(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料蒸気が燃料タンクから流れ出る蒸気出口と、
一端に開口を有し該一端へ延びる連続的な側壁を有する充填カップと、
少なくとも部分的に内部空間を定めるとともに、前記充填カップの前記開口端と連通し前記充填カップにより車両の走行に起因して燃料タンク中で飛び散って該蒸気出口を通って逃散するおそれがある液体燃料から遮蔽される孔を有する、一部が前記充填カップの中に配設されたシェルと、
前記蒸気出口と一直線となる孔を有し、前記内部空間に摺動自在に収容されて該内部空間内の液体燃料に応答して、燃料タンク内の燃料が第１の液面高さ以上にあるときは前記蒸気出口の一部を閉鎖して、前記孔を通してのみ流体が該蒸気出口に流入することができるように構成された第１のフロートと、
前記内部空間内に摺動自在に収容され、前記第１のフロートが前記蒸気出口の一部を閉鎖させる液面高さよりも高い液面高さに応答して、燃料タンク内の燃料の第２の液面高さ以上の液面高さにある液体燃料により作動されたときに、流体が前記第１のフロート内の前記孔を通って流れるのを防止するために、前記第１のフロート内の前記孔を閉鎖する第２のフロートとを有する、
ことを特徴とする燃料タンク用の蒸気ベント弁。
【請求項２】
上縁を有する前記シェルの上部を取り囲むバッフルと、蒸気流れ通路とを更に含み、
該蒸気流れ通路が、
前記第２の液面高さよりも高い位置で燃料タンク内部と連通し、
前記バッフルと前記シェルの間に少なくとも一部が定められて該シェルの前記上縁の下に配設される入口と、前記シェルの前記上縁の上に定められる部分とを有し、
燃料タンク内の液体燃料が蒸気流れ通路を通って前記蒸気出口に到達するために、該液体燃料がバッフルとシェルの間を上に向かって動き、シェルの縁をまたいで横方向に動き、横方向に動いて蒸気出口へ動き、上に向かって動いて蒸気出口を通過して流れるように、前記蒸気出口と前記シェルが配置され、これにより、液体燃料が蒸気出口を通って流れることを防止する一方、燃料蒸気が燃料タンクから立ち去るように構成されたことを特徴とする請求項１記載の蒸気ベント弁。
【請求項３】
前記内部空間の一部を定める前記シェルの底壁と、逆止弁とを更に含み、
該逆止弁は、液体燃料が燃料タンクからシェルの該底壁の孔を通って該内部空間へ流れるのを防止するとともに、少なくとも燃料タンク内の燃料の液面高さが所定の高さにあるとき、液体燃料を該内部空間から燃料タンクへ流す
ことを特徴とする請求項１記載の蒸気ベント弁。
【請求項４】
前記逆止弁が液体燃料中に浮揚ディスクを有し、該浮揚ディスクは、液体燃料中に浸漬したとき、持ち上げられてシェルの底壁と係合し、これにより底壁の前記孔を閉鎖することを特徴とする請求項３記載の蒸気ベント弁。
【請求項５】
前記充填カップが貫通孔をもつ底壁を有し、前記逆止弁が充填カップの該底壁と前記シェルの前記底壁との間に設けられていることを特徴とする請求項４記載の蒸気ベント弁。
【請求項６】
前記第１のフロートが内部室を有し、前記第２のフロートが第１のフロートの該内部室に摺動自在に収容されることを特徴とする請求項１記載の蒸気ベント弁。
【請求項７】
前記第１のフロートに載せられるクロージャを更に含み、該クロージャは、第１のフロートを貫通する前記孔を定める該クロージャを貫通する通路を有し、第２のフロートは該クロージャと係合可能になっており、係合して、前記内部室内の液体燃料の所定の液面高さに応答してクロージャの該通路を閉鎖することを特徴とする請求項６記載の蒸気ベント弁。
【請求項８】
前記クロージャは、クロージャの前記通路を取り囲み前記第２のフロートにより係合可能な弁座を定めることを特徴とする請求項７記載の蒸気ベント弁。
【請求項９】
前記シェルが外に向かって延びるフランジを有し、該フランジは、該フランジ上の液体燃料を前記充填カップの前記開口から遠ざけることを特徴とする請求項２記載の蒸気ベント弁。
【請求項１０】
前記フランジが、シェルから、少なくとも前記バッフルとシェル間の径方向距離だけは放射状に外に向かって延びており、これにより、蒸気流れ通路から流れ出た燃料がフランジの上を流れ、フランジに導かれて燃料タンクへ戻ることを特徴とする請求項９記載の蒸気ベント弁。
【請求項１１】
前記シェルに取り付けられ、蒸気出口を定める開口を有するキャップを更に含むことを特徴とする請求項１記載の蒸気ベント弁。
【請求項１２】
前記キャップが垂れ下がったスカートを有しており、該スカートがバッフルとなって、液体燃料がシェルに横方向から入って蒸気出口から逃散するのを防止することを特徴とする請求項１１記載の蒸気ベント弁。
【請求項１３】
前記キャップが、キャップから延びて燃料タンクの壁に接続可能な取り付け用タブを有することを特徴とする請求項１１記載の蒸気ベント弁。
【請求項１４】
前記シェルが燃料タンクに入れられるモジュールのフランジ部と接続可能であり、蒸気出口が該フランジ部の中に定められることを特徴とする請求項１記載の蒸気ベント弁。
【請求項１５】
前記シェルの側壁の前記孔が、前記充填カップの側壁の最上部の位置に、又はそれより下の位置に設けられていることを特徴とする請求項１記載の蒸気ベント弁。
【請求項１６】
