(57)【要約】【課題】燃料タンクの内圧の影響を受けることなく、大気圧基準で燃圧を調整できる圧力調整弁を備えた密閉タンクシステムを提供する。【解決手段】密閉タンクシステム１は、密閉式燃料タンク１２と、密閉式燃料タンク１２内の燃料を内燃機関１６へ供給する燃料ポンプ３４と、密閉式燃料タンク１２内に配置されており、燃料ポンプ３４から内燃機関１６へ供給される燃料の圧力を調整する圧力調整弁４４とを有する。圧力調整弁４４は、ダイヤフラムによって区画された調圧室８４と背圧室８２とを有し、背圧室８２には、密閉式燃料タンク１２の外側から大気導入通路５０を介して大気が導入される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉式の燃料タンクと、
前記燃料タンク内の燃料を内燃機関へ供給する燃料ポンプと、
前記燃料タンク内に配置されており、前記燃料ポンプから前記内燃機関へ供給される燃料の圧力を調整する圧力調整弁と、
を備えており、
前記圧力調整弁は、ダイヤフラムによって区画された調圧室と背圧室とを有する、密閉タンクシステムであって、
前記背圧室には、前記燃料タンクの外側から大気を導入する大気導入通路が接続されている、密閉タンクシステム。
【請求項２】
請求項１に記載の密閉タンクシステムであって、
蒸発燃料を吸着及び脱離するキャニスタを備えており、
前記大気導入通路は前記キャニスタを介して大気と連通している、密閉タンクシステム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の密閉タンクシステムであって、
前記燃料タンクの開口部を塞ぐ蓋部材を備えており、
前記蓋部材には前記大気導入通路の一部が形成されている、密閉タンクシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示の技術は密閉タンクシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車等の車両用内燃機関の燃料タンクから蒸発燃料が大気中へ放散されることを防止するために、燃料タンクの液面上部空間は吸着材を収容したキャニスタに連通されている。そして、燃料タンク内の蒸発燃料を含む気体をキャニスタへと排気することによって、蒸発燃料をキャニスタで捕集し、空気のみを大気中へ放出している。
【０００３】
最近では、蒸発燃料の大気中への放散をより確実に防止するため、燃料タンクを密閉構造とした密閉タンクシステムが普及してきている（例えば、特許文献１参照）。密閉タンクシステムにおいては、燃料タンクの液面上部空間がベーパ通路を介してキャニスタに接続されており、このベーパ通路に設けられた封鎖弁を閉じることによって燃料タンクが密閉される。そして、給油時等の開弁条件を満たした場合にのみ封鎖弁が開弁され、燃料タンク内の蒸発燃料を含む気体がキャニスタへと排気される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３５２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一般的な燃料タンクは、その内部に、燃料タンク内の燃料を内燃機関へ供給する燃料供給装置を備えている。燃料供給装置は、燃料を内燃機関へ圧送する燃料ポンプ、燃料ポンプに吸入される燃料を濾過する燃料フィルタ、燃料ポンプから内燃機関へ供給される燃料の圧力（燃圧）を調整する圧力調整弁等により構成されている。圧力調整弁としては、内部空間がダイヤフラムにより調圧室と背圧室とに仕切られており、背圧室内の流体の圧力に応じて調圧室内の燃圧を調整するダイヤフラム弁が広く用いられている。通常、背圧室は燃料タンク内の液面上部空間に連通されているため、背圧室内の圧力は液面上部空間の圧力、すなわち燃料タンクの内圧と等しくなる。つまり、圧力調整弁は燃料タンクの内圧に応じて燃圧を調整するよう構成されている。
【０００６】
密閉式でない燃料タンクの場合、燃料タンクの液面上部空間はキャニスタを介して常に大気と連通しているため、燃料タンクの内圧は大気圧と等しくなる。そのため、燃料供給装置を作動させた際に、圧力調整弁の背圧室内は大気圧に保たれ、燃圧を所定の設定圧力値に調整することができる。
【０００７】
