JP7045848B2

JP7045848B2 - 燃料タンク

Info

Publication number: JP7045848B2
Application number: JP2017244617A
Authority: JP
Inventors: 照晃山本
Original assignee: Kawasaki Motors Ltd
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2017-12-21
Filing date: 2017-12-21
Publication date: 2022-04-01
Anticipated expiration: 2037-12-21
Also published as: US20190193556A1; JP2019111850A; US10953742B2

Description

本発明は、内部に燃料を貯留するタンク本体と、前記タンク本体に取り付けられて給油口を形成する給油管とを備えた密閉型の燃料タンクに関するものである。

自動車などの車両に搭載される燃料タンクでは、給油管からタンク本体に燃料が給油され、給油管の給油口が閉栓される。例えば、温度の変化により内部の燃料が気化し、タンク本体の内圧が上昇することがある。この状態で、給油時に給油口を開栓すると、内圧により液面が加圧され、内部の液体燃料が給油口から吹き出す可能性がある。このような燃料の吹き返しを防止するために、様々な対策が取られている（例えば、特許文献１）。

特開２０１５－０４４４３５号公報

特許文献１では、給油管の出口にバルブが設けられており、タンク本体の内圧が上昇した状態で開栓された場合、バルブを閉止することで、液体燃料が給油口から吹き出すのを防止している。しかしながら、このような構成では、タンク本体、給油管の他に、別途バルブが必要となる。そのため、部品点数が多くなり、構成も複雑化する。

本発明は、簡単な構造で燃料の吹き返しを防止できる燃料タンクを提供する。

上記目的を達成するために、本発明の燃料タンクは、内部に燃料を貯留するタンク本体と、前記タンク本体に取り付けられて給油口を形成する給油管とを備えた燃料タンクであって、前記給油管が前記タンク本体の内方に突出する先端を有し、前記先端が、燃料の上限レベルよりも下方に位置しており、前記給油管における前記上限レベルよりも上方に、前記タンク本体内と前記給油管内とを連通させる通気孔が形成されている。

この構成によれば、タンク本体の内圧が上昇した状態で開栓された場合でも、タンク本体内の気体が、通気孔から給油管を通って給油口から排出される。これにより、タンク本体内の液体燃料が給油口から吹き出すのを防止することができる。しかも、給油管の一部に、通気孔を設けるだけなので、部品点数が増えることがなく、構成も簡単である。また、給油管の先端が燃料の上限レベルよりも下方に位置し、且つ、通気孔が上限レベルよりも上方に形成されている。これにより、上限レベルを上げて貯留できる燃料量を大きくすることが可能となる。

本発明において、前記給油管における前記給油口から視認可能な位置に、前記上限レベルを示す指標が存在してもよい。この構成によれば、給油時に、目視で、容易に上限レベルを判断できる。この場合、前記指標は、直管からなる前記給油管の先端であってもよい。この構成によれば、簡単な構成で、上限レベルを設定することができる。

本発明において、前記給油管は、水平方向に対して前記給油口から前記先端に向かって下降するように傾斜していてもよい。この構成によれば、燃料が入れ易くなるうえに、給油口から給油管の先端が見え易い。これにより、給油作業が容易になる。

本発明において、前記通気孔は複数設けられ、さらに、前記給油口を開閉する給油キャップと、前記給油口の開口端を封止するシール部材と、前記給油キャップの回転により前記給油キャップを軸方向に離間した一定の開放位置と閉塞位置に位置決めさせる位置決め手段とを有し、前記複数の通気孔の合計面積が、前記開放位置における前記シール部材と前記開口端との隙間の外周に沿った隙間面積よりも大きく設定されていてもよい。この構成によれば、開栓時にタンク本体内の気体の吸込み側となる通気孔の合計面積が、排出側となる隙間面積よりも大きくなるので、タンク本体内部の気体を円滑に排出できる。

