JP2008064016A

JP2008064016A - 燃料タンク用バルブ装置

Info

Publication number: JP2008064016A
Application number: JP2006242383A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Aso; 秀一麻生
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-09-07
Filing date: 2006-09-07
Publication date: 2008-03-21
Anticipated expiration: 2026-09-07
Also published as: JP4775192B2

Abstract

【課題】循環ラインを低コストで接続でき、接続部分での燃料透過量も抑制できる燃料タンク用バルブ装置を得る。
【解決手段】燃料タンク本体１４に取り付けられた満タン液面規制バルブ２２のバルブ本体２４には、互いに反対方向にキャニスタ側ポート２６及び循環ライン側ポート２８が延出される。キャニスタ側ポート２６にはチューブ３２の一端が圧入され、その他端はキャニスタ３４に接続されてエバポライン３６が構成される。循環ライン側ポート２８には、チューブ３８の一端が圧入され、その他端がインレットパイプ１６の中間部に接続されて、循環ライン４０を構成する。バルブ本体２４に、循環ライン４０を構成する循環ライン側ポート２８を一体的に形成し、この循環ライン側ポート２８に、チューブ３８を圧入していので、接続用部材が不要となり、低コストで構成できる。接続部分がないのでの燃料透過量も低減できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料タンク用バルブ装置に関する。

自動車等の燃料タンクには、内部の蒸発燃料ガスをインレットパイプ等に戻して循環させるための循環ラインが設けられることがある。たとえば特許文献１では、循環ラインのチェック弁をクイックコネクタと一体化し、蒸発燃料通路の接続パイプとワンタッチ締結で接続するようにした構成が記載されている。

しかし、循環ラインにクイックコネクタを設けると、部品点数の増加等によって高コスト化を招く。また、クイックコネクタと接続パイプとの境界からの燃料透過量が大きくなるおそれもある。
特開２００３−５６４１５号公報

本発明は上記事実を考慮し、循環ラインを低コストで接続でき、接続部分での燃料透過量も抑制できる燃料タンク用バルブ装置を得ることを課題とする。

請求項１に記載の発明では、燃料タンクの上部に設けられ液面上昇によって閉弁して満タン液面を規制する満タン液面規制バルブと、前記満タン液面規制バルブと一体的に設けられ燃料タンク内の燃料を循環させる循環ラインへの接続用とされる循環ライン接続ポートと、前記満タン液面規制バルブと一体的に設けられ所定の条件で前記循環ライン接続ポートを開閉する循環ライン接続ポート開閉弁と、を有することを特徴とする。

この燃料タンク用バルブ装置では、燃料タンクの液面上昇で満タン液面規制バルブが閉弁することで、燃料タンク内の気体が外部に出なくなるので、燃料がインレットパイプ等を上昇して給油ガンに達する。これにより、燃料タンクの満タン液面が規制される。

満タン液面規制バルブには、燃料タンク内の燃料を循環させる循環ラインが接続される循環ライン接続ポートが設けられており、さらに、満タン液面規制バルブには、この循環ライン接続ポートを所定条件で開閉させる循環ライン接続ポート開閉弁が設けられている。したがって、所定条件下で、満タン液面規制バルブから循環ラインを経て燃料を循環させることができる。

そして、循環ライン接続ポート及び循環ライン接続ポート開閉弁は、満タン液面規制バルブと一体的に設けられている。したがって、これらを満タン液面規制バルブと接続するための構造が不要となり、低コストとなる。また、接続部分がないので、燃料透過量も抑制できる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記循環ライン接続ポート開閉弁が、前記満タン液面規制バルブと連動して閉弁することを特徴とする。

循環ライン接続ポート開閉弁が、満タン液面規制バルブを連動して閉弁することで、循環ライン接続ポートから、満タン液面規制バルブに接続された他部材（たとえばキャニスタ）への不用意な燃料移動を抑制できる。

請求項３に記載の発明では、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記満タン液面規制バルブが、前記液面上昇によって閉弁する複数の弁体を備え、複数の前詭弁体の一部及び前記循環ライン接続ポート開閉弁が閉弁状態でも、他の弁体が開弁可能とされていることを特徴とする。

このように、複数の弁体の一部及び循環ライン接続ポート開閉弁が閉弁状態でも、他の弁体を開弁させることで、燃料タンク内の過度の圧力上昇を防止できる。

請求項４に記載の発明では、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記循環ライン接続ポートの前記満タン液面規制バルブへの開口位置が、満タン液面規制バルブの閉弁位置の上方に設定されていることを特徴とする。

したがって、循環ライン接続ポート内に入った燃料は、重力によって満タン液面規制バルブの開弁位置から燃料タンク内へ落ち、満タン液面規制バルブに接続された他部材（たとえばキャニスタ）への不用意な移動を抑制できる。

