JPH11334390A

JPH11334390A - 燃料タンク

Info

Publication number: JPH11334390A
Application number: JP14484698A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Sasaki; 秀和佐々木; Kunihiko Sanada; 邦彦真田; Yoshihiko Hiyoudo; 義彦兵道
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-05-26
Filing date: 1998-05-26
Publication date: 1999-12-07

Abstract

(57)【要約】【課題】燃料量に応じて変形可能な燃料容器に燃料を
給油する際に、規定の満タン燃料量以上に給油されるこ
とを防止する【解決手段】燃料量に応じて燃料貯留容積が変化する
燃料タンクにおいて、燃料給油時は燃料ゲージによって
燃料の満タン状態を検出し、満タンが検出されると、燃
料容器と燃料注入管との間のベーパ通路を強制的に遮断
して、給油ノズルの給油自動停止機構を作動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料を貯留するた
めの燃料タンクに関し、特に内燃機関の燃料タンクに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来から内燃機関の燃料タンクでは、貯
留された燃料の蒸発燃料をチャコールキャニスタに一時
的に吸着し、内燃機関の運転時に吸気管の負圧を利用し
て吸気管に導入し、燃焼室で燃焼させて処理する技術が
知られている。蒸発燃料は燃料タンク内の燃料温度が上
昇したり、タンク内にガス空間が多く存在したり、ある
いは揮発性の高い燃料が貯留された場合に多く発生する
ことが知られている。従って、燃料タンク内の温度、燃
料タンク内のガス空間の大きさによっては、蒸発燃料が
多量に発生し、チャコールキャニスタ等の蒸発燃料処理
装置では処理できずに大気に放出されることがある。

【０００３】そこで、燃料タンク内での蒸発燃料の発生
自体を抑制するため、燃料タンク内のガス空間の容積を
低減する技術が、例えば米国特許登録番号３６１７０３
４号公報あるいは特開昭５６−１２８２２１号公報で知
られている。これらに開示された燃料タンクは、容積が
一定の外殻タンクの中に燃料室とタンク内の空気室とを
分離する膜壁（分離部材）が設けられ、この膜壁が燃料
量に応じて伸縮変形することで膜壁が常に燃料液面に密
着し、燃料液面上のガス空間の容積を低減する。この結
果、蒸発燃料の発生が抑制される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に燃料
タンクに燃料を給油する際、燃料給油設備の給油ノズル
が燃料タンクの燃料注入口に挿入されて給油が行われ
る。この給油ノズルには燃料注入口の圧力（負圧）また
は燃料液面を検出して燃料が満タン状態であることを検
知して給油を自動停止する機構が備えられている。

【０００５】従来の容積が一定の燃料タンクの場合、燃
料タンク内の燃料が満タンに近づくと燃料室が燃料で液
密となり、給油ノズル近傍まで燃料液面が上昇する。こ
の結果、給油ノズル近傍が所定の負圧状態になるため、
給油ノズルの自動停止機構が働いて給油が停止される。

【０００６】一方、前述した膜壁が燃料量に応じて伸縮
変形する燃料タンクの場合、規定の満タン燃料が燃料室
に給油されたときは自動停止が遅れることがある。即
ち、燃料を給油して規定の満タンの燃料量に達したとし
ても、膜壁は構造上、変形が継続できるので、引き続き
燃料室内に燃料が供給され、膜壁が規定の大きさ以上に
膨張変形する。この結果、給油ノズル近傍まで燃料液面
が上昇することが遅れ、給油の自動停止が遅れる。この
ように燃料室に規定量以上に燃料が供給されることが給
油毎に繰り返されると、燃料室を構成する膜壁の耐久性
が悪化する恐れがある。また、耐久性を向上するために
膜壁の剛性を大きくすると、膜壁の変形が阻害される恐
れがある。

【０００７】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、燃料量に応じて変形する膜壁を備えた燃料タ
ンクにおいて、常に規定の満タン状態の燃料で給油を自
動停止すると共に、規定以上の膨張変形によって生じる
膜壁の劣化を抑制することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために以下のような構成を採用した。すなわち、
本件発明の燃料タンクは、燃料室を形成する膜壁を具備
し、この膜壁が燃料室内の燃料量に応じて変形可能な燃
料タンクにおいて、燃料室に燃料を供給する燃料供給通
路と、燃料供給通路内の圧力を検出し圧力の大きさに応
じて燃料の供給を自動的に停止する自動停止手段を備え
た給油ノズルと、この給油ノズルから燃料を供給すると
き燃料室内の燃料量が燃料満タン状態であるか否かを検
出する給油状態検出手段と、給油状態検出手段が燃料満
タン状態であることを検出したら燃料供給通路の圧力を
変更する圧力変更手段と、を備えることを特徴とする燃
料タンク。

【０００９】上記燃料タンクは、例えば燃料タンクの外
殻構造の中に燃料室と空気室を分離するための膜壁を設
けており、燃料の給油及び消費に伴い燃料残量に応じて
燃料室を構成する膜壁が変形して燃料室の容積が変化す
る。また、この燃料室には燃料を供給するための燃料供
給通路が接続されおり、燃料給油時は燃料が自動停止機
構を備えた給油ノズルから燃料供給通路を介して燃料室
に供給される。給油中は給油状態検出手段で燃料室内の
燃料量（膜壁の変形状態）が燃料満タン状態に相当する
か否かを検出し、燃料が満タン状態であることを検出し
たら、圧力変更手段が燃料供給通路内の圧力を給油ノズ
ルの自動停止機構が作動する圧力に変更する。この結
果、自動停止機構が働いて燃料の給油が自動的に停止す
る。

