JP2009133258A - 車両用燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡素な構成で、プレッシャーレギュレータからの余剰燃料排出時の騒音をさらに抑制できる車両用燃料供給装置を得る。
【解決手段】 燃料タンクの開口部を液密に塞ぐフランジ部と、上記燃料タンクの燃料をストレーナを介して吸い込み、昇圧のうえ吐出させる燃料ポンプと、この燃料ポンプを収容するポンプケースと、このポンプケースに支持され、上記燃料ポンプから吐出される燃料の圧力を所定値に保つとともに、該所定値に保った結果、余剰となった燃料を吐出口から排出するプレッシャーレギュレータとを備え、このプレッシャーレギュレータの吐出口にオリフィスを備えたケースを具備させるとともに、このケースの上記余剰となった燃料のための排出穴部に、略円盤上の複数枚のサイレンサを挿着させた。
【選択図】 図３

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、詳しくは該装置を構成する部材であるプレッシャーレギュレータから排出される余剰燃料の流速変動による間欠音を抑制す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。さらに、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求められている。これは言うまでもなく、急加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、燃料供給系から戻された余剰燃料を燃料保持室に保持し、連通手段により、燃料保持室に保持された燃料をフィルタ収納室に流通させるようにすることで、車両の姿勢が変化するなどで燃料ポンプがフィルタを介してタンク内の燃料を吸引できない状態となっても、燃料保持室から燃料をフィルタ収納室に流通させることができ、内燃機関の燃料供給系に支障なく燃料を供給することが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

一方で、この特許文献１では、余剰燃料を燃料保持室に保持する、より詳述すると、プレッシャーレギュレータ（付番１１）からの余剰燃料を燃料保持室に排出する際、昇圧された余剰燃料が、狭い流路から大気圧中に放出されるときの大きな流動音が発生し易い。これは、燃料ポンプによって数百キロパスカルに昇圧された燃料を、短い距離の中で一気に大気圧にまで下げることによるものである。そのため、この流動音、すなわちプレッシャーレギュレータからの余剰燃料排出時の騒音がクローズアップされることになる。

これは、最近の技術革新により、エンジンの振動あるいは騒音の低減が顕著であり、これに伴う、車両の静粛性の一段の向上によるところが大きい。つまり、この静粛性が、その車両の感性品質を大きく左右することから、前述した余剰燃料排出時の騒音とて例外ではなく、この騒音が燃料タンクを伝播することによる、感性品質の低下、すなわち、運転者などに不安、不快感を与えることによる、車両の居住性や商品性の低下は避ける必要がある。そこで、プレッシャーレギュレータからの余剰燃料の吐出口をフランジの内壁に向けるとともに、この内壁との衝突を和らげる整流板を内壁に一体に設けることで、騒音を抑制することが開示されている（例えば、特許文献２参照）。

ＷＯ２００６／１３４６４１号公報（第５頁第２５行〜第６頁第２行、図５） 特開２００４−４４５５９号公報（第４頁第３２行〜第４１行、図１〜図３）

プレッシャーレギュレータからの騒音には前述した流動音に加え、特に急加減速時のエンジンへの燃料消費の急変動に伴う、該燃料供給装置から燃料噴射装置に至る配管内での圧力変動によって、余剰燃料に間欠的な流速変動が生じることでの間欠音も知られている。特許文献２の構成では、確かに流動音については抑制できるものの、この間欠音に対しては、プレッシャーレギュレータの吐出口そのものに何ら細工を施していないことからも抑制できるとは言い難い。然るに、騒音についてはまだまだ改善の余地があった。

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、簡素な構成で、プレッシャーレギュレータからの余剰燃料排出時の騒音をさらに抑制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、燃料タンクの開口部を液密に塞ぐフランジ部と、上記燃料タンクの燃料をストレーナを介して吸い込み、昇圧のうえ吐出させる燃料ポンプと、この燃料ポンプを収容するポンプケースと、このポンプケースに支持され、上記燃料ポンプから吐出される燃料の圧力を所定値に保つとともに、該所定値に保った結果、余剰となった燃料を吐出口から排出するプレッシャーレギュレータとを備え、このプレッシャーレギュレータの吐出口にオリフィスを備えたケースが具備されるとともに、このケースの上記余剰となった燃料のための排出穴部に、略円盤上の複数枚のサイレンサが挿着されたものである。

この発明は以上説明したように、車両の感性品質の向上に大きく貢献できる安価な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（以下、燃料供給装置という）の外観斜視図、図２は図１においてフィルタケースおよび燃料ポンプを示す断面図、図３は図１における主要部の分解斜視図である。また、図４は、図３においてサイレンサを示す外観斜視図、図５は同様にケースなどを示す断面図である。

