JPH06166333A - 燃料タンクの通気開閉装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 給油時には満タン規制が行えるように燃料タ
ンクからキャニスタへの通気路を遮断し、走行時にはこ
の通気路を開放する燃料タンクの通気開閉装置の改良。 【構成】 燃料タンク内の気体をキャニスタに導く通路
に取付けて通気を制御するフロート弁において、エンジ
ン作動中はエンジンよりのリターン燃料によってベント
カット弁が開状態になり、エンジン停止中はベントカッ
ト弁がスプリングの力によって閉状態になるようにリタ
ーン燃料の逃し穴を有する燃料受部をベントカット弁の
下方へ一体に設けた燃料タンクの通気開閉装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、給油時には満タンを規
制(過充填を規制)するためにキャニスタへの通気路を遮
断し、走行時には通気路を開放する、燃料タンクの通気
開閉装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】大気中へ自動車燃料が揮散することを防
止しなければならない点については、最近の大気汚染防
止規制に関係することでもあって、重要なことである。
自動車の燃料タンクは温度上昇などによって液体燃料の
蒸発が活発になり、内部圧力が上がってくる。圧力が高
くなる程、燃料蒸気が透過や流出で外へ漏れる危険が大
きくなり、燃料ロスはもちろん、大気汚染にもつなが
る。また、内圧が高いと衝突時に火災を起こす危険性も
増す。そこで、余分な燃料蒸気をキャニスタへ逃がすた
めに、通気路抵抗を小さくしてタンク内圧力が上がらな
いようにすればよいことになる。この考えのもと、例え
ば特開平４−236870号，特開平４−228321号，特開平４
−201721号に見られるような種々の燃料蒸気排除バルブ
やタンク内圧力制御装置が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
なバルブや装置では、給油時に満タン規制が効かなくな
る。満タンを規制するには、キャニスタへの通気路を閉
じるか、通気路を高抵抗にすればよい。またキャニスタ
への通気路の抵抗が小さいと、走行時に車体がローリン
グした場合、液体燃料がキャニスタへ流れ込む危険が生
じる。

【０００４】逆に、満タン規制のためにキャニスタへの
通気路を閉じるとタンク内圧力が上がり、給油直後に給
油口側から液体燃料が吹き返してくる危険が生ずる場合
もある。本発明はこうした相互に矛盾した問題を解決し
ようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】その結果、タンク内圧を
制御する、すなわち通気路の開閉をタイミングよく行う
ことで、燃料蒸気を排出してタンク内圧力を下げて装備
品の破損や液体燃料の流出を防止する一方、給油時には
タンク内圧力を上げて満タン規制を行う装置として、次
のような装置を開発した。

【０００６】すなわち、燃料タンク内の気体をキャニス
タに導く通気路に取付けて通気を制御するフロート弁に
おいて、エンジン停止中はベントカット弁が閉状態にな
るようにスプリングを配置し、エンジン作動中はエンジ
ンからのリターン燃料をベントカット弁と一体のフロー
トに設けた底部に逃し穴を有する燃料受部へ導くことに
よってベントカット弁が前記スプリングの力に抗して開
状態になるようにしたフロート弁からなる燃料タンクの
通気開閉装置である。

【０００７】ここで、リターン燃料の逃し穴の大きさ
は、エンジン側から戻る液体燃料の量よりも少ない液体
燃料がこの穴から漏出する程度に配慮して設けられ、フ
ロート弁体は、ベントカット弁の上部が円錐の筒状で外
表面に弁ケーシングの弁座に当接するシール面と、ベン
トカット弁の円錐筒状の内部に設けたチェック弁と、円
錐筒状の軸中心に上下連通穴を設ける。

【０００８】また、チェック弁に対して円錐の筒状外表
面と反対側に弁座を設け、その弁座に当接して弁部を構
成するロールオーバーバルブを弁座の下部に設けた構造
とした。

