JP2016107691A - 燃料供給路開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料タンク内への燃料供給性能を犠牲にすることなく、同タンク内に位置する燃料供給路の端部を閉じる。【解決手段】本発明に係る燃料供路開閉装置１０は、燃料を供給する燃料供給路３と、燃料供給路から流入される燃料を収容可能な燃料タンク２とを有し、燃料供給路は、一方側に燃料タンクと接続されてタンク内部へ突出した端部開口部３ａ１と、接続側端口部とは他方側に給油側開口部３ｂ１を有し、接続側開口部には回動可能に設けられ、給油側開口部から給油される燃料の流入圧力により開方向Ａ１に移動する開閉弁１１とを備え、開閉弁は、燃料タンク内に規定量の燃料が給油された満タン時に燃料タンク内の燃料に液没する位置に設けられ、接続側開口部を閉方向Ａ２に付勢する付勢部材１２と、開閉弁と一体的に設けられ開閉弁に閉方向への浮力を与える浮力部材１３を有し、給油停止時に浮力部材１３による浮力を閉方向Ａ２に作用させている。【選択図】図２

Description

本発明は、燃料タンクに燃料を供給する燃料供給路の開閉装置に関する。

車両に搭載された燃料タンクには、燃料供給路となるフィラーパイプを介して燃料が供給される。フィラーパイプは、一方側に燃料タンクと接続されてタンク内部へ突出した接続側開口部を備え、接続側端口部とは他方側に車両の表面近くに配置された給油側開口部となる給油口を備えている。接続側開口部には、開閉装置が設けられている。開閉装置は、接続側開口部を開閉する開閉弁を備えている。開閉弁は、給油口から燃料が給油されると燃料の流入圧力によって開状態となり、給油が停止すると閉状態となって燃料タンク内の接続側開口部を塞ぐように構成されている。
フィラーパイプの接続側開口部に設けられた開閉弁を液面上に浮いているフロートと連結し、燃料タンク内の液面が所定の位置に達した際のフロートの上昇に応じて開閉弁で燃料タンク内のフィラーパイプの接続側開口部を塞ぐ構成が提案されている（例えば特許文献１）。

特開平６−２０６４５５号公報

特許文献１の構成は、液面上のフロートが上昇すると開閉弁が閉方向に移動するので、フィラーパイプの端部の開口度合いがフロートの上昇、すなわち、燃料タンク内の燃料が増えるに従い小さくなる。このため、燃料タンク内の燃料量に応じて給油性能（単位時間当たりの燃料流入量）が低下してしまう。
本発明は、燃料タンク内への燃料供給性能を犠牲にすることなく、燃料タンク内に位置する燃料供給路の端部を閉じることを、その目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る燃料供給路の開閉装置は、燃料を供給する燃料供給路と、燃料供給路から流入される燃料を収容可能な燃料タンクとを有し、燃料供給路は、一方側に燃料タンクと接続されていてタンク内部へ突出した接続側開口部と、接続側端口部とは他方側に給油側開口部を有し、接続側開口部には回動可能に設けられ、給油側開口部から給油される燃料の流入圧力により開方向に移動する開閉弁と、開閉弁は、燃料タンク内に規定量の燃料が給油された満タン時に、燃料タンク内の燃料に液没する位置に設けられ、接続側開口部を閉方向に付勢する付勢部材と、開閉弁と一体的に設けられ、開閉弁に前記閉方向への浮力を与える浮力部材を有することを特徴としている。

本発明によれば、燃料タンク内の燃料に液没する開閉弁に浮力部材による浮力が液没状態で作用するので、燃料タンク内の燃料が給油により増大して液面が上昇しても、その上昇に従い開閉弁によるフィラーパイプの端部の開口度合いが小さくなることはなく、燃料タンク内への燃料供給性能を犠牲にすることなく、給油停止となると燃料タンク内に位置する燃料供給路の端部を塞ぐことができる。

