JP3980906B2 - 車両の燃料ポンプモジュール - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動二輪車等の車両の燃料ポンプモジュールに関し、特に、燃料タンクから燃料を受け入れる燃料入口、エンジンの燃料噴射弁に燃料を供給する燃料出口及び、余剰燃料を燃料タンクに還流させる燃料戻し口を外側に開口するモジュールケースに、燃料入口及び燃料出口間を接続する流路に直列に介裝される電動燃料ポンプ及び燃料フィルタと、燃料出口及び燃料戻し口間を接続する調圧通路に介裝される燃料圧力レギュレータとを収容したものゝ改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
かゝる燃料ポンプモジュールは、例えば特開2001−248510号公報に開示されるているように、既に知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来のかゝる燃料ポンプモジュールでは、電動燃料ポンプ及び燃料フィルタを、それらを同軸線上に直列に配置しているため、全長が非常に長くなってしまい、これをエンジンに搭載する際、コンパクトにレイアウトすることが困難となる。またこの燃料ポンプモジュールをエンジンに近接して配置する場合には、エンジンの輻射熱の影響を受けて内部にベーパを発生させ、エンジンの熱間始動や高速運転に支障を来す虞がある。
【0004】
本発明は、かゝる事情に鑑みてなされたもので、全長を大幅に短縮することが可能であり、しかも内部で発生したベーパを外部に排除し得るようにした、前記車両の燃料ポンプモジュール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】
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、燃料タンクから燃料を受け入れる燃料入口、エンジンの燃料噴射弁に燃料を供給する燃料出口及び、余剰燃料を燃料タンクに還流させる燃料戻し口を外側に開口するモジュールケースに、燃料入口及び燃料出口間を接続する流路に直列に介裝される電動燃料ポンプ及び燃料フィルタと、燃料出口及び燃料戻し口間を接続する調圧通路に介裝される燃料圧力レギュレータとを収容した、車両の燃料ポンプモジュールであって、燃料フィルタが電動燃料ポンプよりも流路の上流側に配置されるものにおいて、前記電動燃料ポンプ及び前記燃料フィルタを、それらの長手方向軸線が互いに平行となるように相互に並列配置し、これら電動燃料ポンプ及び燃料フィルタで発生したベーパを含む燃料を受容して、その燃料から分離したベーパを前記燃料戻し口に送るためのベーパ分離室を、該電動燃料ポンプ及び燃料フィルタの長手方向一端に隣接して前記モジュールケース内に設け、前記ベーパ分離室には、電動燃料ポンプの長手方向一端に各々設けた吸入管及びベーパ排出管と、燃料フィルタの同じく長手方向一端に設けた出口管とを、ベーパ排出管が出口管及び吸入管よりも高位置となるように開口させたことを特徴とする。
【0006】
請求項1の前記特徴によれば、電動燃料ポンプ及び燃料フィルタの平行配置により、モジュールケースの全長を大幅に短縮して、燃料ポンプモジュールのコンパクト化を図ることができる。また燃料フィルタ及び電動燃料ポンプ内で発生したベーパは燃料と共にベーパ分離室に受容され、該室で燃料とベーパの分離が行われ、そのベーパは浮上して燃料戻し口に送られるので、燃料噴射弁には、ベーパを含まない良好な状態の燃料を供給することができ、常にエンジンの安定した運転状態を確保することができる。
【0007】
また請求項2の発明は、請求項1の前記特徴に加えて、前記ベーパ分離室上部のベーパ排出孔を、前記燃料圧力レギュレータより下流の前記調圧通路に開口させて、該調圧通路を余剰燃料が通過することにより生じるエジェクタ効果により前記ベーパ排出孔に負圧を与えるようにしたことを特徴とする。
