JP2007186119A - 燃料タンクのリザーバカップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、細長の燃料タンクに好適な内燃機関のリザーバカップ装置を提供する。
【解決手段】本発明は、細長の燃料タンク２に組み付くリザーバカップ１７として、燃料タンク２の短手方向に沿う両側に、該リザーバカップ１７内から吸込燃料の流出を許容する開放部２８を形成する構成を採用した。これにより、リザーバカップ１７は、燃料タンク２の長手方向に対してだけ吸込燃料を確保する機能が残るようにして、燃料タンク２の短手方向からＧが加わるときは、リザーバカップ１７の周囲の燃料Ｆが燃料吸込管１２から吸込まれるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料タンク内の燃料を安定供給するために用いる燃料タンクのリザーバカップ装置に関する。

車両（自動車）に搭載されている燃料タンクは、周知のように同タンク外から内部に燃料吸込管が挿入されている。そして、同燃料吸込管から、同タンク内の燃料（液体）がエンジンへ供給されるようにしている。

ところで、燃料タンク内の燃料は、車両が旋回するとき、急加速するときなどに伴う加速度Ｇ（加速度や減速度、横加速度）が加わると、燃料タンクの端側へ大きく移動して、燃料吸込管の先端端部を燃料から露出させてしまうことがある。この挙動は燃料タンク内の燃料量が少ないときに現れやすい。

このため、燃料タンクでは、この間でも燃料吸込管から燃料が供給されるよう、燃料吸込管の端部にリザーバカップ装置を設けている。具体的には、特許文献１にも開示されているように小容量のリザーバカップで、燃料タンクの底部側へ延びている燃料吸込管の先端周囲を覆う構造が用いられる。これで、燃料タンク内の燃料が、横Ｇや前後Ｇなどにより、たとえ燃料吸込管の先端を露出させるまで寄せられても、その一時的に燃料の吸込みが難しくなる間、リザーバカップ内に残存する燃料を利用して、燃料の吸上げが継続されるようにしている。
特開平５−１６９９８９号公報

燃料タンクは、車両に搭載する地点に応じて、外形が、種々、変わる。そのため、近時では、細長の燃料タンク、具体的には車両の前後方向および車幅方向のうち一方が長手側、他方を短手側とした燃料タンクが使用されるようになってきた。

ところで、細長の燃料タンクには、車両の前後方向に長手側を配置し、車幅方向に短手側を配置して、車体に搭載される場合がある。

ところが、細長の燃料タンクの場合、同タンク形状の影響により、リザーバカップの機能が効果的に作用しないことがある。

すなわち、細長の燃料タンクは、同タンク内の燃料量が少ない場合、燃料タンクの長手方向から車両の前後Ｇ（車両前後からの加速度や減速度）が加わると、燃料タンク内の燃料は、リザーバカップを残して、燃料タンクの長手方向片側の端部へ寄せられるので、燃料を溜めておく機能は十分に発揮する。しかし、燃料タンクの短手方向から車両の横Ｇ（車幅方向からの車両加速度や減速度）が加わる場合は、同方向の寸法が短いために、燃料タンク内の燃料が燃料タンクの短手方向片側へ寄せられても、ほとんどの場合、リザーバカップは燃料に浸ったままとなる。この状況は、燃料吸込管からは、リザーバカップの周りの燃料が吸込めるにもかかわらず、吸込まれる燃料（吸込燃料）は、リザーバカップで規定された燃料だけとなり、吸込燃料が十分に確保できるものではない。特にリザーバカップは、車両の左右の旋回時で加わる横Ｇが継続的あるいは断続的に続くときを考慮して多くの吸込燃料を確保する能力が求められるが、吸込燃料を確保するリザーバカップの大きさは、燃料タンクの上壁に形成される機器搬入用の通孔の大きさで制約されるために、十分に対処することは難しい。

そこで、本発明の目的は、細長の燃料タンクに好適な内燃機関のリザーバカップ装置を提供する。

請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、細長の燃料タンクに組み付くリザーバカップとして、燃料タンクの短手方向に沿う両側に、該リザーバカップ内から前記吸込燃料の流出を許容する開放部を形成する構成を採用した。これで、燃料タンクの長手方向に対してだけ吸込燃料を確保する機能が残るようにし、燃料タンクの短手方向から加わるＧに対しては、リザーバカップ周囲の燃料が吸込まれるようにした。

