JP2011190813A - 燃料ポンプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】補助側燃料タンクと本体側燃料タンクとを備える、いわゆるサドル型燃料タンクにおいて、本体側燃料タンクの燃料を保つことが可能な燃料移送装置を備えた車両用燃料ポンプ装置を提供する。
【解決手段】本体側燃料タンク３０および補助側燃料タンク３２を有する燃料タンク１８用の燃料ポンプ装置であって、燃料ポンプ装置は、本体側燃料タンク３０に配置された燃料ポンプとジェットポンプを有する。ジェットポンプは、補助側燃料タンク３２から移送ライン４０を通じて燃料を引き込み、本体側燃料タンク３０に燃料を送る。補助側燃料タンク３２には逆止弁５４が配置される。この逆止弁５４は、貯水部を有し、燃料中に存在する凝結物や水をトラップする。
【選択図】図２

Description

本発明は、２つのタンク間、または１つのタンクの２つの区域間で燃料を移動させる燃料ポンプ装置に関するものである。より詳細には、本発明は、タンク内、または燃料ポンプと対向してタンクの一部に配置された逆止弁を備える燃料移送装置に関するものである。

このセクションにおける記述は、本発明に関連する背景技術についての情報を示すものに過ぎず、公知技術に該当するものではない。

車両の設計によっては、その車両に対して十分な燃料容量を有する単一区域の燃料タンクを搭載するための空間が制限されることがある。このような車両向けに、サドルタンク等の複数の燃料タンクまたは複数区域を有する燃料タンクが開発されている。一般的な燃料供給装置では、燃料をタンクの単一口から汲み出すが、複数区域に区画された燃料タンクを搭載する場合、複数の燃料口が設けられるか、燃料タンクの別々の区域の燃料を均等にするための装置を組み込む必要がある。

複数の燃料口用の装置の開発が行われているが、燃料タンクの複数区域から独立して燃料を汲み出すと、各区域からの燃料の汲み出しが不均一になるため、複数区域での燃料液位が不均一になるという問題が生じる。このため、燃料タンクの異なる区域間で燃料を移動させて各区域の燃料液位を均等にするための装置も開発されている。ある装置では、サドル型燃料タンクにおいて、補助側燃料タンクと、車両のエンジンに燃料を送出する燃料ポンプモジュールが配置された本体側燃料タンクとの間で、燃料がサイフォン作用で吸い上げられる。サイフォン作用は、燃料液位が不均一の時に、燃料ポンプモジュールで燃料の一部を補助側燃料タンクへ供給してサイフォン管からガスをパージし、その後、サイフォン管が燃料を本体側燃料タンクへ送ることによって開始され、維持される。

別の装置では、燃料ポンプモジュールにおけるジェットポンプが、補助側燃料タンクから本体側燃料タンクへと燃料を引き込むように機能する。エンジンへの燃料の連続供給を維持するためには、燃料を補助側燃料タンクから本体側燃料タンクへ送るべく、燃料ポンプモジュールのジェットポンプを常に燃料に沈めて、ジェットポンプに呼び水となる燃料を入れた状態を維持しなければならない。燃料ポンプモジュールのジェットポンプが、呼び水となる燃料を入れた状態、すなわち燃料に沈んだ状態に維持されないと、補助側燃料タンクから本体側燃料タンクへの燃料の移送が維持されず、したがって、エンジンへの燃料の連続供給が維持されない可能性が生じる。

車両が素早く操縦された場合、本体側燃料タンクから補助側燃料タンクへ燃料が飛び跳ねる可能性がある。燃料の飛び跳ねが生じると、本体側燃料タンクと補助側燃料タンクの間で、瞬間的に燃料液位の不均衡が生じる。燃料タンクの２つの区域間に設けられた現行の移送ラインは、最終的に燃料液位を均等にするように設計されているが、飛び跳ねた燃料による不均衡を即座に均等にするだけの燃料移送容量能力は備えていない。その結果、補助側燃料タンクの燃料量が過剰になり、本体側燃料タンクの燃料量が不足することで、移送用のジェットポンプの呼び水となる燃料が減少することがある。その結果、たとえ補助側燃料タンクが、本体側燃料タンクへ移送されるための十分な燃料を備えていても、最終的に、エンジンに連続して燃料を供給することができない可能性が生じる。

