JP2013036426A - 燃料タンク及びエンジン - Google Patents

Abstract

【課題】燃料蒸気排出パイプへの液体燃料の流入を低減した燃料タンク及びエンジンを提供する。
【解決手段】燃料タンク１００を、燃料を貯留する燃料タンク本体１１０と、燃料タンク本体の上面に形成した給油口１２０と、燃料タンク本体の上面における給油口とは異なる部分から上側に突出して形成され、燃料タンク本体内部と連通する燃料蒸気回収チャンバ１５０と、燃料蒸気回収チャンバ内に上端部が配置され、少なくとも一部が燃料タンク本体の内部を通って外部へ繋がり、燃料タンク本体から燃料蒸気回収チャンバに流入した燃料蒸気を外部へ排出する燃料蒸気排出パイプ１６０とを有し、燃料蒸気排出パイプの上端部が、給油口よりも高い位置に配置されている構成とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、燃料タンク及びエンジンに関し、特に燃料蒸気排出パイプへの液体燃料の流入を低減したものに関する。

例えばガソリン等の揮発性を有する液体燃料を用いるエンジンにおいては、燃料タンク内で燃料が蒸発して発生した燃料蒸気の外部への排出量を低減することが求められている。
従来、燃料タンクから排出された燃料蒸気を処理する技術として、活性炭等のＨＣ吸着物質を容器内に収容したキャニスタにおいて、燃料蒸気を一時的に活性炭に吸着させるとともに、エンジンの運転時に燃焼室内で燃焼処理することが知られている。

このような燃料蒸気処理に関する従来技術として、例えば特許文献１乃至３には、燃料蒸気を燃料タンク外に排出するために、給油口に上端部を配置し、燃料タンク本体内を通って燃料タンク底面から外部へ通じる燃料蒸気排出パイプを設けた技術が開示されている。

特許第４２９２０６３号 特開２００７−０５６８４０号公報 特開２００８−２６７３４８号公報

燃料タンクの傾斜や振動により、液体燃料が燃料蒸気排出パイプに流入しないようにするためには、パイプ上端部は高い位置にあるほうがよい。また、燃料蒸気排出パイプの上端部は、燃料タンク本体の上面の中央付近に配置したほうがよい。
しかしながら、上述した特許文献１乃至３に記載された技術においては、給油口よりも高い位置に燃料蒸気排出パイプの上端部を配置することができない。また、給油口が燃料タンク本体の中央付近に配置されていない場合には、パイプの上端部を燃料タンクの中央付近に配置することができない。
このため、給油口に燃料蒸気排出パイプの上端部を配置する従来の構造では、液体燃料の流入対策が不十分である場合があった。

上述した問題に鑑み、本発明の課題は、燃料蒸気排出パイプへの液体燃料の流入を低減した燃料タンク、及び、このような燃料タンクを有するエンジンを提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１に係る発明は、燃料を貯留する燃料タンク本体と、前記燃料タンク本体の上面に形成した給油口と、前記燃料タンク本体の上面における前記給油口とは異なる部分から上側に突出して形成され、前記燃料タンク本体内部と連通する燃料蒸気回収チャンバと、前記燃料蒸気回収チャンバ内に上端部が配置され、少なくとも一部が前記燃料タンク本体の内部を通って外部へ繋がり、前記燃料タンク本体から前記燃料蒸気回収チャンバに流入した燃料蒸気を外部へ排出する燃料蒸気排出パイプとを有し、前記燃料蒸気排出パイプの上端部が、前記給油口よりも高い位置に配置されていることを特徴とする燃料タンクである。
本発明によれば、燃料蒸気排出パイプの上端部が、給油口よりも高い位置に配置されていることから、傾斜や振動によって液体燃料が燃料蒸気排出パイプに流入しにくい。
また、燃料蒸気排出ポンプの上端部を、給油口の位置に関係なく配置可能であることから、燃料タンク本体の中央部により近づけて配置することが可能となり、傾斜等による液面の変化が生じた場合にも、燃料蒸気排出ポンプの近傍では液面高さ変化が生じにくい。

