JP5807587B2 - 燃料タンクシステム - Google Patents

Description

本発明は、燃料タンクシステムに関する。

特許文献１には、燃料タンクからキャニスタに至るエバポラインに電磁式の封鎖弁（開閉弁）を配設した蒸発燃料排出抑制装置が記載されている。この文献に記載された構成では、封鎖弁によりエバポラインを完全に閉じることで、密閉式の燃料タンクシステムを構成できるようになっている。

上記した構造の燃料タンクシステムでは、封鎖弁の弁体が開弁位置へ移動するとき、弁体の裏面（移動方向の前側の面）に燃料タンクのタンク内圧（正圧）が作用するため、開弁に必要な駆動力が大きくなり、封鎖弁（電磁弁）の大型化につながる。

特開２００５−１０４３９４号公報

本発明は上記事実を考慮し、燃料タンクとキャニスタとを連通する配管の電磁弁を小型化できる燃料タンクシステムを得ることを課題とする。

請求項１に記載の発明では、内部に燃料を収容可能な燃料タンクと、前記燃料タンク内で生じた蒸発燃料を吸着剤によって吸着及び脱離するキャニスタと、前記キャニスタの内部を大気開放するための大気開放管と、前記燃料タンクと前記キャニスタとを連通し燃料タンク内の蒸発燃料をキャニスタに送るためのベント配管と、前記ベント配管において前記燃料タンクのタンク内圧が作用するように設けられた主室と該主室に対し弁部材本体を挟んで反対側の背圧室とに区画され、背圧室の圧力に対し主室の圧力が高くなって弁部材本体が移動すると開弁してベント配管を連通する弁部材と、前記ベント配管における前記燃料タンクから前記弁部材までのタンク側ベント配管と前記背圧室とを連通するタンク側バイパス通路と、前記ベント配管における前記弁部材から前記キャニスタまでのキャニスタ側ベント配管と前記背圧室とを連通可能なキャニスタ側バイパス通路と、前記キャニスタ側バイパス通路に設けられてキャニスタ側バイパス通路を開閉するように制御される電磁弁と、前記タンク側バイパス通路における前記背圧室との連通部分に設けられタンク側バイパス通路の流路断面積を減少させる断面積減少部と、を有し、前記電磁弁の電磁弁本体の開弁方向と背圧室から当該電磁弁本体に正圧が作用する方向とが一致しており、さらに、前記電磁弁は、前記燃料タンクの正圧を開放する正圧開放弁として動作する。

この燃料タンクシステムでは、燃料タンクとキャニスタとがベント配管によって連通可能とされている。また、ベント配管には、タンク側バイパス通路から背圧室を経てキャニスタ側バイパス通路に至るバイパス径路が構成されている。弁部材によってベント配管が連通不能に閉塞されると共に、キャニスタ側バイパス通路に設けられた電磁弁が閉弁されることで、燃料タンク内の蒸発燃料がキャニスタに移動しないように密閉することができる。

燃料タンク内の蒸発燃料を大量にキャニスタに送るときには、制御装置が電磁弁を開弁すると、キャニスタ側バイパス通路が開放されるので、背圧室が大気開放される。これに対し、主室にはタンク内圧（正圧）が作用しているので、主室の圧力が背圧室の圧力よりも相対的に高くなる。

タンク側バイパス通路には断面積減少部が設けられており、タンク側バイパス通路の流路断面積が減少されている。したがって、電磁弁を開弁し背圧室が大気開放された状態で、断面積減少部が設けられていない構成と比較して、主室から背圧室へ気体が移動しづらくなり、背圧室の気圧が主室の気圧よりも低い状態をより確実に維持できる。そして、背圧室と主室との圧力差が弁部材の開弁圧を超えると弁部材本体が開弁位置へ移動し、ベント配管を連通する。これにより、背圧室を大気開放することになるので、背圧室を大気開放しない構成と比較して、ベント配管を開放させるための弁部材の動作に必要な力は小さくて済み、弁部材の開弁圧が小さくなる。

しかも、断面積減少部は、タンク側バイパス通路において背圧室との連通部分に設けられている。したがって、断面積減少部が、タンク側バイパス通路における他の部位（たとえば、タンク側ベント配管に近い位置）に設けられた構成と比較して、背圧室から断面積減少部までの容積が少なくなる。このため、背圧室の圧力変動の応答性が高くなり、弁部材本体の移動の応答性も高くなる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記ベント配管から連続して筒状に形成され前記弁部材本体の外周のダイヤフラムを該筒状の開口部で保持すると共にベント配管とダイヤフラムとの間の領域に前記主室を構成する第１ケースと、筒状に形成されて前記第１ケースに対し前記弁部材本体及び前記ダイヤフラムを取り囲むように接合され前記弁部材本体及びダイヤフラムとの間の領域に前記背圧室を構成する第２ケースと、前記主室の外周側で前記第１ケースと一体成形され前記タンク側バイパス通路の一部を成す第１バイパス構成部と、前記背圧室の外周側で前記第２ケースと一体成形され前記第１バイパス構成部と接合されて前記タンク側バイパス通路の他の部分を成す第２バイパス構成部と、を有する。

筒状の第１ケースと、この第１ケースに保持されたダイヤフラムによって、ベント配管とダイヤフラムとの間に主室を構成できる。また、第２ケースも筒状とされており、第１ケースに第２ケースを接合することで、弁部材本体及びダイヤフラムと第２ケースとの間に背圧室を構成できる。

