JP2000043589A - 燃料タンク - Google Patents

燃料タンク

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JP2000043589A
JP2000043589A JP11211096A JP21109699A JP2000043589A JP 2000043589 A JP2000043589 A JP 2000043589A JP 11211096 A JP11211096 A JP 11211096A JP 21109699 A JP21109699 A JP 21109699A JP 2000043589 A JP2000043589 A JP 2000043589A
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ワルター リューディガー
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 タンク本体内に配置されリザーバと燃料をエ
ンジンに供給するようにリザーバに作動的に接続された
モーター駆動ポンプとを有する自動車用燃料タンクを提
供する。 【解決手段】 燃料は給油管を通してタンク内に導入さ
れる。この給油管は内部に流れる燃料の少なくとも一部
分が直接リザーバ内に流入するようにリザーバに接続さ
れた出口端部を備えている。リザーバの少なくとも下方
領域はリザーバ周囲のタンク室に対して遮断されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車用の燃料
タンクに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車用の燃料タンクでは、タンク本体
の内部にリザーバを配置しているのが一般的である。燃
料を自動車のエンジンに送るためのモータ駆動燃料ポン
プはこのリザーバに接続されている。このタンクはま
た、燃料をタンク内に導入するための給油管を含んでい
る。リザーバは、例えばその燃料タンクを装備した自動
車が長いカーブまたは曲線区間を通過中であったり、或
いは燃料タンクを装備した自動車が水平でない姿勢にあ
る場合などの不利な条件下でも、燃料供給不足を回避す
るためにエンジンに対する適切な燃料供給を行う燃料ポ
ンプの吸入領域に依然として適量の燃料が存在すること
を保証する機能を果たしている。これは、リザーバ内に
最低量の燃料が存在することを前提としている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】全体的にリザーバ内に
配置されている電動式燃料ポンプは２段階動作の設計に
することができ、この場合、ポンプの第１段階ではリザ
ーバを囲むタンク室から燃料がリザーバ内に送り込まれ
る。この目的のため、リザーバは底部領域内又はその近
くで閉鎖可能で且つこの部分を通して燃料がポンプの第
１段階で吸入され得るようにする通路を設けることがで
きる。次にポンプの第２段階では燃料をリザーバから吸
込み、この燃料を自動車のエンジンに送り込む。この場
合、燃料ポンプの第２段階は、全体としてエンジンの最
大燃料消費量に対応する量よりも多い単位時間当たりの
或る量の燃料を連続的に吐出するように作動できる。従
ってこの余分な量の燃料が分岐してリザーバ内に再循環
されて戻るように、一般には圧力調整器の形態からなる
制御手段が燃料ポンプの出口、即ち吐出側に接続されて
いる。
【０００４】この場合、燃料ポンプはリザーバと接続さ
れた単段ポンプであってもよい。単段ポンプは燃料をリ
ザーバから吸い込むと同時にこれをエンジンに送出す
る。従って、単段燃料ポンプは上記の２段階の燃料ポン
プ動作の第１段階の機能を実行するに過ぎない。この場
合、燃料は、リザーバを囲むタンク本体内の本来のタン
ク室から例えば余剰の燃料として圧力調整器内で分岐さ
れて再循環のために戻り導管を通して流出する燃料流で
