(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に燃料を収容可能な燃料タンクと、
前記燃料タンク内で生じた蒸発燃料を吸着剤によって吸着及び脱離するキャニスタと、
前記キャニスタの内部を大気開放するための大気開放管と、
前記燃料タンクと前記キャニスタとを連通し燃料タンク内の蒸発燃料をキャニスタに送るためのベント配管と、
前記ベント配管において前記燃料タンクのタンク内圧が作用するように設けられた主室と該主室に対し弁部材本体を挟んで反対側の背圧室とに区画され、背圧室の圧力に対し主室の圧力が高くなって弁部材本体が移動すると開弁してベント配管を連通可能とする弁部材と、
前記燃料タンクのタンク内圧を前記背圧室に導き気体の移動に抵抗を生じさせるタンク側バイパス通路と、
前記背圧室を前記キャニスタを経由して大気開放するための大気開放流路と、
前記大気開放流路を開閉可能な電磁弁と、
前記電磁弁の開閉を制御する制御装置と、
前記弁部材本体に形成され、前記背圧室よりも前記キャニスタ側に位置するキャニスタ側ベント配管と前記背圧室とを連通可能とする連通孔と、
前記連通孔を前記キャニスタ側ベント配管の側から閉塞し前記背圧室と前記キャニスタ側ベント配管内との圧力差があらかじめ設定された正圧開放圧よりも大きくなると該圧力差によって連通孔を開放する開閉弁と、
を有する燃料タンクシステム。
【請求項２】
前記制御装置によって前記電磁弁が制御されていない状態で、前記燃料タンクのタンク内圧があらかじめ設定された正圧閾値以下の状態では前記開閉弁が閉弁する開弁圧とされている請求項１に記載の燃料タンクシステム。
【請求項３】
前記燃料タンクへの給油状態を検出する給油状態センサ、を有し、
前記給油状態センサで給油状態を検出すると前記大気開放流路を開放するように前記制御装置が前記電磁弁を制御する請求項１又は請求項２に記載の燃料タンクシステム。
【請求項４】
前記弁部材本体を前記背圧室側から閉弁位置に押し付ける弁部材用押付バネを有し、
前記開閉弁が、
前記キャニスタ側ベント配管の側から前記弁部材本体に接触して前記連通孔を閉塞可能な開閉弁本体と、
前記開閉弁本体を前記弁部材本体に押し付ける一方向弁用押付バネと、
を備える請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の燃料タンクシステム。
【請求項５】
前記弁部材本体が少なくとも最も開弁位置へ移動した状態では前記開閉弁本体が弁部材本体から離間するように開閉弁本体の移動範囲が設定されている請求項４に記載の燃料タンクシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンクシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料タンク内の蒸発燃料を含む気体を、キャニスタの吸着剤で吸着及び脱離する燃料タンクシステムでは、キャニスタへの気体の流量を適切に調整することが望まれる。
【０００３】
たとえば特許文献１には、燃料タンク内部の燃料蒸気をキャニスタへと導くエバポラインの途中に蒸発燃料流出抑制装置を配置した構造が記載されている。この蒸発燃料排出抑制装置の遮断弁は、通常時は閉弁され、シグナルラインとキャニスタ側との圧力差に応じて開弁するようになっている。
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の構造では、遮断弁が、燃料タンク内が正圧の場合及び負圧の場合に開弁されてしまうため、燃料タンクを密閉することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１９２８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記事実を考慮し、電磁弁を小型化でき、且つ燃料タンクを確実に密閉状態に維持することが可能な燃料タンクシステムを得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明では、内部に燃料を収容可能な燃料タンクと、前記燃料タンク内で生じた蒸発燃料を吸着剤によって吸着及び脱離するキャニスタと、前記キャニスタの内部を大気開放するための大気開放管と、前記燃料タンクと前記キャニスタとを連通し燃料タンク内の蒸発燃料をキャニスタに送るためのベント配管と、前記ベント配管において前記燃料タンクのタンク内圧が作用するように設けられた主室と該主室に対し弁部材本体を挟んで反対側の背圧室とに区画され、背圧室の圧力に対し主室の圧力が高くなって弁部材本体が移動すると開弁してベント配管を連通可能とする弁部材と、前記燃料タンクのタンク内圧を前記背圧室に導き気体の移動に抵抗を生じさせるタンク側バイパス通路と、前記背圧室を前記キャニスタを経由して大気開放するための大気開放流路と、前記大気開放流路を開閉可能な電磁弁と、前記電磁弁の開閉を制御する制御装置と、前記弁部材本体に形成され、前記背圧室よりも前記キャニスタ側に位置するキャニスタ側ベント配管と前記背圧室とを連通可能とする連通孔と、前記連通孔を前記キャニスタ側ベント配管の側から閉塞し前記背圧室と前記キャニスタ側ベント配管内との圧力差があらかじめ設定された正圧開放圧よりも大きくなると該圧力差によって連通孔を開放する開閉弁と、を有する。
【０００８】
