JP4219850B2

JP4219850B2 - 燃料供給装置及びサクションフィルタ

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Publication number: JP4219850B2
Application number: JP2004128951A
Authority: JP
Inventors: 貴之臼井; 義幸河西; 邦雄 ▲高▼木
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 2004-04-23
Filing date: 2004-04-23
Publication date: 2009-02-04
Anticipated expiration: 2024-04-23
Also published as: DE102005018808B4; US20050236321A1; FR2869366A1; JP2005307925A; DE102005018808A1; US7279095B2

Description

本発明は、内燃機関（例えば、自動車用のエンジン等）に燃料を供給する燃料供給装置に関する。詳しくは、燃料供給装置の燃料吸入側に取り付けられるサクションフィルタの改良に関する。

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としては、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。この燃料供給装置は、燃料タンク内に配置される燃料ポンプを備える。燃料ポンプの外周（上流側）にはサクションフィルタが略環状に配設され、このサクションフィルタの燃料排出口が燃料ポンプの燃料吸入口に接続される。燃料タンク内の燃料は、サクションフィルタによって異物が取り除かれてから燃料ポンプ内に吸引される。
特開平２００２−２５０２５７号公報

ところで、タンク内の燃料から異物を除去する燃料供給装置では、使用時間の増加に伴ってサクションフィルタに異物が付着してゆくため、一定期間使用するとサクションフィルタを交換しなければならない。このため、フィルタ寿命を延長するために、サクションフィルタの濾過面積を増大したいという要求が強くなっている。
しかしながら、サクションフィルタの濾過面積を増大すると、サクションフィルタが大型化し、燃料タンクへの搭載性を悪化させるという問題が生じる。特に、特許文献１の燃料供給装置のように、燃料ポンプの外周に倣って環状にサクションフィルタを配設する場合、サクションフィルタの濾過面積を増加すると、燃料供給装置を半径方向に大きくしなければならない。このため、燃料タンク内への搭載性の悪化が顕著となる。

本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、サクションフィルタの濾過面積を増大させながら、その大型化を抑制することができる燃料供給装置を提供することである。

本願の燃料供給装置は、燃料ポンプと、その燃料ポンプの燃料吸入口に取り付けられるサクションフィルタとを備える。サクションフィルタは、その内部に空間が形成されたシート状のフィルタ体と、その内部空間が燃料吸入口に連通するようにフィルタ体を燃料吸入口に取り付ける取付部材とを有する。そして、そのフィルタ体が折り畳まれて多層構造となっていることを特徴とする。

この燃料供給装置では、サクションフィルタにシート状のフィルタ体が用いられ、このシート状のフィルタ体は折り畳まれて多層構造となっている。このため、単に燃料ポンプの外周に倣って環状に形成するよりも、大きな省スペース化を図ることができる。例えば、フィルタ体を１回折り畳んで２層構造とすれば、同一平面積の１層構造のフィルタ体に対して略２倍の濾過面積を得ることができる。また、シート状のフィルタ体は厚みが薄いため、折り畳んでも厚み方向の大型化を抑制することができる。したがって、この燃料供給装置によると、サクションフィルタの濾過面積を増大させつつ、その大型化を抑制することができる。

上記サクションフィルタは、多層構造となっているフィルタ体の対向する各層の内部空間どうしを連通させるバイパス流路部材をさらに有することが好ましい。このような構成によると、フィルタ体の各層において、その内部空間に吸入された燃料は、バイパス流路部材を通って燃料吸入口側に流れることができる。このため、フィルタ体の各層から燃料吸入口に向かって燃料が流れ易くなり、フィルタ体による圧力損失を低く抑えることができる。

また、上記燃料供給装置は、燃料ポンプを収納するポンプケースをさらに有し、そのポンプケースと前記取付部材が係合することで、燃料ポンプがポンプケース内に保持されることが好ましい。このような構成によると、ポンプケースに燃料ポンプを支持する部分を設ける必要がないため、ポンプケースの形状を簡易化することができる。

また、前記取付部材は、燃料ポンプを支持する支持部と、その支持部の外周に配されポンプケースと係合する外筒部と、前記支持部と外筒部とを連結する弾性体を備えることが好ましい。このような構成によると、燃料ポンプを支持する支持部と、ポンプケースと係合する外筒部が別々に設けられ、これらが弾性体によって連結される。このため、燃料ポンプの振動が外筒部に伝達され難くなる。したがって、燃料ポンプの振動によって、外筒部とポンプケースとの係合状態が解除されてしまうことが防止される。

