JP3052784B2 - 内燃機関の燃料供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動車等で内燃機関
に燃料を供給するために使用される燃料供給装置に係
る。詳しくは、タンクの中の燃料をポンプにより吐出し
て燃料ラインを通じてインジェクタへ圧送すると共に、
その燃料をインジェクタよりも上流に設けられたプレッ
シャレギュレータにより調圧するようにした所謂リター
ンレスタイプの燃料供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の一般的な燃料供給装置を図４に示
す。この装置で、ポンプ３１はタンク３２の中の燃料を
吸い上げて吐出する。吐出された燃料は燃料ライン３３
及び燃料フィルタ３４を経てデリバリパイプ３５に所定
の圧力をもって達する。このデリバリパイプ３５は燃料
を各インジェクタ３６へ分配する。各インジェクタ３６
は内燃機関（エンジン）３７の各気筒に対して燃料を噴
射する。コンピュータ３８はエンジン３７の運転状態に
応じて算出される燃料噴射量に基づいて各インジェクタ
３６を制御する。デリバリパイプ３５に設けられたプレ
ッシャレギュレータ３９は、デリバリパイプ３５を含む
高圧側の燃料ライン３３等における燃料圧力を吸気マニ
ホールド４０の圧力に対して一定となるように調整し、
調整により余った燃料をリターンパイプ４１を通じてタ
ンク３２へ戻す。そのために、プレッシャレギュレータ
３９のセンシングポート３９ａはパイプ４２を通じて吸
気マニホールド４０に連通する。このパイプ４２を通
じ、吸気マニホールド４０における吸気圧力が燃料を一
定に調圧するための参照圧力としてプレッシャレギュレ
ータ３９に作用する。

【０００３】近年、装置の構成の簡略化等を狙ってプレ
ッシャレギュレータをタンクに設けることにより、エン
ジンからタンクへ延びるリターンパイプを省略する所謂
リターンレスタイプの燃料供給装置が提案されている。
特開平６−１２９３２５号公報はこの種の装置の一例を
開示する。図５に示すように、この装置では、リターン
パイプを省略する代わりに、タンク５１に設けられたポ
ンプ５２とエンジン５３に設けられたインジェクタ５４
との間の燃料ライン５５の途中に、プレッシャレギュレ
ータ５６と燃料フィルタ５７が設けられる。プレッシャ
レギュレータ５６に設けられた導出パイプ５６ａはタン
ク５１に連通する。プレッシャレギュレータ５６はポン
プ５２から吐出された燃料を導入する。同レギュレータ
５６は導入された燃料をタンク５１の内圧に対して一定
に調圧して余った燃料を導出パイプ５６ａを通じてタン
ク５１へ直接戻す。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記リター
ンレスタイプの装置において、プレッシャレギュレータ
５６よりも下流の燃料ライン５５には、エンジン５３で
消費される分の燃料だけが流れ、その速度は比較的遅
い。一方、タンク５１では燃料に水分が混入することも
あり、ポンプ５２から燃料ライン５５へ吐出される燃料
に水分が混入することもある。従って、燃料ライン５５
に流れた水分が同ライン５５の中に滞留したり、同ライ
ン５５の中で氷結したりするおそれがある。その結果、
燃料ライン５５を燃料が流れ難くなり、燃料を適正な圧
力をもってインジェクタ５４へ供給できなくなるおそれ
がある。或いは、水分を含んだ燃料がエンジン５３に供
給されるおそれがある。

【０００５】この発明は前述した事情に鑑みてなされた
ものであり、ポンプによりタンクから吸い上げられて吐
出される燃料をプレッシャレギュレータにより調圧して
燃料ラインを通じてインジェクタへ圧送するリターンレ
スタイプの燃料供給装置を前提とする。この発明の第１
の目的は、プレッシャレギュレータから燃料ラインへ燃
料が導かれる前に燃料に混入した水分を除去することに
より、燃料ラインの中に水分が滞留したり、水分を含ん
だ燃料が内燃機関に供給されたりすることの防止を可能
にした内燃機関の燃料供給装置を提供することにある。