この燃料タンクシステムでは、燃料タンクとキャニスタとがベント配管によって連通可能とされているが、燃料タンクのタンク内圧は、タンク側バイパス通路によって背圧室に導かれている。弁部材によってベント配管が連通不能に閉塞されると共に、キャニスタ側バイパス通路に設けられた電磁弁が閉弁されることで、燃料タンク内の蒸発燃料がキャニスタに移動しないように密閉することができる。
【０００９】
燃料タンク内の蒸発燃料を大量にキャニスタに送るときには、制御装置が電磁弁を開弁すると、キャニスタ側バイパス通路が開放されるので、背圧室が大気開放される。これに対し、主室にはタンク内圧（正圧）が作用しているので、主室の圧力が背圧室の圧力よりも相対的に高くなる。背圧室を大気開放しない構成と比較して、ベント配管を開放させるための弁部材の動作に必要な力は小さくて済む。また、弁部材の開弁圧が小さくなる。
【００１０】
燃料タンクのタンク内圧（正圧）は背圧室に作用する。弁部材本体に形成された連通孔は、通常は開閉弁によってキャニスタ側ベント配管の側から閉塞されているが、背圧室とキャニスタ側ベント配管内との圧力差があらかじめ設定された正圧開放圧よりも大きくなると、連通孔はこの圧力差で開閉弁によって開放されるので、背圧室の正圧、すなわちタンク内圧をキャニスタ側ベント配管に開放すること（正圧開放）ができる。電磁弁の開弁によってタンク内圧を開放しないので、電磁弁の開弁圧としては、正圧開放を考慮して低く設定する必要がない。このため、背圧室が不用意に大気開放されることを抑制でき、燃料タンクを密閉した状態をより確実に維持できるようになる。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記制御装置によって前記電磁弁が制御されていない状態で、前記燃料タンクのタンク内圧があらかじめ設定された正圧閾値以下の状態では前記開閉弁が閉弁する開弁圧とされている。
【００１２】
すなわち、電磁弁が制御されていない状態（非制御時）で、燃料タンクのタンク内圧が正圧閾値以下の状態では開閉弁の閉弁状態を維持でき、不用意に燃料タンク内の気体をキャニスタに移動させることを抑制できる。そして、電磁弁が制御されていない状態（非制御時）でも、燃料タンクのタンク内圧が正圧閾値を超えると開閉弁が開弁するので、燃料タンクのタンク内圧を開放することが可能となる。
【００１３】
特に電磁弁の非制御時に、電磁弁の開弁によってタンク内圧を開放しないので、電磁弁の開弁圧としては、正圧開放を考慮して低く設定する必要がない。
【００１４】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記燃料タンクへの給油状態を検出する給油状態センサ、を有し、前記給油状態センサで給油状態を検出すると前記大気開放流路を開放するように前記制御装置が前記電磁弁を制御する。
【００１５】
燃料タンクへの給油状態が給油状態センサで検出されると、制御装置は、電磁弁を制御して大気開放流路を開放する。背圧室が大気開放されるので、背圧室の圧力が主室の圧力よりも低い状態となり、弁部材がベント配管を開放する。すなわち、燃料タンクへの給油時には、ベント配管を通じて、燃料タンク内の気体をキャニスタに送ることが可能になる。
【００１６】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記弁部材本体を前記背圧室側から閉弁位置に押し付ける弁部材用押付バネを有し、前記開閉弁が、前記キャニスタ側ベント配管の側から前記弁部材本体に接触して前記連通孔を閉塞可能な開閉弁本体と、前記開閉弁本体を前記弁部材本体に押し付ける一方向弁用押付バネと、を備える。
【００１７】
弁部材本体は、背圧室側からは弁部材用押付バネで押し付けられ、キャニスタ側ベント配管の側からは開閉弁本体を介して一方向弁用押付バネで押し付けられた状態、すなわち両側からバネで押し付けられた状態で移動するので、弁部材本体の挙動が安定する。
【００１８】
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の発明において、前記弁部材本体が少なくとも最も開弁位置へ移動した状態では前記開閉弁本体が弁部材本体から離間するように開閉弁本体の移動範囲が設定されている。
【００１９】
弁部材本体が最も開弁位置へ移動した状態では、開閉弁本体が弁部材本体から離間するので、開閉弁本体が弁部材本体に常に接触している構成と比較して、開閉弁本体が弁部材本体に固着することを抑制できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は上記構成としたので、電磁弁を小型化でき、且つ燃料タンクを確実に密閉状態に維持することが可能な燃料タンクシステムを得る燃料タンクからキャニスタへ流れる気体の量を制御可能な燃料タンクシステムが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態の燃料タンクシステムの全体構成を示す概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態の燃料タンクシステムにおいてダイヤフラム弁及び電磁弁が閉弁した状態で部分的に拡大して示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の燃料タンクシステムにおいてダイヤフラム弁及び電磁弁が開弁した状態で部分的に拡大して示す断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態の燃料タンクシステムにおいてダイヤフラム弁及び電磁弁が開弁し一方向弁がダイヤフラム弁から離間した状態で部分的に拡大して示す断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態の燃料タンクシステムにおいてダイヤフラム弁及び電磁弁が閉弁し一方向弁がダイヤフラム弁から離間した状態で部分的に拡大して示す断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態の燃料タンクシステムにおいてダイヤフラム弁の移動量とスプリング荷重との関係を定性的に示すグラフである。
