JP2020063704A - 燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料ポンプが、一次フィルタを介して気泡を含んだ燃料を吸い込むことを抑制できる燃料供給装置を提供する。【解決手段】ポンプ収容ケース部２１ｓｐとポンプハウジング５ｚとの間に、モータ軸方向Ｃに貫通する隙間であるケース隙間１１が設けられ、ケース隙間１１のモータ軸方向の他方側Ｃ２の端部は燃料タンクに開口しており、燃料ポンプ５と収容ケース蓋部４ｃとの間に、気泡排出口５２ｂをケース隙間１１に接続する隙間である蓋部隙間１２が設けられた燃料供給装置。【選択図】図１０

Description

本願は、燃料供給装置に関する。

車両用の燃料供給装置の中でも、自動二輪車用の燃料供給装置は、燃料タンクの構造上、燃料タンク底面から燃料タンク内部に挿入され、燃料タンク底面から立ち上がるように設置される。

このような燃料供給装置として、特許文献１に記載された装置が知られている。特許文献１の燃料供給装置では、燃料タンク底面の開口部に取り付けられる蓋部材に、燃料ポンプ、プレッシャレギュレータ、フィルタ等を収納したケース体が固定される。

ケース体には、主に、燃料ポンプと、燃料ポンプが吸い上げる燃料をろ過する一次フィルタ、燃料ポンプによって加圧された燃料を濾過する二次フィルタと、燃料ポンプが吐出した燃料のうち、余剰な燃料を排出するためのプレッシャレギュレータ等の部材が収納される。また、車両が傾斜した際に、一次フィルタ周囲における燃料切れを防止するため、燃料を蓄積できるように有底筒状の部材が備えられる。

有底筒状の部材の内側には、プレッシャレギュレータから排出される余剰燃料中に含まれる気泡を抑制する円錐状の気泡制御部材が備えられている。

特許第５４１４４８３号

特許文献１の技術では、円錐状の気泡制御部材を設けることにより、円錐形状により対流を起こすことで、余剰燃料中に含まれる気泡を減少すると共に小さくし、一次フィルタから再吸入される燃料の気泡を減少させる。

しかしながら、特許文献１の技術では、気泡を完全に除去することはできない。また、余剰燃料は、円錐状の気泡制御部材を通った後、有底筒状の部材の内側に戻される。そのため、有底筒状の部材の内側に配置された一次フィルタから気泡を含んだ燃料が吸入されるため、燃料ポンプの吐出能力の低下が懸念される。

また、回転体であるインペラを回転させて燃料タンク内の燃料を吸上げる燃料ポンプにおいては、インペラの外周羽根部に沿って形成したポンプ流路内にて生じる気泡を排出するため、流路途中に外部と連通する気泡排出口が設けられている。しかしながら、気泡排出口から排出された気泡を含む燃料が、有底筒状の部材の内側に排出されると、一次フィルタから気泡を含んだ燃料が吸入されるため、燃料ポンプの吐出能力の低下が懸念される。

本願は、上記のような課題を解決するためになされたもので、燃料ポンプが、一次フィルタを介して気泡を含んだ燃料を吸い込むことを抑制できる燃料供給装置を得ることを目的とする。

本願に係る燃料供給装置は、
燃料を加圧すると共に燃料中の気泡を排出するポンプ部と、前記ポンプ部を駆動する電動モータ部と、前記ポンプ部及び前記電動モータ部を収容するポンプハウジングと、モータ軸方向の一方側に開口し、前記ポンプ部に供給する燃料が外部から供給される吸入口と、モータ軸方向の他方側に開口し、前記ポンプ部から吐出された燃料を外部に吐出する吐出口と、モータ軸方向の一方側に開口し、前記ポンプ部から排出された気泡を排出する気泡排出口と、を備えた、燃料タンク内に配置される燃料ポンプと、
前記燃料ポンプのモータ軸方向の一方側に配置され、前記吸入口に供給される燃料をろ過する一次フィルタと、
前記ポンプハウジングが内側に収容される筒状のポンプ収容ケース部と、
前記ポンプ収容ケース部のモータ軸方向の一方側の開口を密閉する蓋部材であって、前記吸入口を前記一次フィルタに接続する貫通孔を有する収容ケース蓋部と、
前記一次フィルタが内側に配置されるフィルタ配置空間を形成する有底筒状の部材であって、前記ポンプ収容ケース部に連結される有底筒状部と、を備え、
前記ポンプ収容ケース部と前記ポンプハウジングとの間に、モータ軸方向に貫通する隙間であるケース隙間が設けられ、前記ケース隙間のモータ軸方向の他方側の端部は前記燃料タンクに開口しており、前記燃料ポンプと前記収容ケース蓋部との間に、前記気泡排出口を前記ケース隙間に接続する隙間である蓋部隙間が設けられたものである。

本願に係る燃料供給装置によれば、燃料ポンプの気泡排出口からモータ軸方向の一方側に排出された気泡を含む燃料は、燃料ポンプと収容ケース蓋部との間に設けられた蓋部隙間を流れた後、ポンプ収容ケース部とポンプハウジングとの間に設けられたケース隙間に流れる。そして、気泡を含む燃料は、ケース隙間をモータ軸方向の他方側に流れた後、開口部から燃料タンクに排出される。よって、気泡を含む燃料は、一次フィルタが配置された有底筒状部のフィルタ配置空間から離れた場所に排出され、一次フィルタから再吸入されることを抑制できる。よって、気泡の吸入により燃料ポンプの吐出能力が低下することを抑制できる。

