JPWO2011007654A1

JPWO2011007654A1 - 燃料タンク

Info

Publication number: JPWO2011007654A1
Application number: JP2011522771A
Authority: JP
Inventors: 真也村林; 健吾小林
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2009-07-16
Filing date: 2010-06-25
Publication date: 2012-12-27
Anticipated expiration: 2030-06-25
Also published as: CN102472207A; US20120118401A1; WO2011007654A1; CN102472207B; US8739821B2; DE112010002923T5; DE112010002923B4; JP5650112B2

Abstract

燃料タンク（１０）を構成するサイフォン管（３４）の開放端（３４ａ）には、燃料導入部材（４２ａ）が接続される。燃料導入部材（４２ａ）は、タンク内からサイフォン管（３４）及び前記サイフォン管（３４）から前記タンク内に燃料を導入するための開口部（５０）と、前記サイフォン管（３４）からの液圧により揺動して、前記開口部（５０）を開放可能な蓋部（５６）と、前記タンク内の燃料液面の上昇により前記燃料に浮いて前記蓋部（５６）を変位させ、前記開口部（５０）を開放させるフロート部材（７０）とを設ける。

Description

本発明は、燃料が貯留される第１溜まり部及び第２溜まり部と、前記第１溜まり部及び前記第２溜まり部にわたって配置され、負圧発生部によって前記燃料を移送するサイフォン管と、前記サイフォン管の少なくとも一方の開放端に接続される燃料導入部材とを備える燃料タンクに関する。

内燃エンジンに燃料を供給するために、燃料タンクが用いられている。例えば、４ＷＤ（４輪駆動）車やＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）車では、センターを通るプロペラシャフトを避けるために、タンク底部の車幅方向中央が上方に凹んだ、所謂、鞍型燃料タンクが採用されている。

鞍型燃料タンクは、一般的に、燃料が貯留される第１溜まり部及び第２溜まり部に区画されるとともに、前記第１溜まり部及び前記第２溜まり部には、それぞれ燃料汲み上げ用システムが取り付けられている。このため、２ＷＤ（２輪駆動）車に比べて、２台分の燃料汲み上げ用システムが必要であり、コストが高騰するとともに、大型化するという問題がある。

そこで、例えば、特開平１０−６１５１５号公報に開示されている燃料タンクレベル均衡装置が知られている。この装置は、図１１に示すように、２つの分割区画１ａ、１ｂを有する燃料タンク１を備えており、サイフォン２を介して前記分割区画１ａ、１ｂ内の燃料レベルを等しく保つように構成されている。

分割区画１ｂには、燃料ポンプモジュール３が配設されるとともに、前記燃料ポンプモジュール３の出口には、バイパス圧力レギュレータ４が設けられている。このレギュレータ４の出口には、導管５が連結されており、前記導管５を通って噴射ポンプ６のノズル６ａに液体燃料が供給されている。噴射ポンプ６は、ノズル６ａに供給される液体燃料により作動し、サイフォン２の各燃料ピックアップ２ａ、２ｂから前記サイフォン２内を通って燃料が移送されている。

これにより、サイフォン２を介して分割区画１ａ、１ｂ内の燃料レベルを等しく保つとともに、１つの燃料レベルセンサ７で車両内の全燃料レベルを監視することができる、としている。

上記の燃料タンク１では、各燃料ピックアップ２ａ、２ｂは、図示しないが、フローバルブ組立体を備え、前記組立体は、フィルタとダイヤフラムによって駆動されている。フィルタは、細孔を有するフレキシブルな材料で構成されるとともに、湿潤状態で液体燃料の毛管作用により空気の流れを阻止している。従って、各燃料ピックアップの入口に液体燃料がない場合には、フィルタの液体毛管シールにより、空気が流れるのを阻止する、としている。

しかしながら、上記の燃料タンク１では、細孔を有するフィルタやダイヤフラム等の駆動部を有するとともに、フローバルブ組立体を備えており、構成部品が多く且つ構成が複雑化してしまう。このため、コストが高騰する他、生産性及び耐久信頼性が低下するという問題がある。さらに、燃料は、細孔を有するフィルタを通過するため、圧損が大きくなり、サイフォン移送速度が低下するとともに、塵埃による目詰まりや破損等のおそれもある。

