(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車用の燃料タンクであって、
閉鎖可能な貫通開口を有するタンク壁を備えた燃料タンク本体、
第１端部と第２端部及び境界壁からなり、寸法がタンク本体より小さく、タンク壁の貫通開口を通してタンク本体内に挿入配置可能なリザーバ、
リザーバをタンク本体に結合する手段、および
第１端部と第２端部でリザーバの境界を定めている堅牢構成要素を備え、
前記リザーバは、少なくとも部分的にタンク本体内に導入された後に、タンク本体内でのリザーバ体積の増加をもたらす形状の変化とリザーバの挿入のためのタンク壁の貫通開口の断面積よりも大きなリザーバ最大断面積を作動位置にてもたらす断面積の変化とを生じるように少なくともその境界壁の一部分において変形可能であり、リザーバの境界壁の変形可能な部分がリザーバ両端の前記堅牢構成要素の間に存在しているものにおいて、
リザーバが第１端部と第２端部との間で軸方向に延在する構造のものであり、リザーバの第１端部と第２端部の堅牢構成要素のうちの一方が前記貫通開口側のタンク壁に結合されると共に、リザーバの第１端部と第２端部の堅牢構成要素のうちの他方が前記貫通開口に対面する側のタンク壁に結合され、タンク本体内でのリザーバ体積の増加をもたらすリザーバの形状変化の少なくとも一部がリザーバの軸方向寸法の減少により果たされていることを特徴とする燃料タンク。
【請求項２】
据付状態で上端部となるリザーバの端部においてリザーバの境界を定める前記堅牢構成要素が同時にタンク壁の前記貫通開口を閉じる閉鎖手段を兼ねていることを特徴とする請求項１に記載の燃料タンク。
【請求項３】
リザーバの横断面が円形であることを特徴とする請求項１に記載の燃料タンク。
【請求項４】
リザーバが制御下で燃料を給排するための貫通孔のみを有する壁を備えた閉鎖空間を画定していることを特徴とする請求項１に記載の燃料タンク。
【請求項５】
タンク本体が下方壁部分と上方壁部分を有し、
リザーバが自身の横方向の境界を定める境界壁を有し、この境界壁がタンク本体の下方壁部分と上方壁部分の間に延在していることを特徴とする請求項１に記載の燃料タンク。
【請求項６】
リザーバがリザーバ境界壁の変形可能部分を支持する支持手段を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の燃料タンク。
【請求項７】
リザーバの側壁の少なくとも一部分がタンク本体内へのリザーバの挿入中に受ける応力により変形可能であることを特徴とする請求項１に記載の燃料タンク。
【請求項８】
前記支持手段がタンク本体内へのリザーバの挿入中に受ける応力により変形可能であることを特徴とする請求項６に記載の燃料タンク。
【請求項９】
リザーバの応力下で変形可能な部分がタンク本体内でのリザーバの体積増加に際して応力を解放する手段を構成していることを特徴とする請求項１に記載の燃料タンク。
【請求項１０】
タンク本体の側壁の少なくとも一部分がタンク本体内での作動位置における応力によって変形されることを特徴とする請求項１に記載の燃料タンク。
【請求項１１】
前記支持手段がタンク本体内のリザーバの作動位置における応力により変形されることを特徴とする請求項６に記載の燃料タンク。
【請求項１２】
軸方向寸法減少後のリザーバの軸方向寸法がタンク壁の貫通開口を閉じる閉鎖部材と該閉鎖部材に対面する位置のタンク壁部分との間の間隔寸法にほぼ対応していることを特徴とする請求項１に記載の燃料タンク。
【請求項１３】
タンク本体が第１と第２の互いに対面する壁部を有し、
これら壁部にはリザーバの軸方向寸法の減少によって応力が生じ、この応力によってタンク本体の第１と第２の対面壁部の間にリザーバの筋交い構体が形成されることを特徴とする請求項１に記載の燃料タンク。
【請求項１４】
リザーバ内の燃料の作用によってリザーバの体積増加がもたらされることを特徴とする請求項１に記載の燃料タンク。
【請求項１５】
形状変化前の初期状態にあるリザーバ境界壁の変形可能部分が、形状変化の途中で少なくとも部分的に開かれる折込構造を有することを特徴とする請求項１に記載の燃料タンク。
【請求項１６】
リザーバ境界壁の変形可能部分が弾性変形可能な材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の燃料タンク。
【請求項１７】
リザーバに加わる軸方向荷重が結果的にその体積増加をもたらす変形となるようにリザーバ境界壁の変形可能部分が予め成形されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料タンク。
【請求項１８】
タンク本体内へのリザーバの挿入後にリザーバ境界壁の変形可能部分の形状変化に応答して前記支持部分も形状変化を受けるように構成されていることを特徴とする請求項６に記載の燃料タンク。
【請求項１９】
支持手段が弾性変形可能であると共に、リザーバの軸方向寸法の減少がリザーバの体積増加を生じる支持手段の変形をもたらすように該支持手段が予め成形されていることを特徴とする請求項６に記載の燃料タンク。
【請求項２０】
リザーバが折込構造の壁を含む第１と第２のほぼ截頭円錐形部分を有する中空体を含み、
各截頭円錐形部分の最大径部分が互い対面して連結されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料タンク。
【請求項２１】