前記第２のフロートが、その上に乗るケージを更に含み、該ケージはクロージャと係合可能であり、係合して、前記内部室内の液体燃料の所定の液面高さに応答してクロージャの通路を閉鎖することを特徴とする請求項７記載の蒸気ベント弁。
【請求項１７】
前記第２のフロートが、前記ケージに対して移動可能であり、該ケージは実質的に同じ長さの複数のアームと、該アームに付属し第２のフロートに係合して該ケージと第２のフロート間の相対的な動きを制限する複数のフィンガーとを有することを特徴とする請求項１６記載の蒸気ベント弁。
【請求項１８】
燃料タンクの壁に接続可能なフランジ部を更に含み、該フランジ部はそれを貫通して延びる蒸気出口と、該フランジ部から垂れ下がり、該フランジ部が燃料タンクに取り付けられるときに燃料タンク内へ延びるスカートとを有することを特徴とする請求項１記載の蒸気ベント弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の燃料システムに関し、より具体的には車両の燃料タンク用蒸気ベント弁（蒸気逃し弁）、及びそのような蒸気ベント弁を組み入れた燃料ポンプモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
環境への関心の高まりや、政府レベルでの規制により、揮発性のハイドロカーボン燃料蒸気の大気への排出を減少させることが要求されている。このハイドロカーボン燃料蒸気源の一つとして、ガソリンや高い揮発性を有する他のハイドロカーボン燃料を使用する車両の燃料タンクがあげられる。タンクへの燃料充填中、また通常は充填後においても燃料蒸気は大気中に放出される。一つの解決策として、燃料タンクから過剰の燃料蒸気を取り除く車上蒸気回収システムを利用する方法がある。この蒸気回収システムの中の活性炭の入ったキャニスタが、燃料タンク上部に装備された弁組立体を介して燃料蒸気を受け取り、エンジン稼働中にキャニスタから燃料蒸気を回収するために、車両エンジンの吸気マニホルドに連通している。前記弁組立体はタンク内の燃料液面高さに応答する弁を有しており、燃料液面高さが十分に低いときは弁を開いたままにして、燃料蒸気が燃料タンクからキャニスタに流れるようにしている。燃料充填中に燃料液面高さが上昇して、タンク内で所望の最大の燃料液面高さ或いは燃料量に到達すると、フロートが上昇して弁を閉じ、液体燃料の弁通過を防止して、蒸気キャニスタへの流入を防止する。この閉弁は、燃料蒸気が蒸気キャニスタへ流入することも防止する。上記システムについては、米国特許第５，５７９，８０２に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このようなシステムのうち、或るものは、燃料タンクから蒸気貯蔵キャニスタへの蒸気流を制御するために、高い容量あるいは高い流量を必要とする。燃料タンクの蒸気圧によって、弁が開かねばならないとき、現在の高容量あるいは高流量弁のデザインは閉位置に保持されるようになりがちである。これにより、蒸気が弁を通過して蒸気貯蔵キャニスタに流れ込むことが妨害され、システム本来の目的が達成できなくなってしまう。加えて、先の燃料液面高さや蒸気ベント弁は、弁を閉じるために、燃料タンク中の燃料液面高さに応答する単一のフロートを使用している。燃料液面高さが所望の最大液面高さ或いはその近傍にとどまっている間は、弁を通って逃げる液体燃料の量を制限するために、この単一のフロート配置は弁を閉じたままとする。燃料液面高さが最大液面高さ或いはその近傍にとどまっている間、弁を閉じ続けることは好ましくない。なぜなら、閉弁時にタンク内に燃料を追加すると、タンク内の圧力が上昇し、ハイドロカーボン燃料蒸気の大気への放出を増加させるからである。
【０００４】
また、車両が停止したり、急に曲がったり、でこぼこ道を走行するときなどは、燃料タンク内の燃料が飛び散ったり、バチャバチャかき回されたりする。この飛び散りやかき回されは、タンクが１／４〜３／４ほど燃料で満たされているときに特に激しいことが知られている。従来の蒸気ベント弁を用いた場合、好ましくない量の液体燃料がこのベント弁を通過して燃料タンクから逃げてしまう。この場合、液体燃料は有限の容積と貯蔵容量をもった燃料蒸気キャニスタへと流れ、キャニスタは液体燃料で急速に満たされてしまう。従来のベント弁の出口は、飛び散っている、あるいはバチャバチャかき回されている燃料から適切に保護されておらず、また弁の閉鎖メカニズムは、素速く弁を閉じて液体燃料の逃散を防止するに十分な応答性を有していないので、通常、液体燃料は従来のベント弁から逃散する。
【０００５】
通常、蒸気ベント弁は車両の燃料タンクの開口内に取り付けられ、燃料ポンプは燃料タンク中の別の開口を通して取り付けられる。過剰圧力用安全弁などの付加的な部材を取り付けるために、燃料タンクを通して更に別の開口が取り付けられることもある。燃料タンクの上記各開口は、危険なハイドロカーボン燃料蒸気が大気中に逃散する漏れ経路を与えてしまうことになる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するためになされた本発明は、二つのフロート弁を用いた高流量の２段階燃料蒸気ベント弁組立体であって、燃料タンクからの燃料蒸気の通気とタンクへの液体燃料追加を制御するための、革新的な蒸気出口の閉鎖を与えるものである。第１のフロート弁は、該弁に対して相対的な第１の液面高さにある液体燃料に応答して、蒸気出口の一部を閉鎖する。第２のフロート弁は、第１の液面高さよりも高い第２の液面高さにある液体燃料に応答して蒸気出口の残りの部分を閉鎖する。蒸気出口からの液体燃料の逃散を防止するために、一つあるいは二つ以上の別々のバッフルが構成され、配置される。
