JP6292102B2

JP6292102B2 - 燃料供給装置

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Publication number: JP6292102B2
Application number: JP2014230146A
Authority: JP
Inventors: 晋治下川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-11-12
Filing date: 2014-11-12
Publication date: 2018-03-14
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Description

本発明は、燃料供給装置に関する。

下記特許文献１には、燃料タンクに接続されるブリーザパイプ内の燃料蒸発ガスの循環量を調整する弁を備え、弁の開放を燃料タンクの内圧に応じて行う装置が開示されている。この装置では、燃料タンクの内圧が大きくなったときに、ブリーザパイプ内の弁が開放されることで、燃料蒸発ガスが通過可能な開口面積が広がり、ブリーザパイプ内の燃料蒸発ガスの循環量が多くなるように構成されている。

特開平０８−２１６７０７号公報

上記特許文献１では、燃料蒸発ガスが通過可能な開口面積は、定められた法規の条件で調整している。このため、法規外の条件では、燃料蒸発ガスが燃料給油口から大気へ排出される可能性があり、改善の余地がある。この現象は、特に燃料タンクの内圧が高い場合に発生することが確認されている。

本発明は上記事実を考慮し、燃料タンクの内圧が高い場合に、燃料給油口から大気への燃料蒸発ガスの排出を防止又は抑制することができる燃料供給装置を得ることが目的である。

請求項１に記載の発明に係る燃料供給装置は、内部に燃料を収容可能な燃料タンクと、前記燃料タンク内と燃料給油口側とに接続され、燃料タンク内の燃料蒸発ガスを燃料給油口側に循環させる循環流路と、前記循環流路に設けられ、燃料蒸発ガスの循環量を調整する可変バルブと、前記可変バルブに設けられ、前記燃料蒸発ガスが流れる通気流路の開口面積を前記燃料タンクの内圧に応じて変更する開口面積変更手段と、を有し、前開口面積変更手段は、前記可変バルブの内壁と間隔をおいて配置されると共に前記燃料タンクの内圧に応じて前記可変バルブ内を移動する弁体と、前記弁体を前記燃料タンク側に付勢する付勢部材と、を備え、所定値は、第２の所定値よりも大きく、前記開口面積変更手段は、前記燃料タンクの内圧が前記第２の所定値よりも小さいときに、前記弁体が前記付勢部材の力により前記燃料タンク側に移動して前記通気流路の開口面積を小さくし、前記燃料タンクの内圧が第２の所定値以上かつ前記所定値よりも小さいときに、前記弁体が前記付勢部材の力に抗して前記燃料給油口側の軸方向中間部に移動して前記通気流路の開口面積を大きくし、さらに、前記燃料タンクの内圧が前記所定値以上となったときに、前記弁体が前記付勢部材の力に抗して前記燃料給油口側に最も移動して前記通気流路の開口面積を小さくする構成とされている。

請求項１に記載の発明によれば、燃料タンク内と燃料給油口側とに循環流路が接続されており、燃料タンク内の燃料蒸発ガスが循環流路を流れて燃料給油口側に循環される。循環流路には、燃料蒸発ガスの循環量を調整する可変バルブが設けられており、可変バルブには、燃料蒸発ガスが流れる通気流路の開口面積を燃料タンクの内圧に応じて変更する開口面積変更手段が設けられている。開口面積変更手段は、可変バルブの内壁と間隔をおいて配置されると共に燃料タンクの内圧に応じて可変バルブ内を移動する弁体と、弁体を燃料タンク側に付勢する付勢部材と、を備えている。開口面積変更手段は、燃料タンクの内圧が所定値以上となったときに、弁体が付勢部材の力に抗して燃料給油口側に最も移動し、通気流路の開口面積を小さくする。これによって、燃料タンクの内圧が所定値以上に高い場合に、開口面積変更手段により通気流路の開口面積を小さくすることで、循環流路を流れる燃料蒸発ガスの循環量が低減される。このため、燃料タンクの内圧が所定値以上の場合に通気流路の開口面積が変わらない構成と比較して、燃料蒸発ガスの循環量が低減されていることで、燃料給油口側に循環された燃料蒸発ガスが燃料給油口から大気へ排出されることを防止又は抑制することができる。
また、所定値は、第２の所定値よりも大きく、開口面積変更手段は、燃料タンクの内圧が第２の所定値よりも小さいときに弁体が付勢部材の力により燃料タンク側に移動して、通気流路の開口面積を小さくする。さらに、燃料タンクの内圧が第２の所定値以上かつ所定値よりも小さいときに、弁体が付勢部材の力に抗して燃料給油口側の軸方向中間部に移動して、通気流路の開口面積を大きくする。これにより、例えば、法規の条件で燃料を給油する場合、単位時間当たりの給油量が多く、燃料タンクの内圧が第２の所定値以上かつ所定値よりも小さいときに、通気流路の開口面積を大きくすることで、燃料蒸発ガスの循環量を多くすることができる。さらに、開口面積変更手段は、単位時間当たりの給油量がさらに多く、燃料タンクの開口面積が所定値以上となったときに、通気流路の開口面積を小さくすることで、燃料蒸発ガスの循環量が低減される。これにより、例えば、法規外の条件で給油する場合、燃料蒸発ガスの循環量が低減されることで、燃料蒸発ガスが燃料給油口から大気へ排出されることを防止又は抑制することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の燃料供給装置において、前記通気流路の開口面積の変更は、前記可変バルブを流れる前記燃料蒸発ガスの流圧により行う。

