(57)【要約】【課題】簡単な構造で、蒸発燃料ガスをキャニスタで吸着可能で、燃料タンクの内圧調整や蒸発燃料ガスの燃料タンク内への循環を実現できる燃料タンクシステムを得る。【解決手段】燃料タンク１４とキャニスタ１８とを接続するブリーザパイプ２６の下端は開口部３０とされ、燃料Ｌの液面ＬＳが開口部３０に達すると、燃料タンク１４が満タン状態になる。ブリーザパイプ２６には連通孔３４が形成され、燃料タンク１４の内圧が調整される。ブリーザパイプ２６の途中からは循環パイプ３６が分岐され蒸発燃料ガスの一部を給油時の給油ガンの近傍に送ることができる。ブリーザパイプ２６には、車両傾斜等の変動液位ＭＬよりも上方に位置する高位置部２６Ｈが設けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を収容する燃料タンクと、
前記燃料タンク内の蒸発燃料ガスを吸着するキャニスタと、
前記燃料タンク内の上部において開口される開口部を有すると共に燃料タンクと前記キャニスタとを連通し、少なくとも一部が液面変動による燃料到達位置よりも上方に配置されたブリーザパイプと、
前記ブリーザパイプの前記燃料タンク内で且つ前記開口部よりも上方の部位に形成されブリーザパイプ内と燃料タンク内とを連通する連通孔と、
前記ブリーザパイプの前記燃料タンク外の部分から分岐し燃料を燃料タンクに循環させる循環パイプと、
を有することを特徴とする燃料タンクシステム。
【請求項２】
前記連通孔の開口面積が、前記ブリーザパイプの前記開口部の開口面積よりも小さくされていることを特徴とする請求項１に記載の燃料タンクシステム。
【請求項３】
前記連通孔に設けられ前記燃料タンクの内圧を調整する内圧調整弁、を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料タンクシステム。
【請求項４】
前記ブリーザパイプの前記循環パイプの分岐部分から前記キャニスタまでの部分に設けられ車両転倒時に閉塞するロールオーバーバルブ、を有することを特徴とする請求項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】
前記循環パイプに設けられ、循環パイプの開口面積を小さくすることで燃料の循環量を調整する循環量調整部、が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項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】
燃料タンク内で生じた蒸発燃料ガスの大気への放出を防止するために、蒸発燃料ガスをキャニスタで吸着できるようにした燃料タンクシステムが、たとえば特許文献１〜５等に記載されている。
【０００３】
また、燃料タンクシステムでは、燃料タンクの内圧を調整したり、給油時の蒸発燃料ガスを循環させて燃料タンクに戻したりすることが望まれるが、これによって構造の複雑化を招きやすい。たとえば特許文献１の構成では、燃料タンク内に２つのバルブ（カットオフバルブとロールオーバーバルブ）を設ける必要があり、しかも、ブリーザ配管とは独立した循環パイプを設ける必要も生じている。特許文献３の構成では、燃料タンクに連通する複数の通路（第１ベンチレーション通路と前通路）を設ける必要がある。
【特許文献１】特開２００３−４９７１６号公報
【特許文献２】実開平１−１１７６３４号公報
【特許文献３】実開平１−１３１６１９号公報
【特許文献４】特開２００３−３０１７４７号公報
【特許文献５】特開平１１−２８７１６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記事実を考慮し、簡単な構造で、蒸発燃料ガスをキャニスタで吸着可能で、燃料タンクの内圧調整や蒸発燃料ガスの燃料タンク内への循環を実現できる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】
【０００５】