【０００７】
好ましくは、燃料タンク内の開口の数を減らし、蒸気ベント弁組立体の製造と組み立てを簡素化するために、蒸気ベント弁組立体の少なくとも一部分を、燃料タンク内に配設した燃料ポンプモジュールと一体の部分として形成することができる。理想的には、蒸気出口を定めるベント弁組立体の上部は燃料タンクに密封された燃料ポンプモジュールのフランジと一体の部分として形成される。これにより、蒸気出口を定めるベント弁組立体本体の周囲のリーク経路を除去し、液体燃料が燃料タンクから逃散する可能性を減らす。加えて、蒸気ベント弁組立体を燃料ポンプモジュールと一体にすることで、車両事故時に燃料ポンプを含む燃料ポンプモジュールの下部が燃料タンクに密封された上部フランジから脱離した場合、蒸気ベント弁組立体の損傷を防ぐ。
【０００８】
本発明に係わる蒸気ベント弁組立体及び燃料ポンプモジュールの特徴や利点は以下のようなものである。すなわち、高い流量や容量を有し、タンク内の燃料の液面高さに応答して弁が開閉し、液体燃料が燃料タンクから蒸気受け取りキャニスタへ逃散するのを防止し、車両転覆時には弁が閉じ、燃料充填時には燃料タンク内の燃料の最大液面高さを制限して燃料充填ノズルの多様な遮断を可能とし、飛び散ったり、バチャバチャかき回されたりしている液体燃料が蒸気出口を通って逃散するのを実質的に防止し、頑丈で長持ちし、信頼性が高く、比較的簡単なデザインを有し、安価に製造、組み立てができて、長期間有用に使用可能である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は燃料タンクに取り付けられるべく構成された本発明の第１の実施形態に係わる燃料蒸気ベント弁１０であり、燃料タンク内部に連通し、燃料蒸気がベント弁１０の蒸気出口１２を通って燃料タンクから流出するのを選択的に許す。蒸気ベント弁１０は燃料タンクに独立に取り付けられる独立部品であってよく、あるいは図５，図６に示すように、燃料タンクに取り付けられた燃料ポンプモジュール１４の一部分として合体されてもよい。図３，図４に示すように、ベント弁１０は、実質的に蒸気出口１２を閉じるために蒸気出口１２と係合可能なクロージャ１８を載せる第１のフロート１６を有する。該クロージャ１８は、出口１２と係合したときでも、出口１２を通る蒸気の流れを制御可能にするための通路２０を有する。更に、蒸気ベント弁１０は、該第１のフロート１６に対して相対的に動き、かつ弁１０の蒸気出口１２から流体が流出するのを防ぐためにクロージャ１８の通路２０を通る流体の流れを選択的にふさぐのに適した第２のフロート２２を有する。
【００１０】
蒸気出口１２の該２段階閉鎖により、燃料タンクへの燃料充填も制御することが好ましい。クロージャ１８が蒸気出口１２と係合すると、タンクからの蒸気流出が制限され、タンク内の圧力が増加する。これにより、燃料が燃料タンクの充填パイプ内を逆流し、液体燃料が燃料ステーションの燃料分配ポンプの燃料取替ノズルの制御ポートを塞ぎ、これにより、既知のやり方でノズル内の自動閉鎖デバイスを作動させ、燃料がそれ以上タンク内に追加されるのを防止する。クロージャ１８は蒸気出口１２から離間するように動いてもよく、あるいはタンク内の燃料蒸気は、タンク内の圧力を減らすためにクロージャ１８の通路２０を通って排出されてもよい。かくして、第１の閉鎖後であっても、さらなる燃料がタンク内に追加され得る。燃料タンクの燃料が最大充填液面高さにあるとき、クロージャ１８と蒸気出口１２との再係合によって、あるいは第２のフロート２２によるクロージャ１８の通路２０の閉鎖によって、次の閉鎖が行われる。これにより、燃料タンク内への燃料の過充填を防止し、蒸気が燃料タンク内の上部に保持され、蒸気ベント弁１０と連通するようにすることが好ましい。通常、クロージャ１８は蒸気出口１２と係合したままになっており、最初の閉鎖後は動かない。更なる排気と閉鎖は通路２０を介して制御される。
【００１１】
通常、ベント弁１０の蒸気出口１２は、ベント弁の下流にある燃料蒸気キャニスタと燃料タンクに連通している。キャニスタには、弁組立体から受け取ったハイドロカーボン蒸気を吸収するために、活性炭が充填されている。エンジンの通常の燃焼サイクルにおける燃料蒸気を燃焼させるために、キャニスタは、燃料蒸気がエンジンの吸気マニホルドに排出されるための出口を有する。キャニスタは車両の各種部位に取り付けられてよく、適当な可撓性のホースでベント弁に接続されている。
【００１２】