請求項５に記載の発明では、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発明において、前記循環ライン接続ポートに、内部の燃料移動量を減少させる移動量減少部、が形成されていることを特徴とする。

この移動量減少部により、循環ラインの内部を流れる燃料の移動量（循環量）を所望の量にすることができる。

本発明は上記構成としたので、循環ラインを低コストで接続でき、接続部分での燃料透過量も抑制できる。

図１には、本発明の第一実施形態の燃料タンク用バルブ装置２０を備えた燃料タンクシステム１２が示されている。また、図２には、燃料タンク用バルブ装置２０が示されている。

図１に示すように、燃料タンクシステム１２は、内部に燃料を収容する燃料タンク本体１４を有している。燃料タンク本体１４の上部には、インレットパイプ１６の下部が接続されており、インレットパイプ１６の上端の給油口１８に給油ガン１９を挿入して、燃料タンク本体１４に給油できるようになっている。

燃料タンク本体１４の上面１４Ｕは局所的に上方へと膨出しており、この膨出部分に、満タン液面規制バルブ２２が取り付けられている。図２に詳細に示すように、満タン液面規制バルブ２２は、略円筒状のバルブ本体２４と、このバルブ本体２４の上端から互いに反対方向に延出されたキャニスタ側ポート２６及び循環ライン側ポート２８を有している。バルブ本体２４の上端中央には、循環ライン側ポート２８が開口する循環ライン開口部３０が設定されている。

図１に示すように、キャニスタ側ポート２６にはチューブ３２の一端が圧入されており、その他端はキャニスタ３４に接続されて、蒸発燃料ガスをキャニスタ３４に送るエバポライン３６を構成している。これに対し、循環ライン側ポート２８には、チューブ３８の一端が圧入されている。チューブ３８の他端は、インレットパイプ１６の中間部（給油口１８よりも下方の位置）に接続されており、蒸発燃料ガスを循環させる循環ライン４０を構成している。

図２に示すように、満タン液面規制バルブ２２のバルブ本体２４内には、上部が開放された円筒状の支持部材４２が備えられている。支持部材４２には、コイルばね４４を介してフロートバルブ４６が支持されており、フロートバルブ４６は、コイルばね４４の付勢力で下方に付勢された状態で、支持部材４２内を上下方向に移動可能とされている。

フロートバルブ４６は、上フロート４６Ｕと下フロート４６Ｌとに分割されており、それぞれには互いに係合する係合片４８が形成されている。上フロート４６Ｕと下フロート４６Ｌとは、上下に相対的に移動して接近又は離間するが、この離間量は係合片４８が係合することで所定範囲に制限される。離間した状態では、上フロート４６Ｕと下フロート４６Ｌの間に間隙５０が構成される。

上フロート４６Ｕの上面４６Ｕの中央には、循環ライン開口部３０に向かって突出する弁部５２が形成されており、循環ライン開口部３０と弁部５２の間が、循環ラインシール部５４となっている。この循環ラインシール部５４は、上フロート４６Ｕの上昇によって閉弁され、下降によって開弁される。

また、上フロート４６Ｕの上面４６Ｕには弾性シールリング５６が装着されており、この弾性シールリング５６の上面と、バルブ本体２４から内側に延出された延出片５８との間に、燃料の通路６０が構成されている。延出片５８の内縁からは下方（弾性シールリング５６）に向かってシール片６２が延出されており、弾性シールリング５６とシール片６２の間がエバポライン第一シール部６４となっている。エバポライン第一シール部６４は、上フロート４６Ｕの上昇によって閉弁され、下降によって開弁される。

特に、本実施形態では、たとえば、燃料タンク本体１４内での液面上昇によってフロートバルブ４６が液中に位置しているときや、ロールオーバー時に、エバポライン第一シール部６４が閉弁されると同時に、循環ラインシール部５４も閉弁される構造となっている。

また、循環ライン側ポート２８のバルブ本体２４内の循環ライン開口部３０が、エバポライン第一シール部６４の上方に位置している。このため、循環ライン側ポート２８内に燃料が存在していると、この燃料は重力によってエバポライン第一シール部６４を通り、燃料タンク本体１４内に流下するようになっている。

エバポライン第一シール部６４の開弁圧は、循環ライン４０でのヘッド差による圧力（図３の矢印Ｐ１参照）よりも低く設定されている。

上フロート４６Ｕの下面からは、中心線ＣＬに沿って上方へ燃料の通路６６が形成されている。通路６６は、上フロート４６Ｕの上端に達することなく、途中から循環ライン側ポート２８に向かうように横方向に屈曲されて、循環ライン側ポート２８に連通している。下フロート４６Ｌの上端中央には、通路６６に向かって突出する弁部６８が形成されており、通路６０と弁部６８の間がエバポライン第二シール部７０となっている。このエバポライン第二シール部７０は、上フロート４６Ｕと下フロート４６Ｌとが相対的に接近することで閉弁され、離間することで開弁される。