一方の截頭円錐形部分の折込構造が他方の截頭円錐形部分の折込構造に対して折込の半ピッチだけリザーバ周方向に相対的に変位して配設されていることを特徴とする請求項２０に記載の燃料タンク。
【請求項２２】
折込構造の折込深さがリザーバ両端部から最大径部分へ向って増加していることを特徴とする請求項２１に記載の燃料タンク。
【請求項２３】
リザーバが長手軸方向に延在する部分を含み、この部分では截頭円錐形部分の折込構造が相互に重なっており、
一方の截頭円錐形部分の折込構造の各外側稜線が他方の截頭円錐形部分の折込構造の各内側稜線に入り込むようにしたことを特徴とする請求項２０に記載の燃料タンク。
【請求項２４】
リザーバの中空体がプラスチック材料のブロー成形品からなり、ほぼ蛇腹状にブロー成形された中空体がタンク本体におけるリザーバの機能的構造に対応する構成を有することを特徴とする請求項２０に記載の燃料タンク。
【請求項２５】
流出端部を有する給油管と、
リザーバ内に配設されたモータ駆動燃料ポンプとを更に含み、
リザーバが吸入開口部と少なくとも１つの溢流開口部を有する上部領域とを有し、
給油管の流出端部がリザーバの吸入開口部に接続され、
燃料が前記少なくとも１つの溢流開口部を通じてリザーバ外部へ流出してリザーバを包囲しているタンク本体内の領域に流入可能としたことを特徴とする請求項１に記載の燃料タンク。
【請求項２６】
リザーバが第１と第２の端部およびこれら各端部のそれぞれに堅牢構成要素を有し、吸入開口部がこれら堅牢構成要素の１つに設けられていることを特徴とする請求項２５に記載の燃料タンク。
【請求項２７】
リザーバが底部を有し、更に、
リザーバとはシールされた関係で前記底部の外側に設けられたチャンバと、
このチャンバ内に配設された推進ノズルを有するジェットポンプと、
モーター駆動ポンプで送り出された燃料の少なくとも一部を戻すために前記ノズルに接続された戻り導管と、
推進ノズルに対して作動対向関係に配置された捕獲ノズルと、
捕獲ノズルに接続され、リザーバ内に上向きに延在する溢流導管とを含んでいることを特徴とする請求項２５に記載の燃料タンク。
【請求項２８】
燃料送出しユニットを更に含み、
前記貫通開口に対向してタンク壁に前記送出しユニットの取付部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の燃料タンク。
【請求項２９】
リザーバ内に或る定められた最低量の燃料が常時が存在するように且つリザーバを包囲しているタンク本体の容積部分が実質的に空になったときだけ燃料レベルが前記最低量未満の値に下降し得るように前記リザーバをその周囲のタンク本体内部に対して封止する手段を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の燃料タンク。
【請求項３０】
閉鎖可能な貫通開口を有するタンク壁を備えた燃料タンク本体の内部で前記貫通開口側のタンク上壁と該タンク上壁に対面するタンク底部との間に装着され、
第１端部と第２端部及び境界壁を有し、寸法がタンク本体より小さく、前記貫通開口を通してタンク本体内に挿入配置可能な燃料タンク用リザーバであって、リザーバの両端のそれぞれに位置する第１と第２の不変形部分、およびリザーバをタンク本体に結合する手段を備えたものにおいて、
前記第１端部と第２端部との間で軸方向に延在する構造を有し、タンク本体内に装着される前はリザーバの最大径部分がタンク壁の貫通開口の断面積よりも小さくなるように軸方向長さが前記タンク上壁と前記タンク底部との間隔より長くなっており、少なくとも部分的にタンク本体内に導入された後の軸方向寸法の減少により、タンク本体内での作動状態におけるリザーバの最大径部分がタンク壁の貫通開口の断面積よりも大きくなるような構造的変化を生じるように前記第１と第２の不変形部分の間における境界壁の少なくとも一部が変形可能であることを特徴とする燃料タンク用リザーバ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば自動車用の変形可能なリザーバを内蔵する燃料タンクに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用の燃料タンクでは、タンク本体の内部にリザーバを組み込んであるのが一般的である。通常、このリザーバは、自動車のエンジンにガソリン又はディーゼル油などの燃料を供給するための燃料送出ユニットの一部をなしている。これに関連して、燃料タンクの全容積よりも実質的に小容積のリザーバは、例えばその燃料タンクを装備した自動車が長い曲線又は曲がりを通過中であったり、或いは自動車が水平でない姿勢にあるような不利な条件下でも、常に燃料ポンプの吸入部に適量の燃料が存在するようにする機能を確実にするように特別に工夫されている。これは、リザーバ内に最低量の燃料が存在すること、そしてリザーバ自体が対応する最低容積を有することを前提としている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
