気させ、（ｃ）前記バルブチャンバ内にバルブ部材（４６）を配置し、前記バルブ部材を前記バルブシートに対する閉鎖位置に向って付勢させ、（ｄ）前記バルブチャンバ内の圧力変化に応じて前記付勢する力を変化させ、かつ、（ｅ）前記バルブシートをバイパスし、かつ、前記バルブ部材が前記閉鎖位置にあるとき、前記入口と前記バルブチャンバの間で限定的なブリード流を維持するようにブリード通路（５２）を形成する、各ステップを有することを特徴とする。
また、請求項２１に記載した発明においては、燃料タンクからストレージキャニスタとエンジン吸気系までの燃料蒸気の流れの制御方法であって、（ａ）バルブチャンバを有し、内部に第１、第２のオープンポート（１６、１８）及び、バルブシート（４０）を有する第３のポート（１４）を備えるバルブ本体（２２）を設け、（ｂ）前記バルブチャンバ内に移動自在のバルブ部材（４６）を設けて、このバルブ部材を前記バルブシートに当接するように付勢させ（４８）、（ｃ）前記バルブチャンバの壁の一部を圧力反応部材（３４）を用いて形成して、前記圧力反応部材の移動により前記付勢力を変化させ、かつ、（ｄ）前記第１ポートをエンジンのパージバルブ（２４）と接続し、前記第２ポートをストレージ装置（３０）に接続し、かつ前記第３ポートを燃料タンク（１）の燃料蒸気用のベントに接続する、各ステップを有することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に係る好適な実施形態について、添付した図を参照して説明する。
図１を参照すると、燃料蒸気ガスを排気するための制御システム１０が示されており、このシステムは燃料蒸気を排気するために圧力反応型の制御バルブ（ベントバルブ又はリリーフバルブ）を含んでいる。このバルブ１２は、燃料タンク１からの燃料蒸気を受け入れるように燃料蒸気用の入口通路１４を有する。また、このバルブ１２は、パージ用の出口通路１６と燃料蒸気ストレージ用の出口通路１８を有している。これら２つの通路は、バルブ本体２２内に形成されたバルブチャンバ（中空室）２０に連通している。
【００１０】
パージ用の出口通路１６は、エンジンコンピュータ２６によって制御される、電気作動型のパージ調整バルブ（パージバルブ）２４に接続され、このバルブ２４は参照番号２８を用いて示されるエンジン吸気マニホルドへの流れを制御する。
【００１１】
燃料蒸気ストレージ用の出口通路１８は、ストレージキャニスタ（ストレージ装置）３０に接続され、このキャニスタ３０は、蓄えた燃料蒸気をキャニスタ３０から吸引するとき、バルブ３２を介してパージ用の大気を取り入れるように操作される。バルブ３２は、埃等への対策上フィルタを備えてもよく、また車載型故障診断装置（O.B.D.:on board diagnostics）として用いられて、故障の診断を行っているとき以外は常時開口する。
【００１２】
バルブチャンバ２０は、この壁部の一部を圧力反応部材で構成している。好ましくは、圧力反応部材は燃料蒸気を通さない可撓性ダイヤフラム３４であって、環状部３８の形をした移動停止面を有する裏当てプレート３６を含んでいる。
【００１３】
燃料蒸気用の入口通路１４は、バルブチャンバ２０への入口ポートを形成するバルブシート４０を有し、このバルブシートに対面してバルブ部材４２が設けられている。このバルブ部材４２は、パイロットつまりガイド部４４を有して通路１４内に延ばしており、バルブシート４０に対して整合するように案内されて移動する。本発明に係る好適な実施形態では、バルブ部材４２は、バルブシートから離れる方向に延びる突出部４６の形態の移動停止面を備えて、バルブ部材４２がバルブシートから離れる方向に移動することを制限する。即ち、突出部４６がダイヤフラムの裏当てプレート３６に当接することで、バルブ部材４２の移動が制限される。
【００１４】
図示した実施形態では、バルブ部材をバルブシートに向わせるように付勢力を及ぼす手段がコイルスプリング（弾性部材）４８の形態で構成されており、このコイルスプリング４８は、上方端部をバルブ部材４２に当接させ、かつ下方端部を裏当てプレート３６（又はダイヤフラム３４）に当接させている。この構成では、スプリング４８の長さに応じてダイヤフラム３４と裏当てプレート３６の移動が変化し、このためバルブ部材４２に加えられる付勢力を変化させることを理解されたい。
【００１５】
本発明に係る実施形態では、スプリング４８を“縮める”つまりコイル間の全ての隙間を閉じる前に、バルブシート４０を取り囲むチャンバ上壁部に環状部３８を当接させる。これは、通常の操作時におけるバルブシークの状態である。バルブ４６をシート４０に対して付勢させることで、チャンバ２０に対するタンク内の制御された位置での圧力差を生じさせて、チャンバ２０への燃料蒸気の流れを増大させる。
【００１６】
図１に示すように、裏当てプレート３６に対するダイヤフラムの他面側、つまりダイヤフラムの底面はポート５０を介して大気に通気されているため、ダイヤフラムはチャンバ２０内の圧力変化に反応する。
【００１７】
