(57)【要約】【課題】容器内の液体の流動エネルギーを有効に利用できる液体収容装置を得る。【解決手段】燃料タンクの底面にエネルギー変換装置１６が取り付けられる。エネルギー変換装置１６のケース１８内には、軸方向に移動可能にピストン２６が収容され、ピストン２６に取り付けられた磁石４４が、コイル４２内に位置している。車両に加速度が作用すると、容器内の燃料が流動し、燃料の一部は案内孔からケース１８内に流入してピストン２６を軸方向に移動させる。一体的に磁石４４も移動するので、磁石４４とコイル４２との電磁誘導により誘導起電力が発生する。【選択図】図３
2008199803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収容する容器と、
前記容器内に設けられ、収容された液体の流動エネルギーを電気エネルギーに変換するエネルギー変換装置と、
を有することを特徴とする液体収容装置。
【請求項２】
前記エネルギー変換装置が、
前記容器内に配設されるケースと、
前記ケース内に移動可能に収容された移動部材と、
前記移動部材の移動により電磁誘導を発生させる電磁誘導手段と、
前記ケースに設けられ前記容器内で流動した液体を前記移動部材に案内する案内孔と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の液体収容装置。
【請求項３】
前記案内孔の開口断面積が、前記ケースの外側から前記移動部材に向かって漸減されていることを特徴とする請求項２に記載の液体収容装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体収容装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体収容装置の一例として、自動車等の燃料タンク（容器）には、内部の燃料（液体）の流動を抑制する目的のために、たとえば特許文献１に示されるセパレータ等が設けられることがある。
【０００３】
しかし、このようなセパレータは、単に燃料の流動を抑制しているだけであり、燃料の流動エネルギーを他に活用することはできない。
【特許文献１】特開２００６−２０７４４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記事実を考慮し、容器内の液体の流動エネルギーを有効に利用できる液体収容装置を得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明では、液体を収容する容器と、前記容器内に設けられ、収容された液体の流動エネルギーを電気エネルギーに変換するエネルギー変換装置と、を有することを特徴とする。
【０００６】
本発明では、容器に設けられたエネルギー変換装置が、液体の流動エネルギーを電気エネルギーに変換するので、この電気エネルギーを用いて、他の装置等を電気的に駆動することが可能になる。すなわち、容器に収容された液体が流動すると、この流動エネルギーを電気エネルギーに変換して、有効に利用できる。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記エネルギー変換装置が、前記容器内に配設されるケースと、前記ケース内に移動可能に収容された移動部材と、前記移動部材の移動により電磁誘導を発生させる電磁誘導手段と、前記ケースに設けられ前記容器内で流動した液体を前記移動部材に案内する案内孔と、を有することを特徴とする。
【０００８】
したがって、容器内で流動した液体は、案内孔によって移動部材に案内される。そして、液体が移動部材に当たって、移動部材が移動すると、電磁誘導手段で電磁誘導が発生する。すなわち、液体の流動エネルギーが、電磁誘導により、電気エネルギーへと確実に変換される。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、前記案内孔の開口断面積が、前記ケースの外側から前記移動部材に向かって漸減されていることを特徴とする。
【００１０】
したがって、案内孔を流れる液体の移動速度は、移動部材に向かうにしたがって速くなる。このため、より確実に移動部材を移動させて、電磁誘導を発生させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は上記構成としたので、容器内の液体の流動エネルギーを有効に利用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１には、本発明の一実施形態の燃料タンク装置１２が示されている。この燃料タンク装置１２では、燃料タンク１４を有しており、その内部に燃料が収容されるようになっている。燃料タンク１４には、図示しない充填配管、供給配管、ベーパ配管等が接続されている。燃料タンク１４内への燃料充填は、この充填配管を通じて行うことができる。また、エンジン等への燃料供給は、供給配管を通じて行うことができる。さらに、燃料タンク１４内で発生した蒸発燃料は、ベーパ配管を通じて図示しないキャニスタ等に送られて所定の処理がなされる。
【００１３】
燃料タンク１４内には、エネルギー変換装置１６が配設され、燃料タンク１４の底面１４Ｂに取り付けられている。図２及び図３にも詳細に示すように、このエネルギー変換装置１６は、略円筒状のケース１８を有しており、ケース１８の外周には、平行な２つの平面部１８Ｆが形成されている。平面部１８Ｆの１つを、燃料タンク１４の底面に接触させることで、ケース１８を安定的に燃料タンク１４内に載置できるようになっている。