【０００９】

【作用】本発明によると、エンジンが作動しているとき
に、逃し穴から逃げる液体燃料よりもベントカット弁に
設けられた燃料受部に溜まるリターン燃料が多くなり、
ベントカット弁をその重さで押し下げて通気路を開く。

【００１０】エンジンが停止したときは、燃料受部に溜
っていたリターン燃料が逃し穴から落ちてなくなり、ベ
ントカット弁が軽くなってスプリングによって押し上げ
られる。こうして通気路が閉じられて、満タン規制がで
きる。

【００１１】通気路の開放状態で液面が揺れた場合、ベ
ントカット弁のフロート機能によって、タンク内の液体
燃料が通気路を通ってキャニスタに流れ込むのを防ぐ。
このように弁体はフロート弁としても働く。

【００１２】通気路の閉鎖状態でタンク内圧が異常に上
がった場合(液体燃料の液面が弁ケーシングより下にあ
り、駐車中に温度が上がってきた等)、ベントカット弁
に組み込まれているチェック弁によって通気路は開放状
態になり、タンク内の圧力上昇を押さえることができ
る。このチェック弁はいわゆるガス抜き用のリリーフバ
ルブとして機能する。

【００１３】通気路の閉鎖状態でタンク内圧が異常に下
がった場合(駐車中に温度が下がってきた等)には、ベン
トカット弁自体がスプリングの押圧力に抗して下がり、
通気路が開いてタンク内の異常負圧を抑えることができ
る。

【００１４】また、通常は行われないエンジンを作動さ
せながらの給油(異常給油)など特別の事情下では、給油
により液面が上がってくればベントカット弁はフロート
機能により上昇し、キャニスタへの通気路を閉じるので
満タン規制ができる。

【００１５】更にこの状態のまま、給油口のキャップを
閉めると、温度の高いリターン燃料などの影響によりタ
ンク内圧力が上がってくる。チェック弁は設定圧力以上
になると開き、タンク内の燃料蒸気をキャニスタへ排出
すると同時に、タンク内の液体燃料をフロート弁体内部
へ吸い込む。この吸い込んだ液体燃料のためにフロート
弁体のフロート機能が弱められ、ベントカット弁が下が
ってキャニスタへの通気路が開かれる。

【００１６】車が転倒した時、ロールオーババルブが作
動してベントカット弁を押し上げ、キャニスタへの通気
路が速やかに閉じる必要が生じる。

【００１７】本発明の通気開閉装置は、車がスラローム
したり転倒した場合に、タンク内の液体燃料が漏れて、
特に通気路を通してキャニスタへ液体燃料が流入するの
を防止するために、弁の応答を速く、しかも確実に作動
させて通気路を閉鎖できる構造となっている。また、正
常位に復したときは、作動しているエンジン作動からの
リターン燃料によって弁を素早く作動させて通気路を開
放できる。このように通気路開閉のタイミングを正確に
行うことで、燃料タンクの安全性と装置作動の信頼性を
高めることができたのである。

【００１８】

【実施例】図１〜図９は、車の転倒時などにタンクから
のキャニスタへの通気路を閉鎖するためのロールオーバ
バルブに、車体の傾斜を検知して移動する鋼球を利用し
た通気開閉装置の実施例である。この装置は、図１のよ
うに、円筒形の弁ケーシング１の外方に設けたフランジ
部1aによって燃料タンク２の上部の通気路に取り付け
る。

【００１９】円筒形の弁ケーシング１は、上部の通気孔
３及び戻り流路孔４、そして側面上方の通気穴1bとボト
ムケーシング24に設けた通気穴を除いて閉鎖されてい
る。通気孔３は、タンクからキャニスタへ燃料蒸気を逃
す通気路に通じている。戻り流路孔４は、エンジン側か
ら戻るリターン燃料が通過可能な孔である。弁ケーシン
グ１の上部内面には、通気孔３を取り囲むように四方へ
弁ガイド板５を下方へ突出させている。

