JP6344274B2 - 燃料タンク - Google Patents

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Description

本発明は、燃料タンクに関する。
従来、燃料タンクでは、燃料タンク内の燃料を最大限エンジンに供給するために、少量の燃料でも液位を確保するためのサブタンクを底面に配置し、サブタンク内からポンプモジュールによってエンジン等に燃料が供給されている。燃料タンク内の燃料をサブタンク内に移動させるには、例えば、ジェットポンプの負圧によるものが提案されている(特許文献1参照)。
特開平9−290651号公報
上記特許文献1のように、負圧によって燃料タンクからサブタンクに燃料を移動させる機構を有する場合でも、製造誤差等を考慮して、負圧による燃料吸引位置は燃料タンクの底壁から車両上方に離間して配置される。この場合、燃料の残量が少なくなって燃料の液位が吸引位置よりも低くなった場合には、燃料の吸引が不可能になる。
そこで、少なくなった燃料でもポンプモジュールから吸引可能な燃料タンクが望まれる。この場合、燃料タンクの底面をすり鉢状に形成し、その底部にポンプモジュールを配置することで、残った燃料が少量になってもエンジンに供給可能な燃料タンクとすることも考えられる。しかしながら、その場合には車両の限られたスペースに設置される燃料タンクの公称容量(カタログに記載される燃料タンクの容量)が減少してしまうことになる。
そこで、公称容量を損なうことなく、より少ない燃料まで使用可能な燃料タンクが望まれている。
本発明は上記事実を考慮し、公称容量を減少させることなく、可及的に少ない残量まで燃料を使用可能な燃料タンクを提供することを目的とする。
第1の態様による燃料タンクは、内部のタンク室に燃料が貯留される燃料タンク本体と、前記タンク室内の燃料を吸引して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、前記燃料タンク本体内において、前記燃料ポンプと接続されたプレッシャーレギュレータと、前記燃料タンク本体の底壁上に設けられ、前記プレッシャーレギュレータからの燃料ガスが還流されるガス貯留室と、前記ガス貯留室の上部に形成され前記ガス貯留室と前記タンク室とを連通させる開口部と、前記開口部よりも下部に形成され前記ガス貯留室と前記タンク室とを連通させる連通孔とを備えるガス貯留部と、前記開口部に配設され、前記タンク室における燃料の液位が所定位置まで上昇すると前記開口部を閉塞すると共に、前記タンク室における燃料が前記燃料ポンプから外部に供給不能となる液位以下のときに、前記開口部を開放するように設定されているフロート弁と、を備える。
この燃料タンクは、燃料タンクに燃料を補給することによって燃料タンク本体のタンク室の燃料の液位が上昇する。この上昇によってフロート弁がガス貯留部の開口部を閉塞する。この状態で車両のエンジン等に燃料を供給するために燃料ポンプを駆動すると、プレッシャーレギュレータから燃料ガスがガス貯留部のガス貯留室に還流される。ここで、ガス貯留部の上部に形成された開口部が閉塞されているため、燃料ガスがガス貯留室に溜まっていく。このガス貯留室内に溜まった燃料ガスの容量分、タンク室における燃料の液位が上昇する。したがって、燃料ポンプから燃料タンクの外部に供給できる燃料の量が増加し、使用できない燃料の量を減少させることができる。
なお、タンク室の燃料の液位が燃料ポンプから外部に供給不能となる位置よりも低下すると、フロート弁が開口部を開放する。したがって、次に燃料タンクに燃料を補給する場合に、ガス貯留室に溜まっていた燃料ガスがタンク室へ排出され、ガス貯留室内に燃料が流入可能になる。
