JP2018132026A - 燃料タンク - Google Patents

Abstract

【課題】従来に比べてコスト低減できる燃料タンクの提供。
【解決手段】燃料タンク１０は、メインタンク２０と、サブタンク３０と、移送配管４０と、を有する。移送配管４０は、サブタンク３０からメインタンク２０へサブタンク３０内の燃料を移送する主配管４０と、主配管４０のメインタンク２０内における所定高さ位置から分岐しておりメインタンク２０内の燃料を吸い込むための分岐配管４２と、を備えている。分岐配管４２の先端部には燃料よりも比重の軽い開閉弁４３が設けられている。開閉弁４３が開いている状態で分岐配管４２を流れる燃料流れの圧力損失は、分岐配管４２より上流側にある主配管４１部分を流れる燃料流れの圧力損失よりも小さくされている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、サブタンクからメインタンクに燃料を移送する移送配管を有する燃料タンクに関する。

車両の燃料タンクは、搭載される車両によっては配置スペースが限られ、一つのタンクでは必要な容量を確保することが困難な場合がある。このような場合、メインタンクとサブタンクの２つのタンクを用いて、サブタンクからメインタンクへ燃料を移送することが行われている（燃料デュアルタンクシステム）。

特許文献１は、メインタンクの燃料量を検知するセンサと、メインタンク内の燃料をエンジン側に供給する燃料ポンプとは別の、サブタンクからメインタンクに燃料を移送させるための電動ポンプと、を有し、メインタンクの燃料が所定量以上となった場合に、センサによってメインタンクの燃料量を検知して電動ポンプを停止させることで、サブタンクからメインタンクへの燃料の移送を停止する技術を開示している。

上記特許文献１開示の燃料タンクには、つぎの問題点がある。
メインタンクの燃料量を検知するセンサと、メインタンク内の燃料をエンジン側に供給する燃料ポンプとは別の、サブタンクからメインタンクに燃料を移送させるための電動ポンプと、を有するため、コストを低減する点において改善の余地がある。

特開２００８−１０５４６７号公報

本発明の目的は、従来に比べてコスト低減できる燃料タンクを提供することにある。

上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１） メインタンクと、サブタンクと、移送配管と、を有する燃料タンクであって、
前記移送配管は、前記サブタンクから前記メインタンクへ前記サブタンク内の燃料を移送する主配管と、該主配管の前記メインタンク内における所定高さ位置から分岐しており前記メインタンク内の燃料を吸い込むための分岐配管と、を備えており、該分岐配管の先端部には燃料よりも比重の軽い開閉弁が設けられており、
前記開閉弁が開いている状態で前記分岐配管を流れる燃料流れの圧力損失は、前記分岐配管より上流側にある前記主配管部分を流れる燃料流れの圧力損失よりも小さくされている、燃料タンク。

上記（１）の燃料タンクによれば、つぎの効果を得ることができる。
移送配管がメインタンク内の燃料を吸い込むための分岐配管を備えており、分岐配管の先端部には燃料よりも比重の軽い開閉弁が設けられているため、メインタンクの燃料量が開閉弁の高さよりも多くなったときに、比重の軽い開閉弁が浮力で自動的に開いてメインタンクの燃料を分岐配管から吸い込むことができる。
また、開閉弁が開いている状態では、分岐配管を流れる燃料流れの圧力損失が、分岐配管より上流側（サブタンク側）にある主配管部分を流れる燃料流れの圧力損失よりも小さくされているため、開閉弁が開いている状態では主に分岐配管から燃料が吸い込まれてサブタンク側からは燃料が吸い込まれなくなる。
よって、メインタンクの燃料量が開閉弁の高さよりも多くなったとき、開閉弁が開いて分岐配管からメインタンク内の燃料を吸い込むだけでサブタンク側からの燃料の吸い込みを停止することができ、燃料をポンプで吸い込み続けている場合であっても、メインタンクの燃料量がそれ以上増えることを抑制できる。
この構造では、車両のエンジンがかかっている間中移送配管に燃料を吸い込む力を付与し続けることができ、エンジンに燃料を供給するための燃料ポンプとは別の、サブタンクからメインタンクに燃料を移送するためだけの電動ポンプは不要である。また、メインタンク内の燃料量を検知するためのセンサも不要である。さらにまた、センサからの信号に基づいて電動ポンプを制御する制御ロジックを組み込んだ制御装置も不要である。したがって、従来に比べてコスト低減を図ることができる。

