JP5074909B2 - 燃料タンク構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両に備えられる燃料タンク構造に関する。

自動車等の車両に備えられる燃料タンク構造として、特許文献１には、鞍型燃料タンクのサブタンク容器中にジェットポンプを設け、ジェットポンプの周囲にエア分離フィルタ（フィルタ部材）を設けたものが記載されている。エア分離フィルタは、ジェットポンプから出た燃料は通すが気泡は捕捉するため、気泡が燃料送出口からディーゼル機関の燃料噴射ポンプに吸入されるのを防止することができる。

しかし、特許文献１の構造では、サブタンク容器内の液面が低いときには、燃料がジェットポンプから短時間で、すなわち気泡の膜強度が高い状態でエア分離フィルタ（フィルタ部材）に達してしまうため、フィルタ部材による消泡効果が低くなることがある。
特開平５−６０１００号公報

本発明は上記事実を考慮し、フィルタ部材による消泡効果を高く発揮させることが可能な燃料タンク構造を得ることを課題とする。

請求項１に記載の発明では、燃料を収容する燃料収容部と、前記燃料収容部から燃料を外部へ送出するための燃料吸込口を燃料収容部内に備える燃料送出配管と、燃料を前記燃料収容部に流入させるための燃料排出口を燃料収容部内に備える燃料流入配管と、前記燃料収容部内において、底辺及び側辺が該燃料収容部の内面に接触し前記燃料吸込口が配置された吸込領域と前記燃料排出口が配置された流入領域とを燃料が非透過となるよう隔てる隔壁部材と、前記隔壁部材に接触して隔壁部材の上端よりも上方に位置するように隔壁部材の上端に立設され、前記流入領域から隔壁部材を乗り越えた燃料が透過するときに燃料に対し消泡するフィルタ部材と、前記燃料排出口に設けられ、前記燃料流入配管から前記燃料収容部に流入された燃料によって負圧を生じさせて、この負圧により燃料収容部の外部の燃料の吸込みを可能とするジェットポンプと、を有することを特徴とする。

この燃料タンク構造では、隔壁部材の底辺及び側辺が燃料収容部の内面に接触している。これにより、燃料収容部が隔壁部材によって流入領域と吸込領域に隔てられており、流入領域には燃料流入配管の燃料排出口が、排出領域には燃料送出配管の燃料吸込口がそれぞれ位置している。したがって、燃料はまず、燃料流入配管から流入領域に送られて、この流入領域内に貯留される。すなわち、燃料収容部に流入した燃料の一定量が、隔壁部材によって隔てられた流入領域に確保される。そして、流入領域内の燃料液位が上昇すると、隔壁部材を乗り越えて燃料が排出領域に流れ込む。

ここで、本発明の燃料タンク構造では、流入領域から隔壁部材を乗り越えた燃料が透過するときに燃料に対し消泡するフィルタ部材が、隔壁部材に接触して隔壁部材の上端よりも上方に位置するように、隔壁部材の上端に立設されている。したがって、燃料は、流入領域に一定量貯留されたのちに、隔壁部材を乗り越えた分がフィルタ部材を透過して消泡されることになる。すなわち、燃料がフィルタ部材によって消泡されるまでに、流入領域で貯留されるための時間を要することになるので、この時間で泡の膜強度が低下する。このため、膜強度の高い泡がフィルタ部材を通過してしまう事態を抑制でき、フィルタ部材による消泡効果を高く発揮させることが可能となる。

特に、請求項１に記載の発明では、前記フィルタ部材が、前記隔壁部材の上端に立設されている。

このように、フィルタ部材を隔壁部材の上端に設置すると、フィルタ部材を燃料収容部の底部に設置した構成と比較して小型化できる。

また、請求項１に記載の発明では、前記燃料排出口に、前記燃料流入配管から前記燃料収容部に流入された燃料によって負圧を生じさせて、この負圧により燃料収容部の外部の燃料の吸込みを可能とするジェットポンプが備えられている。

したがって、ジェットポンプで生じた負圧を利用して、燃料収容部の外部から燃料を吸込むことが可能になる。また、この構成では、ジェットポンプから燃料が排出され（実質的にジェットポンプが燃料排出口となっている）、ジェットポンプから排出された燃料には気泡が発生する可能性があるが、この気泡をフィルタ部材によってより確実に除去することが可能になる。

本発明は上記構成としたので、フィルタ部材による消泡効果を高く発揮させることが可能となる。

図１には、本発明の一実施形態の燃料タンク構造１２が示されている。この燃料タンク構造１２が搭載される車両は、車幅方向の略中央に、車両前後方向に延在するトランスアクスル２０を有しており、さらにその下方には、たとえば図示しないヒートインシュレータや排気管等が配置されている。そして、トランスアクスル２０の上方に、トランスアクスル２０をまたぐようにして、燃料タンク構造１２が配置されている。