燃料が反対方向、つまり補助側燃料タンクから本体側燃料タンクへ飛び跳ねた場合、現行の移送装置は、燃料を本体側燃料タンクから補助側燃料タンクへ移送することにより、燃料液位を均等にする。しかし、本体側燃料タンクから補助側燃料タンクへ移送された燃料は、最終的に、本体側燃料タンクへ再移送して戻されるので、これは不必要な移送である。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、補助側燃料タンクから燃料を移送しながら、本体側燃料タンクの燃料を保つことが可能な燃料移送装置を含む燃料ポンプ装置を提供することを目的とする。

本発明は、燃料タンクの２つの区域の液位が異なるにも拘らず、いったん燃料が本体側燃料タンクに供給されると、その燃料を本体側燃料タンクに保持する。つまり、本発明では、燃料が、単一の燃料移送ラインを通って、本体側燃料タンクから補助側燃料タンクへ流動するのを妨げるべく、補助側燃料タンクにある燃料口に、逆止弁を組み込む。この逆止弁は、貯水部を有し、燃料中に存在する凝結物や水を貯水部でトラップする。

本発明のさらなる適用範囲は、以下に与えられる詳細な説明から明らかとなる。ただし、その詳細な説明及び特定の例は、本発明の好ましい実施形態を示すものではあるが、説明のみを目的とすることが意図され、本発明の範囲を制限することは何ら意図されないことが理解されるべきである。

本発明の実施形態による、サドル型燃料タンクを搭載した自動車の斜視図である。 実施形態による燃料ポンプモジュールと燃料移送装置を含む、図１で示したサドル型燃料タンクの斜視図である。 図２に示した燃料ポンプモジュールに対し、補助側燃料タンクに設けられる補助側移送モジュールを拡大した断面図である。 図３に示した逆止弁を拡大した断面図である。 図１および図２に示した燃料タンクの燃料液位の一つの状態を示した概略図である。 図５に類似しているが、図１および図２に示した燃料タンクの燃料液位の別の状態を示した概略図である。 図５に類似しているが、図１および図２に示した燃料タンクの燃料液位のさらに別の状態を示した概略図である。 図５に類似しているが、図１および図２に示した燃料タンクの燃料液位のさらにまた別の状態を示した概略図である。

好ましい実施形態の以下の説明は、実際のところ、単なる例示にすぎず、本発明、その適用や使用を制限することを何ら意図するものではない。また、図面全体を通じて、対応する参照番号は、同様の又は対応する部品や特徴部分を示すことが理解されるべきである。

図１は、本発明の実施形態による燃料ポンプモジュールを搭載した車両を示しており、それは参照番号１０によって明示されている。ある車両、より具体的にはスポーツカーやスポーツセダンなどは、車両前部に位置するエンジンと車両後部に位置するトランスミッションの間、または車両前部のトランスミッションと車両後部の差動装置の間に伸びるプロペラシャフトを有する後輪駆動車である。このような車両において、車両後部に燃料タンクを設ける場合、プロペラシャフトのための空間を与えるように配置しなければならない。

一般的には、プロペラシャフトの一方の側に位置する第１区域、プロペラシャフトの反対側に位置する第２区域、および第１区域と第２区域を連結する架橋部を有するサドル型燃料タンクを利用することにより、上述した課題は達せられる。これにより、プロペラシャフトは、燃料タンクの２つの区域の間でかつ燃料タンクの架橋部の下に、配置することができる。このサドル型の燃料タンクでは、燃料タンクの各々の区域から燃料を引き出すか、もしくは一方の区域から別の区域へ、一般的には架橋部を通じて燃料を移送する必要がある。

図１および図２を参照すると、車両１０は、車体部１２、一組の車輪１４、エンジン１６、燃料タンク１８、および燃料ライン２０を備える。燃料ライン２０は、燃料タンク１８とエンジン１６の間に延在し、燃料タンク１８内に設置された燃料ポンプモジュール２２を用いてエンジン１６に燃料を供給するためのものである。燃料タンク１８は、第1区域としての本体側燃料タンク３０、第２区域としての補助側燃料タンク３２、および架橋部３４を有するサドル型の燃料タンクである。