第１ケースには主室の外周側に第１バイパス構成部が成形され、第２ケースには背圧室の外周側に第２バイパス構成部が成形されている。第１バイパス構成部はタンク側バイパス流路の一部を成し、第２バイパス構成部はタンク側バイパス流路の他の部分を成している。しかも、第１バイパス構成部は第１ケースに、第２バイパス構成部は第２ケースに、それぞれ一体成形されている。このため、第１バイパス構成部と第２バイパス構成部とを接合すれば、タンク側バイパス通路を構成できる。タンク側バイパス通路の一部を構成するためのホース等が不要であり、部品点数の増加を抑制できる。

請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、前記断面積減少部が、前記第２バイパス構成部において第２ケースと一体成形されている。

断面積減少部を第２ケースにおいて第２ケースと一体成形しているので、断面積減少部としてあらたな部材が不要であり、部品点数の増加を抑制できる。

本発明は上記構成としたので、燃料タンクとキャニスタとを連通する配管の電磁弁を小型化できる。

本発明の第１実施形態の燃料タンクシステムの全体構成を示す概略図である。 本発明の第１実施形態の燃料タンクシステムにおいてダイヤフラム弁及び電磁弁が閉弁した状態で部分的に拡大して示し、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。 本発明の第１実施形態の燃料タンクシステムにおいてダイヤフラム弁が閉弁し電磁弁が開弁した状態で部分的に拡大して示す断面図である。 本発明の第１実施形態の燃料タンクシステムにおいてダイヤフラム弁及び電磁弁が開弁した状態で示す断面図である。 本発明の第１実施形態の燃料タンクシステムにおいてダイヤフラム弁が開弁し電磁弁が閉弁した状態で部分的に拡大して示す断面図である。 比較例の第１実施形態の燃料タンクシステムにおいてダイヤフラム弁及び電磁弁が閉弁した状態で部分的に拡大して示す断面図である。 本発明の第２実施形態の燃料タンクシステムにおいてダイヤフラム弁及び電弁が閉弁した状態で部分的に拡大して示す断面図である。 本発明の第１実施形態の変形例の燃料タンクシステムにおいてダイヤフラム弁及び電磁弁が閉弁した状態で部分的に拡大して示す断面図である。

図１には、本発明の第１実施形態の燃料タンクシステム１２が示されている。この燃料タンクシステム１２は、内部に燃料を収容可能な燃料タンク１４を有している。

燃料タンク１４には給油配管８２の下部が接続されている。給油配管８２の上端は給油口１６とされており、この給油口１６に給油ガンを差し入れて、燃料タンク１４に給油することができる。給油時以外は、給油口１６はたとえば給油口用キャップ１８等で閉塞されている。

自動車のボデーパネルには、給油口１６及び給油口用キャップ１８を車体の外側から覆うリッド２０が設けられている。リッド２０は、リッドオープナースイッチ２２を操作することで、制御装置３２によって矢印Ｒ１方向に回転される。リッド２０がこのように矢印Ｒ１方向に回転した状態では、給油口用キャップ１８を給油口１６から脱着すると共に、給油口１６に給油ガンを差し入れることが可能となる。

リッド２０の開閉状態は、リッド開閉センサ２０Ｓで検出されて、制御装置３２に送られる。本実施形態では、リッド２０が開放された状態を「燃料タンクへの給油状態」とみなしており、リッド開閉センサ２０Ｓは給油状態センサの一例となっている。給油状態センサとしては、リッド開閉センサ２０Ｓに代えて、給油口用キャップ１８の着脱状態を検出するセンサ等を用いることも可能である。

燃料タンク１４内には、燃料ポンプ２４が備えられている。燃料ポンプ２４とエンジン２６とは燃料供給配管２８で接続されている。燃料ポンプ２４の駆動により、燃料タンク１４内の燃料を、燃料供給配管２８を通じてエンジン２６に送ることができる。

燃料タンク１４には、タンク内圧センサ３０が備えられている。タンク内圧センサ３０は、燃料タンク１４のタンク内圧を検出し、その情報を制御装置３２に送る。

燃料タンクシステム１２には、キャニスタ３４が備えられている。キャニスタ３４の内部には、蒸発燃料を吸着可能な吸着剤（活性炭等）が収容されている。キャニスタ３４と燃料タンク１４の上部とは、ベント配管３６で接続されている。燃料タンク１４内で生じた蒸発燃料は、このベント配管３６を通じてキャニスタ３４に送られる。

キャニスタ３４には、エンジン２６と連通するパージ配管３８と、キャニスタ３４内を大気開放する大気開放配管４０とが接続されている。エンジン２６の駆動時等において、エンジン２６の負圧を作用させて、キャニスタ３４内の吸着剤に吸着された蒸発燃料を脱離させ、エンジン２６に送ることができる。このとき、大気開放配管４０を通じてキャニスタ３４に大気が導入される。

大気開放配管４０には、診断用ポンプ４２が備えられている。診断用ポンプ４２は、制御装置３２によって制御される。診断用ポンプ４２は、キャニスタ３４を通じて燃料タンクシステム１２に所定の圧力を作用させることで、燃料タンクシステム１２の故障等を診断するときに用いられる。

