(57)【要約】【課題】部品点数や重量の増加を抑制しつつ、エンジンから燃料タンク本体に戻されるリターン燃料を冷却できる燃料タンク構造を得る。【解決手段】リターン配管２２は、燃料タンク本体１４内を経てインレット配管１６の下端から、インレット配管１６内に挿入されており、リターン燃料排出口２２Ｄが、インレット配管１６の上部に位置することで、インレット配管１６内に、リターン配管２２とで二重になった二重配管部分２６が構成されている。リターン燃料がエンジン１０から燃料タンク本体１４に排出されるまでの経路が長くなるため、冷却効果が高くなる。リターン燃料を冷却するために新たな部材等を追加する必要がないため、部品点数が増加することはなく、重量増も抑制できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料が収容される燃料タンク本体と、
前記燃料タンク本体に給油するためのインレット配管と、
前記燃料タンク本体と前記インレットパイプとを連通し燃料タンク本体内の気体をインレットパイプに移動させるブリーザ配管と、
前記燃料タンク本体からエンジンに燃料を送るためのメイン配管と、
エンジンからのリターン燃料を前記燃料タンク本体に戻すためのリターン配管と、
を有し、
前記リターン配管が、前記インレットパイプと前記ブリーザ配管のいずれか一方の下端から挿入され、リターン燃料の排出口がこれら配管の長手方向中間部分に位置するように配置されていることを特徴とする燃料タンク構造。
【請求項２】
前記燃料タンク本体内に設けられ、燃料を一時的に貯留すると共に前記メイン配管の下端が配置されたサブタンク、
を備え、
前記リターン配管の一部が前記サブタンク内に配置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構造。
【請求項３】
前記リターン配管に、リターン燃料を前記サブタンク内に流出させる流出孔が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の燃料タンク構造。
【請求項４】
前記流出孔に、前記リターン燃料の温度が所定値以上で閉弁し所定値に満たない場合は開弁する開閉弁が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の燃料タンク構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンク構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両に搭載される燃料タンク構造として、特許文献１には、エンジンからの余りの燃料（リターン燃料）を燃料タンク本体に戻すリターンパイプを備えたものが記載されている。また、燃料タンクへ戻る燃料を燃料クーラーで冷却する点についても記載されている。
【０００３】
しかし、特許文献１に記載の構造では、燃料クーラーが必要なため、部品点数や重量の増加を招く。
【特許文献１】特開２００６−２５００３５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、部品点数や重量の増加を抑制しつつ、エンジンから燃料タンク本体に戻されるリターン燃料を冷却できる燃料タンク構造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、燃料が収容される燃料タンク本体と、前記燃料タンク本体に給油するためのインレット配管と、前記燃料タンク本体と前記インレットパイプとを連通し燃料タンク本体内の気体をインレットパイプに移動させるブリーザ配管と、前記燃料タンク本体からエンジンに燃料を送るためのメイン配管と、エンジンからのリターン燃料を前記燃料タンク本体に戻すためのリターン配管と、を有し、前記リターン配管が、前記インレットパイプと前記ブリーザ配管のいずれか一方の下端から挿入され、リターン燃料の排出口がこれら配管の長手方向中間部分に位置するように配置されていることを特徴とする。
【０００６】
この燃料タンク構造では、エンジンからのリターン燃料を燃料タンク本体に戻すためのリターン配管が、インレットパイプとブリーザ配管のいずれか一方にこれら配管の長手方向下端から挿入されている。そして、リターン配管でのリターン燃料の排出口は、これら配管の長手方向中間部分に位置している。したがって、リターン燃料は、リターン配管によってインレットパイプとブリーザ配管のいずれか一方の長手方向中間部分まで送られ、排出口から排出される。排出されたリターン燃料は、さらに、インレットパイプ又はブリーザ配管の内部を通って燃料タンク本体に戻される。実質的に、リターン配管がインレットパイプ又はブリーザ配管の内部に配置されている部分をリターン燃料が往復することになる。
【０００７】
このように、エンジンから燃料タンク本体までのリターン燃料の経路を長くすることで、リターン燃料を冷却する効果が高くなる。しかも、本発明では、リターン配管をインレットパイプとブリーザ配管のいずれか一方の下端から挿入し、リターン燃料の排出口をこれら配管の長手方向中間部分に位置させるだけであり、他の部材を必要としない。このため、部品点数が増加することはなく、重量増も抑制できる。
