JP2004190489A - 燃料供給装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】多層型の燃料フィルタをチャンバの開口側に設けて燃料ポンプの吸込側に配置することにより、チャンバの容積を有効に活用し、装置を小型化する。
【解決手段】チャンバ３の開口部３Ｂ側には、フィルタエレメント５，６，７を有する多層型燃料フィルタ４を設ける。そして、燃料ポンプ９は、フィルタ４を通過してチャンバ３内に溜まる燃料を吸込み、供給パイプ１１から外部に吐出する。また、吸引ポンプ１４は、ポンプ９による吐出燃料を利用してチャンバ３の外側で燃料を吸込み、吐出パイプ１７からフィルタ４の上流に燃料を吐出する。これにより、フィルタ４の体積を含めてチャンバ３の容積を十分に確保できると共に、これらをコンパクトに配置することができる。また、多層型燃料フィルタ４を用いることにより、その性能を維持しつつ、フィルタ４を小型化することができる。
【選択図】 図２
【解決手段】チャンバ３の開口部３Ｂ側には、フィルタエレメント５，６，７を有する多層型燃料フィルタ４を設ける。そして、燃料ポンプ９は、フィルタ４を通過してチャンバ３内に溜まる燃料を吸込み、供給パイプ１１から外部に吐出する。また、吸引ポンプ１４は、ポンプ９による吐出燃料を利用してチャンバ３の外側で燃料を吸込み、吐出パイプ１７からフィルタ４の上流に燃料を吐出する。これにより、フィルタ４の体積を含めてチャンバ３の容積を十分に確保できると共に、これらをコンパクトに配置することができる。また、多層型燃料フィルタ４を用いることにより、その性能を維持しつつ、フィルタ４を小型化することができる。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車用エンジン等にタンク内の燃料を供給するのに好適に用いられる燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車用エンジン等の燃料供給装置は、例えば燃料タンク内に貯留された燃料を電動式の燃料ポンプ等によって外部に吐出し、この燃料をエンジン本体側に設けられた噴射弁等に供給するものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特表２００２−５０６５０１号公報
【０００４】
この種の従来技術による燃料供給装置は、燃料タンク内に配置されたチャンバを有し、このチャンバ内には、燃料を吸込んでタンクの外部に吐出する燃料ポンプと、該燃料ポンプの吐出側に接続され、燃料ポンプから吐出される燃料を浄化する燃料フィルタとが配置されている。
【０００５】
ここで、チャンバは、燃料タンク内に貯留された燃料の一部をポンプの周囲に溜めるための容器として形成されている。そして、チャンバは、例えばタンク内の燃料が残り少なくなって燃料の液面が低下した場合、または車両の旋回動作等によって液面が傾いた場合でも、燃料ポンプの吸込側に十分な量の燃料を確保し、ポンプの吸込側を燃料中に浸した状態に保持するものである。
【０００６】
このため、チャンバの容積は、例えば燃料ポンプの吐出性能や車両の旋回時に想定される燃料の挙動等に応じて所定の大きさに設計されている。また、従来技術では、このチャンバ内に燃料フィルタを配置した構成もある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術では、燃料フィルタをチャンバ内に配置する構成としている。しかし、チャンバの容積は、燃料ポンプの吸込側に所定量の燃料を溜めるように予め設定されているため、チャンバ内に燃料フィルタを配置すると、その配置スペース分だけチャンバの容積を大きく形成しなければならず、チャンバを含めて装置全体が大型化するという問題がある。
【０００８】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、チャンバの容積を確保しつつ、燃料フィルタをコンパクトに配置でき、装置全体を小型化できるようにした燃料供給装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために請求項１の発明は、燃料タンク内に配置された有底筒状のチャンバと、該チャンバの開口側に設けられ該チャンバに流入する燃料を浄化する燃料フィルタと、前記チャンバ内に収容された燃料を吸込んで前記燃料タンクの外部に吐出する燃料ポンプと、前記チャンバの外側から前記燃料フィルタの上流に燃料を流入させる燃料流入手段とからなり、前記燃料フィルタは、上，下流方向に積層された複数層のフィルタエレメントにより構成している。
【００１０】
このように構成することにより、チャンバ内には、燃料フィルタを通過した燃料を溜めることができ、燃料ポンプは、燃料フィルタを通過してチャンバ内に溜まる燃料を吸込むようになる。このため、燃料ポンプからみると、燃料フィルタは、当該燃料ポンプの上流側（吸込側）に配置されることになる。この結果、燃料フィルタをチャンバ内に配置したとしても、燃料ポンプは、フィルタ内を通過する燃料をチャンバ内に溜まっている燃料の一部として吸込むことができる。
【００１１】
従って、燃料フィルタの体積をチャンバの容積の一部として扱うことができ、チャンバを燃料フィルタの配置スペース分だけ大きく形成しなくても、チャンバの実質的な容積を十分に確保することができる。これにより、チャンバや燃料フィルタを含めて装置全体をコンパクトに形成でき、これらを車両のタンク等に対して容易に搭載することができる。
【００１２】
また、例えば燃料フィルタによってチャンバの開口側を施蓋できるので、チャンバ内に溜まっている燃料が外力、振動等によって漏れ出るのを抑えることができる。また、燃料フィルタをチャンバによって支持できるので、フィルタ支持用の特別な部品等を設ける必要がなくなり、これらの部品点数を削減して構造を簡略化することができる。
【００１３】
また、燃料流入手段によりチャンバの外側から燃料フィルタの上流側に燃料を流入させるだけで、この燃料が自重によりフィルタを通過してチャンバ内に流下する。従って、例えば燃料フィルタからチャンバ内に燃料を加圧して送り込む場合と比較して、圧損等を低減できるので、燃料をチャンバ内に効率よく流入させることができ、装置の作動効率を高めることができる。
【００１４】
さらに、例えば多層型の燃料フィルタをチャンバの開口側を閉塞するように配置できるから、燃料フィルタを構成する複数種類のフィルタエレメントによって燃料を複数段階で濾過することができ、フィルタの濾過性能を長期間にわたって良好に維持することができる。
【００１５】
即ち、多層型の燃料フィルタは、燃料中に含まれる異物の形態（例えば異物の大きさ、形状、材質、磁性の有無等）に応じて個々のフィルタエレメントの種類、目の粗さ等をそれぞれ適切に設定することができる。これにより、燃料中の異物がフィルタを上流側から下流側に向けて通過するときには、個々のフィルタエレメントによりそれぞれ異なる形態の異物を選択的に捕捉でき、燃料フィルタの上流側（燃料の流入側）だけでなく、フィルタ内の各層で異物の捕捉を分散して行うことができる。
【００１６】
また、請求項２の発明によると、燃料フィルタは、上流側に目の粗いフィルタエレメントを配置し、下流側に目の細かいフィルタエレメントを配置する構成としている。
【００１７】
これにより、上流側のフィルタエレメントは、燃料中に含まれる異物のうち比較的大きな粒子のみを選択的に捕捉でき、このフィルタエレメントにより捕捉されないような細かい異物の粒子は、下流側のフィルタエレメントによって捕捉することができる。そして、例えば燃料中に含まれる異物の量が比較的多い場合でも、その大きさに応じて異物をフィルタ全体に分散して捕捉でき、個々のフィルタエレメントが早期に目詰まりするのを防止することができる。
【００１８】
また、請求項３の発明によると、燃料流入手段は、チャンバに設けられ燃料ポンプから吐出される燃料の一部を利用して前記チャンバの外側から燃料を吸込み燃料フィルタの上流に燃料を吐出する吸引ポンプにより構成している。
【００１９】
これにより、吸引ポンプは、燃料ポンプによる吐出燃料の一部を利用してチャンバの外側で燃料を効率よく吸引でき、この燃料を燃料フィルタの上流に向けて吐出することができる。従って、チャンバの外側から内側に燃料を流入させるために特別な動力源等を用いる必要がなくなり、吸引ポンプを用いた簡単な構造でチャンバ内に燃料を送り込むことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態による燃料供給装置を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
