(57)【要約】ハウジング（３０）及び圧力作動装置（４０）を備えた燃料蒸気圧管理装置（２０）の作動装置及び方法。ハウジングは内部チェンバ（３１）を画定し、内部チェンバと連通する第１のポート（３６）及び第２のポート（３８）を有する。圧力作動装置は、内部チェンバを第１のポートと流体連通関係にある第１の部分と、第２のポートと流体連通関係にある第２の部分とに分離する。圧力作動装置は、軸に沿って可動のポペット（４２）と、ポペットと係合するように構成されたシールとを有する。圧力作動装置は、第１のポートの圧力が第２のポートに対して第１の負圧レベルであり且つシールが第１の変形状態になると第１の位置関係を有する。圧力作動装置は、シールが第２の変形状態になると第２の位置関係を有し、第２のポートから第１のポートへの流体の第１の流れを許容する。シールが変形前の状態にある時は、圧力作動装置は第３の位置関係を有し、第１のポートから第２のポートへの流体の第２の流れを許容する。
2004530080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部チェンバを画定し、内部チェンバと連通する第１及び第２のポートを有するハウジングと、
内部チェンバを第１のポートと流体連通関係にある第１の部分と、第２のポートと流体連通関係にある第２の部分とに分離する圧力作動装置とより成り、
圧力作動装置は、軸線に沿って可動のポペットと、ポペットに係合するように構成されたシールとを有し、第１のポートの圧力レベルが第２のポートに対して第１の負圧であり且つシールが第１の変形状態にある時は圧力作動装置が第１の位置関係を有し、シールが第２の変形状態にある時は圧力作動装置は第２の位置関係にあって第２のポートから第１のポートへの流体の第１の流れを許容し、シールが変形前の状態にある時は圧力作動装置は第３の位置関係にあって第１のポートから第２のポートへの流体の第２の流れを許容する燃料蒸気圧管理装置。
【請求項２】
ハウジングは第１及び第２の部分より成り、第１の部分は第１のポートと、第２の部分は第２のポートを画定する請求項１の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項３】
シールはビードとリップより成り、ビードはハウジングの第１と第２の部分の間に固定されている請求項２の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項４】
シールはビードとリップより成り、リップは変形以前の状態にある時は軸線の方へ内方且つ斜めに突出する請求項１の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項５】
ポペットは、第１の位置と、第２の位置と、第１と第２の位置の間の中間位置との間を軸線に沿って移動可能な請求項１の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項６】
圧力作動装置が第１及び第２の位置関係にある時ポペットは第２の位置にあり、圧力作動装置が第３の位置関係にある時ポペットは第１の位置にある請求項５の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項７】
圧力作動装置が第４の位置関係にある時は、第１と第２のポート間の流体の連通が阻止され、ポペットは中間位置にあり、シールは第１の変形状態を有する請求項５の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項８】
圧力作動装置が第１の位置関係にあることを通報し、圧力作動装置が第４の位置関係にあることを通報しないスイッチをさらに備えた請求項７の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項９】
圧力作動装置は第２の位置の方へポペットを付勢する可撓性部材を有し、可撓性部材はスイッチを第４の位置関係になるように予荷重を与える請求項８の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項１０】
第１のポートに第２のポートに対して第１の負圧レベルが存在する第１の位置関係の存在を通報するスイッチをさらに備えた請求項１の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項１１】
ハウジングは第１及び第２の部分より成り、第１の部分は第１のポートと、第２の部分は第２のポートを画定し、スイッチはハウジングの第１の部分内に位置する請求項１０の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項１２】
スイッチを支持しハウジングの第１の部分に位置する回路板をさらに備えた請求項１１の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項１３】
スイッチは、回路板に関して一般的に可動である第１の接点と、回路板に対して実質的に固定された第２の接点とを有する請求項１２の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項１４】
圧力作動装置は、ポペットをシールの方へ付勢する可撓性部材を有する請求項１の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項１５】
可撓性部材の付勢力を較正する調整手段をさらに備えた請求項１４の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項１６】
ハウジングは第１及び第２の部分より成り、第１の部分は第１のポートを画定し、第２の部分は第２のポートを画定し、可撓性部材はポペットと調整手段との間を延び、調整手段はハウジングの第２の部分上に位置する請求項１５の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項１７】
可撓性部材は、圧力作動装置が第３の位置関係にある時圧縮されるコイルばねより成る請求項１４の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項１８】
