JP2004156588A - 燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ジェットポンプの帯電を防止する燃料供給装置を提供する。
【解決手段】 サブタンク２０は樹脂製であり、導電性を有している。ジェットポンプ２４のジェットノズル２５はサブタンク２０の底部外壁に溶着等により結合しており、燃料を噴射する噴孔２５ａを有している。ジェットノズル２５は樹脂製であり、導電性を有している。燃料導入管２３は、サブタンク２０と同じ樹脂材によりサブタンク２０の底部にサブタンク２０と一体に成形されており、導電性を有している。プレッシャレギュレータ６０から排出される余剰燃料をジェットノズル２５の噴孔２５ａから燃料導入管２３に向けて噴射することにより、噴射燃料周囲に大気圧よりも低い負圧である吸引圧が生じる。この吸引圧により燃料タンク内の燃料を燃料導入管２３が吸い込み、燃料導入管２３を通ってサブタンク２０に向けて燃料が供給される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ジェットポンプによりサブタンク内に供給された燃料を燃料ポンプが吸入し吐出する燃料供給装置に関する。

燃料タンク内に設置され、燃料タンク内の燃料を吸入し吐出する所謂インタンク式の燃料供給装置が知られている。このような燃料供給装置では、燃料供給装置の燃料ポンプが吐出する燃料と燃料吐出管または燃料フィルタのフィルタエレメントとの摩擦により静電気が生じ燃料が帯電しやすい。燃料ポンプから吐出された燃料が帯電すると、燃料ポンプの下流側に設置され燃料流路を形成する流路部品およびその周囲の部品が帯電する。

非導電性部品が帯電し放電する場合、その放電はコロナ放電となり放電エネルギーは低い。しかし、帯電した非導電性部品の近傍に接地されていない導電性部品が存在すると、導電性部品に誘導帯電が生じる。誘導帯電が生じた導電性部品の近傍に接地されているか、いないかに関わらず導電性部品が存在すると、導電性部品間で火花放電が発生する恐れがある。例えば、低温で、かつ燃料蒸気圧が低く、燃料タンク内のＡ／Ｆ（空燃比）が大きくなり着火領域に達しているときに、導電性部品間で火花放電が発生する恐れがある。また、非導電性部品の帯電量が増加すると、非導線性部品が絶縁破壊を起こし、絶縁破壊箇所から亀裂が生じる恐れがある。
燃料ポンプ下流側の非導電性部品が帯電することを防止するため、燃料ポンプ下流側の燃料吐出管を導電性部品に電気的に接続して接地し、非導電性部品が帯電することを防止する燃料供給装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、インタンク式の燃料供給装置において、燃料タンク内に設置したサブタンク内に燃料ポンプを収容し、燃料タンクの液面が低下しても燃料ポンプで吸入可能な程度にサブタンク内の液面を保持するものが知られている。このような燃料供給装置では、エンジン等からのリターン燃料または燃料ポンプが吐出する燃料のうち余剰燃料をジェットポンプに供給し、ジェットポンプのジェットノズルから燃料を噴射するときに生じる大気圧よりも低い吸引圧により燃料タンク内の燃料を吸い込みサブタンク内に供給している。

特開平１１−３２４８４０号公報

ジェットノズルが燃料を噴射すると、噴射燃料とジェットノズルとの摩擦により静電気が発生する。ジェットポンプのジェットノズルが非導電性であると、ジェットポンプの帯電量が増加する恐れがある。帯電しているジェットポンプの近傍に接地されていない導電性部品が存在すると、導電性部品に誘導帯電が生じる。誘導帯電が生じた導電性部品の近傍に接地されているか、いないかに関わらず他の導電性部品が存在すると、前述したように導電性部品間で火花放電が発生する恐れがある。
本発明の目的は、ジェットポンプの帯電を防止する燃料供給装置を提供することにある。

