JP2000234573A

JP2000234573A - 燃料タンク

Info

Publication number: JP2000234573A
Application number: JP3458699A
Authority: JP
Inventors: Naoya Kato; 直也加藤; Hisayoshi Ota; 久喜太田; Hideaki Itakura; 秀明板倉; Noriyasu Amano; 典保天野; Tokio Kohama; 時男小浜; Yoshihiko Hyodo; 義彦兵道; Toshimi Murai; 俊水村井
Original assignee: Nippon Soken Inc; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Soken Inc
Priority date: 1999-02-12
Filing date: 1999-02-12
Publication date: 2000-08-29
Anticipated expiration: 2019-02-12
Also published as: JP3544881B2

Abstract

(57)【要約】【課題】燃料タンクからチャコールキャニスタへ流れ
る燃料蒸気の量を減少させて、キャニスタを小型化、低
コスト化する。【解決手段】燃料タンク１内に仕切板３１によって小
容量の副室４１を形成して、給油通路１１を介して副室
４１内へ燃料を供給するように構成すると共に、キャニ
スタ１３に接続される蒸気通路５への入口５ａを、副室
４１の上部空間４１ａに開口させる。副室４１内には供
給されたばかりの比較的低温の燃料が貯溜されるのと、
主室４２内等から蒸気通路５を経てキャニスタ１３へ導
かれる燃料蒸気を含む気体部分は必ず副室４１内を通過
することになるため、燃料蒸気は副室４１内で冷却され
て液化し、キャニスタ１３へ流れるものは燃料蒸気を殆
ど含まない空気のみとなる。蒸気通路５を副室４１内で
屈曲させたり、副室４１に他の冷却手段や気液分離手段
を併せて設けることもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関用の燃料
タンクに係り、特に燃料タンク内へ燃料を補給する際に
大気中へ放出される燃料蒸気の量を従来よりも大幅に抑
制することができる新規な構成の燃料タンクに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１８に内燃機関用の従来の標準的な燃
料タンクの概略構成を示す。燃料タンク１の内部に貯溜
されている燃料２の量が減少すると、筒状の給油通路１
１に給油ガンのような給油装置１２が挿入されて図示の
ように燃料が補給される。燃料タンク１内の燃料２の量
が増加するのに従って燃料タンク１内で発生した燃料蒸
気が外部へ流出するので、燃料蒸気が大気中へ放出され
て大気を汚染するのを防止するために、燃料タンク１内
に通じる蒸気通路５にはキャニスタ（チャコールキャニ
スタ）１３が設けられていて、その中に収容されている
活性炭のような吸着剤１４によって燃料蒸気を一時的に
吸着させる。

【０００３】キャニスタ１３の吸着剤１４が燃料蒸気に
よって飽和して吸着能力を失うことを防止し、吸着剤１
４を繰り返して使用するために、図示しない内燃機関が
運転されている状態において、その吸気通路に接続され
ているパージ通路１６に設けられた弁が開き、低圧とな
っている内燃機関の吸気通路へ大気通路１５からキャニ
スタ１３を通過させて空気を吸入し、通過する空気によ
って吸着剤１４に吸着されている燃料蒸気を脱離させ
て、その燃料蒸気を内燃機関の燃焼室において燃焼させ
て処理することにより、キャニスタ１３の吸着剤１４の
吸着能力を繰り返し再生させる。

【０００４】給油装置１２による燃料タンク１への給油
速度は通常毎分３０リットル程度であるから、大気中へ
の燃料蒸気の放出を完全に防止するためには、それと同
程度の体積速度で燃料タンク１内の燃料蒸気をキャニス
タ１３の吸着剤１４に吸着させなければならない。その
ためにはキャニスタ１３を大型化したり、その圧力損失
を低下させる必要がある。しかしながらキャニスタ１３
を大型化するようなことは現実的ではないので、この問
題を別の方法によって解決しようとする試みが行われて
いる。

【０００５】例えば、特開平８−１１３０４５号公報に
記載されたものでは、燃料タンク内の上部に燃料の液面
と略平行に燃料受け皿を固定し、この燃料受け皿に多数
の透孔を穿設して、燃料受け皿の上へ給油された比較的
低温の燃料を透孔を通して燃料タンク内へ滴下させるこ
とにより、燃料タンク内の燃料蒸気を冷却して液化させ
ると共に、給油による燃料蒸気の発生を抑制して、キャ
ニスタへ流入する燃料蒸気の量を低減させることを図っ
ている。

【０００６】しかしながら、燃料タンク内へ供給される
燃料をこのように燃料受け皿の多数の透孔から滴下させ
ると、燃料受け皿から落下する燃料の液滴と、燃料タン
ク内に溜まっている燃料の液面との衝突によって、燃料
タンク内で燃料の激しい攪拌状態が生じることは避けら
れず、それによって燃料蒸気の発生が一層促進される可
能性がある。また、給油が終わった後の内燃機関の運転
状態において、燃料タンク内の燃料の液面が燃料受け皿
の位置よりも低くなると、燃料受け皿上には実質的に燃
料がなくなるから、燃料受け皿の透孔から滴下する燃料
液滴によって燃料蒸気の液化を図ることは不可能とな
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術に
おける前述のような問題に対処して、比較的簡単な手段
によって、給油の際に燃料タンク内からキャニスタへ送
られる燃料蒸気の量を従来よりも大幅に低減させること
ができる改良された燃料タンクを提供することを目的と
している。それによって、本発明はまた、燃料タンクに
付設されるキャニスタを従来よりも大型化させること、
及びその圧力損失を低下させることをいずれも不要とし
て、搭載される車両等においてキャニスタの占めるスペ
ースの増大とコストの上昇を抑えることを目的としてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するために特許請求の範囲の請求項１に記載された
燃料タンクを提供する。この燃料タンクは内部空間の大
部分を占める主室の他に、仕切板によって主室と仕切ら
れた比較的容積の小さい副室を備えており、給油時には
燃料が副室の中へ供給されて、副室内において一時的に
貯溜されるようになっている。そして燃料タンク内の燃
料蒸気を処理するチャコールキャニスタへ燃料蒸気を導
くための蒸気通路の入口が、従来のように主室の上部で
はなく、副室空間の上部に開口している点に特徴があ
る。