ポペットは実質的に剛性であり、シールはポペットに関して相対的に可撓性を有する請求項１の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項１９】
第１の変形状態はシールが実質的に対称的に変形した状態であり、第２の変形状態はシールがほぼ非対称的に変形した状態である請求項１の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項２０】
ポペットの運動は電気機械式アクチュエータとは無関係である請求項１の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項２１】
圧力作動装置は内部チェンバを区画するダイアフラムによらない請求項１の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項２２】
流体の第２の流れは第１と第２のポートの間で実質的に制限されず、流体の第１の流れは第２の流れに対して相対的に制限される請求項１の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項２３】
ハウジングと内部チェンバとは２４０立方センチメートル未満の体積を占有する請求項１の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項２４】
圧力作動装置は、第１のポートが第２のポートに対して第２の負圧レベルであり、第２の負圧レベルが第１の負圧レベルより小さい時に第２の位置関係にある請求項１の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項２５】
圧力作動装置は、第１のポートが第２のポートに対して正圧レベルにある時第３の位置関係にある請求項１の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項２６】
内部チェンバを画定し、内部チェンバと共に２４０立方センチメートル未満の体積を占有するハウジングと、
内部チェンバ内の第１の空間を占有し、第１の圧力レベルの負圧に基づき漏洩診断を行い、第１の圧力レベル以下の負圧を解放し、第２の圧力レベル以上の正圧を吹出す圧力作動装置とより成る燃料蒸気圧管理装置。
【請求項２７】
負圧は燃料蒸気の冷却に起因して自然発生する真空により生じる請求項２６の装置。
【請求項２８】
内部チェンバの第２の空間を占有するスイッチをさらに備え、このスイッチは圧力作動装置を協働して第１の圧力レベルの負圧を指示する請求項２６の装置。
【請求項２９】
内部チェンバの第３の空間を占有するプリント回路板をさらに備え、プリント回路板はスイッチを機械的に支持し、そのスイッチに電気的に接続されている請求項２８の装置。
【請求項３０】
燃料系統の燃料蒸気圧を管理する方法であって、
軸線に沿って可動のポペットと、そのポペットと協働し、ポペットから離脱した変形前の状態と、ポペットと係合した実質的に対称的な変形状態と、ポペットと係合したほぼ非対称的な変形状態との間で撓曲自在のシールとを第１のポートと第２のポートとの間に配置し、
シールを実質的に対称的な変形状態にして第１の圧力レベルの負圧を感知して、
シールをほぼ非対称的な変形状態にして第１の圧力レベルより低い負圧を通気し、
シールを変形前の状態にして第２の圧力レベルより高い正圧を通気するステップより成る燃料蒸気圧管理方法。
【請求項３１】
シールは、変形前の状態、実質的に対称的な変形状態及びほぼ非対称的な変形状態の間で弾性変形可能である請求項３０の方法。
【請求項３２】
ポペットは、第１の位置と、第２の位置と、第１と第２の位置の間の中間位置との間を軸線に沿って移動可能な請求項３０の方法。
【請求項３３】
シールを実質的に対称的な変形状態及びほぼ非対称的な変形状態にするステップはポペットを第２の位置にするステップより成り、シールを変形前の状態にするステップはポペットを第１の位置にするステップより成る請求項３２の方法。
【請求項３４】
第１と第２のポートの間の流体の流れを阻止するようにシールを実質的な対称的な変形状態にし且つポペットを中間位置にするステップをさらに含む請求項３２の方法。
【請求項３５】
シールをほぼ非対称的な変形状態にすることにより、流体の第１の流れを通路に沿って第１の方向へ流して、第１の圧力レベルより低い負圧を通気し、シールを変形前の状態にすることにより、流体の第２の流れを通路に沿って第２の方向に流して、第２の圧力レベルより高い正圧を通気し、第２の方向は第１の方向とは反対である請求項３０の方法。
【請求項３６】
シールを変形前の状態にすることにより流体の第２の流れは実質的に制限されず、シールをほぼ非対称的な変形状態にすることにより流体の第２の流れに対して流体の第１の流れを制限する請求項３５の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本願は、２００１年６月１４日付け米国仮特許出願第６０／２９８，２５５号；２００１年８月８日付け米国仮出願第６０／３１０，７５０号；及び２００２年５月３０日付け米国仮出願（弁護士整理番号：０５１４８１−５０９３−ＰＲ）の優先権を主張するものであり、これら全ての出願全体を本願の一部として引用する。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、燃料系統の圧力を管理し漏洩を検知する燃料蒸気圧管理装置及び方法に関し、さらに詳細には、正圧を通気し、過剰な負圧を通気し、気化による自然発生する真空を利用して漏洩診断を行う燃料蒸気圧管理装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
内燃機関を備えた車両の従来型燃料系統は、燃料タンクの上部空間からの燃料蒸気を蓄積するキャニスタを搭載することが可能である。燃料系統の燃料タンク、キャニスタまたは任意のコンポーネントに漏洩があると、燃料蒸気はキャニスタに蓄積されずに漏洩箇所から大気中へ逃げることになる。例えば、米国環境保護局やカリフォルニア州空気資源局のような種々の政府規制当局は、燃料蒸気の大気中への放出を制限する規則を制定している。従って、これらの規則を遵守されるように、燃料蒸気の大気中への放出を回避させ、漏洩診断を行う装置及び方法を提供することが求められていると考えられる。
