(57)【要約】      （修正有）【課題】燃料タンクからキャニスターに移動する燃料の蒸発ガスを制御する車両の燃料タンクコントロールバルブを提供する。【解決手段】燃料タンクに連通される第１ポート１とキャニスターに連通される第２ポート３を備えたハウジング５と、ハウジング５内に直線摺動可能に設置され、第１ポート１と第２ポート３との間を遮断、連通させるように設置され、貫通孔７が備えられた圧力バルブスプール９と、圧力バルブスプール９が第１ポート１と第２ポート３との間を遮断する方向に貫通孔７を塞ぎながら圧力バルブスプール９を加圧できるように直線運動するプランジャー１１を備えたソレノイドアクチュエータ１３と、第１ポート１と第２ポート３との間を連通させる方向に圧力バルブスプール９を弾性支持するように設置された圧力スプリング１５と、圧力スプリング１５に対向する方向にプランジャー１１を加圧するように設置されたバランススプリングで構成される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクに連通する第１ポートとキャニスターに連通する第２ポートを備えたハウジングと、
前記ハウジング内に直線摺動可能に設置され、前記第１ポートと第２ポートとの間を遮断したり連通させることができるように設置され、貫通孔が備えられた圧力バルブスプールと、
前記圧力バルブスプールが前記第１ポートと第２ポートとの間を遮断する方向に、前記貫通孔を塞ぎながら前記圧力バルブスプールを加圧できるように直線運動するプランジャーを備えたソレノイドアクチュエータと、
前記第１ポートと第２ポートとの間を連通させる方向に前記圧力バルブスプールを弾性支持するように設置された圧力スプリングと、
前記圧力スプリングに対向する方向に前記プランジャーを加圧するように設置されたバランススプリングと、
を含んで構成されることを特徴とする車両の燃料タンクコントロールバルブ。
【請求項２】
前記ハウジングには、前記第１ポートと第２ポートとの間を遮断している状態の圧力バルブスプールをバイパスして前記第１ポートと第２ポートを連通させるように形成されたバイパス通路が備えられ、
前記バイパス通路には、燃料タンクの圧力が所定の第１基準圧力以上になると前記バイパス通路を開放させるリリーフバルブと、燃料タンクの圧力が所定の第２基準圧力以下になると前記バイパス通路を開放させる真空バルブがさらに備えられること、
を特徴とする請求項１に記載の車両の燃料タンクコントロールバルブ。
【請求項３】
前記圧力バルブスプールの貫通孔は、前記プランジャーが離隔された状態では前記圧力バルブスプールを貫通し、前記第１ポートと第２ポートとの間を連通させることができるように形成されること、
を特徴とする請求項２に記載の車両の燃料タンクコントロールバルブ。
【請求項４】
前記圧力バルブスプールは、前記貫通孔が形成された平板状のスプールボディーと、前記スプールボディーが前記ハウジング内で直線摺動するようにガイドするために前記スプールボディーの縁に前記スプールボディーの平板状に垂直な方向の両側に突出して形成された複数のガイド突起を含んで構成されること、
を特徴とする請求項３に記載の車両の燃料タンクコントロールバルブ。
【請求項５】
前記バランススプリングは、前記ソレノイドアクチュエータの内部で前記プランジャーを前記圧力バルブスプールに向かって、弾性的に支持するように設置されること、
を特徴とする請求項３に記載の車両の燃料タンクコントロールバルブ。
【請求項６】
前記バイパス通路のリリーフバルブと真空バルブは、互いに並列に設置されることを特徴とする請求項３に記載の車両の燃料タンクコントロールバルブ。
【請求項７】
前記ハウジングには、前記バイパス通路を形成する空間にリリーフボディーが挿入され、
前記リリーフボディーには、前記リリーフバルブを構成するリリーフバルブスプールが直線摺動可能に挿入され、
前記第１ポート側から作用する圧力に対抗して、前記リリーフバルブスプールを弾性支持するようにリリーフスプリングが備えられること、
を特徴とする請求項６に記載の車両の燃料タンクコントロールバルブ。
【請求項８】
前記真空バルブは、前記第２ポート側から作用する圧力によって、自主的な変形で前記バイパス通路を連通させるように前記リリーフボディーに設置されること、を特徴とする請求項７に記載の車両の燃料タンクコントロールバルブ。
【請求項９】
前記真空バルブは中央に前記リリーフボディーを貫通して挿入される挿入突起と、前記挿入突起に傘状に一体に連結して、前記リリーフボディーに形成された連通孔を自らの弾性力で塞ぐように形成された弾性板で構成されること、