【００１４】
図４にも詳細に示すように、ケース１８内には、軸方向（以下、単に「軸方向」というときは、ケース１８の軸方向を言うものとし、図面において矢印Ａで示す）中央のピストン収容部２０と、このピストン収容部２０の両側の２つのコイル収容部２２とが形成されている。コイル収容部２２は、ピストン収容部２０よりも小径で、且つ軸方向の長さは長い形状とされている。
【００１５】
さらに、コイル収容部２２の周囲には、ケース１８の端面部１８Ｅからピストン収容部２０に連続する１又は複数の案内孔２４が形成されている。案内孔２４は、燃料タンク１４内で流動した燃料を、ケース１８の外部からピストン収容部２０内へと案内する作用を有している。特に、本実施形態では、案内孔２４を円錐台形状とし、その開口断面積がケース１８の端面部１８Ｅからピストン収容部２０に向かって漸減されている。したがって、案内孔２４内を流れる燃料の流速は、ケース１８の端面部１８Ｅ（外側）からピストン収容部２０に向かって速くなる。
【００１６】
ピストン収容部２０には、円板状のピストン２６が収容されており、軸方向（矢印Ａ方向）に移動（スライド）可能とされている。この移動は、ピストン２６がピストン収容部２０とコイル収容部２２との段差面部２８に当たることで、所定範囲に制限される。
【００１７】
また、ピストン収容部２０には、軸方向に沿って２本の案内突条２０Ｔが形成され（図５も参照）、これに対応して、ピストン２６には案内凹部２６Ａが形成されている。案内凹部２６Ａ内に案内突条２０Ｔが収容されることで、ピストン２６の回転や傾倒が防止され、軸方向の移動のみが許容されている。
【００１８】
ピストン収容部２０とコイル収容部２２の境界部分には、金属製の環状板部材３０が取り付けられている。図５にも詳細に示すように、環状板部材３０の外周近傍には、周方向に沿って複数（本実施形態では１枚の環状板部材３０に対し、周方向に一定の間隔をあけて４つ）の係合孔３４が形成されている。一方、ケース１８からは、これら係合孔３４のそれぞれに対応して、係合爪３６が突出されている。係合爪３６には、突出先端側のテーパー面３６Ｔと、このテーパー面３６Ｔの反対側の係合面３６Ｋが形成されている。環状板部材３０をケース１８に取り付けるときに、係合孔３４に係合爪３６を当てがうと、係合孔３４の孔縁の一部がテーパー面３６Ｔに接触する。ここで、環状板部材３０を押し込むと、係合爪３６が撓んで係合孔３４内に入る。そして、所定位置まで入ると係合爪３６が形状復元し、係合面３６Ｋが環状板部材３０に接触するので、抜け止めされる。このように、実質的に環状板部材３０を所定位置に当てがって押し込むだけの簡単な作業により、ケース１８に取り付けできるようになっている。
【００１９】
コイル収容部２２の端面（ピストン収容部２０と反対側の端面）にも、金属製の環状板部材３２が取り付けられている。これらの環状板部材３０、３２からは電極取付片３３が延出されており（環状板部材３２の電極取付片３３は図示省略）、電極３８、４０の一端が取り付けられている。電極３８、４０のそれぞれの他端はケース１８の外側に延出されており、外部に電力を取り出すことができるようになっている。
【００２０】
図３及び図４に示すように、コイル収容部２２内には、環状板部材３０、３２の間にコイル４２が収容されており、コイル４２の一端が環状板部材３０に、他端が環状板部材３２に接続されている。
【００２１】
また、ピストン２６には、中央部分から軸方向両側に向かって、円柱状の磁石４４が取り付けられている。磁石４４は、環状板部材３０の中央の孔部分を貫通するように配置されると共に、軸方向と直交する方向に見たときに部分的にコイルと重なる長さとされている。このため、ピストン２６の移動に伴って磁石４４がコイル４２内を移動することで、電磁誘導により誘導起電力が発生する。
【００２２】
磁石４４の先端とコイル収容部２２の端面の間には、コイルバネ４６及びダンパ４８が配設されており、ピストン２６をピストン収容部２０の軸方向中央に維持している。さらに、ピストン２６の軸方向への移動に対し、適度な抵抗を作用させると共に、軸方向中央位置へと戻す力を作用させている。
【００２３】
なお、図４では、向かって左側のコイル収容部２２内にはコイル４２を図示し、右側のコイル収容部２２内では、磁石４４、コイルバネ４６及びダンパ４８を示すために、コイル４２を省略している。実際には、右側のコイル収容部２２内にもコイル４２が収容され、さらにコイル４２の内側に、磁石４４の一部、コイルバネ４６及びダンパ４８が収容される。
【００２４】
図１に示すように、電極３８、４０には、磁石４４がコイル４２内を移動することで生じた交流を整流（正電圧化）する整流ブリッジ回路５０が接続されている。さらに、整流ブリッジ回路５０には、ポンプ５２が接続されている。ポンプ５２には、整流ブリッジ回路の他に、図示しないバッテリーも接続されており、整流ブリッジ回路５０とバッテリーのいずれか一方からの電力供給を受けて駆動される構成となっている。
【００２５】
なお、ポンプ５２は、本実施形態のエネルギー変換装置１６による電気エネルギーの供給先の一例であり、ポンプ５２以外の装置や部材に電気エネルギーを供給してもよい。また、供給先の種類に応じて、整流ブリッジ回路以外の回路を介在させたり、このような回路を省略したりしてもよい。
