JP2015121139A - 燃料ポンプモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】 振動によって発生する騒音を低減する燃料ポンプモジュールを提供する。
【解決手段】 燃料ポンプ２０を収容するポンプケース３０は、接続通路３３、燃料吐出通路３４、圧力制御通路３５から構成される燃料通路３００を有する。接続通路３３は、燃料ポンプ２０のポンプ吐出口２１１の開口面に対向する内壁３１１と内壁３１１から地方向に延びるリブ３３２の外壁とから形成されるダンパ室３３３を有する。接続通路３３を流れる燃料の一部は、ポンプ吐出口２１１から吐出された流れの勢いを保ったままダンパ室３３３に向かい、内壁３１１に衝突する。これにより、燃料ポンプ２０が吐出する燃料の衝突によってポンプケース３０に発生する振動は、ポンプケース３０とは別部材から形成されポンプケース３０を支持するフランジ４０に減衰して伝わる。したがって、燃料の衝突によって発生する振動を低減することができる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、燃料ポンプモジュールに関する。

従来、燃料タンク内に収容され、加圧した燃料を内燃機関に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、燃料ポンプの径外方向に設けられ燃料ポンプが吐出する燃料に含まれる異物を回収するフィルタ、燃料ポンプとフィルタとを収容するポンプケース、及び、ポンプケースを支持し燃料タンクの開口に設けられるフランジを備える燃料ポンプモジュールが記載されている。

特許３５０９８８１号明細書

しかしながら、特許文献１に記載の燃料ポンプモジュールでは、燃料ポンプが吐出する燃料は、燃料ポンプとフィルタとを接続する燃料通路を形成するフランジの内壁に一旦衝突した後、フィルタに導かれる。このため、燃料の衝突による振動がフランジから燃料タンクに伝わり、騒音が発生する。

本発明の目的は、振動によって発生する騒音を低減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、燃料タンク内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、燃料タンク内の燃料を加圧し吐出する燃料ポンプと、燃料ポンプを収容し燃料ポンプが吐出する燃料が流れる燃料通路を有するポンプケースと、ポンプケースとは別部材から形成され燃料通路と連通する供給通路を有しポンプケースを支持しつつ燃料タンクの開口を塞ぐよう設けられるフランジと、を備え、ポンプケースは、燃料ポンプのポンプ吐出口の開口面に対向し燃料通路を形成する内壁を有す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、燃料ポンプから吐出された直後の比較的流速が速い燃料は、燃料ポンプのポンプ吐出口の開口面に対向し燃料通路を形成するポンプケースの内壁に衝突する。これにより、燃料の衝突による振動は、ポンプケースからポンプケースとは別部材から形成されているフランジに伝わるとき減衰する。また、一旦内壁に衝突した燃料は、燃料ポンプから吐出された直後の燃料に比べ流速が遅くなるため、一旦内壁に衝突した燃料が燃料通路を形成する他の内壁や供給通路を形成する内壁に衝突しても大きな振動は発生しない。これにより、燃料ポンプが吐出する燃料の衝突によって燃料タンクから車外に放射される騒音を低減することができる。

本発明の第１実施形態による燃料ポンプモジュールの外観図である。 本発明の第１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ＩＩＩ部拡大図である。 本発明の第１実施形態による燃料ポンプモジュールの作用を説明する模式図である。 本発明の第２実施形態による燃料ポンプモジュールの要部断面図である。 本発明のその他の実施形態による燃料ポンプモジュールの要部断面図である。

以下、本発明の複数の実施形態を図に基づいて説明する。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による燃料ポンプモジュールを図１〜４に基づいて説明する。
燃料ポンプモジュール１は、例えば、図示しない車両などが備える「内燃機関」としてのエンジンに供給される燃料が貯留される燃料タンク５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５内の燃料を加圧しエンジンに圧送する。燃料ポンプモジュール１は、サクションフィルタ１０、燃料ポンプ２０、ポンプケース３０、フランジ４０、圧力制御弁５０などから構成されている。なお、図１〜４において、紙面の上側を「天」側、紙面の下側を「地」側とする。

