JP2019156015A

JP2019156015A - 燃料供給装置

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Publication number: JP2019156015A
Application number: JP2018042580A
Authority: JP
Inventors: 功司小島; Koji Kojima; 孝典酒井; Takanori Sakai; 喜弘伊藤; Yoshihiro Ito; 晋治下川; Shinji Shimokawa; 和浩田代; Kazuhiro Tashiro
Original assignee: Toyota Motor Corp; FTS Co Ltd
Current assignee: Toyota Motor Corp; FTS Co Ltd
Priority date: 2018-03-09
Filing date: 2018-03-09
Publication date: 2019-09-19
Anticipated expiration: 2038-03-09
Also published as: EP3537016A1; US10882393B2; US20190275881A1; CN110239337A; JP7061900B2

Abstract

【課題】弁体作動の信頼性向上と取り付けの作業性が向上した燃料供給装置を提供する。【解決手段】インレットパイプ１２の側面に設けられた筒状部１５には、エアフィルタ３３、バルブキャップ３４を収容したフィルタユニット３０と弁体２０が取り付けられ、燃料タンク負圧時は弁体２０が開弁し、清浄な大気導入により負圧を解消する。弁体２０のフィルタユニット３０側には突起部２１が設けられているので、筒状部１５内への弁体２０の取り付け及び筒状部１５とフィルタユニット３０の取り付けが確実に行われ、弁体２０の開閉動作の信頼性が向上するとともに取り付けの作業性も向上する。【選択図】図２

Description

本発明は、燃料タンク内の圧力が低下した場合に、インレットパイプに取り付けられた筒状部内の弁体の開弁により大気を流入させる燃料供給装置に関するものである。

自動車の燃料タンク内の圧力が低下した場合は、大気中の空気を燃料タンク内に流入させ、燃料タンク内の圧力低下を解消することが必要である。そのために、フィラーネックに装着するフューエルキャップに負圧弁を設け、燃料タンクの圧力低下時に、大気中の空気を燃料タン内へ流入させ、燃料タンク内の圧力低下を解消する技術が提案されている。（特許文献１参照）

ところで、特許文献１の技術の場合、大気中に含まれる塵が燃料タンクに入り込むのを抑制するため、フューエルキャップ内の空気流路を屈曲にし、２か所の塵溜め凹部を設けている。しかし、大気中に含まれる塵は、塵溜め凹部のみならず、負圧弁にも付着し、弁機能が損なわれる恐れがある。

そこで、図５に示すように、給油口から燃料タンクに至るインレットパイプ１２と、インレットパイプ１２に設けられた筒状部１５と、筒状部１５内に取り付けられ、燃料タンク内が負圧になったときに開弁する弁体２０と、インレットパイプ１２に設けられた筒状部１５に取り付けられたエアフィルタ３３を収容するフィルタユニット３０を備えることで弁体２０の作動の信頼性を向上させ、上記の問題を克服したものがある。

しかし、インレットパイプ１２から突出する筒状部１５に弁体２０を取り付ける場合、細い筒状部１５内に予めバネ部材１８が取り付けられた弁体２０を差し込まなければならず、取り付け後も弁体２０は安定していない。また、その後にエアフィルタ３３を有するフィルタユニット３０を取り付ける場合、弁体２０を押さえつつフィルタユニット３０を取り付ける必要があり、作業性が悪い。

さらに、この筒状部１５にフィルタユニット３０を取り付ける時には、弁体２０が見えない状況で行う作業となり、取り付けの確実性に不安がある。特に溶着によりフィルタユニット３０を筒状部１５に固定する場合は、筒状部１５とフィルタユニット３０の位置決めが難しい。