本発明の燃料タンクによれば、簡単な構造で、給油時および開栓時の吹き返しを防止できる。

本発明の第１実施形態に係る燃料タンクを示す斜視図である。同燃料タンクを示す縦断面図である。同燃料タンクの変形例を示す縦断面図である。同燃料タンクの給油管を示す斜視図である。同給油管を示す縦断面図である。同燃料タンクの給油キャップを示す側面図である。同給油キャップが閉塞位置にある状態の給油管を示す縦断面図である。同給油キャップが開放位置にある状態の給油管を示す縦断面図である。比較例の燃料タンクを示す縦断面図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る燃料タンクＦＴを示す図である。本実施形態の燃料タンクＦＴは、例えば、特定用途車に適用される。「特定用途車」とは、四輪バギーとも呼ばれる全地形対応型の車両であり、泥地、砂浜、雪道など地形に関係なく走行できる車両をいう。特定用途車は、レジャー、作業等の多様な用途に用いられる。ただし、本発明の燃料タンクは、特定用途車以外の車両にも適用可能で、また、車両用以外のエンジンにも適用可能である。

燃料タンクＦＴは、内部に燃料Ｆを貯留するタンク本体２と、タンク本体２に取り付けられた給油管４とを有している。本実施形態のタンク本体２は、鋼製であり、ほぼ直方体形状である。詳細には、タンク本体２は、上下２分割構造で、上半体６と下半体８とを有している。上半体６と下半体８とは、例えば、溶接により接合されている。

上半体６は、ほぼ平坦な上面６ａと、上面６ａから下方に延びる４つの側面６ｂとを有している。上面６ａには、燃料ポンプ取付座１０と、ブリーザホース取付口１２が形成されている。燃料ポンプ取付座１０に燃料ポンプ（図示せず）が取り付けられ、燃料ポンプによりタンク本体２内部の燃料Ｆがエンジン（図示せず）に供給される。ブリーザホース取付口１２にブリーザホース（図示せず）の一端が接続され、タンク本体２内部の燃料蒸気がブリーザホースを介して排出される。ブリーザホースの他端は、例えば、エンジンの吸気通路に接続される。

上半体６の４つの側面６ｂは、上面６ａから下方に向かって広がる傾斜面で構成されている。このうちの１つの側面６ｂに、パイプ挿通孔１４が形成されている。

本実施形態の給油管４は、鋼製の円筒形状の直管パイプからなる。給油管４は、タンク本体２の上半体６のパイプ貫通孔１４に挿通され、溶接によりタンク本体２に接合されている。給油管４の基端（上端）に給油口１６が形成されている。この給油口１６から給油管４を介して、タンク本体２に燃料Ｆが供給される。給油口１６は、給油キャップ１８により閉塞されている。給油キャップ１８は、給油口１６を開閉する。

図２に示すように、給油管４の先端（下端）２０は、タンク本体２の内方に突出している。本実施形態では、給油管４は、水平方向に対して給油口１６から先端２０に向かって下降するように傾斜している。

給油管４の先端２０が、燃料の上限レベルＨＨよりも下方に位置している。ここで、「料の上限レベルＨＨ」は、タンク本体２の内部に貯留できる燃料Ｆの設計上の上限に設定された位置である。また、「先端２０が燃料の上限レベルＨＨよりも下方に位置する」とは、先端２０の出口開口２２の全体が燃料の上限レベルＨＨよりも下方に位置することをいう。つまり、燃料Ｆが上限レベルＨＨまで給油された状態では、先端２０の上縁２０ａを含む出口開口２２の全体が燃料Ｆに没しており、出口開口２２から給油管４内に空気が流入しない。

本実施形態の給油管４には、上限レベルＨＨを示す指標２４が設けられている。指標２４は、給油管４における給油口１６から視認可能な位置に設けられている。本実施形態では、指標２４は、直管からなる給油管４の先端２０の上縁２０ａである。ただし、指標２４は給油管４の先端２０の上縁２０ａに限定されず、例えば、図３の変形例に示すように、給油管４の内周面に設けられたマーキング２５であってもよい。マーキング２５は、例えば、蛍光ペンキで塗布される。

図２に示すように、給油管４の外周面に、タンク本体２内と給油管４内とを連通させる通気孔２６が形成されている。通気孔２６は、給油管４における上限レベルＨＨよりも上方に形成される。本実施形態では、通気孔２６は、給油管４の上面に形成されている。通気孔２６は、複数設けられ、本実施形態では、直径８ｍｍの通気孔２６が７つ設けられている。ただし、通気孔２６の大きさ、数はこれに限定されない。

