JP2008221914A - 車両用燃料タンク - Google Patents

Abstract

【課題】鞍状部の高さを低く抑えるとともに、液面高さ検出手段の誤作動を回避して鞍型の燃料タンクの左右両燃料室に円滑に燃料を注入できる簡易な構成の車両用燃料タンクを提供することを目的とする。
【解決手段】タンク底面１２の中央部１２ａとタンク上面１３の中央部１３ａとを上方に突出させて鞍状部２２を形成することによって内部が左右に分割され、フィラーパイプ３１が接続された主室２３と副室２４とを画定する鞍型の燃料タンク１１において、鞍状部２２の底面頂部１２ｂを横断面視において円弧状に形成するとともに、貯留される液体燃料の液面高さを検出するフロートバルブ４２を、中心Ｐが鞍状部２２の底面頂部１２ｂから副室２４側へオフセットした位置になるように配置することにより車両用燃料タンク１０を構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は車両用燃料タンクに関し、特に、底面の中央部が上方に突出することによって燃料室が２つに分割された鞍型状の車両用燃料タンクに関する。

一般に、フロントエンジン・リアドライブ方式のＦＲ車や、４輪駆動（４ＷＤ）車では、車体下部にプロペラシャフトが延在している。プロペラシャフトは、車両前方に搭載されたエンジンの駆動力をトランスミッションを介してリア・デファレンシャル・ギアボックスへ伝達する回転軸であり、駆動系統のバランスをとるために通常、車体センターに配置される。そのため、後部座席の下等に配置される燃料タンクは、プロペラシャフトと干渉しないように、タンク底面の中央部を上方に突出させ、これにより燃料室が左右に分割された、いわゆる鞍型状に形成される。

この種の鞍型燃料タンクでは、左右に分割された燃料室の一方にフィラーパイプが接続されているため、燃料タンクに液体燃料が注入される際、フィラーパイプの接続された燃料室（以下、主室と呼称する）の液面が最初に上昇し、底面が上方に突出して突条をなす部分（以下、鞍状部と呼称する）を乗り越えた液体燃料が、分割された他方の燃料室（以下、副室と呼称する）に流入して副室の液面を上昇させる。そして主室および副室の液面が共に鞍状部底面の高さに達した後に、主室および副室と、これらを連結する鞍状部とを含むタンク全体の液面が一様に上昇して燃料タンクがフルになる。

ところで、一般に車両用燃料タンクには、燃料注入時に燃料タンク内を大気圧に保って噴き返しを防止するブリーザーパイプが設けられている。このブリーザーパイプは、一端が、フィラーパイプの上端の燃料注入口付近に接続され、他端が、燃料タンク内の満タン液位の高さで開口するブリーザージョイントに接続されるように設置される。これにより、注入された液体燃料あるいは液体燃料と共に燃料タンク内に流入した空気の体積に相当する気体が燃料注入中に大気に放出され、液体燃料の注入が円滑に行われるようになっている。そして燃料注入中に燃料タンク内の液面がブリーザージョイントの下端、すなわち満タン液位に達すると、注入される液体燃料によって燃料タンク内の圧力が上昇し、燃料タンク内の液体燃料がブリーザーパイプを通って燃料注入口で吐出され、給油ガンがこれを検知することによってオートストップ機能を作動させる。また、ブリーザージョイントが燃料タンク上端から所定高さ低い位置で開口しているため、液体燃料をフルに注入しても燃料タンク上部に空気層が確保されて熱膨張による燃料タンクの変形が防止されている。

また、上記ブリーザーパイプを備えずに給油時燃料蒸発ガス排出抑止装置が付設された車両用燃料タンクもある。給油時燃料蒸発ガス排出抑止装置は、燃料タンク内の燃料蒸発ガスをキャニスターに一時的に貯えることにより、燃料注入中の燃料蒸発ガスが大気に放出されるのを抑止する。キャニスターは、燃料蒸発ガスを吸着する活性炭等の吸着剤を内蔵しており、大径ベントパイプによってフロートバルブを介して燃料タンクに接続されている。燃料タンク内の液面が所定高さに達していない時は、燃料蒸発ガスが大径ベントパイプを介してキャニスターに流入し、燃料タンク内の液面が所定高さに達すると、フロートバルブが閉じることによって液体燃料の大径ベントパイプへの流入が防止される。

