(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
燃料タンク内と該燃料タンクの外部に配設されたキャニスタとを連通させるエバポ配管通路に配置され、燃料蒸気と一緒に流入する液体燃料が、キャニスタ側へ流れるのを防止するための気液分離装置であって、
下側ケーシングと上側ケーシングとを接合してなり、内部に気液分離室を形成するケーシング本体と、
前記気液分離室に連通するように前記下側ケーシングに設けられ、前記燃料タンク内に連通する配管に接続される入口パイプと、
前記気液分離室に連通するように前記上側ケーシングに設けられ、前記キャニスタに連通する配管に接続される出口パイプと、
前記入口パイプから流入する液体燃料を前記出口パイプの前記気液分離室内の開口に流入するのを防止する第1障壁とを備え、
前記第1障壁は、前記下側ケーシングの底面から前記上側ケーシングに向けて、前記出口パイプの開口を囲むように枠状をなして立設されていると共に、第1障壁の枠状部分の内外を連通させる隙間が形成されていることを特徴とする気液分離装置。
前記下側ケーシング及び前記上側ケーシングは、平面視において、四角形状又は四角形状の角部が面取りされた形状をなしており、前記下側ケーシングに対して前記上側ケーシングの取付角度を変更できるように構成されている請求項1記載の気液分離装置。
前記第1障壁は、平面視においてL字状をなした複数の壁部を、各壁部どうしの間に前記隙間を介して配設して枠状に構成され、対向した位置に設けられた前記隙間が、互いに偏位した位置に形成されている請求項1又は2記載の気液分離装置。
前記上側ケーシングの天壁内面には、前記出口パイプの開口の周囲を少なくとも部分的に囲むように、前記下側ケーシングに向けて突設された第2障壁が形成されている請求項1〜3のいずれか1つに記載の気液分離装置。
前記下側ケーシングの底面に凹部が形成され、この凹部の側壁に前記入口パイプの前記気液分離室内の開口が形成され、前記入口パイプが前記下側ケーシングからほぼ水平方向に延出されている請求項1〜4のいずれか1つに記載の気液分離装置。
【背景技術】
【0002】
例えば、自動車の燃料タンクには、自動車が旋回したり傾いたりしたときに、燃料タンク内の液体燃料を、燃料タンクの外部に漏れるのを防止するカットバルブが取付けられている。
【0003】
このカットバルブは、開口部を有するケースと該ケース内に配置されたフロート弁とを備え、燃料タンク内の液体燃料が傾いたり揺動したりしてフロート弁に浸漬すると、フロート弁が浮力により上昇して、ケースの開口部を閉塞することで、燃料の外部漏出が防止されるようになっている。
【0004】
しかし、液体燃料の傾きや揺動の程度によっては、カットバルブのフロート弁が上昇してケースの開口部を閉塞する前に、開口部から液体燃料が浸入し、燃料タンク外のキャニスタへ流入する場合がある。
【0005】
このような事態を防止するため、燃料タンク内と燃料タンク外のキャニスタとを連通させるエバポ配管通路には、液体燃料のキャニスタへの流入を阻止すると共に、燃料蒸気のキャニスタへの流入を許容する気液分離装置が配設されている。
【0006】
従来のこの種の気液分離装置として、下記特許文献1には、気液分離室を有するケーシングと、ケーシングの下部に設けられ、気液分離室を燃料タンクに接続するための流入口と、ケーシングの先端部側の上部に設けられ、気液分離室をキャニスタに接続するための流出口と、気液分離室内に配設され、気液分離室内の液体燃料を流出口に流出するのを規制する規制部材とを備えたものが記載されている。前記規制部材は、流入口と流出口との間に配設され、流出口から流入口に向けて開いたV字形の第1リブと、ケーシングの内壁両側からハの字状に突出し、第1リブの両端に一部がオーバーラップする一対の第2リブとから構成されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
上記特許文献1の気液分離装置では、流出口が流入口よりも下方となるように車両が傾いて、気液分離室内に液体燃料が流入すると、第1リブと第2リブとで囲まれたスペースに液体燃料が滞留するようになっている。
【0009】