【００１０】従って、燃料室に規定の満タン燃料が入っ
た状態で給油が完了するので、燃料室を構成する膜壁が
規定以上に膨張変形することが抑制される。なお、本発
明の給油状態検出手段における満タン状態は、燃料室の
容積の変化に関係する状態量、例えば、膜壁の膨張変形
量、形状、変形時の位置等を検出することから判断され
る。このように燃料室の容積の変化に関係する状態量を
把握することで、精度良く満タン状態を検出することが
できる。更に、この状態量を検出する手段が燃料の残量
を計測する燃料ゲージであれば燃料タンクの構成を簡易
にすることができる。

【００１１】また、圧力変更手段は、燃料供給通路の給
油抵抗を増大させる給油抵抗増大手段であっても良い。
即ち、満タン状態が検出されたら、燃料供給通路の通路
径を小さくして給油抵抗を増大することで給油燃料を入
りにくくする。この結果、燃料供給通路内の燃料の液面
が給油ノズル近傍まで上昇し、給油ノズル近傍の圧力が
変化するので、自動停止機構が働いて給油が停止され
る。

【００１２】また、圧力変更手段は、燃料供給通路にお
ける給油ノズルの挿入位置近傍と燃料室との間を接続す
る循環通路と、給油中は循環通路を開放し給油状態検出
手段で燃料満タン状態であることを検出したら循環通路
を閉塞する通路開閉手段と、から構成されることを特徴
とする

【００１３】燃料給油中は燃料が燃料供給通路を介して
燃料室に供給される。このとき、循環通路を介して燃料
室内の気体（蒸発燃料、空気）が燃料供給通路の給油ノ
ズルの挿入位置近傍、即ち自動停止機構の圧力検出部近
傍に循環するので、圧力が変化せず燃料供給通路の圧力
が自動停止機構の圧力に達することはない。そして、満
タン状態が検出されたら、循環通路を閉塞する。この結
果、燃料室からの気体が循環しなくなるので、給油ノズ
ル近傍の圧力が給油ノズルの自動停止機構が働く圧力に
変化し、燃料の給油が自動的に停止される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる燃料タンク
の実施形態について図面に基づいて説明する。図１は第
１の実施形態であって、本発明における燃料タンクを車
両用内燃機関の燃料タンクに適用したときの構成を示す
概略構成図である。

【００１５】燃料タンク本体は、大別して外殻容器１
と、燃料を貯留するための燃料室としての燃料容器４と
から構成されている。外殻容器は、例えば金属材料また
は合成樹脂材料からなる上側部分２と下側部分３から構
成され、これらのフランジ部２ａ、３ａで互いに気密に
接続される。また、この外殻容器１の中には燃料容器４
が配置され、燃料容器４は外殻容器１の内部空間を燃料
室５と空気室６とに分離する膜壁としての機能を有して
いる。また、燃料容器４は、燃料液面の上方に発生する
蒸発燃料や空気を外部に排出して常に燃料で満たされる
ように、容積（形状）が燃料残量に応じて変化する。

【００１６】燃料容器４は、図２（ａ）の斜視図及び
（ｂ）側面図に示すように、剛性を有するが変形可能な
長方形の上側の膜壁４ａと、同様の剛性を有するが変形
可能な長方形の下側の膜壁４ｂとを備える。上側の膜壁
４ａの縁部は、それぞれ対応する下側の膜壁４ｂの縁部
に側面の膜壁４ｃを介して連結されている。側面の膜壁
４ｃは剛性を有するが変形可能な長方形の帯状の部材で
ある。従って、燃料容器４は帯状の側面の膜壁４ｃを上
側の膜壁４ａと下側の膜壁４ｂとで閉鎖した略平坦な直
方体形状である。

【００１７】燃料容器４は燃料が供給されると、例えば
図２（ｂ）の側面図に示す状態から図２（ｃ）の側面図
に示すように側面の膜壁４ｃを変形の基準位置として、
上側の膜壁４ａ及び下側の膜壁４ｂが伸張するように変
形して燃料容器内を燃料で満たす。一方、燃料が減少す
ると、上側の膜壁４ａ及び下側の膜壁４ｂが収縮するよ
うに変形して、燃料容器４内を燃料で満たす。なお、燃
料容器４が変形する際は、燃料容器内に蒸発燃料や空気
などの空気層が残らないようにするため、後述するベー
パ通路を介して蒸発燃料や空気を燃料容器外に排出し
て、燃料容器内を常に液密に維持している。

【００１８】また、上側の膜壁４ａ、下側の膜壁４ｂ及
び側面の膜壁４ｃは、多層構造を有する材料で構成さ
れ、エチレンとビニルとの共重合樹脂またはナイロンを
主体とした基材層と、高密度ポリエチレンを主体とした
表皮層とからなる。また、本実施形態の側面の膜壁４ｃ
の単位面積当たりの剛性は上側の膜壁４ａ及び下側の膜
壁４ｂの単位面積当たりの剛性より高い。