このようなブリーザージョイントやフロートバルブ等の液面高さを検出して所定の機能を発揮させる液面高さ検出手段は、燃料タンク内の最上部付近に設けられる。更に、液面高さ検出手段は車体センター、すなわち燃料タンクの中央に配置されることが望ましい。これは、燃料タンクの上方には後部座席等が配置されるため、燃料タンクの両側部には上方のスペースが確保し難いことや、ガソリンスタンドの停車スペースの勾配や不均衡な積載荷重等によって車体が傾斜している場合であっても燃料タンクの貯留量を一定にすることができること等の理由による。一方、液面高さ検出手段を燃料タンクの中央に配置するにしても、液面高さ検出手段の設置位置を高くするには限度がある。そのため、このような液面高さ検出手段が上部に設けられた鞍型燃料タンクでは、タンク形状によっては注入された液体燃料が主室から鞍状部を通過して副室に流入する際に、ブリーザージョイントやフロートバルブに触れてこれらを作動させてしまい、燃料タンクがフルになっていないにも拘わらず給油ガンのオートストップが作動するという問題がある。

この問題を解決するために、大径ベントパイプに接続されたフロートバルブを鞍状部に備えた鞍型の車両用燃料タンクにおいて、主室から副室へ流れ込む液体燃料がフロートバルブに直接当たることを阻止するバッフルプレートを備えるように構成した車両用燃料タンクが本出願人によって提案されている。
特開２００４−１８９０７４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の車両用燃料タンクでは、燃料タンク内に新たな部材（バッフルプレート）を取り付けなくてはならないために製造手間が増えてしまう。また、燃料タンク内には、ブリーザージョイントやフロートバルブの他、燃料ポンプや、液体燃料を燃料ポンプ側へ移送するためのトランスファパイプ等も配置されるため、可能な限り簡易な構成とすることが望ましい。

本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、鞍状部の高さを低く抑えるとともに、液面高さ検出手段の誤作動を回避して鞍型燃料タンクの左右両燃料室に円滑に液体燃料を注入できる簡易な構成の車両用燃料タンクを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、底面の中央部を上方に突出させて鞍状部を形成することによって左右に分割された第１の燃料室と第２の燃料室とを内部に画定し、前記第１の燃料室側に燃料供給管が接続された鞍型の燃料タンク本体と、前記鞍状部の上部に設けられ、前記燃料タンク本体に貯留される液体燃料の液面高さを検出する液面高さ検出手段とを備えた車両用燃料タンクであって、横断面視において、前記鞍状部の底面頂部を円弧状に形成するとともに、前記液面高さ検出手段を前記鞍状部の底面頂部から前記第２の燃料室側へオフセットしたことを特徴とする。

また、請求項２の発明は、請求項１に記載された車両用燃料タンクにおいて、前記液面高さ検出手段を、前記鞍状部の延在方向における略中央に配置したことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、注入された液体燃料が主室から円弧状の鞍状部を通過して副室に流入する際に、液面高さが鞍状部の底面頂部を過ぎた第２の燃料室側で円弧形状に沿って低くなるため、液面高さ検出手段をより低い位置に設けることが可能となる。これにより、鞍状部の高さが低く抑えられながらも、液面高さ検出手段の誤作動が回避され、主室と副室とに円滑に液体燃料を注入できる簡易な構成の車両用燃料タンクが提供される。また、請求項２の発明によれば、車体が前後方向に傾斜していることによって液体燃料が鞍状部の前後いずれか一方に偏って流れた場合であっても、鞍状部延在方向における中央付近の液面が高くなることはないため、液体燃料が液面高さ検出手段に接触することが抑制される。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、図面における各部材の方向を説明する際には、自動車の進行方向を前方とし、自動車の進行方向に対する左右方向をそれぞれ左方向、右方向とする。

≪実施形態の構成≫
図１は本実施形態に係る車両用燃料タンク１０を搭載した自動車１を示す概略図である。自動車１は、エンジン２を前方に搭載した四輪駆動車であり、車体下部にプロペラシャフト３が前後方向に延在している。プロペラシャフト３は、エンジン２に連設されたトランスミッション４とリヤホイールを回転駆動するリア・デファレンシャル・ギアボックス５とを連結し、エンジン２の駆動力をリヤホイールに伝達する。自動車１にはフロントシート６とリヤシート７とが設けられており、リヤシート７の下方にはプロペラシャフト３を跨ぐように車両用燃料タンク１０が配置されている。