本発明実施例の燃料タンクを含む燃料供給システムの模式構成図である。 本発明実施例の燃料タンクの模式図である。 メインタンク内の燃料が開閉弁の高さよりも多いときの、図２のＡ部拡大図である。 メインタンク内の燃料が開閉弁の高さよりも少ないときの、図２のＡ部拡大図である。

以下に、図面を参照して、本発明実施例の燃料タンク１０を説明する。なお、図中ＵＰは、上方を示す。

燃料タンク１０は、図１に示すように、メインタンク２０と、サブタンク３０と、移送配管４０と、を有する燃料タンクである。

メインタンク２０はサブタンク３０よりも容量が大とされている。メインタンク２０とサブタンク３０は、それぞれ別体に形成されている。ただし、燃料タンク１０が鞍型の場合には、メインタンク２０とサブタンク３０は一体に形成されていてもよい。

メインタンク２０とサブタンク３０には、それぞれ、燃料を各タンク２０，３０に注入するためのパイプであるインレットパイプ１の先端部１ａが接続されている。インレットパイプ１の基端部１ｂは、車両の側面部に設けられる図示略のフューエルリッド付近に位置している。メインタンク２０とサブタンク３０には、図示略のフューエルリッドを開き、インレットパイプ１の基端部１ｂに設けられるフューエルキャップ２を開けて図示略の燃料注入ガンを差し込んで燃料を注入することで、インレットパイプ１を介して燃料を注入できる。

サブタンク３０には、ブリーザパイプ３の一端部３ａがサブタンク３０内の上部空間に位置するようにして、ブリーザパイプ３が接続されている。ブリーザパイプ３の他端部３ｂはインレットパイプ１の基端部（フューエルキャップ２側の端部）１ｂ付近に接続されている。そのため、燃料注入時に燃料タンク１０の上部空間に発生したベーパがブリーザパイプ３を通ってインレットパイプ１の基端部１ｂ側に排出されるようになっている。

メインタンク２０内には、燃料ポンプ５０が配置されている。燃料ポンプ５０は、本発明の燃料タンク１０の構成部品である。燃料ポンプ５０は、メインタンク２０内の燃料を吸い上げてエンジン（Ｅ／Ｇ）に燃料供給配管５１を介して圧送供給する。燃料ポンプ５０は、メインタンク２０内で燃料をリターンさせてエンジンが消費する分量のみを一定燃圧で供給するためのプレッシャレギュレータ５２と、プレッシャレギュレータ５２によるメインタンク２０内リターンの流速を利用して負圧を発生させるジェットポンプ５３と、を有する。燃料ポンプ５０は、エンジンがかかっている間、常時稼動し続けている。

移送配管４０は、サブタンク３０からメインタンク２０へサブタンク３０の燃料を移送する主配管４１と、主配管４１から分岐しておりメインタンク２０内の燃料を吸い込むための分岐配管４２と、分岐配管４２の先端部に設けられる開閉弁４３と、を備える。

主配管４１のサブタンク３０側の端部（上流側端部）４１ａは、サブタンク３０内に進入しており、サブタンク３０の底面付近に位置している。また、主配管４１のメインタンク２０側の端部（下流側端部）４１ｂは、メインタンク２０内に進入しており、メインタンク２０の底面付近に位置している。そして、メインタンク側端部４１ｂは、ジェットポンプ５３に接続されている。そのため、ジェットポンプ５３で発生する負圧を利用して、サブタンク３０内の燃料が主配管４１を介してメインタンク２０に移送されるようになっている。燃料ポンプ５０はエンジン稼動時には常時稼動し続けているため、エンジン稼動時にはジェットポンプ５３に負圧が常時発生しており、エンジン稼動時には主配管４１（移送配管４０）には吸い込み力が常時発生している。