【0008】
この請求項2の特徴によれば、前記エジェクタ効果によりベーパ排出孔に負圧が与えられると、ベーパ分離室から調圧通路へのベーパの排出を効果的に促進することができ、これに伴いベーパ分離室でのベーパ分離作用をも促進することができる。
【0009】
さらにまた請求項3の発明は、請求項1又は2の前記特徴の何れかに加えて、前記モジュールケースを、エンジンの吸気管の一側に隣接させて、これらモジュールケース及び吸気管の長手方向軸線が互いに略直角をなすように配置したことを特徴とする。
【0010】
尚、前記吸気管は、後述する本発明の実施例中のスロットルボディ6に対応する。
【0011】
この請求項3の特徴によれば、燃料ポンプモジュールの全長の短縮化と相俟って、エンジンの吸気系のコンパクト化をもたらすことができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、添付図面に示す本発明の実施例に基づいて説明する。
【0013】
図1は本発明の実施例に係る燃料ポンプモジュールを備えた自動二輪車の要部側面図、図2は図1の2部の拡大縦断側面図、図3は図2の3−3線断面図、図4は図3の4−4線断面図、図5は上記燃料ポンプモジュールを含む、自動二輪車の燃料供給系の全体概要図、図6は横転遮断弁の作用説明図である。また図7は、参考例に係る燃料ポンプモジュールを備えた自動二輪車の燃料供給系の全体概要図である。
【0014】
図1〜図7に示す本発明の実施例の説明より始める。
【0015】
図1において、車両としての自動二輪車Mのボディフレーム1は、図示しないヘッドパイプから後ろ下がりに延びるフロントパイプ1fと、それの後端から起立して後方へ延出するリアパイプ1rとからなっており、そのフロントパイプ1fに、その下方に配置される4サイクルエンジンEが架装され、またリアパイプ1r上に燃料タンクTが設置される。
【0016】
上記エンジンEは、シリンダヘッド2を車両前方に向けてシリンダブロック3を略水平に配置しており、そのシリンダヘッド2の上端面に、吸気ポート4に連なる吸気道5を有するスロットルボディ6が接合され、このスロットルボディ6の上流端にエアクリーナ7が接続される。またシリンダヘッド2の下端面には、排気ポート8に連なる排気管9が接合される。
【0017】
スロットルボディ6には、吸気道5を開閉するスロットルバルブ10が軸支されており、このスロットルバルブ10より下流側でスロットルボディ6の側壁に形成された噴射弁取り付けボス11に、吸気ポート4に向けて燃料を噴射する電磁式の燃料噴射弁Iが装着される。そして、この燃料噴射弁Iに燃料タンクTの燃料を供給する燃料ポンプモジュールMpがスロットルボディ6に取り付けられる。
【0018】
先ず、この燃料ポンプモジュールMpの全体構成について、図6の全体概要図により説明する。
【0019】
燃料ポンプモジュールMpは、モジュールケース12と、このモジュールケース12内に収容される電動燃料ポンプ13、低圧型燃料フィルタ14、燃料圧力レギュレータ15及び横転遮断弁16を主たる構成要素としている。
【0020】
モジュールケース12は、その外側面に燃料入口20、燃料出口21及び燃料戻し口22を開口しており、その燃料入口20には、燃料タンクT底部から延出した燃料供給管23が接続され、燃料タンクT内の燃料が重力の作用で燃料入口20に流入するようになっている。
【0021】
また燃料戻し口22には、終端を燃料タンクT内の気相部に開口する燃料戻し管24が接続され、燃料出口21は燃料噴射弁Iの導入口に接続される。
【0022】