【０００４】
かかる従来型燃料系統では、エンジンを切った直後に過剰の燃料蒸気が蓄積されて燃料蒸気圧管理装置に正圧が生じることがある。閉じた燃料系統ではある動作及び大気条件の下で過剰な負圧が発生して、これらの燃料系統コンポーネントに応力を発生させる可能性がある。従って、この正圧を通気または「吹出し」により、また過剰な負圧を通気または「逃がし」により解消する必要があると思われる。同様に、燃料タンク補給時に生じる過剰は正圧を解消することが望ましいと考えられる。かくして、燃料タンク補給時に燃料タンクから燃料蒸気でなくて空気を大流量で放出することが求められていると考えられる。これを通常、車両での燃料補給時蒸気回収（ＯＲＶＲ）と呼ぶ。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、ハウジングと、圧力作動装置とを備えた燃料蒸気圧管理装置を提供する。ハウジングは、内部チェンバを画定し、内部チェンバと連通する第１及び第２のポートを有する。圧力作動装置は、内部チェンバを第１のポートと流体連通関係にある第１の部分と、第２のポートと流体連通関係にある第２の部分とに分離する。圧力作動装置は、軸線に沿って可動のポペットと、ポペットに係合するように構成されたシールとを有する。第１のポートの圧力レベルが第２のポートに対して第１の負圧であり且つシールが第１の変形状態にある時は圧力作動装置が第１の位置関係を有する。シールが第２の変形状態にある時は、圧力作動装置は第２の位置関係にあって第２のポートから第１のポートへの流体の第１の流れを許容する。シールが変形前の状態にある時は、圧力作動装置は第３の位置関係にあって第１のポートから第２のポートへの流体の第２の流れを許容する。
【０００６】
本発明は、内部チェンバを画定するハウジングと、内部チェンバ内の第１の空間を占有する圧力作動装置とを備えた燃料蒸気圧管理装置を提供する。ハウジングと内部チェンバとは、２４０立方センチメートル未満の体積を占有する。圧力作動装置は、第１の圧力レベルの負圧に基づき漏洩診断を行い、第１の圧力レベル以下の負圧を解放し、第２の圧力レベル以上の正圧を吹出す。
【０００７】
本発明はさらに、燃料系統の燃料蒸気圧を管理する方法を提供する。この方法は、ポペットと、ポペットと協働するシールとを第１のポートと第２のポートとの間に配置するステップを含む。ポペットは軸線に沿って可動である。シールは、ポペットから離脱した変形前の状態と、ポペットと係合した実質的に対称的な変形状態と、ポペットと係合したほぼ非対称的な変形状態との間で撓曲自在である。この方法はさらに、シールを実質的に対称的な変形状態にして第１の圧力レベルの負圧を感知して、シールをほぼ非対称的な変形状態にして第１の圧力レベルより低い負圧を通気し、シールを変形前の状態にして第２の圧力レベルより高い正圧を通気するステップを含む。
【実施例】
【０００８】
本明細書中の用語「大気」は地球を取り巻く気体の帯を意味し、「大気の」はこの帯の特性をいう。
【０００９】
本明細書の用語「圧力」は周囲の大気圧に対する測定圧力である。従って、正圧は周囲の大気圧よりも高い圧力、負圧または真空は周りの大気圧よりも低い圧力のことをいう。
【００１０】
本明細書の用語「上部空間」は、例えば燃料タンクのようなエンクロージャ内の、例えば燃料のような液体の表面上方の可変空間を意味する。例えば、ガソリンのような揮発性燃料のタンクの場合、揮発性燃料からの蒸気が燃料タンクの上部空間に溜まる。
【００１１】
図１を参照して、例えばエンジン（図示せず）の燃料系統１０は、燃料タンク１２、エンジンの吸気マニホルドのような真空源１４、パージ弁１６、チャコールキャニスタ１８及び燃料蒸気圧管理装置２０を含む。
【００１２】
燃料蒸気圧管理装置２０は、第１の所定圧力（真空）レベルの存在の通報機能２２、「真空逃がし」または第１の所定圧力レベルより低い負圧の逃がし機能２４、「圧力吹出し」または第２の圧力レベルより高い正圧の逃がし機能２６を含む複数の機能を実行する。
【００１３】
他の機能を実行することもできる。例えば、燃料蒸気圧管理装置２０は真空調節器として使用可能であり、またパージ弁１６及びアルゴリズムの動作との関連で燃料系統１０の大きな漏洩を検知することができる。かかる大きな漏洩の検知を行うことにより、燃料補給キャップ１２ａを燃料タンク１２へ戻していない時のような状況を評価することができる。
【００１４】
例えば、ガソリンのような揮発性液体燃料は、例えば周囲温度の上昇のようなある特定の状況下で気化して燃料蒸気を発生させることが分かる。例えば、エンジンを切った後のように燃料系統１０が冷却する過程では、燃料タンク１２の上部空間及びチャコールキャニスタ１８の内部の燃料蒸気と空気が冷却するため、真空状態が自然発生する。本願の説明によると、第１の所定圧力レベルの真空の存在は、燃料系統１０の健全性が満足すべきものであることを示す。従って、燃料系統１０の健全性を示す、即ち、感知できる程度の漏洩が存在しないことを指示するために、通報（２２）が行われる。その後、第１の所定圧力レベルより低い圧力レベルで真空逃がし（２４）が生じるため、燃料タンク１２が保護される。例えば、燃料系統１０の真空に起因する応力による構造的なひずみの発生が阻止される。
【００１５】
エンジンを切った後、圧力吹出し（２６）が起こるため、燃料気化により生じる過剰圧力が通気され、その後の冷却時に発生する真空の発生が早まる。圧力吹出し（２６）が起こると、燃料蒸気は保持されるが、燃料系統１０の内部の空気が放出される。同様に、燃料タンク１２の補給過程で、圧力吹出し（２６）により空気が燃料タンク１２から大流量で逃げることができる。
【００１６】
燃料蒸気圧管理装置２０を備えた系統では、少なくとも２つの利点が得られる。第１の利点は、サイズを問わずに燃料タンクの漏洩診断を行えることである。この利点は、従来の漏洩検知システムが例えば１００ガロン以上の公知の大型燃料タンクでは有効に機能しないという理由で重要である。第２の利点は、燃料蒸気圧管理装置２０がデジタル式の比例パージ弁を含む多種多様なパージ弁と相性が良いことである。
【００１７】