図２は本実施形態に係る車両用燃料タンク１０の横断面図であり、図１中のII−II矢視を表している。車両用燃料タンク１０を構成する燃料タンク１１（燃料タンク本体）は、タンク底面１２と、タンク上面１３と、タンク右側面１４（図面左側）と、タンク左側面１５（図面右側）とから横断面が構成されており、内部に燃料室２１を画定している。タンク底面１２の中央部１２ａは、燃料タンク１１の前後方向における全長に渡って上方に突出しており、鞍状部２２を形成するとともに、燃料室２１を左右に分割して主室２３（第１の燃料室）と副室２４（第２の燃料室）とを形成している。また、車両用燃料タンク１０上方のスペースを確保するために、タンク上面１３も可能な限り低くされ、タンク上面１３の中央部１３ａが、タンク底面１２の中央部１２ａに沿うように上方に突出している。なお、ここでは燃料ポンプ（図示せず）の設置位置に拘わらず、液体燃料が最初に注入される方の燃料室を主室２３と称し、分割された他方の燃料室を副室２４と称し、主室２３と副室２４とを上部で連結する部分を鞍状部２２と称している。

主室２３には上面１３を貫通して内挿された燃料注入用のフィラーパイプ３１（燃料供給管）が接続されている。フィラーパイプ３１の下端には第１の逆止弁３２が接続されており、フィラーパイプ３１の上端の燃料注入口３３には、燃料タンク１１の上部から延出するブリーザーパイプ３４が第２の逆止弁３５を介して接続されている。

燃料タンク１１には、燃料タンク１１内の蒸発ガスが大気に放出されるのを抑制するため、給油時燃料蒸発ガス排出防止装置４１が付設されている。給油時燃料蒸発ガス排出防止装置４１は、タンク上面１３の中央部１３ａに垂設されたフロートバルブ４２（液面高さ検出手段）、内部に活性炭を収容したキャニスター４３、フロートバルブ４２とキャニスター４３とを接続するベントパイプ４４等から構成されている。キャニスター４３は、パージコントロール用のソレノイド弁４６を介して図示外のエンジンのインテークマニホールドに接続されている一方、キャニスターフィルター４７を介して大気開放されている。

図３は本実施形態に係る車両用燃料タンク１０の縦断面図であり、図２中のIII−III矢視を表している。図２，図３に示すように、燃料タンク１１の鞍状部２２の下方には、自動車１のセンターに略水平に配置された円形断面のプロペラシャフト３が前後方向に通過している。タンク底面１２の中央部１２ａは鞍状部２２の底面をなしており、タンク底面１２の中央部１２ａにおける頂部、すなわち、鞍状部２２の底面頂部１２ｂは、このプロペラシャフト３に干渉しないような円弧形状とされている。燃料タンク１１は、鞍状部２２の底面頂部１２ｂがプロペラシャフト３に沿って概ね水平となるように設置されている。また、フロートバルブ４２は、鞍状部２２の延在方向における略中央に配置されている。燃料タンク１１の上方には空間的な制限があるために、満タン液位は鞍状部２２の底面に近く、満タン付近でようやく主室２３と副室２４との液面が繋がるように設定されている。

図４は図２中のIV部拡大図である。図４に示すように、フロートバルブ４２は、下端に開口４２ｂが形成されており、中心Ｐを鞍状部２２の底面頂部１２ｂよりも副室２４側へ距離Ｌだけオフセットした位置に設置されている。したがって、フロートバルブ４２の中心Ｐ線上の下端からタンク底面１２の中央部１２ａまでの垂直距離は、鞍状部２２の底面頂部１２ｂからフロートバルブ４２の下端までの垂直距離よりも大きく確保されている。

≪実施形態の作用効果≫
次に実施形態の作用効果について説明する。まず図２を参照しながら燃料タンク１１の一般的作用について説明する。フィラーキャップ３６を取り外し、給油ガン３９を燃料注入口３３に挿入して液体燃料を注入すると、注入された液体燃料は、フィラーパイプ３１を通ってまず主室２３に貯留される。主室２３の液面がタンク底面１２の中央部１２ａより高くなると、液体燃料は鞍状部２２を通って副室２４に流入する。副室２４が満たされた後、燃料タンク１１が満タンになると、フロートバルブ４２の閉塞により給油燃料はそれ以上タンクに給油されず、液面はフィラーパイプ３１を給油ガン３９へ向けて上昇する。給油ガン３９は、ノズル先端に設けられたセンサがこれを検知してオートストップ機能を作動させる。

