(57)【要約】【課題】吐出管の固定部に掛かる曲げ応力を緩和することのできる液化ガス燃料供給装置を提供する。【解決手段】燃料タンク１１の上部１１ａに形成された貫通穴１７に、フランジ２１が取り付けられている。フランジ２１には、その中心部分に、貫通穴２２が形成されている。貫通穴２２は、小径穴２２ａと、小径穴２２ａよりも大きい径を有する大径穴２２ｂとから構成されている。貫通穴２２には、吐出管１６が挿入され、貫通穴２２に挿入された吐出管１６はさらに、大径穴２２ｂ内に配置された円環状の第１シール部材２５に挿入されている。小径穴２２ａの内径は、吐出管１６の外径よりも十分大きく、吐出管１６は小径穴２２ａに接触していない。フランジ２１の表面２１ａ上には、吐出継手３０がボルト３８によって固定されている。フランジ２１と吐出継手３０との固定位置は移動可能である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ポンプを燃料タンクの底部に固定するようにして前記燃料タンクの内部に設けた液化ガス燃料供給装置において、
一端が燃料ポンプに固定された吐出管と、
前記燃料タンクに固定された内側取付部と、
前記内側取付部に設けられた貫通穴であって、前記吐出管の外径よりも大きい内径を有して前記吐出管の他端が挿入される貫通穴と、
一端が内燃機関に接続される燃料通路と、
前記燃料通路の他端が接続されると共に前記内側取付部に固定される外側取付部と、
前記吐出管と前記外側取付部との間をシールする第１シール部材と、
前記内側取付部と前記外側取付部との間をシールする第２シール部材と
を備え、
前記外側取付部と前記内側取付部との固定位置が移動可能であることを特徴とする液化ガス燃料供給装置。
【請求項２】
前記第１シール部材は、
弾性体からなるシールリングと、
非弾性体からなるプレートリングと
を備える、請求項１に記載の液化ガス燃料供給装置。
【請求項３】
前記プレートリングは、前記シールリングの内部に存在する、請求項２に記載の液化ガス燃料供給装置。
【請求項４】
前記第１シール部材は前記第２シール部材を兼ねる、請求項３に記載の液化ガス燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は液化ガス燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に、燃料タンクの内部に燃料ポンプを設けた燃料供給装置が記載されている。この燃料供給装置では、燃料タンクの底部に貫通穴を設け、この貫通穴を介して燃料ポンプを燃料タンクに挿入し、燃料タンクの底部に支持部材で燃料ポンプを固定している。一端が燃料ポンプに固定された吐出管は、他端が燃料ポンプの底部から突出すると共に燃料タンクの下側を延びるように設けられている。このような燃料供給装置を車両に取り付けた場合、燃料タンクの下側に吐出管が存在するので、道路から跳ねた石が吐出管に当たったり、吐出管が地面と接触したりする危険性がある。
【０００３】
一方、特許文献２には、燃料タンクの内部に燃料ポンプを設けた燃料供給装置において、吐出管の一端が燃料ポンプに固定されると共に吐出管の他端が燃料タンクの上部を貫通して燃料タンクの上側を延びるように設けられたものが記載されている。この燃料供給装置であれば、吐出管と石または地面との接触を防止することができる。しかし、この燃料供給装置は、燃料ポンプを支持部材によって燃料タンクの上部から吊り下げるようにして燃料タンクの内部に設けたものである。燃料ポンプは一般に重いものであり、支持部材には相当の強度が要求されるため、特許文献１に記載された燃料供給装置のように、燃料ポンプを燃料タンクの底部に固定するように設けたものの方が好まれている。
【０００４】
【特許文献１】実開平２−４８４２８号公報
【特許文献２】特開平１−１８２５６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
燃料ポンプを燃料タンクの底部に固定するようにして燃料タンクの内部に設けた燃料供給装置において、吐出管が燃料タンクの上部を貫通して燃料タンクの上側を延びるように設けようとすると、燃料タンクの底部に燃料ポンプを挿入するための貫通穴と、燃料タンクの上部に吐出管が挿入される貫通穴とを設ける必要がある。しかしながら、それぞれの貫通穴を最適な位置に設けない限り、燃料ポンプを燃料タンクの底部に固定する際に吐出管を貫通穴に挿入しようとすると、吐出管を弾性変形させなくてはならなくなってしまう。これにより、吐出管の一端が燃料ポンプに接続される部分（以下、吐出管の固定部と称する）に曲げ応力が掛かったままになり、燃料ポンプの脈動等によって、吐出管に疲労破壊を招くおそれがあるといった問題点があった。