ここで、図１ないし図５は第１の実施の形態を示し、本実施の形態では、自動車用エンジンに適用した場合を例に挙げて述べる。
【００２２】
１は自動車等の車両に搭載された略箱形状の燃料タンクで、該燃料タンク１は底板１Ａと上板１Ｂとを有し、上板１Ｂには、後述の蓋体２が取付けられる取付開口１Ｃが形成されている。
【００２３】
２は燃料タンク１の取付開口１Ｃに取付けられる蓋体で、該蓋体２は、図２に示す如く、タンク１の周壁の一部を構成し取付開口１Ｃを施蓋する閉塞板部２Ａと、該閉塞板部２Ａから取付開口１Ｃを介してタンク１内に突出した筒状のチャンバ取付部２Ｂとにより構成されている。
【００２４】
３は燃料タンク１内に配置されるチャンバで、該チャンバ３は、例えば樹脂材料、金属材料等により有底筒状の容器として形成されている。そして、チャンバ３の下部側には閉塞された底部３Ａが形成され、チャンバ３の上部側には開口部３Ｂが形成されている。また、チャンバ３の内部には、タンク１内に貯留された燃料の一部が後述の多層型燃料フィルタ４を介して流入する構成となっている。
【００２５】
そして、チャンバ３は、タンク１内の燃料の一部を常時収容し、後述する燃料ポンプ９の吸込口９Ａの周囲に一定量の燃料を溜めるものである。これにより、例えばタンク１内の燃料が残り少なくなって燃料の液面が低下した場合、または車両の旋回動作等によって液面が傾いた場合でも、チャンバ３により燃料ポンプ９の吸込口９Ａ側に十分な量の燃料を確保でき、この吸込口９Ａを燃料中に浸した状態に保持することができる。
【００２６】
４はチャンバ３の開口部３Ｂ側に嵌合して設けられた多層型燃料フィルタで、該多層型燃料フィルタ４は、図２、図３に示す如く、複数層のフィルタエレメントを上，下流方向（例えば、上，下方向）に積層することによって形成され、本実施の形態では、例えば後述する３層のフィルタエレメント５，６，７によって構成されている。
【００２７】
ここで、多層型燃料フィルタ４は、全体として上面４Ａと下面４Ｂとを有する板状に形成され、その内部には、後述の燃料ポンプ９が嵌合されるポンプ嵌合孔４Ｃと、パイプ１１，１７が挿通される２個のパイプ挿通孔４Ｄとが厚さ方向（上，下方向）に貫通して設けられている。また、燃料フィルタ４は、チャンバ３の開口部３Ｂを施蓋し、燃料タンク１内でチャンバ３の外側に位置する空間と後述の燃料溜り８との間を仕切るように配置されている。
【００２８】
そして、燃料フィルタ４は、チャンバ３の外側から燃料溜り８に流入する燃料をフィルタエレメント５，６，７によって複数段階で濾過し、浄化するものである。この場合、燃料ポンプ９は、フィルタ４により濾過された燃料に対して吸込，吐出動作を行うものであるため、燃料フィルタ４は、燃料ポンプ９からみて上流側（吸込口９Ａ側）に配置されている。
【００２９】
５は多層型燃料フィルタ４の上面４Ａ側（上流側）に配置された第１のフィルタエレメントで、該第１のフィルタエレメント５は、例えばメッシュ状の繊維材料、スポンジ状の多孔質材料等を含めた各種のフィルタ材料からなり、このフィルタ材料の目の粗さは、フィルタエレメント５，６，７のうち最も粗く形成されている。そして、フィルタエレメント５は、燃料フィルタ４を通過する燃料中に含まれる金属粉、ダスト等の異物のうち、比較的大きな異物を捕捉、除去し、大きな異物粒子が下流側のフィルタエレメント６，７に達するのを防止するものである。
【００３０】
６は燃料フィルタ４の厚さ方向の途中部位に配置された第２のフィルタエレメントで、該第２のフィルタエレメント６は、例えばフィルタエレメント５よりも目が細かいフィルタ材料を用いて形成され、フィルタエレメント５，７間に位置して中間程度の大きさをもつ異物を捕捉するものである。
【００３１】
７は多層型燃料フィルタ４の下面４Ｂ側（下流側）に配置された第３のフィルタエレメントで、該第３のフィルタエレメント７は、フィルタエレメント５，６，７のうち最も細かい目のフィルタ材料を用いて形成されている。そして、フィルタエレメント７は、フィルタエレメント５，６で捕捉されなかった小さな異物を捕捉、除去し、燃料溜り８内に異物が侵入するのを防止するものである。
【００３２】
このように、多層型燃料フィルタ４は、その上流側から下流側に向けてフィルタ材料の目の粗さがフィルタエレメント５，６，７の順に細かく形成されている。また、燃料フィルタ４は、これらのフィルタエレメント５，６，７がチャンバ３の開口部３Ｂ内に嵌合されることにより、チャンバ３内に燃料溜り８を画成している。そして、この状態でフィルタエレメント５はチャンバ３の外側に面して配置され、フィルタエレメント７は燃料溜り８に面して配置されている。
【００３３】
９は燃料供給装置の動力源となる燃料ポンプで、該燃料ポンプ９は、例えば略円柱状の外形を有する電動式の燃料ポンプ等からなり、タンク１内に位置してチャンバ３に配置されている。そして、燃料ポンプ９は、外部から通電されることによりステータに対してロータが回転するモータ部と、該モータ部により回転駆動されて燃料の吸込，吐出動作を行うポンプ部（いずれも図示せず）と、チャンバ３内の燃料を吸込む吸込口９Ａと、吸込んだ燃料を後述の供給パイプ１１に吐出する吐出口９Ｂとを含んで構成されている。
【００３４】
ここで、燃料ポンプ９は、燃料フィルタ４のポンプ嵌合孔４Ｃに嵌合され、フィルタ４を貫通して上，下方向に延びると共に、長さ方向の一側（吸込口９Ａ側）がチャンバ３内に配置され、他側がチャンバ３の外部に突出している。また、吸込口９Ａには、チャンバ３の内側に位置して燃料中に含まれる異物が燃料ポンプ９内に侵入するのを防止する内側吸込フィルタ１０が取付けられている。
【００３５】
そして、燃料ポンプ９は、燃料の流れ方向に対して燃料フィルタ４の下流側に配置され、この位置でチャンバ３内の燃料を吸込口９Ａから吸込むと共に、吐出口９Ｂから供給パイプ１１に燃料を吐出するものである。この場合、燃料ポンプ９から吐出される燃料は、図５に示す如く、その一部分が供給パイプ１１等を介して燃料タンク１の外部に送られ、噴射弁２１側に供給される。
【００３６】
また、吐出燃料のうち供給パイプ１１に吐出されない残余の部分は、後述の吸引ポンプ用パイプ１２に流入し、吸引ポンプ１４を作動させる。この結果、吸引ポンプ１４によってチャンバ３の外側から燃料フィルタ４の上面４Ａ側に燃料が吸引され、この燃料は、燃料フィルタ４を介してチャンバ３内に流入する構成となっている。
【００３７】
１１はタンク１内の燃料を外部に供給する供給パイプで、該供給パイプ１１は、例えば樹脂材料、金属材料等により形成され、その基端側はチャンバ３内で燃料ポンプ９の吐出口９Ｂに接続されている。また、供給パイプ１１の途中部位は、吸引ポンプ用パイプ１２との接続部位で上向きに屈曲し、燃料フィルタ４のパイプ挿通孔４Ｄを介してチャンバ３の外部に引出されている。そして、供給パイプ１１の先端側は、蓋体２の閉塞板部２Ａを介して燃料タンク１の外部に突出し、この突出端側には、後述の燃料配管１９，２０等を介して噴射弁２１に接続される供給口１１Ａが形成されている。
【００３８】
１２は燃料ポンプ９による吐出燃料の一部を後述の吸引ポンプ１４に供給する吸引ポンプ用パイプで、該吸引ポンプ用パイプ１２は、その基端側がチャンバ３内で供給パイプ１１の途中部位に接続され、その先端側が吸引ポンプ１４のノズル部１４Ａに接続されている。
【００３９】
１３は吸引ポンプ用パイプ１２に設けられた絞り部で、該絞り部１３は、吸引ポンプ用パイプ１２の途中部位を縮径させることにより、所定の流路面積をもって形成されている。そして、絞り部１３は、燃料ポンプ９の吐出燃料のうち吸引ポンプ１４に供給される燃料の流量を絞ることにより、この燃料と噴射弁２１側に供給される燃料との流量比率を適切に設定するものである。
【００４０】
１４はチャンバ３の底部３Ａ側に設けられた燃料流入手段としての吸引ポンプで、該吸引ポンプ１４は、例えばジェットポンプ等により構成され、燃料ポンプ９による吐出燃料の一部を利用してチャンバ３の外側から燃料フィルタ４の上面４Ａ側に燃料を流入させるものである。
【００４１】
ここで、吸引ポンプ１４は、図４に示す如く、基端側が吸引ポンプ用パイプ１２に接続され先端側が縮径したノズル部１４Ａと、該ノズル部１４Ａを取囲む筒体として形成された吸引部１４Ｂとにより構成されている。また、吸引部１４Ｂは、その基端側（吸込側）が後述の吸込パイプ１５に接続され、その先端側（吐出側）が後述の吐出パイプ１７に接続されている。
