JP2019015272A - 燃料フィルタ及び燃料ポンプモジュール - Google Patents
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Abstract
Description
この燃料供給装置では、燃料ポンプの上流側に濾過式の1次フィルタ(燃料フィルタ)を配置している。
2r<R
R−r<D
を満たすように設定されていることを特徴とする。
R−r<D≦R
を満たすように設定されていることを特徴とする。
0<Z1<R
を満たすように設定されていることを特徴とする。
図1は、実施形態の燃料ポンプモジュールの外観斜視図である。図2は、燃料ポンプモジュールの分解斜視図である。
図1及び図2に示すように、この燃料ポンプモジュール1は、ポンプユニット2とフィルタユニット(燃料フィルタに相当)3を着脱自在に結合したものである。フィルタユニット3は、ポンプユニット2の燃料流れ方向における上流側に位置してポンプユニット2に結合されており、不図示の燃料タンクから導入される液体燃料を濾過してポンプユニット2に導出する。
以下、ここでは、鉛直方向上側を単に上側、鉛直方向下側を単に下側と表現して説明する。また、燃料ポンプモジュール1の中心軸線(後述するポンプ本体10の吸入ポート11の中心軸線や円筒管50及び円筒ボス部62の中心軸線と一致)に沿った方向を軸方向、この中心軸線に直交する、該中心軸線を基準にした放射方向を径方向、この中心軸線の回りに周回する方向を周方向という。また、ポンプユニット2及びフィルタユニット3のそれぞれの前後方向の区別については、両ユニット2、3の組み付け方向(合わせ方向)を前方、両ユニット2、3の取り外し方向(反合わせ方向)を後方として説明する。
この燃料ポンプモジュール1は、全体的に軸方向に長い略円柱形状をなしており、モジュールの中心軸線を水平方向に向けた姿勢で、図示しない燃料タンクの下方に配置される。燃料ポンプモジュール1には、燃料タンクから液体燃料を吸入する燃料吸入管4と、吸入した液体燃料を外部に(内燃機関に向けて)吐出する燃料吐出管5と、余剰燃料を燃料タンクに戻す燃料リターン管6と、が設けられている。これらの管路(燃料吸入管4、燃料吐出管5、燃料リターン管6)は、ホース等を介して、燃料タンク側及び内燃機関側と接続される。この際、燃料ポンプモジュール1は、燃料吸入管4と燃料リターン管6のホース接続端を垂直方向上方へ向けた姿勢で燃料タンクの下方に搭載される。
図3は、燃料ポンプモジュールの縦断面図である。図4は、燃料ポンプモジュールを構成するポンプユニットとフィルタユニットの結合前の斜視図である。
図1〜図4に示すように、ポンプユニット2は、燃料タンクからの液体燃料を吸入して外部に吐出する機能を有するもので、外殻体としての有底円筒状のポンプユニットケース20を備えている。ポンプユニットケース20は、樹脂成形品よりなるもので、円筒周壁21と、円筒周壁21の一端(後端)開口を塞ぐ端壁23と、を備えている。
また、図1及び図2に示すように、ポンプユニットケース20の端壁23の外面には、ポンプ本体10のモータを外部機器に電気接続するためのコネクタ7が設けられている。
図3に示すように、ポンプユニットケース20の内部には、順次連通する吐出側内部通路30、31が設けられている。上流側に位置する吐出側内部通路30には、ポンプ本体10の吐出ポート12がOリング13を介して液密に接続されている。
また、図3に示すように、吐出側内部通路31には、プレッシャレギュレータ8が接続されている。プレッシャレギュレータ8は、内燃機関へと圧送される燃料に対して所定の燃圧を確保するためのものである。プレッシャレギュレータ8は、吐出側内部通路30、31内に余剰な燃圧が発生した場合(内部の燃料圧力が所定値以上になったとき)に、吐出側内部通路30、31内の燃料を燃料リターン管6を通して燃料タンクに戻して、吐出燃料の燃圧を一定に調整する。