特開平５−３０１５３０号公報

本発明は、筒状部への弁体の差し込みやフィルタユニットの取り付け及び固定を、容易に、且つ確実に行うことを可能とする燃料供給装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために請求項１の本発明は、給油口から燃料タンクに至るインレットパイプと、インレットパイプの側面に設けられ、インレットパイプから突出する筒状部と、筒状部の底面に設けられ、大気を前記インレットパイプ内に導入可能な孔部と、筒状部の底面に設けられた弁体取り付け部と、筒状部に取り付けられ、弁体に当接するバルブキャップ、大気導入口及びエアフィルタを有するフィルタユニットと、弁体取り付け部に取り付けられ、燃料タンク内が負圧になったときにバルブキャップから開弁する弁体と、弁体のバルブキャップ側においてバルブキャップ方向に突出する突起部とを備えていることを特徴とする燃料供給装置である。

請求項１の本発明では、給油口から燃料タンクに至るインレットパイプと、インレットパイプの側面に設けられ、インレットパイプから突出する筒状部と、筒状部の底面に設けられ、大気を前記インレットパイプ内に導入可能な孔部と、筒状部の底面に設けられた弁体取り付け部と、筒状部に取り付けられ、弁体に当接するバルブキャップ、大気導入口及びエアフィルタを有するフィルタユニットと、弁体取り付け部に取り付けられ、燃料タンク内が負圧になったときにバルブキャップから開弁する弁体を有している。このため、燃料タンク内が負圧になったときにインレットパイプから突出する筒状部の孔部から大気を導入することで燃料タンク内の負圧を解消することができる。

また、筒状部に取り付けられ、弁体に当接するバルブキャップ、大気導入口及びエアフィルタを有するフィルタユニットを有しているので、大気に含まれる塵埃をエアフィルタから先に通過することを阻止し、バルブキャップと弁体間の機密性を確保することができる。

さらに、弁体のバルブキャップ側においてバルブキャップ方向に突出する突起部を備えているので、弁体の突起部は、弁体を弁体取り付け部に取り付けるときの持ち手になり、取り付けの確実性と作業性が向上する。

請求項２の本発明は、弁体の突起部は、弁体の付け根部からバルブキャップ方向に向けて、筒状の錐台形が分割された形状になっている燃料供給装置である。

請求項２の本発明では、弁体の突起部は、弁体の付け根部からバルブキャップ方向に向けて、筒状の錐台形が分割された形状になっているので、弁体を弁体取り付け部に取り付けるときの持ち手として用いる場合には、分割された形状のため、分割各部分が、若干の弾性を有し、突起部を確実に掴むことができる。また、突起部は、弁体に向けてすそ野が拡がった形状になっているため、フィルタユニットを筒状部に取り付けるときに、弁体とバルブキャップの位置に少しズレがあっても、正規の位置に戻すことができる。

請求項３の本発明は、突起部の弁体との付け根部の外形は、バルブキャップの内形より僅かに小さくなっている燃料供給装置である。
請求項３の本発明では、突起部の弁体との付け根部の外形は、バルブキャップの内形より僅かに小さくなっているので、フィルタユニットのバルブキャップを弁体上に取り付けるガイドになり、取り付けの確実性と作業性が向上する。

なお、バルブキャップが筒状の円柱であり、突起部が筒状の円錐台を分割した形状である場合、バルブキャップの内形とは、筒状の円柱の内径であり、突起部の弁体との付け根部の外形とは、筒状の円錐台の底面の外径である。

請求項４の本発明は、弁体の突起部は、弁体がフィルタユニットに取り付けられたときにバルブキャップを越えて延在し、さらに突起部の先端部分には、バルブキャップ側方向に突出する鍵状部が設けられている燃料供給装置である。

請求項４の本発明では、弁体の突起部は、弁体がフィルタユニットに取り付けられたときにバルブキャップを越えて延在し、さらに突起部の先端部分には、バルブキャップ側方向に突出する鍵状部が設けられているので、突起部がバルブキャップ内を通過するときは、鍵状部の存在によって突起部が内側に撓み、突起部がバルブキャップに接しつつ通過することになり、弁体の取り付けの確実性が増す。