【０００９】従って、燃料タンク内の主室において発生
した燃料蒸気も、必ず副室を経由してから蒸気通路によ
ってそれを処理するチャコールキャニスタの方へ導かれ
ることになる。給油時には燃料タンク内で燃料が攪拌さ
れるために燃料蒸気の発生する量が多く、しかも給油口
が開放されているため燃料蒸気が大気中へ放出され易い
ので何らかの排出防止対策が必要になるが、本発明の燃
料タンクにおいては給油されたばかりの比較的低温の燃
料が副室内に一時的に貯溜されているから、燃料蒸気は
副室内を通過する際に冷却されて少なくともその一部が
液化するために、蒸気通路の方へ流れるのは殆ど空気ば
かりになり、それに含まれている燃料蒸気の割合が低下
する。このように副室自体が気液分離作用を行って燃料
蒸気の排出量を減少させるため、チャコールキャニスタ
の吸着負荷が小さくなり、それを小型化、低コスト化す
ることが可能になる。

【００１０】より具体的に、請求項２の燃料タンクにお
いては、蒸気通路が副室内に屈曲して設けられて、燃料
蒸気が副室内に貯溜されている低温の燃料の中を通過し
て流れるので、燃料蒸気がよく冷却されて液化する割合
が増加し、その分だけチャコールキャニスタへ流れる燃
料蒸気の量が減少する。更に請求項３の燃料タンクにお
いては、副室内を通過する蒸気通路の途中に気液分離手
段が設けられるので、燃料蒸気が一層確実に液化して空
気から分離され、チャコールキャニスタへ流れるのは実
質的に空気ばかりになる。液化した燃料は副室内へ流出
して、そこに貯溜されている燃料に加わる。

【００１１】請求項４の燃料タンクにおいては、液化し
た燃料を含む副室内の燃料は燃料戻し通路を経て主室内
へ流出し、それによって副室内の燃料レベルが適正に調
整される。請求項５の燃料タンクにおいてはこの燃料戻
し通路に開閉弁を設けることができるので、副室の燃料
レベルの調整が円滑に行われる。請求項６の燃料タンク
においては、この開閉弁を電磁弁のように外部制御が可
能な弁とすることができる。また、請求項７の燃料タン
クにおいては、この開閉弁をそれ自体が自動的に作動す
る逆止弁とすることができる。より具体的に、請求項８
の燃料タンクにおいては、この逆止弁のチェックボール
を浮力を有するものとして、貯溜された燃料が減少した
ときに逆止弁が開弁するようにすることができる。

【００１２】一般的にチャコールキャニスタは燃料タン
クの外部に設けることができるが、請求項９の燃料タン
クにおいては、それを燃料タンクの副室の内部に貯溜さ
れている低温の燃料に浸るように設置することができ
る。それによってキャニスタそのものが燃料によって冷
却されるので内部の吸着剤の吸着能力が大きくなり、比
較的に小型で低コストのものでも十分な吸着性能を持つ
ようになる。

【００１３】請求項１０の燃料タンクにおいては、副室
に温度調節手段を設けて、積極的に副室を冷却すること
によって気液分離作用を高めたり、副室にキャニスタを
設けた場合に吸着燃料を脱離させる際には副室を加熱し
て脱離を促進することができる。請求項１１の燃料タン
クにおいては、温度調節手段は具体的にペルチェ素子と
して、通電によって簡単に副室の冷却或いは加熱を行う
ことができる。

【００１４】請求項１２の燃料タンクにおいては、主室
に対して副室を仕切る仕切板を熱伝導性のある材料によ
って製作し、その主室側又は副室側にフィンを設ける。
従って、給油の際に副室へ供給される比較的低温の燃料
によって主室内の気体部分がよく冷却されるので、副室
を経てチャコールキャニスタへ流れる燃料蒸気の量が減
少する。

【００１５】請求項１３の燃料タンクにおいては、副室
内から主室内へ移動する燃料の少なくとも一部を表面伝
いに流動させるための案内面が形成されているので、副
室内の燃料が主室へ移動する際にはその案内面に沿って
円滑に流れる。従って、主室内で燃料が攪拌されること
がないので、燃料蒸気の発生量も少なくなる。

【００１６】請求項１４の燃料タンクにおいては、仕切
板が概ね上下方向に延びていて、外殻の側壁の一部との
間に副室を形成する板材とすることができ、請求項１５
の燃料タンクにおいては、この仕切板の主室側の面を、
副室内から主室内へ移動する燃料の少なくとも一部を表
面伝いに流動させるための案内面として利用することが
できる。

【００１７】請求項１６の燃料タンクにおいては仕切板
が概ね水平方向に延びているので、外殻の上壁の一部と
の間に副室を形成することがきる。また、請求項１７の
燃料タンクにおいては、この仕切板の周縁部に近い燃料
タンクの側壁の内面を燃料が主室内へ流下する際の案内
面として利用することができる。