本発明に係る燃料供給路の開閉装置を備えた燃料供給システムの概略構成を説明する図。 燃料供給路の開閉装置の第１の実施形態の構成と給油時の開状態を説明する拡大図。 燃料供給路の開閉装置の第１の実施形態の構成と給油停止時の閉状態を説明する拡大図。 燃料供給路の開閉装置の第２の実施形態の構成と給油時の開状態を説明する拡大図。 燃料供給路の開閉装置の第２の実施形態の構成と給油停止時の閉状態を説明する拡大図。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。各実施形態において、同一部材、同一の機能を有する部材には、同一の符号を付し、重複説明は省略する。
図１を用いて本発明に係る燃料供給路開閉装置１０を備えた燃料供給システム１の構成について説明する。この燃料供給システム１は、各実施形態において共通である。
車両２０に搭載された燃料供給システム１は、液状の燃料７０を貯留する燃料タンク２と、燃料タンク２内に燃料７０を供給する燃料供給路としてのフィラーパイプ３と、燃料放出系４と、燃料噴射系５を備えている。フィラーパイプ３は、その一方側３ａに燃料タンク２内に位置する接続側開口部としての端部開口部３ａ１が、他方側３ｂに給油側開口部としての給油口３ｂ１を有している。給油口３ｂ１は、車両２０の表面２０ａに配置されている。一方側３ａは、燃料タンク２に対して傾斜して取り付けられていて、端部開口部３ａ１が斜め下方、より詳しくは燃料タンク２の底部２ｂ側へ向けて位置している。給油口３ｂ１は、通常フィラーキャップ６によって閉じられていて、燃料給油時にフィラーキャップ６が外されることで大気開放され、燃料給油手段としての給油ガンのノズルが挿入される。フィラーパイプ３の給油口３ｂ１側には、一端７ａが燃料タンク２内に位置するレベリングパイプ７の他端７ｂが連結されている。
これらフィラーパイプ３の端部開口部３ａ１とレベリングパイプ７の一端７ａは、燃料タンク２内の燃料７０が所定量になると、燃料７０の液面７０ａよりも下方となり燃料７０内に液没するように配置されている。ここでいう燃料７０の所定量とは、燃料タンク２内に所定量の燃料７０が給油されたときであり、ここでは満タン状態の量としている。つまり、フィラーパイプ３の端部開口部３ａ１とレベリングパイプ７の一端７ａは、燃料タン２内の燃料７０に液没する位置に設けられている。

燃料放出系４は、燃料タンク２内とキャニスター４０とを連通する第１経路となるベーパパイプ４Ａと、キュニスター４０と車両２０に搭載された内燃機関であるエンジン６０の吸気側とを連通する第２経路となるパージパイプ４Ｂを備えている。燃料タンク２内の上部２ａ側に配置されたベーパパイプ４Ａの端部４Ａ１には、フューエルカットバルブ４１と２方向弁４２が設けられていて、燃料タンク２内の空気及び気化した燃料（蒸気燃料）をキャニスター４０へと導くように構成されている。
キャニスター４０は、そのケーシング内に活性炭等の周知の吸着剤と、ケーシングにつながる大気開放口４４を備えている。キャニスター４０は、燃料タンク２内で蒸発して第１経路４Ａ内を流れる蒸気燃料を吸着剤に吸着させ、大気開放口４４から取り入れる外気で離脱させ、離脱した燃料と空気の混合体である燃料気体を、パージパイプ４Ｂを介してエンジン６０の吸気側に導入する。パージパイプ４Ｂには、同パイプを開閉する開閉部としてのパージソレノイドバルブ４３が設けられている。燃料放出系４では、パージソレノイドバルブ４３をオン／オフ制御することで、エンジン６０の吸気側に導入する燃料気体量と時期を調整可能としている。

燃料噴射系５は、燃料タンク２内に配置された燃料供給駆動源としてのフューエルポンプモジュール５０と、エンジン６０の吸気系に設けられた燃料噴射手段としてのインジェクタ５１と、フューエルポンプモジュール５０とインジェクタ５１を接続する燃料搬送路としてのフューエルパイプ５２とを備えている。フューエルポンプモジュール５０は、フィルタや流体ポンプを備えた周知のものである。燃料噴射系５は、フューエルポンプモジュール５０が駆動されると燃料タンク２内の燃料７０を流体ポンプで吸い込んでフューエルパイプ５２を介してインジェクタ５１へ供給するように構成されている。インジェクタ５１は、エンジン６０の吸気系あるいは燃焼室内に対し、エンジン回転数情報やアクセル開度情報に応じて予め定められた噴射マップに基づいて燃料７０を噴射するように構成されている。