図4に示すように、ポンプユニット2には、ポンプユニットケース20の円筒周壁21の開口端25に位置させて、樹脂成形品よりなるポンプユニット側合わせプレート40が設けられている。ポンプユニット側合わせプレート40は、ポンプユニット2の軸方向に対して垂直な姿勢で、円筒周壁21の開口端25を塞ぐように、ポンプユニットケース20に固着されている。
また、円筒管50の先端側には、芯合わせ用のガイド凸部として機能する延長管部52が設けられている。この延長管部52は、単に円筒管50の先端をこの径のまま長めに延長した部分である。この延長管部52の円筒周壁には、先端縁から円筒管50の基部に向かって延びる複数のスリット52aが設けられている。これらのスリット52aは、円筒周壁の厚さ方向に貫通することで、延長管部52の内外での液体燃料の流通を促す連通部として機能する。
ポンプユニット側合わせプレート40の合わせ面41aにおける円筒管50の基部の周囲には、円筒管50と同心に円環状の突当溝42が設けられている。この円環状の突当溝42の内底面は、ポンプユニット2とフィルタユニット3の軸方向の位置決めを行う突当面42aとされている。
また、合わせ面41aの突当溝42の外周側には、円筒管50が位置する中心部を取り囲むように、円筒管50と同心に径方向に等間隔に複数の円環状の凸壁43が設けられている。円環状の凸壁43は、例えば断面矩形状のもので、フィルタユニット3側に向けて突出するように形成されている。円環状の凸壁43が同心状に等間隔に複数設けられていることにより、径方向に隣接する凸壁43と凸壁43の間には、円環状の凹所44が設けられている。また、燃料ポンプモジュール1の設置姿勢の上下方向を基準にして、合わせ面41aの中心部より下半分の領域に位置する円環状の凸壁43の周方向の一部には切欠43aが設けられている。各凸壁43の切欠43aの設けられている角度位置は同じで、各凸壁43に切欠43aがあることによって、合わせ面41a上に径方向に沿った排出溝45が設けられている。
次にフィルタユニット3について説明する。
図2〜図4に示すように、フィルタユニット3は、樹脂成形品よりなる有底円筒状のフィルタユニットケース80と、フィルタユニットケース80の内部に収容されたフィルタカートリッジ60と、を備えている。その他には、フィルタユニットケース80内におけるフィルタカートリッジ60の濾過前空間に連通する燃料吸入管4(燃料導入口)と、フィルタカートリッジ60の濾過後空間に連通する燃料導出口(後述)と、ポンプユニット2との結合のための合わせ面61aを有したフィルタユニット側合わせプレート61と、を備えている。
ここで、フィルタユニット側合わせプレート61は、後述するように、フィルタカートリッジ60の前面板として設けられている。
まず、フィルタユニットケース(フィルタケース)80の構成について述べる。
図5〜図7(c)に示すように、フィルタユニットケース80は、例えば、樹脂により形成されている。フィルタユニットケース80は、概略有底円筒状のもので、内部にフィルタカートリッジ収容空間82を備えた円筒周壁(筒状周壁)81と、円筒周壁81の後端開口を閉塞する端壁83と、円筒周壁81の前端縁に延設された、円筒周壁81よりも大径の円筒フード部84と、を備えている。
円筒周壁81の内周面は円筒内周面81aとされている。円筒フード部84は、図1及び図3に示すように、ポンプユニットケース20の円筒周壁21の前端外周に嵌まることにより、ポンプユニットケース20の前端部を覆うように設けられている。
ここで、燃料吸入管4の配置や寸法などについて詳しく説明する。
フィルタユニットケース80は、燃料ポンプモジュール1が軸線を水平方向に向けて配置されることから、同様に軸線を水平方向に向けて配置される。
図5〜図7に示すように、燃料吸入管4は、鉛直方向に延びる軸線を有した円筒パイプ状をなしている。燃料吸入管4は、先端開口4bを上方に向けた姿勢で、基端側がフィルタユニットケース80の円筒周壁81の外側面部から端壁83にかけての角部に接合されている。
