JP2008088824A - 燃料ポンプモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】サブタンクに部品を組み付けるにあたっての組付作業性向上と、フィルタケースおよび蓋部材の構造簡素化とを図る燃料ポンプモジュールを提供する。
【解決手段】サブタンクと、サブタンク内に収容される燃料ポンプと、フィルタエレメントと、フィルタエレメントを内部に収容するフィルタケース３４と、サブタンクの開口部を覆う蓋部５２および支持部とから構成される蓋部材とを備え、フィルタケース３４を蓋部５２に設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料ポンプおよびその他の部材をサブタンクに組み付けて構成された、燃料ポンプモジュールに関する。

従来より、燃料タンク内に収容されるサブタンクに燃料ポンプを組み付けて構成された燃料ポンプモジュールが特許文献１にて開示されている。そして、このような燃料ポンプモジュールに、サブタンクの開口部を覆う蓋部材と、フィルタエレメントを内部に収容するフィルタユニットとを組み付ける構造が従来より知られている。

特開２００１−２５４６５４号公報

しかしながら、上記従来構造では、フィルタケースと蓋部材とを別々に設けている。そのため、フィルタケースと蓋部材とを別々にサブタンクに組み付ける必要があるので、サブタンクへの組み付け作業が煩雑となる。
また、サブタンクと係合するスナップフィット等の係合手段を、フィルタケースと蓋部材の両方に形成する必要があるため、係合手段の数が多くなり、フィルタケースおよび蓋部材の構造が複雑となる。

そこで、本発明の目的は、サブタンクに部品を組み付けるにあたっての組付作業性向上と、フィルタケースおよび蓋部材の構造簡素化とを図る燃料ポンプモジュールを提供することにある。

請求項１記載の発明では、サブタンクと、サブタンク内に収容される燃料ポンプと、フィルタエレメントと、フィルタエレメントを内部に収容するフィルタケースと、サブタンクの開口部を覆う蓋部材とを備え、フィルタケースは蓋部材に設けられている。
これにより、フィルタケースをサブタンクに組み付けることを不要にできるので、フィルタケースと蓋部材とを別々にサブタンクに組み付ける従来構造に比べて、サブタンクへの組付作業性を向上できる。また、フィルタケースをサブタンクに組み付けることを不要にできるので、サブタンクと係合するスナップフィット等の係合手段を、フィルタケースに形成することを不要にできる。よって、フィルタケースおよび蓋部材の構造簡素化を図ることができる。

請求項２記載の発明では、フィルタケースは、フィルタエレメントを内部に挿入するための挿入口を有し、蓋部材は、挿入口を閉塞するフィルタキャップ部を有する。
これによれば、蓋部材は、サブタンクの開口部を覆う機能の他に、フィルタケースの挿入口を閉塞するフィルタキャップ部としての機能をも有することとなるため、フィルタキャップ部を蓋部材とは別に形成した場合に比べて、部品点数の低減および燃料ポンプモジュールの小型化を図ることができる。

請求項３記載の発明では、蓋部材のフィルタキャップ部には、フィルタケースの内部に燃料を流出する流出口が形成されるとともに、燃料ポンプに設けられた吐出口と流出口とを連通する燃料通路が形成されている。
これによれば、燃料ポンプの吐出口とフィルタケースの内部とを連通する燃料通路を蓋部材に形成するので、前記燃料通路を蓋部材以外の別部材に形成する場合に比べて、部品点数の低減および燃料ポンプモジュールの小型化を図ることができる。

請求項４記載の発明では、蓋部材のフィルタキャップ部には、フィルタケースの内部の燃料が燃料ポンプに逆流することを防止する逆止弁が設置されている。そのため、逆止弁を別の部分に設置する場合に比べて、燃料ポンプモジュールを簡素な構造にできる。

請求項５記載の発明では、フィルタケースおよび蓋部材は樹脂により一体に成形されている。樹脂により一体に成形する具体例としては、射出成型により一体に成形したり、別々に射出成型されたフィルタケースおよび蓋部材を溶着や接着剤で結合することが挙げられる。
請求項６記載の発明では、燃料ポンプの軸線がサブタンクの底部と略水平となるように、燃料ポンプは横置きに収容されている。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。なお、各図面の相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

