JP5810942B2 - 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、給油時以外で、燃料タンクのタンク内圧が高くなったときに燃料タンク内の気体をキャニスタ等に逃がす場合に、封鎖弁を開弁する必要がある。しかし、タンク内圧が高い状態で封鎖弁を開弁すると、大量の蒸発燃料を含む気体がキャニスタに移動してしまう。

特開２００５−１０４３９４号公報

本発明は上記事実を考慮し、燃料タンクのタンク内圧が高い状態で燃料タンクからキャニスタに大量の気体が移動することを抑制可能な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圧力差が開弁圧を超えると該圧力差で弁部材本体が開弁位置へ移動することで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可能な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、前記圧力差が前記開弁圧よりも高い規定圧力を超えると前記ベント配管の流路断面積を前記弁部材本体が前記開弁位置にあるときよりも減少させる流路断面積減少手段と、を有する。

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。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。

この燃料タンクシステムは、流路断面積減少手段を有している。流路断面積減少手段は、背圧室と主室との圧力差が、弁部材の開弁圧よりも高い所定の規定圧力を超えると、ベント配管の流路断面積を弁部材本体が開弁位置にあるときよりも減少させる。したがって、燃料タンクからベント配管を通じてキャニスタに流れる気体の量も制限される。これにより、燃料タンクのタンク内圧が高い状態でも、燃料タンクからキャニスタに大量の気体が移動することを抑制できる。

なお、ここでいう流路断面積の「減少」には、流路断面積を少なくすることの他に、流路を完全に閉塞してしまう場合も含む。

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、前記弁部材本体が、前記キャニスタ側ベント配管に構成された弁座に接触して前記ベント配管を閉塞する閉弁位置と該弁座から離間する前記開弁位置とを移動し、前記流路断面積減少手段が、前記圧力差で前記弁部材本体が前記開弁位置からさらに開弁方向へ移動することで前記流路断面積を減少させる。

弁部材本体が弁座に対し接触及び離間する簡単な構造でベント配管を閉塞及び連通（開放）することができる。そして、背圧室と主室との圧力差により弁部材本体が開弁位置からさらに開弁方向に移動すると、この移動を利用してベント配管の流路断面積を減少させることができる。

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、前記流路断面積減少手段が、前記キャニスタ側ベント配管及び前記弁部材本体にそれぞれ設けられ前記弁部材本体が前記弁座から離間した状態で弁部材本体の開弁方向への移動を制限するように接触してキャニスタ側ベント配管と弁部材本体との隙間を閉塞する接触部材、を有する。

キャニスタ側ベント配管及び弁部材本体に設けられた接触部材が接触することで、キャニスタ側ベント配管と弁部材本体との隙間を閉塞することもできる。これにより、燃料タンクからキャニスタへの気体の移動を抑制できる。キャニスタ側ベント配管の接触部材と弁部材本体の接触部材とが互いに係合するような形状とすることも可能であり、このように係合させることで、弁部材本体の開弁方向への移動量を制限することも可能となる。

請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の発明において、前記弁部材による前記ベント配管の開弁時でのベント配管の連通部分の流路断面積よりも小さい流路断面積で、前記接触部材が前記隙間を閉塞した状態においてタンク側ベント配管とキャニスタ側ベント配管とを連通させる小連通部、を有する。

接触部材が前記隙間を閉塞した状態で、タンク側ベント配管とキャニスタ側ベント配管とは、小連通部で連通される。この小連通部は、弁部材によってベント配管が開弁された時のベント配管の連通部分の流路断面積よりも小さい流路断面積を有している。すなわち、接触部材が係合してキャニスタ側ベント配管と弁部材本体との隙間が閉塞された状態であっても、小連通部を通じて、燃料タンクの気体をキャニスタに移動させることが可能となる。これにより、主室の圧力を低下させ、背圧室と主室との圧力差をより少なくすることが可能になる。