図２Ａは、燃料蒸気収集キャニスタ１８への搭載に特に好適な燃料蒸気圧管理装置２０の実施例を示す。燃料蒸気圧管理装置２０は、差込型固着手段３２によりチャコールキャニスタ１８の本体に装着可能なハウジング３０を有する。チャコールキャニスタ１８と燃料蒸気圧管理装置２０との間には流体が漏れない接続部を提供するようにシール（図示せず）を介在させることができる。この固着手段３２とスナップフィンガ３３との組み合わせにより、燃料蒸気圧管理装置２０を現場で容易に修理することができる。もちろん、燃料蒸気圧管理装置２０とチャコールキャニスタ１８との間に、図示の「差込式」固着手段３２の代わりに多種多様な固着手段を用いることができる。多種多様な固着手段の例として、螺着式、インターロック入れ子式のものが含まれる。あるいは、チャコールキャニスタ１８とハウジング３０とを、例えば接着剤により互いに接合するか、またはチャコールキャニスタ１８の本体とハウジング３０とを剛性パイプまたは可撓性ホースのような中間部材により相互接続することができる。
【００１８】
ハウジング３０は、内部チェンバ３１を画定し、第１のハウジング部分３０ａ及び第２のハウジング部分３０ｂの組立体により構成されている。第１のハウジング部分３０ａは、チャコールキャニスタ１８と内部チェンバ３１とを流体連通関係にする第１のポート３６を有する。第２のハウジング部分３０ｂは、内部チェンバ３１と周囲の大気とを流体連通関係にする、例えば、通気させる第２のポート３８を有する。真空逃がし（２４）時またはパージ弁１６の動作時に燃料蒸気圧管理装置２０に吸引される汚染物質を減少させるために、第２のポート３８と周囲の大気との間にフィルタ（図示せず）を介在させてもよい。
【００１９】
一般的に、密封が必要なハウジング構成要素間において漏洩が起こる可能性のある箇所の数を減少させるにはハウジング構成要素の数を最小限に抑えることが望ましい。
【００２０】
燃料蒸気圧管理装置２０の利点は、そのコンパクトなサイズにある。内部チェンバ３１を含む燃料蒸気圧管理装置２０が占有する空間は、最小のもので２４０立方センチメートル以上の空間を占有する公知の他の全ての漏洩検知装置よりも小さい。即ち、内部チェンバ３１を含み、第１のポート３６から第２のポート３８までの燃料蒸気圧管理装置２０が占有する空間は２４０立方センチメートル未満である。詳述すると、燃料蒸気圧管理装置２０は１００立方センチメートル未満の空間を占有する。公知の漏洩検知装置からのこのサイズの減少は、現代の自動車では利用可能な空間が限られていることを考えると重要である。
【００２１】
圧力作動装置４０は、内部チェンバ３１を第１の部分３１ａと第２の部分３１ｂとに分離できる。第１の部分３１ａは第１のポート３６を介してチャコールキャニスタ１８と流体連通関係にあり、第２の部分３１ｂは第２のポート３８を介して周囲の大気と流体連通関係にある。
【００２２】
圧力作動装置４０は、ポペット４２、シール５０及び可撓性部材６０を有する。通報（２２）時、ポペット４２とシール５０とは互いに係合して、第１のポート３６と第２のポート３８との間の流体の連通を阻止する。真空逃がし時（２４）、ポペット４２とシール５０とは互いに係合して、第２のポート３８から第１のポート３６へ流体の限られた流量の流れを許容する。圧力吹出し時（２６）、ポペット４２とシール５０とは係合関係から離脱して、第１のポート３６から第２のポート３８への実質的に無制限な流体の流れを許容する。
【００２３】
圧力作動装置４０は、ポペット４２とシール５０とが異なる位置関係になるため、双方向逆止弁を構成すると考えることができる。即ち、圧力作動装置４０は第１の条件セットにおいて１つの方向の流体の流れを許容するが、第２の条件セットにおいて同じ圧力作動装置４０が同じ通路に沿う反対方向の流体の流れを許容する。圧力吹出し時（２６）における流体の流量は真空逃がし時（２４）の時の流体の流量の３乃至１０倍である。
【００２４】
圧力作動装置４０は、公知の漏洩検知装置で使用されて流量制御弁を制御自在に変位させるソレノイドのような電気機械式アクチュエータによらずに動作する。従って、圧力作動装置４０の動作は、第１のポート３６と第２のポート３８の間の差圧だけで制御可能である。好ましいことに、圧力作動装置４０の全ての動作は、圧力作動装置４０の一方の側、即ち第１のポート３６の側に働く流体圧力信号により制御される。
【００２５】
圧力作動装置４０はまた、ダイアフラムによらずに動作する。ダイアフラムは、内部チェンバを部分的に隔離し流体制御弁を作動させるために公知の漏洩検知装置で使用される。かくして、圧力作動装置４０は、この装置だけで、そして断続的に、内部チェンバ３１を分離する。即ち、ハウジング３０により画定される内部チェンバ３１の部分の数はせいぜい２つである。
【００２６】
ポペット４２は、低密度且つ実質的に剛性であり液体が通過できないディスクであるのが好ましい。ポペット４２は、剛性を高めるために、または圧力作動装置４０の他のコンポーネントとの相互作用を容易にするために、平板状または種々の外形を有するように形成可能である。
【００２７】
ポペット４２はほぼ円形で、周囲部に互い違いのタブ４４と凹部４６とを有する。タブ４４は、ポペット４２を第２のハウジング部分３０ｂの中心に配置させ、軸Ａに沿うポペット４２の運動を案内することができる。凹部４６は、真空逃がし時（２４）または圧力吹出し時（２６）に、ポペット４２の周りに流体流路を提供できる。互い違いのタブ４４及び凹部４６を複数個示すが、それらは例えば、周囲が円形のディスクのような任意の数（０でもよい）のタブ４４または凹部４６を設けることが出来る。もちろん、他の形状のポペット４２を使用してもよい。
【００２８】
ポペット４２は、任意の金属（例えば、アルミニウム）、ポリマー（例えば、ナイロン）または燃料蒸気を透過させる低密度且つ実質的に剛性で滑らかな表面仕上げの別の材料で形成することができる。ポペット４２は、打抜き加工、鋳造または成型により製造可能である。もちろん、ポペット４２を製造するにあたり他の材料及び製造方法を使用してもよい。
【００２９】
シール５０は環状で、ビード５２とリップ５４とを有する。ビード５２は第１のハウジング３０ａと第２のハウジング部分３０ｂとの間に固定され、第１のハウジング部分３０ａを第２のハウジング３０ｂに対して密封する。リップ５４はビード５２から半径方向内方に突出し、その変形前の状態、即ち、成型時または製造時の状態で軸Ａに関して斜めに延びる。かくして、リップ５４は中空円錐台の形状を有するのが好ましい。シール５０は、変形前の状態と変形状態の間で撓曲を多数サイクル可能にするに十分な弾性を備えた任意の材料で形成することができる。
