JPH062629A - 燃料タンク内圧制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジン作動時の燃料タンク内の圧力上昇を
抑え、燃料タンク内の圧力を常に設定圧未満に維持し得
る燃料タンク内圧制御装置を提供する。 【構成】 エンジンに供給する燃料をリターンチューブ
６を介して還流する燃料タンク２と、燃料タンク２内の
燃料蒸発ガスを吸着するキャニスタＣを備え、このキャ
ニスタＣと燃料タンク２との間に、常時は閉方向に付勢
され燃料タンク２内の圧力が第１の設定圧以上となった
ときに開弁する第１の逆止弁１１、及び常時は閉方向に
付勢され燃料タンク２内の圧力が第２の設定圧以下とな
ったときに開弁する第２の逆止弁１２を介装する。更
に、リターンチューブ６の吐出燃料圧力に応じて第１の
逆止弁１１を開弁駆動する駆動手段（ダイヤフラム１３
及びシャフト１３ａ）を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃料タンク内圧制御装
置に係り、特にエンジン作動時の燃料タンク内圧の上昇
を抑え常に設定圧未満に維持し得る燃料タンク内圧制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、自動車の燃料供給系は、燃料
ポンプによって燃料タンク内の燃料がエンジンに供給さ
れ、余剰燃料がリターンチューブを介して燃料タンクに
還流するように構成されている。この燃料が例えば揮発
性の高いガソリンである場合には、燃料タンク内でガソ
リン蒸気即ち燃料蒸発ガス（以下、ベーパという）が発
生する。このベーパによって燃料タンク内の圧力が上昇
するのを防止すると共に、ベーパの大気への放出を防止
するため、燃料蒸発ガス排出抑止装置が装着されてい
る。これは、ベーパをチャコールキャニスタに導き、一
旦チャコール即ち活性炭に吸着させ、エンジン運転時に
吸気負圧によってチャコールキャニスタに空気を導入
し、活性炭に吸着した燃料成分を吸気系に送り活性炭の
吸着能力を回復させるようにする装置であり、例えば米
国特許３８８４２０４号公報に記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記キャニスタの頂部
には、燃料タンク内の圧力が第１の設定圧（例えば所定
値の正圧）以上となると開弁する第１の逆止弁が設けら
れると共に、燃料タンク内の圧力が第２の設定圧（例え
ば所定値の負圧）以下となると開弁する第２の逆止弁が
設けられており、燃料タンク内の圧力上昇又は下降によ
る燃料タンクの変形等を防止することとしている。尚、
上記キャニスタ頂部のエンジンの吸気系に連通する部分
にも、吸気系側が第３の設定圧以下となると開弁する第
３の逆止弁が設けられている。

【０００４】然し乍ら、エンジン作動時には燃料タンク
内の圧力上昇が大であるので、エンジン停止直後のよう
に燃料タンク内が高圧となった状態で燃料タンクに燃料
を注入する場合には、注入管から多量のベーパが大気に
放出されるおそれがある。上記第１の逆止弁の開弁圧た
る第１の設定圧を低く設定すればよいが、設定値にも限
度がある。これに対し、エンジン作動時に燃料タンクを
キャニスタに連通させることとすれば、燃料タンク内の
圧力上昇を適切に抑えることができる。

【０００５】ところで、一般的に燃料タンクへの燃料注
入時にはエンジンは停止状態とされているが、仮にエン
ジン作動中に燃料タンクに燃料を注入する場合には、燃
料タンクをキャニスタに連通させると、キャニスタに多
量のベーパが供給されることになり、キャニスタの吸着
能力を越えて過給状態となるおそれがある。このように
エンジン作動中に燃料タンクに燃料を注入する場合を考
慮する必要があるとすれば、キャニスタの容量を大きく
しなければならず大型となる。