請求項１に記載の発明では、燃料を収容する燃料タンクと、前記燃料タンク内の蒸発燃料ガスを吸着するキャニスタと、前記燃料タンク内の上部において開口される開口部を有すると共に燃料タンクと前記キャニスタとを連通し、少なくとも一部が液面変動による燃料到達位置よりも上方に配置されたブリーザパイプと、前記ブリーザパイプの前記燃料タンク内で且つ前記開口部よりも上方の部位に形成されブリーザパイプ内と燃料タンク内とを連通する連通孔と、前記ブリーザパイプの前記燃料タンク外の部分から分岐し燃料を燃料タンクに循環させる循環パイプと、を有することを特徴とする。
【０００６】
この燃料タンクシステムでは、燃料タンク内の蒸発燃料ガスがブリーザパイプを介してキャニスタに送られて吸着される。ブリーザパイプの開口部は燃料タンク内の上部で開口しおり、燃料の液面が上昇して開口部を塞ぐと燃料タンク内の気体が排出されなくなるので、たとえば給油装置の給油自動停止機構の作動を可能とする等により、満タン液位を規制することができる。
【０００７】
また、ブリーザパイプの少なくとも一部は、燃料タンクシステムでの液面変動による燃料到達位置よりも上方に配置されているので、カットオフバルブ等を設けることなく、キャニスタへの燃料の移動を防止できる。
【０００８】
さらに、ブリーザパイプの燃料タンク内に位置する部分には、開口部よりも上方部位に、燃料タンク内と連通する連通孔が形成されている。したがって、燃料の液位が開口部に達していても、この連通孔によって燃料タンクの内圧を調整することができ、実質的に、ブリーザパイプがエバポパイプを兼ねていることになる。加えて、ブリーザパイプの燃料タンク外に位置する部分からは、循環パイプが分岐されており、燃料タンク内の燃料を循環させて、再度燃料タンク内に送ることができる。すなわち、ブリーザパイプが循環パイプの一部を兼ねていることになる。
【０００９】
このように、本発明の燃料タンクシステムでは、カットオフバルブが不要であり、しかも、ブリーザパイプがエバポパイプと循環パイプの一部を兼ねているので、簡単な構造となる。
【００１０】
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、前記連通孔の開口面積が、前記ブリーザパイプの前記開口部の開口面積よりも小さくされていることを特徴とする。
【００１１】
これにより、燃料タンクの燃料がブリーザパイプの開口部に達した後の連通孔からの不用意な気体の抜けを防止でき、給油装置の給油自動停止機構への影響を小さくできる。
【００１２】
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、前記連通孔に設けられ前記燃料タンクの内圧を調整する内圧調整弁、を有することを特徴とする。
【００１３】
燃料タンク内の内圧の変動を、内圧調整弁の開閉によって調整できるようになる。また、燃料の液位が開口部に達している状態ではさらに給油された状態では内圧調整弁が閉じているようにすることで、追加での微量の給油を確実に停止させることも可能となる。
【００１４】
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、前記ブリーザパイプの前記循環パイプの分岐部分から前記キャニスタまでの部分に設けられ車両転倒時に閉塞するロールオーバーバルブ、を有することを特徴とする。
【００１５】
これにより、車両転倒時の燃料の流出を防止できる。
【００１６】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発明において、前記循環パイプに設けられ、循環パイプの開口面積を小さくすることで燃料の循環量を調整する循環量調整部、が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
これにより、燃料の循環量を調整することが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は上記構成としたので、簡単な構造で、蒸発燃料ガスをキャニスタで吸着可能で、燃料タンクの内圧調整や蒸発燃料ガスの燃料タンク内への循環を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１には、本発明の一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は自動車に搭載され、燃料をエンジンに供給するために使用されるものである。
【００２０】