【００４２】
そして、燃料ポンプ９による吐出燃料の一部が吸引ポンプ用パイプ１２を介してノズル部１４Ａに流入すると、この燃料がノズル部１４Ａの先端側から高い流速で流出することによって吸引部１４Ｂ内に負圧を発生させる。これにより、吸引ポンプ１４は、チャンバ３の外側から吸込パイプ１５を介して燃料を吸引し、この燃料をノズル部１４Ａから流出する燃料と一緒に吐出パイプ１７に吐出するものである。
【００４３】
１５は吸引ポンプ１４によりチャンバ３の外側から燃料を吸込むための吸込パイプで、該吸込パイプ１５は、その基端側がチャンバ３内で吸引ポンプ１４の吸引部１４Ｂに接続されている。また、吸込パイプ１５の先端側はチャンバ３の底部３Ａ側で外部に突出し、この突出端側には、吸引ポンプ１４内への異物侵入を防止する外側吸込フィルタ１６が取付けられている。
【００４４】
１７は吸引ポンプ１４により吸込んだ燃料を燃料フィルタ４の上面４Ａ側に吐出する吐出パイプで、該吐出パイプ１７は、その基端側がチャンバ３内で吸引ポンプ１４の吸引部１４Ｂに接続され、チャンバ３内を上，下方向に延びている。
【００４５】
また、吐出パイプ１７の先端側は、燃料フィルタ４のパイプ挿通孔４Ｄを介してチャンバ３の上側に突出し、フィルタ４の上面４Ａに近い位置で側方に屈曲している。そして、吐出パイプ１７の先端側には燃料の吐出口１７Ａが形成され、この吐出口１７Ａから吐出される燃料は、自重により燃料フィルタ４を通過してチャンバ３内に流入（流下）するものである。
【００４６】
一方、図１において、１８は車両に搭載されたエンジン本体、１９は該エンジン本体１８に向けて燃料を供給するための燃料配管で、該燃料配管１９は、その一端側が燃料供給装置の供給パイプ１１（供給口１１Ａ）に接続されている。また、燃料配管１９の他端側は、エンジン本体１８に取付けられた他の燃料配管２０に接続され、この燃料配管２０には、エンジン本体１８の各気筒に対応して複数の噴射弁２１が取付けられている。
【００４７】
本実施の形態による燃料供給装置は上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。
【００４８】
まず、燃料ポンプ９が作動すると、チャンバ３内の燃料が内側吸込フィルタ１０を介して燃料ポンプ９の吸込口９Ａに吸込まれ、吐出口９Ｂから供給パイプ１１に吐出される。この場合、吐出燃料の一部は、図２中の矢示Ａに示す如く、供給パイプ１１から燃料配管１９，２０等を介して各噴射弁２１に供給されるため、これらの噴射弁２１からエンジン本体１８の各気筒に燃料を噴射することができる。
【００４９】
また、吐出燃料のうち絞り部１３を通過した一部の燃料は、矢示Ｂに示す如く、吸引ポンプ用パイプ１２を介して吸引ポンプ１４のノズル部１４Ａに流入し、吸引ポンプ１４を作動させる。これにより、タンク１内の燃料は、矢示Ｃに示す如く、吸引ポンプ１４により外側吸込フィルタ１６と吸込パイプ１５とを介してチャンバ３の外側から内側に吸引される。そして、この燃料は、矢示Ｄに示す如く、吸引ポンプ用パイプ１２内の燃料と一緒に吐出パイプ１７から燃料フィルタ４の上面４Ａ側に吐出される。
【００５０】
この場合、吐出パイプ１７から吐出される燃料は、自重によりフィルタ４内を流下して浄化され、燃料溜り８内に流入する。また、タンク１内の液面レベルがチャンバ３の開口端よりも高い位置にあるときには、この吐出燃料が燃料ポンプ９の吸込動作により周囲の燃料と一緒になってチャンバ３内に吸込まれる。
【００５１】
これにより、チャンバ３内には、燃料溜り８内に流入した燃料だけでなく、燃料フィルタ４を通過する燃料も含めて、燃料ポンプ９の吸込口９Ａ側に一定量の燃料を溜めることができる。従って、例えばタンク１内の液面が低下したり、傾いた場合でも、燃料ポンプ９によってチャンバ３内の燃料を安定的に吸込み、吐出することができる。
【００５２】
また、燃料フィルタ４内を燃料が通過するときには、例えば金属粉、ダスト等の異物が燃料中に含まれていると、まず上流側のフィルタエレメント５によって大きな異物粒子が捕捉された後に、フィルタエレメント６によって中間程度の大きさの異物粒子が捕捉される。そして、この燃料が燃料溜り８内に流出するときには、下流側のフィルタエレメント７によって微小な異物等が捕捉される。
【００５３】
このため、多層型燃料フィルタ４により燃料中の異物を複数段階で除去することができる。このとき、大きさが異なる複数種類の異物をフィルタエレメント５，６，７に分散して捕捉できるから、個々のフィルタエレメント５，６，７に溜まる異物の量を抑えることができ、これらが早期に目詰まりするのを防止することができる。
【００５４】
かくして、本実施の形態によれば、チャンバ３の開口部３Ｂ側には、例えばフィルタエレメント５，６，７を有する３層型の燃料フィルタ４を設け、チャンバ３内の燃料を吸込んでタンク１の外部に吐出する燃料ポンプ９と、燃料フィルタ４を介してチャンバ３の外側から内側に燃料を吸引する吸引ポンプ１４とを設ける構成としている。
【００５５】
これにより、多層型燃料フィルタ４は、燃料中に含まれる異物の形態（例えば異物の大きさ、形状、材質、磁性の有無等）に応じて個々のフィルタエレメント５，６，７の種類、目の粗さ等をそれぞれ適切に設定することができる。そして、燃料中の異物がフィルタ４を上面４Ａ側から下面４Ｂ側に向けて通過するときには、個々のフィルタエレメント５，６，７によりそれぞれ異なる形態の異物を選択的に捕捉することができる。
【００５６】
従って、複数種類のフィルタエレメント５，６，７によって燃料を複数段階で濾過でき、燃料フィルタ４の上面４Ａ側（上流側）だけでなく、フィルタ内の各層で異物の捕捉を分散して行うことができるから、例えばフィルタ４の上流側で異物が集中的に捕捉されて目詰まり等が早期に生じるのを防止でき、その濾過性能を長期間にわたって良好に維持することができる。
【００５７】
また、本実施の形態では、燃料フィルタ４を燃料ポンプ９の吸込口９Ａに対して上流側に配置できるから、このフィルタ４をチャンバ３内に配置した状態でも、燃料ポンプ９は、フィルタ４内を通過する燃料をチャンバ３内に溜まっている燃料の一部として吸込むことができる。
【００５８】
従って、燃料溜り８の容積だけでなく、燃料フィルタ４の体積をチャンバ３の容積の一部として扱うことができ、チャンバ３内の空間を有効に活用できると共に、その容積を燃料フィルタ４の配置スペース分だけ大きく形成しなくても、十分に大きな容積を確保することができる。これにより、チャンバ３や燃料フィルタ４を含めて装置全体をコンパクトに形成でき、これらを車両のタンク１等に対して容易に搭載することができる。
【００５９】
また、燃料フィルタ４によってチャンバ３の開口部３Ｂ側を施蓋できるので、例えば車両の旋回動作等によりタンク１内の液面が傾いた場合でも、チャンバ３内に溜まっている燃料が外部に漏れ出るのを抑えることができる。この結果、チャンバ３によって燃料ポンプ９の吸込口９Ａの周囲に燃料を安定的に溜めることができ、エンジン本体１８側に燃料を円滑に供給することができる。
【００６０】
また、吸引ポンプ１４を用いることにより、燃料ポンプ９による吐出燃料の一部を利用してチャンバ３の外側で燃料を吸引でき、この燃料をチャンバ３の内側に向けて効率よく吐出することができる。これにより、特別な動力源等を用いることなく、簡単な構造でチャンバ３内に燃料を送り込むことができる。
【００６１】
この場合、吸引ポンプ１４の吐出側には、燃料フィルタ４の上面４Ａ側に延びる吐出パイプ１７を設けたので、例えば燃料タンク１内の液面が低いときには、吸引ポンプ１４により吐出パイプ１７を介してフィルタ４の上面４Ａ側に燃料を吐出するだけで、この燃料を自重によりフィルタ４を介してチャンバ３内に流下させることができる。従って、例えば燃料フィルタからチャンバ内に燃料を加圧して送り込む場合と比較して、圧損等を低減できるので、燃料をチャンバ３内に効率よく流入させることができ、装置の作動効率を高めることができる。
【００６２】
また、燃料フィルタ４をチャンバ３によって直接的に支持できるので、例えば蓋体２やチャンバ３にフィルタ用の支持構造等を設ける必要がなくなり、これらの部品点数を削減して構造を簡略化することができる。
【００６３】