例えば熱可塑性プラスチックの押出ブロー成形などによって一部品で製造されるタンクでは、多くの場合、製造後にタンク本体の壁に形成される開口部を通してリザーバをタンク内に導入する必要が生じる。例えば、タンク内にリザーバを装着した後に閉鎖する前記開口部の安定性と密閉一体性の面から、該開口部は可能な限り小さくしておくことが望ましいが、この種の従来のタンクでは、開口部を通してタンク内に装着すべきリザーバが開口部の大きさに応じて例えば０．５〜１リットルの容量の小容積のものになるという不都合がある。この程度の容量のリザーバでは、前述のような実際面で生じる不利な条件の持続を考慮すると、その期間中はリザーバ内には周囲のタンク本体内容積部から燃料が全く流入しないか或いは流入しても僅かな量であるから、殆どの場合にリザーバの容量不足が問題となる。この問題に対して、リサーバを少なくともその境界壁の一部で変形できるようにし、燃料タンク本体内に挿入した後にリザーバが結果的に形状を変えてその容積を増加させると共にタンク本体内での断面積を変化させるようにすることは有効である。但し、このような対策は、実際面で付属部品を装備したリザーバを、タンク内への装着時の取扱いが容易で結果としてリザーバ容積の所望の増加をもたらすと言う両方の条件を満たすことができるように設計した場合にのみ適用可能となる。
【０００４】
本発明の主目的は、リザーバの挿入のためにタンク壁の開口部を広げることなくタンク内に一層大型のリザーバを適用可能な設計の燃料タンクを提供することにある。
【０００５】
本発明の別の目的は、付属部品を含めて、装着のための取扱い上の手順で悪影響を受けるような機能を要することなくタンク内への挿入と所定の形状姿勢への移行などの取扱いが困難無く行えるようにしたリザーバを組込んだ例えば自動車用の燃料タンクを提供することにある。
【０００６】
本発明の更に別目的は、究極的には実際の使用状況で生じるあらゆる負担に耐えるように燃料リザーバを内部に組込んだ自動車用燃料タンクを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的は、本発明の理念によれば、閉鎖可能な貫通開口を有するタンク壁からなるタンク本体を備えた自動車用燃料タンクによって解決される。このタンク本体の内部にはタンク本体より小寸法のリザーバが配置され、このリザーバはタンク壁の閉鎖可能な貫通開口を通してタンク本体内に挿入される。リザーバはタンク本体に適切に結合されている。このリザーバは、その境界壁の少なくとも一部で変形可能であり、リザーバを少なくとも部分的にタンク本体内に導入した後に形状を変えてタンク本体内での容積を増加し、しかも作動位置におけるリザーバの最大断面積がリザーバ装入のためのタンク壁の貫通開口の断面積よりも大きくなるような断面積の変化を生じることができるようにしてある。このリザーバは堅牢構成要素によって第１端部と第２端部で上下の境界が定められており、リザーバ境界壁の変形可能な部分はリザーバ両端の前記堅牢構成要素の間の領域に延在している。特に本発明による燃料タンクのリザーバは第１端部と第２端部との間で軸方向に延在する構造のものであり、リザーバの第１端部と第２端部の堅牢構成要素のうちの一方が前記貫通開口側のタンク壁に結合されると共に、リザーバの第１端部と第２端部の堅牢構成要素のうちの他方が前記貫通開口に対面する側のタンク壁に結合され、タンク本体内でのリザーバ体積の増加をもたらすリザーバの形状変化の少なくとも一部がリザーバの軸方向寸法の減少により果たされている。
【０００８】
ここで、本明細書において使用する「堅牢構成要素」という語は、例えば少なくともタンク壁に対応する堅牢度と強度を有する構造要素を意味するものと解釈すべきであることに注意されたい。この定義に従う堅牢構成要素はプラスチック材料によって例えば射出成形で製造可能である。堅牢構成要素は、いずれにせよリザーバの容積増加をもたらす境界壁よりも弾性変形能が著しく低く、従ってこれら堅牢構成要素は実質的に境界壁よりも堅牢である。
【０００９】
本発明の構成によれば、リザーバを簡単な操作でタンク内の所定位置に挿入配置することのできるプレハブユニット形態に設計することができる。両端部に堅牢構成要素が存在することは、リザーバをタンク壁に結合する際に特別の注意を払う必要が無いことを意味している。
【００１０】
リザーバの構成としては内部に閉鎖空間又はチャンバーを画定するような構成を容易に採用することができ、その境界壁には燃料の通過、或いはポンプや給油レベルセンサーその他の機器に対する電線を通すための幾つかの唯の孔を設けるだけでよい。
【００１１】
好ましくはリザーバの一端側の堅牢構成要素はタンク本体の底部に結合し、またリザーバの他端側の堅牢構成要素はタンク本体の上壁に結合して、リザーバをタンク本体の底部と該底部から間隔を開けたタンク上壁との間に装着する。両端の堅牢構成要素は、タンク本体に適切に支持させるか、タンク本体に取り付けるか、或いはタンク本体に対して載置することによってタンク本体の底部と上壁にそれぞれ固定できる。このようにして、リザーバの側壁をリザーバの長手方向のかなりの部分にわたって変形可能となるよう適合させることができる。
【００１２】
少なくとも横方向にリザーバ容積を増加させるリザーバの変形は、リザーバの軸方向寸法の減少と共に達成することが好ましい。この場合の構成は、タンク内に導入される前にはリザーバの長さがタンク本体の例えば上下の一対の対向壁間の間隔より長くなっており、リザーバが作動状態の形態になったときにはタンク本体の底壁と上壁との間に装着されたリザーバがこれら両壁間の補強構造としての筋交いを形成するような構成とすることができる。リザーバは軸方向の力の作用のもとにタンク内に導入され、この途中でリザーバがその長さを減少するような対向応力の作用を受けて少なくとも横方向に所望の容積増加をもたらす変形を受ける。この後、リザーバを作動状態の形状でタンク本体の一対の対向壁の間に保持させることができ、これは例えばタンク本体の底壁上にリザーバ下端を支承させてタンク本体の上壁の貫通開口周囲にリザーバ上端を適切に固定することで可能である。