【０００６】一方、燃料タンクに燃料を注入する際の注
入管から大気へのベーパの放出を防止するため、例えば
燃料注入用の給油ガンにベーパを回収する手段を付設す
ることが検討され利用されつつある。このようなベーパ
回収手段が設けられる場合には、燃料注入時に発生する
多量のベーパは回収手段に回収されるので、キャニスタ
に供給されるベーパの量は少なく、従ってキャニスタの
容量を大きくする必要はない。しかし、この場合におい
ても注入管の開放直後は燃料タンク内の圧力が大となっ
ているので多量のベーパが噴出するおそれがある。これ
に対し、前述のようにエンジン作動時に燃料タンク内の
圧力上昇が抑えられておれば注入管の開放時に多量のベ
ーパが放出されることはない。

【０００７】そこで、本発明は、特にエンジン作動時の
燃料タンク内の圧力上昇を抑え、燃料タンク内の圧力を
常に設定圧未満に維持し得る燃料タンク内圧制御装置を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、エンジンに供給する燃料をリターンチュ
ーブを介して還流する燃料タンクと、該燃料タンク内の
燃料蒸発ガスを吸着するキャニスタを備え、常時は閉方
向に付勢され前記燃料タンク内の圧力が第１の設定圧以
上となったときに開弁する第１の逆止弁、及び常時は閉
方向に付勢され前記燃料タンク内の圧力が第２の設定圧
以下となったときに開弁する第２の逆止弁を前記キャニ
スタと前記燃料タンクとの間に介装する燃料タンク内圧
制御装置において、前記リターンチューブの吐出燃料圧
力に応じて前記第１の逆止弁を開弁駆動する駆動手段を
備えることとしたものである。

【０００９】前記燃料タンク内圧制御装置において、前
記燃料タンクに燃料を注入する際に前記燃料タンクと前
記キャニスタとの連通を遮断する遮断手段を備えたもの
とするとよい。

【００１０】前記燃料タンク内圧制御装置において、前
記駆動手段は、前記第１の逆止弁に一端が対向するシャ
フトと、該シャフトの他端を一方の面に接合すると共に
他方の面で前記リターンチューブの吐出燃料圧力を受圧
するように配設するダイヤフラムを備えたものとし、前
記リターンチューブの吐出燃料圧力に応じて前記ダイヤ
フラムが前記シャフトを介して前記第１の逆止弁を開弁
駆動するように構成するとよい。

【００１１】

【作用】上記の構成になる燃料タンク内圧制御装置にお
いて、停止状態のエンジンを始動すると、燃料タンク内
の燃料はエンジンに供給され、余剰燃料はリターンチュ
ーブを介して燃料タンクに還流する。このとき、リター
ンチューブから燃料タンクに戻される吐出燃料圧力に応
じて駆動手段によって第１の逆止弁が開弁駆動される。
例えば、燃料タンク内の圧力が第１の設定圧に達してい
ない場合でも、エンジンが始動しリターンチューブの吐
出燃料圧力が所定の燃料圧力以上となったときには第１
の逆止弁が開弁し、ベーパがキャニスタに送られ燃料タ
ンク内が減圧される。エンジン停止後は、燃料タンク内
の圧力に応じて第１及び第２の逆止弁が開閉し、燃料タ
ンク内が所定の圧力範囲に調整される。

【００１２】更に遮断手段を備えた装置にあっては、燃
料タンクに燃料を注入する際、遮断手段によって燃料タ
ンクとキャニスタとの連通が遮断される。従って、キャ
ニスタが過給状態となることはない。尚、注入管を介し
て流出するベーパに対しては所定の回収手段によって回
収されるように構成すれば、エンジン作動中のように多
量のベーパが発生する場合においても、ベーパの大気へ
の放出を最小限に抑えることができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図２は本発明の一実施例に係る燃料タンク内圧制
御装置を含む燃料供給系の全体構成を示すもので、燃料
タンク２内に収容されたインタンク式の燃料ポンプ３か
らメインチューブ４を介してエンジンＥに液体燃料（例
えばガソリン。以下、単に燃料という）が供給される。
メインチューブ４は燃料を分配供給するディリバリチュ
ーブＤを介して燃料噴射装置Ｆに接続されると共に、供
給燃料圧力を調整するプレッシャレギュレータＲに接続
され、プレッシャレギュレータＲはリターンチューブ６
を介して燃料タンク２に接続されている。尚、メインチ
ューブ４にはフューエルフィルタＬが介装され、ディリ
バリチューブＤの入口部には、供給燃料圧力の脈動を減
衰させるパルセーションダンパＰが設けられている。

