JP2013170506A

JP2013170506A - 燃料タンクシステム

Info

Publication number: JP2013170506A
Application number: JP2012034948A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Aso; 秀一麻生
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-02-21
Filing date: 2012-02-21
Publication date: 2013-09-02
Anticipated expiration: 2032-02-21
Also published as: JP5821683B2

Abstract

【課題】燃料タンクとキャニスタとを連通する配管の電磁弁を小型化できる燃料タンクシステムを得る。
【解決手段】燃料タンク１４とキャニスタ３４とを連通するベント配管３６にダイヤフラム弁４６を設ける。ダイヤフラム弁４６の背圧室５８とキャニスタ側ベント配管３６Ｃとの間にキャニスタ側バイパス通路６６を設ける。キャニスタ側バイパス通路６６には電磁弁６８を設ける。電磁弁６８の背圧室側ポート部８８Ｂは、背圧室５８内に挿入される。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料タンクシステムに関する。

特許文献１には、燃料タンクからキャニスタに至るエバポラインに電磁式の封鎖弁（開閉弁）を配設した蒸発燃料排出抑制装置が記載されている。この文献に記載された構成では、封鎖弁によりエバポラインを完全に閉じることで、密閉式の燃料タンクシステムを構成できるようになっている。

上記した構造の燃料タンクシステムでは、封鎖弁の弁体が開弁位置へ移動するとき、弁体の裏面（移動方向の前側の面）に燃料タンクのタンク内圧（正圧）が作用するため、開弁に必要な駆動力が大きくなり、封鎖弁（電磁弁）の大型化につながる。

特開２００５−１０４３９４号公報

本発明は上記事実を考慮し、燃料タンクとキャニスタとを連通する配管の電磁弁を小型化できる燃料タンクシステムを得ることを課題とする。

請求項１に記載の発明では、内部に燃料を収容可能な燃料タンクと、前記燃料タンク内で生じた蒸発燃料を吸着剤によって吸着及び脱離するキャニスタと、前記キャニスタの内部を大気開放するための大気開放管と、前記燃料タンクと前記キャニスタとを連通し燃料タンク内の蒸発燃料をキャニスタに送るためのベント配管と、前記ベント配管において前記燃料タンクのタンク内圧が作用するように設けられた主室と該主室に対し弁部材本体を挟んで反対側の背圧室とに区画され、背圧室の圧力に対し主室の圧力が高くなって弁部材本体が移動すると開弁してベント配管を連通する弁部材と、前記ベント配管における前記燃料タンクから前記弁部材までのタンク側ベント配管と前記背圧室とを連通可能なタンク側バイパス通路と、前記ベント配管における前記弁部材から前記キャニスタまでのキャニスタ側ベント配管と前記背圧室とを連通可能なキャニスタ側バイパス通路と、前記キャニスタ側バイパス通路の一部を構成しキャニスタ側バイパス通路を開閉するように制御される電磁弁と、前記電磁弁に設けられ、前記弁部材の前記背圧室内に挿入されて背圧室との接続用とされる背圧室側ポート部と、を有する。

この燃料タンクシステムでは、燃料タンクとキャニスタとがベント配管によって連通可能とされている。また、ベント配管には、タンク側バイパス通路から背圧室を経てキャニスタ側バイパス通路に至るバイパス径路が構成されている。弁部材によってベント配管が連通不能に閉塞されると共に、キャニスタ側バイパス通路に設けられた電磁弁が閉弁されることで、燃料タンク内の蒸発燃料がキャニスタに移動しないように密閉することができる。

燃料タンク内の蒸発燃料を大量にキャニスタに送るときには、制御装置が電磁弁を開弁すると、キャニスタ側バイパス通路が開放されるので、背圧室が大気開放される。これに対し、主室にはタンク内圧（正圧）が作用しているので、主室の圧力が背圧室の圧力よりも相対的に高くなる。そして、背圧室と主室との圧力差が弁部材の開弁圧を超えると弁部材本体が開弁位置へ移動し、ベント配管を連通する。これにより、背圧室を大気開放することになるので、背圧室を大気開放しない構成と比較して、ベント配管を開放させるための弁部材の動作に必要な力は小さくて済み、弁部材の開弁圧が小さくなる。

電磁弁には背圧室側ポート部が設けられており、この背圧室側ポート部によって、電磁弁が背圧室と接続されている。

また、背圧室側ポート部は、背圧室内に挿入されている。たとえば、背圧室側ポート部が背圧室内に挿入されず、背圧室の外部に位置している構成では、背圧室側ポート部と背圧室とを連通可能に接続するためのホース等が必要になるが、本発明ではホースが不要となる。このため、部品点数が少なくなると共に、省スペース且つ低コストで燃料タンクシステムを構成できる。

