JP2007069747A - 燃料タンク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 タンク内に多量の水が滞留している場合であっても、燃料の供給がより確実に行なわれる燃料タンク装置を提供する。
【解決手段】 燃料タンク装置は、底部２２と、底部２２から立ち上がる側部２３とを有し、燃料タンク１２内に設けられたサブカップ２１と、底部２２上の側部２３に囲まれた空間に設置され、燃料ポンプ４１に接続されたサクションフィルタ３１とを備える。側部２３は、その空間を、サクションフィルタ３１が配置される主室２８と、副室２９とに区画する分離壁２３ｎを含む。サクションフィルタ３１の最大高さＨ１が、分離壁２３ｎの高さＨ２よりも高い。
【選択図】 図２

Description

この発明は、一般的には、燃料タンク装置に関し、より特定的には、燃料をフィルタ周辺に保持するためのサブカップが燃料タンク内に設けられた燃料タンク装置に関する。

従来の燃料タンク装置に関して、たとえば、特開平７−１４８４０５号公報には、フレームとの摩擦によるフィルタの摩耗を抑制することを目的とした燃料用フィルタが開示されている（特許文献１）。特許文献１では、燃料用フィルタが、燃料タンク内に配設されたチャンバ内に配置されており、吸込みパイプを介して燃料ポンプに接続されている。燃料ポンプを駆動させると、燃料タンク内の燃料が燃料用フィルタでろ過された後、吸込みパイプを通ってエンジンに送られる。

また、特開２００３−２８０１９号公報には、油水の分離機能を向上させることを目的とした燃料用フィルタ装置が開示されている（特許文献２）。
特開平７−１４８４０５号公報 特開２００３−２８０１９号公報

燃料タンク内の燃料には、給油口から浸入した水が混入したり、空気中に含まれる水蒸気が燃料タンク内で結露して混じったりする場合がある。このため、特許文献１に開示された燃料タンクでは、燃料に混入した水がエンジンに供給されないように燃料用フィルタが設けられている。

しかしながら、燃料タンクを搭載した車両が長期間に渡って停止し、水と燃料とが分離した際に、燃料に混入した水の量が多すぎると、燃料用フィルタが水位より低い位置に埋もれるおそれがある。この場合、エンジンに燃料を供給することができず、車両を再び始動させることができない。また、特許文献２に開示された燃料用フィルタ装置においても、同様の問題が生じるおそれがある。

そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、タンク内に多量の水が滞留している場合であっても、燃料の供給がより確実に行なわれる燃料タンク装置を提供することである。

この発明に従った燃料タンク装置は、底部と、底部から立ち上がる側部とを有し、燃料タンク内に設けられた容器と、底部上の側部に囲まれた空間に設置され、燃料ポンプに接続された燃料フィルタとを備える。燃料フィルタの最大高さが、側部の最小高さよりも高い。

このように構成された燃料タンク装置によれば、燃料タンク内で燃料と水とが分離すると、相対的に大きい密度を有する水が下層をなし、相対的に小さい密度を有する燃料が上層をなす。このとき、容器内に水が滞留する場合があっても、燃料フィルタが容器の側部よりも高い位置まで設けられているため、容器の上方にある燃料を燃料フィルタから燃料ポンプに吸引することができる。これにより、燃料タンク内における水の許容滞留量を増加させることができ、燃料タンク内の燃料をより確実に燃料フィルタから吸引することができる。

また、燃料タンク装置は、燃料フィルタを介して燃料ポンプから吐出される燃料の一部を、燃料タンク内に還流させる配管をさらに備える。側部は、空間を、燃料フィルタが配置される主室と、副室とに区画する分離壁を含む。副室には、配管内の燃料流れによって発生する負圧により、燃料タンクから燃料が移送される。副室に移送された燃料は、分離壁を越えて主室に流入する。好ましくは、燃料フィルタの最大高さが、分離壁の高さよりも高い。

このように構成された燃料タンク装置によれば、容器内の主室に水が滞留する場合があっても、分離壁の高さを越えた水は、副室に流入する。このため、主室に滞留する水の水位は、分離壁の高さ以下である。したがって、燃料フィルタを分離壁よりも高い位置まで設けることによって、分離壁の上方にある燃料を燃料フィルタから燃料ポンプに吸引することができる。