しかしながら、V字形の第1リブと、ハの字状をなした一対の第2リブとの間には、隙間が形成されているため、車両が大きく傾いた場合、この隙間から液体燃料が流動して、ケーシングの先端部側に溜まり、この溜まった液体燃料がケーシングの先端部側の内壁面に形成された流出口に流入して、キャニスタ側へ流れてしまう可能性があった。
【0010】
したがって、本発明の目的は、キャニスタに連通する出口パイプの開口に、液体燃料が流入するのをより効果的に防止できる、気液分離装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上記目的を達成するため、本発明は、燃料タンク内と該燃料タンクの外部に配設されたキャニスタとを連通させるエバポ配管通路に配置され、燃料蒸気と一緒に流入する液体燃料が、キャニスタ側へ流れるのを防止するための気液分離装置であって、下側ケーシングと上側ケーシングとを接合してなり、内部に気液分離室を形成するケーシング本体と、前記気液分離室に連通するように前記下側ケーシングに設けられ、前記燃料タンク内に連通する配管に接続される入口パイプと、前記気液分離室に連通するように前記上側ケーシングに設けられ、前記キャニスタに連通する配管に接続される出口パイプと、前記入口パイプから流入する液体燃料を前記出口パイプの前記気液分離室内の開口に流入するのを防止する第1障壁とを備え、前記第1障壁は、前記下側ケーシングの底面から前記上側ケーシングに向けて、前記出口パイプの開口を囲むように枠状をなして立設されていると共に、第1障壁の枠状部分の内外を連通させる隙間が形成されていることを特徴とする。
【0012】
本発明の気液分離装置においては、前記下側ケーシング及び前記上側ケーシングは、平面視において、四角形状又は四角形状の角部が面取りされた形状をなしており、前記下側ケーシングに対して前記上側ケーシングの取付角度を変更できるように構成されていることが好ましい。
【0013】
本発明の気液分離装置においては、前記第1障壁は、平面視においてL字状をなした複数の壁部を、各壁部どうしの間に前記隙間を介して配設して枠状に構成され、対向した位置に設けられた前記隙間が、互いに偏位した位置に形成されていることが好ましい。
【0014】
本発明の気液分離装置においては、前記上側ケーシングの天壁内面には、前記出口パイプの開口の周囲を少なくとも部分的に囲むように、前記下側ケーシングに向けて突設された第2障壁が形成されていることが好ましい。
【0015】
本発明の気液分離装置においては、前記下側ケーシングの底面に凹部が形成され、この凹部の側壁に前記入口パイプの前記気液分離室内の開口が形成され、前記入口パイプが前記下側ケーシングからほぼ水平方向に延出されていることが好ましい。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、出口パイプの気液分離室内の開口が、枠状をなした第1障壁に囲まれているので、車両の傾きや急激な加減速、旋回等によって、燃料タンク内の液体燃料が傾いたり揺動したりして、ケーシング本体内に液体燃料が流入しても、第1障壁に液体燃料が衝突してその進路が変わるため、出口パイプの気液分離室内の開口に到達させにくくすることができ、液体燃料が出口パイプの開口に流入してキャニスタ側へ流れることを効果的に防止することができる。
【0017】
また、液体燃料が枠状の第1障壁の内側に入り込んでも、隙間を通して外側に流出させることができ、入口パイプを通して燃料タンク内に返送することができる。
【0018】
更に、入口パイプを下側ケーシングに設け、出口パイプを上側ケーシングに設けたことにより、入口パイプはより下方に、出口パイプはより上方に配置しやすくなり、液体燃料が出口パイプに流入しにくくすることができると共に、気液分離室内に流入した液体燃料を入口パイプから燃料タンク内に返送しやすくすることができる。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、
図1〜8を参照して、本発明の気液分離装置の一実施形態について説明する。
【0021】