【０００８】
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、前記燃料タンク本体内に設けられ、燃料を一時的に貯留すると共に前記メイン配管の下端が配置されたサブタンク、を備え、前記リターン配管の一部が前記サブタンク内に配置されていることを特徴とする。
【０００９】
したがって、リターン配管中のリターン燃料の熱が、サブタンク内の燃料に伝わる。これにより、サブタンク内での燃料のゲル化を抑制することができる。
【００１０】
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、前記リターン配管に、リターン燃料を前記サブタンク内に流出させる流出孔が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
したがって、リターン配管中の燃料がサブタンク内に流出する。高温のリターン燃料がサブタンク内に流出するので、サブタンク内での燃料のゲル化を抑制することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の発明において、前記流出孔に、前記リターン燃料の温度が所定値以上で閉弁し所定値に満たない場合は開弁する開閉弁が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
したがって、リターン燃料の温度が所定値以上の高温になっている場合には開閉弁が閉弁することで、リターン燃料のすべてをリターン配管の排出口からインレットパイプ又はブリーザ配管内に排出して効果的にリターン燃料を冷却できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は上記構成としたので、部品点数や重量の増加を抑制しつつ、エンジンから燃料タンク本体に戻されるリターン燃料を冷却できる燃料タンク構造を得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１には、本発明の第一実施形態の燃料タンク構造１２が示されている。本発明の実施形態では、燃料タンク構造１２の一例として、ディーセルエンジン（以下、単に「エンジン」とする）１０に燃料を供給するためのものを挙げているが、エンジンからのリターン燃料を冷却する必要がある（あるいは冷却することが好ましい）燃料タンク構造に適用可能であり、燃料の種類も限定されない。
【００１６】
この燃料タンク構造１２では、内部に燃料を収容する燃料タンク本体１４を備えている。燃料タンク本体１４にはインレット配管１６が接続されており、給油口１６Ｓから給油ガンを差し入れて燃料タンク本体１４内に給油することができる。
【００１７】
燃料タンク本体１４の上面１４Ｕには、燃料タンク本体１４内で生じた蒸発燃料を排出するためのブリーザ配管１８が挿通されている。ブリーザ配管１８の下端は燃料タンク本体１４内で上面１４Ｕの近傍に配置されており、蒸発燃料を効率的に取り込むことができるようになっている。また、ブリーザ配管１８の上端はインレット配管１６の上部に接続されている。したがって、給油中にブリーザ配管１８を経てインレット配管１６に至った蒸発燃料は、インレット配管１６を流れる給油中の燃料と共に液化されて燃料タンク本体１４に戻される。
【００１８】
燃料タンク本体１４の上面１４Ｕには、エンジン１０に燃料を供給するためのメイン配管２０と、エンジン１０で使用されなかったリターン燃料を燃料タンク本体１４内に戻すためのリターン配管２２が挿通されている。メイン配管２０の下端は燃料タンク本体１４内で開口している。燃料タンク本体１４内には、メイン配管２０の下方に位置するように、サブタンク２４が配置されている。サブタンク２４は上底が開放された筒状に形成されており、燃料を一時的に貯留する作用を有している。したがって、エンジン１０から作用した負圧によって、サブタンク２４内に貯留された燃料が吸引され、エンジン１０に供給される。
【００１９】
これに対し、リターン配管２２は、燃料タンク本体１４内を経てインレット配管１６の下端から、インレット配管１６内に挿入されている。そして、リターン配管２２からリターン燃料を排出するリターン燃料排出口２２Ｄが、インレット配管１６の長手方向の中間部分（本実施形態では上部近傍）に位置している。したがって、図１（Ｂ）の断面図からも分かるように、インレット配管１６内にリターン配管２２が配置されている部分では、配管が二重構造になっている（以下、この部分を特に「二重配管部分２６」という）。そして、リターン燃料排出口２２Ｄから排出されたリターン燃料は、インレット配管１６の内部から燃料タンク本体１４に流れ込む。
【００２０】
しかも、リターン配管２２は、インレット配管１６内では、インレット配管１６の径方向の断面で見て、インレット配管１６に接触するように配置されている。したがって、二重配管部分２６では、リターン燃料の熱がリターン配管２２を経て、インレット配管１６にも伝わる。
【００２１】
