JP4638319B2 - 燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置 - Google Patents

Description

本発明は、タンク本体およびキャニスタを接続する第１蒸発燃料通路と、タンク本体およびフィラーチューブの給油口を接続する第２蒸発燃料通路と、第２蒸発燃料通路に設けられた差圧弁とを備え、前記差圧弁は給油口側およびタンク本体側を常時連通させる絞りを有する燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置に関する。

給油口を開いて給油ガンからフィラーチューブに燃料を供給するとき、給油ガンから出る燃料に吸引されて給油口からタンク本体内に大気が吸引されるのを防止すべく、タンク本体およびフィラーチューブの給油口を蒸発燃料通路で接続し、燃料の供給によってタンク本体から押し出された蒸発燃料の一部を蒸発燃料通路を介して給油口に戻し、この蒸発燃料を給油ガンから出る燃料で吸引して大気の吸引を防止するものが、下記特許文献１により公知である。

前記蒸発燃料通路には、タンク本体側が吸気口側よりも所定値だけ高圧になったときに開弁する差圧弁と、差圧弁に設けられてタンク本体側および吸気口側を常時連通させる絞りとを備えている。給油ガンから出る燃料の流量が大きいときには燃料による吸引力が強いため、差圧弁を開弁させて大量の蒸発燃料を給油口に戻して蒸発燃料を吸引することで大気の吸引を防止し、給油ガンから出る燃料の流量が小さいときには給油ガンから出る燃料による吸引力が弱く、給油口に戻された蒸発燃料を充分に吸引することができないため、前記絞りのみを通して少量の蒸発燃料を給油口に戻して大気への放散を防止するようになっている。
特許第３５３６２８９号公報

ところで、タンク本体の内部空間をエンジンの吸気負圧で減圧した後に一定時間保持し、その間の内圧の増加を監視することでタンク本体のリークを検出することが行われている。この場合に、フィラーチューブの下端が燃料液面下に没しているとタンク本体の内部空間とフィラーチューブの内部空間とが差圧弁の絞りを介して連通することになり、タンク本体の内部空間を減圧しても、フィラーチューブの内分空間が充分に減圧されず、タンク本体の内圧を監視している間にフィラーチューブの内部空間に残ったエアが絞りを通過してタンク本体に流入することで、前記内圧が次第に上昇してリークが発生していると誤認される可能性があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので エンジンの吸気負圧を利用してタンク本体のリークを検出する際に、タンク本体およびフィラーチューブの給油口を接続する蒸発燃料通路に設けた差圧弁が障害にならないようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、タンク本体およびキャニスタを接続する第１蒸発燃料通路と、タンク本体およびフィラーチューブの給油口を接続する第２蒸発燃料通路と、第２蒸発燃料通路に設けられた差圧弁とを備え、前記差圧弁は給油口側およびタンク本体側を常時連通させる絞りを有する燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置において、前記差圧弁は、燃料をフィラーチューブに供給する際には、タンク本体側が給油口側よりも所定値以上高圧のときに開弁してタンク本体から押し出された蒸発燃料の一部を第２蒸発燃料通路を介して給油口に戻すとともに、エンジンの吸気負圧を第１蒸発燃料通路を介してタンク本体に作用させて該タンク本体の内部空間を減圧する際には、給油口側がタンク本体側よりも所定値以上高圧のときに開弁してフィラーチューブの内部空間を第２蒸発燃料通路を介して減圧する２方向弁であることを特徴とする燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記絞りを差圧弁の弁体に形成したことを特徴とする燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置が提案される。

請求項１の構成によれば、給油口を開いて給油ガンからフィラーチューブに燃料を供給するとき、燃料の流量が大きい場合にはタンク本体内の蒸発燃料の一部が第２蒸発燃料通路の差圧弁を通って給油口に押し出され、給油ガンから出る燃料により発生する負圧で吸引されて再びタンク本体に戻されることで、給油口からタンク本体に大気が吸入されるのを防止できる。