請求項５に記載の発明では、前記小連通部が、前記接触部材を厚み方向に貫通する貫通孔である。

貫通孔を接触部材に設ける簡単な構造で小連通部を構成できる。

本発明は上記構成としたので、燃料タンクのタンク内圧が高い状態で燃料タンクからキャニスタに大量の気体が移動することを抑制可能となる。

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の弁部材本体が開弁位置からさらに開弁方向に移動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燃料タンクの正圧を開放している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燃料タンクの負圧を開放している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けるダイヤフラム弁及びその近傍を一部破断して示す拡大斜視図である。 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３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に詳細に示すように、ダイヤフラム弁４６は、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弁ハウジング４８を有している。弁ハウジング４８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。この弁座５０と弁ハウジング４８の間の部分が主室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。

弁座５０の上端の開口部分は、弁部材本体５４によって閉塞可能とされている。弁部材本体５４の周囲は、ダイヤフラム５６によって弁ハウジング４８の内周面に固着されている。そして、弁部材本体５４及びダイヤフラム５６よりも図２において上側の空間が、背圧室５８となっている。したがって、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。

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。

タンク側バイパス通路６２には、内径を局所的に小さくした縮径部６４が設けられている。この縮径部６４により、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。

なお、このように、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を生じさせる手段としては、タンク側バイパス通路６２を局所的に縮径した構造に限定されない。たとえば、タンク側バイパス通路６２の内径を全体的に小さくして、気体の移動に所定の抵抗を生じさせてもよい。さらに、タンク側バイパス通路６２を所定位置で曲げて（屈曲でも湾曲でもよい）、気体の移動に所定の抵抗を生じさせてもよい。

キャニスタ側ベント配管３６Ｃと背圧室５８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、制御装置３２によって開閉制御される電磁弁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、制御装置３２で制御されていない状態では、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。

図８にも詳細に示すように、弁部材本体５４には、第１係合部材１１２が設けられており、キャニスタ側ベント配管３６Ｃの弁座７８の近傍部分には、第２係合部材１２２が設けられている。

第１係合部材１１２は、弁部材本体５４に下側から取り付けられた円板状の取付板部１１４と、この取付板部１１４の外周部分から下方へ円筒状に延出された円筒部１１６、さらに、円筒部１１６の下端から径方向内側に延出された第１環状部１１８とを有している。第１環状部１１８の内縁は、キャニスタ側ベント配管３６Ｃとの間に、全周にわたって所定の間隙を構成している。

本実施形態では、円筒部１１６に、この円筒部１１６を板厚方向に貫通する複数の貫通孔１１６Ｈが周方向に一定間隔をあけて形成されている。

これに対し、第２係合部材１２２は、キャニスタ側ベント配管３６Ｃの外周面から径方向外側に延出された環状の第２接触部１２４により構成されている。そして、第２環状部１２４は、第１係合部材１１２の取付板部１１４と第１環状部１１８との間に位置するように、第１係合部材１１２に嵌合されている。

第２環状部１２４の外縁は、円筒部１１６との間で、全周にわたって所定の間隙を構成している。

主室５２と背圧室５８との圧力が同程度（これらの圧力差が、ダイヤフラム弁４６の開弁圧よりも小さい）の状態では、図２に示すように、弁部材本体５４が下方に移動した位置にあり、第２環状部１２４に取付板部１１４が接触している。弁部材本体５４の閉弁位置であり、ダイヤフラム弁４６は閉弁状態になっている。閉弁状態では、第１係合部材１１２と第２係合部材１２２との間を気体が移動不能である。すなわち、燃料タンク１４内の気体がベント配管３６を通じてキャニスタ３４に移動することはない。

これに対し、背圧室５８の圧力が主室５２の圧力に対して低下し、これらの圧力差がダイヤフラム弁４６の開弁圧を超えると、弁部材本体５４が閉弁位置から上方向（開弁方向）へ移動する。図４に示すように、第２環状部１２４が第１環状部１１８及び取付板部１１４の双方と非接触になっている状態では、弁部材本体５４は開弁位置にあり、ダイヤフラム弁４６は開弁状態になっている。開弁状態では、第１係合部材１１２と第２係合部材１２２との間を気体が移動可能である。すなわち、キャニスタ側ベント配管３６Ｃと弁部材本体５４との間に隙間Ｄ１が構成され、燃料タンク１４内の気体がベント配管３６を通じてキャニスタ３４に移動可能になっている。