実施の形態１に係る燃料タンクに設置された状態の燃料供給装置の燃料の流れと構成要素の配置を説明する模式図である。 実施の形態１に係る燃料供給装置の斜視図である。 実施の形態１に係るタンク蓋部材の斜視図である。 実施の形態１に係る燃料供給装置をモータ軸方向に平行な平面で切断した断面図である。 実施の形態１に係るケース本体部をモータ軸方向に平行な平面で切断した断面図である。 実施の形態１に係るプレッシャレギュレータ付近の燃料供給装置をモータ軸方向に平行な平面で切断した要部断面図である。 実施の形態１に係る燃料ポンプと二次フィルタとの接続流路を説明する分解斜視図である。 実施の形態１に係るポンプ部を、モータ軸方向に平行な面で切断した断面図である。 実施の形態１に係る燃料ポンプと収容ケース蓋部との接続を説明するための分解斜視図である。 実施の形態１に係る燃料ポンプの気泡排出口から排出された気泡の排出経路説明するために、図４のＸ部分を拡大した要部断面図である。 実施の形態１に係るポンプ収容ケース部とポンプハウジングとの間に形成されたケース隙間を説明するために、燃料供給装置を図２のＡ−Ａ断面位置でモータ軸方向に垂直な平面で切断した断面図である。

１．実施の形態１
実施の形態１に係る燃料供給装置１について、図面を参照して説明する。図１は、燃料タンク９２０に設置された状態の燃料供給装置１の燃料の流れと構成要素の配置を説明する模式図である。図２は、燃料供給装置１の斜視図である。図３は、タンク蓋部材３の斜視図である。図４は、燃料供給装置１をモータ軸方向Ｃに平行な平面で切断した断面図である。図５は、ケース本体部２１をモータ軸方向Ｃに平行な平面で切断した断面図である。図６は、プレッシャレギュレータ７付近の燃料供給装置１をモータ軸方向Ｃに平行な平面で切断した要部断面図である。図７は、燃料ポンプ５と二次フィルタ６との接続部分を説明する分解斜視図である。図８はポンプ部５０を、モータ軸方向Ｃに平行な面で切断した断面図である。図９は、燃料ポンプ５と収容ケース蓋部４ｃとの接続を説明するための分解斜視図である。図１０は、燃料ポンプ５の気泡排出口５２ｂから排出された気泡の排出経路説明するために、図４のＸ部分を拡大した要部断面図である。図１１は、ポンプ収容ケース部２１ｓｐとポンプハウジング５ｚとの間に形成されたケース隙間１１を説明するために、燃料供給装置１を図２のＡ−Ａ断面位置でモータ軸方向Ｃに垂直な平面で切断した断面図である。

本実施の形態に係る燃料供給装置１は、例えば、車両に搭載されたエンジン等の燃料消費装置９１０に燃料を供給するものであり、燃料タンク９２０内に配設される。基本的な構成として、図１に示すように、燃料供給装置１は、燃料タンク９２０内の燃料９９０中に浮遊している夾雑物を除去する一次フィルタ４と、一次フィルタ４を介して燃料を吸引し、加圧して吐出する燃料ポンプ５と、を備えている。そして、例えば、燃料ポンプ５から吐出された高圧燃料中の夾雑物等を除去するための二次フィルタ６と、余剰燃料を排出することで、燃料ポンプ５から吐出された燃料の圧力を制限圧力に保つプレッシャレギュレータ７とを備えている。

本願では、電動モータ部５ａの回転軸５ｍの軸心に平行な方向をモータ軸方向Ｃ（以下、単に軸方向Ｃと称す）と定義する。燃料供給装置１が燃料タンク９２０内に配設された状態で、軸方向の一方側Ｃ１は、鉛直下側になり、軸方向の他方側Ｃ２は、鉛直上側になる。

本実施の形態に係る燃料供給装置１は、自動二輪車用のように、燃料タンク９２０の底壁に設けられた開口部９２１から燃料タンク９２０の内側に挿入され、燃料タンク９２０の底壁から上側に立ち上がるように設置されることを想定したものである。そのため、図１及び図２に示すように、燃料供給装置１は、燃料タンク９２０の底壁の開口部９２１に固定され、開口部９２１を密閉するタンク蓋部材３と、タンク蓋部材３に連結され、燃料ポンプ５及び二次フィルタ６等を支持するケース体２と、を備えおり、タンク蓋部材３とケース体２により筐体１０が形成されている。タンク蓋部材３及びケース体２は、熱可塑性樹脂（例えば、ＰＯＭ：Poly Oxy Methylene）で形成されている。

＜タンク蓋部材３、有底筒状部３ｓ＞
図３に示すように、タンク蓋部材３は、軸方向の他方側Ｃ２に開口する有底筒状の有底筒状部３ｓと、有底筒状部３ｓの底壁３ａ部分から外周側に延びる円環板状のフランジ部３ｆと、を備えている。有底筒状部３ｓの底壁３ａとフランジ部３ｆは、軸方向Ｃに直交する方向に延在する円板状に形成されており、燃料タンクの開口部９２１を塞ぐ蓋となる。フランジ部３ｆの軸方向の他方側Ｃ２の端面が、不図示の固定部材により燃料タンクの開口部９２１に密着し、開口部９２１を密閉する。

有底筒状部３ｓは、底壁３ａと、底壁３ａから軸方向の他方側Ｃ２に延出した周壁３ｂとを有している。有底筒状部３ｓの内側には、一次フィルタ４が配置されるフィルタ配置空間３ｍが形成されている。フィルタ配置空間３ｍは、燃料タンク９２０に取り付けられた状態では上側に開口するため、燃料が溜まるサブタンクとして機能し、燃料タンク９２０内の燃料の揺れが生じたとしても、フィルタ配置空間３ｍに溜まった燃料を安定的に一次フィルタ４に供給することができる。有底筒状部３ｓの周壁３ｂには、燃料タンク９２０からフィルタ配置空間３ｍに燃料を導入する燃料導入口３ｄが設けられており、導入流路８ａを形成する（図２、図１参照）。