【００１３】
本発明の更に好適な特徴によれば、リザーバ境界壁の変形可能な部分を例えばゴム又は適切なプラスチック材料などの弾性材料で成形することが一般的に望ましい。この場合、使用材料が機械的な負荷と応力に充分に耐え得ること、そしてタンク内に満たされる燃料に対して耐性であることだけが必要である。従って、境界壁の変形可能な部分は例えば管状或いは中空体状の壁部分で構成することができ、その両端で例えば硬い状態のプラスチック材料からなる前記堅牢構成要素に結合することにより、リザーバをこれら堅牢構成要素によって所定位置に適切に保持させることができる。これら堅牢構成要素はリザーバの長手軸に直交して延在することが好ましい。堅牢構成要素をタンク本体の底壁に相互に作動関係で結合すれば、これら堅牢構成要素を同時にモーター駆動ポンプのホルダーとして機能させることもできる。
【００１４】
リザーバの変形可能な部分の例えば管状壁部分の上端側の端部に位置してリザーバに対する閉鎖手段としても機能する一方の堅牢構成要素は、同時にリザーバ構体の挿入のためにタンク壁に設けられた貫通開口に対する閉鎖カバーとしても機能させることができる。リザーバの変形可能な部分の管状又は中空体状壁部分に対する変形可能な支持要素又は構造を、リザーバ両端の２つの閉鎖部材、即ち上下の堅牢構成要素の間に配置して結合することもできる。タンク内へのリザーバの挿入操作中には、リザーバ側壁の少なくとも一部の領域及び／又は前記支持要素又は構造は応力によって変形可能である。これは、例えばリザーバが荷重を受けていない状態になると原型に復帰するような構成の場合である。この場合、リザーバをタンク本体内に挿入するだけの目的には、リザーバはその最大断面積がタンク壁の貫通開口の断面積より大きくならない範囲で圧縮されるだけであろう。但し、これに対して、特にリザーバ側壁及び／又は支持要素や支持構造が応力を受けてない状態にある非負荷状態でリザーバをタンク内に導入できるよう設計したリザーバも可能であり、この場合は、例えばリザーバを長手軸方向に縮ませることにより、その作動に必要な形状にすることができる。リザーバは弾性変形してその作動状態の形状となり、これは両端の閉鎖部材すなわち堅牢構成要素間に或る力が作用されることで生じる。但し、リザーバの容積を少なくとも横方向に増加させるためのリザーバの変形に必要な力は極めて僅かであるので、閉鎖部材すなわち堅牢構成要素がタンク壁に与える結果的な応力も極めて僅かで無視することができる程度のものとなる。
【００１５】
特に有利な本発明の別の実施態様によれば、リザーバの変形可能な壁部分には折込構造を備えており、この折込構造はリザーバの変形可能な壁部分の形状変化の途中、即ち、リザーバ容積の増加途中で少なくとも部分的に開かれるようになっている。この場合、リザーバは互いに最大径部分で結合して一体となった第１と第２のほぼ截頭円錐形部分から成ることが望ましく、一方の部分の折込構造は折込幅の半分だけ他方の部分の折込構造に対して相対的に周方向に変位されている。
【００１６】
リザーバが非負荷状態のときの構成とは無関係に、リザーバの支持素子又は支持構造及び／又は側壁によりリザーバの長手方向における寸法を増加させる方向に作用する軸方向応力は、タンク本体の底壁とその対向壁であるタンク上壁との間でリザーバに筋交いの機能を与える目的に利用可能である。この目的のため、両対向壁間の間隔を増加させるような方向にリザーバの両端部における２つの堅牢構成要素を押圧付勢する残留応力が少なくとも存在しなければならない。
【００１７】
いずれにせよ、本発明の実施に際しては、リザーバの初期容積はその変形可能な壁部分の直径の増加により約１．５〜２倍に増加させることができる。本発明の他の特別の利点は、その適用にあたり著しいコスト増加をもたらさないことにある。
【００１８】
本発明の更なる目的、特徴及び利点については、本発明の好適な実施態様に関する以下の説明から明らかである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１〜図５を全体的に参照して、符号１０は例えば自動車用の燃料タンクを表し、このタンクは、例えばガソリン又はディーゼル油を収容する目的に使用可能であり、しかも例えばプラスチック材料の押出ブロー成形法を利用して一部品で適当な様式に製造可能である。燃料タンク１０は、貫通開口１４を形成した上壁１２を有するタンク本体からなり、この貫通開口は例えば上壁１２の適切な部分を切り欠くことで作成可能である。全体を符号１８で示す燃料送出しユニットは予め別に準備されており、貫通開口１４を通して燃料タンク１０のタンク本体内に装着される。貫通開口１４は必ずしも必要ではないが全体としてほぼ円形の開口となっている。
【００２０】
燃料送出しユニット１８は内部が燃料で満たされるリザーバ２８を含み、その機能は本質的には燃料タンク１０が装備されている自動車のエンジンに対して燃料を間違いなく供給することを確実にする点にある。
【００２１】