請求項２に記載の発明は、上記目的に加え、さらに車両が上り坂や下り坂で停止するときにおける吸込燃料の途切れが解消されるよう、燃料タンクの長手方向に沿う両側に、リザーバカップ周囲の燃料がリザーバカップ内部に進入可能なスリットを形成して、車両が上り坂や下り坂に止まるなど燃料タンクが傾くときは、スリットから、リザーバカップ周囲の燃料が、リザーバカップの内部へ導かれるようにした。

請求項３に記載の発明は、上記目的に加え、さらに簡単な構造で細長の燃料タンクに適したリザーバカップが形成されるよう、リザーバカップには、燃料タンクの長手方向に壁面が臨む第１側壁部と、同側壁部の両側部から燃料タンクの長手方向に延び端部の一部が切欠された第２側壁部とを有した一対の隔壁を、第１側壁部同士を、燃料吸込管を挟んで燃料タンクの長手方向で向き合わせ、第２側壁部同士を、燃料吸込管を挟む燃料タンクの短手方向の両側でそれぞれ隙間を介在させて合わせてなり、燃料タンクの短手方向に向く部位に、第２側壁部端の切欠き部が組み合うことで前記開放部を形成し、燃料タンクの長手方向に向く部位に、燃料を内側に溜めておくことが可能な隔壁がなす凹形の壁部分と、リザーバカップ周囲の燃料が進入可能な第２側壁部間がなすスリットとを形成する構成とした。

請求項４に記載の発明は、上記目的に加え、さらに応力が集中する部位を燃料タンクに生じさせずに、リザーバカップの据付けが行なえるよう、リザーバカップは、宙吊りの状態で、燃料タンクの内部に配置される構成を用いた。

請求項５に記載の発明は、上記目的に加え、さらに簡単な構造でリザーバカップが据え付けられるよう、リザーバカップは、燃料吸込管で保持されて、宙吊りされる構成とした。

請求項１に記載の発明によれば、例えば燃料タンク内の燃料量が少ないとき、車両の運転状態により、燃料タンクの長手方向からＧ（加速度や減速度）が加わる場合、リザーバカップ内に溜まる燃料が、吸込燃料として、吸込配管から吸上げられ、燃料タンクの短手方向からＧが加わる場合、リザーバカップ内の燃料だけでなく、リザーバカップ周囲の燃料も、吸込燃料として、開放部を通って、吸込配管から吸上げられるようになる。

したがって、リザーバカップは、燃料と浸漬する傾向のある細長の燃料タンクに適した吸込機能が確保できる。特に短手方向を車幅方向に沿わせて搭載する細長の燃料タンクにリザーバカップを用いた場合、車両の継続的な旋回、断続的な旋回など、Ｇが作用する時間が続くような旋回挙動に対しても、十分な吸込燃料の確保ができる。

請求項２に記載の発明によれば、さらに、燃料タンク内の貯溜燃料量が少ない状態で、車両が上り坂や下り坂で停止し、燃料タンクが長手方向に傾いても、スリットを通じて、リザーバカップ周囲の燃料が吸込まれるようになるから、燃料タンクが長手方向に傾くことを要因とした吸込燃料の途切れはない。

請求項３に記載の発明によれば、さらに、簡単な構造で細長の燃料タンクの好適なリザーバカップが実現できる。

請求項４に記載の発明によれば、応力が集中する部位を生じさせずに燃料タンクにリザーバカップを据え付けることができる。

請求項５に記載の発明によれば、さらに、簡単な構造で、燃料タンクにリザーバカップを宙吊り状態で据え付けることができる。

［一実施形態］
以下、本発明を図１〜図１１に示す一実施形態にもとづいて説明する。

図１は、例えばディーゼルエンジン（図示しない）駆動の自動車（車両）に搭載された燃料タンクを示していて、図１中、１は自動車の車体、２は同車体１の下面の車幅方向一側に据え付けられた燃料タンクを示している。燃料タンク２には、細長のタンク（車両の前後方向および車幅方向のうち一方を長手側、他方をそれより短い短手側としたタンク）が用いられている。なお、燃料タンク２内には、ディーゼルエンジン用の燃料Ｆ（ここでは軽油）が貯溜される。

燃料タンク２は、図１に示されるように車体１の前後方向に長手側を向け、車体１の車幅方向にそれより短い短手側を向けて、車体下面に据え付けてある。同燃料タンク２は、例えば凹形のアッパタンク３と凹形のロアタンク４との開口端同士を、フランジ５およびシール部材６を用いて締結してなる。この燃料タンク２の上部、例えば長手方向中間の部分には、配管モジュール１０が取り付けられている。配管モジュール１０には、例えば燃料タンク２の上部壁に形成した機器搬入用の通孔（図示しない）を塞ぐように装着されたベース板１１と、同ベース板１１に固定されて燃料タンク２外から燃料タンク２内に挿入された燃料吸込管１２とを組み合わせた構造が用いられている。そして、燃料タンク２外へ突き出た燃料吸込管１２の端部が、ディーゼルエンジンの燃料噴射系（図示しない）に接続される。なお、図１中、１３は、燃料タンク２内の蒸発ガスを導出するための管を示す。