図5に示すように、この実施形態における気液分離装置10は、燃料タンク1の内部に取付けられて、燃料タンク1の内部と、燃料タンク1の外部に配設されたキャニスタ2とを連通させるエバポ配管通路3の途中に配置されるようになっている。エバポ配管通路3は、気液分離装置10をカットバルブ4に接続するための配管3aと、気液分離装置10をキャニスタ2に接続するための配管3bとからなる。なお、カットバルブ4は特に図示はしないが、開口部が形成されたケースと、該ケース内に昇降可能に配置されたフロート弁とを備えている。また、配管3bの途中には、燃料タンク1の内部圧力を調整するための、チェックバルブ5が配置されている。
【0022】
図1及び
図4に示すように、この実施形態の気液分離装置10は、下側ケーシング30と上側ケーシング20とを接合してなり、内部に気液分離室Rを形成するケーシング本体15を有している。
【0023】
まず、上側ケーシング20について説明する。
図1及び
図2(a)に示すように、この実施形態における上側ケーシング20は、略正方形状の天壁21と、該天壁21の周縁から下方に向けて垂設した周壁23と、この周壁23の下端外周から外方に向けて広がったフランジ部25とを有している。また、周壁23及びフランジ部25は、天壁21の形状に対応して略正方形状をなすと共に、その4つの角部がR状に面取りされた形状を呈している。
【0024】
図1及び
図4に示すように、上側ケーシング20には、ケーシング本体15の気液分離室Rに連通する円筒状の出口パイプ29が設けられている。この出口パイプ29は、その基部側が上側ケーシング20の内部に配設され(
図2(a)参照)、先端部側が、上側ケーシング20の周壁23の外壁面から所定長さで突設されている(
図1参照)。また、
図4に示すように本実施形態における出口パイプ29は、その基部側から先端部側に向けて、斜め下方に延出した形状をなしている。
【0025】
そして、この出口パイプ29の基部側の、気液分離室R内の開口29aが、上側ケーシング20の天壁21のほぼ中央部に配置されるようになっている(
図2(a)及び
図4参照)。また、
図4及び
図5に示すように、出口パイプ29の先端部にはキャニスタ2に連通する配管3bが接続され、これにより気液分離装置10の気液分離室Rがキャニスタ2に連通するようになっている。
【0026】
そして、この出口パイプ29の基部側の、気液分離室R内の開口29aが、上側ケーシング20の天壁21のほぼ中央部に配置されるようになっている(
図2(a)及び
図4参照)。また、
図4及び
図5に示すように、出口パイプ29の先端部にはキャニスタ2に連通する配管3bが接続され、これにより気液分離装置10の気液分離室Rがキャニスタ2に連通するようになっている。
【0027】
次に下側ケーシング30について説明する。
図2(b)に示すように、この実施形態における下側ケーシング30は、前述した上側ケーシング20に適合した形状をなしており、略正方形状の底壁31と、該底壁31の周縁から上方に向けて垂設した周壁33と、この周壁33の上端外周から外方に向けて枠状に広がり、前記上側ケーシング20のフランジ部25と接合するフランジ部35とを有している。周壁33及びフランジ部35は、底壁31の形状に対応して略正方形状をなすと共に、その4つの角部がR状に面取りされた形状を呈している。
【0028】
なお、本発明における「面取り」とは、上側ケーシング20や下側ケーシング30の角部を所定形状に加工することを意味し、前述したように角部をR状に加工するのみならず、角部を所定角度(例えば45°)で斜めに加工することを含むものである。
【0029】
ところで、上記の下側ケーシング30及び前述した上側ケーシング20は、本実施形態では、正方形状をなし角部がR状に面取りされた形状をなしているが、例えば、
図7に示す形状としてもよい。
【0030】
すなわち、上側ケーシング20及び下側ケーシング30を、角部がR状に面取りされた五角形状としたり(
図7(a),(b)参照)、角部がR状に面取りされた六角形状としたり(
図7(c),(d)参照)、円形状としたりしてもよい(
図7(e),(f)参照)。これ以外にも、両ケーシング20,30を、長方形状や、長方形の両端が丸みを帯びた形状、楕円形状、三角形状等としてもよく、特に限定されるものではない。
【0031】