【００２６】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００２７】
燃料タンク装置１２が搭載された車両に、旋回や加減速により加速度が作用すると、燃料タンク１４に収容された燃料が流動する。燃料の一部は、案内孔２４によってケース１８内に流入し、ピストン収容部２０に至り、ピストン２６に当たる。そして、ピストン２６が、コイルバネ４６及びダンパ４８から作用する力に抗して、軸方向に移動する。
【００２８】
このとき、特に本実施形態では、案内孔２４の開口断面積が、ケース１８の端面部１８Ｅからピストン収容部２０に向かって漸減されており、案内孔２４内を流れる燃料の流速は、ケース１８の端面部１８Ｅ（外側）からピストン収容部２０に向かって速くなる。したがって、このように案内孔の開口断面積が漸減されていない構成と比較して、より確実にピストン２６を軸方向に移動させることができる。
【００２９】
ピストン２６が軸方向に移動すると一体的に磁石４４も移動するので、磁石４４とコイル４２との電磁誘導により誘導起電力が発生する。この電力が、電極３８、４０から整流ブリッジ回路５０によって整流され、ポンプ５２が駆動される。たとえば、ポンプ５２の駆動初期に、燃料の流動エネルギーから変換された電気エネルギーを用いて駆動させることができ、図示しないバッテリーの電力消費を抑制することができる。
【００３０】
もちろん、本実施形態では、上記から分かるように、燃料タンク１４内の燃料の流動エネルギー自体は小さくなるので、流動に伴う流動音の発生も抑制される。
【００３１】
なお、上記では、本発明のエネルギー変換装置として、ピストン２６が移動（スライド）することで、電磁誘導により誘導起電力を発生させる構成のものを例示したが、エネルギー変換装置はこのような構成に限定されない。たとえば、本発明の移動部材として、燃料タンク１４内の燃料の流動によって回転する回転部材を設け、この回転で電磁誘導を発生させる構成でもよい。
【００３２】
電磁誘導手段としても、移動部材の構成に対応して、効率的に誘導起電力を発生可能なものを採用できる。たとえば、磁石が固定され、コイルが移動して電磁誘導が生じる構成でもよい。
【００３３】
本発明のエネルギー変換装置の配設方向は、燃料タンク１４内での燃料流動の方向を想定して、ピストン２６を最も効果的に移動させやすい方向とすればよい。一般的には、車両の旋回や加減速で燃料が流動する場合が多いので、軸方向（矢印Ａ方向）が車幅方向又は車両前後方向と一致する方向とすればよい。また、車両を平面視したときの斜め方向（車幅方向にも車両前後方向にも交差する）に配置して、旋回と加減速の双方でピストン２６を効果的に移動させる構成でもよい。
【００３４】
また、上記では、本発明の液体収容装置として、燃料タンク１４内に燃料が収容される燃料タンク装置を挙げたが、液体収容装置は、このような燃料タンク装置に限定されない。要するに、液体を収容する容器を有し、この容器に加速度が作用すれば液体が流動するので、本発明の適用対象となる。たとえば、ウインドウォッシャ液を貯留するウォッシャ液タンクや、潤滑油を貯留するエンジンオイルパンを本発明に係る「容器」として挙げることができ、これら容器内にエネルギー変換装置を設ければ、本発明の液体収容装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態の燃料タンク装置の概略構成を燃料タンクの断面で示す概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態の燃料タンク装置を構成するエネルギー変換装置を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態の燃料タンク装置を構成するエネルギー変換装置を図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線で破断して示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態の燃料タンク装置を構成するエネルギー変換装置を図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線で破断して示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態の燃料タンク装置を構成するエネルギー変換装置を拡大して示す内部構成図である。
【符号の説明】
【００３６】
１２  燃料タンク装置（液体収容装置）
１４  燃料タンク（容器）
１６  エネルギー変換装置
１８  ケース
１８Ｅ      端面部
１８Ｆ      平面部
２０  ピストン収容部
２２  コイル収容部
２４  案内孔
２６  ピストン（移動部材）
２８  段差面部
３０  環状板部材
３２  環状板部材
３４  係合孔
３６  係合爪
３６Ｔ      テーパー面
３６Ｋ      係合面
３８  電極
４０  電極
４２  コイル（電磁誘導手段）
４４  磁石（電磁誘導手段）
４６  コイルバネ
４８  ダンパ
５０  整流ブリッジ回路
５２  ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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