JPH10238429A - 燃料タンクの燃料遮断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料遮断装置が最初にオートストップを働か
せる作動タイミングを95％以上の給油量で安定させる。 【解決手段】 ケーシング１内にフロート７とこのフロ
ート７の昇降に合わせて上下に連動する弁Ａ及び弁Ｂを
納め、経路９端に独立して開口した弁座ａ,ｂを個別に
開閉してなり、弁Ａと弁Ｂとは一方の掛止部８を他方の
規制溝11に嵌め込むことで弁Ａが弁Ｂよりも先に又は遅
れて上下動するようにし、ケーシング１側面には流入抵
抗の小さな側面孔２を、底面には底面孔12を設け、更に
この底面孔12を開閉する中空バルブ13を納めて下方に開
放したバルブケース15を前記ケーシング１と一体に形成
して、給油時に中空バルブ13が底面孔を塞いで、側面孔
２からケーシング１へ液体燃料を流入させてフロート７
を上昇させ、閉弁する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料タンクからキ
ャニスタへ気化燃料を逃がす目的で設けられた経路に配
され、キャニスタへの液体燃料の流入を防止する燃料遮
断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】燃料遮断装置は、燃料タンクからキャニ
スタへ気化燃料を逃がす目的で設けられた経路に配さ
れ、キャニスタへの液体燃料の流入を防止する目的を持
った装置であり、様々な構造が提案されている。この燃
料遮断装置は、通常燃料タンクとキャニスタとを連通さ
せているが、給油により燃料タンクが満たされると燃料
タンクとキャニスタとの連通を遮断し、燃料タンク内の
圧力を上昇させて、給油ガンのオートストップ機能を働
かせるようになっている。

【０００３】米国特許5,535,772号に示された燃料遮断
装置は、円筒(tublar skirt)内にフィルリミットバルブ
(fill-limit valve)及びロールオーバーバルブ(rollove
r valve)という２種類のバルブを有している。給油によ
り燃料タンク内の液体燃料液面が上昇してくると、液面
の上昇と共に上昇するフィルリミットバルブが吸気口(i
nlet port)を閉鎖する。円筒には、前記吸気口を除いて
小さな壁面開口(lowerand upper side wall aperture)
が設けてあるが、フィルリミットバルブの吸気口の閉鎖
により、燃料タンク内の圧力が急上昇するため、最初の
オートストップを作動させることができる。増し継ぎ給
油をすると、液体燃料は更に液面を上昇させて壁面開口
から円筒内に流入し、ロールオーバーバルブを上面の開
口(aperature)にまで上昇させ、キャニスタへ至る経路
(intermediate passageway portion)を完全に閉鎖して
過給油時の液体燃料の流出を防止するのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、米国ではORVR
(給油時の気化燃料蒸散規制)が施行され、給油ガンのオ
ートストップ機能に対する燃料遮断装置の作動タイミン
グ又は作動回数が見直されるようになってきている。一
般に、気化燃料の蒸散量は給油中よりも給油ガンのオー
トストップ機能の作動直後の方が多いことが知られてい
る。ところが、ORVRではオートストップの作動後は給油
再開まで一定時間待たなければならないとされているか
ら、増し継ぎ給油(最初にオートストップが働いた後、
満タン近く(ORVRではタンク公称容量の95％以上と規定)
になるまで給油を繰り返すこと)の度に気化燃料の蒸散
量が増えてしまう。そこで、ORVRを満たす範囲に気化燃
料の蒸散量を抑えるため、オートストップの回数を減ら
す必要が出てくるわけである。