エバポライン第二シール部７０の開弁圧は、エバポライン第一シール部６４及び循環ラインシール部５４の開弁圧よりも小さく設定されている。したがって、エバポライン第二シール部７０は、エバポライン第一シール部６４及び循環ラインシール部５４の双方が閉弁された状態でも、下フロート４６Ｌが下降すれば開弁される。そして、エバポライン第二シール部７０の開弁により、エバポライン第一シール部６４と循環ラインシール部５４の間に、燃料タンク本体１４からエバポライン第二シール部７０及びエバポライン第一シール部６４の上部を経てエバポライン３６に至る燃料の流路が構成されることになる（図４参照）。

循環ライン側ポート２８には、循環ラインシール部５４との境界位置に、循環ライン側ポート２８の内面を局所的に縮径したオリフィス７２が形成されており、循環ライン側ポート２８に流れる燃料量、すなわち、循環ライン４０を流れる燃料の循環量が調整されている。

次に、本実施形態の作用を説明する。

図２から分かるように、本実施形態の満タン液面規制バルブ２２では、バルブ本体２４に、循環ライン４０を構成する循環ライン側ポート２８を一体的に形成し、この循環ライン側ポート２８に、チューブ３８を圧入している。したがって、チューブ３８に接続用部材、たとえばクイックコネクタ等を設ける必要がなくなり、部品点数が少なくなると共に低コストで構成できる。また、このような接続用部材による接続部分がないので、燃料透過量も低減できる。

本実施形態に係る燃料タンクシステム１２において、エバポライン第一シール部６４の開弁圧は、循環ライン４０中のヘッド圧よりも低く設定されている。インレットパイプ１６から燃料が給油されると、燃料が満タン液位に達するまでは、少なくともエバポライン第一シール部６４は開弁状態となる。これにより、燃料タンク本体１４内の気体（蒸発燃料ガス）は、矢印Ｌ１で示すように、エバポライン３６を経てキャニスタ３４に移動する。また、燃料タンク本体１４の内圧がさらに上昇すると、循環ラインシール部５４も開弁状態となるので、燃料タンク本体１４内の気体（蒸発燃料ガス）の一部は、矢印Ｌ２で示すように、循環ライン４０を経てインレットパイプ１６に至り、給油中の燃料と共に燃料タンク本体１４内に戻される。

特に、本実施形態では、循環ライン側ポート２８の循環ラインシール部５４との境界位置にオリフィス７２が形成されているので、循環ライン４０を流れる燃料の循環量が調整される。

燃料タンク本体１４内の燃料の液位が上昇し、図３に示すように、フロートバルブ４６が液中状態となって上昇すると、弾性シールリング５６によってエバポライン第一シール部６４が閉弁され、さらにこれと同時に、弁部５２によって循環ラインシール部５４も閉弁される。これにより、燃料タンク本体１４中の気体が外部に出なくなるので、燃料がインレットパイプ１６内を上昇して、図示しない給油ガンに達し、給油が停止される。すなわち、満タン液面規制バルブ２２の作用で、燃料タンク本体１４中の満タン液面が決められていることになる。

ここで、本実施形態に係る燃料タンクシステム１２が搭載された車両がロールオーバー状態となった時にも、満タン液面規制バルブ２２のエバポライン第一シール部６４と循環ラインシール部５４が共に閉弁される。これにより、循環ライン４０内に入った燃料が、バルブ本体２４を介してキャニスタ側ポート２６に移動することを確実に防止できる。

車両停止時等には、燃料タンク本体１４の内圧が上昇して、図４に示すように、フロートバルブ４６を上方に押し上げる力Ｆ１が作用することがある。ところが、エバポライン３６からフロートバルブ４６に作用する圧力は上昇しない（あるいは、上昇量は小さい）ため、これらの差圧により、フロートバルブ４６は下方に移動しづらくなり、エバポライン第一シール部６４も開弁しづらくなることがある。このとき、本実施形態では、循環ラインシール部５４を開閉する弁部５２（上フロート４６Ｕ）に、循環ライン４０側から、燃料タンク本体１４の内圧と等しい圧力Ｐ２が作用する。この圧力は、上フロート４６Ｕを下方に押し下げる方向の力Ｆ２、すなわち、エバポライン第一シール部６４を開弁する力として作用するので、エバポライン第一シール部６４が再開弁しやすくなる。そして、エバポライン第一シール部６４の再開弁により、燃料タンク本体１４からの気体（蒸発燃料ガス）の流れＦ３を確保して、燃料タンク本体１４の過度の内圧上昇を防止できる。この気体（蒸発燃料ガス）は、矢印Ｆ４で示すように、エバポライン３６を経てキャニスタ３４に送られる。