しかし、密閉タンクシステムにおいては、燃料タンクが限られた時期以外は密閉されているため、燃料タンクの内圧が大気圧よりも高い又は低い場合がある。この状態で燃料供給装置を作動させると、圧力調整弁の背圧室内の圧力も大気圧より高い又は低いため、圧力調整弁によって調整される燃圧が背圧室内の圧力に応じて変動し、設定圧力値に対してずれる恐れがある。
【０００８】
そこで、本明細書に開示の技術は、燃料タンクの内圧の影響を受けることなく、大気圧基準で燃圧を調整できる圧力調整弁を備えた密閉タンクシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
その一つの例は、密閉式の燃料タンクと、前記燃料タンク内の燃料を内燃機関へ供給する燃料ポンプと、前記燃料タンク内に配置されており、前記燃料ポンプから前記内燃機関へ供給される燃料の圧力を調整する圧力調整弁と、を備えており、前記圧力調整弁は、ダイヤフラムによって区画された調圧室と背圧室とを有する、密閉タンクシステムであって、前記背圧室には、前記燃料タンクの外側から大気を導入する大気導入通路が接続されている、密閉タンクシステムである。
【００１０】
この構成によると、圧力調整弁の背圧室に大気導入通路を介して大気が導入される。これにより、背圧室内の圧力が大気圧と等しくなるため、圧力調整弁は、密閉式燃料タンクの内圧の影響を受けることなく、大気圧に基づき燃圧を常に所定の設定圧力値に調整できる。
【００１１】
上記密閉タンクシステムにおいて、蒸発燃料を吸着及び脱離するキャニスタを備えており、前記大気導入通路は前記キャニスタを介して大気と連通していてもよい。
【００１２】
この構成によると、圧力調整弁の背圧室はキャニスタを介して大気と連通する。これにより、燃料が調圧室からダイヤフラムを透過して背圧室へ漏出したとしても、その燃料が揮発した蒸発燃料はキャニスタで捕集されるため、蒸発燃料の大気中への放散を防止できる。
【００１３】
上記密閉タンクシステムにおいて、前記燃料タンクの開口部を塞ぐ蓋部材を備えており、前記蓋部材には前記大気導入通路の一部が形成されていてもよい。
【００１４】
この構成によると、大気導入通路が蓋部材を介して密閉式燃料タンクの内外に延びている。そのため、密閉式燃料タンクの他の個所、例えば壁部を介して大気導入通路が密閉式燃料タンクの内外に延びている場合と比べて、大気導入通路の配設が容易である。また、新たな開口部を設ける必要がないため、シール箇所の増加を回避することができ、結果的に気密性の低下も防止できる。
【発明の効果】
【００１５】
上記密閉タンクシステムによると、圧力調整弁の背圧室に密閉式燃料タンクの外側から大気導入通路を介して大気が導入される。そのため、圧力調整弁は、タンク内圧に影響を受けることなく、背圧室に導入される大気の圧力を基準に燃圧を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態１に係る密閉タンクシステムを示す概略構成図である。
【図２】圧力調整弁の閉弁状態を示す断面図である。
【図３】圧力調整弁の開弁状態を示す断面図である。
【図４】実施形態２に係る圧力調整弁の閉弁状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［実施形態１］
実施形態１を図面に基づき説明する。本実施形態に係る密閉タンクシステムは、自動車等の車両用の蒸発燃料処理装置に適用したものである。なお、本明細書における上流及び下流は、システム内を流体が流れる方向に基づいて規定する。
【００１８】
＜密閉タンクシステムの構造概要＞
最初に、密閉タンクシステム１の概要について説明する。図１に示される密閉タンクシステム１において、燃料供給装置１０は密閉式燃料タンク１２内に配置されている。燃料供給装置１０は、密閉式燃料タンク１２内の燃料を燃料供給通路１４を介して内燃機関（エンジン）１６へと供給する。密閉式燃料タンク１２内の液面上部空間、すなわち気体層は、ベーパ通路１８を介してキャニスタ２０に連通されている。キャニスタ２０には、蒸発燃料を吸着及び脱離する活性炭等の吸着材（図示しない）が充填されている。キャニスタ２０には大気通路２２が接続されており、キャニスタ２０は大気通路２２を介して大気と連通されている。ベーパ通路１８には、ベーパ通路１８を開閉する封鎖弁２４が設けられている。封鎖弁２４は図示しない電子制御ユニット（ＥＣＵ）により開閉制御される。キャニスタ２０は、パージ通路２８を介してエンジン１６に接続されている。パージ通路２８には、パージ通路２８を開閉するパージ弁３０が設けられている。パージ弁３０は、ＥＣＵにより開閉制御される。