ベント配管３６の一端（燃料タンク１４内の端部）には、満タン規制バルブ４４が取り付けられている。燃料タンク１４内の燃料液面が所定の満タン液面以下では、満タン規制バルブ４４は開弁されており、燃料タンク１４内の蒸発燃料を含む気体をキャニスタ３４に送ることができる。燃料タンク１４内の燃料液面が所定の液面（満タン液面）を超えると、満タン規制バルブ４４は閉弁される。これにより、燃料タンク１４内の気体がキャニスタ３４に流れなくなる。この状態で、さらに燃料タンク１４内に給油されると、燃料が給油配管８２を上昇して給油ガンに達する。給油ガンのオートストップ機能が働くと、給油が停止される。

ベント配管３６の中間部分（燃料タンク１４とキャニスタ３４の間の部分）には、ダイヤフラム弁４６が設けられている。ダイヤフラム弁４６は、本発明の弁部材の一例である。以下、必要に応じて、このダイヤフラム弁４６よりも燃料タンク側のベント配管３６をタンク側ベント配管３６Ｔといいい、ダイヤフラム弁４６よりもキャニスタ３４側のベント配管３６をキャニスタ側ベント配管３６Ｃという。

図２（Ａ）に詳細に示すように、ダイヤフラム弁４６の弁ハウジング４８は、タンク側ベント配管３６Ｔから連続し、タンク側ベント配管３６Ｔの他端側を偏平な円筒状に拡径した第１ケース４８Ａを有している。第１ケース４８Ａの内部には、キャニスタ側ベント配管３６Ｃの一端側が弁ハウジング４８（第１ケース４８Ａの外周）と同軸となるように収容されており、弁座５０が構成されている。第１ケース４８Ａの外周部分も弁座５０を取り囲むように円筒状に形成され、上部が開口された開口部となっている。

ダイヤフラム弁４６はさらに、第２ケース４８Ｂを有している。第２ケース４８Ｂは、第１ケース４８Ａの外周部分と略同一の径を有する、有底の円筒状に形成されている。第１ケース４８Ａの接合面８４Ａと、第２ケース４８Ｂの接合面８４Ｂとを接合することで、弁ハウジング４８が構成される。

本実施形態では、第１ケース４８Ａ及び第２ケース４８Ｂはいずれも樹脂製とされている。このため、接合面８４Ａ、８４Ｂにおいて、第１ケース４８Ａと第２ケース４８Ｂとを溶着により接合することが可能である。溶着により、第１ケース４８Ａと第２ケース４８Ｂの間に気密性（シール性）も確保される。もちろん、第１ケース図４８Ａ及び第２ケース４８Ｂの材質は樹脂に限定されず、たとえば金属であってもよい。この場合には、接合面８４Ａ、８４Ｂの間にガスケットを配置すれば、第１ケース４８Ａと第２ケース４８Ｂの間の気密性（シール性）を高く確保できる。

接合面８４Ａ、８４Ｂの内周側には、保持部８６が形成されている。保持部８６には、ダイヤフラム５６の周囲が全周にわたって保持されている。ダイヤフラム５６の中央には、弁座５０を閉塞可能な弁部材本体５４が配設されている。

そして、キャニスタ側ベント配管３６Ｃにおける弁座５０の近傍部分、弁ハウジング４８及びダイヤフラム５６で囲まれた領域が主室５２となっている。図１から分かるように、主室５２はタンク側ベント配管３６Ｔを通じて燃料タンク１４の内部と連通可能になる。

また、弁部材本体５４及びダイヤフラム５６と、第２ケース４８Ｂとの間（図２においてダイヤフラム５６の上側の空間）が、背圧室５８となっている。換言すれば、主室５２と背圧室５８とが、ダイヤフラム５６によって区画されていることになる。

弁部材本体５４及びダイヤフラム５６が圧力を受ける面積（受圧面積）は、背圧室５８側の受圧面積の方が、主室５２側の受圧面積よりも、弁座５０の断面積の分だけ、広くなっている。

背圧室５８には圧縮コイルスプリング６０が収容されている。圧縮コイルスプリング６０は、弁部材本体５４に対し、弁座５０に向かう方向（矢印Ｓ１方向）の所定のバネ力を作用させている。さらに、ダイヤフラム５６も、弁部材本体５４に対し矢印Ｓ１方向への所定のバネ力を作用させている。これにより、弁部材本体５４は、弁座５０の開口部分を閉塞する方向に付勢されている。たとえば、主室５２の内圧と背圧室５８の内圧とが同程度である場合には、弁部材本体５４は弁座５０の開口部分に密着する。これにより、ダイヤフラム弁４６は閉弁状態となり、ベント配管３６における気体の移動が阻止される。

これに対し、たとえば、背圧室５８が主室５２よりも所定以上の負圧（内圧が低い状態）になると、圧縮コイルスプリング６０及びダイヤフラム５６のバネ力に抗して弁部材本体５４が背圧室５８側へ移動し、弁座５０の開口部分を開放する。これにより、ダイヤフラム弁４６は開弁状態となり、ベント配管３６において、気体の移動が可能になる。

タンク側ベント配管３６Ｔと背圧室５８との間には、タンク側バイパス通路６２が設けられている。このタンク側バイパス通路６２を通じて、燃料タンク１４と背圧室５８との間で気体が移動可能となる。

本実施形態では、主室５２の外側において、第１バイパス構成部６２Ａが第１ケース４８Ａと一体形成されている。第１バイパス構成部６２Ａは、主室５２の外周側で主室５２の軸方向（矢印Ｓ１と同方向）に延在するように設けられている。第１バイパス構成部６２Ａの一端（下端）は、タンク側ベント配管３６Ｔに連通している。

