(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンク内に、燃料によって燃料導入口側と隔離された状態でエアを閉じ込め可能なエア貯留室を形成するとともに、当該エア貯留室と燃料タンク外との連通および遮断を切り替え可能に開閉するエア抜き弁を設け、
前記エア抜き弁は、車両水平状態で作用する重力によって着座する一方、車両走行状態で作用する慣性力または車両傾斜状態で作用する重力によって離座する弁体を有し、弁体が着座した状態では前記エア貯留室と前記燃料タンク外とが遮断される一方、弁体が離座した状態では前記エア貯留室と前記燃料タンク外とが連通されるように構成されており、
燃料注入時には前記エア抜き弁を閉じて、前記エア貯留室内にエアが溜まる状態で燃料タンク内に燃料を注入させ、燃料注入後に前記エア抜き弁を開いて、当該燃料を液頭差によってエア貯留室内に導入して、燃料タンク内の液面位置を下げられるようにしたことを特徴とする燃料貯留装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両に設けられる燃料貯留装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用の燃料タンクとして、温度上昇に伴う燃料の膨張によって当該燃料が燃料タンク外に流出するのを防止する機構を備えたものが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
また、車両用の燃料タンクでは、燃料タンク内の上部空間と燃料タンク外とを連通する気体通路を設けるとともに、燃料満タンを検知したときに当該気体通路を閉塞するフロート弁等からなる満タン検知弁を設け、所定の満タン時に燃料タンク内の圧力を高めて、給油ガンからの燃料の過注入を抑制するようにした自動給油停止機構を設けたものが知られている（例えば、特許文献２）。
【０００４】
この満タン検知弁は、燃料タンク内の、満タン時の液面に対応する位置に取り付けられる。満タン時の液面は、典型的には、燃料の膨張等を考慮して、燃料タンクの上部に所定容積の空間が形成されるように設定される。
【特許文献１】実開平５−７５４７２号公報
【特許文献２】特開２００４−３００９３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、燃料タンクは、その周辺の部品等によるレイアウト上の制約を受けて、複雑な形状となる場合があり、そのような場合には、満タン時の液面に対応する位置に満タン検知弁を設けにくくなる場合があった。
【０００６】
そこで、本発明は、満タン検知弁等の燃料注入時の満タン液面位置に拘わる装置を、燃料タンクの形状等によらず、より容易に設置することが可能な燃料貯留装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にあっては、燃料タンク内に、燃料によって燃料導入口側と隔離された状態でエアを閉じ込め可能なエア貯留室を形成するとともに、当該エア貯留室と燃料タンク外との連通および遮断を切り替え可能に開閉するエア抜き弁を設け、エア抜き弁は、車両水平状態で作用する重力によって着座する一方、車両走行状態で作用する慣性力または車両傾斜状態で作用する重力によって離座する弁体を有し、弁体が着座した状態ではエア貯留室と燃料タンク外とが遮断される一方、弁体が離座した状態ではエア貯留室と燃料タンク外とが連通されるように構成されており、燃料注入時には前記エア抜き弁を閉じて、前記エア貯留室内にエアが溜まる状態で燃料タンク内に燃料を注入させ、燃料注入後に前記エア抜き弁を開いて、当該燃料を液頭差によってエア貯留室内に導入して、燃料タンク内の液面位置を下げられるようにしたことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、燃料注入時に所定量のエアを閉じこめた状態で燃料を貯留することで、当該燃料注入時（直後）の満タン状態における燃料の液面位置を、貯留されたエアの容積分だけ、通常時の満タン状態における液面位置より高い位置に設定することができるため、燃料タンクの形状等に起因して、通常時の満タン状態での液面位置に対応して満タン検知弁等の装置を設置するのが困難である場合にも、当該装置を、燃料注入時の満タン状態での液面位置に対応させて、より容易に設置することができるようになる。
