JP4428573B2 - 燃料ポンプモジュール - Google Patents

Description

本発明は、燃料ポンプモジュールに係り、特に、燃料通路を短縮し、圧力損失を抑制すると共にモジュール全体の小型化を図ることができる燃料ポンプモジュールに関する。

従来から、燃料噴射装置等に燃料を圧送するモータ駆動式の燃料ポンプにおいて、燃料ポンプの全体またはほぼ全体を燃料タンク内に配置する構成が知られている。

特許文献１には、燃料タンクの天板側に燃料ポンプを取り付けると共に、該燃料ポンプの下端部に吸入口を設け、駆動モータの回転軸に固定支持されたインペラを回転させることで燃料を上方に吸い上げて、駆動モータを構成する各部品の潤滑を行わせながら、燃料ポンプの上端部に設けられた吐出口から燃料を吐出する車両用モータ式燃料ポンプが開示されている。
特開２００３−９７３７５号公報

しかしながら、燃料タンクの底板側に燃料ポンプを取り付け、燃料を燃料タンクの底面側から取り出す構造を採用する場合がある。この場合に、特許文献１に開示された燃料ポンプの構造をそのまま利用しようとすると、一度燃料ポンプの上方に吸い上げた燃料を、燃料タンクの底面側から外部へ吐出するための燃料通路を設ける必要がある。これによって、燃料ポンプの全高とほぼ等しい長さの燃料通路が必要になると共に、構成部品の増加等で燃料ポンプ全体が大型化しやすいという課題があった。

本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、燃料通路を短縮し、圧力損失を抑制すると共にモジュール全体の小型化を図ることができる燃料ポンプモジュールを提供することにある。

前記した目的を達成するために、本発明は、下部に設けられたインペラを、その回転軸が鉛直となるように配して燃料タンクの底部に取り付けられた燃料ポンプと、該燃料ポンプから吐出される燃料の圧力を調整するデマンド式プレッシャーレギュレータとを有する燃料ポンプモジュールにおいて、前記インペラを、流入した燃料をその流入方向と反対方向に案内するカウンターフロー方式に構成すると共に、燃料ポンプの下方に設けられた吸入口から前記インペラの下方に燃料を導入する吸入通路と、前記インペラから吐出された燃料を、前記燃料ポンプの下方に設けられた前記デマンド式プレッシャーレギュレータに案内する吐出通路とを備えるようにした点に第１の特徴がある。

また、前記インペラは、駆動モータの出力軸の一端側に取り付けられ、前記デマンド式プレッシャーレギュレータは、前記インペラの吐出口近傍に設けられるようにした点に第２の特徴がある。

さらに、前記燃料ポンプモジュールは、前記駆動モータおよび前記インペラを収納する円筒状の上側ケースと、前記デマンド式プレッシャーレギュレータを収納する下側ケースとからなり、前記上側ケースと前記下側ケースとは着脱自在に構成され、前記下側ケースには、係合部材としてのスナップフィットが形成され、前記上側ケースには、前記スナップフィットと係合するストッパが形成されるようにした点に第３の特徴がある。

第１の発明によれば、燃料を圧送するインペラをカウンターフロー方式として燃料タンクの底板側に配設するようにしたので、燃料の吸入口から吐出口に至るまでの燃料通路が大幅に短縮できるようになる。また、長い燃料通路が不要になるので、流路抵抗に伴う圧力損失が低減されると共に、燃料ポンプモジュールの小型化が可能となる。さらに、長い燃料通路が不要となるぶん、各構成部品の簡素化や小型化が可能となる。

第２の発明によれば、デマンド式プレッシャーレギュレータを燃料ポンプの下端部に配設することが可能となるので、さらに、燃料ポンプモジュールの小型化が可能となる。

第３の発明によれば、上側ケースと下側ケースとが着脱自在となるので、燃料ポンプモジュールの組み立てや、デマンド式プレッシャーレギュレータおよび駆動モータ等のメンテナンスが容易になる。また、ネジ等の別体式の結合部品を使用することなく、上側ケースと下側ケースとを容易に着脱することができるようになる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る燃料ポンプモジュール１の断面図である。燃料ポンプモジュール１は、駆動モータの回転駆動力によって燃料タンク内のガソリン等を燃料噴射装置等に圧送する機器であり、本実施形態では、燃料タンクの底板を構成する鋼板１２，１３に設けられた略円形の開口部に、燃料ポンプモジュール１のほぼ全体が収納されるように取り付けられている。

前記燃料ポンプモジュール１は、硬質の樹脂等で形成された円筒状の上側ケース４および下側ケース３６を有している。前記上側ケース４には、出力軸６と一体的に回転するロータ８と、前記上側ケース４の内周側に配設されるステータ７とからなる駆動モータが収納されている。前記出力軸６の図示下端部には、羽根車としてのインペラ９が固定的に支持されており、前記上側ケース４に配設される蓋部材２に一体的に設けられた電源端子３を通して電力を供給することによって、前記インペラ９を任意の回転速度で駆動することができる。また、前記電源端子３への電力の供給は、燃料タンクの外側に設けられる電極１１から車載バッテリ等による外部電力を取り入れ、前記電極１１と一体的に形成される電極１０と前記電源端子３との間を、両端部に接続コネクタを有する配線コード（不図示）で連結することによって行われる。