本体側燃料タンク３０は、燃料ポンプモジュール２２の一部をなす燃料ポンプ３６を収容する。燃料ポンプ３６は、本体側燃料タンク３０から、燃料ライン２０に接続された供給口３８を通じて、エンジン１６に燃料を供給する。本体側燃料タンク３０は、架橋部３４と移送ライン４０を通じて補助側燃料タンク３２と連通しており、移送ライン４０は、架橋部３４を通って、補助側燃料タンク３２から本体側燃料タンク３０へ延在している。

図３および図４を参照して、燃料ポンプモジュール２２の一部である補助側移送モジュール４２について説明する。補助側移送モジュール４２は、補助側モジュール下部ステー４６と接続される上部ハウジング４４を備える。補助側モジュール下部ステー４６は補助側燃料タンク３２の底部に配置される。上部ハウジング４４は、補助側モジュール下部ステー４６から上方へ伸びて、補助側燃料タンク３２に固定された補助側キャップ４８に係合している。上部ハウジング４４は、当技術分野で公知の燃料液位センサ等の、燃料ポンプモジュール２２のさまざまな構成要素を支持するものである。

補助側モジュール下部ステー４６は、外部ハウジング５０、傘状弁板５２、および傘状弁５４を備える。外部ハウジング５０は、補助側燃料タンク３２の底部に設置され、移送ライン４０に連通する燃料出口６０を有する。傘状弁板５２はカップ状の部品であり、外部ハウジング５０内に設置されて、上部ハウジング５０との間に流体室６２を形成する。傘状弁板５２は、その底面に、燃料入口５６と、複数のリブ６４を有する底面板を備える。

この底面板は、外部ハウジング５０とともに、ハウジングの一部となる。複数のリブ６４が形成された底面板は、傘状弁板５２のたるみを防止する。また、傘状弁板５２には、当該傘状弁板５２を外部ハウジング５０へ固定するための複数のステーまたはフック６６が形成されている。Ｏリング等のシール６８は、流体室６２を密封するために、傘状弁板５２と外部ハウジング５０との間の接続部を塞いでいる。傘状弁５４のシール面よりも下方に位置する流体室６２の下部は、燃料中に存在する凝結物や水をトラップする貯水部として機能する。燃料出口６０は、流体室６２へ開口している。貯水部中にトラップされた水が、ジェットポンプが作動したときに少しでも貯水部から吸い出されるように、燃料出口６０は、貯水部である流体室６２の下部と少なくとも部分的に重なる位置に配置してもよい。

傘状弁板５２には、複数の燃料通路７０と中心開口部７２が形成されている。傘状弁５４は、中心軸７４と傘状シール部７６を備える。傘状弁５４の中心軸７４は、傘状弁板５２の中心開口部７２内に配置され、傘状弁５４を中心開口部７２内に保持する拡径部７８を有する。傘状弁５４はエラストマー部品であり、中心軸７４に圧力を加えて、拡径部７８を変形させて中心開口部７２に押し込むことにより、傘状弁５４は中心開口部７２内に組み付けられる。いったん拡径部７８が中心開口部７２を通ると、拡張部７８は元の形状に戻り、傘状弁５４を中心開口部７２内に保持する。傘状シール部７６は中心軸７４から放射状に伸び、複数の燃料通路７０を覆って閉じるようになっている。傘状シール部７６の外周縁部は、傘状弁板５２と液密に係合している。

