(57)【要約】【課題】リターン燃料を冷却する構造を有し、さらに、リターン燃料が戻されるときに液面に落下することで気泡が発生するのを抑制する構造を有する燃料タンクを提供する。【解決手段】内部に燃料を収容する箱状容器からなり、エンジンから余剰燃料を返送するリターンパイプ６を上部に接続させた車両用の燃料タンクであって、タンク本体１内に取り付けられ、リターンパイプ６終端口の下方に張り渡した横板からなる冷却板８と、タンク本体１の上面部または走行風（白抜き矢印）の上流側の側壁部９の外面に設けた放熱フィン１１とを有し、冷却板８と側壁部９との間にわずかな隙間１０を設け、この隙間１０側の冷却板８の端部８ｃを側壁部９に近接するように下方に屈曲させた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に燃料を収容する箱状容器からなり、エンジンから余剰燃料を返送するリターンパイプを上部に接続させた車両用の燃料タンクであって、
上記タンク内に取り付けられ、上記リターンパイプ終端口の下方に張り渡した横板からなる冷却板と、
上記タンクの上面部または走行風の上流側の側壁部の外面に設けた放熱フィンとを有し、
上記冷却板と上記側壁部との間にわずかな隙間を設け、この隙間側の上記冷却板の端部を上記側壁部に近接するように下方に屈曲させたことを特徴とする燃料タンク。
【請求項２】
上記冷却板を、上記タンクにおける走行風の上流側を下方に傾斜させて上記タンク内に取り付けたことを特徴とする請求項１記載の燃料タンク。
【請求項３】
上記冷却板には、上記リターンパイプ終端口の直下から上記隙間へ蛇行しながら至る燃料流路を凹設し、
上記タンクの上面部には、上記燃料流路の位置に上記余剰燃料と接触する下向きの凸部を形成したことを特徴とする請求項１記載の燃料タンク。
【請求項４】
上記冷却板には、上記リターンパイプ終端口の直下から外方へ渦巻き状に延設された燃料流路を凹設し、
上記タンクの上面部には、上記燃料流路の位置に上記余剰燃料と接触する下向きの凸部を形成したことを特徴とする請求項１記載の燃料タンク。
【請求項５】
上記冷却板の上記側壁部側の端部付近に余剰燃料の塞止め部を突設し、この塞止め部には上記余剰燃料を下流側にオーバーフローさせる複数の流出溝を設けたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の燃料タンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トラック等の車両において、燃料を収容してエンジンに供給するとともに、エンジンで使用されなかった余剰燃料の返還を受ける燃料タンクの冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
トラック等の車両用エンジンにおいて、燃料は、図８、図９に示すような燃料タンクに収容されている。
この燃料タンクは、横置き筒状の胴部の両端を一対のエンドプレートで閉鎖してなるタンク本体１に、フィラーパイプ２、フィードパイプ３、ブリーザーパイプ４、リターンパイプ６などの配管類や液面センサー５などのセンサー類を取り付けて形成されている。
【０００３】
燃料は、燃料タンクからポンプ（図示せず）により吸い上げられ、フィードパイプ３によってエンジンへ供給される。フィードパイプ３で送られた燃料は加圧され、燃料噴射装置によってエンジンの燃焼室に噴射される。
エンジンで使用されなかった余剰燃料は、リターンパイプ６によって燃料タンクへと戻される。この余剰燃料（リターン燃料）は、ポンプで加圧されるとともにエンジンの熱で加熱されたことにより、高温なものとなっていた。
【０００４】
このように、高温のリターン燃料が燃料タンクに戻ることで燃料タンク内の燃料の温度が上昇すると、燃料の劣化が促進し、燃料噴射装置の噴射性能の低下を招いていた。
また、ポンプの高圧化に伴って経路を通過する燃料の流速が増したことにより、リターンパイプ６から燃料タンク内へ戻る際に、燃料に気泡が発生しやすくなっていた。このようにして気泡の混入した燃料がエンジンに供給されると、エンジンの性能が低下するおそれがあった。
【０００５】
このような問題に対し、従来では、エンジンから燃料タンクへリターン燃料を戻すリターンパイプの経路中に、燃料を冷却する空冷式の燃料クーラを設けたものがあった（特許文献１、特許文献２）。
