JP2006299940A - 燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 設置性とキャニスタ性能とを共に向上するキャニスタ一体型の燃料供給装置を提供する。
【解決手段】 燃料供給装置１０は、燃料タンク１に形成されている貫通孔４を覆う蓋部材１１と、燃料タンク１内において蓋部材１１に支持され、燃料タンク１内の燃料蒸気を脱離可能に吸着するキャニスタ２０と、燃料タンク１内においてキャニスタ２０の側方の残スペース２７に配置され、燃料タンク１内の燃料を吸入して吐出する燃料ポンプ３０とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、キャニスタ一体型の燃料供給装置に関する。

従来、燃料タンク内の燃料蒸気を脱離可能に吸着するキャニスタを燃料供給装置と共に燃料タンク内に配置し、それにより車両等への設置性を向上する技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。かかる従来技術では、燃料タンクの貫通孔を覆う燃料供給装置のフランジにキャニスタを支持させるとともに、燃料供給装置の燃料ポンプを収容するサブタンクに対してキャニスタをオフセット配置している。

特開２００４−２５１１６５号公報

キャニスタにおいて燃料蒸気の脱離性能を向上するには、キャニスタを加熱する方法が考えられる。上記従来技術では、燃料ポンプがサブタンクに覆われてキャニスタから大きく離間しているので、燃料ポンプに発生した熱をキャニスタの加熱に利用することができず、キャニスタを加熱するには別途、加熱装置を設ける必要があった。尚、そうした加熱装置を設ける場合には、体格が大きくなって装置の設置性が悪化してしまう。
そこで本発明の目的は、設置性とキャニスタ性能とを共に向上するキャニスタ一体型の燃料供給装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明によると、燃料タンク内において、その貫通孔を覆う蓋部材にはキャニスタが支持され、当該キャニスタの側方の残スペースには燃料ポンプが配置されている。これにより、燃料ポンプで発生した熱を側方のキャニスタへ伝達して当該キャニスタを加熱することができると共に、燃料タンク内の残スペースをキャニスタの配置に利用して小型化を図ることができる。したがって、燃料ポンプの発生熱を利用した加熱によってキャニスタの蒸気脱離性能を向上しつつ、体格の小型化によって装置の設置性を向上することができる。

請求項２に記載の発明によると、燃料タンク内の燃料を濾過して燃料ポンプへ吸入させるサクションフィルタは、燃料タンク内において、燃料ポンプを挟んで蓋部材とは反対側に配置されている。これにより、燃料ポンプからキャニスタへの熱伝達を妨げることなく、清浄な燃料を燃料ポンプへ吸入させることができる。

請求項３に記載の発明によると、キャニスタと燃料ポンプとサクションフィルタとはいずれも、蓋部材のサクションフィルタ側への投影範囲内に収められている。これにより、例えばキャニスタ、燃料ポンプ、サクションフィルタ及び蓋部材を予め一体化して、それらの要素を一括して燃料タンクへと組み付けることができるので、装置の組付性が向上する。

請求項４に記載の発明によると、サクションフィルタは、キャニスタの蓋部材とは反対側へ入り込んでいるので、サクションフィルタの容積をキャニスタ側へ増大してサクションフィルタの燃料濾過性能を高めることができる。特に請求項３に記載の発明のようにサクションフィルタの配置範囲が限定される場合には、サクションフィルタの体積を可及的に増大することができるので、有効である。

請求項５に記載の発明によると、サクションフィルタは、キャニスタの蓋部材とは反対側から外れて配置されているので、キャニスタの容積を蓋部材とは反対側へ増大してキャニスタの蒸気吸着性能を向上することができる。
請求項６に記載の発明によると、燃料ポンプ及びサクションフィルタを蓋部材とは反対側の燃料タンク内壁へ向かって付勢する弾性部材の無荷重状態では、キャニスタの蓋部材とは反対側から外れて配置されるサクションフィルタが、キャニスタよりも蓋部材とは反対側へ張り出すこととなる。このような構成によれば、燃料ポンプ及びサクションフィルタを弾性部材の付勢力に抗して押圧することにより、それら燃料ポンプ及びサクションフィルタを蓋部材へと近づけた状態で燃料タンク内に配置することができる。それ故、キャニスタの容積を蓋部材とは反対側へ増大しつつ、装置の体格を燃料タンクに応じて拡縮することができるので、キャニスタの蒸気吸着性能と装置の設置性とを共に向上することができる。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第一実施形態）
図１は、本発明の第一実施形態による燃料供給装置１０を示している。尚、図１の上下方向が燃料供給装置１０の上下方向と略一致している。