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、前記背圧室に設けられ前記弁部材本体を閉弁方向に付勢するコイルバネを有し、前記背圧室側ポート部が筒状に形成されて前記コイルバネの内側で前記背圧室内に挿入されている。

コイルバネにより、弁部材本体を閉弁方向に付勢することで、閉弁位置に安定的に維持可能となる。

背圧室側ポート部は筒状に形成されてコイルバネの内側で背圧室内に挿入されているので、コイルバネの内側を有効に利用して、背圧室側ポート部を背圧室内に位置させることができる。

請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、前記背圧室において前記背圧室側ポート部と前記コイルバネの間で筒状に設けられ、コイルバネの伸縮を案内する筒状部材と、前記筒状部材と前記背圧室側ポート部との間をシールするシール部材と、を有する。

筒状部材が背圧室側ポート部とコイルバネの間に設けられているので、コイルバネをその変形方向に案内し、コイルバネの変形時の横ズレを抑制できる。

また、筒状部材の内側に背圧室側ポート部が位置することになるので、背圧室側ポート部の位置を安定的に維持できる。

筒状部材と背圧室側ポート部との間はシール部材でシールされるので、これらの隙間を通じての気体の移動を抑制でき、背圧室の圧力を維持的に維持できる。

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、前記電磁弁が前記背圧室に載置されている。

電磁弁を背圧室に載置することで、電磁弁を、たとえば支持部材や固定部材等を用いることなく弁部材で支持することができる。

本発明は上記構成としたので、燃料タンクとキャニスタとを連通する配管の電磁弁を小型化できる。

本発明の第１実施形態の燃料タンクシステムの全体構成を示す概略図である。本発明の第１実施形態の燃料タンクシステムにおいてダイヤフラム弁及び電磁弁が閉弁した状態で部分的に拡大して示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（Ｃ）は側面図である。本発明の第１実施形態の燃料タンクシステムにおいてダイヤフラム弁が閉弁し電磁弁が開弁した状態で部分的に拡大して示す断面図である。本発明の第１実施形態の燃料タンクシステムにおいてダイヤフラム弁及び電磁弁が開弁した状態で示す断面図である。本発明の第１実施形態の燃料タンクシステムにおいてダイヤフラム弁が開弁し電磁弁が閉弁した状態で部分的に拡大して示す断面図である。本発明の第１実施形態の変形例の燃料タンクシステムにおいてダイヤフラム弁及び電磁弁が閉弁した状態で部分的に拡大して示す断面図である。

図１には、本発明の第１実施形態の燃料タンクシステム１２が示されている。この燃料タンクシステム１２は、内部に燃料を収容可能な燃料タンク１４を有している。

燃料タンク１４には給油配管８２の下部が接続されている。給油配管８２の上端は給油口１６とされており、この給油口１６に給油ガンを差し入れて、燃料タンク１４に給油することができる。給油時以外は、給油口１６はたとえば給油口用キャップ１８等で閉塞されている。

自動車のボデーパネルには、給油口１６及び給油口用キャップ１８を車体の外側から覆うリッド２０が設けられている。リッド２０は、リッドオープナースイッチ２２を操作することで、制御装置３２によって矢印Ｒ１方向に回転される。リッド２０がこのように矢印Ｒ１方向に回転した状態では、給油口用キャップ１８を給油口１６から脱着すると共に、給油口１６に給油ガンを差し入れることが可能となる。

リッド２０の開閉状態は、リッド開閉センサ２０Ｓで検出されて、制御装置３２に送られる。本実施形態では、リッド２０が開放された状態を「燃料タンクへの給油状態」とみなしており、リッド開閉センサ２０Ｓは給油状態センサの一例となっている。給油状態センサとしては、リッド開閉センサ２０Ｓに代えて、給油口用キャップ１８の着脱状態を検出するセンサ等を用いることも可能である。

燃料タンク１４内には、燃料ポンプ２４が備えられている。燃料ポンプ２４とエンジン２６とは燃料供給配管２８で接続されている。燃料ポンプ２４の駆動により、燃料タンク１４内の燃料を、燃料供給配管２８を通じてエンジン２６に送ることができる。

燃料タンク１４には、タンク内圧センサ３０が備えられている。タンク内圧センサ３０は、燃料タンク１４のタンク内圧を検出し、その情報を制御装置３２に送る。

燃料タンクシステム１２には、キャニスタ３４が備えられている。キャニスタ３４の内部には、蒸発燃料を吸着可能な吸着剤（活性炭等）が収容されている。キャニスタ３４と燃料タンク１４の上部とは、ベント配管３６で接続されている。燃料タンク１４内で生じた蒸発燃料は、このベント配管３６を通じてキャニスタ３４に送られる。