【０００６】
この発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、吐出管の固定部に掛かる曲げ応力を緩和することのできる液化ガス燃料供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
燃料ポンプを燃料タンクの底部に固定するようにして前記燃料タンクの内部に設けた液化ガス燃料供給装置において、一端が燃料ポンプに固定された吐出管と、前記燃料タンクに固定された内側取付部と、前記内側取付部に設けられた貫通穴であって、前記吐出管の外径よりも大きい内径を有して前記吐出管の他端が挿入される貫通穴と、一端が内燃機関に接続された燃料通路と、前記燃料通路の他端が接続されると共に前記内側取付部に固定される外側取付部と、前記吐出管と前記外側取付部との間をシールする第１シール部材と、前記内側取付部と前記外側取付部との間をシールする第２シール部材とを備え、前記外側取付部と前記内側取付部との固定位置が移動可能であることを特徴とする。貫通穴の内径が吐出管の外径よりも大きいことにより、吐出管が貫通穴内で移動して、吐出管の固定部に掛かる曲げ応力が緩和された状態になる。また、外側取付部と内側取付部との固定位置が移動可能であることにより、吐出管の固定部に掛かる曲げ応力が緩和された状態で、外側取付部が内側取付部に固定される。
前記第１シール部材は、弾性体からなるシールリングと、非弾性体からなるプレートリングとを備えてもよい。
前記プレートリングは、前記シールリングの内部に存在してもよい。
前記第１シール部材は前記第２シール部材を兼ねることができる。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、燃料ポンプを燃料タンクの底部に固定するようにして燃料タンクの内部に設けた液化ガス燃料供給装置において、一端が燃料ポンプに固定された吐出管と、燃料タンクに固定された内側取付部と、内側取付部に設けられた貫通穴であって、吐出管の外径よりも大きい内径を有して吐出管の他端が挿入される貫通穴と、一端が内燃機関に接続された燃料通路と、燃料通路の他端が接続されると共に内側取付部に固定される外側取付部と、吐出管と外側取付部との間をシールする第１シール部材と、内側取付部と外側取付部との間をシールする第２シール部材とを備えることにより、吐出管が貫通穴内で移動して、吐出管の固定部に掛かる曲げ応力が緩和された状態にすることができる。また、外側取付部と内側取付部との固定位置が移動可能であることにより、吐出管の固定部に掛かる曲げ応力が緩和された状態で外側取付部が内側取付部に固定することができる。従って、吐出管の固定部に掛かる曲げ応力を緩和することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
この実施の形態１に係る液化ガス燃料供給装置の構成を図１に示す。液化ガス燃料供給装置１０は、液化ガス燃料であるＤＭＥを貯留する燃料タンク１１と、燃料タンク１１の内部に設けられた燃料ポンプ１２とを備えている。燃料ポンプ１２は、燃料タンク１１の底部１１ｂに固定するようにして燃料タンク１１の内部に設けられている。すなわち、底部１１ｂに形成された円形の貫通穴１８に、円環状の円環フランジ１３が溶接により取り付けられ、円環フランジ１３を介して燃料ポンプ１２が燃料タンク１１の内部に挿入され、燃料ポンプ１２の下部に固定された取り付け板１４がボルト１５によって円環フランジ１３に固定されている。
【００１０】
燃料ポンプ１２には、昇圧されたＤＭＥが流通する吐出管１６の一端が接続されている。吐出管１６は、燃料タンク１１内を上方に延びている。吐出管１６の他端は、燃料タンク１１の上部１１ａに設けられた継手手段２０に接続されている。吐出管１６を流通するＤＭＥの圧力は高圧であるため、吐出管１６は、剛性の高い金属、例えば、ＳＵＳ３０４で構成されている。継手手段２０には、燃料通路３の一端が接続され、燃料通路３の他端は、エンジン１にＤＭＥを噴射する噴射ポンプ２に接続されている。
【００１１】