図4に示すように、下側ケーシング30の底壁31の所定箇所は、底壁外面から箱状に突出した形状をなし、この突出部分の内部に、周壁33の一側面に対して平行に伸びる長方形状の凹部38が形成されている(
図3参照)。この凹部38が形成された突出部分の外面から、互いに平行に配置された一対の入口パイプ39,39がほぼ水平方向となるように突設されている。
【0032】
また、
図4に示すように、各入口パイプ39の開口39aは凹部38の側壁に形成されており、これらの開口39a,39a及び凹部38を介して、一対の入口パイプ39,39がケーシング本体15の気液分離室Rに連通するようになっている。更に一対の入口パイプ39,39には、カットバルブ4に連通する配管3a,3aがそれぞれ接続されており、これらのカットバルブ4を通して、気液分離装置10の気液分離室Rと燃料タンク1の内部とが互いに連通するようになっている。
【0033】
そして、この気液分離装置10においては、
図2(b)に示すように、下側ケーシング30の底壁31の内面から上側ケーシング20に向けて、前記出口パイプ29の気液分離室R内の開口29aを囲むように、枠状をなした第1障壁41が立設されている。
【0034】
この実施形態における第1障壁41は、平面視においてL字状をなした壁部43を4つ組み合わせて、各壁部43どうしの間に所定の隙間45を介して配設されて四角枠状をなすと共に、対向した位置に設けられた各隙間45,45が互いに偏位した位置に形成された構造となっている(
図2(b)及び
図3参照)。また、各隙間45は、上側ケーシング20のほぼ中央部に設けられた出口パイプ29の開口29aに対して、位置ずれして配置されている。
【0035】
更に
図4に示すように、枠状の第1障壁41は、上側ケーシング20の天壁21の内面よりも下方に位置するように伸びており、第1障壁41の上端部と上側ケーシング20の天壁21の内面との間に、所定の隙間47が形成されるようになっている。なお、下側ケーシング30に上側ケーシング20を取付けたときに、第1障壁41の上端部を上側ケーシング20の天壁内面に当接させて前記隙間47を形成しないように、第1障壁41を立設させてもよい。
【0036】
また、この実施形態における第1障壁41は、L字状の壁部43を4つ組み合わせて四角枠状としたが、これに限定されず、
図8(a)〜(e)に示す形状としてもよい。
【0037】
図8(a)に示す第1障壁41aは、平板状の壁部43を4つ組み合わせて、各壁部43,43間に隙間45が設けられた四角枠状をなしている。各壁部43の側面からは、複数の補強リブ44が突設されている。
【0038】
図8(b)に示す第1障壁41bは、同一幅で円弧状に形成された壁部43を4つ組み合わせて、円筒形の枠状をなしている。
【0039】
図8(c)に示す第1障壁41cは、対向して配置された円弧状の壁部43a,43aと、これらに直交する位置に対向して配置されると共に、壁部43aよりも幅広の円弧状に形成された壁部43b,43bとからなる枠状をなしている。
【0040】
図8(d)に示す第1障壁41dは、コ字状に配置された平板状の3つの壁部43と、これらの壁部43よりなるコ字状部分の開口側に配置された円弧状の壁部43cとからなる枠状をなしている。
【0041】
図8(e)に示す第1障壁41eは、対向して配置された円弧状の一対の壁部43,43から構成されると共に、それらの両端部が互いに位置ずれさせてなる、枠状をなしている。
【0042】
また、枠状の第1障壁41は、上記形状以外にも、長方形状や、楕円形状、五角形、六角形等としてもよく、特に限定されるものではない。
【0043】
次に上記構造をなした気液分離装置10の作用効果について説明する。
【0044】
始めに気液分離装置10の燃料タンク1への取付方法について説明する。まず、上側ケーシング20のフランジ部25を、枠状をなした下側ケーシング30のフランジ部35に整合させると共に互いに当接させ、超音波溶着や熱板溶着等の接合手段により、フランジ部25,35どうしを互いに接合させる。これにより、下側ケーシング30に対して上側ケーシング20が所定角度で取付けられて、内部に気液分離室Rが画成されたケーシング本体15が構成される。なお、前記接合手段としては接着剤等であってもよく、特に限定されるものではない。
