JP3036550B2 - 給油ノズル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車燃料タンク内の
ベーパを吸引して、燃料油の種類を自動的に判断する給
油装置に適した給油ノズルに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車には、その燃料としてガソリンを
使用するものと、軽油を使用するものの２種類のものが
あり、適合しない燃料を使用した場合には、エンジンに
重大な支障を来す。このため、給油に先立って自動車燃
料タンク内のベーパをガスセンサに吸引して燃料タンク
の油種を判別し、自動車に使用すべき油種とこれから給
油しようとする燃料油の油種とが一致した場合だけ燃料
の吐出を可能ならしめるようにした給油装置が提案され
ている（特開平1-199900号公報）。

【０００３】このような給油装置にあっては、通常、給
油装置本体にベーパに基づいて油種を判定するためのガ
スセンサを設け、エアチューブによりガスセンサと給油
ノズルのベーパ吸排気口と接続することで、ガスセンサ
に対する防爆処理を取り易くしている。このため、エア
チューブの先端からガスセンサまでの管路長が長くな
り、センサ出力を判定するタイミングが重要な問題とな
る。すなわち、ガソリンと軽油との区別は、ガソリンを
収容している燃料タンクのベーパ濃度が、軽油を収容し
ているタンクよりも高いことを積極的に利用しているた
め、燃料タンク内の気体のサンプリングを開始した時点
からガスセンサに到達するであろう時間が経過した時点
でガスセンサからの出力信号を取込むようにしている。

【０００４】このため、サンプリングを開始した時点を
明確な信号として出力させることと、操作の複雑化を避
ける目的で、図８に示したようにノズルの胴部Ａに給油
レバーＢと連動して作動する機械式切換弁Ｃを取付け、
この切換弁Ｃを介してノズルの筒先部Ｄの先端に設けら
れたベーパ吸排気口ＥとエアチューブＦを接続するよう
に構成されている。このような構造によれば、給油に先
立ってノズルの筒先部Ｄを自動車の燃料タンクに挿入し
た状態で、給油レバーＢを引上げることにより切換弁Ｃ
がレバーＢにより開放され、これによって自動車燃料タ
ンク中のベーパがベーパ吸排気口Ｅから吸引される。ベ
ーパの吸引が行なわれると、エアチューブＦ内の圧力が
上昇するので、この圧力上昇時点を給油装置本体に設け
られている圧力スイッチにより検出して、一定時間後に
ガスセンサからの信号を取込んで油種の判定を行ない、
判定後にエアーチューブＦ内に送気して掃気操作を行な
うようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、自動車
の燃料タンクに給油口近くまで燃料が存在する場合、ま
たはトラックやオートバイのように給油口とタンク本体
の距離が短い場合には、燃料油を補給しようとしてノズ
ルを挿入すると、ノズル先端に設けられているベーパ吸
排気口Ｅが燃料油により閉塞され、給油レバーＢを引上
げた時点で負圧により燃料油が直接吸引されるために、
エアチューブＦがベーパ等の気体を吸引することができ
ず、したがってエアチューブ内に圧力上昇が起こらなく
なる。このため、ベーパサンプリング用吸引ポンプが作
動し続けてエアチューブＦに燃料油が吸引されてしま
い、ガスセンサーが燃料油で浸漬されて破損されるとい
った問題がある。

【０００６】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであって、その目的とするところは自動車燃料油の
液面レベルに関わりなく、エアチューブへの燃料油の吸
引を防止してベーパだけを確実に吸引することができる
新規な給油ノズルを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明のおいては、給油レバーにより開閉操作
される主弁を収容した胴部と、該胴部に接続する筒先部
と、前記給油レバーに連動する止弁と、一端が油種判定
手段に、他端が前記筒先部の前記胴部側に連通し、前記
止弁により流路が開閉されるエアチューブとを備えるよ
うにした。