請求項２に係る発明は、前記燃料蒸気回収チャンバの下端部が、前記燃料タンク本体に溶接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である。
これによれば、燃料タンク本体の上面部を構成する部材と燃料蒸気回収チャンバとを一部品として構成することができ、部品点数の低減及び組立工程の簡素化を図ることができる。
請求項３に係る発明は、前記燃料蒸気回収チャンバと前記燃料タンク本体とを区画するとともに、前記燃料蒸気が通過する孔が形成された板状部材が設けられ、前記燃料蒸気排出パイプの上端部は、前記板状部材の一部を貫通して配置されかつ前記板状部材に固定されていることを特徴とする請求項２に記載の燃料タンクである。
これによれば、簡単な構成によって燃料蒸気の気液分離及び燃料蒸気排出パイプの固定を行なうことができる。

請求項４に係る発明は、前記燃料蒸気回収チャンバが、前記燃料タンク本体に着脱自在に取り付けら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である。
これによれば、燃料蒸気回収チャンバを取り外して内部の汚れや異常等を確認することができ、メインテナンスが容易となる。
請求項５に係る発明は、前記燃料蒸気回収チャンバ内に多孔材が充填されており、前記燃料蒸気排出パイプの上端部は、前記多孔材の内部に配置されることを特徴とする請求項４に記載の燃料タンクである。
これによれば、簡単な構成によって燃料蒸気の気液分離を行なうことができる。
請求項６に係る発明は、前記燃料蒸気排出パイプの上端部が前記燃料タンク本体の内壁部に固定されていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の燃料タンクである。
これによれば、燃料蒸気排出パイプの上端部を確実に固定して、燃料蒸気回収チャンバの着脱等に不具合を生じることを防止できる。
請求項７に係る発明は、前記燃料蒸気回収チャンバの外面部の少なくとも一部が、光透過性のある樹脂材料で形成されていることを特徴とする請求項４から請求項６までのいずれか１項に記載の燃料タンクである。
これによれば、燃料蒸気回収チャンバの内部の状態を外部から目視で確認でき、多孔材の交換時期などを容易に把握できる。

請求項８に係る発明は、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の燃料タンクと、前記燃料蒸気排出パイプに連通し、燃料蒸気を処理するキャニスタとを有するエンジンである。

以上説明したように、本発明によれば、燃料蒸気排出パイプへの液体燃料の流入を低減した燃料タンク、及び、このような燃料タンクを有するエンジンを提供することができる。

本発明を適用した燃料タンク及びエンジンの第１実施形態を備えるエンジン発電機の部分断面側面図である。 図１のエンジン発電機における燃料タンクの拡大部分断面側面図である。 図２の燃料タンクのIII−III部矢視図（上方から見た平面図）である。 図２のIV部拡大図である。 図４のＶ−Ｖ部矢視図（上方から見た平面図）である。 本発明を適用した燃料タンクの第２実施形態における燃料蒸気回収チャンバ部の拡大断面図であって、燃料蒸気回収チャンバを取り外した状態を示す図である。 本発明を適用した燃料タンクの第２実施形態における燃料蒸気回収チャンバ部の拡大断面図であって、燃料蒸気回収チャンバを装着した状態を示す図である。

＜第１実施形態＞
以下、本発明を適用した燃料タンク及びエンジンの第１実施形態について説明する。
第１実施形態の燃料タンク及びエンジンは、例えば、可搬式の小型エンジン発電機に設けられるものである。
図１は、第１実施形態の燃料タンク及びエンジンを有するエンジン発電機の部分断面側面視図である。
エンジン発電機１は、フレーム１０、エンジン２０、リコイルスタータ３０、ブロワハウジング４０、発電機（不図示）、キャニスタ５０、燃料タンク１００等を有して構成されている。

フレーム１０は、例えば鋼管を曲げ加工して形成され、上述した各部材が搭載される基部となるものである。
フレーム１０は、エンジン２０のクランク軸方向（図１における紙面左右方向）に沿って水平かつ平行に配置された一対の下部１１の両端部から、上方に延びた柱状部１２の上端部を、クランク軸方向と直交する方向に沿って水平かつ平行に配置された一対の上部１３で接続して構成されている。
また、各柱状部１２の上端部近傍には、クランク軸方向に沿ってわたされた横梁１４が設けられている。