ベント弁１０は、その一部が通常筒状で管状のシェル３２と該シェル３２部分を取り囲む外側充填カップ３４とによって定められるハウジング３０を有する。充填カップ３４は、その中にシェル３２が密接して収容される小径のベース３６を有する。図４に示すように、好ましくはこの収容は、シェル３２内の補足スロット３７に配設された充填カップ３４上の可撓性のフィンガー３５のスナップ嵌めによってなされる。大径の側壁３８がベース３６から充填カップの開口端３９まで延びており、側壁３８とシェル３２の間に環状のギャップ４０を定めている。側壁３８は、その上端３９で開口しており、液体燃料を側壁３８に沿って通過させ、ギャップ４０内に流入させる。内に向かって放射状にかつ軸状に延びる複数のリブ４２が、シェル３２をその中に位置させるために、側壁３８内に形成されてもよい。充填カップ３４は、液体が通過する貫通孔４６によってベース３６を広げる底壁４４を有する。充填カップ３４とシェル３２は、ハイドロカーボン燃料への暴露による劣化に対する耐性を有する材質、たとえばアセタール樹脂（ポリオキシメチレン熱可塑性ポリマー）でできていることが好ましい。
【００１３】
シェル３２は、液体燃料がシェル３２を容易に通過して流れることができるように、その中に複数のスロット５０が形成された側壁４８を有する。スロット５０は充填カップ３４の側壁３８の高さと同じかそれより低い軸方向の高さまで延びていることが好ましい。これは、ベント弁１０に対して上方に動き、かつスロット５０を通過して動く飛び散っている燃料を遮断し、そのような上方に動いている燃料がベント弁１０から逃散するのを防止するためである。シェル３２の底壁５２は、流体がその中を流れる一つあるいは二つ以上の貫通孔５６によって、その下端を実質的に閉鎖する。
【００１４】
シェル３２のスロット５０の上の側壁４８には、外方向に放射状に延び、好ましくは周方向に連続しているフランジ５８が設けられる。フランジ５８は、外方向に十分放射状に延び、フランジ５８の頂部に位置する液体燃料を充填カップ３４から遠ざけ、その液体燃料を燃料タンクにもどす。上方のキャップ６０のシェル３２に対する位置決めと接続を容易にするために、外方向に放射状に延びた複数のタブ６２（図３参照）が、カップ３４の外に延びているシェル３２の上端に設けられる。これらタブ６２のうち幾つかは、キャップ６０内の補足開口６６にスナップ嵌めするように構成された、外方向に放射状に延びる取っ手６４を有する。残りのタブ６２は、キャップ６０と側壁４８との間に更なる隔たりを与え、両者の間に燃料蒸気が弁１０に流れ込むための流れの経路を与える。
【００１５】
好ましくは、逆止弁７０がカップ３４やシェル３２の底壁４４，５２の孔４６，５６を通過する流体の流れを制御するとよい。逆止弁７０は、通常、底壁４４，５２の間に配設された平坦なディスク７２であってよく、シェル３２の底壁５２に形成された円形の凹部７４によって保持され、位置決めされる。ディスク７２は、液体燃料により作動されたときに、シェル３２の底壁５２中の孔５６を閉鎖し、液体燃料が燃料タンクから流出してこれら孔５６を通過するのを防止するように、応答可能であることが好ましい。ディスク７２が液体燃料中に浸漬していないときは、シェル３２内にある液体は弁１０から流れ出て孔５６を通過し、ディスク７２を通過して燃料タンクに戻る。
【００１６】
キャップ６０は、貫通孔７８付きの外方向に放射状に延びた複数の取付け用タブ７６を有することが好ましい。このタブ７６は、燃料タンクに対してベント弁を位置決めし、ベント弁を燃料タンクに取り付けてシールするために熱ステークされるものであり、貫通孔７８は燃料タンクの上の（図示しない）ピンを受けるように構成されるものである。キャップ６０は、燃料蒸気がベント弁１０を通過して燃料タンクから逃散する蒸気出口１２を定める貫通ボア８４付きの上壁８２を有する。蒸気出口１２の一部分は、ベント弁１０を燃料蒸気キャニスタ等と連通させる適当な導管を収容するために、上壁８２から延びたニップル８６によって定められる。更に、環状の弁座８８出口１２を取り囲むように設けられてもよい。キャップ６０は、上壁８２から延びて組立体のシェル３２の上部を取り囲む円周に垂れ下がったスカート９０を有する。複数のスロット６６がスカート９０内に形成される。各スロット６６は、キャップ６０をシェル３２に接続して保持するために、シェル３２上のタブ６２の独立した一つの取っ手６４を受け取るのに適している。飛び散り、かき回される液体燃料がスカート９０とシェル３２の間を流れて弁１０の出口１２を通過するのを抑制、好ましくは防止するために、シェル３２の側壁４８上のフランジ５８は、少なくともスカート９０の内面９４まで、好ましくは少なくともスカート９０の外壁９６まで、さらに好ましくは外壁９６よりも更に外側まで、外方向に放射状に延びながら、スカート９０の下縁に隣接して配設されることが好ましい。キャップは更に、バチャバチャかき回されている燃料から遮蔽するために、スロット６６の範囲にあるスカートから延びるフィンガー様の囲い板９８を有してもよい。
【００１７】
