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JP-2026514665-A - 燃料タンクバルブアセンブリ

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Abstract

一実施形態では、バルブアセンブリは、ハウジングと、ハウジング内のケージと、ハウジングの内側及びケージの外側に配置された第１のばねと、ケージ内のポペットとを含み得る。ケージは、ケージの底縁部によって画定される第１のオリフィスを有し得、これは、ハウジングの第１の支持構造上に着座する。第１のばねは、ケージの上縁部を押圧する上端と、第２の支持構造上に着座する下端とを有し得る。ポペットは、前後に移動可能なアーマチュアに結合された上端と、ハット型バルブに結合された下端とを有し得る。ハット型バルブは、ハット型バルブの下の第２のばねに結合され得、第２のばねは、ハット型バルブを上方に押し、ハット型バルブをポペットのシール構造と解放可能に係合させるように構成される。

Inventors

  • マクラクラン，レイモンド ブルース
  • テンブルック，ジョセフ エス．
  • オニール，ブライアン ジェームス
  • ヒルデブラント，マーク ウィリアム
  • ボイチャック，ロバート ジョン

Assignees

  • イートン インテリジェント パワー リミテッド

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20240430
Priority Date
20230501

Claims (20)

  1. 燃料タンク用のバルブアセンブリであって、 ハウジングと、 前記ハウジングの内側に配置されたケージであって、前記ハウジングの内側側壁の第１の位置に位置する第１の支持構造上に着座する底縁部によって画定される第１のオリフィスを有する、ケージと、 前記ハウジングの内側及び前記ケージの外側に配置された第１のばねであって、前記ケージの上縁部を押圧する上端と、前記ハウジングの前記内側側壁の第２の位置に位置する第２の支持構造上に着座する下端とを有する、第１のばねと、 前記ケージの内側に配置されたポペットであって、前後に移動可能なアーマチュアに結合される上端と、ハット型バルブに結合される下端とを有する、ポペットと を備え、 前記ハット型バルブは、前記ハウジングの内側に配置され、前記ハット型バルブの下の第２のばねに結合され、 前記第２のばねは、前記ハット型バルブを上方に押し、前記ハット型バルブを前記ポペットのシール構造と解放可能に係合させるように構成される、 バルブアセンブリ。
  2. 前記ハウジングは、入口及び出口に接続され、前記入口は、前記燃料タンクに接続され、前記出口は、前記入口及び前記バルブアセンブリを介して前記燃料タンクから放出される燃料蒸気を貯蔵するように構成されたキャニスタに接続される、請求項１に記載のバルブアセンブリ。
  3. 前記ハット型バルブは、蒸気流が前記燃料タンクから放出され、前記入口及び前記バルブアセンブリを通過して前記出口に到達するときに、摩擦を低減するように前記蒸気流を案内するように構成された、傾斜した又は湾曲した外面を有する、請求項２に記載のバルブアセンブリ。
  4. 前記第１のオリフィスは、前記ケージの前記底縁部によって画定される底部開口に対応し、閉状態において、前記第１のオリフィスは、前記ケージの前記底縁部に結合されたケージシールの上部を通して、前記ポペットの前記シール構造によって封止される、請求項１に記載のバルブアセンブリ。
  5. 前記第１の位置における前記ハウジングの前記内側側壁は、第２のオリフィスを画定し、前記第２のオリフィスは、ケージシールを介して閉状態において前記ケージの前記底縁部によって封止される、請求項４に記載のバルブアセンブリ。
  6. 前記ケージは、蒸気流が通過することを可能にするように構成された１つ又は複数の開口部をケージ側壁上に有する、請求項１に記載のバルブアセンブリ。
  7. 前記ポペットは、前記ポペットの前記シール構造内に内側開口部を有し、前記ポペットの前記内側開口部は、前記ハット型バルブの下の前記第２のばねによって押圧される前記ハット型バルブの前記上端上の内側シールによって封止される、請求項１に記載のバルブアセンブリ。