燃料タンク２内には、タンク内の燃料量を検出するフューエルケージユニット５３が配置されている。フューエルケージユニット５３は、燃料タンク内の燃料７０の液面７０ａの位置に応じて上下に変位するフロートと、フロートの位置から燃料量を検出する検出部とを備えた周知のものである。フューエルケージユニット５３で検出された燃料量は、車両２０の運転席のインパネに設けられた燃料計に表示されるようになっている。

（第１の実施形態）
燃料タンク２内に位置するフィラーパイプ３の端部開口部３ａ１には、開閉装置１０が装着されている。開閉装置１０は、図２、図３に示すように、フィラーパイプ３の端部開口部３ａ１に回動可能に設けられた開閉弁１１と、端部開口部３ａ１を塞ぐ矢印Ａ２で示す閉方向に開閉弁１１を付勢する付勢部材としてのコイルスプリング１２と、浮力部材１３とを有している。
開閉弁１１は、円板形状であって、端部開口部３ａ１の外面に装着された保持部１０１に支持軸１０２で回動可能に支持されている。開閉弁１１は、フィラーパイプ３の給油口３ｂ１から給油される燃料（流入燃料７００）の流入圧力により端部開口部３ａ１を開放する矢印Ａ１で示す開方向に移動するとともに、コイルスプリング１２のばね力（付勢力）によって閉方向Ａ２に移動するように構成されている。

端部開口部３ａ１を塞ぐ面であり、流入燃料７００がぶつかる面となる開閉弁１１の内側側面１１ａには、浮力部材１３が装着されて開閉弁１１と一体化されている。浮力部材１３は、少なくとも開閉弁１１に使用されている材質よりも比重が軽い材質や発泡材、あるいは内部に気体である例えば空気が密閉された部材で構成されていて、開閉弁１１に対して閉方向Ａ２へ浮力Ｆを与えるように配置されている。本実施形態では、浮力部材１３として塩化ビニル樹脂を用いている。

本実施形態において、浮力部材１３は半球形状に形成されていて、フィラーパイプ３を流れる流入燃料７００がぶつかる位置に配置されている。浮力部材１３の外観形状としては、半球形状に限定されるものではなく、例えば四角形状、菱型形状、環状、支持軸１０２側からその断面形状が広がる水滴形状等であってもよい。

これら開閉弁１１と浮力部材１３は、燃料タンク２内に規定量の燃料が給油されたとき（満タン時）に、燃料タンク２内の燃料７０に液没する位置に設けられている。これは、本実施形態の場合、フィラーパイプ３の端部開口部３ａ１が燃料タンク２内で燃料７０内に液没し、タンク内で気化した燃料が給油口３ｂ１から大気中に漏れない構造としているのが１つの要因である。開閉弁１１を燃料７０中に液没させる構成の場合、液没した状態で在っても、給油時には流入燃料７００の流入圧力による開閉弁１１の開度（最大開度）は、液没前の開度（最大開度）と同等に保持したい。これは、開閉弁１１の開度（最大開度）が狭まってしまうと、単位時間当たりの燃料タンク２内への給油量が低減し、給油時間の延長につながるからである。液没前後での開閉弁１１の開度（最大開度）の変化を少なくするには、コイルスプリング１２のばね力を弱くすれば、ある程度の範囲では対応することはできる。しかし、給油停止後において、開閉弁１１を閉方向Ａ２に閉じる力（遮断力）、すなわち閉弁性能が弱くなってしまう。

開閉弁１１を閉方向Ａ２への閉じる力（遮断力）が弱いと、フィラーパイプ３の端部開口部３ａ１を塞ぐまでの時間を要してしまい、気化した燃料タンク２内の燃料７０がフィラーパイプ３内を通って給油口３ｂ１から大気中に放出される量が多くなる。環境のことを考慮すると、気化して燃料７０はできるだけ大気中に放出しない方が好ましい。

そこで、本実施形態では、液没状態にあっても液没前と同様の最大開度となるようにコイルスプリング１２のばね力を設定するとともに、給油停止時においては端部開口部３ａ１を閉じる閉方向Ａ２への開閉弁１１の移動をアシストすべく浮力部材１３を設けている。
このため、燃料タンク２内の燃料７０に液没する開閉弁１１に浮力部材１３による浮力Ｆが液没状態で作用するので、燃料タンク２内の燃料７０が給油により増大して液面７０ａが上昇しても、その上昇に従い開閉弁１１によるフィラーパイプ３の端部開口部３ａ１の開口度合いが小さくなることはなく、燃料タンク２内への燃料供給性能を犠牲にすることはなくなる。さらに開閉弁１１が燃料７０内に液没した後でも開度不足になることがないので、給油時の流入燃料７００の吹き返しを低減することができる。

