JP2015086742A - 燃料ポンプモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】 簡素な構成によりサブタンクから燃料タンクへの燃料の逆流を防止する燃料ポンプモジュールを提供する。【解決手段】 燃料タンクの燃料をサブタンク１０に導入するジェットポンプ６０は、ジェットポンプ形成部材６１及びサブタンク１０の外壁１２１から形成されている。ジェットポンプ形成部材６１は、断面形状がＵ字状の内部空間６２２を有している。外壁１２１とジェットポンプ形成部材６１とを接続すると、外壁１２１が有する断面形状が半円状の内部空間１２５と内部空間６２２とが組み合わされ、外壁１２１の導入孔６６を流れる燃料が旋回する旋回室６００が形成される。旋回室６００は、サブタンク１０内に燃料を導入するスロートパイプ１３に向けて燃料を噴射する噴射孔６５に連通している。これにより、旋回流によって適度に拡散した燃料がスロートパイプ１３に向けて噴射され、燃料が逆流することを防止する。【選択図】 図２

Description

本発明は、燃料ポンプモジュールに関する。

従来、燃料タンク内の燃料をサブタンク内に導入し、サブタンクが収容する燃料ポンプによって内燃機関に燃料を吐出する燃料ポンプモジュールが知られている。特許文献１には、燃料ポンプが吐出する燃料の一部を利用して燃料タンク内の燃料をサブタンク内に導入するジェットポンプを備える燃料ポンプモジュールが記載されている。

特開２００７−２４７５８１号公報

特許文献１に記載の燃料ポンプモジュールでは、ジェットポンプは、燃料の旋回流を形成する円柱状の旋回室を有している。旋回室は、旋回室の径方向から旋回室に燃料を導入する導入孔と、旋回室の中心軸方向へ旋回室の燃料を噴射する噴射孔とに連通している。旋回室を有するジェットポンプを備える燃料ポンプモジュールでは、旋回流となっている燃料を噴射孔から噴射すると燃料が適度に拡散し、サブタンクから燃料タンクへの燃料の逆流を防止する。特許文献１に記載の燃料ポンプモジュールが備えるジェットポンプは、底部に噴射孔及び筒部に導入孔を有する有底筒状の第１樹脂部材と、第１樹脂部材に形成されている底部とは反対側の開口を塞ぐ第２樹脂部材とから形成されており、構成が複雑である。また、これらの樹脂部材を接続した後サブタンクの外壁に固定するため、製造に必要な工数が多くなる。

本発明の目的は、簡素な構成によりサブタンクから燃料タンクへの燃料の逆流を防止する燃料ポンプモジュールを提供することにある。

本発明は、燃料タンクの燃料を内燃機関に供給する燃料ポンプモジュールであって、燃料タンク内に設けられるサブタンクと、サブタンクに収容されサブタンク内の燃料を加圧し吐出する燃料ポンプと、燃料ポンプが吐出する燃料に含まれる異物を除去する燃料フィルタと、燃料ポンプが吐出する燃料の一部が流れる導入孔を有するサブタンクの外壁に接続されると導入孔から導入される燃料が旋回する旋回室を形成し旋回室に連通するよう形成される噴射孔から噴射される燃料によって燃料タンク内の燃料をサブタンク内に導入するジェットポンプ形成部材と、を備えることを特徴とする。

本発明の燃料ポンプモジュールでは、ジェットポンプが有する旋回室は、サブタンクの外壁とジェットポンプ形成部材とから形成される。ジェットポンプ形成部材が接続するサブタンクの外壁には燃料ポンプが吐出する燃料の一部が流れる導入孔が形成されている。ジェットポンプ形成部材をサブタンクの外壁に接続すると、旋回室と導入孔とが連通する。また、ジェットポンプ形成部材は、旋回室に連通し旋回室を旋回する燃料を噴射する噴射孔を有している。これにより、本発明の燃料ポンプモジュールは、一つの部材から形成される旋回室を有するジェットポンプを備えることができる。したがって、本発明の燃料ポンプモジュールは、簡素な構成のジェットポンプによりサブタンクから燃料タンクへの燃料の逆流を防止することができる。

本発明の一実施形態による燃料ポンプモジュールの断面図である。 図１の矢視ＩＩの拡大図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 本発明の一実施形態による燃料ポンプモジュールの底面図である。 図２のＶ−Ｖ線断面図である。 図２のＶＩ−ＶＩ線断面図である。