燃料タンクシステム１２は、燃料が収容された燃料タンク１４を有している。燃料タンク１４の上部にはインレットパイプ１６の下端が接続されており、図示しない給油装置の給油ガンをインレットパイプ１６の上端に接続して、燃料タンク１４に給油することができる。燃料タンク１４内の燃料Ｌは、ポンプ４０の駆動によって、図示しないエンジンに送られる。
【００２１】
燃料タンク１４の上方には、内部に活性炭が充填されたキャニスタ１８が備えられている。キャニスタ１８は、たとえば給油時に生じた蒸発燃料ガスを吸着し、車両走行時等には脱離させる。キャニスタ１８の大気側ポート２０には、フィルタ２２を備えた大気開放パイプ２４が接続されている。また、キャニスタ１８のパージポート２１には、エンジンへの接続パイプ２３が接続されている。
【００２２】
燃料タンク１４とキャニスタ１８のタンク側ポート２７とは、ブリーザパイプ２６で接続されている。ブリーザパイプ２６の下端は開口部３０とされており、燃料タンク１４内の上部（インレットパイプ１６の下端よりも上方）に位置している。給油時に燃料Ｌの液面ＬＳが上昇すると、液面ＬＳが開口部３０に達するまでは、燃料タンク１４内の気体は開口部３０からブリーザパイプ２６を介してキャニスタ１８に移動し、給油が妨げられないようになっている。そして、液面ＬＳが開口部３０に達する（いわゆる満タン時）と開口部３０から気体がキャニスタ１８に移動しなくなるので、燃料がインレットパイプ１６内を上昇し、給油ガンに達する。給油ガンが到達した燃料を検知すると、図示しない給油装置の自動停止機構が作動し、給油が停止されるようになっている。したがって、ブリーザパイプ２６の開口部３０が、燃料タンク１４の満タン液位を規制していることになる。
【００２３】
また、ブリーザパイプ２６の燃料タンク１４内に位置する部分（開口部３０よりも上部）には、ブリーザパイプ２６の内部と外部（燃料タンク１４内の空間）とを連通する連通孔３４が形成されている。すなわち、燃料タンク１４内は、連通孔３４及びブリーザパイプ２６を介して、燃料タンク１４内の気体が出入りできるようになっている。
【００２４】
連通孔３４の内径は、給油時に燃料が開口部３０を閉塞した後に、連通孔３４から気体が短時間で一気に流出することが無い程度の小径（少なくとも開口部３０の開口径より小径）とされている。したがって、いわゆる満タン時には、インレットパイプ１６内での燃料上昇を妨げることはなく、給油装置の自動停止機構の作動に影響を及ぼすこともない。
【００２５】
ブリーザパイプ２６の一部、本実施形態ではキャニスタ１８に近い部分は、他の部分よりも高い位置で略水平に配置された高位置部２６Ｈとされている。この高位置部２６Ｈは、満タン時の車両が傾斜した場合（あるいは、加速時、制動時、旋回時等、以下、これらをまとめて「車両傾斜時」と総称する）に想定される変動液位ＭＬを考慮し、この変動液位ＭＬによる液面到達位置よりも上方に位置するようにその高さ（上下位置）が設定されている。なお、本実施形態では、この高位置部２６Ｈ以外の部分においても、ブリーザパイプ２６が変動液位ＭＬより結果的に高くなっている。
【００２６】
ブリーザパイプ２６の上端（高位置部２６Ｈ）の近傍からは、循環パイプ３６が分岐している。循環パイプ３６の先端はインレットパイプ１６の上端近傍に接続されており、給油時に発生した燃料タンク１４内の蒸発燃料ガスを、ブリーザパイプ２６及び循環パイプ３６を介して、給油時の給油ガンの近傍に送ることができる、
【００２７】
ブリーザパイプ２６には、キャニスタ１８と循環パイプ３６の分岐部分の間に、ロールオーバーバルブ３８が配置されている。ロールオーバーバルブ３８は、通常状態では開状態となっており、燃料タンク１４からキャニスタ１８への蒸発燃料ガスの移動を妨げることはないが、車両が転倒等した場合には閉状態となり、キャニスタ１８への燃料（液体）の流出を防止する。
【００２８】
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。
【００２９】
インレットパイプ１６を通じて、図示しない給油ガンから燃料を給油すると、燃料タンク１４内で燃料Ｌの液面ＬＳが上昇する。このとき、燃料タンク１４内の蒸発燃料ガスはブリーザパイプ２６の開口部３０からブリーザパイプ２６の内部を経てキャニスタ１８へと移動するので、燃料の給油が妨げられることはない。