しかし、このような燃料クーラを新たに設けると、燃料クーラを形成するための材料コストおよび加工コストがかかるとともに、車両内に燃料クーラの設置用スペースを確保する必要があった。
【０００６】
また、従来の燃料タンクには、リターンパイプを、燃料タンクに燃料を給油するフィラーパイプの内部まで延長して、リターン燃料を冷却するものがあった（特許文献３）。
しかし、このような燃料タンクでは、リターンパイプをフィラーパイプに沿うように加工して挿入するコストがかかっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２５００３５号公報
【特許文献２】特開２００６−４６２２５号公報
【特許文献３】特開２００９−１３２２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、リターン燃料を冷却する構造を有し、さらに、リターン燃料が戻されるときに液面に落下することで気泡が発生するのを抑制する構造を有する燃料タンクを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明において、上記課題が解決される手段は以下の通りである。
第１の発明は、内部に燃料を収容する箱状容器からなり、エンジンから余剰燃料を返送するリターンパイプを上部に接続させた車両用の燃料タンクであって、上記タンク内に取り付けられ、上記リターンパイプ終端口の下方に張り渡した横板からなる冷却板と、上記タンクの上面部または走行風の上流側の側壁部の外面に設けた放熱フィンとを有し、上記冷却板と上記側壁部との間にわずかな隙間を設け、この隙間側の上記冷却板の端部を上記側壁部に近接するように下方に屈曲させたことを特徴とする。
【００１０】
第２の発明は、上記冷却板を、上記タンクにおける走行風の上流側を下方に傾斜させて上記タンク内に取り付けたことを特徴とする。
【００１１】
第３の発明は、上記冷却板には上記リターンパイプ終端口の直下から上記隙間へ蛇行しながら至る燃料流路を凹設し、上記タンクの上面部には、上記燃料流路の位置に上記余剰燃料と接触する下向きの凸部を形成したことを特徴とする。
【００１２】
第４の発明は、上記冷却板には、上記リターンパイプ終端口の直下から外方へ渦巻き状に延設された燃料流路を凹設し、上記タンクの上面部には、上記燃料流路の位置に上記余剰燃料と接触する下向きの凸部を形成したことを特徴とする。
【００１３】
第５の発明は、上記冷却板の上記側壁部側の端部付近に余剰燃料の塞止め部を突設し、この塞止め部には上記余剰燃料を下流側にオーバーフローさせる複数の流出溝を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明によれば、上記タンク内に取り付けられ、上記リターンパイプ終端口の下方に張り渡した横板からなる冷却板と、上記タンクの上面部または走行風の上流側の側壁部の外面に設けた放熱フィンとを有し、上記冷却板と上記側壁部との間にわずかな隙間を設け、この隙間側の上記冷却板の端部を上記側壁部に近接するように下方に屈曲させたことにより、リターン燃料が冷却板上を走行風と逆向きに流れながら冷却され、隙間を通って側壁部を伝わりながら冷却されて液面に戻されるため、リターン燃料の劣化を防止することができる。
また、放熱フィンによって、冷却板および側壁部におけるリターン燃料の冷却性能を向上させることができる。
さらに、下方に屈曲した冷却板の端部により、リターン燃料が直接液面に落下せずに、穏やかに側壁部を伝って下降するため、液面に戻される際に気泡が混入することを防止することができる。
【００１５】
第２の発明によれば、上記冷却板を、上記タンクにおける走行風の上流側を下方に傾斜させて上記タンク内に取り付けたことにより、リターン燃料を走行風と逆向きに流しやすくして、リターン燃料を効果的に冷却することができる。
【００１６】
第３の発明によれば、上記冷却板には上記リターンパイプ終端口の直下から上記隙間へ蛇行しながら至る燃料流路を凹設し、上記タンクの上面部には、上記燃料流路の位置に上記余剰燃料と接触する下向きの凸部を形成したことにより、リターン燃料が蛇行する比較的長い燃料流路を通過するとともにタンクの凸部に接触するため、リターン燃料を効果的に冷却することができる。
【００１７】