図４に示すように、傘状弁５４が閉じられた位置にあるとき、燃料入口５６と燃料出口６０の間の連通が妨げられる。よって、燃料が、流体室６２を通って燃料出口６０から燃料入口５６へ流れることが防止される。これにより、燃料が、本体側燃料タンク３０から移送ライン４０を通って補助側燃料タンク３２へ流れることが防止される。燃料入口５６での燃料圧力が燃料出口６０での燃料圧力を超えると、傘状弁５４の傘状シール部７６が反って傘状弁５４が開かれるので、燃料は燃料通路７０を通って燃料入口５６から燃料出口６０へ流れる。したがって、燃料は移送ライン４０を通って、補助側燃料タンク３２から本体側燃料タンク３０へ流れるようになる。傘状弁５４は逆止弁として働き、燃料が補助側燃料タンク３２から本体側燃料タンク３０へ流れることは許容するが、燃料が本体側燃料タンク３０から補助側燃料タンク３２へ流れることは禁止する。

図５〜図８は、一般的に燃料タンク１８で起こる、さまざまな燃料移送のシナリオを示している。図５は、本体側燃料タンク３０の燃料液位９２と補助側燃料タンク３２の燃料液位９４がほぼ同じ場合の燃料タンク１８を示している。一般的に、車両１０が安定状態で走行しているとき、車両１０の燃料液位は、図５に示した液位９２、９４になる。図５に示す燃料液位９２、９４を有する燃料タンク１８では、本体側燃料タンク３０内の燃料は、供給口３８および燃料ライン２０を通って、エンジン１６へポンプで供給される。燃料ポンプモジュール２２によって燃料が過剰に送られると、当技術分野で公知のように、図示しないリターンラインを介して過剰燃料が還流し、ジェットポンプの燃料取込口付近に噴出される。これにより、ジェットポンプにおいて、補助側燃料タンク３２から燃料を引き込む力が発生し、補助側燃料タンク３２から本体側燃料タンク３０へ移送ライン４０を介して燃料が引き込まれる。燃料出口６０での燃料圧力が、燃料入口５６での燃料圧力より低いとき、傘状弁５４が開き、燃料が移送ライン４０を通って流れることができる。

燃料は本体側燃料タンク３０からポンプで送られるので、ジェットポンプが補助側燃料タンク３２から本体側燃料タンク３０へ十分に燃料を移動させることができない場合、図６に示す状況が生じることがある。また、図６に示す状況は、車両１０が素早く激しいコーナリングを行った場合にも生じることがある。素早く激しいコーナリングを行うと、その間、横方向の力がかかるため、本体側燃料タンク３０の燃料が、架橋部３４を通って、補助側燃料タンク３２へ飛び跳ねたり、移動したりすることがある。本体側燃料タンク３０の燃料液位９２が低くなると、燃料ポンプモジュール２２のジェットポンプが燃料中に沈まなくなり、ジェットポンプのポンプ機能が停止する。

このとき、本体側燃料タンク３０へ燃料を戻すために、補助側燃料タンク３２と本体側燃料タンク３０の間でサイフォン作用による燃料の移送が必要になる。このサイフォン作用を起こすためには、移送ライン４０が燃料で満たされている必要がある。傘状弁５４は、燃料が、移送ライン４０を通って本体側燃料タンク３０から補助側燃料タンク３２へ流れることを妨げるため、この傘状弁５４によって、移送ライン４０を確実に燃料で満たしておくことができる。

図６に示すように、移送ライン４０が燃料で満たされつつ、補助側燃料タンク３２の燃料液位９４が本体側燃料タンク３０の燃料液位９２より高くなると、サイフォン作用が起こり、燃料が補助側燃料タンク３２から本体側燃料タンク３０へ移動する。つまり、燃料液位９２および９４の差によって、傘状弁５４をはさんで圧力差が生じるため、傘状弁５４が開き、サイフォン作用が起こる。補助側燃料タンク３２から本体側燃料タンク３０へのサイフォン作用による燃料の供給は、ジェットポンプが再び燃料内に沈んだ状態となるまで続き、ジェットポンプ作用による燃料の供給は、燃料液位９２および９４が、図７に示す液位になるまで続く。