燃料送出しユニット１８は、その上下の各端部にそれぞれ高強度の堅牢構成要素、詳細には少なくとも実質的に変形不能な下端部２０と少なくとも実質的に変形不能な上端部２１とを備え、これら各端部がリザーバ２８の両端部を画定している。２つの堅牢構成要素からなる下端部２０と上端部２１は、例えばバネ鋼又は適合するプラスチック材料などの高強度で弾性変形可能な材料からなる複数の例えば８本の棒又はバー２４から成る支持構造２２により相互に連結保持されている。棒２４は、好ましくは燃料送出しユニット１８の周縁部で好ましくは互いに等間隔で離れた関係に配列されている。棒２４から成る支持構造は、その外側で例えばゴム又はプラスチック材料などの好適には弾性変形可能な材料の少なくとも実質的に管状の部分２６で包囲されている。管状部分２６は、実際のリザーバ２８の実質的部分を画定し、この実質的なリザーバ部分から燃料が取り出されて、この燃料タンク１０を装備している自動車のエンジンに供給される。管状部分２６には下端部２０と上端部２１の双方に密封結合されており、これにより好ましくは少なくとも横断面でほぼ円形となっているリザーバ２８がリザーバに出入りする燃料供給および送出導管以外は周囲大気に対して適切に閉鎖されるようになっている。
【００２２】
燃料送出しユニット１８の下端部２０は全体的に板状すなわちディスク状の形状になっており、リザーバ２８の周壁を形成している管状部分２６で包囲された空間内には適当な電動機で駆動される燃料ポンプ３２が配設されている。符号３４は燃料ポンプ３２からこの燃料タンク１０を装備している自動車のエンジンに至る燃料供給管を表している。リザーバ２８内には圧力調整器３６が含まれ、図３において符号３８で示す戻り管がこの圧力調整器からリザーバ２８の内部に延在している。この組立構体で果たされる動作は、通常は燃料ポンプがエンジンの最大作動状態に要求される量より多い量の燃料を単位時間あたりに連続的に送出す形式である。圧力調整器３６は、図１に矢印で模式的に示されているように圧力調整器３６内で戻り管３８を通してリザーバ２８内に戻される余分な燃料を分岐させる機能を果たす。
【００２３】
自動車のエンジンに作動状態に応じて要求される量の燃料を供給する燃料供給管３４は、燃料送出しユニット１８の円形の上端部２１を液密シールされた状態で貫通している。上端部２１は別の貫通通路を更に備え、この通路を通して燃料ポンプ３２への電力供給またはリザーバ２８内の燃料レベルを測定する燃料レベルゲージ測定装置５０の表示システムへの接続用の電線４０、４２が同様に液密シール状態で貫通している。
【００２４】
リザーバ２８を備えた燃料送出しユニット１８は、図１に示す状態から始まって先ず燃料タンク１０のタンク本体の上壁１２の貫通開口１４を通してユニットとして挿入され、その下端部２０が燃料タンク１０の底壁４４上に載置されるように燃料タンク１０のタンク本体内に配置される。この目的のため、燃料タンク１０の底壁４４には例えば環状リブの形態のホルダー４６が設けられており、このホルダーの内周形状は燃料送出しユニット１８の下端部２０の外周輪郭に適切に一致し、従って下端部２０とタンク底壁４４との間に確実な係止結合状態をもたらす。この場合、下端部２０は図２に示すようにホルダー４６内に緩く嵌合すれば充分である。ホルダー４６は燃料タンク１０の底壁４４の内面上に一体的に形成可能であるが、例えば貫通開口１４を通してタンク本体内に導入した別部品の環状のホルダーを底壁に固着するようにしてもよい。
【００２５】
燃料送出しユニット１８が図２に示した配置構成になったら、軸方向の力を下端部２０に向かう方向に上端部２１に作用させる。この力により、燃料送出しユニット１８の周面での支持構造の棒２４の変形が起こり、これが各棒２４の外方へ向う撓み運動となって結果的に各棒２４を包囲している管状部分２６が対応して拡径変形する。例えば、図１及び図３に示すように外方に向いた折込部４７が支持構造２２の棒２４に形成されており、この折込部４７はいずれにせよ棒２４を燃料送出しユニット１８にかかる軸方向の力の作用によって確実に外方へ撓ませることができる。尚、管状部分２６は、支持構造２２が撓み変形した後の拡大された外寸法を有する容易に変形可能な非弾性材料で構成することも可能であることは述べるまでもない。
【００２６】
燃料送出しユニット1８にかかる軸方向の力により下端部２０に向かう上端部２１の軸方向変位は、上端部２１のフランジ部４８が、タンク上壁１２の外側で貫通開口１４の周囲に設けられた接続リム４９によって支承されることにより制限される。図３に示すように、この組立構体の最終的な固有の形状姿勢では、上端部２１が同時にタンク本体の上壁１２の貫通開口１４を閉鎖するカバーとして機能する。上端部２１は例えばキャップ又はユニオンナット、バイヨネット固定等による任意の適合する通常の様式でタンク本体の上壁１２に固定可能である。
【００２７】
先に述べたように、リザーバ２８は、タンク本体内への導入に必要な断面積に調節されるように、即ち貫通開口１４を通してタンク本体内に挿入できるような太さに応力の作用のもとで変形され、且つ組立構体の作動にも適応する構成に設計することもできる。次いでリザーバ２８が例えば管状部分２６に当接している支持構造２２の力のもとにタンク本体内で膨張する際、残留応力がリザーバの境界壁たる管状部分２６及び／又は支持構造２２内に存在しても良く、この残留応力によりリザーバがタンク本体の互いに対面する２つの壁１２と４４の間で筋交いの機能を果たすことになる。
【００２８】
リザーバの側壁部分は弾性を伴わずに変形可能とすることもでき、リザーバ２８が対応する変形を経験する支持構造２２を備えていない場合、リザーバ２８内に流れる燃料の内圧だけで膨張が生じるようにすることもできる。
【００２９】