すなわち、この燃料タンクは、タンク室における燃料が燃料ポンプから外部に供給不能となる液位になるまでフロート弁がガス貯留部の開口部を開放することはない。したがって、それまではガス貯留室に溜まっている燃料ガスの容量分、タンク室内の燃料の液位を上昇(嵩上げ)させている。すなわち、燃料の液位の嵩上げの効果がある(燃料ポンプから外部に燃料を供給可能である)燃料の残量である間はガス貯留室内に燃料ガスを溜めておき、嵩上げ効果がなくなって燃料ポンプから外部に燃料を供給不能となる燃料の液位以下となると、フロート弁が開口部を開放することにより、ガス貯留室内の燃料ガスをタンク室に排出し、燃料補給時に新たな燃料がガス貯留室内に流入可能とすることができる。
の態様による燃料タンクは、第1の態様による燃料タンクにおいて、前記燃料タンク本体は、外部から前記タンク室に燃料が供給される燃料供給管を備え、前記燃料供給管のタンク室側端部には、前記タンク室側端部の下端を回転中心として前記燃料供給管の端部を開閉自在な蓋体と、一端が前記蓋体の端部に回転自在に軸支され、他端がフロート弁の上部に回転自在に軸支されたリンク棒と、を備える。
この燃料タンクは、燃料の補給時に燃料供給管のタンク室側端部に設けられた蓋体が開放され、タンク室内に燃料が補給される。この際、燃料供給管の端部に設けられた蓋体が開放されることにより、蓋体とフロート弁に両端部が回転自在に軸支されたリンク棒によりフロート弁が下方に移動させられて、フロート弁がガス貯留部の開口部を開放する。
したがって、燃料供給時には、タンク室の燃料の液位に拘らずガス貯留部の開口部をフロート弁が開放することにより、ガス貯留室内に溜まっていた燃料ガスがタンク室上部に排出され、ガス貯留室内に補給された燃料が流入可能となる。
第1の態様による燃料タンクは、上記構成としたので、公称容量を減少させることなく、より少ない残量まで燃料を使用可能である。
の態様による燃料タンクは、燃料供給時にガス貯留室に確実に燃料が流入可能になる。
第1実施形態に係る燃料タンクの概略構成を示す縦断面図である。 第1実施形態に係るガス貯留部を示す斜視図である。 第1実施形態に係る燃料タンクのガス貯留部近傍の構成を示す縦断面図である。 第1実施形態に係る燃料タンクの給油状態を示す縦断面である。 第1実施形態に係る車両走行時の燃料タンクを示す縦断面である。 第1実施形態に係る燃料タンクの燃料液位低下状態を示す縦断面である。 第2実施形態に係る燃料タンクを示す縦断面図である。 第3実施形態に係る燃料補給前の燃料タンクを示す縦断面図である。 第3実施形態に係る燃料補給時の燃料タンクを示す縦断面図である。
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態に係る燃料タンクについて図1〜図6を参照して説明する。以下の説明においては、各図面において、車両上方を矢印UP、車両幅方向を矢印W、車両前後方向を矢印FRで示す。
先ず、本実施形態の燃料タンク10の全体について図1を参照して説明する。燃料タンク10は、内部に燃料が貯留される燃料タンク本体12と、燃料タンク本体12の内部に配設されるサブタンク14と、サブタンク14内に配設されるポンプモジュール16と、ガス貯留部18A、18Bと、を基本的に備える。
燃料タンク本体12は、車両幅方向に延在する底壁20と、底壁20の車両幅方向両端部から車両上方に延在する左壁22、右壁24と、左壁22、右壁24の上端同士を結んで車両幅方向に延在する上壁26と、さらに、図示しない前壁と後壁29とを備え、内部に燃料が貯留されるタンク室27が形成されている。
燃料タンク本体12の上壁26には、燃料タンク本体12の内部に内蔵部品を取り付けるための取付用孔部28が形成されている。この取付用孔部28は、蓋体30によって閉塞されている。また、燃料供給管32は上壁26と右壁24の角部付近から挿入され、端部が燃料タンク本体12のタンク室27に開口している。
燃料タンク本体12の底壁20上には、サブタンク14が固定されている。サブタンク14は、図1に示すように、底板34と、底板34の端部から車両上方に延在する側板36とから基本的に形成されている。このように構成されたサブタンク14は、上部が開口されている。また、サブタンク14の側板36には、底板34から所定の高さに連通孔38が形成されている。
