JP2009299612A - 燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 摺動面に別で作製された金属板を配置することなく、異音の発生を抑制する技術を提供する。
【解決手段】 燃料供給装置１０は、燃料ポンプ２８とセットプレート１２とセンダーゲージアダプタ２４とサクションパイプ３４を備えている。セットプレート１２は、燃料タンク５０内に伸びるレール２２を有する。センダーゲージアダプタ２４は、レール２２に摺動可能に接続されている。センダーゲージアダプタ２４とレール２２の互いに摺動する摺動面が異なる融点の樹脂材料で形成されている。サクションパイプ３４は、センダーゲージアダプタ２４に摺動可能に支持されている。サクションパイプ３４とセンダーゲージアダプタ２４の互いに摺動する摺動面が異なる融点の樹脂材料で形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、燃料供給装置に関する。

自動車等に利用される燃料供給装置では、燃料タンクの変形や車両の振動等に対応するため、構成部材が他の構成部材に対して移動（直線移動、回動）可能に接続されているものがある（例えば、特許文献１）。

特許文献１の燃料供給装置は、燃料ポンプと、燃料ポンプに固定されたリザーブ容器と、蓋体と、レールを備えている。蓋体は、燃料タンクの開口を塞いでいる。レールは、蓋体から燃料タンク内に伸びている。燃料ポンプとリザーブ容器は、燃料タンク内に収容されている。リザーブ容器には、レールをスライド可能に受け入れる樹脂製のスロットが形成されている。スロットは、レールと摺動可能となっている。レールとスロットは、同種類の樹脂材料で作製されている。

特許文献１では、燃料タンクが、燃料タンク内の圧力、気温の変化、燃料量の変化等に依存して変形する。リザーブ容器は、燃料タンクの変形に伴って、レールに沿って移動する。リザーブ容器がレールに沿って移動すると、リザーブ容器のスロットがレールと摺動する。樹脂製のレールとスロットが直接摺動すると、異音（軋み音）が発生する場合がある。そのため、この燃料供給装置では、スロットの内面に金属板を配置している。これにより、異音の発生が抑制されている。

特開２００３−２９３８７９号公報

上記した特許文献１の技術によれば、燃料供給装置を構成する構成部材同士の摺動によって発生する異音を抑制することができる。しかしながら、構成部材の摺動面の形状に適合する金属板を作製しなければならず、構成部材の摺動面に金属板を固定しなければならない。

本発明は上述した事情を鑑みてなされたものであり、摺動面に別で作製された金属板を配置することなく、異音の発生を抑制する技術を提供することを目的とする。

本発明者らは、樹脂製の構成部材同士が摺動したときに発生する異音の発生原因を鋭意検討した。樹脂製の構成部材同士が摺動すると、摺動によって発生した摩擦熱により、両方の構成部材がミクロ的に溶融、凝着、離反を繰り返す。この離反時に、凝着した部分が破断されることによって、異音が発生する。
この検討結果から、上記課題を解決するために、本発明の第１の燃料供給装置は、燃料タンクの開口を塞ぐセットプレートと、そのセットプレートに接続された状態で燃料タンク内に配置される燃料ポンプを備える。この燃料供給装置は、樹脂製の第１構成部材と、第１構成部材に摺動可能に接続された樹脂製の第２構成部材を有する。そして、第１構成部材と第２構成部材の互いに摺動する摺動面が異なる融点の樹脂材料で形成されている。
この構成によれば、摺動によって発生した摩擦熱により、第１構成部材と第２構成部材の両者がともに溶融することを防止することができる。これにより、異音の発生が抑制される。この構成では、第１構成部材と第２構成部材の互いに摺動する摺動面の一方に、金属板を配置しなくてもよい。

上記課題を解決するために、本発明の第２の燃料供給装置は、燃料タンクの開口を塞ぐセットプレートとそのセットプレートに接続された状態で燃料タンク内に配置される燃料ポンプを備える。この燃料供給装置は、樹脂製の第１構成部材と、第１構成部材に摺動可能に接続された樹脂製の第２構成部材を有する。そして、第１構成部材と第２構成部材の互いに摺動する摺動面の少なくとも一方に異種材料層が形成されている。
この構成では、樹脂材料同士が摺動しない。これにより、摺動面の凝着に起因する異音の発生を抑制することができる。この構成では、第１構成部材と第２構成部材の互いに摺動する摺動面の一方に、金属板を配置しなくてもよい。