キャニスタ３４には、エンジン２６と連通するパージ配管３８と、キャニスタ３４内を大気開放する大気開放配管４０とが接続されている。エンジン２６の駆動時等において、エンジン２６の負圧を作用させて、キャニスタ３４内の吸着剤に吸着された蒸発燃料を脱離させ、エンジン２６に送ることができる。このとき、大気開放配管４０を通じてキャニスタ３４に大気が導入される。

大気開放配管４０には、診断用ポンプ４２が備えられている。診断用ポンプ４２は、制御装置３２によって制御される。診断用ポンプ４２は、キャニスタ３４を通じて燃料タンクシステム１２に所定の圧力を作用させることで、燃料タンクシステム１２の故障等を診断するときに用いられる。

ベント配管３６の一端（燃料タンク１４内の端部）には、満タン規制バルブ４４が取り付けられている。燃料タンク１４内の燃料液面が所定の満タン液面以下では、満タン規制バルブ４４は開弁されており、燃料タンク１４内の蒸発燃料を含む気体をキャニスタ３４に送ることができる。燃料タンク１４内の燃料液面が所定の液面（満タン液面）を超えると、満タン規制バルブ４４は閉弁される。これにより、燃料タンク１４内の気体がキャニスタ３４に流れなくなる。この状態で、さらに燃料タンク１４内に給油されると、燃料が給油配管８２を上昇して給油ガンに達する。給油ガンのオートストップ機能が働くと、給油が停止される。

ベント配管３６の中間部分（燃料タンク１４とキャニスタ３４の間の部分）には、ダイヤフラム弁４６が設けられている。ダイヤフラム弁４６は、本発明の弁部材の一例である。以下、必要に応じて、このダイヤフラム弁４６よりも燃料タンク側のベント配管３６をタンク側ベント配管３６Ｔといいい、ダイヤフラム弁４６よりもキャニスタ３４側のベント配管３６をキャニスタ側ベント配管３６Ｃという。

図２（Ｂ）に詳細に示すように、ダイヤフラム弁４６は、タンク側ベント配管３６Ｔの他端側を偏平な円筒状に拡径した弁ハウジング４８を有している。弁ハウジング４８の内部には、キャニスタ側ベント配管３６Ｃの一端側が弁ハウジング４８と同軸となるように収容されており、弁座５０が構成されている。この弁座５０と弁ハウジング４８の間の部分が主室５２となっている。図１から分かるように、主室５２はタンク側ベント配管３６Ｔを通じて燃料タンク１４の内部と連通可能になる。

弁座５０の上端の開口部分は、弁部材本体５４によって閉塞可能とされている。弁部材本体５４の周囲は、ダイヤフラム５６によって弁ハウジング４８の内周面に固着されている。そして、弁部材本体５４及びダイヤフラム５６よりも図２において上側の空間が、背圧室５８となっている。したがって、主室５２と背圧室５８とが、ダイヤフラム５６によって区画されている。

弁部材本体５４及びダイヤフラム５６が圧力を受ける面積（受圧面積）は、背圧室５８側の受圧面積の方が、主室５２側の受圧面積よりも、弁座５０の断面積の分だけ、広くなっている。

背圧室５８には、弁ハウジング４８の対向壁８４（弁部材本体５４と対向する壁）と弁部材本体５４の間に圧縮コイルスプリング６０が収容されている。圧縮コイルスプリング６０は、弁部材本体５４に対し、弁座５０に向かう方向（矢印Ｓ１方向）の所定のバネ力を作用させている。さらに、ダイヤフラム５６も、弁部材本体５４に対し矢印Ｓ１方向への所定のバネ力を作用させている。これにより、弁部材本体５４は、弁座５０の開口部分を閉塞する方向に付勢されている。たとえば、主室５２の内圧と背圧室５８の内圧とが同程度である場合には、弁部材本体５４は弁座５０の開口部分に密着する。これにより、ダイヤフラム弁４６は閉弁状態となり、ベント配管３６における気体の移動が阻止される。

これに対し、たとえば、背圧室５８が主室５２よりも所定以上の負圧（内圧が低い状態）になると、圧縮コイルスプリング６０及びダイヤフラム５６のバネ力に抗して弁部材本体５４が背圧室５８側へ移動し、弁座５０の開口部分を開放する。これにより、ダイヤフラム弁４６は開弁状態となり、ベント配管３６において、気体の移動が可能になる。

