JP2013536111A - 自動車用燃料タンク - Google Patents

Abstract

【解決手段】本発明は、当該燃料タンク１の充填容器５の外側まで少なくとも部分的に延長される少なくとも１つの充填パイプ３と、給油通気装置１０から燃料蒸気フィルター９までの少なくとも１つの給油通気路と、前記燃料蒸気フィルターへの少なくとも１つの作動通気路とを有する自動車用燃料タンクに関する。燃料タンク１は、当該燃料タンク１の充填容器の内側の充填パイプ３に取り付けられる前記作動通気ライン１３を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は自動車用燃料タンクに関する。

一般に、このようなタンクには、自動車の給油時及び運転時の両方で、気体を入れたり抜いたりするための通気手段が配される。自動車の運転時には、燃料蒸気（気相の炭化水素）が燃料タンク内で自動車の駆動力及び／又は温度変化により発達し、前記燃料蒸気は少なくとも部分的にはタンクから放出されなければならない。これは一般的には活性炭フィルターとして設計された燃料蒸気フィルターを介して行われる。

自動車の給油時には、タンクに流入した燃料の容積のある流れによって排出された気体容量を放出する必要がある。この気体の容量のある流れは、活性炭フィルターを介して清浄化され、大気に放出され若しくは分配ノズルのノズル領域に引かれる。燃料タンクの形状によって、少なくとも１つ若しくはそれ以上の通気点がタンクに配される。一般的に、作動通気弁が燃料タンクの部分容器内に最大流動液面の上に配される。さらに、少なくとも１つの給油通気弁がタンクには配され、それは燃料タンク内で液面が上昇した際に、燃料蒸気フィルターへの給油通気パスの形成を阻止する。この場合、流入する液体により、気体がタンクから排出されることができず、燃料タンクの充填パイプの液面が、該液面が充填パイプに挿入された分配ノズルのいわゆる吹き孔に近づくまで上昇し、その分配ノズルを切り替えてオフとしてしまう。

最大液面まで充填された燃料タンクでは、埋め合わせ容量が燃料タンクの液面上にどんな場合も残るものであり、液体の炭化水素が通気ラインには届かないことを確実にさせ、温度上昇時には燃料の膨脹を許すものである。これらの状況によって、燃料タンクの通常位置で燃料タンク内に配される作動通気弁は、１つ若しくはそれ以上の給油通気弁及び液面制限弁の上に配設される。給油の間、埋め合わせ容量は拘束されずに残るため、給油通気弁の作動は充填レベルの結果に応じて可能であり、作動通気弁は、一般的に、圧力維持機能と共に、すなわち特別なタンクの内部圧が超えたときのみ燃料タンクの作動通気が行われるように設計されて、配されることが必要とされる。この機能を確実にするために、給油通気弁は一般的に燃料タンク内に配され、同時に、他の理由によって自動車が横転したり、自動車がひっくり返った時に給油通気ラインを閉じる、いわゆるロールオーバー弁として形成される。

原則的に、弁や他の可動部品は、特に前記部品が樹脂製品からなりタンク内で炭化水素に永久的に晒される場合では、問題の元となる可能性がある。また、これら部品はタンク壁の対応する箇所に固定することが複雑である。タンク壁は、一般的にHDPE（高密度ポリエチレン）熱可塑性材料からなり、それは部分的にのみ炭化水素への耐性を有する。樹脂材料で造られた弁やその他の可動部品は一般に炭化水素の存在下で膨張しない他の材料で構成されるが、融着できるという点でタンク壁との互換性を有していない。よって、燃料タンク内部でタンク壁に給油通気弁を固定すること、特に組み込むべき組み込み部品とともに１つの生産工程で１つの筺体に形成される燃料タンクの場合、比較的に複雑である。

それ故、本発明は前述のタイプの燃料タンクを必要な可動組み込み部品に関して最適化することを目的とする。

また、同時に、そのような燃料タンクは給油プロセスを信頼性高く切り替えて閉じた状態にさせ、過充填に対して有効な保護を成し得ることを意図するものである。

本発明の目的は、当該タンクの充填容器の外側まで少なくとも部分的に延長される少なくとも１つの充填パイプと、給油通気装置から燃料蒸気フィルターまでの少なくとも１つの給油通気路と、前記燃料蒸気フィルターへの少なくとも１つの作動通気路を有する自動車用燃料タンクであって、少なくとも１つの作動通気ラインを有し、該作動通気ラインは、当該燃料タンクの設置位置に関して、当該タンクの設計からの要請により前記充填パイプの最大可能液面の下で前記充填パイプに取り付けられることを特徴とする本発明にかかる自動車用燃料タンクにより達成される。設計により予め決められた前記充填パイプの最大可能液面は、分配ノズルが、特に通常の給油中に、オフとされる液面である。燃料タンク内の埋め合わせ容量を液体燃料が充填することから、燃料タンクが強いて過充填される場合が無くなることになる。

