JP3761340B2 - 燃料供給装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車等の燃料タンク内に収容した燃料をエンジンの燃料噴射弁に向けて供給するのに好適に用いられる燃料供給装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、自動車用エンジン等に燃料を供給する燃料供給装置は、燃料ポンプを燃料タンク内に配置しているインタンク型燃料供給装置が広く用いられており、燃料ポンプによって吐出された燃料をエンジンに取付けられた燃料噴射弁に供給するものである。この場合、噴射弁から噴射される燃圧を一定に制御するために燃料ポンプの吐出側には圧力レギュレータが設けられている。
【0003】
そして、このような形式の燃料供給装置は、内周面と外周面との間にフィルタ収容空間が画成すると共に、内周面に取囲まれてポンプ収容空間を形成してなる筒状のフィルタケースと、該フィルタケースのポンプ収容空間に設けられ燃料タンクから吸込んだ燃料をフィルタ収容空間に吐出する燃料ポンプと、フィルタ収容空間に設けられ該燃料ポンプから吐出される燃料を濾過するフィルタエレメントと、フィルタケースの下部側に取付けられフィルタ収容空間内の圧力を調整し余剰となった燃料を燃料タンクにリターンさせる戻し口が設けられた圧力レギュレータとから構成されている(例えば、WO96/23号国際公開公報等)。
【0004】
上記従来技術による燃料供給装置では、フィルタケースの内周側に燃料ポンプが取付けられ、フィルタケース内にフィルタエレメントが収容されると共に、フィルタケースの下部側には圧力レギュレータが配置され、その戻し口は下向きに開口している。
【0005】
そして、フィルタケースは、上部側が取付ブラケットを用いて燃料タンクの上面部等に取付けられ、下部側が燃料タンクの底部に近い位置までタンク内に垂下されてタンク内の燃料中に浸った状態に保持される。また、フィルタケースの供給口は燃料タンク外に設けられた配管等を介してエンジンの燃料噴射弁に接続される構成となっている。
【0006】
これにより、エンジンの運転中には、タンク内の燃料が燃料ポンプからフィルタケース内に吐出されると、この燃料はフィルタエレメントで濾過された後にフィルタケースの供給口から燃料噴射弁に向けて燃料タンク外に供給され、燃料噴射弁からエンジンの燃焼室等に噴射される。また、このとき圧力レギュレータは燃料ポンプからフィルタケース内に吐出される燃料の圧力を調整し、余剰となった燃料を戻し口から燃料タンク内にリターンさせることにより、燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を一定の大きさに保持する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術では、フィルタケースを燃料タンクの上面部から底部側に近い位置までタンク内に垂下し、燃料ポンプの作動中には、タンク内の燃料を上部側の供給口から外部に供給しつつ、このとき余剰となった燃料を下部側の圧力レギュレータから燃料タンク内にリターンさせる構成としている。
【0008】
しかし、圧力レギュレータの戻し口は燃料タンクの底面等に近い位置で下向きに開口して配置されることになるため、この戻し口から流出する余剰燃料の流れは燃料タンクの底面等に衝突し易くなっている。しかも、燃料ポンプの吐出量は燃料噴射弁の噴射量よりも大きく設定されているため、エンジンの運転中には、燃料ポンプから吐出される燃料の大部分が余剰燃料となり、この多量の余剰燃料は圧力レギュレータから燃料タンクの底面等に向けて勢いよく噴出し続ける。
【0009】
このため、エンジンの運転中には、圧力レギュレータから常に噴出する余剰燃料の流れが燃料タンクの底面等に勢いよく衝突することによって車内に伝わるような異音(騒音)が発生し易くなるため、自動車の運転者等に不安、不快感を与えることがあり、車両の居住性、商品性が低下するという問題がある。