タンク側ベント配管３６Ｔと背圧室５８との間には、タンク側バイパス通路６２が設けられている。このタンク側バイパス通路６２を通じて、燃料タンク１４と背圧室５８との間で気体が移動可能となる。

タンク側バイパス通路６２には、内径を局所的に小さくした縮径部６４が設けられている。この縮径部６４により、燃料タンク１４と背圧室５８との間の気体に移動に所定の抵抗が生じる。

なお、このように、燃料タンク１４と背圧室５８との間の気体に移動に所定の抵抗を生じさせる手段としては、タンク側バイパス通路６２を局所的に縮径した構造に限定されない。たとえば、タンク側バイパス通路６２の内径を全体的に小さくして、気体の移動に所定の抵抗を生じさせてもよい。さらに、タンク側バイパス通路６２を所定位置で曲げて（屈曲でも湾曲でもよい）、気体の移動に所定の抵抗を生じさせてもよい。

対向壁８４には、圧縮コイルスプリング６０の内側に位置するように、挿入孔８４Ｈが形成されている。さらに背圧室５８内には、挿入孔８４Ｈを取り囲むように筒状に形成された筒状部材８６が、対向壁８４から弁部材本体５４に向かって延出されている。筒状部材８６は、圧縮コイルスプリング６０の内側に位置している。そして、後述するように、挿入孔８４Ｈからは、筒状部材８６の内側に位置するように、電磁弁６８のポート部８８（背圧室側ポート部８８Ｂ）が挿入されている。

また、圧縮コイルスプリング６０が伸縮するとき、その内側の筒状部材８６によって、圧縮コイルスプリング６０が伸縮方向に案内され、横ズレ（伸縮方向と交差する方向に変形すること）が抑制される。

図２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、ダイヤフラム弁４６の弁ハウジング４８上には、電磁弁６８が載置されている。電磁弁６８は、電磁弁ハウジング７０を有している。電磁弁ハウジング７０内には、制御装置３２によって通電制御されるコイル部７２と、このコイル部７２からの駆動力を受けて、矢印Ｓ２方向及びその反対方向に移動するプランジャ部７４、及びプランジャ部７４の先端に設けられた円板状の電磁弁本体７６が設けられている。

電磁弁ハウジング７０からは、略直交する方向に２つのポート部８８が延出されている。ポート部８８はいずれも、略円筒状に形成されており、先端近傍には、接続されたホース等を抜け止めするための拡径部１０４が形成されている。一方のポート部８８は、前述したように、挿入孔８４Ｈから下方に向かって背圧室５８内に挿入されている。以下では、特にこのポート部８８を背圧室側ポート部８８Ｂとする。

背圧室側ポート部８８Ｂの周囲には筒状部材８６が位置しており、電磁弁６８が不用意に横ズレしたり、圧縮コイルスプリング６０に接触したりしないようになっている。特に本実施形態では、背圧室側ポート部８８Ｂと筒状部材８６との間に、円筒状のカラー９２が装填されている。このカラー９２によって、背圧室側ポート部８８Ｂと筒状部材８６との隙間（クリアランス）が少なくなり、電磁弁６８の横ズレや傾きが効果的に抑制されている。

さらに、背圧室側ポート部８８Ｂと筒状部材８６との間には、環状のシールリング９４が装着されており、背圧室側ポート部８８Ｂと筒状部材８６との隙間が周方向に沿ってシールされている。このシールリング９４により、背圧室５８の内部と外部との気体の移動が抑制される。

これに対し、他方のポート部８８は、弁ハウジング４８の上方で略水平に延在している。そして、このポート部８８は、バイパス用ホース９６の一端に挿入されている。バイパス用ホース９６の他端には、キャニスタ側ベント配管３６Ｃから延出されたベント配管ポート部９０が挿入されている。これにより、背圧室５８から、背圧室側ポート部８８Ｂ、電磁弁ハウジング７０、キャニスタ側ポート部８８Ｃ、バイパス用ホース９６、ベント配管ポート部９０を経てキャニスタ側ベント配管３６Ｃに至るキャニスタ側バイパス通路６６が構成されている。換言すれば、電磁弁６８（電磁弁ハウジング７０及びポート部８８）は、キャニスタ側バイパス通路６６の一部を構成している。そして、キャニスタ側バイパス通路６６の途中に設けられた電磁弁６８により、キャニスタ側バイパス通路６６が開閉される。