【００１９】図１に戻って説明すると、燃料容器４は外
殻容器１に対して燃料容器４の下面中央で固定部材７に
よって固定されている。この固定部材７はシリンダ及び
ピストンから構成されており、燃料容器４の下面が図面
の上下方向に変形できるようにピストンが移動する。な
お、本実施形態の燃料タンクが車両用の燃料タンクであ
る場合は、このピストンは外殻容器１から燃料容器４へ
伝達される振動を緩和する機能を有している。

【００２０】また、外殻容器１と燃料容器４の間の空間
には空気室６が形成されている。この空気室６は、外殻
容器１の上部に設けられた調圧弁８によって燃料タンク
外部の大気圧よりやや高い圧力に設定されている。この
結果、燃料容器内の燃料が消費されると、空気室６の圧
力によって燃料容器４が燃料量に応じた大きさに小さく
変形させられる。また、燃料給油時は、調圧弁８によっ
て空気室６の圧力が大気開放されるので、燃料の給油圧
力によって燃料容器４が燃料量に応じた大きさに大きく
変形させられる。

【００２１】空気室６には燃料容器４の上面中央におけ
る位置または移動量を検出し燃料容器内の燃料量を算出
する燃料ゲージ９が設けられている。燃料ゲージ９は振
り子式のゲージであって、燃料容器４の変形位置を振り
子が変位角として検出し、この変位角から燃料量を算出
する。本実施形態では、燃料ゲージ９が給油時の燃料室
の満タン状態を検出する給油状態検出手段に相当する。

【００２２】燃料容器４の下面中央には燃料共通管１０
が金属材料または合成樹脂材料から形成される固定プレ
ート１２を介して気密に接続されおり、燃料共通管１０
の他端は燃料供給通路としての燃料注入管１４に接続さ
れている。燃料注入管１４の上端開口空間１４ａには燃
料キャップ１６が着脱自在に取り付けられている。上端
開口空間１４ａに隣接する燃料注入管内には、給油時に
燃料注入管１４に挿入される給油ノズルの外周面と接触
するシール部材１８が配置される。

【００２３】ここで、燃料給油中に燃料室５が満タンに
なると自動的に給油を停止させる自動停止機構を備えた
給油ノズルの一例を図３で説明する。図３に示すように
給油ノズル１３０を挿入した燃料注入管１４の上端開口
空間１４ａから第３ベーパ通路７２を分岐し、その他端
を燃料容器４の上面中央に連通させる。第３ベーパ通路
７２には開閉弁７３が設けられ、燃料容器４と燃料注入
管１４との連通を制御する。

【００２４】給油ノズル１３０は湾曲して形成されたノ
ズルパイプ１３２を有し、ノズルパイプ１３２は燃料注
入管１４に差し込んだ時にシール部材１８によって気密
にシールされる。ノズルパイプ１３２の内部には、湾曲
部の上流側に第１開閉弁機構１３４が配設され、下流側
に第２開閉弁機構１５２が配設されている。

【００２５】第１開閉弁機構１３４は、弁座１３６と弁
体１３８とスプリング１４０とロッド１４２から構成さ
れており、弁座１３６はノズルパイプ１３２の内面に固
定されており、その中央部分には流路１３６ａが形成さ
れている。この弁座１３６に弁体１３８が着座離反可能
であり、弁体１３８はノズルパイプ１３２にスプリング
１４０によって弁座１３６に接近する方向（即ち、閉弁
方向）に付勢されている。また、ロッド１４２は弁体１
３８に取り付けられており、その先端はノズルパイプ１
３２を貫通して外側に延伸している。

【００２６】ノズルパイプ１３２の外側には開閉レバー
１４４とアクチュエータ１４６とグリップ１５０が設け
られている。開閉レバー１４４は、アクチュエータ１４
６の可動体１４６ａにロッド１４６ｂを介して取り付け
られた回転中心軸１４８に回動可能に取り付けられてい
る。アクチュエータ１４６の可動体１４６ａは負圧室１
４６ｃに負圧が導入されると、図面の左方向に移動する
ので開閉レバー１４４も左方向に移動する。

【００２７】また、グリップ１５０にはスプリング１５
０ａが取り付けられ開閉レバー１４４を常時、図面の下
方向に向けて付勢する。給油設備の給油作業者は燃料注
入管１４に給油ノズル１３０のノズルパイプ１３２をシ
ール部材１８で十分にシールされるまで差し込む。次
に、開閉レバー１４４を、その自由端部１４４ａがグリ
ップ１５０の突出部１５０ｂより上側に位置するまで上
方に回動せしめる。この時、アクチュエータ１４６の負
圧室１４６ｃには負圧が導入されていないので、回転中
心軸１４８も右端の位置にある。

【００２８】ここで、開閉レバー１４４は、回転中心軸
１４８が右端に位置している時には、上方に回転せしめ
たときに自由端部１４４ａが突出部１５０ｂの上面に掛
け止めするように形成されているので給油作業者が手を
離しても開閉レバー１４４の自由端部１４４ａは突出部
１５０ｂに引っ掛かり図面の下方向に落下しない。