継手手段２０周辺の拡大断面図を図２に示す。継手手段２０は、フランジ２１と、吐出継手３０とから構成されている。上部１１ａに形成された円形の貫通穴１７には、内側取付部である円板状のフランジ２１が溶接によって取り付けられている。フランジ２１には、その中心部分に、貫通穴２２が形成されている。貫通穴２２は、小径穴２２ａと、小径穴２２ａよりも大きい内径を有する大径穴２２ｂとから構成されている。小径穴２２ａは、一端が燃料タンク１１（図１参照）の内部に開口し、他端は、フランジ２１の内部で大径穴２２ｂの一端に接続されている。大径穴２２ｂの他端は、燃料タンク１１の外部に開口している。貫通穴２２には、吐出管１６が挿入され、貫通穴２２に挿入された吐出管１６はさらに、大径穴２２ｂ内に配置された円環状の第１シール部材２５に挿入されている。図３に示されるように、第１シール部材２５は、非弾性体である金属製のプレートリング２５ｂと、弾性体からなるシールリング２５ａとから構成されている。プレートリング２５ｂは、円板形状の底部２５ｂ２と、底部２５ｂ２の周縁部に底部２５ｂ２に対して垂直に設けられた円環形状の側部２５ｂ３とからなる皿形状を有している。底部２５ｂ２の中心部には、吐出管１６の外径とほぼ等しい内径を有する穴２５ａ１が形成されている。一方、シールリング２５ａは、吐出管１６の外径とほぼ等しい内径を有する穴２５ａ１が形成された円環形状を有し、プレートリング２５ｂに収容されている。
図２に示されるように、小径穴２２ａの内径は、吐出管１６の外径よりも十分大きく、かつ、大径穴２２ｂの内径は、プレートリング２５ｂの外径よりも十分大きく形成されている。燃料タンク１１の外部側のフランジ２１の表面２１ａには、大径穴２２ｂを囲むように環状溝２３が形成され、環状溝２３内に、第２シール部材であるＯリング２４が収容されている。
【００１２】
フランジ２１の表面２１ａ上には、外側取付部である吐出継手３０が配置されている。吐出継手３０は、円板状のフランジ部３０ａと、フランジ部３０ａよりも小径の筒状の継手部３０ｂとから構成されている。フランジ部３０ａには、その中心部分に、吐出管１６の外径とほぼ同じ内径を有する貫通穴３１が形成されている。また、フランジ部３０ａには、ボルト３８が挿入される挿入穴３７が形成されており、挿入穴３７の内径は、ボルト３８の軸の外径よりも大きくなっている。継手部３０ｂには、一端が貫通穴３１に接続されると共に他端が継手部３０ｂの軸方向に延びて開口した挿入穴３２が形成されている。挿入穴３２は、貫通穴３１と接続する接続端部３２ｂにおいて、貫通穴３１の内径よりも大きい内径を有し、開口した開口端部３２ｃに向かってテーパ状に内径が増加している。挿入穴３２の中央付近より開口端部３２ｃ側の領域において、挿入穴３２の内周面に雌ねじ部３２ａが形成されている。
【００１３】
継手部３０ｂが接続されている側とは反対側のフランジ部３０ａの表面３０ｃが、フランジ２１の表面２１ａと張り合わせられるようにして、ボルト３８によって、吐出継手３０がフランジ２１に固定されている。ここで、挿入穴３７の内径がボルト３８の軸の外径よりも大きいため、ボルト３８が挿入穴３７内で移動可能となり、吐出継手３０がフランジ２１に対して移動可能となっている。すなわち、吐出継手３０とフランジ２１との固定位置が移動可能となっている。
貫通穴２２に挿入された吐出管１６はさらに、貫通穴３１に挿入されている。また、吐出継手３０には、雄ねじ部３２ａを有した過流防止弁３３が、雄ねじ部３３ａを挿入穴３２の雌ねじ部３２ａに螺合させるようにして設けられている。挿入穴３２の中央付近から接続端部３２ｂ側の領域には、吐出空間３６が画定されている。これにより、シールリング２５ａが吐出管１６の外周面とフランジ部３０ａの表面３０ｃに密着するので、第１シール部材２５は、吐出管１６と吐出継手３０との間をシールする。また、Ｏリング２４は、吐出継手３０とフランジ２１との間をシールする。
【００１４】
次に、この実施の形態に係る液化ガス燃料供給装置の組み立て方法を、図１〜３に基づいて説明する。