請求項１から７記載の発明によると、ジェットノズルは樹脂製であり導電性を有しているので、ジェットポンプが帯電することを防止できる。また、帯電量が増加することによりジェットポンプが絶縁破壊し、絶縁破壊箇所から亀裂が生じることを防止できる。
請求項２記載の発明によると、サブタンクは樹脂製であり、導電性を有している。サブタンクは表面積が大きく接地箇所の選択自由度が高いので、サブタンクを通しジェットポンプを容易に接地できる。

請求項３記載の発明によると、ジェットノズルがサブタンクに直接結合しているので、ジェットポンプを構成するジェットノズルとサブタンクとを電気的に接続する部材が不要である。
請求項５記載の発明によると、燃料フィルタを通過するときにフィルタエレメントとの摩擦により燃料が帯電し、この帯電した燃料がジェットノズルから噴射されるので、ジェットポンプが帯電しやすくなる。しかし、ジェットポンプをサブタンクを通し接地できるので、ジェットポンプの帯電を防止できる。

請求項６記載の発明によると、サブタンクと結合している燃料フィルタに接地端子が設置されている。サブタンクから燃料フィルタを通しジェットポンプを接地できるので、ジェットポンプの帯電を防止できる。
請求項７記載の発明によると、導電性を有する金属製の連結部材および付勢部材を導電性を有する支持部材およびサブタンクを通し容易に接地できる。したがって、金属製の連結部材および付勢部材の帯電を防止できる。

以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による燃料供給装置を図１に示す。樹脂で成形された図示しない燃料タンクの上壁に燃料供給装置１０の樹脂製のフランジ部材１１が取付けられ、燃料供給装置１０の他の部品は燃料タンク内に収容されている。取付部材としてのフランジ部材１１には、吐出管１２、電気コネクタ１３および空気抜き弁１４が組付けられている。吐出管１２は、サブタンク２０内に収容されている燃料ポンプ４０から吐出された燃料を燃料タンクの外部に吐出する管である。吐出管１２は、燃料ポンプ４０の吐出側であるプレッシャレギュレータ６０と蛇腹管１９で接続されている。電気コネクタ１３は、燃料ポンプ４０に駆動電流を供給するとともに、液面計７０の検出信号を出力するためのものである。さらに電気コネクタ１３は、燃料供給装置１０を接地するための接地端子を有している。電気コネクタ１３と、燃料ポンプ４０の電気部、燃料フィルタ５０に設置されている接地端子５６、および液面計７０とはリード線１５で接続されている。空気抜き弁１４は、燃料タンク内の燃料の増加にともない燃料タンク内の空気を燃料タンク外に排出する弁である。

サブタンク２０と支持部材としてのステー３０とは、サブタンク２０の棒状の嵌合部２２にステー３０の爪３２が嵌合することにより結合している。フランジ部材１１とステー３０とはＳＵＳ材または鉄からなる金属製の支柱１６により連結されている。連結部材としての支柱１６の一端はフランジ部材１１に形成されている図示しない有底筒部に挿入され、支柱１６の他端はステー３０の筒部３３に挿入されている。サブタンク２０およびステー３０は支柱１６に対し支柱１６の長手方向に移動可能である。付勢部材としてのコイルスプリング１８は支柱１６と同様にＳＵＳ材または鉄からなる金属製であり、筒部３３に圧着されている。コイルスプリング１８は、サブタンク２０がフランジ部材１１から離れる方向、つまり燃料タンクの底に向けてステー３０の筒部３３を付勢している。これにより、燃料タンクに燃料供給装置１０を取り付けた状態では、サブタンク２０の底部は燃料タンクの内底面に押し付けられている。このような構成により、樹脂製の燃料タンクが温度変化による内圧の変化や燃料量の変化で膨張および収縮しても、コイルスプリング１８の付勢力によりサブタンク２０の底部は燃料タンクの内底面に常に押し付けられている。