【図７】比較例の燃料タンクシステムにおいてダイヤフラム弁及び電磁弁が閉弁した状態で部分的に拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１には、本発明の第１実施形態の燃料タンクシステム１２が示されている。この燃料タンクシステム１２は、内部に燃料を収容可能な燃料タンク１４を有している。
【００２３】
燃料タンク１４には給油配管８２の下部が接続されている。給油配管８２の上端は給油口１６とされており、この給油口１６に給油ガンを差し入れて、燃料タンク１４に給油することができる。給油時以外は、給油口１６はたとえば給油口用キャップ１８等で閉塞されている。
【００２４】
自動車のボデーパネルには、給油口１６及び給油口用キャップ１８を車体の外側から覆うリッド２０が設けられている。リッド２０は、リッドオープナースイッチ２２を操作することで、制御装置３２によって矢印Ｒ１方向に回転される。リッド２０がこのように矢印Ｒ１方向に回転した状態では、給油口用キャップ１８を給油口１６から脱着すると共に、給油口１６に給油ガンを差し入れることが可能となる。
【００２５】
リッド２０の開閉状態は、リッド開閉センサ２０Ｓで検出されて、その情報が制御装置３２に送られる。本実施形態では、リッド２０が開放された状態を「燃料タンクへの給油状態」とみなしており、リッド開閉センサ２０Ｓは給油状態センサの一例となっている。給油状態センサとしては、リッド開閉センサ２０Ｓに代えて、給油口用キャップ１８の着脱状態を検出するセンサ等を用いることも可能である。
【００２６】
燃料タンク１４内には、燃料ポンプ２４が備えられている。燃料ポンプ２４とエンジン２６とは燃料供給配管２８で接続されている。燃料ポンプ２４の駆動により、燃料タンク１４内の燃料を、燃料供給配管２８を通じてエンジン２６に送ることができる。
【００２７】
燃料タンク１４には、タンク内圧センサ３０が備えられている。タンク内圧センサ３０は、燃料タンク１４のタンク内圧を検出し、その情報を制御装置３２に送る。
【００２８】
燃料タンクシステム１２には、キャニスタ３４が備えられている。キャニスタ３４の内部には、蒸発燃料を吸着可能な吸着剤（活性炭等）が収容されている。キャニスタ３４と燃料タンク１４の上部とは、ベント配管３６で接続されている。燃料タンク１４内で生じた蒸発燃料は、このベント配管３６を通じてキャニスタ３４に送られる。
【００２９】
キャニスタ３４には、エンジン２６と連通するパージ配管３８と、キャニスタ３４内を大気開放する大気開放配管４０とが接続されている。エンジン２６の駆動時等において、エンジン２６の負圧を作用させて、キャニスタ３４内の吸着剤に吸着された蒸発燃料を脱離させ、エンジン２６に送ることができる。このとき、大気開放配管４０を通じてキャニスタ３４に大気が導入される。
【００３０】
大気開放配管４０には、診断用ポンプ４２が備えられている。診断用ポンプ４２は、制御装置３２によって制御される。診断用ポンプ４２は、キャニスタ３４を通じて燃料タンクシステム１２に所定の圧力を作用させることで、燃料タンクシステム１２の故障等を診断するときに用いられる。
【００３１】
ベント配管３６の一端（燃料タンク１４内の端部）には、満タン規制バルブ４４が取り付けられている。燃料タンク１４内の燃料液面が所定の満タン液面以下では、満タン規制バルブ４４は開弁されており、燃料タンク１４内の蒸発燃料を含む気体をキャニスタ３４に送ることができる。燃料タンク１４内の燃料液面が所定の液面（満タン液面）を超えると、満タン規制バルブ４４は閉弁される。これにより、燃料タンク１４内の気体がキャニスタ３４に流れなくなる。この状態で、さらに燃料タンク１４内に給油されると、燃料が給油配管８２を上昇して給油ガンに達する。給油ガンのオートストップ機能が働くと、給油が停止される。
【００３２】
ベント配管３６の中間部分（燃料タンク１４とキャニスタ３４の間の部分）には、ダイヤフラム弁４６が設けられている。ダイヤフラム弁４６は、本発明の弁部材の一例である。以下、必要に応じて、このダイヤフラム弁４６よりも燃料タンク側のベント配管３６をタンク側ベント配管３６Ｔといいい、ダイヤフラム弁４６よりもキャニスタ３４側のベント配管３６をキャニスタ側ベント配管３６Ｃという。
【００３３】
図２に詳細に示すように、ダイヤフラム弁４６は、タンク側ベント配管３６Ｔの他端側を偏平な円筒状に拡径した弁ハウジング４８を有している。弁ハウジング４８の内部には、キャニスタ側ベント配管３６Ｃの一端側が弁ハウジング４８と同軸となるように収容されており、弁座５０が構成されている。この弁座５０と弁ハウジング４８の間の部分が主室５２となっている。図１から分かるように、主室５２はタンク側ベント配管３６Ｔを通じて燃料タンク１４の内部と連通可能になる。
【００３４】