また好ましくは、燃料フィルタは、撥水性を有する。このように構成された燃料タンク装置によれば、燃料フィルタから吸引される水の量を低減させることができる。これにより、燃料が供給される機関をより確実に正常に作動させることができる。

以上説明したように、この発明に従えば、タンク内に多量の水が滞留している場合であっても、燃料の供給がより確実に行なわれる燃料タンク装置を提供することができる。

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１における燃料タンク装置を示す断面図である。図１を参照して、本実施の形態における燃料タンク装置１０は、車両に搭載されており、車両の動力源であるエンジンに燃料を供給する。

燃料タンク装置１０は、底面１２ｃを有し、開口部１４が形成された燃料タンク１２と、開口部１４から燃料タンク１２内に挿入され、底面１２ｃ上に設置されたサブカップ２１と、サブカップ２１内に設けられたサクションフィルタ３１および燃料ポンプ４１とを備える。燃料タンク１２は、樹脂から形成されている。燃料タンク１２は、鉄等の金属から形成されていても良い。

燃料タンク１２には、タンク内に燃料を供給するための給油口１７に連通する給油管が接続されている。燃料タンク１２には、開口部１４を塞ぐように蓋材１３が設けられている。サブカップ２１は、スプリング１５を介して蓋材１３に接続されている。サブカップ２１は、スプリング１５の弾性力によって底面１２ｃに向けて付勢されている。これにより、サブカップ２１は、燃料タンク１２の変形に追従して、底面１２ｃ上に設置された状態を常時、維持する。

燃料タンク１２内の燃料は、まずサブカップ２１に移送されてからサクションフィルタ３１に吸引される。このため、燃料タンク１２内の燃料が残り少ない時に車両が傾いて、タンクの片隅に燃料が寄るような状況となっても、サブカップ２１に移送された燃料を、サクションフィルタ３１の周りに保持することができる。これにより、サクションフィルタ３１でエア吸いが発生することを防止できる。

図２は、図１中の２点鎖線ＩＩで囲まれた範囲を詳細に示す断面図である。図中には、図１中の燃料ポンプ４１が稼動している時の燃料タンク装置が示されている。図３は、図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線上に沿った燃料タンク装置の断面図である。

図２および図３を参照して、サブカップ２１は、底面１２ｃ上で延在する底部２２と、底部２２に連なる側部２３とから構成されている。側部２３は、底部２２の周縁から鉛直上方向に立ち上がり、底部２２上に空間を形成する側壁２３ｍと、底部２２の表面上から鉛直上方向に立ち上がり、側壁２３ｍによって形成された空間を主室２８と副室２９とに区画する分離壁２３ｎとからなる。

分離壁２３ｎは、一定の高さＨ２を有する。高さＨ２は、底部２２から測定した分離壁２３ｎの鉛直方向の長さである。高さＨ２は、底部２２からの側壁２３ｍの高さよりも小さく、底部２２からの側部２３の高さのうち最小となる高さである。

サクションフィルタ３１は、主室２８内で底部２２上に設置されている。サクションフィルタ３１は、底部２２に平行に延在し、さらに底部２２上で折れ曲がって底部２２から離間する方向に延びて形成されている。サクションフィルタ３１は、底部２２上から鉛直方向の上側に延びる部分を有する。

サクションフィルタ３１は、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレンまたはポリエチレン等の水との接触角が９０°以上の材質からなる撥水性の濾材により形成されている。燃料タンク１２内の燃料には、給油時、図１中の給油口１７から偶発的に水が浸入したり、燃料タンク１２内の空気中に含まれる水蒸気が結露したりして、水が混入することがある。撥水性の濾材から形成されたサクションフィルタ３１により、水がエンジンに供給されることを抑制できる。

本実施の形態では、サクションフィルタ３１は、上記の材質からなる不織布を折り曲げ、不織布が重なり合った端部を熱溶着することによって形成されている。サクションフィルタ３１は、その不織布が熱溶着された溶着部３１ｄを有する。サクションフィルタ３１は、高さＨ１を有する。高さＨ１は、底部２２から測定したサクションフィルタ３１の鉛直方向の長さである。高さＨ１は、サクションフィルタ３１が燃料を吸引することが可能な部分の最大高さであり、溶着部３１ｄを除いたサクションフィルタ３１の高さである。サクションフィルタ３１は、高さＨ１が分離壁２３ｎの高さＨ２よりも大きくなるように形成されている。本実施の形態では、サクションフィルタ３１の高さＨ１が、側壁２３ｍの高さよりも小さい。