さらに、燃料ポンプ９を、フィルタ４を貫通した状態でチャンバ３に配置したので、燃料ポンプ９のうち吸込口９Ａが配置された部位をチャンバ３内に配置し、他の部位をチャンバ３の開口部３Ｂ側から上向きに突出した状態で配置することができる。これにより、燃料ポンプ９の外形等に制限されることなく、チャンバ３の寸法、形状等を容易に設定できると共に、その径方向寸法を小型化することができる。従って、チャンバ３や燃料ポンプ９の設計自由度を高め、これらのレイアウト設計等を円滑に行うことができる。
【００６４】
次に、図６は本発明による第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、燃料タンクの蓋体にポンプ収容部を形成し、このポンプ収容部内に燃料ポンプを収容する構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００６５】
３１は燃料タンクで、該燃料タンク３１は、第１の実施の形態とほぼ同様に、底板３１Ａ、上板３１Ｂおよび取付開口３１Ｃを有し、この取付開口３１Ｃには後述の蓋体３２が取付けられている。
【００６６】
３２は燃料タンク３１の取付開口３１Ｃに取付けられた蓋体で、該蓋体３２は、例えば金属材料、樹脂材料等により形成され、取付開口３１Ｃを閉塞する閉塞板部３２Ａと、該閉塞板部３２Ａの下面側に設けられ、燃料タンク３１内に向けて突出したポンプ収容部３２Ｂとにより形成されている。
【００６７】
そして、ポンプ収容部３２Ｂは、取付開口３１Ｃを介して燃料タンク３１内に突出し、ポンプ収容部３２Ｂ内には、後述の燃料ポンプ３９が収容されている。
【００６８】
３３は燃料タンク３１内に配置されるチャンバで、該チャンバ３３は、第１の実施の形態とほぼ同様に、底部３３Ａと開口部３３Ｂとを有する有底筒状に形成されている。
【００６９】
３４はチャンバ３３の開口部３３Ｂ側に嵌合して設けられた多層型燃料フィルタで、該多層型燃料フィルタ３４は、第１の実施の形態とほぼ同様に、全体として上面３４Ａと下面３４Ｂとを有する板状に形成され、例えば３層のフィルタエレメント３５，３６，３７によって構成されている。また、燃料フィルタ３４は、燃料ポンプ３９からみて上流側（吸込口３９Ｃ側）に配置されている。
【００７０】
そして、フィルタエレメント３５，３６，３７は、燃料フィルタ３４の上流側（上面３４Ａ側）から下流側（下面３４Ｂ側）に向けてフィルタ材料の目の粗さがフィルタエレメント３５，３６，３７の順に細かく形成され、フィルタエレメント３７の目が最も細かくなっている。また、燃料フィルタ３４は、これらのフィルタエレメント３５，３６，３７がチャンバ３３の開口部３３Ｂ内に嵌合されることにより、チャンバ３３内に燃料溜り３８を画成している。
【００７１】
これにより、燃料フィルタ３４は、チャンバ３３の外側から燃料溜り３８に流入する燃料をフィルタエレメント３５，３６，３７によって複数段階で濾過し、浄化するものである。また、燃料フィルタ３４には、後述のパイプ４０，４３，４８がそれぞれ挿通される３個のパイプ挿通孔３４Ｃが設けられている。
【００７２】
３９は燃料供給装置の動力源となる電動式の燃料ポンプで、該燃料ポンプ３９は、第１の実施の形態とほぼ同様に、外部から通電されることによりステータに対してロータが回転するモータ部３９Ａと、該モータ部３９Ａにより回転駆動されて燃料の吸込，吐出動作を行うポンプ部３９Ｂと、チャンバ３３内の燃料を吸込む吸込口３９Ｃと、吸込んだ燃料を吐出する吐出口３９Ｄとを含んで構成され、全体として略円柱状に形成されている。
【００７３】
そして、モータ部３９Ａは、燃料タンク３１の外部に位置して蓋体３２のポンプ収容部３２Ｂ内に収容され、タンク３１の上板３１Ｂ等に沿って水平方向に延びた状態（横置き状態）で配置されている。また、ポンプ部３９Ｂは、燃料タンク３１の内部に位置してポンプ収容部３２Ｂの周壁に取付けられ、この周壁を介してモータ部３９Ａの出力側に連結されている。
【００７４】
また、吸込口３９Ｃには、燃料フィルタ３４のパイプ挿通孔３４Ｃを介してチャンバ３３内に延びる接続パイプ４０が接続され、該接続パイプ４０の先端側には内側吸込フィルタ４１が取付けられている。
【００７５】
４２はタンク３１内の燃料を外部に供給する供給パイプで、該供給パイプ４２は、その基端側が燃料ポンプ３９の吐出口３９Ｄに接続されている。また、供給パイプ４２の先端側は、蓋体３２の閉塞板部３２Ａを介して燃料タンク３１の外部に突出し、この突出端側には燃料の供給口４２Ａが形成されている。
【００７６】
４３は燃料ポンプ３９による吐出燃料の一部を後述の吸引ポンプ４５に供給する吸引ポンプ用パイプで、該吸引ポンプ用パイプ４３は、その基端側が供給パイプ４２の途中部位に接続されている。また、吸引ポンプ用パイプ４３は、燃料フィルタ３４のパイプ挿通孔３４Ｃを介して下向きに延び、その先端側が吸引ポンプ４５のノズル部４５Ａに接続されている。また、吸引ポンプ用パイプ４３の途中部位には、第１の実施の形態とほぼ同様に、絞り部４４が設けられている。
【００７７】
４５はチャンバ３３の底部３３Ａ側に設けられた燃料流入手段としての吸引ポンプで、該吸引ポンプ４５は、第１の実施の形態とほぼ同様に、吸引ポンプ用パイプ４３の先端側に接続されたノズル部４５Ａと、該ノズル部４５Ａを取囲んで配置された略筒状の吸引部４５Ｂとにより構成されている。そして、吸引ポンプ４５は、燃料ポンプ３９による吐出燃料の一部を利用してチャンバ３３の外側から燃料フィルタ３４の上面３４Ａ側に燃料を流入させるものである。
【００７８】
また、吸引部４５Ｂの基端側（吸込側）には、チャンバ３３の底部３３Ａ側で外部に突出する吸込パイプ４６が接続され、該吸込パイプ４６の突出端側には、外側吸込フィルタ４７が取付けられている。また、吸引部４５Ｂの先端側（吐出側）には、燃料フィルタ３４のパイプ挿通孔３４Ｃを介してチャンバ３３の上側に突出する吐出パイプ４８が接続され、該吐出パイプ４８の突出端側には燃料の吐出口４８Ａが形成されている。
【００７９】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。
【００８０】
なお、前記各実施の形態では、多層型フィルタとして３層型の燃料フィルタ４，３４を例に挙げて説明した。しかし、本発明の燃料フィルタを構成するフィルタエレメントの層数は、実施の形態に限定されるものではなく、例えば図７に示す第１の変形例のように構成してもよい。この場合、燃料フィルタ５１は、２層のフィルタエレメント５２，５３により構成され、その上面５１Ａ側に位置するフィルタエレメント５２は、下面５１Ｂ側に位置するフィルタエレメント５３よりも目が粗いフィルタ材料を用いて形成されている。
【００８１】
また、例えば図８に示す第２の変形例のように、５層型の燃料フィルタ６１を用いる構成としてもよい。この場合、燃料フィルタ６１を構成する５層のフィルタエレメント６２，６３，６４，６５，６６は、その上面６１Ａ側から下面６１Ｂ側に向けてフィルタエレメント６２，６３，６４，６５，６６の順に目が細かくなっている。さらに、本発明では、４層型または６層以上の燃料フィルタを用いてもよいのは勿論である。
【００８２】
また、実施の形態では、燃料タンク１の底板１Ａと、チャンバ３の底部３Ａとを別個に形成する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、チャンバの底部を燃料タンクの底板の一部によって構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による燃料供給装置を用いた燃料供給系統を示す系統図である。
【図２】図１中の燃料供給装置を拡大して示す縦断面図である。
【図３】多層型燃料フィルタを示す図２中の要部拡大断面図である。
【図４】図２中の矢示ＩＶ−ＩＶ方向からみた吸引ポンプ等の部分拡大断面図である。
【図５】燃料供給装置による燃料の供給系統を模式的に示す系統図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態による燃料供給装置を示す縦断面図である。
【図７】本発明の第１の変形例による燃料供給装置の多層型燃料フィルタを示す要部拡大断面図である。
【図８】本発明の第２の変形例による燃料供給装置の多層型燃料フィルタを示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１，３１ 燃料タンク
３，３３ チャンバ
３Ａ，３３Ａ 底部
３Ｂ，３３Ｂ 開口部
４，３４，５１，６１ 多層型燃料フィルタ（燃料フィルタ）