弁座５０の上端の開口部分は、弁部材本体５４によって閉塞可能とされている。弁部材本体５４の周囲は、ダイヤフラム５６によって弁ハウジング４８の内周面に固着されている。そして、弁部材本体５４及びダイヤフラム５６よりも図２において上側の空間が、背圧室５８となっている。したがって、主室５２と背圧室５８とが、ダイヤフラム５６によって区画されている。
【００３５】
弁部材本体５４及びダイヤフラム５６が圧力を受ける面積（受圧面積）は、背圧室５８側の受圧面積の方が、主室５２側の受圧面積よりも、弁座５０の断面積の分だけ、広くなっている。
【００３６】
背圧室５８には、圧縮コイルスプリング６０が収容されている。圧縮コイルスプリング６０は、弁部材本体５４に対し、弁座５０に向かう方向（矢印Ｓ１方向）の所定のバネ力を作用させており、弁部材用押付バネの一例である。さらに、ダイヤフラム５６も、弁部材本体５４に対し矢印Ｓ１方向への所定のバネ力を作用させている。これにより、弁部材本体５４は、弁座５０の開口部分を閉塞する方向に付勢されている。たとえば、主室５２の内圧と背圧室５８の内圧とが同程度である場合には、弁部材本体５４は弁座５０の開口部分に密着する。これにより、ダイヤフラム弁４６は閉弁状態となり、ベント配管３６における気体の移動が阻止される。
【００３７】
これに対し、たとえば、背圧室５８が主室５２よりも所定以上の負圧（内圧が低い状態）になると、圧縮コイルスプリング６０及びダイヤフラム５６のバネ力に抗して弁部材本体５４が背圧室５８側へ移動し、弁座５０の開口部分を開放する。これにより、ダイヤフラム弁４６は開弁状態となり、ベント配管３６において、気体の移動が可能になる。
【００３８】
タンク側ベント配管３６Ｔと背圧室５８との間には、タンク側バイパス通路６２が設けられている。このタンク側バイパス通路６２を通じて、燃料タンク１４と背圧室５８との間で気体が移動可能となる。
【００３９】
タンク側バイパス通路６２には、内径を局所的に小さくした縮径部６４が設けられている。この縮径部６４により、燃料タンク１４と背圧室５８との間の気体に移動に所定の抵抗が生じる。
【００４０】
なお、このように、燃料タンク１４と背圧室５８との間の気体に移動に所定の抵抗を生じさせる手段としては、タンク側バイパス通路６２を局所的に縮径した構造に限定されない。たとえば、タンク側バイパス通路６２の内径を全体的に小さくして、気体の移動に所定の抵抗を生じさせてもよい。さらに、タンク側バイパス通路６２を所定位置で曲げて（屈曲でも湾曲でもよい）、気体の移動に所定の抵抗を生じさせてもよい。
【００４１】
キャニスタ側ベント配管３６Ｃと背圧室５８との間には、キャニスタ側バイパス通路６６が設けられている。キャニスタ側バイパス通路６６の中間部分には、制御装置３２によって開閉制御される電磁弁６８が設けられている。
【００４２】
電磁弁６８は、電磁弁ハウジング７０を有している。電磁弁ハウジング７０内には、制御装置３２によって通電制御されるコイル部７２と、このコイル部７２からの駆動力を受けて、矢印Ｓ２方向及びその反対方向に移動するプランジャ部７４、及びプランジャ部７４の先端に設けられた円板状の電磁弁本体７６を有している。さらに、キャニスタ側バイパス通路６６の一部（中間部分）が電磁弁ハウジング７０内を通っている。
【００４３】
電磁弁本体７６は、キャニスタ側バイパス通路６６に設けられた弁座７８に接触した状態では、キャニスタ側バイパス通路６６を閉塞する。これに対し、図３に示すように、電磁弁本体７６が弁座７８から離れると、キャニスタ側バイパス通路６６を通じて気体が移動可能となる。本実施形態では、電磁弁本体７６が弁座７８から離れる方向、すなわち、キャニスタ側バイパス通路６６を開放するときの電磁弁本体７６の移動方向が、背圧室５８からの正圧を受ける方向と一致するように、電磁弁本体７６の向きが設定されている。
【００４４】
プランジャ部７４には、電磁弁コイルスプリング８０が装着されている。電磁弁コイルスプリング８０は、電磁弁本体７６に対し所定のバネ力を矢印Ｓ２方向に作用させることで、制御装置３２で制御されていない状態では、電磁弁本体７６が不用意に弁座７８から離れないようにしている。
【００４５】
弁部材本体５４の中央には、弁部材本体５４を厚み方向に貫通する連通孔８４が形成されている。連通孔８４の孔径は、キャニスタ側ベント配管３６Ｃ（弁座５０を構成している部分）の内径よりも小さくされている。連通孔８４により、背圧室５８とキャニスタ側ベント配管３６Ｃ内との間で気体が移動可能となるように連通される。
【００４６】
キャニスタ側ベント配管３６Ｃ内には、本発明の開閉弁の一例である一方向弁８６が設けられている。一方向弁８６は、連通孔８４よりも大径とされた円板状の一方向弁本体８８と、この一方向弁本体８８を弁部材本体５４に向かって（図２では上方へ）付勢する圧縮コイルスプリング９０と、を有している。一方向弁本体８６からは、圧縮コイルスプリング９０の内部に配置される心棒９２が延出されており、一方向弁本体８６のズレを抑制している。圧縮コイルスプリング９０は、一方向弁用押付バネの一例である。
【００４７】
なお、以下では便宜的に、図２等における弁部材本体５４の開弁方向を上、閉弁方向を下として説明するが、実際に弁部材本体５４の移動方向は、これに限定されない。
【００４８】
圧縮コイルスプリング９０のバネ力は、通常状態では、一方向弁本体８８をキャニスタ側ベント配管３６Ｃの側から弁部材本体５４に向かって押し付けているが、ダイヤフラム弁４６の閉弁状態は維持される程度とされている。図３及び図４に示すように、一方向弁８６は、開弁状態では連通孔８４を開放している。