図３は最終的な作動状態の形状姿勢にある燃料送出しユニット１８をする燃料タンク１０を示している。燃料送出しユニット１８はリザーバ２８を含み、その容積は図１及び図２に示した非変形状態にある燃料送出しユニット１８のリザーバ２８の容積より大きくなっている。
【００３０】
燃料タンク１０内に燃料送出しユニット１８を装着した後、燃料送出しユニット１８の堅牢構成要素は図３に示す位置を保ち、これによりタンクの全実用寿命を通じて所望の増加したリザーバ寸法が与えられる。タンク内に装着された後のリザーバ２８は、その構成、従って、その容積にそれ以上の変化がないので、少なくとも特定の給油レベルに関してリザーバ２８内に存在する燃料の量はリザーバ２８内に配設されている給油レベルゲージ測定装置５０により正確容易に確認することができる。
【００３１】
電動機駆動の燃料ポンプ３２もリザーバ２８内に配置されており、これは２段階の設計にすることができる。この場合、ポンプの第１段階は燃料を燃料送出しユニット１８とリザーバ２８を包囲している燃料タンク１０内のタンク室すなわちチャンバー３０からリザーバ２８内に送り込む。この目的のため、燃料送出しユニット１８の下端部２０には閉鎖可能な通路を設けることができ、この通路を通じて燃料はチャンバー３０からリザーバ２８内に吸引される。次に燃料ポンプ３２は第２段階で燃料をリザーバ２８の内部から吸引し、この燃料をエンジンに送出する。既に述べた如く、圧力調整器３６はエンジンの要求量に対して余剰となる量の燃料をリザーバ内に戻す働きをする。
【００３２】
図６は本発明による燃料タンクの別の実施形態を示しており、この別の実施形態では図１〜図５に示した実施態様と構造面ではほぼ対応するので、同様な部分については更に詳細な説明は必要ではない。同様の理由で、図６には先の実施形態と対応する構成要素には１００を加えた点を除いて同じ符号を付してある。
【００３３】
図６から理解されるように、図１〜図５の実施態様と図６の実施態様の実質的な差違はタンク１１０の給油接続部、即ちタンク首部１６２から燃料送出しユニット１１８に至る給油管１６０がタンク１１０に装備されている点にある。高強度の堅牢構成要素からなるリザーバ上端部１２１には管状延長部１６４が備えられ、この延長部１６４は送出しユニット１１８の長手軸とほぼ同軸関係に設けられ、その下端は膨張可能な管状部分１２６とその支持構造１２２に結合されている。上端部１２１の管状延長部１６４には、タンク１１０に首部１６２を通して燃料が充填される際に、その燃料が給油管１６０を通してまず先に送出しユニット１１８に流入してリザーバ１２８内に入るように、給油管１６０の出口端、即ち排出端部を受入れる孔１６６が設けられている。従って、いずれにせよ少量の燃料しかタンク１１０内に導入されない場合でも図示の構成によりリザーバ１２８内には燃料が確実にあることになり、必然的に燃料ポンプの吸入口がリザーバ１２８内から燃料を吸引してタンク１１０を装備している自動車のエンジンに供給することが可能である。
【００３４】
管状延長部１６４には、少なくとも１つ、好ましくは複数個の付加的な孔１６８が設けられており、給油中にリザーバ１２８が燃料で満たされるとこの孔１６８のレベルに達した余剰燃料が該孔を介してリザーバ１２８から燃料タンク１１０のタンク室１３０へ流れ込むようになっている。
【００３５】
図６に示した構成は、自動車のタンクに最初に燃料を給油する操作に対して特に有利であり、これは最初の給油では特別な燃料を使用するように意図されており、その点ではコスト上の理由から例えば１〜２リットルの少量の燃料しか給油されないからである。いずれにせよ、図示の構成により、給油される燃料が少量の場合でもエンジンに燃料を供給するポンプの吸入口の領域には確実に燃料が存在することになる。更に、例えば自動車の通常の使用状況においてタンクが完全に空の状態となるなどの他の状況下においても、図示の構成によれば少量の補給燃料さえあれば確実にエンジンの再スタートのための燃料をリザーバ内に給油してエンジンに適切に供給できることになる。
【００３６】
図６に示した実施態様も、図１〜図５で符号２６で示したように、或いは図６に符号１２６で示したように、それぞれリザーバ２８又は１２８内の燃料の作用で膨張される燃料送出しユニットの使用を可能するものである。この場合、それぞれ図１〜図５或いは図６において符号２２又は１２２で示したような付加的な支持構造はなくてもよい。
【００３７】
リザーバ又は送出しユニットの周壁部分を、支持構造２２の支持棒２４の機能を代わりに果たすことのできる肉厚の補強部分を備えた自己支持性の可撓性管状又は中空体構造とすることも可能である。この構成では、おそらくは一体型の支持構造と併せて１つの一体型の壁部分がそれぞれ送出しユニット１８又は１１８の両端を形成する上端部２１と下端部２０或いは上端部１２１と下端部１２０の間に延在することになろう。
【００３８】
図７は、図６に示した実施形態とほぼ対応する本発明の更に別の実施形態を示しており、図１〜図５とは符号に１００を加えてある点を除いて同様の構成要素が図６に対応するように同じ符号で示してある。
【００３９】
