JP5991242B2 - 燃料タンクモジュール - Google Patents

Description

本発明は、燃料蒸気を回収するキャニスタに接続する燃料タンクモジュールに関する。

従来、燃料タンクで発生する燃料蒸気を回収し内燃機関の吸気系に供給する蒸発燃料処理システムが知られている。蒸発燃料処理システムは、燃料を貯留する燃料タンク、燃料タンク内の蒸発燃料を回収し内燃機関の吸気系に供給するキャニスタ、及び、燃料タンクの内部とキャニスタの内部とを連通または遮断するタンク封鎖弁を備える。例えば、特許文献１には、通電により磁界を発生する電磁駆動部、及び、電磁駆動部が発生する電磁駆動力により弁体を駆動し燃料タンクとキャニスタとを連通または遮断する弁部、を備える電磁弁が記載されている。

特開２００６−２２６４５７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の電磁弁は、電磁弁に設けられるゴムグロメットを介して車両に取り付けられつつ、燃料タンク及び電磁弁とは別体の部材として設けられる配管を介して燃料タンクの外壁に形成される連通路と電磁弁が有するタンク通路とを連通する。このため、当該配管の強度が不十分な場合、燃料タンクから電磁弁に伝わる振動を抑えることができなくなり、振動により発生する騒音が大きくなる。

本発明の目的は、振動により発生する騒音を低減可能な燃料タンクモジュールを提供することにある。

本発明は、内燃機関に供給される燃料を貯留するボディ、及び、ボディの内部と外部とを連通する連通路を有する連通路形成部が設けられる燃料タンクと、連通路に連通するタンク通路を有するタンク通路形成部及びキャニスタに連通するパージ通路に連通するキャニスタ通路を有するキャニスタ通路形成部が設けられ連通路とパージ通路とを連通または遮断するタンク封鎖弁と、を備える燃料タンクモジュールであって、連通路形成部とタンク通路形成部とは直接接続されることを特徴とする。また、本発明の燃料タンクモジュールは、タンク封鎖弁は、ボディの外壁を含む仮想平面とボディの外壁を凹状に形成する凹部の内壁とにより形成される仮想空間に全て収容されることを特徴とする。

本発明の燃料タンクモジュールでは、タンク封鎖弁は燃料タンクに設けられる連通路形成部を介して燃料タンクに直接接続される。これにより、タンク封鎖弁と燃料タンクとを燃料タンク及びタンク封鎖弁とは別体の部材として設けられる配管により接続する場合に比べ燃料タンクとタンク封鎖弁との接続箇所の強度が高くなり、振動により燃料タンクモジュールに作用する振動加速度に対する耐久性を向上することができる。したがって、抑制可能な振動レベルが向上し、振動により発生する騒音を低減することができる。

また、燃料タンクの連通路形成部とタンク封鎖弁のタンク通路形成部とを接続する配管が不要となるため、燃料タンクモジュールを構成する部品の点数を少なくすることができる。

本発明の第１実施形態による燃料タンクモジュールを用いる蒸発燃料処理システムの概念図である。 本発明の第１実施形態による燃料タンクモジュールの模式図である。 図２のＩＩＩ部拡大模式図である。 本発明の第１実施形態による燃料タンクモジュールの振動加速度に対する耐久性を説明する特性図である。 本発明の第２実施形態による燃料タンクモジュールにおけるタンク封鎖弁の支持部材の模式図である。 本発明の第３実施形態による燃料タンクモジュールにおけるタンク封鎖弁の支持部材の模式図である。 本発明の第４実施形態による燃料タンクモジュールにおけるタンク封鎖弁の支持部材の模式図である。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による燃料タンクモジュールを用いる蒸発燃料処理システムを図１に示す。
蒸発燃料処理システム５は、燃料タンクモジュール１、キャニスタ２０、及び、ＥＣＵ３０などから構成される。蒸発燃料処理システム５では、燃料タンクモジュール１の燃料タンク１１内で発生する燃料蒸気をキャニスタ２０が回収する。キャニスタ２０は、回収した燃料蒸気を「内燃機関」としてのエンジン６に接続する吸気管３５が形成する吸気通路３６にパージする。