【０００６】この発明の第２の目的は、第１の目的に加
えて、燃料に混入した水分をより多く確実に除去するこ
とを可能にした内燃機関の燃料供給装置を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、請求項１に記載された第１の発明では、タン
クの中の燃料をポンプにより吸い上げて吐出し燃料ライ
ンを通じてインジェクタへ圧送すると共に、その燃料を
インジェクタよりも上流に設けられたプレッシャレギュ
レータにより調圧し、その調圧によって余った燃料をプ
レッシャレギュレータからタンクの中に戻すようにした
内燃機関の燃料供給装置において、プレッシャレギュレ
ータよりも下流の通路の中であってプレッシャレギュレ
ータよりも高い位置に燃料の中の水分を捕捉するための
水分捕捉手段を設け、ポンプが停止したときに捕捉され
た水分がその自重により水分捕捉手段からプレッシャレ
ギュレータへ流れ落ちるように通路を形成したことを趣
旨とする。

【０００８】上記第２の目的を達成するために、請求項
２に記載された第２の発明では、第１の発明の構成にお
いて、水分捕捉手段とプレッシャレギュレータとの間の
通路における流路面積をプレッシャレギュレータよりも
上流に施された通路における流路面積よりも大きく設定
したことを趣旨とする。

【０００９】

【作用】第１の発明の構成によれば、タンクからポンプ
により吸い上げられ吐出された燃料はプレッシャレギュ
レータにより調圧される。調圧された燃料は燃料ライン
を通じてインジェクタへ圧送され、その調圧により余っ
た燃料はプレッシャレギュレータからタンクの中に戻さ
れる。燃料がプレッシャレギュレータからインジェクタ
へ圧送されるとき、燃料の中の水分は水分捕捉手段によ
り一旦捕捉される。その後、ポンプが停止されることに
より、水分捕捉手段により捕捉された水分はその自重に
よりプレッシャレギュレータへ流れ落ちる。プレッシャ
レギュレータに流れ落ちた水分は、次回、ポンプが運転
されたときに、調圧により余った燃料と共にタンクの中
へ戻る。従って、燃料の中の水分が水分捕捉手段よりも
下流の燃料ラインへ流れることはない。

【００１０】上記第２の発明の構成によれば、第１の発
明の作用に加え、プレッシャレギュレータよりも下流の
通路における燃料の流速が同レギュレータよりも上流の
通路における燃料流速に比べて遅くなる。従って、燃料
ラインへ流れようとする燃料が水分捕捉手段をよりゆっ
くりと通過することになり、同手段にてより多くの水分
が捕捉される。

【００１１】

【実施例】以下、第１及び第２の発明に係る内燃機関の
燃料供給装置を自動車に適用して具体化した一実施例を
図面を参照して詳細に説明する。

【００１２】図１は本実施例の燃料供給装置を示す概念
構成図である。図２は図１の主要部を拡大して示す断面
図である。この装置は燃料Ｆを溜めるタンク１と、その
タンク１に取り付けられたポンプアッシイ２とを備え
る。ポンプアッシイ２上部のコネクタ３から延びる燃料
ライン４は内燃機関（エンジン）５に設けられたデリバ
リパイプ６につながる。デリバリパイプ６に設けられた
複数のインジェクタ７はエンジン５の各気筒（図示しな
い）に対応して位置する。各インジェクタ７はエンジン
５の運転状態に応じてコンピュータ（図示しない）によ
り制御される。

【００１３】ポンプアッシイ２は電動式ポンプ８、燃料
フィルタ９及びプレッシャレギュレータ１０等を備え
る。ポンプアッシイ２は上記各部材８〜１０を支持する
ために互いに組み付けられた上下のケーシング１１，１
２を更に備える。両ケーシング１１，１２は互いに分割
可能である。ポンプ８はエンジン５の運転時に電源装置
（図示しない）から電力が供給されることにより作動す
る。ポンプ８の吸入口８ａに取り付けられたサクション
フィルタ１３は燃料Ｆの中の比較的大きな異物を捕捉す
る。燃料フィルタ９はハウジング９ａと、そのハウジン
グ９ａに内蔵されたエレメント９ｂを有する。エレメン
ト９ｂはフィルタ９を通過する燃料Ｆの中の比較的小さ
な異物を捕捉する。プレッシャレギュレータ１０はポン
プ８から吐出されて燃料フィルタ９から流れ出る燃料Ｆ
を調圧する。