上記した異種材料層は、金属材料で形成されていてもよい。あるいは、その異種材料層が形成された構成部材の材料よりも摩擦係数の低い材料で形成されていてもよい。
この構成によれば、摺動面の耐磨耗性を向上することができる。また、母材よりも摩擦係数の低い材料を用いることによって、摺動時に発生する摩擦抵抗を低減することができる。

本発明によると、金属板を別で作製する必要がなく、金属板を固定する作業も削減できる。これにより、燃料供給装置の作製工程を削減することができる。

下記の実施例の技術的な特徴について列記する。
（形態１） 第１構成部材と第２構成部材の互いに摺動する摺動面を形成する樹脂材料の少なくとも一方に繊維材料が添加されている。
（形態２） 第１構成部材と第２構成部材の一方がＰＯＭ（ポリオキシメチレン、ポリアセタール）で作製されており、他方がＰＡ６６（ポリアミド６６）で作製されている。
（形態３） 燃料供給装置は、第１樹脂部材と第２樹脂部材を有している。第１樹脂部材は、タンクの上面に固定される。第２樹脂部材は、燃料タンクの底面に当接する。第２樹脂部材は、第１樹脂部材に摺動可能に接続されている。
（形態４） 第１樹脂部材は、燃料タンク上面の開口を塞ぐ蓋体と燃料タンク内に配置されるレールが一体で形成されている。第２樹脂部材は、燃料タンク内の残存燃料量を測定する測定装置を支持する支持部を有している。第２樹脂部材は、第１樹脂部材のレールによって支持されており、レールに沿って移動可能である。
（形態５） 燃料供給装置は、第３樹脂部材を有している。第３樹脂部材は、燃料ポンプに連通する管部を有する。第３樹脂部材は、第２樹脂部材に摺動可能に支持されている。詳しくは、第２樹脂部材に形成された孔状の支持部に、第３樹脂部材の一部が挿通されており、第３樹脂部材が第２樹脂部材に回動可能に支持されている。

（第１実施例）
本発明を具現化した一実施例に係る燃料供給装置を図面を参照して説明する。本実施例では、自動車のエンジンにガソリンを供給する燃料供給装置について説明する。図１は、燃料供給装置１０の正面図である。
図１に示すように、燃料供給装置１０は、セットプレート１２と燃料ポンプ２８とセンダーゲージアダプタ２４とセンダーゲージ３０とサクションパイプ３４を備えている。
セットプレート１２は、例えば、ＰＯＭで作製されている。セットプレート１２は、蓋体１３とキャニスタ１４とレール２２を有している。セットプレート１２の蓋体１３は、燃料タンク５０の開口部に嵌合されて、開口部を塞いでいる。セットプレート１２は、蓋体１３外周縁が燃料タンク５０の上面に当接されて、燃料タンク５０に対して位置決めされている。蓋体１３の上面には、吐出ポート１６と外部コネクタ１８が形成されている。吐出ポート１６は、燃料通路（図示省略）を介してエンジン（図示省略）に接続されている。吐出ポート１６は、燃料ポンプ２８によって昇圧された燃料をエンジンに供給する。燃料ポンプ２８は、セットプレート１２に支持されている。外部コネクタ１８は、バッテリ等の外部電源（図示省略）に接続される。

蓋体１３には、キャニスタ１４が一体に形成されている。即ち、キャニスタ１４についても、ＰＯＭによって形成されている。蓋体１３の下面には、蓋体１３の外周形状に沿って、キャニスタ本体１４ｂが形成されている。キャニスタ本体１４ｂは、吸着材を収容する吸着室やカットオフバルブ等（図示省略）を備えている。キャニスタ本体１４ｂは、燃料タンク５０内の蒸発燃料を吸着材に吸着させることにより、蒸発燃料が大気中に放出されることを防止する。蓋体１３の上面には、キャニスタ本体１４ｂ内に連通する大気ポートとパージポートの複数のポート１４ａが設けられている。キャニスタ本体１４ｂ内の吸着材によって吸着された燃料は、ポート１４ａを介して、エンジンにパージされる。キャニスタ１４の具体的な構成は特に限定されないが、例えば特開２００３−１８４６６４号公報に記載された構成を採用することができる。
キャニスタ本体１４ｂの外周面には、２本のレール２２が一体に形成されている。即ち、２本のレール２２についても、ＰＯＭによって形成されている。レール２２は、蓋体１３に対して垂直に伸びている。