給油ガンから出る燃料の流量が小さい場合には発生する負圧が小さいために、タンク本体から第２蒸発燃料通路を経て給油口に押し出された蒸発燃料をタンク本体に戻すことができず、その蒸発燃料が給油口から大気に放散されてしまう可能性があるが、閉弁した差圧弁の絞りを通過する微量の蒸発燃料だけが給油口に押し出されることで、蒸発燃料の大気放散を防止することができる。

エンジンの吸気負圧を第１蒸発燃料通路を介してタンク本体に作用させて該タンク本体のリークを検出する際に、フィラーチューブの下部が燃料液面によってタンク本体の気相空間と分離されていても、吸気負圧を作用させると差圧弁が開弁して絞りが無効化されるので、フィラーチューブの内部空間およびタンク本体の内部空間を同時に減圧してリーク検出の精度を高めることができる。

請求項２の構成によれば、絞りを差圧弁の弁体に形成したので、差圧弁の構造を簡素化することができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

図１〜図６は本発明の一実施例を示すもので、図１は燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置の全体構成を示す図（給油時）、図２は燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置の全体構成を示す図（リークテスト時）、図３は図１の３部拡大断面図、図４は図３の４−４線断面図、図５は図３の５−５線断面図、図６は差圧弁の作用の説明図である。

図１および図２に示すように、自動車の燃料タンクＴは、燃料を貯留するタンク本体１１と、タンク本体１１から斜め上方に延びるフィラーチューブ１２と、フィラーチューブ１２の上端の給油口１２ａを開閉するフィラーキャップ１３と、タンク本体１１からエンジンＥに燃料を供給するインタンク式の燃料ポンプ１４と、タンク本体１１の上部空間を蒸発燃料を吸着するキャニスタ１５に接続する第１蒸発燃料通路１６と、タンク本体１１の上部空間をフィラーチューブ１２の給油口１２ａ近傍に接続する第２蒸発燃料通路１７と、第２蒸発燃料通路１７に設けられた差圧弁１８とを備える。キャニスタ１５は第３蒸発燃料通路２２を介してエンジンＥの吸気通路２３に接続され、この第３蒸発燃料通路２２には第１開閉弁１９が設けられる。キャニスタ１５の大気に連通するドレンポート２０には第２開閉弁２１が設けられる。

第１蒸発燃料通路１６がタンク本体１１内に開口する部分には、満タン時に上昇した燃料液面により閉弁し、給油ガンのオートストップ装置を作動させるベントシャットフロートバルブ２４が設けられる。また第１蒸発燃料通路１６から分岐する分岐通路２５がタンク本体１１内に開口する部分には、燃料タンクＴが大きく傾斜したときに閉弁し、タンク本体１１内の燃料がキャニスタ１５に流入するのを阻止するカットバルブ２６が設けられる。更に、前記分岐通路２５には、タンク本体１１側の圧力がキャニスタ１５側の圧力よりも所定値以上高くなると開弁するリリーフバルブ２７が設けられる。

図３〜図５に示すように、差圧弁１８は２方向弁の機能を有するもので、弁ハウジング３１に摺動自在に支持された第１弁部材３２および第２弁部材３３を備える。第２弁部材３３は、円板状の弁体３３ａと、弁体３３ａの一側面から軸方向に突出して弁ハウジング３１の内周面に摺動自在に案内される４本の第１ガイド部３３ｂ…と、弁本３３ａの他側面から軸方向に突出する４本の第２ガイド部３３ｃ…と、弁体３３ａの中央を貫通する小径の絞り３３ｄとを備える。第１弁部材３２は、円板状の弁体３２ａと、弁体３２ａの中央に形成されて第２弁体３３の４本の第２ガイド部３３ｃ…の外周に軸方向摺動自在に案内されるガイド孔３２ｂと、弁体３２ａの外周部に形成された４個の切欠３２ｃ…とを備える。第１弁部材３２は、その弁体３２ａと第２弁部材３３の第２ガイド部３３ｃ…の先端との間に配置された第１弁ばね３４で第２弁部材３３の弁体３３ａに当接する方向に付勢される。また第１弁部材３２の弁体３２ａは、弁ハウジング３１の内周面に設けたばね座３１ａとの間に配置された第２弁ばね３５で、弁ハウジング３１の内周面に設けた弁座３１ｂに着座する方向に付勢される。

