JP3887821B2 - 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、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)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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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