JP5650987B2 - 燃料タンク - Google Patents

Description

本発明は、フィルタ要素からエアフィルタまでの接続配管を有する燃料タンクに関する。

燃料タンクは通常、複数の配管を有している。例えば、いくつか例を挙げると、注入配管、通気配管、フィルタ要素からエアフィルタまでの接続配管等である。このような付属の配管を有する燃料タンクは良く知られている。したがって、ここではその詳細な説明は行わない。

フィルタ要素は、例えば、活性炭フィルタによって具現化され、例えば、燃料ガスから炭化水素を濾過することにより、それらが外部環境に排出されないことを目的とする。この目的のために、フィルタ要素は、例えば、燃料タンクと、内燃機関のエアフィルタとの間に配設される。

例えば、付属の配管システムを有する燃料タンクは、例えば、特許文献１に開示されている。活性炭フィルタと大気との間には、制御バルブ及び補助配管を備えた真空生成ポンプが配設されている。制御バルブには複数の孔が形成されている。「オフ状態」と称される状態において、活性炭フィルタは、そのうちの一方の孔を介して大気に連通する。一方、「オン状態」と称される状態において、活性炭フィルタは、他方の孔を介してポンプ側に連通する。クローズドシステムは、このようにして制御バルブがオフ状態又はオン状態にあるかどうかに拘わらず開放される。

特許文献２もまた、付属の配管システムを有する燃料タンクに関するものである。特許文献２は、通気孔システム、特に、通気孔システムを監視する方法に関するものである。

活性炭フィルタは、一方側では燃料タンクに接続され、他方側では内燃機関に接続されている。バルブは、活性炭フィルタへの空気の流入を許容するべく、活性炭フィルタ上に配設されている。

米国特許第７,４８１,１０１号明細書 米国特許出願公開第５,６５１,３４９号明細書

燃料タンク又はこれに対応するシステムは、リークテスト、特に、自動車の完成時おけるリークテストの対象となる。この試験は、いわゆる「最終工程試験」に含まれていて、製造業者による自動車の最終認可において不可欠なものとなっている。配管システムが接続された燃料タンクの点検において、接続配管は、フィルタ要素から分離される。外部圧力発生手段は、圧力試験（燃料タンク又はこれに対応する配管システムに漏れがないかどうかを示す試験）を実行するために、フィルタ要素に接続される。このような、圧力試験は、一般に知られている。漏れが検出されない場合、接続配管は、濾過された新気が燃料タンク内に流入することができるようにフィルタ要素に再度接続される。

自動車産業において実施される良質な品質保証システムにも拘わらず、人為的な見落としに起因して、圧力試験を終えた後も、接続配管がフィルタ要素に再接続されていないという事態が起こり得る。この場合、自動車及び内燃機関の通常運転時に、濾過されていない空気が燃料タンク内に流入してしまう。こうして、例えば、液体又は固体が燃料タンク内に侵入してしまう。何故なら、燃料タンクとフィルタとの接続がどこにも存在しないためである。この種の汚染が、極めて有害であることは明らかである。

本発明の目的は、前述したタイプの燃料タンクを簡単な方法（手段）で改良することにより、燃料タンクの圧力試験が終了した後も、特別な計測を行うことなく、フィルタ要素とエアフィルタとの接続が常に確保されるようにすることにある。

本発明の目的は、請求項１に記載の特徴を有する燃料タンクによって達成することができる。

すなわち、この燃料タンクでは、作動位置(２１）において作動ガスのための通路(２２)を形成する作動ポート(１６)と、診断位置(３２)において、外部の圧力発生手段に接続可能とされ且つフィルタ要素に連通する診断通路を形成する診断ポート（１７）とを有する診断バルブを、エアフィルタとフィルタ要素との間に配設するようにした。重要なことは、診断バルブは、フィルタ要素とエアフィルタとの間に、いわゆる「最終工程試験」のためにだけ追加的に設けられるのではないということである。本発明において、診断バルブは、フィルタ要素及びエアフィルタの間に、常に（つまり永久的に）配設されていて、圧力試験の前に取り付けられて、圧力試験後に、再び取り外されるものではない。これは、圧力試験を実施するために、接続配管をもはやフィルタ要素から分離する必要がないことを保証し、それによって、燃料タンク内には常に、濾過された空気が流入することになる。