なお、上記燃料供給装置は、前記燃料ポンプの燃料吸入口側の面に燃料ポンプ内のエアを吐出するエア抜き口が設けられており、前記取付部材の支持部には、燃料吸入口とフィルタ体の内部空間を連通させる燃料流路と、エア抜き口に接続されるエア抜き流路が設けられていてもよい。かかる場合は、そのエア抜き流路のエア排出口側の端部がフィルタ体に対して略水平となっていることが好ましい。このような構成によると、燃料ポンプから吐出されるエアは、フィルタ体に対して略水平方向に排出されるため、排出されたエアがフィルタ体（すなわち、燃料ポンプ）に吸引され難くなる。

さらに、前記取付部材は、エア抜き流路のエア排出口側の端部に一端が接続されたエア抜き管をさらに備え、そのエア抜き管は、支持部の外壁面から外側に向かって略水平で、かつ、外筒部と接触しないように突出していることが好ましい。このような構成によると、燃料ポンプから吐出されるエアは、支持部から外側に向かって略水平に突出するエア抜き管から燃料タンク内に吐出される。このため、吐出されるエアの水平方向の速度成分が強められるため、吐出されたエアが再び燃料ポンプに吸引されることがより防止される。また、エア抜き管は外筒部と接触していないため、燃料ポンプの振動がエア抜き管を介して外筒部に伝達されることを防止することができる。
なお、エア抜き管の長さは適宜決定することができ、例えば、エア抜き管の先端が外筒部の内側にあるような長さとしてもよいし、また、エア抜き管の先端が外筒部の肉厚内にあるような長さとしてもよいし、あるいは、エア抜き管の先端が外筒部から外側に突出するような長さとしてもよい。

また本願は、濾過面積を増加させながら省スペース化を実現することができるサクションフィルタを提供する。すなわち、本願のサクションフィルタは、燃料ポンプの燃料吸入側に設けられ、燃料ポンプに吸入される燃料中に含まれる異物を除去するサクションフィルタであって、内部に空間が形成されたシート状のフィルタ体を有し、そのフィルタ体が折り畳まれて多層構造となっている。

以下、本発明を具現化した一実施形態に係る燃料供給装置について図面を参照して説明する。図１は燃料供給装置１０の全体を示す側面図である。燃料供給装置１０は、図示しない燃料タンクの内部に設置され、燃料タンク内の燃料を吸い上げて燃料タンクの外部に吐出する。

図１に示すように燃料供給装置１０は、樹脂で形成されたハウジング４２を備える。ハウジング４２は、フランジ部１６と、このフランジ部１６に結合されたケース部４７を有する。フランジ部１６は図示しない燃料タンクへ取り付けられる。フランジ部１６の上面には、外部コネクタ１４と吐出管取付部１２が設けられている。外部コネクタ１４は図示しない電源装置に接続され、電源装置からの電力を燃料供給装置１０に供給する。吐出管取付部１２には、図示しない吐出管が取り付けられる。吐出管の他端にはインジェクタが接続され、このインジェクタからエンジンに燃料が供給される。

ケース部４７は、図示しないフューエルフィルタを収容するフィルタケース５１と、燃料ポンプ２０を収容するポンプケース４９から構成される。ポンプケース４９の下端には複数の連結片２４が設けられている。これら連結片２４によってポンプケース４９にサクションフィルタ４０が取り付けられる。

燃料供給装置１０は、さらに液面計１７を有する。液面計１７は、フロート２６、腕部２２およびセンサ部１８を有し、センサ部１８がフランジ部１６に脱着可能に取り付けられている。フロート２６は、燃料タンク内の燃料量の変化に伴って上下動し、そのフロート２６の上下動に伴って腕部２２の角度が変化する。センサ部１８は、腕部２２の回転角度の変化を検出し、これによって燃料タンク内の燃料量が計測される。

ポンプケース４９の下端に取り付けられるサクションフィルタ４０について図２〜５を参照して詳細に説明する。図２はサクションフィルタの平面図であり、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図であり、図４はサクションフィルタの取付部材を側方から拡大して示す図であり、図５は取付部材を上方から示す正面図である。

サクションフィルタ４０は、フィルタ体３８（３８ａ，３８ｂ）と、フィルタ体３８をポンプケース４９に取付ける取付部材２９を備える。フィルタ体３８は、不織布等のフィルタ部材を袋状に形成し、その袋内に骨格部材（図示省略）を配することで所定の厚みを有するシート状に形成されている。