また、燃料タンク本体１４内での燃料液面の揺動等によって、循環ライン４０内に液体の燃料が入ってしまうことが想定される。本実施形態では、循環ライン側ポート２８のバルブ本体２４内の循環ライン開口部３０が、エバポライン第一シール部６４の上方に位置しているので、循環ライン側ポート２８内の燃料が重力によってエバポライン第一シール部６４を通り、燃料タンク本体１４内に流下する。これにより、キャニスタ３４への燃料の移動を防止できる。

図５には、本発明の第二実施形態の燃料タンク用バルブ装置８４を備えた燃料タンクシステム８２が示されている。また、図６には、燃料タンク用バルブ装置８４が示されている。以下、第一実施形態と同一の構成要素、部材等については同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。

この燃料タンクシステム８２では、燃料タンク本体１４の上面１４Ｕに、カットオフバルブ８６が取り付けられている。そして、チューブ８８の一端が、このカットオフバルブ８６に接続されている。

また、図６から分かるように、満タン液面規制バルブ２２において、キャニスタ側ポート２６とバルブ本体２４との境界部分（あるいはその近傍）にエバポライン接続部９０が設定されており、チューブ８８の他端がこのエバポライン接続部９０に接続されている。このチューブ８８により、エバポライン３６と異なる新たなエバポライン９２が構成されている。

このような構成とされた第二実施形態においても、第一実施形態と同様の作用・効果を奏する。特に第二実施形態では、エバポライン３６に加えて、新たなエバポライン９２を設けており、このエバポライン９２の気体（蒸発燃料ガス）も、キャニスタ３４に送ることができる。

本発明の第一実施形態の燃料タンク用バルブ装置を備えた燃料タンクシステムを示す概略図である。本発明の第一実施形態の燃料タンク用バルブ装置をフロートバルブが下降した状態で示す断面図である。本発明の第一実施形態の燃料タンク用バルブ装置をフロートバルブが上昇した状態で示す断面図である。本発明の第一実施形態の燃料タンク用バルブ装置をフロートバルブに上フロートと下フロートとが離間した状態で示す断面図である。本発明の第二実施形態の燃料タンク用バルブ装置を備えた燃料タンクシステムを示す概略図である。本発明の第二実施形態の燃料タンク用バルブ装置をフロートバルブが下降した状態で示す断面図である。

符号の説明

１２燃料タンクシステム
１４燃料タンク本体
１４Ｕ上面
１６インレットパイプ
１８給油口
１９給油ガン
２０燃料タンク用バルブ装置
２２満タン液面規制バルブ
２４バルブ本体
２６キャニスタ側ポート
２８循環ライン側ポート（循環ライン接続ポート）
３０循環ライン開口部
３２チューブ
３４キャニスタ
３６エバポライン
３８チューブ
４０循環ライン
４２支持部材
４４コイルばね
４６フロートバルブ
４６Ｕ上フロート
４６Ｌ下フロート
４８係合片
５０間隙
５２弁部（循環ライン接続ポート開閉弁）
５４循環ラインシール部
５６弾性シールリング（弁体）
５８延出片
６０通路
６２シール片
６４エバポライン第一シール部
６６通路
６８弁部（弁体）
７０エバポライン第二シール部
７２オリフィス（移動量減少部）
８２燃料タンクシステム
８４燃料タンク用バルブ装置
８６カットオフバルブ
８８チューブ
９０エバポライン接続部
９２エバポライン
ＣＬ中心線

Claims

燃料タンクの上部に設けられ液面上昇によって閉弁して満タン液面を規制する満タン液面規制バルブと、
前記満タン液面規制バルブと一体的に設けられ燃料タンク内の燃料を循環させる循環ラインへの接続用とされる循環ライン接続ポートと、
前記満タン液面規制バルブと一体的に設けられ所定の条件で前記循環ライン接続ポートを開閉する循環ライン接続ポート開閉弁と、
を有することを特徴とする燃料タンク用バルブ装置。
前記循環ライン接続ポート開閉弁が、前記満タン液面規制バルブと連動して閉弁することを特徴とする請求項１に記載の燃料タンク用バルブ装置。
前記満タン液面規制バルブが、前記液面上昇によって閉弁する複数の弁体を備え、
複数の前詭弁体の一部及び前記循環ライン接続ポート開閉弁が閉弁状態でも、他の弁体が開弁可能とされていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料タンク用バルブ装置。
前記循環ライン接続ポートの前記満タン液面規制バルブへの開口位置が、満タン液面規制バルブの閉弁位置の上方に設定されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の燃料タンク用バルブ装置。
前記循環ライン接続ポートに、内部の燃料移動量を減少させる移動量減少部、が形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の燃料タンク用バルブ装置。