分岐配管４２は、主配管４１のメインタンク２０内における所定高さ位置から分岐してメインタンク２０内に延びている。分岐配管４２は、全体にわたってメインタンク２０内に位置している。分岐配管４２は、図２に示すように、主配管４１から斜め上方に延びている。分岐配管４２は、主配管４１から直線状に延びていてもよく、少なくとも一か所湾曲部を有して延びていてもよい。

図３、図４に示すように、開閉弁４３は、分岐配管４２の先端部の開放口４２ａに設けられている。開閉弁４３は、分岐配管４２に回動可能に取付けられており、分岐配管４２の開放口４２ａを開閉可能である。また、開閉弁４３の比重は、燃料よりも軽くされている。よって、メインタンク２０の燃料量が開閉弁４３の高さよりも多いとき（メインタンク２０の燃料の液面Ｈの高さが開閉弁４３の高さよりも高いとき）、比重の軽い開閉弁４３が浮力で自動的に開き、メインタンク２０の燃料量が開閉弁４３の高さよりも少ないとき（メインタンク２０の燃料の液面Ｈの高さが開閉弁４３の高さよりも低いとき）、開閉弁４３に浮力が掛からないため自重で自動的に閉まる。

分岐配管４２の開放口４２ａは、水平方向と直交する方向から９０度未満（たとえば３０度以上６０度以下）の角度で傾斜する面内に位置しており、斜め上方に向って開放している。これは、開放口４２ａが水平方向と直交する面内にある場合（水平方向に開放している場合）、車両が傾いていないときには開閉弁４３は自重で開放口４２ａを閉じることができるが、車両が傾いているときには開閉弁４３が半開き状態になり自重では開放口４２ａを閉じることができなくなるからである。

開閉弁４３が開いている状態で分岐配管４２を流れる燃料流れの圧力損失は、分岐配管４２より上流側（サブタンク３０側）にある主配管４１部分を流れる燃料流れの圧力損失よりも小さくされている。これは、メインタンク２９の燃料量が開閉弁４３の高さよりも多く開閉弁４３が浮力で開いているときに、ジェットポンプ５３に発生している負圧で、サブタンク３０側の主配管４１部分からではなく、分岐配管４２から燃料を吸い込むようにするためである。分岐配管４２による圧力損失は、サブタンク３０側の主配管４１部分による圧力損失よりも、管径および管材料が同じであっても分岐配管４２の長さが短いため小さいが、分岐配管４２の径を大にする等によって小さくされていてもよい。

燃料タンク１０は、さらに、メインタンク２０の上部空間とサブタンク３０の上部空間とをつなぐ戻りパイプ６０を有していてもよい。エンジン停止時の給油時に、インレットパイプ１からメインタンク２０への燃料注入量が多くなりメインタンク２０が過満タン状態になったとしても、メインタンク２０内の圧力増加を利用してメインタンク２０内の燃料をサブタンク３０に送ることができるからである。また、仮に、サブタンク３０から移送配管４０を介してメインタンク２０に移送された燃料が多くなったとしても、メインタンク２０内の圧力増加を利用してメインタンク２０からサブタンク３０に燃料を戻すことができるからである。

つぎに、本発明実施例の作用、効果を説明する。
（ｉ）メインタンク２０の燃料量が開閉弁４３の高さよりも少ないとき（メインタンク２０の燃料の液面Ｈの高さが開閉弁４３の高さよりも低いとき）
図４に示すように、開閉弁４３には燃料による浮力が掛かっておらず、開閉弁４３は自重で分岐配管４２の開放口４２ａを閉じている。そのため、分岐配管４２を介しては燃料を吸い込むことはできない。よって、ジェットポンプ５３による負圧で、主配管４１を介してサブタンク３０からメインタンク２０に燃料が吸い込まれる（移送される）。