サブタンク２０は樹脂製であり、導電性を有している。サブタンク２０の底部に、燃料導入管２３がサブタンク２０と同じ樹脂材によりサブタンク２０と一体に成形されている。したがって、燃料導入管２３は導電性を有している。燃料導入口としての燃料導入管２３の燃料出口にサブタンク２０内からジェットポンプ２４側に燃料が逆流することを防止する逆止弁部材２８が取り付けられている。

ジェットポンプ２４はジェットノズル２５を有している。ジェットノズル２５はサブタンク２０の底部外壁に溶着等により結合しており、燃料を噴射する噴孔２５ａを有している。ジェットノズル２５は樹脂製であり、導電性を有している。プレッシャレギュレータ６０から排出される余剰燃料をジェットノズル２５の噴孔２５ａから燃料導入管２３に向けて噴射することにより、噴射燃料周囲に大気圧よりも低い負圧である吸引圧が生じる。この吸引圧により燃料タンク内の燃料を燃料導入管２３が吸い込み、燃料導入管２３を通ってサブタンク２０に向けて燃料が供給される。

燃料ポンプ４０はサブタンク２０内に横向きに収容されており、図２に示すようにサクションフィルタ４８を通しサブタンク２０内の燃料を吸入する。燃料ポンプ４０は、サクションフィルタ４８を通してサブタンク２０内から吸引した燃料を吐出口４２から吐出する。吐出口４２の下流側に逆止弁部材としてのボール４３が設置されている。ボール４３は、吐出口４２から燃料ポンプ４０内に燃料が逆流することを防止する。

燃料フィルタ５０は、フィルタケース５２とフィルタケース５２内に収容されているフィルタエレメント５５とを有している。フィルタケース５２の流入口５３は燃料ポンプ４０の吐出口４２と嵌合している。燃料フィルタ５０はサブタンク２０内に横向きに設置されており、燃料ポンプ４０の上側外周を覆っている。燃料フィルタ５０のフィルタケース５２は、サブタンク２０および燃料ポンプ４０とスナップフィットにより結合している。燃料ポンプ４０から吐出される燃料は、フィルタエレメント５５により異物を除去される。フィルタケース５２に接地端子５６が設置されている。接地端子５６はリード線１５により電気コネクタ１３の接地端子と電気的に接続されている。したがって、燃料フィルタ５０は電気コネクタ１３を通し接地されている。

プレッシャレギュレータ６０の流入口６２は、フィルタケース５２の流出口５４と嵌合している。プレッシャレギュレータ６０は、燃料フィルタ５０で異物を除去された燃料を流入口６２から導入して調圧する。プレッシャレギュレータ６０で調圧された燃料は、流出口６４から蛇腹管１９、吐出管１２を通り燃料タンクの外部に供給される。プレッシャレギュレータ６０の調圧により生じた余剰燃料は、排出口６６を通りジェットポンプ２４のジェットノズル２５から噴射される。
液面計７０は、燃料タンク内の燃料の高さに応じてフロート７２が回転することにより、燃料タンク内の燃料量を計測する。

本実施形態では、ジェットノズル２５が導電性を有する樹脂製であり、導電性を有するサブタンク２０に直接結合している。さらに、サブタンク２０は燃料フィルタ５０とスナップフィット結合しており、燃料フィルタ５０はフィルタケース５２に設置されている接地端子５６により接地されている。この構成により、ジェットノズル２５は、サブタンク２０、燃料フィルタ５０、接地端子５６を通し接地されている。したがって、プレッシャレギュレータ６０から排出される余剰燃料がジェットポンプ２４のジェットノズル２５から燃料導入管２３に向けて噴射され、噴射燃料とジェットノズル２５との摩擦により静電気が発生しても、ジェットノズル２５の帯電を防止できる。また、フィルタエレメント５５を通過することより帯電した燃料が燃料フィルタ５０からプレッシャレギュレータ６０を通りジェットノズル２５に供給されても、ジェットノズル２５の帯電を防止できる。したがって、帯電量が増加することによりジェットノズル２５を有するジェットポンプ２４が絶縁破壊を起こし、絶縁破壊箇所から亀裂が生じることを防止できる。
また、燃料導入管２３はサブタンク２０と一体に導電性を有する樹脂で形成されているので、吸引燃料と燃料導入管２３との摩擦により静電気が発生しても、燃料導入管２３の帯電を防止できる。