【００４９】
これに対し、図２に示すように、一方向弁８６は、閉弁状態では連通孔８４を閉塞している。この状態では、弁部材本体５４は、圧縮コイルスプリング６０からの下向き荷重と、圧縮コイルスプリング９０からの上向き荷重とを受けている。そして、背圧室５８の圧力が、キャニスタ側ベント配管３６Ｃの圧力よりも大きい状態で、これらの圧力差が、あらかじめ設定された所定の正圧開放圧よりも大きくなると、一方向弁本体８８が弁部材本体５４から離間し開弁状態となるように、圧縮コイルスプリング６０、９０のバネ特性が決められている。
【００５０】
一方向弁本体８８の移動量（上方への移動ストローク）は、弁部材本体５４の移動量よりも短く設定されている。すなわち、図３に示すように、弁部材本体５４が閉弁状態から開弁状態へ移動する途中までは、一方向弁本体８８が弁部材本体５４に接触しているが、途中からは一方向弁本体８８が移動せず、図４に示すように、弁部材本体５４が一方向弁本体８８から離間する。
【００５１】
図６には、弁部材本体５４が圧縮コイルスプリング６０、９０から受ける荷重（スプリング荷重）が、弁部材本体５４の上方への移動量との関係で定性的に示されている。このグラフにおいて、点線Ｌ１は圧縮コイルスプリング９０の、一点鎖線Ｌ２は圧縮コイルスプリング６０からの荷重を示す。したがって、これら２つの圧縮コイルスプリング６０、９０の合成荷重（合力）が実線Ｌ３で示されるようになる。また、二点鎖線Ｌ４は、比較例として、図７に示すように、背圧室５８内の圧縮コイルスプリング１００のみが設けられ、連通孔８４及び一方向弁８６（圧縮コイルスプリング９０）は設けられていない場合の、圧縮コイルスプリング１００の荷重が示されている。なお、本実施形態及び比較例において、実際には、ダイヤフラム５６からも下向き荷重が弁部材本体５４に作用しており、図６のグラフにおける一点鎖線Ｌ２及び二点鎖線Ｌ４には、ダイヤフラム５６からの荷重も便宜的に含ませて表現している。
【００５２】
比較例では、圧縮コイルスプリング６０のみによって、ダイヤフラム弁４６を閉弁状態に維持すると共に、主室５２と背圧室５８との所定の差圧で開弁するように、圧縮コイルスプリング６０の特性（ばね定数）が決定されている。図６のグラフでは、弁部材本体５４の移動量がゼロのときにスプリング荷重もゼロになるように設定している（実際には、わずかに下向きのスプリング荷重が作用することで、外乱による弁部材本体５４の不用意な上下動を抑制可能な構造としてもよい）。
【００５３】
これに対し、本実施形態では、上記したように、弁部材本体５４は、閉弁状態から開弁状態へ移動する途中（途中移動量ＳＭ）までは、一方向弁本体８８が接触しているため、圧縮コイルスプリング６０からの下向き荷重と、圧縮コイルスプリング９０からの上向き荷重を受ける。ただし、弁部材本体５４の移動量が増加するに従い、圧縮コイルスプリング６０からの下向き荷重は大きくなり、圧縮コイルスプリング６０からの上向き荷重は小さくなる。そして、一方向弁本体８８が弁部材本体５４から離間した後（途中移動量ＳＭから最大移動量ＦＭまで）は、圧縮コイルスプリング６０からの下向き荷重のみを受ける。この場合も、弁部材本体５４の移動量が増加するに従い、圧縮コイルスプリング６０からの下向き荷重は大きくなる。
【００５４】
そして、本実施形態では、グラフにおける移動量の範囲Ｍ１で示すように、圧縮コイルスプリング６０の下向き荷重の一部が、圧縮コイルスプリング９０の上向き荷重で相殺されるので、比較例よりも圧縮コイルスプリング６０のばね定数を大きくしても、圧縮コイルスプリング６０、９０の合力としては、比較例と略同等の力の大きさを確保できる。
【００５５】
そして、圧縮コイルスプリング９０が一方向弁本体８８から離間し（移動量Ｍ２の範囲）は、圧縮コイルスプリング９０からの上向き荷重が作用しなくなった状態では、比較例の圧縮コイルスプリング１００と比較してばね定数の大きい圧縮コイルスプリング６０が、より大きな下向き荷重を弁部材本体５４に作用させることになる。
【００５６】
なお、このように一方向弁本体８８の移動量を設定するためには、たとえば、弁部材本体５４が一方向弁本体８８から離間する位置で圧縮コイルスプリング９０が自然状態での長さとなっているように圧縮コイルスプリング９０の全長を設定してもよいし、一方向弁本体８８が所定の長さまで移動した状態で、ストッパ等により一方向弁本体８８の移動を制限する構成でもよい。
【００５７】
また、図６のグラフに示した例では、弁部材本体５４の全移動量のうち、半分よりも少ない段階で圧縮コイルスプリング９０からの上向き荷重が弁部材本体５４に作用しなくなる構成を例示しているが、少なくとも、弁部材本体５４が最も上方（開弁位置の方向）へ移動した状態で、圧縮コイルスプリング９０からの上向き荷重が弁部材本体５４に作用しない構造であればよい。
【００５８】
次に、本実施形態の燃料タンクシステム１２の作用を説明する。
【００５９】
本実施形態の燃料タンクシステム１２では、通常状態、すなわち、燃料タンク１４に給油していない状態（車両は走行中であっても駐車中であってもよい）では、図２に示すように、電磁弁６８の電磁弁本体７６は閉弁されている。このため、燃料タンク１４のタンク内圧が、ダイヤフラム弁４６の主室５２及び背圧室５８の双方に作用している。これにより、ダイヤフラム弁４６は閉弁されており、燃料タンク１４は、内部の蒸発燃料を含む
【００６０】