また、鍵状部がフィルタユニットのバルブキャップを通過し終わると、突起部の撓んだ状態が解放され、元に戻るときに「カチツ」という音がするため、弁体がバルブキャップに確実に取り付けられたことを確認することができる。

燃料タンク内が負圧になると弁体が開弁し、大気がエアフィルタと弁体を通って燃料タンク内に流入する。この時、大気中の塵埃がエアフィルタで除去されるので、大気中の塵埃噛み込みに基づく弁体の作動不良が防止できる。

また、弁体の突起部は、弁体取り付け部に取り付けるときの弁体の持ち手になり、フィルタユニットのバルブキャップを弁体上に取り付けるガイドになるので、取り付けの確実性と作業性が向上する。さらに、鍵状部がフィルタユニットのバルブキャップを通過し終わると突起部の撓みが解放され、元の形状に戻る時に「カチツ」という音がするので、突起部がバルブキャップに確実に取り付けられたことを確認することができる。

本発明の実施形態１の燃料供給装置の正面図である。本発明の実施形態１のバルブモジュールの正断面図である。本発明の実施形態１の燃料供給装置に用いられる弁体の斜視図である。本発明の実施形態２のバルブモジュールの正面図である。フィルタユニットを用いた燃料供給装置の正面図である。

本発明は、燃料タンク内の圧力が低下した場合に、インレットパイプに取り付けられた筒状部内の弁体の開弁により大気を流入させる燃料供給装置に関し、弁体取り付けの作業性と確実性を向上させる燃料供給装置に関するものである。

図１は、本発明の実施形態１の燃料供給装置４０の正面図であり、図２は、バルブモジュール５０の正断面図である。実施形態１の燃料供給装置４０は、燃料タンク１１と、燃料タンク１１に燃料を供給するインレットパイプ１２と、インレットパイプ１２の給油口１３を開閉するフューエルキャップ１４と、インレットパイプ１２の給油口１３近傍に設けられた筒状部１５と、筒状部１５に配設される弁体２０と、筒状部１５に取り付けられたフィルタユニット３０とを備えている。なお、バルブモジュール５０とは、インレットパイプ１２の筒状部１５と、筒状部１５に配設される弁体２０と、筒状部１５に取り付けられたフィルタユニット３０を合わせた部分の総称である。本実施形態において、インレットパイプ１２、筒状部１５、フィルタハウジング３２、バルブキャップ３４、弁体２０及び突起部２１はいずれも樹脂製である。また、筒状部１５、バルブキャップ３４、弁体２０は円柱形状である。

図２に示すように、インレットパイプ１２の側面に設けられた筒状部１５には、弁体２０が開弁時にフィルタユニット３０から供給される大気がインレットパイプ１２内に流入可能な孔部１６と、大気の流入を制御する弁体２０とバネ部材１８が取り付けられる弁体取り付け部１７が設けられている。

弁体２０のインレットパイプ１２側には、バネ部材１８を取り付けるバネ部材取り付け溝２３が、また、バネ部材１８を取り付けた弁体２０を筒状部１５の弁体取り付け部１７に取り付ける弁体取り付け溝２４が設けられている。一方、弁体２０の弁体取り付け溝２４とは反対の面には、突起部２１が設けられている。突起部２１は弁体２０から離れる方向において、内側に傾斜している。

フィルタユニット３０は、フィルタハウジング３２、エアフィルタ３３とバルブキャップ３４から構成されている。フィルタハウジング３２のバルブキャップ３４から最も遠い位置に内に大気の導入口３１が設けられている。また、フィルタハウジング３２の導入口３１の下流側には蛇腹形状のエアフィルタ３３が収容されている。

フィルタハウジング３２のインレットパイプ１２の筒状部１５側には、弁体２０をインレットパイプ１２側に押さえるバルブキャップ３４が配設されている。フィルタハウジング３２とバルブキャップ３４は溶着により一体化されている。