燃料タンク構造１２は、燃料が収容される燃料タンク本体３２を有している。燃料タンク本体３２の底部には、トランスアクスル２０の両側の２つの低位置部３４Ａ、３４Ｂと、この低位置部３４Ａ、３４Ｂよりも相対的に高位置となるように、トランスアクスル２０の上方に位置する高位置部３６と、が形成されている。すなわち燃料タンク本体３２は、単一の高位置部３６に対し、その両側に低位置部３４Ａ、３４Ｂが形成されており、全体として主室３８と副室４０を有する鞍型燃料タンクとなっている。なお、主室３８側の上部には図示しないフィラーパイプが備えられており、主室３８へ給油できるようになっている。

主室３８内には、上面が開放された箱状のリザーブカップ４２が配置されており、このリザーブカップ４２の底部の近傍に、燃料送出配管４４の下部が位置している。燃料送出配管４４の一端（下端）はフィルター４８を備えたメインサクション４６とされ、フューエルフィルター５０を介して、他端（上端）にはサクションポンプ５２が接続されている。さらに、サクションポンプ５２には燃料供給配管５４が接続されており、サクションポンプ５２の駆動によって、主室３８内の燃料を図示しないエンジン等に供給することができる。

また、サクションポンプ５２にはリターン配管５６の上端が接続されており、このリターン配管５６の下端はリザーブカップ４２（本実施形態では特に、後述する吸込領域４２Ａ）の上方に位置している。サクションポンプ５２により吸引された燃料の一部は、リターン配管５６を通じてリザーブカップ４２内に戻される。

副室４０と主室３８（リザーブカップ４２内）の間には、燃料移送配管６０が配置されている。燃料移送配管６０の一端は、フィルター６４を備えたサブサクション６２とされており、副室４０の底部近傍に位置している。そして、燃料移送配管６０は、所定位置で屈曲されており、他端はリザーブカップ４２内に位置すると共に、ジェットポンプ６６が取り付けられている。

また、リザーブカップ４２内には、循環ポンプ６８及び循環配管７０が配置されており、循環ポンプ６８の駆動によって、循環配管７０内に燃料を一旦送ることで、燃料を循環できるようになっている。このとき、循環された燃料の一部をジェットポンプ６６に通すことで、ジェットポンプ６６に負圧を作用させている。そして、この負圧により、燃料移送配管６０を通じて燃料を副室４０から主室３８（リザーブカップ４２内）へと移送する。

リザーブカップ４２内には、循環ポンプ６８とメインサクション４６の間に位置するように、燃料非透過性の隔壁部材７２が設置されている。隔壁部材７２高さは、リザーブカップ４２よりも低くされているが、底辺及び側辺がリザーブカップ４２の内面に接触しており、リザーブカップ４２内を、メインサクション４６が配置された吸込領域４２Ａと、循環ポンプ６８やジェットポンプ６６が配置された流入領域４２Ｂとに隔てている。したがって、流入領域４２Ｂに流入した燃料は、液位が隔壁部材７２の上端に達するまでは、流入領域４２Ｂ内に貯留される。そして、流入領域４２Ｂ内の燃料の液位が隔壁部材７２の上端に達する（超える）と、燃料の一部が隔壁部材７２を乗り越えて吸込領域４２Ａに流れ込む。

隔壁部材７２の上端には、消泡メッシュ７４が立設されている。消泡メッシュ７４は隔壁部材７２を乗り越えて吸込領域４２Ａに流れ込む燃料を通すが、このとき、燃料中の泡を除去する（消泡する）作用を有するように、金属あるいは樹脂等で網目状に形成されている。なお、消泡メッシュ７４は、その側辺がリザーブカップ４２の内面に接触しており、隔壁部材７２を乗り越えて吸込領域４２Ａに流れ込む燃料のすべてが消泡メッシュ７４を通過する（消泡される）構成とされている。

なお、リザーブカップ４２の下部には連通孔５８が形成されており、この連通孔５８を通じて燃料が移動することで、吸込領域２４Ａの内部と外部（主室３８のリザーブカップ４２の外側）との燃料の液位が同じなる。

このような構成とされた本実施形態の燃料タンク構造１２では、サクションポンプ５２の駆動により、主室３８（リザーブカップ４２）内の燃料を図示しないエンジン等へ送出することができる。また、このときの燃料の一部は、リターン配管５６を通じて主室（吸込領域４２Ａ）内に戻すことができる。