図１〜図３に示す燃料供給装置１０は、内燃機関を備えた車両に搭載される。この燃料供給装置１０において、蓋部材としてのフランジ１１は円板状であり、燃料タンク１の上部２に形成された貫通孔４に装着されて当該貫通孔４を覆蓋している。フランジ１１には、蒸気導入管１２、蒸気導出管１３、大気開放管１４、燃料吐出管１５及び電気コネクタ１６が設けられている。蒸気導入管１２は、燃料タンク１の上部２に設けられた蒸気排出管１７から流入する燃料タンク１内の燃料蒸気をキャニスタ２０内へ導入する。蒸気導出管１３は、キャニスタ２０内から脱離した燃料蒸気を燃料タンク１外となる内燃機関の吸気管へと向かって導出する。大気開放管１４は、キャニスタ２０内を大気開放する。燃料吐出管１５は、燃料ポンプ３０から吐出される燃料を内燃機関へ向かって供給する。電気コネクタ１６は、燃料ポンプ３０へ電力供給するために外部電源と接続される。
尚、本実施形態では、開口が上方を向くカップ状のサブタンク１８が燃料タンク１内に収容されてその底部６上に載置されており、当該サブタンク１８内へ燃料タンク１内の燃料が流入するようになっている。

燃料供給装置１０においてフランジ１１以外の要素２０，２６，４０，４６は、燃料タンク１内に収容されている。
キャニスタ２０は、キャニスタケース２１内に吸着材２２を充填することによって形成されている。キャニスタケース２１は、フランジ１１よりも小半径の半円形断面を有する有底筒状であり、フランジ１１に嵌合支持されてサブタンク１８内に収容されている。キャニスタケース２１の開口部２３は、フランジ１１のうち管１２〜１４が設けられた半円状の第一部分１１ａによって覆蓋されている。そして、この覆蓋形態によってキャニスタ２０は、フランジ１１の下方への投影範囲（以下、単にフランジ１１の投影範囲という）内に収められている。

吸着材２２は例えば活性炭等からなり、蒸気導入管１２からキャニスタケース２１内へ導入された燃料蒸気を脱離可能に吸着する。吸着材２２に吸着された燃料は、蒸気導出管１３を通じて受ける吸気管の負圧作用よって脱離し、当該負圧作用によって蒸気導出管１３、さらには吸気管へと導出される。

ポンプユニット２６は、ポンプホルダ２８内に燃料ポンプ３０及びプレッシャレギュレータ３１を組み付けることによって形成されており、サブタンク１８内においてキャニスタ２０の側方の残スペース２７に配置されている。この配置形態によってポンプユニット２６は、フランジ１１のうち燃料吐出管１５及び電気コネクタ１６が設けられた半円状の第二部分１１ｂの下方に位置して、フランジ１１の投影範囲内に収められている。

ポンプホルダ２８には、燃料ポンプ３０の外周壁３２を露出させる複数の窓部３３が設けられており、いくつかの窓部３３ａを通じて燃料ポンプ３０の外周壁３２がキャニスタケース２１の外周壁２４と向き合っている。また、ポンプホルダ２８には、燃料通路３４が設けられている。燃料通路３４の一端部は蛇腹管３５を介して燃料吐出管１５と接続され、燃料通路３４の他端部はプレッシャレギュレータ３１と接続され、燃料通路３４の中央部は燃料ポンプ３０の燃料出口３７と接続されている。これにより燃料通路３４は、燃料ポンプ３０から吐出された燃料の一部を燃料吐出管１５へ供給し、当該燃料の残部をプレッシャレギュレータ３１へ供給する。

燃料ポンプ３０は、燃料入口３６側が下を向き、燃料出口３７側が上を向く形態で配置されている。燃料ポンプ３０は、内蔵モータの回転駆動力を利用して吸引力を発生し、サクションフィルタ４０を通過したサブタンク１８内の燃料を燃料入口３６から吸入する。そして燃料ポンプ３０は、この吸入燃料を内部で加圧して燃料出口３７から燃料通路３４へと吐出する。
プレッシャレギュレータ３１は、燃料通路３４から燃料吐出管１５へと向かう燃料の圧力を調整し、当該調整により余剰となった燃料をサブタンク１８内のサクションフィルタ４０の上方へ排出する。