以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。

（一実施形態）
本発明の一実施形態による燃料ポンプモジュールを図１に示す。
燃料ポンプモジュール１は、燃料タンク２に設けられている。燃料ポンプモジュール１は、燃料タンク２内の燃料を図示しない内燃機関に供給する。燃料ポンプモジュール１は、サブタンク１０、サクションフィルタ１５、燃料ポンプ２０、燃料フィルタ３０、燃料供給管３５、プレッシャレギュレータ４０、蓋部材５０、ジェットポンプ６０などから構成されている。なお、図１、２において、紙面の上側を「天」側、紙面の下側を「地」側とする。また、図２、３において、矢印Ｆ２、Ｆ３は、燃料の流れを示す。

サブタンク１０は、有底筒状に形成されている樹脂部材である。サブタンク１０は、燃料タンク２内に設置されている。サブタンク１０は、サクションフィルタ１５、燃料ポンプ２０、燃料フィルタ３０、プレッシャレギュレータ４０などを収容している。また、サブタンク１０の地側の外壁にはジェットポンプ６０が設けられている。ジェットポンプ６０が設けられるサブタンク１０の外壁の詳細な形状は後述する。

サクションフィルタ１５は、サブタンク１０内の地側に設けられる。サクションフィルタ１５は、袋状のエレメントを有している。サクションフィルタ１５は、燃料ポンプ２０が吸引するサブタンク１０内の燃料に含まれる異物を除去する。

燃料ポンプ２０は、例えば、ブラシレスモータによりインペラを回転させる電動式のポンプである。燃料ポンプ２０は、地側においてサクションフィルタ１５と接続し、天側において燃料フィルタ３０に接続している。燃料ポンプ２０は、サクションフィルタ１５を通った燃料を加圧し吐出する。吐出された燃料は、燃料フィルタ３０に導入される。

燃料フィルタ３０は、フィルタケース３１、及び、図示しないフィルタエレメントとから構成される。フィルタケース３１はフィルタエレメントを収容している。燃料フィルタ３０は、フィルタエレメントを用いて燃料ポンプ２０が吐出する燃料に含まれる異物を除去する。また、フィルタケース３１の地側には、プレッシャレギュレータ４０を支持するホルダ４１が形成されている。

プレッシャレギュレータ４０は、燃料フィルタ３０を通った燃料の圧力を調整する。プレッシャレギュレータ４０によって圧力を調整された燃料は、可撓性を有する燃料供給管３５を通って蓋部材５０に送られる。

蓋部材５０は、略円板状に形成されている樹脂部材である。蓋部材５０は、燃料タンク２の開口３を塞ぐよう設けられている。蓋部材５０には、燃料吐出管５１および電気コネクタ５２が設けられている。燃料吐出管５１は、燃料供給管３５と接続し、燃料ポンプ２０が昇圧した燃料を内燃機関に供給する。電気コネクタ５２は、電気配線５３により燃料ポンプ２０および図示しない燃料計と電気的に接続されている。電気コネクタ５２は、燃料ポンプ２０に供給される電力を外部から受電するほか、燃料計が検出した燃料タンク２の燃料の残量に応じた電気信号を外部に出力する。

蓋部材５０とサブタンク１０とは、複数のスプリング５４及びスプリング５４の内部に挿通されている複数のシャフト５５により連結されている。スプリング５４は、一端を蓋部材５０に接続し、他端をサブタンク１０に接続している。スプリング５４は、蓋部材５０とサブタンク１０とを離す方向に付勢する。シャフト５５は、一端が蓋部材５０に接続し、他端が蓋部材５０とサブタンク１０との距離を変更可能なようサブタンク１０に連結している。これにより、サブタンク１０は、蓋部材５０に対してシャフト５５が形成されている方向に移動可能となっている。燃料タンク２内において、サブタンク１０の底部１１は、スプリング５４の付勢力によって燃料タンク２の地側の壁面４に当接している。

ジェットポンプ６０は、図４に示すように、サブタンク１０の底部１１に形成されている凹み１２に設けられている。ジェットポンプ６０は、燃料ポンプ２０が吐出する燃料の一部が流れる導入孔６６、導入孔６６を流れる燃料が旋回する旋回室６００、及び、旋回室６００の燃料が流れる噴射孔６５を有している。ジェットポンプ６０は、旋回室６００において旋回流となっている燃料をサブタンク１０の底部１１に設けられているスロートパイプ１３の開口１３１に向けて噴射する。ジェットポンプ６０は、ジェットポンプ形成部材６１及びサブタンク１０の凹み１２を形成する外壁１２１から形成されている。