【0010】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みなされたもので、本発明の目的は、圧力レギュレータからリターンされる燃料の流れによって燃料タンク内で異音が発生するのを防止でき、作動時の騒音を低く抑えることができると共に、商品性を向上できるようにした燃料供給装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために請求項1の発明は、内周面と外周面との間にフィルタ収容空間を画成すると共に、内周面に取囲まれてポンプ収容空間を形成してなる筒状のフィルタケースと、該フィルタケースのポンプ収容空間に設けられ燃料タンクから吸込んだ燃料を前記フィルタ収容空間に吐出する燃料ポンプと、前記フィルタ収容空間に設けられ該燃料ポンプから吐出される燃料を濾過するフィルタエレメントと、該フィルタケースに取付けられ前記フィルタ収容空間内の圧力を調整し余剰となった燃料を燃料タンクにリターンさせる戻し口が設けられた圧力レギュレータとからなる燃料供給装置に適用される。
【0012】
そして、請求項1の発明が採用する構成の特徴は、前記圧力レギュレータは前記フィルタケースの上部側に設け、該圧力レギュレータには基端側が前記戻し口に接続され先端側が前記フィルタケースの外周側に沿って下向きに延びるリターンパイプを設け、該リターンパイプには、前記フィルタケースの外周側に対面してリターン燃料流出孔を設ける構成としたことにある。
【0013】
このように構成することにより、例えばリターンパイプをフィルタケースの上部側から途中位置まで下向きに延設でき、そのリターン燃料流出孔を燃料タンクの底部から離れた位置に配設できると共に、燃料タンク内の液面が大きく低下した場合を除いては、このリターン燃料流出孔をタンク内の燃料中に没した状態に保持することができる。これにより、リターンパイプの先端から燃料タンク内に燃料が流出するときの異音の発生を抑えることができる。
【0014】
そして、前記リターンパイプには、前記フィルタケースの外周側に対面してリターン燃料流出孔を設けることにより、例えばタンク内の燃料が残り少ない場合には、リターンパイプのリターン燃料流出孔から流出する燃料をフィルタケースの外周側に向けて噴出しつつ燃料タンク内にリターンさせることができる。この結果、内部を流れる燃料との摩擦によってフィルタケースが静電気を帯び易い場合でも、不純物等の影響で僅かに導電性をもつ燃料をリターンパイプからフィルタケースに接触させることにより、フィルタケースに蓄えられる静電気を逃がすことができる。
【0016】
さらに、請求項2の発明のように、前記圧力レギュレータの戻し口には、シールリングを介して前記リターンパイプを取付けることにより、圧力レギュレータの戻し口とリターンパイプとを液密に接続でき、リターンパイプの取付状態を安定させることができる。
【0017】
また、請求項3の発明では、前記フィルタケースの下部側には、前記ポンプ収容空間に収容された前記燃料ポンプを下側から支持するポンプ支持ブラケットを設け、該ポンプ支持ブラケットには前記リターンパイプの先端側を取付ける取付穴を設けている。
【0018】
これにより、リターンパイプの基端側を圧力レギュレータの戻し口に取付け、その先端側をポンプ支持ブラケットの取付穴内に嵌合させることができ、リターンパイプの取付状態を安定させることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態による燃料供給装置を、自動車用エンジンに適用した場合を例に挙げ、図1ないし図7を参照して詳細に説明する。
【0020】
1は自動車等の車両に設けられ内部に燃料を収容する浅底の燃料タンクで、該燃料タンク1は例えば樹脂材料により形成され、上面部1A、底面部1B等を有している。そして、上面部1Aには後述する取付ブラケット7用の取付穴1Cが設けられている。
【0021】
2は例えば樹脂材料等を用いて2重の筒状に形成されたフィルタケースで、該フィルタケース2は、図2ないし図4に示す如く、内筒部2Aと、該内筒部2Aの外周側に径方向の隙間を挟んで配置された外筒部2Bと、これらの内筒部2Aと外筒部2Bとを下端側で連結する環状の底部2Cと、内筒部2Aと外筒部2Bとを上端側で連結する上蓋部2Dと、該上蓋部2Dよりも上向きに突出し、内部に後述の燃料通路5が形成された四角形状の通路部2Eと、上蓋部2Dから筒状をなして上向きに突出し、内周側が後述の流出室16と連通する燃料の流出口2Fと、上蓋部2Dから上向きに突出し、内周側が流出室16と連通するレギュレータ嵌合筒2G等とから構成されている。
