JP2015093546A - 車両用燃料タンク - Google Patents

Abstract

【課題】、燃料の残量が少なくなっても吸引可能な燃料タンクを提供する。【解決手段】燃料タンク１０では、サブタンク２６の外側で燃料タンク本体１１に残存している外部燃料５０Ａの液位Ｌ２がサブタンク２６の側壁３０の高さよりも低下した場合でも、サクションカップ４２からジェットポンプを介してモジュールカップ３２に外部燃料５０Ａを供給可能である。したがって、燃料タンク１０で使用不能となる燃料の量を低減することができる。【選択図】図３

Description

本発明は、車両用燃料タンクに関する。

車両の燃料タンクの内部には、少量の燃料でも燃料ポンプで吸引可能なように、底壁を側壁で囲んだサブタンクが配置されている。しかし、燃料タンクにおいてサブタンクの内外を側壁で完全に隔離してしまうと、燃料タンク内の液位が側壁の高さよりも低下した場合に、サブタンクの外部の燃料を燃料ポンプで吸引することが不可能となる。そこで、サブタンクには、サブタンクの内外を連通するための連通孔が設けられている。

特開２００９−１４３３７８号公報

近年、車両における車室容積を増大させるために、車高を低くすることが行われている。これに伴って、車室の下部に取り付けられる燃料タンクの扁平化が行われている。燃料タンクの扁平化が進むと、燃料タンクの残存燃料の量が従来と等しくても、燃料タンク内における液位の低下が進む。この結果、サブタンクの外部と連通孔が設けられたサブタンク内における燃料の液位の低下も早くなり、吸引不能な残存燃料の量が増加するという不都合があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、燃料の残量が少なくなっても吸引可能な燃料タンクを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の車両用燃料タンクは、車両用の燃料を内部の閉空間に貯留する燃料タンク本体と、前記燃料タンク本体の内部に配設され、底壁と前記底壁の周囲を囲む側壁とを備え、前記燃料を貯留可能なサブタンクと、前記燃料タンク本体の内部において、前記サブタンクの外部から前記サブタンクの内部に燃料を供給可能な供給機構と、前記燃料タンク本体の外部から前記燃料タンク本体の内部に前記燃料を供給するものであって、前記サブタンクの上方に下端部が開口しているインレットパイプと、前記サブタンクから前記燃料タンク本体の外部に燃料を送出する燃料ポンプと、を備える。

この車両用燃料タンクによれば、燃料タンク本体内の燃料の液位が低下してサブタンクの側壁の高さを下回った場合でも、サブタンクの外部からサブタンクの内部に供給機構によって燃料を供給可能である。したがって、燃料タンクにおける使用不能な残存燃料の量を低減することができる。

また、使用可能な燃料がなくなって走行不可能となった場合に、外部から供給される燃料は、サブタンクの上方に開口しているインレットパイプの下端部からサブタンクに直接供給される。したがって、サブタンク内の燃料の液位が素早く上昇し、燃料ポンプで早期に燃料を吸引可能となる。すなわち、僅かな燃料補給で車両を走行可能とすることができる。

請求項２記載の車両用燃料タンクは、請求項１記載の車両用燃料タンクにおいて、前記燃料タンク本体の一方の側壁側に前記サブタンクが配置されている。

この車両用燃料タンクによれば、車両の一端側が低くなるように傾斜している場合等に、燃料タンクの一方の側壁側に集まった燃料がサブタンクの側壁を越えてサブタンクの内部に進入しやすくなる。したがって、残量が少なくなっても燃料タンク本体の角部に集まった燃料を使用可能となり、燃料タンクにおける使用不能な燃料の量を低減することができる。

請求項３記載の車両用燃料タンクは、請求項１または２記載の車両用燃料タンクにおいて、前記供給機構は、前記サブタンクの外部で前記燃料タンク本体の底壁近傍に配置された吸引口から前記サブタンクの内部まで連通する管路と、前記管路を介して前記吸引口側に負圧を作用させる負圧発生源と、を備える。

この車両用燃料タンクによれば、サブタンクの外部であって燃料タンク本体の底壁側に配置された吸引口に負圧発生源から負圧を作用させることによって、サブタンクの外部からサブタンクの内部に管路を介して燃料を供給することができる。したがって、燃料タンクにおける使用不能な燃料の量を低減することができる

請求項４記載の車両用燃料タンクは、請求項３記載の車両用燃料タンクにおいて、前記燃料タンク本体内において、前記サブタンクの配置側と反対側の側壁側に前記吸引口が配置されている。