2r<R …(1)
R−r<D≦R …(2)
0<Z1<R …(3)
次にフィルタカートリッジについて説明する。
図5に示すように、フィルタカートリッジ60は、液体燃料を外周側から内周側に向かって透過することで燃料中の固形物を濾過する円筒形状のフィルタエレメント68と、それを支持する樹脂成形品よりなる円板状の前面板(フィルタユニット側合わせプレート61)及び後面板67と、を備えている。
ここで、燃料吸入管4は、先端開口4bを上方に向けた姿勢で、基端側がフィルタユニットケース80の円筒周壁81の外側面部から端壁83にかけての角部に接合されているので、燃料吸入管4をこの燃料吸入管4の延出方向からみたとき、円筒内周面4aとフィルタカートリッジ60の後面板67とが重なっている。
図5に示すように、フィルタユニット側合わせプレート61の面内中央部には、円筒ボス部62が設けられている。この円筒ボス部62の内部貫通孔70は、前面板としてのフィルタユニット側合わせプレート61の中心部に位置しており、フィルタユニット3の燃料導出口に相当する。
円筒ボス部62の先端側は、ポンプユニット側合わせプレート40の合わせ面41aに設けた突当溝42に挿入される部分である。円筒ボス部62の先端面は、突当溝42の内底面である突当面42aに突き当たる突当面62aとされている。これらフィルタユニット側合わせプレート61の突当面62aとポンプユニット側合わせプレート40の突当面42aとが互いに突き当たることで、両合わせプレート61、40が軸方向に位置決めされる。
ポンプユニット2側及びフィルタユニット3側の両合わせプレート40、61が以上のように構成されていることにより、両合わせプレート40、61の合わせ面41a、61aが互いに合わせられた際に、ポンプユニット2側の円環状の凸壁43がフィルタユニット3側の円環状の凹所64に嵌まり、フィルタユニット3側の円環状の凸壁63がポンプユニット2側の円環状の凹所44に嵌まる。これにより、両合わせ面41a、61a間に、中心部から径方向外方に沿ったラビリンス(迷路状の隘路)が形成される。このラビリンスは、外部からダストなどの異物が入らないようシール機能を発揮するシール手段に相当する。
次に、ポンプユニット2とフィルタユニット3を着脱自在に結合する結合構造(結合手段)について説明する。この結合構造は、ポンプユニットケース20とフィルタユニットケース80の2つのケース間に設けられている。
ロック手段(ロック凸部26とロック舌片86)は、ポンプユニット側合わせプレート40とフィルタユニット側合わせプレート61の合わせ面41a、61a同士を対向させ、且つポンプユニット2の円筒管50の内部貫通孔50a(燃料吸入口)とフィルタユニット3の円筒ボス部62の内部貫通孔70(燃料導出口)とをOリング56を介して液密に連通接続した状態で、ポンプユニット2とフィルタユニット3とを着脱自在に結合するためのものである。
また、ロック凸部26が設けられたポンプユニットケース20の円筒周壁21の外周には、ロック凸部26の周方向に隣接させて差し込み枠27が設けられている。また、ロック舌片86が設けられたフィルタユニットケース80の円筒フード部84の前端には、ロック舌片86の周方向に隣接させて差し込み舌片87が設けられている。
これら差し込み枠27と差し込み舌片87は、ポンプユニット2とフィルタユニット3の結合のための軸方向のスライド操作により、互いに嵌合して、隣接するロック舌片86の拡径方向の弾性変形を規制する変形規制手段を構成している。
ポンプユニット2には、前述したガイド凸部としての機能を持つ円筒管50が設けられている。また、フィルタユニット3には、ガイド凹部としての機能を持つ円筒ボス部62が設けられている。これらの円筒管50と円筒ボス部62は、両ユニット2、3の結合操作時に、Oリング56を介してポンプユニット2の燃料吸入口(円筒管50の内部貫通孔50a)とフィルタユニット3の燃料導出口(円筒ボス部62の内部貫通孔70)とが連通接続されるのに先だって互いに嵌まる。そしてそれにより、ポンプユニット2とフィルタユニット3とを径方向に芯合わせするガイド機能部としての役割をなす。