【００２９】一方、開閉レバー１４４は上方に回動され
ると、途中から第１開閉弁機構１３４のロッド１４２を
上方に押し上げる。従って、ロッド１４２と結合されて
いる第１開閉弁機構１３４の弁体１３８は弁座１３６か
ら離間し、燃料は弁座１３６の中央に形成された流路１
３６ａを通って下流に向かって流れ込み、第２開閉弁機
構１５２の上流に達する。

【００３０】第２開閉弁機構１５２は、弁座１５４と弁
体１５６とスプリング１５８から構成されている。弁座
１５４はノズルパイプ１３２の内面に固定されており、
下流側に広がった流路１５４ａを有し、また、内部には
環状の空気通路１５４ｂが形成されている。環状の空気
通路１５４ｂは複数の傾斜通路１５４ｃによって流路１
５４ａの壁面に連通し、更に、アクチュエータ用の空気
通路１５４ｄによってアクチュエータ１４６の負圧室１
４６ｃに連通し、また外周圧力導入通路１５４ｅによっ
てノズルパイプ１３２と燃料注入管１４との間の空間１
４ａに連通している。

【００３１】この弁座１５４に弁体１５６が着座離反可
能であり、弁体１５６は、ノズルパイプ１３２と固定さ
れたスプリング１５８によって弁座１５４に接近する方
向（即ち、閉弁方向）に付勢されている。第２開閉弁機
構１５２の上流に達した燃料は第２開閉弁機構１５２の
弁座１５４の中央の流路１５４ａに流れ込み、スプリン
グ１５８を押し出して出口を確保して第２開閉弁機構１
５２の下流側に達し、その後、ノズルパイプ１３２から
流出して、燃料注入管１４及び燃料共通管１０を通り燃
料室５内に流入する。

【００３２】このとき、燃料室内に溜まった気体（蒸発
燃料）は、燃料がノズルパイプ１３２から流出するとき
に発生する負圧によって、第３ベーパ通路７２を介して
ノズルパイプ１３２の外側部分に還流する。この結果、
空間１４ａの圧力及びアクチュエータ１４６の負圧室１
４６ｃが所定値以上の負圧にならないので、回転中心軸
１４８も右端位置に保たれ、開閉レバー１４４の自由端
部１４４ａが突出部１５０ｂから外れることが防止され
る。そして、第１開閉弁機構１３４は開弁状態に保持さ
れ、燃料の給油が継続される。

【００３３】その後、満タン近くまで燃料が注入される
と、第３ベーパ通路７２が閉塞される。その結果、第３
ベーパ通路７２を通ってノズルパイプ１３２の外側部分
に還流する気体（蒸発燃料）がなくなるので、上端開口
空間１４ａの圧力は所定値以上の負圧になる。そして、
アクチュエータ１４６の負圧室１４６ｃも同様の負圧に
なり、回転中心軸１４８は左方向に移動し、開閉レバー
１４４の自由端部１４４ａは突出部１５０ｂから外れ、
開閉レバー１４４はスプリング１５０ａの付勢力によっ
て図面の下方向に回動し、図面の破線で示す位置に移動
する。

【００３４】従って、ロッド１４２を介して弁座１３６
から離間されていた第１開閉弁機構１３４の弁体１３８
がスプリング１４０の付勢力により、図面の下方向に押
し下げられ、弁座１３６の流路１３６ａが閉じられる。
この結果、第２開閉弁機構１５２の弁体１５６も流路１
５４ａを閉じるように移動して、燃料の給油が停止され
る。このように、第１開閉弁機構１３４、ロッド１４
２、開閉レバー１４４、アクチュエータ１４６等の構成
が本実施態様における自動停止手段に相当する。

【００３５】図１に戻ると、燃料共通管１０と接続する
燃料注入管の下端開口部１４ｂには逆止弁２０が設けら
れており、この逆止弁２０は給油時、給油燃料の流れの
圧力によって開弁され、また、通常時、燃料が燃料注入
管１４の方向へ移動すると閉弁される構造である。燃料
共通管１０は給油時に燃料注入管１４からの燃料を燃料
容器内に供給し、通常時は燃料容器内から燃料を燃料ポ
ンプ室２２に送出する機能を有する。なお、燃料容器４
との接続に近い燃料共通管１０の一部分は、燃料容器４
の変形に追従するように管路が伸縮自在なフレキシブル
パイプで構成されている。

【００３６】燃料共通管１０の他端には燃料ポンプ室２
２が接続されている。燃料ポンプ室内には燃料ポンプ２
４と、燃料圧力を一定に調整する燃圧レギュレータ２
６、燃料フィルタ２８が配置されている。燃料容器内の
燃料は、燃料共通管１０を介して燃料ポンプ室２２に導
入され、燃料ポンプ２４から吐出された燃料は、燃圧レ
ギュレータ２６により調圧され、燃料供給管３０を介し
て内燃機関５０の図示しない燃料噴射弁に供給される。