【００１９】
＜密閉タンクシステムの動作概要＞
密閉タンクシステム１では、以下のように、車両の状態に応じて封鎖弁２４が開閉される。
【００２０】
（１）駐車中
車両の駐車中は、封鎖弁２４は閉弁状態に維持される。したがって、密閉式燃料タンク１２は密閉状態に保持され、内部での蒸発燃料の発生が抑制される。
【００２１】
（２）給油時
給油に先立って封鎖弁２４は開弁される。給油中は、蒸発燃料は密閉式燃料タンク１２からベーパ通路１８を介してキャニスタ２０内へ流入し、キャニスタ２０に吸着される。給油後、封鎖弁２４はＥＣＵからの信号に基づき閉弁され、密閉式燃料タンク１２は密閉される。
【００２２】
（３）エンジン１６の運転中
エンジン１６の運転中は、原則的に封鎖弁２４は閉弁状態に維持される。エンジン１６の運転中において所定のパージ条件が成立すると、キャニスタ２０に吸着されている蒸発燃料をパージするためのパージ制御（パージ弁３０の開閉制御）が実行される。パージ弁３０が開弁されると、エンジン１６の吸気負圧により、大気通路２２からキャニスタ２０内に空気が流入し、キャニスタ２０内の蒸発燃料がパージされて、空気と共にパージ通路２８を介してエンジン１６へと供給される。また、所定の圧抜き条件が成立する場合、パージ制御の実行中に封鎖弁２４が開弁され、密閉式燃料タンク１２内の圧抜きが行われる。
【００２３】
＜燃料供給装置＞
次に、燃料供給装置１０について説明する。図１に示されるように、燃料供給装置１０はリザーバカップ３２と、リザーバカップ３２内に配置された燃料ポンプ３４とを有する。燃料ポンプ３４はモータ一体型の燃料ポンプであり、リザーバカップ３２内の燃料をエンジン１６へ供給する。燃料ポンプ３４の燃料吸入口には、燃料を濾過する燃料フィルタ３６が設けられている。燃料ポンプ３４の燃料吐出口には、燃料配管３８が接続されている。燃料配管３８には、燃料通路４０と、燃料通路４０から分岐した分岐通路４２が形成されている。分岐通路４２には圧力調整弁４４が接続されている。圧力調整弁４４にはリターン通路４６が接続されており、リターン通路４６の端部にはジェットポンプ４８が設けられている。圧力調整弁４４、詳しくは後述する背圧室８２には、大気導入通路５０の一端が接続されている。大気導入通路５０の他端は、封鎖弁２４より下流のベーパ通路１８に接続されている。
【００２４】
密閉式燃料タンク１２は、その上部に、燃料供給装置１０を内部に配置するための開口部を有している。密閉式燃料タンク１２の開口部は蓋部材５２によって密閉されている。蓋部材５２には、それぞれ密閉式燃料タンク１２の内外を連通する燃料用ポート５４と大気導入用ポート５６とが形成されている。燃料用ポート５４には、燃料通路４０と燃料供給通路１４とが接続されている。一方、大気導入用ポート５６は、大気導入通路５０の一部を構成している。より詳しくは、大気導入通路５０は、第１大気導入管５０ａ、大気導入用ポート５６、及び第２大気導入管５０ｂから構成されている。大気導入用ポート５６には、圧力調整弁４４の背圧室８２に接続された第１大気導入管５０ａと、ベーパ通路１８に接続された第２大気導入管５０ｂとが接続されている。なお、第１大気導入管５０ａ及び第２大気導入管５０ｂは、配策をし易くするため、それぞれナイロンチューブ等の可撓性チューブで形成されている。
【００２５】
＜圧力調整弁＞
圧力調整弁４４は、ダイヤフラム式の圧力調整弁であり、燃料通路４０の燃料の圧力、いわゆる燃圧を所定の設定圧力値に調整するものである。図２は圧力調整弁４４の閉弁状態を示す断面図である。図３は圧力調整弁４４の開弁状態を示す断面図である。説明の都合上、図２を基に圧力調整弁４４の上下方向を定めるが、当該方向は圧力調整弁４４の配置方向を特定するものではない。図２及び３に示すように、圧力調整弁４４は、中空円筒状のケーシング６０を備えている。ケーシング６０は、上下に分割された第１ケース半体６２と第２ケース半体６４とにより構成されている。両ケース半体６２，６４は、鉄等の金属製のプレス成形品により形成されている。第１ケース半体６２は、下面を開口する有天円筒状に形成されている。第１ケース半体６２の下端部には、径方向外方へ張り出す環状のフランジ部６６が形成されている。第１ケース半体６２の上壁部には、円筒状の通気ポート６８が形成されている。通気ポート６８には、大気導入通路５０、詳しくは第１大気導入管５０ａが接続されている。