【００１８】請求項１８の燃料タンクにおいては、副室
又は主室の少なくとも一方に、例えばペルチェ素子のよ
うな冷却装置を設けて、それによって燃料蒸気が追加的
に冷却されるように構成されているので、副室にある比
較的低温の燃料による冷却作用と共に、燃料蒸気を更に
強力に冷却して、チャコールキャニスタへ流れる量を減
少させることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の第１実施例を図１を用い
て説明する。図１において１は内燃機関用の燃料タンク
であって、２はその内部に収容された燃料を示してい
る。燃料タンク１の外殻は側壁１ａ及び上壁１ｂ等から
なっているが、燃料タンク１の内部にはその空間の一部
を区画するように、概ね上下方向に延びる垂直壁部分３
１ａと、水平方向に延びる底部分３１ｂとを有する仕切
板３１が取り付けられていて、それによって燃料タンク
１の側壁１ａとの間に比較的容積の小さな空間としての
副室４１が形成されている。以下、仕切板３１によって
小さく仕切られた副室４１と対比して、燃料タンク１内
の副室４１以外の大部分の空間を主室４２を呼ぶことに
する。管状の給油通路１１が燃料タンク１内に挿入され
た状態で固定されており、その内端の開口１１ａは副室
４１内に開いている。なお、図示していないが、主室４
２の底部から取り出された燃料が燃料ポンプによって加
圧されて内燃機関へ供給されるようになっている。

【００２０】仕切板３１は副室４１の上部においてその
空間を開放しているので、その部分に狭い隙間３が形成
され、その隙間３を介して副室４１の上部空間４１ａは
主室４２の上部空間と連通している。本発明の特徴に対
応して、副室４１の上部となる燃料タンク１の上壁１ｂ
には蒸気通路５への入口５ａが開口していて、蒸気通路
５を介してキャニスタ１３に接続している。通常のもの
と同様にキャニスタ１３には活性炭粒のような吸着剤１
４が充填されており、一端側は大気通路１５によって外
気に通じていると共に、他端側はパージ通路１６と図示
しない弁を介して内燃機関の吸気通路に接続している。
なお、本発明の効果として、キャニスタ１３の容量、従
って大きさは従来のものよりも小さくてよい。

【００２１】図１に示す第１実施例においては、仕切板
３１の底部分３１ｂに燃料戻し通路９１となる小さな開
口が設けられている。従って、副室４１は上部空間４１
ａが隙間３によって、底部の空間４１ｂが燃料戻し通路
９１によって、それぞれ主室４２と常時連通している。
言うまでもなく、燃料戻し通路９１の断面積、即ち穴の
直径は大小の選択が可能である。なお、副室４１の容積
は燃料タンク１全体の容積の５分の１以下で十分であっ
て、例えば５００ｃｃ程度で十分に機能することができ
る。

【００２２】第１実施例の燃料タンク１はこのように構
成されているので、給油通路１１の外端の開口１１ｂに
給油装置（給油ガン）１２を挿入して給油を行うとき、
給油装置１２から流出する燃料は先ず副室４１内に溜ま
ってそれを満たす。そして、隙間３において仕切板３１
を越えてオーバーフローした分が、矢印で示したように
仕切板３１の垂直壁部分３１ａの外側、即ち主室４２側
の面に沿って、その面を案内面として静かに主室４２内
へ流下する。他方、副室４１内にある燃料の一部は、底
部の空間４１ｂから燃料戻し通路９１を通って、その穴
の大きさに応じた流速で徐々に主室４２内へ流出する。

【００２３】燃料がこのようにして副室４１から主室４
２内へ流出すると、それに見合った体積の気体部分、即
ち空気や燃料蒸気が図１に矢印で示したように主室４２
内から隙間３を通って副室４１内へ流入する。このとき
に副室４１内は供給されたばかりの低温の燃料のみによ
って上部空間４１ａの一部を除いて殆ど満たされている
ために、隙間３と上部空間４１ａを経て入口５ａから蒸
気通路５へ流入してキャニスタ１３へ流れる気体は、副
室４１の上部空間４１ａを通る際に冷却されることにな
り、それによって気体に含まれていた燃料蒸気の大部分
が液化して副室４１内に捕捉され、殆ど空気だけが蒸気
通路５からキャニスタ１３内へ流れる。その結果、キャ
ニスタ１３へ流入する気体の量が減少するだけでなく、
キャニスタ１３の負担となる燃料蒸気の量が激減する。
このように副室４１は効果的な気液分離作用を奏する。

【００２４】また、副室４１から隙間３を通ってオーバ
ーフローして主室４２へ流出する燃料は、仕切板３１の
垂直壁部分３１ａの表面を案内面として、それに沿って
静かに流れるので、主室４２内で燃料の攪拌が生じるこ
とが抑えられて、燃料蒸気の発生量が少なくなる。更
に、主室４２内で発生した燃料蒸気がキャニスタ１３に
向かって流れる経路の途中を、給油された燃料によって
冷却された仕切板３１の垂直壁部分３１ａ等が横切って
いるので、燃料蒸気が低温の仕切板３１に触れて再び液
化する可能性が高くなり、実際にキャニスタ１３の蒸気
通路５へ流入し得る燃料蒸気の量は一層少なくなる。