電磁弁本体７６は、背圧室側ポート部８８Ｂの後端側に設けられた弁座７８に接触した状態では、キャニスタ側バイパス通路６６を閉塞する。これに対し、図３に示すように、電磁弁本体７６が弁座７８から離れると、キャニスタ側バイパス通路６６を通じて気体が移動可能となる。本実施形態では、電磁弁本体７６が弁座７８から離れる方向、すなわち、キャニスタ側バイパス通路６６を開放するときの電磁弁本体７６の移動方向が、背圧室５８からの正圧を受ける方向と一致するように、電磁弁本体７６の向きが設定されている。

プランジャ部７４には、圧縮コイルスプリング８０が装着されている。圧縮コイルスプリング８０は、電磁弁本体７６に対し所定のバネ力を矢印Ｓ２方向に作用させることで、制御装置３２で制御されていない状態では、電磁弁本体７６が不用意に弁座７８から離れないようにしている。

図２（Ａ）及び（Ｃ）に示すように、弁ハウジング４８の上面からは、平行な一対の保持壁９８が上方に延出されている。保持壁９８のそれぞれは、電磁弁ハウジング７０の側面７０Ｓとの間に所定の隙間を空けて対向している。

保持壁９８の上端には、上側のテーパー面１００Ｔと、下側の係合面１００Ｋとを有する係合爪１００が形成されている。これに対し、電磁弁ハウジング７０の側面７０Ｓからは、電磁弁６８が所定位置に配置された状態で、係合面１００Ｋに係合する係合突起１０２が形成されている。実際に電磁弁６８を弁ハウジング４８上の所定位置に取り付けるには、背圧室側ポート部８８Ｂが挿入孔８４Ｈから筒状部材８６内に挿入されるように電磁弁６８を下方に押し込むと、その途中で係合突起１０２がテーパー面１００Ｔに接触するが、さらに電磁弁６８を下方に移動させると、保持壁９８がわすかに弾性的に撓んで広がる。そして、係合突起１０２が係合面１００Ｋの位置に達すると、保持壁９８が弾性復元し、係合突起１０２と係合面１００Ｋとが係合又は対向するので、電磁弁６８が抜け止めされた状態で取り付けられる。

次に、本実施形態の燃料タンクシステム１２の作用を説明する。

本実施形態の燃料タンクシステム１２では、通常状態、すなわち、燃料タンク１４に給油していない状態（車両は走行中であっても駐車中であってもよい）では、図２に示すように、電磁弁６８の電磁弁本体７６は閉弁されている。また、ダイヤフラム弁４６の弁部材本体５４も閉弁されている。このため、燃料タンク１４のタンク内圧が、ダイヤフラム弁４６の主室５２及び背圧室５８の双方に作用している。ダイヤフラム弁４６は、圧縮コイルスプリング６０及びダイヤフラム５６のバネ力により閉弁状態を維持しており、不用意に開弁されることはない。

燃料の給油時には、リッドオープナースイッチ２２が操作されると、制御装置３２は、リッド２０を開放する。さらに制御装置３２は、図３に示すように、電磁弁６８を開弁する。これにより、ダイヤフラム弁４６の背圧室５８は、大気開放配管４０からキャニスタ３４、キャニスタ側ベント配管３６Ｃ及びキャニスタ側バイパス通路６６を通じて大気開放される。すなわち、背圧室５８の圧力が低下し大気圧に近づく。

これに対し、主室５２も、背圧室５８からさらにタンク側バイパス通路６２及びタンク側ベント配管３６Ｔを通じて大気開放される。しかし、本実施形態では、タンク側バイパス通路６２に縮径部６４が設けられており、主室５２と背圧室５８との間の気体の移動に所定の抵抗が生じるため、主室５２の圧力が背圧室５８の圧力と同程度になるには長い時間を要する。すなわち、背圧室５８と主室５２との間に圧力差が生じた状態（背圧室５８の方が主室５２よりも圧力が低い状態）となる。したがって、背圧室５８と主室５２との間に、このような圧力差が生じない構成と比較して、ダイヤフラム弁４６をより小さな開弁圧で開弁させることができる。これにより、背圧室５８と主室５２と圧力差がダイヤフラム弁４６の開弁圧を超えると、図４に示すように、弁部材本体５４が背圧室５８側（上側）へ移動し、ダイヤフラム弁４６が開弁される。

ここで、ダイヤフラム弁４６を小さな開弁圧で開弁させるためには、弁部材本体５４を小型化することが考えられる。しかし、弁部材本体５４は、弁座５０を閉塞する部材であるため、弁部材本体５４を小型化すると、弁座５０、すなわち、キャニスタ側ベント配管３６Ｃの一部の内径も小さくする必要が生じる。したがって、ダイヤフラム弁４６の開弁時に、ベント配管３６の流量を確保する観点からは、弁座５０を大径化することが望まれる。これに伴い、弁部材本体５４も大型になるが、このように大型化された弁部材本体５４であっても、小さな開弁圧で開弁可能となる。