エンジン２０は、例えばガソリンを燃料とする空冷４ストロークの単気筒エンジンである。
エンジン２０は、クランク軸線方向が水平に配置されるとともに、シリンダ軸線方向はシリンダヘッド側がクランク軸側に対して斜め上方となるように傾斜して配置されている。

リコイルスタータ３０は、エンジン２０の出力側に設けられ、エンジン２０の始動に用いられるものである。
ブロワハウジング４０は、リコイルスタータ３０に隣接して設けられ、エンジン２０等を強制空冷する冷却風を発生するブロワファン等を備えている。
また、ブロワハウジング４０の内側には、図示しない発電機が設けられる。
発電機は、エンジン２０によって回転駆動されて電力を発生する。

キャニスタ５０は、燃料タンク１００内のガソリンが蒸発して発生した燃料蒸気（エバポ）を一時的に貯留するものである。
キャニスタ５０は、容器内にＨＣを吸着可能な活性炭を収容して構成されている。
活性炭に吸着されたＨＣは、エンジン２０の運転時に、エンジン２０の吸気管路に導入され、燃焼室内で燃焼処理される。

燃料タンク１００は、エンジン２０の燃料であるガソリンを貯留するものである。
燃料タンク１００は、フレーム１０の内側におけるエンジン２０等の上部に搭載されている。
図２は、燃料タンク１００の部分断面側面視図である。
図３は、燃料タンク１００を上方から見た平面視図である。
燃料タンク１００は、本体１１０、給油口１２０、燃料供給管１３０、燃料ゲージ１４０、燃料蒸気回収チャンバ１５０、燃料蒸気排出パイプ１６０等を有して構成されている。

本体１１０は、ガソリンが貯留される容器であって、それぞれ鋼板をプレス加工して形成された上部１１１及び下部１１２を、外周縁部において溶接加工することによって構成されている。
上部１１１の上面部は、ほぼ水平方向に沿って配置されたほぼ平面状に形成されている。
下部１１２の中央部は、下方にトレイ状に張り出して形成されている。

給油口１２０は、本体１１０へのガソリンの補給に用いられるものである。
給油口１２０は、本体１１０の上部１１１における上面部に形成された開口１２１に、キャップ１２２を着脱可能に取り付けて構成されている。
また、開口１２１の内側には、ガソリンに含まれる不純物等を濾過するストレーナ１２３が設けられている。

燃料供給管１３０は、本体１１０の下部１１２における底面部から引き出され、エンジン２０の図示しない気化器等の燃料供給装置に、自然落下によってガソリンを供給するものである。

燃料ゲージ１４０は、本体１１０内の燃料残量を表示するものであって、本体１１０の上部１１１における上面部に形成された開口１４１に取り付けられている。
燃料ゲージ１４０は、ガソリンの液面に浮かべられるフロート１４２の動きを、ロッド１４３で伝達することによって液面高さの指示を行う。

燃料蒸気回収チャンバ１５０は、本体１１０の内部でガソリンが蒸発して発生する燃料蒸気が導入されるものである。
図４は、図２のIV部拡大図である。
図５は、図４のＶ−Ｖ部矢視図である。

燃料蒸気回収チャンバ１５０は、筒状部１５１、上面部１５２、フランジ部１５３、遮板１５４等を有して構成されている。
筒状部１５１は、上下方向にほぼ沿った中心軸方向を有する円筒状の部分であって、本体１１０の上部１１１の上面部における中央付近に、給油口１２０と隣接して形成された開口Ｏから、上方へ突き出して配置されている。
上面部１５２は、筒状部１５１の上端部を閉塞する平板状の部分である。なお、上面部１５２の高さは、フレーム１０の最大高を上回らないように設定される。
フランジ部１５３は、筒状部１５１の下端部から外径側につば状に張り出して形成された平板状の部分である。
フランジ部１５３は、その上面部が本体１１０の上部１１１における上面部の下側に、遮板１５４とともに例えば溶接等によって固定されている。
上述した筒状部１５１、上面部１５２、フランジ部１５３は、例えば、鋼板を絞り、プレス加工することによって、一体に形成されている。