  8. 前記バルブアセンブリが前記閉状態から２段階開口プロセスの第１の開状態に切り替わるとき、前記ポペットは、前記アーマチュアと共に上方に移動するように構成され、前記ケージの前記底部開口に対応する前記第１のオリフィスは、前記第１の開状態で開かれる、請求項５に記載のバルブアセンブリ。
  9. 前記２段階開口プロセスの前記第１の開状態において、前記燃料タンクの内圧は、閾値圧力よりも高く、前記第２のオリフィスは、前記燃料タンクの前記内圧によって下方に押される前記ケージの前記底縁部によって封止されたままである、請求項８に記載のバルブアセンブリ。
  10. 前記バルブアセンブリが前記２段階開口プロセスの前記第１の開状態から第２の開状態に切り替わるとき、前記燃料タンクの前記内圧は前記閾値圧力よりも低く、前記第１のばねは、前記燃料タンクの前記内圧を克服して前記ケージを上方に押すように構成され、前記第２のオリフィスは、前記第２の開状態で開かれる、請求項９に記載のバルブアセンブリ。
  11. 前記第２の開状態では、前記ケージ、前記ポペット、及び前記ハット型バルブは、より高い位置にあり、前記第１のオリフィスは閉じている、請求項１０に記載のバルブアセンブリ。
  12. 前記燃料タンクの内圧が、前記第２のばねのばね力よりも大きい高閾値圧力よりも高いとき、前記ハット型バルブは、下方に移動して前記ポペットの前記シール構造の内側開口部を一時的に開き、前記燃料タンクの前記内圧を解放するように構成される、請求項１に記載のバルブアセンブリ。
  13. 前記燃料タンクの前記内圧が前記高閾値圧力を下回るとき、前記ハット型バルブは、上方に移動して前記ポペットの前記シール構造の前記内側開口部を再封止するように構成される、請求項１２に記載のバルブアセンブリ。
  14. 前記ハット型バルブは、内部が中空であり、前記ポペットの前記シール構造の底面を越えて延在する前記ポペットの突出部を受容するようにカスタマイズされた内面形状を有し、前記ハット型バルブは、前記第１のオリフィスよりも小さいサイズを有する、請求項１に記載のバルブアセンブリ。
  15. 前記ハット型バルブは、前記ポペットの前記シール構造の底面に対して解放可能に押圧される内側シールに機械的に結合され、前記ケージの前記底縁部は、ケージシールに機械的に結合される、請求項１に記載のバルブアセンブリ。
  16. 前記ポペットの前記シール構造は、前記ハット型バルブの上面に対して解放可能に押圧される内側シールに機械的に結合され、前記ケージの前記底縁部は、ケージシールに機械的に結合される、請求項１に記載のバルブアセンブリ。
  17. 前記ハウジングの前記内側側壁は、前記ケージのための前記第１の支持構造の下に面取り段差を有し、前記面取り段差は、前記バルブアセンブリを通過する蒸気流を平滑化するように構成される、請求項１に記載のバルブアセンブリ。
  18. 前記バルブアセンブリは、燃料蒸気のピーク流量を制限するために、２段階開口プロセスを使用して前記燃料タンクの内圧を解放するように構成される、請求項１に記載のバルブアセンブリ。
  19. 前記バルブアセンブリは、前記燃料タンクの内圧が閾値圧力よりも高いとき、機械的バルブを使用して前記内圧を解放するように構成される、請求項１に記載のバルブアセンブリ。
  20. 燃料タンク用のバルブアセンブリであって、 ハウジングと、 前記ハウジングの内側に配置されたケージであって、前記ハウジングの内側側壁の第１の位置に位置する第１の支持構造上に着座する底縁部によって画定される第１のオリフィスを有する、ケージと、 前記ハウジングの内側及び前記ケージの外側に配置された第１のばねであって、前記ケージの上縁部を押圧する上端と、前記ハウジングの前記内側側壁の第２の位置に位置する第２の支持構造上に着座する下端とを有する、第１のばねと、 前記ケージの内側に配置されたポペットであって、前記ポペットは、前後に移動可能なアーマチュアに結合される上端と、ハット型バルブに結合される下端とを有し、前記ハット型バルブは、蒸気流が前記バルブアセンブリを通過するときに前記蒸気流を案内するようにカスタマイズされた外面を有する、ポペットと を備えるバルブアセンブリ。

