JP3887821B2 - 燃料供給装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレッシャレギュレータで燃料吐出圧を調圧する燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プッシャレギュレータから余剰燃料を排出することにより、燃料ポンプから吐出される燃料圧力を内燃機関（以下、「内燃機関」をエンジンという）側で要求される所定のシステム圧に調圧する燃料供給装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
国際公開第９６／１４５０６号パンフレット
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
燃料ポンプから吐出される燃料圧力をシステム圧に調圧するためにプレッシャレギュレータから余剰燃料が排出される際、余剰燃料の圧力は急激に低下するので余剰燃料中にベーパが発生する。ベーパを含んだ燃料が衝突するときに衝突側の部材に与える衝撃は大きい。したがって、プレッシャレギュレータの排出孔からベーパを含んだ燃料が噴流となって排出され排出孔近傍の部材または燃料タンクに衝突すると、排出孔近傍の部材または燃料タンクが振動し騒音が発生するという問題がある。ベーパを含んだ燃料が燃料タンク内の燃料に衝突しても、燃料に加えられた衝撃が燃料タンクに伝搬することにより燃料タンクが振動し騒音が発生する。
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、プレッシャレギュレータから排出される余剰燃料により生じる騒音を低減する燃料供給装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１から５記載の燃料供給装置によると、プレッシャレギュレータが排出する余剰燃料と衝突する緩衝部材の衝突面は曲面であるから、衝突面に衝突した余剰燃料は衝突面の曲面に沿って分散して流れる。したがって、排出される余剰燃料の速度が低下し運動エネルギーが低下する。したがって、騒音を低減できる。
また、本発明の請求項１から５記載の燃料供給装置によると、プレッシャレギュレータが排出する余剰燃料と衝突する緩衝部材はフィルタケースと樹脂で一体成形されフィルタケースに支持されているので、ベーパを含んだ余剰燃料が緩衝部材に衝突しても緩衝部材が振動しにくい。さらに、緩衝部材に衝突することにより余剰燃料の速度は低下し運動エネルギーが低下する。したがって、緩衝部材に衝突した後の余剰燃料が他の部材に衝突または燃料タンク内の燃料に排出されても、振動が発生しにくい。したがって、騒音を低減できる。
【０００６】
また、フィルタケースおよび緩衝部材は樹脂で一体成形されているので、フィルタケースにより緩衝部材を強固に支持できる。さらに、フィルタケースおよび緩衝部材を容易に形成できる。
【０００７】
緩衝部材に衝突した余剰燃料が緩衝部材の流出孔に流入するとき、流出孔の流路断面における燃料の速度分布が均一でないと、流出孔から流出する燃料に速度の速い燃料流れが生じ、騒音を発生する要因になる。本発明の請求項２記載の燃料供給装置によると、緩衝部材は、衝突面に続き余剰燃料の排出方向と反対方向に直線状に延びる内側面を有し、内側面位置に余剰燃料を流出する流出孔を形成している。衝突面に衝突した燃料は、曲面である衝突面から内側面に沿って流れる。直線状の内側面に沿った燃料が流出孔に流入すると、流出孔の流路断面における速度分布は平均化される。したがって、流出孔から流出する燃料流れに速度の速い流れが生じず、騒音を発生しにくい。
【０００８】
本発明の請求項２記載の燃料供給装置において衝突面を凸曲面にすると、プレッシャレギュレータから排出される余剰燃料の排出方向に向かって広がる凸曲面を排出方向と反対側に反転させ、余剰燃料の排出方向と反対方向に直線状に延びる内側面を形成する必要がある。すると、緩衝部材の反転部分の内径が大きくなり、結果として緩衝部材が大型化する。本発明の請求項３記載の燃料供給装置によると、凹曲面である衝突面は余剰燃料の排出方向と反対方向に向かって広がるので、凹曲面をそのまま延ばして余剰燃料の排出方向と反対方向に直線状に延びる内側面を形成できる。したがって、緩衝部材の内径を小さくし、緩衝部材を小型化できる。
【０００９】
本発明の請求項４記載の燃料供給装置によると、プレッシャレギュレータが排出する余剰燃料と衝突する緩衝部材の衝突面は球面であるから、衝突面に衝突した余剰燃料は衝突面の球面に沿って放射状に拡散して流れる。排出される余剰燃料の速度が低下し運動エネルギーが低下するので、騒音を低減できる。