さらにまた、上記の燃料タンク１は、フィルタが液体フィルタ構造であるため、前記フィルタが湿潤状態ではなく、乾燥状態の場合には、シール機能が得られない。これにより、空気が流れることを阻止できず、安定したサイフォン効果が得られないという問題がある。例えば、分割区画１ａにしか燃料がない場合には、サイフォン効果が働かず、分割区画１ａ、１ｂの液面を均等にすることができない。

本発明はこの種の問題を解決するものであり、簡単且つ経済的な構成で、所望のサイフォン効果を得るとともに、タンク内の燃料を効率的に使用することが可能な燃料タンクを提供することを目的とする。

本発明は、燃料が貯留される第１溜まり部及び第２溜まり部と、前記第１溜まり部及び前記第２溜まり部にわたって配置され、負圧発生部によって前記燃料を移送するサイフォン管と、前記サイフォン管の少なくとも一方の開放端に接続される燃料導入部材とを備える燃料タンクに関するものである。

この燃料タンクでは、燃料導入部材は、タンク内からサイフォン管に及び前記サイフォン管から前記タンク内に燃料を導入するための開口部と、気体雰囲気中で前記サイフォン管からの液圧により変位し、前記開口部を開放可能な蓋部と、前記タンク内の燃料液面の上昇により前記燃料に浮いて前記蓋部を変位させ、前記開口部を開放させるフロート部材とを設けている。

本発明では、タンク内が気層（気体雰囲気）である際に、サイフォン管が液層（液体雰囲気）になると、前記サイフォン管からの液圧により蓋部が変位して開口部が開放される。このため、フロート部材の大きさ（重量）に影響されることがなく、気体雰囲気中で開口部を確実に開放させることができ、サイフォン管からタンク内に燃料を良好に導入することが可能になる。

しかも、フロート部材は、タンク内の燃料液面の上昇により燃料に浮いて蓋部を変位させ、開口部を開放させることができる。従って、給油等による急激な燃料液面の上昇が発生しても、フロート部材の浮力により蓋部を変位させて開口部を確実に開放させることが可能になる。これにより、タンク内からサイフォン管への燃料の導入が円滑に遂行される。

本発明の第１の実施形態に係る燃料タンクの概略構成図である。前記燃料タンクを構成する燃料導入部材の概略斜視説明図である。前記燃料導入部材の分解斜視説明図である。前記燃料導入部材の断面側面図である。前記燃料タンクの動作説明図である。前記燃料導入部材の動作説明図である。本発明の第２の実施形態に係る燃料タンクを構成する燃料導入部材の概略斜視説明図である。前記燃料導入部材の断面側面図である。本発明の第３の実施形態に係る燃料タンクを構成する燃料導入部材の概略斜視説明図である。前記燃料導入部材の断面側面図である。特開平１０−６１５１５号公報に開示されている燃料タンクレベル均衡装置の説明図である。

図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係る燃料タンク１０は、鞍型燃料タンクを構成しており、図示しない車両に搭載される。燃料タンク１０の車幅方向（矢印Ａ方向）略中央底部には、上方に湾曲する鞍部１４が設けられ、この鞍部１４によりメインタンク部（第１溜まり部）１６及びサブタンク部（第２溜まり部）１８が形成される。

メインタンク部１６には、燃料ポンプモジュール２０が配置される。この燃料ポンプモジュール２０を構成する燃料ポンプ２２は、メインタンク部１６の内面１６ａの底部に開口する燃料吸引口２４ａを有する汲み上げ用ジェットポンプ２４を備える一方、出口側には、プレッシャレギュレータ２６が接続される。

プレッシャレギュレータ２６は、燃料配管２８を介して図示しないエンジンに燃料Ｆを供給する一方、サクション用分岐配管３０を設ける。分岐配管３０の先端（下端）には、負圧発生部であるサクション用ジェットポンプ３２が設けられる。

燃料タンク１０内には、メインタンク部１６及びサブタンク部１８の各内面１６ａ、１８ａの各底部にわたってサイフォン管３４が配置される。サイフォン管３４の上部側途上には、３方向ジョイント３６が設けられ、前記３方向ジョイント３６には、逆流防止弁３８を配設した吸引用接続部３６ａが設けられる。この接続部３６ａには、サクション用管路４０の一端が接続されるとともに、前記サクション用管路４０の他端は、サクション用ジェットポンプ３２の吸引側（負圧側）に接続される。