前記インペラ９の回転駆動に伴って前記上側ケース４に設けられた吸入口１５から吸入された燃料は、油路１６からインペラ９に送られる。そして、前記インペラ９から吐出される燃料は、吐出口１８から油溜部３７へ圧送される。すなわち、前記インペラ９は、一方側から吸入した燃料を前記一方側と同方向に吐出するカウンターフロー方式とされており、前記吸入口１５および油路１６が吸入通路、前記吐出孔１８および油溜部３７が吐出通路となる。

また、前記インペラ９を挟んだ油路１６の反対側には、前記ロータ８の収納空間２３と連通する油路１７が設けられており、前記インペラ９が回転駆動されると、前記収納空間２３が燃料で満たされるように構成されている。したがって、前記インペラ９の回転駆動中は、前記収納空間２３の内部の燃料によって、前記ロータ８等の潤滑が行われることになる。

前記油溜部３７と燃料通路１９との間には、前記燃料通路１９に発生する圧力を適正値に制御するため、必要な燃料流量のみを供給するデマンド式プレッシャーレギュレータ３０が配設されている。前記下側ケース３６に収納されるデマンド式プレッシャーレギュレータ３０は、球状のバルブ３１と、該バルブ３１と接するシャフトとダイヤフラム３２とを固定的に支持する調圧部材３３と、該調圧部材３３を常に図示上方に押し上げる付勢力を与えるバネ３４とから構成されている。そして、前記調圧部材３３は、燃料通路１９に発生する圧力が所定値以下である時には、前記バネ３４の付勢力で図示上方に押し上げられている。このとき、前記バルブ３１は、前記調圧部材３３によって上方に押し上げられることで前記油溜部３７の壁面と当接しなくなるので、前記油溜部３７と燃料通路１９とが連通されることになる。

一方、前記燃料通路１９にかかる圧力が前記所定値を超えた時には、前記ダイヤフラム３２にかかる圧力による押圧力が前記バネ３４の付勢力を超えるように構成されているので、該図のように、前記調圧部材３３が図示下方に押し下げられて、前記バルブ３１と油溜部３７の壁面とが当接することになる。これにより、前記油溜部３７と燃料通路１９との連通は遮断されて、燃料通路１９への燃料の供給が一時停止される。また、再度、燃料通路１９にかかる圧力が適正範囲内に戻った時には、バネ３４の付勢力によってバルブ３１が開かれて燃料の供給が再開される。そして、前記燃料通路１９へ圧送された燃料は、チェックバルブ２０を通過した後に、前記下側ケース３６と燃料ホースとを接続するためのホルダ２１に形成された吐出口２２から吐出されることになる。なお、前記チェックバルブ２０は、燃料の逆流を防いで前記吐出口２２以降の通路に発生する圧力を保持するための逆止弁である。

また、前記上側ケース４と下側ケース３６とは、スナップフィット構造によって簡単に着脱できるように構成されている。前記下側ケース３６には、燃料タンクの内部側の円筒部分に、係合部材としてのスナップフィット５が形成されている。該スナップフィット５は、前記上側ケース４の外周部に形成されたストッパ３５と係合するように構成されており、前記下側ケース３６に対して、前記スナップフィット５を外周方向に拡げながら上側ケース４を押し込んでいくと、所定の位置において前記ストッパ３５が係合し、前記上側ケース４と下側ケース３６とが結合される。同様に、前記スナップフィット５を外周方向に拡げれば、前記下側ケース３６から上側ケース４を取り外すことができるので、ネジ等の結合部品を使用することなく着脱作業を行うことが可能である。

図２は、本発明の一実施形態に係る燃料ポンプモジュールに適用可能なデマンド式プレッシャーレギュレータの断面図である。図１に示した燃料ポンプモジュール１の前記デマンド式プレッシャーレギュレータ３０に替えて、図２に示すようなデマンド式プレッシャーレギュレータを使用してもよい。デマンド式プレッシャーレギュレータ４０の上側ケーシング４１には、駆動モータによって圧送される燃料が吸入される油路５０と、燃料噴射装置等に燃料を吐出する油路５１が設けられている。前記油路５０と油路５１との間には、油路５０と油溜部５２との連通を遮断するバルブ４３と、該バルブ４３を常に図示下方に押し下げる付勢力を与えるバネ４４と、ダイヤフラム４６を挟み込んで前記上側ケーシング４１と結合される下側ケーシング４２と、前記バルブ４３と当接するシャフト４５および前記ダイヤフラム４６を固定的に支持する調圧部材４８と、前記調圧部材４８を常に図示上方に押し上げる付勢力を与えるバネ４７とから構成されている。

