JP3931291B2 - 燃料タンクの燃料流出規制装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の燃料タンクに設けられるカットオフバルブと満タン検知手段の構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の燃料タンク近傍には、エバポ回路と称される気化燃料循環システムが設けられている。このエバポ回路は、気化した燃料を燃料タンクから外部のキャニスタに導き、活性炭などに吸着させて一時蓄えることで、蒸気圧の上昇による燃料タンクの内圧の上昇を防止するものである。そしてキャニスタはエンジンに連結され、エンジンの吸気負圧により活性炭から気化燃料を放出させ混合気中に混合することで、吸着された気化燃料を再び燃料として使用している。
【０００３】
このエバポ回路では、当然ながらエバポ開口と称される開口が燃料タンクに形成されている。このエバポ開口は、エバポ回路への液体燃料の流入を防止するために、一般に燃料タンクの最上部に形成されている。しかし燃料液面の上下動により、エバポ開口へ液体燃料が流入する恐れがある。もし液体燃料がキャニスタにまで流入すると、活性炭への吸着により通常の気化燃料の吸着作用が阻害されてしまう。
【０００４】
そこで従来より、エバポ開口にはカットオフバルブが設けられている。このカットオフバルブとしては、後述するようにフロート弁が多く用いられている。そして燃料液面が異常に上昇した時に、フロート弁が浮力によって浮き上がってエバポ開口を閉じることで、液体燃料がエバポ回路に流入するのが阻止される。
【０００５】
また燃料タンクには、給油時に満タンとなったことを検知するための満タン検知手段が設けられている。この満タン検知手段としては、後述するようにフロート弁からなるものが多く用いられ、フロート弁が燃料タンクの開口を閉じることで燃料タンクの内圧を高めて給油ガンをオートストップさせるものである。
【０００６】
例えば特開平11−229984号公報には、給油時に多量に発生する燃料蒸気を含んだガスをキャニスタに流すためのシャットオフバルブと、非給油時に燃料蒸気を含んだガスをキャニスタに流すカットオフバルブとを備えた装置が記載されている。
【０００７】
この装置は燃料タンク内の上部に配置されるものであり、図６に示すように、上部ハウジング 100と、下部ハウジング 200とから構成されている。上部ハウジング 100は図示しないキャニスタに連通している。そして上部ハウジング 100と下部ハウジング 200は、小径の第一連絡通路 101と大径の第二連絡通路 102によって互いに連通している。
【０００８】
下部ハウジング 200には、第１フロート 201と第２フロート 202が配置され、第１フロート 201は筒状の第一空間201a内に配置され、第２フロート 202は第一空間 201aの周囲に隔離形成された環状の第二空間202a内に配置されている。第２フロート 202は筒状に形成されている。
【０００９】
この第１フロート 201と第２フロート 202はそれぞれ上部に弁体201bと弁体202bをもち、燃料液面の上下動によって弁体201bと弁体202bが第一連絡通路 101と第二連絡通路 102をそれぞれ開閉するように構成されている。第１フロート 201と第２フロート 202はそれぞれスプリング 203， 204によって上方へ付勢されているが、第１フロート 201又は第２フロート 202が液体燃料によって浮き上がるまでは弁体201b又は弁体202bが第一連絡通路 101又は第二連絡通路 102を開いているようになっている。
【００１０】
また下部ハウジング 200の上部には小孔 205が形成され、第一空間201aは小孔 205を介して燃料タンクの気相部と連通している。さらに第一空間201aと第二空間202aの底部にはそれぞれ連通孔 206が形成され、第一空間201a及び第二空間202aは連通孔 206を介して燃料タンク内と連通している。そして下部ハウジング 200には、第一空間201aの下方に延びて下端で開口する中央筒部 207と、中央筒部 207の周囲に形成され第二空間202aの下方に延びて下端で開口する環状の環状筒部 208が形成されている。