この車両用燃料タンクによれば、燃料タンク本体におけるサブタンク配置側と反対側の側壁側に供給機構の吸引口を配置した。したがって、車両が傾斜した場合等に燃料タンク本体においてサブタンクと反対側に燃料が集まった場合でも、サブタンクと反対側に配置された吸引口からサブタンクに燃料を供給することができる。したがって、燃料タンクにおける使用不能な燃料の量を低減することができる

以上詳述したように、本発明によれば、燃料タンクにおける使用不能な残存燃料の量を低減することができる。

本発明の一実施形態に係る燃料タンクの全体構成を示す縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る燃料タンクの構成を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る燃料タンクの燃料減少時における平坦路走行時の使用状況を示す縦断面図である。製造方法を示す工程図である。 本発明の一実施形態に係る燃料タンクの燃料残量減少時における車両前傾時の使用状況を示す縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る燃料タンクの燃料残量減少時における車両後傾時の使用状況を示す縦断面図である。

本発明の一実施形態に係る車両用燃料タンクについて説明する。なお、図面において矢印ＦＲは車両前後方向前側を示し、矢印ＵＰは車両上下方向上側を示す。また、図面において、本発明に関連しない内蔵部品等は、図示を省略している。

図１に示すように、燃料タンク１０は、金属製の上型１２と下型１４が接合されることにより、全体として略矩形状に形成された燃料タンク本体１１を備える。すなわち、燃料タンク本体１１は、前壁１６、後壁１８、底壁２０、上壁２２で内部に閉空間２４が形成されている。また、燃料タンク本体１１は、車両の車高低下に伴って車両前後方向に伸びた扁平に形成されたものである。

燃料タンク１０は、燃料タンク本体１１の車両前後方向後端（後壁１８）側の底壁２０上にサブタンク２６を備える。サブタンク２６は、燃料タンク本体１１の底壁２０に倣って形成された底壁２８と、底壁２８の縁を周回する立設された側壁３０を備え、内部に燃料を貯めるものである。このサブタンク２６の側壁３０は、車両前後方向前側の側壁３０Ａが車両前後方向後側の側壁３０Ｂよりも高く形成されている。

図１に示すように、サブタンク２６の内側には、上端部が開口された、いわゆるカップ形状のモジュールカップ３２が配置されている。モジュールカップ３２内には、後述する燃料ポンプ３８を含むポンプモジュール３４が配設されており、その下端部に設けられた燃料の吸引口にはストレーナ３６が配設されている。

また、モジュールカップ３２は、下端部でサブタンク２６と連通しており、サブタンク２６から燃料を供給可能とされている。なお、モジュールカップ３２も本発明のサブタンクの一部に相当する。

図２の模式図に示すように、ポンプモジュール３４は、ストレーナ３６から吸引された燃料を管路３７を介して図示しない燃料噴射装置に供給する燃料ポンプ３８と、燃料ポンプ３８から供給される燃料の一部を管路３７から分岐した管路３９を介して導入した流れによって負圧を発生させ、後述するサクションカップ４２から燃料を吸引するジェットポンプ４０とが設けられている。

サクションカップ４２は、燃料タンク１０の車両前後方向前端（前壁１６）側の底壁２０の近傍に設けられ、ポンプモジュール３４のジェットポンプ４０と管路４４で接続されている。したがって、燃料ポンプ３８の駆動によってジェットポンプ４０からサクションカップ４２に負圧を作用させ、サクションカップ４２から管路４４、ジェットポンプ４０を介してモジュールカップ３２内に燃料が直接供給される構成である。

さらに、外部から燃料タンク本体１１内に燃料を供給するインレットパイプ４６は、燃料タンク本体１１の上壁２２から挿入され、サブタンク２６の上方で下端部が開口している。すなわち、サブタンク２６内に燃料を直接供給可能な構成とされている。

このように構成される燃料タンク１０の作用について説明する。

先ず、燃料タンク本体１１内に燃料がない状態で、燃料タンク本体１１に燃料が供給される場合について説明する。

図１に示すように、インレットパイプ４６を介して供給された燃料は、サブタンク２６の上方で開口しているインレットパイプ４６の下端部からサブタンク２６の内部に直接供給される。サブタンク２６内に供給された燃料５０は、図示しない連通孔からモジュールカップ３２に供給される。したがって、サブタンク２６（モジュールカップ３２）内の燃料５０の液位Ｌ１が所定高さを超えれば、燃料ポンプ３８の駆動によってストレーナ３６から吸引された燃料が燃料噴射装置に確実に供給される。すなわち、少量の燃料を補給するだけで、サブタンク２６内の燃料５０の液位Ｌ１が素早く上昇して燃料ポンプ３８で吸引可能となり、車両が走行可能になる。

