JP5350100B2 - 燃料タンク - Google Patents
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Description
この燃料タンクは、図7に示すように、燃料を貯留する燃料タンク本体100と、燃料タンク本体100内に設置された燃料供給装置120と、蒸発燃料処理装置125とから構成されている。燃料タンク本体100は、アッパシェル101とロアシェル102とが互いのフランジ部103,104の位置で接合されることにより構成される。蒸発燃料処理装置125は、燃料タンク本体100内の蒸発燃料を吸着可能に構成されており、アッパシェル101の天井部分に取付けられている。また、燃料供給装置120は、ロアシェル102の底部に取付けられており、その燃料供給装置120の燃料圧送管122やモータ用の電力ケーブル124がロアシェル102の側面に設けられた管継手123やコネクタ127に接続されている。
この点を改善するため、アッパシェル101に上記した管継手123、コネクタ127を設けるようにすると、アッパシェル101とロアシェル102とにまたがって燃料圧送管122と電力ケーブル124とが設置されるため、アッパシェル101とロアシェル102との接合時に燃料圧送管122や電力ケーブル124が邪魔になって、その接合作業の効率が低下する。
請求項1の発明は、アッパシェルとロアシェルとから構成される燃料タンク本体と、前記アッパシェルに装着された状態で前記燃料タンク本体内に設置されており、その燃料タンク本体内の燃料を自動車のエンジンに圧送する燃料供給装置と、蒸発燃料を吸着可能に構成された蒸発燃料処理装置とを備える燃料タンクであって、前記アッパシェルは、上板部を備え、前記燃料供給装置は、有底筒状のリザーブカップと、そのリザーブカップ内に収納されるポンプユニットと、前記リザーブカップを前記アッパシェルの上板部に取付ける取付け機構とを備え、前記取付け機構は、前記アッパシェルの上板部に対して上下方向に相対移動する動作により、そのアッパシェルの上板部と係合し、前記上板部の裏側に取付けられる天井板部と、その天井板部に対して軸方向に上下動可能に連結されて、前記リザーブカップを保持する複数本の支持軸とを備え、前記天井板部には、前記ポンプユニットの燃料圧送管が接続される継手である管継手接続部と、前記ポンプユニットの複合ケーブルが接続されるコネクタ本体部とが設けられており、前記アッパシェルの上板部には、その上板部に対する前記天井板部の上下方向の相対移動により、その天井板部の管継手接続部が挿入接続される管継手部と、前記天井板部のコネクタ本体部が接続されるコネクタとが前記アッパシェルの上板部の壁を貫通するように設けられており、前記蒸発燃料処理装置の配管及び配線は、前記アッパシェルの壁を貫通するように構成されている。
なお、前記配管、配線には、管継手やコネクタの他、ポート等も含まれるものとする。
さらに、燃料供給装置と蒸発燃料処理装置とはアッパシェルに取付けられているため、その燃料供給装置、及び蒸発燃料処理装置の配管及び配線をアッパシェルに集約できる。即ち、配管及び配線がアッパシェルとロアシェル間にまたがることがないため、アッパシェルとロアシェルとの接合作業時に、前記配管及び配線が邪魔にならず、前記接合作業効率が向上する。
このため、アッパシェルに対する燃料供給装置の取付けが容易になる。
このため、キャニスタの容器とアッパシェルとを個別に製造して、前記キャニスタをアッパシェルに組付ける構成と比較して、材料の節約を図ることができる。
このため、完成したキャニスタをアッパシェルに取付けることができる。さらに、アッパシェルに対するキャニスタの取付けも容易になる。
このため、例えば、キャニスタの容器の一部をアッパシェルと一体に射出成形する際にアッパシェルに沿って型抜きが可能になる。
以下、図1から図6に基づいて本発明の実施形態1に係る燃料タンクの説明を行う。本実施形態に係る燃料タンクは、自動車で使用されるキャニスタ付きの燃料タンクである。
<燃料タンク10の概要について>
燃料タンク10は、図1に示すように、アッパシェル12とロアシェル14とから構成される燃料タンク本体10mを備えている。アッパシェル12とロアシェル14は、樹脂の射出成形品であり、それらの表面が耐燃料透過性のバリア層Baで覆われている。ここで、アッパシェル12とロアシェル14の本体材料となる樹脂としては、例えば、高密度ポリエチレン(HDPE)が使用され、バリア層Baの材料としては、例えば、エチレンビニルアルコール共重合体(EVOH)が使用される。