【0045】
この実施形態では、入口パイプ39の軸方向に対する出口パイプ29の軸方向が同一で、入口パイプ39と出口パイプ29とが互いに逆向きに突設する方向、すなわち、入口パイプ39に対する出口パイプ29の角度が180度となるように、下側ケーシング30に上側ケーシング20が取付けられるようになっている(
図1及び
図3参照)。
【0046】
また、この実施形態では、下側ケーシング30及び上側ケーシング20は、平面視において四角形状の角部が面取りされた形状をなしているので、例えば、
図6に示すように、入口パイプ39に対する出口パイプ29の角度が90度となるように、下側ケーシング30に上側ケーシング20を取付けることができ、下側ケーシング30に対する上側ケーシング20の取付角度を適宜変更することができるようになっている。
【0047】
このように下側ケーシング30に対する上側ケーシング20の取付角度を変えることで、入口パイプ39に対する出口パイプ29の角度を変更することが可能であるので、入口パイプ39や出口パイプ29に接続される配管3a,3bのレイアウトの自由度を高めることができ、燃料タンク1に対する汎用性を高めることができる。なお、この実施形態の場合には、下側ケーシング30に対する上側ケーシング20の取付角度を、90度間隔で4方向に適宜変更することができる。
【0048】
また、上側ケーシング20及び下側ケーシング30が、角部をR状に面取りした五角形状の場合は、下側ケーシング30に対して上側ケーシング20を72度間隔で5方向に取付けることができ(
図7(a),(b)参照)、角部をR状に面取りした六角形状の場合は、下側ケーシング30に対して上側ケーシング20を60度間隔で6方向に取付けることができ(
図7(c),(d)参照)、円形状の場合は、下側ケーシング30に対して上側ケーシング20を360度任意の角度で取付けることができる(
図7(e),(f)参照)。
【0049】
そして、一対の入口パイプ39,39に、カットバルブ4が接続された配管3a,3aをそれぞれ接続すると共に、出口パイプ29に、キャニスタ2に連通し途中にチェックバルブ5が接続された配管3bを接続した後、図示しない取付金具(燃料タンク1が金属製の場合)や、溶着(燃料タンク1が樹脂製の場合)、その他の取付手段を介して、燃料タンク1の天井面に気液分離装置10を取付けることができる(
図4及び
図5参照)。なお、気液分離装置10を燃料タンク1に取付けた後、入口パイプ39及び出口パイプ29に配管3a,3bを接続するようにしてもよい。
【0050】
このとき、この実施形態では、一対の入口パイプ39,39が、下側ケーシング30の外面からほぼ水平方向に延出されているので、気液分離装置10全体を薄くコンパクトに構成することができ、燃料タンク1の内部における設置スペースを小さくすることができる。なお、気液分離装置10が燃料タンク1の外部に配置された場合にも、その設置スペースを小さくすることができる。
【0051】
また、出口パイプ29は、上側ケーシング20の外面から斜め下方に延出しているので、出口パイプ29に接続される配管3bを燃料タンク1の天井面に干渉させにくくすることができると共に、気液分離装置10を燃料タンク1に取付けた後、出口パイプ29に配管3bを接続しやすくなる。
【0052】
そして、車両の傾きや急な加減速、旋回等によって、燃料タンク1内の液体燃料が傾いたり揺動したりして、カットバルブ4のフロート弁が開口部を閉塞する前に、配管3aを通じて液体燃料が、入口パイプ39の開口39a及び凹部38を通過して気液分離室R内に流入しても、この気液分離装置10においては、出口パイプ29の開口29aを囲むように、枠状をなした第1障壁41が立設しているので、気液分離室R内に流入した液体燃料が枠状の第1障壁41に衝突し、その進路を変更させて、出口パイプ29の開口29aに液体燃料を到達させにくくすることができ、液体燃料が出口パイプ29の開口29aに流入して、配管3bを通じでキャニスタ2側へ流れることを効果的に防止することができる。
【0053】
