JP2005240653A - 燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 吸い込み音発生高さおよび無効残液面高さを極力低下し、サブタンクの汲み上げ高さを極力上昇する燃料供給装置を提供する。
【解決手段】 サブタンクの燃料入口である燃料導入管２２は、サブタンクの底部にサブタンクの側方に突出してサブタンクと樹脂で一体成形されている。ジェットポンプ３０のジェットノズル３２から燃料導入管２２に向けて燃料を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が吸引され燃料導入管２２からサブタンク内に導入される。遮蔽部材３４はジェットポンプ３０と樹脂で一体成形されており、ジェットノズル３２と燃料導入管との間に形成される隙間１００の液面側を覆っている。ジェットノズル３２の中心から隙間１００を覆っている遮蔽部材３４の下端３６までの鉛直方向の距離ｄは、１ｍｍ≦ｄ≦２ｍｍの範囲に設定されている。
【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燃料を導入する燃料供給装置に関する。

ジェットノズルが流体を噴射することにより負圧を発生し、この負圧により吸引した流体を流体入口に導入するジェットポンプが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、ジェットノズルと流体入口との間に形成される隙間の外周が全周開放されているので、ジェットポンプが生成した負圧により流体を吸引する開口面積が大きくなっている。したがって、流体入口に多くの流体を導入できる。このような特許文献１の構成を、燃料タンク内に収容されたサブタンク内にジェットポンプで燃料を導入する燃料供給装置に採用すると、必要量の燃料をサブタンク内に汲み上げ、サブタンク内の燃料の液面高さである汲み上げ高さを必要高さに確保できる。

しかしながら、特許文献１の構成では、ジェットノズルとサブタンクの燃料入口との間の隙間の外周が全周開放されるので、燃料タンク内の燃料の液面高さが低下すると、液面側の燃料が負圧により吸い込まれることにより、液面とジェットノズルとの間に渦流が発生する。その結果、燃料タンク内の燃料の液面高さが比較的高い場合にも、渦流に吸い込まれる空気により所定値以上の吸い込み音が発生するという問題がある。

そこで特許文献２では、ジェットノズルとサブタンクの燃料入口との間に形成されている隙間の液面側を遮蔽部材で覆うことにより、ジェットノズルと液面との間に渦流が発生することを抑制し、吸い込み音を低減している。
また特許文献２では、遮蔽部材の反液面側である底部側を開放することにより、遮蔽部材の底部の開放側とジェットノズルおよびサブタンクの燃料入口との距離を近づけ、サブタンクに容易に燃料を導入できるようにしている。

特開２００１−９０７００号公報 特開２００１−１３２５６８号公報

しかしながら、特許文献２では、吸い込み音の低減とサブタンクに導入できる燃料量の減少防止とは考慮されているものの、燃料タンク内の燃料残量が減少しジェットポンプによりサブタンク内に燃料を供給できなくなる燃料タンク内の燃料の液面高さ（以下、「ジェットポンプによりサブタンク内に燃料を供給できなくなる燃料タンク内の燃料の液面高さ」を無効残液面高さという）については考慮されていない。

遮蔽部材が底部側に延びるほど、所定値以上の吸い込み音が発生する燃料タンク内の燃料の液面高さ（以下、「所定値以上の吸い込み音が発生する燃料タンク内の燃料の液面高さ」を吸い込み音発生高さという）は低下し、燃料タンクの無効残液面高さは低下する。一方、遮蔽部材が底部側に延びると、燃料を吸い込む開口面積が減少するので、サブタンクの汲み上げ高さは低下する。

また、図１２および図１３に示すように、特許文献２と同様に、サブタンク３００の燃料入口である燃料導入管３０２とジェットポンプ３１０のジェットノズル３１２との間に形成されている隙間３２０を遮蔽部材３１４で覆う場合、燃料を吸入する開口である隙間３２０の開口面積が小さいと、低温の場合、隙間３２０を満たす燃料が凍る恐れがある。ジェットノズルと３１２と燃料導入管３０２の入口端３０３との距離を長くすれば、隙間３２０の燃料は凍りにくくなるが、サブタンク３００に導入される燃料量が減少する。また、隙間３２０の開口面積が小さいと、所望の燃料量をサブタンク３００に汲み上げることができず、汲み上げ高さが低下するという問題がある。