図４は給油キャップ１８を取り外した状態の給油管４の斜視図で、図５はその縦断面図である。図４および図５において、矢印Ｄ１は給油キャップ１８の閉方向を示し、矢印Ｄ２は給油キャップ１８の開方向を示す。図４に示すように、給油管４の上端（基端）は、内側に９０°折り曲げられて、頂部２７が形成されている。頂部２７の径方向内側に、頂部２７から１段下がった段差部２８が形成されている。段差部２８は頂部２７と平行である。段差部２８からさらに径方向内側に９０°折り返されて、縁部２９が形成されている。縁部２９は、給油口１６を構成する開口の縁１６ａを構成する。

給油管４の段差部２８から縁部２９にかけて、爪挿入口３０が形成されている。爪挿入口３０は、給油口１６の開口縁１６ａから、径方向外側に凹入している。爪挿入口３０は、給油口１６の開口縁１６ａにおける周方向に１８０°離間して、２つ形成されている。

図５に示すように、縁部２９の下端２９ａは、爪挿入口３０（図５の左側の爪挿入口３０）から若干閉方向Ｄ１に離れた位置で、上方に凹んだ後、閉方向Ｄ１に向かって真っ直ぐ延びる第１ステップ部３２が形成されている。

縁部２９の下端２９ａは、さらに、第１ステップ部３２から閉方向Ｄ１に向かって徐々に下方に延びるスロープ部３４が形成されている。スロープ部３４は、図５の領域Ｒ１の部分である。縁部２９の下端２９ａは、さらに、スロープ部３４から閉方向Ｄ１に向かって真っ直ぐ延びる第２ステップ部３６が形成されている。第２ステップ部３６は領域Ｒ２の部分である。つまり、スロープ部３４の開方向Ｄ２側に第１ステップ部３２が形成され、スロープ部３４の閉方向Ｄ１側に第２ステップ部３６が形成されている。第１ステップ部３２が後述の開放位置Ｐ１を構成し、第２ステップ部３６が後述閉塞位置Ｐ２を構成する。

第２ステップ部３６は、これよりも下方に延びた第１ストッパ部３８を介して爪挿入口３０（図５の右側の爪挿入口３０）に連なっている。第１ストッパ部３８は、縁部２９の下端２９ａのうち、最も下方に位置する部分である。

図６に示すように、給油キャップ１８は、給油管４から露出するキャップ部４０と、給油管４内に挿通されるロック部４２とを有している。給油を行う操作員が、キャップ部４０を把持して開方向Ｄ２に回動することで給油キャップ１８を取り外すことができ、キャップ部４０を把持して閉方向Ｄ１に回動することで給油キャップ１８を取り付けることができる。キャップ部４０の下面に、環状のシール溝４４が形成されている。シール溝４４に、図７に示すように、環状のシール部材４８が装着されている。シール部材４８は、例えば、ゴム製である。ただし、シール部材４８の材質はこれに限定されない。

ロック部４２は、円柱形状であり、その直径は給油口１６の直径よりも僅かに小さい。ロック部４２の外周面に、径方向外側に突出する係合爪４５が形成されている。係合爪４５は、ロック部４２の外周面における周方向に１８０°離間して、２つ形成されている。ロック部４２の下方に、ばね部材４６が収容されている。ばね部材４６は、係合爪４５に給油管４の軸方向Ｃ１外方への弾性力を付与している。詳細には、ばね部材４６は、常時、係合爪４５に軸方向Ｃ１の外方に復元力を付与するように設定されており、係合爪４５はその復元力に抗して軸方向Ｃ１の内方側（図６の下側）にも移動可能に設定されている。

図７に示すように、給油管４と給油キャップ１８との間に、前記シール部材４８が介在されている。シール部材４８は、給油口１６の開口端（頂部２７）を封止する。詳細には、シール部材４８が、給油キャップ１８のキャップ部４０のシール溝４４に挿入され、給油管４の開口端の頂部２７によりシール溝４４に押圧されている。