【００３７】燃料ポンプ室２２の上部は第１ベーパ通路
３２を介して燃料注入管１４の上端開口空間近傍１４ａ
に接続する。また、第１ベーパ通路３２には開閉弁３３
が設けられ、燃料ポンプ室２２と燃料注入管１４との連
通を制御する。この第１ベーパ通路３２は燃料ポンプ室
２２の蒸発燃料をポンプ室外に送出する機能の他に、燃
料給油時にポンプ室の上部に溜まる気体（蒸発燃料）を
燃料注入管１４の上端開口空間１４ａに開放することに
よって給油性を確保するブリーザ通路の機能を果たす。
また、燃料ポンプ室２２と燃料共通管１０の接続位置
は、燃料容器４と燃料共通管１０の接続位置よりも低い
位置とする。この結果、燃料容器内の燃料が極めて少な
くなっても、燃料を燃料ポンプ室２２に集めることがで
きる。即ち、燃料ポンプ室２２は燃料を一時的に蓄える
ことができるサブタンクとしての機能を有する。

【００３８】燃料注入管１４の上端開口空間１４ａの第
１ベーパ通路３２の近傍には、燃料注入管内の蒸発燃料
を燃料タンク外部に送出する第２ベーパ通路３４が接続
されている。この第２ベーパ通路３４の他端はチャコー
ルキャニスタ３６に接続されている。チャコールキャニ
スタ３６は活性炭からなる吸着材３８と、内燃機関のエ
アクリーナ５２と接続する大気通路４０と、内燃機関５
０の吸気通路５４のスロットル弁５６の下流と接続する
パージ通路４２を備えている。大気通路４０及びパージ
通路４２にはそれぞれ大気制御弁４４、パージ制御弁４
６が設けられ、それぞれの制御弁は電子制御装置（ＥＣ
Ｕ）５８の制御信号に基づいて開閉される。また、ＥＣ
Ｕ５８は内燃機関の吸気管５４に設けられた吸入空気量
センサ６０や内燃機関の回転数センサ６２、冷却水温セ
ンサ６４等に接続され各種運転状態を検出しており、図
示しない内燃機関の燃料噴射弁からの燃料噴射量を制御
している。

【００３９】大気制御弁４４は、通常、開弁されて大気
に開放されており、燃料注入管内の蒸発燃料は第２ベー
パ通路３４を介してチャコールキャニスタ３６に一時的
に吸着される。チャコールキャニスタ３６で吸着された
蒸発燃料は、内燃機関の運転時にパージ制御弁４６を制
御して吸気管５４に導入され、内燃機関５０で燃焼処理
される。

【００４０】燃料容器４の上面中央と燃料注入管１４の
上端開口空間１４ａとの間は、第３ベーパ通路７２によ
って接続されている。第３ベーパ通路７２には開閉弁７
３が設けられており、ＥＣＵ５８からの制御信号に基づ
いて第３ベーパ通路７２を開閉制御される。この第３ベ
ーパ通路７２は燃料容器４の上部に溜まった蒸発燃料を
外部に排出する機能の他に、燃料給油時に燃料容器内の
液面の上部に溜まる気体（蒸発燃料）を燃料注入管１４
の上端開口空間１４ａに送出することによって圧力を逃
がし、給油性を確保するブリーザ通路の機能を果たす。
なお、第３パージ通路７２のうち空気室６に配設されて
いる一部分は燃料容器４の変形に追従できるように伸縮
自在なフレキシブルパイプとされている。本実施形態で
は、第１ベーパ通路３２及び第３ベーパ通路７２が循環
通路に相当し、ＥＣＵ５８及び開閉弁３３、開閉弁７３
が圧力変更手段に相当する。

【００４１】なお、燃料容器４の上面中央は燃料遮断弁
７０を介して第３ベーパ通路７２に接続されている。燃
料遮断弁７０は固定プレート７４を介して燃料容器４に
固定されており、その内部にフロートを備え、燃料液面
が上昇するとフロートが上昇して第３ベーパ通路７２と
の連通を遮断し、燃料液面が下降するとフロートが下降
して第３ベーパ通路７２との連通を許可する。

【００４２】次に本実形態の作用を説明する。燃料給油
時は、前述したように給油ノズル１３０が燃料注入管１
４の上端開口空間１４ａに挿入され、燃料の給油が開始
される。燃料が給油ノズル１３０から供給されると、燃
料注入管１４を流れる燃料の給油圧力で逆止弁２０が開
弁される。そして、燃料は燃料共通管１０を介して燃料
容器４内に流入する。このとき、外殻容器１の空気室６
は調圧弁８によって大気に開放されているので、燃料容
器４は給油圧力で膨張変形する。また、燃料容器４内の
燃料液面上部に一時的に溜まった気体（蒸発燃料）は、
第３ベーパ通路７２を介して燃料容器４の外部に排出さ
れる。このとき開閉弁７３は開弁されているので、気体
（蒸発燃料）は燃料注入管１４及び第２ベーパ通路３４
を介してチャコールキャニスタ３６に送出される。同様
に燃料ポンプ室２２に溜まった気体（蒸発燃料）は、第
１ベーパ通路３２を介して外部に排出される。

【００４３】燃料給油中は燃料ゲージ９が燃料容器４内
の燃料量を検出している。具体的には、燃料ゲージ９は
燃料の増加によって上昇する燃料容器４の上面の位置を
検出し、検出された位置情報は給油中も作動しているＥ
ＣＵ５８に供給される。そして、上面の位置が予め実験
で定めた所定位置に達したら、燃料容器内の燃料が規定
の満タン状態であると判定する。