【００１１】
この装置では、燃料給油時に燃料液面が下部ハウジング 200の下端より下方の位置 300にある場合には、気化燃料は連通孔 206を通じて第一空間201a及び第二空間202aに入り、第一連絡通路 101と第二連絡通路 102を通じて上部ハウジング 100からキャニスタに流入する。また小孔 205を介して第一空間201aに入り、第一連絡通路 101を通じて上部ハウジング 100からキャニスタに流入する流れもある。これにより燃料タンクの内圧が上昇することがなく、給油は円滑に進行する。
【００１２】
そして燃料液面が下部ハウジング 200の下端の位置 301に到達した以後は、中央筒部 207のガス圧が燃料タンク内のガス圧より高くなるため、燃料液面は環状筒部 208内のみを上昇して連通孔 206から第二空間202aに入って第２フロート 202を浮き上がらせる。そして第２フロート 202が浮き上がり弁体202bが第二連絡通路 102を閉じると、燃料タンク内のガス圧が急激に上昇して、給油ガンのオートストップ機能が作動し給油が停止される。これにより満タン検知が可能となる。
【００１３】
さらに走行時などに燃料液面が波立った場合には、先ず第二フロート 202が浮き上がって第二連絡通路 102が閉じられるため、液体燃料が上部ハウジング 100に流入するのが防止されている。そしてさらに激しく波立った場合には、第一フロート 201も浮き上がって第一連絡通路 101を閉じるため、液体燃料が上部ハウジング 100に流入するのがさらに防止される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記装置においては、フロート弁と連絡通路がそれぞれ二つあるために、それぞれが正確に作動するように設計するのが難しいという問題がある。また部品点数が多いためにコストが高いという不具合もあった。そして第２フロート 202と第二空間202aの径が大きくなるため、配置スペースの制約が大きいという問題もある。
【００１５】
さらに形状や容量が異なる燃料タンクにこの装置を用いる場合には、下部ハウジング 200及び第２フロート 202の形状を変えて多種類製造する必要があり、その工数が多大となるという不具合がある。
【００１６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、より単純な構成でカットオフ及び満タン検知を可能とし、かつ多種の燃料タンクに容易に適用できるようにすることを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の燃料タンクの燃料流出規制装置の特徴は、燃料タンクの上部に固定されキャニスタへ連通する連通開口をもつハウジングと、ハウジング内に収納され液体燃料に浮いて燃料液面の上下動により上下動することで連通開口を開閉する一つのフロート弁と、ハウジングに連通してハウジングから燃料タンク内に延び下端で開口する一つの筒体と、よりなり、
筒体は大径部と、大径部に連続して下方へ直線状に延びハウジングより小径の小径部と、からなり、
ハウジングは燃料タンクの上内面の近傍にハウジングの内外を連通し小径部の下端開口径より小さい小径の貫通孔をもち、
ハウジング内には上部に開口する有底の筒部が形成されてフロート弁が筒部内に収容され、筒部の底部及び周壁には底部及び周壁を貫通する連通孔をもち、筒部の周壁とハウジングとの間には筒体から連通開口に通じる通路が形成され、
燃料タンク内の燃料液面が小径部の下端開口に到達した時に燃料タンクのガス圧が上昇することで燃料が満タンであることを検知し、燃料液面が異常に上昇した時にフロート弁が連通開口を閉じることにある。
【００１８】