この本発明による比較的に簡素な解決は、従来の感覚で、給油通気弁の圧力維持機能を伴う分配を可能とさせる。

分配ノズルがオフに切り替えられて、給油により、さもなければ弁による圧力維持機能が引き継がれた後では、充填パイプ内に流体カラムの圧力が存在することから、過給油に対する保護は確実なものとされる。１つ若しくはそれ以上の給油通気路が充填パイプ内に存在する液面により阻止されるため、この場合、過充填はできないことになる。

この解決法において、充填パイプは、便宜的には作動通気路の部分であり、比較的に大きな断面積と燃料タンクの通常位置若しくは設置位置での配置によって、いわゆる液体持ち越し（liquid carryover)の液体トラップとして機能する。液体持ち越しによっては、運転でかかる力のため運転中の自動車の通気の間に炭化水素粒子が入り込んだ液体として理解される。充填パイプの断面積の増加と通気流の関連した遅い流れによって、タンク容量に戻される液体持ち越しの追加的な排出が発揮される。

燃料タンクの設置位置に関して、作動通気ラインは、前記充填パイプの最大可能液面の下の領域で、当該燃料タンクの最大可能液面上約２０ｃｍまで、前記充填パイプに取り付けられる。本発明においては、"下"や"上"の用語は、タンクの水平液面に関する所謂測地的な高さの違いを言及するものである。

前述の領域の内側の好適な取り付け位置の選択によって、タンクで維持できる過度圧力のレベルは調整できる。圧力維持機能は、作動通気ラインを閉じる充填パイプ内の燃料カラムの高さに依存する。

作動通気ラインは、例えばタンク外で充填パイプに取り付けられる。

燃料タンクの好適で利点のある実施形態においては、本発明で、前記充填パイプはフロア面で当該燃料タンクに取り付けられる。

作動通気ラインは、たとえば当該燃料タンクに臨む、タンク外側の端部の領域で前記充填パイプに取り付けられる。換言すれば、１つ若しくはそれ以上の作動通気ラインは、燃料タンクに囲まれた容器の外側で、すなわち燃料タンクの最大充填レベルの実質的に下に延長される充填パイプの領域で燃料タンクの充填パイプに取り付けられる。充填パイプのフロア面での燃料タンクへの接続により、作動通気ラインコネクター若しくは少なくとも１つの作動通気コネクターは、燃料タンクのフロア面の上で僅かな範囲だけ拡がる充填パイプの領域内で接続できる。換言すれば、１つ若しくはそれ以上の作動通気ラインは、充填パイプの燃料タンクへの接続領域で直ちに充填パイプ内に放出可能となる。

本発明の燃料タンクの代替的な変形例においては、作動通気ラインはタンク内側の充填パイプに取り付けられる。

本発明によれば、燃料タンクの好適な変形例においては、作動通気ラインは、当該燃料タンクの設置位置に関して前記最大可能液面の上で前記充填容器内に放出させる少なくとも１つの作動通気コネクターを有し、当該燃料タンクの通常位置において前記作動通気コネクターは非圧状態で当該タンクの前記充填容量に開口される。"非圧力状態で開口される"とは、作動通気コネクターが簡単な開いたチューブ端部若しくはニップルとして形成されることを意味し、それが燃料タンクの埋め合わせ容量に近接したタンク壁に固定される。このような固定は、比較的簡単に実施することができ、弁には必要とされる固定ホルダーや固定支持材を必要としない。

燃料タンクの好ましい変形例においては、本発明によれば、作動通気ラインは、前記充填パイプの出口端部に取り付けられる。前記作動通気ラインは、異なる部分容量の燃料タンクに配される複数の作動通気コネクターと連通する集合通気ラインとして形成できる。

本発明による燃料タンクは、例えば、HDPE樹脂燃料タンクとして形成できる。

燃料タンクの好適な変形例においては、本発明では、少なくとも１つの作動通気コネクターが前記充填容量に向かって開いたライン端部を構成する。これは、例えば配設される埋め合わせ容量の領域のタンク壁に接着若しくは融着されても良い。代わりに、ラインと開いたライン端部はスナップフィット（snap-fitted）方式で嵌合するものであっても良い。

燃料タンクの好適な実施形態では、本発明によれば、タンク内側の充填パイプには、閉じ込み装置、好ましくは逆止弁が配され、前記作動通気ラインは当該タンクに流入する燃料の流れ方法で前記閉じ込み装置の上流で前記充填パイプに取り付けられる。