気体がキャニスタ３４に移動しないように密閉状態となっている。特に本実施形態では、弁部材本体５４に、圧縮コイルスプリング９０の上向き荷重と、圧縮コイルスプリング６０及びダイヤフラム５６の下向き荷重が作用しているが、これら合力によってダイヤフラム弁４６は閉弁状態を維持しており、不用意に開弁されることはない。
【００６１】
しかも、本実施形態では、弁部材本体５４に圧縮コイルスプリング６０からの下向き荷重だけでなく、圧縮コイルスプリング９０からの上向き荷重が作用しているので、開弁圧を所定の値に維持することが容易であり、弁特性が安定している。
【００６２】
燃料の給油時には、リッドオープナースイッチ２２が操作されると、制御装置３２は、リッド２０を開放する。さらに制御装置３２は、図３に示すように、電磁弁６８を開弁する。これにより、ダイヤフラム弁４６の背圧室５８は、大気開放配管４０からキャニスタ３４、キャニスタ側ベント配管３６Ｃ及びキャニスタ側バイパス通路６６を通じて大気開放される。すなわち、背圧室５８の圧力が低下し大気圧に近づく。
【００６３】
これに対し、主室５２も、背圧室５８からさらにタンク側バイパス通路６２及びタンク側ベント配管３６Ｔを通じて大気開放される。しかし、タンク側バイパス通路６２には縮径部６４が設けられており、主室５２が背圧室５８と同程度の圧力になるには、背圧室５８よりも長い時間を要する。すなわち、背圧室５８と主室５２との間に圧力差が生じた状態（背圧室５８の方が主室５２よりも圧力が低い状態）となる。したがって、背圧室５８と主室５２との間に、このような圧力差が生じない構成と比較して、ダイヤフラム弁４６をより小さな開弁圧で開弁させることができる。これにより、図４に示すように、弁部材本体５４が背圧室５８側（上側）へ移動し、ダイヤフラム弁４６が開弁される。
【００６４】
ここで、ダイヤフラム弁４６を小さな開弁圧で開弁させるためには、弁部材本体５４を小型化することが考えられる。しかし、弁部材本体５４は、弁座５０を閉塞する部材であるため、弁部材本体５４を小型化すると、弁座５０、すなわち、キャニスタ側ベント配管３６Ｃの一部の内径も小さくする必要が生じる。したがって、ダイヤフラム弁４６の開弁時に、ベント配管３６の流量を確保する観点からは、弁座５０を大径化することが望まれる。これに伴い、弁部材本体５４も大型になるが、このように大型化された弁部材本体５４であっても、小さな開弁圧で開弁可能となる。
【００６５】
本実施形態では、ダイヤフラム弁４６の弁部材本体５４は上記したように大型化できるのに対し、電磁弁６８の電磁弁本体７６は、ベント配管３６（弁座５０）を開閉する作用を奏する必要がなく、キャニスタ側バイパス通路６６を開閉できればよいため、小型化できる。電磁弁本体７６において、燃料タンク１４のタンク内圧を受ける面積も小さくなるので、電磁弁６８の閉弁に必要な押し付け荷重（図２における矢印Ｓ２方向の荷重）も小さくできる。これにより、電磁弁６８として小型化及び省電力化を図り、低コストで且つ燃費に優れた燃料タンクシステム１２を得ることができる。
【００６６】
特に、本実施形態では、電磁弁６８の電磁弁本体７６の開弁方向と、背圧室５８から電磁弁本体７６に正圧が作用する方向とが一致している（図２における矢印Ｓ２と反対の方向）。このため、電磁弁本体７６を開弁方向に移動させるためのコイル部７２からの駆動力も小さくて済み、より省電力化を測ることができる。
【００６７】
なお、本実施形態では、上記したように、弁座５０の内径を大きくしても、ダイヤフラム弁４６の開弁圧、すなわち弁部材本体５４の動作に必要な力は少なくて済む。弁座５０すなわちベント配管３６の内径を大きくすることで、ベント配管３６の通気抵抗を低減することができる。これにより、給油時に燃料タンク１４内で発生する蒸発燃料が、ベント配管３６を通じてキャニスタ３４へ流れやすくなり、給油を行いやすい燃料タンクシステム１２となる。
【００６８】
また、給油前には、ダイヤフラム弁４６が開弁されることで、燃料タンク１４のタンク内圧が低下される。本実施形態では、ベント配管３６の通気抵抗を小さくすることで、タンク内圧を低下させるために必要な時間も短縮され、より短時間での給油が可能になる。
【００６９】
このようにしてダイヤフラム弁４６が開弁されるとき、弁部材本体５４の上方向（弁座５０から離間する方向）への移動途中までは、図３に示すように、一方向弁本体８８が弁部材本体５４に接触している。すなわち、弁部材本体は、移動方向の前後両側（上下）から圧縮コイルスプリング６０、９０で挟まれつつ移動するので、弁部材本体５４の姿勢が安定する。
【００７０】
しかも、本実施形態では、弁部材本体５４の中央に連通孔８４が形成されているため、この連通孔８４を開閉する一方向弁本体８８も、弁部材本体５４の中央部分で接触する。このため、弁部材本体５４の周縁部分で一方向弁本体８８が接触する構成と比較して、弁部材本体５４の姿勢がより安定する。
【００７１】
弁部材本体５４の上方への移動途中からは、一方向弁本体８８が弁部材本体５４から離間し、これらが非接触となるので、弁部材本体５４には、圧縮コイルスプリング９０のバネ力（上方への荷重）は作用しなくなる。
【００７２】
このように、一方向弁本体８８が弁部材本体５４から離間する（非接触となる）ため、一方向弁本体８８が弁部材本体５４に固着しづらくなり、ダイヤフラム弁４６及び一方向弁８６の信頼性が向上している。
【００７３】