図７を参照すると、送出しユニット１１８は下端部１２０に符号１５２で示す凹部或いは室を備え、この室１５２はリザーバ１２８外側にあるタンク１１０の容積部分と連通している。この連通は、例えば下端部１２０を通して延在してタンク室と室１５２に開口する通路により形成可能である。戻り導管１３８は下端部１２０に対してシールされている室１５２内に開口している。この戻り導管１３８の開口端は推進ノズル１５４を備え、このノズル１５４はほぼ垂直に延在している戻り導管１３８に対して室１５２内で角度が付けられ、且つ吸引ジェットポンプを形成するように捕獲ノズル１５６に対向配置されている。捕獲ノズル１５６には上昇管１５８が接続され、この上昇管は上端でリザーバ１２８内の上部領域に開口している。従って、良く知られた様式で戻り管１３８を通して戻ってくる燃料の流体エネルギーがリザーバ１２８の外側のタンク１１０の容積部から燃料を吸引してリザーバ１２８内に流入させるのに利用される。本実施形態において、リザーバ１２８は、リザーバ１２８内の燃料レベルの測定を容易にするためタンク１１０内の包囲空間について下端部１２０の領域で密閉してもよい。
【００４０】
ここで、さらに別の実施形態を示す図８〜図１１を参照する。ここでは再び図１〜図７に示したような一般的構造と同様のものを示しているので、この点において図８〜図１１の構成についての更なる詳細な説明は必要としない。更に図８〜図１１では符号に更に１００を加えて示してある点を除き、図６と図７に示したものと同じ符号で対応する構成要素を表してある。
【００４１】
図８〜図１１の実施形態において、リザーバ２２８は予め形成された折込部、即ち蛇腹状の幾何形状を備えた壁構造を有する中空体によりその周壁が画定されている。個々の折込部、即ち蛇腹は、折込みが開かれた際にリザーバが拡径膨張を起こすような構成になっている。
【００４２】
ここで更に特別に図８を参照すると、リザーバ２２８を有する送出しユニット１１８が伸長状態にある様子が示されており、この場合、上端部２２１と下端部２２０はリザーバ２２８は、例えば図１１に示す作動姿勢にあるときよりも互いに更に離れた状態になっている。送出しユニット２２８が燃料タンク２１０内に挿入されると、図２に示した状態に対応する状態から始まって、中空体形状のリザーバ２２８が形状を変えられ、かくして蛇腹構造になっている中空体の壁部２２６が拡径され、同時に図９に符号２７４ａ、２７４ｂで示す折込部が膨張される。中空体の形状変化の終了時点では、リザーバ２２８は、その燃料タンクが装備されている自動車の作動中に亘って保持される先述の固有の機能形状姿勢となる。
【００４３】
更に詳細に説明すると、リザーバ２２８の壁部２２６は図８及び図９に示すように２つのほぼ截頭円錐形の部分２２６ａ、２２６ｂからなり、これら２つのほぼ截頭円錐形部分２２６ａ、２２６ｂはそれぞれの最大径端部において互いに結合して一体化されている。尚、截頭円錐形という語は、例えば一般的な意味では中空体にせよその周面が円滑な円錐面であると解釈されることがあるが、本明細書では周面に折込部、即ち蛇腹構造が含まれるため、その折込部又は蛇腹構造の図９にそれぞれ符号２８０ａ、２８０ｂで示したような外側稜線により画定される概念上の周面を包含する意味をもつものと解釈すべきである。
【００４４】
図８〜図１１に示した実施形態においては、截頭円錐形部分２２６ａ、２２６ｂは互いに同じ長さのものであり、截頭円錐形部分２２６ａ、２２６ｂの折込部は例えばリザーバ２２８の周方向における折込幅の半ピッチだけ相互に変位した関係で配列されている。この構成と配列により２つの截頭円錐形部分２２６ａ、２２６ｂの間の遷移領域２７８においては一方の截頭円錐形部分２２６ａの折込部２７４ａの外側稜線２８０ａがそれぞれ他方の截頭円錐形部分２２６ｂの折込部２７４ｂの内側稜線２２８ｂ内に入り込んでいる。その結果、遷移領域２７８においては、截頭円錐形部分２２６ｂの折込部２７４ｂの外側稜線２８０ｂはそれぞれ截頭円錐形部分２２６ａの折込部２７４ａの内側稜線２２８ａ内に続いている。それにより、それぞれ相手側の截頭円錐形部分の内側稜線内に截頭円錐形部分２２６ａ又は２２６ｂの外側稜線が続く配列が結果として遷移領域２７８の構成となり、これは図９から特に明瞭に理解することができる。図９で上方側の截頭円錐形部分２２６ａの折込部の端部領域と下方側の截頭円錐形部分２２６ｂの折込部の端部領域は相互に重なり合う関係になっている。このような特に簡単な様式の折込みの幾何学的特性により、リザーバ２２８の直径と容積の増加と併せて折込部２７４ａ、２７４ｂの膨張が可能となり、この膨張が起きると２つの截頭円錐形部分２２６ａ、２２６ｂの円錐の頂角は拡大方向に変化する。
【００４５】
リザーバ２２８の壁部２２６を形成している中空体は例えばポリプロピレン、ポリアミド又はＨＤ−ポリエチレンを始めとするプラスチック材料の如き適当な材料でブロー成形法により一部品として製造できる。この場合、ブロー成形金型内に例えば図１１に示したようなリザーバ２２８の機能的な構造に対応した構成を持たせる方法を採用することが好ましい。これは、リザーバ２２８を燃料タンク２１０の本体内に導入する目的上、リザーバ２２８が適当な張力によりその最大径が燃料タンク２１０の壁２１２の貫通開口２１４の口径程度となる伸長又は延伸した形状にされることを意味している。下端部２２０が例えば図２に示したように、或いは図１１の本実施形態との関連において燃料タンク２１０の底壁２４４上に着座する位置に到達した直後に、リザーバ２２８は内部応力で図８に示した伸長状態となるように延ばされ、その際に既に発生した応力の作用でリザーバ２２８が自動的に図１１に示す機能的な作動状態の姿勢に対応する初期姿勢を呈するように完全に解放される。
【００４６】
リザーバ２２８の部分的な膨張は、燃料タンク２２０内へ挿入される際も起こり得ることが理解されよう。
【００４７】