さらに、背圧室５８の外周側には、第２バイパス構成部６２Ｂが第２ケース４８Ｂと一体形成されている。第２バイパス構成部６２Ｂは、第２ケース４８Ｂの径方向に延在されると共に、径方向外側に向かうにしたがって内径が漸減されたオリフィス部８８と、このオリフィス部８８から連続して形成され、第１バイパス構成部６２Ａに接続される接続部９０とを有している。オリフィス部８８は、本発明における断面積減少部の例であり、本実施形態では、この断面積減少部であるオリフィス部８８が第２バイパス構成部６２Ｂにおいて、第２ケース４８Ｂと一体形成されている。

接合面８４Ａ、８４Ｂが接合されると、第１バイパス構成部６２Ａと第２バイパス構成部６２Ｂとが連通し、一体的なタンク側バイパス通路６２が構成される。特に本実施形態では、第１バイパス構成部６２Ａと第２バイパス構成部６２Ｂのみで、すなわちホース等の部材を必要とすることなく、タンク側バイパス通路６２が構成されている。

このようにタンク側バイパス通路６２が構成されると、オリフィス部８８は、背圧室５８に近い部分、すなわち、タンク側バイパス通路６２における背圧室５８との連通部分にオリフィス部８８が位置している。オリフィス部８８では、タンク側バイパス通路６２が局所的に縮径されているため、燃料タンク１４と背圧室５８との間の気体に移動に所定の抵抗が生じる。

キャニスタ側ベント配管３６Ｃと背圧室５８（第２ケース４８Ｂの側面）との間には、キャニスタ側バイパス通路６６が設けられている。キャニスタ側バイパス通路６６の中間部分には、電磁弁６８が設けられている。

電磁弁６８は、電磁弁ハウジング７０を有している。電磁弁ハウジング７０内には、制御装置３２によって通電制御されるコイル部７２と、このコイル部７２からの駆動力を受けて、矢印Ｓ２方向及びその反対方向に移動するプランジャ部７４、及びプランジャ部７４の先端に設けられた円板状の電磁弁本体７６を有している。さらに、キャニスタ側バイパス通路６６の一部（中間部分）が電磁弁ハウジング７０内を通っている。

電磁弁本体７６は、キャニスタ側バイパス通路６６に設けられた弁座７８に接触した状態では、キャニスタ側バイパス通路６６を閉塞する。これに対し、図３に示すように、電磁弁本体７６が弁座７８から離れると、キャニスタ側バイパス通路６６を通じて気体が移動可能となる。本実施形態では、電磁弁本体７６が弁座７８から離れる方向、すなわち、キャニスタ側バイパス通路６６を開放するときの電磁弁本体７６の移動方向が、背圧室５８からの正圧を受ける方向と一致するように、電磁弁本体７６の向きが設定されている。

プランジャ部７４には、圧縮コイルスプリング８０が装着されている。圧縮コイルスプリング８０は、電磁弁本体７６に対し所定のバネ力を矢印Ｓ２方向に作用させることで、電磁弁本体７６が不用意に弁座７８から離れないようにしている。ただし、背圧室５８から作用する正圧が所定値以上になると、コイル部７２への通電によらずに電磁弁本体７６が矢印Ｓ１と反対の方向へ移動するように、圧縮コイルスプリング８０のバネ力は所定の値に設定されている。

本実施形態では、特に、キャニスタ側バイパス通路６６と電磁弁ハウジング７０とを、第２ケース４８Ｂと一体成形している。そして、図２（Ａ）から分かるように、キャニスタ側バイパス通路６６に設けた連通部９２により、キャニスタ側バイパス通路６６をキャニスタ側ベント配管３６Ｃに連通させている。

次に、本実施形態の燃料タンクシステム１２の作用を説明する。

本実施形態の燃料タンクシステム１２では、通常状態、すなわち、燃料タンク１４に給油していない状態（車両は走行中であっても駐車中であってもよい）では、図２（Ａ）に示すように、電磁弁６８の電磁弁本体７６は閉弁されている。また、ダイヤフラム弁４６の弁部材本体５４も閉弁されている。このため、燃料タンク１４のタンク内圧が、ダイヤフラム弁４６の主室５２及び背圧室５８の双方に作用している。ダイヤフラム弁４６は、圧縮コイルスプリング６０及びダイヤフラム５６のバネ力により閉弁状態を維持しており、不用意に開弁されることはない。

燃料の給油時には、リッドオープナースイッチ２２が操作されると、制御装置３２は、リッド２０を開放する。さらに制御装置３２は、図３に示すように、電磁弁６８を開弁する。これにより、ダイヤフラム弁４６の背圧室５８は、大気開放配管４０からキャニスタ３４、キャニスタ側ベント配管３６Ｃ及びキャニスタ側バイパス通路６６を通じて大気開放される。すなわち、背圧室５８の圧力が低下し大気圧に近づく。