サブタンク14のタンク室27には、吸引燃料から異物を除去するフィルタ40が底板34の上部に配設されている。また、フィルタ40の上部にフィルタ40を介して燃料を吸引し、燃料タンク本体12の外部に燃料を導出するポンプモジュール16が配設されている。
ポンプモジュール16は、連結管44を介してプレッシャーレギュレータ46に接続されている。また、プレッシャーレギュレータ46は、燃料タンク本体12の蓋体30を貫通して外部に連通する燃料導出管48が接続されている。
燃料タンク本体12の底壁20上において、サブタンク14の左右には、一対のガス貯留部18A、18Bが配置されている。ガス貯留部18Aは、図1、図2に示すように、断面ハット形状であり、矩形の頂壁50、頂壁50の端部から車両下方に延在する側壁52A〜52D、側壁52A〜52Dの下端から水平方向に延在するフランジ部54A〜54Dを備える。フランジ部54A〜54Dには、それぞれ車両上方に突出する一対の凹溝56、56が設けられている。また、フランジ部54A〜54Dの角部には、カシメ用孔部58が形成されており、底壁20にフランジ部54A〜54Dがカシメ固定されることにより、ガス貯留部18Aが底壁20に固定されている。
この結果、図3に示すように、ガス貯留部18Aは、頂壁50、側壁52A〜52Dと燃料タンク本体12の底壁20で囲まれた部分がガス貯留室60となり、凹溝56がガス貯留室60を燃料タンク本体12のタンク室27と連通させる連通孔となる(以下、「凹溝56」を「連通孔56」という)。
また、図2に示すように、ガス貯留部18Aの頂壁50の略中央には、ガス貯留室60と燃料タンク本体12のタンク室27を連通する孔部62が形成されている。孔部62には、フロート弁64が配設されている。フロート弁64は、図3に示すように、孔部62を下部(ガス貯留室60)側から閉塞する弁体66と、弁体66の上端に接続され孔部62よりも径が小さく孔部62に挿通される軸体68と、軸体68の上端に取り付けられた球形のフロート70とを備える。弁体66の上部には、円錐形に形成されたテーパ面72が形成されており、このテーパ面72が孔部62の下端に当接することによって、孔部62が閉塞される構成である。
なお、フロート70の浮力は、タンク室27における燃料Fの液位がサブタンク14の連通孔38の下端位置以下となったとき、フロート弁64が孔部62を開放するように設定されている。また、タンク室27に燃料Fがなくなった場合には、頂壁50の孔部62の端部上にフロート70が位置するが、孔部62を閉塞することがないように孔部62が形成されている。
さらに、ガス貯留部18Aの頂壁50には、プレッシャーレギュレータ46から戻し管74Aが接続されるポート76が形成されており、プレッシャーレギュレータ46から気化した燃料(以下、「燃料ガス」という場合がある)がガス貯留室60に供給される構成とされている。
ガス貯留部18Bも同様の構成であり、同様の構成要素には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。なお、戻し管74Aは途中から戻し管74Bに分岐し、戻し管74Bがポート76を介してガス貯留部18Bのガス貯留室60に連通している。
次に、第1実施形態に係る燃料タンク10の作用について説明する。なお、ガス貯留部18A、18Bの作用は同様なので、以下、ガス貯留部18Aを代表させて説明するが、ガス貯留部18Bも同様の作用がある。
先ず、燃料タンク10に対して燃料Fが燃料供給管32から供給される。この結果、図4に示すように、燃料タンク10内の燃料Fの液位が上昇していく。図4の場合には、まだ燃料Fの液位が低いため、フロート弁64のフロート70の浮力によって上昇した位置では弁体66のテーパ面72がガス貯留部18Aの孔部62の下端部と離間している。すなわち、燃料タンク本体12のタンク室27とガス貯留部18Aのガス貯留室60が孔部62を介して連通している。したがって、ガス貯留部18Aは、フランジ部54A〜54Dに設けられた連通孔56と、頂壁50に設けられた孔部62によって、燃料タンク本体12のタンク室27と連通されており、ガス貯留室60内の気体が孔部62から燃料タンク本体12内のタンク室27に移動すると共に、供給された燃料Fが連通孔56からガス貯留室60にスムーズに流入する。この結果、燃料Fの液位がガス貯留部18Aの頂壁50に到達すると、ガス貯留室60内は燃料Fで満たされることになる。
