JP4613917B2 - 燃料供給装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両用の内燃機関のインジェクタなどに燃料タンク内の燃料を圧送する燃料供給装置に関し、詳しくは該燃料供給装置から発生する騒音の軽減に関するものである。

最近の技術革新により、車両、特にガソリンを燃料とする自動車から発せられる、いわゆる騒音は減少傾向であることに言を俟たない。これは、エンジンの振動あるいは騒音の低減はもとより、エンジン始動装置や車両用発電機の改善や電磁弁の動作音の低減、さらにはエンジンやトランスミッションなどからなるパワーユニットの弾性支持構造に拠るところが大きく、この結果、車両の静粛性が一段と向上している。

この静粛性が、車両の感性品質を大きく左右することから、インジェクタへの安定供給を担う燃料供給装置の、その駆動に伴う作動音とて例外ではない。近年、エンジンルーム内の収容能力確保のため、燃料供給装置を燃料タンク内部に配設するケースが増えているが、それ故に前述の作動音が燃料タンクを伝播し、さらに車内に伝わることで、感性品質の低下、すなわち、運転者などに不安、不快感を与えることによる、車両の居住性や商品性の低下は避ける必要がある。

そこで、従来の燃料供給装置では、燃料ポンプの姿勢維持のために、該燃料ポンプとブラケットの間に具備した防振ゴムに対し、ブラケットとの嵌合部に向け減衰部を有するように形成することで、燃料ポンプの振動を効果的に減衰させる（例えば、特許文献１参照）、また、プレッシャーレギュレータからの余剰燃料を、ポンプホルダの内周壁と燃料ポンプの外周と主ハウジングの下端面、および防振台座により囲まれる空間に形成した沈降流路を経由させたのち燃料タンクに排出させることで、その排出音を低減する（例えば、特許文献２参照）、といったことが知られている。

特開２０００−４５９００号公報（第３頁左欄第４１行〜第４９行、図２） 特開２００２−１５５８２３号公報（第５頁左欄第６行〜第１０行、図５）

防振ゴム（特許文献１）にしろ、防振台座（特許文献２）にしろ、燃料ポンプの保持固定とともに振動は吸収されるものの、騒音の燃料タンクへの伝播を充分に抑えることは困難であった。これは、特許文献２の場合、図５からも明らかなように、燃料ポンプと防振台座間、および防振台座とポンプホルダ間が、特に沈降流路の確保のために面同士がお互い密接していることに他ならない。この点、特許文献１では、ブラケットへの伝達にあたり、振動が減衰部を経由するよう、突起の先端を微小面積としていることからある程度の効果は見込まれるものの、燃料ポンプの突出部（付番１２）と防振ゴムのポンプ当接面（付番２２ａ）が半環状に亙って密接していることから、当初の振動そのものが大きいことが充分予想され、この大きな振動からの減衰だけで、ブラケット、さらには燃料タンクを伝播する騒音を充分抑え込むことには自ずと限界があった。なお、特許文献２の本質は、沈降流路による余剰燃料中の夾雑物の捕捉にあるが、この沈降流路を経由したとしても、結局、余剰燃料は燃料タンク内に直接排出されることから、特に燃料の油面が沈降流路の出口（図８参照）より下方にある場合では、その油面への衝突音が燃料タンクを伝播し、車内に伝わることで、やはり感性品質の低下を招く恐れがあった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、プレッシャーレギュレータからの余剰燃料の排出時の騒音や、燃料ポンプ駆動時の振動伝播を抑制した燃料供給装置を得ることを目的とするものである。

この発明に係る燃料供給装置は、燃料タンク内に貯留された燃料を、サクションフィルタを介して吸い込み吐出させる燃料ポンプと、この燃料ポンプから吐出された燃料の圧力を所定の範囲に維持し、燃料の一部を余剰燃料として排出するプレッシャーレギュレータと、これら燃料ポンプとプレッシャーレギュレータを保持するポンプホルダと、このポンプホルダに上記燃料ポンプを保持するにあたり、上記ポンプホルダと上記燃料ポンプの間に該燃料ポンプの径方向および軸方向に介在し、上記燃料ポンプの駆動に伴う振動を抑制するクッションラバーとを備え、上記プレッシャーレギュレータから排出された余剰燃料が、上記クッションラバーと上記燃料ポンプとの間で生じる隙間を介し、上記サクションフィルタが上記燃料ポンプの吸入口に嵌着される接続部と上記クッションラバーに設けられた上記接続部が挿通される第一の開口部との間および上記接続部と上記ポンプホルダに設けられた上記接続部が挿通される第二の開口部との間を通って、上記サクションフィルタに導かれるようにした。