図１は、車両に搭載された燃料タンク１と、燃料タンク１の開口部１ａに取り付けられたフランジモジュール２と、燃料タンク１の底部１ｂに取り付けられた燃料ポンプモジュール３とを示す２面図であり、図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は正面図である。なお、図１中の矢印に示される上下方向は、車両に搭載された状態の燃料タンク１の重力方向を示す。また、図２は、燃料タンク１から取り外された状態のフランジモジュール２および燃料ポンプモジュール３を示した模式図である。

（１）燃料タンク１の構造
燃料タンク１は、燃料ポンプモジュール３を収容している第１タンク室１ｃと、第２タンク室（図示せず）とからなる鞍型の燃料タンクである。また、フランジモジュール２が取り付けられる開口部１ａは第１タンク室１ｃの上方に位置している。第１タンク室１ｃおよび第２タンク室の各々には移送用ジェットポンプ（図示せず）が設置されており、これらの移送用ジェットポンプにより、第１タンク室１ｃおよび第２タンク室内の燃料は、燃料ポンプモジュール３が有するサブタンク１０に移送される。

（２）フランジモジュール２の構造
フランジモジュール２は、燃料タンク１の開口部１ａを閉塞する蓋として機能するフランジ２ａを有している。フランジ２ａの上面側には、車両に搭載された内燃機関へ燃料を吐出する吐出管２ｂと、吐出管２ｂから吐出した燃料の余剰分が流入するリターン管２ｃとが備えられている。また、フランジ２ａの両面に跨って電気コネクタ２ｄ、２ｅが備えられている。

また、フランジ２ａの下面側には、燃料タンク１内の燃料の液面高さを検出する液面検出装置が備えられている。そして、図２に示す如く液面検出装置は、センダゲージ２ｆ、アーム２ｇおよびフロート２ｈを備えて構成されており、液面高さの変化に応じてフロート２ｈが動くとアーム２ｇが回動し、センダゲージ２ｆによりアーム２ｇの回動量を検出することで液面高さが検出される。なお、図１では、アーム２ｇおよびフロート２ｈの図視を省略している。
また、センダゲージ２ｆは、フランジ２ａに設けられた電気コネクタ２ｄに図示しないハーネスにより接続されており、外部に設置された図示しない電子制御装置（ＥＣＵ）に液面検出信号を出力する。

（３）燃料ポンプモジュール３の構造
燃料ポンプモジュール３は、燃料タンク１の開口部１ａから燃料タンク１内に挿入して配置されており、燃料タンク１の底部１ｂに固定されている。そして、燃料ポンプモジュール３は、樹脂製のサブタンク１０（図３参照）と、サブタンク１０の開口部１１の一部を覆う樹脂製の蓋２０（図４参照）と、サブタンク１０内に収容されるモジュール本体３０（図６参照）とを備えて構成されている。
なお、図３はサブタンク１０に後述するサクションフィルタ組付体４０が収容された状態を模式的に示す斜視図、図４は蓋２０単体を模式的に示す上面図、図６はモジュール本体３０からフィルタケース３４を取り除いた状態を示す２面図である。

（３−１）サブタンク１０の構造
図３に示すように、サブタンク１０の側面のうち最下方部分には、汲み上げ用ジェットポンプ１２が備えられている。そして、この汲み上げ用ジェットポンプ１２の作動により、第１タンク室１ｃ内の燃料はサブタンク１０内に汲み上げられる。

図１に示すように、リターン管２ｃと燃料ポンプモジュール３とは蛇腹状のホース４により接続されており、リターン管２ｃからホース４を経由して流入した余剰燃料は、蓋２０の上面に沿って配置されたチューブ５を流通し、その後、分岐管６により汲み上げ用ジェットポンプ１２と上述した各々の移送用ジェットポンプとに分岐される。従って、汲み上げ用ジェットポンプ１２および移送用ジェットポンプは、リターン管２ｃから流入してくる余剰燃料の流速エネルギーにより作動する。