本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、吸い込み音発生高さおよび無効残液面高さを極力低下し、サブタンクの汲み上げ高さを極力上昇する燃料供給装置を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、ジェットノズルとサブタンクの燃料入口との間を満たす燃料を凍りにくくするとともに、サブタンクの汲み上げ高さを上昇する燃料供給装置を提供することにある。

本出願人は、ジェットノズルとサブタンクの燃料入口との間に形成される隙間の液面側を遮蔽部材で覆う場合、遮蔽部材の底部側の下端位置により、サブタンクの燃料汲み上げ高さ、吸い込み音発生高さ、および無効残液面高さの３要素の値が変化することを考慮し、請求項１および２記載の発明において、遮蔽部材の下端位置を、ジェットノズルの中心から液面側に１ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲で上方に設定した。この構成により、吸い込み音発生高さおよび無効残液面高さを極力低下し、汲み上げ高さを極力上昇することができる。

請求項２から４記載の発明によると、サブタンクの燃料入口は管状に形成されており、、ジェットノズル側の底部に切り欠きを形成している。この構成により、ジェットノズルとサブタンクの燃料入口との間に形成される隙間の開口面積が大きくなり、隙間を満たす燃料が凍りにくくなる。
また、ジェットノズルとサブタンクの燃料入口との間に形成される隙間の開口面積が大きくなるので、サブタンクへの燃料汲み上げ量を増加し、汲み上げ高さを上昇できる。

請求項４記載の発明によると、管状の燃料入口はサブタンクの側方に突出して設けられ、遮蔽部材は燃料入口の底部側を開放して燃料入口の外周を覆っている。そして、燃料入口は、燃料入口の外周を覆っている遮蔽部材のほぼ下端位置まで切り欠かれているので、ジェットノズルとサブタンクの燃料入口との間に形成される隙間の開口面積を極力大きくすることができる。したがって、サブタンクへの燃料汲み上げ量を増加し、汲み上げ高さを上昇できる。
請求項５記載の発明によると、燃料入口の外周を覆っている遮蔽部材の下端位置は、隙間を覆っている遮蔽部材の下端位置よりも底部側であるから、燃料入口の外周を覆う遮蔽部材の周方向の長さが長くなっている。したがって、燃料入口に容易に遮蔽部材を嵌合できる。

以下、本発明の複数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２に示す。燃料供給装置１０は、図示しない燃料ポンプをサブタンク２０内に横置きに設置している。
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の樹脂製の蓋部材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。蓋部材１１には、吐出管１２、電気コネクタ１３および燃料フィルタ１４等が組付けられている。サブタンク２０内に収容されている図示しない燃料ポンプが吐出する燃料は、蛇腹管４２、燃料フィルタ１４を通り吐出管１２から燃料タンクの外部に供給される。燃料フィルタ１４は蛇腹管４２を通り燃料ポンプから供給される燃料中の異物を除去し吐出管１２に供給する。プレッシャレギュレータ４０はサブタンク２０の上部開口を塞ぐサブタンク蓋２８に取り付けられており、燃料ポンプが吐出する燃料圧力を調圧する。

蓋部材１１とサブタンク２０とはステー１６により結合されている。ステー１６は、ステー１６の爪１７がサブタンク２０の棒状の嵌合部２１に嵌合することによりサブタンク２０と結合している。
サブタンク２０は樹脂製であり、サブタンク２０の底部に、サブタンク２０の燃料入口である燃料導入管２２がサブタンク２０の側方に突出して樹脂で一体成形されている。

ジェットポンプ３０はジェットノズル３２を有している。ジェットノズル３２は、プレッシャレギュレータ４０から排出される余剰燃料を噴孔３３（図３参照）から噴射する。ジェットノズル３２から燃料導入管２２に向けて燃料を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が吸引され燃料導入管２２に導入される。そして、燃料導入管２２を通ってサブタンク２０に向けて燃料が供給される。

