JP2016089691A - 燃料供給装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】燃料供給装置に備えられた燃料ポンプに起因する振動が燃料供給装置外に伝わることを抑制すること。
【解決手段】回転軸Rを中心に回転する回転体を有する燃料ポンプを備えたポンプユニット4と、前記ポンプユニット4の荷重を受けることが可能な荷重受け部11aと、を備えた燃料供給装置であって、前記荷重受け部11aと、前記ポンプユニット4との間に、前記荷重受け部11aと前記ポンプユニット4を連接する連接部12aを備えることで前記ポンプユニット4が吊り下げ支持可能とされており、前記燃料ポンプの回転体の回転軸Rと直交するとともに前記ポンプユニットの重心を通る仮想面Sが横断可能な位置に、前記連接部12aが配置されている構成とする。
【選択図】図3

Description

本発明は、燃料ポンプ保持構造に関する。詳しくは、自動車等の車両に搭載される燃料タンク内の燃料を内燃機関に供給する燃料供給装置に使用する燃料ポンプの保持構造に関する。
燃料供給装置を使用して内燃機関に燃料を供給することや、燃料供給装置を燃料タンクに取り付けることは従来から広く知られている。また、特許文献1に記載されているように、燃料供給装置に備えられる燃料ポンプに起因する振動を減衰させることで、燃料タンクが振動することによる音の発生などを抑制可能なことも知られている。特許文献1に記載されている技術は、ポンプを収容するケースを支持する支持部の変形量を所定量に制限することが可能な当接部を設けるというものである。当該構成を採用することで、衝撃力による破損を抑制しつつ、燃料ポンプの振動を減衰させることが可能となっている。
特開2008−88814号公報
しかしながら、特許文献1に記載の技術においても、なお改良の余地がある。特許文献1においては、ポンプユニットの動き方と振動の伝達との関係を考慮した検討がなされていない。一方、燃料ポンプが運転することにより生じるポンプユニットの動きは、全体的に振動するような動きではなく、ポンプユニットの重心付近を中心に両端が円を描くような動きをする(図12参照)。したがって、ポンプユニットを支える位置によって、ポンプユニットの荷重を受ける部位の振れ幅に違いが生じ得る。本発明者はこの点に着目するとともに、ポンプユニットの動きを考慮してポンプユニットを吊り下げるように支持することにより、燃料タンクなどに伝わる振動が抑制でき得ることに想到した。
本発明は、上記した経緯により創案されたものであって、本発明が解決しようとする課題は、燃料供給装置に備えられた燃料ポンプに起因する振動が燃料供給装置外に伝わることを抑制することにある。
上記課題を解決するために、本発明は次の手段をとる。先ず、第1の発明は、回転軸を中心に回転する回転体を有する燃料ポンプを備えたポンプユニットと、前記ポンプユニットの荷重を受けることが可能な荷重受け部と、を備えた燃料供給装置であって、前記荷重受け部と、前記ポンプユニットとの間に、前記荷重受け部と前記ポンプユニットを連接する連接部を備えることで前記ポンプユニットが吊り下げ支持可能とされており、前記燃料ポンプの回転体の回転軸と直交するとともに前記ポンプユニットの重心を通る仮想面が横断可能な位置に、前記連接部が配置されている燃料供給装置である。
この第1の発明によれば、燃料ポンプが運転した際に、ポンプユニットの移動距離が短くなる位置でポンプユニットが連接部に接続されるため、連接部が動く振れ幅が大きくなることを抑制可能であり、その結果、燃料タンクなどの振動を抑制することが可能となり得る。また、ポンプユニットは荷重受け部に吊り下げられる構成であるため、連接部の剛性を高める必要性は無く、連接部の構成の自由度を高めることが可能となり得る。
第2の発明は、第1の発明における荷重受け部が弾性体を用いて構成されている燃料供給装置である。
この第2の発明によれば、荷重受け部が弾性変形可能であるため、荷重受け部が振動を吸収しうる。したがって、燃料タンクなどへの振動の伝達を抑制することが可能となり得る。
第3の発明は、第1又は第2の発明における荷重受け部が側面視弧形状である燃料供給装置である。
