(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクと、
燃料蒸気を吸着するキャニスタと、
該燃料タンクに一端が連結し他端に開口部を有するフィラーパイプと、
該フィラーパイプの前記開口部近傍に開閉可能に配設されて前記開口部からの給油ガンの挿入によって開くシャッターと、
前記燃料タンクに一端が開口して燃料タンクとキャニスタと連結するエアベント回路と、
前記燃料タンクの上面内側で内部にフロートを有し、燃料給油時に燃料液面とともに上昇する前記フロートによって前記エアベント回路の開口を閉鎖して満タン規制する満タン規制バルブと、
前記エアベント回路に設けられて燃料給油時に燃料タンク内の圧力増加により開放するエアベント回路切換バルブと、
前記燃料タンクとキャニスタとを連結するエアブリーザ回路と、
該エアブリーザ回路に設けられ前記シャッターの開閉に連動し、前記シャッターの開時に閉じシャッターの閉時に開くエアブリーザ回路切換バルブとを備え、
燃料給油時は燃料タンク内の圧力増加により前記エアベント回路切換バルブが開放し前記エアベント回路を通して燃料タンクとキャニスタとを連通すると共に、燃料給油時以外は前記エアブリーザ回路切換バルブが開放しエアブリーザ回路を通して燃料タンクとキャニスタとを連通することを特徴とする燃料蒸気排出防止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、燃料給油時に発生する燃料蒸気の大気への排出を防止する燃料蒸気排出防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車などの燃料タンクには燃料タンク上方からエバポパイプを介してキャニスタに連結し、さらにキャニスタとインテークマニホールドをパージパイプを介して連結する燃料蒸気排出防止装置を設けている。そして燃料タンク内で発生した燃料蒸気は燃料タンクからエバポパイプを介してキャニスタに吸着し、パージパイプを介してエンジンに供給して燃焼させる。また燃料タンクには、燃料給油のためのフィラーパイプを設け、このフィラーパイプ上方と燃料タンク上方とを連結するベントパイプを設け、燃料給油時には燃料タンク内の圧力をベントパイプを通って大気へ逃がすことで燃料を満タンにすることができる。従って、燃料給油時にはキャニスタが燃料蒸気を吸着できず、ベントパイプを介して大量に大気へ排出されるため、大気汚染が問題視されている。
【０００３】
そこで特開平２−１１９６６７号公報に記載の従来の燃料蒸気排出防止装置では図６に示すように燃料タンク１とエンジン吸気系４とを連結するエバポパイプ６と、そのエバポパイプ６の途中に設けられたキャニスタ３と、燃料タンク１上面とフィラーパイプ２上方とを連結するベントパイプ５を分岐してオンボードキャニスタ３ａに連結するキャニスタパイプ７とを設けている。このキャニスタパイプ５の途中には通常、燃料蒸気がエバポパイプ６を介してキャニスタ３に吸着されるように常時閉塞し、燃料給油時のみ開放する電磁バルブ７ａと、燃料給油時のみ作動するポンプ７ｂとを設けている。そしてフィラーパイプ２上端近傍に設けたスイッチなどの検出装置８が給油ガンを挿入して給油するのを検出すると、電磁バルブ７ａを開放し、ポンプ７ｂを始動して燃料タンク１内で発生し、ベントパイプ５を通って大気へ排出されようとする燃料蒸気をキャニスタパイプ７側に吸入し、オンボードキャニスタ３ａで吸着する。従って燃料給油時に燃料蒸気を大気へ排出することがない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した従来の燃料蒸気排出防止装置においては、燃料給油時にベントパイプを介して大気に排出される燃料蒸気をポンプにてオンボードキャニスタに吸入するが、依然ベントパイプがフィラーパイプに連結されるため、ポンプにて吸入できない燃料蒸気がベントパイプからフィラーパイプを介して大気に排出される虞があるという問題がある。