を特徴とする請求項８に記載の車両の燃料タンクコントロールバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の燃料タンクコントロールバルブに係り、より詳しくは、燃料タンクとキャニスターとの間に設置され、燃料タンクからキャニスターに移動する燃料の蒸発ガスを制御する車両の燃料タンクコントロールバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のキャニスターは燃料タンクに保存された燃料の蒸発ガスを捕集し、エンジンの作動時にエンジンの吸気側に蒸発ガスをパージして燃焼させることによって、燃料の蒸発ガスが大気中に漏れ出すのを防止する装置である。
最近のハイブリッド車両やプラグインハイブリッド車両などの場合には、車両の運行中に電気モーターの駆動比率が従来の一般的な車両に比べ、大きく増加し、蒸発ガスをエンジンにパージできる量が大きく減ることによって、キャニスターの捕集容量が超過し、蒸発ガスが大気中に漏れ出す恐れが大幅に増加する。
【０００３】
したがって、燃料注入時を除いたエンジンオフ時には、燃料タンクからキャニスターに蒸発ガスがロードされることを制限したり防止できるように制御して、エンジンがオンになっている間だけキャニスターに蒸発ガスがロードされるように制限する必要がある。
また、上記のように燃料タンクからキャニスターに蒸発ガスがロードされることを制限する場合、燃料タンクが密閉されて過度に圧力が上昇したり負圧が発生するため、このような圧力を適切に解消できる対策が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０２４５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような必要性によりなされた本発明の目的は、燃料タンクからキャニスターに連結する蒸発ガスのロード管路を必要に応じて能動的に適切に制御できるようにし、燃料タンク内部に圧力が過度に高く形成されたり低く形成されることを防止できるようにした車両の燃料タンクコントロールバルブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の車両の燃料タンクコントロールバルブは、燃料タンクに連通される第１ポートとキャニスターに連通される第２ポートを備えたハウジングとハウジング内に直線摺動可能に設置され、第１ポートと第２ポートとの間を遮断したり連通させることができるように設置され、貫通孔が備えられた圧力バルブスプールと圧力バルブスプールが第１ポートと第２ポートとの間を遮断するようにする方向に、貫通孔を塞ぎながら圧力バルブスプールを加圧できるように直線運動するプランジャーを備えたソレノイドアクチュエータと第１ポートと第２ポートとの間を連通させる方向に圧力バルブスプールを弾性支持するように設置された圧力スプリングと圧力スプリングに対向する方向にプランジャーを加圧するように設置されたバランススプリングと、を含んで構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、エンジンがオフになった状態では燃料タンクからキャニスターに蒸発ガスがロードされるのを防止できるようにし、エンジンがオンになった状態では燃料タンクからキャニスターに蒸発ガスがロードされるようにしつつ、注油時などの場合には、エンジンがたとえオフなっていても燃料タンクからキャニスターに蒸発ガスがロードできるようにするなど、燃料タンクからキャニスターに連結する蒸発ガスのロード管路を必要に応じて能動的に適切に制御できるようにして、燃料タンク内部に圧力が過度に高く形成されたり低く形成されることを防止できるようにして、燃料タンクを保護することはもちろん、燃料の蒸発ガスが大気中に漏れ出すのを防止し、環境汚染を最小化して各種法規を満足できるようにする効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の車両の燃料タンクコントロールバルブの外観を示した図である。
【図２】図１のII−II線の断面図である。
【図３】図１のIII−III線の断面図である。
【図４】図３と比較して、コントロールバルブの１段階オープン状態を説明した図である。
【図５】図３と図４と比較して、コントロールバルブの２段階オープン状態を説明した図である。
【図６】正常な状態のリリーフバルブと真空バルブを示した図である。
【図７】図６の状態を他の視角から示した断面図である。
【図８】燃料タンクの圧力が過度に高い状態でリリーフバルブの作動を説明した図である。
【図９】図８の状態を他の視角から示した断面図である。
【図１０】燃料タンクの圧力が過度に低い状態で真空バルブの作動を説明した図である。