また、この実施形態においては、出口パイプ29の開口29aが、上側ケーシング20の天壁21のほぼ中央部に配置されているので、車両が前後左右いずれの方向に傾いても、気液分離室R内に流入した液体燃料が、出口パイプ29の開口29aに到達させにくくすることができ、キャニスタ2側へ流れることを防止できる。
【0054】
更に枠状の第1障壁41には隙間45が形成されているので、上述したように気液分離室R内に液体燃料が流入すると、同液体燃料が隙間45から第1障壁41の内部に入り込むが、車両の傾きが水平に戻ったり、急な加減速や旋回が終わると、隙間45を通して液体燃料を第1障壁41の外側に流出させることができ、入口パイプ39や配管3a、カットバルブ4を介して、液体燃料を燃料タンク1内に返送することができる。
【0055】
また、入口パイプ39を下側ケーシング30に設け、出口パイプ29を上側ケーシング20に設けたことにより、入口パイプ39はより下方に、出口パイプ29はより上方に配置しやすくなるので、液体燃料が出口パイプ29の開口29aに流入しにくくすることができると共に、気液分離室R内に流入した液体燃料を入口パイプ39から燃料タンク1内に返送しやすくすることができる。
【0056】
更にこの実施形態においては、第1障壁41を構成する個々の壁部43を、平面視においてL字状をなすように形成したので、壁部43の強度を高めて耐久性を向上させることができる。また、対向した位置に設けられた隙間45,45が、互いに偏位した位置に形成されているので(
図2(b)及び
図3参照)、第1障壁41内における液体燃料の通路の入口及び出口を位置ずれさせて、液体燃料が第1障壁41を横切るように通過することを抑制することができる。
【0057】
また、この実施形態においては、下側ケーシング30の底壁内面に凹部38が形成されていると共に、この凹部38の側壁に入口パイプ39の開口39aが形成されているため、気液分離室R内に流入した液体燃料が凹部38に溜まるので、液体燃料が入口パイプ39の開口39aに流入しやすくなり、燃料タンク1内に液体燃料を返送しやすくすることができる。
【0058】
なお、燃料タンク1内の圧力が上昇した場合には、燃料タンク1内の燃料蒸気が、カットバルブ4や配管3a、入口パイプ39を通じて気液分離室R内に流入し、第1障壁41の隙間45や、第1障壁41と上側ケーシング20との間の隙間47を通って、出口パイプ29の開口29a内に流入し、チェックバルブ5や配管3bを通じてキャニスタ2へ流出され、燃料タンク1内の圧力が低下するようになっている。
【0059】
一方、燃料タンク1内の圧力が所定値よりも低下すると、外部空気が、キャニスタ2、配管3b、チェックバルブ5、気液分離装置10の出口パイプ29、気液分離室R、凹部38、入口パイプ39、配管3a、カットバルブ4をそれぞれ通過して、燃料タンク1内に流入し、燃料タンク1内の圧力が上昇するようになっている。このとき、気液分離室R内に溜まった液体燃料も、入口パイプ39を通じて燃料タンク1内に返送されるようになっている。
【0060】
図9には、本発明の気液分離装置の他の実施形態が示されている。なお、前記実施形態と実質的に同一部分には同符号を付してその説明を省略する。
【0061】
この実施形態の気液分離装置10aには、上側ケーシング20の天壁21の内面から、出口パイプ29の開口29aの周囲を囲むように、下側ケーシング30に向けて第2障壁48が突設されている。
【0062】
図9(a)に示すように、この実施形態の第2障壁48は、平面視において略コ字状をなすと共に、出口パイプ29の基端部から所定隙間50を空けて、第1障壁41の一部とほぼ整合する位置となるように配設されている。この第2障壁48の下端と、第1障壁41の上端との間には、所定の隙間49が形成されており(
図9(b)参照)、この隙間49及び前記隙間50から燃料蒸気が流動可能となっている。
【0063】
この実施形態によれば、入口パイプ39から流入して、気液分離室R内で流動する液体燃料が、第1障壁41のみならず、第2障壁48にも衝突することとなるので、出口パイプ29の開口29aに燃料蒸気がより到達させにくくすることができ、液体燃料が出口パイプ29の開口29aに流入して、キャニスタ2側へ流れるのをより効果的に防止することができる。