サクションフィルタ４０は、保持部材４１にフィルタエレメント４２を保持させることによって形成されている。フィルタエレメント４２が燃料ポンプ３０の燃料入口３６に接続されているサクションフィルタ４０は、サブタンク１８内においてポンプユニット２６の下方に配置されていると共に、キャニスタ２０の下方へ入り込んでいる。即ちサクションフィルタ４０は、ポンプユニット２６のフランジ１１とは反対側に配置されていると共に、キャニスタ２０のフランジ１１とは反対側へ入り込んでいる。そして、特に本実施形態では、サクションフィルタ４０の最外周縁を形成する保持部材４１の輪郭形状が図３の如くフランジ１１よりも小半径の円形とされることによって、サクションフィルタ４０がフランジ１１の投影範囲内に収められている。

フィルタエレメント４２は、サブタンク１８の底部１９上に拡がっており、サブタンク１８内の燃料を濾過して燃料ポンプ３０へ吸入させることができる。尚、フィルタエレメント４２は、従来の一般的なサクションフィルタのエレメントが濾過対象とする大きな異物のみならず、小さな異物をも濾過対象とする所謂統合フィルタである。

位置調節ユニット４６は、支柱４８、ステー４９及び圧縮コイルばね５０を組み合わせて形成されており、サブタンク１８内においてキャニスタ２０の側方の残スペース２７に配置されている。そして、この配置形態によって位置調節ユニット４６は、フランジ１１の第二部分１１ｂの下方に位置してフランジ１１の投影範囲内に収められている。

支柱４８はロッド状であり、上下方向へ延伸する形態で配置されている。支柱４８の上端部はフランジ１１の第二部分１１ｂに支持されており、支柱４８の下端部側はサブタンク１８内に進入している。ステー４９はポンプホルダ２８と一体に形成されており、支柱４８に対して相対摺動可能に嵌合している。したがって、支柱４８に沿ってステー４９が上下移動することで、ポンプユニット２６及びサクションフィルタ４０のフランジ１１に対する相対位置が調整される。

弾性部材としての圧縮コイルばね５０は、フランジ１１の第二部分１１ｂとステー４９との間に介装されている。これにより圧縮コイルばね５０の復元力は、ポンプユニット２６及びサクションフィルタ４０をフランジ１１とは反対側の燃料タンク底部６の内壁８へ向かって付勢する付勢力として働く。このことから、温度変化に伴って燃料タンク１が膨縮したとしても、常にサクションフィルタ４０がサブタンク１８の底部１９を介して燃料タンク１の底部６へと押し付けられることになるため、サクションフィルタ４０及びポンプユニット２６のがたつきが防止される。

以上説明した第一実施形態によると、燃料タンク１内においてキャニスタ２０の側方にできた残スペース２７にポンプユニット２６が配置され、燃料ポンプ３０の外周壁３２がキャニスタケース２１の外周壁２４と向き合っている。故に、燃料ポンプ３０で発生した熱をキャニスタケース２１へ伝達して当該ケース内２１の吸着材２２を加熱することができ、しかも上記残スペース２７をキャニスタ２０の配置に有効利用して小型化を図ることができる。したがって、燃料ポンプ３０の発生熱を利用した加熱によってキャニスタ２０の蒸気脱離性能を向上しつつ、小型化によって燃料供給装置１０の設置性（ここでは車両搭載性）を向上することができる。

また、第一実施形態によると、サクションフィルタ４０は、ポンプユニット２６のフランジ１１とは反対側に配置されているので、燃料ポンプ３０からキャニスタ２０への熱伝達を妨げることなく清浄な燃料を燃料ポンプ３０へと吸入させることができる。しかも、第一実施形態のサクションフィルタ４０は、キャニスタ２０のフランジ１１とは反対側へ入り込んでいるので、容積がキャニスタ２９側へと増大されて燃料濾過性能が高められている。

さらにまた、第一実施形態によると、燃料供給装置１０のフランジ１１以外の要素２０，２６，４０，４６がフランジ１１の投影範囲内に収められている。これにより、要素１１，２０，２６，４０，４６を一体化して燃料供給装置１０を完成させた後、要素２０，２６，４０，４６を貫通孔４から燃料タンク１内へと挿入してフランジ１１の取り付けを行うことができるので、燃料供給装置１０の組付性が向上する。

（第二実施形態）
図４に示すように、本発明の第二実施形態は第一実施形態の変形例であり、第一実施形態と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付すことで説明を省略する。
第二実施形態の燃料供給装置１００では、サクションフィルタ１１０がキャニスタ１２０の下方に存在せず、それによってキャニスタ１２０が第一実施形態に比べて下方へ拡大されている。即ち、サクションフィルタ１１０がキャニスタ１２０のフランジ１１とは反対側から外れて配置されることによって、キャニスタ１２０がフランジ１１とは反対側へ容積増大されている。さらに第二実施形態のサクションフィルタ１１０は、キャニスタ１２０のフランジ１１とは反対側から外れる分、ポンプユニット２６よりもキャニスタ１２０とは反対側へ張り出している。これによりサクションフィルタ１１０は、フランジ１１の投影範囲外へ突出した形となっている。