遮板１５４は、燃料蒸気回収チャンバ１５０と本体１１０とを区画する隔壁である。
遮板１５４は、例えば鋼板によって、フランジ部１５３と外径がほぼ等しい円形の平板状に形成され、フランジ部１５３の下面側に溶接によって固定されている。
遮板１５４には、本体１１０の内部から燃料蒸気回収チャンバ１５０側へ燃料蒸気が導入される小孔１５５が複数（例えば３個程度）形成されている。
小孔１５５は例えば円形の開口であって、その内径は、本体１１０内で発生する燃料蒸気の排出に支障がなくかつ液体のガソリン飛沫が十分に侵入しにくいことを考慮して設定されている。
また、遮板１５４には、藩領蒸気排出パイプ１６０の上部１６１が挿入され固定される開口１５６が形成されている。
開口１５６は、遮板１５４の中心部から外径側へオフセットして配置されている。

燃料蒸気排出パイプ１６０は、燃料蒸気回収チャンバ１５０内の燃料蒸気を、キャニスタ５０に搬送する管路である。
燃料蒸気排出パイプ１６０は、例えば金属製の円筒パイプを曲げ加工して一体に形成されている。
燃料蒸気排出パイプ１６０は、上部１６１、水平部１６２、下部１６３等を有して構成されている。

上部１６１は、ほぼ鉛直方向に沿って配置され、主要部は燃料タンク１００の本体１１０の内部に配置されるとともに、その上端部近傍の領域は、遮板１５４の開口１５６を介して燃料蒸気回収チャンバ１５０の内部に挿入されている。
上部１６１の外周面は、開口１５６の内周縁部と例えば溶接等によって形成されている。
上部１６１の上端部における開口部は、給油口１２０の開口１２１よりも高い位置に配置されている。

水平部１６２は、燃料タンク１００の本体１１０の内部に配置され、上部１６１の下端部から、下部１６３の上端部まで、ほぼ水平に延在する部分である。
下部１６３は、水平部１６２との接続箇所からほぼ鉛直方向に沿って下方に伸び、下端部は、燃料タンク１００の本体１１０の下部１１２の底面を貫通して燃料タンク１００の外部へ引き出され、キャニスタ５０に繋がる管路に接続されている。

以上説明した燃料蒸気排出パイプ１６０は、燃料タンク１００の製造時においては、例えば、燃料タンク１００の本体１１０の上部１１１と下部１１２とを接合する前に、上部１６１を遮板１５４に溶接して固定される。
その後燃料蒸気排出パイプ１６０の下部１６３を、本体１１０の下部１１２の底面部に設けられた開口を通しながら本体１１０の上部１１１と下部１１２とを合わせ、これらの外周縁部を溶接加工することによって、燃料タンク１００は組み立てられる。

以上説明した第１実施形態によれば、燃料蒸気排出パイプ１６０の上端部が、給油口１２０の開口１２１よりも高い位置に配置されているため、傾斜や振動によって液体のガソリンが燃料蒸気排出パイプ１６０に流入し難い。
また、燃料蒸気排出パイプ１６０の上端部を、給油口１２０の位置に関係なく本体１１０の中央近くに配置することが可能であり、傾斜等による液面高さ変化の影響を受けにくくなる。
また、遮板１５４に設けられた小孔１５５から燃料蒸気回収チャンバ１５０内に燃料蒸気を導入し、燃料蒸気排出パイプ１６０が燃料蒸気回収チャンバ１５０の内部から燃料蒸気を抽出する構成としたことによって、燃料蒸気と液体ガソリンとの気液分離を適切に行なうことができる。
このため、第１実施形態によれば、燃料蒸気排出パイプ１６０への液体燃料の流入を低減することができる。

＜第２実施形態＞
以下、本発明を適用した燃料タンクの第２実施形態について説明する。
なお、上述した第１実施形態と実質的に共通する箇所については同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
第２実施形態の燃料タンクは、第１実施形態の燃料蒸気回収チャンバ１５０に代えて、以下説明する着脱式の燃料蒸気回収チャンバ２５０を備えたものである。