このような構成とされた第一実施形態の燃料タンク構造１２では、エンジン１０からの負圧がメイン配管２０を経てサブタンク２４内に作用するので、サブタンク２４内の燃料がエンジン１０に供給される。
【００２２】
エンジン１０で使用されなかったリターン燃料は、リターン配管２２を経て燃料タンク本体１４内に戻される。ここで、本実施形態では、リターン配管２２を、インレット配管１６の下端から内部に挿入し、リターン燃料排出口２２Ｄをインレット配管１６の上部に位置させることで、二重配管部分２６を構成している。したがって、リターン燃料は、リターン配管２２から排出された後にさらにインレット配管１６内（但しリターン配管２２の外）を流れて燃料タンク本体１４内に戻る。実質的に、リターン燃料は、二重配管部分２６を往復することになるため、リターン燃料がエンジン１０から燃料タンク本体１４に排出されるまでの経路が、たとえばリターン燃料排出口２２Ｄを燃料タンク本体１４内に単に配置してしまった構成と比較して長くなっている。リターン燃料はエンジン１０から戻されるために高温になっているが、このように高温のリターン燃料を燃料タンク本体１４に戻す際の経路が本実施形態では長くなっているので、リターン燃料を冷却する効果が高い。そしてこれにより、燃料タンク本体１４内での燃料温度の上昇も抑制できる。
【００２３】
また、実際にリターン燃料が冷却されるプロセスでは、リターン燃料の熱がインレット配管１６に伝わった後に、さらにその外部に放熱される。本実施形態では、二重配管部分２６において、リターン配管２２だけでなくインレット配管１６にも熱が伝わり、これら２本の配管から放熱される。したがって、二重配管部分２６がない構造と比較して、本実施形態では、リターン燃料を冷却する効果がより高くなる。
【００２４】
しかも、本実施形態では、リターン配管２２をインレット配管１６の下端から内部に挿入し、リターン燃料排出口２２Ｄをインレット配管１６の長手方向中間部分に位置させており、リターン燃料を冷却するために新たな部材等を追加する必要がない。このため、部品点数が増加することはなく、また、重量増も抑制できる。
【００２５】
なお、燃料タンク本体１４内でのリターン配管２２の形状は、所望の冷却効果を得るために任意の形状とすることができる。図１（Ａ）に示した例では、リターン配管２２を燃料タンク本体１４内で一旦下向きに延出し、途中からは略直角に曲げて水平方向に延出することで、インレット配管１６の下端に至るようにしている。リターン配管２２をさらに複数箇所で屈曲あるいは湾曲させて、リターン燃料の経路をさらに長く確保することも可能である。
【００２６】
また、第一実施形態の構成では、以下に示す第二〜第四実施形態と異なり、燃料タンク本体の内部にサブタンクを有さない構造に適用することも可能である。
【００２７】
図２には、本発明の第二実施形態の燃料タンク構造３２が示されている。第二実施形態において、第一実施形態と同一の構成要素、部材等については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００２８】
第二実施形態のリターン配管３４では、第一実施形態のリターン配管２２と比較して、サブタンク２４内に部分的に位置する、略Ｕ字状のＵ字部３６が形成されている点が異なっている。このＵ字部３６の下辺３６Ｌは、サブタンク２４の下面２４Ｌの近傍に位置しており、下辺３６Ｌ及びその近傍のリターン配管３４がサブタンク２４内の燃料に浸漬されるようになっている。
【００２９】
第二実施形態の燃料タンク構造３２では、上記以外は、第一実施形態の燃料タンク構造１２と同一の構成とされている。したがって、第二実施形態においても、エンジン１０からリターン配管２２を通って戻されたリターン燃料は、二重配管部分２６において効果的に冷却される。
【００３０】
また、第二実施形態では、リターン配管３４のＵ字部３６がサブタンク２４内の燃料に浸漬されている。したがって、リターン燃料の熱が、Ｕ字部３６を介して、サブタンク２４内の燃料にも伝わる。一般に、燃料はその温度が低いときにはゲル化しやすいが、サブタンク２４内においては、Ｕ字部３６を介して伝わったリターン燃料の熱により燃料の温度を上昇させて、ゲル化を抑制することができる。
【００３１】
図３には、本発明の第三実施形態の燃料タンク構造４２が示されている。第三実施形態において、第二実施形態と同一の構成要素、部材等については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００３２】
第三実施形態のリターン配管４４には、第二実施形態のリターン配管３４と同様にＵ字部３６が形成されているが、さらに、Ｕ字部３６の下辺３６Ｌに、リターン配管４４内の燃料を外部すなわちサブタンク２４内に流出させる流出孔４６が形成されている。
【００３３】
ここで、図５には、エンジン１０の回転数と、エンジン１０からのリターン燃料の流量との関係が定性的に示されている。このグラフから分かるように、エンジン１０の回転数が増大すると、リターン流量も多くなる。
【００３４】
