JP4348392B2 - 自動車用の燃料供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車用の燃料供給装置であって、燃料タンクと、該燃料タンクから燃料を吸い込んで自動車の内燃機関に燃料を圧送するように形成された燃料ポンプと、給油時又は運転時に燃料タンクと周囲とを圧力バランスするための空気抜き装置と、該空気抜き装置から燃料タンクに燃料を吸い出すための装置とが設けられている形式のものに関する。

このような燃料供給装置は今日の自動車において頻繁に使用され、実地において知られている。公知の燃料供給装置では、燃料ポンプは空気抜き装置とは別個に燃料タンクの底部に固定され、燃料を自動車の内燃機関に通じる供給管路に圧送する。この供給管路からは、空気抜き装置に配置されたサクションジェットポンプに通じる管路が分岐される。サクションジェットポンプは燃料を空気抜き装置から燃料タンクに圧送する。空気抜き装置の構成部材は同様に燃料タンクの内部に組み込まれている。

公知の燃料供給装置における欠点としては次のことが挙げられる。すなわち公知の燃料供給装置では、サクションジェットポンプを空気抜き装置内に組み込むことが極めて面倒であり、供給管路に圧送される燃料のうちの部分流を推進媒体として必要とする。燃料が空になった空気抜き装置では、サクションジェットポンプが空気を吸い込んでしまい、これによって燃料タンク内にはガスが形成されてしまう。

ゆえに本発明の課題は、冒頭に述べた形式の燃料供給装置を改良して、特にコスト的に有利に製造可能であり、かつ燃料タンク内におけるガス形成を回避することができるようにする。

この課題を解決するために本発明の構成では、燃料ポンプの吸込み接続部が空気抜き装置と接続されている。

このように構成されていると、燃料ポンプは空気抜き装置から燃料を吸い出すための装置として働く。したがって、空気抜き装置から燃料を吸い出すための別体のポンプを配置することが回避される。これによって本発明による燃料供給装置は、組み付けられる構成部材が特に数少なくなり、ひいては特に安価に製造することができる。本発明による燃料供給装置の別の利点としては、サクションジェットポンプによって生ぜしめられるガス形成が、燃料が空になった空気抜き装置においても回避されるということが挙げられる。したがって本発明による燃料供給装置は、周囲に燃料蒸気を極めて僅かしか放出しない。

吸込み接続部が、空気抜き装置に集まる燃料を捕集するように形成された気泡分離容器と接続されていると、空気抜き装置から燃料を確実に取り出すために、極めて僅かな構造的なコストしか必要なくなる。

既に燃料が空になった空気抜き装置からの燃料ポンプによる空気に吸込みは、回避されることが望ましい。そのために本発明の別の有利な構成では、空気抜き装置に接続された吸込み接続部が、空気抜き装置が空の場合に閉鎖する弁を有している。このように構成されていると、空気抜き装置に開口する吸込み装置の制御を構造的に特に簡単にすることができる。このような構成において弁は有利にはフロートによって操作される。択一的に、電気式に切り換えられる弁を使用することも可能である。

空気抜き装置に接続された吸込み接続部の面倒な弁制御を簡単に回避するために、本発明の別の有利な構成では、空気抜き装置に接続された吸込み接続部が、ファインメッシュのフィルタ織布を有していて、該フィルタ織布がもっぱら燃料によって覆われた状態においてのみ透過性であり、かつ空気に対しては非透過性である。このようなファインメッシュのフィルタ織布は多くの場合、極めて小さな開口を備えた紙又は織布から成っている。燃料は開口を通って流れることができる。しかしながらフィルタ織布に空気が達するやいなや、燃料の粘着力及び付着力によって、開口を通しての空気の貫通が阻止される。したがってフィルタ織布は、空気抜き装置に接続された吸込み接続部への空気の侵入を阻止する。

空気抜き装置から燃料を排出するための構造的な手間をさらに簡単化するために、本発明の別の有利な構成では、燃料ポンプが２つのポンプ段を有しており、第１のポンプ段が燃料を吸い込むために燃料タンクと接続されていて、第２のポンプ段が、空気抜き装置に接続された吸込み接続部と接続されている。

さらにまた本発明の別の有利な構成におけるように、燃料ポンプがサイド通路ポンプとして形成されていて、両方のポンプ段が互いに同心的に内外に位置する圧送室を有していると、燃料による燃料ポンプの潤滑を、燃料が空になった空気抜き装置においても確実に保証することができる。