【００２６】
第２ケース半体６４は、有底円筒状、詳しくは３段の段付き円筒状に形成されている。第２ケース半体６４の上端部には、径方向外方へ張り出す環状のフランジ部７０が形成されている。第２ケース半体６４の上段の段付き部には、燃料導入孔７２が周方向に等間隔で複数形成されており、分岐通路４２が接続されている。第２ケース半体６４の底壁部には燃料排出孔７４が形成されており、リターン通路４６が接続されている。第２ケース半体６４の中段筒部には、中空円筒状の弁座部材７６が圧入により取り付けられている。
【００２７】
第１ケース半体６２のフランジ部６６と第２ケース半体６４のフランジ部７０との間に円環板状のダイヤフラム７８の外周部を挟持した状態で、フランジ部７０がフランジ部６６上に折り返すようにしてかしめ付けられている。これにより、両ケース半体６２，６４がダイヤフラム７８を間にして一体化されている。ダイヤフラム７８は、ゴム状弾性材により形成されており、可撓性を有している。また、両フランジ部６６，７０により、ケーシング６０の外周部に張り出すフランジ８０が形成されている。また、ケーシング６０の内部空間は、ダイヤフラム７８によって上下２室、すなわち背圧室８２と調圧室８４とに区画されている。
【００２８】
ダイヤフラム７８の内周部には、ダイヤフラム７８を間にしてスプリング受け部材８６と弁保持部材８８とがかしめにより一体的に結合されている。調圧室８４において、弁保持部材８８には、円板状の弁体９０に固定されたボール９２が係止板９４を介して揺動可能に支持されている。背圧室８２において、第１ケース半体６２とスプリング受け部材８６との対向面間には、コイルスプリングからなるスプリング９６が介在されている。スプリング９６は、弁体９０を弁座部材７６に着座する方向、いわゆる閉弁方向（図２において下方）に付勢している。
【００２９】
＜燃料供給装置の動作＞
次に、燃料供給装置１０の動作を説明する。図１において、燃料ポンプ３４が作動されると、燃料ポンプ３４はリザーバカップ３２内の燃料を燃料フィルタ３６を介して吸入し、燃料通路４０及び燃料供給通路１４を介してエンジン１６へ圧送する。燃料ポンプ３４から吐出された燃料の一部は、燃料通路４０から分岐通路４２を介して圧力調整弁４４の調圧室８４に導入される。圧力調整弁４４は、エンジン１６に供給される燃圧を所定の圧力に調整する。より詳しくは、密閉式燃料タンク１２の外側から大気導入通路５０を介して圧力調整弁４４の背圧室８２に導入される大気の圧力、すなわち大気圧とスプリング９６の弾性力との合力に比べて、調圧室８４の燃圧が小さいときは、弁体９０が弁座部材７６に着座する閉弁状態となる（図２参照）。また、調圧室８４内の燃圧が大気圧とスプリング９６の弾性力との合力よりも大きい時は、弁体９０が弁座部材７６から離座する開弁状態となる（図３参照）。これにより、調圧室８４内の燃料が燃料排出孔７４から排出され、リターン通路４６を介してジェットポンプ４８へと供給される。このようにして、燃料通路４０の燃圧は、大気圧とスプリング９６の弾性力との合力に応じて所定の設定圧力値に調整される。また、ジェットポンプ４８は、圧力調整弁４４から吐出される燃料の流速を利用して、密閉式燃料タンク１２内においてリザーバカップ３２外の燃料をリザーバカップ３２内へと移送する。これにより、リザーバカップ３２内が燃料で満たされる。なお、図３中の矢印は、圧力調整弁４４が開弁している状態における燃料の流れを示す。
【００３０】
上記実施形態によると、圧力調整弁４４の背圧室８２には大気導入通路５０を介して密閉式燃料タンク１２の外側の大気が導入されるため、密閉式燃料タンク１２の内圧が変化したとしても、背圧室８２内は大気圧に保たれる。そのため、圧力調整弁４４は、密閉式燃料タンク１２の内圧変化の影響を受けることなく、燃圧を所定の設定圧力値に調整することができる。
【００３１】
また、背圧室８２は、大気導入通路５０、ベーパ通路１８、キャニスタ２０、及び大気通路２２を介して大気と連通している。そのため、調圧室８４内の燃料がダイヤフラム７８を透過して背圧室８２内に漏出し、背圧室８２内で気化したとしても、蒸発燃料は大気導入通路５０を通ってキャニスタ２０内に流入した際にキャニスタ２０内の吸着材により吸着される。そのため、蒸発燃料が大気中へ放散することを防止できる。