バルブキャップ３４の弁体２０との当接側は、フィルタハウジング３２から突出するようにフィルタハウジング３２に取り付けられる。これは、後にフィルタユニット３０を筒状部１５に取り付けるときにバルブキャップ３４が弁体２０を押しつける形となり、バルブキャップ３４と弁体２０を確実に当接させるためである。

その結果、バルブキャップ３４と弁体２０とは、通常、当接しており、その状態では、フィルタハウジング３２内の大気は弁体２０で完全に遮断され、弁体２０を通過し、孔部１６からインレットパイプ１２内に大気が漏れることはない。

図３に示すように、弁体２０のバルブキャップ３４との当接側には、突起部２１が設けられている。突起部２１は、筒状の円錐台が４分割された形状になっている。突起部２１が筒状の錐台形状、本実施形態では、円錐台形状のため、突起部２１は軽くて済むので、燃料タンク１１が負圧になったときに、バネ部材１８の付勢に抗して弁体２０は確実に作動する。また、分割された形状のため、突起部を確実に掴むことができる。

本実施形態では、突起部２１は、筒状の円錐台が４分割された形状としたが、分割は４分割には限られず、また、分割された突起部２１の各々の形状は、同一でも異なっていてもよい。さらに、突起部２１の厚さについては、均一でもよいが、突起部２１と弁体２０との付け根部分の強度と突起部２１の軽量化を考慮すると、突起部２１は、突起部２１と弁体２０との付け根部分が厚く、径が狭まるにつれて薄くなるようにすることが望ましい。

筒状の円錐台形状の突起部２１の上面と底面の径については、突起部２１が弁体２０を取り付けるときの持ち手になること、バルブキャップ３４を取り付けるときのガイドになることを考慮すると大きな差があることは望ましくなく、円錐台の底面と側面が形成する角度は６０度以上８５度以下が望ましい。また、突起部２１の高さは、突起部２１が弁体２０を取り付けるときの持ち手になり、弁体２０を筒状部１５に取り付けることを考慮すると１０ｍｍ以上が望ましい。

筒状の円錐台形状の突起部２１の底面の径については、突起部２１が、フィルタユニット３０を筒状部１５に取り付けるとき、すなわち、バルブキャップ３４を弁体２０上に取り付けるときにガイドになることを考慮し、円錐台の底面の外径は、筒状の円柱形状のバルブキャップ３４の内径より僅かに小さく形成することが望ましい。そして、弁体２０において、突起部２１の外側部分がバルブキャップ３４と当接する。

なお、突起部２１は、弁体２０と同一材料であってもよいし、異種材料であってもよい。また、弁体２０に接着や溶着で組み付けてもよいし、弁体２０と一体成形してもよい。

本実施形態のバルブモジュール５０は、以下のように組付けられる。まず、弁体２０のバネ部材取り付け溝２３にバネ部材１８を装着し、その後、インレットパイプ１２の筒状部１５に形成された弁体取り付け部１７に弁体取り付け溝２４を挿入して取り付ける。この時、弁体２０は、弁体取り付け部１７に弁体取り付け溝２４が挿入されているので、図面上で左右方向に移動可能であり、固定されていない。なお、弁体２０の突起部２１は、弁体２０を弁体取り付け部１７に取り付けるときの持ち手になる。

次に、エアフィルタ３３が収容され、バルブキャップ３４が溶着により一体化されたフィルタユニット３０をインレットパイプ１２の筒状部１５に取り付ける。この時、バルブキャップ３４の先端部分が弁体２０を筒状部１５内に押し付ける形になるとともに弁体２０の突起部２１は、フィルタユニット３０のバルブキャップ３４を弁体２０上に取り付けるガイドになる。
最後に、フィルタユニット３０とインレットパイプ１２の筒状部１５を溶着により一体化する。