【００４４】満タン状態と判定されたら、ＥＣＵ５８は
開閉弁３３、開閉弁７３に閉弁信号を送信して、第１ベ
ーパ通路３２及び第３ベーパ通路７２を連通を遮断す
る。第１、第３のベーパ通路が遮断されると、燃料容器
４及び燃料ポンプ室２２から燃料注入管１４への還流が
遮断されるので、給油ノズル１３０近傍の上端開口空間
１４ａが所定値以上の負圧になる。その結果、給油ノズ
ル１３０のアクチュエータ１４６に負圧が作用し、第１
開閉弁機構１３４の弁体１３８が閉弁し、給油ノズル１
３０からの燃料供給を自動的に停止させる。

【００４５】このように、給油中に燃料ゲージ９によっ
て燃料容器４内の燃料量を検出して給油を自動停止する
ので、燃料容器４に規定量以上の燃料が供給することが
防止される。また、燃料容器４の過剰な膨張変形が防止
されるので、燃料容器４の耐久性の悪化が抑制される。

【００４６】更に、燃料容器４の過剰な膨張変形が防止
されるので、燃料容器４を覆う外殻容器１が燃料容器４
から押圧されないので、外殻容器１を高剛性にする必要
がなく、燃料タンク全体の軽量化を図ることができる。

【００４７】次に、本発明の第２の実施形態を図４に基
づいて説明する。なお、第１の実施形態と同一番号の構
成は説明を省略する。第２の実施形態では燃料容器４の
側面の膜壁４ｃが外殻容器１の保持部２ｂ、３ｂに摺動
可能に保持され、燃料容器４の上側の膜壁４ａと下側の
膜壁４ｂの両方が燃料量に応じて変形可能である。特に
側面の膜壁４ｃが保持部で保持されているので第１の実
施形態に比べ下側の膜壁４ｂの変形量が大きくなるの
で、燃料室５内に給油できる燃料量が多く確保できる。

【００４８】燃料容器４の上面中央と燃料ポンプ室２２
は第４ベーパ通路７６によって接続されている。第４ベ
ーパ通路７６の一端は燃料遮断弁７０を介して燃料容器
４に接続し、他端は燃料ポンプ室２２に設けられたジェ
ットポンプ２７に接続される。ジェットポンプ２７は、
図示しないオリフィスを備えるオリフィス通路を備え、
このオリフィス通路に燃圧レギュレータ２２から還流さ
れた燃料を流すことにより燃料の流速が速め、負圧を発
生させる構成である。この負圧を第４ベーパ通路７６を
介して燃料容器４内に作用させることで、燃料容器上面
に存在する気体（蒸発燃料）を燃料ポンプ室２２に吸引
する。吸引された気体は燃料ポンプ室２２から第１ベー
パ通路３２を介して燃料注入管１４の上端開口空間１４
ａに還流される。また、第１ベーパ通路３２には開閉弁
３３が設けられている。この第１、第４ベーパ通路は燃
料ポンプ室２２及び燃料容器４の蒸発燃料を外部に排出
する機能の他に、燃料給油時に燃料ポンプ室２２及び燃
料容器４に溜まる気体（蒸発燃料）を上端開口空間１４
ａに還流することによって給油性を確保するブリーザ通
路の機能を果たす。

【００４９】特に本実施形態では、燃料ノズル１３０が
燃料注入管１４に挿入されたことを検出したら、燃料ポ
ンプ２４を作動させ、ジェットポンプ２７で負圧を発生
させる。この負圧を利用して、給油中の蒸発燃料も燃料
容器４から吸引している。従って、本実施の形態では第
１ベーパ通路３２及び第４ベーパ通路７６が循環通路に
相当し、ＥＣＵ５８及び開閉弁３３が圧力変更手段に相
当する。

【００５０】燃料容器４の上側の膜壁４ａと下側の膜壁
４ｂのそれぞれに対向する位置には接触センサ１３及び
接触センサ１７が設けられている。燃料給油時、燃料容
器の上側の膜壁４ａ及び下側の膜壁４ｂは燃料量の増加
に応じて膨張変形し、上側の膜壁４ａは外殻容器１の上
側部分２に近づき、下側の膜壁４ｂは下側部分３に近づ
く。燃料容器４が満タン状態になると、各接触センサが
膜壁との接触を検出し、ＯＮ信号をＥＣＵ５８に送信す
る。満タン状態の検出は二つの接触センサがＯＮ信号を
ＥＣＵ５８に送信したときに満タン状態と判定するの
で、満タン状態の判定精度を向上することができる。こ
のように接触センサ１３及び接触センサ１７が本実施態
様における給油状態検出手段に相当する。なお、接触セ
ンサは一つのみに限定しても良い。

【００５１】次に、第２実施形態の作用を説明する。こ
こでは第１実施形態と異なる作用のみ説明する。燃料給
油時は、前述したように給油ノズル１３０が燃料注入管
１４の上端開口空間１４ａに挿入され、燃料の給油が開
始される。そして、燃料ポンプ２４及びジェットポンプ
２７が作動するので、燃料容器４内の燃料液面上部に一
時的に溜まった気体（蒸発燃料）は、第４ベーパ通路７
６を介して燃料ポンプ室２２に排出される。このとき開
閉弁３３は開弁されているので、燃料ポンプ室２２に溜
まった気体（蒸発燃料）は、第１ベーパ通路３２を介し
てチャコールキャニスタ３６に送出される。