また、本発明によれば、エア抜き弁単体を比較的簡素な構成として得ることができる上、専用の電気回路等を設ける必要が無い分、燃料貯留装置全体としての構成も簡素化することができ、ひいては、製造の手間を減らし、製造コストを削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
（第１実施形態）図１は、本実施形態にかかる燃料貯留装置の概略構成図、図２は、燃料注入時（直後）の燃料貯留装置における燃料の貯留状態を示す図、図３は、通常時の燃料貯留装置における燃料の貯留状態を示す図である。
【００１１】
燃料タンク１は、より下方に位置する下側貯留部２と、より上方に位置する上側貯留部３とを、やや細い連通部４で連通させた形状を備えている。燃料注入時、燃料は、図示しないフィラーホースやフィラーチューブ等を経由して、上側の側壁部１ｂに設けられた導入口としてのフィラーネック７から当該上側貯留部３内に導入され、連通部４を経由して下側貯留部２内に導入される。
【００１２】
そして、本実施形態では、満タン検知弁５が、上側貯留部３の比較的平坦な上壁部１ａに設けた開口を塞ぐようにして燃料タンク１内に垂下する状態に取り付けられている。この満タン検知弁５は、燃料に浮くフロート（図示せず）を備えるフロート弁として構成されており、燃料満タン時に浮上したフロートによって、上側貯留部３と燃料タンク１外とを連通する通路（エバポライン８）を閉塞することで、燃料タンク１内の内圧を上昇させ、この内圧の上昇によって、給油ガン（図示せず）からの燃料の過注入を抑制するようにしている。すなわち、本実施形態では、この満タン検知弁５を含む自動給油停止機構が構築されている。
【００１３】
また、この燃料タンク１内には、燃料によって燃料導入口側（すなわち上側貯留部３）と隔離された状態でエアを閉じ込め可能なエア貯留室９を形成してある。具体的には、下側貯留部２を形成する上壁部１ｃから隔壁部１０を垂下させ、この隔壁部１０によって、下方に向けて開放させた袋小路状の領域を形成している。
【００１４】
ただし、本実施形態では、エア貯留室９と燃料タンク１外との連通および遮断を切り替え可能に開閉するエア抜き弁１２を設け、このエア抜き弁１２を動作させることで、エア貯留室９内にエアを溜める状態と、エア貯留室９内に燃料を溜める状態とを切り替えられるようにしている。具体的には、エア貯留室９を形成する上壁部１ｄに、燃料の流出を抑制する公知のカットバルブ６を設けるとともに、このカットバルブ６とキャニスタ（図示せず）に至るエバポライン８との間にエア抜き通路１１を設け、このエア抜き通路１１を開閉する弁として、エア抜き弁１２を設けている。すなわち、エア抜き弁１２を閉じると、エア貯留室９内に燃料蒸気を含むエアを閉じこめ可能な状態となる。一方、エア抜き弁１２を開くと、エア抜き通路１１が開通して、エア貯留室９内に燃料を導入できる状態となる。なお、エア抜き通路１１の入口にはカットバルブ６を設け、エア抜き弁１２を開いても、エア抜き通路１１内に燃料が進入しないようにしてある。
【００１５】
そして、下側貯留部２の上壁部１ｃや上側貯留部３の上壁部１ａにも同様のカットバルブ６を設け、これらカットバルブ６をそれぞれエバポライン８に接続している。よって、燃料タンク１内の気体に関しては、カットバルブ６、エバポライン８、およびエア抜き通路１１を介して、エア貯留室９、下側貯留部２の上部空間（ただしエア貯留室９を除く）、および上側貯留部３の上部空間が、相互に連通されており、これら空間の間でエアや燃料蒸気が相互に往来（流通）可能な状態となっている。さらに、エバポライン８，８とエア抜き通路１１とが合流した部分よりキャニスタ側には、タンク内圧調整弁１３を設け、燃料タンク１内の圧力を適宜に調整できるようにしてある。
【００１６】
なお、エア抜き弁１２は、例えば、制御回路（例えばＥＣＵ等）によって駆動制御されるソレノイドを含む電磁開閉弁として構成することができる。
【００１７】
以上の構成を備える燃料タンク１において、燃料注入時には、エア抜き弁１２は、制御回路によって閉じられる。よって、燃料タンク１内には、図２に示すように、エア貯留室９にエアが閉じこめられた状態で、燃料が満たされることになる。
【００１８】
燃料が液面位置Ｌｆ０まで注入されると、満タン検知弁５が閉じて、燃料タンク１の内圧が上昇し、以て、給油ガンによる燃料の注入が自動的に停止する。
【００１９】
そして、燃料タンク１内への燃料の注入が完了すると、制御回路によって、エア抜き弁１２が開制御される。
【００２０】