したがって、弁体２０の突起部２１は、弁体取り付け部１７に弁体取り付け溝２４を挿入して取り付けるときの弁体２０の持ち手になり、フィルタユニット３０のバルブキャップ３４を弁体２０上に取り付けるガイドになるので、取り付けの確実性と作業性が向上する。

本実施形態のバルブモジュール５０の機能は、以下の通りである。通常、燃料タンク１１内の圧力が大気圧と同じ場合は、弁体２０は、バネ部材１８の付勢によりバルブキャップ３４に押さえ付けられており、すなわち、弁が閉じている状態であり、燃料タンク１１及びインレットパイプ１２の機密が保たれている。

燃料タンク１１内の圧力が大気圧より低くなると、弁体２０がバネ部材１８の付勢に抗してインレットパイプ１２側に移動するので、弁が開き、フィルタハウジング３２内とインレットパイプ１２が孔部１６により連通する。その結果、大気中の空気が、導入口３１からフィルタハウジング３２内に導入され、孔部１６、インレットパイプ１２を通って燃料タンク１１内に流入する。

大気中には塵埃が浮遊しているが、フィルタユニット３０は、フィルタハウジング３２内に蛇腹状のエアフィルタ３３が収容されているので、エアフィルタ３３は、大気は通過させるが、大気中の塵埃の通過を阻止する。その後、燃料タンク１１内の圧力と大気圧が同一になったときに弁体２０は閉弁し、元の状態に戻る。その結果、弁体２０が存在する部分に大気中の塵埃が届くことはなく、弁体２０とバルブキャップ３４間に塵埃が噛み込む恐れはない。

図４は、本発明の実施形態２のバルブモジュール５０の正面図である。本実施形態２と実施形態１との相違点は、本実施形態２における筒状部１５に設けられた突起部２１は、弁体２０をフィルタユニット３０に取り付けたときに、突起部２１がバルブキャップ３４を越えてフィルタハウジング３２内まで延び、さらにその先端部分のバルブキャップ３４側には、鍵状部２２が設けられている点にある。

鍵状部２２は、ａ＜ｂの関係となる傾斜を有する形状になっている。また、バルブキャップ３４の内径をｃとすると、鍵状部２２とバルブキャップ３４との関係では、ａ＜ｃ＜ｂの関係となっている。上記関係を有することで、フィルタユニット３０を筒状部１５に取り付けるときに、まず、ａ＜ｃの関係にあることから、鍵状部２２の先端がバルブキャップ３４内に入ることができる。

次に、ｃ＜ｂの関係にあることから、鍵状部２２がバルブキャップ３４内を通過するときには、突起部２１が内側に撓み、鍵状部２２は、鍵状部２２の後端がバルブキャップ３４内に接触しながらバルブキャップ３４内を通過する。

そして、鍵状部２２の後端がバルブキャップ３４を通過し終わったときに、突起部２１の撓みが解消され、突起部２１が元の形状に戻る。その際に「カチツ」という音を発生し、鍵状部２２がバルブキャップ３４を通過し終わったことを確認することができる。

なお、突起部２１に関し、弁体２０から鍵状部２２の後端までの高さは、鍵状部２２がバルブキャップ３４を通過し、且つ弁体２０の開弁長、すなわち、弁体２０閉時の弁体2２０と弁体取り付け部１７の先端までの距離を考慮すると、バルブキャップ３４の高さに弁体２０閉時の弁体２０と弁体取り付け部１７の先端までの距離を加えた値に設定することが望ましい。

本実施形態のバルブモジュール５０は、以下のように組付けられる。まず、弁体２０のバネ部材取り付け溝２３にバネ部材１８を装着し、その後、インレットパイプ１２の筒状部１５に形成された弁体取り付け部１７に弁体取り付け溝２４を挿入して取り付ける。この時、弁体２０は、弁体取り付け部１７に弁体取り付け溝２４が挿入されているので、図面上で左右方向に移動可能であり、固定されていない。なお、弁体２０の突起部２１または鍵状部２２は、弁体２０を弁体取り付け部１７に取り付けるときの持ち手になる。

