JP3067626B2 - 燃料供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車のガ
ソリンエンジンの燃料系統に用いられる燃料供給装置に
関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】車両（自動車）に設け
られる燃料供給装置は、燃料タンクや、この燃料タンク
内の燃料をインジェクタ（燃料噴射弁）に向けて送り出
す燃料ポンプ等を備えて構成されている。また、一般
に、前記燃料ポンプからインジェクタに向かう燃料供給
経路（配管）の途中部にプレッシャレギュレータを設
け、前記インジェクタに供給される燃料の圧力を所定値
に保つことが行われている。

【０００３】この場合、前記プレッシャレギュレータ
は、周知のように、燃料ポンプから送り出される燃料の
うち余剰の燃料を戻し配管を介して燃料タンクに戻すよ
うに構成されているのであるが、近年では、従来エンジ
ンルームに配設されていたこのプレッシャレギュレータ
を、燃料タンク内に配設することによるいわゆるリター
ンレス化が図られてきている。これによれば、エンジン
ルームから車両後部に位置する燃料タンクまでの戻し配
管を省略することができ、配管の簡素化を図ることがで
きると共に、戻り燃料の温度の上昇を抑えることができ
るのである。

【０００４】しかしながら、上記のようなプレッシャレ
ギュレータを燃料タンク内に配置することに伴い、次の
ような新たな問題点が生じてきている。即ち、プレッシ
ャレギュレータの余剰燃料出口から排出される戻り燃料
は、燃料タンク内の圧力よりも高圧であるため、急激な
圧力低下が生じ、いわゆる減圧沸騰音が発生する。この
減圧沸騰音は、元々エンジン音等が存在するエンジンル
ームにプレッシャレギュレータが配置されている場合に
はさほど問題とはなることはないが、車両の後部に位置
する燃料タンク内で発生する場合には、車内騒音として
問題となる。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、プレッシャレギュレータを燃料タンク
内に配設するものにあって、戻り燃料に起因する減圧沸
騰音の低減を図ることができる燃料供給装置を提供する
にある。

【０００６】本発明の請求項１の燃料供給装置は、プレ
ッシャレギュレータを燃料タンク内に配設するものにあ
って、プレッシャレギュレータの余剰燃料出口から排出
される戻り燃料の圧力を燃料タンク内の圧力まで段階的
に低下させる固定絞り弁を設けると共に、その固定絞り
弁の絞り径を、φ１．４以下としたところに特徴を有す
る。これによれば、プレッシャレギュレータの余剰燃料
出口から排出される高圧の戻り燃料が、燃料タンク内の
圧力まで一気に低下するのではなく、段階を経て低下す
るようになるので、戻り燃料の急激な圧力低下を緩和す
ることができ、この結果、減圧沸騰音の低減を図ること
ができるという優れた効果を得ることができる。また、
固定絞り弁を採用したことにより、簡単な構成で済み、
しかも、戻り燃料量が大きいときほど戻り燃料の圧力低
下を大きくでき、より音が聞こえやすいアイドル運転時
に減圧沸騰音を小さくすることができる。

【０００７】ここで、本発明者の研究によれば、減圧沸
騰音を効果的に低減するという目的を果たすためには、
前記固定絞り弁の絞り径を、φ１．４以下とすることが
望ましく、これにより、有効な騒音対策が得られるよう
になる。より望ましくは、固定絞り弁の絞り径を、φ
１．４とすることにより（請求請２の発明）、プレッシ
ャレギュレータを通過する燃料の流量が最小値から最大
値までの範囲全体に渡って、燃料噴射部に供給される燃
料の圧力調整に影響を与えることなく、減圧沸騰音の低
減を図ることができる。

【０００８】また、前記固定絞り弁を、タンク内燃料フ
ィルタに一体的に設けることができ（請求項３の燃料供
給装置）、これによれば、昇圧手段を別体に設ける場合
に比べて、構成の簡単化や省スペース化、組立性の向上
等を図ることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例につい
て、図１ないし図５を参照しながら説明する。尚、本実
施例に係る燃料供給装置は、自動車（軽自動車）のガソ
リンエンジンの燃料系統に適用した場合を具体例として
いる。

【００１０】図１は、本実施例に係る燃料供給装置１の
全体構成を概略的に示したものである。ここで、燃料タ
ンク２内には燃料（この場合ガソリン）Ｆが収容されて
おり、図示はしないが、車両の後部側に設けられてい
る。この燃料タンク２内の底部には、燃料Ｆを図示しな
いエンジンの燃料噴射部たるインジェクタ３に向けて送
り出すための燃料ポンプ４が配設されている。そして、
このとき、燃料ポンプ４とインジェクタ３とをつなぐ燃
料経路の途中部には、プレッシャレギュレータ５が設け
られていると共に、インジェクタ３に供給される燃料Ｆ
から異物を除去するための燃料フィルタ６が設けられて
いる。