次に、上記構成を備えた本発明の実施例の作用について説明する。

図１に示すように、フィラーキャップ１３を取り外し、フィラーチューブ１２の燃料供給口１２ａに給油ガン３６を挿入して燃料を供給すると、給油ガン３６からタンク本体１１に供給された燃料の容積に相当する蒸発燃料の一部が第２蒸発燃料通路１７から差圧弁１８を経て給油口１２ａの近傍に戻される。給油ガン３６から供給される燃料の流量が大きい高速給油時には、差圧弁１８の上流側の圧力が下流側の大気圧に比べて充分に高くなるため、図６（Ａ）に示すように、差圧弁１８の第２弁部材３３および第１弁部材３２が一体になって第２弁ばね３５を圧縮しながら右動し、第１弁部材３２の弁体３２ａが弁ハウジング３１の弁座３１ｂから離間する。

その結果、開弁した差圧弁１８の弁体３２ａおよび弁座３１ｂの隙間から第１弁部材３２の弁体３２ａの切欠３２ｃ…を通過した大量の蒸発燃料が、タンク本体１１側からフィラーチューブ１２の給油口１２ａ側に流れることができる。このとき、第２弁部材３３の絞り３３ｄを介して一部の蒸発燃料が流れるが、第１、第２弁部材３２，３３の弁体３２ａおよび弁座３１ｂの隙間間の隙間を介して流れる蒸発燃料に比べれば微量である。この蒸発燃料は給油ガン３６から出る燃料に吸引されてフィラーチューブ１２からタンク本体１１に戻されることで、給油口１２ａから大気が吸引されることが防止されてタンク本体１１内での新たな蒸発燃料の発生が抑制される。

給油ガン３６から供給される燃料の流量が小さい低速給油時には、差圧弁１８の上流側および下流側の差圧が小さくなるため、図６（Ｂ）に示すように、第２弁ばね３５の弾発力で第２弁部材３３および第１弁部材３２は移動することができない。その結果、閉弁した差圧弁１８の弁体３３ａの絞り３３ｄを通過した小量の蒸発燃料だけがタンク本体１１側からフィラーチューブ１２の給油口１２ａ側に流れ、給油ガン３６から出る燃料による吸引力が小さくても、給油口１２ａに戻された蒸発燃料をタンク本体１１内に吸引してが大気に放散するのを防止することができる。

さて、タンク本体１１やフィラーチューブ１２に発生するリークを検出する場合には、図２に示すように、キャニスタ１５のドレンポート２０に設けた第２開閉弁２１を閉弁し、第３蒸発燃料通路２２に設けた第１開閉弁１９を開弁することで、吸気通路２３の負圧でタンク本体１１内を減圧する。このときフィラーチューブ１２の下端が燃料液面下に没してタンク本体１１の内部空間およびフィラーチューブ１２の内部空間の連通が遮られていても、吸気通路２３の負圧がタンク本体１１に作用したときに、図６（Ｃ）に示すように、差圧弁１８の第２弁部材３３が第１弁ばね３４の弾発力に抗して左動し、その弁体３３ａが第１弁部材３２の弁体３２ａから離間し、フィラーチューブ１２の内部空間の蒸発燃料を含む空気が第１弁体３２のガイド孔３２ｂ、第１、第２弁部材３２，３３の弁体３２ａ，３３ａ間の隙間および弁体３３ａの外周部を介してタンク本体１１の内部空間に速やかに吸引され、タンク本体１１の内部空間およびフィラーチューブ１２の内部空間が同時に減圧される。このとき、第２弁部材３３の絞り３３ｄを介して一部の空気が吸引されるが、第１、第２弁部材３２，３３の弁体３２ａ，３３ａ間の隙間を介して吸引される空気に比べれば微量である。