燃料タンク１４への給油終了により、リッド２０が閉じられると、制御装置３２は、電磁弁６８を閉弁する。これにより、主室５２と背圧室５８の双方に燃料タンク１４のタンク内圧（正圧）が作用する。ダイヤフラム弁４６の受圧面積は、主室側よりも背圧室側の方が広い。また、弁部材本体５４には、圧縮コイルスプリング６０から下向き荷重（閉弁方向の荷重）が作用している。このため、弁部材本体５４は下方へ移動し、ダイヤフラム弁４６は閉弁される。
【００７４】
特に、本実施形態では、図６のグラフから分かるように、比較例の構造と比較して、ばね定数の大きい圧縮コイルスプリング６０を使用しており、しかも、開弁状態から閉弁状態へ弁部材本体５４が移動する初期（一方向弁本体８８が接触するまで、移動量Ｍ２の範囲）では、圧縮コイルスプリング６０の下向き荷重のみが弁部材本体５４に作用している。すなわち、比較例の構造よりも、より大きな下向き荷重が弁部材本体５４に作用するため、閉弁時の応答性が高い（短時間で閉弁する）。
【００７５】
車両の走行中は、図１に示すように、タンク内圧センサ３０によって燃料タンク１４のタンク内圧ＰＴが検出されている。このタンク内圧ＰＴが、あらかじめ設定された所定値を超えていない場合は、図２に示すように、制御装置３２は電磁弁６８を閉弁している。ダイヤフラム弁４６も閉弁されているので、燃料タンク１４は密閉されている。燃料タンク１４内で発生した蒸発燃料がキャニスタ３４に移動することはない。
【００７６】
タンク内圧ＰＴが所定値を超えると、制御装置３２は電磁弁６８を開閉制御する。電磁弁６８の開弁時（図３に示した状態と同様の状態）には、タンク側ベント配管３６Ｔからタンク側バイパス通路６２、背圧室５８、キャニスタ側バイパス通路６６、キャニスタ側ベント配管３６Ｃを経てキャニスタ３４へ蒸発燃料が移動可能となる。
【００７７】
そして、電磁弁６８を適切に開閉制御することで、ベント配管３６を流れる蒸発燃料の流量とタンク内圧ＰＴとを制御することが可能になる。この場合、電磁弁６８の開閉制御は、電磁弁本体７６の矢印Ｓ２方向又は反対方向への移動量を調整することで流路の断面積を調整するようにしてもよい。また、デューティー制御（弁部材本体５４の開弁位置と閉弁位置とを切り替える時間の制御）で行ってもよい。
【００７８】
また、電磁弁６８の開弁時には、背圧室５８が大気開放されるので、背圧室５８と主室５２との圧力差により、ダイヤフラム弁４６も開閉されることがある（図４に二点鎖線で示した状態）。このように、電磁弁６８だけでなくダイヤフラム弁４６も適切に開閉することで、燃料タンク１４内の圧力を適切に調整することが可能になる。特に、ダイヤフラム弁４６の弁部材本体５４と弁座５０との間（主室５２とキャニスタ側ベント配管３６Ｃとの間）は、連通孔８４と比較して気体流路としての開口断面積が大きいため、この大きな開口断面積の部分を流れる気体の量を適切に調整できる。
【００７９】
なお、このようにして燃料タンク１４からベント配管３６を通じて排出された蒸発燃料は、キャニスタ３４の吸着剤で吸着されてもよいが、エンジン２６が駆動している場合には、さらにパージ配管３８を通じてエンジン２６に送り、エンジン２６で燃焼させてもよい。
【００８０】
しかも、本実施形態の燃料タンクシステム１２では、このように、タンク内圧ＰＴが所定値を超えたときのベント配管３６における流量調整を行う部材を、給油時に背圧室５８を大気開放するための電磁弁６８が兼ねていることになる。したがって、これらの作用を奏する部材を別々に設けた構成と比較して、低コストで構成できると共に、軽量となる。
【００８１】
車両の駐車中は、電磁弁６８は制御装置３２によって制御されないが、圧縮コイルスプリング６０及びダイヤフラム５６のバネ力を受けて、図２に示すように、電磁弁６８及びダイヤフラム弁４６が閉弁されている。燃料タンク１４が密閉された状態が効率的に且つ確実に維持されており、燃料タンク１４内で発生した蒸発燃料がキャニスタ３４に不用意に移動することはない。
【００８２】
車両の駐車中に、燃料タンク１４のタンク内圧ＰＴが正圧（大気圧よりも高い状態）になったときには、タンク内圧ＰＴは背圧室５８を通じて、一方向弁８６の一方向弁本体８８を開弁する方向（下方向）に作用する。駐車中は電磁弁６８が制御装置３２によって開閉制御されないが、電磁弁６８の開閉制御とは関係なく、一方向弁８６が開放されるので、燃料タンク１４の正圧を開放することができる。
【００８３】
このように、本実施形態では、燃料タンク１４の正圧を開放するための弁（正圧開放弁）としての機能を、一方向弁８６が有している。この正圧開放弁としての機能を、電磁弁６８に担わせることも可能であるが、この場合には、電磁弁コイルスプリング８０のバネ特性を、適切に設定することが難しい。これに対し、本実施形態では、電磁弁コイルスプリング８０とは独立して、圧縮コイルスプリング９０のバネ特性を設定できるので、確実に燃料タンク１４の正圧を開放することができる。
【００８４】
そして、電磁弁コイルスプリング８０としては、このように正圧開放弁として機能させる必要がない。換言すれば、正圧開放を考慮してバネ力を弱くする必要がない。このため、背圧室５８側から高い正圧が作用した場合でも、不用意に開弁させることを抑制できる。その結果、背圧室５８が不用意に大気開放されてしまうことも抑制でき、燃料タンク１４の密閉状態をより確実に維持することも可能となる。
【００８５】
なお、本実施形態の燃料タンクシステム１２における電磁弁６８は、上記したように給油時や走行時等にも所定の条件で開閉制御され、電磁弁本体７６は開弁位置と閉弁位置との間を移動する。このため、電磁弁本体７６が弁座７８に不用意に固着する現象が発生しづらくなり、耐固着性が向上する。