図１に示すように、燃料供給装置１０１は、その外観面において、筒状部１ａとフランジ部１ｂが合成樹脂、例えばポリアセタールにて一体に成形されたフランジ１、このフランジ１の筒状部１ａに設けた係合孔１ａ１に係合する係合突起２ａ１を備えることで、筒状部１ａと嵌合する、やはりポリアセタールにて成形されたフィルタケース２ａ、このフィルタケース２ａの内部に位置する燃料ポンプ３に接続されるストレーナ４を挿着するための開口孔２ｂ１を備えるとともに、フィルタケース２ａに設けた係合突起２ａ２に係合する係合孔２ｂ２を備えることで、フィルタケース２ａと嵌合する、やはりポリアセタールにて成形されたブラケット２ｂに大別することができ、このうち、フィルタケース２ａとブラケット２ｂにてポンプケース２を構成している。なお、フィルタケース２ａの外周面には、図示しない燃料タンクの燃料の液面を検出するフロート５ａを備えた液面検出器５が装着されている。

機能面、特に燃料経路の点では、フランジ部１ｂが燃料タンクの開口部を塞ぐように配置されることで、このフランジ部１ｂには、燃料タンクの内外を連通する、吐出パイプ１ｂ１や、燃料ポンプ３や液面検出器５との電気的接続を行うコネクタ１ｂ２が配設されている。ここで、吐出パイプ１ｂ１は、筒状部１ａと同様、紙面上、下方向、すなわち、フィルタケース２ａに達するよう接続パイプとして延設されており、フィルタケース２ａに設けた吐出ポート２ａ３と、前述した筒状部１ａとフィルタケース２ａの嵌合と同時に液密に接続されることになる。一方、燃料ポンプ３はブラケット２ｂに支持されており、やはり前述したフィルタケース２ａとブラケット２ｂの嵌合と同時に、燃料ポンプ３の吐出ポート３ａとフィルタケース２ａに設けた燃料通路２ａ４が液密に接続されることになる。なお、フィルタケース２ａの内部にはフィルタエレメント２ａ５が収納（図２参照）されており、然るに、上述した吐出ポート２ａ３と３ａの間に、このフィルタエレメント２ａ５が介在することになる。また、フィルタケース２ａの紙面上、上部には、吐出パイプ１ｂ１を通じて、図示しないインジェクタに供給する燃料を一定の圧力に保持するプレッシャーレギュレータ６が配設されている。

続いて、この燃料供給装置１０１の動作について説明する。この動作は周知であり、すなわち、コネクタ１ｂ２を通じて燃料ポンプ３が駆動されると、燃料ポンプ３の図示しない羽根車の回転により、燃料タンク内の燃料はストレーナ４で夾雑物を取り除かれたのち加圧・吸入され、吐出ポート３ａより吐出される。そして、この吐出された燃料は、燃料通路２ａ４を経由してフィルタエレメント２ａ５に供給され、このフィルタエレメント２ａ５の径方向外側から内側の方向に流入することで、ストレーナ４を通過、あるいは燃料ポンプ３を構成する図示しない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が捕捉される。この濾過された燃料は、プレッシャーレギュレータ６によって所定の圧力に圧力調整され、吐出パイプ１ｂ１、さらには図示しないホースを経て、内燃機関のインジェクタへ供給される。

プレッシャーレギュレータ６によって所定の圧力に圧力調整された結果、余剰となった燃料（以下、余剰燃料と称す）は、このプレッシャーレギュレータ６より排出され、フィルタケース２ａと燃料ポンプ３の間の隙間（図２紙面上、ギャップＡ）をスムーズに流れ、再度、燃料ポンプ３によって加圧・吸入されることになるが、この排出こそが、本発明の要部につき、以下に詳しく説明する。

本発明におけるプレッシャーレギュレータ６は、図３に示すように、その吐出口６ａが燃料ポンプ３の軸方向に沿った流路に対し直角になるように設けられており、さらに、この吐出口６ａに、合成樹脂、例えばポリアセタールにて成形され、その流路を、吐出口６ａに対し、燃料ポンプ３の径方向と平行に、かつ直角にせしめた排出穴部７ａとするケース７を具備させている。この排出穴部７ａには略円盤上に形成された複数枚（この実施例では３枚）のサイレンサ８が挿着されており、このサイレンサ８には、余剰燃料のための排出孔８ａ（図４参照、この実施例では８個）が設けられている。なお、９は、サイレンサ８を所定の位置に駐止させるためのカバーであり、サイレンサ８を挿着後、同様に排出穴部７ａに挿着して、この排出穴部７ａの先端７ａ１を例えば、熱カシメなどで、この中心軸方向に変形させている。言うまでもないが、このカバー９にも排出孔９ａ（この実施例では６個）が設けられている。ここで、この実施例においては、排出穴部７ａを上述した通り、平行かつ直角に形成したが、余剰燃料を効率良くギャップＡに到達させるために、燃料ポンプ３の径方向に対し上向きあるいは下向きにしたり、吐出口６ａより鈍角あるいは鋭角方向、といった具合に適宜角度を持たせたものであっても良い。