燃料タンクモジュール１は、燃料タンク１１及びタンク封鎖弁１５から構成される。燃料タンクモジュール１は、パージ管３１によりキャニスタ２０と接続する。燃料タンク１１は、エンジン６に供給される燃料を貯留する。タンク封鎖弁１５は、燃料タンク１１とパージ管３１との間に設けられる。パージ管３１は、燃料タンク１１の内部１１０とキャニスタ２０の内部とを連通可能なパージ通路３２を形成する。燃料タンクモジュール１の構造は後述する。

キャニスタ２０は、燃料タンク１１の内部１１０で発生する燃料蒸気を回収するキャニスタ吸着材２１を備える。キャニスタ２０は、パージ通路３４を形成するパージ管３３を介して吸気管３５と接続する。パージ管３３には、キャニスタ２０の内部と吸気通路３６とを連通または遮断するパージ弁２２が設けられている。

ＥＣＵ３０は、演算手段としてのＣＰＵ、ならびに、記憶手段としてのＲＡＭおよびＲＯＭ等を有するマイクロコンピュータ等から構成されている。ＥＣＵ３０は、タンク封鎖弁１５及びパージ弁２２と電気的に接続している。ＥＣＵ３０は、車両の走行状態に応じてタンク封鎖弁１５を開閉し、燃料タンク１１の内部１１０とキャニスタ２０の内部との連通または遮断を制御する。また、ＥＣＵ３０は、車両の走行状態に応じてパージ弁２２を開閉する。これにより、キャニスタ吸着材２１に吸着されている燃料は、キャニスタ２０に設けられている大気通路２３を介してキャニスタ２０の内部に流入する大気に同伴し、パージ通路３４を通ってスロットルバルブ７の下流側の吸気通路３６に燃料が供給される。

次に、燃料タンクモジュール１の構造を図２及び図３に基づいて説明する。

燃料タンク１１は、ボディ１１１、凹部１１２、及び連通路形成部１２などから構成されている。

ボディ１１１は、中空の樹脂材料から略直方体形状に形成される。ボディ１１１の内部には燃料が貯留される。ボディ１１１の天側の隅には凹部１１２が形成されている。
凹部１１２は、ボディ１１１の外壁の一部を凹状に形成する。凹部１１２の内壁１１３には略円筒状の連通路形成部１２が設けられる。

連通路形成部１２は、燃料タンク１１の内部１１０と燃料タンク１１の外部とを連通する連通路１３を形成する。連通路形成部１２は、凹部１１２の内壁１１３と接続する側とは反対側にコネクタ１２１を有している。

タンク封鎖弁１５は、タンク通路形成部１６、キャニスタ通路形成部１７、弁部１８、及び、電磁駆動部１９などから構成されているノーマリ−クローズの弁である。タンク封鎖弁１５は、連通路形成部１２に接続しつつ、凹部１１２内に収容される。すなわち、タンク封鎖弁１５は、ボディ１１１の天側の外壁１１７を含む仮想平面Ｐ１１７、側壁１１５を含む仮想平面Ｐ１１５、及び、側壁１１６を含む仮想平面Ｐ１１６と凹部１１２の内壁１１３、１１４、１１８とにより形成される仮想空間Ｓ１に収容される。タンク封鎖弁１５は、例えば、車両が走行しているとき、燃料タンク１１の内部１１０で発生する燃料蒸気をキャニスタ２０に排出するため、適宜開状態となる。また、車両がエンジン６を止め停車しているとき、燃料蒸気をキャニスタ２０に排出しないように閉状態となる。

タンク通路形成部１６は、燃料タンク１１の内部１１０に連通するタンク通路１６１を形成する。タンク通路形成部１６の径方向外側には環状突起１６２が形成されている。環状突起１６２は、タンク通路形成部１６が連通路形成部１２の内部に挿入されると、コネクタ１２１の内部に形成されている図示しないツメに係合する。これにより、タンク封鎖弁１５は、連通路形成部１２に嵌合し、燃料タンク１１と直接接続する。