続いて、キャニスタ１５のドレンポート２０に設けた第２開閉弁２１を閉弁したまま、第３蒸発燃料通路２２に設けた第１開閉弁１９を閉弁することでタンク本体１１内を密閉し、その内圧の変化を監視する。その結果、時間の経過と共に内圧が増加すればタンク本体１１にリークが発生していると判断し、内圧が増加しなければタンク本体１１にリークが発生していないと判断することができる。

タンク本体１１の内部空間を吸気負圧によって減圧するとき、仮に差圧弁１８が開弁する機構を備えておらず、絞り３３ｄだけを介してフィラーチューブ１２内の空気がタンク本体１１側に吸引されるとすると、フィラーチューブ１２の内圧がタンク本体１１の内圧まで下がり切る前に内圧の監視が開始されてしまい、フィラーチューブ１２内の空気が絞り３３ｄを介して少しずつタンク本体１１内に流入するにつれて該タンク本体１１の内圧が上昇するため、タンク本体１１にリークが発生していると誤認されてしまう可能性がある。

それに対し、本実施例によれば、タンク本体１１の内部空間を吸気負圧によって減圧するとき、差圧弁１８が開弁してフィラーチューブ１２の内圧をタンク本体１１の内圧と略同じに減少させることができるので、タンク本体１１のリークを精度良く検出することができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、差圧弁１８の構造は実施例に限定されず、任意の構造の２方向弁を差圧弁１８として採用することができる。

また実施例では絞り３３ｄを第２弁部材３３の弁体３３ａに設けているが、差圧弁１８のタンク本体１１側と給油口１２ａ側とを連通させる任意の位置に絞りを設けることができる。但し、実施例の如く弁体３３ａに絞り３３ｄを設けることで、差圧弁１８の構造を簡素化することができる。

燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置の全体構成を示す図（給油時） 燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置の全体構成を示す図（リークテスト時） 図１の３部拡大断面図 図３の４−４線断面図 図３の５−５線断面図 差圧弁の作用の説明図

１１ タンク本体
１２ フィラーチューブ
１２ａ 給油口
１５ キャニスタ
１６ 第１蒸発燃料通路
１７ 第２蒸発燃料通路
１８ 差圧弁
３３ａ 弁体
３３ｄ 絞り
Ｅ エンジン

Claims (2)

1. タンク本体（１１）およびキャニスタ（１５）を接続する第１蒸発燃料通路（１６）と、タンク本体（１１）およびフィラーチューブ（１２）の給油口（１２ａ）を接続する第２蒸発燃料通路（１７）と、第２蒸発燃料通路（１７）に設けられた差圧弁（１８）とを備え、前記差圧弁（１８）は給油口（１２ａ）側およびタンク本体（１１）側を常時連通させる絞り（３３ｄ）を有する燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置において、
   前記差圧弁（１８）は、燃料をフィラーチューブ（１２）に供給する際には、タンク本体（１１）側が給油口（１２ａ）側よりも所定値以上高圧のときに開弁してタンク本体（１１）から押し出された蒸発燃料の一部を第２蒸発燃料通路（１７）を介して給油口（１２ａ）に戻すとともに、エンジン（Ｅ）の吸気負圧を第１蒸発燃料通路（１６）を介してタンク本体（１１）に作用させて該タンク本体（１１）の内部空間を減圧する際には、給油口（１２ａ）側がタンク本体（１１）側よりも所定値以上高圧のときに開弁してフィラーチューブ（１２）の内部空間を第２蒸発燃料通路（１７）を介して減圧する２方向弁であることを特徴とする燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置。
2. 前記絞り（３３ｄ）を差圧弁（１８）の弁体（３３ａ）に形成したことを特徴とする、請求項１に記載の燃料タンクの蒸発燃料放出抑制装置。

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