圧力試験が必要なときには、永久的に配置又は取り付けられた診断バルブを使用して、外部圧力発生手段を診断バルブに接続するだけで圧力試験を実行することができる点で有利である。例えば、付属の監視設備が故障及び／又は漏れ（リーク）を指摘する場合には、「最終工程試験」後にリークテストを実行することが必要になるかも知れない。この種の圧力試験は、設備が整ったワークショップにて実施することができる。診断バルブは、接続配管のフィルタ側及びエアフィルタ側に中間嵌めにより接続される接続要素を有していることが好ましい。診断バルブは、その接続要素によって、エアフィルタの出口又はフィルタ要素の入口（新気の流入方向に対する入口及び出口を意味する）に直接、接続することができる。

一つの有利な実施形態において、接続要素は、診断バルブの配置位置に応じて、外周が接続管又は他の構成要素の内周に係合するソケット接続として設計することもできる。

このように、単純な製品では、診断バルブは、付属の構成要素に対して、差込み口を介して中間嵌めにより接続されているが、そこから取り外し可能としてもよい。各接続が永久的に中間嵌めを維持しつつ取り外し可能とするために、螺子締結式の補強部材を設けるようにしてもよい。

診断バルブは、ハウジング内において作動位置から診断位置へと移行可能な本体部を有している。本体部は、各位置において適所にしっかりと保持される。本体部には、診断ポート及び作動ポートが設けられる。

本体部は、脚部側及びその反対側の頭部側を有している。エネルギー貯留要素（スプリング要素の形式であることが好ましい）は、本体部の頭部側及びハウジングの端部壁の間に適切に配置される。接続延長部は、ハウジングの脚部側に配設されるとともに、該脚部側に突出して形成されている。

作動位置において、作動ポートは、２つの接続要素及びそれぞれに形成された通気開口に対して整列して配設される。好ましい実施例において、作動ポートは、本体部内に直線状に、つまり中心軸に対して垂直に形成される。これは対向する接続要素がハウジング上の同じ高さに形成されている場合に相当する。しかしながら、相対向する接続要素を異なる高さ（すなわち、鉛直方向において互いにオフセットした位置）に配設することもできる。この種の製品では、作動ガスの通過流路を形成するために、作動ポートを斜め方向に形成することが好ましい。

圧力試験を実施する際には、接続延長部は、外部圧力発生手段に接続される。この目的のために、対応する配管の接続端は、接続延長部に滑入される。その際、本体部は、作動位置から、エネルギー貯留要素の力に抗して、ハウジング内部に押し込まれて診断位置へと移行する。本体部が、一旦、診断位置に達すると、本体部を診断位置においてしっかりと固定するために適当な手段が使用される。この目的のために、ハウジングに設けられた保持リングに係合するとともに、エネルギー貯留要素の荷重又は本体部を診断位置においてしっかりと受け止めて、そのスプリング力に対抗する保持要素を、配管要素（取付け部品）に設ける。取付け部品の端部に設けられた対応要素と相互に係合するシート要素を、接続延長部の外部に設けるようにしてもよい。保持リングはまた、保持要素の戻り止め位置又は効果的な保持エリアを形成するべく、表面に、溝又は溝に類似の構成を有している。

診断ポートは、２つの部分を有しており、入口部は出口部に接続されている。入口部は、本体部の中心軸に対して平行に、そして、診断バルブの中心に配設されている。出口部は、中心軸に対して鋭角をなして入口部に接続されるとともに、本体部の外周面に開口している。入口部は、出口部側とは反対側において、本体部内から接続延長部へと導かれるとともに、作動位置においては大気開放される。

