JP5431030B2 - 燃料タンク - Google Patents
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Description
この燃料タンクのタンク本体は、射出成形された樹脂製のアッパシェルとロアシェルとから構成されている。前記アッパシェルの内壁面には、そのアッパシェルを射出成形する際、キャニスタの容器本体が一体で成形される。前記キャニスタの容器本体には、活性炭等の吸着材が充填され、その容器本体の開口が蓋材によって閉鎖される。次に、アッパシェルのフランジ部とロアシェルのフランジ部とが互いに接合されることで、前記タンク本体が完成する。
請求項1の発明は、複数のシェルを互いに接合させることにより構成されたタンク本体と、前記タンク本体内で発生した蒸発燃料を吸着できるように構成されたキャニスタとを備える燃料タンクであって、前記タンク本体を構成する一つの前記シェルの内壁面には、そのシェルと一体成形された複数の係合部が設けられており、前記係合部に前記キャニスタの側面に形成された複数の被係合部がそれぞれ係合することで前記キャニスタが前記タンク本体の内側に取付けられる構成であり、前記シェルには、前記複数の係合部が設けられている内壁面と同一の面に、前記キャニスタの大気ポートとパージポートとがそれぞれ挿入接続される大気ポート接続部とパージポート接続部とが形成されており、前記シェルの係合部と前記キャニスタの被係合部との係合方向が、前記シェルの大気ポート接続部とパージポート接続部とに対する前記キャニスタの大気ポートとパージポートとの挿入接続方向と一致しており、前記キャニスタの被係合部を前記シェルの係合部に係合させる際、前記シェルに形成された大気ポート接続部とパージポート接続部とに対して前記キャニスタの大気ポートとパージポートとが挿入接続される構成であることを特徴とする。
このように、キャニスタを被係合部と係合部との係合作用によって前記シェル(タンク本体)に取付ける構成のため、前記キャニスタをシェルに取付ける前に単独で製品検査をすることが可能になる。また、キャニスタの被係合部をシェルの係合部から外すことで、キャニスタの脱着も可能になる。
また、キャニスタはタンク本体の内側に取付けられるため、蒸発燃料がキャニスタを透過した場合でも、蒸発燃料が大気に漏れ出なくなる。さらに、前記キャニスタがタンク本体の外側に取付けられる場合と比較して燃料タンクの形状が複雑化しない。
また、シェルの大気ポート接続部、パージポート接続部とキャニスタの大気ポート、パージポートとの接続作業が容易になる。
このように、ベーパ通路と流入規制バルブとがキャニスタと一体化されてタンク本体の内側に取付けられるため、前記ベーパ通路等から漏れ出た蒸発燃料が大気に漏れ出なくなる。
このため、キャニスタの体積分だけタンク本体の内部において蒸発燃料が溜まる空間を少なくでき、蒸発燃料の発生量を減少させることができる。また、前記キャニスタをタンク本体内に収納することで燃料の貯留量が減少することがない。
<燃料タンク10の概要について>
以下、図1〜図8に基づいて本発明の実施形態1に燃料タンクの説明を行う。本実施形態に係る燃料タンクは、自動車で使用されるキャニスタ付きの燃料タンクである。
燃料タンク10は、図2等に示すように、アッパシェル12とロアシェル14とから構成されるタンク本体10mを備えている。アッパシェル12とロアシェル14は、樹脂の射出成形品であり、それらの表面が耐燃料透過性のバリア層Bで覆われている。ここで、アッパシェル12とロアシェル14の本体材料となる樹脂としては、例えば、高密度ポリエチレン(HDPE)が使用され、バリア層Bの材料としては、例えば、エチレンビニルアルコール共重合体(EVOH)が使用される。