また、図３及び図６に示すように、有底筒状部３ｓの内側には、プレッシャレギュレータ７の軸方向の一方側Ｃ１の半分が収容されるレギュレータ収容部３ｈが形成されている。レギュレータ収容部３ｈは、軸方向の他方側Ｃ２に開口する有底筒状の部材であり、有底筒状部３ｓの底壁３ａから軸方向の他方側Ｃ２に延出した筒状部３ｃにより構成されている。レギュレータ収容部３ｈの筒状部３ｃは、有底筒状部３ｓの周壁３ｂと一体的につながった連結部３ｊを有している。連結部３ｊに、レギュレータ収容部３ｈの筒状部３ｃの内側と有底筒状部３ｓの周壁３ｂの外側とを連通する連通孔３ｐが形成されている。

レギュレータ収容部３ｈの筒状部３ｃ及び連結部３ｊの軸方向の他方側Ｃ２の端面が、プレッシャレギュレータ７を軸方向の一方側Ｃ１から支持するレギュレータ支持面３ｉとなる。レギュレータ支持面３ｉとプレッシャレギュレータ７に設けられた鍔部７ａとが密着することにより、レギュレータ収容部３ｈの軸方向の他方側Ｃ２の開口が密閉される。レギュレータ収容部３ｈの内側に配置されたプレッシャレギュレータ７の部分には、余剰燃料を排出する排出口７ｃが設けられている。よって、プレッシャレギュレータ７の排出口７ｃからレギュレータ収容部３ｈの内側空間３ｎに排出された燃料は、連通孔３ｐを通って、レギュレータ収容部３ｈの内側から有底筒状部３ｓの外側に排出される。レギュレータ収容部３ｈの開口は、プレッシャレギュレータ７により密閉されているので、プレッシャレギュレータ７の排出口７ｃから排出された燃料は、有底筒状部３ｓの内側のフィルタ配置空間３ｍには流れず、直接、有底筒状部３ｓの外側に流れる。レギュレータ収容部３ｈの内側空間３ｎ及び連通孔３ｐが、プレッシャレギュレータ７から排出された燃料を、有底筒状部３ｓの外側に導くリターン流路８ｒとなる（図１及び図６参照）。

プレッシャレギュレータ７から排出された燃料は、急激な圧力低下により、気泡が発生することがある。リターン流路８ｒにより、気泡を含む燃料を、一次フィルタ４が配置された有底筒状部３ｓのフィルタ配置空間３ｍの外側に排出することができ、一次フィルタ４から再吸入されることを抑制できる。

また、図３に示すように、有底筒状部３ｓの内側には、有底筒状部３ｓの底壁３ａから軸方向の他方側Ｃ２に延びる円筒状の接続パイプ３ｑが形成されている。接続パイプ３ｑは、二次フィルタ６側（後述するフィルタ吐出パイプ２１ｅ）に接続される。接続パイプ３ｑが設けられた底壁３ａの部分には、軸方向Ｃに貫通する貫通孔が形成されており、当該貫通孔を介して接続パイプ３ｑと、底壁３ａの軸方向の一方側Ｃ１に配置された外部吐出パイプ３ｅとが連通する。外部吐出パイプ３ｅは、燃料タンク９２０の外側に配置され、燃料消費装置９１０側に接続される吐出流路８ｅ（図１参照）となる。

図６に示すように、燃料ポンプ５を駆動制御する制御回路基板２０は、有底筒状部３ｓの底壁３ａの軸方向の一方側Ｃ１に配置され、燃料タンク９２０の外側に配置されている。制御回路基板２０の軸方向の一方側Ｃ１は、ケース部材２０ｂにより覆われ、ケース部材２０ｂと底壁３ａにより形成される密閉空間に収容されている。タンク蓋部材３には、制御回路基板２０と燃料ポンプ５等とを接続するための電気コネクタ３ｔが一体的に形成されている（図３参照）。

＜ケース体２＞
図４等に示すように、ケース体２は、タンク蓋部材３の軸方向の他方側Ｃ２に配置され、タンク蓋部材３にスナップフィットにより連結される。ケース体２は、燃料ポンプ５及び二次フィルタ６等を支持するケース本体部２１と、燃料ポンプ５と二次フィルタ６とを接続する接続流路８ｔ（図１参照）を形成するケースカバー部２２とから構成されている。ケース本体部２１とケースカバー部２２は、タンク蓋部材３と同様にＰＯＭ等の樹脂を成形して形成されている。ケース本体部２１とケースカバー部２２は、必ずしも同じ材料で形成する必要はないが、良好な溶着ができるように、同様の熱的性質を有し、互いに親和性を有する材料の組合せにすることが望ましい。

ケース本体部２１は、図５及び図４に示すように、燃料ポンプ５が内側に収容される筒状のポンプ収容ケース部２１ｓｐと、二次フィルタ６が内側に収容される筒状の二次フィルタ収容ケース部２１ｓｆと、を有する。ポンプ収容ケース部２１ｓｐと二次フィルタ収容ケース部２１ｓｆとは隣同士に配置され、一部で壁が共通化されている。

ポンプ収容ケース部２１ｓｐの内側には、燃料ポンプ５が収容される。図５及び図１１に示すように、ポンプ収容ケース部２１ｓｐの内周面は、円筒状に形成されている。ポンプ収容ケース部２１ｓｐの内周面には、径方向内側に突出し、軸方向Ｃに延びたリブ２１ｒｂが、周方向の複数個所（本例では、等間隔に３箇所）に設けられている。複数のリブ２１ｒｂが、燃料ポンプ５（ポンプハウジング５ｚ）の外周面を径方向外側から支持し、複数のリブ２１ｒｂが設けられていないポンプ収容ケース部２１ｓｐ内周面の部分と燃料ポンプ５の外周面の部分との間に、軸方向Ｃに貫通するケース隙間１１が形成される。このケース隙間が、後述する気泡を含む燃料が流れる気泡排出流路８ｂとなる。筒状のポンプ収容ケース部２１ｓｐの軸方向の一方側Ｃ１の開口部には、後述する収容ケース蓋部４ｃが取り付けられ、密閉される。