診断ポートは、作動位置において、いずれの接続要素に対しても接続又は接触が妨げられるように設計されている。本体部が診断位置にあるときにだけ、診断ポートは、フィルタ要素へと向かう接続要素及びその通気開口に接続される。

外部圧力発生手段が診断バルブに接続される場合（本体部に設けられた接続延長部に接続される場合）には、圧力試験が周知の方法によって実行される。

圧力試験が一旦、完了すると、取付け部品の端部が、接続係合部から取り外され、この結果、エネルギー貯留要素が緩むことによって又はそのスプリング力によって、本体部が作動位置へと復帰する。本体部を、作動位置まで正確に移動させるために、移動規制要素が設けられている。移動規制要素は、本体ハウジングの脚部側に設けられていて、本体部の脚部側が載置される段差部を形成するために、ハウジングの内方側、つまり中心軸に向かって延びている。段座部は、保持リングが２つの機能を有するように、該保持リングに設けられていることが好ましい。すなわち、保持リングは、一方では、診断位置にて本体部をしっかりと固定する機能を有する。保持リングは、他方では、作動位置において段座部上に本体部を支持する土台としての機能を有する。作動位置と診断位置との双方において、ハウジングの内周面に対する本体部の外周面のシール性を確保するために、本体部には、シーリング要素（例えば、Ｏリング）が内挿される環状溝が形成され、シーリング要素の外周面はハウジングの内周面に押圧支持されることが好ましい。例えば、作動位置及び診断位置の双方において、相対向する接続要素及びそれぞれに設けられた通気開口が、鉛直方向にて互いに離間して配置された２つのシーリング要素によってシールされるように、複数のシーリング要素（及び溝）を設けるようにしてもよい。それによって、縦断面で見たときに、各通気開口は２つのシーリング要素の間に配設されることとなる。

本発明によれば、診断バルブが常時（永久に）取り付けられているので、接続配管をフィルタ要素（特に、活性炭フィルタ）から取り外すことなく圧力試験を実行することができる点で有用である。これによって配管を再接続する必要性がなくなる。したがって、特別な計測を行うことなく、その配管システムには濾過された新気が通過することとなり、浄化された空気が常に燃料タンクに到達することとなる。これにより、汚染を回避することができる。

本発明の更に有利な構成は、従属クレーム及び図面の説明において開示される。

以上説明したように、本発明の燃料タンクによると、診断バルブがエアフィルタとフィルタ要素との間に常時（永久に）取り付けられているので、接続配管をフィルタ要素（特に、活性炭フィルタ）から取り外すことなく圧力試験を実行することができる。

図１は、診断バルブの作動位置における縦断面図である。 図２は、診断バルブの診断位置における縦断面図である。

図１は、診断バルブ１を示す。尚、以下の説明では、図１及び図２において、同じ部品については、説明が一度で済むように、同一の参照番号を付すようにしている。

診断バルブ１は、例えば、エアフィルタ（図示省略）からフィルタ要素（図示省略）まで延びる接続配管２に配設され、該フィルタ要素は、活性炭フィルタとして具現化されることが好ましい。

図面において、診断バルブ１の左側に延びる接続配管２は、例えば、エアフィルタまで延びており、反対側（右側）はフィルタ要素まで延びている。

上記構成要素は、燃料タンク、及び内燃機関を有する自動車の配管システムにおいて不可欠な要素である。

診断バルブ１は、燃料タンク及び付属の配管システムの圧力試験（例えば、いわゆる、最終工程試験の一部)を実行する際に役立つ。診断バルブ１は、永続的に固定されて、圧力試験後も取り外されないことが好ましい。診断バルブ１は、内部に本体部４が配設されたハウジング３を備えている。図示された縦断面図において、ハウジング３は、ヘッド部５及び２本のＵ字脚部６，７を有するＵ字形状をなしている。ヘッド部５とは反対側の脚部側において、ハウジング３は開放している。ヘッド部５が位置する側を、ヘッド側５と呼ぶこともできる。