【０００８】

【作用】自動車燃料タンクにほぼ一杯の燃料油が存在し
ていても燃料油に満たされない給油ノズルの筒先部後方
にベーパ吸排気口が位置しているから、エアチューブ
は、この筒先部空間の空気を吸引する。このため、自動
車燃料タンクの液面レベルが低い場合には、ノズル筒先
部を経由して自動車燃料タンク内のベーパを吸引するこ
とになる。また自動車燃料タンクが満タン近くまで液面
レベルが上昇していて、筒先部が閉塞されている場合に
も、ベーパ吸排気口は依然としてノズル筒先部の空間に
連通しているから、ここの空気を吸引し、エアチューブ
内の圧力が上昇する。

【０００９】

【実施例】そこで、以下に本発明の詳細を図示した実施
例に基づいて説明する。図１は、本発明の給油ノズルが
適用される給油装置の一例を示すものであって、図中符
号１は、ポンプモータ２により駆動される給油ポンプ
で、吐出口には流量計３を介してノズルホース４が接続
されていて、地下タンクの燃料油を給油ノズル５に送液
するようになっている。流量計３には、流量パルス発信
器６が設けられていて、これからの信号を制御装置７に
より給油量として表示器８に表示するようになってい
る。

【００１０】図中符号１０は自動車燃料タンクのベーパ
を吸引したり、吸引したベーパを掃気するエアを発生す
る負圧・正圧発生手段で、この実施例ではダイヤフラム
ポンプにより構成されており、切換弁１１を介して、圧
力スイッチ１２とガスセンサー１３に接続されている。
ガスセンサー１３は、エアチューブ１４により後述する
給油ノズル５の切換弁５５に接続されている。制御装置
７は、圧力スイッチ１２、及びガスセンサー１３からの
信号を受け、圧力スイッチ１２によりエアチューブ１４
の圧力が上昇した時点から一定の時間後のガスセンサー
１３の出力を取込んで自動車燃料タンクの油種を判定
し、判定終了後に切換弁１１により流路を切り替えて掃
気用のエアを供給するように構成されている。なお、図
中符号１７は負圧・正圧発生手段１０を駆動するモータ
を示す。

【００１１】図２は、前述の負圧・正圧発生手段１０を
中心としてベーパサンプリング機構の一実施例を示すも
のであって、図中符号２０はダイヤフラムを使用した容
積式ポンプで、ポンプケース２１を第１と第２のポンプ
室２２、２３に２分するようにダイヤフラム２４が設け
られ、各ポンプ室２２、２３には吸気弁２５、２６と排
気弁２７、２８が設けられている。ダイヤフラム２４
は、伸縮性シール部材２９を介して外部の作動杆３０の
一端に連結されており、作動杆３０の他端に接続する往
復動モータ１７により往復運動するようになっている。

【００１２】第１のポンプ室２２は、吸気弁２５に導管
３１を介して３ポート２位置切換弁１１と、リリーフ弁
３３を介して第２のポンプ室２３の吸気弁２６が接続さ
れ、また排気弁２７に導管３４を介してノズル収容凹部
３５のエア噴出口３６に連通されている。第２のポンプ
室２３は、吸気弁２６にフィルタ３７を介してエア取入
口３８に連通され、また排気弁２８は導管３９を介して
３ポート２位置切換弁１１に接続され、さらに両弁２
７、２８間にはリリーフ弁４０が接続されている。

【００１３】この切換弁１１は、常時はａ位置に、また
付勢された場合にはｂ位置に移動し、ａ位置においては
導管３１をガスセンサー１３に接続し、またｂ位置にお
いては第２のポンプ室２３の排気弁２８をガスセンサー
１３に接続するようになっている。

【００１４】１４は、給油ホース４に沿って設けられた
エアチューブで、一端がガスセンサー１３に、また他端
が、図３に示したように給油レバー５０に連動する止弁
５５に接続され、ここから筒先部後端のノズル筒先部５
１に連通する箇所に設けられたベーパ吸排気口５４に接
続されている。