まず、燃料タンク１１の上部１１ａ及び底部１１ｂのそれぞれに、貫通穴１７及び１８を形成し、貫通穴１７及び１８のそれぞれに、溶接によって、フランジ２１及び円環フランジ１３を固定する。次に、燃料ポンプ１２を、円環フランジ１３を介して燃料タンク１１の内部に挿入すると共に底部１１ｂに固定し、吐出管１６を、フランジ２１に形成された貫通穴２２に挿入する。ここで、貫通穴１７及び１８のそれぞれにフランジ２１及び円環フランジ１３を溶接固定しているため、フランジ２１及び円環フランジ１３の取り付け位置の精度が悪く、吐出管１６の位置と貫通穴２２の位置とがずれてしまう。その結果、吐出管１６を弾性変形させながら貫通穴２２に挿入しなければならなくなり、吐出管１６の固定部には、一般的に曲げ応力が掛かった状態になってしまう。しかし、この実施の形態に係る液化ガス燃料供給装置においては、吐出管１６の固定部に掛かる曲げ応力を緩和するために、小径穴２２ａの内径を吐出管１６の外径よりも十分大きくすることにより、貫通穴２２に挿入された吐出管１６が貫通穴２２内を移動可能となるため、吐出管１６は、吐出管１６の固定部に掛かる曲げ応力が緩和される位置に移動する。このとき、吐出管１６は、貫通穴２２に接触しない状態となっている。この状態で、第１シール部材２５の穴２５ａ１，２５ｂ１に吐出管１６を挿入し、第１シール部材２５を大径穴２２ｂ内に配置する。ここで、大径穴２２ｂの内径が第１シール部材２５のプレートリング２５ｂの外径よりも十分大きいので、吐出管１６が小径穴２２ａにおいてその中心からずれた位置にある場合でも、大径穴２２ｂの中心と第１シール部材２５の中心とがずれた位置関係で、大径穴２２ｂは第１シール部材２５を収容することができる。次に、フランジ２１の表面２１ａ上に吐出継手３０を配置すると共に吐出管１６をさらに貫通穴３１に挿入し、ボルト３８によって吐出継手３０をフランジ２１に固定する。上述したように、吐出継手３０とフランジ２１との固定位置は移動可能であるため、吐出管１６の固定部に掛かる曲げ応力が緩和された状態で、吐出継手３０をフランジ２１に固定することができる。吐出継手３０をフランジ２１に固定すると、第１シール部材２５のシールリング２５ａは、吐出継手３０とフランジ２１とによって押圧されて、その厚さが薄くなると共に外径方向に延びるように変形しようとする。しかし、シールリング２５ａは皿形状のプレートリング２５ｂに収容されているため、プレートリング２５ｂの側部２５ｂ３によってその変形が制限される。その結果、シールリング２５ａの吐出管１６への密着度が増すので、吐出管１６と吐出継手３０との間のシール性が向上する。最後に、吐出継手３０に過流防止弁３３を取り付ける。
【００１５】
次に、この実施の形態に係る液化ガス燃料供給装置の動作を、図１及び２に基づいて説明する。
燃料タンク１１内は、常温で約０．５ＭＰａの圧力になっている。燃料タンク１１内のＤＭＥは、図示しない吸入口から燃料ポンプ１２に吸入される。燃料ポンプ１２に吸入されたＤＭＥは、燃料ポンプ１２によって約３ＭＰａの圧力に昇圧された後、吐出管１６を流通し、吐出空間３６に流入する。ＤＭＥはさらに、過流防止弁３３を通過して燃料通路３を流通し、噴射ポンプ２によってエンジン１に供給される。尚、燃料通路３の損傷等によりＤＭＥが多量に流出するような場合には、過流防止弁３３が閉じることにより、ＤＭＥの流出が防止される。このような液化ガス燃料供給装置の稼動中、燃料ポンプ１２は脈動を起こすが、上述したように、吐出管１６の固定部は、曲げ応力が緩和された状態であるため、吐出管１６に疲労破壊を招くようなことはない。
【００１６】
このように、燃料ポンプ１２を燃料タンク１１の底部１１ｂに固定するようにして燃料タンク１１の内部に設けた液化ガス燃料供給装置１０において、一端が燃料ポンプ１２に固定された吐出管と、燃料タンク１１の上部１１ａに固定されたフランジ２１と、フランジ２１に設けられた貫通穴２２であって、吐出管１６の外径よりも大きい内径を有して吐出管１６の他端が挿入される貫通穴２２と、一端がエンジン１に接続された燃料通路３と、燃料通路３の他端が接続されると共にフランジ２１に固定される吐出継手３０と、吐出管１６と吐出継手３０との間をシールする第１シール部材２５と、フランジ２１と吐出継手３０との間をシールするＯリング２４とを備えることにより、吐出管１６が貫通穴２２内で移動して、吐出管１６の固定部に掛かる曲げ応力が緩和された状態にすることができる。また、吐出継手３０とフランジ２１との固定位置が移動可能であることにより、吐出管１６の固定部に掛かる曲げ応力が緩和された状態で吐出継手３０がフランジ２１に固定することができる。従って、吐出管１６の固定部に掛かる曲げ応力を緩和することができる。
また、上述したように、第１シール部材２５は、吐出管１６と吐出継手３０との間をシールするが、この圧力差は約２．５ＭＰａ（３．０ＭＰａ−０．５ＭＰａ）であり、非常に大きい。このため、第１シール部材２５からＤＭＥが漏出する可能性があるが、漏出先が燃料タンク１１内となるので、問題はない。さらに、第２シール部材は、吐出継手３０とフランジ２１との間をシールするが、この圧力差は、約０．４ＭＰａ（０．５ＭＰａ−０．１ＭＰａ（大気圧））であり、第１シール部材２５に掛かる圧力差と比べて小さいため、劣化や耐久性の点で有利である。