本実施形態では、ダイヤフラム弁４６の弁部材本体５４は上記したように大型化できるのに対し、電磁弁６８の電磁弁本体７６は、ベント配管３６（弁座５０）を開閉する作用を奏する必要がなく、キャニスタ側バイパス通路６６を開閉できればよいため、小型化できる。電磁弁本体７６において、燃料タンク１４のタンク内圧を受ける面積も小さくなるので、電磁弁６８の閉弁に必要な押し付け荷重（図２における矢印Ｓ２方向の荷重）も小さくできる。これにより、電磁弁６８として小型化及び省電力化を図り、低コストで且つ燃費に優れた燃料タンクシステム１２を得ることができる。

特に、本実施形態では、電磁弁６８の電磁弁本体７６の開弁方向と、背圧室５８から電磁弁本体７６に正圧が作用する方向とが一致している（図２における矢印Ｓ２と反対の方向）。このため、電磁弁本体７６を開弁方向に移動させるためのコイル部７２からの駆動力も小さくて済み、より省電力化を測ることができる。

なお、本実施形態では、上記したように、弁座５０の内径を大きくしても、ダイヤフラム弁４６の開弁圧、すなわち弁部材本体５４の動作に必要な力は少なくて済む。弁座５０すなわちベント配管３６の内径を大きくすることで、ベント配管３６の通気抵抗を低減することができる。これにより、給油時に燃料タンク１４内で発生する蒸発燃料が、ベント配管３６を通じてキャニスタ３４へ流れやすくなり、給油を行いやすい燃料タンクシステム１２となる。

また、給油前には、ダイヤフラム弁４６が開弁されることで、燃料タンク１４のタンク内圧が低下される。本実施形態では、ベント配管３６の通気抵抗を小さくすることで、タンク内圧を低下させるために必要な時間も短縮され、より短時間での給油が可能になる。

車両の走行中は、図１に示すように、タンク内圧センサ３０によって燃料タンク１４のタンク内圧が検出されている。このタンク内圧が、あらかじめ設定された所定値を超えていない場合は、図２に示すように、制御装置３２は電磁弁６８を閉弁している。ダイヤフラム弁４６も閉弁されているので、燃料タンク１４は密閉されている。燃料タンク１４内で発生した蒸発燃料がキャニスタ３４に移動することはない。

タンク内圧が所定値を超えると、制御装置３２は電磁弁６８を開閉制御する（ここでいう「開閉制御」には電磁弁６８を開弁状態に維持することも含まれる）。電磁弁６８の開弁時（図３に示した状態と同様の状態）には、タンク側ベント配管３６Ｔからタンク側バイパス通路６２、背圧室５８、キャニスタ側バイパス通路６６、キャニスタ側ベント配管３６Ｃを経てキャニスタ３４へ蒸発燃料が移動可能となる。

そして、たとえば電磁弁６８を適切に開閉制御することで、ベント配管３６を流れる蒸発燃料の流量とタンク内圧とを制御することが可能になる。この場合、電磁弁６８の開閉制御は、電磁弁本体７６の矢印Ｓ２方向又は反対方向への移動量を調整することで流路の断面積を調整するようにしてもよい。また、デューティー制御（弁部材本体５４の開弁位置と閉弁位置とを切り替える時間の制御）で行ってもよい。

なお、このようにして電磁弁６８が開閉制御され（ダイヤフラム弁４６も開閉され）いわゆる「圧抜き」が行われると、燃料タンク１４からベント配管３６を通じて、燃料タンク１４内の蒸発燃料を含む気体が排出される。排出された蒸発燃料は、キャニスタ３４の吸着剤で吸着されてもよいが、エンジン２６が駆動している場合には、さらにパージ配管３８を通じてエンジン２６に送り、エンジン２６で燃焼させてもよい。

しかも、本実施形態の燃料タンクシステム１２では、このように、タンク内圧が所定値を超えたときのベント配管３６における流量調整を行う部材を、給油時に背圧室５８を大気開放するための電磁弁６８が兼ねていることになる。したがって、これらの作用を奏する部材を別々に設けた構成と比較して、低コストで構成できると共に、軽量となる。

車両の駐車中においても、通常は、電磁弁６８及びダイヤフラム弁４６が閉弁されているので、燃料タンク１４は密閉されている。燃料タンク１４内で発生した蒸発燃料がキャニスタ３４に移動することはない。