ベント弁１０を通過する流体の流れを制御するために、フロート組立体１００が、シェル３２と底壁５２とキャップ６０の間に定められる内部空間１０１に摺動自在に収容される。フロート組立体１００は、第１のフロート１６と、該中空の第１のフロート１６に摺動自在に収容される第２のフロート２２を有する。第１のフロート１６は、第２のフロート２２が収容される内側室１１０を定めるために、好ましくはスナップ嵌めにより相互連絡された一対の逆カップ形状の胴体１０６，１０８により定められることが好ましい。下の胴体１０６は、上の胴体１０８と接合するために、上の胴体１０８の孔１１３に対応する放射状に外側に向かって延びる複数の留め具１１１によって上の胴体１０８内に収容されるための、小径のノーズ１１２を有してよい。フロート組立体１００を閉鎖位置方向に付勢するばね１１４の一端を保持するために、下の胴体１０６は環状の凹部１１６を有することが好ましい。ばね１１４の他端は、シェル３２の底壁５２内の環状の凹部７４に配設、保持されることが好ましい。上の胴体１０８は、室１１０へ流体を流入させるために、フロート組立体１００と、第２のフロート２２が収容される室１１０とを連通させるために形成された一つ又は二つ以上の貫通孔ないしスロット１１８を有することが好ましい。キャップ６０の蒸気出口１２と一直線となる、または同軸となる貫通孔１２０が、上の胴体１０８のノーズ部１２２に設けられることが好ましい。クロージャ１８は貫通孔１２０内に圧入され、第１のフロート１６がシェル３２の底壁５２から十分に離れたとき、図４に示す如く弁座８８に係合するようになっている。クロージャ１８が弁座８８と係合するときにも、クロージャの通路２０は室１１０の蒸気出口１２と連通する。クロージャ１８は孔１２０を通って延び、室１１０内に第２の弁座１２３を定める。
【００１８】
第２のフロート２２は室１１０内に摺動自在に収容され、ばね１２４によりクロージャ１８の方へ付勢される。第２のフロート２２は、ばね１２４の一端を保持する環状の凹部１２６を有しており、ばね１２４の他端は第１のフロート１６の下の胴体１０６の円形突起１２８の上に保持されている。第２のフロート２２は、液体燃料内で浮揚性を有しており、液体燃料が室１１０内に入って液面が上昇するとき、通路２０を塞ぐために、第２のフロート２２が上方に昇ってクロージャ１８の弁座１２３と係合するようになっている。第２のフロート２２は、液体燃料が室１１０内に存在しないとき、第２のフロートが弁座１２３から離れてクロージャ１８を通る通路２０を再び開放するのに十分な質量を有するように選ばれることが望ましい。たとえば車両が転覆してベント弁１０がターンオーバーしたときに、液体燃料がクロージャ１８を通って流れて蒸気出口１２から流出するのを防止するために、第２のフロート２２が液体燃料中に浸漬しているときでさえ、第２のフロート２２がクロージャ１８の弁座１２３との係合へと駆り立てられるように、第２のフロート２２の質量とそれを付勢するばね１２４のばね定数は選ばれている。同様に、車両転覆時、液体燃料が蒸気出口を通って流出するのを防止するために、第１のフロート１６が変位してクロージャ１８がキャップ６０の弁座８８と係合するように、全フロート組立体１００の質量とそれを付勢するばね１１４のばね定数が選ばれている。第２フロート２２と第１フロート１６の間の摩擦を制限するために、上の胴体１０８は、軸方向に延長して放射状に内に向かって延びる複数のリブ１３０を有することが望ましい。同様に、第１のフロート１６を導くと共にそれとシェル３２の内壁との間の摩擦を減らすために、軸方向に延長して一定の間隔を有して存在する複数のリブ１３２がシェル３２内に設けられている。
【００１９】
このため、ベント弁１０は、組み立てと製造を容易にするために、好ましくは互いにスナップ嵌めできる比較的簡単な複数の部品からできている。ベント弁１０は、液体燃料がそこを通って燃料タンクから逃散するのを制限、あるいは防止するように構成・配置されているとともに、蒸気出口１２の２段階の密閉操作を可能とする。クロージャ１８が弁座８８と係合するとき、最初、クロージャ１８の通路２０は開放されている。そして第２のフロート２２が液体燃料中に浸漬されるとき、流体がクロージャ１８を通って流れるのを防止するために、したがって蒸気出口１２を通って流れるのを防止するために、第２のフロート２２は上昇してクロージャ１８の弁座１２３と係合する。
【００２０】
（作動）
フロート組立体１００に対して作用する液体燃料がないときは、クロージャ１８はキャップ６０の弁座８８と係合しておらず、同様に第２のフロート２２もクロージャ１８の弁座１２３と係合しておらず、燃料タンク内の燃料蒸気がスカート９０と側壁４８の間の蒸気通路を通って流れ、蒸気出口１２から流れ出る。また、燃料蒸気キャニスタへあるいは他の受け取り部品へと配送するために、燃料蒸気はフロート組立体１００のまわりのシェル３２内のスロット５０を通って流れ、蒸気出口１２から流れ出る。あるいは、燃料蒸気はフロート組立体１００を通り、クロージャ１８を通り通路２０を通って流れ、蒸気出口１２から流れ出る。
【００２１】
燃料ステーションの分配ポンプの充填ノズル等によって、液体燃料が燃料タンクに追加されると、燃料タンク中の燃料の液面高さは上昇し、結局、液体燃料は充填カップ３４の底と係合する。液体燃料が充填カップ３４の底壁４４の孔４６を通って流れると、弁体７２が上昇してシェル３２の底壁５２と係合して、その孔５６を閉鎖し、液体燃料がそこを通ってベント弁１０の内部空間１０１へ流入するのを防止する。燃料の液面高さが充填カップ３４の開放上端３９に到達するまで燃料が追加されてゆくと、タンク内の燃料の液面高さは上昇し続ける。燃料の液面高さが充填カップ３４よりも高くなると、燃料は充填カップ内へと注がれ、シェル３２のスロット５０を通って、タンク内の燃料の液面高さまで、ベント弁１０の内部空間１０１を急速に満たす。
【００２２】