いずれにせよ、リザーバ２２８又はその壁部２２６は実際上は応力が無い状態であり、従ってリザーバの通常の作動中は少なくとも実質的に負荷のかかる状態が永久的に無く、この状態は上述の構成によって通常の燃料タンク２１０とリザーバの使用寿命に対応するように長期にわたって維持することが可能である。
【００４８】
図８〜図１１に図示した実施形態においては、各截頭円錐形部分２２６ａ、２２６ｂは２０個の折込部を含む。既に説明した如く、遷移領域２７８の構成によりリザーバ２２８の形状を変えることが容易になる。多かれ少なかれ、自動的に発生するリザーバの膨張が起きると、その中央領域の直径は例えば１５２ｍｍから約２００ｍｍ迄拡大でき、リザーバ長さは２００ｍｍから１８０〜１７０ｍｍまで縮小される。リザーバ２２８を構成している中空体の壁部２２６の厚さは例えば０．８〜１．５ｍｍの範囲内にすることができる。
【００４９】
図８〜図１１の実施形態における前述の折込構造の幾何学的形態は、例えば図１〜図５の実施態様の支持構造２２に対応する支持構造を通常は付加的に提供する必要がないほどの充分な剛性をリザーバ２２８又はその壁部２２６に与える。但し、適切な支持構造の付加は除外されるべきではないことは勿論である。
【００５０】
図１１に示した室２５２は図７の実施形態の場合と同様にリザーバ２２８の外側のタンク容積部２３０と連通する。この目的で、送出しユニット２１８の下端部２２０には図１１の横断面に示すような通路２８６を設けることができる。先に説明した如く、図７の実施形態では、図１１に示す通路２８６に対応した通路によって室１５２とリザーバを包囲するタンク容積部との間を連通を形成することができる。
【００５１】
図８〜図１１の実施形態においても、図１〜図７の実施形態に対応して燃料の供給と送出しを行う装置を設けることもでき、この場合、燃料の供給、送出し、および搬送のための手段の適用は本発明の範囲を逸脱することなく包含される種々の適用可能な要求や決定要因に依存する。
【００５２】
本発明の前述の各実施形態は単に本発明の理念の例示として述べたに過ぎず、本発明の技術思想と範囲から逸脱することなく種々の改変と代替をなし得ることは述べるまでもない。
【００５３】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明によればリザーバの挿入のためにタンク壁の開口部を広げることなくタンク内に一層大型のリザーバを適用可能な燃料タンクを提供することができ、付属部品を含めて、装着のための取扱い上の手順で悪影響を受けるような機能を要することなくタンク内への挿入と所定の形状姿勢への移行などの取扱いが困難無く行えると共に、実際の使用状況で生じるあらゆる負担に耐えるようにリザーバを組込んだ自動車用の燃料タンクを提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるリザーバ付き燃料送出しユニットを備えた燃料タンクをリザーバ付き燃料送出しユニットがタンク外部で初期状態にある様子を示す縦断面図である。
【図２】依然として初期状態にある燃料送出しユニットがタンク内に挿入された状態を示す図１の燃料タンクの縦断面図である。
【図３】燃料送出しユニットが装着されて変形された状態にある様子を示す図１及び図２の燃料タンクの縦断面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線矢視断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態の図１〜図３に対応する縦断面図である。
【図７】燃料送出に関与する部分の詳細を示す図６に対応した部分縦断面図である。
【図８】タンク内へ挿入する時点でのリザーバの様子を縦断面で示す別の実施形態の模式図である。
【図９】少なくとも部分的に膨張した状態にある図８のリザーバの斜視図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線矢視断面図である。
【図１１】燃料タンク内で機能状態に装着されたリザーバの構成を図７に対応して示す縦断面図である。
【符号の説明】
１０：燃料タンク
１２：上壁
１４：貫通開口
１８：燃料送出しユニット
２０：下端部
２１：上端部
２２：支持構造
２４：棒
２６：管状部分（境界壁）
２８：リザーバ
３０：タンク室（チャンバー）
３４：燃料供給管
３６：圧力調整器
３８：戻り管
４０：電線
４２：電線
４４：底壁
４６：ホルダー
４７：折込部
４８：フランジ
４９：リム
５０：燃料給油レベルゲージ
１１０：タンク
１１８：燃料送出しユニット
１２０：下端部
１２１：上端部
１２２：支持構造
１２６：管状部分
１２８：リザーバ
１３０：周縁領域
１３８：戻り導管
１５２：タンク室（チャンバー）
１５４：推進ノズル
１５６：上昇管
１６０：給油管
１６２：首部
１６４：管状延長部
１６６：孔
１６８：孔
２１０：燃料タンク
２１２：壁
２１４：貫通開口
２１８：燃料送出しユニット
２２０：下端部
２２１：上端部
２２６：境界壁
２２６ａ：截頭円錐形部分
２２６ｂ：截頭円錐形部分
２２８：リザーバ
２２８ｂ：内側稜線
２３０：タンク容積部
２４４：底壁
２５２：タンク室（チャンバー）
２７４ａ：折込部
２７４ｂ：折込部
２７８：遷移領域
２８０ａ：外側稜線
２８０ｂ：外側稜線
２８６：通路
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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