【００１５】図３は、本発明の給油ノズルの一実施例を
示すものであって、給油レバー５０の引上げにより開放
して給油ホース４の燃料油を筒先部５１に送り出す主弁
５２が胴部５３に収容され、また、胴部５３の近傍、つ
まり筒先部５１の後方には、ベーパ吸排気口５４が設け
られている。５５は、エアチューブ１４とベーパ吸排気
口５４との流路を開閉する逆止弁５５ａを備えた止弁
で、作動杆５６が飛出した状態（ａ位置）では逆止弁５
５ａにより閉止を、また作動杆５６が給油レバー５０に
より押し込まれた状態（ｂ位置）では流路を開放するよ
うになっている。

【００１６】次にこのように構成した装置の動作を第４
図に示したようにフローチャートに基づいて説明する。
ノズル掛けからノズル５が外されてノズルスイッチＳＷ
がＯＮになると（ステップ イ）、制御装置７は、表示
器８を帰零し、負圧・正圧発生手段１０のモータ１７を
高速運転させる（ステップ ロ）。これにより第１のポ
ンプ室２２で発生した負圧が導管３１、４１を通ってガ
スセンサ１３、及びエアチューブ１４に作用する。この
時点では給油レバー５０が引き下ろされたままなので、
止弁５５がａ位置にいるから、エアチューブ１４は閉止
していて、エアチューブ１４に大きな負圧が作用し、圧
力スイッチ１２がＯＮとなって信号が出力される（ステ
ップ ハ）。

【００１７】この状態で、給油ノズル５の筒先部５１を
自動車の燃料タンクに挿入してノズルレバー５０を引上
げると、主弁５２が開き、同時にレバー５０に連動して
止弁５５がｂ位置に移動させられてサンプリング流路が
開放される。これによりベーパ吸排気口５４から燃料タ
ンク内のベーパがエアチューブ１４に流れ込んで、エア
チューブ１４の圧力が上昇して、圧力スイッチ１２がＯ
ＦＦとなる（ステップニ）。制御装置７は、圧力スイッ
チ１２からの信号によりサンプリングが開始されたこと
を検知する。

【００１８】自動車燃料タンク内のベーパは、負圧・正
圧発生手段１０に吸引されてガスセンサ１３に流れ込
み、ガスセンサ１３からの出力が時間とともに上昇す
る。所定時間ΔＴ１が経過するまでにベーパ吸排気口５
４が液で塞がれて圧力上昇が生じないと、（ステップ
ホ、ヘ）、制御装置７は、ガスセンサ１３からの信号を
取込んで（ステップ ト）、予め定められている燃料油
毎の濃度データと比較する。

【００１９】すなわち、燃料油がガソリンの場合には、
燃料タンク内の有機ガス成分の濃度が高いから、ガスセ
ンサ１３からは高い濃度を示す信号が出力し、また軽油
はガソリンよりも沸点が高いため、燃料タンク内の有機
ガス成分の濃度が低く、ガスセンサ１３からは低い濃度
を示す信号が出力する。

【００２０】この比較の結果、ガソリン、もしくは軽油
と明確に判定され（ステップ チ）、かつこの給油ノズ
ルに登録されている油種と一致した場合には（ステップ
リ）、切換弁１１をｂ位置に移動させて第２のポンプ
室２３の排気弁２８からのエアをエアチューブ１４に供
給し、モータ１７を低速運転するとともに、給油ポンプ
１を作動させて給油を開始させる（ステップ ヌ）。負
圧・正圧発生手段１０の排気弁２８からのエアは、ガス
センサ１３を通ってエアチューブ１４、そしてノズル５
のベーパ吸排気口５４に流れ込み、サンプリング流路を
掃気してガスセンサ１３の劣化を防止するとともに、給
油中に燃料油がベーパ吸排気口５４に流れ込むのを防止
する。

【００２１】給油量が所定量に達してノズルレバー５０
が引下げられると、主弁５２が閉止して給油が停止し、
レバー５０に連動する切換弁５５がａ位置に移動して逆
止弁５５ａに接続される。