【００１４】プレッシャレギュレータＲは、その制御ポ
ート（図示せず）がエンジンＥの吸気管に接続されてお
り、吸気負圧に応じて燃料通路を開閉し、エンジンＥに
噴射される燃料の圧力が吸気負圧に対し一定の圧力差を
有するように制御するもので、このプレッシャレギュレ
ータＲを通過する余剰燃料がリターンチューブ６を介し
て燃料タンク２に戻される。この燃料タンク２には供給
管５を介して燃料が供給される。

【００１５】また、燃料タンク２の上面には圧力制御弁
装置１０が固定され、これがベーパチューブ７を介して
チャコールキャニスタＣ（以下、単にキャニスタＣとい
う）に接続されている。このキャニスタＣは周知のよう
に内部にベーパ吸着剤のチャコール（活性炭）を収容
し、その上部空間がベーパチューブ７を介して燃料タン
ク２内と連通すると共に、チューブ８を介してエンジン
Ｅの吸気管に連通するように構成されている。

【００１６】圧力制御弁装置１０は図１にその構造を詳
細に示すように、第１の逆止弁１１及び第２の逆止弁１
２を具備し、本発明にいう駆動手段たるダイヤフラム１
３が第１の逆止弁１１を開弁駆動し得るように設けられ
ている。圧力制御弁装置１０は、燃料タンク２に固定さ
れるハウジング１５と、このハウジング１５に接合され
るハウジング１４と、両者間に介装される隔壁１６を有
する。ハウジング１４と隔壁１６との間には第１の弁室
Ｖ１が郭成され、隔壁１６とハウジング１５内のダイヤ
フラム１３との間には第２の弁室Ｖ２が郭成され、更に
ハウジング１５内にダイヤフラム１３を介して第２の弁
室Ｖ２と隣接するリターン燃料室Ｖ３が郭成されてい
る。また、連通孔１７ａを有するハウジング１７が、ハ
ウジング１５の連通孔１５ａを覆うように固定されてい
る。

【００１７】そして、連通孔１７ａを覆うようにケース
１８がハウジング１７に固定され、このケース１８内に
カットオフバルブ１９が収容されている。ケース１８の
底部には連通孔１８ａが穿設されており、この連通孔１
８ａ並びに連通孔１７ａ，１５ａを介して第２の弁室Ｖ
２が燃料タンク２内と連通している。カットオフバルブ
１９は、燃料タンク２内の燃料液面がケース１８に達す
ると先端が連通孔１７ａに当接し、浮力によって連通孔
１７ａを閉塞するように構成されている。

【００１８】第１の弁室Ｖ１はベーパチューブ７を介し
てキャニスタＣに連通し、第１の逆止弁１１を収容して
いる。第１の逆止弁１１は隔壁１６の連通孔１６ａ周縁
部に着座する弾性の弁体１１ａと、これを支持するプレ
ート１１ｂを有し、このプレート１１ｂとハウジング１
４との間に圧縮スプリング１１ｓが配設され、弁体１１
ａが連通孔１６ａ周縁部に着座する方向に付勢されてい
る。

【００１９】第２の弁室Ｖ２とリターン燃料室Ｖ３とを
区画するダイヤフラム１３の略中央には、シャフト１３
ａの一端が固着されており、他端は第１の逆止弁１１が
閉状態にあるとき弁体１１ａ近傍に位置するように配設
されている。従って、図１に示すように第１の逆止弁１
１が閉状態にあるときに、ダイヤフラム１３が第１の逆
止弁１１方向に駆動されれば、シャフト１３ａを介して
第１の逆止弁１１が開弁するように構成されている。