５，６，７，３５，３６，３７，５２，５３，６２，６３，６４，６５，６６フィルタエレメント
９，３９ 燃料ポンプ
１４，４５ 吸引ポンプ（燃料流入手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車用エンジン等にタンク内の燃料を供給するのに好適に用いられる燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車用エンジン等の燃料供給装置は、例えば燃料タンク内に貯留された燃料を電動式の燃料ポンプ等によって外部に吐出し、この燃料をエンジン本体側に設けられた噴射弁等に供給するものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特表２００２−５０６５０１号公報
【０００４】
この種の従来技術による燃料供給装置は、燃料タンク内に配置されたチャンバを有し、このチャンバ内には、燃料を吸込んでタンクの外部に吐出する燃料ポンプと、該燃料ポンプの吐出側に接続され、燃料ポンプから吐出される燃料を浄化する燃料フィルタとが配置されている。
【０００５】
ここで、チャンバは、燃料タンク内に貯留された燃料の一部をポンプの周囲に溜めるための容器として形成されている。そして、チャンバは、例えばタンク内の燃料が残り少なくなって燃料の液面が低下した場合、または車両の旋回動作等によって液面が傾いた場合でも、燃料ポンプの吸込側に十分な量の燃料を確保し、ポンプの吸込側を燃料中に浸した状態に保持するものである。
【０００６】
このため、チャンバの容積は、例えば燃料ポンプの吐出性能や車両の旋回時に想定される燃料の挙動等に応じて所定の大きさに設計されている。また、従来技術では、このチャンバ内に燃料フィルタを配置した構成もある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術では、燃料フィルタをチャンバ内に配置する構成としている。しかし、チャンバの容積は、燃料ポンプの吸込側に所定量の燃料を溜めるように予め設定されているため、チャンバ内に燃料フィルタを配置すると、その配置スペース分だけチャンバの容積を大きく形成しなければならず、チャンバを含めて装置全体が大型化するという問題がある。
【０００８】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、チャンバの容積を確保しつつ、燃料フィルタをコンパクトに配置でき、装置全体を小型化できるようにした燃料供給装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために請求項１の発明は、燃料タンク内に配置された有底筒状のチャンバと、該チャンバの開口側に設けられ該チャンバに流入する燃料を浄化する燃料フィルタと、前記チャンバ内に収容された燃料を吸込んで前記燃料タンクの外部に吐出する燃料ポンプと、前記チャンバの外側から前記燃料フィルタの上流に燃料を流入させる燃料流入手段とからなり、前記燃料フィルタは、上，下流方向に積層された複数層のフィルタエレメントにより構成している。
【００１０】
このように構成することにより、チャンバ内には、燃料フィルタを通過した燃料を溜めることができ、燃料ポンプは、燃料フィルタを通過してチャンバ内に溜まる燃料を吸込むようになる。このため、燃料ポンプからみると、燃料フィルタは、当該燃料ポンプの上流側（吸込側）に配置されることになる。この結果、燃料フィルタをチャンバ内に配置したとしても、燃料ポンプは、フィルタ内を通過する燃料をチャンバ内に溜まっている燃料の一部として吸込むことができる。
【００１１】
従って、燃料フィルタの体積をチャンバの容積の一部として扱うことができ、チャンバを燃料フィルタの配置スペース分だけ大きく形成しなくても、チャンバの実質的な容積を十分に確保することができる。これにより、チャンバや燃料フィルタを含めて装置全体をコンパクトに形成でき、これらを車両のタンク等に対して容易に搭載することができる。
【００１２】
また、例えば燃料フィルタによってチャンバの開口側を施蓋できるので、チャンバ内に溜まっている燃料が外力、振動等によって漏れ出るのを抑えることができる。また、燃料フィルタをチャンバによって支持できるので、フィルタ支持用の特別な部品等を設ける必要がなくなり、これらの部品点数を削減して構造を簡略化することができる。
【００１３】
また、燃料流入手段によりチャンバの外側から燃料フィルタの上流側に燃料を流入させるだけで、この燃料が自重によりフィルタを通過してチャンバ内に流下する。従って、例えば燃料フィルタからチャンバ内に燃料を加圧して送り込む場合と比較して、圧損等を低減できるので、燃料をチャンバ内に効率よく流入させることができ、装置の作動効率を高めることができる。
【００１４】
さらに、例えば多層型の燃料フィルタをチャンバの開口側を閉塞するように配置できるから、燃料フィルタを構成する複数種類のフィルタエレメントによって燃料を複数段階で濾過することができ、フィルタの濾過性能を長期間にわたって良好に維持することができる。
【００１５】
即ち、多層型の燃料フィルタは、燃料中に含まれる異物の形態（例えば異物の大きさ、形状、材質、磁性の有無等）に応じて個々のフィルタエレメントの種類、目の粗さ等をそれぞれ適切に設定することができる。これにより、燃料中の異物がフィルタを上流側から下流側に向けて通過するときには、個々のフィルタエレメントによりそれぞれ異なる形態の異物を選択的に捕捉でき、燃料フィルタの上流側（燃料の流入側）だけでなく、フィルタ内の各層で異物の捕捉を分散して行うことができる。
【００１６】
また、請求項２の発明によると、燃料フィルタは、上流側に目の粗いフィルタエレメントを配置し、下流側に目の細かいフィルタエレメントを配置する構成としている。
【００１７】
これにより、上流側のフィルタエレメントは、燃料中に含まれる異物のうち比較的大きな粒子のみを選択的に捕捉でき、このフィルタエレメントにより捕捉されないような細かい異物の粒子は、下流側のフィルタエレメントによって捕捉することができる。そして、例えば燃料中に含まれる異物の量が比較的多い場合でも、その大きさに応じて異物をフィルタ全体に分散して捕捉でき、個々のフィルタエレメントが早期に目詰まりするのを防止することができる。
【００１８】
また、請求項３の発明によると、燃料流入手段は、チャンバに設けられ燃料ポンプから吐出される燃料の一部を利用して前記チャンバの外側から燃料を吸込み燃料フィルタの上流に燃料を吐出する吸引ポンプにより構成している。
【００１９】
これにより、吸引ポンプは、燃料ポンプによる吐出燃料の一部を利用してチャンバの外側で燃料を効率よく吸引でき、この燃料を燃料フィルタの上流に向けて吐出することができる。従って、チャンバの外側から内側に燃料を流入させるために特別な動力源等を用いる必要がなくなり、吸引ポンプを用いた簡単な構造でチャンバ内に燃料を送り込むことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態による燃料供給装置を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
ここで、図１ないし図５は第１の実施の形態を示し、本実施の形態では、自動車用エンジンに適用した場合を例に挙げて述べる。
【００２２】
１は自動車等の車両に搭載された略箱形状の燃料タンクで、該燃料タンク１は底板１Ａと上板１Ｂとを有し、上板１Ｂには、後述の蓋体２が取付けられる取付開口１Ｃが形成されている。
【００２３】
２は燃料タンク１の取付開口１Ｃに取付けられる蓋体で、該蓋体２は、図２に示す如く、タンク１の周壁の一部を構成し取付開口１Ｃを施蓋する閉塞板部２Ａと、該閉塞板部２Ａから取付開口１Ｃを介してタンク１内に突出した筒状のチャンバ取付部２Ｂとにより構成されている。
【００２４】
３は燃料タンク１内に配置されるチャンバで、該チャンバ３は、例えば樹脂材料、金属材料等により有底筒状の容器として形成されている。そして、チャンバ３の下部側には閉塞された底部３Ａが形成され、チャンバ３の上部側には開口部３Ｂが形成されている。また、チャンバ３の内部には、タンク１内に貯留された燃料の一部が後述の多層型燃料フィルタ４を介して流入する構成となっている。
【００２５】