燃料吸込管１２の先端部は、燃料タンク２の底部２ａへ延びている。この燃料吸込管１２の先端部には、リザーバカップ装置１５が組み付けられている。同リザーバカップ装置１５は、例えば、円筒形のフィルター１６が一体に組み付いた合成樹脂製のリザーバカップ１７から構成されている。

図２には、このフィルター付リザーバカップ１７を拡大した斜視図が示され、図３には、燃料吸込管１２から、リザーバカップ１７を取外した図が示され、図４にはフィルター１６とリザーバカップ１７との関係を示す斜視図が示され、図５および図６にはフィルター付リザーバカップ１７の平面図および断面図が示されている。

これら図２〜図６を参照してリザーバカップ１７の構造を説明すると、同リザーバカップ１７には、例えば図４〜図６に示されるように中央にフィルター装着孔１９を有するベース板部２０と、同ベース板部２０の上面から一体に立ち上がるほぼＣ字形の一対の隔壁２１とを組み合わせた構造が用いられる。このうちフィルター装着孔２０には、図４および図６に示されるように円筒形フィルター１６の一端部が固定（例えば溶着）され、ベース板部２０の上面にフィルター１６を起立させている。この上方に延びるフィルター１６の他端部をなす端板１６ａが、図２および図３に示されるように燃料吸込管側、ここでは燃料吸込管１６の先端部に脱着可能に保持される。具体的には、燃料吸込管１２の先端部をフィルター１６の端板１６ａの中央の挿入口１６ｂから挿入させて、端板１６ａに設けた一対のフック部２２を、燃料吸込管１２の先端部外周に取着したブラケット２３の止孔２３ａ（図３図示）に係脱可能に係合することによって、燃料吸込管１２の先端部にフィルター１６を保持させてある。この保持により、リザーバカップ１７は、燃料タンク２内の底部２ａから浮いた状態（底部から離れた状態）、すなわち宙吊り状態に支持させてある（底部２ａの直上）。

また一対の隔壁２１には、いずれも図１および図５に示されるように燃料タンク２の長手方向に壁面が臨む側壁部２５（本願の第１側壁部に相当）と、同側壁部２５の両側部から燃料タンク２の長手方向に沿って延びる一対の側壁部２６（本願の第２側壁部に相当）とを組み合わせた構造が用いられている。このうち各側壁部２６の一部となる先端部には、例えば上端から下側へ向かうにしたがって下るように斜めに大きく切欠かれた切欠き部２７が形成されている。そして、一対の隔壁２１は、図５に示されるように側壁部２５同士を、燃料吸込管１２の先端部（フィルタ１６を含む）を挟んで燃料タンク２の長手方向で向き合わせ、側壁部２６同士を、燃料吸込管１２の先端部（フィルタ１６を含む）を挟む燃料タンク２の短手方向の両側でそれぞれ隙間δを介在させて合わせてある。リザーバカップ１７は、この隔壁２１の組み合わせから、図２および図３に示されるように燃料タンク２の短手方向に向く左右の両側には、同部位の中央の大部分を占める開放部、具体的にはそれぞれ側壁部２６の切欠き部２７が組み合って中央上段を大きく開放させたＶ形の開放部２８を形成している。この左右一対の開放部２８は、リザーバカップ１７の側壁を大きく切り欠いて形成されるものであるから、リザーバカップ１７からは、燃料タンク２の短手方向に対してＧが加わるときに発揮する機能、すなわち吸込燃料を確保しようとする機能が失われる。つまり、リザーバカップ１７内から吸込燃料の流出を許容するように形成される。またリザーバカップ１７の燃料タンク２の長手方向に向く両側には、図２、図５および図６に示されるように隔壁２１の凹形の壁部分を利用して、リザーバカップ１７の内部に燃料Ｆが瞬間的（一時的）に溜めておくことができる部位、具体的には凹部分２１ａを形成している。