【００５２】燃料給油によって燃料容器４が膨張変形す
る。この変形で燃料容器４の上側の膜壁４ａが接触セン
サ１３に接触すると共に、下側の膜壁４ｂが接触センサ
１７に接触した場合、両センサからのＯＮ信号をＥＣＵ
５８が受信した時点で、燃料容器４の燃料量が満タン状
態であると判定する。

【００５３】満タン状態と判定されたら、ＥＣＵ５８は
開閉弁３３に閉弁信号を送信して、第１ベーパ通路３２
を連通を遮断すると同時に燃料ポンプ２４の作動を停止
させる。第１ベーパ通路３２が遮断されると、燃料容器
４及び燃料ポンプ室２２から燃料注入管１４への還流が
遮断されるので、給油ノズル１３０近傍の上端開口空間
１４ａが所定値以上の負圧になる。その結果、給油ノズ
ル１３０のアクチュエータ１４６に負圧が作用し、第１
開閉弁機構１３４の弁体１３８が閉弁し、給油ノズル１
３０からの燃料供給を自動的に停止させる。

【００５４】従って、燃料容器４の上側の膜壁４ａ及び
下側の膜壁４ｂが膨張変形する場合においても満タン状
態を精度良く検出することができ、規定の満タン状態で
燃料の給油を停止することができる。

【００５５】次に、本発明の第３の実施形態を図５に基
づいて説明する。なお、第１の実施形態と同一番号の構
成は説明を省略する。本実施形態の燃料タンクは外殻容
器１内に空気室４と燃料室５を分離するための膜壁４が
設けられている。燃料室５は膜壁４と外殻容器１の下側
部分３から構成されており、燃料室５の燃料量に応じて
膜壁４が伸縮変形する。

【００５６】外殻容器１は平面状の上側部分２と略半球
形状の下側部分３とがフランジ部７で互いに気密に接続
されている。また、膜壁４は剛性が大きい平面状の上側
の膜壁４ａと、剛性が小さい蛇腹状の側面の膜壁４ｄか
ら構成されている。通常、膜壁４は燃料室５の燃料液面
に密着するように空気室６の圧力が調圧弁８によって所
定圧に高められている。従って、燃料が減少すれば液面
の下降に応じて膜壁４も下降する。また、燃料給油時は
空気室６が調圧弁８によって大気開放されているので、
燃料の供給圧力によって膜壁４が液面の上昇に合わせて
上昇する。

【００５７】燃料室５を構成する下側部分３は燃料供給
通路としての燃料注入管１４に接続されている。燃料注
入管１４は下側部分３近傍において主注入管１４ｂと副
注入管１４ｃ分岐されている。副注入管１４ｃは燃料室
５の燃料満タン状態に相当する位置に接続している。ま
た、副注入管１４ｃには開閉弁７８が設けられている。
開閉弁７８は燃料給油中は開弁されており、燃料室５内
が満タン状態であると検出されると直ちにＥＣＵ５８か
らの遮断信号を受けて副注入管１４ｃを遮断する。この
結果、燃料の給油抵抗が増大する。本実施態様ではＥＣ
Ｕ５８、開閉弁７８が給油抵抗増大手段に相当する。

【００５８】燃料室５の最上部と燃料注入管１４の上端
開口空間１４ａの間は第３ベーパ通路７２によって接続
されている。上端開口空間１４ａとチャコールキャニス
タ３６は第２ベーパ通路３４によって接続され、その途
中には燃料遮断弁８０が設けられている。燃料遮断弁８
０にはフロートが設けられ、燃料がフロートを上昇させ
ると、第２ベーパ通路３４の連通を遮断する構成であ
る。

【００５９】また、燃料室５の側面には燃料ポンプ室２
２が隣接して設けられており、燃料室５と燃料ポンプ室
２２は互いに下部において連通している。燃料ポンプ室
２２の上部は第１ベーパ通路３２を介して燃料注入管１
４の上端開口空間１４ａに接続している。

【００６０】次に、第３実施形態の作用を説明する。こ
こでは第１実施形態と異なる作用のみ説明する。燃料給
油時は、前述したように給油ノズル１３０が燃料注入管
１４の上端開口空間１４ａに挿入され、燃料の給油が開
始される。燃料給油中、燃料は燃料注入管１４の主注入
管１４ｂ及び副注入管１４ｃの両方を介して燃料室５に
供給される。燃料の増加に伴って膜壁４が上昇する共
に、燃料液面上の気体（蒸発燃料）は、第１ベーパ通路
３２及び第３ベーパ通路７２を介して最終的にチャコー
ルキャニスタ３６に導入される。