Ｕ字脚部６は、診断バルブ１のエアフィルタ側に配設されており、Ｕ字脚部７は、フィルタ要素側に向いている。エアフィルタ側において、第１の接続要素８は、Ｕ字脚部６に配設され、第２の接続要素９は、それとは反対側のフィルタ要素側に配設されている。２つの接続要素８及び９は、例えば、ソケット接続８及び９として具現化され、それぞれに対して、接続配管２が中間嵌めにより接続される。図１及び図２において、隙間は、それを認識できるように誇張して描かれていて実際に存在するという訳ではない。

接続要素８及び９は、図面の垂直方向（矢印１１で示す方向）において、互いにオフセットして配設されている。すなわち、ヘッド５側において、接続要素９は、接続要素８よりも下側に配設されている。ハウジング３の脚部側に配設されているのは、保持面１３が外方側に形成され且つ段座部１４が内方側に形成されるように、ハウジング壁を越えて、Ｘ軸側及びＸ軸から離間する側の双方に向かって突出する保持リング１２である。

作動ポート１６及び診断ポート１７は、例えば円筒中実体として設計された本体部４に設けられている。脚部側において、本体部は、本体部４よりも小径の接続延長部１８を有している。エネルギー貯留要素１９は、典型的な製品ではバネ要素として具現化され、本体部４のヘッド側に配設されている。エネルギー貯留要素１９又はスプリング要素は、ハウジング３のヘッド部５の一側に接続される。

図１に例示される実施形態では、診断バルブが作動位置２１にある状態を示している。作動ポート１６は、作動位置２１において、エアフィルタ側の接続要素８（第１の接続要素８）からフィルタ要素側の接続要素９（第２の接続要素９）までの接続が形成されるように、すなわち、作動ガスのための通路２２が形成されるように配設されている。作動ガスは、例えば、エアー及び燃料ガスを濾過処理したものである。２つの接続要素８及び９が互いに対して高さ方向にオフセットして配設されているため、図示された断面図において、作動ポート１６は、中心軸Ｘ方向のヘッド５側から脚部側に向かって傾斜するように設計されている。

診断ポート１７は、２つの部分２３，２４を有しており、入口部２３は、出口部２４に接続されている。入口部２３は、Ｘ軸に対して平行に延びるとともに、接続延長部１８を通過して本体部４内へと延設されている。入口部２３は、中心軸Ｘ１に沿って延びている。すなわち、入口部２３は、診断バルブ１又は本体部４の中心を通るように延設されている。入口部２３は、診断バルブ１が作動位置にあるときに、接続延長部１８における脚部側の露出した端面において大気中に開口している。

出口部２４は入口部２３に対して（中心軸Ｘに対して）角度を持って、好ましくは鋭角でもって配設されていて、本体部４の外周面の開口部２７にて開口している。本体部４の外周面に、それぞれにシーリング要素２９が挿入された複数の外周溝２８が形成されており、各シーリング要素２９は、ハウジング３の内壁面及び溝の底面の双方に対して密着している。例えば、３本の溝２８はそれぞれ、シーリング要素２９を備えている。

シーリング要素３１（例えば、接続延長部１８を外部圧力発生手段に接続するための配管部品（取付け部品）の端部に係合する溝又は鋸歯状の係合部）を、接続延長部１８の周囲に形成するようにしてもよい。本体部４を図２に示される診断位置３２に保持するために、保持リング１２又は保持面１３に係合する保持要素を取付け部品の端部に設ける。

診断位置３２において、本体部４は、その出口部２４又は開口部２７が、フィルタ要素側の接続要素９（第２の接続要素９）との接続を形成するように、エネルギー貯留要素１９からの力に抗しながら、ハウジング３のヘッド側５に向かって押圧される。このようにして、外部圧力発生手段から診断ポート１７を介してフィルタ要素までの接続が確立されることにより、圧力試験が実行可能になる。