サイフォン管３４のメインタンク部１６側の開放端３４ａには、燃料導入部材４２ａが接続される。燃料導入部材４２ａは、図２〜図４に示すように、受板４４上に配置される基台部４６と、前記基台部４６の一端部に鉛直上方向に向かって一体成形されるジョイント部４８とを有する。ジョイント部４８には、サイフォン管３４の開放端３４ａが接続される。

基台部４６の上面４６ａには、円形状の開口部５０が形成される。開口部５０は、燃料タンク１０内（メインタンク部１６内）からサイフォン管３４に、及び前記サイフォン管３４から前記燃料タンク１０内（メインタンク部１６内）に燃料Ｆを導入するためのものである。

燃料導入部材４２ａ内には、略Ｌ字状の通路５２が形成される。この通路５２を構成する内壁面には、開口部５０とサイフォン管３４の開放端３４ａとの間で、燃料Ｆを円滑に案内するためのテーパ状ガイド面５４ａ、５４ｂ及び５４ｃが設けられる。

開口部５０は、蓋部５６により開閉されるとともに、前記蓋部５６は、メインタンク部１６内の気体雰囲気中でサイフォン管３４からの液圧により変位し、開口部５０を開放可能である。蓋部５６は、一対のアーム部５８を有し、一対の前記アーム部５８の端部は、支軸６０を介して基台部４６の上面４６ａ上に成形された一対の支持部６２に、揺動自在に支持される。

支軸６０には、一対のアーム部５８間に位置して揺動部材６４が支持される。揺動部材６４には、アーム部５８の下方に配置され、前記アーム部５８と交差する方向に延在してアーム部６６が一体成形されるとともに、前記アーム部６６の両端には、上方に膨出して挿入部６８が形成される。挿入部６８は、フロート部材７０の孔部７２に挿入され、前記フロート部材７０が揺動部材６４に装着される。

フロート部材７０は、略Ｕ字状を有し、中央側に凹部７４が設けられるとともに、前記凹部７４に蓋部５６が揺動可能に配置される。凹部７４は、蓋部５６が個別に揺動して開口部５０が開放された際、前記開口部５０からメインタンク部１６に燃料Ｆを導入するための開口を構成する。フロート部材７０は、蓋部５６よりも大きな浮力を有しており、燃料タンク１０内の液面Ｆｓの上昇により燃料Ｆに浮いて、支軸６０を支点に上方に揺動する。

揺動部材６４のアーム部６６と蓋部５６のアーム部５８とにより、係合機構７６が構成される。この係合機構７６は、フロート部材７０の揺動時に、アーム部６６がアーム部５８に当接して、蓋部５６を前記フロート部材７０と一体に上方に揺動させることにより、開口部５０を開放させる機能を有する。

図１に示すように、サイフォン管３４のサブタンク部１８側の開放端３４ｂには、燃料導入部材４２ｂが接続される。燃料導入部材４２ｂは、上記の燃料導入部材４２ａと同様に構成されており、同一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（図２〜図４参照）。また、燃料導入部材４２ａ、４２ｂのうち、少なくともいずれか一方のみを用いてもよい。

燃料ポンプモジュール２０には、メインタンク部１６に貯留される燃料Ｆの液面Ｆｓの位置を検出するためのフロート８０が設けられる。

このように構成される燃料タンク１０の動作について、以下に説明する。

燃料ポンプモジュール２０を構成する燃料ポンプ２２が駆動されると、メインタンク部１６に貯留されている燃料Ｆは、汲み上げ用ジェットポンプ２４の作用下に燃料吸引口２４ａから移送（吸引）される。

燃料Ｆは、プレッシャレギュレータ２６から燃料配管２８を介してエンジンに供給される一方、分岐配管３０を介してサクション用ジェットポンプ３２に供給され、サクション用管路４０に負圧が発生する。サクション用管路４０は、３方向ジョイント３６を介してサイフォン管３４に連通しており、このサイフォン管３４内が吸引される。

サイフォン管３４は、例えば、一方の開放端３４ａがメインタンク部１６に貯留されている燃料Ｆ内に配置されるとともに、他方の開放端３４ｂは、燃料Ｆのないサブタンク部１８に配置されており、蓋部５６が閉塞されている（図５参照）。

従って、サクション用ジェットポンプ３２の作用下に、サイフォン管３４内が吸引されると、燃料導入部材４２ａの開口部５０及び通路５２を通って前記サイフォン管３４の一方の開放端３４ａから吸い上げられた燃料Ｆは、前記サイフォン管３４の他方の開放端３４ｂ側に移送される。