次に、燃料タンク本体１１内の燃料が減少し、燃料タンク本体１１内においてサブタンク２６の外側の燃料（以下、「外部燃料」という場合がある）５０Ａの液位Ｌ２が、サブタンク２６の側壁３０Ｂの高さよりも低下した場合であって、車両が平坦路を走行している場合について説明する。

図３に示すように、サブタンク２６は側壁３０で囲まれており、燃料タンク本体１１における外部燃料５０Ａの液位Ｌ２が側壁３０の最低高さである側壁３０Ｂの高さよりも低下した場合には、燃料タンク本体１１の外部燃料５０Ａが側壁３０を越えてサブタンク２６に流入することはできない。しかしながら、図２に示すように、燃料ポンプ３８を駆動することにより、モジュールカップ３２から吸引された燃料の一部が管路３７、３９を介してジェットポンプ４０に供給され、ジェットポンプ４０からサクションカップ４２に負圧が作用する。これにより、サクションカップ４２から管路４４、ジェットポンプ４０を介してモジュールカップ３２内に外部燃料５０Ａが供給される。すなわち、燃料タンク本体１１の外部燃料５０Ａの液位Ｌ２がサブタンク２６の側壁３０の最低高さ（側壁３０Ｂの高さ）よりも低くなってもサクションカップ４２からモジュールカップ３２内に外部燃料５０Ａを供給可能であるため、吸引不能な燃料の量を低減することができる。

続いて、車両が下り坂を走行する場合について説明する

図４に示すように、燃料タンク本体１１の燃料の残量が低下した状態で車両（燃料タンク１０）が前傾すると、サブタンク２６およびモジュールカップ３２内に溜まっている燃料を除く燃料タンク本体１１の外部燃料５０Ａは、燃料タンク１０の車両前後方向前端部（前壁１６と底壁２０のなす角部）に集まる。

この場合、モジュールカップ３２及びサブタンク２６内に燃料があり、燃料ポンプ３８から吸引可能である限り、ジェットポンプ４０で負圧を発生させることができる。この負圧は、管路４４を介してサクションカップ４２に作用する。したがって、燃料タンク本体１１の車両前後方向前端部の底壁２０の近傍に配置されたサクションカップ４２から管路４４、ジェットポンプ４０を介してモジュールカップ３２内に外部燃料５０Ａが供給される。

このように車両が前傾した場合には、燃料タンク本体１１の外部燃料５０Ａが車両前方に集まるため、側壁３０を越えてサブタンク２６内に直接供給することはできなくなる。しかしながら、サクションカップ４２が燃料タンク１０の車両前後方向前端部（前壁１６側）の底壁２０側に配置されているため、少なくなった外部燃料５０Ａの液位Ｌ３よりも低い位置にサクションカップ４２を位置させることができる。この結果、サクションカップ４２からモジュールカップ３２内に外部燃料５０Ａを供給可能になる。

ここでは、車両が下り坂を走行する場合について説明したが、車両が減速する場合も同様である。

最後に、車両が上り坂を走行する場合について説明する。

図５に示すように、燃料タンク１０の燃料の残量が低下した状態で車両（燃料タンク１０）が後方に傾斜する（以下、「後傾する」という場合がある）と、サブタンク２６およびモジュールカップ３２内に溜まっている燃料を除く燃料タンク本体１１の外部燃料５０Ａは、燃料タンク１０の車両前後方向後端部（後壁１８と底壁２０のなす角部）に集まる。

この場合には、車両前後方向前端部に配置されたサクションカップ４２からモジュールカップ３２に外部燃料５０Ａを供給することができない。しかしながら、後傾していることにより、燃料タンク本体１１の外部燃料５０Ａの液位Ｌ４がサブタンク２６の車両前後方向後端側の側壁３０Ｂの高さを越えることなり、燃料タンク本体１１においてサブタンク２６の外部から内部に外部燃料５０Ａを直接供給可能である。

このように、車両が後傾した場合には、サブタンク２６が燃料タンク本体１１の車両前後方向後端（後壁１８）側に配置されているため、燃料タンク本体１１の車両前後方向後端側に集まった外部燃料５０Ａがサブタンク２６の側壁３０Ｂを越えてサブタンク２６内に供給される。特に、サブタンク２６の車両前後方向後端側の側壁３０Ｂの高さは、車両前後方向前端側の側壁３０Ａの高さよりも低く形成されているため、燃料タンク本体１１に残留している外部燃料５０Ａをより多くサブタンク２６内に供給でき、吸引不能な燃料の量を一層減少させることができる。