図８は、本体側燃料タンク３０の燃料液位９２が、補助側燃料タンク３２の燃料液位９４より高い場合の状態を示している。この状態は、ジェットポンプがエンジン１６で使用した燃料より多くの燃料を移動させたとき、または、車両１０のコーナリングによって横方向の力がかかり、補助側燃料タンク３２から本体側燃料タンク３０へ、燃料が飛び跳ねたり移動したりしたときに起こる。燃料液位９２が燃料液位９４と比較して高くなると、燃料出口６０での燃料圧力が、燃料入口５６での燃料圧力より高くなる。傘状弁５４は傘状弁板５２に向けて付勢されて燃料通路７０を閉じ、燃料が移送ライン４０を通って本体側燃料タンク３０から補助側燃料タンク３２へ移動するのを妨げる。したがって、図８に示す燃料液位９２および９４は維持される。

図８に示した燃料液位９２および９４の利点は、本体側燃料タンク３０内の燃料が、燃料ポンプモジュール２２によってエンジン１６へと送られる準備が整っていることである。本体側燃料タンク３０から補助側燃料タンク３２への燃料の供給は、コーナリングや別の手段で車両１０に横方向の力がかかることによって、架橋部３４を通じて起こるだけである。もし、本体側燃料タンク３０から補助側燃料タンク３２への燃料の供給が起き、燃料液位９２および９４が図６に示す液位になると、前述のように、補助側燃料タンク３２から本体側燃料タンク３０への燃料の移送が再び起こる。

１０…車両
１８…燃料タンク
２０…燃料ライン
２２…燃料ポンプモジュール
３０…本体側燃料タンク
３２…補助側燃料タンク
３４…架橋部
３６…燃料ポンプ
４０…移送ライン
４２…補助側移送モジュール
５２…傘状弁板
５４…傘状弁
５６…燃料入口
６０…燃料出口
７０…流体通路

Claims (9)

1. 第１および第２区域を有する燃料タンクと、
   前記第１区域に配置された燃料ポンプと、
   前記第１区域に配置されたジェットポンプと、
   前記燃料タンクの前記第２区域と前記ジェットポンプの入口との間に延在する燃料移送ラインと、
   前記燃料タンクの前記第２区域内の前記燃料移送ラインに配置された逆止弁と、を備え、
   前記逆止弁が、
   前記燃料タンクの前記第２区域と連通する入口と、前記燃料移送ラインと連通する出口とを有する外部ハウジングと、
   前記外部ハウジングと係合するとともに、流体通路が形成された弁板と、
   前記弁板に保持される弁体と、を備え、
   前記弁体は閉位置において、前記流体通路を閉じて前記流体通路を介する前記外部ハウジングの前記入口から前記出口への流れを妨げ、また前記弁体は、前記流体通路を介する前記外部ハウジングの前記入口から前記出口への流れを許容する開位置へ移動可能であり、
   前記弁板と前記外部ハウジングが、前記入口と前記出口に連通する流体室を形成し、
   前記流体室は、前記弁体のシール面の下に設けられた貯水部を有することを特徴とする車両用燃料ポンプ装置。
2. 前記逆止弁は、前記燃料タンクの前記第２区域の底部に設けられることを特徴とする請求項１に記載の車両用燃料ポンプ装置。
3. 前記逆止弁は傘状弁を含むことを特徴とする請求項１に記載の車両用燃料ポンプ装置。
4. 前記燃料タンクがさらに、前記第１区域と前記第２区域の間に延在する架橋部と、前記第１区域と前記第２区域の間に延在する唯一の燃料移送ラインである前記燃料移送ラインとを備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用燃料ポンプ装置。
5. 前記ジェットポンプが、前記燃料タンクの前記第２区域から前記燃料タンクの前記第１区域へ、前記逆止弁を介して燃料を吸引することを特徴とする請求項１に記載の車両用燃料ポンプ装置。
6. 前記逆止弁によって燃料が前記燃料移送ライン中に保持されることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用燃料ポンプ装置。
7. 前記逆止弁がさらに、前記外部ハウジングと前記弁板の間に配置されたシール部を備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用燃料ポンプ装置。
8. 前記弁体は、前記弁板に係合された中心軸と、閉位置において、前記流体通路を覆う傘状シール部とからなることを特徴とする請求項１に記載の車両用燃料ポンプ装置。
9. 前記出口が前記貯水部と少なくとも部分的に重なっていることを特徴とする請求項１に記載の車両用燃料ポンプ装置。

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