これに対し、主室５２も、背圧室５８からさらにタンク側バイパス通路６２及びタンク側ベント配管３６Ｔを通じて大気開放される。しかし、本実施形態では、タンク側バイパス通路６２にオリフィス部８８が設けられており、主室５２と背圧室５８との間の気体の移動に所定の抵抗が生じるため、主室５２の圧力が背圧室５８の圧力と同程度になるには長い時間を要する。すなわち、背圧室５８と主室５２との間に圧力差が生じた状態（背圧室５８の方が主室５２よりも圧力が低い状態）となる。したがって、背圧室５８と主室５２との間に、このような圧力差が生じない構成と比較して、ダイヤフラム弁４６をより小さな開弁圧で開弁させることができる。これにより、背圧室５８と主室５２と圧力差がダイヤフラム弁４６の開弁圧を超えると、図４に示すように、弁部材本体５４が背圧室５８側（上側）へ移動し、ダイヤフラム弁４６が開弁される。

ここで、図６には、比較例の燃料タンクシステム２１２が部分的に拡大して示されている。比較例の燃料タンクシステム２１２においても、第１ケース４８Ａに設けられた第１バイパス構成部６２Ａと、第２ケース４８Ｂに設けられた第２バイパス構成部６２Ｂとによってタンク側バイパス通路６２が構成されている。ただし、比較例に係るタンク側バイパス通路６２では、背圧室５８からタンク側ベント配管３６Ｔに向かって内径が漸減しており、実質的にオリフィス部８８がタンク側ベント配管３６Ｔとの連通部分に設けられている。これ以外は、比較例の燃料タンクシステム２１２は、第１実施形態の燃料タンクシステム１２と同一の構成とされる。

比較例の燃料タンクシステム２１２では、このようにオリフィス部８８がタンク側ベント配管３６Ｔとの連通部分に設けられているので、電磁弁６８の開弁による背圧室５８の圧力低下時に、タンク側バイパス通路６２内の圧力も低下させることになる（実質的にタンク側バイパス通路６２内も背圧室５８として作用する）。そしてこれにより、背圧室５８の圧力低下に長い時間を要する。

これに対し、本実施形態の燃料タンクシステム１２では、タンク側バイパス通路６２のオリフィス部８８が、背圧室５８との連通部分に設けられている。電磁弁６８を閉弁したときの背圧室５８の圧力低下時に、タンク側バイパス通路６２の影響が比較例の燃料タンクシステム２１２よりも小さい（実質的に、タンク側バイパス通路６２は背圧室５８として作用しない）。このため、電磁弁６８の開弁時に背圧室５８が圧力低下しやすくなる。そしてこれにより、背圧室５８と主室５２との圧力差も短時間で大きくなり、ダイヤフラム弁４６が短時間で短時間で開弁される。

なお、ダイヤフラム弁４６を小さな開弁圧で開弁させるためには、弁部材本体５４を小型化することが考えられる。しかし、弁部材本体５４は、弁座５０を閉塞する部材であるため、弁部材本体５４を小型化すると、弁座５０、すなわち、キャニスタ側ベント配管３６Ｃの一部の内径も小さくする必要が生じる。したがって、ダイヤフラム弁４６の開弁時に、ベント配管３６の流量を確保する観点からは、弁座５０を大径化することが望まれる。これに伴い、弁部材本体５４も大型になるが、このように大型化された弁部材本体５４であっても、小さな開弁圧で開弁可能となる。

本実施形態では、ダイヤフラム弁４６の弁部材本体５４は上記したように大型化できるのに対し、電磁弁６８の電磁弁本体７６は、ベント配管３６（弁座５０）を開閉する作用を奏する必要がなく、キャニスタ側バイパス通路６６を開閉できればよいため、小型化できる。電磁弁本体７６において、燃料タンク１４のタンク内圧を受ける面積も小さくなるので、電磁弁６８の閉弁に必要な押し付け荷重（図２における矢印Ｓ２方向の荷重）も小さくできる。これにより、電磁弁６８として小型化及び省電力化を図り、低コストで且つ燃費に優れた燃料タンクシステム１２を得ることができる。

特に、本実施形態では、電磁弁６８の電磁弁本体７６の開弁方向と、背圧室５８から電磁弁本体７６に正圧が作用する方向とが一致している（図２における矢印Ｓ２と反対の方向）。このため、電磁弁本体７６を開弁方向に移動させるためのコイル部７２からの駆動力も小さくて済み、より省電力化を測ることができる。

なお、本実施形態では、上記したように、弁座５０の内径を大きくしても、ダイヤフラム弁４６の開弁圧、すなわち弁部材本体５４の動作に必要な力は少なくて済む。弁座５０すなわちベント配管３６の内径を大きくすることで、ベント配管３６の通気抵抗を低減することができる。これにより、給油時に燃料タンク１４内で発生する蒸発燃料が、ベント配管３６を通じてキャニスタ３４へ流れやすくなり、給油を行いやすい燃料タンクシステム１２となる。

また、給油前には、ダイヤフラム弁４６が開弁されることで、燃料タンク１４のタンク内圧が低下される。本実施形態では、ベント配管３６の通気抵抗を小さくすることで、タンク内圧を低下させるために必要な時間も短縮され、より短時間での給油が可能になる。

車両の走行中は、図１に示すように、タンク内圧センサ３０によって燃料タンク１４のタンク内圧が検出されている。このタンク内圧が、あらかじめ設定された所定値を超えていない場合は、図２に示すように、制御装置３２は電磁弁６８を閉弁している。ダイヤフラム弁４６も閉弁されているので、燃料タンク１４は密閉されている。燃料タンク１４内で発生した蒸発燃料がキャニスタ３４に移動することはない。