作動状態に保たれている吸引ジェットポンプによってリ
ザーバ内に取り込まれる。
【０００５】前述した代替的な構成配置において、タン
クに燃料が充填されると、その燃料はリザーバを囲むタ
ンク本体内の本来のタンク室内に導入される。この方式
の欠点は、特に広い底面積及び／又は複雑な幾何学的形
状を有する燃料タンクの場合に、その燃料系が空になっ
たときにエンジンへの燃料供給を開始する目的で比較的
大量の燃料がリザーバ内に流入するようタンクに給油し
なければならない点にある。これは正に前述の第２の代
替的構成配置、即ち単段燃料ポンプを使用する設計に該
当し、吸引ジェットポンプを有効に作動させるためには
戻り導管上流での燃料ポンプの安定な作動を確保すると
共に燃料ポンプの下流に接続された吸引ジェットポンプ
の駆動ノズルに対して要求される流量の燃料流を発生さ
せるために適切な量の燃料が必要となり、一方、燃料を
吸引ジェットポンプによりリザーバ内に取り込む際には
リザーバ外部のタンク室内にも充分な量の燃料が必要と
なるのである。
【０００６】このような問題点は、特に自動車が製造さ
れてからその燃料タンクに最初に燃料を給油する場合に
生じる。このような最初の給油では特定品質の比較的高
価な燃料でエンジンを作動させる必要があるからであ
る。この理由から、自動車メーカーでは最初の給油に使
用する燃料の量を最低限にする努力がなされている。こ
れは、例えば１〜３リットルの範囲内である。しかしな
がら、タンク本体とその内部のリザーバ並びにポンプシ
ステムのそれぞれの構成に応じて、最初の給油燃料で自
動車のエンジンに課せられる作動に必要な量よりも大量
の燃料をタンクに給油する必要が生じている。
【０００７】本発明の目的は、タンクが複雑で好ましく
ない形式の場合でもタンクが実際状況で生じるあらゆる
状態においてたとえタンク内の燃料の総量が極めて少な
い場合でもエンジンに燃料を供給するポンプが充分な量
の燃料を確保できるような構成の燃料タンクを提供する
ことにある。
【０００８】本発明の別の目的は、たとえ少量の燃料し
かタンク内に導入されていない場合であっても、或いは
タンク内に残っている燃料がたとえ少量しかないような
場合であっても、エンジンに燃料が確実に供給されるよ
うな構成の燃料タンクを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、本発明の
基本理念によれば、燃料タンク本体とこの燃料タンク本
体内に配置されたリザーバとを備えた自動車用燃料タン
クで解決される。この場合、燃料を自動車のエンジンに
供給するモーター駆動ポンプは、作動的にリザーバと接
続されている。このタンクには更に燃料をタンク内に導
入する給油管が設けられており、この給油管の出口端部
とリザーバは少なくとも給油管を流れる燃料の一部分が
リザーバ内に直接流入するよう互いに接続されている。
リサーバはその下方領域が少なくともそのリサーバを囲
むタンク本体内の本来のタンク室内に対して液密シール
状態で遮断される構成になっている。
【００１０】本発明の好適な実施形態に関する以下の説
明から理解されるように、例えばガソリン又はディーゼ
ル油を適用可能な本発明による燃料タンクは、自動車が
製造後に最初に燃料タンクに給油を受ける際、或いはエ
ンジンの使用中に燃料タンクが完全に空になった後に燃
料タンクに再給油する際のように、タンク内の利用可能
な燃料の全量が極めて少ない場合を含むあらゆる実際上
の悪条件下でも、燃料をエンジンに送給する燃料ポンプ
が充分な量の燃料を給排できるような構成になってい
る。
【００１１】更に、本発明による構成を採用する場合、
燃料タンクへの給油充填は燃料タンク本体内に配置され
て空のタンクより実質的に容積の小さいリザーバを通し
て行われ、いずれにせよリザーバが先に少なくとも部分
的に燃料で満たされることから、燃料ポンプの吸入口は
リザーバ内部の下方部分に配置される。燃料をエンジン
に供給するポンプの吸入口が適切に配置されれば、たと