サクションフィルタ１０は、燃料ポンプモジュール１の地側に設けられる。サクションフィルタ１０は、袋状のエレメント１１、接続部１２、ブラケット１３などから形成される。エレメント１１は、燃料ポンプ２０が吸引する燃料タンク５内の燃料に含まれる異物を除去する。接続部１２は、エレメント１１の天側に設けられ、エレメント１１と燃料ポンプ２０とを接続する。接続部１２は、エレメント１１内と燃料ポンプ２０の吸入口とを連通する連通路を形成する。ブラケット１３は、接続部１２の径方向外側に設けられる。ブラケット１３は、ポンプケース３０の径方向外側の外壁３０１と係合し、サクションフィルタ１０をポンプケース３０の地側に固定する。

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、天側に設けられる吐出部２１がポンプケース３０に嵌合することによってポンプケース３０に支持される。燃料ポンプ２０は、サクションフィルタ１０を通った燃料を加圧し吐出する。吐出された燃料は、ポンプケース３０の内部に導入される。

ポンプケース３０は、フランジ４０とサクションフィルタ１０との間に設けられる。ポンプケース３０は、燃料ポンプ２０を収容する第１ケース部３１、及び、圧力制御弁５０を収容する第２ケース部３２などから形成されている。ポンプケース３０は、燃料ポンプ２０が吐出する燃料が流れる燃料通路３００を有する。図３には、便宜的に、第１ケース部３１と第２ケース部３２との境界を表す二点鎖線３０２を示す。

第１ケース部３１は、略筒状に形成されている。第１ケース部３１の地側にはサクションフィルタ１０のブラケット１３が設けられる。第１ケース部３１の天側はフランジ４０と接続している。第１ケース部３１は、内部に燃料ポンプ２０を収容する。

第１ケース部３１は、燃料ポンプ２０の吐出部２１が嵌合する嵌合孔３１１を有する。嵌合孔３１１の内壁は、シール部材３１２を介して吐出部２１と嵌合している。また、第１ケース部３１は、嵌合孔３１１に連通する接続通路３３を有する。接続通路３３は、内径が嵌合孔３１１の内径より小さくなるよう形成されており、嵌合孔３１１から天方向に略直線状に形成されている。接続通路３３を形成する第１ケース部３１の内壁のうち燃料ポンプ２０の吐出部２１が有するポンプ吐出口２１１の開口面に対向する内壁３３１には、内壁３３１から地側に延びるリブ３３２が形成されている。これにより、接続通路３３は、天側に内壁３３１、リブ３３２の外壁などによって形成されるダンパ室３３３を有する。

接続通路３３は、燃料吐出通路３４及び圧力制御通路３５と連通している。具体的には、第１ケース部３１と第２ケース部３２とが接続する部位のうち地側に位置する部位３１３とリブ３３２とによって形成される開口３１５を介して、接続通路３３は燃料吐出通路３４及び圧力制御通路３５と連通している。すなわち、開口３１５は、リブ３３２より地側に位置している。図３には、便宜的に開口３１５を示す二点鎖線、及び、燃料吐出通路３４と圧力制御通路３５との境界を表す二点鎖線３０３を示す。

燃料吐出通路３４は、第１ケース部３１の天側に開口３４１を有している。開口３４１は、フランジ４０が有する貫通孔４１１を介して「供給通路」としてのフランジ通路４２１と連通する。
圧力制御通路３５は、一部が第１ケース部３１の部位３１３の内壁３１４などにより形成され、当該一部を除く大部分が第２ケース部３２の内壁によって形成される。圧力制御通路３５は、圧力制御弁５０内に連通する。

第１ケース部３１の外壁３０１にはセンダゲージ３６が設けられている。センダゲージ３６は、フロート３６１、アーム３６２、及び、センサ部３６３などから形成されている。フロート３６１は、燃料タンク５内の燃料の液面上に浮かべられている。アーム３６２は、フロート３６１とセンサ部３６３とを接続し、センサ部３６３に接続している端部を中心として回転可能に設けられている。センサ部３６３は、アーム３６２の角度に応じて信号を出力する。センダゲージ３６は、フロート３６１の位置に基づいて燃料タンク５内の燃料の液面高さを検出する。