【００２０】第２の弁室Ｖ２は、隔壁１６の連通孔１６
ａ，１６ｂを介して第１の弁室Ｖ１と連通すると共に、
ハウジング１５の連通孔１５ａ、ハウジング１７の連通
孔１７ａそしてケース１８の連通孔１８ａを介して燃料
タンク２内と連通している。第２の弁室Ｖ２内には、隔
壁１６の連通孔１６ｂ周縁部に着座する弁体１２ａを有
する第２の逆止弁１２が配設され、弁体１２ａが圧縮ス
プリング１２ｓによって隔壁１６方向に付勢されてい
る。また、第２の弁室Ｖ２内には、図３に示すように連
通孔１５ａを閉塞し得る遮断弁２２が配設されている。
尚、上記第１及び第２の逆止弁１１，１２並びに遮断弁
２２は図５に示す配置関係にある。

【００２１】図３は本発明にいう遮断手段たる遮断弁２
２を示すもので、シャフト２０の一端が遮断弁２２の弁
体２２ａに固着されると共に、他端側がハウジング１７
に摺動自在に支持されている。このシャフト２０の他端
は、ケーブル２１を介して、図４に示す注入管５に支持
されたリンク機構２３に連結されている。注入管５には
閉塞弁３０が開閉自在に支持され、これにリンク機構２
３が連結されている。而して、閉塞弁３０は常時は閉方
向に付勢されており、給油ガン４０によって開弁すると
共にリンク機構２３及びケーブル２１を介して遮断弁２
２を駆動し連通孔１５ａを閉塞するように構成されてい
る。給油ガン４０の先端部にはブーツ４１が取着されて
おり、給油ガン４０が注入管５に挿入されるとブーツ４
１の開口部が注入管５に嵌合するように構成されてい
る。

【００２２】以上の構成になる燃料タンク内圧制御装置
の作動を説明する。先ずエンジンＥの停止時において、
燃料タンク２内の圧力が上昇すると圧力制御弁装置１０
は図７に示す状態となる。即ち、燃料タンク２内のベー
パは連通孔１７ａ及び１５ａを介して第２の弁室Ｖ２内
に進入し、第２の弁室Ｖ２内の圧力が第１の設定圧以上
となると、第１の逆止弁１１の弁体１１ａが圧縮スプリ
ング１１ｓの付勢力に抗してハウジング１４方向に駆動
され、連通孔１６ａが開放し第２の弁室Ｖ２と第１の弁
室Ｖ１が連通する。これにより、ベーパはキャニスタＣ
に吸着されると共に、燃料タンク２内の圧力の上昇が抑
えられ第１の設定圧未満に維持される。

【００２３】燃料タンク２が冷却され、燃料タンク２内
の圧力が低下して負圧となり第２の設定圧以下となる
と、第２の逆止弁１２の弁体１２ａが圧縮スプリング１
２ｓの付勢力に抗してハウジング１５方向に移動し、連
通孔１６ｂを介して第１の弁室Ｖ１と第２の弁室Ｖ２が
連通する。このように燃料タンク２内の圧力変動に応じ
て第１及び第２の逆止弁１１，１２が作動し、燃料タン
ク２内が所定の圧力範囲に調整される。

【００２４】次に、エンジンＥが始動し、燃料ポンプ３
が作動すると、燃料が燃料タンク２からメインチューブ
４に吐出される。この燃料は、フューエルフィルタＬ及
びパルセーションダンパＰを介してエンジンＥに供給さ
れ、プレッシャレギュレータＲを介してリターンチュー
ブ６から燃料タンク２内に戻される。リターンチューブ
６の開口６ａには閉止弁６ｂが設けられており、スプリ
ング６ｓによって閉方向に付勢されている。従って、リ
ターンチューブ６内の燃料はスプリング６ｓの付勢力に
抗して燃料タンク２内に吐出されることになるので、リ
ターンチューブ６内の燃料は所定の圧力に昇圧される。