（３−２）蓋２０の構造
蓋２０は、サブタンク１０に係合して、サブタンク１０の開口部１１のうち一方側（図３の右側）部分を覆う。蓋２０とサブタンク１０との係合はスナップフィット構造であり、蓋２０に形成された係合手段としての係合凸部２５（図４参照）をサブタンク１０に形成された係合手段としての係合凹部（図示せず）に係合させている。

蓋２０の上面には、第１タンク室１ｃに設置された移送用ジェットポンプから吐出された燃料が流入する第１パイプ２１と、第２タンク室に設置された移送用ジェットポンプから吐出された燃料が流入する第２パイプ２２とが備えられている。これらの第１および第２パイプ２１、２２と蓋２０とは樹脂により一体に成形されている。

また、蓋２０の上面には、上述のチューブ５が配置される溝２３が形成されている。また、蓋２０の上面には、溝２３に配置されたチューブ５を係止するクランプ２４が形成されている。クランプ２４と蓋２０とは樹脂により一体に成形されている。このようにチューブ５を溝２３にはめ込むとともにクランプ２４で係止することで、余剰燃料の圧力によりチューブ５が動いてしまうことを抑制している。

また、蓋２０のうち第１パイプ２１および第２パイプ２２と対向する部分には、両パイプ２１、２２と蓋２０とを射出成形により一体成型する際に要する、金型脱型用の型抜き穴２６、２７が形成されている。

（３−３）モジュール本体３０の構造
図６に示すように、モジュール本体３０は、燃料を吸入し吐出する複数の燃料ポンプ３１、３２と、燃料ポンプ３１、３２の上流側に配置された不織布によるフィルタエレメント３３（図１参照）と、フィルタエレメント３３を内部に収容するフィルタケース３４と、燃料ポンプ３１、３２の上流側に配置されたサクションフィルタ組付体４０と、複数の燃料ポンプ３１、３２を保持する樹脂製のホルダ５０と、を備えて構成されている。

フィルタケース３４は、燃料ポンプ３１、３２により昇圧された燃料を吐出する吐出パイプ３４１（図２参照）を有している。そして、図１に示すように、フランジモジュール２の吐出管２ｂと吐出パイプ３４１とは蛇腹状のホース７により接続されている。なお、フィルタケース３４と吐出パイプ３４１とは樹脂により一体に形成されている。
また、フィルタケース３４の下端面は、フィルタエレメント３３を内部に挿入するための挿入口３４２として構成されている。フィルタケース３４の下端面としての挿入口３４２は、ホルダ５０の接合面５３１（図６参照）と、その全周に亘って溶着により結合され、これにより、挿入口３４２はホルダ５０の支持部５３により閉塞される。なお、図６では、フィルタケース３４が溶着されていない状態のモジュール本体３０が示されている。

図５に示すように、サクションフィルタ組付体４０は、不織布により形成された袋状のフィルタ本体４１、４２と、フィルタ本体４１、４２の内部に配置されてフィルタ本体４１、４２の袋形状を保持する樹脂製の内部保持部材（図示せず）と、ホルダ５０に係合するホルダキャップ４３、４４とを備えて構成されている。
これらのフィルタ本体４１、４２、内部保持部材およびホルダキャップ４３、４４は、燃料ポンプ３１、３２の数に対応して複数（本実施形態では２つ）設けられている。

ホルダキャップ４３、４４は、内部保持部材に溶着等の手段により結合されている。また、ホルダキャップ４３、４４は、フィルタ本体４１、４２の内部と連通する燃料通路を形成するエルボ４３１、４４１が形成されている。これらの燃料通路の流出口４３２、４４２は、燃料ポンプ３１、３２の吸入口（図示せず）に接続される。
また、ホルダキャップ４３、４４は、蓋２０の型抜き穴２６、２７を塞ぐカバー部材４３３、４４３を有している。なお、エルボ４３１、４４１およびカバー部材４３３、４４３とホルダキャップ４３、４４とは射出成形により一体成型されている。
また、ホルダキャップ４３、４４とホルダ５０との係合はスナップフィット構造であり、ホルダキャップ４３、４４に形成された係合手段としての係合凸部４３４、４４４をホルダ５０に形成された係合手段としての係合凹部５１１（図６参照）に係合させている。