この状態でさらに燃料Fの液位が上昇すると、例えば、サブタンク14の連通孔38の下端よりも上昇すると、フロート70の浮力によりフロート弁64が上昇し、テーパ面72が孔部62の下端に当接して孔部62を閉塞する。
次に、燃料タンク本体12のタンク室27内に十分な燃料Fが貯留されている状態で、車両を走行させている場合について説明する。図5に示すように、燃料Fの液位がサブタンク14の連通孔38よりも十分に高いため、サブタンク14が燃料Fで満たされている。したがって、サブタンク14の底板34上に配設されているフィルタ40を介してポンプモジュール16に吸引された燃料Fは、連結管44を介してプレッシャーレギュレータ46に到達し、所定の圧力に調整された後、燃料導出管48を介して燃料タンク10の外部に導出される。
この際、プレッシャーレギュレータ46からは、余分な燃料Fが燃料ガスとして戻し管74Aを介してガス貯留部18Aのガス貯留室60に供給される。燃料Fの液位が十分に高いためフロート弁64が孔部62を閉塞しており、供給された燃料ガスはガス貯留室60の上部側に溜まっていく(図5参照)。
続いて、車両の走行に伴い燃料Fを消費して燃料タンク本体12内の燃料Fの液位がサブタンク14の連通孔38の下端よりも下がった場合について説明する。
この場合には、図6に示すように、燃料Fの液位の低下に伴ってフロート70の浮力によって移動するフロート弁64が下方に移動し、テーパ面72がガス貯留部18Aの頂壁50の孔部62の下端から離間する。すなわち、孔部62を介して燃料タンク本体12のタンク室27とガス貯留室60が連通することになる。この結果、ガス貯留室60の上部に溜まっていた燃料ガスが孔部62からタンク室27の上部に排出される(説明の便宜上、図6において、ガス貯留室60の燃料ガスがタンク室27内に移動しても燃料Fの液位がそのままのように図示されているが、実際には燃料ガスの容量分だけタンク室27内の燃料Fの液位が低下する)。
このように本実施形態に係る燃料タンク10では、燃料タンク本体12内の燃料Fが空に近い状態から燃料Fを供給する場合には、図4に示すように、フロート弁64がガス貯留部18Aの孔部62を開放しているため、ガス貯留室60内の燃料ガスをタンク室27に良好に排出できると共に、ガス貯留室60を燃料Fで満たすことができる。
一方、燃料タンク10に十分な量の燃料Fが供給されると、フロート70の浮力によってフロート弁64がガス貯留部18Aの孔部62を閉塞している。この状態で車両が走行してポンプモジュール16を駆動すると、プレッシャーレギュレータ46から戻し管74Aを介してガス貯留部18Aのガス貯留室60に燃料ガスが供給される。この燃料ガスは、孔部62が閉塞されているため、ガス貯留室60の上部に溜まっていく。この燃料ガスの容量分、タンク室27内の燃料Fの液位が上昇し、より少ない残量まで連通孔38からサブタンク14内に燃料Fを供給可能となり、サブタンク14内に配設されたフィルタ40からポンプモジュール16を介して外部に燃料Fを供給可能になる。
このように、本実施形態の燃料タンク10は、ガス貯留部18A、18Bがなければ、タンク室27内の液位がサブタンク14の連通孔38の下端部よりも低くなる残量の燃料Fでも、ガス貯留室60内に貯留した燃料ガスの容量分だけタンク室27内の燃料Fの液位が上昇してサブタンク14の連通孔38の下端よりも上昇すれば、その分だけ余計にサブタンク14に燃料Fを供給可能になる。すなわち、サブタンク14に供給できる燃料タンク本体12内の燃料Fの量がガス貯留室60内に貯留された分だけ増加する。