ここで、本実施形態では、燃料注入時（直後）の満タン状態における燃料の液面位置Ｌｆ０を、エア貯留室９より上方に設定してある。したがって、エア抜き弁１２を開くと、燃料タンク１内の燃料の液頭差によって、エア貯留室９内に燃料が導入され、燃料タンク１内の液面位置Ｌｆ０は、図３に示すように、Ｌｆ１まで下がる。同時に、エア貯留室９内に存在していたエアは、カットバルブ６を介してエア抜き通路１１内に流出し、その一方で、上側貯留部３上部の空間には、エバポライン８からカットバルブ６を介してエアが導入される。
【００２１】
このとき、液面位置Ｌｆ０とＬｆ１との間の領域の容積Ｖａは、エア貯留室９内の容積Ｖａと等しくなる。したがって、エア貯留室９全体をより確実に燃料で満たすよう、下がった状態での液面位置Ｌｆ１を、エア貯留室９より上方、すなわち、上壁部１ｄ内面の最上端位置より上方に設定しておくのが好適である。
【００２２】
また、隔壁部１０の下端、すなわち、エア貯留室９の下端面までの高さＨは、燃料注入が実施される可能性が低い燃料残量に対応する所定の液面位置（例えば、燃料タンクの満タン容量の３／４時の液面位置等）よりも、高い位置に設定しておくのが好適である。こうすることで、本実施形態による液面低下の前提となる燃料注入時にエア貯留室９が空気で満たされた状態を、より確実に確保できるようになる。
【００２３】
また、エア抜き弁１２は、燃料タンク１内に設けられる液面レベルセンサ（図示せず）の検出結果に基づいて制御することができる。例えば、液面レベルセンサによる検出結果が、燃料タンク１内の液面位置が上記Ｈ以下の閾値高さ（例えば上記Ｈ）と同じかまたはより低い状態に対応する場合には、制御回路によってエア抜き弁１２を閉じ、液面レベルセンサの検出結果が、当該閾値高さより高い状態に対応する場合には、エア抜き弁１２を開くようにすればよい。
【００２４】
以上の本実施形態によれば、燃料タンク１内に、燃料によってフィラーネック７側の上側貯留部３と隔離された状態でエアを閉じこめ可能なエア貯留室９を設けるとともに、エア貯留室９と燃料タンク１外との連通および遮断を切り替え可能に開閉するエア抜き弁１２を設け、燃料注入時にはエア抜き弁１２を閉じて、エア貯留室９内にエアが溜まる状態で燃料タンク１内に燃料を注入させ、燃料注入後にエア抜き弁１２を開いて、当該燃料を液頭差によってエア貯留室９内に導入して、燃料タンク１内の液面位置をＬｆ０からＬｆ１まで下げられるようにしたため、燃料注入時に所定量のエアを閉じこめた状態で燃料を貯留することで、当該燃料注入時（直後）の満タン状態における燃料の液面位置Ｌｆ０を、貯留されたエアの容積Ｖａ分だけ、通常時の満タン状態における液面位置Ｌｆ１より高い位置に設定することができ、したがって、燃料タンク１の形状等に起因して、通常時の満タン状態での液面位置Ｌｆ１に対応して満タン検知弁５等の装置を設置するのが困難である場合にも、当該装置を、燃料注入時の満タン状態での液面位置Ｌｆ０に対応させて、より容易に設置することができるようになる。
【００２５】
（第２実施形態）図４は、本実施形態にかかる燃料貯留装置の概略構成図である。なお、本実施形態にかかる燃料貯留装置は、上記第１実施形態にかかる燃料貯留装置と同様の構成要素を有している。よって、それら同様の構成要素については共通の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２６】
本実施形態では、車体パネルの給油開口部１５を開閉可能に閉塞するフィラーリッド１６の開閉状態を検知するセンサ１７を設け、当該センサ１７によってフィラーリッド１６が開いたことが検出された場合に、エア抜き弁１２Ａを閉じるようにする一方、センサ１７によってフィラーリッド１６が閉じたことが検出された場合には、エア抜き弁１２Ａを開くようにしたものである。すなわち、本実施形態にかかるエア抜き弁１２Ａは、燃料を注入する直前の状態を、フィラーリッド１６の開操作として、また、燃料の注入完了後の状態を、フィラーリッド１６の閉操作として、それぞれ検出するものである。
【００２７】
以上の本実施形態によれば、センサ１７によって、給油作業中であることをより容易にかつより確実に検知することができ、エア抜き弁１２Ａを燃料タンク１内における燃料量に応じたより適切な状態に制御して、上述した液面位置の変動による効果をより確実に得ることができる。
【００２８】
なお、この場合、センサ１７、電源１９、および電磁開閉弁として構成されたエア抜き弁１２Ａを導線１８によって接続して回路を形成し、センサ１７を、この回路を開閉するスイッチとして構成すると、上述したフィラーリッド１６の開閉状態の検知、ならびにその検知結果に応じたエア抜き弁１２の開閉制御を、比較的簡素な構成によって具現化することができる。