そして、チャンバ３は、タンク１内の燃料の一部を常時収容し、後述する燃料ポンプ９の吸込口９Ａの周囲に一定量の燃料を溜めるものである。これにより、例えばタンク１内の燃料が残り少なくなって燃料の液面が低下した場合、または車両の旋回動作等によって液面が傾いた場合でも、チャンバ３により燃料ポンプ９の吸込口９Ａ側に十分な量の燃料を確保でき、この吸込口９Ａを燃料中に浸した状態に保持することができる。
【００２６】
４はチャンバ３の開口部３Ｂ側に嵌合して設けられた多層型燃料フィルタで、該多層型燃料フィルタ４は、図２、図３に示す如く、複数層のフィルタエレメントを上，下流方向（例えば、上，下方向）に積層することによって形成され、本実施の形態では、例えば後述する３層のフィルタエレメント５，６，７によって構成されている。
【００２７】
ここで、多層型燃料フィルタ４は、全体として上面４Ａと下面４Ｂとを有する板状に形成され、その内部には、後述の燃料ポンプ９が嵌合されるポンプ嵌合孔４Ｃと、パイプ１１，１７が挿通される２個のパイプ挿通孔４Ｄとが厚さ方向（上，下方向）に貫通して設けられている。また、燃料フィルタ４は、チャンバ３の開口部３Ｂを施蓋し、燃料タンク１内でチャンバ３の外側に位置する空間と後述の燃料溜り８との間を仕切るように配置されている。
【００２８】
そして、燃料フィルタ４は、チャンバ３の外側から燃料溜り８に流入する燃料をフィルタエレメント５，６，７によって複数段階で濾過し、浄化するものである。この場合、燃料ポンプ９は、フィルタ４により濾過された燃料に対して吸込，吐出動作を行うものであるため、燃料フィルタ４は、燃料ポンプ９からみて上流側（吸込口９Ａ側）に配置されている。
【００２９】
５は多層型燃料フィルタ４の上面４Ａ側（上流側）に配置された第１のフィルタエレメントで、該第１のフィルタエレメント５は、例えばメッシュ状の繊維材料、スポンジ状の多孔質材料等を含めた各種のフィルタ材料からなり、このフィルタ材料の目の粗さは、フィルタエレメント５，６，７のうち最も粗く形成されている。そして、フィルタエレメント５は、燃料フィルタ４を通過する燃料中に含まれる金属粉、ダスト等の異物のうち、比較的大きな異物を捕捉、除去し、大きな異物粒子が下流側のフィルタエレメント６，７に達するのを防止するものである。
【００３０】
６は燃料フィルタ４の厚さ方向の途中部位に配置された第２のフィルタエレメントで、該第２のフィルタエレメント６は、例えばフィルタエレメント５よりも目が細かいフィルタ材料を用いて形成され、フィルタエレメント５，７間に位置して中間程度の大きさをもつ異物を捕捉するものである。
【００３１】
７は多層型燃料フィルタ４の下面４Ｂ側（下流側）に配置された第３のフィルタエレメントで、該第３のフィルタエレメント７は、フィルタエレメント５，６，７のうち最も細かい目のフィルタ材料を用いて形成されている。そして、フィルタエレメント７は、フィルタエレメント５，６で捕捉されなかった小さな異物を捕捉、除去し、燃料溜り８内に異物が侵入するのを防止するものである。
【００３２】
このように、多層型燃料フィルタ４は、その上流側から下流側に向けてフィルタ材料の目の粗さがフィルタエレメント５，６，７の順に細かく形成されている。また、燃料フィルタ４は、これらのフィルタエレメント５，６，７がチャンバ３の開口部３Ｂ内に嵌合されることにより、チャンバ３内に燃料溜り８を画成している。そして、この状態でフィルタエレメント５はチャンバ３の外側に面して配置され、フィルタエレメント７は燃料溜り８に面して配置されている。
【００３３】
９は燃料供給装置の動力源となる燃料ポンプで、該燃料ポンプ９は、例えば略円柱状の外形を有する電動式の燃料ポンプ等からなり、タンク１内に位置してチャンバ３に配置されている。そして、燃料ポンプ９は、外部から通電されることによりステータに対してロータが回転するモータ部と、該モータ部により回転駆動されて燃料の吸込，吐出動作を行うポンプ部（いずれも図示せず）と、チャンバ３内の燃料を吸込む吸込口９Ａと、吸込んだ燃料を後述の供給パイプ１１に吐出する吐出口９Ｂとを含んで構成されている。
【００３４】
ここで、燃料ポンプ９は、燃料フィルタ４のポンプ嵌合孔４Ｃに嵌合され、フィルタ４を貫通して上，下方向に延びると共に、長さ方向の一側（吸込口９Ａ側）がチャンバ３内に配置され、他側がチャンバ３の外部に突出している。また、吸込口９Ａには、チャンバ３の内側に位置して燃料中に含まれる異物が燃料ポンプ９内に侵入するのを防止する内側吸込フィルタ１０が取付けられている。
【００３５】
そして、燃料ポンプ９は、燃料の流れ方向に対して燃料フィルタ４の下流側に配置され、この位置でチャンバ３内の燃料を吸込口９Ａから吸込むと共に、吐出口９Ｂから供給パイプ１１に燃料を吐出するものである。この場合、燃料ポンプ９から吐出される燃料は、図５に示す如く、その一部分が供給パイプ１１等を介して燃料タンク１の外部に送られ、噴射弁２１側に供給される。
【００３６】
また、吐出燃料のうち供給パイプ１１に吐出されない残余の部分は、後述の吸引ポンプ用パイプ１２に流入し、吸引ポンプ１４を作動させる。この結果、吸引ポンプ１４によってチャンバ３の外側から燃料フィルタ４の上面４Ａ側に燃料が吸引され、この燃料は、燃料フィルタ４を介してチャンバ３内に流入する構成となっている。
【００３７】
１１はタンク１内の燃料を外部に供給する供給パイプで、該供給パイプ１１は、例えば樹脂材料、金属材料等により形成され、その基端側はチャンバ３内で燃料ポンプ９の吐出口９Ｂに接続されている。また、供給パイプ１１の途中部位は、吸引ポンプ用パイプ１２との接続部位で上向きに屈曲し、燃料フィルタ４のパイプ挿通孔４Ｄを介してチャンバ３の外部に引出されている。そして、供給パイプ１１の先端側は、蓋体２の閉塞板部２Ａを介して燃料タンク１の外部に突出し、この突出端側には、後述の燃料配管１９，２０等を介して噴射弁２１に接続される供給口１１Ａが形成されている。
【００３８】
１２は燃料ポンプ９による吐出燃料の一部を後述の吸引ポンプ１４に供給する吸引ポンプ用パイプで、該吸引ポンプ用パイプ１２は、その基端側がチャンバ３内で供給パイプ１１の途中部位に接続され、その先端側が吸引ポンプ１４のノズル部１４Ａに接続されている。
【００３９】
１３は吸引ポンプ用パイプ１２に設けられた絞り部で、該絞り部１３は、吸引ポンプ用パイプ１２の途中部位を縮径させることにより、所定の流路面積をもって形成されている。そして、絞り部１３は、燃料ポンプ９の吐出燃料のうち吸引ポンプ１４に供給される燃料の流量を絞ることにより、この燃料と噴射弁２１側に供給される燃料との流量比率を適切に設定するものである。
【００４０】
１４はチャンバ３の底部３Ａ側に設けられた燃料流入手段としての吸引ポンプで、該吸引ポンプ１４は、例えばジェットポンプ等により構成され、燃料ポンプ９による吐出燃料の一部を利用してチャンバ３の外側から燃料フィルタ４の上面４Ａ側に燃料を流入させるものである。
【００４１】
ここで、吸引ポンプ１４は、図４に示す如く、基端側が吸引ポンプ用パイプ１２に接続され先端側が縮径したノズル部１４Ａと、該ノズル部１４Ａを取囲む筒体として形成された吸引部１４Ｂとにより構成されている。また、吸引部１４Ｂは、その基端側（吸込側）が後述の吸込パイプ１５に接続され、その先端側（吐出側）が後述の吐出パイプ１７に接続されている。
【００４２】
そして、燃料ポンプ９による吐出燃料の一部が吸引ポンプ用パイプ１２を介してノズル部１４Ａに流入すると、この燃料がノズル部１４Ａの先端側から高い流速で流出することによって吸引部１４Ｂ内に負圧を発生させる。これにより、吸引ポンプ１４は、チャンバ３の外側から吸込パイプ１５を介して燃料を吸引し、この燃料をノズル部１４Ａから流出する燃料と一緒に吐出パイプ１７に吐出するものである。
【００４３】
１５は吸引ポンプ１４によりチャンバ３の外側から燃料を吸込むための吸込パイプで、該吸込パイプ１５は、その基端側がチャンバ３内で吸引ポンプ１４の吸引部１４Ｂに接続されている。また、吸込パイプ１５の先端側はチャンバ３の底部３Ａ側で外部に突出し、この突出端側には、吸引ポンプ１４内への異物侵入を防止する外側吸込フィルタ１６が取付けられている。
【００４４】
１７は吸引ポンプ１４により吸込んだ燃料を燃料フィルタ４の上面４Ａ側に吐出する吐出パイプで、該吐出パイプ１７は、その基端側がチャンバ３内で吸引ポンプ１４の吸引部１４Ｂに接続され、チャンバ３内を上，下方向に延びている。
【００４５】
また、吐出パイプ１７の先端側は、燃料フィルタ４のパイプ挿通孔４Ｄを介してチャンバ３の上側に突出し、フィルタ４の上面４Ａに近い位置で側方に屈曲している。そして、吐出パイプ１７の先端側には燃料の吐出口１７Ａが形成され、この吐出口１７Ａから吐出される燃料は、自重により燃料フィルタ４を通過してチャンバ３内に流入（流下）するものである。