図２に示すように、シート状に形成されたフィルタ体３８はその中心で折り畳まれて、上部フィルタ体３８ａと下部フィルタ体３８ｂの２層構造とされている。図３に良く示されるように、上部フィルタ体３８ａの下面には連結部材３９ａが固着されており、下部フィルタ体３８ｂの上面には連結部材３９ｂが固着されている。連結部材３９ｂに連結部材３９ａが嵌合することで、上部フィルタ体３８ａと下部フィルタ体３８ｂが連結される。連結部材３９ａ内にはバイパス流路４１が形成されており、このバイパス流路４１によって下部フィルタ体３８ｂの内部空間と上部フィルタ体３８ａの内部空間が連通している。このため、下部フィルタ体３８ｂ内に吸引された燃料は、バイパス流路４１を通って上部フィルタ体３８ａの内部空間に流れることができる。

上部フィルタ部材３８ａの上面には取付部材２９が固着されている。図５に良く示されるように取付部材２９は、燃料ポンプ２０の下面と当接し燃料ポンプ２０を支持する内筒３５と、内筒３５の外側に配されポンプケース４９と係合する外筒３３を有する。内筒３５と外筒３３との間には隙間が形成され、内筒３５と外筒３３とは３本の弾性体４６により連結されている。したがって、燃料ポンプ２０から内筒３５に伝達される振動は、弾性体４６の変形によって吸収され、外筒３３に伝達され難くなっている。

内筒３５には、燃料流路部３７と、燃料ポンプ２０の下面に当接する支持部４４が形成されている。図３に示すように、燃料流路部３７の下端３７ａは、上部フィルタ体３８ａの上面に固着されると共に上部フィルタ体３８ａの内部空間にまで伸びている。また、燃料流路部３７の上端は、燃料ポンプ２０の燃料吸入口３６と当接する（図１参照）。したがって、燃料流路部３７に形成された燃料流路３７ｂによって、上部フィルタ体３８ａの内部空間と燃料ポンプ２０の燃料吸入口３６が連通する。なお、燃料流路３７ｂは、連結部材３９ａのバイパス流路４１と同一位置となるように調整されており、これによって下部フィルタ体３８ｂ内の燃料が燃料ポンプ２０に流れ易くなっている。

内筒３５の支持部４４の上面は、燃料流路部３７の上端より上方に突出し、燃料ポンプの下面と当接する（図３，図４参照）。支持部４４には、図５に良く示されるようにエア抜き流路３１が形成されている。エア抜き流路３１の上端は、燃料ポンプ２０の下面に設けられたエア抜き口（図示省略）が接続される。また、エア抜き流路３１の下端は、内筒３５から外側に突設されたエア抜き管３２に接続される。エア抜き管３２は、外筒３３に形成された溝３３ａ（図４参照）を通って外筒３３より外側に突出し、これによりエア抜き管３２のエア排出口は外筒３３から離れた位置に位置する。したがって、燃料ポンプ２０内の空気は、燃料ポンプ２０のエア抜き口よりエア抜き流路３１内に流れ、エア抜き管３１によって外筒３３から離れた位置で、かつ、側方に向かって吐き出される。これによって、エア抜き管３１から吐き出されたエアが、再び、サクションフィルタ４０から燃料ポンプ２０内に吸引されることが防止される。また、エア抜き管３１は、外筒３３に形成された溝３３ａによって外筒３３と接触しないようになっているため、エア抜き管３１を介して燃料ポンプ２０の振動が外筒３３に伝達されないようになっている。

外筒３３の外周には、３個の連結片２８が略均等の間隔で配されている（図５参照）。各連結片２８には貫通孔３４が形成されている。貫通孔３４には、ポンプケース４９の下端に設けられた連結片２４の突起３０が係合する（図１参照）。これによって、ポンプケース４９と取付部材２９が強固に連結する。このため、燃料ポンプ２０の燃料吐出側の圧力によって取付部材２９に下方に向かう力が作用しても、ポンプケース４９と取付部材２９が連結した状態を維持し、燃料ポンプ２０がポンプケース４９より脱落することが防止される。