ジェットポンプ形成部材６１は、略有底筒状に形成される樹脂部材である。ジェットポンプ形成部材６１は、サブタンク１０の外壁１２１に固定される。ジェットポンプ形成部材６１は、有底筒部６２、及び、接続部６４などから構成され、これらが一体となって形成されている。

有底筒部６２は、略有底筒状に形成されている。有底筒部６２は、底壁６２３が曲面状に形成されている内部空間６２２を有している。内部空間６２２は、ジェットポンプ形成部材６１がサブタンク１０の外壁１２１に接続すると、サブタンク１０の外壁１２１に凹状に形成される内部空間１２５と組み合わされ、一つの空間を形成する。この空間は、図３に示すように、当該一つの空間を流れる燃料の流れを示す矢印Ｆ３の回転中心φに対して垂直な断面形状が、二つの等しい長さの平行線と当該平行線の両端にそれぞれ接続する二つの半円形とから形成される角丸長方形状となる旋回室６００を形成する。このとき、内部空間６２２は、有底筒部６２の矢印Ｆ３の回転中心φに対して垂直な断面形状が、二つの等しい長さの平行線と当該平行線の同じ側にある一端に接続する一つの半円形とからなる略Ｕ字状となっている。また、内部空間６２２の開口６２１は、略矩形状に形成されており、内部空間６２２の天地方向に垂直な断面形状は略矩形状となっている。

また、有底筒部６２は、ジェットポンプ形成部材６１が外壁１２１に組み付けられるとスロートパイプ１３の方向に位置し内径が比較的小さい孔を有している。当該孔は、スロートパイプ１３の開口１３１に向かって旋回室６００の燃料を噴射する噴射孔６５となる。噴射孔６５は、有底筒部６２において矢印Ｆ３の回転中心φから視て地側に形成されている。

接続部６４は、有底筒部６２の開口６２１を形成する端部６２４の外側に略筒状に設けられている。接続部６４は、その内径が有底筒部６２の端部６２４の外径より大きくなるよう形成されている。接続部６４の有底筒部６２と接続する側の端部６４１は、有底筒部６２の端部６２４と接続している。接続部６４の有底筒部６２側とは反対側の端部６４２は、ジェットポンプ形成部材６１がサブタンク１０に組み付けられるとき、サブタンク１０の外壁１２１に形成されている環状の溝１２２に圧入固定される。端部６４２には、図６に示すように、径内方向に突出する突起６４３が形成されている。突起６４３は、溝１２２を形成する径方向内側の内壁１２３に係合する。

ジェットポンプ形成部材６１が接続する外壁１２１の内部側、すなわち、サブタンク１０の内部側には、燃料ポンプ２０が吐出する燃料の一部が流れる燃料通路１４が設けられている。燃料通路１４を形成する燃料通路形成部材１４１は、外壁１２１の内部側において外壁１２１に形成されている凹部１２４にシール部材１４２を介して嵌合している。燃料通路１４は、外壁１２１の内部側に形成されている燃料通路１２６と連通している。

ジェットポンプ形成部材６１が接続する外壁１２１の外部側、すなわち、サブタンク１０の外部側には、溝１２２の径内方向に凹状の内部空間１２５が形成されている。内部空間１２５の底壁１２７は曲面状に形成されている。内部空間１２５は、矢印Ｆ３の回転中心φに対して垂直な断面形状が、図３に示すように、半円形状となっている。

内部空間１２５を形成するサブタンク１０の外壁１２１には、燃料通路１２６と内部空間１２５とを連通する孔が形成されている。当該孔は、燃料通路１４、１２６を流れる燃料を内部空間１２５、すなわち、旋回室６００に導入する導入孔６６となる。導入孔６６は、ジェットポンプ形成部材６１が外壁１２１に組み付けられたとき、噴射孔６５が設けられる位置から離れた位置であって、図５に示すように、燃料の旋回流の回転中心φに対してずれた位置に設けられる。これにより、導入孔６６から導入された燃料は、旋回室６００の内壁に沿って流れ、燃料の旋回流が形成される。