【００２０】弁ケーシング１内に、チェック弁９を有す
るベントカット弁６と、互いに連動する第一弁体７と第
二弁体８とから構成されるロールオーババルブが納めら
れている。

【００２１】ベントカット弁６は、上下連通穴28を頂点
に有する筒状の円錐形で、対向するテーパ状の弁座10に
当接してシールできるように、円錐の外表面はシール面
11としている。図１から明らかなように、ベントカット
弁６は複雑な形状の弁保持体6aの上部へ支持一体化して
いる。弁保持体6aは、ボトムケーシング円筒部24aに被
さるように配置され、外周には燃料受部13を設け、上部
は縮径してベントカット弁６との取付天端を形成し、更
にこの天端からもう一度内方へ折り返して連通路17と
し、その連通路17底部にロールオーバーバルブの弁座12
を設けている。エンジン停止中にベントカット弁６が閉
状態になるように、ボトムケーシング円筒部24aの天板2
4bとベントカット弁６取付天端内面との間に、スプリン
グ15を互いに反発するように配置している。

【００２２】チェック弁９は、ベントカット弁６の内部
中間部、すなわち、弁保持体6aの天端にある。このチェ
ック弁９は、図９にみられるように、ベントカット弁６
の内部の連通路17の中間部に設けた通気孔21を塞ぐ傘状
をしている。給油口のキャップを閉めると温度の高いリ
ターン燃料などの影響によりタンク内圧力が上がり、こ
のタンク内圧力がチェック弁９の設定圧力以上になる
と、図９のように、チェック弁９が開いてタンク内の気
体をキャニスタに排出する。

【００２３】燃料受部13は環状の容器で、底部に液体燃
料の逃し穴20を設けている。この逃し穴20は、エンジン
作動中に燃料受部13からこの穴を通って逃げる液体燃料
の量よりもエンジンから燃料受部13へ戻る量の方が多く
なるように設計する。

【００２４】ロールオーババルブは、図８に示すよう
に、第二弁体８に第一弁体７を被せたようになってい
て、共に上部が円錐の筒状である。第一弁体７の外表面
は、連通路17に設けられたテーパ状の弁座12に当接して
シールするためのシール面16としている。第一弁体７の
円錐側面にはスリット14があり、最下部には係止部19を
設けている。第一弁体７内部は、第二弁体８のシール面
が当接する弁座となっていて、その第二弁体８頂点に連
通路17に通じる連通穴18を設けている。

【００２５】第二弁体８は、図１及び図８のように、ボ
トムケーシング24から起立した円筒部24a中を上下動す
る円形作用板23に、上部に第二弁体８を連結したテーパ
状弁部27と、この弁部27外周に第一弁体７の係止部19に
係止できる係止突起26とを設けた構造からなる。この弁
部27に第一弁体７が被さり、両者が相対的に上下動でき
るよう一体化している。このようなロールオーババルブ
は、車体の傾斜を感知して位置を変化する金属製の鋼球
22を利用している。この鋼球22は、中心が低く外周が高
くなるロート状鋼球転がり面25上に載置する。この鋼球
転がり面25は、ボトムケーシング24上に組付けられてい
る。鋼球22が逸脱しないように底蓋として十字状の鋼球
受け枠23aを円形作用板23下部に組付け、鋼球受け枠23a
の各端を円筒部24a内側面に設けた溝に摺接させて円形
作用板23の運動方向を上下方向にのみ拘束する。これに
より、鋼球22が鋼球転がり面25上を転がって円形作用板
23に働きかけると、第二弁体８を上下動させることがで
きる。