上述したように構成される燃料供給装置において燃料ポンプ２０が作動すると、燃料タンク内の燃料は、フィルタ体３８の外側から内側に吸引される。この際、燃料中に含まれ比較的大きな異物がフィルタ体３８表面のフィルタ部材によって除去される。また、フィルタ体３８は、その内部に配された骨格部材によってその外形形状が維持され（すなわち、フィルター体３８の上面と下面のフィルタ部材が密着することなく）、その濾過面積が維持されるようになっている。
フィルタ体３８の内部に流れた燃料は、フィルタ体３８の内部を通って取付部材２９の燃料流路部３７に流れる。この際、下部フィルタ体３８ｂ内に吸引された燃料の一部は、バイパス流路４１を通って上部フィルタ体３８ａ内に流れる。このため、上部フィルタ体３８ａと下部フィルタ体３８ｂの両者から燃料が良好に吸引される。
燃料流路部３７に流れた燃料は、燃料流路３７ｂを通って燃料吸入口３６より燃料ポンプ２０内に吸入される。燃料ポンプ２０内に吸入された燃料は、燃料ポンプ２０によって加圧され、フューエルフィルタへ流入する。フューエルフィルタでは、燃料に含まれる微小な異物が除去される。フューエルフィルタを通過した燃料は、図示しないプレッシャレギュレータによって圧力が調整された後、吐出管から燃料供給装置１０外へ吐出される。

上述した説明から明らかなように、本実施形態の燃料供給装置１０では、シート状のフィルタ体３８を折り畳んで多層構造としたサンクションフィルタ４０を用いている。したがって、フィルタ体３８の面積（すなわち、濾過面積）を大きくしても、フィルタ体３８を折り畳むことで、その平面的な大きさが増加することを防止することができる。また、シート状のフィルタ体３８は、その厚みが薄く形成されているため、折り畳んでも厚さ方向に大型化することが抑制されている。これによって、濾過面積を増大させながら、省スペース化を実現することができる。
また、シート状のフィルタ体を折り畳んで上部フィルタ体３８ａと下部フィルタ体３８ｂの２層構造としても、上部フィルタ体３８ａと下部フィルタ体３８ｂはバイパス流路４１によって連通されている。したがって、下部フィルタ体３８ｂからも燃料ポンプ２０の燃料吸入口３６に燃料を吸入しやすくなっており、上部フィルタ体３８ａと下部フィルタ体３８ｂの全体から燃料を吸入することができる。
さらに、サクションフィルタ４０を直接ポンプケース４９の下端に結合するため、従来必要とされた燃料ポンプ２０の脱落防止用のキャップ部が不要となり、その分だけ燃料供給装置１０の高さ方向の寸法を小さくすることができる。なお、サクションフィルタ４０を直接ポンプケース４９の下端に取り付ける構造としても、サクションフィルタ４０の取付部材２９とポンプケース４９が係合している。このため、燃料ポンプ２０がポンプケース４９より脱落することが防止される。

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、これは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

例えば、上述した実施形態は、燃料タンク内に燃料ポンプを縦置きするタイプの燃料供給装置であったが、本発明は燃料ポンプを横置きするタイプの燃料供給装置に適用することもできる。図６は本発明を適用した横置きタイプの燃料供給装置の正面図であり、図７は図６に示す燃料供給装置の側面図である。
図６、７に示すように燃料供給装置６０は、図示しない燃料タンクに固定されるフランジ７６を備える。フランジ７６の上面には吐出管取付部６２が設けられている。フランジ７６の下面には燃料ポンプ７４が横向きに固定される。図６に示すように、燃料ポンプ７６の燃料吐出側（図面左側）には燃料管６４の一端が連結されており、この燃料管６４の他端はフランジ７６の吐出管取付部６２に接続されている。燃料ポンプ７６の燃料吸入側（図面右側）にはサクションフィルタ７２の取付部材６６が取り付けられる。サクションフィルタ７２は、シート状のフィルタ体を折り畳んだ２層構造（上部フィルタ体６８ａ，下部フィルタ体６８ｂ）とされている。上部フィルタ体６８ａと下部フィルタ体６８ｂは、連結部材７０によって連結されており、下部フィルタ体６８ｂで吸引した燃料が上部フィルタ体６８ａ内に流れるようになっている。また、上部フィルタ体６８ａには取付部材６６が固着されている。この横置きタイプの燃料供給装置６０においても、サクションフィルタ７２がシート状のフィルタ体６８を折り畳んだ二重構造となっているため、濾過面積を増大させつつ省スペース化を実現することができる。また、燃料ポンプ７６を横置きとすることで、燃料供給装置６０の高さ方向の寸法を大きく短縮することができる。したがって、高さ方向の寸法が小さい扁平な燃料タンクにも設置することが可能となる。