【００３０】
また、本実施形態では、ブリーザパイプ２６の途中から循環パイプ３６が分岐されており、ブリーザパイプ２６の開口部３０からブリーザパイプ２６の内部を通った蒸発燃料ガスの一部は、給油ガンの近傍に送られる。そして、このようにインレットパイプ１６内に送られた蒸発燃料ガスは、給油中の燃料といっしょに巻き込まれる空気に含ませて燃料タンク１４に再度送られる（燃料が循環される）。これにより、給油時にキャニスタ１８に送られる蒸発燃料ガスの量を少なくして、キャニスタ１８の負荷を少なくすると共に、蒸発燃料ガスの大気への放出をより確実に防止可能となる。
【００３１】
燃料Ｌの液面ＬＳが、図１に二点鎖線で示すようにブリーザパイプ２６の開口部３０に達すると、開口部３０が燃料によって閉塞されるので、燃料タンク１４の気体は開口部３０から排出されなくなる。燃料は、インレットパイプ１６内を上昇して給油ガンの先端に達する。ここで、給油ガンが到達した燃料を検知すると、図示しない給油装置の自動停止機構が作動し、給油が停止される。このように、ブリーザパイプ２６の下端に満タン規制バルブ等を用いることなく、満タン時に給油を停止できるので、構造が簡単になる。
【００３２】
燃料Ｌが満タン液位になった状態においても、連通孔３４は燃料Ｌの上方に位置しており、燃料Ｌで閉塞されていない。したがって、燃料タンク１４の膨張や収縮等による内圧変化時には、燃料タンク１４内の気体が連通孔３４を通じて出入りすることで、内圧が調整される。
【００３３】
燃料タンク１４内が満タン液位になっている状態では、車両傾斜時等において液位が変動し、ブリーザパイプ２６内に燃料が流入することがある。本実施形態では、この変動液位ＭＬよりも高い位置となる高位置部２６Ｈをブリーザパイプ２６に設けているので、キャニスタ１８に液体の燃料が流れ込むことを防止できる。
【００３４】
このように、本実施形態では、カットオフバルブを用いることなく、車両傾斜時等でのキャニスタ１８への燃料の流入を防止しており、さらに、満タン状態での内圧の調整も可能にしている。カットオフバルブが不要なので、構造が簡単になる。
【００３５】
そして、本実施形態では、カットオフバルブとブリーザパイプ２６とを接続する配管（エバポパイプ）も不要となり、実質的に、このエバポパイプをブリーザパイプ２６が兼ねていることになる。さらに、循環パイプ３６の一部もブリーザパイプ２６が兼ねている。これらによって、配管類が煩雑になることが防止され、燃料タンクシステム１２の構造が簡単になっている。
【００３６】
また、満タン規制バルブ及びカットオフバルブを燃料タンク内に配置した構成では、満タン規制バルブをカットオフバルブよりも下方に配置する必要がある。ところが、バルブは内部のフロートのストロークや通気経路、フロート自体の高さ等によってそれぞれ所定の大きさを有している。したがって、カットオフバルブの下方に配置された満タン規制バルブで規制される満タン液位はさらに低くなる。これによって、燃料タンクの上部には、満タン時に燃料を収容できない空間が生じる。本実施形態では、満タン規制バルブ及びカットオフバルブを用いていないので、燃料タンク１４の満タン時に上記したような空間が発生せず、効率的に燃料を収容することができる。
【００３７】
図２には、本発明の第２実施形態の燃料タンクシステム５２が示されている。なお、この第２実施形態及び後述する第３実施形態では、第１実施形態と異なっている点のみ説明し、同一の構成要素、部材等については第１実施形態と同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００３８】
第２実施形態の燃料タンクシステム１２では、ブリーザパイプ２６に、内圧調整弁５４が設けられ、その先端が連通孔３４とされている。実質的に、連通孔３４に内圧調整弁５４が設けられている。この内圧調整弁５４は、燃料タンク１４内の圧力変動によって、連通孔３４からブリーザパイプ２６への方向（矢印Ａ方向）と、その反対方向のいずれか一方向に開弁可能とされている。そして、少なくとも矢印Ａ方向での開弁圧力は、インレットパイプ１６の高さの燃料液柱以上に設定されている。したがって、燃料タンク１４内が満タン液位となった状態でインレットパイプ１６内の燃料からの荷重が作用しても、内圧調整弁５４が不用意に開弁されることはない。すなわち、満タン時において、連通孔３４からのわずかな燃料蒸発ガスの流出も防止することができる。たとえば、極微量の給油が追加して行われようとしても、これを確実に防止することが可能となる。