つぎに、給油キャップ１８のロック構造について説明する。給油キャップ１８の係合爪４５を、給油管４の爪挿入口３０（図４）を通過させて、給油管４の内部に給油キャップ１８のロック部４２を挿入する。給油キャップ１８のキャップ部４０を把持して閉方向Ｄ１に回動させると、給油キャップ１８の係合爪４５は、図５に矢印Ａ１で示すように、スロープ部３４に案内されて第２ステップ部３６に接触し、第１ストッパ部３８に当接してその位置で保持される。

図７は、係合爪４５が第２ステップ部３６（閉塞位置Ｐ２）に保持されている状態、つまり、給油キャップ１８が給油管４に取り付けられた状態を示す。係合爪４５が第２ステップ部３６（閉塞位置Ｐ２）に保持されることで、給油キャップ１８と給油管４との軸方向位置が規定される。この状態では、給油キャップ１８のシール溝４４に装着されたシール部材４８が、給油管４の頂部２７に押圧されている。このとき、ばね部材４８により、係合爪４５が第２ステップ部３６を介して図７の上方に押し付けられるので、頂部２７とシール溝４４の間隔が一定になり、シール圧が安定する。これにより、タンク本体２内部の燃料Ｆ、空気が外部に漏れるのが防がれている。

つづいて、給油キャップ１８の取り外しについて説明する。図７の状態から、給油キャップ１８のキャップ部４０を把持して開方向Ｄ２に回動させると、給油キャップ１８の係合爪４５は、図５に矢印Ａ２で示すように、スロープ部３４に案内されて第１ステップ部３４に向かう。爪挿入口３０（図５の左側の爪挿入口３０）の縁部２９の下端２９ａが下方に突出して第２ストッパ部４１が形成されているので、係合爪４５はそれを越えて移動することはなく、第１ステップ部３４で保持される。

図８は、係合爪４５が第１ステップ部３４（開放位置Ｐ１）に保持されている状態、つまり、給油キャップ１８が開放された状態を示す。この状態では、給油管４の頂部２７とシール部材４８との間に、円環状の隙間ＧＰが形成されている。この隙間ＧＰからタンク本体２内の内圧が抜ける。本実施形態では、複数の通気孔２６の合計面積Ｓ１が、開放位置Ｐ１におけるシール部材４８と開口端（頂部２７）との隙間ＧＰの外周に沿った隙間面積Ｓ２よりも大きく設定されている。

さらに、給油キャップ１８を給油管４の内側に押し付けて、係合爪４５を爪挿入口３０（図４の左側の爪挿入口３０）の第２ストッパ部４１よりも下方に位置させる。この状態で、給油キャップ１８を開方向Ｄ２に回動させたのち、係合爪４５を給油管４の爪挿入口３０を通過させて、給油キャップ１８を給油管４から取り外す。給油口１６から給油を行った後、上述の手順で給油キャップ１８を給油管４に取り付ける。

このように、給油キャップ１８の係合爪４５、給油管４の第１ステップ部３４、スロープ部３４および第２ステップ部３６により、位置決め手段５０が構成されている。位置決め手段５０は、給油キャップ１８の回転により、給油キャップ１８を軸方向Ｃ１に離間した開放位置Ｐ１と閉塞位置Ｐ２に位置決めさせる。

上述のように、給油キャップ１８は、閉方向Ｄ１または開方向Ｄ２に１８０°未満しか回動しない。本実施形態では、給油キャップ１８の旋回角度は約１５０°である。このように、旋回角度が小さいので、操作性が良好である。また、給油キャップ１８の回動量が小さいので、シール部材４８に作用する頂部２７の押圧力のばらつきも小さい。その結果、シール性が安定するうえに、シール部材４８の劣化を抑制できる。

図９は、比較例の燃料タンクを示す。上記実施形態と比較例とは、比較例に通気孔２６がない点で相違し、その他の構造は同じである。図９は、上限レベルＨＨまで燃料Ｆが給油されている。つまり、上限レベルＨＨよりも下方には液体燃料Ｆが貯留され、上方には気体（空気）が充満している。