【００２２】ノズル５がノズル掛けに戻されてノズルス
イッチＳＷがＯＦＦになると（ステップ ル）、給油ポ
ンプ１が停止し、負圧・正圧発生手段１０が高速運転さ
れる（ステップ ヲ）。所定時間ΔＴ２の間さらに負圧
・正圧発生手段１０が高速運転を続ける（ステップ
ワ）。これにより、第２のポンプ室２３の排気弁２８か
らノズル筒先部５１の後端のベーパ吸排気口５４にエア
が流れ込み、サンプリング流路の掃気とノズル筒先部５
１に付着している燃料油の排除を行ない、所定の時間Δ
Ｔ２が経過した段階でモータ１７が停止し、切換弁１１
が元の位置に復帰する（ステップ カ）。

【００２３】一方、既に満タン状態にある自動車の燃料
タンクに給油ノズル５を挿入して給油レバー５０を引上
げると、止弁５５が開放されてエアチューブ１４からの
負圧がベーパ吸排気口５４に作用することになる。もと
より、ノズル筒先部５１は、給油が開始される以前の段
階では燃料油に満たされておらずベーパを含む空気を溜
めている。

【００２４】これによりベーパ吸排気口５４からノズル
筒先部５１内のベーパがエアチューブ１４に流れ込ん
で、エアチューブ１４の圧力が上昇して、圧力スイッチ
１２がＯＦＦとなる（ステップ ニ）。制御装置７は、
圧力スイッチ１２からの信号によりサンプリングが開始
されたことを検知する。

【００２５】サンプリングが開始されてから所定時間Δ
Ｔ1が経過するまでに、筒先部５１内のベーパが吸引さ
れ終わると、ベーパ吸排気口５４が液で塞がれ、エアチ
ューブ１４の圧力が降下し、圧力スイッチ１２がＯＮと
なり（ステップ ホ）、切換弁１１を切換えて導管３９
をエアチューブ１４に連通させて負圧・正圧発生手段１
０のモータ１７を低速運転した状態で図示しない報知器
を作動させて（ステップ ヨ）、安全の確認を促す。

【００２６】報知によりノズル５がノズル掛けに戻され
てノズルスイッチＳＷがＯＦＦになると（ステップ
タ）、報知を停止し、モータ１７を高速運転して（ステ
ップレ）、ステップ（ワ）以下の工程を実行する。

【００２７】また、油種判定の結果、ガソリンとも軽油
とも明確に判定できない場合（ステップ チ）、及び油
種判定の結果、異油種と判定した場合は（ステップ
リ）、切換弁１１を切替えて導管３９をエアチューブ１
４に連通させて負圧・正圧発生手段１０のモータ１７を
低速運転した状態で図示しない報知器を作動させて（ス
テップ ヨ）油種の確認を促す。

【００２８】なお、この実施例におては圧力スイッチ１
２によりエアチューブ１４の圧力上昇を判定するように
しているが、負圧・正圧発生手段１０を駆動するモータ
１７の負荷電流は、図５に示したように切換弁５５が閉
止状態（Ｔ1）から開放状態（Ｔ2）に切り替わると、ポ
ンプ負荷が小さくなってモータ１７の負荷電流が急激に
ΔＩだけ減少するので、この減少を検出することにより
サンプリング開始時点を知ることができる。

【００２９】図６は、給油ノズルの第２実施例を示すも
のであって、図中符号６０は、ノズル筒先部５１の先端
に形成されたベーパ吸排気口６１とノズル胴部５３に設
けられた止弁５５とを接続するベーパ吸引パイプで、筒
先部５１の内側に配設されて同図（ロ）に示したように
胴部５３から所定の距離には長溝６３が形成されてい
る。

【００３０】この実施例において、残量が少ない自動車
燃料タンクにノズル筒先部５１を挿入して給油レバー５
０を引上げると、止弁５５が開放されて負圧がベーパ吸
引パイプ６０に作用する。自動車燃料タンク内のベーパ
は、筒先部５１の先端に設けられているベーパ吸排気口
６１やベーパ吸引管６０の長溝６３から吸引されてガス
センサー１３に送られ、タンク内の燃料油の判断が行わ
れる。

【００３１】一方、給油口近傍まで燃料油が存在してい
る自動車燃料タンクにノズル筒先部５１を挿入すると、
ノズル筒先部５１が燃料油に浸漬され、筒先部５１の先
端に位置するベーパ吸排気口６１も燃料油により閉塞さ
れる。