【００４６】
一方、図１において、１８は車両に搭載されたエンジン本体、１９は該エンジン本体１８に向けて燃料を供給するための燃料配管で、該燃料配管１９は、その一端側が燃料供給装置の供給パイプ１１（供給口１１Ａ）に接続されている。また、燃料配管１９の他端側は、エンジン本体１８に取付けられた他の燃料配管２０に接続され、この燃料配管２０には、エンジン本体１８の各気筒に対応して複数の噴射弁２１が取付けられている。
【００４７】
本実施の形態による燃料供給装置は上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。
【００４８】
まず、燃料ポンプ９が作動すると、チャンバ３内の燃料が内側吸込フィルタ１０を介して燃料ポンプ９の吸込口９Ａに吸込まれ、吐出口９Ｂから供給パイプ１１に吐出される。この場合、吐出燃料の一部は、図２中の矢示Ａに示す如く、供給パイプ１１から燃料配管１９，２０等を介して各噴射弁２１に供給されるため、これらの噴射弁２１からエンジン本体１８の各気筒に燃料を噴射することができる。
【００４９】
また、吐出燃料のうち絞り部１３を通過した一部の燃料は、矢示Ｂに示す如く、吸引ポンプ用パイプ１２を介して吸引ポンプ１４のノズル部１４Ａに流入し、吸引ポンプ１４を作動させる。これにより、タンク１内の燃料は、矢示Ｃに示す如く、吸引ポンプ１４により外側吸込フィルタ１６と吸込パイプ１５とを介してチャンバ３の外側から内側に吸引される。そして、この燃料は、矢示Ｄに示す如く、吸引ポンプ用パイプ１２内の燃料と一緒に吐出パイプ１７から燃料フィルタ４の上面４Ａ側に吐出される。
【００５０】
この場合、吐出パイプ１７から吐出される燃料は、自重によりフィルタ４内を流下して浄化され、燃料溜り８内に流入する。また、タンク１内の液面レベルがチャンバ３の開口端よりも高い位置にあるときには、この吐出燃料が燃料ポンプ９の吸込動作により周囲の燃料と一緒になってチャンバ３内に吸込まれる。
【００５１】
これにより、チャンバ３内には、燃料溜り８内に流入した燃料だけでなく、燃料フィルタ４を通過する燃料も含めて、燃料ポンプ９の吸込口９Ａ側に一定量の燃料を溜めることができる。従って、例えばタンク１内の液面が低下したり、傾いた場合でも、燃料ポンプ９によってチャンバ３内の燃料を安定的に吸込み、吐出することができる。
【００５２】
また、燃料フィルタ４内を燃料が通過するときには、例えば金属粉、ダスト等の異物が燃料中に含まれていると、まず上流側のフィルタエレメント５によって大きな異物粒子が捕捉された後に、フィルタエレメント６によって中間程度の大きさの異物粒子が捕捉される。そして、この燃料が燃料溜り８内に流出するときには、下流側のフィルタエレメント７によって微小な異物等が捕捉される。
【００５３】
このため、多層型燃料フィルタ４により燃料中の異物を複数段階で除去することができる。このとき、大きさが異なる複数種類の異物をフィルタエレメント５，６，７に分散して捕捉できるから、個々のフィルタエレメント５，６，７に溜まる異物の量を抑えることができ、これらが早期に目詰まりするのを防止することができる。
【００５４】
かくして、本実施の形態によれば、チャンバ３の開口部３Ｂ側には、例えばフィルタエレメント５，６，７を有する３層型の燃料フィルタ４を設け、チャンバ３内の燃料を吸込んでタンク１の外部に吐出する燃料ポンプ９と、燃料フィルタ４を介してチャンバ３の外側から内側に燃料を吸引する吸引ポンプ１４とを設ける構成としている。
【００５５】
これにより、多層型燃料フィルタ４は、燃料中に含まれる異物の形態（例えば異物の大きさ、形状、材質、磁性の有無等）に応じて個々のフィルタエレメント５，６，７の種類、目の粗さ等をそれぞれ適切に設定することができる。そして、燃料中の異物がフィルタ４を上面４Ａ側から下面４Ｂ側に向けて通過するときには、個々のフィルタエレメント５，６，７によりそれぞれ異なる形態の異物を選択的に捕捉することができる。
【００５６】
従って、複数種類のフィルタエレメント５，６，７によって燃料を複数段階で濾過でき、燃料フィルタ４の上面４Ａ側（上流側）だけでなく、フィルタ内の各層で異物の捕捉を分散して行うことができるから、例えばフィルタ４の上流側で異物が集中的に捕捉されて目詰まり等が早期に生じるのを防止でき、その濾過性能を長期間にわたって良好に維持することができる。
【００５７】
また、本実施の形態では、燃料フィルタ４を燃料ポンプ９の吸込口９Ａに対して上流側に配置できるから、このフィルタ４をチャンバ３内に配置した状態でも、燃料ポンプ９は、フィルタ４内を通過する燃料をチャンバ３内に溜まっている燃料の一部として吸込むことができる。
【００５８】
従って、燃料溜り８の容積だけでなく、燃料フィルタ４の体積をチャンバ３の容積の一部として扱うことができ、チャンバ３内の空間を有効に活用できると共に、その容積を燃料フィルタ４の配置スペース分だけ大きく形成しなくても、十分に大きな容積を確保することができる。これにより、チャンバ３や燃料フィルタ４を含めて装置全体をコンパクトに形成でき、これらを車両のタンク１等に対して容易に搭載することができる。
【００５９】
また、燃料フィルタ４によってチャンバ３の開口部３Ｂ側を施蓋できるので、例えば車両の旋回動作等によりタンク１内の液面が傾いた場合でも、チャンバ３内に溜まっている燃料が外部に漏れ出るのを抑えることができる。この結果、チャンバ３によって燃料ポンプ９の吸込口９Ａの周囲に燃料を安定的に溜めることができ、エンジン本体１８側に燃料を円滑に供給することができる。
【００６０】
また、吸引ポンプ１４を用いることにより、燃料ポンプ９による吐出燃料の一部を利用してチャンバ３の外側で燃料を吸引でき、この燃料をチャンバ３の内側に向けて効率よく吐出することができる。これにより、特別な動力源等を用いることなく、簡単な構造でチャンバ３内に燃料を送り込むことができる。
【００６１】
この場合、吸引ポンプ１４の吐出側には、燃料フィルタ４の上面４Ａ側に延びる吐出パイプ１７を設けたので、例えば燃料タンク１内の液面が低いときには、吸引ポンプ１４により吐出パイプ１７を介してフィルタ４の上面４Ａ側に燃料を吐出するだけで、この燃料を自重によりフィルタ４を介してチャンバ３内に流下させることができる。従って、例えば燃料フィルタからチャンバ内に燃料を加圧して送り込む場合と比較して、圧損等を低減できるので、燃料をチャンバ３内に効率よく流入させることができ、装置の作動効率を高めることができる。
【００６２】
また、燃料フィルタ４をチャンバ３によって直接的に支持できるので、例えば蓋体２やチャンバ３にフィルタ用の支持構造等を設ける必要がなくなり、これらの部品点数を削減して構造を簡略化することができる。
【００６３】
さらに、燃料ポンプ９を、フィルタ４を貫通した状態でチャンバ３に配置したので、燃料ポンプ９のうち吸込口９Ａが配置された部位をチャンバ３内に配置し、他の部位をチャンバ３の開口部３Ｂ側から上向きに突出した状態で配置することができる。これにより、燃料ポンプ９の外形等に制限されることなく、チャンバ３の寸法、形状等を容易に設定できると共に、その径方向寸法を小型化することができる。従って、チャンバ３や燃料ポンプ９の設計自由度を高め、これらのレイアウト設計等を円滑に行うことができる。
【００６４】
次に、図６は本発明による第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、燃料タンクの蓋体にポンプ収容部を形成し、このポンプ収容部内に燃料ポンプを収容する構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００６５】
３１は燃料タンクで、該燃料タンク３１は、第１の実施の形態とほぼ同様に、底板３１Ａ、上板３１Ｂおよび取付開口３１Ｃを有し、この取付開口３１Ｃには後述の蓋体３２が取付けられている。
【００６６】
３２は燃料タンク３１の取付開口３１Ｃに取付けられた蓋体で、該蓋体３２は、例えば金属材料、樹脂材料等により形成され、取付開口３１Ｃを閉塞する閉塞板部３２Ａと、該閉塞板部３２Ａの下面側に設けられ、燃料タンク３１内に向けて突出したポンプ収容部３２Ｂとにより形成されている。
【００６７】
そして、ポンプ収容部３２Ｂは、取付開口３１Ｃを介して燃料タンク３１内に突出し、ポンプ収容部３２Ｂ内には、後述の燃料ポンプ３９が収容されている。