こうした構造により、リザーバカップ１７は、燃料タンク２の長手方向に対してだけ、特に吸込燃料の確保を行う機能をもたせてある。

さらにリザーバカップ１７の燃料タンク２の長手方向に向く両側には、図２および図５に示されるように向き合う側壁部２６，２６間（隙間δ）がなすスリット２９が形成され、リザーバカップ周囲の燃料Ｆが、スリット２９を通じて、リザーバカップ１７の内部へ進入できるようにもしている。このリザーバカップ前後のスリット２９により、車両が上り坂や下り坂に止まるなど、燃料タンク７２が長手方向に対して傾くとき（Ｇが加わらずに燃料Ｆの液面が緩慢に変動するとき）は、リザーバカップ１７が燃料タンク２内の燃料Ｆと浸漬し続けられることを利用して、リザーバカップ周囲の燃料Ｆが燃料吸込管１２から吸上げられるようにしている。

つぎに、図７〜図１１を参照してリザーバカップ装置１５の作用を説明する。

今、車両のディーゼルエンジンの運転により、燃料タンク２内の燃料Ｆが，フィルター１６、燃料吸込管１２を経て消費され、図７および図８に示されるように燃料タンク２内の燃料Ｆの貯溜量が少なくなったとする。

この状態で、車両が急加速したとする。すると、加わる前後Ｇ（加速度）を受けて、燃料タンク２内の燃料Ｆは、図９に示されるように急激に燃料タンク２の車両後部側の端部へ寄せられる（移動）。

このとき、移動する燃料Ｆから、燃料吸込管１２が取り残されても、図９に示されるようにリザーバカップ１７の内部、具体的には各凹部分２１ａの内側には（凹部分間）、瞬間的（一時的）に燃料Ｆが残る。このリザーバカップ１７内に溜まる燃料Ｆが、前後Ｇにより燃料が車両後部へ寄せられている間、燃料吸込管１２から吸込まれる。

前後Ｇが加わらなくなると、燃料Ｆは、図７および図８に示されるような燃料タンク２の底部２ａの全体に溜まる状態に戻り、再びリザーバカップ１７の内部が燃料Ｆで満たされる。

つまり、前後Ｇで燃料Ｆが移動している間は、リザーバカップ１７で吸込燃料が確保されるから、途切れず、燃料Ｆがディーゼルエンジンへ燃料Ｆが供給し続けられる。

これは、車両の急減速により、前後Ｇ（減速度）が燃料Ｆに加わるときも同様である。

一方、車両が例えば左方向あるいは右方向へ急に旋回したとする。すると、加わる横Ｇ（加速度）を受けて、燃料タンク２内の燃料Ｆは、図１０に示されるように急激に燃料タンク２の車幅方向片側（左側あるいは右側）へ寄せられる。

このとき、燃料タンク２の短手方向の寸法は短いために、燃料Ｆは、燃料タンク２の短手方向片側へ寄っても、図１０に示されるようにリザーバカップ１７の一部あるいは大部分は燃料Ｆに浸ったままとなる。

ここで、リザーバカップ１７の左右方向は、左右両側に形成した開放部２８により、燃料Ｆを溜める機能が失われているから、図１０の矢印Ａに示されるように同開放部２８を通じて、リザーバカップ周囲の燃料Ｆがリザーバカップ１７の内部へ導入される。これにより、燃料吸込管１２から吸上げられる燃料Ｆは、リザーバカップ１７内だけでなく、リザーバカップ周囲の燃料も、吸込燃料として、ディーゼルエンジンへ供給されていく。

したがって、リザーバカップ１７は、Ｇが加わっても燃料Ｆと浸漬し続ける特徴の有る細長の燃料タンク２に適した吸込機能が確保できる。特に図１に示されるように短手方向を車幅方向に合わせて燃料タンク２を搭載した場合、継続的な旋回、断続的な旋回などのような、燃料タンク２の短手方向に対し横Ｇが作用することが続く挙動が生じても、燃料タンク２内の燃料Ｆは、リザーバカップ１７を通じて、燃料吸込管１２から供給され続けるから、十分なる吸込燃料の確保が約束できる。

しかも、図１１に示されるようにリザーバカップ１７は、たとえ燃料タンク２内の貯溜燃料量が少ない状態で、車両が上り坂や下り坂で停止するという挙動、すなわち燃料タンク２が前方（あるいは後方）へ傾くという、Ｇが加わらずに液面が変動するだけで燃料Ｆと浸漬し続ける状態が生じたときには、図１１中の矢印Ｂに示されるようにリザーバカップ１７に形成したスリット２９を通じて、リザーバカップ周囲の燃料Ｆがリザーバカップ１７の内部へ進入するから、燃料吸込管１２から吸上げられる燃料Ｆが途切れるようなことはない。