次に、燃料ポンプモジュール１の作用について説明する。
電気コネクタ５２を介して燃料ポンプ２０に電力が供給されると、燃料ポンプ２０がサブタンク１０内の燃料がサクションフィルタ１５を介して燃料ポンプ２０の内部に吸引する。燃料ポンプ２０の内部に吸引された燃料は加圧され、燃料フィルタ３０に吐出する。吐出される燃料は燃料フィルタ３０を通ることで異物が除去され、プレッシャレギュレータ４０、燃料供給管３５及び燃料吐出管５１を介して内燃機関に送られる。また、燃料ポンプ２０で加圧された燃料の一部は、燃料通路１４、１２６、導入孔６６を通ってジェットポンプ６０の旋回室６００に導入される。

導入孔６６から旋回室６００に導入される燃料は、図３の矢印Ｆ３に示すように、旋回室６００を形成する内壁に沿って流れ旋回流を形成する。旋回流となった燃料は、噴射孔６５からスロートパイプ１３の開口１３１に向かって噴射される。このとき、旋回流となっている燃料は、図２の矢印Ｆ２に示すように拡散する。これにより、スロートパイプ１３から燃料タンク２への燃料の逆流を防止しつつジェットポンプ６０近傍の燃料をサブタンク１０内に導入する。サブタンク１０内に導入された燃料は、サクションフィルタ１５を介して燃料ポンプ２０に吸引される。

第１実施形態による燃料ポンプモジュール１では、旋回室６００を有するジェットポンプ６０は、有底筒状のジェットポンプ形成部材６１とサブタンク１０の外壁１２１とにより形成される。二つの異なる方向に向かって形成される導入孔６６及び噴射孔６５と連通する旋回室６００は、導入孔６６を有する外壁１２１が形成する内部空間１２５と噴射孔６５を有するジェットポンプ形成部材６１が形成する内部空間６２２との組み合わせにより形成される。これにより、一つの部材によって旋回室６００を有するジェットポンプ６０を形成することができる。したがって、簡素な構成のジェットポンプ６０によってサブタンク１０から燃料タンク２への燃料の逆流を防止することができる。

また、特許文献１に記載の燃料ポンプモジュールでは、ジェットポンプは、底部に噴射孔及び筒部に導入孔を有する有底筒状の第１樹脂部材と、第１樹脂部材に形成されている底部とは反対側に形成されている開口を塞ぐ第２樹脂部材とから形成されている。第１樹脂部材及び第２樹脂部材は、いずれも熱可塑性樹脂であり、超音波溶着により接続された第１樹脂部材と第２樹脂部材とをサブタンクの外壁に超音波溶着により接続することでジェットポンプを形成する。しかしながら、超音波溶着の条件によっては、第１樹脂部材をサブタンクに接続するとき第１樹脂部材に割れが発生したり、使用中に旋回室に導入される燃料の圧力によって第２樹脂部材が第１樹脂部材から脱落したりするおそれがある。また、これらの不具合が発生しないよう超音波溶着の条件を厳しく管理する必要がある。
一方、第１実施形態による燃料ポンプモジュール１では、ジェットポンプ形成部材６１は、サブタンク１０の外壁１２１に形成されている溝１２２に圧入固定されている。これにより、比較的簡単な製造条件によって旋回室６００を有するジェットポンプ６０を形成することができる。したがって、燃料ポンプモジュール１の製造コストを低減することができる。

燃料ポンプモジュール１では、旋回室６００は、矢印Ｆ３の回転中心φに対して垂直な断面形状が、二つの等しい長さの平行線と当該平行線の両端にそれぞれ接続する二つの半円形とからなる角丸長方形状となるよう形成されている。このとき、旋回室６００の一部となる内部空間６２２は、矢印Ｆ３の回転中心φに対して垂直な断面形状が二つの等しい長さの平行線と当該二つの平行線の同じ側の一端に接続する一つの半円形とから形成される略Ｕ字状となるようジェットポンプ形成部材６１に形成される。一方、旋回室６００の他の一部となる内部空間１２５は、矢印Ｆ３の回転中心φに対して垂直な断面形状が半円状となるよう外壁１２１に形成される。これにより、燃料ポンプモジュール１の製造段階において、ジェットポンプ形成部材６１及び外壁１２１の加工が比較的容易になる。したがって、燃料ポンプモジュール１の製造コストをさらに低減することができる。