なお、高さＨ１およびＨ２の測定時の基準位置となる底部２２は、車両搭載上、水平方向に延在している。しかし、これにかかわらず、高さＨ１と高さＨ２とは、同じ高さの基準位置からそれぞれ測定される。

サクションフィルタ３１には、燃料ポンプ４１が接続されている。燃料ポンプ４１は、主室２８に位置決めされている。燃料ポンプ４１は、さらに、燃料流路４４を介してエンジン１８に接続されている。

サブカップ２１には、副室２９と燃料タンク１２内との間を連通させる流入管２６が設けられている。流入管２６は、底部２２上に設置されている。流入管２６が副室２９に開口する位置には、開閉自在なフラッパバルブ２７が設けられている。フラッパバルブ２７は、燃料タンク１２から副室２９に向けた燃料流れを許容し、副室２９から燃料タンク１２に向けた燃料流れを規制する。

フラッパバルブ２７による流入管２６のシールは厳密に行なわれていないため、燃料ポンプ４１を長い期間、停止したままにしておくと、サブカップ２１内の燃料が、流入管２６を通って燃料タンク１２内に移る。このため、燃料タンク１２内の燃料が残り少ない時に、車両を傾いた状態で長期間、駐車したりすると、サクションフィルタ３１が燃料から露出する場合がある。しかしながら、本実施の形態では、流入管２６と隔てられた主室２８にサクションフィルタ３１が配置されているため、次の車両始動時に用いる燃料として主室２８に溜められた燃料を、サクションフィルタ３１の周りに確保することができる。

燃料タンク１２内の流入管２６に隣り合う位置には、ジェットポンプ４７が設置されている。ジェットポンプ４７は、リターン流路４５を介して燃料流路４４に接続されている。リターン流路４５の経路上には、エンジン１８に向かう燃料の圧力を一定に保つためのプレッシャレギュレータ４６が設けられている。

燃料ポンプ４１を稼動させると、サクションフィルタ３１を介して燃料流路４４に送られた燃料が、エンジン１８に供給される。燃料流路４４を通る燃料の一部は、リターン流路４５を通って、ジェットポンプ４７に送られる。このとき、リターン流路４５からの燃料流れによってジェットポンプ４７内に負圧が生じ、その負圧によって、燃料タンク１２内の燃料がジェットポンプ４７内に引き込まれる。燃料は、ジェットポンプ４７から流入管２６に向けて噴出され、副室２９に流入する。副室２９で分離壁２３ｎの高さを越えた燃料は、主室２８に流入する。このようにして主室２８に溜まった燃料が、サクションフィルタ３１に吸引される。

図４は、燃料ポンプが停止した時の燃料タンク装置を示す断面図である。図４を参照して、燃料ポンプを長い期間、停止したままにすると、サブカップ２１内の燃料が、流入管２６を通って徐々に燃料タンク１２内に移るため、サブカップ２１内の燃料の液面と、燃料タンク１２内の燃料の液面とがほぼ等しくなる。一方、燃料タンク１２内では、燃料に混入した水が、燃料から分離し、水が下層に、燃料が上層に集まる。

燃料タンク１２内にある燃料は、サブカップ２１の主室２８内に集められ、その後、撥水性を有するサクションフィルタ３１によってエンジン１８への供給が遮られる。このため、燃料に混入する水の量が多いと、水と燃料とが分離した時に主室２８内に溜まる水１００の量が増大する。しかしながら、水１００の水面１０１が分離壁２３ｎの高さよりも高くなった場合には、水は、分離壁２３ｎを越えて副室２９内に流れ込み、さらに流入管２６を通って燃料タンク１２内の底面１２ｃ上に溜まる。このため、サブカップ２１内に最も多く水が滞留した場合として、主室２８内が水で満たされることが想定される。これに対して、本実施の形態では、サクションフィルタ３１が分離壁２３ｎよりも高い位置まで形成されているため、分離壁２３ｎよりも高い位置にある燃料を、サクションフィルタ３１から吸引することができる。