請求項２に記載の発明によれば、通気流路の開口面積の変更は、可変バルブを流れる燃料蒸発ガスの流圧により行うので、通気流路の開口面積の変更が容易であると共に、通気流路の開口面積を変更するための駆動装置を設ける必要がなく、低コスト化が可能である。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の燃料供給装置において、前記弁体に前記燃料蒸発ガスが流れる貫通孔が設けられており、前記開口面積変更手段は、前記燃料タンクの内圧が前記第２の所定値よりも小さいときに、前記弁体が前記可変バルブ内における前記燃料タンク側に位置して前記燃料蒸発ガスが前記貫通孔を流れ、前記燃料タンクの内圧が前記第２の所定値以上かつ前記所定値よりも小さいときに、前記弁体が前記可変バルブ内における軸方向中間部に移動して前記燃料蒸発ガスが前記貫通孔および前記弁体と前記内壁との間を流れ、さらに前記燃料タンクの内圧が前記所定値以上となったときに、前記弁体が前記可変バルブ内における前記燃料給油口側に最も移動して前記燃料蒸発ガスが前記貫通孔を流れる構成とされている。

請求項３に記載の発明によれば、弁体に燃料蒸発ガスが流れる貫通孔が設けられている。これにより、燃料タンクの内圧に応じて弁体が可変バルブ内を移動することで、通気流路の開口面積を容易に変更することができる。
また、燃料タンクの内圧が第２の所定値よりも小さいときに、弁体が可変バルブ内における燃料タンク側に位置して燃料蒸発ガスが貫通孔を流れるため、貫通孔の径（開口面積）により燃料蒸発ガスの循環量を調整することができる。また、燃料タンクの内圧が第２の所定値以上かつ所定値よりも小さいときに、弁体が可変バルブ内における軸方向中間部に移動して燃料蒸発ガスが貫通孔および弁体と内壁との間を流れるため、通気流路の開口面積が大きくなり、燃料蒸発ガスの循環量を増加させることができる。さらに、燃料タンクの内圧が所定値以上となったときに、弁体が可変バルブ内における燃料給油口側に最も移動して燃料蒸発ガスが貫通孔を流れるため、通気流路の開口面積が小さくなり、燃料蒸発ガスの循環量を低減させることができる。これにより、燃料タンクの内圧が所定値以上に高い場合に、燃料給油口から大気への燃料蒸発ガスの排出をより確実に防止又は抑制することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の燃料供給装置において、前記可変バルブの内壁に前記弁体を軸方向に沿ってガイドする複数のリブを備える。

請求項４に記載の発明によれば、燃料タンクの内圧が高い場合に、燃料給油口から大気への燃料蒸発ガスの排出を防止又は抑制することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の燃料供給装置において、前記循環流路の内壁面におけるケースの後壁部との接続部に半径方向外側に窪んだ窪み部を備え、前記付勢部材の他端が前記窪み部の端壁に支持されている。