キャニスタ通路形成部１７は、タンク通路形成部１６に対して略垂直に設けられる。キャニスタ通路形成部１７は、パージ通路３２に連通するキャニスタ通路１７１を形成する。

弁部１８は、タンク通路形成部１６とキャニスタ通路形成部１７とを接続するよう設けられる。弁部１８は、内部に図示しない弁体及び弁座が設けられている。弁体と弁座とが当接するとき、タンク通路１６１とキャニスタ通路１７１とは遮断される。また、弁体と弁座とが離間するとき、タンク通路１６１とキャニスタ通路１７１とは連通する。弁部１８の外側には、圧力感応弁１８１が設けられている。

圧力感応弁１８１は、弁部１８に対してキャニスタ通路形成部１７の反対側に設けられる。圧力感応弁１８１は、クリップ１８２により弁部１８に固定される。圧力感応弁１８１の内部にはタンク通路１６１とキャニスタ通路１７１とを連通可能な連通路が形成されている。圧力感応弁１８１は、通常閉じられており、弁部１８がタンク通路１６１とキャニスタ通路１７１とを連通できないとき、燃料タンク１１の内部１１０の圧力により開弁し、内部１１０の圧力による燃料タンク１１の破損を防止する。

電磁駆動部１９は、弁部１８に対してタンク通路形成部１６の反対側に設けられる。電磁駆動部１９は、略円柱状に形成され、図示しないコイル、固定コア、可動コア、及び、付勢部材などが収容されている。電磁駆動部１９の可動コアは、弁部１８の弁体と連結している。

電磁駆動部１９には、ＥＣＵ３０と電気的に接続するコネクタ１９１が設けられている。電磁駆動部１９では、コネクタ１９１を介してコイルに電力が供給されると、コイルが磁界を生成する。生成される磁界により可動コアと固定コアとの間に電磁吸引力が発生し可動コアが固定コアの方向に移動すると、可動コアに連結する弁体と弁座とは離間する。これにより、タンク封鎖弁１５は開状態となり、タンク通路１６１とキャニスタ通路１７１とは連通する。また、コイルへの通電が０の場合、可動コアは図示しない付勢部材により固定コアから離れる方向に移動し、弁体と弁座とは当接する。これにより、タンク封鎖弁１５は閉状態となり、タンク通路１６１とキャニスタ通路１７１とは遮断される。

また、電磁駆動部１９の径方向外側には、取付部１９２が設けられている。取付部１９２の中心にはゴムグロメット１９３が挿入されている。
第１実施形態による燃料タンクモジュール１では、タンク封鎖弁１５は、取付部１９２のゴムグロメット１９３及びボルト１９４を介して凹部１１２の内壁１１４に固定されつつ、燃料タンク１１の外壁に形成される凹部１１２の内壁１１３に設けられる連通路形成部１２に直接接続する。取付部１９２、ゴムグロメット１９３及びボルト１９４は、特許請求の範囲に記載の「支持部材」に相当する。

図４に燃料タンクモジュールに作用する振動加速度に対する耐久性における振動の周波数の影響を表す特性図を示す。図４には、第１実施形態による燃料タンクモジュール１における振動加速度に対する耐久性を実線Ｌ１で表す。また、比較例として燃料タンクとタンク封鎖弁とを燃料タンク及びタンク封鎖弁とは別体の部材として設けられる配管により接続する燃料タンクモジュールにおける振動加速度に対する耐久性を点線Ｌ２で表す。

比較例の燃料タンクモジュールでは、図４に示すように、振動の周波数が大きくなるにつれ振動加速度に対する耐久性が低くなる。すなわち、振動の周波数が大きいほど小さい振動加速度により破損するおそれがある。一方、第１実施形態による燃料タンクモジュール１では、燃料タンクとタンク封鎖弁とを直接接続しているため燃料タンクとタンク封鎖弁との接続箇所の強度が比較的高くなり、振動の周波数が所定の範囲内で大きくなっても振動加速度に対する耐久性は変化しない。
このように、第１実施形態による燃料タンクモジュール１では、タンク封鎖弁１５を燃料タンク１１にダイレクトマウントすることにより、燃料タンク及びタンク封鎖弁とは別体の配管を用いて燃料タンクと封鎖弁とを接続する燃料タンクモジュールに比べ、振動加速度に対する耐久性を向上することができる。したがって、抑制可能な振動レベルを向上することができ、振動により発生する騒音を低減することができる。