ロアシェル14は、図1に示すように、底板部14dと側板部14sとにより上側が開放された角形容器状に形成されており、その上側開口14hの周縁にフランジ部14fが形成されている。
そして、ロアシェル14のフランジ部14fとアッパシェル12のフランジ部12fとが、例えば、熱板溶着法等により接合されることで、燃料タンク本体10mが構成される。
キャニスタ20は、自動車の駐車時(エンジン停止状態)に燃料タンク本体10m内で発生した蒸発燃料を吸着するとともに、運転時にその吸着した蒸発燃料をエンジンEの吸気管Wに供給できるように構成されている。キャニスタ20は、図1に示すように、密閉式の角形容器21を備えており、その角形容器21が下部開放型の容器本体22と、その容器本体22の下部開口22hを塞ぐ蓋材23とから構成されている。前記容器本体22は、上記したように、アッパシェル12と一体に成形されており、その容器本体22の天井部分に隔壁22wが下方に突出するように形成されている。そして、前記隔壁22wにより容器本体22の内部が下部開口22hの近傍を除いて左右に仕切られており、その容器本体22の内部に下側位置で互いに連通する左側通路T1と右側通路T2とが形成されている。容器本体22の左側通路T1は、第1フィルタF1を介して大気ポート部20aと連通しており、その容器本体22の右側通路T2が第2フィルタF2、第3フィルタF3を介してパージポート部20p、タンクポート部20tと連通している。ここで、容器本体22の右側通路T2の上部は、低い縦壁22yによってパージポート部20p側の空間とタンクポート部20t側の空間とに分けられている。
キャニスタ20のタンクポート部20tは、ベーパ配管15によって燃料タンク本体10mの天井部分に装着されたカットオフバルブ16、及び満タン規制バルブ16vに接続されている。カットオフバルブ16は、自動車の横転等で閉鎖されるバルブであり、通常は開放状態に保持されている。満タン規制バルブ16vは、給油時における燃料タンク本体10m内の燃料液面が上限値を超えないようにするバルブであり、満タン時に閉鎖状態、満タン時以外は開放状態に保持されている。
キャニスタ20のパージポート部20pには、エンジンEの吸気管Wと連通可能な外部パージ配管18pが接続されている。
また、キャニスタ20の大気ポート部20aは、大気配管(図示省略)を介して大気開放されている。
また、エンジンEの駆動により吸気管W内が負圧になると、その吸気管Wと外部パージ配管18pによって連通しているキャニスタ20内が負圧になり、大気配管、キャニスタ20の大気ポート20aからそのキャニスタ20内に空気が流入する。そして、前記空気が左側通路T1から右側通路T2に流れる過程で吸着材Cに吸着されている蒸発燃料がパージされる。これにより、吸着材Cから蒸発燃料が離脱し、その蒸発燃料が空気と共にキャニスタ20のパージポート20p、外部パージ配管18pを通ってエンジンEの吸気管W内に吸引されるようになる。
即ち、キャニスタ20、ベーパ配管15、外部パージ配管18p等が本発明の蒸発燃料処理装置に相当し、大気ポート部20a、パージポート部20p、及びタンクポート部20tが本発明におけるアッパシェル12の壁を貫通するように構成された配管に相当する。
燃料供給装置30は、燃料タンク本体10mに貯留された燃料をエンジンEに圧送するための装置であり、図2(A)の縦断面図に示すように、有低円筒状のリザーブカップ34と、そのリザーブカップ34内に収納されるポンプユニット35と、そのポンプユニット35が収納されたリザーブカップ34をアッパシェル12に取付けるための取付け機構50とから構成されている。
ポンプユニット35は、モータ駆動式の燃料ポンプ35pと、燃料ポンプ35pに吸引される燃料を濾過するフィルタ35fと、燃料ポンプ35pから吐出される燃料の圧力を所定圧力に調整する調圧機構(図示省略)と、リザーブカップ34内の燃料レベルを検出する燃料残量検出部(図示省略)とを備えている。
リザーブカップ34は、上部が開放された円筒容器状に形成されており、そのリザーブカップ34の下端部に開口(図示省略)が形成されている。そして、この開口によってリザーブカップ34の内部と外部とが連通している。また、前記リザーブカップ34の上部開口周縁にはフランジ部34fが形成されており、そのフランジ部34fに取付け機構50の支持軸51(後記する)が挿通可能な貫通孔34hが形成されている。
燃料供給装置30の取付け機構50は、図2(A)(B)に示すように、アッパシェル12の上板部12uの裏側に取付けられる天井板部52と、その天井板部52に対して軸方向に上下動可能に連結される複数本の支持軸51とから構成されている。