第４の発明によれば、上記冷却板には、上記リターンパイプ終端口の直下から外方へ渦巻き状に延設された燃料流路を凹設し、上記タンクの上面部には、上記燃料流路の位置に上記余剰燃料と接触する下向きの凸部を形成したことにより、リターン燃料が比較的長い渦巻き状の燃料流路を通過するとともにタンクの凸部に接触するため、リターン燃料を効果的に冷却することができる。
【００１８】
第５の発明によれば、上記冷却板の上記側壁部側の端部付近に余剰燃料の塞止め部を突設し、この塞止め部には上記余剰燃料を下流側にオーバーフローさせる複数の流出溝を設けたことにより、リターン燃料を広範囲に分散して側壁部を伝わらせることができて、冷却性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る燃料タンクを示す斜視図である。
【図２】同燃料タンクの断面説明図である。
【図３】同燃料タンクの冷却板を示す斜視図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る燃料タンクの断面説明図である。
【図５】同燃料タンクの冷却板を示す斜視図である。
【図６】同燃料タンクのタンク本体の上面部の凸部を示す図面であり、（ａ）は平行直線状の凸部を示す部分切り欠き図、（ｂ）は同斜視説明図、（ｃ）は蛇行形状の凸部を示す部分切り欠き図、（ｄ）は同斜視説明図、（ｅ）は点線状の凸部を示す部分切り欠き図、（ｆ）は同斜視説明図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る燃料タンクの冷却板を示す斜視図である。
【図８】従来の燃料タンクを示す斜視図である。
【図９】従来の燃料タンクの断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態に係る燃料タンクについて説明する。
本発明の第１実施形態に係る燃料タンクは、図１に示すように、横置き筒状に形成した胴部の両端を一対のエンドプレートで塞いでなるタンク本体１に、各種の配管類やセンサーを取り付けてなる。タンク本体１は、上記のように筒体の両端をエンドプレートで閉鎖したものには限られず、上下２部材からなるモナカ形状でもよく、燃料を収容することができるその他の形状であってもよい。
タンク本体１の上面には、燃料タンクに燃料を給油するフィラーパイプ２、燃料を燃料タンクからエンジンへ供給するフィードパイプ３、空気抜きとしてのブリーザーパイプ４、および液面センサー５が接続されている（図９も参照。図２では配管等を省略している）。
また、タンク本体１の上面部において、車両に搭載した際に走行風（図２中の白抜き矢印）の下流側となる箇所には、エンジンで使用されなかった余剰燃料（リターン燃料）を燃料タンクへ送り返すリターンパイプ６が接続されている。
【００２１】
図２、図３に示すように、タンク本体１の内部には、横板状の冷却板８が張り渡されている。
この冷却板８には、タンク本体１の上面部に溶接するためのスポット溶接部８ａを四隅に突設し、また、フィードパイプ３やブリーザーパイプ４を貫通させるための逃げ穴８ｂを一部に穿設している。
冷却板８は、リターンパイプ６の終端の口よりわずかに低い高さ位置に取り付けられ、また、燃料タンクにおける走行風の上流側を下方に傾斜させてセットされる。
【００２２】
燃料タンクにおける走行風の上流側の側壁部（エンドプレート）９との間には、わずかな隙間１０が設けられている。この隙間１０の幅は、冷却板８を流れるリターン燃料が側壁部９を伝って燃料の液面に戻されることができる程度であることが望ましい。
また、冷却板８の隙間１０側の端部８ｃは、走行風の上流側の側壁部９に近接するように下方に屈曲している。
【００２３】
図１に示すように、タンク本体１の上面部の外面には、波板状の放熱フィン１１が二箇所に取り付けられている。また、図２に示すように、走行風の上流側の側壁部９の外面に放熱フィン１１を設けてもよい。さらに、燃料タンクが車両の側端位置に取り付けられる場合には、車両の正面側だけでなく側方側にも走行風が強く当たるため、この走行風が当たる側方側の側壁部にも、冷却板と側壁部との隙間および外面の放熱フィンを設けてもよい。
この放熱フィン１１は、図１に示すように波板状に加工したもののほか、複数の平板からなるものでもよく、走行風とリターン燃料との熱交換を促進することのできるその他の形状であってもよい。
【００２４】
このような冷却板８を設けた燃料タンクにおけるリターン燃料の流れを、図２の黒塗り矢印に示している。