【００３０】
シール５０は、ゴムまたは、例えばニトリルやフルオロシリコーンのようなポリマーから成型するのが好ましい。剛性が約５０デュロメーター（ショアーＡ）で、自己潤滑性または、例えばポリテトラフルオロエチレンのような減摩被覆を備えたシールがさらに好ましい。
【００３１】
図２Ｂは、種々の特徴部分の比率を含む、シール５０の実施例である。シールのこの実施例はSantoprene 123-40で作製するのが好ましい。
【００３２】
可撓性部材６０は、ポペット４２をシール５０の方へ付勢する。可撓性部材６０は、ポペット４２と第２のハウジング部分３０ｂとの間に位置するコイルばねでよい。このコイルばねは軸Ａを中心として配置するのが好ましい。
【００３３】
可撓性部材６０の種々の実施例として、２個以上のコイルばね、板ばねまたは弾性ブロックが含まれる。種々の実施例として、例えば金属またはポリマーのような種々の材料を含むものがある。可撓性部材６０は異なる態様で、例えば、第１のハウジング３０ａとポペット４２との間に配置してもよい。
【００３４】
ポペット４２の重量と重力とにより、ポペット４２をシール５０の方へ押圧することができる。このようにして、可撓性部材６０により供給される付勢力を減少させるかなくすことができる。
【００３５】
可撓性部材６０は付勢力を与えるが、この付勢力は第１の所定圧力レベルを設定するために較正可能である。可撓性部材６０の構成、特にそのばね率及び長さは、第２の所定圧力レベルを設定するように与えられる。
【００３６】
スイッチ７０は通報（２２）を行うことができる。ポペット４２を軸Ａに沿って移動させて、スイッチ７０を作動させるのが好ましい。スイッチ７０は、本体７２に関して固定した第１の接点と、可動接点７４とを備えることができる。本体７２はハウジング３０、例えば第１のハウジング３０ａに関し固定することが可能であり、ポペット４２を移動させると可動接点７４が本体７２に関して変位するためスイッチ７０が接続された電気回路が開閉される。一般的に、スイッチ７０は、可動接点７４を本体７２に関して変位するために、例えば５０グラムまたはそれ以下の最小の作動力を必要とするように選択される。
【００３７】
スイッチ７０の種々の実施例には、磁気近接スイッチ、圧電気接触センサーまたはポペット４２が所定位置へ移動したことまたはポペット４２が可動接点７４に規定の力を加えていることを通報できる他の任意タイプの装置が含まれる。
【００３８】
図２Ｃは、燃料蒸気圧管理装置の別の実施例２０´を示す。図２Ａと比較して、燃料蒸気圧管理装置２０´は変形例としての第２のハウジング部分３０ｂ´及びポペット４２´を有する。それ以外は、燃料蒸気圧管理装置の２つの実施例２０及び２０´の同一部分を指示するために同一の参照番号を使用する。
【００３９】
第２のハウジング部分３０ｂ´は、チェンバ３１内に突出し軸Ａを取り囲む壁３００を有する。ポペット４２´は、軸Ａと取り囲む少なくとも１つの波形部分４２０を有する。壁３００と少なくとも１つの波形部分４２０とは、ポペット４２´が軸Ａに沿って移動する際波形部分４２０が壁３００を摺動させて受容するダッシュポット構造が提供されるように相対的なサイズ及び配置が決定される。
【００４０】
壁３００と少なくとも１つの波型部分４２０とは、協働してチェンバ３１´内にサブチェンバ３１０を画定する。ポペット４２´が軸Ａに沿って移動すると、チェンバ３１´とサブチェンバ３１０との間で流体が移動する。この流体の移動はポペット４２´の共振を減衰させる効果がある。チェンバ３１´とサブチェンバ３１０との間で流体を移動させる専用の流れチャンネルを形成するために、計量開口（図示せず）を設けてもよい。
【００４１】
図２Ｃに示すように、ポペット４２´には、特にシール５０及び可撓性部材６０との境界領域に、ポペット４２´の剛性を増加させる別の波形部分を設けることが可能である。
【００４２】
通報（２２）は、第１のポート３６に第１の所定圧力レベルの真空状態が存在すると起こる。この通報（２２）時、ポペット４２とシール５０とは互いに係合して、第１のポート３６と第２のポート３８との間の流体の連通を阻止する。
【００４３】
第１のポート３６の真空により生じる力は、ポペット４２を第１のハウジング部分３０ａの方へ変位させる。この変位はシール５０の弾性変形による抵抗を受ける。大気圧に対して例えば１インチの水の真空度のような第１の所定圧力レベルでは、ポペット４２の変位によりスイッチ７０が作動されて電気回路が開閉されるが、この回路は電子制御ユニット７６によりモニターすることが可能である。真空状態が解消されると、第１のポート３６の圧力が第１の所定圧力レベルより高くなり、シール５０の弾性によりポペット４２がスイッチ７０から離れる方向に押されるため、スイッチ７０がリセットされる。
【００４４】
通報（２２）時、ポペット４２に作用する合力は、第１のポート３６における真空力と、可撓性部材６０の付勢力とである。この合力により、ポペット４２は軸Ａに沿って移動し、シール５０を実質的に対称的な形状に変形させる位置に来る。ポペット４２とシール５０とのこの位置関係を図３Ａに略示する。詳述すると、ポペット４２はスイッチ７０に対してその極限位置まで移動しており、リップ５４はポペット４２によりほぼ均等に押圧されているため、好ましくはリップ５４とポペット４２との間に環状接触関係が存在する。
【００４５】
通報（２２）時、シール５０が変形するにつれて、リップ５４はポペット４２に沿って摺動し、ポペット４２上の異物を削り取って清浄機能を発揮する。
【００４６】
第１のポート３６の圧力がさらに低下すると、即ち、その圧力がスイッチ７０を作動させる第１の所定圧力レベル以下に低下すると、真空逃がし（２４）が起こる。第１の所定圧力レベル以下のある真空レベル、例えば大気圧に対して６インチの水の真空度では、シール５０に作用する真空によりリップ５４が変形して、少なくともその一部がポペット４２から離脱する。
【００４７】