また、燃料タンクモジュール１を製造するとき、燃料タンク１１とタンク封鎖弁１５とを接続する配管が不要となるため、燃料タンクモジュール１を構成する部品点数を低減することができる。

また、第１実施形態による燃料タンクモジュール１では、タンク封鎖弁１５は、ボディ１１１の天側の外壁１１７を含む仮想平面Ｐ１１７、側壁１１５を含む仮想平面Ｐ１１５、及び、側壁１１６を含む仮想平面Ｐ１１６と凹部１１２の内壁１１３、１１４、１１８とにより形成される仮想空間Ｓ１に収容される。これにより、タンク封鎖弁１５は、燃料タンク１１のボディ１１１の輪郭である略直方体形状の仮想空間より外に出ないように設けられる。したがって、燃料タンク及びタンク封鎖弁とは別体の配管を用いて燃料タンクと封鎖弁とを接続する燃料タンクモジュールに比べ、燃料タンクモジュール１の体格を小さくすることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態による燃料タンクモジュールを図５に基づいて説明する。第２実施形態は、支持部材の形状が第１実施形態と異なる。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

第２実施形態による燃料タンクモジュール２には、燃料タンク１１の外壁にタンク封鎖弁１５を支持する固定用ラック４２が設けられている。固定用ラック４２は、タンク封鎖弁１５の電磁駆動部１９側から見た模式図である図５に示すように、燃料タンク１１の凹部１１２の内壁であって、連通路形成部１２が設けられる内壁とは異なる内壁１１４に設けられている。固定用ラック４２は断面形状がＣ字状となるように形成されている。固定用ラック４２は、その内径が略円柱状に形成される電磁駆動部１９の外径と同じ程度になるように形成され、電磁駆動部１９は固定用ラック４２の径内方向に収容される。固定用ラック４２は、特許請求の範囲に記載の「支持部材」に相当する。

燃料タンクモジュール２では、タンク封鎖弁１５のタンク通路形成部１６が燃料タンク１１の連通路形成部１２に嵌合されつつ、電磁駆動部１９が燃料タンク１１の内壁１１４に設けられる固定用ラック４２により支持される。これにより、第２実施形態による燃料タンクモジュール２は、第１実施形態の同じ効果を奏しつつ、振動加速度に対する耐久性をさらに向上することができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態による燃料タンクモジュールを図６に基づいて説明する。第３実施形態は、支持部材の形状が第１実施形態と異なる。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

第３実施形態による燃料タンクモジュール３には、燃料タンク１１の外壁にタンク封鎖弁１５を支持する固定用バンド４３が設けられている。固定用バンド４３は、伸縮自在な材料から形成され、タンク封鎖弁１５の電磁駆動部１９側から見た模式図である図６に示すように、両端を凹部１１２の内壁１１４にボルト４３１により固定される。タンク封鎖弁１５の電磁駆動部１９は、固定用バンド４３と内壁１１４との間に設けられ、固定用バンド４３の伸縮力により内壁１１４に押し付けられるように固定される。

燃料タンクモジュール３では、タンク封鎖弁１５のタンク通路形成部１６が燃料タンク１１の連通路形成部１２に嵌合されつつ、電磁駆動部１９が固定用バンド４３により燃料タンク１１の内壁１１４に押し付けられる。これにより、第３実施形態による燃料タンクモジュール２は、第１実施形態の同じ効果を奏しつつ、振動加速度に対する耐久性をさらに向上することができる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態による燃料タンクモジュールを図７に基づいて説明する。第２実施形態は、支持部材の形状が第１実施形態と異なる。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

第４実施形態による燃料タンクモジュール４では、図７に示すように、タンク封鎖弁１５の電磁駆動部１９の径方向外側にＬ字状の挿入部４４１が設けられている。また、燃料タンク１１の内壁１１４に有底筒部４４２および有底筒部４４２に挿入されるゴムグロメット４４３が設けられている。燃料タンク１１にタンク封鎖弁１５を組み付けるとき、挿入部４４１は、ゴムグロメット４４３の内部に挿入される。これにより、タンク封鎖弁１５は、燃料タンク１１に対して固定される。挿入部４４１、有底筒部４４２、及び、ゴムグロメット４４３は、特許請求の範囲に記載の「支持部材」に相当する。

