JP2008232075A - 燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料供給装置において、移送ポンプが燃料タンク内の燃料をチャンバへ移送できなくなることを抑制する。
【解決手段】燃料を貯留するチャンバ２１と、チャンバ２１内の燃料を吸引して吐出する燃料ポンプ１５と、燃料タンク１００内の燃料を吸引しチャンバ２１に移送する移送ポンプ２４と、移送ポンプ２４の吸引口２４Ｃに連通しているとともに燃料が通過可能な複数の孔を有して移送ポンプ２４の吸引口２４Ｃを塞いでいて表面に燃料膜が形成される吸引補助部材３１と、を備え、移送ポンプ２４が、吸引補助部材３１を介して吸引口２４Ｃから燃料を吸い込む。
【選択図】図３

Description

本発明は、燃料タンク内の燃料を内燃機関等に供給する燃料供給装置に関する。

従来、燃料タンク内に設置され燃料タンク内の燃料を内燃機関等に供給する燃料供給装置として、燃料ポンプと、燃料ポンプから吐出された燃料の圧力を制御するプレッシャーレギュレータと、燃料ポンプが吸引する燃料を貯留するチャンバと、プレッシャーレギュレータから排出された燃料を駆動流体としてチャンバに燃料タンク内の燃料を移送する移送ポンプとしてのジェットポンプと、を一つのユニットとして備えて構成された燃料供給装置がある（例えば、特許文献１、２参照）。

ジェットポンプは、チャンバの下部の外周部に設けられており、燃料タンクの底部にある燃料を吸引してチャンバに移送する。このようにチャンバに燃料が移送されてチャンバ内に燃料が貯留されることにより、車両が傾斜した場合であっても、燃料ポンプが吸引可能な燃料を確保するようにしている。
特開平９−２６８９５７号公報 特開平１１−１０１１６６号公報

しかしながら、燃料タンク内の燃料が少ない状態で車両が傾くと、ジェットポンプの周囲に燃料がなくなりジェットポンプが燃料を吸引することができなくなってしまい。ジェットポンプからチャンバへの燃料移送が滞ってしまうという問題がある。

本発明の目的は、燃料供給装置において、移送ポンプが燃料タンク内の燃料をチャンバへ移送できなくなることを抑制することである。

請求項１に記載の発明は、燃料タンク内に設けられ、燃料を貯留するチャンバと、前記チャンバ内の燃料を吸引して吐出する燃料ポンプと、前記チャンバの下端部に設けられ、吸引口から前記燃料タンク内の燃料を吸引し前記チャンバに移送する移送ポンプと、前記吸引口に連通しているとともに燃料が通過可能な複数の孔を有し表面に燃料膜が形成される、前記吸引口を塞いでいる吸引補助部材と、を備え、前記移送ポンプが、前記吸引補助部材を介して前記吸引口から燃料を吸い込むことを特徴とする燃料供給装置である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の燃料供給装置において、前記吸引補助部材は、フィルタであることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の燃料供給装置において、前記吸引補助部材は、不織布であることを特徴とする。

本発明によれば、燃料タンク内の燃料が少ない状態で車両が傾き燃料タンク内の燃料中に移送ポンプが埋まっていない場合であっても、燃料タンク内の燃料が吸引補助部材に触れていれば、その燃料を移送ポンプが吸引力によって吸引補助部材を介して吸引しチャンバに移送することができるので、移送ポンプが燃料タンク内の燃料をチャンバへ移送できなくなることを抑制することができる。

本発明の第１の実施形態について図１ないし図４を参照して説明する。図１は、本実施形態にかかる燃料供給装置を用いたノンリターン式の燃料供給系統を示す構成図、図２は、本実施形態にかかる燃料供給装置を示す平面図、図３は、図２中のII−II線に沿った断面図、図４は、本実施形態にかかる燃料供給装置の下端部の要部を示す水平断面図である。本実施の形態は、燃料供給装置として、自動車用エンジンに燃料を供給する燃料供給装置への適用例である
図１に示すように、燃料供給装置１は、車両に設けられた燃料タンク１００に取付けられている。ここで、燃料タンク１００は、例えば樹脂材料等によって形成され、周壁部１０１と、その下面と上面を形成する下壁部１０２と上壁部１０３とによって構成されている。