真空逃がし時（２４）、少なくともその初期には、シール５０が非対称的形状に変形すると考えられる。ポペット４２とシール５０とのこの位置関係を図３Ｂに略示する。シール５０の弱い部分が変形を伝播し易くさせる。詳述すると、圧力が第１の所定圧力レベル以下に低下すると、シール５０に作用する真空力により、少なくとも最初に、リップ５４とポペット４２との間にギャップが生じる。即ち、リップ５４の一部がポペット４２から離脱するため、通報（２２）時にリップ５４とポペット４２との間にあった環状接触関係が破壊される。シール５０に作用する真空力は、流体、例えば、周囲の空気が第２のポート３８、リップ５４とポペット４２との間のギャップ、及び第１のポート３６を介してキャニスタ１８へ流入すると解放される。
【００４８】
真空逃がし（２４）時に生じる流体の流れは、リップ５４とポペット４２との間のギャップの大きさにより制限される。リップ５４とポペット４２との間のギャップの大きさは、第１の所定圧力レベルより低い圧力レベルと関係がある。従って、第１の所定圧力レベルよりわずかに低い圧力を解放するために小さいギャップが形成され、第１の所定圧力レベルよりかなり低い圧力を解放するために大きなギャップが形成される。このギャップの大きさの変化は、リップ５４の形状に従ってシール５０により自動的に行われるため、ポペット４２に対してシール５０が係合及び離脱を繰り返すことにより生じる脈流を防止すると考えられる。かかる脈流は、真空力が離脱時に瞬間的に解放された後シール５０がポペット４２と再係合して増加することにより生じる可能性がある。
【００４９】
図３Ｃを参照して、圧力吹出し（２６）は、第１のポート３６に第２の所定圧力レベルより高い正圧が発生すると起こる。例えば、圧力吹出し（２６）はタンク１２の燃料補給時に起こる可能性がある。圧力吹出し（２６）時、ポペット４２は可撓性部材６０の付勢力に抗して変位するため、リップ５６から離脱する。即ち、ポペット４２はリップ５４から完全に離脱するため、通報（２２）時に存在したリップ５４とポペット４２との間の環状接触関係が消滅する。ポペット４２がシール５０から離脱すると、リップ５４は変形前の状態になる。即ち、製造時の形状に戻る。第２の所定圧力レベルにある圧力は、流体がキャニスタ１８から第１のポート３６、リップ５４とポペット４２との間の空間、及び第２のポート３８を介して大気中に流れると、解放される。
【００５０】
圧力吹出し（２６）時に生じる流体の流れは、ポペット４２とリップ５４との間の空間により実質的に制限されない。即ち、ポペット４２とリップ５４との間の空間は第１のポート３６と第２のポート３８との間の流体の流れをほとんど制限しない。
【００５１】
燃料蒸気圧管理装置２０の動作により、少なくとも４つの利点が得られる。最初に、自然冷却時、例えばエンジンを切った後に真空度をモニターして漏洩検知診断を行うことができる。第２に、真空逃がし機能は第１の所定圧力レベル以下の負圧を解放し、圧力吹出し機能は第２の所定圧力レベル以上の正圧を解放する。第３の利点として、真空逃がし機能は、キャニスタ１８をフェイルセーフ式にパージする。そして、第４の利点として、圧力解放機能は、エンジンを切った任意の状況時の燃料タンク１２の圧力を調整することにより、燃料タンク１２の正圧の大きさを制限し、冷却による真空効果の発生を早める。
【００５２】
図４Ａは、燃料蒸気圧管理装置２０の流量対圧力の関係を示す曲線２００である。一般的に、この曲線２００は動作特性全体を示すが、３つのセグメントと２つの遷移部分とを含むもの考えることができる。中央セグメントは流体の流れが存在しない、「公称」の位置関係及び通報（２２）時に生じる位置関係に関連する部分である。公称の位置関係とは、ポペット４２が中間位置にある、例えば、スイッチ７０を押圧する極限位置には移動していないが、シール５０のリップ４５に対して実質的に均一に押圧された状態にある燃料蒸気圧管理装置２０の状態をいう。
【００５３】
中間セグメントからの第１の遷移部分は、通報（２２）と真空逃がし（２４）との間に、例えば、圧力が第１の所定圧力レベルより低いレベルへ継続的に減少する際に生じる。図４Ａにおいて、この第１の遷移部分を、約−１．５インチの水の圧力で燃料蒸気圧管理装置２０に生じるものとして示す。この遷移部分は、リップ５４が少なくとも最初に非対称的に変形する際に多少急激に発生するため、ポペット４２とシール５０との間にギャップが形成されることに注目されたい。
【００５４】
左方セグメントは、真空逃がし（２４）時に生じる位置関係のように流体の負方向の流れ、即ち、大気から上部空間への流れとして特徴付けることができる。真空逃がし（２４）過程の開始後の第１の期間では、流量は、圧力の比較的小さい減少に対して急激に増加し、また、その後の第２の期間では、流量は、圧力変化にほぼ比例して増加することに注目されたい。リップ５４の非対称的な変形により最初に生じるギャップの大きさは第１の期間の間増加するが、第２の期間の間はほとんどまたは全く変化しないと考えられる。
【００５５】
中間セグメントからの第２の遷移部分は、第２の所定圧力レベルで生じる。図４Ａにおいて、この第２の遷移部分は０インチの水よりわずかに高い所、即ち、周囲の大気圧よりもわずかに高い所で生じるものとして示す。第２の遷移部分は２インチ未満の水の圧力で生じるのが好ましく、さらに好ましくは０．５インチ未満の水の圧力で起こる。
【００５６】
図４Ｂを参照して、第２の遷移部分には幾分かのヒステリシスがある。例えば、第２の所定圧力レベルを超えた後の最初の期間として、ポペット４２に作用する圧力がポペット４２とシール５０との間の流量の比例的増加を伴わずに上昇する期間が存在する。このヒステリシスは、ポペット４２とシール５０との間の接触関係が壊れるまで存在すると考えられる。図４Ｂは、好ましい所定圧力レベルが約−１インチの水の圧力、真空逃がし（２４）への第１の遷移が約−２インチの水の圧力で起こること、第２の所定圧力レベルが好ましくは、約０．３５インチの水であることを示す。
【００５７】
図４Ａを参照して、右方セグメントは、流体の流れが正方向、即ち、圧力吹出し（２６）時に起こる位置関係のように、上部空間から大気の方への流れにより特徴付けられる。流量は、第２の遷移時に流れが一旦始まると、ほぼ圧力に比例することを注目されたい。
【００５８】