えタンク内に導入される燃料が少量でも、或いはリザー
バ内に残っている燃料が少量でも、エンジンへの燃料供
給が確実に保証されることが明らかである。こうした理
由での困難に直面することなく、特にコストを増加させ
ることなく、燃料の少なくとも最低量がリザーバ内に残
るようにリザーバを少なくともその下方領域内で液密シ
ール状態とするためには、リザーバの少なくとも下方部
分を液密構造にすることが重要である。
【００１２】本発明の好適な特徴によれば、給油管の出
口端部はリザーバ内に直接開口させることができ、この
目的のため、例えばリザーバの側壁には給油管に対する
適切な接続部を設けることができる。最も単純な場合、
給油管は係る接続部を貫通して更にリザーバ内に延在す
る形態とすることができる。本発明の別の好適な特徴に
おいては、給油管の出口端部をリザーバの壁に接続する
ことも可能であり、この接続により液密シール状態を形
成することができる。但し、多くの場合、給油管はいず
れにせよリザーバが上部で開口しているので上部からも
リザーバ内へ導入することができる。本発明の更に別の
好適な特徴によれば、給油管の出口端部を単に上向に開
口しているリザーバ上方で終端することで接続を果たす
ことができる。
【００１３】本発明の目的、特徴及び利点については、
本発明の好適な実施形態に関する以下の説明から明らか
となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１を参照して、符号１０は自動
車用の燃料タンクを示し、このタンクは例えばガソリン
又はディーゼル油を含む液体燃料に使用可能で、例えば
金属又はプラスチック材料等により適当な様式で製造可
能である。燃料タンク１０はタンク壁で画定されるタン
ク本体内に常時貯油容器として機能するリザーバ１２を
備え、このリザーバ１２は全体としてはタンク本体より
著しく容積が小さく、タンク本体の底部１４に適切に固
定されている。上端部が開放されているリザーバ１２は
タンク本体の上壁内面との間に或る間隔をあけている。
【００１５】リザーバ１２の底部１８には最も深くなっ
た中央領域２０が形成されており、この中央領域は実質
的にリザーバの中心軸に対して直角方向に広がり、且つ
燃料タンク１０のタンク本体の底部１４と平行に延在し
ている。中央領域２０の外周に広がるリザーバ１２の底
部１８の外側領域２２は、中央領域２０から始まって外
側領域２２がリザーバ１２の周縁に向かって徐々にタン
ク本体の底部１４との間隔を徐々に大きくするように傾
斜面を形成している。必要な安定性を伴ってリザーバ１
２を燃料タンク１０のタンク本体内に配設可能とする目
的から、リザーバ１２の底部の外側領域における下側に
は複数のほぼ径方向に延在するリブ２４が配備されてい
る。これらのリブ２４は、リザーバ１２の周縁上で或る
角度間隔をあけて配置され、燃料タンク１０のタンク本
体の底部１４の内側面上に支持されている。
【００１６】本発明による燃料タンク１０は更に単段電
動燃料ポンプ２６を含み、この電動燃料ポンプは底部１
８の中央領域２０においてリザーバ１２内に固定され、
このポンプ２６には、該ポンプ２６からの燃料をエンジ
ンに送るための導管２８が接続されている。燃料タンク
１０内の導管２８の経路中には戻り導管３２が分岐した
圧力調整器３０が介装されている。圧力調整器３０は、
エンジンに供給する必要がない余剰燃料と、リザーバ１
２の外側に配置された戻り導管２８を通してリザーバ１
２を囲むタンク室３４内に戻される余剰燃料とを分岐さ
せるように作動可能である。戻り導管３２にはその排出
端部において吸引ジェットポンプ３８の駆動ノズル３６
が装備され、この吸引ジェットポンプには、図１から明
らかなように溢流管４２の流入端部を形成する捕獲ノズ
ル４０が含まれる。溢流管４２はほぼ垂直に延在するよ
う配置され、リザーバ１２の上方境界縁部から少し下の
レベルで開口し、リザーバ１２の底部１８の外側領域２