燃料供給装置１は、燃料タンク１００の上壁部１０３を貫通して設けられている。燃料供給装置１は、図１ないし図３に示すように、燃料を貯留するチャンバ２１、このチャンバ内の燃料を吸引してエンジン２６に供給するポンプモジュール２、ポンプモジュール２が供給する燃料の燃圧を調整する圧力レギュレータ１８、燃料タンク１００内の燃料をチャンバ２１に移送する移送ポンプ２４等を備えている。

本実施の形態では、燃料供給装置１が圧力レギュレータ１８を備えることにより、燃料供給装置１とエンジンとの間に燃料を供給する燃料供給配管２８のみが存在しリターンパイプが存在しない、所謂ノンリターン式の燃料供給系統が構築されている。

ポンプモジュール２は、取付ブラケット３、チャンバ２１内の燃料を吸引して吐出する燃料ポンプ１５、燃料フィルタ装置１６、圧力レギュレータ１８、吸引フィルタ装置２０等を備えている。

図３に示すように、取付ブラケット３は、例えば上側分割体３Ａと下側分割体３Ｂとをそれぞれ樹脂成形して接合することにより形成されている。取付ブラケット３は、略円形の平板状に形成された蓋部４と、蓋部４の下面側に設けられた有底筒状のフィルタケース５と、フィルタケース５の下部外周側に設けられた円弧状のポンプ取付部６と、フィルタケース５の上部外周側に設けられたポンプ接続部７（図２参照）と、フィルタケース５の外周側に位置して上，下方向に延設され、下部側が燃料フィルタ装置１６の後述する流出室１６Ｂに開口した供給管路８と、蓋部４の上面側にＬ字状をなして突設され、供給管路８の上部側に連通した燃料供給口９と、を有している。

また、取付ブラケット３は、フィルタケース５の下部側に設けられ、燃料フィルタ装置１６の流出室１６Ｂに連通した筒状のレギュレータ取付部１０と、フィルタケース５の外周側に位置して上，下方向に延設され、下部側がレギュレータ取付部１０に接続された戻し管路１１と、戻し管路１１の上部側に連通した戻し燃料室１２と、戻し燃料室１２に開口した戻しパイプ１３と、を備えている。さらに、取付ブラケット３には、チャンバ２１が取付けられるチャンバ取付部１４が蓋部４に設けられている。

そして、取付ブラケット３は、蓋部４が燃料タンク１００の上壁部１０３に設けられた取付孔１０４を閉塞するように上壁部１０３に固定されており、燃料ポンプ１５、燃料フィルタ装置１６、圧力レギュレータ１８等は、取付ブラケット３の下部側に取付けられた状態で燃料タンク１００内に垂下されている。

戻しパイプ１３は、戻し燃料室１２からチャンバ２１の底部２１Ｂに向けて下向きに突出し、下部側が移送ポンプ用パイプ２２を介して移送ポンプ２４の後述するノズル部２４Ａに接続されている。そして、戻しパイプ１３は、圧力レギュレータ１８の後述する戻し口１８Ｂから流出する燃料を燃料タンク１００内に戻す。

チャンバ取付部１４は、燃料ポンプ１５と燃料フィルタ装置１６とを取囲む位置で蓋部４から下向きに筒状をなして突出し、燃料タンク１００の取付孔１０４を介してタンク内に配置されている。また、チャンバ取付部１４には、チャンバ２１の爪部２１Ｃを係合するため上，下方向に延びた複数の長孔１４Ａが周方向に間隔をもって形成されている。そして、チャンバ取付部１４は、チャンバ２１をポンプモジュール２に対して上，下方向に移動可能に連結している。

燃料ポンプ１５は、略円柱状に形成されて、ポンプ取付部６に取付けられている。燃料ポンプ１５には、吸引フィルタ装置２０が取付けられた吸引ポート（図示せず）と、図２に示すように、取付ブラケット３のポンプ接続部７に接続された吐出ポート１５Ｂとが設けられている。