開放端３４ｂでは、燃料導入部材４２ｂが接続されており、前記燃料導入部材４２ｂが配置されているサブタンク部１８内は、気層（気体雰囲気）となっている。このため、浮力の大きな、すなわち、重量の大きなフロート部材７０は、サイフォン管３４からの液圧に抗して開口部閉塞位置に維持される。

一方、フロート部材７０に比べて軽量な蓋部５６は、サイフォン管３４からの液圧により支軸６０を支点にして鉛直上方向に単独で（フロート部材７０とは独立して）揺動する。従って、開口部５０が開放され、サイフォン管３４から前記開口部５０を介して、メインタンク部１６側の燃料Ｆがサブタンク部１８側に送られる。これにより、サイフォン管３４によるサイフォン機能が発揮される。

その際、フロート部材７０は、閉塞位置に維持されているが、前記フロート部材７０には、蓋部５６及び開口部５０を避けて凹部７４が形成されている。このため、開口部５０から凹部７４を介して、サブタンク部１８に燃料Ｆが円滑に導入される。上記のように、サイフォン管３４のサイフォン機能を介し、メインタンク部１６内の燃料Ｆ及びサブタンク部１８に移送された燃料Ｆの各液面Ｆｓは、同一高さ位置に配置される。

ところで、燃料タンク１０内に給油が行われる際、例えば、メインタンク部１６内に燃料Ｆが給油されて液面Ｆｓの急激な上昇が惹起すると、浮力の大きなフロート部材７０は、前記液面Ｆｓの上昇により燃料Ｆに浮いて、支軸６０を支点に上方に揺動する。

従って、揺動部材６４に設けられているアーム部６６は、蓋部５６の一対のアーム部５８に当接し、前記アーム部５８を上方向に揺動させる。すなわち、蓋部５６は、係合機構７５によりフロート部材７０と一体に上方に揺動変位する（図６参照）。これにより、開口部５０が開放され、メインタンク部１６からサイフォン管３４を介してサブタンク部１８に燃料Ｆが導入可能となる。

この場合、第１の実施形態では、図５に示すように、サブタンク部１８内が気層（気体雰囲気）である際に、サイフォン管３４が液層（液体雰囲気）になると、前記サイフォン管３４からの液圧により蓋部５６が単独で変位し、開口部５０が開放される。このため、フロート部材７０の大きさ（重量）に影響されることがなく、気体雰囲気中で開口部５０を確実に開放させることができ、サイフォン管３４からサブタンク部１８内に燃料Ｆを良好に導入することが可能になるという効果が得られる。

一方、フロート部材７０は、例えば、メインタンク部１６内の液面Ｆｓの上昇により燃料Ｆに浮いて揺動すると、係合機構７６を介し蓋部５６を揺動変位させて開口部５０が開放される。また、上述したように、フロート部材７０は、該フロート部材７０自体の重さが蓋部５６の開閉に影響することがなく、十分な浮力を得るために大きな形状に設定することが可能である。

従って、給油等による急激な液面Ｆｓの上昇により蓋部５６に大きな水圧が発生しても、フロート部材７０の浮力により前記蓋部５６を揺動させることができ、開口部５０を確実に開放させることが可能になる。これにより、メインタンク部１６内からサイフォン管３４への燃料の導入が円滑に遂行される。

しかも、燃料導入部材４２ａ、４２ｂでは、図４に示すように、通路５２を構成する内壁面に、開口部５０とサイフォン管３４との間で燃料Ｆを案内するためのテーパ状ガイド面５４ａ〜５４ｃが設けられている。このため、屈曲する通路５２に沿って燃料Ｆを円滑且つ確実に流通させることができ、燃料の導入作業が一層効率的に遂行されるという利点がある。

しかも、燃料導入部材４２ａは、メインタンク部１６の底部に設置されており、前記メインタンク部１６内に貯留されている燃料Ｆを、多量に残すことなく良好にサイフォンすることができる。

特に、第１の実施形態では、メインタンク部１６に燃料導入部材４２ａが配置される一方、サブタンク部１８に燃料導入部材４２ｂが配置されている。これにより、メインタンク部１６及びサブタンク部１８の両方から、残留する燃料Ｆのサイフォン作用を効率的に遂行することが可能になるという利点がある。