リターンパイプ６の終端の口から戻されるリターン燃料は、直下に張り渡された冷却板８によって受け止められ、冷却板８の傾斜に沿って走行風と逆向きに流れながら、冷却板８およびタンク本体１を通じて走行風に冷却される。
リターン燃料が冷却板８の隙間１０側の端部８ｃに至ると、隙間１０から側壁部９を伝って冷却されながら、燃料の液面に戻される。冷却板８の端部８ｃを側壁部９に近接するように下方に屈曲したことにより、リターン燃料が側壁部９を伝って穏やかに流れやすくなり、リターン燃料が液面に戻されるときに気泡が混入するのを防止することができる。
また、タンク本体１の外面に放熱フィン１１を設けたことにより、リターン燃料が冷却板８上を流れ、側壁部９を伝って落ちる間の走行風との熱交換を促進することができ、リターン燃料の冷却性能を向上させることができる。
【００２５】
これにより、第１実施形態に係る燃料タンクでは、エンジンで高温となったリターン燃料を冷却して収容燃料に戻すことができ、燃料の劣化を抑制することができて、エンジン性能の低下を防止することができる。
また、リターン燃料が隙間１０から側壁部９を伝って穏やかに収容燃料の液面に戻されるため、燃料に気泡が混入することを防止し、エンジン性能の低下を防止することができる。
【００２６】
＜第２実施形態＞
図４、図５に示す第２実施形態に係る燃料タンクでは、プレス加工等により燃料流路１３を凹設した冷却板１２を設けている。
この冷却板１２も、リターンパイプ６の終端の口よりわずかに低い高さ位置に取り付けられ、また、走行風の上流側の側壁部９との間にわずかな隙間１０を設けている。
【００２７】
この冷却板１２は、図５に示すように、リターンパイプ６の終端口の直下から走行風の上流側まで、蛇行しながら形成された燃料流路１３を凹設している。燃料流路１３は、他の配管用の逃げ穴１２ｂを避けて形成されている。
このため、冷却板１２の隙間側を下方に傾斜させてタンク本体１内に取り付けてもよいが、図４に示すように、傾斜させずに水平にセットしてもよい。冷却板１２は、図４に示すように、燃料流路１３以外の部分でタンク本体１と溶接されている。
【００２８】
図５に示すように、この冷却板１２も、隙間１０側の端部１２ｃは側壁部９に近接するように下方に屈曲した屈曲端部として形成されている。
燃料流路１３とこの屈曲端部１２ｃとの間には、燃料流路１３よりも高い塞止め部１４を突設するとともに、この塞止め部１４には、塞き止められたリターン燃料を下流側の屈曲端部１２ｃへオーバーフローさせる複数の流出溝１５を左右に分散して設けている。
【００２９】
また、図４に示すように、タンク本体１の上面部には下向きの凸部１６を形成している。この凸部１６は、冷却板１２の燃料流路１３以外の部分よりも低位まで突出形成され、リターン燃料が燃料流路１３を流れるときにはリターン燃料に接触するようになっている。
また、図４では凸部１６と冷却板１２とは直接接触していないが、直接接触するようにしてもよい。
図６に示すように、この凸部１６の平面形状は、燃料流路１３に略一致する蛇行した形状（図６（ｃ）（ｄ））に形成してもよいし、燃料流路１３の直線部分に対応する複数の平行な直線状（図６（ａ）（ｂ）の１６ａ）に形成してもよいし、多数の小矩形状の凸部１６ｂを点線状（図６（ｅ）（ｆ））に配列してもよい。また、これらに限らず、下向きの凸部は、リターン燃料の流れを阻害しない適切な形状とすることができる。
【００３０】
図４に示すように、放熱フィン１１は、タンク本体１の上面において、凸部１６を設けたところに取り付けるようにすると、冷却性能が良好になる。また、放熱フィン１１を側壁部９の外面に取り付けてもよい。
【００３１】
このような燃料タンクでは、リターンパイプ６の終端の口から戻されるリターン燃料は、直下に張り渡された冷却板１２によって受け止められ、蛇行する燃料流路１３を走行風と逆向きに通過しながら冷却されて、塞止め部１４に設けた流出溝１５から広範囲に分散して流出し、隙間１０から側壁部９を伝って冷却されながら収容燃料の液面に戻される。
冷却板１２に蛇行する燃料流路１３を設けたことにより、リターン燃料が長い距離を通過するようになって、熱交換を行う表面積が大きくなり、冷却性能が向上する。また、燃料流路１３の下流に塞止め部１４を突設し、この塞止め部１４に複数の流出溝１５を形成したことにより、燃料流路が広範囲に分散して側壁部９を伝うようになり、冷却性能が向上する。
