JPH08197968A - 車両用燃料貯留装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃料タンクの伸縮膜を透過した燃料蒸気が外
気中に放出されるのを阻止する。 【構成】 伸縮膜３により包囲された膨張収縮可能な燃
料タンク２を密閉構造の燃料タンク収容容器１内に収納
する。燃料タンク２内を一定圧で開弁するタンク内圧制
御弁１２を介してチャコールキャニスタ１４に連結す
る。燃料タンク２周りの燃料タンク収容容器１内に形成
される内部空間９もチャコールキャニスタ１４に連結す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両用燃料貯留装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】燃料タンク内への燃料給油時に燃料タン
ク内に発生している燃料蒸気が外気中に放出されるのを
阻止するために燃料給油時に燃料タンク内の燃料蒸気を
チャコールキャニスタに導びいてチャコールキャニスタ
内の活性炭に吸着させるようにした内燃機関が公知であ
る。この場合、燃料給油時に燃料タンク内に存在してい
る燃料蒸気量が多いとチャコールキャニスタの容量を大
きくしなければならず、チャコールキャニスタを小型化
するためには燃料タンク内における燃料蒸気の発生量を
できるだけ少くする必要がある。

【０００３】ところで燃料タンク内に燃料が溜まってい
るときには燃料タンク内の上部空間は燃料蒸気で満たさ
れており、従って燃料タンク内の燃料蒸気発生量を少な
くするには燃料タンク内の上部空間の容積をできるだけ
小さくすることが必要となる。そこで燃料タンク内の上
部空間の容積を小さくするために燃料タンク内の燃料液
面に密着して燃料液面と共に上下動するゴムのような薄
膜を燃料タンク内に配置した燃料タンクが公知である
（米国特許第３６１７０３４号明細書参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところでこの燃料タン
クでは薄膜の上方に形成される燃料タンクの内部空間は
外気に開放されており、従って薄膜の上方に形成される
燃料タンクの内部空間へは外気が自由に出入りする構造
となっている。ところがゴムのような薄膜は通常燃料蒸
気が透過してしまい、従って薄膜の上方に形成される燃
料タンクの内部空間内に燃料蒸気が流出するためにこの
流出した燃料蒸気が外気中に放出されるという問題を生
じる。

【０００５】このような問題を解決するために薄膜を燃
料蒸気が透過しにくいフッ素系樹脂やフッ素系ゴムから
形成することも考えられるがこれらのフッ素系樹脂やフ
ッ素系ゴムは伸縮性に難があるという問題があるばかり
でなく、これらフッ素系樹脂やフッ素系ゴムを用いたと
しても燃料蒸気が透過するのを完全に阻止することは困
難であり、またこれらフッ素系樹脂やフッ素系ゴムは高
価であるためにコストアップを招くという問題がある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに１番目の発明では、可撓性材料からなる袋状の伸縮
膜により包囲された膨張収縮可能な燃料タンクを密閉構
造の燃料タンク収容容器内に収納し、燃料タンク内を燃
料注入管に接続して燃料注入管から注入された燃料でも
って燃料タンク内を満たし、燃料タンク周りの燃料タン
ク収容容器内に形成される内部空間をチャコールキャニ
スタを介して大気に連結している。

【０００７】また、２番目の発明によれば上記問題点を
解決するために１番目の発明において、燃料タンク収容
容器内に形成された内部空間とチャコールキャニスタ間
にこの内部空間内の圧力が予め定められた圧力以上にな
ったときに開弁する制御弁と、燃料タンク内への燃料注
入時に開弁する制御弁とを並列に配置している。

【０００８】

【作用】１番目の発明では、燃料タンク収容容器内に形
成される内部空間内に流出した燃料蒸気はチャコールキ
ャニスタ内の活性炭に吸着される。２番目の発明では、
燃料の注入時以外は燃料タンク収容容器内に形成される
内部空間内の圧力が大気圧以上に保持されるので燃料タ
ンクの容積が減少せしめられ、燃料の注入時には燃料タ
ンク収容容器内に形成される内部空間が直接チャコール
キャニスタに連結されるので燃料タンクは自由に膨張す
ることができる。