次に作用を説明する。
ポンプユニット2とフィルタユニット3を結合する場合は、ポンプユニット2に対してフィルタユニット3を周方向に位置合わせしながら、ポンプユニット2に対しフィルタユニット3を軸方向にスライド操作する。そうすると、ポンプユニット2の円筒管50の延長管部52の先端が、フィルタユニット3の円筒ボス部62の内部貫通孔70のガイド孔部72に挿入される。円筒管50の延長管部52の先端がガイド孔部72に挿入されることで、ポンプユニット2とフィルタユニット3が芯合わせ(センタリング)される。また、この動作と共に、フィルタユニット3の円筒フード部84の前端のロック舌片86が、ポンプユニット2のロック凸部26の前側斜面の起点に突き当たる。
図10は、フィルタユニットの燃料と気泡の流れを示す概略説明図で、(a)は鉛直上方から見た概略平面図、(b)は水平方向から見た概略正面図である。
以上の構成では、フィルタユニット3において、燃料吸入管4は、この燃料吸入管4の延出方向からみて、一部がフィルタユニットケース80の内部空間よりも外側に突出している。このため、燃料吸入管4の内部通路とフィルタユニットケース80の内部空間を連通する連通口4hをできるだけ大きくとることができる。このため、連通口4hにおいて、気泡が積極的に通る通路と燃料が積極的に通る通路とを、十分確保することができる。この結果、燃料吸入管4からフィルタユニットケース80への燃料の流入と、フィルタユニットケース80から燃料吸入管4への気泡の排出を、互いの干渉を少なくしながら、スムーズに行うことができる。特に高温時に、燃料から多量の気泡が発生した場合にも、フィルタユニットケース80から燃料吸入管4への気泡の流れをスムーズにすることができる。つまり、気液交換性の向上を図ることができる。よって、フィルタユニットケース80内に十分な量の燃料を貯留しておくことができ、ポンプユニット2(ポンプ本体10)への燃料供給が不足するようなことを防止できる。
さらに、フィルタユニットケース80において、燃料吸入管4を上述した条件(1)、(2)、(3)を満たすように配置することで、連通口4hを最大限大きくすることができる。
また、ポンプユニット2とフィルタユニット3を軸方向にスライドさせるだけで、ロック舌片86とロック凸部26を係合させることができるスナップフィット式のロック手段を採用している。このため、容易に両ユニット2、3を結合することができる。
さらに、上記実施形態では、結合すべきケース(ポンプユニットケース20及びフィルタユニットケース80)が円筒形状のケースの場合を述べたが、それ以外の筒状であってもよい。
2…ポンプユニット
3…フィルタユニット
4…燃料吸入管
4a…円筒内周面(第2円筒内周面)
4b…先端開口
4c…基端側の内底面
4h…連通口
4x…中心軸線
5…燃料吐出管
10…ポンプ本体
11…吸入ポート
12…吐出ポート
13…Oリング
20…ポンプユニットケース
21…円筒周壁
22…ポンプ本体収容空間
23…端壁
26…ロック凸部
27…差し込み枠
40…ポンプユニット側合わせプレート
41…プレート本体
41a…合わせ面
42…突当溝
42a…突当面
43…凸壁
43a…切欠
44…凹所
45…排出溝
48…支持ロッド
48a…スリット
50…円筒管
50a…燃料吸入口
51…段部
52…円筒管の延長部(ガイド凸部)
56…Oリング
60…フィルタカートリッジ
61…合わせプレート
61a…合わせ面
62…円筒ボス部
62a…突当面
63…凸壁
63a…切欠
64…凹所
65…排出溝
67…後面板
68…フィルタエレメント
69…濾過後空間
70…貫通孔(燃料導出口)