リザーブカップ４２内では、循環ポンプ６８の駆動により燃料が循環されるが、この循環燃料により、ジェットポンプ６６により負圧が発生する。そして、この負圧により、燃料移送配管６０を通じて燃料が副室４０から主室３８（流入領域４２Ｂ内）へと移送される。

本実施形態では、リザーブカップ４２内に隔壁部材７２が設けられており、リザーブカップ４２内が吸込領域４２Ａと流入領域４２Ｂとに隔てられている。リザーブカップ４２内に流入した燃料の一定量が流入領域４２Ｂに確保される。そして、流入領域４２Ｂ内の燃料の液位が隔壁部材７２を超えると、燃料が隔壁部材７２を乗り越える。さらにこの燃料は、消泡メッシュ７４を通過して、吸込領域４２Ａに流れ込む。

ここで、図１に示したように、ジェットポンプ６６の燃料出口から燃料が流出する際には、燃料中に気泡が発生することがある。この気泡が除去されないままメインサクション４６に燃料が達すると、気泡すなわち空気も燃料と共にサクションポンプ５２で吸引されてしまう。

図２には、比較例として、本実施形態の隔壁部材７２を設けることなく、単に消泡メッシュ８２のみを用い、ジェットポンプ６６の周囲をこの消泡メッシュ８２で包囲するよう配置した構成が示されている。比較例の場合、ジェットポンプ６６の燃料出口から流出した燃料はリザーブカップ４２内を流れ、短時間で、すなわち泡の膜強度が大きい状態で消泡メッシュ８２に達する。このため、消泡メッシュ８２での消泡効果を充分に発揮させることが難しい場合がある。また、図示は省略するが、たとえば、本実施形態の隔壁部材７２の位置に、単に消泡メッシュのみを配置した構成においても、比較例と同様に、泡の膜強度が大きい状態で燃料が消泡メッシュに達するため、消泡メッシュでの消泡効果を充分に発揮させることが難しい場合がある。

これに対し本実施形態では、上記したようにジェットポンプ６６の燃料出口から流出した燃料は流入領域４２Ｂに一時的に貯留された後、消泡メッシュ７４に達する。すなわち、燃料がジェットポンプ６６の燃料出口から流出し燃料中に泡が発生した時点から、消泡メッシュ７４に達するまでの時間が、比較例よりも長くなっている。これにより、泡の膜強度も比較例より低下した状態で消泡メッシュ７４により消泡されるので、消泡メッシュ７４での消泡効果を充分に発揮させることが可能になる。すなわち、本発明では、比較例の構成と比べて、膜強度の高い泡が消泡メッシュ７４を通過してしまう事態を抑制でき、消泡メッシュ７４による消泡効果を高く発揮させることが可能となる。

なお、本発明ではこのように、燃料中に泡が発生してから、この燃料が消泡メッシュ７４（フィルタ部材）に達するまでに段階で一時的に燃料を貯留して、消泡メッシュ７４に達する時間を長く確保すれば、泡の膜強度が低下するので、消泡メッシュ７４の消泡効果を高く発揮させることが可能となる。かかる観点からは、以下の各参考例に挙げる構成とすることも可能である。なお、以下では、燃料タンク構造の全体的構成は第一実施形態と同一とされているので図示を省略し、隔壁部材７２及び消泡メッシュ７４とその近傍のみを示すこととする。

図３（Ａ）に示す第一参考例では、隔壁部材７２は第一実施形態と同一構成であり、且つ同一位置に設けられているが、消泡メッシュ７６が、隔壁部材７２に全面で接触するように流入領域４２Ｂに配置されている。図３（Ｂ）に示す第二参考例においても、隔壁部材７２は第一実施形態と同一構成であり、且つ同一位置に設けられているが、消泡メッシュ７８が、隔壁部材７２に全面で接触するように吸込領域４２Ａに配置されている。また、第一参考例及び第二参考例の双方において、消泡メッシュ７６、７８の上端の位置は、第一実施形態の消泡メッシュ７４の上端と同位置とされており、隔壁部材７２の上端よりも上方に位置する部分が存在している。

したがって、第一参考例及び第二参考例のいずれにおいても、第一実施形態と同様に、燃料がジェットポンプ６６の燃料出口から流出し燃料中に泡が発生した時点から、消泡メッシュ７６、７８に達するまでの時間が、比較例よりも長くなり、泡の膜強度が低下した状態で消泡メッシュ７６、７８により消泡されるので、消泡メッシュ７６、７８での消泡効果を充分に発揮させることが可能になる。特に第二参考例では、隔壁部材７２を伝って流れ落ちる途中でも燃料が消泡メッシュ７８を通過するので、消泡効果を高く発揮させることができる。これに対し、第一実施形態では、消泡メッシュ７４を小型化することが可能になる。