第三実施形態では、上記の流出孔４６の開口断面積が、図５に示す関係を考慮して設定されており、リターン流量が一定量を超えると、流出孔４６からの流出だけでなく、流出孔４６よりも下流側へと流れ、リターン燃料排出口２２Ｄから排出されるようになっている。
【００３５】
したがって、第三実施形態では、リターン燃料の一部（場合によっては全部）を流出孔４６からサブタンク２４内に供給することで、サブタンク２４内の燃料のゲル化を抑制することができる。また、リターン流量が多くなって流出孔４６からの流出量を超えたときには、超えた分の燃料がリターン配管２２内をさらに流れ、リターン燃料排出口２２Ｄから排出される。すなわち、第一実施形態の燃料タンク構造１２や第二実施形態の燃料タンク構造３２と同様に、エンジン１０からリターン配管２２を通って戻されたリターン燃料は、二重配管部分２６において効果的に冷却される。
【００３６】
なお、第三実施形態において、リターン燃料の一部を流出孔４６からサブタンク２４内に供給するためには、流出孔４６は必ずしも下辺３６Ｌだけでなく、サブタンク２４の上方に位置する部位に流出孔４６が形成されていればよい。
【００３７】
図６には、本発明の第四実施形態の燃料タンク構造５２が示されている。第四実施形態において、第三実施形態と同一の構成要素、部材等については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００３８】
第四実施形態のリターン配管５４では、下辺５４Ｌに流出孔５６が形成されているが、この流出孔５６に対応した位置に、バイメタルバルブ５８が設けられている。
【００３９】
図７にも詳細に示すように、バイメタルバルブ５８は、流出孔５６が形成された部分のリターン配管５４を取り囲むバルブハウジング６０と、このバルブハウジング６０に支持されたバルブ本体６２と、を有している。バルブ本体６２は、リターン配管５４内のリターン燃料の温度に応じて形状を変化させる金属材料により構成されており、リターン配管５４内（特にバルブ本体６２の近傍）リターン燃料の温度が所定値に満たないときには、図７（Ａ）に示すように流出孔５６を開弁し、リターン燃料の温度が所定値以上になると、図７（Ｂ）に示すように流出孔５６を閉弁するように設けられている。
【００４０】
したがって、第四実施形態では、リターン配管５４内（バルブ本体６２の近傍）のリターン燃料の温度が低いときには、流出孔５６が開弁するので、リターン燃料の一部（場合によっては全部）を流出孔５６からサブタンク２４内に供給して、サブタンク２４内の燃料のゲル化を抑制することができる。また、リターン流量が多くなって流出孔５６からの流出量を超えたときには、超えた分の燃料がリターン配管２２内をさらに流れ、リターン燃料排出口２２Ｄから排出されるので、第一実施形態の燃料タンク構造１２や第二実施形態の燃料タンク構造３２と同様に、エンジン１０からリターン配管２２を通って戻されたリターン燃料は、二重配管部分２６において効果的に冷却される。
【００４１】
さらに第四実施形態では、リターン配管５４内（バルブ本体６２の近傍）のリターン燃料の温度が高いときには、流出孔５６が閉弁するので、リターン燃料の全部がリターン燃料排出口２２Ｄから排出されるので、第一実施形態の燃料タンク構造１２や第二実施形態の燃料タンク構造３２と同様に、リターン燃料は、二重配管部分２６において効果的に冷却される。
【００４２】
なお、本発明の開閉弁としては、第四実施形態で挙げたバイメタルバルブ５８に限定されない。要するに、リターン燃料の温度が所定値以上で閉弁し所定値に満たない場合は開弁するような開閉弁であればよい。開閉弁を開閉するときの条件となるリターン燃料の温度としても、燃料の種類等を勘案して決定できる。
【００４３】
このように、本発明のいずれの実施形態においても、リターン燃料を効果的に冷却することで、燃料タンク本体１４内の燃料温度の過度の上昇を抑制することができる。しかも、リターン燃料の冷却のための部材を追加する必要がないので、部品点数が増加せず、重量増も抑制できる。
【００４４】
なお、上記各実施形態では、リターン配管をインレット配管１６の下端からインレット配管１６内に配置した例を挙げたが、これに代えて、リターン配管をブリーザ配管１８の下端からブリーザ配管１８内に配置し、リターン燃料排出口をブリーザ配管１８の中間部分（たとえば上端近傍）に位置させるようにしてもよい。すなわち、このような構成であっても、ブリーザ配管１８内においてリターン配管が配置されている部分では二重配管部分が構成されていることになるので、リターン燃料を効果的に冷却することができる。また、冷却のための部材が不要なので、部品点数が増加せず、重量層も抑制できる。
【００４５】
ところで、リターン燃料を冷却するという目的のためには、上記各実施形態に示した構成だけでなく、本発明には該当しない以下の各参考例の構成を採用することも可能である。以下、本発明の各実施形態と同一の構成要素、部材等には同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００４６】