また、旋回室６００の燃料を噴射する噴射孔６５は、有底筒部６２において矢印Ｆ３の回転中心φから視て地側に形成されている。これにより、サブタンク１０の外壁１２１に噴射孔６５を形成する場合に比べ加工が容易となる。したがって、燃料ポンプモジュール１の製造コストをさらに低減することができる。

サブタンク１０の溝１２２に圧入固定されるジェットポンプ形成部材６１の接続部６４には、径内方向に突出する突起６４３が形成されている。突起６４３は溝１２２を形成する内壁１２３に係合する。これにより、ジェットポンプ形成部材６１がサブタンク１０に対して回転することを防止し、噴射孔６５がスロートパイプ１３の開口１３１に向かうよう固定される。したがって、ジェットポンプ６０が噴射する燃料が確実に開口１３１に向かうため、燃料タンク２内の燃料をサブタンク１０内に確実に導入することができる。

（その他の実施形態）
（ア）上述の実施形態では、ジェットポンプ形成部材は、サブタンクの外壁に圧入固定されるとした。しかしながら、ジェットポンプ形成部材がサブタンクの外壁に接続される方法はこれに限定されない。

（イ）上述の実施形態では、旋回室の旋回流の中心軸に対して垂直な断面形状は、角丸長方形状となるよう形成されているとした。しかしながら、旋回室の断面形状はこれに限定されない。矩形状であってもよいし、円形状や楕円形状のように一部の内壁が曲面状であってもよい。旋回室を形成する一部の内壁が曲面状である場合、旋回室の内壁に沿って燃料が滞留することなく流れることができる。

（ウ）上述の実施形態では、噴射孔は、有底筒部の比較的地側に形成されるとした。しかしながら、噴射孔が形成される位置はこれに限定されない。スロートパイプの開口に向かうよう設けられればよい。

（エ）上述の実施形態では、接続部に回転防止用の突起が設けられるとした。しかしながら、突起は設けられなくてもよい。接続部が環状以外の形状をなしており、サブタンクの外壁の溝に圧入固定されると回転不能となるように設けられてもよい。

（オ）上述の実施形態では、接続部の突起は径内方向に突出するよう形成されるとした。しかしながら、接続部の突起は、径外方向に突出するよう形成されてもよい。

以上、本発明はこのような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形態で実施可能である。

１ ・・・燃料ポンプモジュール、
２ ・・・燃料タンク、
１０ ・・・サブタンク、
１２１ ・・・外壁、
２０ ・・・燃料ポンプ、
３０ ・・・燃料フィルタ、
６００ ・・・旋回室、
６２ ・・・ジェットポンプ形成部材、
６５ ・・・噴射孔、
６６ ・・・導入孔。

Claims (5)

1. 燃料タンク（２）の燃料を内燃機関に供給する燃料ポンプモジュール（１）であって、
   前記燃料タンク内に設けられるサブタンク（１０）と、
   前記サブタンクに収容され、前記サブタンク内の燃料を加圧し吐出する燃料ポンプ（２０）と、
   前記燃料ポンプが吐出する燃料に含まれる異物を除去する燃料フィルタ（３０）と、
   前記燃料ポンプが吐出する燃料の一部が流れる導入孔（６６）を有する前記サブタンクの外壁（１２１）に接続されると、前記導入孔から導入される燃料が旋回する旋回室（６００）を形成し、前記旋回室に連通するよう形成される噴射孔（６５）から噴射される燃料によって前記燃料タンク内の燃料を前記サブタンク内に導入するジェットポンプ形成部材（６２）と、
   を備えることを特徴とする燃料ポンプモジュール。
2. 前記ジェットポンプ形成部材は、前記サブタンクの外壁に圧入固定されることを特徴とする請求項１に記載の燃料ポンプモジュール。
3. 前記旋回室は、前記旋回室における燃料の旋回流の回転中心（φ）に対して垂直な断面形状が角丸長方形状となるよう形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料ポンプモジュール。
4. 前記噴射孔は、前記旋回室における燃料の旋回流の回転中心から視て前記ジェットポンプ形成部材の前記サブタンクの外壁に接続する側とは反対側に形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の燃料ポンプモジュール。
5. 前記ジェットポンプ形成部材は、前記旋回室の一部を形成する有底筒部（６３）、及び、環状に形成され前記サブタンクの外壁に形成される環状の溝（１２２）に固定されると前記有底筒部と前記サブタンクとを接続する接続部（６４）から形成され、
   前記接続部は、径方向に突出する突起（６４２）が形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の燃料ポンプモジュール。

Images