【００２５】第１実施例においては、前述のように蒸気
通路５への入口５ａを開口させる位置としてきわめて効
果的な副室４１を、燃料タンク１の側壁１ａの一部と、
垂直壁部分３１ａ及び底部分３１ｂを有する仕切板３１
によって形成しているが、本発明に言う副室は図１のよ
うな構造の副室４１に限られる訳ではない。図２に示す
第２実施例の燃料タンク１においては、副室４３は燃料
タンク１内に燃料２の液面と概ね平行になるように水平
に取り付けられた平板状の仕切板３２の上部側に形成さ
れている。従って、仕切板３２の下部の空間が燃料タン
ク１の主室４４となる。副室４３と主室４４の容積比は
第１実施例の場合と同程度でよい。重要なことは、キャ
ニスタ１３に通じる蒸気通路５への入口５ａが、副室４
３の上部空間の、燃料タンク１の上壁１ｂの最上位置に
開口していることである。

【００２６】第２実施例においては、上部の副室４３と
下部の主室４４は、水平な平板である仕切板３２の周囲
の少なくとも一部に形成された隙間、即ち仕切板３２の
少なくとも一方の端部と、燃料タンク１の側壁１ａとの
間に形成された隙間からなるスリット状の通路９２によ
って連通している。なお、通路９２はスリットである必
要はなく、仕切板３２の縁部に形成された半円形の穴等
であってもよいが、その場合でも通路９２を通って副室
４３から主室４４へ流下する燃料が燃料タンク１の側壁
１ａの内面を案内面として、それを伝って流れるように
する。また、給油通路１１の内端の開口１１ａは仕切板
３２の上に開口させて、給油装置１２からの燃料を副室
４３内へ流出させるようになっている。

【００２７】第２実施例の燃料タンク１はこのように構
成されているので、仕切板３２の形状や、それに関連す
る構造が第１実施例の場合とは異なっていても、基本的
には同様な気液分離作用をするので概ね同様な効果が得
られる。即ち、給油装置１２から給油通路１１を介して
供給された低温の燃料は、まず副室４３内に一時停滞し
てから通路９２を通って主室４４へ流下する。その時に
燃料タンク１の側壁１ａを案内面として静かに流れるの
で、主室４４内において燃料の攪拌が生じることがな
く、燃料蒸気の発生が抑えられる。

【００２８】副室４３から主室４４への燃料の流入に伴
って主室４４内の気体部分が矢印で示したように通路９
２を通って副室４３へ移動するが、容積の小さい副室４
３は給油されたばかりの低温の燃料によって冷却されて
低温となっているから、気体部分に含まれる燃料蒸気は
副室４３内で再び液化して分離され、殆ど空気だけの気
体部分が蒸気通路５への入口５ａに到達する。従って、
蒸気通路５を通ってキャニスタ１３へ流れる気体部分に
含まれる燃料蒸気は少なくなる。また、気体部分が主室
４４から副室４３へ流れる際に仕切板３２に接触する可
能性が高いことと、仕切板３２が給油された燃料によっ
て冷却されて低温となっているために、その接触によっ
て燃料蒸気が液化する可能性も高い。

【００２９】図３及び図４は第２実施例の変形としての
第３実施例の燃料タンク１を示すもので、第３実施例が
第２実施例と異なる点は、燃料タンク１の内部空間を上
下に副室４３と主室４４とに仕切る仕切板３２に管状の
通路３０を設けた点にあり、この管状通路３０の上端３
０ａは副室４３内でも上部に開口させると共に、管状通
路３０の下端３０ｂは主室４４の上部、即ち仕切板３２
の下面の近くに開口させている。また、仕切板３２の周
縁部に形成する通路９３も、図４に示すように穴状の通
路としている点で、図２に示した第２実施例におけるス
リット状の通路９２とは形状が多少異なっている。

【００３０】第３実施例における管状通路３０は、特に
気体を通過させるために設けたものである。気体のため
に専用の管状通路３０を設けた結果、通路９３は、少な
くとも給油状態においては主として液状の燃料を流下さ
せるための通路として作用するので、図２の第２実施例
における通路９２が、副室から主室へ液状の燃料を流下
させるのと同時に、それと反対方向に主室から副室へ燃
料蒸気を含む気体部分を通過させるために設けられてい
るのとは異なっている。

【００３１】第３実施例においては、液状の燃料の通路
と、燃料蒸気を含む気体部分の通路とを分けたので、通
路９３を狭くすることによって、給油通路１１から流入
する低温の燃料を副室４３内に比較的長時間滞留させる
ことができるため、副室４３の気液分離作用を第２実施
例の場合よりも更に強化することができる。それによっ
て、蒸気通路５を通ってキャニスタ１３へ到達する気体
部分に含まれる燃料蒸気の量が更に減少して、給油時に
おけるキャニスタ１３の負担が軽くなり、その分だけキ
ャニスタ１３を小型化することが可能になる。

【００３２】図５は本発明の第４実施例の燃料タンク１
を示すもので、この場合は図１に示した第１実施例の場
合と同様に、垂直壁部分３１ａと底部分３１ｂを有する
仕切板３１によって副室４１を形成している。第１実施
例と異なる点は、仕切板３１の底部分３１ｂに取り付け
た管状の燃料戻し通路９４に例えば電磁弁のような開閉
弁１０を設けて、必要に応じて燃料戻し通路９４を開閉
し得るようにした点にある。開閉弁１０は常時は閉弁し
ており、給油通路１１を介して給油された比較的低温の
燃料を、液状の燃料が隙間３からオーバーフローしない
限り副室４１内に保持することができる。それによっ
て、第１実施例の場合と同様に、副室４１に気液分離作
用を行わせることができることは言うまでもない。