【００１７】
この実施の形態１では、第１シール部材２５として、皿形状の金属製のプレートリング２５ｂと、弾性体からなるシールリング２５ａとから構成されているものを使用したが、これに限定するものではない。図４（ａ）に示されるように、円環状の金属製のプレートリング３５ｂと、弾性体からなる円環状のシールリング３５ａとから構成された第１シール部材３５や、図４（ｂ）に示されるように、弾性体からなる円環状のシールリング４５ａの内部に、シールリング４５ａと同心状の円環状の金属製のプレートリング４５ｂとから構成された第１シール部材４５であってもよい。すなわち、プレートリング２５ｂ，３５ｂ，４５ｂはそれぞれ、吐出継手３０をフランジ２１に固定したときに、シールリング２５ａ，３５ａ，４５ａがそれぞれ変形されて小径穴２２ａ内に押し込まれてしまうことを防止するものであり、これを防止することができるようなものであれば、どのような形状であってもよい。
【００１８】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２に係る液化ガス燃料供給装置について説明する。尚、実施の形態２において、図１〜４の参照符号と同一の符号は、同一又は同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
この実施の形態２に係る液化ガス燃料供給装置は、実施の形態１に対して、第１シール部材が第２シール部材を兼ねるようにしたものである。
図５に示されるように、第１シール部材４５を使用し、第１シール部材４５が第２シール部材を兼ねることにより、第２シール部材であるＯリング２４が設けられていない。その他の構成については、実施の形態１と同じである。
【００１９】
第１シール部材４５は、シールリング４５ａが、吐出管１６の外周面と、フランジ部３０ａの表面３０ｃと、貫通穴２２の大径穴２２ｂの底面２２ｂ１とに密着している。これにより、第１シール部材４５は、吐出管１６と吐出継手３０との間をシールすると共に吐出継手３０とフランジ２１との間をシールする。従って、第１シール部材４５は第２シール部材を兼ねることができ、第２シール部材を省略することができる。
その他の構成は実施の形態１と同じであるから、実施の形態２に係る液化ガス燃料供給装置は、実施の形態１と同じ効果を得ることができる。
【００２０】
実施の形態１及び２では、液化ガス燃料としてＤＭＥを使用したが、これに限定するものではない。燃料タンク内に燃料ポンプを設けた液化ガス燃料供給装置であれば、どのような燃料であってもよい。
【００２１】
実施の形態１及び２では、吐出継手３０が燃料タンク１１の上部１１ａに設けられていたが、この形態に限定するものではない。燃料タンク１１の側部に設けられていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の実施の形態１に係る液化ガス燃料供給装置の構成である。
【図２】実施の形態１に係る液化ガス燃料供給装置の継手手段周辺の拡大断面図である。
【図３】実施の形態１に係る液化ガス燃料供給装置の第１シール部材の断面図である。
【図４】実施の形態１に係る液化ガス燃料供給装置の第１シール部材の変形例の断面図である。
【図５】実施の形態２に係る液化ガス燃料供給装置の継手手段周辺の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  エンジン（内燃機関）、３  燃料通路、１０  液化ガス燃料供給装置、１１  燃料タンク、１１ｂ  （燃料タンクの）底部、１２  燃料ポンプ、１６  吐出管、２１  フランジ（内側取付部）、２２  貫通穴、２４  Ｏリング（第２シール部材）、２５，３５，４５  第１シール部材、２５ａ，３５ａ，４５ａ  シールリング、２５ｂ，３５ｂ，４５ｂ  プレートリング、３０  吐出継手（外側取付部）。
【図１】
2008255849.tif 000003
【図２】
2008255849.tif 000004
【図３】
2008255849.tif 000005
【図４】
2008255849.tif 000006
【図５】
2008255849.tif 000007