【００１１】前記プレッシャレギュレータ５は、図２に
示すように、円筒状のハウジング７内を、ダイアフラム
８によって上部のスプリング室７ａと下部の燃料導入室
７ｂとに区画し、前記スプリング室７ａに設けられたス
プリング９によりダイアフラム８を下方に付勢するよう
に構成されている。そして、下部の燃料導入室７ｂに
は、側壁部に燃料Ｆの入口管体１０及び出口管体１１が
設けられ、さらに、内部に余剰燃料出口１２が設けられ
ている。この余剰燃料出口１２は、筒状に構成され、そ
の上端部が前記ダイアフラム８に接続された弁体１３に
より開閉されるようになっている。

【００１２】これにより、入口管体１０から燃料導入室
７ｂ内に導入された燃料Ｆによりダイアフラム８ひいて
は弁体１３が上方へ押上げられ、所定圧力（スプリング
９とダイアフラム８による圧力）にて弁体１３が開放さ
れることで余剰の燃料（戻り燃料）が余剰燃料出口１２
から排出される。前記作用により燃料Ｆが所定の圧力で
出口管体１１から排出されるようになっている。これに
て、前記インジェクタ３に供給される燃料Ｆの圧力が所
定値に調整され、もって、インジェクタ３の噴射時間の
制御により燃料Ｆの噴射量の制御が行われるのである。

【００１３】このプレッシャレギュレータ５は、前記入
口管体１０が前記燃料ポンプ４の出口部に接続された状
態で、燃料タンク２内に配設されている。このとき、図
示はしないが、燃料タンク２の一部（上部）には、取付
用の開口部が設けられると共に、その開口部を塞ぐため
の蓋体が装着されるようになっており、前記燃料ポンプ
４及びプレッシャレギュレータ５は、その蓋体の内面側
に取付部材等を介して取付けられている。そして、その
蓋体には連結用管部が設けられ、その連結用管部の内面
側に前記出口管体１１が接続されると共に、外面側に燃
料タンク２と前記インジェクタ３（フィルタ６）とをつ
なぐホース１４（図１参照）が接続されるようになって
いる。

【００１４】さて、前記プレッシャレギュレータ５の余
剰燃料出口１２部分には、該余剰燃料出口１２から排出
される戻り燃料Ｆの圧力を、燃料タンク２内の圧力まで
段階的に低下させるための昇圧手段としての固定絞り弁
１５が、この場合一体的に設けられている。この固定絞
り弁１５は、図３にも示すように、絞り部１５ａの絞り
作用により戻り燃料Ｆの流量を規制するもので、この場
合、入口部（余剰燃料出口１２側）の径ｅが例えばφ
４．８に対し、絞り径ｄ（絞り部１５ａの出口径）が例
えばφ１．４に設定されている。

【００１５】尚、図１に示すように、固定絞り弁１５の
出口部から出た戻り燃料Ｆは、リターン配管１６を通っ
て燃料タンク２内に戻されるのであるが、このとき、リ
ターン配管１６の途中部には、その戻り燃料Ｆから異物
を除去するためのタンク内燃料フィルタ１７が設けられ
ている。

【００１６】次に、上記構成の作用について、図４及び
図５も参照しながら説明する。上述のように、燃料ポン
プ４により送り出された燃料Ｆは、プレッシャレギュレ
ータ５において所定の圧力に調整されてインジェクタ３
に供給される。このとき、プレッシャレギュレータ５
は、燃料ポンプ４から送り出される燃料Ｆのうち余剰の
燃料Ｆを燃料タンク２に戻すのであるが、このときプレ
ッシャレギュレータ５が燃料タンク２内に配設されてい
ることにより、エンジンルームから燃料タンク２までの
戻し配管を省略することができ、配管の簡素化を図るこ
とができると共に、戻り燃料Ｆの温度の上昇を抑えるこ
とができる。

【００１７】しかして、プレッシャレギュレータ５の余
剰燃料出口１２から排出される戻り燃料Ｆは、燃料タン
ク２内の圧力よりも高圧である事情があり、そのまま排
出すると、急激な圧力低下が生じ、いわゆる減圧沸騰音
が発生する問題点がある。この減圧沸騰音は、車両の後
部に位置する燃料タンク２内で発生することになり、車
内騒音として問題となる。ところが、本実施例において
は、プレッシャレギュレータ５の余剰燃料出口１２に、
固定絞り弁１５を設けたことにより、そのような減圧沸
騰音を抑制することができ、車内騒音の問題を解消する
ことができるのである。

【００１８】即ち、図４に示すように、プレッシャレギ
ュレータ５の余剰燃料出口１２の手前部分では、燃料圧
力はＡと高くなっており、一方、燃料タンク２内の圧力
はそれより十分低いＤ（一定値）となっている。ここ
で、固定絞り弁１５が存在しない場合には、図４に二点
鎖線で示すように、余剰燃料出口１２部分にて戻り燃料
Ｆが、圧力差Ｈ0 （Ｈ0 ＝Ａ−Ｄ）を急激に圧力低下
し、減圧沸騰が発生する。なお、この場合、アイドル運
転時において、減圧沸騰による車内騒音は顕著となる。