80…フィルタユニットケース
81…円筒周壁(筒状周壁)
81a…円筒内周面(第1円筒内周面)
82…フィルタカートリッジ収容空間
83…端壁
84…フード部
85…合わせプレート環状支持部
86…ロック舌片
86a…ロック孔
87…差し込み舌片
X…フィルタユニットの中心軸線
M…相貫線
Claims (8)
- 筒状周壁及び該筒状周壁の一端開口を塞ぐ端壁を有する有底筒状のフィルタユニットケースと、
該フィルタユニットケースの軸方向と交差する方向に延びた筒状をなし、基端側が前記フィルタユニットケースの前記筒状周壁の外側面部に接合された燃料吸入管と、
前記フィルタユニットケースの内部に、前記筒状周壁の内周面と同心状に収容されたフィルタカートリッジと、
を備え、
前記燃料吸入管の内部通路は、前記燃料吸入管の内周面と前記フィルタユニットケースの前記筒状周壁の内周面とが交わる相貫線で囲まれた連通口を介して、前記フィルタユニットケースの内部空間に連通されており、
前記燃料吸入管の延出方向からみて、前記内部通路の一部が前記フィルタユニットケースの内部空間よりも外側に突出している
ことを特徴とする燃料フィルタ。 - 前記燃料吸入管を該燃料吸入管の延出方向からみたとき、前記内部通路の開口面積の半分以上が前記フィルタユニットケースの前記内部空間と重なっている
ことを特徴とする請求項1に記載の燃料フィルタ。 - 前記フィルタユニットケースの前記筒状周壁の前記内周面は、半径Rの第1円筒内周面とされ、且つ前記燃料吸入管の前記内周面は、半径rの第2円筒内周面とされており、
前記第1円筒内周面の第1中心軸線と前記燃料吸入管の前記第2円筒内周面の第2中心軸線との間の距離をDとするとき、前記半径R及び前記半径rは、
2r<R
R−r<D
を満たすように設定されている
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の燃料フィルタ。 - 前記半径R、前記半径r、及び前記距離Dは、
R−r<D≦R
を満たすように設定されている
ことを特徴とする請求項3に記載の燃料フィルタ。 - 前記フィルタユニットケースの中心軸線の高さから前記燃料吸入管の内部通路の基端側の端部の高さを引いた値をZ1とするとき、該値Z1及び前記半径Rは、
0<Z1<R
を満たすように設定されている
ことを特徴とする請求項4に記載の燃料フィルタ。 - 前記燃料吸入管の基端側が、前記フィルタユニットケースの前記筒状周壁の外側面部から前記端壁にかけての角部に接合されている
ことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の燃料フィルタ。 - 前記フィルタカートリッジは、
外周側から内周側に向けて燃料が透過することで燃料を濾過する筒状のフィルタエレメントと、
前記フィルタエレメントの一端開口を塞ぐと共に、前記フィルタユニットケースの端壁寄りに配置される後面板と、
前記フィルタエレメントの他端開口を塞ぐと共に、中心部に前記フィルタエレメントの内周側の空間に透過した燃料を外部に導く燃料導出口を有した前面板と、
からなり、
前記燃料吸入管を、該燃料吸入管の延出方向からみたとき、前記内部通路と前記後面板とが重なっている
ことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の燃料フィルタ。 - 請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の燃料フィルタと、
燃料タンクからの液体燃料を吸入して外部に吐出するポンプユニットと、
を備え、
前記燃料フィルタは、前記燃料タンクから導入される液体燃料を濾過して前記ポンプユニットに導出する
ことを特徴とする燃料ポンプモジュール。
Priority Applications (2)
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