【００１４】ポンプアッシイ２はタンク１の上壁に開け
られた孔１ａを通じてタンク１の中に出し入れされる。
ポンプアッシイ２はタンク１に収容された状態で、その
上ケーシング１１がタンク１の上壁に固定される。上ケ
ーシング１１は上蓋１４を備え、その上蓋１４と一体に
形成された複数のブラケット１５，１６及び複数の通路
１７，１８を有する。第１のブラケット１５はポンプ８
の上部を支持し、第２のブラケット１６は燃料フィルタ
９の上部を支持する。第１の通路１７はポンプ８の吐出
口８ｂと燃料フィルタ９の入口９ｃとをつなぐ。垂直方
向に延びる第２の通路１８はその上部に前記コネクタ３
が取り付けられ、その下部に空間１９を有する。この空
間１９には円錐形状をなすメッシュ２０が収容される。
このメッシュ２０は本発明の水分捕捉手段を構成する。
このメッシュ２０は上下のケーシング１１，１２が互い
に組み付けられた状態で空間１９に位置決めされる。図
２に示すように、第２の通路１８には空間１９に対応し
て覗き窓１８ａが設けられる。図３に示すように、この
覗き窓１８ａは透明材１８ｂで塞がれる。メッシュ２０
の汚れはこの覗き窓１８ａを通じて監視される。

【００１５】下ケーシング１２は一体形成された複数の
ブラケット２１，２２，２３及び通路２４を有する。第
３のブラケット２１はポンプ８の下部を支持し、第４の
ブラケット２２は燃料フィルタ９の下部を支持する。第
５のブラケット２３はプレッシャレギュレータ１０を支
持する。この支持状態において、プレッシャレギュレー
タ１０はポンプ８の吐出口８ｂからメッシュ２０に至る
通路において、最も低い位置に配置される。第３の通路
２４は燃料フィルタ９の出口９ｄと第２の通路１８とを
つなぐ。第３の通路２４はＬ字状に曲がり、ほぼ水平方
向に延びる第１の部位２４ａと、垂直方向に延びる第２
の部位２４ｂとを含む。ここで、図２に示すように、第
１の部位２４ａは下流へ向かって下方へ若干傾斜する。
第２の部位２４ｂにおける流路面積Ｓ２は第１の部位２
４ａにおける流路面積Ｓ１よりも大きく設定されてい
る。第５のブラケット２３は内部に通路を有し、その通
路は第２の部位２４ｂと中心軸線を共通にする。

【００１６】エンジン５の運転時にポンプ８が作動する
ことにより、タンク１の中の燃料Ｆがポンプ８により吸
い上げられて第１の通路１７へ吐出される。吐出された
燃料Ｆは燃料フィルタ９を通過する間に異物が除去さ
れ、更に第３の通路２４、第２の通路１８及び燃料ライ
ン４を通じてデリバリパイプ６へ圧送される。デリバリ
パイプ６に圧送された燃料Ｆは各インジェクタ７へ分配
され、更に各インジェクタ７から各気筒へ噴射される。

【００１７】ここで、プレッシャレギュレータ１０は、
各インジェクタ７から所要量の燃料Ｆが噴射されるよう
に燃料Ｆを適度に調圧する。この実施例の装置は、構成
の簡略化等を狙った所謂リターンレスタイプのものであ
り、従前の装置（図４を参照）においてデリバリパイプ
３５からタンク３２へ延びるリターンパイプ４１を省略
する。その代わりに、この実施例では、プレッシャレギ
ュレータ１０がタンク１の中に設けられる。プレッシャ
レギュレータ１０の導入パイプ１０ａは第５のブラケッ
ト２３の通路につながる。プレッシャレギュレータ１０
から延びる導出パイプ１０ｂはタンク１の中に連通す
る。プレッシャレギュレータ１０はポンプ８から吐出さ
れて第３の通路２４を通る燃料Ｆを導入パイプ１０ａを
通じて導入し、その圧力を一定に調整する。プレッシャ
レギュレータ１０は調圧により余った燃料Ｆを導出パイ
プ１０ｂを通じてタンク１へ直接戻す。プレッシャレギ
ュレータ１０はセンシングポート（図示しない）を有す
る。このセンシングポートはプレッシャレギュレータ１
０に対して調圧に必要な参照圧力を導入する。このよう
に、プレッシャレギュレータ１０で燃料Ｆが調圧される
ことから、プレッシャレギュレータ１０よりも下流の第
３の通路２４には、エンジン５で消費される分の燃料Ｆ
だけが流れることになり、その流速は比較的小さい。