【００１９】これに対し、本実施例では、図４に実線で
示すように、燃料圧力Ａから、余剰燃料出口１２と固定
絞り弁１５の絞り部１５ａまでの間において、燃料圧力
が中間の圧力Ｃまで低下し（圧力差Ｈ1 ）、その後、絞
り部１５ａにおいて燃料タンク２内の圧力Ｄまで低下す
る。これにより、燃料Ｆの圧力が、燃料タンク２内の圧
力Ｄまで一気に低下するのではなく、段階を経て低下す
るようになるので、戻り燃料Ｆの急激な圧力低下を緩和
することができ、減圧沸騰音の発生を抑制することがで
きるのである。尚、余剰燃料出口１２に入った直後に圧
力Ｃを下回って圧力Ｂまで低下するのは、アンダーシュ
ートと称される現象である。

【００２０】ところで、上記固定絞り弁１５の設定圧
（Ｈ0 −Ｈ1 ）は、該当車両における騒音対策に必要な
リターン側圧力（図４の中間の圧力Ｃ）が得られるもの
とされることは勿論であるが、プレッシャレギュレータ
５を通過する燃料Ｆの流量の変動によりリターン側圧力
Ｃも変化することになる。そこで、リターン側圧力Ｃ
が、該当車両における騒音対策に要求される昇圧下限値
と、燃料Ｆの最大流量及び固定絞り弁１５の設定圧によ
り決定される昇圧上限値との範囲内に収まるように、固
定絞り弁１５の絞り径ｄを設定する必要がある。

【００２１】図５は、軽自動車における、プレッシャレ
ギュレータ５を通過する燃料Ｆの流量と、リターン側圧
力Ｃとの関係を、固定絞り弁１５の絞り径ｄをいくつか
変化させながら調べたものである。ここで、プレッシャ
レギュレータ５を通過する燃料Ｆの流量の最小がＱ1
（８０Ｌ／ｈｒ）、最大がＱ2 （１１０Ｌ／ｈｒ）の場
合、それらの間の範囲内において、上記リターン側圧力
Ｃが、昇圧下限値と昇圧上限値との間に収まる必要があ
る。これを満足させる絞り径ｄは、φ１．４となるので
ある。

【００２２】このように本実施例によれば、プレッシャ
レギュレータ５を燃料タンク２内に配設することによ
り、エンジンルームから車両後部に位置する燃料タンク
２までの戻し配管を省略することができて配管の簡素化
を図ることができると共に、戻り燃料Ｆの温度の上昇を
抑えることができるものにあって、戻り燃料Ｆの急激な
圧力低下に起因する減圧沸騰音の低減を図ることがで
き、車内騒音の問題を解消することができるという優れ
た実用的効果を得ることができる。

【００２３】また、特に本実施例では、昇圧手段として
固定絞り弁１５を採用するようにしたので、構成を簡単
で安価に済ませることができ、しかも、その固定絞り弁
１５をプレッシャレギュレータ５に一体的に設けるよう
にしたので、昇圧手段を別体に設ける場合に比べて、一
層の構成の簡単化や、省スペース化、組立性の向上等を
併せて図ることができるものである。

【００２４】

【００２５】

【００２６】尚、図示はしないが、上記したような固定
絞り弁１５を、図１に示したタンク内燃料フィルタ１７
に一体的に設けることもできる（請求項３に対応）。こ
れによっても、上記した実施例と同様に、昇圧手段を別
体に設ける場合に比べて、構成の簡単化、省スペース
化、組立性の向上等を図ることができる。その他、本発
明は上記した実施例に限定されるものではなく、要旨を
逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すもので、燃料供給装置
の全体構成を概略的に示す図

【図２】プレッシャレギュレータの縦断面図

【図３】固定絞り弁の縦断面図

【図４】戻り燃料の圧力の変化の様子を示す図

【図５】固定絞り弁の絞り径及び燃料の流量、リターン
側圧力の関係を示す図

【符号の説明】

図面中、１は燃料供給装置、２は燃料タンク、３はイン
ジェクタ（燃料噴射部）、４は燃料ポンプ、５はプレッ
シャレギュレータ、１２は余剰燃料出口、１５は固定絞
り弁、１７はタンク内燃料フィルタ、Ｆは燃料を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02M 37/04 F02M 37/00 331 F02M 37/10

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料が収容される燃料タンクと、この燃
   料タンク内の燃料を燃料噴射部に向けて送り出すポンプ
   と、前記燃料タンク内に設けられ前記燃料噴射部に供給
   される燃料の圧力を所定値に調整するプレッシャレギュ
   レータと、このプレッシャレギュレータの余剰燃料出口
   から排出される戻り燃料の圧力を前記燃料タンク内の圧
   力まで段階的に低下させ、該タンク内で発生する減圧沸
   騰音を抑制する固定絞り弁とを具備すると共に、 前記固定絞り弁は、φ１．４以下の絞り径を有すること
   を特徴とする 燃料供給装置。
2. 【請求項２】 前記固定絞り弁の絞り径がφ１．４であ
   ることを特徴とする請求項１記載の燃料供給装置。
3. 【請求項３】 前記固定絞り弁は、戻り燃料から異物を
   除去するためのタンク内燃料フィルタに一体的に設けら
   れていることを特徴とする請求項１又は２記載の燃料供
   給装置。