【００２６】車両が傾斜もせず水平にあり、かつエンジ
ンが停止しているときは、図１のように、戻り流路孔４
からのリターン燃料はないので燃料受部13に液体燃料が
溜らない。そのため、ベントカット弁６はスプリング15
によって押し上げられてシール面11を弁座10へ当接させ
て通気孔３を閉鎖する。この時、タンク内圧力はあまり
高くないためチェック弁９も閉じていて、通気路は完全
に閉じられた状態になるので十分な満タン規制を行うこ
とができる。ただし、ロールオーババルブ部の第一弁体
７と第二弁体８とは共に開弁の状態にある。このため、
仮りに前述の通気路が完全に閉じられた状態でタンク内
圧力が異常に上がれば、連通路17を通じてタンク内圧力
がチェック弁９を押し開き、適度な圧力に低下するまで
通気路が開放し、タンク内圧力の異常上昇による破損を
免れることができる。

【００２７】エンジンを作動させ、車が通常走行してい
るときは、図６に示すように、エンジンからリターン燃
料が戻り流路孔４を通じて戻って燃料受部13に溜まり、
ベントカット弁６をその重さで押し下げて通気路を開放
状態にする。この状態で車両がスラロームしたり、場合
によって転倒したりすると、図７にみられるように、鋼
球転がり面25上を外周方向へ向けて転がった鋼球25が、
円形作用板23を相対的に上方へ持ち上げる。この結果、
ロールオーババルブ部と共にベントカット弁６をもそれ
ぞれの弁座に当接し、通気路を閉鎖してキャニスタへの
液体燃料の逆流が防止できる。

【００２８】さて、上記の実施例における傘型のチェッ
ク弁や鋼球を利用したロールオーババルブは、外部の変
動がある程度大きくなければ応答しないので小さな変化
に追従しにくく、なによりも装置が大型化する。そこ
で、装置のコンパクト化と応答性の向上を図るため、フ
ロートを利用したロールオーババルブをもつ、二重フロ
ート型とした本発明の通気開閉装置が図10〜図14に示す
ような実施例である。以下、この装置の構造について、
フロートを利用したロールオーババルブの作動のための
留意点に触れながら説明する。

【００２９】図10〜図12に示すように、弁ケーシング30
はフランジ34で燃料タンク２上部へ取付ける円筒形で、
上部に通気路を横向きに配して通気孔31を弁ケーシング
30内へ連通させ、弁ケーシング上部外周に戻り流路孔32
を連通させるように配している。弁ケーシング30側面に
は通気穴35を設けている。弁ケーシング30底面には、外
周に３ヵ所の隙間37を持った円盤状のボトムケーシング
36を取付けている。このボトムケーシング36には、この
ほか中央に燃料排出穴38と、その周り４ヵ所に燃料流通
穴39を設けている。隙間37と燃料排出穴38は、それぞれ
フロート弁体の作動を確保するため、弁ケーシング30内
から液体燃料を速やかに排出するように設けたものであ
る。これに対し、燃料流通穴39は、前記同様の機能と共
に、フロート弁体を作動させるための逆に液体燃料を弁
ケーシング30内へ導き入れる役割を持つ。

【００３０】弁ケーシング30上部にはリリーフバルブ40
を設け、タンク内外の圧力差が大きくなり、フロート弁
50の動きが抑制されることを防止する。リリーフバルブ
40内にはスプリング41で軽く押圧された鋼球42を弁と
し、設定以上の圧力が掛ると鋼球42が動いて弁が開く。
リリーフバルブ40側面は通気孔31に連通している。弁ケ
ーシング30内には、図10のように、側面が二重構造の円
筒である弁保持体43を上下動可能に内蔵している。内殻
44の円筒部分は中心にフロート弁50の弁座52を持つ仕切
46で上下に分割し、それぞれ上方、下方を開放してい
る。内殻44と外殻45の間は燃料受部47であり、前記戻り
流路孔32をこの燃料受部47内へ連通させている以外は、
上部48を密閉している。これは、装置のコンパクト化に
従いリターン燃料の流入が相対的に増大するため、不用
意に通気孔31へ液体燃料が飛び散らないようにするため
の処置であり、図11から分かるように、戻り流路孔32も
下方へ向かって開口49を広げるようにして対応してい
る。燃料受部47下方の外殻45には弁ケーシング30へ通じ
る逃し穴60を設けている。弁保持体43の内殻44の外側面
には、ボトムケーシング36に対して互いに反発するよう
に取付けたスプリング61を巻きつけている。