図１に示すように、遮蔽部材３４はジェットポンプ３０と一体に樹脂成形されており、燃料導入管２２の外周側に嵌合している。遮蔽部材３４は、ジェットノズル３２と燃料導入管２２との間に形成される隙間１００の液面側を覆い、隙間１００の底部側を開放している。さらに、遮蔽部材３４は、燃料導入管２２の底部側を開放して燃料導入管２２の外周を覆っている。燃料導入管２２の外周を覆っている遮蔽部材３４の側壁には窓３５が形成されており、この窓３５に燃料導入管２２の突部２３が嵌合することにより、遮蔽部材は３４は燃料導入管２２に結合している。

遮蔽部材３４が燃料導入管２２の外周を覆っている下端位置は、遮蔽部材３４が隙間１００を覆っている下端位置よりも底部側である。言い換えれば、隙間１００を覆っている遮蔽部材３４は、燃料導入管２２を覆っている遮蔽部材３４よりも液面側に切り欠かれている。この切り欠かれた遮蔽部材３４の下端３６の位置は、ジェットノズル３２の中心から液面側に向けて１ｍｍ以上２ｍｍの範囲で上方に設定されている。

次に、ジェットノズル３２の中心から隙間１００を覆っている遮蔽部材３４の下端３６までの鉛直方向の距離ｄと、サブタンクの汲み上げ高さ、無効残液面高さ、および吸い込み音発生高さの３要素の値との関係について、図４および図５に基づいて説明する。図４および図５は、ジェットノズル３２の噴孔径を１．４５ｍｍまたは１．５５ｍｍとして測定したものである。サブタンク２０に燃料を導入する能力は、ジェットノズル３２の噴孔径の大きい方が、つまり１．４５ｍｍよりも１．５５ｍｍの方が低い。したがって、汲み上げ高さ、および無効残液面高さは噴孔径が大きい方が低くなる。一方、吸い込み音発生高さは、噴孔径が小さい方が高くなる。そこで、図４および図５では、悪い結果のでる方の噴孔径で測定した。つまり、図４の距離ｄと汲み上げ高さとの関係、および図５の距離ｄと無効残液面高さとの関係２００は１．５５ｍｍの噴孔径で測定し、図５の距離ｄと吸い込み音発生高さとの関係２０２は１．４５ｍｍの噴孔径で測定した。

（１）サブタンクの汲み上げ高さ
図４に示すように、隙間１００を覆う遮蔽部材３４の下端３６が底部側に延びる、つまり距離ｄが小さくなり隙間１００の開口面積が小さくなると、サブタンク２０内の燃料の汲み上げ高さは低下する。また、遮蔽部材３４の下端３６が液面側に上昇する、つまり距離ｄが大きくなり隙間１００の開口面積が大きくなると、サブタンク２０内の燃料の汲み上げ高さは上昇し、ｄ≧１ｍｍでほぼ一定になる。

（２）無効残液面高さ
次に、図５に示すように、距離ｄが大きくなると無効残液面高さは上昇する。無効残液面高さは２．５ｍｍ以下が望ましく、ｄ≦２ｍｍであればこの範囲を満たす。
（３）吸い込み音発生高さ
また図５に示すように、距離ｄが大きくなると吸い込み音発生高さは上昇する。吸い込み音発生高さは１８ｍｍ以下が望ましい。この望ましい吸い込み音発生高さは、例えば自動車等のフロントパネルに表示される燃料ランプが点灯する燃料残量よりも燃料が減少した場合の燃料の液面高さであり、エンプティ・レベル（empty level）ともいう。ｄ≦２ｍｍであれば、吸い込み音発生高さで１．５５ｍｍよりも悪い結果のでる噴孔径１．４５ｍｍであっても、吸い込み音発生高さを１８ｍｍ以下にできる。
したがって、前述した（１）〜（３）の３要素において、汲み上げ高さを極力上昇し、無効残液面高さ、および吸い込み音発生高さを極力低下する距離ｄの範囲は、図４および図５から１ｍｍ≦ｄ≦２ｍｍである。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図６および図７に示す。尚、第１実施形態と実質的に同一の構成部分には同一符号を付す。第２実施形態の燃料供給装置５０は、サブタンク６０内に燃料ポンプ７０（図７参照）を縦置きに設置している。
図６に示すように、燃料タンクの開口を塞ぐ蓋部材５２とサブタンク６０とは金属製のシャフト５４により結合されている。シャフト５４の一端は蓋部材５２に圧入されており、他端はサブタンク６０の挿入部６１に挿入されている。スプリング５６は一端を蓋部材５２に係止され、他端を挿入部６１に係止されている。したがって、スプリング５６は蓋部材５２とサブタンク６０とを互いに離れる方向に付勢している。