図６は、モジュール本体３０に、燃料ポンプ３１、３２およびサクションフィルタ組付体４０を組み付けた状態を示す２面図であり、図６（ａ）は上面図、図６（ｂ）は正面図である。また、図６に示すモジュール本体３０は、フィルタケース３４が溶着されていない状態のものである。なお、図６では、カバー部材４３３、４４３の図示を省略している。

図６に示すように、ホルダ５０は、燃料ポンプを保持するポンプ保持部５１と、サブタンク１０の開口部１１の一部を覆う蓋部５２と、ポンプ保持部５１および蓋部５２を支持する支持部５３とを備えて構成されている。
なお、蓋部５２および支持部５３は、特許請求の範囲に記載の「蓋部材」に相当する。そして、保持部５１、蓋部５２および支持部５３を樹脂により一体に形成して、１部品としてのホルダ５０を構成している。

そして、支持部５３は前述の接合面５３１を有しており、接合面５３１にフィルタケース３４が溶着されることにより、支持部５３は、フィルタケース３４の挿入口３４２を閉塞するフィルタキャップとして機能して、フィルタエレメント３３を内部に収容する内部空間３４３（図１、図６、図７参照）の底壁として構成されている。
なお、これらのポンプ保持部５１、蓋部５２および支持部５３は射出成形により一体成型されている。

ポンプ保持部５１は、格子状の円筒部材を２つの並べて配置した形状であり、燃料ポンプ３１、３２が内部に挿入される挿入口５１２を有している。そして、挿入口５１２にはホルダキャップ４３、４４が前述のスナップフィット構造により組み付けられる。これにより、ホルダキャップ４３、４４は燃料ポンプ３１、３２の抜け止めとして機能する。
なお、燃料ポンプ３１、３２は、回転中心となる軸線Ｌ１が同じ向きとなるように並べて配置されている。また、燃料ポンプ３１、３２は、軸線Ｌ１がサブタンク１０の底部と略水平となるように横置きに配置されている。

蓋部５２は、支持部５３の外周部分に形成されており、蓋部材２０と突き合わせて配置される（図４中の一点鎖線参照）。そして、サブタンク１０の開口部１１のうち蓋２０で覆われていない領域は、蓋部５２および支持部５３により覆われる。すなわち、蓋２０、蓋部５２および支持部５３により開口部１１の全領域が覆われる。
また、蓋部５２およびポンプ保持部５１はスナップフィット構造によりサブタンク１０と係合する。具体的には、蓋部５２に形成された係合手段としての係合凸部５２１およびポンプ保持部５１に形成された係合手段としての係合凸部５１３を、サブタンク１０に形成された係合凹部（図示せず）に係合させている。なお、図３では係合凹部の図示を省略している。

支持部５３は、内部に燃料通路５３３を形成するエルボ５３２を有している。このエルボ５３２は燃料ポンプ３１、３２の数に対応して設けられており、図６（ａ）のＡ−Ａ断面図である図７に示すように、エルボ５３２は燃料ポンプ３１、３２の吐出口３１２、３２２に接続されている。これにより、フィルタエレメント３３を収容する内部空間３４３と吐出口３１２、３２２とは連通される。

燃料ポンプ３１、３２は横置きであるため、吐出口３１２、３２２から吐出された燃料は水平方向に流れる。エルボ５３２は、このように水平方向に吐出された燃料流れ方向を垂直方向へと変換する。そして、複数のエルボ５３２の流出口５３４は内部空間３４３に開口しているため、燃料ポンプ３１から吐出された燃料と燃料ポンプ３２から吐出された燃料とは、エルボ５３２の流出口５３４から流出したのち内部空間３４３にて合流する。
また、エルボ５３２の流出口５３４の各々には逆止弁５３５が取り付けられており、この逆止弁５３５により、内部空間３４３内に流出した燃料が燃料ポンプ３１、３２に戻ってしまうことを防止している。