図７は、本発明の第２の実施形態に係る燃料タンクを構成する燃料導入部材９０ａ、９０ｂの概略斜視説明図である。

なお、第１の実施形態に係る燃料タンク１０と同一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。また、以下に説明する第３の実施形態においても同様に、その詳細な説明は省略する。

燃料導入部材９０ａ、９０ｂを構成する蓋部９２は、図７及び図８に示すように、円盤状の中央部に挿入部９４が上方に膨出形成されており、前記挿入部９４には、補助フロート部材９６が装着される。補助フロート部材９６は、フロート部材７０よりも軽量に構成されており、気体雰囲気中でサイフォン管３４からの液圧により蓋部９２と一体に揺動して、開口部５０を開放させる一方、水圧（液体雰囲気）に対して十分な浮力を発揮するように設定される。

フロート部材７０は、揺動部材９８に装着されるとともに、前記揺動部材９８と蓋部９２とには、係合機構１００が構成される。係合機構１００は、蓋部９２に支軸６０と平行して設けられる棒体１０２と、揺動部材９８に設けられ、この揺動部材９８が所定の角度に揺動した際に、前記棒体１０２に係合して前記蓋部９２を揺動させる押圧部１０４とを有する。

このように構成される第２の実施形態では、上記の第１の実施形態と同様の効果が得られる。

図９は、本発明の第３の実施形態に係る燃料タンクを構成する燃料導入部材１１０ａ、１１０ｂの概略斜視説明図である。

図９及び図１０に示すように、燃料導入部材１１０ａ、１１０ｂを構成するフロート部材１１２は、高さ方向に大きな寸法を有するとともに、内部に凹部１１４が形成される。この凹部１１４は、蓋部９２を所定の角度範囲に揺動可能に収容する寸法に設定される。

このように構成される第３の実施形態では、上記の第１及び第２の実施形態と同様の効果が得られる。

Claims

燃料が貯留される第１溜まり部（１６）及び第２溜まり部（１８）と、
前記第１溜まり部（１６）及び前記第２溜まり部（１８）にわたって配置され、負圧発生部（３２）によって前記燃料を移送するサイフォン管（３４）と、
前記サイフォン管（３４）の少なくとも一方の開放端（３４ａ）に接続される燃料導入部材（４２ａ）と、
を備える燃料タンク（１０）であって、
前記燃料導入部材（４２ａ）は、タンク内から前記サイフォン管（３４）に及び前記サイフォン管（３４）から前記タンク内に前記燃料を導入するための開口部（５０）と、
気体雰囲気中で前記サイフォン管（３４）からの液圧により変位し、前記開口部（５０）を開放可能な蓋部（５６）と、
前記タンク内の燃料液面の上昇により前記燃料に浮いて前記蓋部（５６）を変位させ、前記開口部（５０）を開放させるフロート部材（７０）と、
を設けることを特徴とする燃料タンク。
請求項１記載の燃料タンクにおいて、前記蓋部（５６）は、前記フロート部材（７０）とは個別に変位して前記開口部（５０）を開閉自在であることを特徴とする燃料タンク。
請求項１記載の燃料タンクにおいて、前記フロート部材（７０）は、前記蓋部（５６）が個別に変位して前記開口部（５０）を開放する際に、前記開口部（５０）から前記タンク内に前記燃料を導入するための凹部（７４）を有することを特徴とする燃料タンク。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料タンクにおいて、前記蓋部（５６）及び前記フロート部材（７０）は、それぞれ支軸（６０）を支点に個別に揺動可能に構成されるとともに、
前記フロート部材（７０）の揺動時に、前記蓋部（５６）を一体に揺動させる係合機構（７６）を備えることを特徴とする燃料タンク。
請求項１記載の燃料タンクにおいて、前記蓋部（９２）は、前記フロート部材（７０）よりも軽量な補助フロート部材（９６）を設けることを特徴とする燃料タンク。
請求項１記載の燃料タンクにおいて、前記燃料導入部材（４２ａ）の内壁面には、前記開口部（５０）と前記サイフォン管（３４）との間で前記燃料を案内するためのテーパ状ガイド面（５４ａ〜５４ｃ）が設けられることを特徴とする燃料タンク。
請求項１記載の燃料タンクにおいて、前記燃料導入部材（４２ａ）は、少なくとも前記第１溜まり部（１６）又は前記第２溜まり部（１８）の一方の底部に設置されることを特徴とする燃料タンク。