かくして、燃料蒸気圧管理装置２０は、燃料系統１０を破壊作用のある真空力から保護するために真空逃がし（２４）を迅速且つ正確に制御する。そして、燃料蒸気圧管理装置２０は、ＯＲＶＲを容易にするだけでなく、燃料系統１０を破壊作用のある圧力上昇から保護するために圧力吹出し（２６）を円滑且つ漸進的に制御する。
【００５９】
図４Ｃは、燃料蒸気圧管理装置２０の流量対圧力曲線２００を公知の漏洩検知装置の同様な曲線２１０と比較したものである。図４Ｃに示すような第１の遷移部分は、燃料蒸気圧管理装置２０では約−１．５インチの水の圧力で、また公知の漏洩検知装置では−１．３インチの水の圧力で生じる。この第１の遷移部分は、燃料蒸気圧管理装置２０では急激に、また公知の漏洩検知装置では徐々に起こることに注目されたい。左方セグメントについては、所与の圧力に対して燃料蒸気圧管理装置２０は公知の漏洩検知装置よりも大きい流量を可能にする。図４Ｃはまた、第２の遷移部分が、燃料蒸気圧管理装置２０では徐々に、また公知の漏洩検知装置では急激に起こることを示している。右方セグメントについては、燃料蒸気圧管理装置２０はより広い圧力範囲で比例性の良好な流量を与えるが、公知の漏洩検知装置は狭い圧力範囲で比例性の低い流量を与えることを注目されたい。
【００６０】
一般的に、圧力作動装置４０には、特にシール５０を横切る方向では圧力降下がほとんどないことが有利である。燃料蒸気圧管理装置２０のもう１つの利点は、ポペット４２の直径が大きいため（チャコールキャニスタ１８の圧力作用面がそれに応じて大きいため）、ポペット４２の移動範囲を最小限に抑えられることである。この範囲は、ポペット４２の第１の位置（例えば、圧力吹出し（２６）極限位置と、ポペット４２の第２の位置（例えば、通報（２２）極限位置近く）との間で２．５ミリメートルを超えないのが好ましい。さらに好ましくは、中間位置と第１の位置との間のポペット４２の移動範囲が２ミリメートルを超えず（例えば、ＯＶＲＶ時）、中間位置と第２の位置との間のポペット４２の移動範囲が０．５ミリメートルを超えないのがさらに好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】燃料蒸気圧管理装置を備えた好ましい実施例による燃料系統の概略図である。
【図２Ａ】図１に示す燃料蒸気圧管理装置の第１の断面図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示す燃料蒸気圧管理装置のシールを示す詳細図である。
【図２Ｃ】図１に示す燃料蒸気圧管理装置の第２の断面図である。
【図３Ａ】図１に示す燃料蒸気圧管理装置の漏洩検知システムの概略図である。
【図３Ｂ】図１の燃料蒸気圧管理装置の真空逃がしシステムの概略図である。
【図３Ｃ】図１に示す燃料蒸気圧管理装置の圧力吹出しシステムの概略図である。
【図４Ａ】図１に示す燃料蒸気圧管理装置の動作特性を示すグラフである。
【図４Ｂ】図４Ａに示す燃料蒸気圧管理装置の動作特性を詳細に示すグラフである。
【図４Ｃ】図１に示す燃料蒸気圧管理装置の動作特性と公知の漏洩検知装置の動作特性と比較したグラフである。
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年2月26日(2003.2.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部チェンバを画定し、内部チェンバと連通する第１及び第２のポートを有するハウジングと、
内部チェンバを第１のポートと流体連通関係にある第１の部分と、第２のポートと流体連通関係にある第２の部分とに分離する圧力作動装置とより成り、
圧力作動装置は、軸線に沿って可動のポペットと、ポペットに係合するように構成されたシールとを有し、第１のポートの圧力レベルが第２のポートに対して第１の負圧であり且つシールが第１の変形状態にある時は圧力作動装置が第１の位置関係を有し、シールが第２の変形状態にある時は圧力作動装置は第２の位置関係にあって第２のポートから第１のポートへの流体の第１の流れを許容し、シールが変形前の状態にある時は圧力作動装置は第３の位置関係にあって第１のポートから第２のポートへの流体の第２の流れを許容する燃料蒸気圧管理装置。
【請求項２】
ハウジングは第１及び第２の部分より成り、第１の部分は第１のポートと、第２の部分は第２のポートを画定する請求項１の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項３】
シールはビードとリップより成り、ビードはハウジングの第１と第２の部分の間に固定されている請求項２の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項４】
シールはビードとリップより成り、リップは変形以前の状態にある時は軸線の方へ内方且つ斜めに突出する請求項１の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項５】
ポペットは、第１の位置と、第２の位置と、第１と第２の位置の間の中間位置との間を軸線に沿って移動可能な請求項１の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項６】
圧力作動装置が第１及び第２の位置関係にある時ポペットは第２の位置にあり、圧力作動装置が第３の位置関係にある時ポペットは第１の位置にある請求項５の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項７】
圧力作動装置が第４の位置関係にある時は、第１と第２のポート間の流体の連通が阻止され、ポペットは中間位置にあり、シールは第１の変形状態を有する請求項５の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項８】
圧力作動装置が第１の位置関係にあることを通報し、圧力作動装置が第４の位置関係にあることを通報しないスイッチをさらに備えた請求項７の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項９】
圧力作動装置は第２の位置の方へポペットを付勢する可撓性部材を有し、可撓性部材はスイッチを第４の位置関係になるように予荷重を与える請求項８の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項１０】