レール２２には、センダーゲージアダプタ２４が摺動可能に接続されている。センダーゲージアダプタ２４は、ＰＡ６６で作製されている。センダーゲージアダプタ２４には、センダーゲージ３０が回動可能に支持されている。センダーゲージ３０には、外部コネクタ１８、ハーネス３２を介して外部電源（図示省略）の電力が供給される。センダーゲージ３０は、燃料タンク５０内の燃料量を測定するために利用される。

センダーゲージアダプタ２４の上端とセットプレート１２の蓋体１３の下面との間には、スプリング２０が配置されている。スプリング２０は、センダーゲージアダプタ２４を下方に付勢している。これにより、センダーゲージアダプタ２４は、その下端が燃料タンク５０の底面に当接されている。
図２は、レール２２周辺とセンダーゲージアダプタ２４を抜粋した正面図である。燃料タンク５０は、燃料タンク５０内の圧力変化や外部から加えられた力によって膨張したり収縮したりする。図１は、燃料タンク５０が変形して、燃料タンク５０内の上下の間隔が最も小さくなった状態を示している。一方において、図２は、燃料タンク５０内の上下の間隔が最も大きくなった状態を示している。センダーゲージアダプタ２４は、レール２２に沿って、図１に示す状態から図２に示す状態まで移動可能となっている。図３は、図２の平面図である。図２，３に示すように、センダーゲージアダプタ２４には、スナップフィット２４ｂが形成されている。スナップフィット２４ｂは、セットプレート１２の係合部１２ａに上方から係合する。これにより、センダーゲージアダプタ２４は、セットプレート１２から抜け落ちることが防止されている。センダーゲージアダプタ２４がレール２２に沿って移動する際、センダーゲージアダプタ２４の摺動面２４ａは、レール２２の摺動面２２ａと摺動しながら移動する。センダーゲージ３０は、センダーゲージアダプタ２４に伴って、セットプレート１２に対して上下方向に移動する。

センダーゲージアダプタ２４は、サクションパイプ３４を支持するためのパイプ支持部３１を有している。パイプ支持部３１は、センダーゲージアダプタ２４と一体に形成されている。即ち、パイプ支持部３１は、ＰＡ６６によって形成されている。図４は、図３のIV-IV断面を示す断面図である。図４に示すように、サクションパイプ３４は、パイプ支持部３１に形成された貫通孔３１ａに挿入される。サクションパイプ３４は、スナップフィット３４ｂがパイプ支持部３１の上端に係合することによって、パイプ支持部３１に取付けられる。サクションパイプ３４は、ＰＯＭで作製されている。サクションパイプ３４は、燃料ポンプ２８に接続されている。サクションパイプ３４は、車両（図示省略）の振動や燃料タンク５０の変形によって、パイプ支持部３１に対して回動する。このとき、サクションパイプ３４の摺動面３４ａは、貫通孔３１ａの内面３１ｂと摺動する。

上記した燃料供給装置１０では、燃料タンク５０の変形に伴って、センダーゲージアダプタ２４がレール２２に沿って移動する。このとき、レール２２の摺動面２２ａとセンダーゲージアダプタ２４の摺動面２４ａが摺動する。摺動面２２ａと摺動面２４ａが摺動すると、摩擦熱が発生する。この結果、摺動面２２ａ，２４ａの温度が上昇する。センダーゲージアダプタ２４がレール２２と同一の材料であるＰＯＭで作製されている場合、ＰＯＭの融点であるおよそ１７０℃を超えると、摺動面２２ａと摺動面２４ａがミクロ的に溶融、凝着、離反を繰り返す。この離反時に、凝着した部分が破断されることによって、異音が発生する。
上記した燃料供給装置１０では、セットプレート１２がＰＯＭで作製され、センダーゲージアダプタ２４がＰＡ６６で作製されている。ＰＡ６６の融点はおよそ２６０℃である。燃料供給装置１０によれば、摺動による摩擦熱によって、センダーゲージアダプタ２４は溶融しない。そのため、レール２２とセンダーゲージアダプタ２４が凝着することが防止される。これにより、レール２２とセンダーゲージアダプタ２４との摺動による異音を抑制することができる。