また、ステー３０は導電性を有する樹脂製であり、ステー３０とサブタンク２０とは嵌合部２２と爪３２により結合している。さらに、支柱１６はステー３０の筒部３３に挿入され筒部３３と接触している。支柱１６およびコイルスプリング１８は、ステー３０、サブタンク２０、燃料フィルタ５０、接地端子５６を通し接地されている。したがって、金属製の支柱１６およびコイルスプリング１８が帯電することを防止できる。

上記第１実施形態では、燃料ポンプ４０を横置きにしたが、縦置きにしてもよい。この場合、第１実施形態のステー３０に該当する部材が存在しない場合もある。しかし、ステー３０に代わり支柱およびコイルスプリングが直接接触する導電性を有する部品を第１実施形態のステー３０と同様に接地することにより、支柱およびコイルスプリングの帯電を防止できる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図３に示す。第１実施形態と実質的に同一構成部分に同一符号を付す。
図３に示すように、燃料供給装置８０は、フランジ部材８２、サブタンク９０、ポンプモジュール１００、プレッシャレギュレータ１２０およびジェットポンプ１３０等からなる。第１実施形態の燃料ポンプ４０と異なり、第２実施形態の燃料ポンプ１０２はサブタンク９０内に縦置きされている。

燃料供給装置８０の蓋部材としてのフランジ部材８２は、円板状に形成されており、燃料タンクの開口部を覆うように燃料タンクの上壁に取り付けられている。燃料供給装置８０のフランジ部材８２以外の部品は燃料タンク内に収容されている。フランジ部材８２には、吐出管８３および電気コネクタ８４が組付けられている。吐出管８３は、サブタンク９０内に収容されている燃料ポンプ１０２から吐出された燃料を燃料タンクの外部に吐出する管である。吐出管８３は、燃料ポンプ１０２が吐出する燃料を調圧するプレッシャレギュレータ１２０と蛇腹管８８で接続されている。電気コネクタ８４は、燃料ポンプ１０２に駆動電流を供給するとともに、図示しない液面計の検出信号を出力するためのものである。さらに電気コネクタ８４は、燃料供給装置８０を接地するための接地端子を有している。電気コネクタ８４と、燃料ポンプ１０２の電気部、サブタンク９０に設置されている接地端子９４、および液面計とはリード線８５で接続されている。

支柱８６の一端はフランジ部材８２に圧入され、他端はサブタンク９０に形成されている図示しない挿入部に緩く挿入されている。２本の支柱８６のうち１本の支柱８６の外周に嵌挿されているスプリング８７は、フランジ部材８２とサブタンク９０とを互いに離れるように付勢している。したがって、樹脂製の燃料タンクが温度変化による内圧の変化や燃料量の変化で膨張および収縮しても、スプリング８７の付勢力によりサブタンク９０の底部は燃料タンクの底部内壁に常に押し付けられている。

サブタンク９０は樹脂製であり、導電性を有している。サブタンク９０の底部に、燃料導入口としての燃料導入管９２がサブタンク９０と同じ樹脂材によりサブタンク９０と一体に成形されている。したがって、燃料導入管９２は導電性を有している。サブタンク９０の上部外壁に接地端子９４が取り付けられている。接地端子９４は、リード線８５により電気コネクタ８４の接地端子と接続している。