この発明は以上説明したように、車両の感性品質の向上に大きく貢献できる燃料供給装置を提供することができる。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における燃料供給装置の外観斜視図、図２は図１における断面図である。また、図３は図２におけるクッションラバーの外観斜視図であり、（ｂ）および（ｃ）は（ａ）における、それぞれＢ視図、Ｃ視図である。さらに、図４は図２における線Ａ−Ａに沿う断面図、図５（ａ）〜（ｃ）は図２における余剰燃料の流路を示す説明図である。

図１において、燃料供給装置１０１は、大別すると、上側ケース１ａ、図示しないインジェクタへの燃料ホースなどが接続される吐出パイプ１ｂ、リターン配管１ｃ、およびコネクタ１ｄを一体成形によって具備する絶縁性樹脂であるフランジ１、上側ケース１ａと固着されることでフィルタケース５１を形成する、やはり絶縁性樹脂である下側ケース２、この下側ケース２と例えばスナップフィットで係合され、後述する燃料ポンプを保持するポンプホルダ３、このポンプホルダ３の開口部より挿入され、燃料ポンプの吸入口に嵌着されるサクションフィルタ４、および下側ケース２の側面に装着され、後述する燃料タンク内の燃料の油面を検出するフロート５ａを備えた液面検出器５により構成されている。なお、コネクタ１ｄからのリード線６は、燃料ポンプと接続される駆動用、液面検出器５と接続される信号用、および後述するアース用が具備されていることは周知の通りである。

燃料供給装置１０１は図２に示すように、車両の燃料タンク９９内に、フランジ１が燃料タンク９９の開口部９９ａを塞ぐように収容されており、この燃料タンク９９から燃料ポンプ７によって吸入した燃料１００を、上側ケース１ａに内包された高圧フィルタ８を介してインジェクタ側に供給するものである。なお、サクションフィルタ４にて燃料タンク９９内の夾雑物を取り除き、取り切れなかったもの、あるいは、燃料ポンプ７を構成する図示しないブラシ、コンミテータなどの摩耗粉を含めた夾雑物は、高圧フィルタ８にて捕捉することは周知の通りである。また、プレッシャーレギュレータ９によって、インジェクタに供給される燃料の圧力が所定値に保たれることも、やはり周知の通りである。ここで、所定値に保たれた結果、余剰となった燃料は、リターン配管１ｃを経由して、プレッシャーレギュレータ９より排出されサクションフィルタ４に達するが、この排出、および燃料ポンプ７をポンプホルダ３に保持するにあたり介在させたクッションラバー１０が、本発明の要部であるため、あとで詳しく説明する。

続いて、この燃料供給装置１０１の組立手順を説明する。上側ケース１ａの紙面上、下側から高圧フィルタ８を挿入し、上側ケース１ａの天井に当接させることで、この高圧フィルタ８と吐出パイプ１ｂが連通するとともに、上側ケース１ａと高圧フィルタ８の下端面同士が面一（ツライチ）となる。この下端面に下側ケース２を、例えば熱板溶着することで、上側ケース１ａと下側ケース２の固着はもとより、高圧フィルタ８も固着されることから、前述したように、上側ケース１ａと下側ケース２を固着させることで形成させるものをフィルタケース５１と呼んでいる。なお、この高圧フィルタ８のエレメント８ａを燃料が通過する際、静電気が発生するが、この静電気はエレメント８ａが挟着される、導電性樹脂で成形された内筒８ｂに蓄えられるため、前述した熱板溶着のときに、やはり導電性樹脂で成形された図示しない端子部材を、フィルタケース５１から露出するように、内筒８ｂと溶着させ、この端子部材に前述したアース線を接続すれば、静電気を容易に放散することができ好ましい。