天井板部52は、略円板状に形成されており、その天井板部52の外周縁に厚肉部52tが設けられている。そして、天井板部52の厚肉部52tの位置に上記したアッパシェル12の複数本の係合爪部41がそれぞれ係合可能に構成された爪受け穴53が設けられている。爪受け穴53は、角形の貫通穴であり、アッパシェル12の係合爪部41の鉤部分41kを通すことができる寸法で形成されている。また、爪受け穴53の位置は、図2(B)に示すように、前記係合爪部41の鉤部分41kの傾斜下面41zがその爪受け穴53の外側周縁に当接可能なように、それらの係合爪部41よりも若干半径方向内側に位置決めされている。これにより、アッパシェル12の係合爪部41が爪受け穴53に挿入される過程で、その係合爪部41の鉤部分41kの傾斜下面41zが爪受け穴53の周縁に当接して、摺動し、その係合爪部41の平板部分41fが半径方向内側に弾性変形するようになる。そして、係合爪部41の鉤部分41kが爪受け穴53を通過した段階で、係合爪部41の平板部分41fが弾性力で元の状態まで戻り(半径方向外側に広がり)、その係合爪部41の段差部分41dが爪受け穴53の下側周縁に掛けられるようになる(図2(A)(B)参照)。
ここで、爪受け穴53が形成された天井板部52の厚肉部52tの厚み寸法は、アッパシェル12の係合爪部41の段差部分41dからそのアッパシェル12の上板部12uの裏面までの距離にほぼ等しく設定されている。このため、アッパシェル12の係合爪部41が天井板部52の爪受け穴53と係合した状態で、天井板部52の上面はアッパシェル12の上板部12uの裏面に当接するようになる。
即ち、天井板部52の爪受け穴53が本発明の燃料供給装置の係合部に相当し、アッパシェル12の係合爪部41が本発明のアッパシェルと一体成形された被係合部に相当する。
また、天井板部52には、アッパシェル12のコネクタ44のケース部44cに対応する位置にコネクタ本体部55が設けられている。コネクタ44は、ポンプユニット35の複合ケーブル32とタンク外側ケーブル(図示省略)とを接続するためのものであり、天井板部52に設けられたコネクタ本体部55の上部突起55xがケース部44cに嵌め込まれるように構成されている。
また、支持軸51の下端部近傍には、上向きの楔状に形成されたロック部51zが設けられている。ロック部51zは、弾性力で支持軸51の外周面から半径方向外側に突出する拡開状態と、前記弾性力に抗して支持軸51に収納される格納状態とに保持されるように構成されている。即ち、後記するように支持軸51のロック部51zがリザーブカップ34の貫通孔34hに下方から通される際には、そのロック部51zの傾斜面51sがリザーブカップ34の貫通孔34hの周縁に押圧されることで、ロック部51zは弾性力に抗して格納状態に保持される。また、ロック部51zがリザーブカップ34の貫通孔34hを通過して、その貫通孔34hから上方に完全に抜けた状態で、ロック部51zは前記弾性力により拡開状態に保持される。これにより、ロック部51zは下端部分でリザーブカップ34のフランジ部34fを上から押さえることができるようになる。
キャニスタ20の組立では、先ず、図3に示すように、アッパシェル12を上下逆転させた状態で、容器本体22の下部開口22hから第1フィルタF1、第2フィルタF2、及び第3フィルタF3をそれぞれ定位置にセットする。次に、容器本体22の下部開口22hから左側通路T1と右側通路T2とに吸着材Cを充填する。そして、容器本体22内に吸着材Cが充填された状態で、それら吸着材Cの集合部分の上面全体(図3において上面)をフィルタ23fで覆い、そのフィルタ23fを押さえ平板23bによって押さえるようにする。さらに、押さえ平板23bと蓋材23との間にバネ23sをセットした状態で、その蓋材23の周縁を容器本体22の下部開口22hの周縁に溶接等により接合させる。これにより、キャニスタ20の組立が完了する。