車両の駐車中に、燃料タンク１４のタンク内圧が正圧（大気圧よりも高い状態）になったときには、タンク内圧は背圧室５８を通じて、電磁弁６８の電磁弁本体７６を開弁する方向（図２に示す矢印Ｓ２と反対の方向）に作用する。駐車中は電磁弁６８が制御装置３２によって開閉制御されない。しかし、タンク内圧が所定の閾値（以下「正圧閾値」という）を超えた場合には、タンク内圧（正圧）を受けた電磁弁本体７６が、圧縮コイルスプリング８０のバネ力に抗して開弁方向に移動する（図３と同様の状態になる）。すなわち、電磁弁６８は、燃料タンク１４の正圧を開放する正圧開放弁として動作しており、正圧開放弁をあらたに設ける必要がない。したがって、正圧開放弁を別に設けた構成と比較して、低コストで構成できると共に、軽量となる。

しかも、本実施形態の燃料タンクシステム１２における電磁弁６８は、上記したように給油時や走行時等にも所定の条件で開閉制御される。換言すれば、タンク内圧が正圧閾値を超えた場合以外にも、電磁弁本体７６は開弁位置と閉弁位置との間を移動している。このため、タンク内圧が正圧閾値を超えた場合にのみ開弁される正圧開放弁と比較して、電磁弁本体７６が弁座７８に不用意に固着する現象が発生しづらくなり、耐固着性が向上する。

車両の駐車中に、燃料タンク１４のタンク内圧が負圧（大気圧よりも低い状態）になったときには、タンク内圧（負圧）は、背圧室５８を通じて、ダイヤフラム弁４６の弁部材本体５４を開弁する方向（図２に示す矢印Ｓ１と反対の方向）に作用する。タンク内圧が所定の閾値（以下「負圧閾値」という）よりも低くなった場合には、図５に示すように、タンク内圧（負圧）を背圧室５８側から受けた弁部材本体５４が、圧縮コイルスプリング６０及びダイヤフラム５６のバネ力に抗して、開弁方向（矢印Ｓ１と反対の方向）に移動する。すなわち、ダイヤフラム弁４６は、燃料タンク１４の負圧を開放する負圧開放弁として動作しており、負圧開放弁をあらたに設ける必要がない。したがって、負圧開放弁を別に設けた構成と比較して、低コストで構成できると共に、軽量となる。

しかも、本実施形態の燃料タンクシステム１２におけるダイヤフラム弁４６は、上記したように、給油時等においても所定の条件で開閉される。換言すれば、タンク内圧が負圧閾値を下回った場合以外にも、弁部材本体５４は開弁位置と閉弁位置との間を移動している。このため、タンク内圧が負圧閾値を下回った場合にのみ開弁される負圧開放弁と比較して、弁部材本体５４が弁座５０に不用意に固着する現象が発生しづらくなり、耐固着性が向上する。

そして、本実施形態の燃料タンクシステム１２では、電磁弁６８の背圧室側ポート部８８Ｂを、背圧室５８内に挿入することで、電磁弁６８と背圧室５８とを直接的に接続している。このため、背圧室５８と電磁弁６８とを接続するための（たとえばバイパス流路等）のスペースが不要となり、燃料タンクシステム１２として省スペース化を図ることができる。また、背圧室５８と電磁弁６８とを接続する場合の接続部材（たとえばホース等）が不要であり、部品点数を少なくして、燃料タンクシステム１２の低コスト化や軽量化を図ることも可能になる。

また、本実施形態では、キャニスタ側ポート部８８Ｃは背圧室側ポート部８８Ｂを略直交する方向に延出されると共に、キャニスタ側ポート部８８Ｃにからバイパス用ホース９６を介してキャニスタ側ベント配管３６Ｃに接続している。したがって、背圧室側ポート部８８Ｂを中心とした電磁弁６８の回転をバイパス用ホース９６によって抑制することができ、電磁弁６８と背圧室５８との接続性を良好に維持できる。電磁弁６８の回転を抑制するためのあらたな部材が不要であり、低コスト化、軽量化にも寄与できる。回転抑制のための部材を設けた場合には、他の部材との干渉が懸念されるが、本実施形態では干渉するおそれもない。

