JP5133093B2 - 鞍型燃料タンク - Google Patents

Description

本発明は、底面の中央部が上方に突出することによって燃料室が２つに区画された鞍型燃料タンクに関し、特に、車両用の燃料タンクとして好適に利用できる。

一般に、フロントエンジン・リアドライブ方式のＦＲ車や、４輪駆動（４ＷＤ）車では、エンジンの駆動力をリア・デファレンシャル・ギアボックスへ伝達するプロペラシャフトが車体下部に延在している。そして、駆動系統のバランスをとるためにプロペラシャフトは通常、車体センターに配置される。そのため、後部座席の下等に配置される燃料タンクは、プロペラシャフトと干渉しないように、タンク底面の中央部を上方に突出させて燃料室を左右に分割させた、いわゆる鞍型状に形成される。このような形状を呈する鞍型燃料タンクでは、燃料をエンジンに供給する燃料ポンプが左右いずれかの燃料室に設けられ（以下、燃料ポンプが設けられた側の燃料室を主室とする）、他方の燃料室（以下、副室とする）の燃料を主室に移送する必要がある。

また、燃料タンクは、後部座席の下方等に設置された場合等に、座席が高くなり過ぎないように扁平形状とされることが多く、燃料タンク内の燃料を可能な限り最後まで利用できるように、リザーブ容器内に燃料ポンプを配置し、エンジンへ供給される燃料圧力を一定に保つべく燃料ポンプから排出された余剰燃料を排出するプレッシャレギュレータからの余剰燃料をリザーブ容器に戻すことにより、残燃料が少なくなってもリザーブ容器内の液面を周囲の液面よりも高く保つようにする手法が知られている。

そして、燃料ポンプと、プレッシャレギュレータと、プレッシャレギュレータからの余剰燃料を利用して縮流負圧で副室から燃料を吸引するジェットポンプとをリザーブ容器内に設けてなるポンプユニットを主室に設けた鞍型燃料タンクが供用されている（特許文献１参照）。この鞍型燃料タンクによれば、副室から主室へ燃料を移送するために個別の電動ポンプを設ける必要がなく、燃料ポンプ構造が簡略化される。
特開２００４−３２４６１１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の鞍型燃料タンクでは、エンジン駆動中には常に副室側から主室側へ燃料が移送されるため、主室と副室との液面高さが異なった状態となり、燃料の残量を把握するためには、主室および副室の両室に燃料計ユニットを設けなければならない。

これは、１つの燃料タンクに複数のユニット取付孔が必要となって部品点数や組立工数を増やすばかりでなく、複数のユニット取付孔をシールするために、シール個所からの燃料透過量を増大させたり、燃料系統全体の燃料透過量を所定値に抑える対策として、他の燃料係部品に燃料透過率の小さな高価な材料を使う必要性を生じさせたりする。

本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、複数の燃料貯留室を有し、残燃料の把握が可能な簡単な構成の燃料供給装置を備えた鞍型燃料タンクを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、鞍型燃料タンクにおいて、下壁の中央部が上方に突出することによって区画された第１および第２の燃料室と、前記第１の燃料室に設置されたリザーブ容器と、前記リザーブ容器内に設置され、該リザーブ容器に貯留された燃料を供給配管を介して原動機側へ圧送する燃料ポンプと、前記供給配管の管路に設けられたプレッシャレギュレータと、その一端が前記リザーブ容器の内部に挿入され、前記プレッシャレギュレータから排出された余剰燃料を該リザーブ容器へ還流させるとともに、その管路に負圧発生部が形成された還流配管と、前記第１燃料室の底部と前記第２燃料室の底部とを連通させるサイフォン配管と、前記サイフォン配管と前記負圧発生部とを接続する吸引配管と、前記吸引配管の管路に設けられ、前記負圧発生部側から前記サイフォン配管側への燃料の流通を規制する一方向弁と、前記第１燃料室の燃料量を検出する燃料量検出手段とを備えるように構成する。

上記構成を有する燃料装置においては、前記リザーブ容器と、前記燃料ポンプと、前記プレッシャレギュレータと、前記還流配管と、前記サイフォン配管と、前記吸引配管と、前記一方向弁と、前記燃料量検出手段とが、１つの取付孔に取付けられる燃料供給モジュールを構成するようにすると良い。また、前記一方向弁が、前記サイフォン配管側から前記負圧発生部側へ気体を流通させるオリフィスを備え、前記サイフォン配管側から前記負圧発生部側へ流れる燃料の流通を規制するように構成すると良い。