【００３１】ベントカット弁53、チェック弁54そしてフ
ロート弁50は円形又は円柱形で、いずれも弁保持体43の
内殻44内で作動する。これらと同軸中心の弁ケーシング
30の上部には、通気孔31が下方に向かって裾広がりのテ
ーパを持って開口している。ベントカット弁53は、この
テーパに当接するシール面56を持った円錐凸部55を、弁
保持体43の内殻44内側面に摺接する下向きの蓋の中心に
設けた構造で、当接する仕切46部分にドーナツ状のパッ
キン57を敷いて弁保持体43と一体化している。円錐凸部
55には、タンク内外圧力差を緩和しやすくするために、
大径の上下連通穴58を設けている。

【００３２】このベントカット弁53と仕切46で囲まれた
空間内に、円盤状のチェック弁54を納め、両者が互いに
反発するようにベントカット弁53とチェック弁54との間
にスプリング59が配されている。そのため、チェック弁
54は通常下方へ向けて押しつけられ、チェック弁54下面
外周に形成したリング62がパッキン57に密接して通気路
閉鎖時の密閉度を確保している。また、このチェック弁
54の応答速度を速くするため、摺接するベントカット弁
53内側面とチェック弁54外側面との接触面積を小さくす
る目的で、図11に示すように、チェック弁54外側面には
当間隔に８本の細いスジ63を縦に形成している。

【００３３】フロート弁50は、下面開放の肉厚円筒64内
に中空内径よりも小径の軸芯65を取付けた構造に一体成
形したもので、上面中央上向きにほぼ断面山形の弁部51
を設け、この弁部51が弁座52に対応した弁となる。両者
が互いに反発するようにボトムケーシング36に取付けた
スプリング66を、前記した円筒側面68に内接するように
巻きつける。通常、自重によりスプリング66の力に抗し
てフロート弁50は下がったままだが、車に衝撃等が加え
られたときには燃料流通穴39からの液体燃料の圧力と、
このスプリング66が素早くフロート弁50を持ち上げ通気
路を閉鎖する。このフロート弁50外側面には、図12に示
すように、フロート弁50の上下動の軌道を安定させるた
めに８本の太いスジ67を縦に形成し、車両が傾斜もせず
水平にあり、かつエンジンが停止しているときは、図10
のように、戻り流路孔32からのリターン燃料はなく、燃
料受部47は空の状態にあるので、弁保持体43はスプリン
グ61によって押し上げられてベントカット弁53が閉じて
通気孔31を閉鎖する。この時、タンク内圧力はあまり高
くないためチェック弁54も閉じているので通気路は完全
に閉じられた状態にあり、十分な満タン規制を行うこと
ができる。

【００３４】ただし、フロート弁50は底面をボトムケー
シング36へ当接させて開弁の状態にある。このため、仮
りに前述の通気路が完全に閉じられた状態でタンク内圧
力が異常に上がれば、タンク内圧力が直接チェック弁54
を押し開き、適度な圧力に低下するまで通気路が開放す
る。このように、タンク内圧力の異常上昇による破損を
免れることができる。また、タンク内圧力が上昇したた
めにフロート弁50の作動が妨げられるような場合には、
リリーフバルブ40が作動して通気路への流路抵抗を更に
下げて、フロート弁50の作動を妨げないようにタンク内
圧力を制御することができる。