空気抜き装置からの空気の吸込みを回避する場合に、燃料ポンプが、内燃機関への案内のために設けられたただ１つの出口だけを有していると、本発明による燃料供給装置を構造的に特に簡単に構成することができる。このように構成されていると、空気抜き装置から吸い出された燃料は、燃料タンクから吸い込まれた燃料と混合され、次いで内燃機関に供給される。

空気抜き装置から吸い込まれた空気が、内燃機関に圧送される燃料と混合するおそれを確実に回避するために、本発明の別の有利な構成では、第２のポンプ段の出口が燃料タンクに開口している。この場合燃料ポンプは２つの出口を必要とし、１つは燃料タンクに案内され、かつもう１つは内燃機関に案内されている。このような構成によって、空気抜き装置からの空気の吸込みが、内燃機関に圧送される燃料のガス形成につながらない。

燃料タンク内における本発明による燃料供給装置の構成部材の組込みを特に簡単にするために、本発明の別の構成では、燃料ポンプと空気抜き装置とが１つの構成ユニットを形成している。このような構成には、空気抜き装置内に配置された吸込み接続部を備えた燃料ポンプを、燃料タンクの外でテストすることができる、という別の利点がある。このような構成はさらに特にブロー成形法で製造された燃料タンクにおいて特に有利である。それというのは、燃料タンク内に組み込まれる構成部材を構成ユニット内に一体的に組み込むことによって、組立てが著しく簡単になるからである。さらにこれによって燃料供給装置の構成部材の数、例えば空気抜き装置及び燃料ポンプを燃料タンク内に固定するための固定フランジや固定エレメントの数が、特に僅かに保たれる。そして本発明による燃料供給装置はこれによって特に安価に構成される。したがってこの構成はそれ自体でも発明性がある。

空気抜き装置と燃料ポンプとから成る構成ユニットの形成は、本発明の別の有利な構成におけるように、燃料ポンプが空気抜き装置の気泡分離容器に固定されていると、構造的に特に簡単になる。

燃料タンク内における本発明による燃料供給装置の構成部材の組込みをさらに簡単化するために、本発明の別の構成では、空気抜き装置の通気管路が燃料タンクの壁と係止されている。

本発明による燃料供給装置の製造コストをさらに減じるために、本発明の有利な構成では、空気抜き装置の、燃料タンクから延びている排気管路と、燃料タンクから内燃機関に通じる供給管路とが、燃料タンクの取付け開口を閉鎖する共通の閉鎖カバーを貫いて案内されている。

燃料との不要な接触を回避するために、通常、空気抜き装置は燃料タンクにおいて可能な限り上方に配置されている。しかしながら本発明によれば燃料は空気抜き装置から何時でも確実に吸い出されるので、空気抜き装置と燃料ポンプとから成る構成ユニットが、燃料タンクの底部に向かって予負荷されていると、本発明による燃料供給装置を特に簡単に構成することができる。この場合通気管路は燃料タンクの上部領域にまで案内され、そこで固定される。

燃料の妨げられない吸込みを保証するために、燃料ポンプは今日の自動車では多くの場合燃料タンクの底部に向かって予負荷される。多くの場合極めてフラットである今日の燃料タンクでは、空気抜き装置と燃料ポンプとから成る構成ユニットが、燃料タンクの上側に固定された閉鎖カバーに固定されていると、本発明による燃料供給装置を特に簡単に構成することができる。この場合燃料ポンプの吸込み管路は底部に向かって予負荷される。この吸込み管路は有利にはファインメッシュのフィルタ織布を有しており、このフィルタ織布はもっぱら燃料に対してだけ透過性であり、空気との接触時には遮断する。このように構成されていると、多くの場合流れ方向で見て燃料ポンプの後ろに配置された圧力フィルタを、特に小さく構成することができ、又は場合によっては省くことができる。

次に図面を参照しながら、本発明による燃料供給装置の有利な実施例を説明する。

図１は、本発明による燃料供給装置を備えた燃料タンクを示す図であり、
図２は、本発明による燃料供給装置の別の実施形態を示す図であり、
図３は、本発明による燃料供給装置の燃料ポンプの第１実施例を示す断面図であり、
図４は、本発明による燃料供給装置の燃料ポンプの第２実施例を示す断面図である。

図１には、自動車の内燃機関３に燃料を供給するための燃料供給装置２を備えた燃料タンク１が断面図で示されている。燃料タンク１の内部には、複数の通気管路５，６を備えた空気抜き装置４と、燃料ポンプ７とが配置されている。燃料ポンプ７は、空気抜き装置４の気泡分離容器（Ausperlbehaelter）８と共に構成ユニットを形成している。燃料ポンプ７からフィルタ９を介して内燃機関３に通じる供給管路１０は、燃料タンク１の取付け開口１１に固定された閉鎖カバー１２を貫いて案内されている。