また、上述した各実施形態は、燃料ポンプが一体化された燃料供給装置に本発明を適用した例であったが、本発明はこのような燃料供給装置に限らず、例えば、サブタンクを有する燃料供給装置（すなわち、サブタンク内の底部にサクションフィルタが配置される燃料供給装置）に適用することもできる。
また、上述した各実施形態では、フィルタ部材を矩形状に形成する場合について説明したが、フィルタ部材は矩形状に限られず、例えば円形状あるいは多角形状など任意の形状とすることができる。
また、フィルタ体を折り畳む回数は１回に限られず、２以上の任意の回数だけ折り畳むことができる。フィルタ体を２回以上折り畳んだ場合は、隣接（対向）する各層を連結するバイパス流路の数は燃料供給口より遠くなるに従って増やすことが好ましい。
さらに、折り畳まれて多層構造となったフィルタ体を、さらに燃料タンクの外周に倣って折り曲げて配置するようにしてもよい。

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

本実施形態の燃料供給装置の全体を示す側面図である。本実施形態のサクションフィルタの平面図である。図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。サクションフィルタの取付部材を側方から拡大して示す側面図である。サクションフィルタの取付部材を上方から示す正面図である。本発明を適用した横置きタイプの燃料供給装置の正面図である。図６に示す燃料供給装置の側面図である。

符号の説明

１０・・燃料供給装置
２０・・燃料ポンプ
２９・・取付部材
３６・・燃料吸入口
３８・・フィルタ体
４０・・サクションフィルタ

Claims

燃料ポンプと、その燃料ポンプの燃料吸入口に取り付けられるサクションフィルタとを備え、前記サクションフィルタは、その内部に空間が形成されたシート状であるとともに折り畳まれて多層構造となっているフィルタ体と、そのフィルタ体の内部空間が燃料ポンプの燃料吸入口に連通するようにフィルタ体を燃料吸入口に取り付ける取付部材と、多層構造となっているフィルタ体の対向する各層の内部空間どうしを連通させるバイパス流路部材とを有することを特徴とする燃料供給装置。
燃料ポンプを収納するポンプケースをさらに有し、そのポンプケースと前記取付部材が係合することで燃料ポンプがポンプケース内に保持されることを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
前記取付部材は、燃料ポンプを支持する支持部と、その支持部の外周に配されポンプケースと係合する外筒部と、前記支持部と外筒部とを連結する弾性体を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料供給装置。
前記燃料ポンプは、燃料吸入口側の面に燃料ポンプ内のエアを吐出するエア抜き口が設けられており、前記取付部材の支持部には、燃料吸入口とフィルタ体の内部空間を連通させる燃料流路と、エア抜き口に接続されるエア抜き流路とが設けられており、そのエア抜き流路のエア排出口側の端部がフィルタ体に対して略水平となっていることを特徴とする請求項３に記載の燃料供給装置。
前記取付部材は、エア抜き流路のエア排出口側の端部に一端が接続されたエア抜き管をさらに備え、そのエア抜き管は、支持部の外壁面から外側に向かって略水平で、かつ、外筒部と接触しないように突出していることを特徴とする請求項４に記載の燃料供給装置。
燃料ポンプと、その燃料ポンプを収容するポンプケースと、その燃料ポンプの燃料吸入口に取り付けられるサクションフィルタとを備え、
前記燃料ポンプは、燃料吸入口側の面に燃料ポンプ内のエアを吐出するエア抜き口が設けられており、
前記サクションフィルタは、その内部に空間が形成されたシート状であるとともに折り畳まれて多層構造となっているフィルタ体と、そのフィルタ体の内部空間が燃料ポンプの燃料吸入口に連通するようにフィルタ体を燃料吸入口に取り付ける取付部材とを有し、
前記取付部材は、燃料ポンプを支持する支持部と、その支持部の外周に配されポンプケースと係合する外筒部と、前記支持部と外筒部とを連結する弾性体を備え、
前記取付部材の支持部には、燃料吸入口とフィルタ体の内部空間を連通させる燃料流路と、エア抜き口に接続されるエア抜き流路とが設けられており、そのエア抜き流路のエア排出口側の端部がフィルタ体に対して略水平となっており、
前記取付部材は、エア抜き流路のエア排出口側の端部に一端が接続されたエア抜き管をさらに備え、そのエア抜き管は、支持部の外壁面から外側に向かって略水平で、かつ、外筒部と接触しないように突出していることを特徴とする燃料供給装置。
燃料ポンプの燃料吸入口に取り付けられ、燃料ポンプに吸入される燃料中に含まれる異物を除去するサクションフィルタであって、内部に空間が形成されたシート状であるとともに折り畳まれて多層構造となっているフィルタ体と、そのフィルタ体の内部空間が燃料ポンプの燃料吸入口に連通するようにフィルタ体を燃料吸入口に取り付ける取付部材と、多層構造となっているフィルタ体の対向する各層の内部空間どうしを連通させるバイパス流路部材とを有することを特徴とするサクションフィルタ。