JP5639718B2 - 自動車用燃料タンク - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも１つの燃料蒸気フィルターを介して大気と連通する通気ラインと、少なくとも１つの給油パイプと、給油時に燃料蒸気を再循環させるための少なくとも１つの再循環路とを有し、該再循環路を介して前記通気ラインは流れ方向の前記燃料蒸気フィルターの上流で前記給油パイプと接続され、少なくとも１つの減量部材は前記再循環路に配設され給油流量に応じて流れ断面を変化させることを特徴とする自動車用燃料タンクに関する。

このような燃料タンクは、例えばドイツ特許公開公報 １０２ ３８ ２３４ （Ａ１）に開示されている。

自動車を給油する際、燃料タンクに流入する燃料は、燃料タンク内に位置して該燃料と同じ速度で流れる気体流量を移動させる。この場合、燃料タンク内に存在した気体は、燃料タンクの通気システムと燃料蒸気フィルターを介して大気に清浄化されて放出されるか、或いは給油ノズル（欧州システム）を介して燃料タンクの給油パイプの給油ネッ
ク部の領域で排出される。

特に、燃料蒸気フィルターを介して大気に燃料タンク内に存在していた気体流量が清浄化されて放出されるときには、活性炭フィルターで構成される燃料蒸気フィルターの容量制限のおかげで、気体流量に含まれる炭化水素が過度に燃料蒸気フィルターに詰め込まれないように気をつけなければならない。給油の間の燃料タンクの給油パイプに流れる燃料によって、さらにここで生じるベンチュリ効果若しくは吸入ジェット効果によって、相当な量の外気が燃料タンクに引き込まれ、究極的には相当な量の液体燃料が気相に置き換えられる。

この理由のため、給油パイプに流入する燃料の流量を介し給油中に生ずる吸入ジェット効果を利用することで、燃料タンクと給油口の間で、流量の再循環が行われ、それは理想的には給油時の燃料の流量に対応するものとされる。これは、燃料の流量が相当なものであっても、十分な量の再循環が行われることを確かなものとさせる。一般的に、給油の流量はおおよそ毎分１５リットルと毎分４０リットルの間で変動する。

ドイツ特許公開公報１０２ ３８ ２３は、少なくとも１つの燃料蒸気フィルターを介して大気と連通する通気ラインを有する自動車用燃料タンクを開示しており、該通気ラインは通気される流量の流れ方向で燃料蒸気フィルターの上流で再循環路に装着され、給油のノズルの径に縮小された給油口の開口断面の下部で給油パイプに接続される。このように、給油の際には、再循環路は吸入ジェット効果によって真空にさらされ、よって再循環の流量が確立される。

再循環の流量を給油の流量に適応させることを許容するため、通気ライン若しくは再循環路では、ニードル弁の形式の減量部材が配設され、それは給油の流量に適応するものとされ、充填されない状態においては完全に閉じたものとされる。通気ラインに液体燃料が流入することを防止させるため、このような減量部材は給油状態に依存するフロート弁から構成される。

この従前知られた解決法は、比較的に費用がかかり、再循環路の嵩張る弁の筺体を必要とする。ニードル弁は、ばねが仕込まれた方法で閉じる位置に保持され、前記ニードル弁は望まれない応答遅れをいくらか生じ、特に給油の流量が少ない時に顕著である。

本発明は、それ故、前述の形式の燃料タンクを改善するものであって、最も簡単な手段によって、再循環の流量の給油の流量への適応が可能とされるものである。

本発明の目的は、第一に少なくとも１つの燃料蒸気フィルターを介して大気と連通する通気ラインと、少なくとも１つの給油パイプと、給油時に燃料蒸気を再循環させるための少なくとも１つの再循環路とを有し、該再循環路を介して前記通気ラインは流れ方向の前記燃料蒸気フィルターの上流で前記給油パイプと接続され、少なくとも１つの減量部材は前記再循環路に配設され給油流量に応じて流れ断面積を変化させる自動車用燃料タンクであって、前記減量部材は弁体から構成され、且つ前記再循環路を移動自在とし、作動素子を伴わずに前記再循環路の縮小された断面の第１の位置と前記再循環路の拡大された断面の第２の位置の間で移動できることを特徴とする自動車用燃料タンクにより達成される。