筒状のポンプ収容ケース部２１ｓｐの軸方向の他方側Ｃ２の開口部は、部分的に塞がれており、塞がれた部分に軸方向Ｃに貫通する吐出口接続孔２ｊｐが形成されている。吐出口接続孔２ｊｐは、軸方向の一方側Ｃ１に延びた円筒状の部分を有している。この円筒状の部分の内側に、燃料ポンプ５の吐出口５ｘが挿入され、連結される。一方、塞がれていない部分は、外部（燃料タンク９２０）に開口しているケース開口部２１ｏとされている。ケース開口部２１ｏに、燃料ポンプ５の電気コネクタ５ｂが配置され、電気コネクタ５ｂに電気ワイヤ１３が接続される（図４参照）。ケース開口部２１ｏにより、ケース隙間１１の軸方向の他方側Ｃ２の端部が、燃料タンク９２０に開口する。ケース開口部２１ｏが、後述する気泡を含む燃料が燃料タンク９２０に排出される排出口になり、気泡排出流路８ｂを構成する（図１参照）。

図５に示すように、吐出口接続孔２ｊｐの軸方向の他方側Ｃ２は、二次フィルタ収容ケース部２１ｓｆの軸方向の他方側Ｃ２の開口部と繋がった筒状の連通筒状部２１ｗｔとされている。図７に示すように、連通筒状部２１ｗｔの軸方向の他方側Ｃ２の開口部には、ケースカバー部２２が溶着され、密閉される。連通筒状部２１ｗｔとケースカバー部２２により形成される空間が、燃料ポンプ５の吐出口５ｘから吐出された燃料を二次フィルタ６に導く接続流路８ｔ（図１参照）となっている。

二次フィルタ収容ケース部２１ｓｆの内側には、二次フィルタ６が収容される。二次フィルタ収容ケース部２１ｓｆの軸方向の一方側Ｃ１の開口部には、二次フィルタ６が取り付けられるフィルタ取付口２ｊｆが形成されている。フィルタ取付口２ｊｆの軸方向の一方側Ｃ１の部分は、連通孔２１ｅａを介してフィルタ吐出パイプ２１ｅに連通している。フィルタ吐出パイプ２１ｅは、軸方向の一方側Ｃ１に開口する円筒状に形成されており、ケース本体部２１と一体的に形成されている。フィルタ吐出パイプ２１ｅは、前述したように、タンク蓋部材３の接続パイプ３ｑに連結され、外部吐出パイプ３ｅに接続される。

図６に、図４の切断面よりも手前側の断面図を示すように、フィルタ取付口２ｊｆの軸方向の一方側Ｃ１の部分には、プレッシャレギュレータ７が取り付けられるレギュレータ取付孔２ｊｒが形成されている。レギュレータ取付孔２ｊｒは、軸方向の一方側Ｃ１に開口する円筒状に形成され、内側に、プレッシャレギュレータ７の吸入口の部分が嵌め合される。レギュレータ取付孔２ｊｒとプレッシャレギュレータ７とは、シール材７ｓにより密閉されている。

よって、二次フィルタ６から排出された燃料は、フィルタ吐出パイプ２１ｅを通って、外部吐出パイプ３ｅから燃料消費装置９１０に供給されると共に、燃料の圧力がプレッシャレギュレータ７の制限圧力より高い場合は、プレッシャレギュレータ７から排出され、燃料タンク９２０に戻される。

＜燃料ポンプ５＞
図４及び図９に示すように、燃料ポンプ５は、燃料を加圧すると共に燃料中の気泡を排出するポンプ部５０と、ポンプ部５０を駆動する電動モータ部５ａと、ポンプ部５０及び電動モータ部５ａを収容するポンプハウジング５ｚと、ポンプ部５０に供給する燃料が外部から供給される吸入口５ｉと、ポンプ部５０から吐出された燃料を外部に吐出する吐出口５ｘと、ポンプ部から排出された気泡を排出する気泡排出口５２ｂと、を備えている。

ポンプ部５０は、燃料ポンプ５の軸方向の一方側Ｃ１の端部に配置され、電動モータ部５ａは、ポンプ部５０の軸方向の他方側Ｃ２に配置されている。吸入口５ｉは、燃料ポンプ５の軸方向の一方側Ｃ１の端部に設けられ、軸方向の一方側Ｃ１に開口している。吐出口５ｘは、燃料ポンプ５の軸方向の他方側Ｃ２の端部に設けられ、軸方向の他方側Ｃ２に開口している。気泡排出口５２ｂは、燃料ポンプ５の軸方向の一方側Ｃ１の端部に設けられ、軸方向の一方側Ｃ１に開口している。軸方向の一方側Ｃ１の吸入口５ｉから吸入された燃料は、ポンプ部５０で加圧されて吐出された後、電動モータ部５ａの隙間を通って、軸方向の他方側Ｃ２に流れ、軸方向の他方側Ｃ２の吐出口５ｘから排出される。

電動モータ部５ａは、ロータ５ａｒとステータ５ａｓとを備えている。ロータ５ａｒの回転軸５ｍが、ポンプ部５０（インペラ５３）に連結される。上述したように、ロータ５ａｒの回転軸５ｍの軸心に平行な方向が軸方向Ｃである。本実施の形態では、電動モータ部５ａは、ブラシレスＤＣモータとされ、ロータ５ａｒに永久磁石を備え、ステータ５ａｓに３相の巻線を備えている。３相の巻線が、３つの電気コネクタ５ｂ、電気ワイヤ１３、及び電気コネクタ３ｔを介して、制御回路基板２０に接続される。