本発明によれば、サイフォン配管内に気体が存在している場合であっても、吸引配管を介して負圧発生部によってサイフォン配管内の気体が吸引され、サイフォン配管が燃料で満たされ、サイフォン機能を発揮することが可能となる。したがって、第１および第２の燃料室に貯留された燃料の液面高さが同一に保たれ、燃料検出手段を１つにしても正確な燃料量を把握することが可能となる。そして、還流配管がリザーブ容器の内部に挿入されていることにより、余剰燃料がリザーブ容器に還流した際に燃料を泡立たせることや、燃料内に気泡を混入させることが防止される。更に、吸引配管の管路に一方向弁が設けられていることにより、燃料ポンプを停止させたときに、第１および第２の燃料室における燃料液面高さがリザーブ容器内の液面高さよりも低い場合であっても、リザーブ容器内の燃料が吸引配管およびサイフォン配管を介して吸引されることが防止される。

また、上記各構成要素を燃料タンクへの取付前に一体に組み付けておき、一体形成された１つの燃料供給モジュールの構成を採ることにより、当該構成要素の燃料タンクへの取付が容易になる他、これら構成要素を取付けるために形成する燃料タンクの設置孔を１つに済ませることが可能となることにより、取付部のシール処理が１箇所で済み、蒸発ガスの漏洩に対する安全性が高められる。

更に、前記一方向弁がオリフィスを備え、サイフォン配管側から負圧発生部側へ気体を流通させる一方、同方向へ流れる燃料の流通を規制することにより、一旦サイフォン配管内の気体が除去された後は、吸引管による外力（吸引力）を排除し、流動抵抗の差等によって第１および第２の燃料室の一方から燃料を多く吸引して両燃料室の液面高さに差が生じることを防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

≪実施形態の構成≫
図１は本実施形態に係る鞍型燃料タンク１の断面図である。図示するように、車両に搭載される鞍型燃料タンク１は、タンク底壁２の中央部２ｃが上方に円弧状に突出しており、タンク底壁２の一方側部２ａによってその底部が画成された主室４と、タンク底壁２の他方側部２ｂによってその底部が画成された副室５とを備えている。なお、本明細書においては、後述する燃料ポンプが設置される側の燃料室を主室と呼び、他方の燃料室を副室と呼ぶものとする。鞍型燃料タンク１の天壁３には、燃料供給モジュール１０用の取付孔３ａが形成されている。また、天壁３には、燃料注入用のフィラーパイプ６や、図示しないキャニスタに接続するフロートバルブ用の取付孔が形成されている。

燃料供給モジュール１０は、天壁３の取付孔３ａから挿入され、主室４の底部に設置されるリザーブ容器１１と、取付孔３ａを閉塞する取付フランジ１０ａとが一体に形成されてケーシングをなしている。リザーブ容器１１は、鞍型燃料タンク１内の燃料が少ない場合にも常にその上端１１ａまで燃料を貯留し、車両が急発進または急停止、或いは急旋回した場合や、坂道等で車体が傾斜した状態にあるときでも燃料液面が所定高さを維持できるようにしている。取付フランジ１０ａは、燃料供給モジュール１０を鞍型燃料タンク１の天壁３に取付ける際に、天壁３との間にシール材７を介装することにより、タンク内の蒸発ガスが漏洩することのないようにしている。

リザーブ容器１１の側部には、主室４に貯留された燃料の液面高さを検出するセンダユニット２２が取付けられている。センダユニット２２は、フロート２３を備え、燃料の液面高さの変化に応じて上下移動したフロート２３位置を検出することにより、燃料液面高さを検出する。

リザーブ容器１１の底部には、モータでインペラを回転させて燃料を吐出するインペラ駆動式の燃料ポンプ１２が設置されている。燃料ポンプ１２の吸入側にはフィルタ１３が取付けられ、吐出側には原動機側へ配管された供給配管１４が接続されている。燃料供給モジュール１０内の供給配管１４の管路には、燃料フィルタ１５と、インジェクタにかかる燃料ポンプ１２からの燃料圧力を一定に保持するプレッシャレギュレータ１６とが設けられている。プレッシャレギュレータ１６は、タンク内に開放されたスプリング室を備え、燃料圧力がタンク内圧に対して所定圧力以上高くなったときに、ダイヤフラムが引かれて余剰燃料を排出する。

プレッシャレギュレータ１６には還流配管１７が接続されている。還流配管１７の下端はリザーブ容器１１の内部に挿入され、プレッシャレギュレータ１６から排出された余剰燃料をリザーブ容器１１へ還流させる。また、還流配管１７の管路には、リザーブ容器１１へ還流される余剰燃料の圧力を利用して負圧を発生させるジェットポンプ１８が設けられている。ジェットポンプ１８は、ベンチュリ管の圧力差を利用した周知の構成のものであり、管径が急激に縮小したノズルと、その後緩やかに管径が拡大する管路との間に負圧を発生させる。このジェットポンプ１８の負圧部には、吸引配管２１の一端が接続されている。