換言すれば、本発明に従う減量部材はとても簡素な構成のものであり、全体として作動要素と弾性要素を伴って配設され、それ故に簡単で省スペースな方式に設計される。このような解決策は特にコスト効率の良い方法で実施され得る。

本発明の意味において、個別の若しくは別個の再循環ラインが再循環路として配設され、あるいは代替的に給油の通気ラインの再循環孔若しくは再循環開口部が給油パイプ内に配設されていても良い。

好ましくは、再循環ラインは、特に低い給油流量において、慣性力が圧倒される必要がなく且つ再循環流量が遅滞なく直ちに確立されるように、弁体の全位置が開口するように配設される。

従来技術に従う、特にドイツ特許公開公報 １０２ ３８ ２３４ （Ａ１）に従う解決策では、再循環流量が実質的に遅滞なく確立されることは保証されておらず、減量部材が可動するまでに、既に相当な量の外気が燃料タンクに入り込むことができる。

特に好ましくは、弁体が少なくとも１つの通孔と共に配設され、弁体の第１の位置で該通孔は再循環ラインの最小流れ容量を許容する。

本発明の燃料タンクの好適な変形例においては、少なくとも１つの逆止弁が前記再循環路の流れ方向で前記減量部材の下流に前記再循環路に配設され、給油パイプ内で燃料が上昇した時には燃料が再循環ラインに入り込むのを防止する。

例えば、ノンリターンフラップが逆止弁として配設され、バックサージの際には、弁体の通孔に対して重みが加わるようにされる。

本発明の燃料タンクの好適な変形例においては、前記弁体は、円錐形の密閉ストッパーとして構成され、再循環ライン内で応じて構成された密閉弁座の両端停止部の間で可動できることを特徴とする。

本発明による燃料タンクの利点のある変形例においては、燃料の流量を絞る手段が、給油される燃料の流れ方向について、再循環路の接続部の下流若しくは前記給油パイプへの再循環ラインの出口の下流で、前記給油パイプ内に配設され、より高い給油速度では圧力損失の増大から給油パイプ内の吸入効果が減らされる。

或いは、給油パイプの断面の拡張や拡大手段が燃料の流量を絞るために配設される。この場合、絞る度合いが選択され、給油ノズルから放出される最大の給油流量は、給油パイプ内のバックアップなしで確保され、これは給油ノズルを未完のままにスイッチオフにするような結果とならない。この目的で、燃料タンクの空き体積に給油パイプが開口する領域内で可能なかぎり、給油パイプ内の燃料の流量を絞る手法や手段を配設することは利点のあるものである。

本発明の燃料タンクの利点のある実施形態においては、少なくとも１つの隔壁若しくはスクリーン等が燃料の流量を絞る手段として配設される。

本発明によれば、給油パイプの上端に位置する給油口の領域で給油パイプ内には、追加的に、減少した開口断面が、給油口に挿入された給油ノズルを密封し或いは囲むように配設され、それは燃料タンクに入る可能性のある外気の流れバリアを形成する。

好ましくは、隔壁若しくはスクリーン等は給油パイプ内の燃料の流量を絞る手段として配設される。特に対費用効果の面で実施され得る当該変形例においては、再循環路又は再循環ラインの減量部材が必要とされ得る。燃料蒸気フィルターの最適な充填速度は、給油パイプの断面減少によって確立された再循環流量により達成され、毎分１５リットルの給油速度に対応し、それは概ね最小の給油速度及び／又は最小の給油流量に対応したものとなる。