【００６１】膜壁４が上昇し、上側の膜壁４ａが外殻容
器１の上側部分２に設けられた接触センサ１３が満タン
状態を検出したら、ＥＣＵ５８は開閉弁７８に閉弁信号
を送信する。そして、副注入管１４ｃが遮断されるの
で、実質的に燃料が供給される通路径が小さくされる。
この結果、燃料の給油抵抗が増大するので、燃料が燃料
室５に入りにくくなる。このため、燃料注入管１４内の
液面が上昇し、燃料が第１ベーパ通路３２及び第３ベー
パ通路７２を閉塞するので、燃料室５及び燃料ポンプ室
２２との還流が停止される。ついには、上端開口空間１
４ａが所定値以上の負圧に変化するので、給油ノズル１
３０の自動停止機構が作動する。

【００６２】なお、前述した第１実施態様と同様に第１
ベーパ通路３２及び第３ベーパ通路７２に開閉弁を追加
的に設け、燃料室５の満タン状態が検出されたら各開閉
弁も閉弁するようにしてもよい。

【００６３】次に、本発明の第４の実施形態を図６に基
づいて説明する。なお、第１の実施形態と同一番号の構
成は説明を省略する。前述の第３の実施形態と異なる点
は、副注入管１４ｃに設けた開閉弁７８の代わりに、副
注入管１４ｃの燃料室５側の出口に通路遮断弁８０を設
けたことである。

【００６４】通路遮断弁８０は、内部にフロートを備え
ており、燃料の液面上昇に伴ってフロートが上昇するこ
とで副注入管１４ｃの通路径を小さくする。これによっ
て徐々に燃料の給油抵抗が増大する。通路遮断弁８０は
メカ的に副注入管１４ｃを遮断するので、電磁式の開閉
弁７８に比べ低コストで耐久性が高い構成とすることが
できる。

【００６５】以上の各実施態様では燃料容器内の満タン
状態を燃料ゲージ９、接触センサ１３で検出する方法を
例示したが、これらに限定されない。例えば、燃料容器
４の下面に燃料容器４の重量を測定する重量計測センサ
を設け、給油時に所定値以上の重さになったら満タン状
態と判定する。あるいは、外殻容器１と燃料容器４の間
に形成される空気室６の空間容積を測定する容積センサ
を設け、給油時に空間容積が所定値以下の容積に減った
ら、満タン状態と判定しても良い。この他に、変形可能
な燃料容器４の複数の変形部分における変位を計測する
方法、外殻容器１と燃料容器４との空間距離を計測する
方法などを利用して、燃料容器の満タン状態を検出して
もよい。

【００６６】また、燃料容器は、全体が伸縮変形可能な
構成でなくても良い。例えば、燃料液面に接する部分に
伸縮変形可能な膜壁を設け、空気室と燃料室を分離する
燃料タンクに適用することができる。この他に空気室に
袋状の伸縮変形可能な膜壁を設け、空気室の容積を燃料
残量に応じて変形することで、実質的に燃料室の容積を
変更する燃料タンクに適用できる。

【００６７】

【発明の効果】本件発明にかかる燃料タンクによれば、
燃料の貯留量に応じて燃料室を構成する膜壁が変形する
燃料タンクにおいて、給油ノズルから燃料室に燃料を供
給するとき、燃料室が燃料満タン状態であることを検出
したら燃料供給通路の圧力を変更して給油を停止する。
従って、燃料室を構成する膜壁が規定以上に膨張変形す
ることが抑制され、膜壁の耐久性を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる燃料タンクの第１の実施形態の
概略を示す図

【図２】燃料容器の全体構造を示す図

【図３】給油ノズルの概略を示す図

【図４】第２の実施形態の作用を説明する図

【図５】第３の実施形態の作用を説明する図

【図６】第４の実施形態の作用を説明する図

【符号の説明】

１・・外殻容器２・・上側部分３・・下側部分４・・燃料容器５・・燃料室８・・調圧弁９・・燃料ゲージ１０・・燃料共通管１２・・固定プレート１４・・燃料注入管２２・・燃料ポンプ室３２・・第１ベーパ通路３３・・開閉弁３４・・第２ベーパ通路３６・・チャコールキャニスタ５８・・ＥＣＵ７０・・燃料遮断弁７２・・第３ベーパ通路７３・・開閉弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料室を形成する膜壁を具備し、該膜壁
が前記燃料室内の燃料量に応じて変形可能な燃料タンク
において、前記燃料室に燃料を供給する燃料供給通路
と、該燃料供給通路内の圧力を検出し圧力の大きさに応
じて燃料の供給を自動的に停止する自動停止手段を備え
た給油ノズルと、該給油ノズルから燃料を供給するとき
前記燃料室内の燃料量が燃料満タン状態であるか否かを
検出する給油状態検出手段と、該給油状態検出手段が燃
料満タン状態であることを検出したら前記燃料供給通路
の圧力を変更する圧力変更手段と、を備えることを特徴
とする燃料タンク。
【請求項２】前記圧力変更手段が前記燃料供給通路の
給油抵抗を増大させる給油抵抗増大手段であることを特
徴とする請求項１記載の燃料タンク。
【請求項３】前記圧力変更手段が、前記燃料供給通路
における給油ノズルの挿入位置近傍と前記燃料室との間
を接続する循環通路と、給油中は前記循環通路を開放し
給油状態検出手段で燃料満タン状態であることを検出し
たら前記循環通路を閉塞する通路開閉手段と、から構成
されることを特徴とする請求項１記載の燃料タンク。