筒体はハウジングとは別体に形成され、ハウジングと気密に固定されていることが望ましい。またハウジング内でフロート弁の外周には上部に開口する筒部が形成されていることが好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の燃料流出規制装置では、平常時に燃料液面が筒体の下方にある時には、従来と同様にフロート弁は自重でハウジング内に支持され、キャニスタへの連通開口が開いている。したがって燃料タンク内のガスは、筒体からハウジングを通過して連通開口からキャニスタに流入し、燃料タンクのガス圧が調整される。
【００２０】
そして給油時に燃料タンク内の燃料液面が上昇し筒体の下端開口に到達すると、燃料タンク内のガスはハウジングに設けられた小径の貫通孔のみからハウジング内に入ることとなり、その際の通気抵抗が高い。したがって燃料液面が上昇して筒体の下端開口に到達すると、燃料タンクのガス圧が上昇して給油ガンのオートストップが促される。つまり筒体によって満タンを検知することができ、筒体の長さの調整によって満タン位置の燃料液面を調整することが可能となる。
【００２１】
そして走行時の加速度などにより燃料液面が異常に上昇してフロート弁が浮き上がると、その浮力でフロート弁が連通開口に圧接されキャニスタへの連通開口が閉じられる。これにより液体燃料が連通開口に進入してキャニスタに流入するのが防止され、フロート弁はカットオフバルブとして機能する。
【００２２】
ハウジングは燃料タンクと一体としてもよいし別体としてもよい。また燃料タンク内の気相部分に配置してもよいし、燃料タンクの上壁を貫通するように設けることもできる。さらにハウジングと燃料タンクの固定方法は、溶着、ボルトによる締結、燃料タンクとの一体成形など、特に制限されない。キャニスタへ連通する連通開口の位置は、一般にはハウジングの最上部であるが、フロート弁が浮力により連通開口を閉じることが可能な位置であれば特に制限されない。またキャニスタへの連通開口の形状は、フロート弁が閉じることができる形状であればよい。
【００２３】
ハウジングに形成される小径の貫通孔は、燃料タンク内とハウジング内とを連通するものであるが、その径及び数が重要である。貫通孔の径が大きすぎたり、数が多すぎたりすると、満タン時の燃料タンクの内圧の上昇が困難となって、給油ガンのオートストップが困難となる。また貫通孔の径が小さすぎたり数が少なすぎたりすると、燃料タンク内のガスをキャニスタに流通させることが困難となり、カットオフバルブとしての内圧調整に不具合が生じる。したがって貫通孔の径及び数は、燃料タンクの容量などに応じて試行錯誤的に精密に決定する必要がある。なお、液体燃料がハウジング内に入るのを抑制するために、貫通孔は燃料タンクの上面にできるだけ近接して設けることが望ましい。
【００２４】
フロート弁は従来と同様の材質、同様の形状のものを用いることができる。またフロート弁の見かけ比重と液体燃料の比重との差のみで浮揚する構成としてもよいし、スプリングなどの付勢手段の付勢力を浮力の補助として用いることもできる。
【００２５】
フロート弁は、例えば特開平2-112658号公報に記載されているように、上下方向に移動可能にフロート弁に保持された内部シール部材をもつ二重シール構造とすることが望ましい。このような構造とすれば、フロート弁がキャニスタへの連通開口に密着して液面が下がってもフロート弁が下降しなくなるような不具合が防止でき、燃料液面が激しく波立った場合におけるフロート弁の動的シール性が向上するため、カットオフバルブとしての作用がより効果的に奏される。
【００２６】
ハウジング内で、フロート弁の外周には、上部に開口する筒部が形成されていることが望ましい。このような筒部を形成することにより、ハウジングの小径の貫通孔から侵入した液体燃料が筒部に当接して流れが規制されることで、キャニスタへの連通開口へ侵入するのを防止することができ、液体燃料の流入を一層規制することができる。この筒部の高さは、平常時に下降しているフロート弁の上面の高さ以上とすることが好ましい。
【００２７】
