JP2008254634A - 車両用燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料タンクの形状に制約されることなく、ストレーナが油面から露出したとしても、エンジンの息つき現象を防止できる車両用燃料供給装置を得る。
【解決手段】燃料タンクにフランジ部を介して略Ｌ字形状を有する支持基体を取付け、上記支持基体にストレーナを介して燃料を吸い込む燃料ポンプを被装するリザーバーカップと、上記燃料ポンプを通過した燃料を濾過する高圧フィルタを内蔵するケース部とを取り付け、上記ケース部にそれから吐出された燃料を外部へ吐出させる吐出管を取り付けたものにおいて、上記リザーバーカップにはその上部より燃料を流入・貯留させる第１の開口部と、上記貯留した燃料を上記ストレーナに流出させる第２の開口部とを設け、更に上記第２の開口部を覆うように上記リザーバーカップに装着されその一部に切り欠き部を有する有底形状の貯留部を設けた車両用燃料供給装置である。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両用の内燃機関のインジェクタなどに燃料タンク内の燃料を圧送する車両用燃料供給装置に関し、詳しくは急制動などによって燃料の油面変化があっても、安定して燃料を圧送できる構造に関するものである。

燃料中に含まれる塵埃などの夾雑物を捕捉し、この燃料を、例えばエンジンに装着された燃料噴射装置のインジェクタに安定供給させるには、燃料ポンプの吸い込み口に具備された、例えばナイロンなどのメッシュによる比較的目の荒いストレーナによって、まずは燃料タンク内の夾雑物を取り除く。そして、このストレーナを通過、あるいは、燃料ポンプを構成するモーター部で発生するブラシ、コンミテータなどの摩耗粉を含めた夾雑物に対しては、燃料ポンプの下流側（燃料流路で見て、燃料ポンプの次段という意味）に配設した高圧フィルタ、例えば紙製の濾過エレメントで捕捉することが広く知られている。

ところで、前述したストレーナは、燃料供給における、いわゆる最上流に位置することから、燃料タンク内の燃料が少なくなっても供給ができるよう、この燃料タンクの最底部に位置させることが一般的である。一方、この燃料が少ないときに、加減速や姿勢変化によって油面が変化したとしても、その影響を受けずに確実に燃料ポンプで吸引できることが、特に自動二輪車で求められている。これは言うまでもなく、減速時や下り坂走行時などに、残り少ない燃料が燃料タンク前方へ移動してしまうことで、ストレーナが燃料の油面から露出してしまい、その後アクセルを回してもエンジンの回転数が上がらず加速しない、いわゆるエンジンの息つき現象を防ぐことにほかならない。そこで、これまでこの息つき現象を防ぐ方策として下記に示す種々の提案がなされている。
すなわち、先ず、上方を開放したカップに燃料ポンプおよび吸込フィルタを具備し、このカップの内径よりも小径の開口を燃料タンクの底に設け、カップを燃料タンクに取り付けることで、開口の縁部によってカップ内に溜まった燃料が燃料タンク内に戻ることを規制するものがある（例えば、特許文献１参照）。
また、燃料タンクの底板の中央部を含む領域に少ない残燃料が溜まるようにするとともに、燃料ポンプの燃料吸い入れ口を燃料タンクの幅方向および前後方向の略中央に位置するように配置したものがある（例えば、特許文献２参照）。
更に、ストレーナ近傍における液面変化を少なくするために、吸入口、ストレーナ、および燃料吸着部材の前方側を覆うゴムなどの比較的変形自在な弾性部材からなる隔壁を配設するようにしたものもある（例えば、特許文献３参照）。

特開２０００−７２０７４号公報（第４頁左欄第２８行〜第３９行） 特開２００５−２４８７３１号公報（第４頁第３６行〜第５頁第１６行） 特開平１１−９３７９４号公報（第３頁右欄第３５行〜第４０行）