【００６８】
３３は燃料タンク３１内に配置されるチャンバで、該チャンバ３３は、第１の実施の形態とほぼ同様に、底部３３Ａと開口部３３Ｂとを有する有底筒状に形成されている。
【００６９】
３４はチャンバ３３の開口部３３Ｂ側に嵌合して設けられた多層型燃料フィルタで、該多層型燃料フィルタ３４は、第１の実施の形態とほぼ同様に、全体として上面３４Ａと下面３４Ｂとを有する板状に形成され、例えば３層のフィルタエレメント３５，３６，３７によって構成されている。また、燃料フィルタ３４は、燃料ポンプ３９からみて上流側（吸込口３９Ｃ側）に配置されている。
【００７０】
そして、フィルタエレメント３５，３６，３７は、燃料フィルタ３４の上流側（上面３４Ａ側）から下流側（下面３４Ｂ側）に向けてフィルタ材料の目の粗さがフィルタエレメント３５，３６，３７の順に細かく形成され、フィルタエレメント３７の目が最も細かくなっている。また、燃料フィルタ３４は、これらのフィルタエレメント３５，３６，３７がチャンバ３３の開口部３３Ｂ内に嵌合されることにより、チャンバ３３内に燃料溜り３８を画成している。
【００７１】
これにより、燃料フィルタ３４は、チャンバ３３の外側から燃料溜り３８に流入する燃料をフィルタエレメント３５，３６，３７によって複数段階で濾過し、浄化するものである。また、燃料フィルタ３４には、後述のパイプ４０，４３，４８がそれぞれ挿通される３個のパイプ挿通孔３４Ｃが設けられている。
【００７２】
３９は燃料供給装置の動力源となる電動式の燃料ポンプで、該燃料ポンプ３９は、第１の実施の形態とほぼ同様に、外部から通電されることによりステータに対してロータが回転するモータ部３９Ａと、該モータ部３９Ａにより回転駆動されて燃料の吸込，吐出動作を行うポンプ部３９Ｂと、チャンバ３３内の燃料を吸込む吸込口３９Ｃと、吸込んだ燃料を吐出する吐出口３９Ｄとを含んで構成され、全体として略円柱状に形成されている。
【００７３】
そして、モータ部３９Ａは、燃料タンク３１の外部に位置して蓋体３２のポンプ収容部３２Ｂ内に収容され、タンク３１の上板３１Ｂ等に沿って水平方向に延びた状態（横置き状態）で配置されている。また、ポンプ部３９Ｂは、燃料タンク３１の内部に位置してポンプ収容部３２Ｂの周壁に取付けられ、この周壁を介してモータ部３９Ａの出力側に連結されている。
【００７４】
また、吸込口３９Ｃには、燃料フィルタ３４のパイプ挿通孔３４Ｃを介してチャンバ３３内に延びる接続パイプ４０が接続され、該接続パイプ４０の先端側には内側吸込フィルタ４１が取付けられている。
【００７５】
４２はタンク３１内の燃料を外部に供給する供給パイプで、該供給パイプ４２は、その基端側が燃料ポンプ３９の吐出口３９Ｄに接続されている。また、供給パイプ４２の先端側は、蓋体３２の閉塞板部３２Ａを介して燃料タンク３１の外部に突出し、この突出端側には燃料の供給口４２Ａが形成されている。
【００７６】
４３は燃料ポンプ３９による吐出燃料の一部を後述の吸引ポンプ４５に供給する吸引ポンプ用パイプで、該吸引ポンプ用パイプ４３は、その基端側が供給パイプ４２の途中部位に接続されている。また、吸引ポンプ用パイプ４３は、燃料フィルタ３４のパイプ挿通孔３４Ｃを介して下向きに延び、その先端側が吸引ポンプ４５のノズル部４５Ａに接続されている。また、吸引ポンプ用パイプ４３の途中部位には、第１の実施の形態とほぼ同様に、絞り部４４が設けられている。
【００７７】
４５はチャンバ３３の底部３３Ａ側に設けられた燃料流入手段としての吸引ポンプで、該吸引ポンプ４５は、第１の実施の形態とほぼ同様に、吸引ポンプ用パイプ４３の先端側に接続されたノズル部４５Ａと、該ノズル部４５Ａを取囲んで配置された略筒状の吸引部４５Ｂとにより構成されている。そして、吸引ポンプ４５は、燃料ポンプ３９による吐出燃料の一部を利用してチャンバ３３の外側から燃料フィルタ３４の上面３４Ａ側に燃料を流入させるものである。
【００７８】
また、吸引部４５Ｂの基端側（吸込側）には、チャンバ３３の底部３３Ａ側で外部に突出する吸込パイプ４６が接続され、該吸込パイプ４６の突出端側には、外側吸込フィルタ４７が取付けられている。また、吸引部４５Ｂの先端側（吐出側）には、燃料フィルタ３４のパイプ挿通孔３４Ｃを介してチャンバ３３の上側に突出する吐出パイプ４８が接続され、該吐出パイプ４８の突出端側には燃料の吐出口４８Ａが形成されている。
【００７９】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。
【００８０】
なお、前記各実施の形態では、多層型フィルタとして３層型の燃料フィルタ４，３４を例に挙げて説明した。しかし、本発明の燃料フィルタを構成するフィルタエレメントの層数は、実施の形態に限定されるものではなく、例えば図７に示す第１の変形例のように構成してもよい。この場合、燃料フィルタ５１は、２層のフィルタエレメント５２，５３により構成され、その上面５１Ａ側に位置するフィルタエレメント５２は、下面５１Ｂ側に位置するフィルタエレメント５３よりも目が粗いフィルタ材料を用いて形成されている。
【００８１】
また、例えば図８に示す第２の変形例のように、５層型の燃料フィルタ６１を用いる構成としてもよい。この場合、燃料フィルタ６１を構成する５層のフィルタエレメント６２，６３，６４，６５，６６は、その上面６１Ａ側から下面６１Ｂ側に向けてフィルタエレメント６２，６３，６４，６５，６６の順に目が細かくなっている。さらに、本発明では、４層型または６層以上の燃料フィルタを用いてもよいのは勿論である。
【００８２】
また、実施の形態では、燃料タンク１の底板１Ａと、チャンバ３の底部３Ａとを別個に形成する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、チャンバの底部を燃料タンクの底板の一部によって構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による燃料供給装置を用いた燃料供給系統を示す系統図である。
【図２】図１中の燃料供給装置を拡大して示す縦断面図である。
【図３】多層型燃料フィルタを示す図２中の要部拡大断面図である。
【図４】図２中の矢示ＩＶ−ＩＶ方向からみた吸引ポンプ等の部分拡大断面図である。
【図５】燃料供給装置による燃料の供給系統を模式的に示す系統図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態による燃料供給装置を示す縦断面図である。
【図７】本発明の第１の変形例による燃料供給装置の多層型燃料フィルタを示す要部拡大断面図である。
【図８】本発明の第２の変形例による燃料供給装置の多層型燃料フィルタを示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１，３１ 燃料タンク
３，３３ チャンバ
３Ａ，３３Ａ 底部
３Ｂ，３３Ｂ 開口部
４，３４，５１，６１ 多層型燃料フィルタ（燃料フィルタ）
５，６，７，３５，３６，３７，５２，５３，６２，６３，６４，６５，６６フィルタエレメント
９，３９ 燃料ポンプ
１４，４５ 吸引ポンプ（燃料流入手段）
Claims (3)
- 燃料タンク内に配置された有底筒状のチャンバと、該チャンバの開口側に設けられ該チャンバに流入する燃料を浄化する燃料フィルタと、前記チャンバ内に収容された燃料を吸込んで前記燃料タンクの外部に吐出する燃料ポンプと、前記チャンバの外側から前記燃料フィルタの上流に燃料を流入させる燃料流入手段とからなり、前記燃料フィルタは、上，下流方向に積層された複数層のフィルタエレメントにより構成してなる燃料供給装置。
- 前記燃料フィルタは、上流側に目の粗いフィルタエレメントを配置し、下流側に目の細かいフィルタエレメントを配置してなる請求項１に記載の燃料供給装置。
- 前記燃料流入手段は、前記チャンバに設けられ前記燃料ポンプから吐出される燃料の一部を利用して前記チャンバの外側から燃料を吸込み前記燃料フィルタの上流に燃料を吐出する吸引ポンプにより構成してなる請求項１または２に記載の燃料供給装置。
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2002
- 2002-12-06 JP JP2002355333A patent/JP2004190489A/ja not_active Abandoned
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