この発明の実施の形態１における燃料タンク装置１０は、底部２２と、底部２２から立ち上がる側部２３とを有し、燃料タンク１２内に設けられた容器としてのサブカップ２１と、底部２２上の側部２３に囲まれた空間に設置され、燃料ポンプ４１に接続された燃料フィルタとしてのサクションフィルタ３１とを備える。サクションフィルタ３１の最大高さＨ１が、側部２３の最小高さＨ２よりも高い。

燃料タンク装置１０は、サクションフィルタ３１を介して燃料ポンプ４１から吐出される燃料の一部を、燃料タンク１２内に還流させる配管としてのリターン流路４５をさらに備える。側部２３は、空間を、サクションフィルタ３１が配置される主室２８と、主室２８に隣り合う副室２９とに区画する分離壁２３ｎを含む。副室２９には、リターン流路４５内の燃料流れによって発生する負圧により、燃料タンク１２から燃料が移送される。副室２９に移送された燃料は、分離壁２３ｎを越えて主室２８に流入する。サクションフィルタ３１の最大高さＨ１が、分離壁２３ｎの高さＨ２よりも高い。

このように構成された、この発明の実施の形態１における燃料タンク装置１０によれば、長期間停車し、その後再びエンジン１８を始動させる時に、より確実にエンジン１８に燃料を供給することができる。これにより、エンジンの不調や停止を招くことなく、車両を正常に走行させ始めることができる。

なお、本実施の形態では、燃料タンク１２が平面状に延在する底面１２ｃを有する場合について説明したが、燃料タンク１２は、プロペラシャフトを避けるように鞍型に形成されていても良い。また、プレッシャレギュレータ４６が設けられたリターン流路４５とは別に燃料流路４４から分岐する流路を設け、その流路にジェットポンプ４７を配置しても良い。

（実施の形態２）
図５は、この発明の実施の形態２における燃料タンク装置を示す断面図である。図５は、実施の形態１における図４に対応する図である。本実施の形態における燃料タンク装置は、実施の形態１における燃料タンク装置１０と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造については説明を繰り返さない。

図５を参照して、本実施の形態では、図２中の分離壁２３ｎが設けられておらず、実施の形態１における側部２３が側壁２３ｍのみから構成されている。側壁２３ｍは、一定の高さＨ３を有する。高さＨ３は、底部２２から測定した側壁２３ｍの鉛直方向の長さである。サクションフィルタ３１は、高さＨ１が側壁２３ｍの高さＨ２よりも大きくなるように形成されている。

このように構成された、この発明の実施の形態２における燃料タンク装置によれば、燃料タンク１２内の燃料に混入する水の量が多く、仮にサブカップ２１内が水１００で満たされる場合があっても、サブカップ２１よりも高い位置にある燃料をサクションフィルタ３１から吸引することができる。これにより、実施の形態１に記載の効果と同様の効果を得ることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施の形態１における燃料タンク装置を示す断面図である。 図１中の２点鎖線ＩＩで囲まれた範囲を詳細に示す断面図である。 図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線上に沿った燃料タンク装置の断面図である。 燃料ポンプが停止した時の燃料タンク装置を示す断面図である。 この発明の実施の形態２における燃料タンク装置を示す断面図である。

符号の説明

１０ 燃料タンク装置、１２ 燃料タンク、２１ サブカップ、２２ 底部、２３ 側部、２３ｎ 分離壁、２８ 主室、２９ 副室、３１ サクションフィルタ、４１ 燃料ポンプ、４５ リターン配管。

Claims (3)

1. 底部と、前記底部から立ち上がる側部とを有し、燃料タンク内に設けられた容器と、
   前記底部上の前記側部に囲まれた空間に設置され、燃料ポンプに接続された燃料フィルタとを備え、
   前記燃料フィルタの最大高さが、前記側部の最小高さよりも高い、燃料タンク装置。
2. 前記燃料フィルタを介して前記燃料ポンプから吐出される燃料の一部を、前記燃料タンク内に還流させる配管をさらに備え、
   前記側部は、前記空間を、前記燃料フィルタが配置される主室と、副室とに区画する分離壁を含み、
   前記副室には、前記配管内の燃料流れによって発生する負圧により、前記燃料タンクから燃料が移送され、前記副室に移送された燃料は、前記分離壁を越えて前記主室に流入し、
   前記燃料フィルタの最大高さが、前記分離壁の高さよりも高い、請求項１に記載の燃料タンク装置。
3. 前記燃料フィルタは、撥水性を有する、請求項１または２に記載の燃料タンク装置。

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