【０００９】

【実施例】図１を参照すると、１は金属又は合成樹脂材
料からなる密封構造の燃料タンク収容容器、２は例えば
ゴムのような可撓性材料からなる袋状の伸縮膜３により
包囲された膨張収縮可能な燃料タンク、４は燃料タンク
収容容器１に密封的に固定されかつ燃料タンク収容容器
１から外方に突出する燃料注入管、５は燃料注入管４の
先端部に着脱自在に取付けられた燃料キャップ、６は燃
料タンク収容容器１の上壁面から燃料注入管４内の上方
領域まで延びるブリーザパイプ、７は燃料タンク２内の
燃料を送り出すための燃料ポンプ、８は燃料ポンプ７か
ら送り出される燃料圧を調整するためのプレッシャレギ
ュレータを夫々示す。

【００１０】図１に示されるように燃料注入管４の下端
部は燃料タンク２内に開口しており、伸縮膜３は燃料注
入管４の外周面上に密封的に固着される。また、燃料タ
ンク２内で発生した燃料蒸気がブリーザパイプ６を介し
て燃料注入管４の上方領域内に送り込まれるように伸縮
膜３の上端部はブリーザパイプ６の下端開口部の周りに
おいて燃料タンク収容容器１の内周面上に密封的に固着
されている。また、伸縮膜３の下端部は燃料タンク収容
容器１の底壁面上に密封的に固着される。従って燃料タ
ンク２の内部は燃料タンク２周りの燃料タンク収容容器
１内に形成される内部空間９から伸縮膜３を介して完全
に分離されている。

【００１１】燃料注入管４は小径の上方部分４ａと大径
の下方部分４ｂからなり、燃料注入管４の大径下方部分
４ｂからはベーパ排出通路１０が上方に向けて延びてい
る。ベーパ排出通路１０と燃料注入管４の大径下方部分
４ｂとａ接続部には燃料がベーパ排出通路１０内に流入
するのを阻止するためにフロート弁からなる過注入防止
弁１１が配置されている。この過注入防止弁１１は図１
に示すように通常開弁しているが燃料液面が過注入防止
弁１１の高さまで上昇したときに開弁して燃料がベーパ
排出通路１０内に流入するのを阻止する。

【００１２】ベーパ排出通路１０は第１ベーパ排出通路
１０ａと第２ベーパ排出通路１０ｂとに分岐され、第１
ベーパ排出通路１０ａはタンク内圧制御弁１２を介し
て、第２ベーパ排出通路１０ｂはベーパ排出通路制御弁
１３を介してチャコールキャニスタ１４に接続される。
チャコールキャニスタ１４はその内部に活性炭層１５を
有し、この活性炭層１５内に吸着された燃料は予め定め
られた機関の運転状態のときに燃料蒸気パージ通路１６
を介して機関吸気通路（図示せず）内にパージされる。

【００１３】タンク内圧制御弁１２は燃料タンク２内の
圧力と大気圧との圧力差により応動して開閉するダイア
フラム弁１２ａを具備し、このタンク内圧制御弁１２は
燃料タンク２内の圧力が大気圧よりも高い予め定められ
た正圧を越えたときに開弁する。また、タンク内圧制御
弁１２はチャコールキャニスタ１４内の圧力が第１ベー
パ排出通路１０ａ内の圧力よりも高くなったときに開弁
する、即ち燃料タンク２内が負圧になると開弁する逆止
弁１２ｂを具備する。

【００１４】一方、燃料注入管４の小径上方部分４ａ内
には給油ノズルを案内するためのベンチュリ状のガイド
部材１７が挿入されており、このベンチュリ状ガイド部
材１７の下端開口部にはピボットピン１８により回動可
能に支持されかつ通常ばね力によってガイド部材１７の
下端開口部を閉鎖している燃料蒸気流出遮断弁１９が配
置されている。また、このベンチュリ状ガイド部材１７
下方の燃料注入管４の小径上方部分４ａ内には給油ノズ
ル挿入時に給油ノズルの外周面と接触するシール部材２
０が配置されている。