筒体の長さは、下端開口の位置がその燃料タンクの満タン時の燃料液面の位置となるようにされる。したがって燃料タンクの容量及び形状によってその長さが種々異なるが、本発明の場合には筒体の長さを調整するだけで満タン検知が可能である。したがって筒体を最大長さに形成しておけば、車種などに応じて筒体を所望の長さに切断するだけで満タン液面位置を規定できるので、燃料タンクに応じて種々の燃料流出規制装置を製造する必要が無く、工数を大幅に低減することができる。また筒体をハウジングと別体に形成しておき、所望の長さの筒体のみを複数種類用意しておくこともできる。
【００２８】
筒体は、ハウジングの下部に固定してもよいし、筒体の上端部がハウジングの周壁を兼ねることもできる。この筒体は、少なくとも下端開口の径をハウジングより小径とすることが望ましい。これにより給油時に燃料液面が波立った場合でも、満タン検知を正確に行うことができる。
【００２９】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
【００３０】
（実施例１）
図１に本発明の一実施例の燃料流出規制装置の正面図を、図２にその断面図を示す。この燃料流出規制装置は、自動車の樹脂製のガソリンタンク１の上面に形成された開口部10の上部に溶着固定された蓋部材２と、蓋部材２の下面に溶着固定された筒体３と、筒体３の上部に形成されたハウジング４と、ハウジング４内に上下動自在に配置されたフロート弁５と、から主として構成されている。
【００３１】
蓋部材２はポリエチレン樹脂とポリアミド樹脂から射出成形によって形成され、キャニスタに連通するチューブが挿通されるニップル20がガソリンタンク１の上面と平行に突出している。
【００３２】
筒体３はポリアミド樹脂から射出成形によって形成され、大径部30と小径部31とからなる二段構造となっている。大径部30の端面が蓋部材２の下面に溶着固定されてハウジング４を構成している。また小径部31は、ガソリンタンク１の内部に向かってほぼ鉛直に延びて、下端の開口端がガソリンタンク１の満タン時の燃料液面の位置となる長さに形成されている。さらに大径部30の側壁には、ガソリンタンク１の最上部の位置に小径の貫通孔32が形成され、筒体３の内部は貫通孔32によってガソリンタンク１の気相部分と連通している。
【００３３】
筒体３の大径部30には、湯飲み茶碗を逆さにした形状の上部材40と、上部材40の下端開口に嵌合固定された下部材41とが保持されている。上部材40は下端が筒体３の段部に当接するとともに、外周面がＯリング42を介して筒体３の大径部30に気密に当接することで、筒体３に保持固定されている。また上部材40の最上部には図示しないキャニスタへ連通する連通開口43が形成され、側周面のＯリング42より下方で貫通孔32に対向する部分には上部材40の内外を連通する連通孔44が形成されている。
【００３４】
下部材41は上部材40の下端開口内に嵌合固定された端板45と、端板45から上方へ向かって突出する筒部46とから構成されている。端板45には表裏を貫通する複数個の連通孔47が形成され、筒部46には筒部46の内外を連通する複数個の連通孔48が形成されている。
【００３５】
フロート弁５は、スプリング50を介して筒部46内で端板45の上面に載置されている。その側周面には上下方向に延びるリブ51が複数個形成され、リブ51が筒部46の内周面に当接して案内されながら筒部46内を上下動可能に構成されている。またフロート弁５の上部にはシール突起52が形成されている。そしてフロート弁５の上部には、有底筒状の第２シール部材53が上下方向に相対移動可能に保持され、第２シール部材53の中央に設けられた貫通するシール穴54がシール突起52に対向している。
【００３６】
第２シール部材53は、底部を上にした形状でフロート弁５に保持されている。フロート弁５の外周面には複数の係合溝55が形成され、第２シール部材53の開口端部に形成された爪部56が係合溝55に係合している。係合溝55は爪部56より長く形成され、第２シール部材53はフロート弁５に対して上下方向に僅かに相対移動可能となっている。そしてフロート弁５と第２シール部材53とが互いに近接する方向に相対移動した時に、フロート弁５のシール突起52がシール穴54を塞いでシールするように構成されている。