また、燃料供給装置１０では、サクションパイプ３４は、パイプ支持部３１と摺動する。サクションパイプ３４はＰＯＭで作製されており、センダーゲージアダプタ２４はＰＡ６６で作製されているため、サクションパイプ３４の摺動面３４ａとパイプ支持部３１の貫通孔３１ａの内面３１ｂが凝着することが防止される。これにより、サクションパイプ３４とパイプ支持部３１との摺動による異音を抑制することができる。
また、ＰＯＭとＰＡ６６との摺動では、ＰＯＭ同士の摺動よりも最大摩擦力と最小摩擦力の差が小さくなり、いわゆるスティックスリップ現象が抑制される。これにより、異音を抑制することができる。

燃料供給装置１０では、燃料タンク５０の上面に固定されたセットプレート１２のレール２２と燃料タンク５０の底面に当接されたセンダーゲージアダプタ２４が異なる樹脂材料で形成されている。この結果、燃料タンク５０の変形し、センダーゲージアダプタ２４がレール２２に沿って摺動した際にも、異音が発生することを抑制することができる。この観点から、本実施例の技術は、燃料タンク５０の上面に固定される第１の構成部材と燃料タンク５０の底面に当接する第２の構成部材にも好適に採用することができる。即ち、燃料タンク５０の変形に伴って摺動する第１の構成部材と第２の構成部材を異なる樹脂材料で形成することによって、両構成部材が摺動する際に発生する異音を効果的に抑制することができる。第１の構成部材と第２の構成部材の機能については、特に限定されない。例えば、第２の構成部材が燃料タンク５０の底面に配置されるサブタンク（リザーブ容器）や燃料ポンプを保持する保持部材であってもよい。

（変形例１）
上記した燃料供給装置１０では、セットプレート１２がＰＯＭで作製され、センダーゲージアダプタ２４がＰＡ６６で作製されている。しかしながら、セットプレート１２とセンダーゲージアダプタ２４の両者が同一の樹脂材料で作製されていてもよい。また、サクションパイプ３４がセンダーゲージアダプタ２４と同一の樹脂材料で作製されていてもよい。この場合、レール２２の摺動面２２ａとセンダーゲージアダプタ２４の摺動面２４ａの少なくとも一方に、異種材料層を形成する。また、サクションパイプ３４の摺動面３４ａと貫通孔３１ａの内面３１ｂの少なくとも一方に、異種材料層を形成する。例えば、摺動面２２ａ、摺動面２４ａ、内面３１ｂ、摺動面３４ａにクロム、金等をメッキしてもよい。あるいは、摺動面２２ａ、摺動面２４ａ、内面３１ｂ、摺動面３４ａに、ＰＡ６６よりも摩擦係数の小さいＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）やフッ素を塗布してもよい。
この構成によっても、各摺動面同士の凝着を防止することができる。これにより、異音を抑制することができる。また、ＤＬＣやフッ素等の潤滑の高い材料層を摺動面２２ａ、摺動面２４ａ、内面３１ｂ、摺動面３４ａに設けることによって、摺動時の摩擦による抵抗を小さくすることができる。