そして、油路５１に発生する圧力が所定値以下である時には、前記調圧部材４８は、前記バネ４７の付勢力によって図示上方に押し上げられる。これは、前記バネ４７の付勢力が、前記バネ４４の付勢力より大きく設定されているためであり、このとき、前記バルブ４３は、前記シャフト４５によって上方に押し上げられて、前記上側ケーシング４１に形成されたシール部４９と当接しなくなるので、前記油路５０と油溜部５２および油路５１とが連通されることになる。一方、前記油路５１にかかる圧力が前記所定値を超えた時には、前記ダイヤフラム４６にかかる圧力による押圧力が前記バネ４７の付勢力を超えるように設定されているので、前記調圧部材４８が図示下方に押し下げられて、前記バルブ４３とシール部４９とが当接されることになる。

上記したように、本発明に係る燃料ポンプモジュールによれば、燃料を圧送するインペラをカウンターフロー方式として燃料タンクの底板側に配設するようにしたので、燃料の吸入口から吐出口に至るまでの燃料通路が短縮されると共に、燃料ポンプモジュールの上端部から吐出される燃料を燃料ポンプモジュールの下端部に導く際に必要な長い燃料通路が不要となるので、燃料ポンプモジュールを小型化することができるようになる。また、デマンド式プレッシャーレギュレータを燃料ポンプモジュールの下端部に配設することが可能となるので、さらに、燃料ポンプモジュールを小型化することができるようになる。

なお、燃料ポンプモジュールを形成する各部品や燃料通路の形状、駆動モータの形式等は、上記した実施形態に限定されず、種々の変形が可能であることは勿論である。

本発明の一実施形態に係る燃料ポンプモジュールの断面図である。 本発明の一実施形態に係るデマンド式プレッシャーレギュレータの断面図である。

符号の説明

１…燃料ポンプモジュール、２…蓋部材、３…電源端子、４…上側ケース、５…スナップフィット、６…出力軸、７…ステータ、８…ロータ、９…インペラ、１０，１１…電極、１２，１３…鋼板（底板）、１５…吸入口、１６，１７…油路、１９…燃料通路、２３…収納空間、３０…デマンド式プレッシャーレギュレータ、３１…バルブ、３２…ダイヤフラム、３３…調圧部材、３４…バネ

Claims (7)

1. 下部に設けられたインペラ（９）を、その回転軸（６）が鉛直となるように配して燃料タンクの底部に取り付けられた燃料ポンプと、該燃料ポンプから吐出される燃料の圧力を調整するプレッシャーレギュレータ（３０）とを有する燃料ポンプモジュール（１）において、
   前記プレッシャレギュレータ（３０）は、燃料通路（１９）内の圧力変化に伴って開閉するバルブ（３１）を備え、かつリターン通路が不要に構成されており、
   前記インペラ（９）を、流入した燃料をその流入方向と反対方向に案内するカウンターフロー方式に構成すると共に、
   燃料ポンプの下部側面に設けられた吸入口（１５）から前記インペラ（９）の下方に燃料を導入する吸入通路（１６）と、
   前記インペラ（９）から吐出された燃料を、前記燃料ポンプの下方に設けられた前記プレッシャーレギュレータ（３０）に案内する吐出通路（１８）とを備え、
   前記インペラ（９）は、駆動モータの出力軸（６）の一端側に取り付けられ、
   前記プレッシャーレギュレータ（３０）は、前記インペラ（９）の吐出口近傍に設けられることを特徴とする燃料ポンプモジュール。
2. 前記インペラ（９）を挟んだ前記吸入通路（１６）の反対側に、前記駆動モータを構成するロータ（８）の収納空間（２３）と連通する油路（１７）が設けられており、
   前記収納空間（２３）は、前記インペラ（９）が回転駆動することにより燃料で満たされることを特徴とする請求項１に記載の燃料ポンプモジュール。
3. 前記プレッシャレギュレータ（３０）は、球状のバルブ（３１）と、該バルブ（３１）と接するシャフトとダイヤフラム（３２）とを固定的に支持する調圧部材（３３）と、該調圧部材（３３）に常に付勢力を与えるバネ（３４）とから構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料ポンプモジュール。
4. 前記プレッシャレギュレータ（３０）が、前記インペラ（９）の直下に配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の燃料ポンプモジュール。
5. 前記プレッシャレギュレータ（３０）が、燃料タンクの底面よりさらに下方に突出する位置に配置されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の燃料ポンプモジュール。
6. 燃料の逆流を防ぐチェックバルブ（２０）が、燃料タンク外に導かれた燃料通路の末端に設けられていることを特徴する請求項１ないし５いずれかに記載の燃料ポンプモジュール。
7. 前記燃料ポンプモジュールは、前記駆動モータおよび前記インペラ（９）を収納する円筒状の上側ケース（４）と、前記プレッシャーレギュレータ（３０）を収納する下側ケース（３６）とからなり、
   前記上側ケース（４）と前記下側ケース（３６）とは着脱自在に構成され、
   前記下側ケース（３６）には、係合部材としてのスナップフィット（５）が形成され、
   前記上側ケース（４）には、前記スナップフィット（５）と係合するストッパ（３５）が形成されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の燃料ポンプモジュール。

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