【００２９】
（第３実施形態）図５は、本実施形態にかかる燃料貯留装置の概略構成図、図６は、燃料貯留装置に含まれるエア抜き弁の概略構成を示す縦断面図であって、（ａ）は、閉状態、（ｂ）は、開状態を示す図である。なお、本実施形態にかかる燃料貯留装置は、上記第１または第２実施形態にかかる燃料貯留装置と同様の構成要素を有している。よって、それら同様の構成要素については共通の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００３０】
本実施形態では、エア抜き弁１２Ｂを、車両水平状態で作用する重力によって着座する一方、車両の発進時や、停止時、旋回時、車線変更時等に作用する慣性力や、傾斜時に作用する重力によって離座する弁体２５を有し、弁体２５が着座した状態ではエア貯留室９と燃料タンク１外とが遮断される一方、弁体２５が離座した状態では連通されるようにしたものである。このエア抜き弁１２Ｂは、上記第１実施形態で示した燃料貯留装置のエア抜き弁１２に替えて使用することができる。
【００３１】
具体的には、例えば、円筒状の筐体をすり鉢状の弁座部材２２によって区画し、当該すり鉢状の底部に貫通孔を設けてその開口縁を弁座２６とする一方、その弁座２６に着座しかつ外力によって比較的容易に離座可能な弁体２５を、例えば鋼球や樹脂ボール等からなる球体として、すり鉢上に配置する。そして、カットバルブ６側のポート２０をすり鉢の外面側の空間２１と連通させ、さらに、すり鉢上に複数の小孔２３を形成して、空間２１をすり鉢の内面側の空間２４と連通させる。そして、弁座２６を開口縁とする貫通孔は、エバポライン８側のポート２７と連通させる。なお、弁座部材２２は、車両水平状態で、弁座２６が最も下方に位置するようにしておく。
【００３２】
以上の構成により、図６の（ａ）に示す車両水平状態（停止時）では、弁体２５は、作用する重力によってすり鉢状の弁座部材２２の最下部に移動して弁座２６に着座し、これにより、エア抜き弁１２Ｂは閉状態となる。
【００３３】
一方、弁体２５は、図６の（ｂ）に示す車両傾斜状態で作用した重力、ならびに、発進時や、停止時、旋回時、車線変更時等に弁体２５に作用した慣性力によって、当該弁体２５が弁座２６から離座し、この場合、カットバルブ６側のポートが、空間２１および空間２４を経由してエバポライン８側のポート２７と連通し、以て、エア抜き弁１２Ｂは開状態となる。
【００３４】
すなわち、本実施形態にかかるエア抜き弁１２Ｂは、殆どの場合燃料の注入作業が車両が水平姿勢で停止した状態で行われることに着目して、当該車両が水平姿勢で停止した状態では弁体２５を着座させるようにして燃料注入作業時におけるエア抜き弁１２Ｂの閉状態を得るとともに、車両が水平姿勢で停止した状態以外では比較的容易に離座させるようにして、燃料注入作業後におけるエア抜き弁１２Ｂの開状態を得るものである。
【００３５】
以上の本実施形態によれば、エア抜き弁単体を比較的簡素な構成として得ることができる上、専用の電気回路等を設ける必要が無い分、燃料貯留装置全体としての構成も簡素化することができ、ひいては、製造の手間を減らし、製造コストを削減することができる。
【００３６】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態にかかる燃料貯留装置の概略構成図。
【図２】本発明の実施形態にかかる燃料注入時（直後）の燃料貯留装置における燃料の貯留状態を示す図。
【図３】本発明の実施形態にかかる通常時の燃料貯留装置における燃料の貯留状態を示す図。
【図４】本発明の第２実施形態にかかる燃料貯留装置の概略構成図。
【図５】本発明の第３実施形態にかかる燃料貯留装置の概略構成図。
【図６】本発明の第３実施形態にかかる燃料貯留装置に含まれるエア抜き弁の概略構成を示す縦断面図であって、（ａ）は、閉状態、（ｂ）は、開状態を示す図。
【符号の説明】
【００３８】
１  燃料タンク
７  フィラーネック（燃料導入口）
９  エア貯留室
１２，１２Ａ，１２Ｂ  エア抜き弁
１５  給油開口部
１６  フィラーリッド
１７  センサ
２５  弁体
【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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【図６】
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