図６は、第２実施形態の燃料タンクにおける燃料蒸気回収チャンバ２５０部の拡大断面図であって、燃料蒸気回収チャンバを取り外した状態を示す図である。
図７は、第２実施形態の燃料タンクにおける燃料蒸気回収チャンバ２５０部の拡大断面図であって、燃料蒸気回収チャンバを装着した状態を示す図である。

燃料蒸気回収チャンバ２５０は、例えば透明な樹脂材料によってインジェクション成型により一体に形成された本体部２５１、フランジ部２５２、筒状部２５３等を有する。
本体部２５１は、下方が開口したカップ状の容器として形成され、その内部に燃料タンク１００の本体１１０内で発生した燃料蒸気が導入される部分である。
本体部２５１の内部には、気液分離のため、例えばスポンジ等の多孔材２５４が充填されている。
多孔材２５４の下面部は、使用時に燃料タンク１００の本体１１０内に面して配置される。
多孔材２５４の中央部には、燃料蒸気排出パイプ１６０の上部１６１が挿入される凹部２５５が形成されている。
なお、燃料蒸気排出パイプ１６０の上部１６１は、第２実施形態においては、燃料タンク１００の本体１１０の上部１１１における上面部の下側に溶接されたブラケットＢに溶接等によって固定され、保持されている。

フランジ部２５２は、本体部２５１の下端部外周縁部から外径側につば状に張り出して形成されている。
フランジ部２５２は、使用時に、本体１１０の上部１１１における上面部と当接し、燃料蒸気回収チャンバ２５０の上下方向の位置決めを行なう。
筒状部２５３は、本体部２５１の下端部から、フランジ２５２の下面に対して下方へ突き出して形成されている。
筒状部２５３の外周面部には、開口Ｏの内周縁部と係合するゴム製のシール部Ｓが形成されている。
開口Ｏの内周縁部は、下方（タンク内部側）に折り曲げられた筒状部が形成され、その下部には、上述したシール部Ｓと係合する係合部が形成されている。
なお、このような開口Ｏの形状等は、燃料ゲージ１４０が取り付けられる開口１４１と実質的に同一とすることができ、この場合、開口１４１の加工と共通の工程により開口Ｏを形成することができ、製造工程が簡素化される。

燃料蒸気回収チャンバ２５０は、エンジン発電機１の使用時には、筒状部２５３のシール部Ｓを開口Ｏの内周縁部に締結することによって、燃料タンク１００の本体１１０に固定される。
本体１１０の内部で発生した燃料蒸気は、多孔材２５４の内部を通って燃料蒸気排出パイプ１６０の上部１６１の端部開口に到達し、ここから燃料蒸気排出パイプ１６０内を通過してキャニスタ５０に送られる。

以上説明した第２実施形態によれば、上述した第１実施形態の効果と実質的に同様の効果に加えて、燃料蒸気回収チャンバ２５０を着脱可能としたことによって、清掃等のメインテナンスが容易となる。
また、燃料蒸気回収チャンバ２５０を透明な材料で形成したことによって、多孔材２５４の汚れ、詰まりや本体部２５１内の異常等を外部から目視によって容易に確認することができる。

（変形例）
本発明は、以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）本発明の燃料タンク及びエンジンは、各実施形態のようなエンジン発電機に限らず、異なる種類の産業用機器や車両等の他の用途にも適用することができる。また、燃料蒸気排出パイプは、各実施形態では本体の下部における底面部から引き出される構成であるが、底面部付近であればよく、例えば底面近くの側部から引き出してもよい。
（２）第１実施形態において、燃料蒸気回収チャンバを燃料タンクの本体に溶接によって固定しているが、例えば接着等の他の手法によって固定してもよい。また、燃料蒸気回収チャンバを、燃料タンクの本体を構成する部材と一体に形成してもよい。
例えば、燃料タンクの上部をプレス加工する際に、燃料蒸気回収チャンバを同時に形成してもよい。
（３）第２実施形態においては、着脱式の燃料蒸気回収チャンバを透明な樹脂材料によって形成しているが、例えば半透明等の透明度が低い材料や、目視による内部確認が不要な場合には不透明な材料で形成してもよい。この場合、例えば不透明な樹脂や、金属等で形成してもよい。
また、燃料蒸気回収チャンバの一部を透明又は半透明の材料で形成してもよい。例えば、主要部分を不透明な材料で形成するとともに、一部に透明な材料からなる窓部を設けてもよい。
（４）着脱式の燃料蒸気回収チャンバを固定する開口部の形状は、第２実施形態のものに限定されず、適宜変更することが可能である。
（５）第１実施形態においては遮板、第２実施形態においては多孔材を用いて気液分離を行なっているが、使用条件的に液体燃料の飛沫等が問題となりにくい場合には、このような気液分離手段は省略することができる。
また、気液分離手段を設ける場合は、これらに限らず、他の種類の気液分離手段を設けてもよい。例えば、ラビリンス状の燃料蒸気通路を形成してもよい。