さらに、主室５２と背圧室５８との圧力差が大きくなって、ダイヤフラム弁４６の開弁圧よりも高い所定の規定圧力を超えると、図５に示すように、弁部材本体５４が開弁位置から上方向（開弁方向）へとさらに移動し、第１環状部１１８が第２環状部１２４に下側から接触する。この状態では、第１環状部１１８と第２環状部１２４とは、周方向の全周で接触しており、隙間Ｄ１（図４参照）が閉塞されるので、これら環状部の間では気体が移動不能となる。しかし、円筒部１１６に貫通孔１１６Ｈが形成されているので、主室５２からキャニスタ側ベント配管３６Ｃ（弁座７８の近傍部分）への気体の移動は許容される。ただし、気体が移動する際の流路の実質的な断面積としては、弁部材本体５４が開弁位置にあるときよりも小さくなっている。

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に縮径部６４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、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の開弁時には背圧室５８が大気開放されるのに対し、主室５２にはタンク内圧が直接的に作用している。このとき、上記した給油時と同様に、タンク側バイパス通路６２の縮径部６４によって、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と背圧室５８との圧力差が大きくなる。そして、この圧力差が、ダイヤフラム弁４６の開弁圧よりも大きい規定圧力を超えると、弁部材本体５４は、開弁方向（矢印Ｓ１と反対の方向）にさらに移動する。

図５に示すように、第１環状部１１８が第２環状部１２４に接触すると、この状態では、第１環状部１１８と第２環状部１２４との間では気体が移動不能となる。ただし、円筒部１１６に形成された貫通孔１１６Ｈを通じて、主室５２からキャニスタ側ベント配管３６Ｃ（弁座７８の近傍部分）への気体の移動は許容される。この場合、気体が移動する際の流路の実質的な断面積としては、弁部材本体５４が開弁位置にあるときよりも小さい。したがって、ダイヤフラム弁４６が開弁状態となっているときよりも少ない流量で、燃料タンク１４内の気体がベント配管３６を通じてキャニスタ３４に移動する。この気体の移動により、主室５２の圧力が低下し、背圧室５８と主室５２との圧力差は小さくなる。

以上の説明から分かるように、本実施形態の燃料タンクシステム１２では、燃料タンク１４のタンク内圧が高い状態で、ダイヤフラム弁４６が開弁状態となる構成と比較して、大量の気体が燃料タンク１４からキャニスタ３４へ大量の気体が移動することを抑制できる。なお、このようにして燃料タンク１４からベント配管３６を通じて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、図６に示すように、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。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７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。

図９には、本発明の第２実施形態の燃料タンクシステム１３２が、ダイヤフラム弁１３６及びその近傍で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の全体的構成は第１実施形態と同一であるので、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、部材等については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

第２実施形態では、円筒部１１６に貫通孔１１６Ｈ（図２参照）が形成されていない点が第１実施形態と異なっている。

したがって、第２実施形態では、車両走行中に主室５２と背圧室５８との圧力差が規定圧力を超え、第１環状部１１８が第２環状部１２４に接触した状態では、第１実施形態と同様に第１環状部１１８と第２環状部１２４との間では気体が移動不能であるが、第１実施形態と異なり、貫通孔１１６Ｈを通じて気体が移動することはない。すなわち、第２実施形態では、主室５２と背圧室５８との圧力差が規定圧力を超えた状態では、燃料タンク１４内の気体をベント配管３６を通じてキャニスタ３４に流れないようにすることが可能である。

図１０には、本発明の第３実施形態の燃料タンクシステム１４２が、ダイヤフラム弁１４６及びその近傍で拡大して示されている。第３実施形態においても、燃料タンクシステムの全体的構成は第１実施形態と同一であるので、図示を省略する。また、第３実施形態において、第１実施形態と同一の構成要素、部材等については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

第３実施形態では、円筒部１１６に貫通孔１１６Ｈ（図２参照）が形成されていないが、第２係合部材１２２の第２環状部１２４に貫通孔１２４Ｈが形成されている。貫通孔１２４Ｈは、第２環状部１２４に第１環状部１１８が接触した状態でも第１環状部１１８によって塞がれることのない位置（第２環状部１２４における径方向内側）に形成されている。また、貫通孔１２４Ｈは、第２環状部１２４の周方向には間隔をあけて複数形成されている。