【０００５】
そこで本発明は上記した従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、ベントパイプとフィラーパイプとを連結せず、燃料給油時には、燃料タンク内で発生したすべての燃料蒸気をエアベント回路を介してキャニスタに吸着することで燃料蒸気の大気への排出を防止することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成する本発明の燃料蒸気排出防止装置は、燃料タンクと、燃料蒸気を吸着するキャニスタと、該燃料タンクに一端が連結し他端に開口部を有するフィラーパイプと、該フィラーパイプの前記開口部近傍に開閉可能に配設されて前記開口部からの給油ガンの挿入によって開くシャッターと、前記燃料タンクに一端が開口して燃料タンクとキャニスタと連結するエアベント回路と、前記燃料タンクの上面内側で内部にフロートを有し、燃料給油時に燃料液面とともに上昇する前記フロートによって前記エアベント回路の開口を閉鎖して満タン規制する満タン規制バルブと、前記エアベント回路に設けられて燃料給油時に燃料タンク内の圧力増加により開放するエアベント回路切換バルブと、前記燃料タンクとキャニスタとを連結するエアブリーザ回路と、該エアブリーザ回路に設けられ前記シャッターの開閉に連動し、前記シャッターの開時に閉じシャッターの閉時に開くエアブリーザ回路切換バルブとを備え、燃料給油時は燃料タンク内の圧力増加により前記エアベント回路切換バルブが開放し前記エアベント回路を通して燃料タンクとキャニスタとを連通すると共に、燃料給油時以外は前記エアブリーザ回路切換バルブが開放しエアブリーザ回路を通して燃料タンクとキャニスタとを連通することを特徴とする。
【０００８】
【作用】
本発明の燃料蒸気排出防止装置によると、燃料給油時に給油ガンをフィラーパイプに挿入すると給油ガンの先端によりシャッターを開口し、このシャッターの開口に連動してエアブレーザ回路切換バルブを閉塞する。そして燃料タンクに対し給油を開始すると燃料タンク内の燃料液面の上昇に伴い、燃料タンク内の圧力が高くなる。従って、燃料タンク内の圧力増加によりエアベント回路切換バルブを開放し、燃料タンク内の燃料蒸気がエアベント回路を通ってキャニスタに吸着去れるため、大気への排出を防止することができる。
【００１０】
【実施例】
図面は本発明の一実施例を示すものであり、図１は第１実施例の燃料蒸気排出防止装置の全体構成図、図２は給油ガンを挿入した状態のフィラーパイプ上方の拡大図、図３はエアベント回路切換バルブの拡大図、図４は第２実施例の燃料蒸気排出防止装置の全体構成図、図５は切換バルブを示すものであり、（ａ）は燃料給油以外の状態を示す説明図、（ｂ）は燃料給油状態を示す説明図をそれぞれ示す。
【００１１】
まず、燃料タンク全体の概要について説明する。
【００１２】
図１において、１０は燃料タンクであり、この燃料タンク１０の上方には燃料を給油するためのフィラーパイプ２０を連結して設けている。このフィラーパイプ２０の上端には、フィラーパイプ２０の開口部を閉塞するためのフィラーキャップ２１を螺着して設けている。また、このフィラーキャップ２１をフィラーパイプ２０より外して図２に示すように給油ガンＧを挿入したときにフィラーパイプ２０内面にフィラーパイプ２０より径を小さくして先細り形状とし、先端に開口を設け、先細り形状の部分で給油ガンＧを開口に案内し、その開口で給油ガンＧ先端を支持することができるリストリクタ２２を固着して設けている。さらに、このリストリクタ２２の開口を板バネなどの付勢、または自重により常に閉塞し、給油ガンＧ先端に押されると開口するようフィラーパイプ２０内側にヒンジ結合されたシャッター２３を設けている。そしてフィラーパイプ２０の下方には、リキッドシール機能を持たせるためにフィラーパイプ２０を屈曲して形成すると共に燃料給油時に燃料タンク１０内が高圧となり、液化燃料が燃料タンク１０からフィラーパイプ２０へ吹き返さないように燃料タンク１０とフィラーパイプ２０との連結箇所に吹返し防止弁２４を設けている。
