(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給油時に上昇する燃料タンク内の圧力と大気圧との差圧により開弁して燃料タンク内の燃料蒸気を排気流路に排出する主差圧弁と、
この主差圧弁を前記燃料タンク内の液面上昇時に閉弁するベントバルブと、
燃料タンク上部と接続する第１の副排気流路および燃料タンクの給油口と接続する第２の副排気流路の圧力をそれぞれ異なる受圧領域に受ける弁を有し、タンク密閉時に上昇する燃料タンク内の圧力と大気圧との差圧により開弁して燃料蒸気を前記排気流路に排出する副差圧弁と、
前記第１の副排気流路または前記第２の副排気流路の少なくとも一方の副排気流路と前記排気流路とを接続するオリフィスと、
を備えたことを特徴とする圧力制御弁。
【請求項２】
前記副差圧弁はダイアフラム弁であって、弁体表面に同心状に配置する第１の副排気流路の圧力を受ける第１の受圧領域と、第２の副排気流路の圧力を受ける第２の受圧領域と、前記排気流路に接続する領域と、それぞれの領域を仕切る壁面とを備え、
前記第１の副排気流路または前記第２の副排気流路の少なくとも一方の流路と前記排気流路とを仕切る前記壁面にオリフィスを設けたことを特徴とする請求項１に記載の圧力制御弁。
【請求項３】
燃料タンク上部と給油口を接続する給油管と、この給油管の給油口と燃料タンク上部を連通させるブリーザ管とを備えた燃料タンクと、
前記燃料タンク内に発生する燃料蒸気を排出する前記排気流路と、
請求項１または２のいずれかに記載の圧力制御弁とを備えたことを特徴とする燃料蒸気圧力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料タンク内の燃料蒸気の圧力を一定範囲に制御する燃料蒸気圧力制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３はガソリンや軽油等を燃料とするエンジンを備えた自動車における、燃料タンク内の燃料蒸気圧を制御する従来の燃料蒸気圧力制御装置１０１の構成を説明する図である。
【０００３】
自動車の燃料タンク及び燃料系は、重要保安部品として衝突時の燃料漏れ、車両の走行による振動や環境温度の変化による燃料タンク内部で発生する燃料蒸気の圧力制御等に関する安全規制、また燃料蒸気が大気中に放出されることを防ぐ公害規制等の法規制の適用を受けるもので、また、安全性や公害防止の見地からも車両が傾斜したり旋回した場合にも燃料が漏れないよう様々な点において考慮される必要がある。
【０００４】
以下に燃料蒸気圧力制御装置１０１の構成を図３を用いて説明する。
【０００５】
１０２は燃料タンク、１１１は給油口１１１ａと給油口１１１ａと燃料タンク１０２上部を連通させるブリーザ１０２管を有する給油管、また、１０５は燃料タンク１０２内に発生する燃料蒸気を排出する排気流路としてのベントラインである。
【０００６】
主差圧弁１０３はベントライン１０５と燃料タンク１０２の接続する部分に配設され、給油時に上昇する燃料タンク１０２内の圧力と大気圧との差圧により開弁して燃料蒸気を排出する。１０６は燃料タンク１０２内の液面が上昇することで主差圧弁１０２を閉弁するベントバルブである。
【０００７】
１０８は燃料タンクと接続する第１の副排気流路としてのエバポライン、１１３は給油口１１１ａと接続する第２の副排気流路としてのシグナルラインである。１０９はエバポライン１０８とシグナルライン１１３の圧力をそれぞれ異なる受圧領域に受けるダイアフラム１１０を有し、燃料タンク１０２内の圧力と大気圧との差圧により開弁して燃料蒸気をベントライン１０５に排出する副差圧弁である。
【０００８】
次に図３で説明した燃料蒸気圧力制御装置１０１の作用を図４（ａ），（ｂ），（ｃ）により説明する。
【０００９】
図４（ａ）は燃料給油時の状態であり、給油ガン１３０により給油を行うと共に、燃料タンク１０２内部の圧力が上昇して、主差圧弁１０３のメインダイアフラム１０３ａが開弁してベントライン１０５を開通させ、発生した燃料蒸気を吸収するキャニスタ１２０へと導く。この図で、矢印は燃料蒸気の移動を表わしている。
【００１０】
そして給油に伴い燃料の液面が上昇するとベントバルブ１０６が浮力により上昇してベントライン１０５を閉鎖する（図４（ｂ））。