アッパシェル12は、上板部12uと側板部12sとにより下側が開放された角形容器状に形成されており、その下側開口12hの周縁にフランジ部12fが形成されている。さらに、アッパシェル12の上板部12uの裏面(下面)所定位置には、図4(A)に示すように、キャニスタ20をアッパシェル12の内側上部に取付けるための複数の爪部120が下方に突出するように形成されている。爪部120は、アッパシェル12と一体で成形されており、図4(B)に示すように、平板部分122とその平板部分122の先端に形成された楔状の鉤部分124とから構成されている。爪部120の平板部分122は、厚み方向に弾性変形可能に構成されており、その平板部分122と鉤部分124との間に段差部分125が形成されている。そして、アッパシェル12の複数の爪部120が後記するようにキャニスタ20の複数の爪受け部20rと係合することで、前記キャニスタ20がアッパシェル12に取付けられる。
アッパシェル12のパージポート接続部130と大気ポート接続部140とは、そのアッパシェル12の爪部120がキャニスタ20の爪受け部20rと係合する際に、前記キャニスタ20のパージポート20pと大気ポート20eとが挿入接続される位置に形成されている。
ロアシェル14は、図2に示すように、底板部14dと側板部14sとにより上側が開放された角形容器状に形成されており、その上側開口14hの周縁にフランジ部14fが形成されている。そして、ロアシェル14のフランジ部14fとアッパシェル12のフランジ部12fとが接合されることで、タンク本体10mが形成される。
キャニスタ20は、図1に示すように、タンク本体10m内で発生した蒸発燃料を吸着して、その吸着した蒸発燃料をエンジンEの吸気管Wに供給可能に構成されている。キャニスタ20は、図1の模式図に示すように、密閉式のハウジング21を備えており、そのハウジング21の内部に主室22と第1副室23、第2副室24とが設けられている。主室22は、粒状の活性炭等からなる吸着材Cが充填される部屋であり、その主室22の両側に第1副室23と第2副室24とが設けられている。主室22と第1副室23、第2副室24間は、通気口を備える仕切り壁25によって仕切られており、それらの仕切り壁25の主室側表面が不織布等からなるフィルタ26によって覆われている。これにより、仕切り壁25の前記通気口からの吸着材Cの脱落を防止できる。
第1副室23の上部にはパージポート20pが形成されており、その第1副室23の下部にはベーパ配管35が接続されている。また、第2副室24の上部には大気ポート20eが形成されている。パージポート20pは、図4等に示すように、アッパシェル12に形成されたパージポート接続部130のポート受け部分132に対して軸方向(下方)から挿入接続されるように構成されており、そのパージポート20pの外周面にシール材であるオーリング20kが装着されている。また、大気ポート20eは、アッパシェル12に形成された大気ポート接続部140のポート受け部分(図示省略)に対して軸方向(下方)から挿入接続されるように構成されており、その大気ポート20eの外周面にシール材であるオーリング20q(図1参照)が装着されている。
ここで、図1では、キャニスタ20の働きを分かり易く示すために主室22を直線状に表しているが、実際の主室22は図3に示すように平面略U字形に形成されて、パージポート20pと大気ポート20eとは隣り合っている。
満タン規制バルブ37は、ベーパ配管35の内部にタンク本体10m内の燃料が流入しないようにすることで、そのタンク本体10m内の燃料液面の上昇を抑えるバルブである。即ち、満タン規制バルブ37を超えてタンク本体10m内の燃料液面が上昇することはない。満タン規制バルブ37は、図4(C)の模式図に示すように、弁ハウジング37cと、その弁ハウジング37c内に収納されたフロート式の弁体37fとを備えている。弁ハウジング37cには、底部分にタンク本体10m内と連通するタンク側開口37eが形成されており、天井部分にベーパ配管35と連通する配管側開口37pが形成されている。そして、フロート式の弁体37fが燃料に浮いた状態で、その弁体37fが弁ハウジング37cの配管側開口37pを閉鎖できるように構成されている。