【００１８】ここで、ポンプ８から吐出される燃料Ｆに
水分が混入していたと想定する。この水分に対して本実
施例のポンプアッシイ２は以下のような利点を有する。
即ち、ポンプアッシイ２において、プレッシャレギュレ
ータ１０は通路の最も低い位置に配置され、メッシュ２
０はプレッシャレギュレータ１０の直下流に位置する。
従って、燃料Ｆと共に水分がポンプ８から吐出される
と、その水分及び燃料Ｆは第１の通路１７及び燃料フィ
ルタ９を通り第３の通路２４に流れる。ここで、大半の
水分はその自重により第１の部位２４ａを通じてプレッ
シャレギュレータ１０の導入パイプ１０ａへ流れ込む。
そして、その水分はプレッシャレギュレータ１０におい
て調圧により余った燃料Ｆと共に同レギュレータ１０か
らタンク１へ戻される。一部の水分は燃料ライン４へ圧
送される燃料Ｆと共に第３の通路２４を通ってメッシュ
２０に達する。ここで、メッシュ２０にはその網目に油
膜が存在し、メッシュ２０を通過しようとする燃料Ｆの
流速は比較的小さい。このため、燃料Ｆの中の水分は油
膜を貫通することなくメッシュ２０で一旦捕捉され、メ
ッシュ２０より下流へ流れることはない。

【００１９】ポンプアッシイ２において、メッシュ２０
はプレッシャレギュレータ１０よりも下流の第２の通路
１８の中であってプレッシャレギュレータ１０よりも高
い位置に位置する。第２及び第３の通路１８，２４は互
いに同一軸線上において垂直方向に延びる。従って、ポ
ンプ８が停止すると、燃料ライン４内の燃料Ｆは、逆止
弁（図示しない）により封止されたままメッシュ２０に
捕捉された水分のみが、その自重によりプレッシャレギ
ュレータ１０へ沈下することになる。このとき、メッシ
ュ２０に捕捉された水分は燃料Ｆと共に自重により流れ
落ちる。プレッシャレギュレータ１０に流れ落ちた水分
は、次回、ポンプ８が運転されたとき、調圧により余っ
た燃料Ｆと共にタンク１へ戻る。このように、メッシュ
２０で一旦捕捉された水分は、そのままメッシュ２０に
滞留することはない。従って、メッシュ２０の機能、即
ち燃料Ｆと水分とを分離する油水分離機能が、水分の滞
留によって阻害されることはない。水分がメッシュ２０
よりも下流の燃料ライン４に流入することはない。その
結果、プレッシャレギュレータ１０から燃料ライン４へ
燃料Ｆが導かれる前に燃料Ｆに混入した水分を除去する
ことができ、燃料ライン４の中に水分が滞留することを
防止することができる。そして、燃料Ｆを適正な圧力を
もって各インジェクタ７へ供給することができる。或い
は、水分を含んだ燃料Ｆがエンジン５に供給されること
を防止することができる。

【００２０】この実施例では、第３の通路２４におい
て、第２の部位２４ｂにおける流路面積Ｓ２が第１の部
位２４ａにおける流路面積Ｓ１よりも大きく設定されて
いる。このため、第２の部位２４ｂにおける燃料Ｆの流
速が第１の部位２４ａにおけるそれに比べて遅くなる。
従って、燃料ライン４へ流れる燃料Ｆがメッシュ２０を
よりゆっくりと通過することになり、メッシュ２０でよ
り多くの水分が捕捉される。この結果、メッシュ２０の
水分捕捉能力を向上させることができ、燃料Ｆに混入し
た水分をメッシュ２０により一層多く確実に除去するこ
とができる。