【００１３】
３０は燃料蒸気を吸着するためのキャニスタであり、このキャニスタ３０には、燃料蒸気の排出口３１、吸入口３２および大気の吸排口３３を形成し、排出口３１はエンジンのインテークマニホールド４０のスロットル弁の下流位置とパージ回路５０を介して連結し、パージ回路５０の途中にはエンジンの運転条件や燃料タンク１０内の圧力状態により開放するデューティソレノイドバルブよりなるパージ制御弁５１が介在している。そして、このパージ制御弁５１が開放するとインテークマニホールド負圧によりキャニスタ３０内の燃料蒸気がパージ回路５０に吸入されてエンジンで燃焼される。またキャニスタ３０の吸入口３２には燃料タンク１０上面と連結し、燃料給油時に燃料タンク１０内で発生する燃料蒸気をキャニスタ３０で吸着するためのエアベント回路７０と、燃料給油時以外に燃料タンク１０内で発生する燃料蒸気をキャニスタ３０で吸着するためのエアブリーザ回路６０とを連結してなる。
【００１４】
エアブリーザ回路６０は、燃料タンク１０上面で、かつ車幅方向２箇所に連結している。このエアブリーザ回路６０の燃料タンク１０との連結箇所で、かつ燃料タンク１０内側には燃料液面と共に上下移動してエアブリーザ回路６０の開口を閉塞するフロートを内部に有するフューエルカットオフバルブ６１，６１を設けることで、コーナリング時などの燃料タンク１０の傾き時に液化燃料がキャニスタ３０に流出することを防止する。また、このエアブリーザ回路６０にはフューエルカットオフバルブ６１，６１の下流側にそれぞれ設けた燃料タンク側パイプ６２を合流させてフィラーパイプ２０の上方外周でシャッター２３の開閉に連動してバルブ６３ａが開閉するエアブリーザ回路切換バルブ６３を設けている。このエアブリーザ回路切換バルブ６３は常時開放されており、燃料タンク１０内で発生した燃料蒸気をキャニスタ３０で吸着し、燃料給油時はシャッター２３に押し上げられて閉塞し、燃料タンク１０内の圧力がエアブリーザ回路６０を通って逃げることを防止するため、満タン規制を確実に行うことができる。また、このエアブリーザ回路切換バルブ６３の下流側には、エンジンの運転条件や燃料タンク１０内が熱膨張等により高圧になったことを検出してパージ回路５０のパージ制御弁５１を開放することでインテークマニホールド負圧によりキャニスタ３０内の圧力が燃料タンク１０内の圧力より低下すると燃料タンク１０からキャニスタ３０へ開放し、燃料液面の低下等により燃料タンク１０内の圧力がキャニスタ３０内の圧力より低下するとキャニスタ３０から燃料タンク１０へ開放することで燃料タンク１０内を一定の圧力に保つ双方向性の低圧２ウェイバルブよりなる圧力制御弁６４を設ける。この圧力制御弁６４の下流側には車両がロールオーバしたときに液化燃料が燃料タンク１０よりキャニスタ３０側に流出することを防止するためのロールオーババルブ６５を設けており、このロールオーババルブ６５の下流側をキャニスタ３０に連結する。
【００１５】
次に、エアベント回路７０は、燃料タンク１０上面に連結され、このエアベント回路７０の燃料タンク１０との連結箇所で、かつ燃料タンク１０内側には燃料給油時に燃料液面と同様に上昇し、燃料満タン時にエアベント回路７０の開口を閉塞するフロートを内部に有する満タン規制バルブ７１を設けている。また、このエアベント回路７０には満タン規制バルブ７１とキャニスタ３０との間に図３に示すように、ダイヤフラム７２ａにより上室７２ｂと下室７２ｃとに区切られ、上室７２ｂには常に下室７２ｃ側に付勢するスプリング７２ｄと、フィラーパイプ２０の上方に連結したフィラーパイプ側パイプ７３とを設け、下室７２ｃには満タン規制バルブ７１と連結し、上端開口部を常にダイヤフラム７２ａにより閉塞された燃料タンク側パイプ７４と、一端をキャニスタ３０と連結し、他端の開口部を常にダイヤフラム７２ａにより閉塞されたキャニスタ側パイプ７５とからなるエアベント切換バルブ７２を設けている。このエアベント回路切換バルブ７２の下流側はキャニスタ側パイプ７５に連結し、キャニスタ３０に連結されている。
