JP2017057724A

JP2017057724A - 燃料遮断弁

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Publication number: JP2017057724A
Application number: JP2015180512A
Authority: JP
Inventors: 直貴荻原; Naoki Ogiwara; 有亮坂口; Yusuke Sakaguchi; 洋暁渡邊; Hiroaki Watanabe
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2015-09-14
Filing date: 2015-09-14
Publication date: 2017-03-23
Anticipated expiration: 2035-09-14
Also published as: US10202035B2; US20170072788A1; JP6253623B2

Abstract

【課題】部品点数を削減して製造コストを低減すると共に、組み付け工程を簡素化すること。
【解決手段】燃料タンクの上部に装着され、燃料タンク内とキャニスタとを連通させるベーパ通路を開閉することで燃料タンクとキャニスタとの連通を遮断する燃料遮断弁１２であって、弁室２０の内周に配置されたコイル２８と、可動コア３６とを有し、可動コア３６が下方に変位することにより、燃料タンクとキャニスタとが連通可能になる第１の弁機構３０ａと、可動コア３６内に配設された弁体４８が、燃料タンクの内部、又は、外部からの圧力によって変位することにより、燃料タンクとキャニスタとが連通可能になる第２の弁機構３０ｂとを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、燃料タンク内とキャニスタとの連通を遮断する燃料遮断弁に関する。

例えば、特許文献１には、図８に示されるような蒸発燃料処理システム１が開示されている。この蒸発燃料処理システム１は、燃料タンク２の上部に配置されるフロート弁３ａ及びカット弁３ｂと、燃料タンク２とキャニスタ４とを連通させるベーパ通路５に配置される制御バルブ６及び高圧２ウェイバルブ７とを備えている。

なお、図８中において、参照符号３ｃは、燃料タンク２内の燃料を図示しない内燃機関に送るポンプ、参照符号８は、燃料タンク２内の圧力（タンク内圧）を検出する圧力センサ、参照符号９ａ、９ｂは、燃料タンク２と図示しないフューエルリッドとの間に設けられるフィラーパイプ及びブリーザパイプをそれぞれ示している。

フロート弁３ａは、燃料タンク２内に貯留される燃料が満タンになったときにベーパ通路５への開口を閉塞して、燃料がベーパ通路５内へ進入することを防止する。また、制御バルブ６は、通常、ばね等の付勢手段によって付勢された弁体が弁座に着座する常閉型の電磁弁からなり、キャニスタ４側への蒸発燃料の流通を遮断する閉弁状態となっている。

さらに、高圧２ウェイバルブ７は、例えば、ダイヤフラム式の正圧弁と負圧弁とが組み合わされて構成されている。正圧弁は、燃料タンク２内の圧力が所定圧となったときに開弁し、燃料タンク２内の高圧の蒸発燃料がキャニスタ４に送給される。負圧弁は、燃料タンク２内の圧力が所定圧未満の圧力となったときに開弁し、キャニスタ４に蓄えられていた蒸発燃料が燃料タンク２内に戻される。

特許第５７０９５７３号公報

ところで、特許文献１に開示された蒸発燃料処理システム１では、例えば、燃料の満タン状態を検知するフロート弁３ａや、制御バルブ６、高圧２ウェイバルブ７等の複数のバルブが必要となり、部品点数が多くなって製造コストが高騰する。

また、特許文献１に開示された蒸発燃料処理システム１では、複数のバルブ等によって構成されているために部品点数が多くなり、その組み付け工程が煩雑となる。

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、部品点数を削減して製造コストを低減すると共に、組み付け工程を簡素化することが可能な燃料遮断弁を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、燃料タンクの上部に装着され、前記燃料タンク内と外部とを連通させる連通路を開閉することで前記燃料タンクと前記外部との連通を遮断する燃料遮断弁であって、筒状の弁室の内周に配置されたコイルと、可動コアとを有し、前記可動コアが下方に変位することにより、前記燃料タンクと前記外部とが連通可能になる第１の弁機構と、前記可動コア内に配設された弁体が、前記燃料タンクの内部、又は、外部からの圧力によって変位することにより、前記燃料タンクと前記外部とが連通可能になる第２の弁機構と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、従来から用いられていたフロート弁を省略することができると共に、フロート弁が配置されていた燃料タンクの上部に、従来から用いられていた制御バルブ及び高圧２ウェイバルブを一体化した燃料遮断弁を配置することができる。この結果、本発明では、部品点数を削減して製造コストを低減すると共に、組み付け工程を簡素化することができる。さらに、従来、燃料タンクの外部でベーパ通路に配置されていた制御バルブ及び高圧２ウェイバルブを省略することで、配置スペースの効率化を達成することができる。