【図１１】図１０の状態を他の視角から示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１〜図３に示す通り、本発明の実施形態は、燃料タンクに連通する第１ポート１とキャニスターに連通する第２ポート３を備えたハウジング５と、ハウジング５内に直線摺動可能に設置され、第１ポート１と第２ポート３との間を遮断したり連通させ得るように設置され、貫通孔７が備えられた圧力バルブスプール９と、圧力バルブスプール９が第１ポート１と第２ポート３との間を遮断するようにする方向に、貫通孔７を塞ぎながら圧力バルブスプール９を加圧できるように直線運動するプランジャー１１を備えたソレノイドアクチュエータ１３と、第１ポート１と第２ポート３との間を連通させる方向に圧力バルブスプール９を弾性支持するように設置された圧力スプリング１５と、圧力スプリング１５に対向する方向にプランジャー１１を加圧するように設置されたバランススプリング１７とを含んで構成される。
【００１０】
すなわち、圧力バルブスプール９は図面上、上下方向に直線摺動可能にハウジング５内に装着され、その下側は圧力スプリング１５によって弾性的に支持されており、上側はプランジャー１１が貫通孔７を塞ぎながら加圧できるようになっている。プランジャー１１はバランススプリング１７を通じて圧力バルブスプール９を下側に加圧するように弾性的に支持されており、ソレノイドアクチュエータ１３に加えられる電気力によってプランジャー１１がバランススプリング１７を圧縮させながら上昇する分だけ、圧力バルブスプール９が上昇し、第１ポート１と第２ポート３との間を完全に連通させる状態と完全に密閉する状態を転換できるだけでなく、その間の状態を連続的に形成することによって、その開放面積をリニア的に可変して制御できるようになっている。
【００１１】
上記のように第１ポート１と第２ポート３との間の開放面積をソレノイドアクチュエータ１３に提供される電気力の変化に応じてリニア的に可変して制御できるようにすることによって、燃料タンクの圧力に応じて精密に燃料タンクの圧力および燃料タンクからキャニスターに作用する蒸発ガスの圧力を制御することができる。
また、ハウジング５には第１ポート１と第２ポート３との間を遮断している状態の圧力バルブスプール９をバイパスして第１ポート１と第２ポート３を連通させることができるように形成されたバイパス通路１９が備えられる。バイパス通路１９には燃料タンクの圧力が所定の第１基準圧力以上になるとバイパス通路１９を開放させるリリーフバルブ２１と、燃料タンクの圧力が所定の第２基準圧力以下になるとバイパス通路１９を開放させる真空バルブ２３がさらに備えられる。
【００１２】
すなわち、圧力バルブスプール９およびプランジャー１１によって第１ポート１と第２ポート３が完全に遮断されれば、燃料タンクは実質的に完全に密閉された状態になる。従って、燃料タンクの内部圧力が過度に高くなる場合や過度に低くなる場合には、これを適切に解消させ安全性を確保するために、リリーフバルブ２１と真空バルブ２３を備えている。
リリーフバルブ２１は、第１基準圧力、例えば３５ＫＰａ程度の圧力が第１ポート１から作用すると、バイパス通路１９を開放して、燃料タンクの内部圧力をキャニスター側に解消できるようにする。真空バルブ２３は第２基準圧力、例えば−１５ＫＰａ程度の圧力が第１ポート１の側に作用すると、バイパス通路１９を開放して、燃料タンクの負圧を解消させる。
【００１３】
圧力バルブスプール９の貫通孔７は、プランジャー１１が離隔された状態では圧力バルブスプール９を貫通して、第１ポート１と第２ポート３との間を連通させるように形成される。
圧力バルブスプール９は、貫通孔７が形成された平板状のスプールボディー２５と、スプールボディー２５がハウジング５内で直線摺動するようにガイドするためにスプールボディー２５の縁にスプールボディー２５の平板状に垂直な方向の両側に突出して形成された複数のガイド突起２７を含んで構成される。
本実施形態でバランススプリング１７は、ソレノイドアクチュエータ１３の内部でプランジャー１１を圧力バルブスプール９に向かって弾性的に支持するように設置された構造であるが、これとは異なりソレノイドアクチュエータ１３の外部でプランジャー１１を支持するように設置することもできる。
【００１４】
バイパス通路１９のリリーフバルブ２１と真空バルブ２３は互いに並列に設置される。
すなわち、ハウジング５には、バイパス通路１９を形成する空間にリリーフボディー２９が挿入され、リリーフボディー２９にリリーフバルブ２１および真空バルブ２３が並んで構成される。
リリーフボディー２９には、リリーフバルブ２１を構成するリリーフバルブ２１のスプールが直線摺動可能に挿入され、第１ポート１側から作用する圧力に対抗して、リリーフバルブスプール３１を弾性支持するようにリリーフスプリング３３が備えられる。
【００１５】
また、真空バルブ２３は、第２ポート３側から作用する圧力によって、自主的な変形でバイパス通路１９を連通させるようにリリーフボディー２９に設置される。