【００８６】
車両の駐車中に、燃料タンク１４のタンク内圧ＰＴが負圧（大気圧よりも低い状態）になったときには、タンク内圧ＰＴ（負圧）は、背圧室５８を通じて、ダイヤフラム弁４６の弁部材本体５４を開弁する方向（図２に示す矢印Ｓ１と反対の方向）に作用する。タンク内圧ＰＴが所定の閾値（以下「負圧閾値」という）よりも低くなった場合には、図５に示すように、タンク内圧ＰＴ（負圧）を背圧室５８側から受けた弁部材本体５４が、圧縮コイルスプリング６０及びダイヤフラム５６のバネ力に抗して、開弁方向に移動する。すなわち、ダイヤフラム弁４６は、燃料タンク１４の負圧を開放する負圧開放弁として動作しており、負圧開放弁をあらたに設ける必要がない。したがって、負圧開放弁を別に設けた構成と比較して、低コストで構成できると共に、軽量となる。
【００８７】
同様に、本実施形態の燃料タンクシステム１２におけるダイヤフラム弁４６は、上記したように、給油時等においても所定の条件で開閉される。換言すれば、タンク内圧が負圧になって負圧閾値を下回った場合以外にも、弁部材本体５４は開弁位置と閉弁位置との間を移動している。このため、タンク内圧が負圧閾値を下回った場合にのみ開弁される負圧開放弁と比較して、弁部材本体５４が弁座５０に不用意に固着する現象が発生しづらくなり、耐固着性が向上する。
【００８８】
なお、本実施形態では、上記したように、弁座５０の内径を大きくしても、ダイヤフラム弁４６の開弁圧、すなわち弁部材本体５４の動作に必要な力は少なくて済む。弁座５０すなわちベント配管３６の内径を大きくすることで、ベント配管３６の通気抵抗を低減することができる。これにより、給油時に燃料タンク１４内で発生する蒸発燃料が、ベント配管３６を通じてキャニスタ３４へ流れやすくなり、給油を行いやすい燃料タンクシステム１２となる。
【００８９】
上記では、タンク側バイパス通路６２に縮径部６４を設けてタンク側バイパス通路６２の流路抵抗を増大させ、主室５２と背圧室５８とで差圧を確実に維持可能な例を挙げている。ただし、タンク側バイパス通路６２の流路抵抗が増大されていなくても、電磁弁６８を開弁して背圧室５８を大気圧に近づけたときに、背圧室５８と主室５２との間で圧力差を生じさせることは可能である。タンク側バイパス通路６２に縮径部６４のような差圧維持手段を設けると、背圧室５８と主室５２とで圧力差が生じた状態（背圧室５８の圧力が主室５２の圧力よりも小さい状態）をより確実に維持できる。上記した縮径部６４を用いると、簡単な構造で、縮径部６４の内径や長さを適切に設定し、流路抵抗を容易に調整することも可能である。
【００９０】
本発明の弁部材としても、上記ではダイヤフラム弁４６を挙げているが、弁部材はダイヤフラム弁４６に限定されない。たとえば、ダイヤフラム５６を無くすと共に、弁部材本体５４をその外周が弁ハウジング４８の内周に接触するように大径化した構成でもよい。この構成では、弁部材本体５４が単独で主室５２と背圧室５８とを区画すると共に、弁座５０に接触することでベント配管３６を閉塞する位置と、弁座５０から離れることでベント配管３６を開放する位置とを移動する。
【００９１】
本発明の弁部材として、上記ではダイヤフラム弁４６を挙げているが、弁部材はダイヤフラム弁４６に限定されない。たとえば、ダイヤフラム５６を無くすと共に、弁部材本体５４をその外周が弁ハウジング４８の内周に接触するように大径化した構成でもよい。この構成では、弁部材本体５４が単独で主室５２と背圧室５８とを区画すると共に、弁座５０に接触することでベント配管３６を閉塞する位置と、弁座５０から離れることでベント配管３６を開放する位置とを移動する。
【００９２】
また、電磁弁６８としても、要するに、連通孔８４を開閉可能であればよく、たとえば、キャニスタ側ベント配管３６Ｃ側から弁部材本体５４に接近又は離間する電磁弁本体を備えた構成でもよい。この構成では、燃料タンク１４内から正圧閾値を超える正圧が背圧室５８に作用した場合に、電磁弁を正圧開放弁として作用させることが可能となる。
【００９３】
上記実施形態のように、電磁弁６８を背圧室５８側に設けると、キャニスタ側ベント配管３６Ｃ側に設けた構成と比較して、キャニスタ側ベント配管３６Ｃの通気抵抗が小さくなるという効果も奏する。
【符号の説明】
【００９４】
１２  燃料タンクシステム
１４  燃料タンク
２０Ｓ      リッド開閉センサ（給油状態センサ）
３０  タンク内圧センサ
３２  制御装置
３４  キャニスタ
３６  ベント配管
３６Ｔ      タンク側ベント配管
３６Ｃ      キャニスタ側ベント配管
４０  大気開放配管
４６  ダイヤフラム弁（弁部材）
５２  主室
５４  弁部材本体
５６  ダイヤフラム
５８  背圧室
６０  圧縮コイルスプリング（弁部材用押付バネ）
６２  タンク側バイパス通路
６６  キャニスタ側バイパス通路
６８  電磁弁
８４  連通孔
８６  一方向弁
８８  一方向弁本体
９０  圧縮コイルスプリング（一方向弁用押付バネ）
【図１】
0005790521.tif 000002
【図２】
0005790521.tif 000003
【図３】
0005790521.tif 000004
【図４】
0005790521.tif 000005
【図５】
0005790521.tif 000006
【図６】
0005790521.tif 000007
【図７】
0005790521.tif 000008