ポンプホルダ３の内底３ａにクッションラバー１０を敷設したのち、燃料ポンプ７をポンプホルダ３内に挿入する。クッションラバー１０は、図３（ｂ）および（ｃ）に示すように、燃料ポンプ７の底面７ａと対向する内底１０ａに複数の突起１０ｂを、また、ポンプホルダ３の内底３ａと対向する外底１０ｃに複数の凸状部１０ｄを設けており、突起１０ｂと底面７ａが接触、および凸状部１０ｄと内底３ａが接触することで、燃料ポンプ７の姿勢維持が図られる。さらに、ポンプホルダ３、クッションラバー１０のそれぞれに開口部３ｂ、１０ｅがほぼ同心上に設けられており、これら開口部３ｂ、１０ｅに燃料ポンプ７の吸入口７ｂが位置している。すなわち、開口部３ｂ、１０ｅにサクションフィルタ４の接続部４ａを挿通させることで、吸入口７ｂと接続部４ａが連通される。なお、開口部１０ｅには、この開口部１０ｅの形状に沿った開口突起１０ｆが、サクションフィルタ４側（図２紙面上、下方向）へ垂直に延設されていることから、開口部３ｂは、クッションラバー１０の敷設にあたり、開口突起１０ｆが挿通できるよう、開口部１０ｅより開口突起１０ｆの厚さ分、広めに開口されている。

下側ケース２のリターン流路終端２ａにプレッシャーレギュレータ９を、Ｏリング１１を介して液密に嵌着したのち、係合突起２ｂにポンプホルダ３の係合孔３ｃを係合させることで、下側ケース２（フィルタケース５１）とポンプホルダ３をスナップフィット係合させる。この係合により、プレッシャーレギュレータ９がポンプホルダ３に保持されるとともに、燃料ポンプ７の吐出口７ｃに冠着された接続管１２が、下側ケース２に設けた燃料吸入口２ｃに液密に嵌着されることになる。この燃料吸入口２ｃはエレメント８ａに連通しており、この結果、サクションフィルタ４から吐出パイプ１ｂに至る燃料流路が確保されることになる。これに、液面検出器５を装着し、リード線６をコネクタ１ｄに接続することで、図１で説明した、燃料供給装置１０１が組み上がる。

以上、述べた構成を踏まえ、この燃料供給装置１０１の動作について説明するが、この動作自体は周知の通りである。すなわち、図示しないバッテリーからコネクタ１ｃ、リード線６を介して、燃料ポンプ７に電流が供給されると、燃料ポンプ７内の図示しないシャフトを回転軸として、やはり図示しないインペラとともに回転する。この回転に伴い、燃料タンク９９内の燃料１００は、サクションフィルタ４で夾雑物が取り除かれたのち吸入口７ｂから導入、および加圧された後、吐出口７ｃから吐出される。この吐出された加圧燃料は、エレメント８ａに導入され、ここで、サクションフィルタ４を通過、あるいは、ブラシなどの摩耗粉を含めた夾雑物を捕捉したのち、吐出パイプ１ｂを介してインジェクタに供給される。そして、前述したように、インジェクタに供給される燃料の圧力は、プレッシャーレギュレータ９によって所定値に保たれるとともに、この所定値に保った結果、余剰となった燃料は、リターン配管１ｃを経由して、プレッシャーレギュレータ９より排出される。この排出された燃料は、再度サクションフィルタ４を介して吸い上げられることになる。

燃料ポンプ７の回転、すなわち駆動にあたって作動音が発生するが、本発明では、燃料ポンプ７をポンプホルダ３、および下側ケース２にて囲い込み、極力、その開口を小さくしているので、作動音の放出を抑制することができる。また、図２あるいは図３からも明らかなように、クッションラバー１０には、内底１０ａから、燃料ポンプ７の外周面７ｄを覆う壁１０ｇが、図２紙面上、上方向に延設されているが、この壁１０ｇは、図４に示す通り、燃料ポンプ７、およびポンプホルダ３と当接するにあたり、壁１０ｇの内周面に沿ってほぼ等間隔に設けた第一のリブ１０ｈ、および外周面に沿ってほぼ等間隔に設けた第二のリブ１０ｉが介在することになる。したがって、前述した、突起１０ｂおよび凸状部１０ｄと合わせて、燃料ポンプ７とクッションラバー１０の間、およびクッションラバー１０とポンプホルダ３の間は、いずれも接触面積を極力、抑えているので、燃料ポンプ７からポンプホルダ３への振動伝播を抑制することができる。つまり、燃料ポンプ７の姿勢維持のためにクッションラバー１０を介在させつつも、前述した作動音の放出の抑制と相俟って、フランジ１、さらに燃料タンク９９を介しての車内への騒音の伝達の低減が大いに期待できる。また、壁１０ｇで外周面７ｄを覆うことで、燃料ポンプ７とクッションラバー１０が一体化され、前述の組立の際、この一体化されたものをポンプホルダ３に挿入してもよく、この場合、組立性が改善されるという副次効果も得られる。