図３（Ｃ）に示す第三参考例では、隔壁部材７２は第一実施形態と同一構成であり、且つ同一位置に設けられているが、消泡メッシュ８０が隔壁部材７２から離間した位置で吸込領域４２Ａに設けられている。そして、隔壁部材７２を乗り越えた燃料の全部が、メインサクション４６に達するまでに消泡メッシュ８０を通過するように、消泡メッシュ８０の形状及び位置が決められている。たとえば、消泡メッシュ８０は、メインサクション４６の周囲を取り囲むように筒状に形成されていてもよい。

したがって、第三参考例では、燃料が隔壁部材７２を乗り越えてから消泡メッシュ８０に達するまでにも所定の時間を要する。第一〜第二参考例と比較して、燃料に泡が発生してから消泡メッシュ８０に達するまでの時間も長くなるので、消泡メッシュ８０での消泡効果をより高く発揮させることが可能になる。

なお、上記では、本発明のフィルタ部材として、金属あるいは樹脂により網目状に形成された消泡メッシュ７４、７６、７８、８０を挙げたが、要するに、燃料の液体部分のみを通過させ、泡（気体部分）は除去する作用を有していれば、具体的構成は限定されない。たとえば、不織布を用いて本発明のフィルタ部材を構成してもよい。

また、上記では、燃料タンク本体３２の構成として、いわゆる鞍型タンクとされているものを例に挙げたが、本発明の適用対象としては、燃料収容部内に燃料送出配管の燃料吸込口と燃料流入配管の燃料排出口を供える構造の燃料タンクであれば、燃料排出口から流入した燃料の泡が燃料吸込口から吸込まれる事態を抑制するために、適用可能である。たとえば、完全に分離された２つの燃料収容部を有する構造のもの、いわゆるデュアルタンクにおいて、一方の燃料収容部から他方の燃料収容部に燃料を移送する構成であれば、燃料が流入する側の燃料収容部に本発明の燃料タンク構造を適用すればよい。加えて、このような燃料収容部を２つ有するものだけでなく、１つの燃料収容部のみを有する燃料タンクに本発明を適用することも可能である。

さらに、例えば、リターン配管５６の下流端をジェットポンプ６６に接続し、リターン配管５６を流れてきたリターン燃料による負圧で、副室４０から主室３８（流入領域４２Ｂ内）へと燃料を移送する構成に本発明の燃料タンク構造を適用することも可能である。

本発明の第一実施形態の燃料タンク構造を示す概略構成図である。 比較例の燃料タンク構造を示す概略構成図である。 本発明の各参考例の燃料タンク構造を部分的に拡大して示す概略構成図であり、（Ａ）は第一参考例、（Ｂ）は第二参考例、（Ｃ）は第三参考例をそれぞれ示す。

符号の説明

１２ 燃料タンク構造
３２ 燃料タンク本体
３８ 主室
４０ 副室
４２ リザーブカップ（燃料収容部）
４２Ａ 吸込領域
４２Ｂ 流入領域
４４ 燃料送出配管
４６ メインサクション（燃料吸込口）
５２ サクションポンプ
５４ 燃料供給配管
５６ リターン配管
６０ 燃料移送配管（燃料流入配管）
６２ サブサクション
６６ ジェットポンプ（燃料排出口）
６８ 循環ポンプ
７０ 循環配管
７２ 隔壁部材
７４ 消泡メッシュ（フィルタ部材）
７６ 消泡メッシュ（フィルタ部材）
７８ 消泡メッシュ（フィルタ部材）
８０ 消泡メッシュ（フィルタ部材）

Claims (1)

1. 燃料を収容する燃料収容部と、
   前記燃料収容部から燃料を外部へ送出するための燃料吸込口を燃料収容部内に備える燃料送出配管と、
   燃料を前記燃料収容部に流入させるための燃料排出口を燃料収容部内に備える燃料流入配管と、
   前記燃料収容部内において、底辺及び側辺が該燃料収容部の内面に接触し前記燃料吸込口が配置された吸込領域と前記燃料排出口が配置された流入領域とを燃料が非透過となるよう隔てる隔壁部材と、
   前記隔壁部材に接触して隔壁部材の上端よりも上方に位置するように隔壁部材の上端に立設され、前記流入領域から隔壁部材を乗り越えた燃料が透過するときに燃料に対し消泡するフィルタ部材と、
   前記燃料排出口に設けられ、前記燃料流入配管から前記燃料収容部に流入された燃料によって負圧を生じさせて、この負圧により燃料収容部の外部の燃料の吸込みを可能とするジェットポンプと、
   を有することを特徴とする燃料タンク構造。

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