また、燃料タンク10内の燃料液面が満タン規制バルブ37の位置にある場合、即ち、満タン規制バルブ37の弁ハウジング37cの内部に燃料が流入している場合には、弁ハウジング37c内で弁体37fが浮き上がり、その弁体37fにより配管側開口37pが閉じられる。これにより、ベーパ配管35の内部にタンク本体10m内の燃料が流入することがなくなる。
カットオフバルブ38は、満タン規制バルブ37よりも高い位置に位置決めされて通常は開放状態に保持されている。しかし、自動車の横転等で閉鎖され、このときにタンク本体10m内の燃料がベーパ配管35の内部に流入しないように構成されている。
前記ベーパ配管35、満タン規制バルブ37、及びカットオフバルブ38はキャニスタ20と一体化されており、そのキャニスタ20の高さ位置がベーパ配管35よりも高い位置に設定されている。このため、満タン時であってもタンク本体10m内の燃料液面がキャニスタ20の位置まで到達することがない。
即ち、前記満タン規制バルブ37、カットオフバルブ38が本発明の流入防止バルブに相当する。
アッパシェル12の爪部120がキャニスタ20の爪受け部20rのスリット状開口20yに挿入される際には、その爪部120の鉤部分124の傾斜面124kが爪受け部20rに対して当接し、摺動する。これにより、爪部120の鉤部分124が爪受け部20rの位置からハウジング21の側面21z方向に変位し、その爪部120の平板部分122がハウジング21の側面21z方向に弾性変形する。そして、前記爪部120の鉤部分124が爪受け部20rを通過した段階で、爪部120の平板部分122が弾性力で元の状態まで戻り(外側に広がり)、その爪部120の段差部分125が爪受け部20rに掛けられるようになる。この状態で、アッパシェル12の爪部120とキャニスタ20の爪受け部20rとの係合が完了する。そして、アッパシェル12の複数の爪部120とキャニスタ20の複数の爪受け部20rとがそれぞれ係合した状態で、キャニスタ20のパージポート20pと大気ポート20eとがそれぞれアッパシェル12のパージポート接続部130と大気ポート接続部140とに挿入接続され、キャニスタ20の取付けが完了する。
即ち、爪部120が本発明の係合部に相当し、爪受け部20rが本発明の被係合部に相当する。
先ず、製品検査済みのキャニスタ20をアッパシェル12に対して取付ける。キャニスタ20をアッパシェル12に取付ける際には、アッパシェル12のパージポート接続部130、大気ポート接続部140に対してキャニスタ20のパージポート20p、大気ポート20eを位置合わせし、さらにアッパシェル12の複数の爪部120に対してキャニスタ20の複数の爪受け部20rを位置合わせする。次に、キャニスタ20の各々の爪受け部20rに設けられたスリット状開口20yにアッパシェル12の各々の爪部120を挿入し、アッパシェル12の各々の爪部120とキャニスタ20の各々の爪受け部20rとを係合させる。このとき、アッパシェル12のパージポート接続部130、大気ポート接続部140に対するキャニスタ20のパージポート20p、大気ポート20eの挿入接続が同時に行われる。そして、アッパシェル12の爪部120とキャニスタ20の爪受け部20rとの係合が完了した状態で、アッパシェル12のパージポート接続部130、大気ポート接続部140とキャニスタ20のパージポート20p、大気ポート20eの接続が完了して、アッパシェル12に対するキャニスタ20の取付けが終了する。
次に、図示省略した燃料ポンプ等がロアシェル14の底部に取付けられた後、アッパシェル12のフランジ部12fとロアシェル14のフランジ部14fとが加熱されて、そのアッパシェル12のフランジ部12fとロアシェル14のフランジ部14fとが熱融着される。これにより、燃料タンクが完成する。
次に、本実施形態に係る燃料タンク10の働きに簡単に説明する。
エンジンEの停止状態で、温度上昇により燃料タンク10の内圧が上昇すると、燃料タンク10内の気体(蒸発燃料+空気)が満タン規制バルブ37、ベーパ配管35を通ってキャニスタ20内に流入する。キャニスタ20内に流入した蒸発燃料は、図1に示す第1副室23から主室22内に拡散し、その主室22内の吸着材Cによって吸着される。そして、蒸発燃料が除去された空気が第2副室24、大気ポート20e(大気ポート接続部140)から外部に放散される。また、エンジンEの停止状態で、温度低下により燃料タンク10の内圧が低下すると(負圧になると)、外気が大気ポート20e等からキャニスタ20内に導かれ、燃料タンク10内に供給されるようになる。