排出穴部７ａにおいて隣接するサイレンサ８同士は密接することになるが、このとき、サイレンサ８には、図４に示すように、最外周の全周に亘って凸部８ｂが設けられており、この凸部８ｂにて余剰燃料の流路が確保されることになる。具体的には、例えば、サイレンサ８の外径を８．４ｍｍ、凸部８ｂを０．６ｍｍとすると、
（（８．４−０．６×２）／２）^２×π≒４０．７
となり、この４０．７ｍｍ^２が、サイレンサ８間の流路面積となる。一方、排出孔８ａの径を例えば１ｍｍとすると、サイレンサ８における流路面積は、
（１／２）^２×π×８≒６．３
となり、然るに、排出穴部７ａにて、流路面積が４０．７ｍｍ^２→６．３ｍｍ^２→４０．７ｍｍ^２→・・・、という具合に変化していくことになる。

つまり、排出穴部７ａがマフラ機能を発揮、詳述すると、吐出口６ａにおいて発生する流速変動が、サイレンサ８を通過する際の整流作用によって緩和されるため、（発明が解決しようとする課題の項で述べた）流速変動による間欠音の抑制が期待できる。また、図５に示すように、ケース７内での屈曲点にオリフィス７ｂを形成しておくことで、特許文献２と同様、大気圧中、すなわち、排出孔９ａから筒状部１ａ内に排出される際の流動音の抑制が可能となる。したがって、プレッシャーレギュレータの構成を変更させることなく、しかも既存のプレッシャーレギュレータにケース７、サイレンサ８、カバー９といったマフラ機能を構成する部材を付加するだけで、車両の感性品質の向上に大きく貢献できる安価な車両用燃料供給装置をユーザーに提供することができる。

なお、凸部８ｂは、どちらか一方の面に設けてもよいが、作業性の煩雑化（いわゆる方向性）を考えると、両面に設けておく方が好ましい。また、この実施例では、サイレンサ８の枚数を３、排出孔８ａをΦ１ｍｍ×８個としたが、必ずしもこれに拠るわけではなく、枚数は流速変動の大きさに応じて、排出孔は整流作用の強弱に応じて、それぞれ適宜決めればよい。特に、排出孔については、その径、あるいは個数を適宜変化させたものを用意しておけば、多種多様の燃料供給系システム毎、つまり前述した燃料供給装置から燃料噴射装置に至る配管内での圧力変動が多岐に亘ることを鑑み、サイレンサ間の流路面積との比（すなわち、４０．７：６．３）の変化によって、そのシステムにおける最適な整流作用が容易に得られる、といった本発明の構成による極めて顕著な波及効果も期待できる。

この発明の実施の形態１における車両用燃料供給装置の外観斜視図である。 図１においてフィルタケースおよび燃料ポンプを示す断面図である。 図１における主要部の分解斜視図である。 図３においてサイレンサを示す外観斜視図である。 図３においてケースなどを示す断面図である。

符号の説明

１ｂ フランジ部、２ ポンプケース、３ 燃料ポンプ、３ａ 吐出ポート、
４ ストレーナ、６ プレッシャーレギュレータ、６ａ 吐出口、７ ケース、
７ａ 排出穴部、７ｂ オリフィス、８ サイレンサ、８ａ 排出孔、
８ｂ 凸部、１０１ 燃料供給装置。

Claims (2)

1. 燃料タンクの開口部を液密に塞ぐフランジ部と、上記燃料タンクの燃料をストレーナを介して吸い込み、昇圧のうえ吐出させる燃料ポンプと、この燃料ポンプを収容するポンプケースと、このポンプケースに支持され、上記燃料ポンプから吐出される燃料の圧力を所定値に保つとともに、該所定値に保った結果、余剰となった燃料を吐出口から排出するプレッシャーレギュレータとを備える車両用燃料供給装置において、
   上記プレッシャーレギュレータの吐出口にオリフィスを備えたケースが具備されるとともに、このケースの上記余剰となった燃料のための排出穴部に、略円盤上の複数枚のサイレンサが挿着されていることを特徴とする車両用燃料供給装置。
2. サイレンサには余剰となった燃料を排出するための排出孔と、この排出孔による上記余剰となった燃料の流線と直交する面の最外周の全周に亘って凸部が設けら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。

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