この第3の発明によれば、荷重受け部が側面視略弧形状であるため、ポンプユニットから受ける荷重を支えやすい構成となり得る。また、燃料ポンプの外形に沿わすことが可能となり得る。したがって、燃料供給装置に凹凸が生じることを抑制可能となり、燃料タンクに設けられた開口部から燃料供給装置を挿入する際に荷重受け部が障害となることを抑制しうる。
第4の発明は、第1乃至第3の何れかの発明における荷重受け部の一部にS字状の部位を備える燃料供給装置である。
この第4の発明によれば、荷重受け部の一部がS字状に形成されているため、振動の伝達経路を比較的長くすることが可能となる。したがって、燃料タンクなどに振動が伝達されることが抑制され得る。また、S字状にすることにより弾性構造とすることも可能となり得るため、振動の減衰がより効果的に発揮しうる。
第5の発明は、第1乃至第4の発明の何れかにおける荷重受け部の一端及び他端は、凹部に凸部が挿入された状態でベース部に係止される燃料供給装置である。
この第5の発明によれば、荷重受け部は凹部に凸部が挿入された状態でベース部に係止されるものであるため、がたつきが生じ易く、振動の減衰が可能となり得る。
本発明によれば、燃料供給装置に備えられた燃料ポンプに起因する振動が燃料供給装置外に伝わることを抑制することが可能となり得る。
実施例1における燃料供給装置を示した斜視図である。 実施例1における燃料供給装置を燃料タンクに装着した状態を前側から見た側面図である。 実施例1における燃料供給装置の加重受け部周りの平面図である。 実施例1における燃料供給装置のベース部周りを分解した状態を前側から見た側面図である。 実施例1における燃料供給装置のベース部周りを分解した状態を右側から見た側面図である。 図4及び図5で示した部品を組み合わせた状態を前側から見た側面図である。 図4及び図5で示した部品を組み合わせた状態を右側から見た側面図である。 変形例1におけるポンプケーシング周りを前側から見た概略側面図である。 変形例2における燃料供給装置の加重受け部周りの平面図である。 変形例3におけるポンプケーシング周りを前側から見た概略側面図である。 変形例3におけるポンプユニット周りを右側から見た側面図である。 燃料ポンプ内の回転体が回転した際の燃料ポンプ周囲の動きを表した図である。
以下に、本発明を実施するための形態について、適宜図面を用いながら説明する。なお、本明細書における前後方向、上下方向、左右方向などの方向は、図1などに示したXが前方向、Yが左方向、Zが上方向と規定する。例えば、通常、燃料供給装置1の蓋部3が位置する側が上側でポンプユニット4が位置する側が下側となる。なお、以下においては、特に断りが無い限り、燃料供給装置1が燃料タンク9に装着されている状態であることを前提にして、方向について言及する。
本実施の形態における燃料供給装置1は乗物に搭載されるものである。特に、乗物の中でも車両に搭載されるものである。燃料供給装置1は、車両の床面よりも下方に配置した燃料タンク9に取り付けられるものであり、燃料タンク9内の液体燃料を図示しない内燃機関に送液するために使用されるものである。
本実施例における燃料供給装置1は、燃料タンク9の上面部91に設けられた開口部92に取り付けられる蓋部3と、燃料タンク9内の燃料を外部に送液するために使用される燃料ポンプ41を備えたポンプユニット4と、燃料タンク9の底面部93と当接可能なベース部5と、蓋部3とベース部5とを連結するために使用される連結部6とを備えている。本実施例の燃料供給装置1は、燃料タンク9の開口部92に蓋部3を取り付けることにより、燃料タンク9の開口部92を閉じることが可能であるとともに、ベース部5を燃料タンク9の底面部93に沿って設置可能なものである(図2参照)。
本実施例の蓋部3は、燃料タンク9の開口部92を覆うことになるセットプレート部31を備えている。略円盤形状のセットプレート部31には、ポンプユニット4から送液された燃料を燃料タンク9外に導くために使用される吐出ポート33が備えられている。またセットプレート部31には、電気配線の接続のために使用される電気コネクタ35が備えられている。燃料タンク9の開口部92は通常円形であるため、蓋部3のセットプレート部31も平面視で略円形となるように形成されている。燃料タンク9に設けられた円形の開口部92にはシール材としてOリングなどの樹脂製のリング(図示せず)が取り付けられており、燃料タンク9と蓋部3との間に隙間が生じることを抑制している。