【００１０】
本発明の請求項５記載の燃料供給装置によると、プレッシャレギュレータの少なくとも一部はフィルタケースで形成された空間部に収容されているので、プレッシャレギュレータが占有するスペースを低減し省スペース化できる。また、プレッシャレギュレータが排出する余剰燃料と衝突する緩衝部材をフィルタケースと接近した位置に設置できるので、緩衝部材とフィルタケースとを一体に形成する場合、緩衝部材とフィルタケースとを容易に一体に形成できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の複数の実施形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による燃料供給装置を図２に示す。燃料供給装置１０はサブタンクに収容された状態で燃料タンク内に収容される所謂インタンク式の燃料供給装置である。ジェットポンプにより燃料タンク内の燃料がサブタンク内に供給される。燃料供給装置１０は、燃料ポンプ２０、サクションフィルタ２６、燃料フィルタ４０、およびプレッシャレギュレータ７０等を有している。
【００１２】
燃料ポンプ２０は、フィルタケース４２内の空間１００に収容されている。スナップリング２８は、ケース本体４４の下方開口部に嵌合して燃料ポンプ２０を係止し、フィルタケース４２から燃料ポンプ２０が脱落することを防止している。
燃料ポンプ２０は、内部に図示しない電気駆動部としてのモータを有し、モータとともに回転する回転部材、例えば外周縁に羽根片を有するインペラの回転により燃料吸引力を発生する。燃料ポンプ２０はサクションフィルタ２６を通してサブタンク内の燃料を吸入する。燃料ポンプ２０がサブタンクから吸入し加圧した燃料は、吐出部２２から吐出される。サクションフィルタ２６は、燃料ポンプ２０がサブタンク内から吸入する燃料に含まれる比較的大きな異物を捕集する。
【００１３】
燃料ポンプ２０の受電コネクタ２４は、燃料ポンプ２０の上面から突出するように形成されている。受電コネクタ２４内に、燃料ポンプ２０のモータと電気的に接続している受電端子２５が露出している。
給電コネクタ３０は受電コネクタ２４に嵌合しており、給電コネクタ３０の給電端子３１は受電端子２５と電気的に接続している。給電線３２、給電端子３１、受電端子２５を通り燃料ポンプ２０のモータに電力が供給される。受電コネクタ２４と給電コネクタ３０とはフィルタケース４２内の空間１００において嵌合している。
【００１４】
燃料フィルタ４０は、フィルタケース４２およびフィルタエレメント５２を有している。フィルタケース４２は、ケース本体４４および蓋部５０を有しており、円筒状に形成されている。フィルタケース４２は、中央部に形成されている円柱状の空間１００に燃料ポンプ２０を収容している。ケース本体４４は、燃料ポンプ２０の外周を覆い燃料ポンプ２０と接触している内筒４５と、内筒の外周側に設置されている外筒４６とを有している。ケース本体４４は樹脂で一体成形されている。ケース本体４４の上方は、蓋部５０が内筒４５および外筒４６と結合することにより密封されている。
【００１５】
内筒４５は燃料ポンプ２０の全周を覆っており、外筒４６は内筒４５の外周側に設置され内筒４５の全周を覆っている。内筒４５と外筒４６との底部は結合している。燃料流入部４８は円筒状に形成され内筒４５と樹脂で一体成形されている。燃料流入部４８内に逆止弁５４が設置されている。逆止弁５４は、燃料ポンプ２０から吐出された燃料が燃料ポンプ２０に戻ることを防止する。
【００１６】
フィルタエレメント５２は、例えばハニカム状あるいは菊花状に形成されているろ紙であり、フィルタケース４２に収容されている。フィルタエレメント５２は、燃料ポンプ２０から吐出される燃料に含まれる比較的小さな異物を捕集する。
水抜き通路１０２は、内筒４５または燃料ポンプ２０の外周壁に形成した溝により形成されている。空間１００に進入した水は水抜き通路１０２を通りサブタンク内に排出される。
【００１７】
ケース本体４４の外筒４６の下方に、フィルタエレメント５２を通過した燃料が流出する出口開口１１０が形成されている。流出部材６０は、通路部材６２および緩衝部材６４を有し、外筒４６と樹脂で一体成形されている。流出部材６０は、ケース本体４４の外周側方の下方側に設置されている。流出部材６０に形成されている連通路１１２は出口開口１１０と連通している。連通路１１２は通路部材６２に形成されている流出通路１１４と連通している。
【００１８】