タンク内圧が所定値を超えると、制御装置３２は電磁弁６８を開閉制御する（ここでいう「開閉制御」には電磁弁６８を開弁状態に維持することも含まれる）。電磁弁６８の開弁時（図３に示した状態と同様の状態）には、タンク側ベント配管３６Ｔからタンク側バイパス通路６２、背圧室５８、キャニスタ側バイパス通路６６、キャニスタ側ベント配管３６Ｃを経てキャニスタ３４へ蒸発燃料が移動可能となる。

そして、たとえば電磁弁６８を適切に開閉制御することで、ベント配管３６を流れる蒸発燃料の流量とタンク内圧とを制御することが可能になる。この場合、電磁弁６８の開閉制御は、電磁弁本体７６の矢印Ｓ２方向又は反対方向への移動量を調整することで流路の断面積を調整するようにしてもよい。また、デューティー制御（弁部材本体５４の開弁位置と閉弁位置とを切り替える時間の制御）で行ってもよい。

電磁弁６８が開閉制御されると、背圧室５８の圧力が変動するため、背圧室５８と主室５２との圧力差によっては、ダイヤフラム弁４６も開閉される。たとえば、電磁弁６８の開弁により背圧室５８の圧力が低下し、背圧室５８と主室５２との圧力差がダイヤフラム弁４６の開弁圧を超えると、ダイヤフラム弁４６が開弁される。このとき、本実施形態では、タンク側バイパス通路６２のオリフィス部８８が背圧室５８との連通部分に設けられており、実質的に背圧室５８として作用する部分が比較例の燃料タンクシステム２１２より小さいので、（上記した給油時と同様に）背圧室５８が圧力低下しやすくなる。これにより、ダイヤフラム弁４６が短時間で開弁される。

これとは逆に、電磁弁６８の閉弁により背圧室５８が大気開放されなくなると、背圧室５８に燃料タンク１４の圧力が作用する。そして、背圧室５８の圧力が上昇し、背圧室５８と主室５２との圧力差がダイヤフラム弁４６の閉弁圧を下回ると、ダイヤフラム弁４６が閉弁される。本実施形態では、タンク側バイパス通路６２のオリフィス部８８が背圧室５８との連通部分に設けられて、実質的に背圧室５８として作用する部分が比較例の燃料タンクシステム２１２より小さいことから、背圧室５８が圧力上昇しやすくなる。これにより、ダイヤフラム弁４６が短時間で閉弁される。このようにして電磁弁６８が開閉制御され（ダイヤフラム弁４６も開閉され）ることで、いわゆる「圧抜き」が行われ、燃料タンク１４内の圧力が所定範囲に維持される（過度な圧力変動が緩和される）。そして、本実施形態の燃料タンクシステム１２では、いわゆる「圧抜き」を行う場合の、電磁弁６８の開閉制御に伴うダイヤフラム弁４６の開閉の応答性が高くなっている。

この「圧抜き」が行われると、燃料タンク１４からベント配管３６を通じて、燃料タンク１４内の蒸発燃料を含む気体が排出される。排出された蒸発燃料は、キャニスタ３４の吸着剤で吸着されてもよいが、エンジン２６が駆動している場合には、さらにパージ配管３８を通じてエンジン２６に送り、エンジン２６で燃焼させてもよい。

しかも、本実施形態の燃料タンクシステム１２では、このように、タンク内圧が所定値を超えたときのベント配管３６における流量調整を行う部材を、給油時に背圧室５８を大気開放するための電磁弁６８が兼ねていることになる。したがって、これらの作用を奏する部材を別々に設けた構成と比較して、低コストで構成できると共に、軽量となる。

車両の駐車中においても、通常は、電磁弁６８及びダイヤフラム弁４６が閉弁されているので、燃料タンク１４は密閉されている。燃料タンク１４内で発生した蒸発燃料がキャニスタ３４に移動することはない。

車両の駐車中に、燃料タンク１４のタンク内圧が正圧（大気圧よりも高い状態）になったときには、タンク内圧は背圧室５８を通じて、電磁弁６８の電磁弁本体７６を開弁する方向（図２に示す矢印Ｓ２と反対の方向）に作用する。駐車中は電磁弁６８が制御装置３２によって開閉制御されない。しかし、タンク内圧が所定の閾値（以下「正圧閾値」という）を超えた場合には、タンク内圧（正圧）を受けた電磁弁本体７６が、圧縮コイルスプリング８０のバネ力に抗して開弁方向に移動する（図３と同様の状態になる）。すなわち、電磁弁６８は、燃料タンク１４の正圧を開放する正圧開放弁として動作しており、正圧開放弁をあらたに設ける必要がない。したがって、正圧開放弁を別に設けた構成と比較して、低コストで構成できると共に、軽量となる。

しかも、本実施形態の燃料タンクシステム１２における電磁弁６８は、上記したように給油時や走行時等にも所定の条件で開閉制御される。換言すれば、タンク内圧が正圧閾値を超えた場合以外にも、電磁弁本体７６は開弁位置と閉弁位置との間を移動している。このため、タンク内圧が正圧閾値を超えた場合にのみ開弁される正圧開放弁と比較して、電磁弁本体７６が弁座７８に不用意に固着する現象が発生しづらくなり、耐固着性が向上する。