空気抜き装置４は排気管路１３を介して、燃料タンク１の外に配置された活性炭フィルタ１４と接続されている。排気管路１３も同様に閉鎖カバー１２を貫いて案内されている。活性炭フィルタ１４は空気抜き装置４を介して、周囲との燃料タンク１の圧力バランスを行う。気泡分離容器８は、空気抜き装置４内にある燃料を集める。空気抜き装置４の通気管路５，６は剛性に形成されていて、気泡分離容器８から延びている。気泡分離容器８は燃料ポンプ７と一緒に構成ユニットとして形成されていて、閉鎖カバー１２に固定されている。

燃料タンク１は、２つの室１５，１６を備えたサドル形タンクとして形成されていて、一方の室１６に開口する充填管片１７を有している。燃料ポンプ７は両方の室１５，１６からそれぞれ前フィルタ１８，１９を介して燃料を吸い込む。前フィルタ１８，１９から燃料ポンプ７に通じる管路２０，２１は、互いに接続されていて、係止エレメント２２，２３を介して燃料タンク１の底部に保持される。さらに燃料ポンプ７は、気泡分離容器８に配置された吸込み接続部２４に通じる管路２５を有している。吸込み接続部２４は前フィルタ２８を有している。これによって燃料ポンプ７は気泡分離容器８からも燃料を吸い込む。さらに燃料ポンプ７は、燃料タンク１に通じる管路２７を接続するための調整接続部２６を有している。そして管路２７を介して、余剰の燃料を燃料タンク１内に戻すことができる。図示されていない択一的な実施例では、燃料タンク１の室１５，１６内に通じる管路２０，２１が室１５，１６の底部に対して予負荷されてもよい。そのためには例えば管路２０，２１自体がばね弾性的に形成されていてもよいし、又は図示されていない予負荷手段が設けられていて、これらの予負荷手段が、管路２０，２１の、燃料ポンプ７とは反対側の端部を、気泡分離容器８から離反する方向に室１５，１６の底部に向かって予負荷するようになっていてもよい。

燃料ポンプ７に接続された管路２０，２１，２５の前フィルタ１８，１９，２８は、ファインメッシュの織布から製造されていて、この織布はその材料及びメッシュ幅に関して次のように、すなわち織布が濡れたもしくは湿った状態で燃料だけ透過し、空気に対しては不透過であるように、設定されている。従って燃料ポンプ７は、個々の前フィルタ１８，１９，２８が燃料によって覆われている限りは、燃料を吸い込むことができる。

択一的に管路２０，２１，２５にそれぞれ弁が配置されていてもよく、これらの弁は、前フィルタ１８，１９，２８に燃料が存在しない場合に、各管路２０，２１，２５を閉鎖するようになっている。さらにまた室１５，１６に通じる管路２０，２１は、一般的に知られているスプラッシュポット内に開口していてもよく、このように構成されていると、そこから燃料が吸い込まれる。

図２には燃料供給装置２の別の実施例が示されており、この燃料供給装置２は、図１に示された実施例と比べて特に次の点で異なっている。すなわち図２に示された燃料供給装置２では、燃料ポンプ７と気泡分離容器８とから成る構成ユニットが燃料タンク１の底部に向かって予負荷されている。空気抜き装置４の通気管路２９，３０がフレキシブルに形成されていて、係止エレメント３１，３２を用いて燃料タンク１の上側の壁に結合されている。その他の点ではこの燃料供給装置２は、図１に示されたのと同様に構成されている。

図３には、図１又は図２に示された燃料供給装置２の燃料ポンプ７の第１実施例が縦断面図で示されている。燃料ポンプ７は、サイド通路ポンプとして形成されたポンプ段３３を有しており、このポンプ段３３は、２つのハウジング部分３４，３５の間において駆動される羽根車３６を備えている。この羽根車３６は、電動モータ３８の軸３７に固定されている。ポンプ段３３の圧送室３９は、一方のハウジング部分３４に配置された入口通路４０から、羽根車３６によって、他方のハウジング部分３５内に配置された出口通路４１へと案内される。燃料ポンプ７から圧送された燃料は、電動モータ３８を貫流し、図１及び図２に示された供給管路１０に圧送される。入口通路４０には、室１５，１６内に案内される管路２０，２１と、気泡分離容器８における吸込み接続部２４に通じる管路２５とが接続されている。気泡分離容器８における吸込み接続部２４に通じる管路２５は、さらに、フロート４２によって操作される弁４３を有しており、この弁４３は、気泡分離容器８における燃料の充填レベルが所定の値を下回っている場合に、管路２５を閉鎖する。もちろん弁４３は電気的に切り換えられてもよい。管路２５における弁４３は、気泡分離容器８における前フィルタ２８が相応なメッシュ幅によって空気抜き装置４からの空気の吸込みを阻止する場合には、省くことも可能である。