また、本発明は、前記第１の弁機構に、前記可動コアと前記コイルとの間に連通空間が形成され、前記第２の弁機構には、前記可動コアに形成される孔部が連通空間となっていることを特徴とする。

本発明によれば、第１の弁機構の弁室内に、従来の高圧２ウェイバルブとして機能する第２の弁機構を配置することで、高圧２ウェイバルブと弁室とを共通化することができる。

さらに、本発明は、前記第２の弁機構は、前記弁体が、該弁体を付勢する２つの付勢部材のそれぞれの付勢力に逆らうことにより、内部又は外部からの連通を可能にしていることを特徴とする。

本発明によれば、第１の弁機構を構成する可動コアの中に、燃料タンク内の正圧又は負圧からなる蒸発燃料を逃がす第２の弁機構を収容することができる。

本発明では、部品点数を削減して製造コストを低減すると共に、組み付け工程を簡素化することが可能な燃料遮断弁を得ることができる。

本発明の実施形態に係る燃料遮断弁が組み込まれた蒸発燃料処理システムの概略構成図である。本発明の実施形態に係る燃料遮断弁の斜視図である。（ａ）は、図２に示す燃料遮断弁の軸方向に沿った断面図、（ｂ）は、（ａ）に示すＢ部の一部断面拡大斜視図である。図３のＡ−Ａ線に沿った断面図である。給油時の蒸発燃料の流れを示す動作説明図である。（ａ）は、駐車時の蒸発燃料（正圧）の流れを示す動作説明図、（ｂ）は、蒸発燃料（正圧）の加圧力によってバルブガイドが上昇して第２シール部材の係合部と係合した状態を示す部分拡大断面図である。駐車時の蒸発燃料（負圧）の流れを示す動作説明図である。本出願人が案出した従来技術に係る蒸発燃料処理システムの概略構成図である。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る燃料遮断弁が組み込まれた蒸発燃料処理システムの概略構成図、図２は、本発明の実施形態に係る燃料遮断弁の斜視図、図３（ａ）は、図２に示す燃料遮断弁の軸方向に沿った断面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すＢ部の一部断面拡大斜視図、図４は、図３のＡ−Ａ線に沿った断面図である。なお、図１に示す蒸発燃料処理システム１０において、図８に示される蒸発燃料処理システム１と同一の構成要素には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。

図１に示されるように、蒸発燃料処理システム１０は、燃料タンク２の上部に装着され、燃料タンク２内とキャニスタ（外部）４とを連通させるベーパ通路（連通路）５を開閉することで燃料タンク２とキャニスタ４との連通を遮断する燃料遮断弁１２を備えて構成されている。

図２に示されるように、燃料遮断弁１２は、第１ポート１４ａを有する頭部１６と、第２ポート１４ｂを有する本体部１８とが一体的に結合されて構成されている。第１ポート１４ａは、燃料タンク２から外部に露出し、ベーパ通路５に接続されている。第２ポート１４ｂは、本体部１８の底面で燃料タンク２内に臨むように形成されている。

図３（ａ）に示されるように、本体部１８は、略有底円筒状からなり、内部に弁室２０を有する本体円筒部２２と、本体円筒部２２の上部開口を閉塞する円板状の蓋部材２４とから構成されている。本体円筒部２２の下部には、弁室２０に連通する貫通孔からなる第２ポート１４ｂが形成されている。蓋部材２４の中央部には、弁室２０と第１ポート１４ａとを連通させる連通孔２６が形成されている。

本体円筒部２２の内周には、導線を円筒状に巻回して積層されたコイル（ソレノイドコイル）２８が配置されている。コイル２８の内周には、第１の弁機構３０ａ及び第２の弁機構３０ｂの両者を有する弁構造体が配置されている。