また、タンク本体１の上面部に、リターン燃料と接触する下向きの凸部１６を設けたことにより、放熱フィン１１と接触しているタンク本体１の上面部とリターン燃料が直接接触して熱交換が行われ、走行風によってリターン燃料を効率的に冷却することができる。
【００３２】
＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態として、燃料タンクをトラック等の車両の側端位置に搭載する場合には、走行風が燃料タンクの正面および側方の側壁部に強く当たることになるため、タンク本体１内に図７に示すような冷却板１７を略水平に張り渡してもよい。
この冷却板１７は、タンク本体１の走行風の上流側となる正面の側壁部９との間にわずかな隙間１０を設け（図２参照）、また、走行風の上流側となる側方の側壁部との間にもわずかな隙間を設けて取り付けられる。
【００３３】
この冷却板１７は、上記隙間側の端部を、上記側壁部に近接するように下方に屈曲した屈曲端部１７ｃとして形成している。
また、この冷却板１７には、リターンパイプ６（図２参照）から戻されるリターン燃料を貯める燃料プール部１７ａを凹設し、その周囲を塞止め部１４で囲み、塞止め部１４の上記正面および側方に塞き止められたリターン燃料を屈曲端部１７ｃへオーバーフローさせる流出溝１５を設けている。
この冷却板１７は、第２実施形態の冷却板１２と同様に、燃料プール部１７ａ以外の部分でタンク本体１と溶接される（図４参照）。
【００３４】
第３実施形態の燃料タンクでは、リターンパイプ６の終端の口から戻されるリターン燃料は、直下に張り渡された冷却板１７によって受け止められ、燃料プール部１７ａに一時的に貯められながら冷却されて、塞止め部１４に設けた流出溝１５から広範囲に分散して流出し、走行風の上流側の隙間から側壁部を伝って、冷却されながら収容燃料の液面に戻される。この燃料タンクでは、リターン燃料を、走行風の上流側となる正面および側方の広い範囲の側壁部に伝わらせることにより、リターン燃料を効果的に冷却することができる。
【００３５】
＜その他の態様＞
さらに、第２実施形態の別態様として、タンク本体１上面部の略中央にリターンパイプ６が接続される燃料タンクにおいては、内部に冷却板（図示せず）を張り渡し、この冷却板とタンク本体１の走行風の上流側の側壁部９との間に隙間１０を設けるとともに、冷却板には中央から外側へ渦巻き状に延びて隙間１０に至る燃料流路を凹設してもよい。
このときには、タンク本体の上面部に設ける下向きの凸部も、渦巻き状の燃料流路に沿って配設し、タンク本体がリターン燃料に接触して熱交換を行うようにする。
この別態様では、タンク本体１上面部の略中央にリターンパイプ６が接続される燃料タンクにおいても、リターンパイプ６の終端の口から戻されるリターン燃料が冷却板の比較的長い燃料流路を通過するようにして、効果的に冷却することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１  タンク本体
２  フィラーパイプ
３  フィードパイプ
４  ブリーザーパイプ
５  液面センサー
６  リターンパイプ
８  冷却板
８ａ  スポット溶接部
８ｂ  逃げ穴
８ｃ  （隙間側の）端部
９  （走行風の上流側の）側壁部
１０  隙間
１１  放熱フィン
１２  冷却板
１２ｂ  逃げ穴
１２ｃ  （隙間側の屈曲）端部
１３  燃料通路
１４  塞止め部
１５  流出溝
１６  （下向きの）凸部
１６ａ  （別態様の）凸部
１６ｂ  （別態様の）凸部
１７  冷却板
１７ａ  燃料プール部
１７ｃ  （隙間側の屈曲）端部
【図１】
2012116270.tif 000003
【図２】
2012116270.tif 000004
【図３】
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【図４】
2012116270.tif 000006
【図５】
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【図６】
2012116270.tif 000008
【図７】
2012116270.tif 000009
【図８】
2012116270.tif 000010
【図９】
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