【０００５】オートストップの回数を減らすには、最初
にオートストップが作動する給油量ができるだけ満タン
に近くなるようにすればよい。ところが、上述の米国特
許5,535,772号に示された燃料遮断装置では、最初のオ
ートストップを働かせるために吸気口を閉鎖するフィル
リミットバルブの上昇が燃料タンク内の液体燃料の液面
上昇に比例しているため、フィルリミットバルブの運動
如何でオートストップの作動タイミングがばらついてし
まう問題がある。フィルリミットバルブの運動に影響を
与える要素としては、(1)浮力で上下動するバルブの外
側面と円筒の内側面との間に発生するスライド抵抗、
(2)吸気口へのバルブの接近に伴う燃料タンク内の急激
な圧力変化、(3)((2)に関連して)吸気口へのバルブの吸
いつき、等のほかに、(4)挙動の安定性も関係する。

【０００６】加えて、給油速度は一般的に幅があるた
め、更にフィルリミットバルブの運動は複雑となり、オ
ートストップの作動タイミングが一定しなくなる。ま
た、この給油速度のバラツキは、増し継ぎ給油における
オートストップの作動回数のバラツキにも影響し、結果
として燃料蒸気の蒸散量が増えてしまう。そこで、燃料
遮断装置において最初にオートストップが作動し始める
作動タイミングを確実かつ安定させ、できるだけ満タン
に近い、少なくとも95％以上の給油量で最初のオートス
トップを作動させる燃料遮断装置の構造について検討す
ることにした。

【０００７】

【課題を解決するための手段】検討の結果、開発したも
のが、燃料タンクとキャニスタとを結ぶ経路端に取り付
けて液体燃料の流出入を可能にしたケーシング内に、フ
ロートとこのフロートの昇降に合わせて上下に連動する
第一弁及び第二弁を納め、経路端に独立して開口した第
一弁座及び第二弁座をそれぞれ個別に開閉してなり、第
一弁と第二弁とは一方に設けた掛止部を他方の規制溝に
嵌め込むことで第一弁が第二弁よりも先に又は遅れて上
下動するようにし、このケーシングの側面には流入抵抗
の小さな側面孔を、このケーシングの底面には流入抵抗
の大きな底面孔を設け、給油時には主として側面孔から
ケーシングへ液体燃料を流入させることでフロートを上
昇させ、閉弁する燃料タンクの燃料遮断装置である。

【０００８】本発明の燃料遮断装置は、ケーシングの底
面を越えて液面が上昇した燃料タンク内の液体燃料が、
側面孔から一気にケーシング内へ流れ込むことによりフ
ロートを急上昇させ、第一弁又は第二弁の一方を他方に
先行して閉弁状態にすることにより急激なタンク内圧上
昇を図り、最初のオートストップを働かせる。このオー
トストップは、給油速度よりも側面孔に達する燃料タン
ク内の給油総量によって決定されるため、作動タイミン
グは安定する。フロートは、その後液面に従った高さで
ゆっくりと上昇し、増し継ぎ給油を可能にしている。そ
して、燃料タンクが満タンになると、フロートが十分上
昇することで第一弁及び第二弁共に閉弁状態となり、キ
ャニスタへの液体燃料の流れ込みを防止できる。第一弁
と第二弁とはそれぞれ弁座が独立しているため、例えば
第一弁の閉弁時の挙動が第二弁に影響する心配がなく、
安定した閉弁状態を維持できる。

【０００９】上記フロートの作動は、底面孔と側面孔と
の流入抵抗の差に関係する。すなわち、底面孔の流入抵
抗は、給油による燃料タンク内の液面上昇よりケーシン
グ内への液体燃料の流れ込みが遅くなるように決定さ
れ、側面孔の流入抵抗は、逆に液面上昇よりケーシング
内への液体燃料の流れ込みが速くなるように決定する。
流入抵抗は概ね開口面積に比例するため、相対的に、側
面孔は大開口となり、底面孔は小開口となる。