【００３３】第４実施例においては、例えば図示しない
残量センサ等によって検出される主室４２内の燃料のレ
ベルが所定の高さ以下まで低下した時に、開閉弁１０を
開弁させて燃料戻し通路９４を介して燃料を主室４２へ
流下させることによって内燃機関へ供給するというよう
に、副室４１をサブタンクとして利用することも可能に
なる。

【００３４】図６及び図７は本発明の第５実施例として
の燃料タンク１を示すもので、全体の構成は図３に示す
第３実施例に似ているが、管状の通路２９が第３実施例
における管状通路３０とは異なって仕切板３２の周縁部
の一部を貫通するように設けられていることと、液状の
燃料を流下させる通路９３の代わりに管状の燃料戻し通
路９５が燃料タンク１の側壁１ａに沿って取り付けられ
ていて、この通路９５に開閉弁１０が設けられている点
において異なっている。管状通路２９は主として気体部
分の通過のために設けられており、開閉弁１０は第４実
施例におけるそれと同様なものであるから、第５実施例
は第４実施例と同様な効果を奏する。

【００３５】図８に本発明の第６実施例としての燃料タ
ンク１の構成を示す。第６実施例においては、仕切板３
１によって形成した副室４１内に気液分離室６を設け
て、それ自体が気液分離作用を有する副室４１の作用を
更に強化したものである。この場合の気液分離室６は熱
伝導性のある金属薄板のような材料によって形成された
箱形のもので、キャニスタ１３に連通する蒸気通路５の
他に、上端が副室４１の上部空間４１ａに開口している
蒸気通路４を接続していて、主室４２内から隙間３を通
って副室４１内へ流入する気体を蒸気通路４を介して気
液分離室６内へ受け入れるようになっている。第６実施
例では特に燃料タンク１の上壁１ｂの一部に、蒸気通路
４の上端の入口４ａを隙間を残して受け入れる窪み１ｃ
を形成し、入口４ａの位置を高くして、気液分離室６内
へ液状の燃料を含まない気体だけが確実に吸入されるよ
うにしている。

【００３６】また、気液分離室６の底部には副室４１内
に連通し得る管状の液回収通路７を取り付けると共に、
この液回収通路７に開閉弁８を設けている。開閉弁８は
電磁弁のように外部から開閉制御を行うことができる制
御弁であってもよいが、図示の例においては液状の燃料
よりも比重が小さいプラスチックのような材料から製作
されたチェックボールを有する逆止弁型のフロート弁を
用いている。従って、副室４１内に貯溜された液状の燃
料のレベルが低下したときに開閉弁８が自動的に開弁し
て、気液分離室６内で液化した燃料を副室４１内へ流出
させる。

【００３７】更に、副室４１の底部、即ち仕切板３１の
底部分３１ｂにも管状の燃料戻し通路９が取り付けられ
て、それに開閉弁１０が設けられている。開閉弁１０も
前述の開閉弁８と同様にチェックボールを有する逆止弁
型のフロート弁であって、主室４２内の液状の燃料のレ
ベルが所定の高さ以下になったときに自動的に開弁して
副室４１内の液状の燃料を主室４２内へ流出させる。

【００３８】第６実施例の燃料タンク１はこのような構
成を有するから、給油の際には副室４１内へ供給されて
滞留している比較的低温の燃料によって蒸気通路４、気
液分離室６及び蒸気通路５が冷却されると、燃料タンク
１内から排除されてこれらの蒸気通路４，５と気液分離
室６を通ってキャニスタ１３へ流れる気体部分の中でも
特に高沸点の燃料蒸気の成分が液化して、気液分離室６
の底部に溜まる。従って、キャニスタ１３へ到達する気
体の中に含まれる燃料蒸気の量が減少して、キャニスタ
１３の吸着負荷が小さくなるだけでなく、キャニスタ１
３の吸着剤１４を再生させるための内燃機関のパージ負
荷も小さくなる。燃料の高沸点成分は、それが吸着剤１
４に一旦吸着されると脱離し難いが、本発明の燃料タン
ク１においては副室４１或いは蒸気通路４，５、気液分
離室６等において高沸点成分から優先的に液化して捕捉
されるので、この問題も解消する。

【００３９】給油時以外の状態においては、副室４１内
を含めて燃料タンク１内では、燃料が気化することによ
って気化潜熱を奪われた液状の燃料の温度が低下する結
果、液状の燃料の温度は燃料蒸気を含む気体部分の温度
よりも低くなる。また、本発明の基本的な特徴として、
蒸気通路５への入口５ａが副室４１内に設けられている
ために、副室４１内の燃料は主室４２内の燃料よりも優
先的に気化するから、副室４１内にある液状の燃料の温
度は主室４２内の燃料の温度よりも低くなる。従って、
気液分離室６及び蒸気通路４，５における燃料蒸気の液
化作用は給油時以外においても生じる。

【００４０】図９は、第６実施例の１つの変形例として
の第７実施例の燃料タンク１を示すもので、第７実施例
においては垂直壁部分のみからなる仕切板３３と、燃料
タンク１の側壁１ａの一部との間に副室４５が形成され
ている。副室４５内には第６実施例と同様に気液分離室
６が設けられ、その底部に取り付けられた液回収通路７
には開閉弁８が設けられているが、副室４５において液
化した燃料を主室４６へ戻すための開閉弁２６は仕切板
３３の下部に取り付けられている。第７実施例の作用効
果は第６実施例のそれと概ね同様である。