【００２５】即ち、エンジンＥの始動後は、リターンチ
ューブ６からの余剰燃料が開口６ａから燃料タンク２内
に戻されるが、開口６ａには閉止弁６ｂがスプリング６
ｓによって閉方向に付勢されているので、リターンチュ
ーブ６からの吐出燃料（図８に白抜き矢印で示す）の圧
力によってリターン燃料室Ｖ３内の圧力が上昇し、所定
の圧力以上となると図８に示すようにダイヤフラム１３
が第１の逆止弁１１方向に駆動される。これにより、シ
ャフト１３ａを介して第１の逆止弁１１が駆動され、弁
体１１ａが離座し第１の弁室Ｖ１と第２の弁室Ｖ２が連
通孔１６ａを介して連通する。即ち、第２の弁室Ｖ２内
の圧力が第１の設定圧未満であっても、リターンチュー
ブ６からの吐出燃料の圧力が所定の圧力を超えれば第１
の逆止弁１１が開弁することとなる。従って、エンジン
Ｅが作動中においても、燃料タンク２内は第１の設定圧
未満の低い圧力に維持される。

【００２６】そして、燃料タンク２に燃料を注入するた
め図４に示すように給油ガン４０を注入管５に挿入する
と、閉塞弁３０が開弁駆動されると共に、リンク機構２
３及びケーブル２１を介してシャフト２０が図３の下方
に駆動される。即ち、遮断弁２２の弁体２２ａが連通孔
１５ａ周縁部に着座するように駆動され、連通孔１５ａ
が強制的に閉塞される。これにより、給油中は、燃料タ
ンク２のベーパはキャニスタＣ側に送られることなく、
給油ガン４０によって注入管５及びブーツ４１を介して
回収される。而して、給油ガン４０及びブーツ４１が前
述の回収手段を構成している。尚、本実施例において
は、遮断手段として、リンク機構２３及びケーブル２１
を介して閉塞弁３０に連動する遮断弁２２が設けられて
いるが、これに限るものではなく、例えば給油ガン４０
の注入管５への挿入作動に連動する電磁弁等種々の手段
がある。

【００２７】図６は上記本実施例と従来技術における燃
料タンク２内の圧力の変動を示すもので、従来技術にお
いては第１の逆止弁の開弁圧（第１の設定圧Ｐｐ）に到
達するまでは第１の逆止弁が開弁しないので、燃料タン
ク内の圧力は急上昇し図６に破線で示す状態となる。こ
れに対し、本実施例においては燃料タンク２内の圧力が
第１の設定圧Ｐｓ以下であっても、エンジンＥを始動し
た直後からリターンチューブ６の吐出燃料圧力によって
第１の逆止弁１１が開弁するように駆動され、燃料タン
ク２内のベーパはベーパチューブ７を介してキャニスタ
Ｃに徐々に放出されるので、燃料タンク２内の圧力が高
圧となることはない。また、燃料タンク２からキャニス
タＣに至るまでのベーパチューブ７の流路抵抗に左右さ
れることもない。しかも、図６に示すように本実施例に
おける第１の設定圧Ｐｓは従来技術における第１の設定
圧Ｐｐより低い値に設定されているので、エンジン停止
時においても燃料タンク２内の圧力は低くなっている。

【００２８】また、本実施例においては、上記第１の逆
止弁１１の駆動手段としてリターンチューブ６の吐出燃
料圧力に応じて作動するダイヤフラム１３が用いられて
いるので、別に駆動装置を設ける必要はなく、簡単な構
造で小型に構成することができる。更に本実施例におい
ては、キャニスタＣの燃料タンク２に連通する部分に逆
止弁を設ける必要はなく、吸気系に連通する部分にのみ
必要に応じ逆止弁を設けるだけでよいので、キャニスタ
Ｃも簡単な構造となり安価となる。

【００２９】

【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で以下に記載の効果を奏する。即ち、本発明の燃料タン
ク内圧制御装置においては、駆動手段によってリターン
チューブの吐出燃料圧力に応じて第１の逆止弁が開弁駆
動されるように構成されているので、エンジン作動時に
燃料タンク内の圧力が第１の設定圧に達していなくとも
第１の逆止弁が開弁し、燃料タンク内の圧力上昇を抑え
ることができる。而して、エンジン作動中及び停止後を
含み常に燃料タンク内を第１の設定圧未満の低い圧力に
維持することができ、燃料注入時のベーパの放出量を低
減することができる。