上記特許文献１あるいは２からも明らかなように、燃料タンクの形状、さらにはストレーナを含む燃料ポンプの配設位置を適宜工夫すれば、エンジンの息つき現象防止に対し、それ相応の成果が得られることがわかる。しかしながら、これでは燃料タンクあるいは燃料ポンプの形状が制限されることはもとより、燃料タンク廻りのレイアウトにも支障をきたすことは必定で、現実的な対応とは言い難い。特に自動二輪車の場合、燃料タンクの高さ方向の制限に加え、加速時に燃料が後方に偏ることを鑑み、ストレーナを含む燃料ポンプを出来るだけ燃料タンクの後方に配置したい、さらにはインジェクタへの、あるいはプレッシャーレギュレータよりのホースの取り付け位置にある程度の自由度を持たせたい、といった要望に応える必要があり、結果的にこれら制約条件下であっても、依然エンジンの息つき現象を防ぐことが求められることになる。

この点、特許文献３では、前述した制約条件下での方策が開示されており、より現実に即した対応であることがわかる。しかしながら、この特許文献３で開示されている隔壁は車両の前方を覆うに留まっていることから、減速後の加速による燃料の後方への飛散には追従できない可能性が高く、エンジンの息つき現象を完全には防ぐことができないという問題があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、燃料タンクの形状に制約されることなく、ストレーナが油面から露出したとしても、エンジンの息つき現象を防止できる車両用燃料供給装置を得ることを目的とするものである。

この発明に係る車両用燃料供給装置は、燃料を貯留する燃料タンク、上記燃料タンクにフランジ部を介して取付けられ取付け状態において略Ｌ字形の支持基体、上記支持基体に取付けられ、ストレーナを介して燃料を吸い込む燃料ポンプを被装するリザーバーカップ、上記支持基体に取付けられ、上記燃料ポンプを通過した燃料を濾過する高圧フィルタを内蔵するケース部、上記フランジ部に取付けられ上記ケース部から吐出された燃料を外部へ吐出させる吐出管を備え、上記リザーバーカップにはその上部より燃料を流入・貯留させる第１の開口部と、上記貯留した燃料を上記ストレーナに流出させる第２の開口部とを設け、更に上記第２の開口部を覆うように上記リザーバーカップに装着されその一部に切り欠き部を有する有底形状の貯留部を設けたものである。

この発明は以上説明したように、下り坂走行時や減速時といった燃料の前方への移動はもとより、減速後の加速時による後方への移動であっても、エンジンの息つき現象を起こさせないので信頼性が向上するとともに、燃料タンクの形状に制約されないことから汎用性の高い車両用燃料供給装置を提供することができる。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における車両用燃料供給装置１（以下、燃料供給装置という）を、車両である例えば自動二輪車の燃料タンクの内部に設置した状態を示す断面図、図２(a)は図１における燃料供給装置１の正面図、図２(b)は同じく左側面図であり、このうち正面図については内部を明示するため一部の部品を切り欠いてあるいは省略して表示している。また、図３は図１における燃料供給装置１の分解斜視図である。

図１に示すように、燃料供給装置１はその設置状態において、略Ｌ字形を約１２０度時計方向に回転させた形態を有しており、自動二輪車の燃料タンク１１の底部１１ａに設けられた開口部１１ｂより、その一端部に位置する後述のベセル１２側から挿入し、文字通り１２０度回動させた後、その他端部に有するフランジ部１３が、パッキン１４を介してボルト１５により上記燃料タンク１１の底部１１ａに固定されることで、開口部１１ｂが閉塞されるとともに燃料供給装置１が燃料タンク１１に設置されることになる。上記フランジ部１３には支持基体であるスティ１６および吐出管１７が溶接されており、このうちスティ１６には後述するケース部１８およびリザーバーカップ１９が取り付けられている。一方、吐出管１７はケース部１８に圧入されるとともに、吐出口１７ａには図示しない燃料ホースが接続され、この燃料ホースはやはり図示しないインジェクタに接続される。

スティ１６は互いに対向した一対の側板１６aが略Ｌ字状形状を有すると共に略Ｕ字形（図２（ｂ）参照）に連続して一体に形成されており、この両側板１６aを連結するようにガード２０が介挿され、例えばネジで相互間を螺着されている。このガード２０は、スティ１６の強度を増すとともに、燃料タンク１１上部の給油口１１ｃから差し込まれた給油ガン（図示せず）から吐出管１７を保護する役目も担っている。また、２１は、やはりフランジ部１３に溶接された保護板であり、ガード２０と同様、吐出管１７を保護している。なお、これらガード２０、保護板２１は、本発明の要部を成すものではないため、これ以上の詳しい説明は省略する。