液体燃料が内部空間１０１を満たしてゆくとき、第１のフロート１６と全フロート組立体１００が浮揚性となるように、あるいは液体燃料中で本来浮揚性である場合はその浮揚性を増加させるように、第１のフロート１６の下の胴体１０６内に空気がトラップされることが望ましい。クロージャ１８が弁座８８と係合して蒸気出口１２の主要部分を閉鎖するまで、液体燃料のベント弁１０への突進と、フロート組立体１００中の空気トラップは、フロート組立体１００を急激に上昇させる。蒸気出口１２の主要部分が閉鎖されると、燃料がタンクに追加されるにしたがって、燃料タンク内の圧力は急激に上昇し、充填パイプ内を燃料が上昇あるいはバックアップして燃料充填ノズルを係合させてそれを自動閉鎖作動させ、タンクへの燃料の追加を一時的に停止させる。クロージャ１８を通っての通路２０は開放されているので、燃料タンク内の圧力を減らすために、燃料蒸気はフロート組立体１００を通って排気され、通路２０を通って蒸気出口１２から排出される。したがって、燃料タンク内の圧力が十分減らされると、タンク内に燃料を追加することができる。必要とされる時間は、少なくともその時間の一部分は通路２０の流れ面積（flow area）に依存する。流れ面積が大きいと、タンクからの十分な排気がなされて圧力を減らせるので、必要な時間は短くてすむ。通路２０の好ましい直径は、たとえば約０．１０インチである。
【００２３】
タンクに燃料を追加すると、タンク内の燃料の液面高さは更に上昇し、燃料が第２のフロート２２を含む室１１０に入るまで、ベント弁内の燃料もそれに応じて上昇する。結局、第２のフロート２２は、通路２０を通って流体が流れるのを防止するためにクロージャ１８の弁座１２３と係合するまで、室１１０内の液体燃料により上昇する。クロージャ１８が弁座８８と係合して、第２のフロート２２がクロージャ１８の弁座１２３と係合すると、蒸気出口１２は完全に閉じる。燃料蒸気の出口がないので、燃料タンク内の圧力は再び急激に上昇し、充填パイプへの液体燃料の逆流により、ノズルの燃料自動閉鎖が作動する。第２のフロート２２は上昇して、飛び散っている或いはバシャバシャかき回されている燃料により、クロージャ１８の弁座１２３に係合することもあり得るので、燃料がタンク内に落ち着いてタンク内への更なる燃料の追加を促すとき、第２のフロート２２はこの弁座１２３から離れて下がってもよい。燃料の液面高さが、第２のフロート２２が弁座１２３と係合したままになっているような状況にあるとき、燃料蒸気が排出されないので、また、燃料タンク内の圧力を上昇させることになるので、燃料は燃料タンクへ追加されない。タンク内の燃料の液面高さが十分に減少し、第２のフロート２２が弁座１２３から離れるように下がって、クロージャ１８の通路２０を開放して燃料蒸気が燃料タンクから通路２０を通って逃散するようになるまでは、蒸気出口１２は完全に閉鎖されたままである。どこかの時点において、燃料の液面高さが下がることで、フロート組立体１００の重量と組立体に作用する重力の故に、第１のフロート１６が弁座８８から離れるように下がる。これにより、クロージャ１８を弁座８８から除去し、蒸気出口１２を完全に開放して、高い流量の燃料蒸気を燃料タンクから逃散させる。
【００２４】
好ましくは、ベント弁１０は、液体燃料が蒸気出口１２を通って逃散するのを抑制、好ましくは防止するように構成されている。上方へ飛び散っている燃料は、スロット５０と少なくとも同じ高さまで延びる充填カップ３４によって、シェル３２のスロット５０に入るのを防止される。加えて、シェル３２の側壁４８の環状フランジ５８は、上方へ飛び散っている、あるいはバシャバシャかき回されている燃料が、スカート９０とシェル３２との間の蒸気流れ経路に直接的に入るのを防止する。更に、フランジ５８をバイパスし、スカート９０とシェル３２との間の空間に入る燃料は、蒸気出口１２から逃散するために、シェル３２の横方向に動き、かつ上方に動かねばならない。このようなことはありそうになく、また燃料に作用する重力の故に、燃料タンク内の燃料の液面高さが許すとき、シェル３２に入る燃料は、逆止弁７０を通って、シェル３２の底に向かって下方に流れる。更に、キャップ６０の垂れ下がったスカート９０はシールドあるいはバッフルとなり、液体燃料がシェル３２に横方向から入って蒸気出口１２から逃散するのを防止する。
【００２５】
燃料充填ノズルの第１の自動閉鎖をもたらすタンク内の燃料液面高さを変えるために、充填カップ３４の側壁３８の軸方向の高さを変えることができる。とりわけ、燃料が充填カップ３４内に流入するとき、フロート組立体が比較的急激に上昇して、クロージャ１８が弁座８８に係合して燃料充填ノズルの第１の自動閉鎖を起動させるように、フロート組立体１００の下の胴体１０６は、充填カップ３４の頂部の高さ、あるいはそれよりも低く位置決めされる。したがって、燃料がタンクへ追加される速度によらず、充填カップ３４の側壁３８の高さは、燃料充填ノズルの第１の自動閉鎖が得られる燃料の液面高さを有効に制御する。次の充填ノズルの自動閉鎖を作動させる、燃料の充填液面高さは、クロージャ１８とフロート組立体１００の第２のフロート２２との相対的位置とその間の間隔によって、また、燃料タンク内のそれらの位置によって制御される。なぜなら、第２のフロート２２（少なくとも、第２のフロート２２に作用するばねの力と第２のフロート２２の重量に加えて）の浮揚性が、次の燃料充填ノズルの自動閉鎖を制御するからである。したがって、燃料タンク内に所望の蒸気ドームを維持するために、蒸気出口１２の完全閉鎖により、タンクの過剰充填が防止されることによって、一連の自動閉鎖が達成される。