【００４１】また、図１０は、第６実施例の他の変形例
としての第８実施例の燃料タンク１を示すもので、第８
実施例においては仕切板の代わりに燃料タンク１の側壁
１ａの一部が利用されており、その外側に、副室４７を
内部に形成する側壁３４が取り付けられている。燃料タ
ンク１の上壁１ｂは主室４８と同時に副室４７をも覆う
大きさとなっている。副室４７内には第６実施例の場合
と同様に気液分離室６が設けられ、その底部に取り付け
られた液回収通路７にも開閉弁８が設けられているが、
副室４７において液化した燃料を主室４８へ戻すための
開閉弁２７は側壁１ａの下部に取り付けられている。第
８実施例の作用効果は第６実施例や第７実施例のそれと
概ね同様である。

【００４２】図１１に本発明の第９実施例としての燃料
タンク１の構成を示す。基本的な構成は図８に示した第
６実施例の燃料タンク１と同様である。第９実施例にお
いては、副室４１を給油通路１１から供給される低温の
燃料によって冷却するだけでなく、積極的に副室４１を
冷却するための冷却装置１７を燃料タンク１の側壁１ａ
に取り付けている点に特徴がある。冷却装置１７として
は、例えば通電されることによって１つの面が冷却され
るペルチェ素子を利用することができる。１８は冷却装
置１７への通電を制御するスイッチであり、１９はバッ
テリーからの電力配線を示している。

【００４３】第９実施例においては、内燃機関の運転時
にスイッチ１８をＯＮとして冷却装置１７に通電する
と、冷却装置１７によって副室４１内の液状の燃料が強
く冷却されて一層低温になるために、気液分離室６及び
蒸気通路４，５を通過する気体部分に含まれている燃料
蒸気が確実に液化し、キャニスタ１３へ送られる気体部
分の中に燃料蒸気が殆ど全く含まれない状態とすること
が可能である。

【００４４】また駐車時においては、前述の第６実施例
等と同様に、副室４１内の燃料の温度が燃料蒸気の温度
よりも低い間は、副室４１内にある気液分離室６及び蒸
気通路４，５において燃料蒸気が冷却されるので、一部
が液化される結果、キャニスタ１３へ流入する燃料蒸気
の量を減少させることができる。また、時間が経過した
後は、副室４１内における燃料の蒸発によって副室４１
が主室４２よりも低温となるために、燃料タンク１内全
体の燃料蒸気の発生量を比較的低く抑えることができ
る。

【００４５】図１２に本発明の第１０実施例としての燃
料タンク１の構成を示す。第１０実施例の特徴は仕切板
３１によって形成された副室４１の空間内へキャニスタ
１３を取り込んだ点にある。キャニスタ１３の大気通路
１５とパージ通路１６は燃料タンク１或いは副室４１外
へ導出する。その他の点は前述の第６実施例（図８）等
と同様な構成となっている。

【００４６】第１０実施例においては、給油の際に、キ
ャニスタ１３全体が副室４１内へ給油されたばかりの比
較的低温の燃料によって冷却されるので、キャニスタ１
３の内部の吸着剤１４の吸着能力が増大するだけでな
く、気体部分が蒸気通路４や気液分離室６を通過する時
に冷却されて、その中に含まれている燃料蒸気が減少し
た後にキャニスタ１３内へ流入するため、キャニスタ１
３が小型であっても十分な燃料蒸気の排出防止効果が得
られる。

【００４７】第１０実施例の変形例として図１３に示す
第１１実施例の燃料タンク１においては、副室４１内に
キャニスタ１３を収容しているだけでなく、副室４１に
調温装置２４を設けている点に特徴がある。調温装置２
４には第９実施例（図１１）における冷却装置１７と同
様にペルチェ素子を使用することができるので、スイッ
チ１８や電力配線１９も設けられている。

【００４８】第１１実施例において調温装置２４を用い
た理由は、キャニスタ１３内の吸着剤１４が燃料蒸気に
よって飽和するのを防止するために行う再生のためのパ
ージ処理の際には、キャニスタ１３は冷却するよりも寧
ろ或る程度加熱した方がよいので、調温装置２４を、前
述の冷却装置１７（図１１に示す第９実施例）のように
冷却を行うだけではなく、加熱をも行うこともできるも
のとしている。調温装置２４がペルチェ素子である場合
は、例えばスイッチ１８等によって、電力配線１９を流
れる電流の方向を逆方向に切り換えれば、調温装置２４
が熱を発生するので副室４１を加熱することができる。

【００４９】図１２に示す第１０実施例の他の１つの変
形例として、第１２実施例の燃料タンク１を図１４に示
す。主室４２に貯溜されている燃料を燃料ポンプ２０に
よって汲み上げて調量した後に図示しない内燃機関へ供
給する場合に、余剰の燃料が燃料タンク１へ戻される
が、第１２実施例においては、余剰の燃料を戻す先を切
換弁２１によって切り換えて、第１のリターン通路２２
によって副室４１内へ戻すか、或いは第２のリターン通
路２３によって主室４２内へ戻すように、自由に選択す
ることができるようになっている。