図８に示す第一参考例では、リターン配管１１２のリターン燃料排出口１１２Ｄが、ブリーザ配管１８（図８では特に上端近傍）に接続されている。したがって、この第一参考例では、リターン配管１１２のリターン燃料排出口１１２Ｄを燃料タンク本体１４内に配置した構成と比較すると、リターン燃料が燃料タンク本体１４に戻されるまでの経路が長くなるので、リターン燃料を冷却する効果は大きい。
【００４７】
なお、第一参考例において、リターン燃料排出口１１２Ｄをブリーザ配管１８ではなくインレット配管１６の長手方向中間部分あるいは上端近傍に接続してもよい。
【００４８】
図９に示す第二参考例では、ブリーザ配管１８の長手方向中間部分（図９では上端近傍）にブリーザ配管１８の開口断面積を局所的に拡大した燃料滞留部１１４が設けられており、リターン配管１１２のリターン燃料排出口１１２Ｄが燃料滞留部１１４に接続されている。したがって、第二参考例では、第一参考例と比較して、リターン燃料が燃料滞留部１１４に滞留する時間分だけ、より効果的に冷却することができる。
【００４９】
特に、図９に示した例では、燃料滞留部１１４の外周に波形状部１１４Ｗを設定することでこのような波形状部１１４Ｗが設定されていないものと比較して表面積が拡大されている。したがって、冷却効果も高くなっている。
【００５０】
図１０に示す第三参考例では、第一参考例と略同一の構造とされているが、特に、リターン配管１１２が金属製の場合に、リターン配管１１２をブリーザ配管１８に対し、導電性を有する結合構造（たとえば溶接等）１１８により接続している。また、リターン配管１１２のエンジンとの接続部分にも導電性を有する結合構造１２０を採用している。さらに、インレット配管１６とブリーザ配管１８も金属製とされ、一体化されてインレット部材１１６が構成されている。したがって、第三実施形態では、インレット部材１１６からリターン配管１１２を経てエンジン１０までの導電性が確保されていることになる。このため、インレット配管１６に帯電する静電気を、リターン配管１１２を通じてエンジン１０にアースすることが可能になる。インレット配管１６に帯電する静電気を自動車の車体等に逃がすためのアース構造が不要となるので、構造の簡素化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第一実施形態の燃料タンク構造を示し、（Ａ）は全体構成を示す断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図２】本発明の第二実施形態の燃料タンク構造の全体構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第三実施形態の燃料タンク構造の全体構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第三実施形態の燃料タンク構造を部分的に拡大して示す断面図である。
【図５】エンジンの回転数とリターン燃料の流量の関係を定性的に示すグラフである。
【図６】本発明の第四実施形態の燃料タンク構造の全体構成を示す断面図である。
【図７】本発明の第四実施形態の燃料タンク構造を部分的に拡大して示す断面図であり、（Ａ）はリターン燃料の温度が低い場合、（Ｂ）はリターン燃料の温度が高い場合である。
【図８】第一参考例の燃料タンク構造の全体構成を示す断面図である。
【図９】第二参考例の燃料タンク構造の全体構成を示す断面図である。
【図１０】第三参考例の燃料タンク構造の全体構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０  エンジン
１２  燃料タンク構造
１４  燃料タンク本体
１４Ｕ      上面
１６  インレット配管
１６Ｓ      給油口
１８  ブリーザ配管
２０  メイン配管
２２  リターン配管
２２Ｄ      リターン燃料排出口
２４  サブタンク
２４Ｌ      下面
２６  二重配管部分
３２  燃料タンク構造
３４  リターン配管
３６  Ｕ字部
３６Ｌ      下辺
４２  燃料タンク構造
４４  リターン配管
４６  流出孔
５２  燃料タンク構造
５４  リターン配管
５６  流出孔
５８  バイメタルバルブ（開閉弁）
６０  バルブハウジング
６２  バルブ本体
１１２Ｄ    リターン燃料排出口
１１２      リターン配管
１１４      燃料滞留部
１１４Ｗ    波形状部
１１６      インレット部材
１１８、１２０    結合構造
【図１】
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【図２】
2009132243.tif 000004
【図３】
2009132243.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2009132243.tif 000008
【図７】
2009132243.tif 000009
【図８】
2009132243.tif 000010
【図９】
2009132243.tif 000011
【図１０】
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