モジュールケース12内には主室25と、この主室25に隔壁27を挟んで隣接するベーパ分離室26とが形成されており、その主室25に電動燃料ポンプ13及び燃料フィルタ14が収められる。その際、燃料フィルタ14は、その長手方向一端の入口管28を前記燃料入口20に接続し、長手方向他端の出口管29をベーパ分離室26に開口させている。また電動燃料ポンプ13は、長手方向一端の吸入管30及びベーパ排出管31をベーパ分離室26に開口させ、長手方向他端の吐出管32を横転遮断弁16の入口孔33に連通させている。
【0023】
横転遮断弁16の出口孔34は、噴射燃料通路35を介して前記燃料出口21に連通され、上記噴射燃料通路35の途中に、燃料出口21から横転遮断弁16側への燃料の逆流を阻止する逆止弁36が設けられる。
【0024】
上記逆止弁36より下流の噴射燃料通路35からは、前記燃料戻し口22に至る調圧通路40が分岐しており、この調圧通路40に燃料圧力レギュレータ15が介装される。この燃料圧力レギュレータ15は、調圧通路40の途中に形成されて、その下流側に向いた弁座42と、この弁座42に着座可能に対置される弁体43と、この弁体43を所定のセット荷重をもって弁座42側に付勢する調圧ばね44とを備え、電動燃料ポンプ13の吐出圧力が規定値以上になると、弁体43が弁座42から離座して余剰圧力を燃料戻し口22へ解放するようになっている。
【0025】
この燃料圧力レギュレータ15より下流の調圧通路40の内側面に、前記ベーパ分離室26の天井壁を貫通するベーパ排出孔45が開口し、調圧通路40を余剰燃料が高速で通過することにより生じるエジェクタ効果によりベーパ排出孔45に負圧を与えるようになっている。
【0026】
再び図1において、エアクリーナ7の前面には電子制御ユニット47が配設される。この電子制御ユニット47は、入力されるエンジン回転数Ne、エンジン温度(例えば潤滑油温)Te、スロットルバルブ10の開度Th、クランク位置Cp等の信号に基づいて燃料噴射弁I、電動燃料ポンプ13及び点火コイル(図示しない)等の作動を制御する。
【0027】
而して、エンジンEの運転中、燃料タンクT内の燃料は、燃料供給管23を下って燃料ポンプモジュールMpの燃料入口20に達し、そして燃料フィルタ14に濾過されてベーパ分離室26に一旦流入する。このように、燃料入口20への燃料供給は重力によるので、若し燃料供給管23内でベーパが発生すると、そのベーパは、自然に燃料タンクT側へ浮上していく。
【0028】
ベーパ分離室26に流入した燃料は、電動燃料ポンプ13の作動により入口管28から吸入されて吐出管32へと圧送され、そして横転遮断弁16及び逆止弁36を経て、燃料出口から燃料噴射弁Iへと供給され、該弁Iから吸気ポート4へ噴射される。
【0029】
この間に、燃料フィルタ14及び電動燃料ポンプ13内で発生したベーパはベーパ分離室26に排出されるが、該室26では燃料とベーパの分離が行われるので、ベーパは浮上してベーパ排出孔45から、燃料圧力レギュレータ15より下流の調圧通路40に出る。
【0030】
ところで、調圧通路40では、前述のように燃料圧力レギュレータ15を開弁させた余剰燃料が高速で通過し、そのエジェクタ効果によりベーパ排出孔45に負圧を与えるので、ベーパ分離室26から調圧通路40へのベーパの排出を効果的に促進され、これに伴ないベーパ分離室26でのベーパ分離作用も促進されることになる。こうして燃料フィルタ14及び電動燃料ポンプ13からベーパが排除されると、燃料噴射弁Iには、ベーパを含まない良好な状態の燃料を供給することができ、常にエンジンEの安定した運転状態を確保することができる。
【0031】
調圧通路40を通過した燃料及びベーパは、燃料戻し口22から燃料戻し管24を経て、燃料タンクT内の気相部に放出されるので、その気相部においてベーパは燃料から分離することができる。
【0032】
次に、図6により前記横転遮断弁16について説明する。
【0033】