この結果、矩形体形状である燃料タンク10の形状を変更することなく、エンジン等に供給可能な燃料Fの量を増加させることができる。すなわち、燃料タンク10の公称容量を変更することなく、供給可能な燃料Fの量を増加させることができる。
また、サブタンク14の連通孔38の下端よりも燃料Fの液位が低下した場合には、フロート弁64がガス貯留部18A、18Bの孔部62を開口することにより、ガス貯留室60内に貯められていた燃料ガスを燃料タンク本体12のタンク室27に開放すると共に、次の燃料補給時にガス貯留室60内に燃料Fが流入可能とされる。
[第2実施形態]
本発明の第2実施形態に係る燃料タンクについて図7を用いて説明する。第1実施形態と同様の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。なお、第1実施形態と異なるのは、ガス貯留部18A(18B)なので、該当部分のみ説明する。
燃料タンク100は、図7に示すように、ガス貯留部18A、18B(図示省略)の頂壁50の高さが、第1実施形態と比較して高く設定されており、インパネの警告灯が点灯する液位まで燃料Fの量が減少すると、フロート弁64のテーパ面72が孔部62の下端から離間し、孔部62がガス貯留室60とタンク室27とを連通するように設定されている。
このように構成された燃料タンク100の作用について説明する。
燃料タンク100では、インパネの警告灯が点灯する燃料Fの液位よりも高くなると、フロート弁64が孔部62を閉塞し、第1実施形態の燃料タンク10と同様、通常走行によってプレッシャーレギュレータ46から戻し管74Aを介してガス貯留室60に燃料ガスが還流されて貯留される。この結果、ガス貯留室60内に貯留された燃料ガスの容量分だけタンク室27における燃料Fの液位が高く維持され、タンク室27からサブタンク14内に連通孔38を介して燃料Fが供給される。
一方、燃料タンク本体12内の燃料Fの液位が低下し、インパネの警告灯が点灯する液位まで到達すると、フロート弁64のテーパ面72がガス貯留部18Aの頂壁50の孔部62の下端から離間する。すなわち、ガス貯留室60とタンク室27が孔部62を介して連通される。
このように、本実施形態の燃料タンク100は、インパネの警告灯が点灯する液位でフロート弁64を開放する構成としている。したがって、車両の運転者が燃料警告灯の点灯を確認して燃料タンク10に燃料を補給するときには、ガス貯留室60とタンク室27が孔部62を介して連通されており、ガス貯留室60内の燃料ガスをタンク室27の上部へ排出すると共に、ガス貯留室60に燃料Fを流入させることができる。すなわち、燃料タンク100内に、より多くの燃料Fを溜めることができる。
なお、本実施形態では、インパネの警告灯が点灯する液位でフロート弁64が孔部62を開放させる構成としたが、運転者に燃料タンク10の燃料Fの残量が少ない警告を報知するものであれば、他の手段でも良い。
[第3実施形態]
本発明の第3実施形態に係る燃料タンクについて図8、図9を用いて説明する。第1実施形態と同様の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。なお、第1実施形態と異なるのは、燃料供給管32の配置とフロート弁64なので、該当部分のみ説明する。
燃料タンク200は、図8に示すように、左壁22の下方に燃料供給管32が挿入され、燃料タンク本体12のタンク室27に端部が開放されている。燃料供給管32の端部には、下端に取り付けられたヒンジ202を介して蓋体204が開閉自在に取り付けられている。蓋体204の上端(ヒンジ202と反対側)とフロート弁64のフロート70との間には、棒状のリンク部材206が取り付けられている。具体的には、リンク部材206は、蓋体204の上端とフロート70の上端にそれぞれヒンジ208、210を介して回転自在に取り付けられている。
なお、第1実施形態と同様に、燃料タンク本体12の燃料Fの液位がサブタンク14の連通孔38の下端位置まで低下したときに、フロート弁64が孔部62を開放するように設定されている。