給油パイプの断面減少の代わりに、当初の断面に関して断面積を拡張することも自然に提供できる。

本発明によりもたらされる解決策は、特に潜在的に誤作動し得る部品の点数を低減するために必要な条件を考慮するものとされる。

本発明は図面に示される２つの典型的な実施形態を参照しながら以下に説明される。
本発明の第１の典型的な実施形態に従う燃料タンクを示す図である。 第１の位置の減量部材を示す図である。 第２の位置の減量部材を示す図である。 第１の位置の減量部材の第２の例を示す図である。 第２の位置の減量部材の第２の例を示す図である。 本発明の燃料タンクの第２の典型的な実施形態を示す図である。

本発明の燃料タンク１は相当に簡素化された方法で図面に示されている。特に、タンク容量の外郭は簡素化された方法で示されている。燃料タンク１の必要な機能部品と付属品は、簡単のために省略されている。

燃料タンク１は、通気ライン２と、給油通気弁３と、作動通気弁４とを具備する。給油通気弁３と作動通気弁４の双方は通気ライン２に接続され、該通気ライン２は燃料蒸気フィルター５に開口している。燃料蒸気フィルター５は知られているように活性炭フィルターにより構成され、吸収材としての活性炭を充填した１つ若しくはそれ以上のチャンバーを有する。

燃料タンク１は更に、給油ノズルを受けるための簡素化された方法で示される給油口７に床レベルで接続される給油パイプ６を有している。

本発明に従う燃料タンク１は、例えば、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）を基にした熱可塑性材料で構成できる。この燃料タンクは、例えば、押出ブロー成形、射出成形、熱形成若しくは深絞り、或いは類似の方法で製造される。原則として本発明は、樹脂製の燃料タンクの使用に限定するものではなく、本発明による燃料タンク１は金属製であっても良い。

既に述べたように、給油側の給油パイプ６の端部には図には詳細を示していない給油口７を有する。給油口７は一般に狭い断面領域を有し、該狭い断面領域は、給油時に多少密閉する方法で給油ノズルを囲むようにされる。給油ノズルを囲むこのような狭い断面の領域は、必須ではなく配設されることが必要ではない。この領域では、給油口７は一般に無鉛フラップと呼ばれるもの備えた金属挿入部を有する。金属挿入部は給油ノズルを案内し受ける役目を担う。

給油口７の狭い領域の下には、再循環ライン８が給油パイプ６に取り付けられており、給油パイプ６から遠い側の端部では、通気ライン２に、詳しくは流れ方向の燃料蒸気フィルター５の上流で接続されている。

作動通気弁４は自動車の全ての作動状態で通気ライン２と燃料蒸気フィルター５を介して燃料タンク１の内部に存在する燃料蒸気の放出を許す。燃料蒸気フィルター５は、一般に吸着材としての活性炭を充填若しくは詰めたものとされる。既に述べてように、燃料蒸気フィルター５には吸着容量の限界があり、それは吸着容量の寸法に依存する。

自動車の給油時には、燃料蒸気フィルターは再循環ライン８によってバイパスされる。推進剤のジェット効果、吸入ジェット効果、或いはベンチュリ効果によって、燃料タンク１の給油若しくは充填時にその中で移動する気体容量の少なくとも一部が、再循環ライン８を介して給油パイプ６に再循環され、理想的な場合には再循環流量が給油流量に相当するように外気が燃料タンク１の容量に流入することが完全に防止される結果となるように、給油パイプへ流入する燃料の給油時に再循環ライン８内に真空を形成する。

このような均衡が全ての可能な給油流量で存在することを確かなこととするために、図１に示す燃料タンク１の変形例では、給油流量は概ね毎分１５リットルから毎分４０リットルまでの間で変化し、再循環ライン８内では、減量部材９が配設され、該減量部材９は、円錐形の密閉ストッパーとしての弁体１０として構成され、その断面積は再循環ライン８の断面積よりは実質的に大きくないものとして構成される。弁体１０は、概ね対応する円錐形の弁座１１内で可動自在に移動でき、すなわち２つの端部位置、一方は弁座１１の円錐形、もう一方はストッパー１２で予め設定される。