請求項５に記載の発明によれば、燃料タンクの内圧が高い場合に、燃料給油口から大気への燃料蒸発ガスの排出を防止又は抑制することができる。

本発明によれば、燃料タンクの内圧が高い場合に、燃料給油口から大気への燃料蒸発ガスの排出を防止又は抑制することができる。

本発明の一実施形態の燃料供給装置を備えた燃料タンクシステムを示す概略構成図である。図１に示す燃料供給装置に用いられる可変バルブであって、燃料タンクの内圧が低い場合の可変バルブの状態を示す側断面図である。図１に示す燃料供給装置に用いられる可変バルブであって、燃料タンクの内圧が第２の所定値以上の場合の可変バルブの状態を示す側断面図である。図１に示す燃料供給装置に用いられる可変バルブであって、燃料タンクの内圧が第２の所定値より高い所定値以上の場合の可変バルブの状態を示す側断面図である。図１に示す燃料供給装置に用いられる可変バルブの軸方向に対して直交する方向の断面図（図３中の５−５線の断面図）である。第１実施例と第２実施例と第１比較例と第２比較例において、燃料蒸発ガスの循環量と燃料タンクの内圧との関係を示すグラフである。第１比較例と第２比較例において、燃料蒸発ガスの循環量と燃料タンクの内圧との関係を示すグラフである。

以下、図１〜図６を用いて、本発明に係る燃料供給装置の一実施形態について説明する。

図１には、本実施形態の燃料供給装置１２を備えた燃料タンクシステム１０が示されている。この燃料タンクシステム１０は自動車に搭載され、燃料をエンジンに供給するために使用されるものである。

燃料タンクシステム１０は、内部に燃料が収容される燃料タンク１４を有している。燃料タンク１４の上部にはインレットパイプ１６の下端が接続されており、給油装置の給油ガン４６をインレットパイプ１６の上端に設けられた燃料給油口１８に接続して、燃料タンク１４に給油することができる。燃料タンク１４内の燃料Ｌは、燃料ポンプ２０が駆動されることで、燃料供給配管２２を通じてエンジン２４に供給される。

インレットパイプ１６の下端には、フラッパバルブ２６が取り付けられている。フラッパバルブ２６は、インレットパイプ１６から燃料タンク１４への燃料の移動時は開弁されて燃料移動を許容するが、逆方向への燃料の移動時には閉弁されて、この逆方向への燃料移動を阻止するようになっている。

燃料タンク１４の上方には、内部に活性炭が充填されたキャニスタ２８が備えられており、燃料タンク１４とベーパ配管３０で接続されている。キャニスタ２８は、例えば給油時に生じた燃料蒸発ガスを吸着し、車両走行時等には脱離させる。キャニスタ２８の大気側ポート３２には、大気開放配管３４が接続されている。燃料タンク１４内の上部の気体層２Ａは、ベーパ配管３０とキャニスタ２８を介して接続された大気開放配管３４を通じて外気と連通されるようになっている。

また、キャニスタ２８のパージポート２９には、エンジン２４へのパージ配管３６が接続されている。キャニスタ２８のパージ時には、脱離された蒸発燃料がパージ配管３６を通じてエンジン２４に送られるようになっている。また、キャニスタ２８には大気開放配管３４の一端が接続されており、大気開放配管３４の他端には、導入される大気（空気）を浄化するためのフィルタ３８が設けられている。すなわち、大気開放配管３４の他端はインレットパイプ１６の上端近傍においてフィルタ３８を介して大気開放されている。燃料タンク１４内の燃料蒸発ガスを含む気体がベーパ配管３０を通じてキャニスタ２８に導入されると、気体中の蒸発燃料はキャニスタ２８内の吸着剤（活性炭）で吸着されると共に、気体は大気開放配管３４から大気開放される。また、キャニスタ２８のパージ時には、大気開放配管３４を通じて、大気がキャニスタ２８に導入される。

ベーパ配管３０の下端には、フロート状の弁体（図示省略）を供えた満タン規制バルブ４０が設けられている。給油時に燃料Ｌの液面ＬＳが上昇した場合でも、液面ＬＳが満タン規制バルブ４０付近に達するまでは、満タン規制バルブ４０の弁体はベーパ配管３０を閉塞しておらず、燃料タンク１４内の気体がベーパ配管３０からキャニスタ２８に移動する。キャニスタ２８では、気体中の蒸発燃料が活性炭に吸着された後に、気体が大気開放配管３４を通じて大気開放される。このため、給油が妨げられることはない。これに対し、液面ＬＳが満タン規制バルブ４０付近に達して弁体が燃料に浮き、ベーパ配管３０を閉塞すると、以降は燃料タンク１４内の気体がキャニスタ２８に移動できなくなる。

燃料タンクシステム１０は、本実施形態の燃料供給装置１２を備えている。燃料供給装置１２は、燃料タンク１４と、燃料タンク１４内とインレットパイプ１６の上部（燃料給油口１８側）とに接続される循環流路としてのブリーザパイプ４２と、を備えている。さらに、燃料供給装置１２は、ブリーザパイプ４２の途中に配置されて燃料蒸発ガスの循環量を調整する可変バルブ５０を備えている。