そして、燃料ポンプ１５は、給電されることによって燃料タンク１００内の燃料を吸引ポートから吸引し、この燃料を吐出ポート１５Ｂから燃料フィルタ装置１６の流入室１６Ａに吐出する。また、この吐出燃料は、一部が燃料フィルタ装置１６等を介してポンプモジュール２の燃料供給口９から流出し、図１中に示すエンジン２６の噴射弁３０に供給されると共に、このとき吐出燃料の一部は圧力レギュレータ１８によって燃料タンク１００内に戻される。

図３に示すように、燃料フィルタ装置１６は、取付ブラケット３に支持されている。燃料フィルタ装置１６は、フィルタケース５と、フィルタケース５内に収容されたフィルタ１７とによって構成されている。フィルタ１７は、例えばスポンジ状の多孔質材料等によって形成されている。また、燃料フィルタ装置１６内には、フィルタ１７の上側，下側に位置して流入室１６Ａ，流出室１６Ｂがそれぞれ形成されている。そして、燃料フィルタ装置１６は、流入室１６Ａ内の燃料がフィルタ１７を通過して流出室１６Ｂへと至る過程で、フィルタ１７によってその燃料を濾過し清浄化する。

圧力レギュレータ１８は、キャップ１９を用いて取付ブラケット３のレギュレータ取付部１０に取付けられている。圧力レギュレータ１８には、燃料フィルタ装置１６の流出室１６Ｂから燃料が流入する流入口１８Ａと、戻し管路１１の下部側に接続された戻し口１８Ｂと、これら流入口１８Ａと戻し口１８Ｂとの間を流出室１６Ｂ側の圧力に応じて連通，遮断する弁機構（図示せず）等とが設けられている。

そして、圧力レギュレータ１８は、流出室１６Ｂ側の圧力が所定値以下のときに流入口１８Ａと戻し口１８Ｂとの間を遮断し、この圧力が所定値よりも大きくなったときには、流入口１８Ａと戻し口１８Ｂとの間を連通することにより、燃料ポンプ１５による吐出燃料の一部を戻し口１８Ｂから戻し管路１１に流出させる。これにより、圧力レギュレータ１８は、燃料供給装置１から噴射弁３０に供給される燃料の圧力をほぼ一定に保持する。

吸引フィルタ装置２０は、燃料ポンプ１５の吸引ポートに取付けられている。吸引フィルタ装置２０は、燃料ポンプ１５の吸引ポートに取付けられた板状のブラケット２０Ａと、可撓性のメッシュ材料により略袋状に形成され、燃料ポンプ１５の吸引ポートを覆う位置でブラケット２０Ａに取付けられたフィルタ２０Ｂと、を備えている。この吸引フィルタ装置２０では、フィルタ２０Ｂによって、燃料中に含まれる異物粒子等が燃料ポンプ１５内に吸引されるのを防止する。

チャンバ２１は、ポンプモジュール２に上，下方向に変位可能に連結されている。チャンバ２１は、例えば樹脂材料、金属材料等からなり、上部側が開口し下部側が閉塞した有底の筒状体として形成されると共に、筒部２１Ａと底部２１Ｂとを有している。また、チャンバ２１の上部外周側には、周方向に間隔もって複数の爪部２１Ｃが突設されている。

そして、チャンバ２１は、上部側がポンプモジュール２のチャンバ取付部１４内に移動可能に挿嵌され、各爪部２１Ｃがチャンバ取付部１４の長孔１４Ａ内に移動可能に係合している。これにより、チャンバ２１は、ポンプモジュール２に対して長孔１４Ａの長さ範囲内で上，下方向に変位可能に取付けられ、チャンバ付勢バネ２５のばね力によって燃料タンク１００の下壁部１０２に当接している。

また、チャンバ２１内の空間には吸引フィルタ装置２０等が収容され、この空間は、例えば燃料タンク１００内の液面が傾斜した場合でも、吸引フィルタ装置２０の周囲に燃料を滞留させるための燃料溜りとなるものである。