横転遮断弁16は、図6(N)に示すように、自動二輪車Mの正立状態で斜め左方上向きの姿勢をとる円筒状の第1弁室55と、それとは反対に斜め右方上向きの姿勢をとる円筒状の第2弁室56とを備え、第1弁室55の上端が第2弁室56の中間部に接続される。第1及び第2弁室55,56の各上部には第1及び第2弁座55a,56aがそれぞれ形成され、第1弁座55aの下部に前記前記入口孔33が開口し、第2弁座56aの上部に前記出口孔34が開口する。第1及び第2弁室56の各下端は、球状の栓体59,60により閉塞される。第1及び第2弁室55,56には、第1及び第2弁座55a,56aにそれぞれ着座し得る球状の弁体58,59が収容される。第1及び第2弁室55,56の各下端は、栓体59,60により閉塞される。
【0034】
而して、自動二輪車Mの正立状態では、図6(N)に示すように、第1及び第2弁体58,59が自重で第1及び第2弁座55a,56aから離れて栓体59,60上に留まっている。したがって、入口孔33及び出口孔34間が導通され、電動燃料ポンプ13から燃料噴射弁Iへの燃料供給を許す。
【0035】
しかしながら、万一、自動二輪車Mが左方又は右方に横転した場合には、図6(L)又は(R)に示すように、第1弁室55又は第2弁室56が略水平に横転するのに伴ない第1弁体57又は第2弁体58がその慣性力により第1弁座55a又は第2弁座56aに着座して、何れの場合も入口孔33及び出口孔34間を遮断する。こうして第1弁体57又は第2弁体58が第1弁座55a又は第2弁座56aに一旦着座すると、その着座状態は、入口孔33側の燃料圧力により保持される。したがって、自動二輪車Mの横転により燃料噴射弁I側に損傷があっても燃料出口21からの燃料噴出を未然に防ぐことができる。
【0036】
上記のような燃料ポンプモジュールMpを具体化したものを図2〜図5に示す。
【0037】
図2及び図3において、モジュールケース12は、主室25を形成したケース本体12aと、このケース本体12aに、ベーパ分離室26を形成したケースカバー12bを隔壁27を挟んで接合して、横断面が略扇形をなすように構成される。その際、ケース本体12a、隔壁27及びケースカバー12bの各接合面間にはシール部材48,48が介装される。そして円筒形の電動燃料ポンプは、主室25においてその扇形の中心部に配置される。また円弧状に形成された燃料フィルタ14は主室25においてその扇形の円弧部に沿って配置される。こうして電動燃料ポンプ13及び燃料フィルタ14は、主室25においてそれらの長手方向軸線が互いに平行となるように配置される。したがって、モジュールケース12の全長を大幅に短縮することができ、その横断面形状を略扇形にしたことゝ相俟って、燃料ポンプモジュールMpのコンパクト化を図ることができる。
【0038】
図2及び図3に明示するように、ケース本体12aには、その円弧状部外側に、長手方向に並ぶ一対の取り付けボス49,49が形成されており、これらボス49,49がスロットルボディ6の一側壁にボルト50,50により固着される。その際、モジュールケース12は、その長手方向軸線Xがスロットルボディ6の吸気道5の軸線Yに対して直角をなすように配置される。こうした配置により、燃料ポンプモジュールMpの全長の短縮化と相俟って、エンジンEの吸気系のコンパクト化をもたらすことができる。
【0039】
またケース本体12aの側壁には、後側に燃料入口20、前側に燃料出口21が設けられる。特に、燃料入口20は、ケース本体12aの前壁に一体に形成されて燃料噴射弁Iの頭部に嵌合されるキャップ51に設けられ、燃料噴射弁Iの燃料導入口に直接連通するようになっているので、燃料出口21及び燃料噴射弁I間には配管を施す必要がなくなり、燃料配管の簡素化に寄与し得る。
【0040】
さらにケース本体12aには横転遮断弁16が組み込まれる。
【0041】
一方、ケースカバー12bには燃料圧力レギュレータ15が組み込まれ、その後壁に燃料戻し口22が設けられる。
【0042】