（変形例２）
センダーゲージアダプタ２４の材料であるＰＡ６６に、例えば、ＧＦ等の繊維材料を添加してもよい。例えば、ＰＡ６６−ＧＦ３３であることが好ましい。この構成によれば、上記した実施例と同様の効果を得ることができる。
図５，６は、センダーゲージアダプタ２４の材料がＰＡ６６である場合とＰＡ６６−ＧＦ３３である場合とを比較したときの実験結果を示すグラフである。図５は、センダーゲージアダプタ２４を燃料に浸漬させたときのセンダーゲージアダプタ２４のスナップフィット２４ｂの強度の変化率を示す。図５の横軸は、センダーゲージアダプタ２４を燃料に浸漬させてからの経過時間を示す。図５の縦軸は、初期のスナップフィット２４ｂの強度に対するスナップフィット２４ｂの強度の割合を示す。点１０２（図５中の●）は、センダーゲージアダプタ２４の材料がＰＡ６６−ＧＦ３３である場合の強度の変化率を示す。点１０４（図５中の×）は、センダーゲージアダプタ２４の材料がＰＡ６６である場合の強度の変化率を示す。ＰＡ６６−ＧＦ３３では、ＰＡ６６と比較して、強度の低下の度合いが小さい。
図６は、センダーゲージアダプタ２４を燃料に浸漬させたときのセンダーゲージアダプタ２４の寸法変化を示す。図６の横軸は、センダーゲージアダプタ２４を燃料に浸漬させてからの経過時間を示す。図６の縦軸は、初期のセンダーゲージアダプタ２４の寸法に対するセンダーゲージアダプタ２４の寸法の増加の割合を示す。点１１２（図６中の●）は、センダーゲージアダプタ２４の材料がＰＡ６６−ＧＦ３３である場合の寸法の変化率を示す。点１１４（図６中の×）は、センダーゲージアダプタ２４の材料がＰＡ６６である場合の寸法の変化率を示す。ＰＡ６６−ＧＦ３３は、ＰＡ６６と比較して、燃料の膨潤による寸法の変化が小さい。センダーゲージアダプタ２４を構成するＰＡ６６は、レール２２を構成するＰＯＭよりも燃料の膨潤による寸法の変化が大きい。そこで、ＰＡ６６に繊維材料を添加し、ＰＡ６６の寸法変化を小さくすることで、ＰＯＭの寸法変化との差を小さくすることができる。
本実施例のように、互いに摺動する二つの構成部材を互いに異なる樹脂材料で形成した場合、それら二つの構成部材に生じる寸法変化が互いに異なることになる。そのため、二つの構成部材の間のクリアランスが変化し、二つの構成部材が摺動不能となったり、二つの構成部材の間にがたつきが生じることがある。それに対し、寸法変化の大きい方の構成部材に繊維材料を添加すると、その寸法変化を抑制することができるので、二つの構成部材の摺動性を維持することが可能となる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
例えば、セットプレート１２とサクションパイプ３４がＰＡ６６で作製され、センダーゲージアダプタ２４がＰＯＭで作製されていてもよい。
また、例えば、セットプレート１２全体が同一の材料でなくてもよく、センダーゲージアダプタ２４全体が同一の材料でなくてもよい。この場合、摺動面２２ａと摺動面２４ａの材料の組み合わせが、例えば、ＰＡ６６とＰＯＭ等のように、融点の異なる樹脂材料とする。同様に、サクションパイプ３４全体が同一の材料でなくてもよい。この場合、摺動面３４ａと内面３１ｂの材料の組み合わせが、例えば、ＰＡ６６とＰＯＭ等のように、融点の異なる樹脂材料とする。
また、セットプレート１２、センダーゲージアダプタ２４、サクションパイプ３４に使用する樹脂材料は、ＰＯＭ、ＰＡ６６に限られない。この場合、摺動する構成部材の一方が、摺動によって発生する摩擦熱で溶融しない樹脂材料で作製する。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は、複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

実施例の燃料供給装置の正面図。 燃料供給装置の一部を抜粋した正面図。 図２の平面図。 図３のIV−IV断面を示す断面図。 変形例の支持部材の強度変化の実験結果を示すグラフ。 変形例の支持部材の寸法変化の実験結果を示すグラフ。

符号の説明

１０：燃料供給装置
１２：セットプレート
２２：レール
２２ａ：摺動面
２４：センダーゲージアダプタ
２４ａ：摺動面
２４ｂ：スナップフィット
２８：燃料ポンプ
３１：パイプ支持部
３４：サクションパイプ
３４ａ：摺動面

Claims (4)

1. 燃料タンクの開口を塞ぐセットプレートとそのセットプレートに接続された状態で前記燃料タンク内に配置される燃料ポンプを備える燃料供給装置であって、
   樹脂製の第１構成部材と、
   その第１構成部材に摺動可能に接続された樹脂製の第２構成部材、
   を有しており、
   前記第１構成部材と前記第２構成部材の互いに摺動する摺動面が異なる融点の樹脂材料で形成されている燃料供給装置。
2. 燃料タンクの開口を塞ぐセットプレートとそのセットプレートに接続された状態で前記燃料タンク内に配置される燃料ポンプを備える燃料供給装置であって、
   樹脂製の第１構成部材と、
   その第１構成部材に摺動可能に接続された樹脂製の第２構成部材、
   を有しており、
   前記第１構成部材と前記第２構成部材の互いに摺動する摺動面の少なくとも一方に異種材料層が形成されている燃料供給装置。
3. 前記異種材料層は、金属材料で形成さ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. 前記異種材料層は、その異種材料層が形成された前記構成部材の材料よりも摩擦係数の低い材料で形成さ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。

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