フロートバルブ４２は、燃料タンク１１内の液面高さが所定高さ（フロートバルブ４２内に収容されたフロート式弁体４２ａが浮き上がってフロートバルブ４２が閉弁する高さ）以下の時に、燃料タンク１１内の蒸発ガスをベントパイプ４４に流通させる。一方、燃料タンク１１内の液面高さが所定高さに達すると、フロートバルブ４２は、閉弁することによって液体燃料がベントパイプ４４に浸入するのを防止する。フロートバルブ４２が開弁状態の時にキャニスター４３に流入して貯えられた蒸発ガスは、エンジン２運転中に図示しない電子制御装置（ＥＣＵ）がソレノイド弁４６を制御することにより、インテークマニホールドの負圧によってキャニスターフィルター４７を介して吸入された外気と共にインテークマニホールドへと放出される。

また、外気等の影響で燃料タンク１１が冷却され、タンク内の空気が収縮すると、キャニスター４３に一時貯えられていた蒸発ガスは燃料タンク１１へと戻される。管路の閉塞等の不具合でキャニスターからの通気が得られないと、フィラーキャップ３６の負圧バルブが開いて外気が導入されることにより、燃料タンク１１の変形が防止されている。

次に本発明による作用効果について図５を参照しながら説明する。なお、図５（ａ）は通常の車両用燃料タンク１１０における、液体燃料１５０の流れを示し、図５（ｂ）は通常の本実施形態に係る車両用燃料タンク１０における、液体燃料５０の流れを示している。なお、燃料タンク１１１，１１、およびフロートバルブ１４２，４２は、それぞれ同じ形状であり、フロートバルブ１４２，４２の設置位置のみが異なっている。図５（ｂ）に示すように、液体燃料５０が主室２３を満たして副室２４へ流出している状態において、主室２３側の液面は鞍状部２２の底面頂部１２ｂよりも高くなっている。そして鞍状部２２の底面頂部１２ｂ付近で、液体燃料５０が副室２４側へ加速しながら流れるため、液体燃料５０の液面が徐々に低くなり、鞍状部２２の底面頂部１２ｂを超えた副室２４側では、タンク底面１２の中央部１２ａの円弧形状に沿うように低くなっていく。

したがって、車両用燃料タンクの上方のスペースを確保するために、図５（ａ）に示すように、下端の開口１４２ｂが液体燃料１５０に殆ど覆われてしまうな高さにフロートバルブ１４２が設けられたとしても、本発明に係る車両用燃料タンク１０では、図５（ｂ）に示すように、下端の開口４２ｂの大半が液体燃料５０に覆われない状態となるようにフロートバルブ４２を設けることが可能となる。そのため、鞍状部２２の高さが低く抑えられながらも、燃料タンク１１がフルになる前にフロートバルブ４２が作動することが回避されている。

また、燃料注入時の停車スペースの地面に勾配がついていること等によって自動車１が前後いずれかに傾斜していた場合であっても、フロートバルブ４２は鞍状部２２の延在方向における中央付近に配置されているため、フロートバルブ４２設置部における液体燃料５０の液面高さが大きく変化することはなく、フロートバルブ４２が作動することが抑制されている。

更に、燃料タンク１１は、フロートバルブ４２を鞍状部２２の底面頂部１２ｂから副室２４側へオフセットするという簡易な構成、且つ通常の鞍型燃料タンクの製造工程と同一の工程（作業手間）で上記した効果を発揮する鞍型の車両用燃料タンク１０が得られるとともに、部品点数の増加も回避されている。