【0022】
そして、内筒部2Aに取囲まれた空間はポンプ収容空間3となり、内筒部2Aと外筒部2Bとの間には環状のフィルタ収容空間4が画成されている。また、通路部2E内には、後述する燃料ポンプ10の吐出口10Bとフィルタケース2内の流入室15とを連通する略コ字状の燃料通路5が形成されている。さらに、フィルタケース2の外面側には複数の爪部6,6,…が設けられている。
【0023】
7はフィルタケース2と一体に設けられた樹脂製の取付ブラケットで、該取付ブラケット7は、図1および図2に示す如く、燃料タンク1の取付穴1Cに取付けられた平板部7Aと、該平板部7Aから下向きに突出し、フィルタケース2の上部外周側で各爪部6と着脱可能に係合した円弧状の筒部7Bとにより構成されている。そして、取付ブラケット7はフィルタケース2を燃料タンク1内に垂下して燃料に浸った状態に保持するものである。
【0024】
また、平板部7Aの上面側には、略L字状に突出する燃料の供給口8と、燃料ポンプ10用のコネクタ9とが設けられている。そして、供給口8の下部側は平板部7Aから下向きに突出する筒状の接続部8Aとなり、該接続部8Aはフィルタケース2の流出口2F内に接続されている。
【0025】
10はフィルタケース2のポンプ収容空間3内に収容された燃料ポンプで、該燃料ポンプ10は、図4に示す如く、例えばタービン型ポンプ、トロコイド型ポンプ等が用いられている。そして、燃料ポンプ10は、燃料タンク1内の燃料を吸込む吸込口10Aと、この燃料をフィルタケース2内の流入室15に吐出させる吐出口10Bとを有し、吸込口10Aにはフィルタ10C(図1参照)が接続されている。
【0026】
11はフィルタケース2と一体に設けられたポンプ支持ブラケットで、該ポンプ支持ブラケット11は、図4ないし図7に示す如く、燃料ポンプ10等を下側から覆う略円形状の底部11Aと、該底部11Aの外周側に立設され、フィルタケース2の下部外周側で各爪部6と着脱可能に係合した略円弧状の側板部11B,11B等とからなり、燃料ポンプ10をフィルタケース2の内周側に抜止めした状態で下側から支持するものである。
【0027】
また、ポンプ支持ブラケット11には、後述のリターンパイプ28を支持するパイプ支持部12が底部11Aから外向きに突出して設けられ、該パイプ支持部12には例えば略四角形等の非円形状をなす取付穴12Aが設けられている。
【0028】
13はフィルタケース2のフィルタ収容空間4内に収容された環状のフィルタエレメントで、該フィルタエレメント13は、図4に示す如く、上,下両端側がフィルタ支持ブラケット14A,14B等を用いてフィルタケース2内に液密に取付けられ、フィルタ収容空間4を外周側の流入室15と内周側の流出室16とに画成している。そして、フィルタエレメント13は、燃料ポンプ10から吐出される燃料を流入室15から流出室16へと径方向内向きに流通させ、この燃料を清浄化するものである。
【0029】
17はフィルタケース2の上部側に設けられた圧力レギュレータで、該圧力レギュレータ17は、図4および図7に示す如く、燃料の流入口18Aが設けられたボトムケース18と、その上部側に固着されたアッパケース19と、該アッパケース19とボトムケース18との間に設けられ、これらの内部を圧力制御室20と燃料室21とに画成する可撓性のダイヤフラム22と、該ダイヤフラム22にアーマチャ等を介して設けられ、ボトムケース18に設けた弁座筒23に対して離着座する弁体24と、圧力制御室20内に設けられた圧力設定ばね25と、ボトムケース18に固着された戻し口26等とから構成されている。
【0030】
また、ボトムケース18は下部側がフィルタケース2のレギュレータ嵌合筒2G内に嵌合され、流入口18Aがフィルタケース2の流出室16と連通すると共に、ホルダ金具27を用いてレギュレータ嵌合筒2Gに固定されている。
【0031】