ここでは、車両が上り坂を走行する場合について説明したが、車両が加速する場合も略同様である。

以上のように本実施形態に係る燃料タンク１０では、外部から燃料を供給するインレットパイプ４６の下端部がサブタンク２６の上方で開口しているため、外部からサブタンク２６に燃料が直接供給される。サブタンク２６は、底壁２８を側壁３０で囲んでいる（サブタンク２６の外部と連通孔を設けていない）ため、素早く燃料５０の液位Ｌ１が上昇する。したがって、供給開始時の燃料が燃料タンク本体１１の底壁２０に拡がり、サブタンク２６内の液位が中々上昇しないということが防止され、最小限の燃料補給で自動車を走行させることができる。

また、車両の平地走行時に、燃料の残量が低下してサブタンク２６の側壁３０（最低高さの側壁３０Ｂ）の高さよりも燃料タンク本体１１の外部燃料５０Ａの液位Ｌ２が低下してしまった場合でも、ジェットポンプ４０からサクションカップ４２に負圧が作用し、サクションカップ４２からモジュールカップ３２に外部燃料５０Ａが供給される。これにより、使用不能な燃料の量を低下させることができる。特に、本実施形態の燃料タンク１０のように車両前後方向に扁平な燃料タンク本体１１の場合において、車両前後方向の後端側にサブタンク２６を配置し、前端側にサクションカップ４２を配置することによって、サブタンク２６から遠い前端側の外部燃料５０Ａを効率的にモジュールカップ３２内に供給することができる。また、車両が下り坂等で前傾している場合に効率的に燃料を使用することができる。

一方、車両が上り坂等で後傾している場合には、サブタンク２６が燃料タンク本体１１の車両前後方向後端側に配置されると共に、サブタンク２６の後端側の側壁３０Ｂの高さは前端側の側壁３０Ａよりも低く形成されているため、燃料タンク１０の車両前後方向後端側に集まった外部燃料５０Ａが、側壁３０Ｂを越えてサブタンク２６内部に直接供給可能となる。したがって、燃料タンク本体１１で吸引不能となる燃料の量を低減させることができる。

なお、本実施形態では、サクションカップ４２からモジュールカップ３２に外部燃料５０Ａが供給されていたが、サブタンク２６に供給する構成でも良い。すなわち、燃料ポンプ３８によって直接吸引可能な位置に外部燃料５０Ａが供給される構成であれば良い。
また、本実施形態では、サブタンク２６を車両前後方向後端側に配設し、サクションカップ４２を車両前後方向前端側に配設したが、反対に配置しても良い。
さらに、本実施形態では、ジェットポンプ４０によってサクションカップ４２に対して負圧を作用させて外部燃料５０Ａを吸引可能な構成としたが、外部燃料５０Ａを吸引可能であれば他のポンプ等を用いても良い。

１０ 燃料タンク
１１ 燃料タンク本体
１６ 前壁（側壁）
１８ 後壁（側壁）
２０ 底壁
２４ 閉空間
２６ サブタンク
２８ 底壁
３０、３０Ａ、３０Ｂ 側壁
３２ モジュールカップ（サブタンク）
３８ 燃料ポンプ（ポンプ手段）
４０ ジェットポンプ（供給機構、負圧発生源）
４２ サクションカップ（供給機構、吸引口）
４４ 管路（供給機構）
４６ インレットパイプ
５０ 燃料
５０Ａ 外部燃料（燃料）

Claims (4)

1. 車両用の燃料を内部の閉空間に貯留する燃料タンク本体と、
   前記燃料タンク本体の内部に配設され、底壁と前記底壁の周囲を囲む側壁とを備え、前記燃料を貯留可能なサブタンクと、
   前記燃料タンク本体の内部において、前記サブタンクの外部から前記サブタンクの内部に燃料を供給可能な供給機構と、
   前記燃料タンク本体の外部から前記燃料タンク本体の内部に前記燃料を供給するものであって、前記サブタンクの上方に下端部が開口しているインレットパイプと、
   前記サブタンクから前記燃料タンク本体の外部に燃料を送出する燃料ポンプと、
   を備える車両用燃料タンク。
2. 前記燃料タンク本体の一方の側壁側に前記サブタンクが配置されている請求項１記載の車両用燃料タンク。
3. 前記供給機構は、前記サブタンクの外部で前記燃料タンク本体の底壁近傍に配置された吸引口から前記サブタンクの内部まで連通する管路と、
   前記管路を介して前記吸引口側に負圧を作用させる負圧発生源と、
   を備える請求項１又は２記載の車両用燃料タンク。
4. 前記燃料タンク本体内において、前記サブタンクの配置側と反対側の側壁側に前記吸引口が配置されている請求項３記載の車両用燃料タンク。

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