本実施例の燃料供給装置1は、連結部6が伸縮可能に構成されている。連結部6は蓋部3に取り付けた棒部材61と、棒部材61に沿って移動可能なジョイント部63を備えている。当該棒部材61はセットプレート部31が広がる面方向に対して直交するように伸びるものである。また、ジョイント部63と蓋部3との間には弾性力を発揮可能な部材としてスプリング(図示せず)を備えている。当該スプリングは、蓋部3とポンプユニット4が所定の間隔よりも近接した際に、蓋部3とポンプユニット4を離間させるように付勢可能なものである。したがって、ポンプユニット4の底面が燃料タンク9の底面部93に接した状態から更に蓋部3を燃料タンク9の底面部93に近づけるように移動させる間にスプリングは縮むことになる。このスプリングが縮んだ状態が維持されると、ポンプユニット4が燃料タンク9の底面部93に対して押し続けられた状態が維持されることになる。
本実施例の燃料供給装置1には、蓋部3の下方にポンプユニット4が備えられている。本実施例のポンプユニット4は、燃料を送液するために使用される燃料ポンプ41と、燃料ポンプ41を覆う略円筒形状のポンプケーシング43と、圧力調整弁(図示せず)と、圧力調整弁用ケース45を備えている。ポンプユニット4は燃料ポンプ41を中心に、燃料ポンプ41に対して相対移動不能な部位で構成されている。なお、ポンプユニット4にはろ過材73を備えるフィルタ部材7が接続されている。また、燃料ポンプ41に対して相対移動可能なホース81も接続されている。当該フィルタ部材7及びホース81はポンプユニット4ではない。
本実施例のポンプユニット4はベース部5の上方に位置するものである。本実施例のベース部5は略平板状に形成されており、ベース部5の一側面が燃料タンク9の底面部93と対向するように配置されるものである。ベース部5は燃料貯留部やサブタンクなどとも称されることがある部分であり、本実施例のベース部5は燃料ポンプ41の真下に位置するアッパベース51と、燃料タンク9の底面部93に接するロアベース52とを組み立てることにより構成されている。なお、アッパベース51とロアベース52はろ過材73を挟み込みように組み立てられている(図4〜図7参照)。ポンプユニット4には吸引口43aが備えられており、フィルタ部材7に備えられた接続部71と吸引口43aとが係合状態で接続される。接続部71と吸引口43aとが接続されているため、フィルタ部材7を通過した燃料を燃料ポンプ41により吸引することが可能となる。なお、当該接続部71はアッパベース51の開口部55に対して挿通された状態として配置されているが、接続部71は開口部位55と非接触の状態となるように配置されている。また、当該接続部71は吸引口43aとの間で比較的自由度が高い状態で接続されている。
ロアベース52の底面には図示しない開口が備えられている。ロアベース52を燃料タンク9の底面部93に接した状態で配置した場合でも、開口から燃料を吸い込むことができるように脚部58が設けられている。また、アッパベース51の外周はロアベース52の外周よりも一回り小さく構成されており、ろ過材73を挟み込まない状態においてはアッパベース51とロアベース52との間に隙間が生じるように構成されている。当該隙間は燃料をベース部5内に導入することが可能な隙間である。本実施例においては、アッパベース51の一側面をろ過材73により覆うように配置しているため、当該隙間からベース部5内に侵入する燃料についても、ろ過材73を通過した上で燃料ポンプ41まで到達する。なお、ろ過材73は略矩形状の不織布を重ね合わせ、周囲を接合したものであり、内部に空間が形成されるよう、図示しないフレームが不織布の間に配設されている。
燃料ポンプ41により昇圧された燃料は、内燃機関に到達する前に燃料の送液圧力を調整するために使用される圧力調整弁(図示せず)を通過する。本実施例においては、圧力調整弁はポンプユニット4に備えられている。より詳しくは、圧力調整弁は燃料ポンプ41を覆うポンプケーシング43から伸びている弁支持部43bに取り付けられている。圧力調整弁で圧力が調整された燃料は、ホース81や吐出ポート33などを介して内燃機関に送られる。なお、圧力調整弁は、その外周が圧力調整弁用ケース45により被覆されている。