給油停止状態となると、開閉弁１１には、燃料タンク２内に位置する端部開口部３ａ１を塞ぐ閉方向Ａ２に閉じる力（遮断力）として、コイルスプリング１２のばね力（付勢力）と浮力部材１３による浮力Ｆが作用するので、フィラーパイプの端部開口部３ａ１を確実に塞ぐことができる。このため、燃料タンク２内からフィラーパイプ３内への燃料７０の逆流を防止でき、大気中への蒸発燃料の放出を抑制することができるので、環境性能を向上することになる。つまり、本実施形態の構成とすることで、燃料供給性能を犠牲にすることなく、環境性能を向上することにつながる。

ところで、開閉弁１１に浮力部材１３を装着する場合、浮力Ｆが開閉弁１１の閉方向Ａ２に作用せず、開方向Ａ１に作用してしまうと、開閉弁１１の閉弁性能が低下してしまう。
そこで、本実施形態では、開閉弁１１の開状態での位置（最大開度位置）は、図２に示すように、開閉弁１１を回動可能に支持する支持軸１０２が燃料タンク２の上部２ａ側に位置するフィラーパイプ３の外面３ｃに配置されている場合、支持軸１０２を通り、外面３ｃを延長する仮想直線Ｘを基準にして、閉方向Ａ２側の領域Ｘ１内に位置するように設定している。すなわち、開閉弁１１の開状態での位置（最大開度位置）は、支持軸１０２を通り、外面３ｃを延長する仮想直線Ｘを基準にして鋭角の位置に設定されている。この鋭角の位置とは、支持軸１０２の回転中心を中心にして、開閉弁１１の内側側面１１ａと、この内側側面１１ａが開閉弁１１の閉弁時に接触する端部開口部３ａ１の端面３ａ２との間の角度θ１が鋭角を成す位置である。
このため、給油時に流入燃料７００が開閉弁１１にぶつかっても、その最大開度位置は領域Ｘ１側（鋭角の位置）にあるので、コイルスプリング１２のばね力と浮力部材１３の浮力Ｆにより、開方向Ａ１側に作用することはなく、開閉弁１１の閉弁性能を低下させることなく、誤動作を防止することができる。

（第２の実施形態）
本実施形態は、図４、図５に示すように、開閉装置１０の開閉弁１１を回動可能に支持する支持軸１０２を燃料タンク２の底部２ｂ側に位置するフィラーパイプ３の外面３ｄに配置したものである。
この場合、開閉弁１１の開状態での位置（最大開度位置）は、図４に示すように、支持軸１０２を通り、外面３ｄを延長する仮想直線Ｙを基準にして、閉方向Ａ２側の領域Ｙ１内に位置するように設定している。すなわち、開閉弁１１の開状態での位置（最大開度位置）は、支持軸１０２を通り、外面３ｄを延長する仮想直線Ｙを基準にして鋭角の位置に設定されている。この鋭角の位置とは、支持軸１０２の回転中心を中心にして、開閉弁１１の内側側面１１ａと、この内側側面１１ａが開閉弁１１の閉弁時に接触する端部開口部３ａ１の端面３ａ２との間の角度θ２が鋭角を成す位置である。
このため、給油時に流入燃料７００が開閉弁１１にぶつかっても、その最大開度位置は領域Ｙ１側（鋭角の位置）にあるので、コイルスプリング１２のばね力と浮力部材１３の浮力Ｆにより開方向Ａ１側に作用することはなく、開閉弁１１の閉弁性能を低下させることなく、誤動作を防止することができる。

第２の実施形態の場合、支持軸１０２が燃料タンク２の底面２ｂ側に配置されているので、給油時の流入燃料７００は、開閉弁１１が開位置となると、内側側面１１ａに斜め上方からぶつかるので、第１の実施形態に比べて流入圧力を受け易い。このため、流入燃料７００の供給量にバラツキがある場合、開閉弁１１が仮想直線Ｙよりも燃料タンク２の底部２ｂ側まで移動した位置、すなわち、領域Ｙ１（鋭角の位置）よりも開方向Ａ１側まで移動してしまい、浮力Ｆが開方向Ａ１に作用することも想定される。
このため、第２の実施形態の場合、第１の実施形態に比べて浮力部材１３の浮力Ｆを大きく設定したり、コイルスプリング１２のばね力を強く設定するのが好ましい。