そして、フィルタケース2内の燃圧が所定の圧力値を越えたときには、この燃圧によりダイヤフラム22が圧力設定ばね25に抗して圧力制御室20側に撓み、弁体24は弁座筒23から離座する。この結果、フィルタケース2内で余剰となった燃料は圧力レギュレータ17の流入口18A、燃料室21、戻し口26等を通じて燃料タンク1内にリリーフされる。これにより、圧力レギュレータ17は流出室16内の圧力を調整し、供給口8から燃料タンク1外に供給される燃料の圧力を一定に保持するものである。
【0032】
28は圧力レギュレータ17の戻し口26に設けられたリターンパイプで、該リターンパイプ28は、図7に示す如く、戻し口26の先端側にOリング等のシールリング29を介して嵌合された筒状の嵌合部28Aと、該嵌合部28Aからフィルタケース2の外筒部2Bの外周面に沿って上,下方向の途中位置まで下向きに延設された管路28Bと、該管路28Bの先端側から下向きに延び、先端側がポンプ支持ブラケット11のパイプ支持部12に取付けられる棒状の取付部28C等とから構成されている。
【0033】
ここで、管路28Bの周壁部には、燃料タンク1の底面部1Bから離れた位置にリターン燃料流出孔28Dが設けられている。そして、このリターン燃料流出孔28Dは管路28Bの長さ方向中間部と先端側との間に亘って上,下方向に延びる長孔状に形成され、フィルタケース2の外周側と対面する位置に開口している。
【0034】
また、リターン燃料流出孔28Dの先端側に位置する管路28Bの内壁面にはフィルタケース2に向けて略凹球面状に湾曲した湾曲面部28Eが設けられている。これにより、管路28B内を流れる燃料は湾曲面部28Eに沿ってリターン燃料流出孔28Dからフィルタケース2側へと円滑に流出する構成となっている。さらに、取付部28Cの先端側はパイプ支持部12の取付穴12Aに対応して非円形の横断面形状に形成され、この取付穴12A内に廻止め状態で嵌合されている。
【0035】
そして、リターンパイプ28は、圧力レギュレータ17の戻し口26からリターンされる燃料をフィルタケース2等の外周側に吹付けつつリターン燃料流出孔28Dから燃料タンク1内に流出させるものである。
【0036】
なお、図1中に示す30は取付ブラケット7に設けられた燃料のリターン通路で、該リターン通路30は、エンジンの燃料噴射弁(図示せず)の下流側に設けた圧力レギュレータから余剰燃料を燃料タンク1内にリターンさせる所謂フルリターン式の燃料供給系統を構成する場合に用いられるものである。
【0037】
本実施の形態による燃料供給装置は上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。
【0038】
まず、燃料ポンプ10の作動時には、図4中の吐出口10Bから燃料タンク1内の燃料が吐出されると、この燃料はフィルタケース2の燃料通路5を矢示Aの如く流通した後に、流入室15から流出室16へと矢示Bの如く流通して濾過される。そして、この燃料は矢示Cの如くフィルタケース2の流出口2Fから取付ブラケット7の供給口8を介して燃料タンク1外に流出し、エンジンの燃料噴射弁等に向けて供給される。
【0039】
また、このとき流出室16内を流れる燃料の一部は、図7中に示す矢示Dの如く、レギュレータ嵌合筒2G等を通じて圧力レギュレータ17の燃料室21内に流入する。そして、この燃料の圧力が所定の圧力値を越えたときには、弁体24が開弁することにより、フィルタケース2内で余剰となった燃料は矢示Eの如く戻し口26からリターンパイプ28を介して燃料タンク1内に流出し、その底面部1Bから離れた位置で燃料タンク1内にリターンされる。
【0040】
この場合、燃料タンク1内に十分な燃料が収容されているときには、リターンパイプ28のリターン燃料流出孔28Dが燃料中に没した状態に保持され、圧力レギュレータ17からリターンされる燃料は、このリターン燃料流出孔28Dから燃料タンク1内の燃料中に直接流出する。
【0041】
また、例えば燃料タンク1内の燃料が残り少なくなり、フィルタケース2が燃料と接触しない状態となった場合には、リターンパイプ28のリターン燃料流出孔28Dから流出する燃料がフィルタケース2の外周側に吹付けられ、フィルタケース2と接触しつつ燃料タンク1内にリターンされるようになる。
【0042】
ここで、燃料タンク1内の燃料には、通常の状態でも水分、添加剤等からなる微量の導電性不純物が混入しているため、リターンパイプ28から流出する燃料も僅かに導電性をもった状態となっている。