Description

［優先権］ 本出願は、２０２３年５月０１日に出願された「Two Stage, In-Line Mechanized Fuel Tank Isolation Valve」と題する米国仮特許出願第６３／４９９，４２９号に基づき、その利益を主張するものであり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。 ［技術分野］ 本開示は、概して燃料タンクシステムに関し、より詳細には、タンク内の蒸気を制御するためのバルブアセンブリに関する。 ハイブリッド車両の燃料タンクは、燃料タンクバルブによって制御される閉鎖環境であり得る。燃料タンクバルブは、燃料タンクから、蒸気の貯蔵及び定期的なパージを行うキャニスタへのベント蒸気を制御することができる。 一実施形態では、燃料タンク用のバルブアセンブリ、特に、ハウジングと、ハウジングの内側に配置されたケージであって、ハウジングの内側側壁の第１の位置に位置する第１の支持構造上に着座する底縁部によって画定される第１のオリフィスを有する、ケージと、ハウジングの内側及びケージの外側に配置された第１のばねであって、ケージの上縁部を押圧する上端と、ハウジングの内側側壁の第２の位置に位置する第２の支持構造上に着座する下端とを有する、第１のばねと、ケージの内側に配置されたポペットであって、前後に移動可能なアーマチュアに結合される上端と、ハット型バルブに結合される下端とを有する、ポペットとを備え、ハット型バルブは、ハウジングの内側に配置され、ハット型バルブの下の第２のばねに結合され、第２のばねは、ハット型バルブを上方に押し、ハット型バルブをポペットのシール構造と解放可能に係合させるように構成される、バルブアセンブリが開示される。 一実施形態では、燃料タンク用のバルブアセンブリ、特に、ハウジングと、ハウジングの内側に配置されたケージであって、ハウジングの内側側壁の第１の位置に位置する第１の支持構造上に着座する底縁部によって画定される第１のオリフィスを有する、ケージと、ハウジングの内側及びケージの外側に配置された第１のばねであって、ケージの上縁部を押圧する上端と、ハウジングの内側側壁の第２の位置に位置する第２の支持構造上に着座する下端とを有する、第１のばねと、ケージの内側に配置されたポペットであって、ポペットは、前後に移動可能なアーマチュアに結合される上端と、ハット型バルブに結合される下端とを有し、ハット型バルブは、蒸気流がバルブアセンブリを通過するときに蒸気流を案内するようにカスタマイズされた外面を有する、ポペットとを備える、燃料タンク用のバルブアセンブリが開示される。 いくつかの又は全ての上記実施形態の特徴を組み合わせ得る特定の実施形態では、ハウジングは、ハウジングは、入口及び出口に接続され得、入口は、燃料タンクに接続され得、出口は、入口及びバルブアセンブリを介して燃料タンクから放出される燃料蒸気を貯蔵するように構成されたキャニスタに接続される。 いくつかの又は全ての上記実施形態の特徴を組み合わせ得る特定の実施形態では、ハット型バルブは、蒸気流が燃料タンクから放出され、入口及びバルブアセンブリを通過して出口に到達するときに、摩擦を低減するように蒸気流を案内するように構成された、傾斜した又は湾曲した外面を有し得る。 いくつかの又は全ての上記実施形態の特徴を組み合わせ得る特定の実施形態では、第１のオリフィスは、ケージの底縁部によって画定される底部開口に対応し得、閉状態において、第１のオリフィスは、ケージの底縁部に結合されたケージシールの上部を通して、ポペットのシール構造によって封止され得る。 いくつかの又は全ての上記実施形態の特徴を組み合わせ得る特定の実施形態では、第１の位置におけるハウジングの内側側壁は、第２のオリフィスを画定し得、第２のオリフィスは、ケージシールを介して閉状態においてケージの底縁部によって封止され得る。 