特にこうした効果は、一対の隔壁２１を組み合わせるだけの、簡単な構造で得ることができる。

そのうえ、リザーバカップ１７には、宙吊りで、燃料タンク２内に支持させる構造を採用したので、燃料タンク２に影響を与えずに、具体的には応力が集中する部位を燃料タンク２の底部２ａに生じさせずに、リザーバカップ１７の据え付けができる。特にリザーバカップ１７は、燃料吸込管２に保持させるようにすると、簡単な構造、さらには高い支持強度を確保しながら据付けができる。

なお、本発明は上述した一実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々可変して実施しても構わない。例えば一実施形態では、一対の隔壁２１の側壁部２６の重なり合いは、燃料タンクの機器搬入用の通孔の大きさの制約から、図５の実線に示されるように途中までとしているが、制約がないあるいは制約が小さい場合には、二点鎖線に示されるように側壁２５が有る地点まで延長させてもよい。また、一実施形態では、Ｖ形の開放部を形成する構造を採用したが、これに限らず、他の形状の開放部でも構わない。もちろん、本発明は、一実施形態のようなディーゼルエンジンの燃料を貯溜する燃料タンクに限らず、ガソリンなど、他の車両の燃料（液体）を貯溜する燃料タンクにも適用してもよい。

本発明の一実施形態に係るリザーバカップ装置を、同装置を組み込んだ燃料タンクと共に示す斜視図。 図１中のリザーバカップを拡大して示す斜視図。 同リザーバカップを燃料吸込管から取外した状態を示す斜視図。 同リザーバカップとフィルターとの関係を説明するための分解斜視図。 同リザーバカップの平面図。 同リザーバカップの側断面図。 リザーバカップ装置の配置状態を示す側断面図。 図７中のＸ矢視から見た断面図。 燃料タンクの長手方向（車両前後方向）から前後Ｇが加わったときの燃料の挙動を説明するための断面図。 燃料タンクの短手方向（車幅方向）から横Ｇが加わったときの燃料の挙動を説明するための断面図。 燃料タンクが長手方向に対して傾いたときの燃料の挙動を説明するための断面図。

符号の説明

１…車体、２…燃料タンク、１２…燃料吸込管、１６…フィルター、１７…リザーバカップ、２１…一対の隔壁、２１ａ…凹部分、２２…フック部、２３…ブラケット、２５…側壁部（第１側壁部）、２６…側壁部（第２側壁部）、２７…切欠き部、２８…開放部、２９…スリット、Ｆ…燃料。

Claims (5)

1. 車両の前後方向および車幅方向のうち一方を長手側とし、他方をそれより短い短手側とした燃料タンクの内部で、同タンク内の燃料が加速度Ｇを受けて燃料が移動するときの吸込燃料を確保すべく、燃料タンク内から燃料を吸込む燃料吸込管の端部周囲をリザーバカップで覆うリザーバカップ装置であって、
   前記リザーバカップは、前記燃料タンクの短手方向に沿う両側に、前記リザーバカップ内から前記吸込燃料の流出を許容する開放部が形成されている
   ことを特徴とする燃料タンクのリザーバカップ装置。
2. さらに、前記リザーバカップの前記燃料タンクの長手方向に沿う両側には、リザーバカップ周囲の燃料がリザーバカップ内部に進入可能なスリットが形成されることを特徴とする請求項１に記載の燃料タンクのリザーバカップ装置。
3. 前記リザーバカップは、前記燃料タンクの長手方向に壁面が臨む第１側壁部と、同側壁部の両側部から燃料タンクの長手方向に沿って延び端部の一部が切欠された第２側壁部とを有した一対の隔壁を、前記第１側壁部同士を、前記燃料吸込管を挟んで燃料タンクの長手方向で向き合わせ、前記第２側壁部同士を、前記燃料吸込管を挟む燃料タンクの短手方向の両側でそれぞれ隙間を介在させて合わせてなり、前記燃料タンクの短手方向に向く部位には、前記第２側壁部端の切欠き部が組み合うことで前記開放部が形成され、前記燃料タンクの長手方向に向く部位には、燃料を内側に溜めておくことが可能な前記隔壁がなす凹形の壁部分と、リザーバカップ周囲の燃料が進入可能な前記第２側壁部間の隙間がなすスリットとが形成されることを特徴とする請求項２に記載の燃料タンクのリザーバカップ装置。
4. 前記リザーバカップは、前記燃料タンクの内部に、宙吊り状態で取付けられることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の燃料タンクのリザーバカップ装置。
5. 前記リザーバカップは、前記燃料吸込管で保持されて、宙吊りされるものであることを特徴とする請求項４に記載の燃料タンクのリザーバカップ装置。

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