本実施例のベース部5には、荷重受け部11aが接続されており、当該荷重受け部11aとポンプユニット4との間には連接部12aが設けられている。前記連接部12aは、ポンプケーシング43の上方に位置しており、ポンプユニット4は吊り下げられた状態で支持されている。前記荷重受け部11aは、平板状の部材が側面視円弧状となるように構成されており、当該円弧の最上部から一つの連接部12aが真下に向けて伸びるように配置されている。
本実施例の連接部12aの前後方向の長さは平板状の部材の前後幅と略同じ長さに構成されている。このような長さで前後方向に伸びる略直方体状の連接部12aにより、ポンプユニット4と荷重受け部11aが連接されている。なお、本実施例においては、連接部12aの長手方向と、燃料ポンプ41の回転軸Rの方向は双方ともが前後方向となり、一致する(図3参照)。
荷重受け部11aは、燃料ポンプ41の振動が連接部12aを介して伝えられ得る部位である。当該振動がベース部5に伝わることを抑制するため、本実施例においては、弾性変形可能な部材を用いて荷重受け部11aを形成している。また、荷重受け部11aは板状の部位における左右方向の略中心位置において、燃料ポンプ41内蔵のポンプケーシング43を吊り下げ支持している。当該荷重受け部11aはアッパベース51の上面側に両端部が接続されており、荷重受け部11aは、ポンプユニット4の一部を跨ぐ様に配置される。つまり、アッパベース51と荷重受け部11aにより形成される筒状の部位の内側にポンプユニット4が配置された状態で、ポンプユニット4は宙吊りとなるように吊り下げられる。
本実施例のポンプユニット4はベース部5の底面と略平行となるように、その長手方向が位置する構成であり、いわゆる横置き状態とされるものである。燃料ポンプ41は、回転体41aであるインペラを回転させることで燃料を送液可能なものであるが、当該インペラの回転軸Rは、ポンプユニット4の長手方向と略一致しており、ベース部5の底面と略平行となっている。回転体41aを回転させると、ポンプユニット4は、概略、その重心Gの位置を固定するように回転軸Rの両端側が回転するように動こうとする(図12参照)。したがって、ポンプユニット4の重心Gから回転軸R方向に離れていくほど、ポンプユニット4は動きが大きいことになる。言い換えると、「燃料ポンプ41の回転軸Rの軸線と直交するとともに、前記ポンプユニット4の重心Gを通る仮想面S」が横断可能な位置は、ポンプユニット4が動きにくい位置となる。本実施例においては、当該位置に連接部12aが位置するように構成としている。
本実施例の連接部12aはポンプユニット4の重心Gの真上に位置する。ポンプユニット4に収納されている燃料ポンプ41が運転していない状態における回転体41aの回転軸Rと直交する面のうち、ポンプユニット4の重心Gを通る仮想面Sが横断できる位置に連接部12aが配置されている。したがって、燃料ポンプ41が動いても、連接部12aが大きく振れることは抑制される。なお、本実施例においては、重心Gより真上に延びる仮想直線が貫通可能な位置に連接部12aが配置されており、当該仮想直線は、ベース部5がタンクユニットに当接する当接面と直交する位置関係となる。
本実施例におけるポンプユニット4は吊り下げられる構造である。そのため連接部12aは、燃料ポンプ41の上方に向けて伸びるように形成されている。また、燃料ポンプ41の上方側にのみ連接部12aがあり、対応する位置である燃料ポンプ41の下方側には連接部は存在しない。ポンプユニット4を吊り下げる構成であるため、荷重受け部11aから下方に伸びる連接部12aはポンプユニット4に対して真上に向けた力を与えるように働く。したがって、ポンプユニット4の静止時においては、連接部12aは主として引っ張り応力がかかるものとなり、常に大きなせん断応力が連接部12aにかかるようなことは回避され得る。そのため、連接部12aの形態などの自由度を高めることが可能となり得る。
連接部12aとポンプユニット4の重心Gとの関係は、本実施例のように、連接部12aの一部がポンプユニット4の重心Gの真上に存在するものであることが好ましい。また、連接部12aの回転軸R方向の中心位置が、前記仮想面Sが横断可能な位置となることが望ましい。