第２ケース部３２は、第１ケース部３１の径方向外側に設けられる。第２ケース部３２は、内径が第１ケース部３１の内径より小さくなるよう略筒状に形成されている。第２ケース部３２の地側には、開口３２１が形成されている。開口３２１は、第２ケース部３２内に収容されている圧力制御弁５０によって塞がれている。圧力制御弁５０と第２ケース部３２の内壁との間にはシール部材３２２が設けられている。

このように、ポンプケース３０が有する燃料通路３００は、接続通路３３、燃料吐出通路３４、及び、圧力制御通路３５から構成され、接続通路３３から燃料吐出通路３４または圧力制御通路３５に途中で分岐している。

フランジ４０は、略円板状に形成されている樹脂部材である。フランジ４０は、ポンプケース３０とは別部材となるよう形成され、燃料タンク５の開口６に設けられている。フランジ４０とポンプケース３０とは熱溶着によって接続されている。これにより、ポンプケース３０は、燃料タンク５に対してフランジ４０によって支持される。フランジ４０は、蓋部４１、燃料吐出管４２、電気コネクタ部４３が設けられている。

蓋部４１は、略平板状に形成されている部位であって、燃料タンク５の開口６を塞ぐよう設けられている。蓋部４１の地側にはポンプケース３０が接続する。蓋部４１は、天地方向に貫通するよう形成され燃料吐出通路３４と連通する「供給通路」としての貫通孔４１１を有する。

燃料吐出管４２は、フランジ通路４２１を形成する。燃料吐出管４２は、エンジンと接続しており、燃料ポンプ２０が加圧した燃料をエンジンに供給する。

電気コネクタ部４３は、二本の電気配線４３１によってセンダゲージ３６のセンサ部３６３と電気的に接続され、センダゲージ３６が検出した燃料タンク５の燃料の液面高さに応じた電気信号を外部に出力する。また、電気コネクタ部４３は、二本の電気配線４３２によって燃料ポンプ２０と電気的に接続され、燃料ポンプ２０に供給される電力を外部から受電する。

圧力制御弁５０は、ポンプ吐出口２１１に対して天側に位置するフランジ４０とは反対側、すなわち、地側に位置する。圧力制御弁５０は、燃料通路３００の燃料の圧力を調整する。具体的には、燃料通路３００の燃料の圧力が規定値以上であるとき、圧力制御弁５０が開き、開口３２１から燃料通路３００の燃料の一部を燃料タンク５内に排出する。

次に、燃料ポンプモジュール１の作用について説明する。なお、図４には、燃料通路３００を流れる燃料の流れ方向を便宜的に矢印Ｆ１１〜Ｆ１７で示す。

電気コネクタ部４３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がサクションフィルタ１０を介して燃料タンク５内の燃料を燃料ポンプ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、接続通路３３に吐出される。

接続通路３３に吐出された燃料の一部（矢印Ｆ１１）は、ポンプ吐出口２１１から吐出されたときの流れの勢いを保ったまま接続通路３３のダンパ室３３３を形成する内壁３３１に衝突する。内壁３３１に衝突した燃料は、地側に向かって流れた後、開口３１５に向かって流れる（矢印Ｆ１３）。
また、ダンパ室３３３に向かう燃料を除くその他の燃料は、内壁３１４に沿いつつ開口３１５に向かって流れる（矢印Ｆ１２）。開口３１５を流れる燃料は、燃料吐出通路３４または圧力制御通路３５に分流する（矢印Ｆ１４、Ｆ１５）。燃料吐出通路３４に分流する燃料（矢印Ｆ１４）は、開口３４１を通って、貫通孔４１１、フランジ通路４２１に導かれる（矢印Ｆ１６）。圧力制御通路３５に分流する燃料（矢印Ｆ１５）は、第２ケース部３２内の圧力制御通路３５を通って圧力制御弁５０に導かれる（矢印Ｆ１７）。

圧力制御弁５０では、圧力制御通路３５を流れる燃料の圧力に応じて開閉し、燃料通路３００の燃料の圧力を制御する。特に、エンジンがアイドリングの状態であるとき、エンジンでは多くの燃料を必要としないため燃料通路３００の圧力が高くなる場合がある。このとき圧力制御弁５０が開き、燃料通路３００の燃料の多くが開口３２１（図１参照）を通って燃料タンク５内に還流される。これにより、エンジンがアイドリングの状態であるとき、矢印Ｆ１５及び矢印Ｆ１７の方向に流れる燃料が比較的多くなる。