ポンプハウジング５ｚは、軸方向Ｃに延びる円筒状に形成されている。ポンプハウジング５ｚは、軸方向の一方側Ｃ１の部分と、軸方向の他方側Ｃ２の部分とにより構成されている。軸方向の一方側Ｃ１の部分は、円筒状に形成されており、軸方向の一方側Ｃ１の開口部は、後述するように、ポンプ部５０（ポンプカバー５２）により塞がれている。軸方向の他方側Ｃ２の部分は、有底筒状に形成されており、軸方向の他方側Ｃ２の底部には、軸方向の他方側Ｃ２に延びる円筒状の吐出口５ｘが形成されており、また、電気コネクタ５ｂが設けられている。

図８に示すように、ポンプ部５０は、インペラ５３と、インペラ５３を収容するポンプベース５１及びポンプカバー５２とを備えている。ポンプベース５１は、有底筒状に形成され、インペラ５３の外周側及び軸方向の他方側Ｃ２に配置される。ポンプベース５１の軸方向の他方側Ｃ２の底部には、ロータの回転軸５ｍが軸方向Ｃに貫通する貫通孔５１ｂと、インペラ５３で加圧された燃料を吐出する軸方向Ｃに貫通する吐出孔５１ｐとが形成されている。貫通孔５１ｂの内側には、ロータ５ａｒの回転軸５ｍを支持する軸受５ｊが圧入されている。

ポンプカバー５２は、円板状に形成され、インペラ５３の軸方向の一方側Ｃ１に配置される。ポンプカバー５２には、インペラ５３に燃料を供給する、軸方向Ｃに貫通する吸入口５ｉと、燃料中の気泡（燃料のベーパ又は空気）を含んだ燃料を排出する、軸方向Ｃに貫通する気泡排出口５２ｂとが形成されている。吸入口５ｉは、軸方向の一方側Ｃ１に延びた円筒状の部分を有している。この円筒状の部分が、後述する収容ケース蓋部４ｃのフィルタ接続口４ａに接続される。

ポンプカバー５２の中心部には、軸方向の一方側Ｃ１に窪む穴が設けられており、この穴にロータの回転軸５ｍを支持するスラスト軸受５ｋが圧入されている。ポンプカバー５２には、軸方向の一方側Ｃ１に突出するボス部５２ｅが形成されている。ボス部５２ｅは、後述する収容ケース蓋部４ｃに形成された嵌合穴４ｇに挿入される。ポンプベース５１及びポンプカバー５２は、ポンプハウジング５ｚに圧入またはかしめ等によって固定されている。ポンプカバー５２は、燃料ポンプ５の軸方向の一方側Ｃ１の端部を構成しており、ポンプカバー５２の吸入口５ｉ及び気泡排出口５２ｂが、燃料ポンプ５の吸入口５ｉ及び気泡排出口５２ｂになる。

インペラ５３は、円板状に形成され、外周部に複数の羽根５３ａが設けられている。インペラ５３の中心部には、ロータ５ａｒの回転軸５ｍが連結される貫通孔５３ｂが形成されている。本実施の形態では、ポンプ部５０は、小流量及び高圧に有利なカスケード式ポンプとされている。羽根５３ａは、軸方向の一方側Ｃ１と軸方向の他方側Ｃ２とで対称に形成されている。そのため、インペラ５３だけでは、燃料を軸方向の他方側Ｃ２に移動させることはできない。そのため、ポンプベース５１には、インペラ５３に対向する面５１ａに、羽根５３ａの配列に沿ってＣ字状の溝５１ｗが形成されている。溝５１ｗの回転方向Ｄｒの終点部には軸方向の他方側Ｃ２に貫通する吐出孔５１ｐが形成されている。一方、ポンプカバー５２には、インペラ５３に対向する面５２ａに、羽根５３ａの配列に沿ってＣ字状の溝５２ｗが形成さている。溝５２ｗの回転方向Ｄｒの始点部には軸方向の一方側Ｃ１に貫通する吸入口５ｉが形成されている。溝５２ｗの回転方向Ｄｒの途中部分は、気泡排出口５２ｂに隙間を介して繋がっており、加圧された燃料の圧力を利用して、気泡が気泡排出口５２ｂに排出される。

＜収容ケース蓋部４ｃ＞
図９及び図１０に示すように、収容ケース蓋部４ｃは、ポンプ収容ケース部２１ｓｐの軸方向の一方側Ｃ１の開口を密閉する蓋部材であって、燃料ポンプ５の吸入口５ｉを一次フィルタ４に接続する貫通孔４ａ（以下、フィルタ接続口４ａと称す）を有している。収容ケース蓋部４ｃは、フィルタ接続口４ａが形成された蓋部材４ｂと、フィルタ接続口４ａを一次フィルタ４に連結する連結パイプ４ｄ（以下、フィルタ連結パイプ４ｄと称す）と、を有している。フィルタ連結パイプ４ｄは、蓋部材４ｂと一体的に形成されている。一次フィルタ４は、フィルタ連結パイプ４ｄに連結されている。収容ケース蓋部４ｃ及び一次フィルタ４は、有底筒状部３ｓの内側のフィルタ配置空間３ｍに配置される。

蓋部材４ｂは、軸方向の他方側Ｃ２に開口する有底筒状に形成されている。蓋部材４ｂの筒状部４ｆは、円筒状に形成されている。筒状部４ｆの外周面が、ポンプ収容ケース部２１ｓｐの内周面に密着固定される。蓋部材４ｂの底部４ｅには、軸方向Ｃに貫通するフィルタ接続口４ａが形成されている。フィルタ接続口４ａは、軸方向の他方側Ｃ２に延びる円筒状の部分を有しており、円筒状の部分の内側に、燃料ポンプ５の吸入口５ｉが挿入され、連結される。また、底部４ｅには、軸方向の一方側Ｃ１に窪む嵌合穴４ｇが形成されており、燃料ポンプ５のボス部５２ｅが挿入される。