真空バルブ２３は、中央にリリーフボディー２９を貫通して挿入される挿入突起３５と、挿入突起３５に傘状に一体に連結され、リリーフボディー２９に形成された連通孔３７を自らの弾性力で塞ぐように形成された弾性板３９で構成される。すなわち、図示の通り、挿入突起３５と弾性板３９が一体に傘状に連結されたゴム部品で構成される。
【００１６】
以下、本発明の車両の燃料タンクコントロールバルブの作用について説明する。
まず、図３〜図６に示す圧力バルブスプール９およびプランジャー１１による第１ポート１と第２ポート３との間の開閉作用について説明する。図３の状態は圧力バルブスプール９がプランジャー１１によって下側に加圧され、貫通孔７も塞がっているので第１ポート１と第２ポート３が完全に遮断された状態である。  通常、エンジンがオフになった状態ではこのような状態を維持することによって、燃料タンクからの蒸発ガスがキャニスターにロードされないようにする。
もちろん、このような状態で燃料タンクの圧力が第１基準圧力以上に上がれば、リリーフバルブ２１が自ずから開放され、燃料タンクの圧力を解消する。
【００１７】
図３のような状態からコントロールバルブがオープンされる１段階は図４に示す通りである。
すなわち、ソレノイドアクチュエータ１３に電気力を供給して、プランジャー１１がバランススプリング１７を圧縮させながら上昇すると、その上昇初期には燃料タンクからの圧力によって、圧力バルブスプール９が即時にプランジャー１１について上昇できずに留まり、貫通孔７を通してのみ第１ポート１と第２ポート３との間が連通する瞬間が形成される。
これは、突然燃料タンクの圧力が解消される場合に燃料タンク内に設置された各種バルブ類の誤作動などを防止して騒音および振動の発生を防止するためのものである。上記のような１次オープン動作によって、例えば燃料タンクの圧力は３５ＫＰａから約１ＫＰａ水準に圧力が先に解消される。
【００１８】
その後、上記のような燃料タンク側の第１ポート１とキャニスター側の第２ポート３との間の圧力差が解消されることによって、圧力バルブスプール９は圧力スプリング１５の弾性力によりプランジャー１１について上側に移動し、第１ポート１と第２ポート３との間を完全に開放できる。
もちろん、上記のような圧力バルブスプール９の移動ストロークは、ソレノイドアクチュエータ１３に加えられる電気力によって調節され、上述したように圧力バルブスプール９が第１ポート１と第２ポート３との間の通路を開放する面積を任意に調節できるようにすることによって、より精密な圧力制御が可能になる。
【００１９】
図６〜図１１は、上記のような圧力バルブスプール９の開放がない状態で、燃料タンク内部に過度な圧力が形成されたり過度な負圧が形成される場合、これを自ずから解消させることによって、燃料タンクの安全性を確保する作用を比較したものである。
図６と図７は、燃料タンク内部の圧力が第２基準圧力超過第１基準圧力未満の場合、すなわち正常と認められる圧力範囲内にある場合であり、バイパス通路１９はリリーフバルブ２１と真空バルブ２３によって遮断された状態である。
図８と図９は、燃料タンクの内部圧力が第１基準圧力以上に上昇した場合である。第１ポート１側から提供された圧力がリリーフバルブスプール３１に作用して、リリーフバルブスプール３１がリリーフスプリング３３を圧縮させながら移動し、バイパス通路１９を連通させることによって、燃料タンクをキャニスターに連通させ燃料タンクの過度な圧力を解消する。圧力が解消されると、自動的にリリーフスプリング３３の弾性力でリリーフバルブスプール３１が原位置になり、バイパス通路１９が遮断される。
【００２０】
図１０と図１１は、燃料タンクの内部圧力が第２基準圧力未満に下がり、深刻な負圧を形成する場合である。真空バルブ２３の弾性板３９が自主的に変形され、リリーフボディー２９に形成された連通孔３７を開放して、結果的にバイパス通路１９を連通させることによって、燃料タンク内部の負圧を解消する。
【符号の説明】
【００２１】
１  ・・・第１ポート
３  ・・・第２ポート
５  ・・・ハウジング
７  ・・・貫通孔
９  ・・・圧力バルブスプール
１１  ・・・プランジャー
１３  ・・・ソレノイドアクチュエータ
１５  ・・・圧力スプリング
１７  ・・・バランススプリング
１９  ・・・バイパス通路
２１  ・・・リリーフバルブ
２３  ・・・真空バルブ
２５  ・・・スプールボディー
２７  ・・・ガイド突起
２９  ・・・リリーフボディー
３１  ・・・リリーフバルブスプール
３３  ・・・リリーフスプリング
３５  ・・・挿入突起
３７  ・・・連通孔
３９  ・・・弾性板
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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