弁構造体は、金属製で略有底円筒状のハウジング３２と、ハウジング３２の上部開口に装着される円板状のハウジングキャップ３４とを有する。ハウジングキャップ３４には、第１ポート１４ａと第２ポート１４ｂとを連通させる連通孔３５が形成されている。ハウジング３２内には、ハウジング３２の軸方向に沿って変位可能な可動コア３６と、可動コア３６とハウジング３２の底部との間に配置され、可動コア３６をハウジングキャップ３４側の上方に向かって押圧する第１ばね部材３８とがそれぞれ配置されている。

可動コア３６は、軸方向に沿って貫通する段付孔部（孔部、連通空間）４０を有する円筒体によって形成されている。可動コア３６の外周面には、半径外方向に突出し、且つ、円筒体の軸方向に沿って延在する複数の突条部（リブ）４２が形成されている。隣接する突条部４２とハウジング３２の内周面との間には、可動コア３６の軸方向に沿って貫通する連通空間４４が形成されている。この連通空間４４は、可動コア３６の軸方向から見て、周方向に沿って所定角度だけ離間して複数配置されている。段付孔部４０は、環状の第１段部４０ａ及び第２段部４０ｂを有する。第１段部４０ａは、後記する第２シール部材５４が着座するように設けられている。第２段部４０ｂは、第２シール部材５４の上側に位置するバルブガイド５６との間でクリアランスを有するように設けられている。

ハウジングキャップ３４に近接する可動コア３６の上端には、リング状の第１シール部材４６が固着されている。この第１シール部材４６は、可動コア３６と一体的に変位すると共に、ハウジングキャップ３４の下面に当接してシール機能を発揮するように設けられている。第１の弁機構３０ａは、ハウジング３２、コイル２８、第１ばね部材３８、第１シール部材４６、及び、可動コア３６によって構成されている。

可動コア３６の段付孔部４０内には、弁体４８が配設されている。弁体４８の上面には、上方に向かって突出する環状突起部５０が形成されている。弁体３８の上方には、中心に貫通する連通孔５２を有し、弁座部材として機能する第２シール部材５４が配設されている。弁体４８の環状突起部５０は、第２シール部材５４の下面に着座して閉弁状態となると共に、第２シール部材５４の下面から離間することで開弁状態となる。図３（ａ）は、弁体４８の環状突起部５０が第２シール部材５４の下面に着座した状態を示し、燃料タンク２内が密封された状態となっている。

第２シール部材５４の上方には、バルブガイド５６及びコアキャップ５８が所定間隔離間して対向配置されている。上方側のコアキャップ５８と下方側のバルブガイド５６との間には、第２ばね部材（付勢部材）６０が介装されている。バルブガイド５６及びコアキャップ５８には、それぞれ、相手方に向かって突出する環状フランジ部が設けられている。環状フランジ部を設けることで、第２ばね部材６０のばね受けが簡便となる。コアキャップ５８の中央部には、第１ポートと第２ポートとを連通させる連通孔５９が形成されている。第２シール部材５４には、上方に向かって突出してバルブガイド５６の係合孔と係合する略円筒状の係合部６２が設けられている。

弁体４８の下方には、第３ばね部材（付勢部材）６４が配置されている。第３ばね部材６４は、その上端が弁体４８に係止されると共に、その下端が可動コア３６の下面に設けられた内径係止部６６に係止されている。

第１〜第３ばね部材３８、６０、６４は、それぞれコイルスプリングからなり、可動コア３６の下から上に向かって、第１ばね部材３８、第３ばね部材６４、及び、第２ばね部材６０の順序で配置されている。第１〜第３ばね部材３８、６０、６４のばね力は、大きい方から小さい方に向かって、順に、第１ばね部材３８のばね力Ｆ１、第２ばね部材６０のばね力Ｆ２、第３ばね部材６４のばね力Ｆ３の関係（Ｆ１＞Ｆ２＞Ｆ３）に設定されている。

弁体４８は、第２シール部材５４及びバルブガイド５６を介して上方に配置される第２ばね部材６０のばね力（付勢力）Ｆ２と、下方に配置される第３ばね部材６４のばね力（付勢力）Ｆ３とのバランスにより、図３（ａ）に示される車両走行状態において、弁体４８が第２シール部材５４に着座する閉弁型に構成されている。換言すると、車両走行状態では、後記で詳細に説明するように、第１の弁機構３０ａ及び第２の弁機構３０ｂがそれぞれ図３（ａ）に示される閉弁状態となっている。

第２の弁機構３０ｂは、可動コア３６の段付孔部４０内にそれぞれ配設された、弁体４８、第２シール部材５４、連通孔５２、バルブガイド５６、第２ばね部材６０、及び、第３ばね部材６４によって構成されている。