【００２１】この実施例では、ポンプアッシイ２をタン
ク１から取り外すことができ、覗き窓１８ａを通してメ
ッシュ２０の汚れを監視することができる。従って、メ
ッシュ２０の汚れを確認してその交換時期を適宜に判断
することができる。

【００２２】この実施例では、ポンプアッシイ２を上下
のケーシング１１，１２に分割することができ、その分
割によりポンプ８、燃料フィルタ９及びメッシュ２０を
それぞれ取り外すことができる。従って、各部材８，
９，２０に不具合が生じた場合には、それらのメンテナ
ンスや交換を適宜に行うことができる。ここで、メッシ
ュ２０の汚れを確認できた場合には、そのメンテナンス
や交換を容易に行うことができる。その結果、メッシュ
２０による水分の捕捉機能を確保しつつメッシュ２０で
の圧力損失を抑えることができ、燃料供給装置に係る正
常な機能を確保することができる。

【００２３】この実施例では、各部材８〜１０等を一体
に設けたポンプアッシイ２をタンク１に収容する。この
ため、燃料供給装置全体をコンパクトにまとめることが
でき、自動車に対する搭載性を高めることができる。

【００２４】この実施例では、メッシュ２０により燃料
Ｆと水分を分離できることから、従前の装置においてサ
クションフィルタに要求されていた油水分離機能の縮小
を図ることができ、或いはサクションフィルタの廃止を
図ることができる。

【００２５】尚、この発明は次のような別の実施例に具
体化することもできる。以下の別の実施例でも前記実施
例と同等の作用及び効果を得ることができる。 （１）前記実施例では、ポンプアッシイ２をタンク１の
中に収容することにより、各部材８〜１０，２０をタン
ク１の中に収容するようにした。これに対し、各部材８
〜１０，２０の一部をタンク１の外に配置してもよい。
例えば、ポンプ８及び燃料フィルタ９のみをタンク１の
中に収容し、プレッシャレギュレータ１０及びメンシュ
２０をタンク１の外に配置するようにポンプアッシイを
形成してもよい。

【００２６】（２）前記実施例では、ポンプ８とプレッ
シャレギュレータ１０との間に燃料フィルタ９を設け
た。これに対し、燃料フィルタ９をメッシュ２０よりも
下流の燃料ライン４の途中に設けたり、同フィルタ９を
省略したりしてもよい。

【００２７】（３）前記実施例では、各部材８〜１０，
２０をポンプアッシイ２に一体に設けて互いに接続し
た。これに対し、各部材８〜１０，２０を互いに別個に
設けて接続してもよい。

【００２８】更に、上記各実施例には、特許請求の範囲
に記載した技術的思想に係る次のような実施態様が含ま
れることを、以下にその効果と共に記載する。 （イ）請求項１に記載の第１の発明において、前記プレ
ッシャレギュレータは前記ポンプの吐出口から前記水分
捕捉手段に至る通路の中で最も低い位置に配置され、前
記プレッシャレギュレータよりも上流に施された通路を
同レギュレータへ向かって下方へ傾斜するように設けた
内燃機関の燃料供給装置。

【００２９】この構成によれば、燃料中の水分の大半が
前記水分捕捉手段へ流れるより前に自重により前記プレ
ッシャレギュレータへ流れ込み、タンクの中へ除去する
ことができる。

【００３０】（ロ）請求項１に記載の第１の発明におい
て、前記水分捕捉手段を取り外し可能に設けた内燃機関
の燃料供給装置。この構成によれば、水分捕捉手段を適
宜に補修することができ、水分捕捉手段による水分の捕
捉機能を確保しつつ、同手段における圧力損失を抑える
ことができる。

【００３１】（ハ）請求項１に記載の第１の発明におい
て、ポンプ、プレッシャレギュレータ及び水分捕捉手段
をポンプアッシイに一体に設けて、そのポンプアッシイ
をタンクの中に設けた内燃機関の燃料供給装置。