【００２６】
（第２の実施形態）
図５，図６に示すように、本発明の第２の実施形態に係わる蒸気ベント弁２００は、燃料タンク２０６の上壁２０４上に取り付けられて燃料タンク２０６の中へ延びる燃料ポンプモジュール１４の部分として含まれてよい。モジュール１４は、超音波溶接または他の接合方法にて、燃料タンク２０６に取り付けられて燃料タンク２０６にシールされるフランジ部２０８と、一つまたは二つ以上の脚２１２によって該フランジ部２０８に接続される貯蔵部２１０を有することが好ましい。貯蔵部２１０は、脚２１２の上を摺動でき、貯蔵部２１０の底が燃料タンク２０６の底壁に隣接するように、フランジ部２０８から離間するように付勢されていることが望ましい。
【００２７】
モジュール１４は、すべてが燃料タンク２０６の中の単一の開口を通して収容される複数の部品を含むことが好ましい。たとえば、モジュール１４は以下のものを含む。それらは、電気モータ燃料ポンプ２１４，燃料ポンプ出口の下流と燃料が燃料タンクからエンジンへと運ばれる際に通過するモジュール１４の出口２１８の上流とにある燃料フィルタ２１６、燃料ポンプ２１４の下流にある燃料フィルタ２１６内の燃料と連通する燃料圧力調整器２２０、燃料タンク内の液体燃料の液面高さに応答するフロートを有する燃料液面高さセンサ（図示せず）、燃料ポンプ２１４に動力を供給し、かつ燃料液面高さセンサや他のセンサと接続するための、燃料タンクの外側から燃料タンク内へワイヤを通す電気コネクタ２２４と、タンク内の状況と車両のＣＰＵや他の演算処理装置とをつなぐ一つまたは二つ以上のセンサである。蒸気ベント弁２００は、フランジ２０８内に定められ成形される蒸気出口２２６や、フランジ２０８上にあって蒸気出口２２６を燃料蒸気キャニスタと連通させる可撓性ホースを受けるのに適したニップル２２８と共にモジュール１４のフランジ部２０８に取り付けられている。
【００２８】
図６に示すように、蒸気ベント弁２００は、燃料ポンプモジュール１４の一部として組み入れられるときは、キャップ６０を除き、すべてベント弁１０と同じ部品を有する。キャップ６０は、燃料ポンプモジュール１４のフランジ部２０８と一体となった構造が望ましい。たとえば、シェル３２は、フランジ部２０８の垂れ下がったスカート２３２内の開口２３０にスナップ嵌めする外方に延びた留め具６４を有する。更に、蒸気出口２２６と蒸気出口２２６を囲む弁座２３４も、フランジ部２０８と一体に形成されてよい。フランジ部２０８の垂れ下がったスカート２３２は、キャップ６０のスカート９０と同様に構成・配置されることが望ましく、これにより、スカート２３２とシェル３２の間に比較的回り道の蒸気流れ通路２３５を与え、弁１０内部と蒸気出口２２６に到達する前に、燃料蒸気がスカート２３２とシェル３２の間を流れ、シェル３２の上端２３７の上を流れるようにする。こうすることによって、液体燃料が蒸気出口２２６を通って逃散するのを実質的に抑制、好ましくは防止する。その他の点については、ベント弁２００は、ベント弁１０の第１の実施形態で述べたように構成・配置される。望ましくは、ベント弁２００を燃料ポンプモジュール１４の一部として含ませることで、ベント弁２００を収容するための燃料タンク２０６を貫通する分離した開口が不要となる。事故時に、燃料の燃料タンクからの漏れを防止するために、フランジ部２０８と燃料ポンプモジュール２０２の貯蔵部２１０をつなぐ脚２１２は、折れやすくできているか、あるいは、フランジ部２０８やフランジ部２０８と燃料タンクの間の接合部にかかる最大力を制限するために事故時には壊れるように構成されてよい。燃料ポンプモジュール１４内に蒸気ベント弁２００を構成することにより、貯蔵部２１０とその中身は、事故時にフランジ部から離脱したとき、蒸気ベント弁２００の中へ突進することがなく、したがって、ベント弁２００の損傷を防止し、燃料タンクからの燃料漏れを防止することができる。
【００２９】
（第３の実施形態）
第３の実施形態においては、蒸気ベント弁に、非常に小さな直径、好ましくは約０．０２０〜０．０４０インチの通路２０を有するクロージャ１８が設けられる。これは、クロージャ１８が蒸気弁の弁座８８と係合したときに流体流れをより制限するためである。このような構成は、独立型ベント弁１０、または燃料ポンプモジュール１４のベント弁２００に対して、その他の変更なしで採用することができる。燃料タンクへの燃料充填時、液体燃料が充填カップ３４から流れ出してフロート組立体１００のクロージャ１８を持ち上げて、蒸気出口１２を取り囲む弁座８８と係合させるときに、燃料充填ノズルの第１の閉鎖が得られることが望ましい。通路２０の流れ面積が小さいことから、燃料蒸気が燃料タンクから排出されているとき、かなり遅い速度で排出されるので、燃料タンク内の圧力を減らすのにかなり時間がかかる。したがって、燃料タンク内の圧力は相対的に高く保たれるので、燃料充填ノズルは、その作動時においてさえ、燃料タンクに追加の燃料を追加しない。
【００３０】