２を液密シール状態で貫通している。この配置により、
吸引ジェットポンプ３８をリザーバ１２の下方領域内に
配置できるようになっている。
【００１７】タンク本体の上壁１６にはシール４６を介
在させた状態でカバー４８により閉じられる貫通開口４
４が設けてある。導管２８及び電動燃料ポンプ２６のた
めの電源５０並びにその他の接続電線５２、５４がカバ
ー４８を液密シール状態で貫通している。接続電線５
２、５４はそれぞれリザーバ内とその外側のタンク本体
内の各燃料レベル測定装置５８、５６を燃料ゲージ又は
表示装置などに接続するためのものである。図１から理
解できるように、燃料レベル測定装置５６はリザーバ１
２を囲むタンク本体内の本来のタンク室３４内に配置さ
れ、一方、燃料レベル測定装置５８は先に述べたように
リザーバ１２自体の内部に配置される。リザーバ１２は
その底部領域及び少なくともその側壁の下方領域におい
てリザーバ外部を囲むタンク本体内のタンク室３４から
液密シール状態で遮断されるので、例えばタンク室３４
がほぼ空の状態となる燃料消費の最終段階では、燃料タ
ンク１０内の残りの燃料は殆どがリザーバ１２内に取り
込まれていて内部の燃料レベル測定装置５８により監視
されている。
【００１８】燃料タンク１０には、タンクの給油接続
部、即ち首部６２からリザーバ内に延在する給油管６０
が装備されている。この目的でリザーバ１２の側壁６４
には貫通開口６６が設けられており、この開口を通して
給油管６０の端部領域６８が液密シール状態でザーバ１
２内に貫通している。給油管６０の出口端部にある排出
開口、即ち出口開口は、フラップ７０として図示されて
いる閉鎖手段により閉鎖可能であり、該フラップは給油
管６０の出口部分である端部領域６８に枢着されて給油
管６０を通してリザーバ１２内に何ら燃料が流れない場
合は自動的にその閉鎖位置を確保し、これにより燃料が
リザーバ１２から給油管６０へ逆流するのを防止してい
る。
【００１９】燃料タンク１０には給油管６０を通して燃
料が給油され、この給油管はタンク接続部６２の領域内
でタンク境界壁の内面に対して液密シール状態で支持で
き、タンク内に導入される燃料の全体量はます先にリザ
ーバ１２内に流入する。このため、給油管６０を通して
燃料タンク１０内に導入される燃料が少量でもリザーバ
１２はいずれにせよ底部の中央領域２０の真上に配置さ
れている電動燃料ポンプ２６の吸入領域に充分な量の燃
料が存在する状態になるように燃料を受け入れることに
なる。
【００２０】ここで、本発明の燃料タンクの別の実施形
態である図２を参照する。ただし、先に説明した図１の
実施形態の構造とほぼ同じ部分については更に詳細な説
明は必要ない。同じ理由から各構成部品についても符号
に１００を加えた点を除いて同じ符号を付してある。
【００２１】図２から理解できるように、図１の実施形
態と図２の実施形態の間の唯一の本質的な差異は、図２
の実施形態においては給油管１６０がその出口端部を燃
料タンク１１０の上壁１１６とリザーバ１１２の上方縁
部の間に位置させて、給油管１６０からの燃料が上方か
ら下方へ流れてリザーバ１１２内に入るような様式と
し、このために給油管１６０がリザーバ１１２の上方に
配置されているという点である。又、この場合、リザー
バ１１２を囲む燃料タンク１１０内のタンク室１３４に
はリザーバ１１２からの燃料の溢流により燃料が充填さ
れる。そのため、図１の構造の場合と同様に、リザーバ
１１２の底壁１６４にはおそらくは適切なレベルに配置
された開口を設けることができる。
【００２２】燃料タンク１１０の上壁１１６の内側に
は、これも枢動可能なフラップ１７０により閉鎖可能な
給油管１６０の出口端部に対する保持具１７２が設けて
ある。この実施形態においても給油管１６０を通って流
れる燃料は、給油管１６０を流れる燃料の流速と流量と
は無関係にまず先にリザーバ１１２内に流入するので、
リザーバ１１２が常に先に燃料で満たされてタンク本体
が残りでみたされることになる。