いくつかの又は全ての上記実施形態の特徴を組み合わせ得る特定の実施形態では、ケージは、蒸気流が通過することを可能にするように構成された１つ又は複数の開口部をケージ側壁上に有し得る。 いくつかの又は全ての上記実施形態の特徴を組み合わせ得る特定の実施形態では、ポペットは、ポペットのシール構造内に内側開口部を有し得、ポペットの内側開口部は、ハット型バルブの下の第２のばねによって押圧されるハット型バルブの上部上の内側シールによって封止され得る。 いくつかの又は全ての上記実施形態の特徴を組み合わせ得る特定の実施形態では、バルブアセンブリが閉状態から２段階開口プロセスの第１の開状態に切り替わるとき、ポペットは、アーマチュアと共に上方に移動するように構成され得、ケージの底部開口に対応する第１のオリフィスは、第１の開状態で開かれ得る。 いくつかの又は全ての上記実施形態の特徴を組み合わせ得る特定の実施形態では、２段階開口プロセスの第１の開状態において、燃料タンクの内圧は、閾値圧力よりも高くてもよく、第２のオリフィスは、燃料タンクの内圧によって下方に押されるケージの底縁部によって封止されたままであり得る。 いくつかの又は全ての上記実施形態の特徴を組み合わせ得る特定の実施形態では、バルブアセンブリが２段階開口プロセスの第１の開口段階から第２の開状態に切り替わるとき、燃料タンクの内圧は閾値圧力よりも低くてもよく、第１のばねは、燃料タンクの内圧を克服してケージを上方に押すように構成され、第２のオリフィスは、第２の開状態で開かれる。 いくつかの又は全ての上記実施形態の特徴を組み合わせ得る特定の実施形態では、第２の開状態では、ケージ、ポペット、及びハット型バルブは、より高い位置にあってもよく、第１のオリフィスは閉じている。 いくつかの又は全ての上記実施形態の特徴を組み合わせ得る特定の実施形態では、燃料タンクの内圧が、第２のばねのばね力よりも大きい高閾値圧力よりも高いとき、ハット型バルブは、下方に移動してポペットのシール構造の内側開口部を一時的に開き、燃料タンクの内圧を解放するように構成され得る。 いくつかの又は全ての上記実施形態の特徴を組み合わせ得る特定の実施形態では、燃料タンクの内圧が高閾値圧力を下回るとき、ハット型バルブは、上方に移動してポペットのシール構造の内側開口部を再封止するように構成され得る。 いくつかの又は全ての上記実施形態の特徴を組み合わせ得る特定の実施形態では、ハット型バルブは、内部が中空であり得、ポペットのシール構造の底面を越えて延在するポペットの突出部を受容するようにカスタマイズされた内面形状を有し、ハット型バルブは、ケージの底部開口に対応する第１のオリフィスよりも小さいサイズを有し得る。 いくつかの又は全ての上記実施形態の特徴を組み合わせ得る特定の実施形態では、ハット型バルブは、ポペットのシール構造の底面に対して解放可能に押圧される内側シールに機械的に結合され得、ケージの底縁部は、ケージシールに機械的に結合され得る。 いくつかの又は全ての上記実施形態の特徴を組み合わせ得る特定の実施形態では、ポペットのシール構造は、ハット型バルブの上面に対して解放可能に押圧される内側シールに機械的に結合され得、ケージの底縁部は、ケージシールに機械的に結合され得る。 いくつかの又は全ての上記実施形態の特徴を組み合わせ得る特定の実施形態では、ハウジングの内側側壁は、ケージのための第１の支持構造の下に面取り段差を有し得、面取り段差は、バルブアセンブリを通過する蒸気流を平滑化するように構成され得る。 いくつかの又は全ての上記実施形態の特徴を組み合わせ得る特定の実施形態では、バルブアセンブリは、燃料蒸気のピーク流量を制限するために、２段階開口プロセスを使用して燃料タンクの内圧を解放するように構成され得る。 