【００１１】
給油時にベントライン１０５が閉鎖されると、発生する燃料蒸気は、燃料タンク１０２の上部に備えられたフュエルカットオフバルブ１０７を介して配管されるエバポライン１０８から副差圧弁１０９へと圧力を伝達する。
【００１２】
しかしながら、エバポライン１０８に対する受圧領域のみではダイアフラム１１０を開弁させることはないので、燃料タンク１０２内部の圧力が減圧せずに燃料管１１１の液面が上昇して給油ガン１３０のオートストップ機能が作動して給油を停止させている。
【００１３】
また、図４（ｃ）は燃料キャップ１１１ｂを締めた通常時の状態である。給油口部１１１ａが燃料キャップ１１１ｂにより閉じられているので、車両の走行による振動や環境温度の変化により燃料タンク１０２内部の圧力が上昇するとエバポライン１０８及び給油口部１１１ａより配管されるシグナルライン１１３からの両方の圧力がダイアフラム１１０にかかり、副差圧弁１０９を開口させて燃料タンク１０２内部の圧力を低下させる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
図５は、上記従来技術の構成による燃料蒸気圧力制御装置１０１に使用されている、主差圧弁１０３と副差圧弁１０９の部分の構造を詳細に示す図である。
【００１５】
従来技術においては、副差圧弁１０９を開弁するためにエバポライン１０８及び給油口部１１１ａより配管されるシグナルライン１１３の圧力を共に使用しており、同時に両方のラインからの燃料蒸気をキャニスタ１２０に排気する構成としている（右側半分が主差圧弁１０３が開き副差圧弁１０９が閉じた状態であり、左側半分が主差圧弁１０３が閉じ副差圧弁１０９が開いた状態である）。
またこの副差圧弁１０９を開弁するためのダイアフラム室１１４の圧力は大気圧状態となっており、ダイアフラム室１１４に大気ポート１１５を設けて大気側と流通させている。
【００１６】
しかしながら、副差圧弁１０９を開弁するためのダイアフラム１１０の開弁圧は、給油ガンのオートストップ機能を働かせるためにダイアフラム室１１４の圧力値である大気圧よりも高い一定の差圧で作動するために、燃料タンク１０２には設定圧より低い圧力ではあるが、常に膨張する方向で内部の燃料蒸気圧力が負荷として加わっている。また、燃料蒸気圧力が所定値以上になり副差圧弁１０９が開弁すると今度は一気に圧力が低下して、膨張状態が解消されて通常の形状へと戻る。
【００１７】
このように、燃料タンクは密閉時に内部の燃料蒸気の圧力変化による膨張と、復帰を繰り返している。
【００１８】
本発明は上記従来技術の現象を改善するためになされたもので、その目的とするところは、燃料タンクに内部で発生する圧力変動を抑え、副差圧弁の開弁する設定圧力値と大気圧との間で、膨張状態や膨張状態からの形状復帰を繰り返すことによる燃料タンクの耐久性が低下することを防止することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明にあっては、給油時に上昇する燃料タンク内の圧力と大気圧との差圧により開弁して燃料タンク内の燃料蒸気を排気流路に排出する主差圧弁と、この主差圧弁を前記燃料タンク内の液面上昇時に閉弁するベントバルブと、燃料タンク上部と接続する第１の副排気流路および燃料タンクの給油口と接続する第２の副排気流路の圧力をそれぞれ異なる受圧領域に受ける弁を有し、タンク密閉時に上昇する燃料タンク内の圧力と大気圧との差圧により開弁して燃料蒸気を前記排気流路に排出する副差圧弁と、前記第１の副排気流路または前記第２の副排気流路の少なくとも一方の副排気流路と前記排気流路とを接続するオリフィスとを備える。
【００２０】
但し、前記副差圧弁はダイアフラム弁であって、弁体表面に同心状に配置する前記第１の副排気流路の圧力を受ける第１の受圧領域と、第２の副排気流路の圧力を受ける第２の受圧領域と、前記排気流路に接続する領域と、それぞれの領域を仕切る壁面とを備え、前記第１の副排気流路または前記第２の副排気流路の少なくとも一方の流路と前記排気流路とを仕切る前記壁面にオリフィスを設けることも好適である。
【００２１】
また、燃料蒸気圧力制御装置においては、燃料タンク上部と給油口を接続する給油管と、この給油管の給油口と燃料タンク上部を連通させるブリーザ管とを備えた燃料タンクと、前記燃料タンク内に発生する燃料蒸気を排出する排気流路と、上記記載の記載の圧力制御弁とを備える。