ポンプモジュール１００は、燃料ポンプ１０２および燃料フィルタ１１０を有している。前述したように、燃料ポンプ１０２サブタンク９０内に縦置きされている。燃料ポンプ１０２は、図示しないインペラの回転により、サブタンク９０から吸入した燃料をインペラの周囲に形成された昇圧通路で昇圧し、吐出口１０４から吐出する。
燃料フィルタ１１０は、燃料ポンプ１０２の外周を囲んでいるフィルタケース１１２と、フィルタケース１１２内に収容されているフィルタエレメント１１６とを有している。フィルタケース１１２の流入口１１３は燃料ポンプ１０２の吐出口１０４内に嵌合している。

プレッシャレギュレータ１２０は、燃料ポンプ１０２が吐出し燃料フィルタ１１０で異物が除去された燃料の圧力を調整する。プレッシャレギュレータ１２０は、排出孔１１４からサブタンク９０内に余剰燃料を排出し、燃料を調圧する。プレッシャレギュレータ１２０で圧力を調整された燃料は、フィルタケース１１２と一体に成形された流出管１１５から蛇腹管８８、吐出管８３を通り、フランジ部材８２から燃料タンクの外に供給される。

ジェットポンプ１３０はサブタンク９０の底部に設置されており、ジェットノズル１３２を有している。ジェットノズル１３２は樹脂製であり、導電性を有している。
ジェットポンプ１３０と燃料ポンプ１０２とは、柔軟性を有する２本のナイロン管１４０、１４２、およびナイロン管同士を接続する樹脂製のジョイント１４４により接続されている。尚、ナイロン管１４０、１４２およびジョイント１４４は必用に応じて導電性としてもよい。ジョイント１４４はサブタンク９０の側壁上部に引っ掛けられている。ナイロン管１４０は燃料ポンプ１０２の昇圧通路の途中に形成された空気抜き孔に取付部材１０６により接続されている。空気抜き孔から排出された燃料は、ナイロン管１４０、ジョイント１４４、ナイロン管１４２を通り、ジェットポンプ１３０に供給される。ジェットポンプ１３０に供給された燃料がジェットノズル１３２から噴出されると、燃料導入管９２の入口周囲に負圧が生じる。この負圧により燃料タンク内の燃料が燃料導入管９２内に吸い込まれ、サブタンク９０内に供給される。

ジェットノズル１３２は導電性を有する樹脂製であり、導電性を有するサブタンク９０に直接結合している。さらに、サブタンク９０は、サブタンク９０に設置されている接地端子９４により接地されている。したがって、ジェットノズル１３２は、サブタンク９０、接地端子９４を通し接地されている。燃料ポンプ１０２の空気抜き孔から排出される燃料がジェットポンプ１３０のジェットノズル１３２から燃料導入管９２に向けて噴射され、噴射燃料とジェットノズル１３２との摩擦により静電気が発生しても、ジェットノズル１３２の帯電を防止できる。このようにジェットノズル１３２の帯電を防止することにより、帯電量が増加することによりジェットノズル１３２を有するジェットポンプ１３０が絶縁破壊を起こし、絶縁破壊箇所から亀裂が生じることを防止できる。

また、燃料導入管９２はサブタンク９０と一体に導電性を有する樹脂で形成されているので、吸引燃料と燃料導入管９２との摩擦により静電気が発生しても、燃料導入管９２の帯電を防止できる。
さらに、第１実施形態と同様に、フィルタケース１１２と電気コネクタ８４の接地端子とをリード線８５で接続することにより、燃料フィルタ１１０を接地してもよい。

（他の実施形態）
以上説明した上記複数の実施形態では、プレッシャレギュレータ６０の余剰燃料、あるいは燃料ポンプ１０２の空気抜き孔から排出される燃料をジェットノズルから噴射した。これ以外に、エンジン側から燃料タンクに戻されるリターン燃料をジェットノズルから噴射する構成でもよい。この場合、燃料フィルタは燃料タンク内で燃料ポンプの外周を覆うのではなく、燃料タンクの外に燃料供給装置と別部品として燃料フィルタを設置してもよい。