【００１６】
以上のような構成により、燃料給油中に燃料タンク１０内で発生した燃料蒸気はフィラーパイプ２０下方のリキッドシール機能により燃料タンク１０からフィラーパイプ２０へ排出することを防止している。また、給油ガンＧをフィラーパイプ２０に挿入するとリストリクタ２２により開口まで案内された給油ガンＧ先端によりシャッター２３が開口し、このシャッター２３の開口に連動してエアブリーザ回路切換バルブ６３を閉塞する。従って、燃料給油中の燃料タンク１０内の圧力がエアブリーザ回路６０を通って逃げることを防止するため満タン規制を確実に行うことができる。燃料タンク１０に対し燃料給油を開始すると燃料タンク１０内の燃料液面が上昇するに伴い、燃料タンク１０内の圧力が高くなり、エアベント回路切換バルブ７２の下室７２ｃの圧力も高くなる。しかし、エアベント回路切換バルブ７２の上室７２ｂはフィラーパイプ２０と連通するため、ほぼ大気圧であり、上室７２ｂと下室７２ｃとの圧力差が生じてダイヤフラム７２ａをスプリング付勢力に抗して押し上げてエアベント回路切換バルブ７２を開放する。そして燃料蒸気はエアベント回路を通ってキャニスタに吸着される（図１のの黒塗り矢印で示す）。
【００１７】
燃料給油時以外の場合は、エンジンの運転条件や燃料タンク１０内の圧力状態により、パージ回路５０のパージ制御弁５１を開放する。そしてインテークマニホールド負圧によりキャニスタ３０内の圧力が燃料タンク１０内より低下すると、圧力制御弁６４が燃料タンク１０からキャニスタ３０へ開放する。従って、熱膨張等で高圧となっている燃料タンク１０内で発生した燃料蒸気はエアブリーザ回路６０のフィーエルカットオフバルブ６１、燃料タンク側パイプ６２、エアブリーザ回路切換バルブ６３、圧力制御弁６４、ロールオーババルブ６５を介してキャニスタ３０に吸着される（図１の白抜き矢印で示す）。また燃料液面の低下等で燃料タンク１０内の圧力がキャニスタ３０より低下すると圧力制御弁６４がキャニスタ３０から燃料タンク１０へ開放し、燃料タンク１０内の負圧により大気をキャニスタ３０の大気吸排口３３より吸入する。従って燃料タンク１０内に大気を供給することで燃料タンク１０内を一定の圧力に保つことができる。
【００１８】
次に図４，５に示す本発明の第２の実施例を説明する。
【００１９】
第２の実施例において、燃料タンク１０と、燃料タンク１０上方に連結され、上方にシール部材２２とシャッター２３とを設け、下方に屈曲してリキッドシール機能を持たせると共に吹き返し防止弁２４を設けたフィラーパイプ２０と、燃料蒸気の排出口３１、吸入口３２及び大気の吸排口３３を有するキャニスタ３０と、このキャニスタ３０の燃料蒸気の排出口３１からエンジンのインテークマニホールド４０と連結するパージ回路５０と、そのパージ回路５０の途中に所定の条件により開閉するパージ制御弁５１とからなる構成は第１の実施例と同一の構成であるから同一符号を付して説明を省略する。
【００２０】