図１に示すように、緩衝部材６４は、プレッシャレギュレータ７０の排出孔８８側と嵌合している。緩衝部材６４の内周面６５と第２ケース７２の先端とにより燃料室１２０が形成されている。排出孔８８と向き合う内周面６５の底部に衝突面としての球状の凹曲面６６が形成されている。円筒状の内側面６７は、プレッシャレギュレータ７０の排出孔８８から余剰燃料が排出される方向と反対の凹曲面６６の広がり方向に向けて直線状に延びている。燃料室１２０に面している内側面６７に流出孔１２２が形成されている。プレッシャレギュレータ７０から排出される余剰燃料は、流出孔１２２からサブタンクに戻される。
【００１９】
プレッシャレギュレータ７０は流出部材６０に嵌合し、流出部材６０とフィルタケース４０とが形成する空間部に収容されている。プレッシャレギュレータ７０は、フィルタエレメント５２により異物を除去され出口開口１１０から流出部材６０内に流入した燃料圧力をエンジン側で要求される所定のシステム圧に調圧する。調圧された燃料は、連通路１１２を通り流出通路１１４からエンジン側に供給される。
【００２０】
プレッシャレギュレータ７０は、第１ケース７１、第２ケース７２、ダイヤフラム７３、スプリング座７４、弁ガイド７５、ボール７６、係止板７７、弁部材７８、スプリング７９、弁座部材８２を有している。ダイヤフラム７３、スプリング座７４、弁ガイド７５、ボール７６および弁部材７８は一体となって変位する可動体８０である。
【００２１】
流出部材６０の内周面と第１ケース７１との間はＯリング９０によりシールされている。したがって、Ｏリング９０は、高圧の出口開口１１０および連通路１１２と低圧のサブタンク内との間をシールしている。緩衝部材６４の内側面６７と第２ケース７２との間はＯリング９２によりシールされている。したがって、Ｏリング９２は、高圧の出口開口１１０および連通路１１２と低圧の燃料室１２０との間をシールしている。
【００２２】
第１ケース７１と第２ケース７２との間にゴム製のダイヤフラム７３の外周縁が挟持されている。ダイヤフラム７３の内周縁はスプリング座７４と弁ガイド７５とにより挟持されている。ボール７６は、係止板７７により弁ガイド７５に押し付けられている。板状の弁部材７８はボール７６とともに移動する。スプリング７９は弁座部材８２の弁座８３に弁部材７８が着座する方向に可動体８０を付勢している。
【００２３】
第１圧力室８４は可動体８０の第１ケース７１側に形成されており、第２圧力室８５は可動体８０の第２ケース７２側に形成されている。第１圧力室８４は第１ケース７１に形成された連通孔７１ａによりサブタンク内と連通している。第１圧力室８４の圧力はほぼ大気圧である。第１圧力室８４の圧力は弁部材７８が弁座８３に着座する方向に可動体８０に加わる。第２圧力室８５は、第２ケース７２に形成された連通孔７２ａにより連通路１１２と連通している。第２圧力室８４の圧力は燃料ポンプ２０の吐出圧である。第２圧力室８５の圧力は弁部材７８が弁座８３から離座する方向に可動体８０に加わる。第２ケース７２は緩衝部材６４に嵌合しており、第１ケース７１と反対側に余剰燃料を排出する排出孔８８を形成している。
弁部材７８が弁座８３から離座すると、第２圧力室８５の燃料は弁座部材８２内の排出通路８６を通り、排出孔８８から排出される。
【００２４】
次に、燃料供給装置１０の作動について説明する。
サブタンク内の燃料はサクションフィルタ２６により比較的大きな異物を除去されて燃料ポンプ２０に吸入される。燃料ポンプ２０は吸入した燃料を加圧して吐出部２２から吐出する。燃料フィルタ４０は燃料ポンプ２０が吐出した燃料中から比較的小さな異物を除去して出口開口１１０から流出する。プレッシャレギュレータ７０は、燃料ポンプ２０の吐出圧に応じて余剰燃料を排出孔８８から排出することにより、燃料フィルタ４０から流出した燃料の圧力をシステム圧に調圧する。システム圧に調圧された燃料は通路部材６２からエンジン側に供給される。
【００２５】
プレッシャレギュレータ７０の弁部材７８の位置は、第１圧力室８４の燃料圧力から弁部材７８が弁座８３に着座する方向に可動体８０が受ける力と、第２圧力室８５の燃料圧力から弁部材７８が弁座８３から離座する方向に可動体８０が受ける力と、弁部材７８が弁座８３に着座する方向にスプリング７９から可動体８０が受ける付勢力との釣り合う位置に設定される。第１圧力室８４の燃料圧力はサブタンク内の圧力であり、ほぼ一定である。
【００２６】