上記複数の実施形態では、ジェットノズルをサブタンクに直接結合することにより、ジェットノズルとサブタンクとを他部品を用いず電気的に直接接続した。これに対し、ジェットノズルとサブタンクとを直接結合せず、他部品を介して電気的に接続してもよい。
また上記複数の実施形態では、サブタンクを通してジェットポンプを接地したが、ジェットポンプを構成するジェットノズルを直接接地してもよい。

また上記複数の実施形態では、サブタンクおよびジェットノズルを導電性を有する樹脂製にしたが、サブタンクを非導電性の樹脂製、ジェットノズルを導電性を有する樹脂製にしてもよい。サブタンクが非導電性の樹脂製であっても、ジェットノズルが導電性を有するので、ジェットノズルと近傍に位置する導電部材とを電気的に接続し接地することにより、ジェットノズルを有するジェットポンプの帯電を防止できる。サブタンクを非導電性の樹脂製にする場合、サブタンクと一体に燃料導入管を樹脂成形すると燃料導入管も非導電性になる。
また、サブタンク内に燃料タンク内の燃料を導入する燃料導入管をサブタンクと別体に形成してもよい。この場合、燃料導入管を導電性にし燃料導入管を接地することが望ましい。しかし本発明では、燃料導入管を非導電性にしてもよい。

本発明の第１実施形態による燃料供給装置を示す部分断面図である。 第１実施形態における燃料流れを示す説明図である。 本発明の第２実施形態による燃料供給装置を示す部分断面図である。

符号の説明

１０、８０ 燃料供給装置、１１、８２ フランジ部材（取付部材）、１６、８６ 支柱（連結部材）、１８、８７ コイルスプリング（付勢部材）、２０、９０ サブタンク、２３、９２ 燃料導入管（燃料導入口）、２４、１３０ ジェットポンプ、２５、１３２ ジェットノズル、３０ ステー（支持部材）、４０、１０２ 燃料ポンプ、５０、１１０ 燃料フィルタ、５２、１１２ フィルタケース、５５、１１６ フィルタエレメント、５６、９４ 接地端子、６０、１２０ プレッシャレギュレータ

Claims (7)

1. 燃料タンク内に収容されるサブタンクと、
   前記サブタンク内に収容され、前記サブタンク内の燃料を吸入し吐出する燃料ポンプと、
   燃料を噴射して吸引圧を発生するジェットノズルを有し、前記吸引圧により前記燃料タンク内の燃料を吸い込み前記サブタンク内に燃料を供給するジェットポンプとを備え、
   前記ジェットノズルは樹脂製であり、導電性を有していることを特徴とする燃料供給装置。
2. 前記サブタンクは樹脂製であり、導電性を有していることを特徴とする請求項１記載の燃料供給装置。
3. 前記ジェットノズルは前記サブタンクに直接結合していることを特徴とする請求項２記載の燃料供給装置。
4. 前記ジェットノズルは前記サブタンクの底部に設置されていることを特徴とする請求項２または３記載の燃料供給装置。
5. 前記燃料ポンプが吐出する燃料中の異物を除去する燃料フィルタと、前記燃料フィルタから流出する燃料を調圧し、調圧により生じた余剰燃料を前記ジェットノズルに供給するプレッシャレギュレータとを備えることを特徴とする請求項２から４のいずれか一項記載の燃料供給装置。
6. 前記燃料フィルタは前記サブタンクと結合しており、前記燃料フィルタに接地端子が設置されていることを特徴とする請求項５記載の燃料供給装置。
7. 前記燃料タンクに取り付けられる取付部材と、
   前記サブタンクと結合している導電性の支持部材と、
   前記取付部材と前記支持部材とを連結している金属製の連結部材と、
   前記連結部材の外周に設置され、前記支持部材および前記サブタンクを前記取付部材から離れる方向に付勢する金属製の付勢部材とを備えることを特徴とする請求項２から６のいずれか一項記載の燃料供給装置。

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