第１のポートに第２のポートに対して第１の負圧レベルが存在する第１の位置関係の存在を通報するスイッチをさらに備えた請求項１の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項１１】
ハウジングは第１及び第２の部分より成り、第１の部分は第１のポートと、第２の部分は第２のポートを画定し、スイッチはハウジングの第１の部分内に位置する請求項１０の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項１２】
スイッチを支持しハウジングの第１の部分に位置する回路板をさらに備えた請求項１１の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項１３】
スイッチは、回路板に関して一般的に可動である第１の接点と、回路板に対して実質的に固定された第２の接点とを有する請求項１２の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項１４】
圧力作動装置は、ポペットをシールの方へ付勢する可撓性部材を有する請求項１の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項１５】
可撓性部材の付勢力を較正する調整手段をさらに備えた請求項１４の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項１６】
ハウジングは第１及び第２の部分より成り、第１の部分は第１のポートを画定し、第２の部分は第２のポートを画定し、可撓性部材はポペットと調整手段との間を延び、調整手段はハウジングの第２の部分上に位置する請求項１５の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項１７】
可撓性部材は、圧力作動装置が第３の位置関係にある時圧縮されるコイルばねより成る請求項１４の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項１８】
ポペットは実質的に剛性であり、シールはポペットに関して相対的に可撓性を有する請求項１の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項１９】
第１の変形状態はシールが実質的に対称的に変形した状態であり、第２の変形状態はシールがほぼ非対称的に変形した状態である請求項１の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項２０】
ポペットの運動は電気機械式アクチュエータとは無関係である請求項１の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項２１】
圧力作動装置は内部チェンバを区画するダイアフラムによらない請求項１の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項２２】
流体の第２の流れは第１と第２のポートの間で実質的に制限されず、流体の第１の流れは第２の流れに対して相対的に制限される請求項１の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項２３】
ハウジングと内部チェンバとは２４０立方センチメートル未満の体積を占有する請求項１の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項２４】
圧力作動装置は、第１のポートが第２のポートに対して第２の負圧レベルであり、第２の負圧レベルが第１の負圧レベルより小さい時に第２の位置関係にある請求項１の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項２５】
圧力作動装置は、第１のポートが第２のポートに対して正圧レベルにある時第３の位置関係にある請求項１の燃料蒸気圧管理装置。
【請求項２６】
燃料系統の燃料蒸気圧を管理する方法であって、
軸線に沿って可動のポペットと、そのポペットと協働し、ポペットから離脱した変形前の状態と、ポペットと係合した実質的に対称的な変形状態と、ポペットと係合したほぼ非対称的な変形状態との間で撓曲自在のシールとを第１のポートと第２のポートとの間に配置し、
シールを実質的に対称的な変形状態にして第１の圧力レベルの負圧を感知して、
シールをほぼ非対称的な変形状態にして第１の圧力レベルより低い負圧を通気し、
シールを変形前の状態にして第２の圧力レベルより高い正圧を通気するステップより成る燃料蒸気圧管理方法。
【請求項２７】
シールは、変形前の状態、実質的に対称的な変形状態及びほぼ非対称的な変形状態の間で弾性変形可能である請求項２６の方法。
【請求項２８】
ポペットは、第１の位置と、第２の位置と、第１と第２の位置の間の中間位置との間を軸線に沿って移動可能な請求項２６の方法。
【請求項２９】
シールを実質的に対称的な変形状態及びほぼ非対称的な変形状態にするステップはポペットを第２の位置にするステップより成り、シールを変形前の状態にするステップはポペットを第１の位置にするステップより成る請求項２８の方法。
【請求項３０】
第１と第２のポートの間の流体の流れを阻止するようにシールを実質的な対称的な変形状態にし且つポペットを中間位置にするステップをさらに含む請求項２８の方法。
【請求項３１】
シールをほぼ非対称的な変形状態にすることにより、流体の第１の流れを通路に沿って第１の方向へ流して、第１の圧力レベルより低い負圧を通気し、シールを変形前の状態にすることにより、流体の第２の流れを通路に沿って第２の方向に流して、第２の圧力レベルより高い正圧を通気し、第２の方向は第１の方向とは反対である請求項２６の方法。
【請求項３２】
シールを変形前の状態にすることにより流体の第２の流れは実質的に制限されず、シールをほぼ非対称的な変形状態にすることにより流体の第２の流れに対して流体の第１の流れを制限する請求項３１の方法。
【国際調査報告】
2004530080.tif 000040
2004530080.tif 000041
2004530080.tif 000042