次に、フィルタユニット３０をインレットパイプ１２の筒状部１５に取り付ける。この時、弁体２０の突起部２１の先端部分には鍵状部２２があるので、前述の通り突起部２１は内側に撓んでフィルタユニット３０のバルブキャップ３４を通過する。そして、鍵状部２２がフィルタユニット３０のバルブキャップ３４を通過し終わると、撓みが解放され、元の形状に戻り、突起部２１がバルブキャップ３４に取り付けられる。最後に、フィルタユニット３０とインレットパイプ１２の筒状部１５を溶着により一体化する。

したがって、弁体２０の突起部２１または鍵状部２２は、弁体取り付け部１７に取り付けるときの弁体２０の持ち手になり、弁体２０の突起部２１がフィルタユニット３０のバルブキャップ３４を弁体２０上に取り付けるガイドになるので、取り付けの確実性と作業性が向上する。さらに、鍵状部２２がフィルタユニット３０のバルブキャップ３４を通過し終わると、撓みが解放され、元の形状に戻る時に「カチツ」という音がするので、突起部２１がバルブキャップ３４内に確実に取り付けられたことを確認することができる。

本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。

本実施形態では、弁体２０の突起部２１は、４分割された筒状の円錐台が弁体２０のフィルタユニット３０のバルブキャップ３４との当接面に設けられていたが、弁体２０を弁体取り付け部１７に取り付けるときの弁体２０の持ち手、フィルタユニット３０のバルブキャップ３４を弁体２０上に取り付けるガイドになる効果を奏すれば、他の形状でもよい。例えば、筒状の円錐台の上面の上に筒状の円柱を載せたような形状にする場合が考えられる。

また、本実施形態では、フィルタユニット３０と筒状部１５は溶着で固定されていたが、係止突起とシーリング部材を使用して組み付けてもよい。

１１燃料タンク
１２インレットパイプ
１５筒状部
１６孔部
１７弁体取り付け部
１８バネ部材
２０弁体
２１突起部
２２鍵状部
２３バネ部材取り付け溝
２４弁体取り付け溝
３０フィルタユニット
３１導入口
３２フィルタハウジング
３３エアフィルタ
３４バルブキャップ
４０燃料供給装置
５０バルブモジュール

Claims

給油口から燃料タンクに至るインレットパイプと、
該インレットパイプの側面に設けられ、前記インレットパイプから突出する筒状部と、
該筒状部の底面に設けられ、大気を前記インレットパイプ内に導入可能な孔部と、
前記筒状部の底面に設けられた弁体取り付け部と、
前記筒状部に取り付けられ、前記弁体に当接するバルブキャップ、大気導入口及びエアフィルタを有するフィルタユニットと、
前記弁体取り付け部に取り付けられ、前記燃料タンク内が負圧になったときに前記バルブキャップから開弁する弁体と、
前記弁体の前記バルブキャップ側において前記バルブキャップ方向に突出する突起部と、
を備えていることを特徴とする燃料供給装置。
前記弁体の前記突起部は、前記弁体の付け根部から前記バルブキャップ方向に向けて、筒状の錐台形が分割された形状になっている請求項１に記載の燃料供給装置。
前記突起部の前記弁体との付け根部の外形は、前記バルブキャップの内形より僅かに小さくなっている請求項１又は請求項２に記載の燃料供給装置。
前記弁体の前記突起部は、前記弁体が前記フィルタユニットに取り付けられたときに前記バルブキャップを越えて延在し、さらに前記突起部の先端部分には、前記バルブキャップ側方向に突出する鍵状部が設けられている請求項１乃至請求項３に記載の燃料供給装置。