【００２２】
従って、副差圧弁を作動させる第１の副排気流路または前記第２の副排気流路の少なくとも一方の流路と前記排気流路とを接続するオリフィスから燃料タンク内の燃料蒸気が排出して燃料タンク内の圧力が減圧される。
【００２３】
発生する燃料蒸気の量がオリフィスから排出される量よりも少なければ副差圧弁の開弁する圧力設定値まで燃料タンク内部の圧力は上昇せず、しかも圧力変化の割合は緩やかなものとなる。
【００２４】
また、副差圧弁が第１，第２の受圧領域および排気流路に接続する領域とを弁体表面に同心状に配置するダイアフラム弁とすることで、各排気流路からの圧力が弁の開弁方向に均一に加わるので、開弁圧力特性が安定化すると共に、小型化を図ることが容易である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を適用した燃料蒸気圧力制御装置の構成を図１及び図２に基づいて説明する。
【００２６】
図１は、本発明の燃料蒸気圧力制御装置１の構成要素の一部分である圧力制御弁１の主要部分の断面図である。この圧力制御弁１は図５により説明した構成を基本としているもので、当実施の形態では主差圧弁１０３の上方に副差圧弁１０９が同軸的に配設されているレイアウトを採用したコンパクトな構成のものである。
【００２７】
また、エバポライン１０８が接続する副差圧弁１０９のポート２に小径のオリフィス３を設け、排気流路としてのベントライン１０５と連通させている。
【００２８】
１０５ａは第１及び第２の副排気流路としてのエバポライン１０８及びシグナルライン１１３から排出される燃料蒸気をベントライン１０５まで導く流路である。
【００２９】
本発明の実施の形態の副差圧弁１０９はゴム状弾性体のダイアフラム１１０を有するダイアフラム弁であって、ダイアフラム１１０に取付けられた弁体１１０ａが円筒状の排気流路を構成する壁面の一方の端面からなるバルブシート１０５ｂと離合することにより燃料蒸気の排出を制御している。
【００３０】
また、エバポライン１０８が接続する副差圧弁１０９のポート２はバルブシート１０５ｂの内側に同心状に配置されており、このポート２の壁面に小径の孔を開けるだけで、この孔がオリフィス３となるのでエバポライン１０８から分岐路を設けその途中にオリフィスを設けるといったことも必要なく、非常に簡単な構成である。
【００３１】
オリフィス３は、燃料タンク１０２が密封されている時に、エバポライン１０８及びシグナルライン１１３に流入する燃料蒸気を序々にベントライン１０５へと排出するものであり、本発明の実施の形態のようにポート２にオリフィスを設ける構成のみならず、シグナルライン１１３からの流路をバルブシート１０５ｂの管壁４にオリフィスを設けることも可能である。
【００３２】
但し、このオリフィス３による燃料蒸気の排出量は、燃料給油時の給油ガンのオートストップ機能を働かせる為に給油時の油面上昇による急激な圧力上昇を解消するだけの排出量は備えておらず、従来どうり給油ガンのオートストップ機能を維持することができる。また、燃料タンク１０２の密封時において、タンク内部の圧力が急激に上昇した場合には副差圧弁１０９が開弁するように調整された燃料蒸気の排出量となっている。
【００３３】
次にオリフィス３を備えた燃料蒸気圧力制御装置１０の特徴となる作用を説明する。
【００３４】
燃料給油時は図４（ａ）で説明した作用と同様に、給油ガン１３０により給油を行うと共に、燃料タンク１０２内部の圧力が上昇して、主差圧弁１０３のメインダイアフラム１０３ａが開弁してベントライン１０５を開通させ、発生した燃料蒸気を吸収するキャニスタ１２０へと導く。
【００３５】
給油時にベントライン１０５が閉鎖されると、発生する燃料蒸気は、燃料タンク１０２の上部に備えられたフュエルカットオフバルブ１０７を介して配管されるエバポライン１０８から副差圧弁１０９へと圧力を伝達する。
【００３６】
しかしながら、エバポライン１０８に対する受圧領域のみではダイアフラム１１０を開弁させることはなく、また、オリフィス３は給油時の油面上昇による急激な圧力上昇を解消するだけの燃料蒸気の排出量はないので、燃料タンク１０２内部の圧力が減圧せずに燃料管１１１の液面が上昇して給油ガン１３０のオートストップ機能が作動して給油を停止させている。