ここで、２つの燃料ポンプ３１、３２のうち一方の燃料ポンプ３１は、他方の燃料ポンプ３２よりも優先して駆動させるメインポンプとして機能し、他方の燃料ポンプ３２は、メインポンプ３１の駆動のみでは吐出量不足となる場合に駆動させるサブポンプとして機能する。例えば、エンジン始動時等のようにエンジンにて要求される燃料が少量である場合にはメインポンプ３１のみを駆動させ、エンジン高負荷時等のようにエンジンにて要求される燃料が多量である場合には、メインポンプ３１とともにサブポンプ３２も駆動させる。

次に、上記構成による燃料ポンプモジュール３の作動を説明する。
フランジ２ａに設けられた電気コネクタ２ｄ、２ｅは、メインポンプ３１の端部に設けられた電気コネクタ３１４と、サブポンプ３２の端部に設けられた電気コネクタ３２４との各々に、図示しないハーネスにより接続されている。そして、これらのハーネスを介して駆動電力が供給されて燃料ポンプ３１、３２が駆動すると、サブタンク１０内の燃料は、サクションフィルタ組付体４０のフィルタ本体４１、４２、エルボ４３１、４４１、流出口４３２、４４２を順に流れ、その後、燃料ポンプ３１、３２の吸入口（図示せず）に吸入される。

そして、燃料ポンプ３１、３２に吸入された燃料は、燃料ポンプ３１、３２の吐出口３１２、３２２から吐出され、エルボ５３２内部の燃料通路５３３、逆止弁５３５、流出口５３４を順に流れ、その後、フィルタケース３４および支持部５３に囲まれた内部空間３４３に流出する。よって、メインポンプ３１から吐出された燃料とサブポンプ３２から吐出された燃料とは内部空間３４３にて合流する。合流した燃料は、フィルタエレメント３３、フィルタケース３４の吐出パイプ３４１、ホース７、フランジモジュール２の吐出管２ｂを順に流れ、内燃機関に設置された燃料噴射弁へと供給される。
燃料噴射弁へと供給した燃料の余剰分は、前述した通り、汲み上げ用のジェットポンプおよび移送用ジェットポンプに供給される。

次に、上記構成による燃料ポンプモジュール３が奏する効果を説明する。
本実施形態に係る燃料ポンプモジュール３によれば、フィルタケース３４は蓋部材としての支持部５３に結合されている。これにより、フィルタケース３４をサブタンク１０に組み付けることを不要にできるので、フィルタケース３４と支持部５３を有するホルダ５０とを別々にサブタンク１０に組み付ける場合に比べて、サブタンク１０への組付作業性を向上できる。
また、フィルタケース３４をサブタンク１０に組み付けることを不要にできるので、サブタンク１０と係合するスナップフィット等の係合手段を、フィルタケース３４に形成することを不要にできる。よって、フィルタケース３４および支持部５３の構造簡素化を図ることができる。

また、本実施形態によれば、フィルタケース３４は、フィルタエレメント３３を内部に挿入するための挿入口３４２を有し、蓋部５２を有するホルダ５０は、挿入口３４２を閉塞するフィルタキャップ部としての支持部５３をも有する。これにより、ホルダ５０は、サブタンク１０の開口部１１を覆う機能の他に、フィルタケース３４の挿入口３４２を閉塞するフィルタキャップ部としての機能をも有することとなるため、フィルタキャップ部をホルダ５０とは別に形成した場合に比べて、部品点数の低減および燃料ポンプモジュール３の小型化を図ることができる。