【００１０】究極的には、液面上昇時に底面孔は塞がれ
る方が望ましいので、上記装置において、底面孔を開閉
する中空バルブを納めて下方に開放したバルブケースを
ケーシングと一体に形成し、給油時の液面上昇に従って
このバルブケース内を上昇する中空バルブが底面孔を塞
ぐことにより、側面孔からケーシングへ液体燃料を流入
させてフロートを上昇し、閉弁する構造にするとよい。
この場合、底面孔における流入抵抗の大小は関係ない
が、底面孔はケーシングから液体燃料を吐き出す排出口
としての役割を有するので、流入抵抗の小さい、すなわ
ち大開口のものが好ましい。

【００１１】中空バルブは内部に液体燃料が流入しない
ので浮力を損なわず、液面上昇に対する反応性が高い。
また、バルブケースは中空バルブの軌道であるほか、中
空バルブを液面の波立ちから保護し、特に中空バルブが
底面孔を閉じた状態を保持したり、中空バルブが装置か
ら離脱することを防ぐ働きを有する。このような中空バ
ルブは、液面上昇に従って確実かつ迅速に上昇して、底
面孔を塞ぐことができる。底面孔が塞がれると、液体燃
料は側面孔からのみケーシング内へ流入し、フロートを
急上昇させてオートストップを働かせることになるか
ら、上述同様、作動タイミングの安定化を図ることがで
きる。底面孔の流入抵抗は無関係であるため、液面上昇
よりもケーシング内への液体燃料の流れ込みが速くなる
ことのみを考慮して、側面孔の流入抵抗、つまり開口形
状又は面積を決定する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図を参照しながら説明する。図１〜図５(図３除く)
はケーシング１の側面には流入抵抗の小さな大開口の側
面孔２を、このケーシング１の底面には同じく流入抵抗
の小さな大開口の底面孔12を設け、前記底面孔12を開閉
する中空バルブ13をケーシング１と一体に形成したバル
ブケース内に納めた本発明の燃料遮断装置14の作動状況
を表した断面図であり、図１は燃料タンク５内の液面６
が燃料遮断装置14に達していない状態、図２は図１の液
面６が上昇して底面孔12を越えたものの側面孔２にまで
達していない状態、図４は図２の液面６が側面孔２に達
した状態、図５は図４の液面６が側面孔２を越えた状
態、本例では100％の満タン状態を表している。

【００１３】本例の燃料遮断装置14は、図１に見られる
ように、燃料タンク５の上面に固着した略円筒形のケー
シング１の側面及び底面に、それぞれ流入抵抗の小さな
大開口の側面孔２と大開口の底面孔12とを設けてあり、
経路９を開閉する弁をフロート７と一体になった弁Ａ
(第一弁)とこの弁Ａに連動して上下動する弁Ｂ(第二
弁）とから構成して、弁全体としての応答性を高めてい
る。弁Ａと一体となったフロート側面には突出した掛止
部８が設けられており、弁Ｂから下ろした面に刻設した
規制溝１１に前記掛止部８を嵌め込んで、両者の連動を
図っている。例えば、弁Ａ及び弁Ｂが共に閉弁状態にあ
る場合、フロート７の下降に従って弁Ｂが弁Ａに先立っ
て開弁し、次いで掛止部８が規制溝11の下端を下方に押
し下げて、弁Ｂに遅れて弁Ａを開弁するような連動形態
を示す。弁Ａは弁座ａ、弁Ｂは弁座ｂをそれぞれ開閉す
る。

【００１４】ケーシング１と一体のバルブケース15内に
納めた中空バルブ13は、燃料タンク５内の液面６が底面
孔12に達する段階において上昇し、底面孔12を塞ぐよう
になっている。中空バルブ13は、内部に液体燃料が侵入
することがなく、また軌道を兼ねたバルブケース15で側
方を囲っているので、液面６の波立ち等の影響を受け
ず、迅速かつ正確に昇降することができる。給油が始ま
ると燃料タンク５内の液面６が上昇してくるが、液面６
が燃料遮断装置に達しない段階では、ケーシング１内の
フロート７は降りて弁Ａ及び弁Ｂ共に開弁状態にあり、
キャニスタ(図示せず)への経路９は開放している。