【００３０】更に遮断手段を備えた装置にあっては、エ
ンジン作動中に燃料を注入する場合にもキャニスタが過
給状態となることはないので、キャニスタを小型に形成
することができる。

【００３１】上記駆動手段は、リターンチューブの吐出
燃料圧力に応じて第１の逆止弁を開弁駆動するように構
成されるものであるので、簡単な構造で容易に構成する
ことができる。例えば、ダイアフラムによってシャフト
を介して第１の逆止弁を駆動するように構成すれば、別
の制御装置を設けることなく第１の逆止弁等と共に容易
に一体化でき、小型に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の燃料タンク内圧制御装置の一実施例に
おける圧力制御弁装置の断面図で図５のＡ−Ａ線の断面
図である。

【図２】本発明の一実施例に係る燃料タンク内圧制御装
置を含む燃料供給系を示す斜視図である。

【図３】本発明の一実施例における圧力制御弁装置の断
面図で図５のＢ−Ｂ線の断面図である。

【図４】本発明の一実施例における燃料タンクの供給管
部分の断面図である。

【図５】本発明の一実施例における圧力制御弁装置内の
第１及び第２の逆止弁並びに遮断弁の配置関係を示す平
面図である。

【図６】本発明の一実施例と従来技術における燃料タン
ク内圧の変化を示すグラフである。

【図７】本発明の一実施例における圧力制御弁装置のエ
ンジン停止時の状態を示す断面図で図５のＡ−Ａ線の断
面図である。

【図８】本発明の一実施例における圧力制御弁装置のエ
ンジン始動後の状態を示す断面図で図５のＡ−Ａ線の断
面図である。

【符号の説明】

２ 燃料タンク ３ 燃料ポンプ ４ メインチューブ ５ 供給管 ６ リターンチューブ ７ ベーパチューブ １０ 圧力制御弁装置 １１ 第１の逆止弁 １２ 第２の逆止弁 １３ ダイアフラム（駆動手段） １３ａ シャフト（駆動手段） １４，１５ ハウジング １６ 隔壁 １７ ハウジング １８ ケース １９ カットオフバルブ ２０ シャフト ２１ ケーブル ２２ 遮断弁（遮断手段） ２３ リンク機能 ３０ 閉塞弁 ４０ 給油ガン ４１ ブーツ Ｃ キャニスタ Ｅ エンジン Ｖ１ 第１の弁室 Ｖ２ 第２の弁室 Ｖ３ リターン燃料室

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンに供給する燃料をリターンチュ
   ーブを介して還流する燃料タンクと、該燃料タンク内の
   燃料蒸発ガスを吸着するキャニスタを備え、常時は閉方
   向に付勢され前記燃料タンク内の圧力が第１の設定圧以
   上となったときに開弁する第１の逆止弁、及び常時は閉
   方向に付勢され前記燃料タンク内の圧力が第２の設定圧
   以下となったときに開弁する第２の逆止弁を前記キャニ
   スタと前記燃料タンクとの間に介装する燃料タンク内圧
   制御装置において、前記リターンチューブの吐出燃料圧
   力に応じて前記第１の逆止弁を開弁駆動する駆動手段を
   備えたことを特徴とする燃料タンク内圧制御装置。
2. 【請求項２】 前記燃料タンクに燃料を注入する際に前
   記燃料タンクと前記キャニスタとの連通を遮断する遮断
   手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の燃料タン
   ク内圧制御装置。
3. 【請求項３】 前記駆動手段は、前記第１の逆止弁に一
   端が対向するシャフトと、該シャフトの他端を一方の面
   に接合すると共に他方の面で前記リターンチューブの吐
   出燃料圧力を受圧するように配設するダイヤフラムを備
   え、前記リターンチューブの吐出燃料圧力に応じて前記
   ダイヤフラムが前記シャフトを介して前記第１の逆止弁
   を開弁駆動することを特徴とする請求項１記載の燃料タ
   ンク内圧制御装置。