また、給油時には、燃料タンク10内の気体(蒸発燃料+空気)が満タン規制バルブ37、ベーパ配管35を通ってキャニスタ20内に流入する。キャニスタ20内に流入した蒸発燃料は、第1副室23から主室22内に流入し、その主室22内の吸着材Cによって吸着される。そして、蒸発燃料が除去された空気が第2副室24、大気ポート20e(大気ポート接続部140)から外部に放散される。
また、エンジンEの駆動により吸気管W内が負圧になると、パージ配管11p、パージポート接続部130(パージポート20p)を介してキャニスタ20内が負圧になる。これにより、大気ポート20e(大気ポート接続部140)からキャニスタ20内に空気が流入し、その空気が主室22を通過した後、パージポート20p、パージ配管11pを経由してエンジンEの吸気管W内に供給されるようになる。そして、前記空気が主室22を通過する際に吸着材Cに吸着されている蒸発燃料がパージされてその吸着材Cから離脱し、前記離脱した蒸発燃料が空気と共にエンジンEの吸気管W内に供給される。
本実施形態に係る燃料タンク10によると、キャニスタ20の爪受け部20rがアッパシェル12の爪部120と係合することで、そのキャニスタ20がアッパシェル12に対して取付けられる。そして、アッパシェル12がロアシェル14と接合されることにより、燃料タンク10が形成される。
このように、キャニスタ20を爪受け部20rと爪部120との係合作用によってアッパシェル12に取付ける構成のため、キャニスタ20をアッパシェル12に取付ける前に単独で製品検査をすることが可能になる。また、キャニスタ20の爪受け部20rをアッパシェル12の爪部120から外すことで、キャニスタ20の脱着も可能になる。
また、キャニスタ20はタンク本体10mの内側に取付けられるため、蒸発燃料がキャニスタ20を透過した場合でも、蒸発燃料が大気に漏れ出なくなる。さらに、キャニスタ20がタンク本体10mの外側に取付けられる場合と比較して燃料タンク10の形状が複雑化しない。
また、キャニスタ20の爪受け部20rをアッパシェル12の内壁面に形成された爪部120に係合させる際、アッパシェル12に形成された大気ポート接続部140とパージポート接続部130とに対してキャニスタ20の大気ポート20eとパージポート20pとが挿入接続可能に構成されている。このため、アッパシェル12の大気ポート20e、パージポート20pとキャニスタ20の大気ポート20e、パージポート20pとの接続が容易になる。
また、キャニスタ20がアッパシェル12の内側で、燃料液面の上限位置よりも高い位置に取付けられるため、キャニスタ20の体積分だけタンク本体10mの内部において蒸発燃料が溜まる空間を少なくでき、蒸発燃料の発生量を減少させることができる。また、キャニスタ20をタンク本体10m内の空間部に収納することで燃料の貯留量が減少することがない。
ここで、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本実施形態では、ベーパ配管35の途中位置に満タン規制バルブ37、ベーパ配管35の先端位置にカットオフバルブ38を設け、タンク本体10m内の蒸発燃料を満タン規制バルブ37、あるいはカットオフバルブ38を介してベーパ配管35内に導き、そのベーパ配管35によってキャニスタ20の第1副室23まで導く例を示した。
しかし、前記満タン規制バルブ37を省略して、図5に示すように、キャニスタ20の第1副室23の入口部分に両方向チェック弁30を設ける構成でも可能である。ここで、両方向チェック弁30はタンク本体10mの破損防止のための保護弁であり、給油時には通常閉鎖状態に保持されている。このため、給油時には、タンク本体10m内の空気等はキャニスタ20に導かれずに、図示省略したブリーザラインによって外部に排出される。