第２圧力室８５、つまり燃料ポンプ２０の吐出圧が高くなると、弁部材７８が弁座８３から離座する方向に可動体８０が受ける力は大きくなり、弁部材７８は弁座８３から離座する。弁部材７８が弁座８３から離座すると、弁座部材８２内の排出通路８６を通り、排出孔８８から燃料室１２０に余剰燃料が排出される。第２圧力室８５の圧力に応じて弁部材７８と弁座８３との開口面積は変化し、排出孔８８から排出される燃料量が調整される。これにより、第２圧力室８５、出口開口１１０および連通路１１２の燃料圧力が調圧される。
【００２７】
排出通路８６は流出孔１２２、燃料室１２０および排出孔８８によりサブタンク内と連通しているので、排出通路８６の圧力は低圧である。この低圧の排出通路８６に弁座８３から高圧の余剰燃料が排出されると、減圧により余剰燃料にベーパが発生する。排出孔８８から燃料室１２０に排出されるベーパの発生した余剰燃料は、排出孔８８と向き合う位置に形成された緩衝部材６４の凹曲面６６に衝突する。凹曲面６６を有する緩衝部材６４は、フィルタケース４２と一体成形されているので、ベーパを含んだ余剰燃料が衝突しても剛性が高く、振動しにくい。したがって、緩衝部材６４が振動し騒音を発生することを低減できる。
【００２８】
凹曲面６６に衝突した燃料は球状の凹曲面６６に沿って放射状に広がるので、凹曲面６６に沿って流れる間にその速度が低下し、運動エネルギーが低下する。さらに、内側面６７は排出孔８８から排出される燃料の方向とは反対方向に向かって凹曲面６６から直線状に延びており、流出孔１２２が凹曲面６６と排出孔８８との間の内側面６７の位置に形成されている。したがって、凹曲面６６から内側面６７に沿い流出孔１２２に流入する燃料の速度分布は流出孔１２２の流路断面において平均化され、速度の速い燃料流れは生じない。
【００２９】
第１実施形態に対し、例えば図３の（Ｂ）に示すように、排出孔８８から速度が低下しておらずベーパの発生している余剰燃料が直接サブタンク内に排出されサブタンク内の燃料、またはサブタンクと衝突すると、サブタンクを振動させ、大きな騒音を発生することがある。
【００３０】
これに対し図３の（Ａ）に示す第１実施形態では、 流出孔１２２からサブタンク内に排出される余剰燃料の速度は低下しているので、流出孔１２２から排出されベーパの発生している燃料がサブタンク内の燃料、またはサブタンクに衝突しても、生じる振動は小さい。したがって、流出孔１２２から排出される燃料により生じる騒音を低減できる。
【００３１】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図４に示す。第１実施形態と実質的に同一構成部分に同一符号を付し、説明を省略する。
緩衝部材６４の内周面６５には、排出孔８８と向き合う位置に球状の凸曲面６８が形成されている。凸曲面６８の曲率半径は第１実施形態の凹曲面６６の曲率半径よりも小さく、緩衝部味６４の内径は第１実施形態とほぼ同一である。排出孔８８から排出された余剰燃料は凸曲面６８に衝突し凸曲面６８に沿って放射状に広がるので、凸曲面６８に沿って流れる間にその速度が低下し、運動エネルギーが低下する。さらに、内側面６７に沿い流出孔１２２からサブタンク内に排出される燃料の速度分布は流出孔１２２の流路断面において平均化され、速度の速い燃料流れは生じない。したがって、流出孔１２２から排出される燃料により生じる騒音を低減できる。
【００３２】
以上説明した本発明の実施の形態を示す上記複数の実施形態では、フィルタケース４２と樹脂で一体成形された緩衝部材６４の排出孔８８と向き合う位置に曲面を形成し、この曲面にプレッシャレギュレータ７０から排出される燃料を衝突させている。曲面に衝突した余剰燃料は曲面に沿って放射状に広がりながら流れることにより速度が低下し、運動エネルギーが低下する。さらに、曲面から直線状に延びており、流出孔１２２が曲面と排出孔８８との間の内側面６７の位置に形成されている流出孔１２２から余剰燃料が排出されるので、流出孔１２２からサブタンク内に排出される燃料の速度分布は流出孔１２２の流路断面において平均化され、速度の速い燃料流れは生じない。したがって、プレッシャレギュレータ７０から排出される余剰燃料により生じる騒音を低減できる。
【００３３】
上記複数の実施形態以外にも、フィルタケース４２と別部材の緩衝部材に凹状または凸状の曲面を形成し、この曲面にプレッシャレギュレータ７０から排出される余剰燃料を衝突させることにより、プレッシャレギュレータ７０から排出される余剰燃料の速度を低下させ、騒音を低減できる。
【００３４】