一方、図２に示すように、ポンプホルダ３には、プレッシャーレギュレータ９の排出口と対面する位置に余剰燃料のための案内部３ｄを設けている。よって、排出口からの噴流は、この案内部３ｄを介しポンプホルダ３の内壁３ｅを伝って、開口部３ｂ、１０ｅに向けて流れ落ちることになるが、このとき余剰燃料の流路は、図５に示すように、
１．内壁３ｅと壁１０ｇの間 →内底３ａと外底１０ｃの間→開口部３ｂと開口突起１０ｆの間（（ａ）参照）
２．外周面７ｄと壁１０ｇの間→底面７ａと内底１０ａの間→接続部４ａと開口突起１０ｆの間（（ｂ）参照）
３． 孔１０ｊ →内底３ａと外底１０ｃの間→開口部３ｂと開口突起１０ｆの間（（ｃ）参照）
を経てサクションフィルタ４に達することになる。つまり、排出口からの噴流は、油面１００ａに向けて、直接、衝突することはないので、プレッシャーレギュレータ９がポンプホルダ３で囲い込まれていることと相俟って、騒音の発生を抑え込むことが可能である。

なお、余剰燃料は、前述したように、３つの流路に分かれて、いずれもサクションフィルタ４に達することから、この余剰燃料を効率的に吸入活用できることは言うまでもない。また、３つの流路はいずれも細隙空間となっていることから、排出口からの噴流の勢いを充分に弱めることができ、この結果、噴流時に混在していた気泡が消去された余剰燃料がサクションフィルタ４に入り込むので、やはり効率的な吸入活用の一助となっている。さらにまた、クッションラバー１０は余剰燃料に絶えず浸漬されることで、膨潤が予想されるが、この膨潤による体積増加分は、千鳥配列とした第一のリブ１０ｈ、あるいは第二のリブ１０ｉの対面（言い換えると、隣接リブ（１０ｈあるいは１０ｉ）間）に吸収されるため、クッションラバー１０の破断を招く恐れはない。

この発明の実施の形態１における燃料供給装置１０１の外観斜視図である。 図１における断面図である。 図２におけるクッションラバー１０の外観斜視図である。 図２における線Ａ−Ａに沿う断面図である。 図２における余剰燃料の流路を示す説明図である。

符号の説明

１ フランジ、１ａ 上側ケース、２ 下側ケース、３ ポンプホルダ、
３ｂ 開口部、４ サクションフィルタ、４ａ 接続部、７ 燃料ポンプ、
７ｂ 吸入口、７ｃ 吐出口、９ プレッシャーレギュレータ、
１０ クッションラバー、１０ｅ 開口部、１０ｈ 第一のリブ、
１０ｉ 第二のリブ、１０１ 燃料供給装置。

Claims (4)

1. 燃料タンク内に貯留された燃料を、サクションフィルタを介して吸い込み吐出させる燃料ポンプと、この燃料ポンプから吐出された燃料の圧力を所定の範囲に維持し、燃料の一部を余剰燃料として排出するプレッシャーレギュレータと、これら燃料ポンプとプレッシャーレギュレータを保持するポンプホルダと、このポンプホルダに上記燃料ポンプを保持するにあたり、上記ポンプホルダと上記燃料ポンプの間に該燃料ポンプの径方向および軸方向に介在し、上記燃料ポンプの駆動に伴う振動を抑制するクッションラバーとを備え、上記燃料タンク内に配設される燃料供給装置において、
   上記プレッシャーレギュレータから排出された余剰燃料が、上記クッションラバーと上記燃料ポンプとの間で生じる隙間を介し、上記サクションフィルタが上記燃料ポンプの吸入口に嵌着される接続部と上記クッションラバーに設けられた上記接続部が挿通される第一の開口部との間および上記接続部と上記ポンプホルダに設けられた上記接続部が挿通される第二の開口部との間を通って、上記サクションフィルタに導かれることを特徴とする燃料供給装置。
2. プレッシャーレギュレータから排出された余剰燃料は、ポンプホルダとクッションラバーとの間で生じる隙間を介し、接続部と第二の開口部との間を通って、サクションフィルタに導かれることを特徴とする請求項１記載の燃料供給装置。
3. クッションラバーの軸方向の全周に亙って、燃料ポンプの外周面と当接する第一のリブが上記クッションラバーの内周面に、ポンプホルダの内周面と当接する第二のリブが上記クッションラバーの外周面に、それぞれ略等間隔に具備されてい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。
4. 第一のリブと第二のリブが千鳥配列となっていることを特徴とする請求項３記載の燃料供給装置。

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