図２において、ケース部１８には、後述する燃料ポンプ２２で発生するブラシ、コンミテータなどの摩耗粉、およびやはり後述するストレーナ２３で取り除けなかった夾雑物を捕捉する高圧フィルタ２４が内設されている。この高圧フィルタ２４を通過した燃料は吐出管１７より吐出されるが、この際の燃圧を所定値に保つ周知のプレッシャーレギュレータ２５が図示しないＯリングを介して、このケース部１８に嵌着されている。ケース部１８には燃料吸入口１８ａも設けられており、Ｏリング２６を介して接続管２７が、さらにこの接続管２７にＯリング２８を介して燃料ポンプ２２の吐出口２２ａが嵌着されることで、燃料ポンプ２２で加圧された燃料が高圧フィルタ２４に送られることになる。なお、この加圧される燃料が、燃料ポンプ２２の燃料吸入口２２ｂ（図３参照）に装着されたストレーナ２３を介しての吸い上げによって行われることも周知の通りである。

リザーバーカップ１９は上部(左端)に開口部(第１の開口部)１９aを有する有底形状をなし（図３参照）、この開口部１９aから燃料ポンプ２２が被装されるとともに、その底部には貫通孔１９bが設けられており、この貫通孔１９bを通して挿通されたストレーナ２３の接続管２３ａが燃料吸入口２２ｂに接続可能となっている。前述したように、開口している上部より燃料が流入することで、このリザーバーカップ１９は、文字通り、燃料溜まりとしての役目を担うことになる。なお、言うまでもないが、この溜まった燃料は絶えずストレーナ２３に到達せしめる必要があるが、これを担うのが、やはり底部に設けた流出口１９c（第２の開口部）である。また、燃圧を所定値に保った結果、余剰となる燃料はプレッシャーレギュレータ２５より排出されるが、この排出された余剰燃料も、リザーバーカップ１９に溜まり、上記流出口１９cよりストレーナ２３に到達する。すなわち、リザーバーカップ１９は余剰燃料のための流路も兼ねている。

燃料タンク１１内の燃料２９（図１参照）が満たされている限りにおいては、ストレーナ２３に対し何らかの工夫を施さなくても、このストレーナ２３そのものが液没していることから、いわゆる「供給装置」としての性能に支障はきたさないが、背景技術の項でも述べたように、この燃料２９の油面２９ａが下がりストレーナ２３が露出したとしても、燃料ポンプ２２が燃料２９を吸引できることが求められる。そこで、本発明においては、上記リザーバーカップ１９の「燃料溜まり」並びに「燃料流路」作用に加え、もう一つの「貯留部」となるベセル１２を付加している。このベセル１２も有底形状を有しているが、燃料２９が満たされている状態では、図中、右方向から容易に燃料２９を吸い込めるよう、底部１２ａおよび側面１２ｂの一部に切り欠きＡを設けることでストレーナ２３を露出させている。なお、図中、左側において、これら底部１２ａと側面１２ｂを繋ぐ連結面１２ｃ(図２（a）参照)を設け、この連結面１２ｃを燃料タンク１１の底部１１ａの内面（図１参照）に近接させるようにした。つまり、底部１２ａを、燃料供給装置１の設置状態では、燃料タンク底部と実質的に平行となるように右肩上がりに延ばすことで、ベセル１２からの燃料の脱落を防止している。なお、３０は支持板３１を介してフランジ部１３に取り付けられている、油面２９ａを検知する周知のサーミスタである。

次に、この燃料供給装置１の組立手順を図３に基づいて説明する。ケース部１８に燃料ポンプ２２およびプレッシャーレギュレータ２５を嵌着させた後、スティ１６の一対の先端１６bにケース部１８のガイド１８ｂを挿通させ、スティ１６の屈曲点までスライドさせるとともに、吐出管１７をケース部１８に圧入し、さらに燃料ポンプ２２からのリード線をフランジ部１３に設けたコネクタ３２に接続することで、まずは図中、フランジ部１３を中心とする半完成品が組み上がる。その後、リザーバーカップ１９のガイド１９dも挿通させ、このリザーバーカップ１９の上面がケース部１８の下面と突き合うまでリザーバーカップ１９をスライドさせるが、その際、リザーバーカップ１９の上面の開口部１９aの一部を覆うように、すなわち上記燃料タンクの底面に近い側にフタ３３を介在させておく。これにより、スティ１６付近にしか設けられていない突き合わせ面が、このフタ３３により拡大することになり、両ガイド１９dを結ぶ左側略１／４（燃料タンク１１の底部１１ａに近い側）からの燃料の脱落を防止できることとなる。