余剰燃料の排出方向に向けて広がっている凸曲面６８を有する緩衝部材６４では、凸曲面６８の広がりを余剰燃料の排出方向と反対方向に反転して内側面６７を形成する必要がある。したがって、凸曲面６８の曲率を第１実施形態の凹曲面６６と同じにすると、第２実施形態の緩衝部材６４の内径は、凸曲面６８の広がりを反転する箇所の幅分第１実施形態の緩衝部材６４の内径よりも大きくなる。言い換えれば、第１実施形態では、衝突面としての曲面を凹曲面６６にしたことにより、凹曲面６６の広がりを反転することなくそのまま延ばして内側面６７を形成できる。したがって、同一の曲率半径であれば、凸曲面６８を有する第２実施形態の緩衝部材６４よりも内径が小さくなる。
【００３５】
また、緩衝部材がフィルタケース４２と樹脂で一体成形されているので、緩衝部材６４の剛性は高く、緩衝部材６４はフィルタケース４２に強固に支持されている。したがって、プレッシャレギュレータから排出される余剰燃料が衝突しても緩衝部材ががたつかず、振動を低減することができる。さらに、プレッシャレギュレータから排出される余剰燃料が緩衝部材に衝突することにより、余剰燃料の速度が低下し、速度の低下した余剰燃料がサブタンク内に排出されるので、サブタンクにおいて発生する振動を低減できる。
【００３６】
フィルタケース４２と樹脂で一体成形している緩衝部材であれば、プレッシャレギュレータ７０から排出される余剰燃料が衝突する衝突面の形状は曲面に限らず、例えば平面でもよい。また、フィルタケース４２と緩衝部材６４を樹脂で一体成形する代わりに、フィルタケース４２と緩衝部材６４とを接着または溶着により一体に形成してもよい。フィルタケース４２および緩衝部材６４の材質は樹脂に限るものではない。
【００３７】
また衝突面としての凹曲面６６および凸曲面６８を球状に形成したが、曲面であれば球状以外に例えばＵ字状に曲面を形成してもよい。
上記実施形態では、燃料タンク内に設置されたサブタンク内に燃料供給装置が収容される例について説明した。これ以外に、燃料供給装置を直接燃料タンク内に収容してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による燃料供給装置のプレッシャレギュレータの周囲を示す断面図である。
【図２】第１実施形態による燃料供給装置を示す断面図である。
【図３】プレッシャレギュレータから排出される燃料の状態を示す説明図である。
【図４】本発明の第２実施形態による燃料供給装置のプレッシャレギュレータの周囲を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ 燃料供給装置、
２０ 燃料ポンプ
４０ 燃料フィルタ
４２ フィルタケース
５２ フィルタエレメント
６４ 緩衝部材
６５ 内周面
６６ 凹曲面（衝突面）
６７ 内側面（衝突面）
６８ 凸曲面
７０ プレッシャレギュレータ
８８ 排出孔
１２０ 燃料室
１２２ 流出孔

Claims (5)

1. 燃料タンク内に収容され、前記燃料タンク内の燃料を内燃機関に供給する燃料供給装置であって、
   電気駆動式の燃料ポンプと、
   内筒および前記内筒の外周側に設置されている外筒により円筒状に形成され、前記燃料ポンプの外周を前記内筒が覆っているフィルタケース、ならびに前記フィルタケースに収容され前記燃料ポンプから吐出される燃料中の異物を除去するフィルタエレメントを有する燃料フィルタと、
   前記燃料フィルタから流出する燃料圧力を調圧するプレッシャレギュレータと、
   前記プレッシャレギュレータが排出する余剰燃料と衝突する緩衝部材と、
   を備え、
   前記緩衝部材は前記フィルタケースと樹脂で一体成形されており、前記プレッシャレギュレータの排出孔と向き合い前記排出孔から排出される余剰燃料と衝突する前記緩衝部材の衝突面の中心部は曲面であり、前記中心部と前記排出孔との間の前記緩衝部材の側壁に余剰燃料が流出する流出孔が開口していることを特徴とする燃料供給装置。
2. 前記緩衝部材は、前記衝突面に続き余剰燃料の排出方向と反対方向に直線状に延びる内側面を有し、前記内側面位置に前記流出孔は開口していることを特徴とする請求項１記載の燃料供給装置。
3. 前記衝突面は凹曲面であることを特徴とする請求項１または２記載の燃料供給装置。
4. 前記衝突面は球面であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の燃料供給装置。
5. 前記プレッシャレギュレータの少なくとも一部は、前記フィルタケースで形成された空間部に収容されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の燃料供給装置。

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