ブリーザパイプ４２の下端は開口部４３とされており、ブリーザパイプ４２の下端は燃料タンク１４内の上部（インレットパイプ１６の下端よりも上方）に位置している。ブリーザパイプ４２の上端はインレットパイプ１６の上部に開放されている。燃料供給装置１２では、給油時に燃料タンク１４の内圧が上昇することを利用して、燃料タンク１４内の燃料蒸発ガスの一部を、ブリーザパイプ４２を通してインレットパイプ１６の上部（燃料給油口１８側）に循環させる。これにより、燃料給油口１８からインレットパイプ１６の上部に入る新規エアの巻き込み量を減らし、ベーパ発生量を抑制している。これによって、満タン給油時までの燃料蒸発ガスの発生量の総量を低減するようにしている。

図２には、可変バルブ５０が軸方向に沿った側断面図にて示されている。図２に示されるように、可変バルブ５０は、略円筒状のケース５２と、ケース５２内で燃料蒸発ガスが流れる通気連通径を燃料タンク１４の内圧に応じて変更する通気流路内径変更手段５４と、を備えている。通気流路内径変更手段５４は、燃料タンク１４（図１参照）の内圧に応じて可変バルブ５０内を移動する弁体５６を備えている。

ケース５２は、外径がブリーザパイプ４２の外径よりも大きく形成された略円筒状の周壁部５２Ａと、周壁部５２Ａの燃料タンク１４（図１参照）側の端部から半径方向内側に配置されると共に燃料タンク１４側のブリーザパイプ４２に接続される前壁部５２Ｂと、を備えている。また、ケース５２は、周壁部５２Ａの燃料タンク１４と反対側の端部から半径方向内側に配置されると共に燃料給油口１８（図１参照）側のブリーザパイプ４２に接続される後壁部５２Ｃを備えている。本実施形態では、周壁部５２Ａと前壁部５２Ｂと燃料タンク１４側のブリーザパイプ４２とが一体的に構成されている。なお、可変バルブ５０は、この構成に限定されるものではなく、前壁部５２Ｂと燃料タンク１４側のブリーザパイプ４２とを別体で構成して接着等により接続してもよい。また、本実施形態では、後壁部５２Ｃと燃料給油口１８側のブリーザパイプ４２とが一体的に構成されており、周壁部５２Ａと後壁部５２Ｃが別体で構成されて接着等により接続されている。なお、可変バルブ５０は、この構成に限定されるものではなく、他の構成としてもよい。

弁体５６の外径は、ブリーザパイプ４２の外径よりも大きく、かつ、ケース５２の周壁部５２Ａの内径よりも小さく構成されている。すなわち、弁体５６は、周壁部５２Ａの内壁５３と間隔をおいて配置されている。

図５には、可変バルブ５０が軸方向と直交する方向の断面図（図３中の５−５線の断面図）にて示されている。図５に示されるように、ケース５２の周壁部５２Ａの内壁５３には、半径方向内側に突出し、弁体５６をガイドする複数のリブ５２Ｄが設けられている。本実施形態では、リブ５２Ｄは内壁５３の周方向に沿ってほぼ等間隔に８個設けられている。なお、リブ５２Ｄの数は、本実施形態の構成に限定されず、変更が可能である。

リブ５２Ｄの端面の内径は、弁体５６の外径よりも大きく構成されている。これにより、弁体５６が複数のリブ５２Ｄにガイドされながら、ケース５２の軸方向に沿って移動するようになっている。本実施形態では、リブ５２Ｄは、ケース５２の周壁部５２Ａと樹脂により一体成形されているが、別体のガイドをケース５２の周壁部５２Ａに接着等により固着してもよい。

図２に示されるように、弁体５６は、外径が略矩形状に形成されており、軸方向に沿って配置された略円筒状の周壁部５６Ａと、周壁部５６Ａの燃料タンク１４側（図１参照）の端部から半径方向内側に延びた前側壁部５６Ｂと、周壁部５６Ａの燃料タンク１４と反対側の端部から半径方向内側に延びた後側壁部５６Ｃと、を備えている。前側壁部５６Ｂの外面は、周壁部５６Ａと連続する半径方向外側端部から半径方向内側に向かうにしたがって燃料タンク１４側に突出するような湾曲面とされている。前側壁部５６Ｂの中心部には、前側壁部５６Ｂを軸方向に沿って貫通する貫通孔５８が設けられている。本実施形態では、貫通孔５８の直径φは、例えば約３ｍｍに設定されているが、貫通孔５８の直径は変更可能である。