【００２３】ここで、全体的な構造面では図１の実施形
態と同様の更に別の実施形態を示す図３を参照する。こ
の場合も配置においては図１と同様のため更に詳細な説
明は必要ない。ここでも符号に２００を加えた点を除い
て図１の内容と同じ符号で対応する構成部品を表してあ
る。
【００２４】図３を参照すると、その構造と図１及び図
２の実施形態との間の本質的な相違点は、リザーバ２１
２が燃料タンク２１０の本体上壁２１６の貫通開口２４
４を通して導入される燃料送出ユニット２７６の一部に
なっている点である。燃料送出ユニット２７６の横断面
構成は当初の開口２４４及びそこに介在するシールリン
グ２４６の開口に対応している。リザーバ２１２の境界
壁を画定する壁２６４は、開口２４４を通してリザーバ
２１２をタンク本体内へ挿入するために変形可能であ
り、そのため、燃料送出ユニット２７６が開口２４４を
通して燃料タンク２２０内に少なくとも部分的に挿入さ
れると、燃料送出ユニット２７６の上下両端部は高強度
の変形不能な材料から成るので、リザーバ２１２の両端
に設けられた端部分２７７、２４８の間の距離を縮める
ことによってリザーバの直径が増加し、少なくとも横断
方向においてリザーバの容積が増加する。図３は、タン
クシステムの使用寿命全体を通じて通常維持される燃料
送出ユニット２７６のリザーバ２１２の作動状態の形状
を示している。この場合も図示しない燃料ポンプがリザ
ーバ２１２の内部に配置されている。この装置に対する
接続導管も、タンク壁の上壁２１６の貫通開口２４４を
閉鎖する閉鎖手段として機能する上端部材２４８を貫通
している。
【００２５】燃料タンク２１０には、首部２６２からリ
ザーバ２１２内の燃料送出ユニット２７６に延在する給
油管２６０が装備されている。この目的のため、堅牢な
材料からなる燃料送出ユニット２７６の上端部分２４８
には管状延在部２８０が設けられ、該管状延在部は開口
２４４に対してほぼ同軸状に下向きに延在し、その下端
部はリザーバ２１２の境界壁２６４を画定する弾性管部
とこれも弾性変形可能で且つ壁２６４の内側に配置され
た支持構造２８２とに連結されている。上記管状延在部
２８０は孔２８４を備え、この孔は給油管２６０の出口
端部を受入れており、そのため燃料タンク２１０に燃料
が充填される際にはます先に給油管２６０を通して流さ
れる燃料がリザーバ２１２内に流入する。従って、ごく
少量の燃料しか燃料タンク２１０内に導入しないような
場合でも、この少量の燃料がリザーバ２１２内に流入
し、従って燃料送出ユニット２７６内の燃料ポンプの吸
入口領域に確実に存在することになる。
【００２６】管状延在部２８０には、リザーバ２１２の
内部とそのリザーバ２１２を囲むタンク本体内のタンク
室２３４との間の流体連通を与える付加的な孔２８６も
設けられている。これらの孔２８６は、タンクへの給油
作業中にリザーバ２１２が燃料で満たされた際、給油管
２６０を通してリザーバ２１２内に導入される燃料の過
剰量がリザーバ２１２から溢流して燃料タンク内の周り
の領域２３４に孔２８６を介して流出することを可能に
する。給油管２６０からリザーバ内に流出してくる燃料
がそのまま直ちに付加的な孔２８６の少なくとも１つを
介してタンク室２３４内に流出しないように、これら付
加的な孔２８６は給油管２６０の出口開口に対面しない
形式で配置することが望ましく、これにより給油管２６
０から流入してくる燃料流を確実にまず先にリザーバ２
１２内へ分流させることが可能となる。
【００２７】本発明の前述の各実施形態は、本発明の基
本理念の単なる例示として説明したに過ぎず、本発明の
技術範囲から逸脱することなく種々の改変と代替をなし
得ることは述べるまでもない。
【００２８】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
タンクが複雑で好ましくない形式の場合でもタンクが実
際状況で生じるあらゆる状態においてたとえタンク内の
燃料の総量が極めて少ない場合でもエンジンに燃料を供