≪変形実施形態≫
次に図６を参照して変形実施形態について説明する。なお、図６は変形実施形態に係る車両用燃料タンク６０の横断面図を示しており、説明に当たっては上記実施形態と重複する構成や作用については記載を省略し、上記実施形態と異なる点について重点的に説明する。燃料タンク６１は、上記実施形態と同様の形状を呈している一方、給油時燃料蒸発ガス排出防止装置が付設されておらず、タンク上面６３の中央部６３ａにはブリーザーパイプ８４が接続されたブリーザージョイント８７（液面高さ検出手段）が垂設されている。上記実施形態と同様に、ブリーザージョイント８７は、中心Ｐが鞍状部７２の底面頂部６２ｂから副室７４側にオフセットした位置に配置されており、ブリーザージョイント８７の下端には開口８７ａが形成されている。周辺設備との兼ね合いによってタンク上面６３の中央部６３ａを大きく上方に突出させられないため、満タン液位は鞍状部２２の底面に近く、満タン付近でようやく主室２３と副室２４との液面が繋がるように設定されている。

給油ガン３９から主室７３に注入された液体燃料は、ブリーザージョイント８７の開口８７ａに接触すると、液体燃料が満タン液位に達したことを検出して機能を発揮する。すなわち、液体燃料の液面上昇を満タン液位で停止させるとともに、注入される液体燃料の圧力を利用して燃料タンク６１内の液体燃料をブリーザーパイプ８４に流通させて燃料注入口３３に吐出する。上記実施形態と同様に、中心Ｐが鞍状部７２の底面頂部６２ｂから副室７４側にオフセットするようにブリーザージョイント８７が配置されていることにより、ブリーザージョイント８７下端の開口８７ａが、主室７３から副室７４に流入する液体燃料によって全面的に覆われることが抑制されている。そのため、注入燃料体積に相当する空気が流通する通路が確保され、燃料タンク６１がフルになる前にブリーザージョイント８７が機能することが抑制されている。したがって、燃料タンク６１内の圧が上昇して吹き返しを生じたり、給油ガン３９のオートストップ機能が早期に作動したりすることがなく、主室７３と副室７４とに円滑に液体燃料を注入することが可能である。

以上で具体的実施形態についての説明を終えるが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、エンジン前置き四輪駆動の自動車に車両用燃料タンクを適用しているが、この他にもＦＲ車やリヤエンジン車、更には列車等にも当然に適用可能である。また、給油時燃料蒸発ガス排出防止装置のみが付設され、燃料供給口に接続されるブリーザーパイプを備えない実施形態としてもよい。更に、燃料タンクを、鞍状部が車両の進行方向に延在するように配置するだけでなく、鞍状部が進行方向に対して直角に延在するように車両に搭載させてもよい。また、液面高さ検出手段は、フロートバルブおよびブリーザージョイントに限定されるものではなく、燃料タンク本体に貯留される液体燃料の液面高さを検出する部材であればその他のものであってもよい。このような変更の他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。

実施形態に係る燃料タンクを搭載した自動車を示す概略図 実施形態に係る車両用燃料タンクの横断面図（図１中のII−II矢視図） 実施形態に係る車両用燃料タンクの縦断面図（図２中のIII−III矢視図） 図２中のIV部拡大図 実施形態に係る車両用燃料タンクの作用説明図 変形実施形態に係る車両用燃料タンクの横断面図

符号の説明

１０，６０ 車両用燃料タンク
１１，６１ 燃料タンク（燃料タンク本体）
１２，６２ タンク底面
１２ａ，６２ａ 中央部
１２ｂ，６２ｂ 底面頂部
２２，７２ 鞍状部
２３，７３ 主室（第１の燃料室）
２４，７４ 副室（第２の燃料室）
３１，８１ フィラーパイプ（燃料供給管）
４２ フロートバルブ（液面高さ検出手段）
８７ ブリーザージョイント（液面高さ検出手段）
５０ 液体燃料

Claims (2)

1. 底面の中央部を上方に突出させて鞍状部を形成することによって左右に分割された第１の燃料室と第２の燃料室とを内部に画定し、前記第１の燃料室側に燃料供給管が接続された鞍型の燃料タンク本体と、
   前記鞍状部の上部に設けられ、前記燃料タンク本体に貯留される液体燃料の液面高さを検出する液面高さ検出手段と
   を備えた車両用燃料タンクであって、
   横断面視において、前記鞍状部の底面頂部を円弧状に形成するとともに、前記液面高さ検出手段を前記鞍状部の底面頂部から前記第２の燃料室側へオフセットしたことを特徴とする車両用燃料タンク。
2. 前記液面高さ検出手段を、前記鞍状部の延在方向における略中央に配置したことを特徴とする請求項１に記載の車両用燃料タンク。

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