チャンバ２１の底部２１Ｂには、移送ポンプ用パイプ２２が立設さている。移送ポンプ用パイプ２２は、例えば樹脂材料等によってチャンバ２１と一体に形成され、下部側が移送ポンプ２４のノズル部２４Ａに接続されている。また、移送ポンプ用パイプ２２は、上部側がポンプモジュール２の戻しパイプ１３に移動可能に嵌合され、Ｏリング２３によってシールされている。そして、移送ポンプ用パイプ２２は、ポンプモジュール２の戻しパイプ１３から流出する燃料をチャンバ２１の移送ポンプ２４に導く。

移送ポンプ２４は、ジェットポンプであり、チャンバ２１の下部である底部２１Ｂに設けられている。移送ポンプ２４は、基端側が移送ポンプ用パイプ２２に接続され先端側が縮径してチャンバ２１内に開口したノズル部２４Ａと、ノズル部２４Ａを取囲む円錐状の筒体として形成され、基端側がチャンバ２１の外側に開口し先端側が縮径してチャンバ２１内に開口した吸引部２４Ｂとを備えている。この吸引部２４Ｂには、移送ポンプ２４内に燃料タンク１００内に燃料を吸引するための吸引口２４Ｃが形成されている。

そして、ノズル部２４Ａには、ポンプモジュール２の戻しパイプ１３から流出する燃料が移送ポンプ用パイプ２２を介して流入し、この燃料はノズル部２４Ａの先端側から高い流速で流出することによって吸引部２４Ｂ内に負圧を発生させる。これにより、移送ポンプ２４は、燃料タンク１００内におけるチャンバ２１の外側の燃料を吸引口２４Ｃから吸引し、この燃料を戻しパイプ１３から流出する燃料と一緒に吐出しチャンバ２１内に移送する。

移送ポンプ２４の吸引口２４Ｃは、吸引補助部材３１によって塞がれており、移送ポンプ２４は、吸引補助部材３１を介して吸引口２４Ｃから燃料タンク１００内の燃料を吸い込む。

吸引補助部材３１は、ナイロンメッシュによって構成されたフィルタである。この吸引補助部材３１は、移送ポンプ２４の周囲を囲繞するように、具体的には移送ポンプ２４の右方から後方を経て左方に亘るように、Ｕ字状に湾曲されてチャンバ２１の下端部に設けられている。吸引補助部材３１は、チャンバ２１の下端部の周縁部に形成された段差形状の嵌合部２１Ｄに密着状態で嵌合（外嵌）した状態で、燃料タンク１００の底面（下壁部１０２の上面）に当接している。吸引補助部材３１には、流出口３１Ａが形成されており、この流出口３１Ａが、吸引口２４Ｃに密着状態で挿嵌されている。流出口３１Ａの外周と吸引口２４Ｃの内周との間は、シール部材であるＯリング３２によってシールさている。

吸引補助部材３１は、複数の孔３１Ｂを有しており、これらの孔３１Ｂは、吸引口２４Ｃに連通しているとともに燃料が通過可能となっている。吸引補助部材３１の表面には、燃料膜が形成される。この燃料膜は、吸引補助部材３１の表面に付着した燃料の表面張力によって形成される。また、この吸引補助部材３１の内部（孔３１Ｂ内）には、毛細管現象によって燃料が入り込むようになっている。ここで、吸引補助部材３１を構成するナイロンメッシュは、孔３１Ｂが正方形であって、メッシュサイズが、縦横ともに７７μｍであるものが特に好適である。

チャンバ付勢バネ２５は、コイルバネであり、ポンプモジュール２とチャンバ２１との間に圧縮状態で設けられている。チャンバ付勢バネ２５は、戻しパイプ１３の外周側に装着されて、上部側がポンプモジュール２に当接すると共に、下部側が環状のバネ座３３に当接している。

そして、チャンバ付勢バネ２５は、バネ座３３、Ｏリング２３および移送ポンプ用パイプ２２を介してチャンバ２１を図５中の矢示Ａ方向に付勢し、その底部２１Ｂを燃料タンク１００の下壁部１０２に弾性的に押付けると共に、この下壁部１０２が上，下方向に変形（変位）するときには、チャンバ２１を下壁部１０２に追従して変位させるものである。