蓋部材４ｂの底部４ｅと燃料ポンプ５（ポンプカバー５２）との間には、軸方向Ｃに間隔を開けた隙間が設けられており、この隙間が、気泡排出口５２ｂをケース隙間１１に接続する蓋部隙間１２となる。よって、気泡排出口５２ｂから排出された気泡を含む燃料は、蓋部材４ｂと燃料ポンプ５との間の蓋部隙間１２を流れて、ケース隙間１１に流れる。そして、気泡を含む燃料は、ケース隙間１１を軸方向の他方側Ｃ２に流れた後、ケース開口部２１ｏから燃料タンク９２０に排出される（図４参照）。この流路が、気泡を含む燃料を排出する気泡排出流路８ｂを構成する（図１参照）。

よって、気泡を含む燃料は、一次フィルタ４が配置された有底筒状部３ｓのフィルタ配置空間３ｍから離れた場所に排出することができ、一次フィルタ４から再吸入されることを抑制できる。また、ケース開口部２１ｏは、一次フィルタ４よりも上側に配置されており、気泡は燃料中を下側に移動し難いので、一次フィルタ４に再吸入されることを効果的に抑制できる。よって、燃料消費装置９１０に供給される燃料中の気泡を低減することができる。

＜流路系統の説明＞
次に、上述した部品等により構成した燃料の流路系統について説明する。以下では、燃料供給装置１が、図１に示すように、燃料タンク９２０に取り付けられた状態を想定し、軸方向の一方側Ｃ１が下側であるものとし、軸方向の他方側Ｃ２が上側であるものとする。

筐体１０内には、図１及び図４で示したように、燃料中の夾雑物を除去する一次フィルタ４と、一次フィルタ４を介して燃料タンク９２０内の燃料を吸引し、加圧して吐出する燃料ポンプ５とが、直線状に並んで配置されている。そして、燃料ポンプ５から吐出された燃料の流れの向きを、上向きから水平にし、さらに下向きに変える接続流路８ｔが、ケース体２の上部に形成されている。接続流路８ｔにより下向きに流れを変えた燃料に対しては、夾雑物を除去する二次フィルタ６と、余剰燃料を排出し、制限圧力に保つプレッシャレギュレータ７とが、燃料ポンプ５と並行し、直線状に並んで配置されている。なお、筐体１０の外側には、図示しない燃料レベルセンサが設けられている。

一方、サブタンクとして機能するタンク蓋部材３の有底筒状部３ｓの周壁３ｂの上端部近傍は、ケース体２との間に、燃料タンク９２０と通じる隙間８ｇが形成されており、燃料タンク９２０に貯留された燃料が、重力に逆らわない限り自由に出入りできるようになっている。また、有底筒状部３ｓの内側のフィルタ配置空間３ｍへ導入するための燃料導入口３ｄが有底筒状部３ｓの周壁３ｂの少なくとも一部に設けられ、導入流路８ａが形成されている。これにより、筐体１０内には、燃料タンク９２０からエンジン等の燃料消費装置９１０に至る燃料流路系統が形成される。具体的には、サブタンク内の燃料の夾雑物を除去する一次フィルタ４と、一次フィルタ４が浄化した燃料を吸い上げ加圧して吐出する燃料ポンプ５と、加圧した燃料を浄化する二次フィルタ６とを備え、一次フィルタ４からその下流の燃料消費装置９１０に至る燃料流路８が形成される。

燃料流路８の途中部分である二次フィルタ６の下流部分には、燃料ポンプ５が吐出した燃料のうち、余剰な燃料を、連通孔３ｐを経由して燃料タンク９２０内に戻すためのリターン流路８ｒが形成されている。燃料流路８のうち、リターン流路８ｒがプレッシャレギュレータ７に通じ、もう一方の燃料消費装置９１０に向かう流路（吐出流路８ｅ）が外部吐出パイプ３ｅに通じている。

また、燃料ポンプ５の上流部分には、ポンプカバー５２に形成された気泡排出口５２ｂより排出された燃料（気泡を含んだ燃料）が、収容ケース蓋部４ｃと燃料ポンプ５との間に形成された蓋部隙間１２と、ポンプ収容ケース部２１ｓｐと燃料ポンプ５との間に形成されたケース隙間１１とから構成される気泡排出流路８ｂにより、燃料タンク９２０内に戻される。

燃料ポンプ５は、電動モータ部５ａの回転軸５ｍにポンプ部５０を直結させたもので、回転軸５ｍの軸方向Ｃに沿って、電動モータ部５ａとポンプ部５０が並び、軸方向の一方側Ｃ１（下側）から吸入し、他方側Ｃ２から吐出するように構成されている。そのため、電動モータ部５ａ内を軸方向Ｃに沿って燃料が流れる流路が形成されている。また、燃料ポンプ５は、全体として円筒形になり、軸方向Ｃに所定長さが必要となる。

二次フィルタ６は、筐体１０の耐圧性を考慮して円筒状をなし、燃料が透過可能なフィルタ材が、例えば、折り曲げられながら円周上に配置されて菊花状をなし、径方向外側から内側へ燃料が透過するように構成している。耐圧性、及び水平方向に並ぶ燃料ポンプ５の径との兼ね合いから、径を極端に大きくすることができず、ろ過面積を確保するため、二次フィルタ６についても、軸方向に所定長さが必要となる。

プレッシャレギュレータ７は、一次側の圧力を一定に保つ弁であり、一次側の圧力が所定値を超えると弁が開いて燃料を、有底筒状部３ｓの内側に形成されたリターン流路８ｒを通って、燃料タンク９２０に排出し、所定値以下になると閉じるように構成されている。

一方、一次フィルタ４は、燃料が透過可能な不織布等で形成されたフィルタ材で全面覆われ、燃料が内部に侵入する際、夾雑物を除去し、清浄な燃料が燃料ポンプ５によって吸入される。