【００３２】この状態で給油レバー５０を引上げると、
止弁５５が開放されて負圧がベーパ吸引管６０に作用す
る。しかしながら給油ノズル筒先部５１に存在する空間
にベーパ吸引管６０の長溝６３が連通しているから、こ
この空間のベーパを吸引することになる。これによりエ
アチューブ１４の圧力が上昇し、サンプリングの開始が
判定されることになる。

【００３３】図７は、給油ノズルの第３実施例を示すも
のであって、図中符号７０は、止弁５５からノズル筒先
部５１の先端にまで、筒先部５１の表面に沿うように設
けられたベーパ吸引管で、図６に示した実施例と同様に
同図（ロ）に示したように軸方向に長溝７１が形成され
ている。

【００３４】この実施例において、残量が少ない自動車
燃料タンクに給油ノズルを挿入して装置を作動させる
と、タンク内のベーパは、ベーパ吸引管７０の先端開口
７０ａ、及び長溝７１から吸引されてガスセンサー１３
に送り出され、自動車燃料タンクの燃料油の判断に供さ
れる。

【００３５】一方、タンクの給油口近傍まで燃料油が存
在する自動車の燃料タンクに給油ノズル５を挿入して
も、ベーパ吸引管７０のノズル胴部５３の近傍の長溝７
１は、依然として大気に連通しているため、自動車燃料
タンクの給油口近傍のベーパを含んだ空気を吸引するこ
とになる。これにより自動車燃料タンクの燃料油を吸引
することが防止される。

【００３６】この実施例によれば燃料油を通過させるた
めのノズル筒先部の有効断面積を大きくすることができ
る。

【００３７】

【発明の効果】以上、説明したように本発明において
は、給油レバーにより開閉操作される主弁を収容した胴
部と、胴部に接続する筒先部と、給油レバーに連動する
止弁と、一端が油種判定手段に、他端が筒先部の胴部側
に連通し、止弁により流路が開閉されるエアチューブと
を備えたので、自動車燃料タンクの液面の如何に関わり
なく、構造の複雑化を招くことなく、自動車燃料タンク
の燃料油の吸引を防止して、ベーパだけを確実に油種判
定手段に供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の給油ノズルが適用される給油装置の一
実施例を示す構成図である。

【図２】同上装置のサンプリング装置の一実施例を示す
構成図である。

【図３】本発明の給油ノズルの一実施例を示す断面図で
ある。

【図４】同上装置の動作を示すフローチャートである。

【図５】本発明の他の実施例を示すためのモータ負荷電
流特性線図である。

【図６】同図（イ）は本発明の給油ノズルの第２実施例
を示す断面図であり、また同図（ロ）はベーパ吸引管を
示す斜視図である。

【図７】同図（イ）は本発明の給油ノズルの第３実施例
を示す断面図であり、また同図（ロ）はベーパ吸引管を
示す斜視図である。

【図８】従来の給油ノズルの一例を示す断面図である。 １ 給油ポンプ ２ モータ ３ 流量計 ４ ノズルホース ５ ノズル ６ 流量パルス発信器 ７ 制御装置 １０ 負圧・正圧発生手段 １２ 圧力スイッチ １３ ガスセンサ １４ エアチューブ １７ モータ ５０ 給油レバー ５１ ノズル筒先部 ５３ 胴部 ５４ ベーパ吸排気口

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−133797（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B67D 5/32 B67D 5/378

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給油レバーにより開閉操作される主弁を
   収容した胴部と、該胴部に接続する筒先部と、前記給油
   レバーに連動する止弁と、一端が油種判定手段に、他端
   が前記筒先部の前記胴部側に連通し、前記止弁により流
   路が開閉されるエアチューブとを備えた給油ノズル。
2. 【請求項２】 前記エアチューブの他端に、前記筒先部
   の軸方向の延びる管路が形成され、前記管路に前記筒先
   部の軸方向に延びる長孔により大気に開放されている請
   求項１に記載の給油ノズル。