【００３９】
また、内圧調整弁５４は上記したように、燃料タンク１４内が相対的に高圧になったときには矢印Ａ方向に開弁し、燃料タンク１４内が相対的に低圧になったときにはその反対方向に開弁する。これにより、燃料タンク１４内の内圧を調整することができる。
【００４０】
なお、内圧調整弁５４としては、上記した条件をみたせば特にその構成は限定されないが、たとえば、図３に示す構造のものを用いることができる。この内圧調整弁５４では、並列配置された２つの流路５６Ａ、５６Ｂを備えており、これら流路５６Ａ、５６Ｂのそれぞれに、バネ５８によって互いに反対の方向に付勢されたボール６０と、このボール６０の移動範囲を制限する制限壁６２が形成された、いわゆるボール弁とされている。したがって、燃料タンク１４内の温度変化によって内圧が相対的に高圧のときには、一方の流路５６Ａのボール６０のみが矢印Ａと同方向に移動して、連通孔３４からブリーザパイプ２６への気体の流れを可能にする。燃料タンク１４の膨張等によって内圧が相対的に低圧のときは、他方の流路５６Ｂのボール６０のみが矢印Ａと反対の方向に移動して、ブリーザパイプ２６から連通孔３４への気体の流れを可能にする。これに対し、極微量の給油がなされたときには、２つのボール６０は移動せず、閉塞状態を維持する。このようなボール弁を採用することで、簡単な構造で内圧調整弁５４を構成できる。また、ボール弁は小型にできるので、燃料タンク１４内の満タン液位や容量に与える影響を小さくできる。
【００４１】
図４には、本発明の第３実施形態の燃料タンクシステム８２が示されている。第３実施形態では、図５にも詳細に示すように、循環パイプ３６（ブリーザパイプ２６からの分岐部分）にオリフィス８４が設けられており、循環パイプ３６の開口面積が局所的に小さくなっている。したがって、第３実施形態の燃料タンクシステム８２では、燃料タンク１４からブリーザパイプ２６、循環パイプ３６及びインレットパイプ１６を経て循環される燃料の循環量を調整する（制限する）ことができる。
【００４２】
なお、第３実施形態において、本発明の循環量調整部としては、オリフィス８４に限定されず、要するに循環パイプ３６の開口面積を小さくすることで、燃料の循環量を調整できるものであればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１実施形態の燃料タンクシステムを示す概略構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態の燃料タンクシステムを示す概略構成図である。
【図３】本発明の第２実施形態の燃料タンクシステムに適用される内圧調整弁を示す断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態の燃料タンクシステムを示す概略構成図である。
【図５】本発明の第３実施形態の燃料タンクシステムに適用されるオリフィス及びその近傍を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１２  燃料タンクシステム
１４  燃料タンク
１６  インレットパイプ
１８  キャニスタ
２０  大気側ポート
２１  パージポート
２２  フィルタ
２３  接続パイプ
２４  大気開放パイプ
２６  ブリーザパイプ
２６Ｈ      高位置部
２７  タンク側ポート
３０  開口部
３４  連通孔
３６  循環パイプ
３８  ロールオーバーバルブ
４０  ポンプ
５２  燃料タンクシステム
５４  内圧調整弁
５６Ａ      流路
５６Ｂ      流路
５８  バネ
６０  ボール
６２  制限壁
８２  燃料タンクシステム
８４  オリフィス（循環量調整部）
Ｌ    燃料
ＬＳ  液面
ＭＬ  変動液位
【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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