鞍型燃料タンク１内には、タンク底壁２の中央部２ｃを跨ぐように、その一端が主室４の底部、すなわちタンク底壁２の一方側部２ａの上面近傍に開口するとともに、その他端が副室５の底部、すなわちタンク底壁２の他方側部２ｂの上面近傍に開口するサイフォン配管１９が設置されている。サイフォン配管１９は、タンク底壁２の中央部２ｃに沿ってその上部が円弧形状を呈しており、その両端にフィルタ２０ａ，２０ｂがそれぞれ取付けられている。

サイフォン配管１９の頂部１９ａには、前述した吸引配管２１の他端が接続されている。また、吸引配管２１の管路には、ジェットポンプ１８側からサイフォン配管１９側への燃料の流通を規制する一方向弁３０が設けられている。

図２（Ａ）を参照して一方向弁３０について説明する。図２は一方向弁３０の縦断面を示しており、図中の（Ａ）は、吸引配管２１にいずれの方向へも圧力が作用していない状態を示している。図示するように、一方向弁３０は、円筒状のケーシング３１と、ケーシング３１の一端側に軸心に沿って延在し、サイフォン配管１９側の吸引配管２１に接続されるサイフォン配管側ジョイント管３２と、ケーシング３１の他端側に軸心に沿って延在し、ジェットポンプ１８側の吸引配管２１に接続されるジェットポンプ側ジョイント管３３と、ケーシング３１の内部に摺動可能に収容された弁体３４と、弁体３４をサイフォン配管側ジョイント管３２へ向けて付勢するコイルばね３６とから構成されている。

サイフォン配管側ジョイント管３２とジェットポンプ側ジョイント管３３とは、その径が略同一とされている。弁体３４は、サイフォン配管側ジョイント管３２の端部３２ａに弾接しており、当該開口を閉塞する。また、弁体３４には、これら両ジョイント管３２，３３の外径よりも軸線から離れた位置に微小な径を有する複数のオリフィス３５が形成されている。

≪実施形態の作用効果≫
次に、図１および図２を参照して本実施形態に係る鞍型燃料タンク１の作用効果について説明する。なお、図２中の（Ｂ）は、ジェットポンプ１８側からサイフォン配管１９側へ蒸発ガスが流通する状態を示し、（Ｃ）は、ジェットポンプ１８側へサイフォン配管１９側の燃料が吸引されている状態を示している。

図１に示すように、燃料ポンプ１２が作動すると、リザーブ容器１１内に貯留された燃料を供給配管１４に吐出する。供給配管１４内を流通する燃料は、燃料圧力が前述した所定の値に達しない場合、その全てが燃料フィルタ１５を介して原動機側へ流れる。燃料圧力が所定の値に達すると、プレッシャレギュレータ１６のダイヤフラムが引かれて余剰燃料を還流配管１７へ放出する。還流配管１７を流通する燃料は、ジェットポンプ１８を通過する際に負圧を発生させ、吸引配管２１を負圧にする。

このとき、吸引配管２１或いはサイフォン配管１９内に空気や蒸発ガス等の気体が存在すると、図２（Ｂ）に示すように、弁体３４がジェットポンプ側ジョイント管３３側へ摺動し、サイフォン配管側ジョイント管３２の開口を開放する。サイフォン配管側ジョイント管３２から流入する気体は、オリフィス３５を流通し、ジェットポンプ側ジョイント管３３へ流入する。

一方、吸引配管２１内に気体が存在しない場合（燃料が充満している場合）や、気体が全て吸引され、サイフォン配管１９から燃料が吸引された場合、図２（Ｃ）に示すように、弁体３４がジェットポンプ側ジョイント管３３側へ摺動した状態となり、サイフォン配管側ジョイント管３２の開口から一方向弁３０内に燃料が流入する。一方向弁３０内に流入した燃料は、オリフィス３５へ流入するが、燃料は気体に比して流動抵抗が大きいため、コイルばね３６の付勢力に勝って弁体３４をジェットポンプ側ジョイント管３３側へ摺動させ、その端部３３ａに接触させて開口を閉塞させる。したがって、サイフォン配管側ジョイント管３２からジェットポンプ側ジョイント管３３へ流れる燃料の流通が規制される。