車両の駐車中に、燃料タンク１４のタンク内圧が負圧（大気圧よりも低い状態）になったときには、タンク内圧（負圧）は、背圧室５８を通じて、ダイヤフラム弁４６の弁部材本体５４を開弁する方向（図２に示す矢印Ｓ１と反対の方向）に作用する。タンク内圧が所定の閾値（以下「負圧閾値」という）よりも低くなった場合には、図５に示すように、タンク内圧（負圧）を背圧室５８側から受けた弁部材本体５４が、圧縮コイルスプリング６０及びダイヤフラム５６のバネ力に抗して、開弁方向（矢印Ｓ１と反対の方向）に移動する。すなわち、ダイヤフラム弁４６は、燃料タンク１４の負圧を開放する負圧開放弁として動作しており、負圧開放弁をあらたに設ける必要がない。したがって、負圧開放弁を別に設けた構成と比較して、低コストで構成できると共に、軽量となる。

しかも、本実施形態の燃料タンクシステム１２におけるダイヤフラム弁４６は、上記したように、給油時等においても所定の条件で開閉される。換言すれば、タンク内圧が負圧閾値を下回った場合以外にも、弁部材本体５４は開弁位置と閉弁位置との間を移動している。このため、タンク内圧が負圧閾値を下回った場合にのみ開弁される負圧開放弁と比較して、弁部材本体５４が弁座５０に不用意に固着する現象が発生しづらくなり、耐固着性が向上する。

そして、第１実施形態の燃料タンクシステム１２では、タンク側バイパス通路６２を、第１ケース４８Ａに設けた第１バイパス構成部６２Ａと、第２ケース４８Ｂに設けた第２バイパス構成部６２Ｂとで構成しており、ホース等の他の部材を必要としていない。また、ホースが接続されるポート等も不要となっている。このため、タンク側バイパス通路６２を有する燃料タンクシステム１２を省スペースで構成することが可能である。また、ホース等が不要であるため、部品点数が少なくて済み、燃料タンクシステム１２の低コスト化や軽量化を図ることも可能となる。

しかも、第１実施形態の燃料タンクシステム１２では、第１ケース４８Ａの接合面８４Ａと、第２ケース４８Ｂの接合面８４Ｂとを接合するだけで、主室５２及び背圧室５８を備えたダイヤフラム弁４６を構成できると共に、タンク側バイパス通路６２を構成できる。したがって、ダイヤフラム弁４６とタンク側バイパス通路６２とを別工程で構成する構造と比較して、作業性が向上している。

また、第１実施形態の燃料タンクシステム１２では、電磁弁ハウジング７０及びキャニスタ側バイパス通路６６についても、第２ケース４８Ｂと一体成形されている。このため、電磁弁ハウジング７０やキャニスタ側バイパス通路６６の一部を第２ケース４８Ｂと別体の部材を必要とする構成と比較して、部品点数が少なくなる。

さらに、オリフィス部８８を、第２バイパス構成部６２Ｂにおいて第２ケース４８Ｂと一体成形している。このため、オリフィス部８８（断面積減少部）を第２ケース４８Ｂと別体で形成した構造と比較して、部品点数が少なくなっている。

なお、オリフィス部８８を、たとえば、第１バイパス構成部６２Ａと第２バイパス構成部６２Ｂの境界部分（接合面８４Ａ、８４Ｂ）に設けることも可能である。ただし、この場合、接合面８４Ａ、８４Ｂにズレが生じると、オリフィス部８８における断面積にも影響が及ぶおそれがある。これに対し、本実施形態では、第２バイパス構成部６２Ｂにオリフィス部８８を設けているので、接合面８４Ａ、８４Ｂにズレが生じていても、オリフィス部８８における断面積に影響を及ぼさない。このため、タンク側バイパス通路６２全体の流路構造（流量）にも影響せず、背圧室５８における圧力変化のばらつきも抑制できる。

図７には、本発明の第２実施形態の燃料タンクシステム１１２が、ダイヤフラム弁１４６及び電磁弁６８の近傍で部分的に拡大して示されている。第２実施形態において、燃料タンクシステム１１２の全体的構成は第１実施形態と同様であるので図示を省略する。また、第２実施形態において、第１実施形態と同一の構成要素、部材等には同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

第２実施形態の燃料タンクシステム１１２では、ダイヤフラム弁１４６が、第１ケース４８Ａ及び第２ケース４８Ｂ（図２等参照）を有しておらず、一体成形された有底円筒形状の弁ハウジング１４８を有している。そして、弁ハウジング１４８における背圧室５８の側壁部分、及び、タンク側ベント配管３６Ｔには、ポート部１１４Ａ、１１４Ｂが設けられている。これらのポート部１１４Ａ、１１４Ｂは、ホース１１６によって接続されている。そして、ポート部１１４Ａ、ホース１１６及びポート部１１４Ｂによって、タンク側バイパス通路６２が構成されている。

背圧室５８側のポート部１１４Ａには、オリフィス部８８が設けられている。すなわち、第２実施形態の燃料タンクシステム１１２も、タンク側バイパス通路６２において背圧室５８との連通部分にオリフィス部８８が位置している。

このような構成とされた第２実施形態の燃料タンクシステム１１２においても、第１実施形態の燃料タンクシステム１２と略同様の作用効果を奏する。オリフィス部８８が背圧室５８との連通部分に設けられているので、給油時や圧抜き時においてダイヤフラム弁４６の応答性が高い。

また、第２実施形態では、タンク側バイパス通路６２を、ポート部１１４Ａ、ホース１１６及びポート部１１４Ｂの３つの部材によって構成している。したがって、タンク側バイパス通路６２の形状や位置の自由度が高い。