また、燃料供給装置30の取付けは、図4に示すように、取付け機構50を上下逆転させた状態で、同じく上下逆転させた状態のアッパシェル12に取付けるようにする。このとき、ポンプユニット35を備えるリザーブカップ34の貫通孔34hには取付け機構50の支持軸51が通されており、そのリザーブカップ34のフランジ部34fは支持軸51のロック部51zとバネ受け部51bの間に保持されている。また、ポンプユニット35の燃料圧送管31は取付け機構50の天井板部52の管継手接続部54に接続されており、ポンプユニット35の複合ケーブル32は天井板部52のコネクタ本体部55の端子55tに接続されている。この状態で、取付け機構50の天井板部52に形成された複数の爪受け穴53に対してアッパシェル12の各々の係合爪部41を通し、それらの係合爪部41の鉤部分41kを爪受け穴53の周縁に係合させる。これにより、天井板部52をアッパシェル12に固定することができる。さらに、天井板部52の固定と同時に、天井板部52の管継手接続部54がアッパシェル12の管継手部43に接続され、天井板部52のコネクタ本体部55がアッパシェル12のコネクタ44のケース部44cに嵌合するようになる。この状態で、燃料供給装置30の取付けが完了する。
即ち、燃料圧送管31、天井板部52の管継手接続部54が接続されるアッパシェル12の管継手部43が本発明におけるアッパシェルの壁を貫通する配管に相当し、複合ケーブル32が接続されるコネクタ44が本発明におけるアッパシェルの壁を貫通する配線に相当する。
ここで、リザーブカップ34等が自重で下降する際に、燃料タンク本体10mの外から磁石等でリザーブカップ34内の燃料ポンプ等を下方に吸引するようにしても良い。
また、アッパシェル12のフランジ部12fとロアシェル14のフランジ部14fとを接合させた後、リザーブカップ34を下降させてそのリザーブカップ34のフランジ部34fを支持軸51のロック部51zで押さえる例を示したが、リザーブカップ34のフランジ部34fを支持軸51のロック部51zで押さえた後、アッパシェル12のフランジ部12fとロアシェル14のフランジ部14fとを接合させることも可能である。
本実施形態に係る燃料タンク10によると、図1に示すように、燃料供給装置30、及びキャニスタ20の配管20a,20p,20t,43(31)及び配線44(32)は、アッパシェル12の壁を貫通するように構成されているため、アッパシェル12とロアシェル14との接合面よりも低い位置にシール部分を設ける必要がなくなる。
さらに、燃料供給装置30とキャニスタ20とはアッパシェル12に取付けられているため、その燃料供給装置30、及びキャニスタ20の配管43(31)及び配線44(32)をアッパシェル12に集約できる。即ち、配管31及び配線32がアッパシェル12とロアシェル14間にまたがることがないため、アッパシェル12とロアシェル14との接合作業の効率が向上する。
また、キャニスタ20の角形容器21は、一部がアッパシェル12と一体に成形されているため、キャニスタ20の角形容器21とアッパシェル12とを個別に製造して、そのキャニスタ20をアッパシェル12に組付ける構成と比較して、材料の節約を図ることができる。
また、燃料供給装置30の天井板部52の爪受け穴53(係合部)がアッパシェル12と一体に成形された係合爪部41(被係合部)と係合することで、その燃料供給装置30がアッパシェル12に取付けられる構成であるため、アッパシェル12に対する燃料供給装置30の取付けが容易になる。
ここで、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本実施形態に係る燃料タンク10では、アッパシェル12を下側が開放された角形容器状に形成する例を示したが、図5(A)に示すように、平板状に形成することも可能である。これにより、例えば、アッパシェル12とキャニスタ20の容器本体22を一体で射出成形する際に、平板状のアッパシェル12に沿って型抜きが可能になる。このため、キャニスタ20の容器本体22をアッパシェル12に沿って浅く長く成形することが可能になる。
前記キャニスタ20の容器本体22は、アッパシェル12に沿って浅く長く成形されており、水平方向の一端側(図5(A)(B)では左端側)に横部開口22hが形成されている。即ち、図1に示すキャニスタ20の容器本体22では、上下に延びるように隔壁22w、左側通路T1、右側通路T2が形成されているのに対し、図5(A)(B)に示すキャニスタ20の容器本体22では、図示省略した隔壁、左側通路、右側通路がアッパシェル12に沿って延びるように形成されている。このため、図1に示すキャニスタ20と図5(A)(B)に示すキャニスタ20とは働きは同じである。なお、図5(A)(B)のキャニスタ20の大気ポート部20a、パージポート部20p及びタンクポート部20tは、紙面垂直方向に離れた状態で形成されている。
このように、アッパシェル12を平板状に形成することで、キャニスタ20の容器本体22をアッパシェル12に沿って浅く長く成形できるため、燃料タンク10の気層部分(満タン時の液面より上の空間)に大型のキャニスタ20を設置できるようになる。