このような構成とされた第３実施形態においても、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。特に第３実施形態では、円筒部１１６に貫通孔１１６Ｈ（図２参照）を形成していないので、円筒部１１６の形状の自由度が高くなる。たとえば、弁部材本体５４の開弁方向への移動量が少なくても、ダイヤフラム弁４６を開弁状態としたり、第１環状部１１８を第２環状部１２４に接触させて気体の移動を抑制したりする動作を実現することが可能となる。

本発明の小連通部として、上記では、貫通孔１１６Ｈ、１２４Ｈを挙げているが、小連通部は、このような貫通孔に限定されない。たとえば、第１環状部１１８及び第２環状部１２４が接触した状態で、これらの間に微小な間隙が構成されるように、第１環状部１１８の内縁近傍もしくは第２環状部１２４の外縁近傍に凹みを形成した構造でもよい。上記した貫通孔１１６Ｈ、１２４Ｈを形成すれば、簡単な構造で、小連通部を構成できる。貫通孔１１６Ｈ、１２４Ｈの数も、上記では複数としているが、１つのみでもよい。

また、上記では、本発明の接触部材として、第１係合部材１１２及び第２係合部材１２２を挙げており、これら係合部材は、互いに係合することで、弁部材本体５４が過度に開弁方向に移動することを抑制している。しかし、本発明の接触部材としては、接触することによりベント配管３６を閉塞する（あるいは流路断面積を減少させる）ことが可能であればよく、弁部材本体５４の過度の移動を抑制する作用は、他の部材が担うようにしてもよい。たとえば、背圧室５８内にストッパを設け、弁部材本体５４の開弁方向への過度の移動を弁部材本体５４に接触することで抑制する構造でもよい。

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１１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
３２ 制御装置
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）
５０ 弁座
５２ 主室
５４ 弁部材本体
５８ 背圧室
６２ タンク側バイパス通路
６６ キャニスタ側バイパス通路
６８ 電磁弁
７８ 弁座
１１２ 第１係合部材（接触部材、流路断面積減少手段）
１１６Ｈ 貫通孔（小連通部）
１２２ 第２係合部材（接触部材、流路断面積減少手段）
１２４ 第２環状部
１２４Ｈ 貫通孔（小連通部）
１３２ 燃料タンクシステム
１３６ ダイヤフラム弁
１４２ 燃料タンクシステム
１４６ ダイヤフラム弁

Claims (5)

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圧力差が開弁圧を超えると該圧力差で弁部材本体が開弁位置へ移動することで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可能な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、
   前記圧力差が前記開弁圧よりも高い規定圧力を超えると前記ベント配管の流路断面積を前記弁部材本体が前記開弁位置にあるときよりも減少させる流路断面積減少手段と、
   を有する燃料タンクシステム。
2. 前記弁部材本体が、前記キャニスタ側ベント配管に構成された弁座に接触して前記ベント配管を閉塞する閉弁位置と該弁座から離間する前記開弁位置とを移動し、
   前記流路断面積減少手段が、前記圧力差で前記弁部材本体が前記開弁位置からさらに開弁方向へ移動することで前記流路断面積を減少させる請求項１に記載の燃料タンクシステム。
3. 前記流路断面積減少手段が、
   前記キャニスタ側ベント配管及び前記弁部材本体にそれぞれ設けられ前記弁部材本体が前記弁座から離間した状態で弁部材本体の開弁方向への移動を制限するように接触してキャニスタ側ベント配管と弁部材本体との隙間を閉塞する接触部材、
   を有する請求項２に記載の燃料タンクシステム。
4. 前記弁部材による前記ベント配管の開弁時でのベント配管の連通部分の流路断面積よりも小さい流路断面積で、前記接触部材が前記隙間を閉塞した状態においてタンク側ベント配管とキャニスタ側ベント配管とを連通させる小連通部、
   を有する請求項３に記載の燃料タンクシステム。
5. 前記小連通部が、前記接触部材を厚み方向に貫通する貫通孔である請求項４記載の燃料タンクシステム。

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