このように構成された燃料タンク200の作用について説明する。基本的な作用は、第1実施形態と同様なので説明を省略する。
タンク室27における燃料Fの液位がサブタンク14の連通孔38の下端位置まで低下しないうちに燃料タンク200に燃料Fを補給する場合について説明する。
この場合には、燃料タンク本体12のタンク室27内の燃料Fの液位がサブタンク14の連通孔38の下端位置よりも上であるため、ガス貯留部18Aの孔部62がフロート弁64によって閉塞されている。この状態で、燃料供給管32から燃料タンク本体12のタンク室27に燃料Fが供給されると、流入する燃料Fの液圧によって蓋体204が下向き(図9上、反時計回り)に開放され、燃料供給管32から燃料タンク本体12内に燃料Fが供給される(矢印B参照)。この際、蓋体204の上端側が下方に下がることによって、リンク部材206が下方に移動し、フロート70の浮力に抗してフロート弁64が下方に移動させられる。この結果、フロート弁64のテーパ面72が孔部62の下端から離間し、孔部62が連通される。したがって、燃料補給時にガス貯留室60に燃料ガスが貯留されていても、孔部62を介してタンク室27内に排出され、ガス貯留室60内に燃料Fを満たすことができる。
このように本実施形態に係る燃料タンク200は、燃料補給時の燃料Fの液位に拘らず、ガス貯留部18Aの孔部62を開放することができ、ガス貯留室60内に溜まっていた燃料ガスを確実にタンク室27に排出すると共に、ガス貯留室60の内部を燃料Fで満たすことができる。
なお、一連の実施形態では、説明の都合上、ガス貯留部18Aについてのみ説明したが、ガス貯留部18Bでも同様の作用を達成する。また、一連の実施形態では、ガス貯留部が2個の場合について説明したが、1個でも良いし、3個以上の複数であっても良い。
さらに、一連の実施形態では、燃料タンクがサブタンクを有する場合について説明したが、サブタンクがない場合にも適用できる。この場合には、例えば、サブタンク14の連通孔38の下端位置に換えて、フィルタ40から燃料Fの吸引可能限界高さ等をガス貯留部18A、18Bにおけるフロート弁64の開閉切り替え高さに設定することが考えられる。
10、100、200 燃料タンク
12 燃料タンク本体
27 タンク室
14 サブタンク
16 燃料ポンプ
18A、18B ガス貯留部
20 底壁
32 燃料供給管
46 プレッシャーレギュレータ
56 連通孔
60 ガス貯留室
62 孔部(開口部)
64 フロート弁
206 リンク部材(リンク棒)

Claims (2)

  1. 内部のタンク室に燃料が貯留される燃料タンク本体と、
    前記タンク室内の燃料を吸引して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、
    前記燃料タンク本体内において、前記燃料ポンプと接続されたプレッシャーレギュレータと、
    前記燃料タンク本体の底壁上に設けられ、前記プレッシャーレギュレータからの燃料ガスが還流されるガス貯留室と、前記ガス貯留室の上部に形成され前記ガス貯留室と前記タンク室とを連通させる開口部と、前記開口部よりも下部に形成され前記ガス貯留室と前記タンク室とを連通させる連通孔とを備えるガス貯留部と、
    前記開口部に配設され、前記タンク室における燃料の液位が所定位置まで上昇すると前記開口部を閉塞すると共に、前記タンク室における燃料が前記燃料ポンプから外部に供給不能となる液位以下のときに、前記開口部を開放するように設定されているフロート弁と、
    を備える燃料タンク。
  2. 前記燃料タンク本体は、外部から前記タンク室に燃料が供給される燃料供給管を備え、前記燃料供給管のタンク室側端部には、前記タンク室側端部の下端を回転中心として前記燃料供給管の端部を開閉自在な蓋体と、一端が前記蓋体の端部に回転自在に軸支され、他端がフロート弁の上部に回転自在に軸支されたリンク棒と、を備える請求項1記載の燃料タンク。
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