【００３２】この構成によれば、装置全体をコンパクト
にまとめることができる。尚、この明細書で発明の構成
に係る手段等を以下のように定義する。 （ａ）プレッシャレギュレータとは、ここでは、燃料圧
力を調整するためのバルブを意味し、インジェクタから
噴射れさる燃料の圧力が一定となるように調整するもの
を含む。

【００３３】（ｂ）インジェクタとは、燃料を噴射する
ための電磁弁付ノズルを意味し、電磁弁がコンピュータ
からの電気信号に基づいて開弁することにより燃料を噴
射する。この燃料噴射量は電磁弁の開弁時間により決ま
る。

【００３４】

【発明の効果】請求項１に記載の第１の発明によれば、
ポンプによりタンクから吸い上げられて吐出され燃料ラ
インを通じてインジェクタへ圧送すると共に、その燃料
をプレッシャレギュレータにより調圧するようにしたリ
ターンレスタイプの燃料供給装置を前提とする。ここ
で、プレッシャレギュレータより下流に同レギュレータ
より高い位置に水分捕捉手段を設け、ポンプの停止時に
は、捕捉された水分がその自重によりプレッシャレギュ
レータへ流れ落ちるようにしている。

【００３５】従って、燃料中の水分は水分捕捉手段によ
り一旦捕捉され、ポンプが停止されたときにプレッシャ
レギュレータへ流れ落ちてタンクへ戻る。このため、燃
料中の水分が水分捕捉手段より下流の燃料ラインへ流れ
ることはない。その結果、燃料ラインへ燃料が導かれる
前に燃料に混入した水分を除去することができ、燃料ラ
インの中に水分が滞留したり、水分を含んだ燃料が内燃
機関に供給されたりすることを防止することができると
いう効果を発揮する。

【００３６】請求項２に記載の第２の発明によれば、第
１の発明の構成に加え、水分捕捉手段とプレッシャレギ
ュレータとの間の流路面積をプレッシャレギュレータよ
り上流の流路面積よりも大きく設定している。

【００３７】従って、プレッシャレギュレータより下流
における燃料の流速が同レギュレータより上流の流速に
比べて遅くなり、水分捕捉手段にてより多くの水分が捕
捉される。このため、第１の発明の効果に加えて、燃料
に混入した水分をより一層多く確実に除去することがで
そきるという効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 一実施例に係る燃料供給装置を示す概念構成
図。

【図２】 図１の主要部であるポンプアッシイを示す断
面図。

【図３】 図２のＡ−Ａ線における第２の通路の拡大断
面図。

【図４】 従来の燃料供給装置の概念構成図。

【図５】 従来のリターンレスタイプの燃料供給装置の
概念構成図。

【符号の説明】

１…タンク、４…燃料ライン、５…内燃機関としてのエ
ンジン、７…インジェクタ、８…ポンプ、１０…プレッ
シャレギュレータ、２０…水分捕捉手段としてのメッシ
ュ、２４…第３の通路、２４ａ…第１の部位、２４ｂ…
第２の部位。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タンクの中の燃料をポンプにより吸い上
   げて吐出し燃料ラインを通じてインジェクタへ圧送する
   と共に、その燃料を前記インジェクタよりも上流に設け
   られたプレッシャレギュレータにより調圧し、その調圧
   によって余った燃料を前記プレッシャレギュレータから
   前記タンクの中に戻すようにした内燃機関の燃料供給装
   置において、 前記プレッシャレギュレータよりも下流の通路の中であ
   って前記プレッシャレギュレータよりも高い位置に前記
   燃料の中の水分を捕捉するための水分捕捉手段を設け、
   前記ポンプが停止したときに捕捉された水分がその自重
   により前記水分捕捉手段から前記プレッシャレギュレー
   タへ流れ落ちるように前記通路を形成したことを特徴と
   する内燃機関の燃料供給装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の燃料供給装置におい
   て、 前記水分捕捉手段と前記プレッシャレギュレータとの間
   の前記通路における流路面積を前記プレッシャレギュレ
   ータよりも上流に施された通路における流路面積よりも
   大きく設定したことを特徴とする内燃機関の燃料供給装
   置。