【００３２】
また、蓋部材５２の大気導入用ポート５６は、大気導入通路５０の一部を構成している。つまり、大気導入通路５０は蓋部材５２を通って密閉式燃料タンク１２の内外に延びている。そのため、大気導入通路５０が密閉式燃料タンク１２の他の場所を通る場合と比べて、大気導入通路５０の配策が容易になる。また、開口部を新たに設ける必要がないため、シール箇所の増加を回避し、結果的に気密性の低下を防止できる。
【００３３】
［実施形態２］
本実施形態は、実施形態１（図２参照）の通気ポート６８に変更を加えたものであるから、その変更部分についてのみ説明する。図４は閉弁状態における圧力調整弁１００の断面図である。
【００３４】
図４に示すように、本実施形態では、ケーシング６０の上半分が例えば樹脂製のキャップ１０２で覆われている。キャップ１０２は、有天円筒状に形成されている。より詳しくは、キャップ１０２は、上端が閉じた小径部１０４と、小径部１０４の下端から略径方向外方に延びる段差部１０６と、段差部１０６の外周縁から下方に延びており、小径部１０４より径が大きい大径部１０８とを有する。小径部１０４には、その上端部側面から径方向外方へ突出する通気ポート１１０が形成されている。通気ポート１１０は、大気導入通路５０の第１大気導入管５０ａが接続されている。大径部１０８には、その下端部から径方向内方へ延びる係止部１１２が形成されている。係止部１１２は、ケーシング６０のフランジ８０に対してスナップフィットにより係合可能に形成されている。これにより、キャップ１０２の下方からケーシング６０を圧入し、係止部１１２をフランジ８０の下面に係止させることによって、キャップ１０２はケーシング６０に装着される。ケーシング６０の第１ケース半体６２の上壁部には通気孔１１４が形成されている。圧力調整弁１００の背圧室８２は、通気孔１１４及び通気ポート１１０を介して大気導入通路５０と連通している。なお、フランジ８０の上面とキャップ１０２の小径部１０４の下端部及び／又は段差部１０６の下面との間には、ゴム状弾性材料からなる環状のシール部材１１６が挟持されている。シール部材１１６は、ケーシング６０の外面とキャップ１０２の内面との間の隙間を密閉しており、密閉式燃料タンク１２内の蒸発燃料が当該隙間を通って大気導入通路５０へと流入するのを防止する。
【００３５】
本実施形態によると、背圧室８２は、キャップ１０２に設けられた通気ポート１１０を介して大気導入通路５０と連通されている。そのため、キャップ１０２を取り付けることができればケーシング６０の形状は如何なる形状であってもよく、通気ポートが形成されていない従来の圧力調整弁のケーシングを利用することもできる。
【００３６】
［他の実施形態］
本明細書に開示の技術は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では大気導入通路５０は封鎖弁２４より下流のベーパ通路１８に接続されているが、キャニスタ２０を介して大気と連通する構成であればその他の形態であってもよい。具体的には、大気導入通路５０は、キャニスタ２０に直接接続されていてもよいし、パージ弁３０より上流のパージ通路２８、つまり、キャニスタ２０とパージ弁３０との間に接続されていてもよい。また、上記実施形態においては、大気導入通路５０はキャニスタ２０を介して大気と連通されているが、別途専用の吸着材が充填されたキャニスタを介して大気と連通されていてもよい。また、通気ポート６８，１１０は、背圧室８２に大気導入通路５０を介して大気を導入できる構成であればよく、その位置及び延びる方向は適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１  密閉タンクシステム
１２  密閉式燃料タンク
１６  内燃機関（エンジン）
２０  キャニスタ
３４  燃料ポンプ
４４，１００  圧力調整弁
５０  大気導入通路
５２  蓋部材
７８  ダイヤフラム
８２  背圧室
８４  調圧室
【図１】
2018193921.tif 000003
【図２】
2018193921.tif 000004
【図３】
2018193921.tif 000005
【図４】
2018193921.tif 000006