いくつかの又は全ての上記実施形態の特徴を組み合わせ得る特定の実施形態では、バルブアセンブリは、燃料タンクの内圧が閾値圧力よりも高いとき、機械的バルブを使用して内圧を解放するように構成され得る。 本開示による実施形態について添付の図面を参照して以下で説明する。 本開示の特定の実施形態による、１８０度バルブアセンブリハウジングで使用されるバルブシステムを示す。 過真空解放（ＯＶＲ）機能のための２段階開口構造の構成要素を示す。 過真空解放（ＯＶＲ）機能のための２段階開口構造の構成要素を示す。 ＯＶＲ機能のための２段階開口プロセスを示す。 ＯＶＲ機能のための２段階開口プロセスを示す。 ＯＶＲ機能のための２段階開口プロセスを示す。 本開示の別の実施形態による、１８０度バルブアセンブリハウジングで使用されるバルブシステムを示す。 ポペットを含むアセンブリ構成要素の組立図及び分解図を示す。 ハウジングの内側側壁上の面取り段差を示す。 ここから、添付の図面に示される例を詳細に参照する。可能な限り、図面全体を通して、同じ又は同様の部分を指すために同じ参照番号が使用される。当業者は、全ての方向に関する言及（例えば、上（above）、下（below）、上方（upward）、上（up）、下方（downward）、下（downward）、上部（top）、底部（bottom）、左（left）、右（right）、垂直（vertical）、水平（horizontal）など）が、読者の理解を助けるために図面に対して記述的に使用されるものであり、特許請求の範囲によって定義されるような本開示の範囲に対する（例えば、位置、向き、又は使用などに対する）限定を表すものではないことを認識するであろう。 本発明の主題の特定の実施形態について添付の図面を参照して以下で説明する。しかしながら、本発明の主題は多様な形態に具現化され得、本明細書に記載される実施形態に限定されるものと解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示を十分且つ完全なものとし、当業者に対して本発明の主題の範囲を完全に伝達するために提供されるものである。 ハイブリッド車両では、燃料タンクは、燃料タンクバルブによって制御される閉鎖環境であり得る。燃料タンクアイソレーションバルブ（ＦＴＩＶ）は、エンジンから燃料タンクを選択的に隔離するために、及び、燃料タンクから、蒸気の貯蔵及び定期的なパージを行うキャニスタへのベント蒸気を制御するために使用され得る。ＦＴＩＶは、燃料タンク圧力を管理し、車両のコントローラによる制御コマンドに応じて燃料蒸気をキャニスタに放出し得る。車両の設計に応じて、車両のコントローラは、圧力を解放するためにＦＴＩＶを選択的に作動させることができる。例えば、ハイブリッド車両が電気駆動モードで動作しているとき、燃料タンクはエンジンから隔離され得、これは燃料タンク内の圧力が上昇し得ることを意味する。そのような圧力を解放するために、一部の車両は、ＦＴＩＶを定期的に開き得る。別の例として、燃料補給中、ユーザは、典型的には、ボタンを押して燃料補給オリフィスを開き、それにより、燃料補給プロセスの前に燃料タンク内の空気を出して燃料タンク圧力を解放し、燃料プロセス中に適切な燃料タンク圧力を維持する。ボタンが押されると、ＦＴＩＶがトリガされて、燃料補給オリフィスが開かれ、燃料補給プロセスに備えて燃料タンク圧力を解放し得る。 特定の実施形態では、ＦＶＩＴは、少なくとも２つの機能、すなわち、過真空解放機能（ＯＶＲ）及び過圧解放機能（ＯＰＲ）を有し得る。ＯＶＲ機能は、２段階開口機構を有し得る。２段階開口プロセスの目的は、より段階的な圧力解放プロセスを達成することである。例えば、第１段階では、ＦＴＩＶが圧力を解放するように命令されると、ソレノイドは、ポペットを持ち上げて、小さい