【００１５】ベーパ排出制御弁１３はダイアフラム弁１
３ａの一側にベンチュリ状ガイド部材１７上方の燃料注
入管４の小径上方部分４ａ内に連結された上部室１３ｂ
を具備し、ダイアフラム弁１３ａの他側に第２ベーパ排
出通路１０ｂを介して燃料タンク２内に接続された下方
室１３ｃを具備する。このダイアフラム弁１３ａは下方
室１３ｃ内の圧力が上方室１３ｂ内の圧力よりも一定圧
だけ高くなったときに開弁する。なお、ベーパ排出制御
弁１３が開弁するときの上方室１３ｂ内と下方室１３ｃ
内との圧力差はタンク内圧制御弁１２が開弁するときの
燃料タンク２内の圧力と大気圧との圧力差に比べてかな
り小さい。

【００１６】一方、燃料キャップ５は車両ボディの外側
面上に形成された凹所２２内に配置されており、この凹
所２２はピボットピン２３により回動可能に支持された
給油扉２４によって通常覆われている。この給油扉２４
は車両運転席に設けられた給油扉オープナ２５に連結さ
れ、給油扉オープナ２５を操作することによって給油扉
２４の開閉作用が行われる。

【００１７】また、図１に示されるようにこの実施例で
は燃料タンク収容容器１内に形成される内部空間９は燃
料蒸気通路２６を介して第２ベーパ排出通路１０ｂに連
結される。即ち、内部空間９は燃料蒸気通路２６、第２
ベーパ排出通路１０ｂおよび活性炭層１５を介して外気
に連結されており、従ってこの実施例では内部空間９内
の圧力はほぼ大気圧に維持されている。なお、この内部
空間９内には伸縮膜３を透過した燃料蒸気が充満してい
る。

【００１８】燃料タンク２内の燃料が少なくなると燃料
タンク２が収縮する。燃料を給油すべきときにはまず初
めに給油扉２４を開かせるべく給油扉オープナ２５が操
作される。次いで給油ノズルを燃料注入管４内に挿入す
るために燃料キャップ５がはずされる。このときベンチ
ュリ状ガイド部材１７の下端開口部は燃料蒸気流出遮断
弁１９により閉鎖されており、従ってこのとき燃料タン
ク２内の燃料蒸気が外気中に放出されることがない。

【００１９】次いで、給油ノズルがガイド部材１７内に
挿入され、このとき給油ノズルの先端部でもって燃料蒸
気流出遮断弁１９が開弁せしめられる。次いで給油ノズ
ルの先端部が図１において鎖線２７で示されるようにシ
ール部材２０内に密封的に挿入され、次いで給油が開始
される。このように給油ノズルの先端部がシール部材２
０内に密封的に挿入されるので給油中に給油ノズルの周
りを通って空気が燃料タンク２内の燃料内に混入する危
険性がない。

【００２０】給油が開始されると燃料タンク２内の燃料
が増大するに従って燃料タンク２が膨張する。このとき
内部空間９内はほぼ大気圧となっているので燃料タンク
２は自由に膨張することができる。また、このとき内部
空間９内に充満している燃料蒸気は燃料蒸気通路２６お
よび第２ベーパ排出通路１０ｂを介してチャコールキャ
ニスタ１４内に排出され、この排出された燃料蒸気は活
性炭層１５内の活性炭に吸収される。従って内部空間９
内の燃料蒸気が外気中に放出されるのを完全に阻止する
ことができる。

【００２１】一方、給油が開始されると燃料タンク２内
の圧力が上昇し、この上昇した圧力がベーパ排出通路１
０を介してタンク内圧制御弁１２およびベーパ排出制御
弁１３に作用する。このとき燃料タンク２内の圧力に対
するベーパ排出制御弁１３の開弁圧はタンク内圧制御弁
１２の開弁圧よりもかなり低いのでベーパ排出制御弁１
３が開弁し、その結果燃料タンク２内に発生した燃料蒸
気は第２ベーパ排出通路１０ｂを介してチャコールキャ
ニスタ１４内に送り込まれる。

【００２２】給油が完了すると給油ノズルが引き抜か
れ、このとき再びガイド部材１７の下端開口部が燃料蒸
気流出遮断弁１９によって閉鎖される。次いで燃料キャ
ップ５が取付けられ、次いで給油扉オープナ２５を操作
することによって給油扉２４が閉じられる。なお、燃料
蒸気流出遮断弁１９には避けることのできないわずかな
漏れが存在するので燃料キャップ５が取付けられた後は
ベーパ排出制御弁１３の上方室１３ｂと下方室１３ｃの
圧力は通常ほぼ等しくなる。従って一旦燃料キャップ５
が取付けられるとベーパ排出制御弁１３は閉弁状態に保
持される。