＜部材の組み込み＞
これらの部材の筐体１０内への組み込みについて説明する。

二次フィルタ６は、ケース本体部２１にケースカバー部２２が溶着される前に、上側の開口から二次フィルタ収容ケース部２１ｓｆ内に挿入される。そして、図５に示すように、フィルタ取付口２ｊｆに嵌め込まれ、図４に示すように、二次フィルタ６の下端側の内周部に設けられた吐出口６ｘが、ケース本体部２１に設けられた燃料流路８内に開口する。しかし、下側の環状の突起部６ｃｄの外周面と、フィルタ取付口２ｊｆとの間にＯリング等のシール材６ｓを嵌め込むことにより、吐出口６ｘ近傍での、外周側（一次側）から内周側（二次側）への濾過前の燃料の抜けを防止している。

そして、図７に示すように、ケースカバー部２２とケース本体部２１を溶着することによって、燃料ポンプ５から二次フィルタ６に燃料を供給する接続流路８ｔが形成される。

このようにして、図２及び図４に示すように形成されたケース体２に対し、燃料ポンプ５は、図４及び図５に示すように吸入口５ｉを下側に向け、吐出口５ｘを上側に向けた状態で、開口２ｈから挿入され、設置されている。このとき、燃料ポンプ５の吐出口５ｘは、Ｏリング等のシール材５ｓを介してケース本体部２１の吐出口接続孔２ｊｐに嵌合され、液密に接続されている。一方、燃料ポンプ５の吸入口５ｉは、中継部材である収容ケース蓋部４ｃを介して一次フィルタ４と連結されている。

さらに、収容ケース蓋部４ｃの筒状部４ｆの外周面と、ポンプ収容ケース部２１ｓｐの内周面とが液密に嵌合されている。図１０及び図１１に示すように、気泡排出口５２ｂから排出された気泡を含む燃料が、蓋部材４ｂと燃料ポンプ５との間の蓋部隙間１２を流れた後、燃料ポンプ５の外周面とポンプ収容ケース部２１ｓｐの内周面との間のケース隙間１１に流れる。そして、気泡を含む燃料は、ケース隙間１１を上側に流れた後、上端のケース開口部２１ｏから燃料タンク９２０に排出される。この流路が、気泡を排出する気泡排出流路８ｂとなる。

ケース本体部２１は、二次フィルタ６の吐出口６ｘ近傍でリターン流路８ｒとして分岐し、下側に開口するレギュレータ取付孔２ｊｒを設けており、レギュレータ取付孔２ｊｒにプレッシャレギュレータ７が嵌め込まれ、Ｏリング等のシール材７ｓによって液密に接続されている。

その後、ケース体２を、スナップフィットによりタンク蓋部材３に連結することにより、燃料ポンプ５、一次フィルタ４、及びプレッシャレギュレータ７等を固定する。このとき、図６に示すように、プレッシャレギュレータ７の鍔部７ａが、有底筒状部３ｓの内側に形成されたレギュレータ収容部３ｈの上面に当接する。これにより、レギュレータ収容部３ｈの上側の開口が、プレッシャレギュレータ７により密閉される。プレッシャレギュレータ７の排出口７ｃからレギュレータ収容部３ｈの内側空間３ｎに排出された燃料は、連通孔３ｐを通って、有底筒状部３ｓの外側に排出される。これらの流路が、リターン流路８ｒとなる。

また、図４等に示すように、ケース本体部２１は、二次フィルタ６の吐出口６ｘ近傍で吐出流路８ｅとして分岐し、下側に開口するフィルタ吐出パイプ２１ｅを設けており、フィルタ吐出パイプ２１ｅがタンク蓋部材３の接続パイプ３ｑに嵌め込まれ、図示しないシール部材によって液密に接続されている。接続パイプ３ｑは、外部吐出パイプ３ｅに接続され、燃料消費装置９１０に燃料が供給される。これらの流路が、吐出流路８ｅとなる。

＜燃料供給装置１の動作＞
以上、述べた構成を踏まえ、この燃料供給装置１の動作について説明する。

燃料タンク９２０内に、例えば、図１において、液面が隙間８ｇより上位にあり、燃料９９０が十分蓄えられている場合には、サブタンクとして機能する有底筒状部３ｓのフィルタ配置空間３ｍは燃料９９０で満たされている。この状態で、外部の図示しない直流電源から直流電力の供給を受けた燃料ポンプ５の電動モータ部５ａは、インペラ５３を高速で回転させる。インペラ５３が回転すると、羽根５３ａ間にある気体または液体も同じく高速でポンプ流路内部を流動することとなる。この回転に伴い、サブタンク内の燃料は、一次フィルタ４で夾雑物が取り除かれ、ポンプ部５０に導入される。

ポンプ部５０が作動中、ポンプ流路の内部は燃料で満たされている。インペラ５３が回転すると、羽根５３ａ間にある燃料は、ポンプ流路内を高速で流動する。このとき、燃料は、羽根５３ａから受ける運動エネルギーと円周状に流れることによる遠心力によって、ポンプ流路内で何度も渦を巻く。そして、Ｃ字状の溝５１ｗ、５２ｗに沿って下流に向かうにつれ圧力を上げていく。高圧となった燃料は、ポンプ流路の終端側に設けられた吐出孔５１ｐから吐出され、この吐出された加圧燃料は、二次フィルタ６の外周側からフィルタを抜けて内周側に流入し、二次フィルタ６の吐出口６ｘから外部吐出パイプ３ｅを経て、燃料消費装置９１０に供給される。また、吐出された燃料の容積分、ポンプ流路の始点側に設けられた吸入口５ｉから燃料が取り込まれる。

一方、回転体であるインペラ５３の羽根５３ａに沿って形成されたポンプ流路内に発生する気泡（気泡を含んだ燃料）を排出するため、図８、図１０に示すようにポンプ流路の途中にポンプ流路と外部を連通する気泡排出口５２ｂが設けられている。ポンプ流路の途中に設けられた気泡排出口５２ｂからは、気泡と共に、加圧された燃料が排出されるが、上述したように、気泡排出流路８ｂを通って、燃料タンク９２０に戻され、有底筒状部３ｓのフィルタ配置空間３ｍには戻されないため、一次フィルタ４からは気泡を含まない燃料を吸い込むことができる。