キャニスタ３０の燃料蒸気の吸入口３２は、キャニスタ側パイプ８０を介してフィラーパイプ２０上方の外周に設けられた３ポート２位置弁よりなり、エアブリーザ回路６０とエアベント回路７０とを切換えて、キャニスタ側パイプ８０と連通する切換バルブ９０と連結する。この切換バルブ９０は第１弁室９１、第２弁室９２、第３弁室９３よりなりそれぞれにエアブリーザ回路６０、エアベント回路７０、キャニスタ側パイプ８０を連結してなる。そしてエアベント回路７０を連結する第１弁室９１とキャニスタ側パイプ８０を連結する第３弁室９３とを仕切る第１隔壁９４には第１弁室９１と第３弁室９３を連通するための第１の孔９５と、常にスプリングなどで付勢されて第１の孔９４を閉塞する弁体９６と、この弁体９６と一体に形成され、フィラーパイプ２０内に設けられたシャッター２３に連動して開閉するように第１の孔９５とフィラーパイプ２０とを貫通する弁体９６の案内部９７とを設けている。さらにエアブリーザ回路６０を連結する第２弁室９２と第１弁室９１、第３弁室９３とを仕切る第２隔壁９８にはシャッター２３の開口に連動して移動する弁体９６が当接する位置に第２弁室９２と第３弁室９３とを連通する第２の孔９９を設けている。
【００２１】
切換バルブ９０の第２弁室９２に連結するエアブリーザ回路６０は、燃料タンク１０上面で、かつ車幅方向２箇所に連結している。このエアブリーザ回路６０の燃料タンク１０との連結箇所で、かつ燃料タンク１０内側には燃料液面により上下移動してエアブリーザ回路６０の開口を閉塞するフロートを内部に有するフューエルカットオフバルブ６１，６１を設けることで、コーナリング時などの燃料タンク１０の傾き時に液化燃料がキャニスタ３０に流出することを防止する。また、このフューエルカットオフバルブ６１，６１の下流側にはそれぞれ燃料タンク側パイプ６２を合流させた後、エンジンの運転条件や燃料タンク１０内が熱膨張等により高圧になったことを検出してパージ回路５０のパージ制御弁５１を開放することでインテークマニホールド負圧によりキャニスタ３０内の圧力が燃料タンク１０内の圧力より低下すると燃料タンク１０からキャニスタ３０へ開放し、燃料液面の低下等により燃料タンク１０内の圧力がキャニスタ３０内の圧力より低下したときにキャニスタ３０から燃料タンク１０へ開放することで燃料タンク１０内を一定の圧力に保つ双方向性の低圧２ウェイバルブよりなる圧力制御弁６４を設ける。この圧力制御弁６４の下流側には車両がロールオーバしたときに液化燃料が燃料タンク１０よりキャニスタ３０側に流出することを防止するためのロールオーババルブ６５を設けており、このロールオーババルブ６５の下流側を切換バルブ９０の第２弁室９２に連結する。
【００２２】
次に、切換バルブ９０の第１弁室９１に連結するエアベント回路７０は、燃料タンク１０上面に連結され、このエアベント回路７０の燃料タンク１０との連結箇所で、かつ燃料タンク１０内側には燃料給油時に燃料液面と同様に上昇し、燃料満タン時にエアベント回路７０の開口を閉塞するフロートを内部に有する満タン規制バルブ７１を設けている。
【００２３】
以上のような構成により、燃料給油中に燃料タンク１０内で発生した燃料蒸気はフィラーパイプ２０下方のリキッドシール機能により燃料タンク１０からフィラーパイプ２０へ排出することを防止している。また、給油ガンＧをフィラーパイプ２０に挿入するとリストリクタ２２により開口まで案内されて給油ガンＧ先端によりシャッター２３が開口し、このシャッター２３の開口に連動して切換バルブ９０の案内部９７が押されて弁体９６が移動し、第２の孔９９を閉塞するため第１弁室９１と第３弁室９３とを連通する。従って燃料タンク１０に対し給油を開始すると燃料タンク１０内の燃料液面が上昇するに伴い燃料タンク１０内の圧力が高くなり、燃料タンク１０内で発生した燃料蒸気は満タン規制バルブ７１、エアベント回路７０、切換バルブ９０の第１弁室９１、第３弁室９３、キャニスタ側パイプ８０を通ってキャニスタ３０に吸着される（図４の黒塗り矢印で示す）。
【００２４】