弁構造体を構成するハウジング３２の底面と、本体部１８の底面との間には、第３シール部材６８が配設されている。

本実施形態に係る燃料遮断弁１２が組み込まれた蒸発燃料処理システム１０は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。

図３（ａ）に示されるように、車両の走行時は、第１ばね部材３８のばね力（押圧力）によって可動コア３６が上方に向かって押圧されている。これにより、可動コア３６に上端に設けられた第１シール部材４６は、ハウジングキャップ３４の下面に当接してシールしている。換言すると、車両の走行時は、第１の弁機構３０ａ及び第２の弁機構３０ｂの両方が、それぞれ閉弁状態となっている。この結果、燃料タンク２内は、常時、密封状態に保持され、燃料タンク２からの燃料漏れが防止されると共に、燃料タンク２内の蒸発燃料がベーパ通路５を介してキャニスタ４側へ流通することが阻止されている。

図５は、給油時の蒸発燃料の流れを示す動作説明図、図６（ａ）、及び図７は、それぞれ、駐車時の蒸発燃料の流れを示す動作説明図、図６（ｂ）は、蒸発燃料（正圧）の加圧力によってバルブガイドが上昇して第２シール部材の係合部と係合した状態を示す部分拡大断面図である。

次に、燃料タンク２の給油時について説明する。
図示しない制御部は、燃料タンク２に対する給油時に、例えば、フューエルキャプが開かれたことをトリガとして、コイル２８に通電する。図５に示されるように、通電されたコイル２８の励磁作用により可動コア３６が第２ポート１４ｂ側に吸着されて、可動コア３６が下降変位する。これにより、第１シール部材４６がハウジングキャップ３４の下面から離間して、第１の弁機構３０ａが開弁状態になる。その際、第２の弁機構３０ｂの弁体４８は、第２シール部材５４の下面に着座した閉弁状態に保持された状態で、可動コア３６と一体的に変位する。この結果、燃料タンク２内の蒸発燃料は、図５の破線矢印で示されるように、第２ポート１４ｂ→連通空間４４→連通孔３５→連通孔２６→第１ポート１４ａを経由し、ベーパ通路５を介してキャニスタ４に送給される。

図示しない制御部は、例えば、図示しない液面検知手段を介して燃料タンク２が満タンになったことを検知したとき、コイル２８に対する通電を停止する。これにより、可動コア３６は、第１ばね部材３８のばね力によって図３（ａ）に示す初期状態に復帰し、第１の弁機構３０ａが閉弁状態となる。このように、本実施形態では、コイル２８に対する通電を停止して可動コア３６を変位させることで、燃料タンク２内を密閉状態とすることができる。この結果、本実施形態では、従来技術のようなフロート弁３ａ（図８参照）を省略することが可能になると共に、コイル２８への通電を停止する任意のタイミングで燃料タンク２を密閉状態とすることができる。なお、図示しない液面検知手段は、電気的手段又は機械的手段のいずれであってもよい。

次に、車両の駐車時において、正圧又は負圧からなる蒸発燃料の圧抜きについて説明する。
車両の駐車時（イグニッションスイッチのオフ時）において、圧力センサ８によって検知される燃料タンク２内の蒸発燃料の圧力が所定圧力以上（正圧）となったとき、蒸発燃料は、第２ばね部６０材のばね力に抗して第２シール部材５４を押圧して第２段部４０ｂとバルブガイド５６との間のクリアランスに進入し、バルブガイド５６を上方に向かって押圧する。バルブガイド５６が上方に向かって変位して第２シール部材５４の係合部６２と係合することにより（図６（ｂ）参照）、第２シール部材５４がバルブガイド５６と一体的に上昇する。

これにより、第２シール部材５４は、弁体４８の環状突起部５０から離間して第２の弁機構３０ｂが開弁状態となる（図６（ａ）参照）。その際、第１の弁機構３０ａは、第１シール部材４６がハウジングキャップ３４の下面に当接する閉弁状態に保持されている。この結果、燃料タンク２内の所定圧力以上の蒸発燃料（正圧）は、図６（ａ）の破線矢印で示されるように、第２ポート１４ｂ→第２段部４０ｂとバルブガイド５６との間のクリアランス→上部側の段付孔部４０→連通孔５９→連通孔３５→連通孔２６→第１ポート１４ａを経由し、ベーパ通路５を介してキャニスタ４に送給される。