図４には、図１又は図２に示された燃料供給装置の燃料ポンプ７の別の実施例が示されており、この図４に示された燃料ポンプ７は、図３に示された燃料ポンプ７と次の点で異なっている。すなわち図４の燃料ポンプ７には２つのポンプ段４４，４５が設けられており、一方のポンプ段４４は燃料を、図１及び図２に示された燃料タンク１の室１５，１６から電動モータ３８によって供給管路１０に圧送し、他方のポンプ段４５は燃料を、気泡分離容器８における吸込み接続部２４から、燃料タンク１に戻る管路２７に圧送する。ポンプ段４４，４５の圧送室４６，４７は互いに同心的に内外に位置している。

本発明による燃料供給装置を備えた燃料タンクを示す図である。 本発明による燃料供給装置の別の実施形態を示す図である。 本発明による燃料供給装置の燃料ポンプの第１実施例を示す断面図である。 本発明による燃料供給装置の燃料ポンプの第２実施例を示す断面図である。

Claims (14)

1. 自動車用の燃料供給装置であって、燃料タンクと、該燃料タンクから燃料を吸い込んで自動車の内燃機関に燃料を圧送するように形成された燃料ポンプと、給油時又は運転時に燃料タンクと周囲とを圧力バランスするための空気抜き装置と、該空気抜き装置から燃料タンクに燃料を吸い出すための装置とが設けられている形式のものにおいて、燃料ポンプ（７）の吸込み接続部（２４）が空気抜き装置（４）と接続されていることを特徴とする、自動車用の燃料供給装置。
2. 吸込み接続部（２４）が、空気抜き装置（４）内に集められる燃料を捕集するように形成された気泡分離容器（８）と接続されている、請求項１記載の燃料供給装置。
3. 空気抜き装置（４）に接続された吸込み接続部（２４）が、空気抜き装置（４）が空の場合に閉鎖する弁（４３）を有している、請求項１又は２記載の燃料供給装置。
4. 空気抜き装置（４）に接続された吸込み接続部（２４）が、ファインメッシュのフィルタ織布を有していて、該フィルタ織布がもっぱら燃料によって覆われた状態においてのみ透過性であり、かつ空気に対しては非透過性である、請求項１から３までのいずれか１項記載の燃料供給装置。
5. 燃料ポンプ（７）が２つのポンプ段（４４，４５）を有しており、第１のポンプ段（４４）が燃料を吸い込むために燃料タンク（１）と接続されていて、第２のポンプ段（４５）が、空気抜き装置（４）に接続された吸込み接続部（２４）と接続されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の燃料供給装置。
6. 燃料ポンプ（７）がサイド通路ポンプとして形成されていて、両方のポンプ段（４４，４５）が互いに同心的に内外に位置する圧送室（４６，４７）を有している、請求項１から５までのいずれか１項記載の燃料供給装置。
7. 燃料ポンプ（７）が、内燃機関（３）への案内のために設けられたただ１つの出口を有している、請求項１から６までのいずれか１項記載の燃料供給装置。
8. 第２のポンプ段（２５）の出口が燃料タンク（１）に開口している、請求項１から７までのいずれか１項記載の燃料供給装置。
9. 燃料ポンプ（７）と空気抜き装置（４）とが１つの構成ユニットを形成している、請求項１から８までのいずれか１項記載の燃料供給装置。
10. 燃料ポンプ（７）が空気抜き装置（４）の気泡分離容器（８）に固定されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の燃料供給装置。
11. 空気抜き装置（４）の通気管路（５，６，２９，３０）が燃料タンク（１）の壁と係止されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の燃料供給装置。
12. 空気抜き装置（４）の、燃料タンク（１）から延びている排気管路（１３）と、燃料タンク（７）から内燃機関（３）に通じる供給管路（１０）とが、燃料タンク（１）の取付け開口（１１）を閉鎖する共通の閉鎖カバー（１２）を貫いて案内されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の燃料供給装置。
13. 空気抜き装置（４）と燃料ポンプ（７）とから成る構成ユニットが、燃料タンクの底部に向かって予負荷されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載の燃料供給装置。
14. 空気抜き装置（４）と燃料ポンプ（７）とから成る構成ユニットが、燃料タンク（１）の上側に固定された閉鎖カバー（１２）に固定されている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の燃料供給装置。

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