【００５０】第１２実施例において余剰の燃料を戻す先
を切換弁２１によって切り換える理由は、燃料タンク１
へ戻される燃料は、それがどの位置から戻されるにして
も、燃料ポンプ２０或いは内燃機関本体によって加熱さ
れることによって温度が多少とも上昇しているので、キ
ャニスタ１３のパージを行っている際には、戻りの燃料
を切換弁２１から第１のリターン通路２２によって副室
４１内へ戻し、キャニスタ１３を加熱することによって
吸着剤１４からの燃料蒸気の脱離を促進するためであ
る。従って、それ以外の運転状態や内燃機関の停止状態
においては、切換弁２１を第２のリターン通路２３側に
切り換えて、戻りの燃料を主室４２側へ流出させる。

【００５１】図１２に示す第１０実施例の更に他の１つ
の変形例として、第１３実施例の燃料タンク１を図１５
に示す。この例では、気液分離室６の底部に取り付ける
べき液回収通路と開閉弁を廃止しており、その代わりに
キャニスタ１３の吸着剤１４ためのパージ通路２８を設
けて、パージ通路２８を図示しない弁を介して内燃機関
の吸気通路へ接続することにより構成を簡略化してい
る。言うまでもなく、キャニスタ１３そのものにはパー
ジ通路を設けない。また、気液分離室６の上部の蒸気通
路４の接続部分には電磁弁のような開閉弁２５を設けて
いる。

【００５２】キャニスタ１３内の吸着剤１４のパージ処
理を行う際には開閉弁２５が閉弁される。その結果、気
液分離室６内に溜まっている液状の燃料が優先的に内燃
機関へ送られてパージされ、その後に吸着剤１４に吸着
された燃料蒸気がパージされることになる。それによっ
て気液分離室６内燃機関の液状の燃料のレベルの過度の
上昇を抑制することができる。

【００５３】図１６に本発明の第１４実施例としての燃
料タンク１の概略構成を示す。この例は図２に示す第２
実施例の変形に相当するものである。燃料タンク１内の
上部に副室４３を形成するために概ね水平に取り付けら
れた仕切板３２の下面には、熱伝導性のある多数のフィ
ン３５が取り付けられている。この場合、仕切板３２自
体もフィン３５と同様な熱伝導性のある金属材料によっ
て形成するのがよい。なお、フィン３５は仕切板３２の
上面に設けてもよい。副室４３の上部空間とキャニスタ
１３を接続する蒸気通路５には双方向弁３６と、給油時
に開弁される電磁弁のような開閉弁３７が並列に挿入さ
れている。

【００５４】第１４実施例の燃料タンク１はこのように
構成されているので、給油通路１１を介して比較的低温
の燃料が副室４３内へ供給されると、熱伝導性のある仕
切板３２とフィン３５を介して、副室４３内は勿論、主
室４４の上部に溜まっている燃料蒸気も冷却されてその
一部が液化する。従って、双方向弁３６と蒸気通路５を
通ってキャニスタ１３へ流れる燃料蒸気の量が減少し、
前述の各実施例において説明したのと同様な効果が得ら
れる。第１４実施例の燃料タンク１においては仕切板３
２にフィン３５が設けられているので、仕切板３２の表
面積が増大し、燃料蒸気を効率よく冷却して液化するこ
とができる。

【００５５】図１７は第１４実施例の変形としての第１
５実施例を示すもので、第１４実施例と異なる点は、仕
切板３２にフィン３５を設ける代わりに、仕切板３２に
冷却装置３８を取り付けて、仕切板３２に接触する燃料
蒸気を冷却して液化させるように構成していることであ
る。冷却装置３８としては前述の第９実施例のようにペ
ルチェ素子を利用することができるが、この場合は放熱
面を燃料タンク１の外部に形成する必要があることは言
うまでもない。このような冷却装置３８による強制的な
冷却を行うことによって、給油時のみならず、走行中等
においても燃料蒸気に強力な液化作用を及ぼすことがで
きる。但し、常に冷却装置３８に通電していると電力を
浪費するので、例えば燃料の残量計が一定量以上の燃料
の残量を示しているときは給油の可能性が低いことか
ら、冷却装置３８への通電を禁止する等の方法で節電を
図ることが望ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の燃料タンクの構成と作用を示す縦
断正面図である。