燃料給油時以外の場合、切換バルブ９０は第１の孔９５を閉塞するよう弁体９６を付勢するため第２弁室９２と第３弁室９３とが連通する。そしてエンジンの運転条件や燃料タンク１０内の圧力状態により、パージ回路５０のパージ制御弁５１を開放するとインテークマニホールド負圧によりキャニスタ３０内の圧力が燃料タンク１０より低下し、圧力制御弁６４を燃料タンク１０からキャニスタ３０へ開放する。従って、熱膨張等で高圧となっていた燃料タンク１０内で発生した燃料蒸気はエアブリーザ回路６０のフィーエルカットオフバルブ６１、燃料タンク側パイプ６２、圧力制御弁６４、ロールオーババルブ６５、切換バルブ９０の第２弁室９２、第３弁室９３、キャニスタ側パイプ８０を介してキャニスタに吸着される（図４の白抜き矢印で示す）。また燃料液面の低下等で燃料タンク１０内の圧力がキャニスタ３０より低下すると圧力制御弁６４がキャニスタ３０から燃料タンク１０へ開放し、燃料タンク１０内の負圧により大気をキャニスタ３０の大気吸排口３３より吸入する。従って、燃料タンク１０内に大気を供給することで燃料タンク１０内を一定の圧力に保つことができる。
【００２５】
さらに、第１の実施例のように、エアベント回路切換バルブ７２とエアブリーザ回路切換バルブ６３とを設けず、それらの機能を切換バルブ９０のみで行うため部品点数や取付け工数の削減が可能となり、車載レイアウトにおいて有利である。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように本発明の第１の燃料蒸気排出防止装置は、燃料給油時に給油ガンをフィラーパイプに挿入すると給油ガン先端によりシャッターを開口し、このシャッターに連動してエアブリーザ回路切換バルブを閉塞することで、燃料タンクに対し給油を開始すると燃料タンク内の燃料液面の上昇に伴い、燃料タンク内の圧力が高くなり、エアベント回路切換バルブの下室の圧力も高圧となる。エアベント回路切換バルブの上室は、フィラーパイプと連通するため、ほぼ大気圧であり、上室と下室との圧力差が生じてダイヤフラムをスプリング付勢力に抗して押し上げてエアベント回路切換バルブを開放する。従って燃料蒸気は、エアベント回路を通ってキャニスタに吸着されるため、大気への排出を防止することができる。
【００２７】
本発明の第２の燃料蒸気排出防止装置は、燃料給油時に給油ガンをフィラーパイプに挿入すると給油ガン先端によりシャッターが開口し、このシャッターの開口に連動して切換バルブの案内部が押されて弁体が移動し、第２の孔を閉塞するため第１弁室と第３弁室とを連通する。従って燃料タンクに対し給油を開始すると燃料タンク内の燃料液面が上昇するに伴い燃料タンク内の圧力が高くなり、燃料タンク内で発生した燃料蒸気は満タン規制バルブ、エアベント回路、切換バルブの第１弁室、第３弁室、キャニスタ側パイプを通ってキャニスタに吸着されるため、大気への排出を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示すもので、燃料蒸気排出防止装置の全体構成図である。
【図２】本発明の第１の実施例を示すもので、フィラーパイプに給油ガンを挿入した状態の拡大図である。
【図３】本発明の第１の実施例を示すもので、エアベント回路切換バルブの拡大図である。
【図４】本発明の第２の実施例を示すもので、燃料蒸気排出防止装置の全体構成図である。
【図５】本発明の第２の実施例の切換バルブを示すものであり、（ａ）はフィラーキャップを螺着した状態を示す説明図、（ｂ）は給油のため、給油ガンを挿入した状態を示す説明図である。
【図６】従来の技術を示す構成図である。
【符号の説明】
１０  燃料タンク
２０  フィラーパイプ
２３  シャッター
３０  キャニスタ
５０  パージ回路
６０  エアブリーザ回路
６３  エアブリーザ回路切換バルブ
６４  圧力制御弁
７０  エアベント回路
７１  満タン規制バルブ
７２  エアベント回路切換バルブ
８０  キャニスタ側パイプ
９０  切換バルブ
【図１】
0003739434.tif 000002
【図２】
0003739434.tif 000003
【図３】
0003739434.tif 000004
【図４】
0003739434.tif 000005
【図５】
0003739434.tif 000006
【図６】
0003739434.tif 000007