【００２３】機関の運転が開始されて燃料タンク２内の
燃料が減少するとそれに伴なって燃料タンク２は収縮す
る。燃料タンク２が収縮すると燃料タンク収容容器１内
の内部空間９内に外気がチャコールキャニスタ１４を介
して送り込まれる。一方、燃料タンク２内の燃料温が上
昇すると燃料タンク２内の圧力が上昇する。このとき燃
料タンク２内の圧力がタンク内圧制御弁１２の開弁圧よ
りも高くなるとタンク内圧制御弁１２が開弁し、斯くし
て燃料タンク２内に発生している燃料蒸気がベーパ排出
通路１０および第１ベーパ排出通路１０ａを介してチャ
コールキャニスタ１４内に送り込まれる。次いでこの燃
料蒸気は活性炭層１５内の活性炭に吸着される。また、
燃料タンク２内の燃料温が高くなって燃料タンク２内の
圧力が上昇すると燃料タンク２が膨張する。このとき燃
料タンク収容容器１内の内部空間９内に充満している燃
料蒸気は燃料蒸気通路２６および第２ベーパ排出通路１
０ｂを介してチャコールキャニスタ１４内に排出され、
この排出された燃料蒸気は活性炭層１５内の活性炭に吸
収される。

【００２４】なお、上述したように内部空間９内はほぼ
大気圧に維持されており、また通常燃料タンク２内の圧
力は内部空間９の圧力よりも低くなることはないので燃
料タンク２内の圧力は通常負圧になることはない。従っ
てタンク内圧制御弁１２内に配置された逆止弁１２ｂが
開弁するのは何らかの理由でもって燃料タンク２内に負
圧が発生する異常時である。また、燃料注入管４内に発
生する燃料蒸気の量を少なくするためには給油時に供給
される燃料流に対して抵抗とならない範囲内で燃料注入
管４の径をできるだけ小さくすることが好ましい。しか
しながら燃料注入管４の径を小さくしすぎると給油時に
燃料液面が過注入防止弁１１まで上昇する前に供給燃料
圧によって過注入防止弁１１が閉弁してしまう。そこで
このような過注入防止弁１１の閉弁作用を防止するため
に過注入防止弁１１の配置されている燃料注入管４の下
方部分４ｂは大きな径に形成されている。

【００２５】図２に別の実施例を示す。なお、図２にお
いて図１と同様の構成要素は同一の符号で示す。図２を
参照するとこの実施例では燃料タンク収容容器１内の内
部空間９が一方では第１の燃料蒸気通路２８を介して第
１ベーパ排出通路１０ａに連結され、他方では第２の燃
料蒸気通路２９を介して第２ベーパ排出通路１０ｂに連
結される。第２の燃料蒸気通路２９は第１の燃料蒸気通
路２８よりも大きな流路面積を有し、この第２の燃料蒸
気通路２９内には開放制御弁３０が配置される。この開
放制御弁３０は給油扉オープナ２５の操作に応動して制
御され、給油扉２４を開くように給油扉オープナ２５が
操作されたときに開放制御弁３０は開弁せしめられる。
従ってこの開放制御弁３０は給油時以外は閉弁状態に保
持されている。

【００２６】この実施例においても燃料を給油すべきと
きにはまず初めに給油扉２４を開かせるべく給油扉オー
プナ２５が操作される。給油扉オープナ２５が操作され
ると開放制御弁３０が開弁せしめられる。次いで給油が
開始されると燃料タンク２内の燃料が増大するに従って
燃料タンク２が膨張する。このとき開放制御弁３０が開
弁しているので燃料タンク２は自由に膨張することがで
きる。また、このとき内部空間９内の燃料蒸気は第２の
燃料蒸気通路２９を介してチャコールキャニスタ１４内
に送り込まれる。従ってこのとき内部空間９内の燃料蒸
気が外気中に放出されるのが完全に阻止される。