このようにして、サイフォン配管１９内の気体がジェットポンプ１８に吸引されると、燃料で満たされたサイフォン配管１９がサイフォン機能を発揮し、主室４の燃料液面高さと副室５の燃料液面高さとが常に同一に保たれる。そのため、センダユニット２２が検出した燃料量から鞍型燃料タンク１内に貯留された燃料量を把握することが可能となる。

そして、エンジン停止と供に燃料ポンプ１２が停止すると、ジェットポンプ１８も負圧を発生しなくなり、一方向弁３０は図２（Ａ）の状態に戻る。これにより、リザーブ容器１１内の燃料がサイフォン配管１９側へ流れて無くなり、エンジン再始動不能という事態が予防される。

また、一方向弁３０が、サイフォン配管側ジョイント管３２からジェットポンプ側ジョイント管３３へ流れる燃料の流通を規制することにより、サイフォン配管１９内の燃料には外力が働かず、流動抵抗の差等によって主室４または副室５から燃料を多く吸引して両燃料室４，５の液面高さに差が生じることが防止される。

また、リザーブ容器１１と、燃料ポンプ１２と、プレッシャレギュレータ１６と、還流配管１７と、サイフォン配管１９と、吸引配管２１と、一方向弁３０と、センダユニット２２とを予め一体に組み付けて燃料供給モジュール１０を構成しておくことにより、鞍型燃料タンク１への取付が容易になっている。更に、燃料供給モジュール１０を取付けるために必要な取付孔３ａが１つで済むため、取付部からの蒸発ガスの漏洩に対する安全性が高められている。

以上で具体的実施形態についての説明を終えるが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、一方向弁が気体を流通させる一方で燃料の流通を規制しているが、燃料も流通させる種類のものであってもよい。また、燃料量検出手段は、フロート式のセンダユニットに限定されるものではなく、鞍型燃料タンクに貯留された燃料量を検出できるものであれば如何なる方式のものであってもよい。更にこれら変更の他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。

実施形態に係る鞍型燃料タンクの断面図 一方向弁の縦断面図

符号の説明

１ 鞍型燃料タンク
２ 底壁
２ｃ 底壁の中央部
３ 天壁
４ 主室（第１燃料室）
５ 副室（第２燃料室）
１０ 燃料供給モジュール
１１ リザーブ容器
１４ 供給配管
１６ プレッシャレギュレータ
１７ 還流配管
１８ ジェットポンプ（負圧発生部）
１９ サイフォン配管
１９ａ サイフォン配管の頂部
２１ 吸引配管
２２ センダユニット
３０ 一方向弁
３１ ケーシング
３４ 弁体
３５ オリフィス

Claims (3)

1. 下壁の中央部が上方に突出することによって区画された第１および第２の燃料室と、
   前記第１の燃料室に設置されたリザーブ容器と、
   前記リザーブ容器内に設置され、該リザーブ容器に貯留された燃料を供給配管を介して原動機側へ圧送する燃料ポンプと、
   前記供給配管の管路に設けられたプレッシャレギュレータと、
   その一端が前記リザーブ容器の内部に挿入され、前記プレッシャレギュレータから排出された余剰燃料を該リザーブ容器へ還流させるとともに、その管路に負圧発生部が形成された還流配管と、
   前記第１燃料室の底部と前記第２燃料室の底部とを連通させるサイフォン配管と、
   前記サイフォン配管と前記負圧発生部とを接続する吸引配管と、
   前記吸引配管の管路に設けられ、前記負圧発生部が前記吸引配管を負圧にしたときには、前記サイフォン配管側から前記負圧発生部側への気体の流通を許容するとともに燃料の流通を規制し、前記負圧発生部が負圧を発生させないときには、前記負圧発生部側から前記サイフォン配管側への気体および燃料の流通を規制する一方向弁と、
   前記第１燃料室の燃料量を検出する燃料量検出手段と
   を備えたことを特徴とする鞍型燃料タンク。
2. 前記一方向弁は、ケーシングと、該ケーシングの内部に摺動可能に収容された弁体と、当該弁体を前記サイフォン配管側へ付勢するコイルばねとを有し、
   前記弁体に、前記負圧発生部が前記吸引配管を負圧にしたときに前記サイフォン配管側から前記負圧発生部側へ気体を流通させるオリフィスが形成されたことを特徴とする請求項１に記載の燃料タンク。
3. 前記リザーブ容器と、前記燃料ポンプと、前記プレッシャレギュレータと、前記還流配管と、前記サイフォン配管と、前記吸引配管と、前記一方向弁と、前記燃料量検出手段とが、１つの取付孔に取付けられる燃料供給モジュールを構成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料タンク。

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