燃料タンクモジュール４では、タンク封鎖弁１５のタンク通路形成部１６が燃料タンク１１の連通路形成部１２に嵌合されつつ、電磁駆動部１９が挿入部４４１、有底筒部４４２、及び、ゴムグロメット４４３により燃料タンク１１に支持される。これにより、第４実施形態による燃料タンクモジュール４は、第１実施形態の同じ効果を奏しつつ、振動加速度に対する耐久性をさらに向上することができる。

（他の実施形態）
（ア）上述の実施形態では、タンク封鎖弁は支持部材により燃料タンクに支持されるとした。しかしながら、支持部材はなくてもよい。タンク封鎖弁のタンク通路形成部材と燃料タンクの連通路形成部材との嵌合のみによりタンク封鎖弁が支持されてもよい。

（イ）タンク封鎖弁は、燃料タンクのボディの外を含む仮想平面及び凹部の内壁により形成される仮想空間に収容されるとした。しかしながら、タンク封鎖弁は仮想空間に収容されなくてもよい。

（イ）上述の実施形態では、タンク通路形成部材と連通路形成部材とは、連通路形成部材に設けられるコネクタにより接続されるとした。しかしながら、タンク通路形成部材と連通路形成部材との接続の方法はこれに限定されない。

（ウ）上述の実施形態では、「支持部材」はタンク封鎖弁の電磁駆動部を介してタンク封鎖弁を支持するとした。しかしながら、「支持部材」が支持する部位はこれに限定されない。

以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

１、２、３、４・・・燃料タンクモジュール、
６ ・・・エンジン（内燃機関）、
１１ ・・・燃料タンク、
１１０ ・・・内部、
１１２ ・・・凹部、
１２ ・・・連通路形成部材、
１２１ ・・・連通路、
１５ ・・・タンク封鎖弁、
１６ ・・・タンク通路形成部、
１６１ ・・・タンク通路、
２０ ・・・キャニスタ。

Claims (3)

1. 内燃機関（６）に供給される燃料を貯留するボディ（１１１）、前記ボディの外壁を凹状に形成する凹部（１１２）、及び、前記凹部の内壁（１１３）に設けられ前記ボディの内部（１１０）と外部とを連通する連通路（１２１）を有する連通路形成部（１２）を有する燃料タンク（１１）と、
   前記連通路を介して前記ボディの内部に発生する燃料蒸気を回収するキャニスタ（２０）と前記燃料タンクとの間に配置され、前記ボディの外壁（１１５、１１６、１１７）を含む仮想平面（Ｐ１１５、Ｐ１１６、Ｐ１１７）と前記凹部の内壁（１１３、１１４、１１８）とにより形成される仮想空間（Ｓ１）に全て収容され、前記連通路に連通するタンク通路（１６１）を形成するタンク通路形成部（１６）及び前記キャニスタに連通するパージ通路（３２）に連通するキャニスタ通路（１７１）を形成するキャニスタ通路形成部（１７）を有し、前記連通路と前記パージ通路とを連通または遮断するタンク封鎖弁（１５）と、
   を備え、
   前記連通路形成部と前記タンク通路形成部とは直接接続されることを特徴とする燃料タンクモジュール（１、２、３、４）。
2. 前記ボディに前記タンク封鎖弁を支持する支持部材（１９２、１９３、１９４、４２、４３、４３１、４４１、４４２、４４３）が設けられることを特徴とする請求項１に記載の燃料タンクモジュール。
3. 前記タンク封鎖弁は、電磁駆動力を発生する電磁駆動部（１９）、及び、前記電磁駆動部が発生する電磁駆動力により駆動される弁部（１８）が設けられ、
   前記支持部材は、前記電磁駆動部を介して前記タンク封鎖弁を支持することを特徴とする請求項２に記載の燃料タンクモジュール。

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