また、ブリード通路を設けて、バブル部材４２がバルブシート４０に対して着座しているとき、燃料蒸気の小さなつまり限定された流れが通路１４からバルブチャンバ２０内に、さらに通路１６の外へと生じるようにする。本発明に係る好適な実施形態では、バルブシート４０に形成したノッチ（切り欠き）５２を用いてブリード通路を構成する。但し、他の実施形態では、通路１４とチャンバ２０の間のバルブ本体２２内にブリード通路を形成することも可能であることを理解されたい。
【００１８】
操作上、ダイヤフラム３４を横切る圧力差が２インチＨ2Ｏ（５０．８ｍｍＨ2Ｏ）を超えたとき、バルブ部材４２をバルブシート４０に当接させた状態で維持するのに十分な力を提供できるように、ダイヤフラム３４の面積とスプリング４８のばね率を設定する。この結果、エンジン操作時にエンジン吸気系の負圧が、ストレージキャニスタから燃料蒸気を引き寄せて、ブリード通路５２を通らせる際、自動車の燃料タンク１内で負圧が引き込まれることを防止できる。
【００１９】
また、大気の温度が上昇して燃料タンク内の燃料蒸気の正圧を増大させる場合には、この増大した燃料蒸気の圧力がバルブ部材４６を持ち上げる。そして、この時走行中ならば、燃料蒸気をキャニスタとエンジンに流すようにする。
【００２０】
従って、本発明は、エンジン走行時とエンジン停止時に、燃料タンクの燃料蒸気をエンジン吸気マニホルドの入口とストレージキャニスタに流すように制御できる圧力（差）反応型の調整バルブを提供し、また、キャニスタのパージ率を向上させるとともに燃料タンクからエンジンに向う燃料蒸気のサージングを減少させる方法を提供する。
【００２１】
本発明は、上述した実施形態を含むものであるが、圧力反応部材３４は、通気性の低い材料から構成される可撓性のダイヤフラムを含むものでもよい。
また、圧力反応部材３４は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）材料を含む、可撓性のダイヤフラムから構成されるものでもよい。
また、圧力反応部材３４はフルオロポリマー（fluoropolymer）材料を含む、可撓性のダイヤフラムから構成されるものでもよい。
また、圧力反応部材３４は、燃料蒸気を通気させないために、一面側を金属化させた可撓性のダイヤフラムから構成されるものでもよい。
また、圧力反応部材３４は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレン テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）及びポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなるグループから選択された材料を用いて形成されてもよい。
また、（バルブチャンバ２０の）壁の一部を圧力反応部材によって形成するステップは、高分子材料を含む圧力反応部材を形成することを含んでもよい。
また、圧力反応部材３４を形成するステップは、金属化された表面を有する高分子材料の部材を形成することを含んでもよい。
また、バルブ部材４２を設けるステップは、弾性材料で形成された部材を配置することを含んでもよい。
また、圧力反応部材３４を用いて（バルブチャンバ２０の）壁部を形成するステップは、高分子材料の可撓性ダイヤフラムを形成し、かつ、ダイヤフラムの一方の側を金属化させてもよい。さらに、この金属化を行うステップでは、基本的にアルミニウムから構成される材料のフィルムを用いて前記一方の側を被膜させてもよい。
【００２２】
以上、本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明に対して変形及び修正を行うことは可能であって、本発明の範囲は添付した特許請求の範囲によってのみ限定されることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】燃料蒸気放出用制御システムを示す図であり、この際、本発明の実施形態に用いられる弁を断面図として示す図である。
【図２】先行技術に係る燃料蒸気放出用制御システムを示す概略図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０              燃料蒸気ガス放出用の制御システム
１２              制御バルブ（ベントバルブ又はリリーフバルブ）
１４              燃料蒸気用の入口ポート（ポート）
１６              パージ用の出口ポート（オープンポート）
１８              キャニスタ用の出口ポート（オープンポート）
２０              バルブチャンバ
２２              バルブ本体
２４              パージ調整バルブ（パージバルブ）
３０              キャニスタ（ストレージ装置）
３４              圧力反応部材（ダイヤフラム）
４０              バルブシート
４２              バルブ部材
４６              ノッチ（切り欠き）
４８              付勢手段（スプリング）
【図１】
2004293548.tif 000003
【図２】
2004293548.tif 000004