【0043】
従って、フィルタケース2内を流れる燃料との摩擦によってフィルタケース2が静電気を帯び易い場合でも、リターンパイプ28から流出する燃料がフィルタケース2と接触しつつ燃料タンク1内にリターンされることにより、フィルタケース2の静電気を逃がすことができる。
【0044】
かくして、本実施の形態では、フィルタケース2の上部側に圧力レギュレータ17を設け、その戻し口26には下向きに延びるリターンパイプ28を設ける構成としたので、リターンパイプ28の管路28Bをフィルタケース2の上部側から途中位置まで下向きに延設でき、そのリターン燃料流出孔28Dを燃料タンク1の底面部1Bから離れた位置に配設できると共に、燃料タンク1内の液面が大きく低下した場合を除いては、このリターン燃料流出孔28Dを燃料タンク1内の燃料中に没した状態に保持することができる。
【0045】
これにより、圧力レギュレータ17からリターンされる燃料をリターンパイプ28を介して燃料タンク1内の燃料中に穏やかに流出させることができ、圧力レギュレータ17からの燃料が燃料タンク1の底面部1Bに勢いよく衝突して異音が発生したり、この燃料が燃料タンク1内の液面を強く叩いたりするのを確実に防止することができる。従って、燃料供給装置の作動時に騒音を低く抑えることができ、この装置を含めた車両の商品性を向上させることができる。
【0046】
また、リターンパイプ28のリターン燃料流出孔28Dをフィルタケース2の外周側と対面して上,下方向に延びる長孔状に形成したので、例えば燃料タンク1内の燃料が残り少ない場合には、リターン燃料流出孔28Dから流出する燃料をフィルタケース2に向けて噴出することができ、この燃料をフィルタケース2と広い面積で接触させつつ燃料タンク1内にリターンさせることができる。
【0047】
これにより、フィルタケース2が静電気を帯び易い場合でも、リターンパイプ28から僅かに導電性をもった燃料を流出させることによってフィルタケース2の静電気を逃がすことができ、安全性を確実に向上させることができる。しかも、リターンパイプ28から流出する燃料の流れをフィルタケース2と衝突させることによって弱めることができ、この燃料を燃料タンク1の底面部1B側へと静かにリターンさせることができる。
【0048】
また、圧力レギュレータ17の戻し口26とリターンパイプ28の嵌合部28Aとの間にシールリング29を介在させたので、圧力レギュレータ17とリターンパイプ28とを液密に接続でき、リターン燃料流出孔28Dから燃料を確実に流出させることができると共に、リターンパイプ28の取付状態を安定させることができる。
【0049】
さらに、ポンプ支持ブラケット11には、非円形状の取付穴12Aを有するパイプ支持部12を設けたので、リターンパイプ28の取付部28Cを取付穴12A内に廻止め状態で取付けることができ、リターンパイプ28を上,下両端側で安定して支持できると共に、そのリターン燃料流出孔28Dをフィルタケース2と確実に対面させることができる。
【0050】
なお、前記実施の形態では、リターンパイプ28の周壁部にフィルタケース2と対面して長孔状のリターン燃料流出孔28Dを設け、該リターン燃料流出孔28Dから流出する燃料をフィルタケース2と接触させる構成としたが、本発明はこれに限らず、リターンパイプ28の周壁部にリターン燃料流出孔となる複数の小孔を上,下方向に列設する構成としてもよい。
【0051】
また、前記実施の形態では、取付ブラケット7、ポンプ支持ブラケット11をフィルタケース2に着脱可能な別部材として構成したが、本発明はこれに限らず、フィルタケース2、取付ブラケット7、ポンプ支持ブラケット11等を単一の部材として一体形成する構成としてもよく、さらにはポンプ支持ブラケット11を省略する構成としてもよい。
【0052】
【発明の効果】