図７に示すように。燃料ポンプ７０は外周を燃料フィルタ７２に覆われている。燃料ポンプ７０が吐出した燃料中の異物は燃料フィルタ７２のフィルタエレメント７４により除去される。
サブタンク６０の底部にサブタンク６０の側方に突出した燃料導入管６２がサブタンク６０と樹脂で一体成形されている。サブタンク６０の燃料入口である燃料導入管６２のサブタンク６０側の燃料出口側にはサブタンク６０から燃料タンク側に燃料が流出することを防止する弁部材６３が設置されている。

プレッシャレギュレータ８０は燃料フィルタ７２の側方に設置されており、燃料フィルタ７２で異物を除去された燃料の圧力を調圧する。プレッシャレギュレータ８０で調圧された燃料は、蛇腹管８２から燃料タンクの外部に供給される。
ジェットポンプ９０は、燃料ポンプ７０の図示しない空気抜き穴から昇圧途中の燃料の一部をビニール管８４を通して供給されている。ジェットポンプ９０はビニール管８４を通して供給された燃料をジェットノズル９２から噴射する。

遮蔽部材９４はジェットポンプと一体に樹脂成形されており、燃料導入管６２の外周側に嵌合している。遮蔽部材９４は、ジェットノズル９２と燃料導入管６２との間に形成されている隙間１１０の液面側を覆い、隙間１１０の底部側を開放している。さらに、遮蔽部材９４は、燃料導入管６２の底部側を開放して燃料導入管６２の外周を覆っている。遮蔽部材９４の底部側の下端位置は、隙間１１０および燃料導入管６２において同じである。

図８および図９に示すように、燃料導入管６２のジェットノズル９２側の底部に遮蔽部材９４の下端位置まで切り欠き６４が形成されている。図９に示すように、燃料導入管６２のジェットノズル９２側の入口端６５から燃料導入方向に切り欠き６４を形成する切欠長さをｄとすると、図１０に示すように、ｄ＝０、つまり切り欠き６４を設けない構成に比べ、切り欠き６４を設けた方がサブタンク６０内に汲み上げる燃料流量が上昇する。その結果、汲み上げ高さが上昇する。これは、切り欠き６４を形成することにより、隙間１１０の開口面積が大きくなるからである。

また、第２実施形態では、燃料導入管６２のジェットノズル９２側の底部を切り欠くことにより、隙間１１０の開口面積を拡大している。その結果、隙間１１０を満たす燃料が凍りにくくなっている。さらに、遮蔽部材９４の下端位置まで燃料導入管６２の底部側を切り欠いているので、隙間１１０の開口面積をより大きくすることができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図１１に示す。尚、第１実施形態と実質的に同一の構成部分には同一符号を付す。
第３実施形態は、第１実施形態の燃料導入管２２において、第２実施形態と同様に、燃料導入管２２のジェットノズル３２側の底部に切り欠き２６を設けたものである。隙間１００の液面側を覆う遮蔽部材３４の下端３６の位置は、第１実施形態と同様に、ジェットノズル３２の中心から液面側に１ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲で上方に設定されている。
このような構成により、第３実施形態では、第１実施形態と同様に、汲み上げ高さを極力上昇し、無効残液面高さ、および吸い込み音発生高さを極力低下させるとともに、第２実施形態と同様に隙間１００を満たす燃料を凍りにくくしている。

（他の実施形態）
上記第１実施形態および第３実施形態では、燃料導入管２２の外周を覆っている遮蔽部材３４の下端位置を、隙間１００を覆っている遮蔽部材３４の下端位置よりも底部側にした。これに対し、隙間１００の液面側を覆う遮蔽部材３４の下端３６の位置がジェットノズル３２の中心から液面側に１ｍｍ以上２ｍｍの範囲で上方に設定されているのであれば、隙間１００および燃料導入管２２を覆う遮蔽部材の下端位置を同じにしてもよい。