一方、図１に示すように、エンジン２６に燃料を供給する燃料供給配管２８の上流側は、燃料供給装置１の燃料供給口９に接続され、下流側はエンジン２６側に取付けられた燃料パイプ２９に接続されている。また、燃料パイプ２９には、エンジン２６の各気筒に対応して複数の噴射弁３０が取付けられている。

次に、燃料供給装置１の動作を説明する。まず、燃料ポンプ１５が駆動されると、チャンバ２１内の燃料が吸引フィルタ装置２０を介して燃料ポンプ１５の吸引ポートから燃料ポンプ１５に吸引され、この燃料は燃料ポンプ１５の吐出ポート１５Ｂから燃料フィルタ装置１６の流入室１６Ａに吐出される。また、この吐出燃料は、燃料フィルタ装置１６のフィルタ１７により濾過された後に、その一部が流出室１６Ｂから供給管路８、燃料供給口９を介して燃料タンク１００の外部に供給され、噴射弁３０からエンジン２６の各気筒に噴射される。

一方、燃料ポンプ１５による吐出燃料の一部は、燃料フィルタ装置１６の流入室１６Ａに達した後に、圧力レギュレータ１８の流入口１８Ａ、戻し口１８Ｂ、戻し管路１１、戻し燃料室１２、戻しパイプ１３、移送ポンプ用パイプ２２を介して移送ポンプ２４のノズル部２４Ａに流入する。これにより、移送ポンプ２４が作動し、移送ポンプ２４がチャンバ２１外の燃料を吸引して圧力レギュレータ１８から戻される燃料と一緒にチャンバ２１内に吐出する。

ここで、燃料タンク１００内の燃料が少ない状態で車両が傾き燃料タンク１００内の燃料中に移送ポンプ２４が埋まっていない状況が発生する場合がある。例えば、燃料タンク１００内の燃料が残り少ない状態で車両が急加速、急減速することにより、燃料タンク１００内の液面が大きく傾斜し、燃料タンク１００内の燃料中に移送ポンプ２４が埋まらない状態となる。このようなときでも、吸引補助部材３１の表面は、燃料膜で被覆されている。したがって、この場合でも、燃料タンク１００内の燃料が吸引補助部材３１に触れていれば、移送ポンプ２４は、吸引補助部材３１の表面に形成された燃料膜の作用によって燃料タンク１００内の空気を吸引することなく、燃料タンク１００内の燃料を吸引補助部材３１を介して吸引しチャンバ２１に移送することができる。したがって、本実施形態では、移送ポンプ２４が燃料タンク１００内の燃料をチャンバ２１へ移送できなくなることを抑制することができる。

ここで、車両が加速するときには燃料が必要であるので、このときに、燃料ポンプ１５がエンジン２６に燃料を安定して供給できるように、移送ポンプ２４によって燃料タンク１００内の燃料をできるだけチャンバ２１へ移送できるようになっていることが望ましい。かかる要望に対し、本実施形態では、吸引補助部材３１の一部が、移送ポンプ２４の後方に位置している。したがって、燃料タンク１００内の燃料が残り少ない状態で車両が加速して、燃料タンク１００内の燃料が燃料タンク１００の後部に移動しつつその液面が大きく傾斜した場合であっても、吸引補助部材が移送ポンプ２４の後方に位置していない場合に比べて、吸引補助部材３１に燃料タンク１００内の燃料が触れる可能性が高いので、移送ポンプ２４によって燃料タンク１００内の燃料をより安定してチャンバ２１へ移送することができる。

また、本実施形態では、吸引補助部材３１がフィルタであることにより、移送ポンプ２４が吸引する燃料が吸引補助部材３１によって濾過されるので、燃料ポンプ１５へごみが入り込むことを防止することができる。

また、本実施形態では、吸引補助部材３１が、チャンバ２１の下端部に設けられた嵌合部２１Ｄに嵌合して設けられているので、吸引補助部材３１の位置決めを容易に行なうことができる。