後側壁部５６Ｃは、周壁部５６Ａと連続する半径方向外側端部から軸方向と直交する方向に沿って配置されている。後側壁部５６Ｃの中心部には、後側壁部５６Ｃを軸方向に沿って貫通する貫通孔６０が設けられている。貫通孔６０は、前側壁部５６Ｂの貫通孔５８の位置と合わせて配置されている。本実施形態では、貫通孔６０の内径は、貫通孔５８の内径とほぼ同じに設定されているが、これに限定されるものではない。例えば、貫通孔６０の内径を貫通孔５８の内径よりも大きく設定してもよい。また、本実施形態では、前側壁部５６Ｂの貫通孔５８と後側壁部５６Ｃの貫通孔６０が別々に設けられているが、弁体５６の中心部を軸方向に沿って貫通する一本の貫通孔を設けてもよい。

後側壁部５６Ｃの外面（燃料タンク１４と反対側の面）には、軸方向内側に窪んだ窪み部６２が形成されている。窪み部６２の外面には、ケース５２の軸方向に沿って配置されたコイルスプリング６４の一端が支持されている。また、燃料タンク１４と反対側のブリーザパイプ４２の内壁面には、ケース５２の後壁部５２Ｃとの接続部に半径方向外側に窪んだ窪み部６６が形成されている。窪み部６６の端壁（半径方向に沿った面）には、コイルスプリング６４の他端が支持されている。これによって、コイルスプリング６４の力により、弁体５６がケース５２の前壁部５２Ｂ側に付勢されている。

ケース５２の前壁部５２Ｂの内面には、弁体５６側に突出する突起６８が設けられている。ケース５２の軸方向視にて、突起６８は、周方向に連続した略円形の環体とされている。側断面視にて突起６８の外面（弁体５６側の面）は、滑らかな略Ｕ字状の湾曲面とされている。本実施形態では、突起６８は、ゴム製であり、前壁部５２Ｂの内面に接着等により固定されている。なお、突起６８の材質や形状は、この構成に限定されず、変更が可能である。

同様に、ケース５２の後壁部５２Ｃの内面には、弁体５６側に突出する突起７０が設けられている。ケース５２の軸方向視にて、突起７０は、周方向に連続した略円形の環体とされている。側断面視にて突起７０の外面（弁体５６側の面）は、滑らかな略Ｕ字状の湾曲面とされている。本実施形態では、突起７０は、ゴム製で、前壁部５２Ｂの内面に接着等により固定されているが、突起７０の材質や形状は変更が可能である。

図１に示されるように、燃料給油口１８からインレットパイプ１６を通じて供給される燃料の給油速度（単位時間当たりの給油量）が小さいと、燃料タンク１４の内圧が小さくなる。図２に示されるように、燃料タンク１４の内圧が小さい（内圧が後述する所定値及び第２の所定値よりも小さい）状態では、コイルスプリング６４の力により、弁体５６がケース５２の前壁部５２Ｂ側に付勢されることで、弁体５６の前側壁部５６Ｂが突起６８に圧接されている。この状態では、燃料タンク１４からの燃料蒸発ガスは、矢印Ａに示すように弁体５６の通気流路としての貫通孔５８を流れるようになっており、可変バルブ５０の通気流路の内径（言い換えると、軸方向と直交する方向における通気流路開口面積）が小さい構成とされている。本実施形態では、通気流路が軸方向と直交する方向における最も狭い位置での通気流路の内径（軸方向と直交する方向における最も狭い位置での通気流路開口面積）は、例えば、貫通孔５８の直径であるφ３ｍｍ程度とされている。

図１に示されるように、燃料の給油速度が大きいと、燃料タンク１４の内圧が大きくなる。これに応じて、燃料蒸気ガスが多くなり、ブリーザパイプ４２を流れる燃料蒸気ガスの流圧が大きくなる。図３に示されるように、燃料タンク１４の内圧が第２の所定値（図６中の内圧６Ａ）以上となると、燃料蒸気ガスの流圧によって弁体５６がコイルスプリング６４の力に抗してケース５２内を燃料タンク１４と反対側に移動し、弁体５６がケース５２内の軸方向中間部に位置される。これにより、弁体５６が突起６８から離れた状態となり、燃料蒸発ガスは、矢印Ａに示す弁体５６の通気流路としての貫通孔５８、および、矢印Ｂに示す弁体５６の周壁部５６Ａとケース５２の周壁部５２Ａ（内壁５３）との間の空間（通気流路）を流れる。すなわち、可変バルブ５０の通気流路の内径（軸方向と直交する方向における通気流路開口面積）が大きくなる。本実施形態では、例えば、通気流路が軸方向と直交する方向における最も狭い位置での通気流路の内径（軸方向と直交する方向における最も狭い位置での通気流路開口面積）は、例えば、約φ６ｍｍ相当となる。