さらに弁体１０は、図２に示す弁体１０の第１の位置で再循環ライン８の最小断面積を画定する通孔１３と共に配設される。この位置で、弁体１０は、この位置で弁座１１に支持される。弁体１０はこの位置で、適合し、例えば、給油流量毎分１５リットルとされる。給油流量が増加すると、流入する燃料の増大する吸入動作と結果としての再循環ラインでの真空の増加により、弁体１０は図３に示す位置をとり、そこで弁体１０は弁座１１から上昇して燃料蒸気のための追加の通し流量として円錐形の環状空隙部１４を開く。

図４、５に示す減量部材９の変形例では、ノンリターフラップ１５が弁体１０の外流側に追加的に配設され、給油パイプ６の燃料レベルが液体燃料が再循環ライン８に流入できるほどに十分に上昇した際に、断面で再循環ライン８を十分に閉じるものとされる。

代わって、若しくは追加的に、再循環ライン８にはサイフォンを配設することができ、このようなサイフォンは液体の炭化水素が燃料蒸気フィルターに過流入することを防止する。

図６では、本発明の燃料タンクの他の変形例が示されている。ここでは減量部材の代わりに、隔壁１６が給油パイプ６の断面に配され、すなわち燃料が流入する方向で再循環ライン８の給油パイプ６への出口の下流で配設される。この隔壁によって、給油時に給油パイプ６の圧力損失は増大し、この方法で高い給油速度であっても、より多くの外気が給油パイプ６に進入するようなことがなくなる再循環流量が設定される。

１ 燃料タンク
２ 通気ライン
３ 給油通気弁
４ 作動通気弁
５ 燃料蒸気フィルター
６ 給油パイプ
７ 給油口
８ 再循環ライン
９ 減量部材
１０ 弁体
１１ 弁座
１２ ストッパー
１３ 通孔
１４ 環状空隙部
１５ ノンリターンフラップ
１６ 隔壁

Claims (7)

1. 少なくとも１つの燃料蒸気フィルターを介して大気と連通する通気ラインと、少なくとも１つの給油パイプと、給油時に燃料蒸気を再循環させるための少なくとも１つの再循環路とを有し、該再循環路を介して前記通気ラインは流れ方向の前記燃料蒸気フィルターの上流で前記給油パイプと接続され、少なくとも１つの減量部材は前記再循環路に配設され給油流量に応じて流れ断面を変化させ、前記減量部材は弁体から構成され、且つ前記再循環路を移動自在とし、作動素子を伴わずに前記再循環路の縮小された断面の第１の位置と前記再循環路の拡大された断面の第２の位置の間で移動できることを特徴とする自動車用燃料タンク。
2. 請求項１記載の自動車用燃料タンクであって、前記弁体は、少なくとも１つの通孔と共に配設され、前記弁体の前記第１の位置では前記再循環路の最小の流量を許容することを特徴とする自動車用燃料タンク。
3. 請求項１又は２記載の自動車用燃料タンクであって、少なくとも１つの逆止弁が前記再循環路の流れ方向で前記減量部材の下流に前記再循環路に配設されることを特徴とする自動車用燃料タンク。
4. 請求項３記載の自動車用燃料タンクであって、ノンリターンフラップが逆止弁として配設されることを特徴とする自動車用燃料タンク。
5. 請求項１乃至請求項４記載の自動車用燃料タンクであって、前記弁体は、円錐形の密閉ストッパーとして構成され、再循環ライン内で応じて構成された密閉弁座の両端停止部の間で可動できることを特徴とする自動車用燃料タンク。
6. 請求項１乃至請求項５記載の自動車用燃料タンクであって、燃料の流量を絞る手段が、給油される燃料の流れ方向について、前記給油パイプへの再循環ラインの出口の下流で、前記給油パイプ内に配設されることを特徴とする自動車用燃料タンク。
7. 請求項６記載の自動車用燃料タンクであって、少なくとも１つの隔壁若しくはスクリーンが燃料の流量を絞る手段として配設されることを特徴とする自動車用燃料タンク。

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