【００２７】次いで給油が完了すると給油ノズルが引き
抜かれ、次いで燃料キャップ５が取付けられる。次いで
給油扉オープナ２５を操作することによって給油扉２４
が閉じられ、このとき開放制御弁３０が閉弁せしめられ
る。このとき燃料タンク収容容器１内の内部空間９内の
圧力は大気圧となっている。次いで機関の運転が開始さ
れ、燃料タンク２内の燃料が減少するとそれに伴なって
燃料タンク２は収縮する。燃料タンク２が収縮すると燃
料タンク２内の圧力および内部空間９の圧力が低下する
が燃料タンク２内の圧力および内部空間９内の圧力が大
気圧以下になれば逆止弁１２ｂが開弁するので燃料タン
ク２内の圧力および内部空間９内の圧力が大気圧以下に
低下することはない。

【００２８】一方、燃料タンク２内の燃料温が上昇する
と燃料タンク２内の圧力が上昇し、このとき同時に内部
空間９内の圧力も上昇する。次いで燃料タンク２内の圧
力および内部空間９内の圧力がタンク内圧制御弁１２の
開弁圧よりも高くなるとタンク内圧制御弁１２が開弁す
る。タンク内圧制御弁１２が開弁すると一方では燃料タ
ンク２内の燃料蒸気が第１ベーパ排出通路１０ａを介し
てチャコールキャニスタ１４内に送り込まれ、他方では
内部空間９内の燃料蒸気が第１の燃料蒸気通路２８を介
してチャコールキャニスタ１４内に送り込まれる。従っ
てこのときにも燃料タンク２内の燃料蒸気はもとより内
部空間９内の燃料蒸気が外気中に放出されるのが阻止さ
れる。

【００２９】一方、図２に示される実施例では燃料タン
ク２内の圧力および内部空間９内の圧力は最大でタンク
内圧制御弁１２の開弁圧まで上昇し、また最も低下した
ときでも大気圧となる。従って燃料タンク２内の圧力お
よび内部空間９内の圧力は常時大気圧以上に保持されて
いることになる。ところで燃料タンク２内に発生する燃
料蒸気の量を少なくするためには燃料タンク２内の燃料
液面上に形成される空間の容積、即ちそのときの温度に
応じた飽和燃料蒸気で満たされている燃料タンク２内の
空間の容積をできるだけ少くすることが必要である。と
ころが図２に示される実施例では燃料タンク２の温度が
上昇して燃料タンク２が膨張するとそれに伴なって内部
空間９内の圧力が上昇する。その結果、燃料タンク２の
膨張作用が抑制され、即ち燃料タンク２はさほど膨張で
きなくなり、斯くして燃料タンク２内の燃料液面上に形
成される空間の容積が増大するのが抑制されることにな
る。従って燃料タンク２内に発生する燃料蒸気の量が減
少せしめられ、斯くしてチャコールキャニスタ１４を小
型化できることになる。

【００３０】

【発明の効果】燃料タンクの伸縮膜を透過した燃料蒸気
が外気中に放出されるのを完全に阻止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】燃料貯留装置の全体図である。

【図２】燃料貯留装置の別の実施例の全体図である。

【符号の説明】

１…燃料タンク収容容器 ２…燃料タンク ３…伸縮膜 ４…燃料注入管 ９…内部空間 １２…タンク内圧制御弁 １４…チャコールキャニスタ ２６，２８，２９…燃料蒸気通路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可撓性材料からなる袋状の伸縮膜により
   包囲された膨張収縮可能な燃料タンクを密閉構造の燃料
   タンク収容容器内に収納し、該燃料タンク内を燃料注入
   管に接続して燃料注入管から注入された燃料でもって燃
   料タンク内を満たし、燃料タンク周りの燃料タンク収容
   容器内に形成される内部空間をチャコールキャニスタを
   介して大気に連結した車両用燃料貯留装置。
2. 【請求項２】 上記燃料タンク収容容器内に形成された
   内部空間とチャコールキャニスタ間に該内部空間内の圧
   力が予め定められた圧力以上になったときに開弁する制
   御弁と、燃料タンク内への燃料注入時に開弁する制御弁
   とを並列に配置した請求項１に記載の車両用燃料貯留装
   置。