上記実施形態では、電磁弁６８を背圧室５８（弁ハウジング４８）の上方に配置している。したがって、係合突起１０２を係合爪１００の係合面１００Ｋに係合させる簡単な構造で、電磁弁６８を弁ハウジング４８の上の所定位置に保持できる。これに対し、電磁弁６８をダイヤフラム弁４６の側方から背圧室５８内に挿入する構成や、ダイヤフラム弁４６及び電磁弁６８を、図２（Ｂ）に示す姿勢から、ベント配管３６回りに９０度傾けた構造（正面から見て図２（Ａ）に示したように見える）でもよい。さらに、ダイヤフラム弁４６を上下反転させた構造とすれば、対向壁８４が下側に位置するので、電磁弁６８はダイヤフラム弁４６の下側に位置する（背圧室側ポート部８８Ｂが下方から背圧室５８に挿入される）。このように、ダイヤフラム弁４６と電磁弁６８との位置関係は特に限定されるものではない。ただし、上記実施形態のように、電磁弁６８を背圧室５８の上方に配置すると、電磁弁６８を支持あるいは固定するための部材を用いることなく、電磁弁６８を安定的に支持できる。

なお、このように電磁弁６８を弁ハウジング４８上に安定的に支持する観点からは、電磁弁ハウジング７０が対向壁８４に接触する構成でもよい。あるいは、図２（Ｂ）に示したように、電磁弁ハウジング７０と対向壁８４との間に隙間が構成されている場合には、この隙間に他の部材を介在させることで、この介在部材を介して電磁弁６８が弁ハウジング４８に支持される構造としてもよい。介在部材として、たとえば、弾性を有するシート材を用いれば、電磁弁６８とダイヤフラム弁４６との不用意な干渉を抑制できる。

上記では、電磁弁６８の電磁弁本体７６として、その開弁方向が背圧室５８から正圧が作用する方向と一致する向きとされたものを挙げている。しかし、電磁弁本体７６の開弁方向はこれに限定されず、図６に示すように、電磁弁本体７６の開弁方向が、背圧室５８からの正圧の作用方向と反対になっていてもよい。この構成では、電磁弁本体７６を閉弁位置に維持するためのコイル部７２からの駆動力が小さくて済む。

本発明の弁部材として、上記ではダイヤフラム弁４６を挙げているが、弁部材はダイヤフラム弁４６に限定されない。たとえば、ダイヤフラム５６を無くすと共に、弁部材本体５４をその外周が弁ハウジング４８の内周に接触するように大径化した構成でもよい。この構成では、弁部材本体５４が単独で主室５２と背圧室５８とを区画すると共に、弁座５０に接触することでベント配管３６を閉塞する位置と、弁座５０から離れることでベント配管３６を開放する位置とを移動する。

１２燃料タンクシステム
１４燃料タンク
３４キャニスタ
３６ベント配管
３６Ｔタンク側ベント配管
３６Ｃキャニスタ側ベント配管
４０大気開放配管
４６ダイヤフラム弁（弁部材）
５２主室
５８背圧室
６２タンク側バイパス通路
６６キャニスタ側バイパス通路
６８電磁弁
８０圧縮コイルスプリング（コイルバネ）
８６筒状部材
８８Ｂ背圧室側ポート部
９４シールリング（シール部材）

Claims

内部に燃料を収容可能な燃料タンクと、
前記燃料タンク内で生じた蒸発燃料を吸着剤によって吸着及び脱離するキャニスタと、
前記キャニスタの内部を大気開放するための大気開放管と、
前記燃料タンクと前記キャニスタとを連通し燃料タンク内の蒸発燃料をキャニスタに送るためのベント配管と、
前記ベント配管において前記燃料タンクのタンク内圧が作用するように設けられた主室と該主室に対し弁部材本体を挟んで反対側の背圧室とに区画され、背圧室の圧力に対し主室の圧力が高くなって弁部材本体が移動すると開弁してベント配管を連通する弁部材と、
前記ベント配管における前記燃料タンクから前記弁部材までのタンク側ベント配管と前記背圧室とを連通可能なタンク側バイパス通路と、
前記ベント配管における前記弁部材から前記キャニスタまでのキャニスタ側ベント配管と前記背圧室とを連通可能なキャニスタ側バイパス通路と、
前記キャニスタ側バイパス通路の一部を構成しキャニスタ側バイパス通路を開閉するように制御される電磁弁と、
前記電磁弁に設けられ、前記弁部材の前記背圧室内に挿入されて背圧室との接続用とされる背圧室側ポート部と、
を有する燃料タンクシステム。
前記背圧室に設けられ前記弁部材本体を閉弁方向に付勢するコイルバネを有し、
前記背圧室側ポート部が筒状に形成されて前記コイルバネの内側で前記背圧室内に挿入されている請求項１に記載の燃料タンクシステム。
前記背圧室において前記背圧室側ポート部と前記コイルバネの間で筒状に設けられ、コイルバネの伸縮を案内する筒状部材と、
前記筒状部材と前記背圧室側ポート部との間をシールするシール部材と、
を有する請求項２に記載の燃料タンクシステム。
前記電磁弁が前記背圧室に載置されている請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の燃料タンクシステム。