荷重受け部11aと連接部12aとの接続は、複数個所で接続することも可能であるが、本実施例のように一箇所で行われることが望ましい。荷重受け部11aと連接部12aが接続される箇所が低減されると、振動の伝播経路の数が低減されるからである。
ところで、荷重受け部11aとベース部5は凹部85に凸部86が挿入された状態で接続されている。当該接続は、圧入などとは異なり、凹部85と凸部86との間に若干の隙間が形成される。したがって、密着状態と異なり、荷重受け部11aとベース部5との間に若干のがたつきが生じる。このため、荷重受け部11aからベース部5に対して振動が伝わることが抑制可能となり得る。
本実施例においては、荷重受け部11aに設けられた凹部85に対してベース部5に設けられた凸部86が挿入された状態となることにより荷重受け部11aとベース部5が接続されている。より詳しくは、ベース部5に設けられた凸部位83の一部に凸部86が設けられており、荷重受け部11aの端部に設けられ凸部位83を挟み込むことが可能な挟み込み部位84の一部に凹部85が設けられている。このため、挟み込み部位84を構成する板状の部位同士の間で荷重受け部11aの一方向の挙動範囲が定まる。したがって、凹部85と凸部86との間で荷重受け部11aの前記一方向以外の挙動範囲を定めればよく、凸部86の周囲全体が凹部85に密着していなくても荷重受け部11aとベース部5が分離することを抑制することができる。よって、凹部85内において凸部86が挙動することが可能となり得る。なお、本実施例においては、挟み込み部位84により荷重受け部11aが左右方向に動く範囲を抑制しており。左右方向に突出した凸部86が凹部85より抜け落ちることが抑制されている。
本実施例の燃料供給装置1であると、アッパベース51とロアベース52が可撓性のろ過材73を挟み込む構成であるため、より一層、燃料タンク9に振動を発生させることを抑制しうる。また、本実施例においてはアッパベース51もろ過材73も弾性変形可能なものであるため、更に、燃料タンク9に振動を発生させることを抑制しうる。
上記実施例に記載した態様のほか、以下に記すような変形例とすることも可能である。図8に示す変形例1のように、荷重受け部11bを複数回屈曲するように形成することも可能である。変形例1の場合、荷重受け部11bの一部は側面視において略S字状に屈曲している。このように構成すると、弾性変形可能な荷重受け部11bの長さを比較的長くすることが可能となるため、振動の吸収を効果的に行い易くなり得る。また、形状に起因して弾性変形可能となり得るため、当該面からしても振動を吸収しやすくなり得る。変形例1においては、連接部12bの両側に当該屈曲が形成されている。特に側面視において、連接部12bを通る線を対称軸とする線対象となるように形成されており、荷重受け部11bと連接部12bが接続する部位が略T字状に形成されている。変形例1では、上下方向に折りたたむように屈曲されており、荷重受け部11bは比較的上下方向に変形し易くなり得る。
図9に示す変形例2のように、荷重受け部11cの屈曲を左右方向に向けて形成することも可能である。変形例2においては、連接部12cの両側に当該屈曲が形成されている。特に平面視において、連接部12cを通る線を対称軸とする線対象となるように屈曲が形成されている。変形例2においては、左右方向に折りたたむように屈曲されており、荷重受け部11cは比較的上下方向に変形し易く構成されている。変形例2の構成においては、荷重受け部11cが側面視において円弧形状でありながら、荷重受け部11cの長さを比較的長めに形成することが可能となるため、荷重受け部11cが各所に衝突する可能性を抑制しながら、振動の伝達をより効果的に抑制することが可能となり得る。