この状態で、例えば、温度の変化により内部の燃料Ｆが気化し、タンク本体２の内圧Ｐ１が上昇すると、内圧Ｐ１により液体燃料Ｆの液面が加圧される。この状態で、給油キャップ１８が取り外されると、矢印Ｆ１で示すように、内部の液体燃料Ｆが給油口１６から吹き出す可能性がある。

図２に示す本実施形態の構成によれば、タンク本体２の内圧Ｐ１が上昇した状態で開栓された場合でも、矢印Ｆ２で示すように、タンク本体２内の上部の気体は通気孔２６から給油管４を通って給油口１６から外部に排出され、液面を加圧することがない。これにより、タンク本体２内の液体燃料Ｆが給油口１６から吹き出すのを防止することができる。しかも、給油管４の一部に、通気孔２６を設けるだけなので、部品点数が増えることがなく、構成も簡単である。

図８に示す開放状態で，複数の通気孔２６の合計面積Ｓ１が、シール部材４８と開口端２７との隙間ＧＰの隙間面積Ｓ２よりも大きく設定されている。これにより、開栓時にタンク本体２内の気体の吸込み側となる通気孔２６の合計面積Ｓ１が、排出側となる隙間ＧＰの面積Ｓ２よりも大きいので、タンク本体２内部の気体を円滑に排出できる。

また、給油管４の先端２０が上限レベルＨＨよりも下方に位置し、且つ、通気孔２８が上限レベルＨＨよりも上方に形成されている。これにより、上限レベルＨＨを上げて貯留できる燃料量を大きくすることが可能となる。

図２に示す給油管４における給油口１６から視認可能な位置に、上限レベルＨＨを示す指標２４が設けられている。これにより、給油時に、目視で、容易に上限レベルＨＨを判断できる。本実施形態では、給油管４の先端２０の上端２０ａが指標２４を構成している。これにより、簡単な構成で、上限レベルＨＨを設定することができる。つまり、給油管４の長さを調整することで、上限レベルＨＨを容易に設定できる。このように、本実施形態では、タンク本体２と給油管４だけで上限レベルＨＨをコントロールできる。

また、給油管４が直管で構成され、且つ、給油口１６から先端２０に向かって下方に傾斜しているので、燃料Ｆが入れ易くなるうえに、先端２０の上端２０ａの指標２４が見え易い。これにより、給油作業が容易になる。

本発明は、以上の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。例えば、上記実施形態では、給油管４は水平方向に対して給油口１６から先端２０に向かって下降するように傾斜しているが、給油管４を鉛直方向と平行に配置してもよい。また、給油口１６から液面が見えない場合、油面センサを設けて上限レベルＨＨを検知するようにしてもよい。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。

２タンク本体
４給油管
１６給油口
１８給油キャップ
２０先端
２４上限レベルを示す指標
２６通気孔
２７頂部（開口端）
４８シール部材
５０位置決め手段
ＨＨ燃料の上限レベル
Ｆ燃料
ＦＴ燃料タンク
Ｐ１開放位置
Ｐ２閉塞位置
Ｓ１複数の通気孔の合計面積
Ｓ２隙間面積

Claims

内部に燃料を貯留するタンク本体と、前記タンク本体に取り付けられて給油口を形成する給油管とを備えた燃料タンクであって、
前記給油管が前記タンク本体の内方に突出する先端を有し、
前記先端が、燃料の上限レベルよりも下方に位置しており、
前記給油管における前記上限レベルよりも上方に、前記タンク本体内と前記給油管内とを連通させる通気孔が形成され、
前記給油管における前記給油口から視認可能な位置に、前記上限レベルを示す指標が存在し、
前記指標は、直管からなる前記給油管の先端の上縁であり、
前記給油管は、水平方向に対して前記給油口から前記先端に向かって下降するように傾斜している燃料タンク。
請求項１に記載の燃料タンクにおいて、前記通気孔は複数設けられ、
さらに、前記給油口を開閉する給油キャップと、前記給油口の開口端を封止するシール部材と、前記給油キャップの回転により前記給油キャップを軸方向に離間した一定の開放位置と閉塞位置に位置決めさせる位置決め手段とを有し、
前記複数の通気孔の合計面積が、前記開放位置における前記シール部材と前記開口端との隙間の外周に沿った隙間面積よりも大きく設定されている燃料タンク。