例えば、既知の方法で、フラッシュオーバー（flash-over）保護の給油通気弁は、給油通気装置として配設できる。代替的に、開いたライン端部、浸入チューブ、若しくはニップルの手段により、給油を遮断することもできる。この場合に、例えば、ロールオーバー弁を充填パイプ若しくは充填ヘッドに配設される切り替え装置（changeover device）に配設することもできる。分配ノズルが充填パイプに挿入され、分配ノズルが充填パイプから取り除かれて給油通気路を阻止した際に、このような切り替え弁は、給油通気路を燃料蒸気フィルターまで開口させる。

本発明は、以降の図に示す例示的な実施形態を参照しながら以下に説明される。
本発明の燃料タンクの模式図である。 図１に示す燃料タンクの給油通気装置の模式図である。 前記燃料タンクの給油通気装置の代替的な実施形態を示す図である。 本発明の燃料タンクの代替的な実施形態を示す図である。

図１は樹脂製燃料タンクとして形成される本発明に従う燃料タンク１を非常に簡素化された方法で模式的に示す。前記燃料タンクは、例えば、HDPE熱可塑性材料から押出ブロー成形によって形成される。燃料タンクのタンク壁２は、６層の共押出物からなり、HDPEからなる外側層、炭化水素のバリヤ層としてのEVOH（エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂）からなる内側層、バリヤ層を組み込んだ接着剤の少なくとも２つのLDPE（低密度ポリエチレン）層を有する。

本発明の燃料タンク１は、従来の方法で、タンク壁２を貫通する充填パイプ３を有し、開示された実施形態においては、充填パイプ３は、いわゆるフロア面での給油用に設計され、すなわち、燃料タンク１の充填容器５の中にその出口端部４とともに延長されており、給油時にフロア面で燃料が燃料タンク１に流入する。本発明の範囲では、フロア面の上の自然な給油も可能である。充填パイプ３の出口端部４は逆止弁１１と共に配され、それはいわゆるスピットバック効果（spitback effect）、すなわち給油時の充填パイプ３への逆うねり（back-surge）を防止するためのものである。充填パイプ３の一部分は充填容器５と燃料タンク１の外側に既知の方法で延長されている。充填パイプ３の入口端部６では、充填ヘッドが既知の方法で充填ノズル及び無鉛フラップ等と共に配設される。充填パイプ３の入口端部６の領域では、切り替え弁７が追加され、そこを介して給油通気ライン８が燃料蒸気フィルター９に案内される。充填パイプの出口端部４も充填ノズルとされるものであり、充填パイプ３と必ずしも一体形成されるものには限らない。

当該燃料タンク１の外に導かれる前記給油通気ライン８は、その内部のものを給油通気装置１０に放出する。参照番号１２は、２つの作動通気コネクターであり、これらは図示の燃料タンク１の通常位置で燃料タンク１の充填容器５に向かって非圧力状態で開いたものとされる。作動通気コネクター１２はタンクへ充填される燃料の流れ方向で、直接逆止弁１１の上流で、充填パイプ３の出口端部４にて作動通気ライン１３を介して充填パイプ３に接続され、よって充填パイプ３の大部分に亘って給油通気路の部分とされる。

本発明の燃料タンクの変形例によれば、作動通気コネクター１２と給油通気装置１０は、タンクの充填容器５と連通する開口したライン端部として形成される。図２では、例えば、給油通気装置１０は拡大して示され、燃料タンク１の充填容器５に向かって開口する浸入パイプとして形成される。この場合、ロールオーバー弁は切り替え弁７に組み込まれる。

図３に示す給油通気装置１０の変形例では、前記給油通気装置はロールオーバー機能を具備した給油通気弁１４として形成される。

燃料タンク１を給油するときには、液面が給油通気装置１０に到達し給油通気ライン８を閉じるまで、燃料は充填パイプ３を介して燃料タンク１に流れる。次いで、燃料タンク内の圧力がゆっくりと上昇する。結果として、充填パイプ３内の液面は、前記液面が充填パイプ３に挿入された分配ノズルの吹き孔に到達して分配ノズルを切り替えてオフにするまで、上昇する。分配ノズルが充填パイプ３に挿入されている限り、前記分配ノズルは切り替え弁７を作動させ、切り替え弁７は給油通気ライン８から燃料蒸気フィルター９までの通路を開かせる。燃料タンク１と充填パイプ３内で最大充填レベルに到達すると、充填パイプ３内に存在する液体カラムが作動通気ライン１３の遮断部として作用する。