法規で規定されている給油条件では、給油速度が１５Ｌ／ｍｉｍ〜３８Ｌ／ｍｉｍとされている。この給油条件で、燃料蒸発ガスの循環量を最大とし、キャニスタ２８等のエバポシステムへの負荷を低減するため、図３に示されるように可変バルブ５０の通気流路の内径が大きくなるようにしている。本実施形態では、第２の所定値は、１５Ｌ／ｍｉｍ〜３８Ｌ／ｍｉｍの間の所定の給油速度に対応する燃料タンク１４の内圧に設定されている。

また、図４に示されるように、燃料の給油速度が図３に示す状態よりも大きいと、燃料タンク１４の内圧がさらに大きくなる。燃料タンク１４の内圧が第２の所定値よりも大きい所定値（図６中の内圧６Ｂ、第１の所定値）以上となると、燃料蒸気ガスの流圧によって弁体５６がコイルスプリング６４の力に抗してケース５２内を燃料タンク１４と反対側に移動し、弁体５６の後側壁部５６Ｃが突起７０に圧接される。この状態では、燃料タンク１４からの燃料蒸発ガスは、矢印Ａに示すように弁体５６の通気流路としての貫通孔５８を流れるようになっており、可変バルブ５０の通気流路の内径（軸方向と直交する方向における通気流路開口面積）が小さくなる。本実施形態では、通気流路が軸方向と直交する方向における最も狭い位置での通気流路の内径（軸方向と直交する方向における最も狭い位置での通気流路開口面積）は、例えば、貫通孔５８の直径であるφ３ｍｍ程度となる。

このような燃料供給装置１２では、燃料タンク１４の内圧が大きくなると、その内圧に応じて燃料蒸発ガスの流量が大きくなることにより、可変バルブ５０の弁体５６が軸方向に移動するようになっている。その際、図２に示す可変バルブ５０の通気流路の内径が小さい状態から、燃料タンク１４の内圧が大きくなることによって、図３に示す可変バルブ５０の通気流路の内径が大きい状態となる。さらに、燃料タンク１４の内圧が大きくなることによって、図４に示す可変バルブ５０の通気流路の内径が小さい状態となる。すなわち、燃料タンク１４の内圧が大きくなると、その内圧に応じて図２に示す可変バルブ５０の通気流路の内径（軸方向と直交する方向における通気流路開口面積）が、図３及び図４に示すように２段階に変化する構成とされている。通気流路内径変更手段５４は、可変バルブ５０の軸方向と直交する方向における通気流路開口面積を変更する開口面積変更手段と言うこともできる。

次に、本実施形態の燃料供給装置１２の作用並びに効果について説明する。

燃料供給装置１２では、燃料給油口１８からインレットパイプ１６を通じて燃料タンク１４に給油される際に、燃料の給油速度が大きいと、燃料タンク１４の内圧が大きくなる。図６には、燃料タンク１４の内圧（ＫＰａ）と、ブリーザパイプ４２を通じて循環される燃料蒸発ガスの循環量（Ｌ／ｍｉｎ）との関係がグラフにて示されている。図６において、実線で示される第１実施例は、本実施形態の燃料供給装置１２である。また、点線で示される第２実施例は、燃料供給装置１２の可変バルブ５０の弁体の貫通孔の内径を小さくし、高圧時の燃料蒸発ガスの循環量を少なくした構成である。

また、図６及び図７において、一点鎖線で示される第１比較例は、可変バルブの通気流路の内径が小さい状態から、燃料タンク１４の内圧が大きくなることで可変バルブの通気流路の内径が大きい状態に変化する構成（１段階に変化する構成）とされている。また、二点鎖線で示す第２比較例は、ブリーザパイプに可変バルブが設けられておらず、通気流路の内径が変化しない構成とされている。

図６では、燃料タンク１４の内圧が基準値８０以下のときは、法規モードであり、燃料タンク１４の内圧が基準値８０よりも大きい（高い）ときは、法規モード外である。基準値８０は、燃料タンク１４に給油される燃料の給油速度が３８Ｌ／ｍｉｍのときの燃料タンク１４の内圧とほぼ等しくなるように設定されている。