【図２】第２実施例の燃料タンクの構成と作用を示す縦
断正面図である。

【図３】第３実施例の燃料タンクの構成と作用を示す縦
断正面図である。

【図４】第３実施例の燃料タンクの横断平面図である。

【図５】第４実施例の燃料タンクの構成と作用を示す縦
断正面図である。

【図６】第５実施例の燃料タンクの構成と作用を示す縦
断正面図である。

【図７】第５実施例の燃料タンクの横断平面図である。

【図８】第６実施例の燃料タンクの構成と作用を示す縦
断正面図である。

【図９】第７実施例の燃料タンクの構成と作用を示す縦
断正面図である。

【図１０】第８実施例の燃料タンクの構成と作用を示す
縦断正面図である。

【図１１】第９実施例の燃料タンクの構成と作用を示す
縦断正面図である。

【図１２】第１０実施例の燃料タンクの構成と作用を示
す縦断正面図である。

【図１３】第１１実施例の燃料タンクの構成と作用を示
す縦断正面図である。

【図１４】第１２実施例の燃料タンクの構成と作用を示
す縦断正面図である。

【図１５】第１３実施例の燃料タンクの構成と作用を示
す縦断正面図である。

【図１６】第１４実施例の燃料タンクの構成と作用を示
す縦断正面図である。

【図１７】第１５実施例の燃料タンクの構成と作用を示
す縦断正面図である。

【図１８】従来の燃料タンクの構成と作用を示す縦断正
面図である。

【符号の説明】

１…燃料タンク１ａ…側壁１ｂ…上壁２…液状の燃料３…隙間４…蒸気通路４ａ…蒸気通路４への入口５…キャニスタへの蒸気通路５ａ…蒸気通路５への入口６…気液分離室７…液回収通路８…開閉弁９…燃料戻し通路１０…開閉弁１１…給油通路１２…給油装置（給油ガン）１３…キャニスタ（チャコールキャニスタ）１４…吸着剤１５…大気通路１６…パージ通路１７…冷却装置１８…スイッチ１９…電力配線２０…燃料ポンプ２１…切換弁２２…第１リターン通路２３…第２リターン通路２４…調温装置２５，２６，２７…開閉弁２９，３０…管状通路３１，３２，３３…仕切板３５…フィン３８…冷却装置４１，４３，４５，４７…副室４２，４４，４６，４８…主室９１…燃料戻し通路９２，９３…通路９４，９５…燃料戻し通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者太田久喜愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地株式会社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者板倉秀明愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地株式会社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者天野典保愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地株式会社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者小浜時男愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地株式会社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者兵道義彦愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者村井俊水愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内Ｆターム(参考） 3D038 CA09 CA25 CC02 CC04 CC05 CC09 CC11 CD14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に燃料を収容し得るように密閉して
形成された外殻と、前記外殻の内部に取り付けられる仕
切板と、外部から供給される燃料を一時的に貯溜し得る
ように前記仕切板によって前記外殻の内部空間の一部を
区画して形成される副室と、前記外殻の内部空間のうち
で前記副室以外の大部分の空間として形成される主室
と、外部から前記副室の内部へ燃料を供給するために前
記副室の内部に出口を開口している給油通路と、前記副
室と前記主室を連通する少なくとも１つの通路手段と、
前記外殻の内部空間にある燃料蒸気をチャコールキャニ
スタの方へ導くために前記副室内の空間の上部に入口を
開口している蒸気通路とを備えていることを特徴とする
燃料タンク。
【請求項２】請求項１において、前記蒸気通路が、前
記副室内の空間の上部に開口している入口から前記副室
内へ下降し、反転して上昇した後に前記チャコールキャ
ニスタの方へ接続されていることにより、前記蒸気通路
の内部を流れる燃料蒸気が前記副室内に貯溜されている
燃料の中を通過して冷却されるように構成されているこ
とを特徴とする燃料タンク。
【請求項３】請求項２において、前記蒸気通路の途中
に設けられた気液分離手段と、前記気液分離手段によっ
て分離された燃料を前記副室内へ流出させるように前記
気液分離手段と前記副室とを連通する液回収通路とを備
えていることを特徴とする燃料タンク。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれかにおいて、
前記副室の内部の燃料量を調整するために、前記副室の
下部に前記主室へ通じる燃料戻し通路が設けられている
ことを特徴とする燃料タンク。
【請求項５】請求項４において、前記燃料戻し通路に
開閉弁が設けられていることを特徴とする燃料タンク。
【請求項６】請求項５において、前記開閉弁が外部か
ら開閉制御される制御弁であることを特徴とする燃料タ
ンク。
【請求項７】請求項５において、前記開閉弁が前記副
室の内外の燃料量に応じて自動的に開閉する逆止弁であ
ることを特徴とする燃料タンク。
【請求項８】請求項７において、前記逆止弁が浮力を
有するチェックボールを備えていることを特徴とする燃
料タンク。
【請求項９】請求項１ないし８のいずれかにおいて、
前記副室の内部に、燃料蒸気を吸着する前記チャコール
キャニスタを収容していることを特徴とする燃料タン
ク。
【請求項１０】請求項１ないし９のいずれかにおい
て、前記副室に温度調節手段を備えていることを特徴と
する燃料タンク。
【請求項１１】請求項１０において、前記温度調節手
段がペルチェ素子からなることを特徴とする燃料タン
ク。
【請求項１２】請求項１ないし１１のいずれかにおい
て、前記仕切板が、熱伝導性のある材料によって製作さ
れていると共に、前記主室及び前記副室の少なくとも一
方の側に熱交換を促進するためのフィンを備えているこ
とを特徴とする燃料タンク。
【請求項１３】請求項１ないし１２のいずれかにおい
て、前記副室内から前記主室内へ移動する燃料の少なく
とも一部を表面伝いに流動させるための案内面が形成さ
れていることを特徴とする燃料タンク。
【請求項１４】請求項１ないし１３のいずれかにおい
て、前記仕切板が概ね上下方向に延びていて、前記外殻
の側壁の一部との間に前記副室を形成していることを特
徴とする燃料タンク。
【請求項１５】請求項１４において、前記仕切板の前
記主室側の面によって、前記副室内から前記主室内へ移
動する燃料の少なくとも一部を表面伝いに流動させるた
めの案内面が形成されていることを特徴とする燃料タン
ク。
【請求項１６】請求項１ないし１３のいずれかにおい
て、前記仕切板が概ね水平方向に延びていて、前記外殻
の上壁の一部との間に前記副室を形成していることを特
徴とする燃料タンク。
【請求項１７】請求項１６において、前記仕切板の周
縁部に近い前記外殻の側壁の内面によって、前記副室内
から前記主室内へ移動する燃料の少なくとも一部を表面
伝いに流動させるための案内面が形成されていることを
特徴とする燃料タンク。
【請求項１８】請求項１ないし１７のいずれかにおい
て、前記副室又は前記主室の少なくとも一方に設けられ
た冷却装置によって燃料蒸気が追加的に冷却されるよう
に構成されていることを特徴とする燃料タンク。