また上記実施形態では、遮蔽部材が燃料導入管の外周に嵌合し燃料導入管の外周を覆っているが、遮蔽部材が燃料導入管の外周を覆わず、ジェットノズルと燃料導入管との間に形成される隙間の液面側だけを覆う構成でもよい。
また、上記複数の実施形態では、サブタンクの燃料入口である燃料導入管はサブタンクの側方に突出しているが、ジェットポンプが発生する吸引圧により燃料タンク内の燃料を導入するサブタンクの燃料入口はサブタンクの側壁に設けた貫通孔でもよい。
上記複数の実施形態では、ジェットポンプと遮蔽部材とを樹脂で一体成形したが、ジェットポンプと遮蔽部材とを別部材としてもよい。

（Ａ）は本発明の第１実施形態によるジェットポンプ、遮蔽部材および燃料導入管を示す側面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ方向矢視図である。 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。 （Ａ）は第１実施形態のジェットポンプをジェットノズルと反対側から見た図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 第１実施形態において、ジェトノズルの中心から液面側に位置する遮蔽部材の下端までの距離ｄとサブタンクの汲み上げ高さとの関係を示す特性図である。 第１実施形態において、ジェトノズルの中心から液面側に位置する遮蔽部材の下端までの距離ｄと、無効残液面高さおよび吸い込み音発生高さとの関係を示す特性図である。 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。 第２実施形態によるジェットポンプおよび燃料導入管の周囲を示す部分断面図である。 第２実施形態によるサブタンクの燃料導入管を示す断面図である。 第２実施形態の遮蔽部材および燃料導入管を底部側から見た図である。 第２実施形態の燃料導入管の底部に形成する切り欠きの長さとサブタンクの汲み上げ流量との関係を示す特性図である。 本発明の第３実施形態における遮蔽部材および燃料導入管を底部側から見た図である。 従来のサブタンクの燃料導入管を示す断面図である。 従来の遮蔽部材および燃料導入管を底部側から見た図である。

符号の説明

１０、５０ 燃料供給装置、２０、６０ サブタンク、２２、６２ 燃料導入管（燃料入口）、２６、６４ 切り欠き、３０、９０ ジェットポンプ、３２、９２ ジェットノズル、３４、９４ 遮蔽部材、３６ 下端、４０、８０ プレッシャレギュレータ、７０ 燃料ポンプ、１００、１１０ 隙間

Claims (5)

1. 燃料タンク内に収容され燃料入口から前記燃料タンク内の燃料を導入するサブタンクと、
   ジェットノズルから燃料を噴射することにより負圧を発生して前記燃料タンク内の燃料を吸い込み、前記燃料入口から前記サブタンク内に燃料を供給するジェットポンプと、
   前記ジェットノズルと前記燃料入口との間に形成される隙間の液面側を覆うとともに、前記隙間の底部側を開放した遮蔽部材と、
   を備え、
   前記隙間に位置する前記遮蔽部材の下端位置は、前記ジェットノズルの中心から液面側に１ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲で上方に設定されていることを特徴とする燃料供給装置。
2. 前記燃料入口は管状に形成されており、前記燃料入口の前記ジェットノズル側の底部は切り欠かれ開放され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. 燃料タンク内に収容され管状の燃料入口から前記燃料タンク内の燃料を導入するサブタンクと、
   ジェットノズルから燃料を噴射することにより負圧を発生して前記燃料タンク内の燃料を吸い込み、前記燃料入口から前記サブタンク内に燃料を供給するジェットポンプと、
   前記ジェットノズルと前記燃料入口との間に形成される隙間の液面側を覆うとともに、前記隙間の底部側を開放した遮蔽部材と、
   を備え、
   前記燃料入口の前記ジェットノズル側の底部は切り欠かれ開放されていることを特徴とする燃料供給装置。
4. 管状の前記燃料入口は前記サブタンクの側方に突出して設けられ、前記遮蔽部材は前記燃料入口の底部側を開放して前記燃料入口の外周を覆っており、
   前記燃料入口は、前記燃料入口の外周を覆っている前記遮蔽部材のほぼ下端位置まで切り欠か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. 前記燃料入口の外周を覆っている前記遮蔽部材の下端位置は、前記隙間を覆っている前記遮蔽部材の下端位置よりも底部側であり、前記遮蔽部材は前記燃料入口に嵌合していることを特徴とする請求項４記載の燃料供給装置。
   

Images