【００３７】
このフロート弁５及び第２シール部材53はＰＯＭ樹脂から形成され、その形状及びスプリング50の付勢力により見かけ比重がガソリンより小さくなって液体ガソリンに浮くように構成されている。スプリング50は、フロート弁５の下端部とハウジング４の端板45との間で挟持されることで付勢力が蓄えられた状態で保持されている。しかしその付勢力は、フロート弁５及び第２シール部材53の合計重さより小さいものであり、大気中及びガソリン蒸気中ではフロート弁５及び第２シール部材53は自重によりスプリング50を押圧して、フロート弁５の下端面が下部材41の端板45に当接している。
【００３８】
第２シール部材53の上面にはリング状の弁座57が溶着固定され、弁座57にゴム製の弁体58が嵌合固定されている。そしてフロート弁５の上昇に伴って第２シール部材53が上昇した時に、弁体58がキャニスタへ連通する連通開口43の下端面に当接してシールするように構成されている。
【００３９】
上記のように構成された本実施例の燃料流出規制装置では、ガソリン液面がフロート弁５より下方にあって静かな平常状態においては、フロート弁５、第２シール部材53、弁座57、弁体58及びスプリング50の合計重さがスプリング50の付勢力に打ち勝ち、図２に示すように、それによって弁体58と連通開口43の下端面との間には間隙が形成される。したがってガソリンタンク１内のガスは、貫通孔32あるいは筒体３の下端開口から連通孔44，47，48を通過して上部材40内に入り、連通開口43からニップル20を通過してキャニスタに流入する。これによりガソリンタンク１内のガス圧が高まるのが防止されている。
【００４０】
一方、凹凸の大きな道路を走行した場合、あるいはカーブを走行した場合などには、ガソリン液面が大きく波立つため、静置状態でフロート弁５が浮き上がる位置より下方に液面が位置していたとしても、筒体３の下端開口あるいは小径の貫通孔32から液体ガソリンがハウジング４内に進入する場合がある。しかし本実施例の装置では、そのような場合にはフロート弁５及び第２シール部材53が液体ガソリンによって浮き上がり、弁体58が連通開口43を塞ぐので、液体ガソリンがキャニスタに流入するのが規制される。さらに弁体58が連通開口43に密着した状態となっても、液面が下降すればフロート弁５が下降して第２シール部材53とフロート弁５とが離れシール穴54が開くことにより、ハウジング４内とキャニスタに連通するニップル20側との圧力が等しくなり、弁体58が連通開口43から容易に離れるため、ガソリン液面が大きく波立った場合の応答性が高く動的シール性に優れている。
【００４１】
さらに給油時において、ガソリンタンク１内の液面が筒体３の下端開口より下方の位置Ａ−Ａ’にある場合には、タンク１内の気相部のガスは液面の上昇に伴って筒体３の下端開口から流入してキャニスタへ流れるため、タンク１の内圧が上昇することなく給油が続行される。
【００４２】
そして給油時において、ガソリン液面が筒体３の小径部31の下端開口端面の位置Ｂ−Ｂ’に到達すると、タンク１内の気相部のガスは貫通孔32を介してのみ上部材40内に入る。しかし貫通孔32は小径で形成されているため、通気抵抗が大きい。したがってガソリンタンク１内のガス圧が高まり、これにより満タンであることが検知されて給油ガンのオートストップが促される。
【００４３】
なお本実施例の燃料流出規制装置を製造するには、先ずフロートバルブ５に弁座57と弁体58を装着し、それを下部材41の筒部46内に収納して上部材40と下部材41とを嵌合固定しておく。それをＯリング42を介して筒体３の大径部30に嵌合固定し、大径部30の端部を蓋部材２に溶着固定する。こうして形成されたモジュールを燃料タンク１のエバポ開口に挿入し、蓋部材２をエバポ開口の周縁部に溶着する。
【００４４】