１ エンジン発電機 １０ フレーム
１１ 下部 １２ 柱状部
１３ 上部 １４ 横梁
２０ エンジン ３０ リコイルスタータ
４０ ブロワハウジング ５０ キャニスタ
１００ 燃料タンク １１０ 本体
１１１ 上部 １１２ 下部
１２０ 給油口 １２１ 開口
１２２ キャップ １３０ 燃料供給管
１４０ 燃料ゲージ １４１ 開口
１４２ フロート １４３ ロッド
１５０ 燃料蒸気回収チャンバ １５１ 筒状部
１５２ 上面部 １５３ フランジ部
１５４ 遮板 １５５ 小孔
１５６ 開口 １６０ 燃料蒸気排出パイプ
１６１ 上部 １６２ 水平部
１６３ 下部 Ｏ 開口
２５０ 燃料蒸気回収チャンバ ２５１ 本体部
２５２ フランジ部 ２５３ 筒状部
２５４ 多孔材 ２５５ 凹部
Ｓ シール部

Claims (8)

1. 燃料を貯留する燃料タンク本体と、
   前記燃料タンク本体の上面に形成した給油口と、
   前記燃料タンク本体の上面における前記給油口とは異なる部分から上側に突出して形成され、前記燃料タンク本体内部と連通する燃料蒸気回収チャンバと、
   前記燃料蒸気回収チャンバ内に上端部が配置され、少なくとも一部が前記燃料タンク本体の内部を通って外部へ繋がり、前記燃料タンク本体から前記燃料蒸気回収チャンバに流入した燃料蒸気を外部へ排出する燃料蒸気排出パイプとを有し、
   前記燃料蒸気排出パイプの上端部が、前記給油口よりも高い位置に配置されていること
   を特徴とする燃料タンク。
2. 前記燃料蒸気回収チャンバの下端部が、前記燃料タンク本体に溶接されていること
   を特徴とする請求項１に記載の燃料タンク。
3. 前記燃料蒸気回収チャンバと前記燃料タンク本体とを区画するとともに、前記燃料蒸気が通過する孔が形成された板状部材が設けられ、
   前記燃料蒸気排出パイプの上端部は、前記板状部材の一部を貫通して配置されかつ前記板状部材に固定されていること
   を特徴とする請求項２に記載の燃料タンク。
4. 前記燃料蒸気回収チャンバが、前記燃料タンク本体に着脱自在に取り付けられていること
   を特徴とする請求項１に記載の燃料タンク。
5. 前記燃料蒸気回収チャンバ内に多孔材が充填されており、
   前記燃料蒸気排出パイプの上端部は、前記多孔材の内部に配置されること
   を特徴とする請求項４に記載の燃料タンク。
6. 前記燃料蒸気排出パイプの上端部が前記燃料タンク本体の内壁部に固定されていること
   を特徴とする請求項４又は請求項５に記載の燃料タンク。
7. 前記燃料蒸気回収チャンバの外面部の少なくとも一部が、光透過性のある樹脂材料で形成されていること
   を特徴とする請求項４から請求項６までのいずれか１項に記載の燃料タンク。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の燃料タンクと、
   前記燃料蒸気排出パイプに連通し、燃料蒸気を処理するキャニスタと
   を有するエンジン。

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