給するポンプが充分な量の燃料を確保できるような構成
の燃料タンクを提供することができ、たとえ少量の燃料
しかタンク内に導入されていない場合であっても、或い
はタンク内に残っている燃料がたとえ少量しかないよう
な場合であっても、エンジンに燃料を確実に供給するこ
とができる燃料タンクを提供可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による自動車用燃料タンクの第１実施形
態を示す縦断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態を図１に対応して示す縦
断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態を図１に対応して示す縦
断面図である。
【符号の説明】
１０ 燃料タンク １２ リザーバ １４ 底壁 １６ 上壁 １８ 底部 ２０ 中央領域 ２２ 外側領域 ２４ リブ ２６ 電動燃料ポンプ ２８ 導管 ３０ 圧力調整器 ３２ 戻り導管 ３４ タンク室 ３６ 推進ノズル ３８ 吸引ジェットポンプ ４０ 捕獲ノズル ４２ 溢流管 ４４ 貫通開口 ４６ シール ４８ カバー ５０ 電線 ５６ 燃料レベル測定装置 ５８ 燃料レベル測定装置 ６０ 給油管 ６２ 首部 ６４ 側壁 ６６ 開口 ６８ 端部領域 ７０ フラップ １１０ 燃料タンク １１２ リザーバ １１６ 上壁 １３４ タンク室 １６０ 給油管 １７０ フラップ １７２ 保持具 ２１０ 燃料タンク ２１２ リザーバ ２１６ 上壁 ２３４ タンク室 ２４４ 開口 ２４６ シールリング ２４８ 端部 ２６２ 首部 ２６４ 境界壁 ２７６ 燃料送出ユニット ２７７ 端部 ２８０ 管状延在部 ２８２ 支持構造 ２８４ 孔 ２８６ 孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リューディガー ワルター ドイツ連邦共和国 ボン カルル・ライス ナー・シュトラーセ 10

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃料タンク本体と、 燃料タンク本体内のリザーバと、 燃料を自動車のエンジンに送出するために作動的にリザ
    ーバに付属配置されたモータ駆動ポンプと、 燃料をタンク内に導入するための入口端部と出口端部を
    有し、内部を流れる燃料の少なくとも一部分が直接リザ
    ーバ内に流れるように出口端部がリザーバに作動的に結
    合された給油管とを備え、 前記リザーバが下方領域を有し、少なくとも該下方領域
    がリザーバ周囲のタンク本体内空間に対して液密に遮断
    されていることを特徴とする自動車用燃料タンク。
  2. 【請求項２】 給油管の出口端部がリザーバ内に直接開
    口するように給油管をリザーバに接続する手段を更に含
    むことを特徴とする請求項１に記載の燃料タンク。
  3. 【請求項３】 リザーバが使用状態の装着姿勢で上向き
    に開いており、給油管の出口端部がリザーバの上方に配
    置されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料タ
    ンク。
  4. 【請求項４】 給油管の出口端部を閉鎖し、且つ給油管
    内を流れる燃料の作用で開放可能な閉鎖手段を更に含む
    ことを特徴とする請求項１に記載の燃料タンク。
  5. 【請求項５】 閉鎖手段がフラップを含むことを特徴と
    する請求項４に記載の燃料タンク。
  6. 【請求項６】 リザーバ内の燃料が予め定められた量を
    超えた時にリザーバから燃料をリザーバ周囲のタンク本
    体内空間に流す溢流手段がリザーバに設けられているこ
    とを特徴とする請求項１に記載のタンク。
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