また、本実施形態によれば、燃料ポンプ３１、３２の吐出口３１２、３２２とフィルタケース３４の内部空間３４３とを連通する燃料通路５３３をホルダ５０に形成されている。よって、燃料ポンプ３１、３２の吐出口３１２、３２２と内部空間３４３とを接続するフレキシブルチューブを不要にでき、燃料ポンプモジュール３の小型化を図ることができる。また、前記フレキシブルチューブを備える場合に比べて燃料の流通経路を短くできるので、燃料の圧力損失を低減できる。また、フレキシブルチューブを備える場合に生じるチューブと吐出口との接続部分からの燃料漏れがなくなるので、燃料の吐出性能を向上できる。

（他の実施形態）
上記実施形態では、蓋部５２および支持部５３からなる蓋部材と蓋２０とを別部品として別々にサブタンク１０に組み付けるようにしているが、本発明の実施にあたり、蓋部材と蓋２０とを一体に形成してもよい。
また、上記実施形態では、ポンプ保持部５１、蓋部５２および支持部５３を射出成型により一体に成形しているが、別々に射出成型されたポンプ保持部５１、蓋部５２および支持部５３を溶着や接着剤で結合してもよく、また、スナップフィット等により係合するようにしてもよい。

また、上記実施形態では燃料ポンプ３１、３２は横置きに配置されているが、軸線Ｌ１がサブタンク１０の底部と略垂直となるように縦置きに配置してもよい。
また、上記実施形態では燃料ポンプ３１、３２を複数備えているが、燃料ポンプを１つだけ備えるようにしてもよい。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。

本発明の一実施形態に係る燃料ポンプモジュールが、燃料タンク内に収容された状態を示す２面図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図である。 図１に示す燃料ポンプモジュールおよびフランジモジュールを模式的に示す斜視図である。 図１に示すサブタンクにサクションフィルタ組付体が収容された状態を模式的に示す斜視図である。 図２に示す蓋部材の単体を模式的に示す上面図である。 図３に示すサクションフィルタ組付体の単体を模式的に示す斜視図である。 図２に示す燃料ポンプモジュールのモジュール本体に、サクションフィルタ組付体を組み付けた状態を示す２面図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図である。 図６のＡ−Ａ断面図である。

符号の説明

１：燃料タンク、３：燃料ポンプモジュール、１０：サブタンク（燃料貯留槽）、１１：開口部、３０：モジュール本体、３１：メインポンプ（燃料ポンプ）、３２：サブポンプ（燃料ポンプ）、３３：フィルタエレメント、３４：フィルタケース、５２：蓋部（蓋部材）、５３：支持部（蓋部材）、３１２、３２２：吐出口、３４２：挿入口、３４３：内部空間、５３２：エルボ、５３３：燃料通路。

Claims (6)

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、
   燃料中の異物を捕捉するフィルタエレメントと、
   前記フィルタエレメントを内部に収容するフィルタケースと、
   前記サブタンクの開口部を覆う蓋部材と、
   を備え、
   前記フィルタケースは前記蓋部材に設けられている燃料ポンプモジュール。
2. 前記フィルタケースは、前記フィルタエレメントを内部に挿入するための挿入口を有し、
   前記蓋部材は、前記挿入口を閉塞するフィルタキャップ部を有する請求項１記載の燃料ポンプモジュール。
3. 前記蓋部材の前記フィルタキャップ部には、前記フィルタケースの内部に燃料を流出する流出口が形成されるとともに、前記燃料ポンプに設けられた吐出口と前記流出口とを連通する燃料通路が形成されている請求項２記載の燃料ポンプモジュール。
4. 前記蓋部材の前記フィルタキャップ部には、前記フィルタケースの内部の燃料が前記燃料ポンプに逆流することを防止する逆止弁が設置されている請求項３記載の燃料ポンプモジュール。
5. 前記フィルタケースおよび前記蓋部材は樹脂により一体に成形されている請求項１から４のいずれか一項記載の燃料ポンプモジュール。
6. 前記燃料ポンプの軸線が前記サブタンクの底部と略水平となるように、前記燃料ポンプは横置きに収容されている請求項１から５のいずれか一項記載の燃料ポンプモジュール。

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