（Ａ）第１実施形態による燃料ポンプモジュール１では、燃料ポンプ２０から吐出された直後の燃料の一部は、ポンプ吐出口２１１から吐出されたときの流れの勢いを維持したまま第１ケース部３１の内壁３３１に衝突する。燃料の衝突によって発生する振動は、ポンプケース３０からポンプケース３０と別部材で形成されているフランジ４０に伝わるとき減衰する。これにより、流速が速く流れの勢いが強い燃料の衝突によって燃料タンク５が発生する騒音を小さくすることができる。したがって、燃料タンク５から車外に放射される騒音を低減することができる。

（Ｂ）また、ポンプケース３０が有する燃料通路３００は、接続通路３３が燃料吐出通路３４と圧力制御通路３５とに分岐するよう形成されている。これにより、燃料ポンプ２０から吐出された直後であってポンプ吐出口２１１から吐出されたときの流れの勢いを維持している接続通路３３の燃料は、燃料吐出通路３４または圧力制御通路３５に分流するため、燃料の流れの勢いが燃料ポンプ２０から吐出される直後の燃料の勢いに比べ小さくなる。したがって、ポンプケース３０の内壁やフランジ４０の内壁に衝突する燃料の流れの勢いが小さくなり、ポンプケース３０やフランジ４０の振動によって発生する騒音をさらに低減することができる。

（Ｃ）また、エンジンがアイドリング状態のとき、燃料通路３００を流れる燃料の多くは、圧力制御弁５０によって開口３２１から燃料タンク５内に還流される。このとき、接続通路３３を流れる燃料の多くは、圧力制御通路３５に流れる。これにより、燃料通路３００を流れる燃料の多くがフランジ４０から離れた位置を流れるため、燃料の流れによる振動がフランジ４０で発生することを防止することができる。したがって、エンジンがアイドリング状態であって車両が停止しているため比較的騒音が小さいとき、燃料タンク５から車外に放射される騒音をさらに低減することができる。

（Ｄ）また、燃料ポンプモジュール１では、接続通路３３はダンパ室３３３を有している。ダンパ室３３３では、ポンプ吐出口２１１から吐出された直後の燃料が一旦内壁３３１に衝突し、燃料の流れ方向を天方向から地方向に変化させる。これにより、流れの勢いが減衰した燃料がフランジ４０の貫通孔４１１やフランジ通路４２１を流れるとき、貫通孔４１１やフランジ通路４２１を形成する内壁に衝突しても大きな振動が発生しない。したがって、フランジ４０の振動によって発生する騒音をさらに低減することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態による燃料ポンプモジュールを図５に基づいて説明する。第２実施形態は、燃料通路の形状が第１実施形態と異なる。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

第２実施形態による燃料ポンプモジュール２では、図５に示すように、ポンプケース６０は、第１ケース部６１、第２ケース部６２などから形成され、接続通路６３、燃料吐出通路６４、圧力制御通路６５から構成される燃料通路６００を有している。なお、図５において、紙面の上側を「天」側、紙面の下側を「地」側とする。

接続通路６３は、燃料ポンプ２０の吐出部２１が嵌合する嵌合孔６１１に連通している。接続通路６３を形成する内壁のうち燃料ポンプ２０の吐出部２１が有するポンプ吐出口２１１の開口面に対向するよう内壁６３１が形成されている。接続通路６３は、第１ケース部６１と第２ケース部６２とが接続する部位のうち地側に位置する部位６１３と内壁６３１を有する部位６１４との間に形成される開口６１５を介して燃料吐出通路６４及び圧力制御通路６５と連通している。図５には、便宜的に開口６１５を示す二点鎖線、及び、燃料吐出通路６４と圧力制御通路６５との境界を表す二点鎖線６０３を示す。

次に、燃料ポンプモジュール２の作用について説明する。なお、図５には、ポンプケース６０が有する燃料通路６００を流れる燃料の流れ方向を便宜的に矢印Ｆ２１〜Ｆ２５で示す。