次に、本発明の第２の実施形態について図５を参照して説明する。図５は、本実施形態にかかる燃料供給装置を示す縦断面図である。この図５は、第１の実施形態の図３に相当する断面図である。なお、前述した第１の実施形態と同じ部分は、同一符号で示し説明も省略する。

本実施形態は、第１の実施形態に対して、吸引補助部材５１が不織布から構成されている点が異なる。不織布は、繊維が不規則に絡み合って形成されたものであり、該不織布には、繊維が絡み合うことにより複数の孔（図示せず）が形成されている。即ち、吸引補助部材５１には複数の孔が形成されており、これらの孔は、移送ポンプ２４の吸引口２４Ｃに連通しているとともに燃料が通過可能となっている。また、この吸引補助部材５１の表面には、燃料膜が形成される。

吸引補助部材５１の流出口５１Ａは、移送ポンプ２４の吸引口２４Ｃに密着状態で固着されている。なお、本実施形態では、第１の実施形態で説明したＯリング３２（図３参照）は、設けられていない。

このような構成においても、第１の実施形態と同様に、吸引補助部材５１によって、移送ポンプ２４が燃料タンク１００内の燃料をチャンバ２１へ移送できなくなることを抑制することができる。

なお、本発明は、次のような別の実施形態に具現化することができる。以下の別の実施形態でも上記実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。

（１）上記実施形態では、吸引補助部材３１，５１としてナイロンメッシュからなるフィルタ、不織布を例示したが、これに限られるものではなく、吸引補助部材は、例えばスポンジ状部材によって構成されていても良い。

（２）また、上記実施形態では、吸引補助部材３１，５１としてＵ字状のものを例示したが、これに限られるものではなく、吸引補助部材３１，５１としては例えば移送ポンプ２４の全周を囲繞する環状（円環状や多角環状）であってもよい。

また、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術思想について、以下にその効果と共に記載する。

（イ）請求項１ないし３のいずれかに記載の燃料供給装置では、前記吸引補助部材の少なくとも一部は、前記移送ポンプの後方に位置していることが好適である。

こうすれば、燃料タンク内の燃料が残り少ない状態で車両が急加速して、燃料タンク内の燃料が燃料タンクの後部に移動しつつその液面が大きく傾斜しても、移送ポンプの吸引性能の悪化を抑制することができる。

（ロ）請求項１ないし３のいずれかに記載の燃料供給装置では、前記吸引補助部材は、前記チャンバの下端部に設けられた嵌合部に嵌合して設けられていることが好適である。

こうすれば、吸引補助部材の位置決めを容易に行なうことができる。

本発明の第１の実施形態にかかる燃料供給装置を用いたノンリターン式の燃料供給系統を示す構成図である。 本発明の第１の実施形態にかかる燃料供給装置を示す平面図である。 図２中のII−II線に沿った断面図である。 本発明の第１の実施形態にかかる燃料供給装置の下端部の要部を示す水平断面図である。 本発明の第２の実施形態にかかる燃料供給装置を示す縦断面図である。

符号の説明

１ 燃料供給装置
１５ 燃料ポンプ
２１ チャンバ
２１Ｄ 嵌合部
２４ 移送ポンプ
２４Ｃ 吸引口
３１ 吸引補助部材
３１Ｂ 孔
５１ 吸引補助部材
１００ 燃料タンク

Claims (3)

1. 燃料タンク内に設けられ、燃料を貯留するチャンバと、
   前記チャンバ内の燃料を吸引して吐出する燃料ポンプと、
   前記チャンバの下端部に設けられ、吸引口から前記燃料タンク内の燃料を吸引し前記チャンバに移送する移送ポンプと、
   前記吸引口に連通しているとともに燃料が通過可能な複数の孔を有し表面に燃料膜が形成される、前記吸引口を塞いでいる吸引補助部材と、
   を備え、
   前記移送ポンプが、前記吸引補助部材を介して前記吸引口から燃料を吸い込むことを特徴とする燃料供給装置。
2. 前記吸引補助部材は、フィルタであることを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
3. 前記吸引補助部材は、不織布であることを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。

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