ここで、図６に示す第１実施例の燃料供給装置１２について説明する。

図６に示されるように、第１実施例の燃料供給装置１２では、燃料の給油速度が小さく、燃料タンク１４の内圧が小さい場合、すなわち内圧が第２の所定値（６Ａ）より小さい場合には、可変バルブ５０の通気流路の内径が小さい構成とされている（図６中の（１）の状態）。その際、図２に示されるように、コイルスプリング６４の力により、弁体５６がケース５２の前壁部５２Ｂ側に付勢されることで、弁体５６の前側壁部５６Ｂが突起６８に圧接されている。これにより、燃料タンク１４からの燃料蒸発ガスは、矢印Ａに示すように弁体５６の貫通孔５８を流れる。この状態では、通気流路が軸方向と直交する方向における最も狭い位置での通気流路の内径（軸方向と直交する方向における最も狭い位置での通気流路開口面積）は小さく、例えば、貫通孔５８の直径であるφ３ｍｍ程度となる。

図６に示されるように、燃料の給油速度が大きい場合は、燃料タンク１４の内圧が大きくなる。第１実施例の燃料供給装置１２では、燃料タンク１４の内圧が第２の所定値（６Ａ）以上となると、可変バルブ５０の通気流路の内径が大きくなる構成とされている（図６中の（２）の状態）。その際、図３に示されるように、燃料蒸気ガスの流圧によって弁体５６がコイルスプリング６４の力に抗してケース５２内を燃料タンク１４と反対側に移動し、弁体５６がケース５２内の軸方向中間部に位置される。これにより、燃料蒸発ガスは、矢印Ａに示す弁体５６の貫通孔５８、および、矢印Ｂに示す弁体５６の周壁部５６Ａとケース５２の周壁部５２Ａ（内壁５３）との間を流れる。この状態では、通気流路が軸方向と直交する方向における最も狭い位置での通気流路の内径（軸方向と直交する方向における最も狭い位置での通気流路開口面積）は大きくなり、例えば、約φ６ｍｍ相当となる。これにより、ブリーザパイプ４２（可変バルブ５０）を流れる燃料蒸気ガスが多くなり、キャニスタ２８等のエバポシステムへの負荷を低減することができる。

図６に示されるように、燃料の給油速度が法規に規定された３８Ｌ／ｍｉｍよりも大きくなると、燃料タンク１４の内圧が基準値８０よりも大きくなる。第１実施例の燃料供給装置１２では、燃料タンク１４の内圧が基準値８０よりも大きい所定値（６Ｂ）以上となると、可変バルブ５０の通気流路の内径が小さくなる構成とされている（図６中の（３）の状態）。その際、図４に示されるように、燃料蒸気ガスの流圧によって弁体５６がコイルスプリング６４の力に抗してケース５２内を燃料タンク１４と反対側に移動し、弁体５６の後側壁部５６Ｃが突起７０に圧接される。これにより、燃料タンク１４からの燃料蒸発ガスは、矢印Ａに示すように弁体５６の貫通孔５８を流れる。この状態では、通気流路が軸方向と直交する方向における最も狭い位置での通気流路の内径（軸方向と直交する方向における最も狭い位置での通気流路開口面積）は小さくなり、例えば、貫通孔５８の直径であるφ３ｍｍ程度となる。

これにより、ブリーザパイプ４２（可変バルブ５０）を流れる燃料蒸発ガスの循環量が低減される。このため、第１比較例の燃料タンク１４の内圧が所定値（図６中の内圧６Ｂ）以上の場合に通気流路の内径が変わらない構成と比較して、燃料給油口１８側に循環された燃料蒸発ガスが燃料給油口１８から大気へ排出させることを防止又は抑制することができる。このため、図６中の領域８２に示されるように、給油エミッション（大気中に放出される物質）を低減することができる。

また、図６に示されるように、第２実施例では、可変バルブ５０の弁体の貫通孔の内径を小さくすることで、高圧時（図６中の（３）の状態）の燃料蒸発ガスの循環量をさらに少なくすることができる。

また、図７に示されるように、第１比較例の燃料供給装置では、可変バルブの通気流路の内径が小さい状態から、燃料タンク１４の内圧が第２の所定値（６Ａ）以上となることで、可変バルブの通気流路の内径が大きい状態に変化する構成とされている。この燃料供給装置では、燃料タンク１４の内圧が法規モード外で高くなったときに、図７中の領域８４に示すように可変バルブの通気流路の内径が大きいことで、燃料蒸発ガスの循環量が多くなりすぎ、燃料蒸発ガスの一部が大気中に放出される可能性がある。