第２実施形態においても、オリフィス部８８は弁ハウジング１４８と一体成形されているので、オリフィス部８８を別体で構成した構造と比較して、部品点数が少ない。

なお、第１実施形態及び第２実施形態において、電磁弁６８としては、たとえば、背圧室５８に向かって延出されたポート部（筒状の部材）を有する構造の電磁弁もある。このような電磁弁に対し、弁ハウジング４８、１４８（第１実施形態の弁ハウジング４８の場合は第２ケース４８Ｂ）からもポート部を延出し、弁ハウジングのポート部と電磁弁のポート部とをホース等で接続する構造を採ってもよい。この構造では、弁ハウジング４８、１４８のポート部がキャニスタ側バイパス通路６６の一部を構成すると共に、弁ハウジング４８（第２ケース８４Ｂ）、１４８と一体成形されていることになる。さらに、電磁弁６８とキャニスタ側ベント配管３６Ｃとの間においても、電磁弁６８とキャニスタ側ベント配管３６Ｃにポート部を設け、これらポート部の間をホース等で接続しキャニスタ側バイパス通路６６の一部を構成してもよい。

上記では、電磁弁６８の電磁弁本体７６として、その開弁方向が背圧室５８から正圧が作用する方向と一致する向きとされたものを挙げている。しかし、電磁弁本体７６の開弁方向はこれに限定されず、図８に示すように、電磁弁本体７６の開弁方向が、背圧室５８からの正圧の作用方向と反対になっていてもよい。この構成では、電磁弁本体７６を閉弁位置に維持するためのコイル部７２からの駆動力が小さくて済む。

本発明の弁部材として、上記ではダイヤフラム弁４６を挙げているが、弁部材はダイヤフラム弁４６に限定されない。たとえば、ダイヤフラム５６を無くすと共に、弁部材本体５４をその外周が弁ハウジング４８の内周に接触するように大径化した構成でもよい。この構成では、弁部材本体５４が単独で主室５２と背圧室５８とを区画すると共に、弁座５０に接触することでベント配管３６を閉塞する位置と、弁座５０から離れることでベント配管３６を開放する位置とを移動する。

１２ 燃料タンクシステム
１４ 燃料タンク
３４ キャニスタ
３６ ベント配管
３６Ｔ タンク側ベント配管
３６Ｃ キャニスタ側ベント配管
４０ 大気開放配管
４６ ダイヤフラム弁（弁部材）
４８Ａ 第１ケース
４８Ｂ 第２ケース
５２ 主室
５４ 弁部材本体
５６ ダイヤフラム
５８ 背圧室
６０ 圧縮コイルスプリング
６２ タンク側バイパス通路
６２Ａ 第１バイパス構成部
６２Ｂ 第２バイパス構成部
６６ キャニスタ側バイパス通路
６８ 電磁弁
８４Ａ 接合面
８４Ｂ 接合面
８６ 保持部
８８ オリフィス部（断面積減少部）
１１２ 燃料タンクシステム

Claims (3)

1. 内部に燃料を収容可能な燃料タンクと、
   前記燃料タンク内で生じた蒸発燃料を吸着剤によって吸着及び脱離するキャニスタと、
   前記キャニスタの内部を大気開放するための大気開放管と、
   前記燃料タンクと前記キャニスタとを連通し燃料タンク内の蒸発燃料をキャニスタに送るためのベント配管と、
   前記ベント配管において前記燃料タンクのタンク内圧が作用するように設けられた主室と該主室に対し弁部材本体を挟んで反対側の背圧室とに区画され、背圧室の圧力に対し主室の圧力が高くなって弁部材本体が移動すると開弁してベント配管を連通する弁部材と、
   前記ベント配管における前記燃料タンクから前記弁部材までのタンク側ベント配管と前記背圧室とを連通するタンク側バイパス通路と、
   前記ベント配管における前記弁部材から前記キャニスタまでのキャニスタ側ベント配管と前記背圧室とを連通可能なキャニスタ側バイパス通路と、
   前記キャニスタ側バイパス通路に設けられてキャニスタ側バイパス通路を開閉するように制御される電磁弁と、
   前記タンク側バイパス通路における前記背圧室との連通部分に設けられタンク側バイパス通路の流路断面積を減少させる断面積減少部と、
   を有し、
   前記電磁弁の電磁弁本体の開弁方向と背圧室から当該電磁弁本体に正圧が作用する方向とが一致しており、
   さらに、前記電磁弁は、前記燃料タンクの正圧を開放する正圧開放弁として動作する、
   燃料タンクシステム。
2. 前記ベント配管から連続して筒状に形成され前記弁部材本体の外周のダイヤフラムを該筒状の開口部で保持すると共にベント配管とダイヤフラムとの間の領域に前記主室を構成する第１ケースと、
   筒状に形成されて前記第１ケースに対し前記弁部材本体及び前記ダイヤフラムを取り囲むように接合され前記弁部材本体及びダイヤフラムとの間の領域に前記背圧室を構成する第２ケースと、
   前記主室の外周側で前記第１ケースと一体成形され前記タンク側バイパス通路の一部を成す第１バイパス構成部と、
   前記背圧室の外周側で前記第２ケースと一体成形され前記第１バイパス構成部と接合されて前記タンク側バイパス通路の他の部分を成す第２バイパス構成部と、
   を有する請求項１に記載の燃料タンクシステム。
3. 前記断面積減少部が、前記第２バイパス構成部において第２ケースと一体成形されている請求項２に記載の燃料タンクシステム。

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