【００１５】やがて液面６が底面孔12を越え、側面孔２
にまで至らない程度になると、図２に見られるように、
バルブケース15内を上昇した中空バルブ13が底面孔12を
塞いでケーシング１内への液体燃料の流入を遮断するた
め、ケーシング１を取り巻く燃料タンク内の液面６のみ
が上昇を続けるが、フロート７はなお上昇しない。この
ため、弁Ａ及び弁Ｂはまだ共に開弁状態にある。底面孔
12は中空バルブ13により塞がれるため、流入抵抗を小さ
く、すなわち開口面積を大きくでき、ケーシング１内に
残る液体燃料の排出を容易にするほか、異物などによる
目詰まりの心配がなくなる利点がある。

【００１６】図３はケーシング１の側面に流入抵抗の小
さな大開口の側面孔２を、底面には流入抵抗の大きな小
開口の底面孔３を設けただけの燃料遮断装置４における
図２相当一部断面図である。中空バルブを持たない燃料
遮断装置４では、側面孔２と底面孔３とに流入抵抗の差
を設けてあり、流入抵抗の小さい底面孔３から流入する
液体燃料を燃料タンク５内の液面６の上昇に比べて少な
くすることで、フロート７の上昇を抑制するのである。
中空バルブの有無による差異は、燃料タンク５内の液面
６が底面孔３から側面孔２の間にある段階でのフロート
７の規制方法の違いである。つまり、燃料遮断装置14
(図２)では、中空バルブ13がケーシング１内への液体燃
料の侵入を完全に遮断して、一切フロート７を上昇させ
ないのに対し、燃料遮断装置４(図３)では、フロート７
の上昇を抑制する点が異なるだけである。よって、中空
バルブのない燃料遮断装置４の作動については以後説明
を省略する。

【００１７】燃料タンク５内の液面６が側面孔２に達す
ると、流入抵抗の小さな側面孔２から液体燃料が一気に
ケーシング１内へ流れ込み、図４に見られるように、燃
料タンク５内の液面６とケーシング１内の液面10とが等
しくなってフロート７が急上昇する結果、まず弁Ｂが閉
弁状態となり、燃料タンク５内の圧力を上昇させて最初
のオートストップを作動させる。ケーシング１がフロー
ト７を包む軌道を兼ねているため、フロート７の挙動が
乱れることがなく、空気溜まりとなるフロート７内部に
液体燃料が侵入することはない。通常は、このオートス
トップが燃料タンク５に95％以上給油すると作動するよ
うに、側面孔２の位置を設ける。この段階では、弁Ｂの
みが閉弁状態で弁Ａは開弁状態を保ち、経路９は通気抵
抗を増すものの開放状態にあるため、オートストップ作
動後におけるキャニスタ(図示せず)と燃料タンク５との
通気性は確保され、増し継ぎ給油が可能なのである。

【００１８】増し継ぎ給油を続けると、ケーシング１内
の液面10は燃料タンク５内の液面６と共に上昇を続け、
図５に見られるように、弁Ａが閉弁状態となる。こうし
て弁Ａ,弁Ｂ共に閉弁状態となることで、燃料タンク５
からキャニスタ(図示せず)へ至る経路９を完全に遮断
し、100％の給油が終了した後の過給油による液体燃料
の流出を防ぐのである。このように、本発明の燃料遮断
装置は、燃料タンク内の液面と前記液面に遅れて上昇す
るケーシング内の液面とが一致する際に生ずるケーシン
グ内への急激な液体燃料の流れ込みを利用し、燃料タン
クに給油した液体燃料の総量で決まる特定のタイミング
でオートストップを作動させ、燃料タンク内の圧力上昇
を可能にする閉弁状態を創り出す点に作動上の特徴があ
る。