したがってガソリンタンク１の形状あるいは容量が種々存在しても、筒体３の長さを調整するだけで適用することができ他の部品は共用できるため、大幅なコストダウンを図ることができる。またガソリンタンク１の極く小さな面積の部分に溶着固定できるので、搭載スペースが小さく配置位置の自由度が高い。
【００４５】
（実施例２）
図３に本発明の第２の実施例の燃料流出規制装置を示す。この装置は、上部材40と下部材41とでハウジング４が構成されている。また筒体３は筒部33と筒部33の一端面に形成されたフランジ部34とからなり、フランジ部34が上部材40と下部材41の端部に溶着されている。そして上部材40の周壁に、小径の貫通孔32が形成されている。他の構成は、実施例１と同様である。
【００４６】
この装置においても、実施例１と同様の作用効果が奏される。
【００４７】
なお上記実施例では、蓋部材２をガソリンタンク１に溶着することで装置をガソリンタンク１に固定しているが、図４に示すように蓋部材２をパッキン21を介してボルト６などでガソリンタンク１に締結してもよい。また図５に示すように、取付金具７などを用いて燃料タンク１内に吊支して固定することもできる。この場合は、筒体３の長さは実施例２に比べて短くなる。
【００４８】
さらに蓋部材２，上部材40，下部材41及び筒体３の組付構造は、上記した実施例以外に、溶着、爪係合など種々の係合手段を採用することができることはいうまでもない。
【００４９】
【発明の効果】
すなわち本発明の燃料流出規制装置によれば、一体形の１個の装置で満タン検知及びカットオフを行うことができ、また燃料タンクに一つの開口を形成するだけでよいので、搭載スペース面での効果が大きい。さらに筒体の長さ調整だけで種々の燃料タンクに適用できるので、工数が小さく大幅なコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の燃料流出規制装置の正面図である。
【図２】本発明の一実施例の燃料流出規制装置の断面図である。
【図３】本発明の第２の実施例の燃料流出規制装置の断面図である。
【図４】本発明の第２の実施例の燃料流出規制装置の燃料タンクへの固定方法の他の態様を示す断面図である。
【図５】本発明の第２の実施例の燃料流出規制装置の燃料タンクへの固定方法の他の態様を示す断面図である。
【図６】従来の燃料流出規制装置の断面図である。
【符号の説明】
１：ガソリンタンク ２：蓋部材 ３：筒体
４：ハウジング ５：フロート弁 32：貫通孔
43：連通開口 46：筒部 50：スプリング
53：第２シール部材 58：弁体

Claims (2)

1. 燃料タンクの上部に固定されキャニスタへ連通する連通開口をもつハウジングと、該ハウジング内に収納され液体燃料に浮いて燃料液面の上下動により上下動することで該連通開口を開閉する一つのフロート弁と、該ハウジングに連通して該ハウジングから該燃料タンク内に延び下端で開口する一つの筒体と、よりなり、
   該筒体は大径部と、該大径部に連続して下方へ直線状に延び該ハウジングより小径の小径部と、からなり、
   該ハウジングは該燃料タンクの上内面の近傍に該ハウジングの内外を連通し該小径部の下端開口径より小さい小径の貫通孔をもち、
   該ハウジング内には上部に開口する有底の筒部が形成されて該フロート弁が該筒部内に収容され、該筒部の底部及び周壁には該底部及び該周壁を貫通する連通孔をもち、該筒部の該周壁と該ハウジングとの間には該筒体から該連通開口に通じる通路が形成され、
   該燃料タンク内の燃料液面が該小径部の下端開口に到達した時に該燃料タンクのガス圧が上昇することで燃料が満タンであることを検知し、燃料液面が異常に上昇した時に該フロート弁が該連通開口を閉じることを特徴とする燃料タンクの燃料流出規制装置。
2. 前記筒体は該ハウジングとは別体に形成され、該ハウジングと気密に固定されている請求項１に記載の燃料タンクの燃料流出規制装置。

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