【００３５】エンジンを作動させ、車が通常走行してい
るときは、図13に示すように、エンジンからのリターン
燃料が戻り流路孔32を通じて戻って燃料受部47に溜ま
り、ベントカット弁53をその重さで押し下げて通気路を
開放状態にする。この状態で、車両がスラロームした
り、場合によって転倒したりすると、図14に示すよう
に、安定時には自重によりスプリング66を押さえつけて
いたフロート弁50は、スプリング66の力と共に転倒時の
衝撃にともなって燃料流通穴39から流入した液体燃料に
よる浮力とによって押し上げられ、フロート弁50を弁座
52へ密接させてロールオーババルブを閉鎖し、キャニス
タへの無用な液体燃料の逆流を防止できる。この時もし
タンク内圧力が上がった場合、タンクの破損だけでなく
フロート弁50の作動を妨げて弁が戻らないことにもなり
うるので、リリーフ弁40が作動してタンク内圧力を減圧
する。

【００３６】

【発明の効果】以上のような動きによって、給油時には
満タンを規制してキャニスタへの通気路を遮断し、走行
時には燃料の揮散によるタンク内圧力の上昇を抑制して
大気中への気化燃料の放散を防ぐ作用を効率よく行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の燃料タンクの通気開閉装置の断面
図である。

【図２】図１中Ｉ-Ｉ断面図である。

【図３】同III-III断面図である。

【図４】球を取除いた状態の同III-III断面図である。

【図５】同図１中II-II断面図である。

【図６】エンジンが作動しているとき、通気路が開放さ
れている状態の通気開閉装置の断面図である。

【図７】エンジンが停止しているとき、燃料液面が傾斜
したため通気路が閉鎖された状態の断面図である。

【図８】エンジンが作動しているとき、第１弁体の上下
連通穴を第２弁体が塞いでいる状態のロールオーババル
ブ部の拡大断面図である。

【図９】はエンジンが停止しているとき、タンク内圧力
が上昇してチェック弁が開いた状態のロールオーババル
ブ部の拡大断面図である。

【図10】第２実施例の通気開閉装置の断面図である。

【図11】同IV-IV断面図である。

【図12】同Ｖ-Ｖ断面図である。

【図13】エンジンが作動しているとき、通気路が開放し
ている状態の通気開閉装置の断面図である。

【図14】同、車が転倒して通気路が閉鎖された状態の通
気開閉装置の断面図である。

【符号の説明】

１ 弁ケーシング ２ 燃料タンク ３ 通気孔 ４ 戻り流路孔 ６ ベントカット弁 ７ ロールオーバーバルブの第一弁体 ８ ロールオーバーバルブの第二弁体 ９ チェック弁 10 弁座 11 シール面 13 燃料受部 15 スプリング 17 ロールオーバーバルブの連通路 20 逃し穴 22 鋼球 28 連通穴 30 弁ケーシング 31 通気孔 32 流路孔 36 ボトムケーシング 42 鋼球 50 フロート弁 51 弁部 52 弁座 53 ベントカット弁 54 チェック弁 60 逃し穴

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料タンク内の気体をキャニスタに導く
   通気路に取り付けて通気を制御するフロート弁におい
   て、エンジン停止中はベントカット弁が閉状態になるよ
   うにスプリングを配置し、エンジン作動中はエンジンか
   らのリターン燃料をベントカット弁と一体のフロートに
   設けた底部に逃し穴を有する燃料受部へ導くことによっ
   てベントカット弁が前記スプリングの力に抗して開状態
   になるようにしたフロート弁からなる燃料タンクの通気
   開閉装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のフロート弁体は、ベント
   カット弁の上部が円錐の筒状で外表面に弁ケーシングの
   弁座に当接するシール面と、ベントカット弁の円錐筒状
   の内部に設けたチェック弁と、円錐筒状の軸中心に設け
   た上下連通穴からなる燃料タンクの通気開閉装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載のフロート弁体は、チェッ
   ク弁に対して円錐の筒状外表面と反対側に弁座を設けそ
   の弁座に当接して弁部を構成するロールオーバーバルブ
   を弁座の下部に設けてなる燃料タンクの通気開閉装置。