以上詳述した通り、請求項1の発明によれば、フィルタケースの上部側に設けた圧力レギュレータからフィルタケースの外周側に沿って下向きに延びるリターンパイプを設け、該リターンパイプには、前記フィルタケースの外周側に対面してリターン燃料流出孔を設ける構成としたので、圧力レギュレータからリターンされる燃料をリターンパイプによりリターン燃料流出孔を介して燃料タンクの底部から離れた位置でタンク内の燃料中に穏やかに流出させることができる。これにより、圧力レギュレータからの燃料が燃料タンクの底部に勢いよく衝突したり、この燃料が燃料タンク内の液面を強く叩いたりするのを確実に防止でき、燃料供給装置の作動時に騒音を低く抑制できると共に、この装置を含めた車両の商品性を向上させることができる。
【0053】
そして、前記リターンパイプにはフィルタケースの外周側に対面してリターン燃料流出孔を設ける構成としたので、例えばタンク内の燃料が残り少ない場合には、リターン燃料流出孔から流出する燃料をフィルタケースに吹付けることができ、この燃料をフィルタケースと接触させつつ燃料タンク内にリターンさせることができる。これにより、フィルタケースが静電気を帯び易い場合でも、リターンパイプから流出する燃料を用いてフィルタケースの静電気を逃がすことができ、安全性を確実に向上させることができる。
【0054】
さらに、請求項2の発明によれば、圧力レギュレータの戻し口にはシールリングを介してリターンパイプを取付ける構成としたので、圧力レギュレータとリターンパイプとを液密に接続でき、その先端等から燃料を確実に流出させることができると共に、リターンパイプの取付状態を安定させることができる。
【0055】
また、請求項3の発明によれば、フィルタケースの下部側にはポンプ支持ブラケットを設け、このポンプ支持ブラケットにはリターンパイプ用の取付穴を設ける構成としたので、リターンパイプの基端側を圧力レギュレータの戻し口に取付け、その先端側をポンプ支持ブラケットの取付穴内に嵌合させることができ、リターンパイプを上,下両端側で安定して支持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態による燃料供給装置を燃料タンクに取付けた状態で示す正面図である。
【図2】実施の形態による燃料供給装置を示す平面図である。
【図3】フィルタケース等を取付ブラケットから取外した状態で示す正面図である。
【図4】図2中の矢示IV−IV方向からみたフィルタケースの縦断面図である。
【図5】ポンプ支持ブラケットを示す正面図である。
【図6】ポンプ支持ブラケットを示す平面図である。
【図7】フィルタケースに取付けられた圧力レギュレータ、リターンパイプ等を示す一部破断の拡大正面図である。
【符号の説明】
1 燃料タンク
2 フィルタケース
3 ポンプ収容空間
4 フィルタ収容空間
10 燃料ポンプ
11 ポンプ支持ブラケット
12 パイプ支持部
12A 取付穴
13 フィルタエレメント
17 圧力レギュレータ
26 戻し口
28 リターンパイプ
28D リターン燃料流出孔
29 シールリング
Claims (3)
- 内周面と外周面との間にフィルタ収容空間を画成すると共に、内周面に取囲まれてポンプ収容空間を形成してなる筒状のフィルタケースと、該フィルタケースのポンプ収容空間に設けられ燃料タンクから吸込んだ燃料を前記フィルタ収容空間に吐出する燃料ポンプと、前記フィルタ収容空間に設けられ該燃料ポンプから吐出される燃料を濾過するフィルタエレメントと、該フィルタケースに取付けられ前記フィルタ収容空間内の圧力を調整し余剰となった燃料を燃料タンクにリターンさせる戻し口が設けられた圧力レギュレータとからなる燃料供給装置において、
前記圧力レギュレータは前記フィルタケースの上部側に設け、該圧力レギュレータには基端側が前記戻し口に接続され先端側が前記フィルタケースの外周側に沿って下向きに延びるリターンパイプを設け、該リターンパイプには、前記フィルタケースの外周側に対面してリターン燃料流出孔を設ける構成としたことを特徴とする燃料供給装置。 - 前記圧力レギュレータの戻し口には、シールリングを介して前記リターンパイプを取付けてなる請求項1に記載の燃料供給装置。
- 前記フィルタケースの下部側には、前記ポンプ収容空間に収容された前記燃料ポンプを下側から支持するポンプ支持ブラケットを設け、該ポンプ支持ブラケットには前記リターンパイプの先端側を取付ける取付穴を設けてなる請求項1または2に記載の燃料供給装置。
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