また、本実施形態では、キャニスタ20とベーパ配管35、満タン規制バルブ37及びカットオフバルブ38を一体化してアッパシェル12の内側に取付ける例を示した。しかし、図6〜図8に示すように、ベーパ配管35、満タン規制バルブ37及びカットオフバルブ38をアッパシェル12の内側に取付け、キャニスタ20をアッパシェル12の表側に取付けることも可能である。ここで、図6は変更例に係る燃料タンクの平面図、図7は前記燃料タンクの縦断面図、図8は前記燃料タンクの側面図である。このとき、アッパシェル12の表側に形成した爪部120をキャニスタ20の爪受け部20rに係合させる構成にすることで、キャニスタ20をアッパシェル12に対してワンタッチで取付けることができる。
また、本実施形態では、アッパシェル12側の係合部として爪部120を例示し、キャニスタ20側の被係合部として爪受け部20rを例示したが、アッパシェル12側に係合部として爪受け部20rを形成し、キャニスタ20側に被係合部として爪部120を形成することも可能である。
また、係合部と被係合部は、いずれか、または両方が弾性変形により着脱可能であれば本実施形態の形状に限定されない。
12・・・・・・アッパシェル
14・・・・・・ロアシェル
20・・・・・・キャニスタ
20p・・・・・パージポート
20e・・・・・大気ポート
20r・・・・・爪受け部(被係合部)
21・・・・・・ハウジング
35・・・・・・ベーパ配管(ベーパ通路)
37・・・・・・満タン規制バルブ(流入防止バルブ)
38・・・・・・カットオフバルブ(流入防止バルブ)
120・・・・・爪部(係合部)
130・・・・・パージポート接続部
140・・・・・大気ポート接続部
Claims (4)
- 複数のシェルを互いに接合させることにより構成されたタンク本体と、前記タンク本体内で発生した蒸発燃料を吸着できるように構成されたキャニスタとを備える燃料タンクであって、
前記タンク本体を構成する一つの前記シェルの内壁面には、そのシェルと一体成形された複数の係合部が設けられており、前記係合部に前記キャニスタの側面に形成された複数の被係合部がそれぞれ係合することで前記キャニスタが前記タンク本体の内側に取付けられる構成であり、
前記シェルには、前記複数の係合部が設けられている内壁面と同一の面に、前記キャニスタの大気ポートとパージポートとがそれぞれ挿入接続される大気ポート接続部とパージポート接続部とが形成されており、
前記シェルの係合部と前記キャニスタの被係合部との係合方向が、前記シェルの大気ポート接続部とパージポート接続部とに対する前記キャニスタの大気ポートとパージポートとの挿入接続方向と一致しており、
前記キャニスタの被係合部を前記シェルの係合部に係合させる際、前記シェルに形成された大気ポート接続部とパージポート接続部とに対して前記キャニスタの大気ポートとパージポートとが挿入接続される構成であることを特徴とする燃料タンク。 - 請求項1に記載された燃料タンクであって、
前記シェルの係合部は、そのシェルの内壁面からキャニスタのハウジングに向かって突出するように平板状に形成されていることを特徴とする燃料タンク。 - 請求項1又は請求項2のいずれかに記載された燃料タンクであって、
前記タンク本体内で発生した蒸発燃料をそのタンク本体内の前記キャニスタまで導くベーパ通路と、前記ベーパ通路に設けられて、前記タンク本体内の液体燃料が前記キャニスタに流入するのを防止する流入規制バルブとが、前記キャニスタと一体化されていることを特徴とする燃料タンク。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載された燃料タンクであって、
複数のシェルは、前記タンク本体の上部を構成するアッパシェルと、前記タンク本体の下部を形成するロアシェルとからなり、
前記アッパシェルの内側で、燃料の液面上限位置よりも高い位置に前記キャニスタが取付けられることを特徴とする燃料タンク。
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