【００３７】
図２は燃料キャップ１１１ｂを締めた燃料タンク１０２が密閉された通常時の状態である。給油口部１１１ａが燃料キャップ１１１ｂにより閉じられているので、車両の走行による振動や環境温度の変化により燃料タンク１０２内部の圧力が上昇するとエバポライン１０８及び給油口部１１１ａより配管されるシグナルライン１１３からの両方の圧力がダイアフラム１１０にかかる。
【００３８】
この時、エバポライン１０８が接続する副差圧弁１０９のポート２に設けたオリフィス３から、燃料蒸気が序々にベントライン１０５へと排出されて、燃料タンク内の圧力が減圧される。
【００３９】
また、発生する燃料蒸気の量がオリフィス３から排出される量よりも少なければ副差圧弁１０９の開弁する圧力設定値まで燃料タンク１０２内部の圧力は上昇せず、しかも圧力変化の割合は緩やかなものとなる。
【００４０】
また、上記に説明した制御弁１および燃料上記圧力制御装置１０においてはタンクキャップ１１１ｂを締めた状態では、燃料タンク内部で発生した燃料蒸気を大気中へと導通する構成を備えるものではなく、各排気流路およびオリフィス３からベントライン１０５へと排気し、キャニスタ１２０に吸収させるものである。従って、燃料蒸気が大気中へと放出されることはない。
【００４１】
以上の説明において、その他の構成及び作用については、従来技術の項で説明した従来例と同一であるので、同一の構成部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は以上の構成および作用を有するもので、燃料タンク密閉時に副差圧弁を作動させる第１の副排気流路または前記第２の副排気流路の少なくとも一方の流路と排気流路とを接続するオリフィスにより燃料タンク内の燃料蒸気が排出して燃料タンク内の圧力が序々に減圧される。
【００４３】
発生する燃料蒸気の量がオリフィスから排出される量よりも少なければ副差圧弁の開弁する圧力設定値まで燃料タンク内部の圧力は上昇せず、しかも圧力変化の割合は緩やかなものとなるので、膨張状態や膨張状態からの形状復帰の変化が押えられて燃料タンクの耐久性が向上する。
【００４４】
また、それぞれの受圧領域を仕切る壁面に前記オリフィスを設ける構成のものは、オリフィスを既存の構成要素に設けるだけの構成となり、本発明を容易に適用することが可能となる。
【００４５】
また、副差圧弁が第１，第２の受圧領域および排気流路に接続する領域とを弁体表面に同心状に配置するダイアフラム弁とすることで、各排気流路からの圧力が弁の開弁方向に均一に加わるので、開弁圧力特性が安定化すると共に、小型化を図ることが容易である。
【００４６】
また、各第１，第２の排気流路およびオリフィスから排気される燃料蒸気は排気流路へと排気されるので、燃料蒸気が大気中へと放出されることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明を適用した圧力制御弁１の主要部の断面説明図。
【図２】図２は本発明を適用した燃料蒸気圧力制御装置１０の構成を説明する図。
【図３】図３は従来の燃料蒸気圧力制御装置の構成を説明する図。
【図４】図４は従来の燃料蒸気圧力制御装置の作用を説明する図。
【図５】図５は従来の圧力制御弁の断面説明図。
【符号の説明】
１  圧力制御弁
２  ポート
３  オリフィス
４  管壁
１０  燃料蒸気圧力制御装置
１０２  燃料タンク
１０３  主差圧弁
１０３ａ  メインダイアフラム
１０５  ベントライン（排気流路）
１０５ａ  流路
１０５ｂ  バルブシート
１０６  ベントバルブ
１０７  フュエルカットオフバルブ
１０８  エバポライン（第１の副排気流路）
１０９  副差圧弁
１１０  ダイアフラム
１１１  給油管
１１１ａ  給油口
１１２  ブリーザ管
１１０ａ  弁体
１１３  シグナルライン（第２の副排気流路）
１１４  ダイアフラム室
１１５  大気ポート
１２０  キャニスタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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