図10及び図11に示す変形例3のように、連接部12dを組立構造とすることも可能である。荷重受け部11d側の部位とポンプユニット4側の部位を嵌合状態で組み立てるようにすれば、各々の部位が繋がる部分にがたつきが生じることにより、振動の伝達を低下させることが可能となり得る。また、連接部12dが屈曲可能な構成とすれば、燃料ポンプ41が運転されることでポンプユニット4が動いた場合に、連接部12dが屈曲することにより、荷重受け部11dに振動が伝わることが抑制され得る。また、ポンプユニット4を吊り下げた際の吊り下げ中心軸H上の所定箇所を中心としてポンプユニット4が揺動できる構成とすると良い。例えば、略球形状の部位と、当該部位を包み込むように嵌め込む事が可能な凹形状の部位とを嵌合させることで、ボール継ぎ手状の可動部をつくれば、当該構成とすることが可能である。当該構成とすれば、連接部12dにおいても、効果的に振動を減衰しうる。
以上、幾つかの実施例を用いて実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態のほか、その他各種の形態で実施可能なものである。例えば、連接部は一箇所だけ設けるものとする必要は無く、複数個所に設けることが可能である。例えば、回転軸と直交する方向に並ぶように複数個所設けることも可能であるし、回転軸に沿って複数個所に設けることも可能である。仮想面が横断できる位置に、複数個所の連接部の全てが配置されても良いし、その中の一部だけを配置するものとしても良い。
連接部は、ポンプユニットの重心の真上に位置する構成でなくても良い。例えば、若干左右方向や前後方向にずれた箇所に位置する構成とすることも可能である。
荷重受け部は、弾性変形する必要は無く、剛体で形成することも可能である。ただし、弾性変形できる構造であるほうが、燃料タンクなどに振動を伝えることを抑制し易くなる。
荷重受け部は両端がベース部に嵌めこまれて接続している構成である必要性は無い。荷重受け部とベース部をネジで固定することや、荷重受け部とベース部を一体成形することなども可能である。
荷重受け部とベース部は分離可能な構造である必要性は無く、分離不能な一続きの部材として構成されていても良い。ただし、分離可能な構造であると、荷重受け部の弾性を調整し易い。また、振動の減衰を抑制する構造とすることが比較的容易となり得る。
ベース部は、アッパベースとロアベースによりろ過材を挟み込んだ形態のものである必要性は無く、ロアベース及び/又はろ過材が備えられていないものとすることが可能である。
また、荷重受け部に凹部を構成し、ベース部に凸部を構成することに限ることは無く、荷重受け部に凸部を構成し、ベース部に凹部を構成することも可能である。
また、乗物としては、車両であることに限らず、飛行機やヘリコプターなど空中を飛行する乗物や、船舶や潜水艇など海面や海中などを移動する乗物としてもよい。
1 燃料供給装置
4 ポンプユニット
5 ベース部
7 フィルタ部材
9 燃料タンク
11a 荷重受け部
11b 荷重受け部
11c 荷重受け部
11d 荷重受け部
12a 連接部
12b 連接部
12c 連接部
12d 連接部
41 燃料ポンプ
41a 回転体
43 ポンプケーシング
45 圧力調整弁用ケース
85 凹部
86 凸部
G 重心
R 回転軸
S 仮想面

Claims (5)

  1. 回転軸を中心に回転する回転体を有する燃料ポンプを備えたポンプユニットと、前記ポンプユニットの荷重を受けることが可能な荷重受け部と、を備えた燃料供給装置であって、
    前記荷重受け部と、前記ポンプユニットとの間に、前記荷重受け部と前記ポンプユニットを連接する連接部を備えることで前記ポンプユニットが吊り下げ支持可能とされており、
    前記燃料ポンプの回転体の回転軸と直交するとともに前記ポンプユニットの重心を通る仮想面が横断可能な位置に、前記連接部が配置されている燃料供給装置。
  2. 請求項1に記載の燃料供給装置であって、
    前記荷重受け部は、弾性体を用いて構成されている燃料供給装置。
  3. 請求項1又は2に記載の燃料供給装置であって、
    前記荷重受け部は、側面視弧形状である燃料供給装置。
  4. 請求項1乃至3の何れかに記載の燃料供給装置であって、
    前記荷重受け部の一部にS字状の部位を備える燃料供給装置。
  5. 請求項1乃至4の何れかに記載の燃料供給装置であって、
    前記荷重受け部の一端及び他端は、凹部に凸部が挿入された状態でベース部に係止される燃料供給装置。
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