（ｉｉ）メインタンク２０の燃料量が開閉弁４３の高さよりも多いとき（メインタンク２０の燃料の液面Ｈの高さが開閉弁４３の高さよりも高いとき）
図３に示すように、開閉弁４３は燃料よりも比重が軽いため浮力で自動的に開き、分岐配管４２の開放口４２ａが開く。また、開閉弁４３が開いている状態では、分岐配管４２を流れる燃料流れの圧力損失が、分岐配管４２より上流側（サブタンク３０側）にある主配管４１部分を流れる燃料流れの圧力損失よりも小さくされている。その結果、ジェットポンプ５３による負圧で、主に分岐配管４２から燃料が吸い込まれてサブタンク３０側からは燃料が吸い込まれない。すなわち、メインタンク２０の燃料が分岐配管４２を通ってメインタンク２０内で循環されるだけで、サブタンク３０からの燃料移送が停止（抑制）される。

本発明実施例では、（ａ）移送配管４０がメインタンク２０内の燃料を吸い込むための分岐配管４２を備えており、分岐配管４２の先端部には燃料よりも比重の軽い開閉弁４３が設けられているため、メインタンク２０の燃料量が開閉弁４３の高さよりも多くなったとき（たとえばメインタンク２０が満タン状態になったとき）に、比重の軽い開閉弁４３が浮力で自動的に開いてメインタンク２０の燃料を分岐配管４２から吸い込むことができる。
（ｂ）また、開閉弁４３が開いている状態では、分岐配管４２を流れる燃料流れの圧力損失が、分岐配管４２より上流側（サブタンク３０側）にある主配管４１部分を流れる燃料流れの圧力損失よりも小さくされているため、開閉弁４３が開いている状態では主に分岐配管４２から燃料が吸い込まれてサブタンク３０側からは燃料が吸い込まれなくなる。
上記（ａ）、（ｂ）により、メインタンク２０の燃料量が開閉弁４３の高さよりも多くなったとき、開閉弁４３が開いて分岐配管４２からメインタンク２０内の燃料を吸い込むだけで（メインタンク２０内の燃料を循環させるだけで）サブタンク３０側からの燃料の吸い込みを停止することができ、燃料をジェットポンプ５３で吸い込み続けている場合であっても、メインタンク２０の燃料量がそれ以上増えることを抑制できる。
この構造では、車両のエンジンがかかっている間中移送配管４０に燃料を吸い込む力を付与し続けることができ、エンジンに燃料を供給するための燃料ポンプ５０とは別の、サブタンク３０からメインタンク２０に燃料を移送するためだけの電動ポンプは不要である。また、メインタンク２０内の燃料量を検知するためのセンサも不要である。さらにまた、センサからの信号に基づいて電動ポンプを制御する制御ロジックを組み込んだ制御装置も不要である。したがって、従来に比べてコスト低減を図ることができる。

本発明実施例では、分岐配管４２と開閉弁４３を設けることで、メインタンク２０の液面Ｈが高いときにはサブタンク３０からの燃料移送を停止し、メインタンク２０の液面高さが低いときのみサブタンク３０からの燃料移送を可能にしている。したがって、機械的に燃料移送の停止、許可を制御できる。

１ インレットパイプ
２ フューエルキャップ
３ ブリーザパイプ
１０ 燃料タンク
２０ メインタンク
３０ サブタンク
４０ 移送配管
４１ 主配管
４１ａ サブタンク側端部
４１ｂ メインタンク側端部
４２ 分岐配管
４２ａ 開放口
４３ 開閉弁
５０ 燃料ポンプ
５１ 燃料供給配管
５２ プレッシャレギュレータ
５３ ジェットポンプ
６０ 戻りパイプ

Claims (1)

1. メインタンクと、サブタンクと、移送配管と、を有する燃料タンクであって、
   前記移送配管は、前記サブタンクから前記メインタンクへ前記サブタンク内の燃料を移送する主配管と、該主配管の前記メインタンク内における所定高さ位置から分岐しており前記メインタンク内の燃料を吸い込むための分岐配管と、を備えており、該分岐配管の先端部には燃料よりも比重の軽い開閉弁が設けられており、
   前記開閉弁が開いている状態で前記分岐配管を流れる燃料流れの圧力損失は、前記分岐配管より上流側にある前記主配管部分を流れる燃料流れの圧力損失よりも小さくされている、燃料タンク。

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