上記のように、燃料入口20及び燃料戻し口22がモジュールケース12の後壁に設けられると、これらに接続される燃料供給管23及び燃料戻し管24を自動二輪車Mの比較的中心部に配管することが可能となり、他物との干渉を回避する上で有効である。
【0043】
その他の構成は、図5の全体概要図に示すものと同様であり、図2〜図5中、図5のものと対応する部分には、同一の参照符号が付してある。
【0044】
次に、図7に示す参考例について説明する。
【0045】
この参考例では、モジュールケース12の燃料入口20にストレーナ61が装着される。その燃料入口20に主室25を連通させて、燃料タンクTからの燃料を主室25に満たし、その燃料中に電動燃料ポンプ113及び燃料フィルタ114が浸漬される。これら電動燃料ポンプ113及び燃料フィルタ114は、前実施例と同様に長手方向軸線を互いに平行にして主室25に配置される。電動燃料ポンプ113は吸入管30を主室25に開口させて、主室25の燃料を吸入し、吐出管32を介して燃料フィルタ114に圧送する。したがって、この参考例における燃料フィルタ114は高圧型とする必要がある。この燃料フィルタ114で濾過された高圧燃料は、出口管29を通して横転遮断弁16に送られ、以後は前実施例と同様の経路を経て燃料噴射弁IからエンジンEの吸気ポート8に噴射される。
【0046】
電動燃料ポンプ113は、通常のブラシ付きモータを内蔵している。したがって、そのブラシ摺動部は勿論、モータ全体が主室25の燃料によって冷却される。その際、ブラシ摺動部で発生する摩耗粉が主室25に出て、燃料と共に電動燃料ポンプ113に吸入されることがあるが、その摩耗粉は電動燃料ポンプ113の吐出側に配置される燃料フィルタ114により捕捉され、燃料噴射弁I側に流れることはない。
【0047】
主室25の上部は、ベーパ孔62を介して隣のベーパ分離室26に連通しており、主室25内で発生したベーパが浮上してベーパ分離室26に移行するようになっている。また電動燃料ポンプ113のベーパ排出管31は前実施例と同様にベーパ分離室26に開口している。
【0048】
その他の構成は、前実施例と同様であり、図7中、前実施例と対応する部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
【0049】
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、その要旨の範囲を逸脱することなく種々の設計変更が可能である。例えば、エンジンEが多気筒の場合には、スロットルボディ6を吸気マニホールドを介してシリンダヘッド2に結合し、その吸気マニホールドに各気筒に対応する燃料噴射弁を取り付けることもでき、またその際、吸気マニホールドに燃料ポンプモジュールMpを取り付けることもできる。
【0050】
【発明の効果】
以上のように請求項1の発明によれば、電動燃料ポンプ及び燃料フィルタの平行配置により、モジュールケースの全長を大幅に短縮して、燃料ポンプモジュールのコンパクト化を図ることができる。また燃料フィルタ及び電動燃料ポンプ内で発生したベーパは燃料と共にベーパ分離室に受容され、該室で燃料とベーパの分離が行われ、そのベーパは浮上して燃料戻し口に送られるので、燃料噴射弁には、ベーパを含まない良好な状態の燃料を供給することができ、常にエンジンの安定した運転状態を確保することができる。
【0051】
また請求項2の発明によれば、ベーパ分離室上部のベーパ排出孔を、前記燃料圧力レギュレータより下流の前記調圧通路に開口させて、該調圧通路を余剰燃料が通過することにより生じるエジェクタ効果により前記ベーパ排出孔に負圧を与えるようにしたので、ベーパ分離室から調圧通路へのベーパの排出を効果的に促進することができるのみならず、ベーパ分離室でのベーパ分離作用をも促進することができる。
【0052】