診断位置３２において、図示の如く作動ポート１６はもはや、接続要素８又は第２の接続要素９又は通気開口のいずれにも接続されていない。

診断位置３２は、圧力試験が完了するまで、上述した例示の要素及び構成部品によって固定される。勿論、上記以外の構成要素を、診断位置の固定に使用することもできる。

図１及び図２から分かるように、溝２８及びシーリング要素２９は、各位置２１又は３２において、接続要素８及び９内の通気開口が、鉛直方向にて相隣接する２つのシーリング要素２９により囲まれるように、そして、診断用シーリング領域３３又は作動用シーリング領域３４が形成されるように配設される。診断位置３２において、本体部４の脚部又は露出した端面は、該端面上に配設されてハウジング３内に位置する接続延長部１８によってガイドされる。仮に、取付品の端部が接続延長部１８から取り外された場合には、エネルギー貯留要素１９に蓄えられた力によって、すなわち、スプリング要素が緩むことによって、本体部４は、診断位置３２から作動位置２１（図１参照）に戻される。段座部１４は、実際上、移動規制要素１４として機能し、それによって、必要作動位置２１では、作動ポート１６が通路２２を形成することができるように、本体部４の移動が精度良く規制される。

作動位置２１において、診断バルブ１は接続配管２に永久的に固定されている。これによって、最終工程試験の終了後も、例えば、自動車の耐用年数に応じて圧力試験を実行することができて有利である。

本発明は、フィルタ要素からエアフィルタまでの接続配管を有する燃料タンクに有用である。

Claims (4)

1. エアフィルタからフィルタ要素まで延びる接続配管(２)を有する燃料タンクであって、
   上記エアフィルタと上記フィルタ要素との間に配設された診断バルブ（１）は、作動位置(２１）において、作動ガスのための通路(２２)を形成する作動ポート(１６)と、診断位置(３２)において、外部の圧力発生手段に接続可能とされ且つ上記フィルタ要素に連通する診断通路を形成する診断ポート（１７）と、を備え、
   上記診断バルブ(１)は、脚部側が解放されたハウジング(３)内に配設され且つ上記作動ポート(１６)及び上記診断ポート(１７)を有する本体部(４)と、該本体部(４)及びハウジング(２)間のヘッド側に配置されたエネルギー貯留要素(１９)と、上記本体部(４)におけるハウジング脚部側に設けられ、外部圧力発生手段と接続可能に構成された、該本体部(４)よりも小径の接続延長部(１８)とを備え、
   上記本体部(４)は、上記作動位置(２１)から上記診断位置(３２)への移動、及び、該診断位置(３２)から該作動位置(２１)への移動が可能に構成され、
   上記診断ポート(１７)は、上記接続延長部(１８)内を通過して本体部(４)の外周面まで延設され、
   上記接続延長部(１８)は、該接続延長部(１８)を上記外部圧力発生手段に接続するための取付け部品の端部が取り付け可能に構成され、
   上記ハウジング(３)には、上記取付け部品の端部に設けられた保持要素と係合して上記本体部(４)を上記診断位置に保持するための保持部(１２，１３)が設けられ、
   上記本体部(４)は、上記取付け部品の端部が上記接続延長部(１８)から取り外された場合、上記エネルギー貯留要素によって、上記診断位置から上記作動位置に戻るように構成されていることを特徴とする燃料タンク。
2. 請求項１記載の燃料タンクにおいて、
   上記診断バルブ（１）は、上記エアフィルタと上記フィルタ要素との間に永久的に配設されていることを特徴とする燃料タンク。
3. 請求項１又は２記載の燃料タンクにおいて、
   上記診断バルブ（１）は、上記接続配管（２）及び／又は上記エアフィルタ及び／又は上記フィルタ要素に対して、該診断バルブ（１）を中間嵌め状態で接続するための接続要素（８，９）を備えていることを特徴とする燃料タンク。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の燃料タンクにおいて、
   上記診断ポート(１７)は、入口部(２３)及び出口部(２４)を備えていて、上記診断位置（３２）において上記フィルタ要素に接続されることを特徴とする燃料タンク。

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