燃料ポンプ２０から接続通路６３に吐出された燃料は、ポンプ吐出口２１１から吐出された流れの勢いに保ったまま接続通路６３の内壁６３１に衝突した後、開口６１５に向かって流れる（矢印Ｆ２１）。開口３１５を流れる燃料は、燃料吐出通路６４または圧力制御通路６５に分流する（矢印Ｆ２２、Ｆ２３）。燃料吐出通路６４に分流する燃料（矢印Ｆ２２）は、第１ケース部６１の天側に形成される開口６４１を通って、フランジ４０が有する貫通孔４１１、フランジ通路４２１に導かれる（矢印Ｆ２４）。圧力制御通路６５に分流する燃料（矢印Ｆ２３）は、第２ケース部６２内の圧力制御通路６５を通って圧力制御弁５０に導かれる（矢印Ｆ２５）。

第２実施形態による燃料ポンプモジュール２では、燃料ポンプ２０から吐出された燃料は、吐出された直後にポンプケース６０の内壁６３１に衝突する。また、衝突した燃料は、燃料吐出通路６４または圧力制御通路６５に分流する。これにより、第２実施形態は、第１実施形態の効果（Ａ）〜（Ｃ）と同じ効果を奏する。

（その他の実施形態）
（ア）上述の実施形態では、ポンプケースが有する燃料通路は、接続通路から燃料吐出通路と圧力制御通路とに分岐するとした。しかしながら、燃料通路は分岐していなくてもよい。燃料ポンプが吐出した燃料が吐出された直後に燃料通路を形成するポンプケースの内壁に衝突するよう燃料通路が形成されればよい。

（イ）上述の実施形態では、圧力制御弁は、ポンプ吐出口に対して天側に位置するフランジとは反対側、すなわち、地側に位置するとした。しかしながら、ポンプ吐出口に対するフランジと圧力制御弁との位置関係はこれに限定されない。

（ウ）上述の実施形態では、燃料通路はダンパ室を有するとした。しかしながら、燃料通路はダンパ室を有していなくてもよい。また、図６に示すように、燃料通路６００に例えば、不織布などの多孔性材料などから形成されているダンパ部材７０を収容してもよい。これにより、燃料ポンプモジュール３では、燃料ポンプ２０が吐出する燃料の流速は、内壁６３１との衝突だけでなくダンパ部材７０によっても低下し、燃料の衝突による振動の発生を低減することができる。

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、２ ・・・燃料ポンプモジュール、
５ ・・・燃料タンク、
６ ・・・開口、
２０ ・・・燃料ポンプ、
２１１ ・・・ポンプ吐出口、
３０、６０ ・・・ポンプケース、
３００、６００ ・・・燃料通路、
３３１、６３１ ・・・内壁、
４０ ・・・フランジ、
４１１、４２１ ・・・フランジ通路（供給通路）。

Claims (5)

1. 燃料タンク（５）内の燃料を内燃機関に供給する燃料ポンプモジュール（１、２）であって、
   前記燃料タンク内の燃料を加圧し吐出する燃料ポンプ（２０）と、
   前記燃料ポンプを収容し、前記燃料ポンプが吐出する燃料が流れる燃料通路（３００、６００）を有するポンプケース（３０、６０）と、
   前記ポンプケースとは別部材から形成され、前記燃料通路と連通する供給通路（４１１、４２１）を有し、前記ポンプケースを支持しつつ前記燃料タンクの開口（６）を塞ぐよう設けられるフランジ（４０）と、
   を備え、
   前記ポンプケースは、前記燃料ポンプのポンプ吐出口（２１１）の開口面に対向し前記燃料通路を形成する内壁（３３１、６３１）を有することを特徴とする燃料ポンプモジュール。
2. 前記燃料通路を流れる燃料の圧力を制御する圧力制御弁（５０）を備え、
   前記燃料通路は、前記ポンプ吐出口に連通する接続通路（３３、６３）、前記供給通路と前記接続通路とを連通する燃料吐出通路（３４、６４）、及び、前記圧力制御弁の内部と前記接続通路とを連通する圧力制御通路（３５、６５）から構成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. 前記圧力制御弁は、前記ポンプ吐出口に対して前記フランジとは反対側に位置す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. 前記燃料通路は、前記内壁から形成されるダンパ室（３３３）を有す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. 前記燃料通路に収容され、前記燃料ポンプが吐出する燃料の流速を低下させるダンパ部材（７０）を備え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。

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