さらにまた請求項3の発明によれば、モジュールケースを、エンジンの吸気管の一側に隣接させて、これらモジュールケース及び吸気管の長手方向軸線が互いに略直角をなすように配置したので、燃料ポンプモジュールの全長の短縮化と相俟って、エンジンの吸気系のコンパクト化をもたらすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例に係る燃料ポンプモジュールを備えた自動二輪車の要部側面図
【図2】 図1の2部の拡大縦断側面図
【図3】 図2の3−3線断面図
【図4】 図3の4−4線断面図
【図5】 上記燃料ポンプモジュールを含む、自動二輪車の燃料供給系の全体概要図
【図6】 横転遮断弁の構成及び作用説明図
【図7】 参考例に係る燃料ポンプモジュールを備えた自動二輪車の燃料供給系の全体概要図
【符号の説明】
E・・・・・エンジン
I・・・・・燃料噴射弁
M・・・・・車両(自動二輪車)
Pm・・・・燃料ポンプモジュール
T・・・・・燃料タンク
X・・・・・燃料ポンプモジュールの長手方向軸線
Y・・・・・吸気管(スロットルボディ)の長手方向軸線
6・・・・・吸気管(スロットルボディ)
12・・・・モジュールケース
13・・・・電動燃料ポンプ(ブラシレスモータ内蔵)
14・・・・燃料フィルタ(低圧型)
15・・・・燃料圧力レギュレータ
20・・・・燃料入口
21・・・・燃料出口
22・・・・燃料戻し口
26・・・・ベーパ分離室
40・・・・調圧通路
45・・・・ベーパ排出孔
Claims (3)
- 燃料タンク(T)から燃料を受け入れる燃料入口(20)、エンジン(E)の燃料噴射弁(I)に燃料を供給する燃料出口(21)及び、余剰燃料を燃料タンク(T)に還流させる燃料戻し口(22)を外側に開口するモジュールケース(12)に、燃料入口(20)及び燃料出口(21)間を接続する流路に直列に介裝される電動燃料ポンプ(13)及び燃料フィルタ(14)と、燃料出口(21)及び燃料戻し口(22)間を接続する調圧通路に介裝される燃料圧力レギュレータ(15)とを収容した、車両の燃料ポンプモジュールであって、
燃料フィルタ(14)が電動燃料ポンプ(13)よりも流路の上流側に配置されるものにおいて、
前記電動燃料ポンプ(13)及び前記燃料フィルタ(14)を、それらの長手方向軸線が互いに平行となるように相互に並列配置し、これら電動燃料ポンプ(13)及び燃料フィルタ(14)で発生したベーパを含む燃料を受容して、その燃料から分離したベーパを前記燃料戻し口(22)に送るためのベーパ分離室(26)を、該電動燃料ポンプ(13)及び燃料フィルタ(14)の長手方向一端に隣接して前記モジュールケース(12)内に設け、前記ベーパ分離室(26)には、電動燃料ポンプ(13)の長手方向一端に各々設けた吸入管(30)及びベーパ排出管(31)と、燃料フィルタ(14)の同じく長手方向一端に設けた出口管(29)とを、ベーパ排出管(31)が出口管(29)及び吸入管(30)よりも高位置となるように開口させたことを特徴とする、車両の燃料ポンプモジュール。 - 請求項1記載の車両の燃料ポンプモジュールにおいて、
前記ベーパ分離室(26)上部のベーパ排出孔(45)を、前記燃料圧力レギュレータ(15)より下流の前記調圧通路(40)に開口させて、該調圧通路(40)を余剰燃料が通過することにより生じるエジェクタ効果により前記ベーパ排出孔(45)に負圧を与えるようにしたことを特徴とする、車両の燃料ポンプモジュール。 - 請求項1又は2記載の車両の燃料ポンプモジュールにおいて、
前記モジュールケース(12)を、エンジン(E)の吸気管(6)の一側に隣接させて、これらモジュールケース(12)及び吸気管(6)の長手方向軸線(X、Y)が互いに略直角をなすように配置したことを特徴とする、車両の燃料ポンプモジュール。
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