十分な量の燃料蒸気が通路を通過するのに、十分長い時間待っているとき、所望であれば追加の燃料をタンクに追加できる。しかしながら、その場合、タンク内の圧力は急激に上昇するので、燃料充填ノズルの第２の閉鎖の原因となる。先の実施形態の如く、第２のフロート２２が通路２０を塞ぐのではなく、第１の閉鎖後のいかなる追加燃料の閉鎖も通路２０を通る蒸気の制限された流量によって生み出されることが望ましい。どのような場合でも、十分な量の燃料がタンクに追加されると、第２のフロート２２は、先の実施形態の如く液体燃料中に浸漬したとき、通路２０を塞ぐ。加えて、第１の実施形態のベント弁１０において説明したように、車両転覆事故時に、内側のフロート１０２は通路を塞ぐ。第２のフロート２２が液体燃料中に浸漬する前に、かなりの回数の燃料閉鎖が起こることが望ましい。クロージャ１８を通る通路２０が開放されたままとなり、タンクが所望の最大充填液面高さまで満たされるときでさえ、燃料蒸気が通路２０を通って燃料タンクから排出されるように、第２のフロート２２が液体燃料中に浸漬するところまで燃料タンクが満たされないことが好ましい。
【００３１】
以上のように、比較的簡単なデザインの燃料蒸気ベント弁１０，２００が得られ、これらベント弁は、液体燃料の逃散を少なくとも実質的に抑制、或いは好ましくは防止して、燃料の閉鎖動作を制御し、燃料タンク内の燃料の最大充填液面高さを制御し、車両の転覆事故時の燃料漏れを防止し、応答速度が速く、製造コストが比較的に安い。ベント弁１０，２００は、燃料タンクに独立して取り付けられる独立型の部品であるか、或いは燃料タンクに取り付けられる燃料ポンプモジュール１４と一体に構成されていることが望ましい。
【００３２】
（第４の実施形態）
図７，図８に示すように、本発明の第４の実施形態に係わる蒸気ベント弁３００は、第１のフロート１６内にあって一端に大径のヘッド３０６をもつ上方に突き出たステムを有する第２のフロート３０２と、ステム３０４の上にあってクロージャ１８と係合して蒸気流れ通路２０を塞ぐためのケージ３０８とを有する。ケージ３０８は、上壁３１０と、上壁３１０から垂れ下がって、放射状に内方向に延びるフィンガー３１４へと続く周方向に間隔をおいて設けられた複数のアーム３１２とを有することが好ましい。アーム３１２は、ヘッド３０６に対してケージ３０８が軸方向に動けるような長さをもち、フィンガー３１４はヘッド３０６と係合してケージ３０８の動きを制限する。第２のフロート３０２とケージ３０８の間の相対的な動きは、ケージのこう着を防止するためにケージ３０８のクロージャ１８からの脱席を促す力を生じさせる。本質的に同時に各アーム３１２上でヘッド３０６がフィンガー３１４に係合して、ケージ３０８のクロージャ１８からの脱席を促す力が均一にすべてのアーム３１２にかかるように、各アーム３１２の長さは同一であることが望ましい。他のすべての点については、第４の実施形態に係わる蒸気ベント弁３００は、第１の実施形態に係わるベント弁１０あるいは第２の実施形態に係わるベント弁２００と同様に構成される。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による蒸気ベント弁組立体及び燃料ポンプモジュールは、高い流量や容量を有し、タンク内の燃料の液面高さに応答して弁が開閉し、液体燃料が燃料タンクから蒸気受け取りキャニスタへ逃散するのを防止し、車両転覆時には弁が閉じ、燃料充填時には燃料タンク内の燃料の最大液面高さを制限して燃料充填ノズルの多様な遮断を可能とし、飛び散ったり、バチャバチャかき回されたりしている液体燃料が蒸気出口を通って逃散するのを実質的に防止し、頑丈で長持ちし、信頼性が高く、比較的簡単なデザインを有し、安価に製造、組み立てができて、長期間有用に使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による蒸気ベント弁組立体の透視図であり、特に組立体の下部を示す図である。
【図２】図１と同様、蒸気ベント弁組立体の透視図であり、特に組立体の上部を示す図である。
【図３】蒸気ベント弁組立体の分解組み立て図である。
【図４】蒸気ベント弁組立体の断面図である。
【図５】本発明による蒸気ベント弁組立体を含む燃料ポンプモジュールの透視図である。
【図６】蒸気ベント弁組立体を示す燃料ポンプモジュールの部分断面図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係わる蒸気ベント弁組立体の部分断面図である。
【図８】図７の組立体のケージの断面図である。
【符号の説明】
１０，２００，３００  ベント弁
１２  蒸気出口
１４  燃料ポンプモジュール
１６  第１のフロート
１８  クロージャ
２０  通路
２２  第２のフロート
３２  シェル
３４  充填カップ
３８  側壁
４８  側壁
５０  スロット
５６  孔
５８  フランジ
６０  キャップ
６６  スロット
８８  弁座
１００  フロート組立体
１０６，１０８  胴体
１１０  室
２０６  燃料タンク
２０８  フランジ部
２１０  貯蔵部
２２６  蒸気出口
３０８  ケージ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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