ガイド１９dの先端１６bに対応する部分は幅広になっており、この幅広部に止め板３４を介して先端１６bの螺着部にネジ３５で締め付けることで、リザーバーカップ１９およびケース部１８がスティ１６に取り付けられる。その後、接続管２３ａを燃料吸入口２２ｂに嵌着し、ベセル１２を装着する。このベセル１２は側面１２ｂから延設されたバネ性を持つ一対の突出部１２eを有しており、この突出部１２eには係合孔１２fを備えている。すなわち、突出部１２ｄをネジ３５の頭部に突き立て、一旦、外側に湾曲させた後、ネジ３５の頭部に係合孔１２fを係合させる、いわゆるワンタッチ装着が可能となっている。以上の組立作業により、この燃料供給装置１の前述した燃料タンク１１への設置作業が可能となる。

この燃料供給装置１の特に燃料供給に係わる動作については周知の通りである。すなわち、コネクタ３２を通じて燃料ポンプ２２が駆動されると、燃料ポンプ２２の図示しない羽根車の回転により、燃料タンク１１内の燃料２９はストレーナ２３を介して燃料吸入口２２ｂに加圧・吸入され、吐出口２２ａ(図２(a)参照)より吐出される。そして、この吐出された燃料は、ケース部１８内の高圧フィルタ２４、吐出管１７、さらには図示しない燃料ホースを経て、内燃機関のインジェクタなどへ供給される。一方、ケース部１８内の燃料の圧力が所定値より高い場合には、この燃料はプレッシャーレギュレータ２５を介してリザーバーカップ１９へ排出されることで、その圧力が所定値に保たれるものである。

ストレーナ２３での燃料２９の吸い込みにあたり、ストレーナ２３は前述した通り、ベセル１２で覆われているものの、図２紙面上、その右上面は開口しているので、燃料２９が満たされている状態（図１参照）では、速やかに効率よく、燃料２９をストレーナ２３の周りへ取り込むことが可能となっている。また、油面２９ａが下がり（図中２９ｂ）、例えば、カーブ走行による車体の傾斜でストレーナ２３が露出したとしても、リザーバーカップ１９の上面の開口からの燃料残留分、さらにはプレッシャーレギュレータ２５からの上述した余剰燃料の活用により、燃料ポンプ２２の加圧・吸入に支障をきたすことがない。特に、リザーバーカップ１９は余剰燃料のための流路も兼ねているので、余剰燃料を単に燃料タンク１１内に戻すよりも好ましいことは言うまでもない。

リザーバーカップ１９の燃料残留分については、燃料タンク１１の底部１１ａに近い側にフタ３３(図３参照)を設けたことで、下り坂走行時や減速時（図中２９ｂ1）でも、この残留の維持に威力を発揮するとともに、ベセル１２の燃料残留分についても、側面１２ｂおよび連結面１２ｃにより、同様にその維持を図ることができる。さらに、減速後の加速時（図中２９ｂ2）であっても、底部１２ａにより後方への飛散が防げるので、やはり残留の維持が図られることになる。すなわち、油面２９ａの下降に伴うストレーナ２３の露出時における、いかなる運転態様であってもエンジンの息つき現象を防止することが期待できる。