給油工程の完了後、分配ノズルを取り除くと充填パイプ３から燃料蒸気フィルター９へのパスが開かれるように切り替え弁７を作動させるが、給油通気ライン８から燃料蒸気フィルター９へのパスは阻止される。

充填パイプ３の燃料レベルは比較的に短期に給油後減じられ、作動通気コネクター１２から作動通気ライン１３を介して燃料蒸気フィルター９へのパスは開かれることになる。この場合、自動車の作動中では、その大きな断面積から、充填パイプ３は、燃料蒸気フィルター９への所謂液体持ち越しとして入り込みかねない炭化水素の液滴の液体トラップとして成り替わって作用する。この場合、特にその比較的に大きな断面積による充填パイプ３の流れ速度の減速は注目に値すべきである。

図４は本発明の第２の実施形態に従う燃料タンク１を非常に簡素化された方法で模式的に示す。同じ構成部品は、当実施形態においては、同じ参照符号を付す。

本発明の燃料タンク１の図４に示す例示的な実施形態は、図１に示す例示的な実施形態と異なっており、それは作動通気ライン１３が燃料タンク１の充填容器５の外側の充填パイプ３に取り付けられる点、すなわち、タンク壁２の直ぐ近くの領域で、充填パイプ３が燃料タンク１の最大液面の実質的に下までで延長されている領域で、異なっている。この場合、作動通気の運転モードは、図１に示した例示的な実施形態と同様に確実なものとされる。

１ 燃料タンク
２ タンク壁
３ 充填パイプ
４ 充填パイプの出口端部
５ 充填容器
６ 充填パイプの入口端部
７ 切り替え弁
８ 作動通気ライン
９ 燃料蒸気フィルター
１０ 給油通気装置
１１ 逆止弁
１２ 給油通気コネクター
１３ 給油通気ライン
１４ 給油通気弁

Claims (10)

1. 当該タンクの充填容器の外側まで少なくとも部分的に延長される少なくとも１つの充填パイプと、給油通気装置から燃料蒸気フィルターまでの少なくとも１つの給油通気路と、前記燃料蒸気フィルターへの少なくとも１つの作動通気路を有する自動車用燃料タンクであって、
   少なくとも１つの作動通気ラインを有し、
   前記作動通気ラインは、当該燃料タンクの設置位置に関して、当該タンクの設計からの要請により前記充填パイプの最大可能液面の下で前記充填パイプに取り付けられることを特徴とする自動車用燃料タンク。
2. 請求項１記載の自動車用燃料タンクであって、前記作動通気ラインは、当該燃料タンクの設置位置に関して、前記充填パイプの最大可能液面の下の領域で、当該燃料タンクの最大可能液面上約２０ｃｍまで、前記充填パイプに取り付けられることを特徴とする自動車用燃料タンク。
3. 請求項１若しくは請求項２記載の自動車用燃料タンクであって、前記作動通気ラインは、前記充填容器の外側で前記充填パイプに取り付けられることを特徴とする自動車用燃料タンク。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の自動車用燃料タンクであって、前記充填パイプはフロア面で当該燃料タンクに取り付けられることを特徴とする自動車用燃料タンク。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の自動車用燃料タンクであって、前記作動通気ラインは、当該燃料タンクに臨む端部の領域で前記充填パイプに取り付けられることを特徴とする自動車用燃料タンク。
6. 請求項１記載の自動車用燃料タンクであって、前記作動通気ラインは、当該燃料タンクの内側で前記充填パイプに取り付けられることを特徴とする自動車用燃料タンク。
7. 請求項６記載の自動車用燃料タンクであって、前記作動通気ラインは、当該燃料タンクの設置位置に関して前記最大可能液面の上で前記充填容器内に放出させる少なくとも１つの作動通気コネクターを有し、当該燃料タンクの通常位置において前記作動通気コネクターは非圧状態で当該タンクの前記充填容器に開口されることを特徴とする自動車用燃料タンク。
8. 請求項６若しくは請求項７記載の自動車用燃料タンクであって、前記作動通気ラインは、前記充填パイプの出口端部に取り付けられることを特徴とする自動車用燃料タンク。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の自動車用燃料タンクであって、前記作動通気コネクターは、前記充填容器に向かって開いたライン端部を構成することを特徴とする自動車用燃料タンク。
10. 請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の自動車用燃料タンクであって、当該タンク内の充填パイプには、閉じ込み装置、好ましくは逆止弁が配され、前記作動通気ラインは当該タンクに流入する燃料の流れ方法で前記閉じ込み装置の上流で前記充填パイプに取り付けられることを特徴とする自動車用燃料タンク。

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