即ち、前記キャニスタ20の爪受け部74が本発明の係合部に相当し、アッパシェル12の爪部72が本発明の被係合部に相当する。
このように、完成したキャニスタ20をアッパシェル12に取付けることができるため、事前にキャニスタ20を単体で検査できるようになる。さらに、係合機構70を使用することでアッパシェル12に対するキャニスタ20の取付けも容易になる。
同様に、本実施形態では、燃料供給装置30の係合部を天井板部52の爪受け穴53により構成し、アッパシェル12の被係合部を係合爪部41から構成する例を示したが、燃料供給装置30の係合部を係合爪部41により構成し、アッパシェル12の被係合部を爪受け穴53から構成することも可能である。
また、本実施形態の燃料タンク10では、燃料供給装置30の取付け機構50における支持軸51の先端(下端)にロック部51zを設け、そのロック部51zによりリザーブカップ34のフランジ部34fを上方から押さえる例を示した。しかし、支持軸51をボルト状に形成してリザーブカップ34のフランジ部34fをナットにより上下から押さえる構成でも可能である。
12・・・・・アッパシェル
14・・・・・ロアシェル
15・・・・・ベーパ配管(蒸発燃料処理装置)
18p・・・・外部パージ配管(蒸発燃料処理装置)
20・・・・・キャニスタ(蒸発燃料処理装置)
21・・・・・角形容器(容器)
22・・・・・容器本体
30・・・・・燃料供給装置
31・・・・・燃料圧送管(配管)
32・・・・・複合ケーブル(配線)
41・・・・・係合爪部(被係合部)
43・・・・・管継手部(配管)
44・・・・・コネクタ(配線)
53・・・・・爪受け穴(係合部)
E・・・・・・エンジン
W・・・・・・吸気管
Claims (5)
- アッパシェルとロアシェルとから構成される燃料タンク本体と、前記アッパシェルに装着された状態で前記燃料タンク本体内に設置されており、その燃料タンク本体内の燃料を自動車のエンジンに圧送する燃料供給装置と、蒸発燃料を吸着可能に構成された蒸発燃料処理装置とを備える燃料タンクであって、
前記アッパシェルは、上板部を備え、
前記燃料供給装置は、有底筒状のリザーブカップと、そのリザーブカップ内に収納されるポンプユニットと、前記リザーブカップを前記アッパシェルの上板部に取付ける取付け機構とを備え、
前記取付け機構は、前記アッパシェルの上板部に対して上下方向に相対移動する動作により、そのアッパシェルの上板部と係合し、前記上板部の裏側に取付けられる天井板部と、その天井板部に対して軸方向に上下動可能に連結されて、前記リザーブカップを保持する複数本の支持軸とを備え、前記天井板部には、前記ポンプユニットの燃料圧送管が接続される継手である管継手接続部と、前記ポンプユニットの複合ケーブルが接続されるコネクタ本体部とが設けられており、
前記アッパシェルの上板部には、その上板部に対する前記天井板部の上下方向の相対移動により、その天井板部の管継手接続部が挿入接続される管継手部と、前記天井板部のコネクタ本体部が接続されるコネクタとが前記アッパシェルの上板部の壁を貫通するように設けられており、
前記蒸発燃料処理装置の配管及び配線は、前記アッパシェルの壁を貫通するように構成されていることを特徴とする燃料タンク。 - 請求項1に記載された燃料タンクであって、
前記アッパシェルの上板部の裏側には、複数本の係合爪部が下方に突出するように形成されており、
前記燃料供給装置の取付け機構の天井板部には、前記アッパシェルの複数本の係合爪部がそれぞれ係合可能に構成された複数の爪受け穴が設けられており、
前記複数本の係合爪部が前記複数の爪受け穴と係合した状態で、前記天井板部の上面は前記アッパシェルの上板部の裏面に当接することを特徴とする燃料タンク。 - 請求項1又は請求項2のいずれかに記載された燃料タンクであって、
前記蒸発燃料処理装置を構成するキャニスタの容器は、一部が前記アッパシェルと一体に成形されていることを特徴とする燃料タンク。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載された燃料タンクであって、
前記蒸発燃料処理装置を構成するキャニスタの容器は係合部を備えており、
前記キャニスタの容器の係合部が前記アッパシェルと一体に成形された被係合部と係合することで、前記キャニスタが前記アッパシェルに取付けられる構成であることを特徴とする燃料タンク。 - 請求項1から請求項4のいずれかに記載された燃料タンクであって、
アッパシェルは、平板状に形成されていることを特徴とする燃料タンク。
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