ところで、余剰燃料は、燃料流路８から分岐するリターン流路８ｒを経てプレッシャレギュレータ７から燃料タンク９２０内に戻される。そして、プレッシャレギュレータ７の背圧制御機能により、燃料消費装置９１０への供給圧力は所定値に保たれる。その結果、燃料消費装置９１０での消費量が急変しても、燃料消費装置９１０が必要とする量の燃料を一定圧で供給することが可能となる。なお、プレッシャレギュレータ７内では、急激な圧力変動が生じるため、気泡が発生することがある。プレッシャレギュレータ７から排出された燃料は、上述したように、リターン流路８ｒを通って、燃料タンク９２０に戻され、有底筒状部３ｓのフィルタ配置空間３ｍには戻されないため、一次フィルタ４からは気泡を含まない燃料を吸い込むことができる。

従って、気泡排出流路８ｂ及びリターン流路８ｒによって、一次フィルタ４が、気泡を含んだ燃料を吸い込むことを抑制でき、燃料ポンプの吐出能力の低下を防止でき、信頼性の高い燃料供給装置１を得ることができる。

また、ケース隙間１１、蓋部隙間１２、連通孔３ｐ等を設けることで、気泡排出流路８ｂ及びリターン流路８ｒを形成するので、部品点数及び組立個数の増加を抑制し、燃料供給装置１の大型化を抑制できる。

また、燃料ポンプ５の外周のケース隙間１１に燃料（気泡を含んだ燃料）を強制的に流動させることで、電動モータ部５ａを冷却させることができ、モータ効率を向上させることができる。

なお、ケース隙間１１に、燃料中に浮遊している夾雑物を除去するフィルタ部材が配置されてもよい。

本願は、例示的な実施の形態が記載されているが、実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合が含まれるものとする。

１ 燃料供給装置、３ タンク蓋部材、３ｍ フィルタ配置空間、３ｐ 連通孔、３ｓ 有底筒状部、４ 一次フィルタ、４ａ フィルタ接続口（貫通孔）、４ｂ 蓋部材、４ｃ 収容ケース蓋部、４ｄ フィルタ連結パイプ（連結パイプ）、５ 燃料ポンプ、５ａ 電動モータ部、５ｉ 吸入口、５ｘ 吐出口、５ｚ ポンプハウジング、７ プレッシャレギュレータ、８ 燃料流路、８ｂ 気泡排出流路、８ｒ リターン流路、１１ ケース隙間、１２ 蓋部隙間、２１ｒｂ リブ、２１ｓｆ 二次フィルタ収容ケース部、２１ｓｐ ポンプ収容ケース部、５０ ポンプ部、５２ｂ 気泡排出口、９２０ 燃料タンク、Ｃ 軸方向（モータ軸方向）、Ｃ１ 軸方向の一方側（モータ軸方向の一方側）、Ｃ２ 軸方向の他方側（モータ軸方向の他方側）

Claims (5)

1. 燃料を加圧すると共に燃料中の気泡を排出するポンプ部と、前記ポンプ部を駆動する電動モータ部と、前記ポンプ部及び前記電動モータ部を収容するポンプハウジングと、モータ軸方向の一方側に開口し、前記ポンプ部に供給する燃料が外部から供給される吸入口と、モータ軸方向の他方側に開口し、前記ポンプ部から吐出された燃料を外部に吐出する吐出口と、モータ軸方向の一方側に開口し、前記ポンプ部から排出された気泡を排出する気泡排出口と、を備えた、燃料タンク内に配置される燃料ポンプと、
   前記燃料ポンプのモータ軸方向の一方側に配置され、前記吸入口に供給される燃料をろ過する一次フィルタと、
   前記ポンプハウジングが内側に収容される筒状のポンプ収容ケース部と、
   前記ポンプ収容ケース部のモータ軸方向の一方側の開口を密閉する蓋部材であって、前記吸入口を前記一次フィルタに接続する貫通孔を有する収容ケース蓋部と、
   前記一次フィルタが内側に配置されるフィルタ配置空間を形成する有底筒状の部材であって、前記ポンプ収容ケース部に連結される有底筒状部と、を備え、
   前記ポンプ収容ケース部と前記ポンプハウジングとの間に、モータ軸方向に貫通する隙間であるケース隙間が設けられ、前記ケース隙間のモータ軸方向の他方側の端部は前記燃料タンクに開口しており、前記燃料ポンプと前記収容ケース蓋部との間に、前記気泡排出口を前記ケース隙間に接続する隙間である蓋部隙間が設けられた燃料供給装置。
2. 前記有底筒状部の内側に配置され、余剰な燃料を排出して、前記吐出口から吐出された燃料の圧力を制限圧力に保つプレッシャレギュレータを更に備え、
   前記有底筒状部は、前記プレッシャレギュレータから排出された燃料を、前記有底筒状部の外側に導く排出通路を備えている請求項１に記載の燃料供給装置。
3. 前記収容ケース蓋部は、前記貫通孔が形成された前記蓋部材と、前記貫通孔を前記一次フィルタに連結する、前記蓋部材と一体的に形成された連結パイプと、を有している請求項１又は２に記載の燃料供給装置。
4. 前記ポンプ収容ケース部の内周面には、径方向内側に突出し、モータ軸方向に延びたリブが、周方向の複数個所に設けられ、複数の前記リブが、前記ポンプハウジングの外周面を径方向外側から支持し、複数の前記リブが設けられていない前記ポンプ収容ケース部の内周面の部分と前記ポンプハウジングの外周面の部分との間が、前記ケース隙間とされている請求項１から３のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
5. 有底筒状の前記有底筒状部の周壁には、前記燃料タンクから前記フィルタ配置空間に燃料を導入する燃料導入口が設けられている請求項１から４のいずれか一項に記載の燃料供給装置。

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