以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
例えば、各実施形態において、開閉弁１１は、フィラーパイプ３の端部開口部３ａ１の外面に装着（外装）したが、フィラーパイプ３の端部開口部３ａ１内に配置（内装）した構成のものであってもよい。

各実施形態において、浮力部材１３は開閉弁１１に装着して、開閉弁１１の閉方向Ａ２への主な力となるコイルスプリング１２のばね力とは異なる浮力Ｆを付与したが、開閉弁自体を浮力部材で構成したものであってもよい。
つまり、燃料タンク２内に位置する燃料供給路であるフィラーパイプ３の一方の端部開口部３ａ１に回動可能に設けられ、フィラーパイプ３の他方側３ｂの給油口３ｂ１から給油される流入燃料７００の流入圧力により端部開口部３ａ１を開放する開方向Ａ１に移動する開閉弁１１と、端部開口部３ａ１を塞ぐ閉方向Ａ２に開閉弁１１を付勢する付勢部材としてのコイルスプリング１２とを備え、開閉弁１１は、燃料タンク２内の燃料７０（燃料タンク内に規定量の燃料が給油された満タン時）に液没し、開閉弁１１に閉方向Ａ２への浮力Ｆを与える浮力部材で構成されたものであっても良い。

本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

２・・・燃料タンク、２ａ・・・燃料タンクの上部、２ｂ・・・燃料タンクの底部側、３・・・燃料供給路、３ａ・・・一方側、３ｂ・・・他方側、３ａ１・・・接続側開口部、３ｂ１・・・給油側開口部、１０・・・開閉装置、１１・・・開閉弁、１１ａ・・・燃料がぶつかる開閉弁の面、１２・・・付勢部材、１３・・・浮力部材、７０・・・燃料、７００・・・流入燃料、Ａ１・・・開方向、Ａ２・・・閉方向、１０２・・・支持軸、Ｘ、Ｙ・・・燃料供給路の延長する仮想直線

Claims (5)

1. 燃料を供給する燃料供給路と、
   前記燃料供給路から流入される燃料を収容可能な燃料タンクと、を有し、
   前記燃料供給路は、一方側に前記燃料タンクと接続されてタンク内部へ突出した接続側開口部と、前記接続側端口部とは他方側に給油側開口部を有し、
   前記接続側開口部には回動可能に設けられ、前記給油側開口部から給油される燃料の流入圧力により開方向に移動する開閉弁と、を備えた燃料供給路開閉装置において、
   前記開閉弁は、前記燃料タンク内に規定量の燃料が給油された満タン時に、前記燃料タンク内の燃料に液没する位置に設けられ、
   前記接続側開口部を閉方向に付勢する付勢部材と、
   前記開閉弁と一体的に設けられ、前記開閉弁に前記閉方向への浮力を与える浮力部材を有する燃料供給路開閉装置。
2. 請求項１に記載の燃料供給路開閉装置において、
   前記浮力部材は、前記燃料供給路を流れる燃料がぶつかる前記開閉弁の面に設けられている燃料供給路開閉装置。
3. 請求項１又２に記載の燃料供給路開閉装置において、
   前記接続側端口部が、前記燃料タンクの底部側へ向けて位置している燃料供給路開閉装置。
4. 請求項１乃至３の何れか１項に記載の燃料供給路開閉装置において、
   前記開閉弁の最大開度位置は、同開閉弁を回動可能に支持する支持軸が前記燃料タンクの上部側に位置する場合、前記支持軸を通り、前記燃料供給路を延長する仮想直線を基準にして、鋭角の位置に設定されている燃料供給路開閉装置。
5. 請求項１乃至３の何れか１項に記載の燃料供給路開開閉装置において、
   前記開閉弁の最大開度位置は、同開閉弁を回動可能に支持する支持軸が前記燃料タンクの底部側に位置する場合、前記支持軸を通り、前記燃料供給路を延長する仮想直線を基準にして、鋭角の位置に設定されている燃料供給路開閉装置。

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