以上述べた効果を得るために、フタ３３の配設が欠かせないが、この配設にあたっては、図３からも明らかなように、燃料の脱落防止が図れる必要最小限の形状としているため、燃料ポンプ２２の被装、すなわち、リザーバーカップ１９内への燃料ポンプ２２の組み付けが容易に行える。また、前述したように、ベセル１２はワンタッチ装着であることと相俟って、その組立易さにおいては、従来の燃料供給装置と比べて遜色はない。さらにまた、この実施の形態１では、自動二輪車の特にエンジン周りの部材集積率の高さを鑑み、燃料タンク１１の底部１１ａはフラットな場合を示したが、ある程度の燃料溜まりを見越して、その底部の形状が非フラット、すなわち、燃料溜まり部が設けられている場合でも、スティ１６をその形態に合わせた形状に変更するだけで対応が可能となる。これは、これまでの説明で明らかなように、この燃料供給装置１は、スティ１６にストレーナ２３を備えた燃料ポンプ２２、ケース部１８（高圧フィルタ２４、プレッシャーレギュレータ２５）、リザーバーカップ１９（ベセル１２）、サーミスタ３０、およびガード２０という具合に、ほとんど全ての各部材を取り付ける構成を有しているにほかならず、然るに、スティ１６を換えるだけで、様々な形状の燃料タンクに対応できる汎用性の高い燃料供給装置をユーザへ提供することができる。なお、説明において、高圧フィルタ２４にプレッシャーレギュレータ２５を嵌着させたが、必ずしもこの形態である必要はなく、例えば、プレッシャーレギュレータを燃料タンク１１外に配設して、このプレッシャーレギュレータからのリターン管をリザーバーカップ１９に係合させる形態であってもよい。

この発明の実施の形態１における燃料供給装置を燃料タンクの内部に設置した状態を示す断面図である。 図１における燃料供給装置の正面図(a)ならびに左側面図(b)である。 図１における燃料供給装置の分解斜視図である。

符号の説明

１ 燃料供給装置、
１１ 燃料タンク、１１ａ 底部、１１ｂ 開口部、１１ｃ 給油口、
１２ ベセル、１２ａ 底部、１２ｂ 側面、１２ｃ 連結面、１２ｄ 突出部、
１２ｅ 係合孔、
１３ フランジ部、 １４ パッキン、 １５ ボルト、
１６ スティ、 １６ａ 両側板、 １６b 先端、
１７ 吐出管、１７ａ 吐出口、
１８ ケース部、１８ａ 燃料吸入口、１８ｂ ガイド、
１９ リザーバーカップ、１９ａ 貫通孔、１９ｂ 流出口、１９ｃ ガイド、
２０ ガード、 ２１ 保護板、
２２ 燃料ポンプ、２２ａ 吐出口、２２ｂ 燃料吸入口、
２３ ストレーナ、２３ａ 接続管、
２４ 高圧フィルタ、 ２５ プレッシャーレギュレータ、
２６ Ｏリング、 ２７ 接続管、
２８ Ｏリング、 ２９ 燃料、２９ａ・２９ｂ 油面、
３０ サーミスタ、 ３１ 支持板、
３２ コネクタ、 ３３ フタ、
３４ 止め板、３５ ネジ。

Claims (5)

1. 燃料を貯留する燃料タンク、上記燃料タンクにフランジ部を介して取付けられ取付け状態において略Ｌ字形の支持基体、上記支持基体に取付けられ、ストレーナを介して燃料を吸い込む燃料ポンプを被装するリザーバーカップ、上記支持基体に取付けられ、上記燃料ポンプを通過した燃料を濾過する高圧フィルタを内蔵するケース部、上記フランジ部に取付けられ上記ケース部から吐出された燃料を外部へ吐出させる吐出管を備え、上記リザーバーカップにはその上部より燃料を流入・貯留させる第１の開口部と、上記貯留した燃料を上記ストレーナに流出させる第２の開口部とを設け、更に上記第２の開口部を覆うように上記リザーバーカップに装着されその一部に切り欠き部を有する有底形状の貯留部を設けたことを特徴とする車両用燃料供給装置。
2. 上記ケース部は上記リザーバーカップの第１の開口部の一部を覆うと共に、上記リザーブカップは上記吐出管から吐出される燃料を所定の圧力に設定するプレッシャーレギュレータからの余剰燃料のための流路を形成することを特徴とする請求項１に記載の車両用燃料供給装置。
3. 上記貯留部はその底面の一部が燃料タンクと実質的に平行となるように上記リザーバーカップに装着されていることを特徴とする請求項１記載の車両用燃料供給装置。
4. 上記リザーバーカップは上記支持基体にネジによって取り付けられるとともに、このネジの頭部に、上記貯留部の突出部に設けた一対の係合孔が嵌着されることで、貯留部がリザーバーカップに装着されることを特徴とする請求項１に記載の車両用燃料供給装置。
5. 上記リザーバーカップの一方の開口部と上記ケース部の間の、上記燃料タンクの底面に近い側にフタが介在していることを特徴とする請求項１に記載の車両用燃料供給装置。

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