このような第二実施形態において、燃料タンク１への燃料供給装置１００の組付前は、圧縮コイルばね５０が無荷重状態となるため、図５に示すように当該圧縮コイルばね５０が自由長まで伸びることとなる。この状態でサクションフィルタ１１０は、キャニスタ１２０よりもフランジ１１とは反対側へ張り出した形となる。そして、燃料供給装置１００の組付時には、燃料タンク１内へ挿入したサクションフィルタ１１０をサブタンク１８の底部１９によってフランジ１１側へと押圧しつつ、要素２０，２６，４０，４６が燃料タンク１内に完全収容されるまで装置１００の体格を上下方向で縮める。この後、フランジ１１を図４の如く燃料タンク１の上部２に取り付けることで、燃料供給装置１００の組付が完了する。
以上説明した第二実施形態によれば、キャニスタ１２０の容積を増大しつつ、燃料タンク１の容積に応じて燃料供給装置１００の体格を拡縮することができるので、キャニスタ１２０の蒸気吸着性能と装置１００の設置性とを共に向上することができる。

尚、ここまで本発明の複数の実施形態について説明してきたが、本発明はそれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。
例えば第一及び第二実施形態では、サブタンク１８を設けないようにしてもよい。尚、この場合において位置調節ユニット４６の機能を生かすには、サクションフィルタ４０を燃料タンク底部６の内壁８上に直接載置する。

また、第一実施形態では、フランジ１１の投影範囲外へサクションフィルタ４０が張り出すようにしてもよい。
さらにまた、第二実施形態では、フランジ１１の投影範囲内にサクションフィルタ１１０が収まるようにしてもよい。

第一実施形態による燃料供給装置を燃料タンクに組み付けた状態を示す部分断面正面図である。 第一実施形態による燃料供給装置を示す部分断面側面図である。 第一実施形態による燃料供給装置を示す平面図である。 第二実施形態による燃料供給装置を燃料タンクに組み付けた状態を示す部分断面正面図である。 第二実施形態による燃料供給装置の燃料タンクへの組付前の状態を示す部分断面正面図である。

符号の説明

１ 燃料タンク、４ 貫通孔、８ 内壁、１０，１００ 燃料供給装置、１１ フランジ（蓋部材）、１１ａ 第一部分、１１ｂ 第二部分、１８ サブタンク、２０，１２０ キャニスタ、２１ キャニスタケース、２２ 吸着材、２４，３２ 外周壁、２６ ポンプユニット、２７ 残スペース、３０ 燃料ポンプ、３６ 燃料入口、３７ 燃料出口、４０，１１０ サクションフィルタ、４１ 保持部材、４２ フィルタエレメント、４６ 位置調節ユニット

Claims (6)

1. 燃料タンクに形成されている貫通孔を覆う蓋部材と、
   前記燃料タンク内において前記蓋部材に支持され、前記燃料タンク内の燃料蒸気を脱離可能に吸着するキャニスタと、
   前記燃料タンク内において前記キャニスタの側方の残スペースに配置され、前記燃料タンク内の燃料を吸入して吐出する燃料ポンプと、
   を備えることを特徴とする燃料供給装置。
2. 前記燃料タンク内において前記燃料ポンプを挟んで前記蓋部材とは反対側に配置され、前記燃料タンク内の燃料を濾過して前記燃料ポンプへ導くサクションフィルタを備えることを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
3. 前記キャニスタと前記燃料ポンプと前記サクションフィルタとはいずれも、前記蓋部材の前記サクションフィルタ側への投影範囲内に収められていることを特徴とする請求項２に記載の燃料供給装置。
4. 前記サクションフィルタは、前記キャニスタの前記蓋部材とは反対側へ入り込んでいることを特徴とする請求項２又は３に記載の燃料供給装置。
5. 前記サクションフィルタは、前記キャニスタの前記蓋部材とは反対側から外れて配置されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の燃料供給装置。
6. 前記燃料ポンプ及び前記サクションフィルタを前記蓋部材とは反対側の前記燃料タンクの内壁へ向かって付勢する弾性部材を備え、
   前記弾性部材の無荷重状態において前記サクションフィルタは、前記キャニスタよりも前記蓋部材とは反対側へ張り出すことを特徴とする請求項５に記載の燃料供給装置。

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