【００１９】

【発明の効果】本発明の燃料遮断装置により、給油速度
の遅速を問わず、燃料タンクに対する給油量に従い、ほ
ぼ同一のタイミングで最初のオートストップを作動させ
ることができるようになる。とりわけ中空バルブが前記
タイミングを一定にする効果は大きい。この中空バルブ
はケーシングと一体のバルブケースに納めているため、
燃料遮断装置の運搬時に中空バルブを逸脱、破損させる
ことがなく、燃料遮断装置の従前と変わらない取扱いを
実現する。こうして、オートストップの作動タイミング
をできる限り100％の満タンに近い給油量に近づけるこ
とができるようになり、結果として、増し継ぎ給油の回
数も減らすことができる。当然に、100％の満タンに至
ると、過給油ができないように燃料タンクからキャニス
タへ至る経路を完全に閉じることもでき、ORVRを満足す
る燃料遮断装置を提供できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の燃料遮断装置において、燃料タンク内
の液面が燃料遮断装置に達していない状態を表した断面
図である。

【図２】同燃料遮断装置において、液面が上昇して底面
孔を越えたものの側面孔にまで達していない状態を表し
た断面図である。

【図３】中空バルブを有しない燃料遮断装置における図
２相当一部断面図である。

【図４】同燃料遮断装置において、液面が側面孔に達し
た状態を表した断面図である。

【図５】同燃料遮断装置において、液面が側面孔を越え
た状態を表した断面図である。

【符号の説明】

１ ケーシング ２ 側面孔 ３ 小開口の底面孔 ４ 中空バルブを有しない燃料遮断装置 ５ 燃料タンク ６ 燃料タンク内の液面 ７ フロート ８ 掛止部 ９ キャニスタへの経路 10 ケーシング内の液面 11 規制溝 12 大開口の底面孔 13 中空バルブ 14 中空バルブを有する燃料遮断装置 15 バルブケース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 勇次郎 岡山県総社市久代1724番地の８ オーエム 工業株式会社内 (72)発明者 小山 敏宏 東京都港区芝５丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料タンクとキャニスタとを結ぶ経路端
   に取り付けて液体燃料の流出入を可能にしたケーシング
   内に、フロートと該フロートの昇降に合わせて上下に連
   動する第一弁及び第二弁を納め、経路端に独立して開口
   した第一弁座及び第二弁座をそれぞれ個別に開閉してな
   り、第一弁と第二弁とは一方に設けた掛止部を他方の規
   制溝に嵌め込むことで第一弁が第二弁よりも先に又は遅
   れて上下動するようにし、該ケーシングの側面には流入
   抵抗の小さな側面孔を、該ケーシングの底面には流入抵
   抗の大きな底面孔を設け、給油時には主として側面孔か
   らケーシングへ液体燃料を流入させることでフロートを
   上昇させ、閉弁することを特徴とする燃料タンクの燃料
   遮断装置。
2. 【請求項２】 燃料タンクとキャニスタとを結ぶ経路端
   に取り付けて液体燃料の流出入を可能にしたケーシング
   内に、フロートと該フロートの昇降に合わせて上下に連
   動する第一弁及び第二弁を納め、経路端に独立して開口
   した第一弁座及び第二弁座をそれぞれ個別に開閉してな
   り、第一弁と第二弁とは一方に設けた掛止部を他方の規
   制溝に嵌め込むことで第一弁が第二弁よりも先に又は遅
   れて上下動するようにし、該ケーシングの側面には流入
   抵抗の小さな側面孔を、該ケーシングの底面には底面孔
   を設け、更に該底面孔を開閉する中空バルブを納めて下
   方に開放したバルブケースを前記ケーシングと一体に形
   成して、給油時の液面上昇に従って該バルブケース内を
   上昇する中空バルブが底面孔を塞ぐことにより、側面孔
   からケーシングへ液体燃料を流入させることでフロート
   を上昇させ、閉弁することを特徴とする燃料タンクの燃
   料遮断装置。