さらに、図７に示されるように、第２比較例の燃料供給装置では、可変バルブが設けられていない。このため、法規モードで燃料タンク１４の内圧が高くなったときに、第１比較例と比べて燃料蒸発ガスの循環量を多くすることができず、キャニスタ２８等のエバポシステムに負荷がかかる可能性がある。

これに対して、第１実施例の燃料供給装置１２では、図２に示す可変バルブ５０の通気流路の内径が小さい状態から、燃料タンク１４の内圧が大きくなることで可変バルブ５０の通気流路の内径が大きい状態となり（図３参照）、さらに燃料タンク１４の内圧が大きくなることで可変バルブ５０の通気流路の内径が小さい状態となる（図４参照）。このため、法規モードで燃料タンク１４の内圧が高くなったときに、燃料蒸発ガスの循環量が多くなることで、キャニスタ２８等のエバポシステムへの負荷を低減することができる。また、法規モード外で燃料タンク１４の内圧が高くなったときに、燃料蒸発ガスの循環量を低減することができ、燃料蒸発ガスが燃料給油口１８から大気へ排出させることを防止又は抑制することができる。

なお、可変バルブ５０の弁体の構成は、上記実施形態の構成に限定されるものではない。本発明は、燃料タンクの内圧が所定値以上の場合に通気流路の内径（軸方向と直交する方向における通気流路開口面積）を小さくする構成であれば、可変バルブ５０の弁体の構成は変更が可能である。

１２燃料供給装置
１４燃料タンク
１８燃料給油口
４２ブリーザパイプ（循環流路）
５０可変バルブ
５３内壁
５４通気流路内径変更手段
５６弁体
５８貫通孔
６０貫通孔

Claims

内部に燃料を収容可能な燃料タンクと、
前記燃料タンク内と燃料給油口側とに接続され、燃料タンク内の燃料蒸発ガスを燃料給油口側に循環させる循環流路と、
前記循環流路に設けられ、燃料蒸発ガスの循環量を調整する可変バルブと、
前記可変バルブに設けられ、前記燃料蒸発ガスが流れる通気流路の開口面積を前記燃料タンクの内圧に応じて変更する開口面積変更手段と、
を有し、
前開口面積変更手段は、前記可変バルブの内壁と間隔をおいて配置されると共に前記燃料タンクの内圧に応じて前記可変バルブ内を移動する弁体と、前記弁体を前記燃料タンク側に付勢する付勢部材と、を備え、
所定値は、第２の所定値よりも大きく、
前記開口面積変更手段は、
前記燃料タンクの内圧が前記第２の所定値よりも小さいときに、前記弁体が前記付勢部材の力により前記燃料タンク側に移動して前記通気流路の開口面積を小さくし、
前記燃料タンクの内圧が第２の所定値以上かつ前記所定値よりも小さいときに、前記弁体が前記付勢部材の力に抗して前記燃料給油口側の軸方向中間部に移動して前記通気流路の開口面積を大きくし、
さらに、前記燃料タンクの内圧が前記所定値以上となったときに、前記弁体が前記付勢部材の力に抗して前記燃料給油口側に最も移動して前記通気流路の開口面積を小さくする構成とされている燃料供給装置。
前記通気流路の開口面積の変更は、前記可変バルブを流れる前記燃料蒸発ガスの流圧により行う請求項１に記載の燃料供給装置。
前記弁体に前記燃料蒸発ガスが流れる貫通孔が設けられており、
前記開口面積変更手段は、
前記燃料タンクの内圧が前記第２の所定値よりも小さいときに、前記弁体が前記可変バルブ内における前記燃料タンク側に位置して前記燃料蒸発ガスが前記貫通孔を流れ、
前記燃料タンクの内圧が前記第２の所定値以上かつ前記所定値よりも小さいときに、前記弁体が前記可変バルブ内における軸方向中間部に移動して前記燃料蒸発ガスが前記貫通孔および前記弁体と前記内壁との間を流れ、
さらに前記燃料タンクの内圧が前記所定値以上となったときに、前記弁体が前記可変バルブ内における前記燃料給油口側に最も移動して前記燃料蒸発ガスが前記貫通孔を流れる構成とされている請求項１又は請求項２に記載の燃料供給装置。
前記可変バルブの内壁に前記弁体を軸方向に沿ってガイドする複数のリブを備える請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の燃料供給装置。
前記循環流路の内壁面におけるケースの後壁部との接続部に半径方向外側に窪んだ窪み部を備え、前記付勢部材の他端が前記窪み部の端壁に支持されている請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の燃料供給装置。