前記とは反対に、車両の駐車時（イグニッションスイッチのオフ時）において、燃料タンク２内の蒸発燃料の圧力が所定圧力未満（負圧）となったとき、燃料タンク２内の蒸発燃料は、第３ばね部材６４のばね力に抗して弁体４８を下方に向かって吸引する。これにより、弁体４８は、第２シール部５４材の下面から離間して第２の弁機構３０ｂが開弁状態となる（図７参照）。その際、第１の弁機構３０ａは、第１シール部材４６がハウジングキャップ３４の下面に当接して閉弁状態に保持されている。この結果、キャニスタ４に蓄えられていた蒸発燃料は、図７の破線矢印で示されるように、第１ポート１４ａ→連通孔２６→連通孔３５→連通孔５９→連通孔５２→段付孔部４０→第２ポート１４ｂを経由し、燃料タンク２内に戻される。なお、弁体４８が負圧作用によって下方に吸引される際、第２シール部材５４は、第１段部４０ａに着座して下方への変位が規制されている。

このように、本実施形態に係る燃料遮断弁１２は、正圧弁と負圧弁とが組み合わされて構成される従来の高圧２ウェイバルブ７の機能をも併有する。

本実施形態では、従来から用いられていたフロート弁３ａ（図８参照）を省略することができると共に、フロート弁３ａが配置されていた燃料タンク２の上部に、従来から用いられていた６制御バルブ６及び高圧２ウェイバルブ７（図８参照）を一体化した燃料遮断弁１２を配置することができる。この結果、本実施形態では、部品点数を削減して製造コストを低減すると共に、組み付け工程を簡素化することができる。さらに、従来、燃料タンク２の外部でベーパ通路５に配置されていた制御バルブ６及び高圧２ウェイバルブ７を省略することで、配置スペースの効率化を達成することができる。

また、本実施形態では、第１の弁機構３０ａの弁室２０であって可動コア３６の段付孔部４０内に、従来の高圧２ウェイバルブ７として機能する第２の弁機構３０ｂを配置することで、高圧２ウェイバルブ７と弁室２０とを共通化することができる。

さらに、本実施形態では、第２の弁機構３０ｂの弁体４８を押圧する第２ばね部材６０（正圧時）のばね力、又は、第３ばね部材６４（負圧時）のばね力にそれぞれ逆らうことにより、内部又は外部からの連通を可能にしている。これにより、本実施形態では、第１の弁機構３０ａを構成する可動コア３６の中に、燃料タンク２内の正圧又は負圧からなる蒸発燃料を逃がす第２の弁機構３０ｂを収容することができる。

２燃料タンク
４キャニスタ（外部）
５ベーパ通路（連通路）
１０蒸発燃料処理システム
１２燃料遮断弁
２０弁室
２８コイル
３０ａ第１の弁機構
３０ｂ第２の弁機構
３６可動コア
３８第１ばね部材
４０段付孔部（孔部、連通空間）
４４連通空間
４８弁体
６０第２ばね部材（付勢部材）
６４第３ばね部材（付勢部材）

Claims

燃料タンクの上部に装着され、前記燃料タンク内と外部とを連通させる連通路を開閉することで前記燃料タンクと前記外部との連通を遮断する燃料遮断弁であって、
筒状の弁室の内周に配置されたコイルと、可動コアとを有し、前記可動コアが下方に変位することにより、前記燃料タンクと前記外部とが連通可能になる第１の弁機構と、
前記可動コア内に配設された弁体が、前記燃料タンクの内部、又は、外部からの圧力によって変位することにより、前記燃料タンクと前記外部とが連通可能になる第２の弁機構と、
を備えることを特徴とする燃料遮断弁。
請求項１記載の燃料遮断弁において、
前記第１の弁機構には、前記可動コアと前記コイルとの間に連通空間が形成され、
前記第２の弁機構には、前記可動コアに形成される孔部が連通空間となっていることを特徴とする燃料遮断弁。
請求項１又は請求項２記載の燃料遮断弁において、
前記第２の弁機構は、前記弁体が、該弁体を付勢する２つの付勢部材のそれぞれの付勢力に逆らうことにより、内部又は外部からの連通を可能にしていることを特徴とする燃料遮断弁。