JP4752801B2 - 燃料供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料タンク内に設置される燃料供給装置に関する。

燃料タンク内の燃料の残量が減少しても、安定して燃料を供給する燃料供給装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の燃料供給装置は、燃料タンク内の底面に設置されるサブタンクと、サブタンク内に収容される燃料ポンプユニットとを有する。燃料供給装置は、さらに、サブタンク内にサブタンク外の燃料を汲み上げるためのジェットポンプを有している。
特開２００５−３２０８８４号公報

上記特許文献１に開示されているようなサブタンク、燃料ポンプユニット、およびジェットポンプを備える燃料供給装置では、サブタンク内に、燃料ポンプユニットやジェットポンプの他に燃料供給に必要な構成部品を収容する必要がある。上記構成部品を収容する場所を確保するため、比較的体格の大きな燃料ポンプユニットをサブタンクの中心軸からずらして配置している。

ところが、上記燃料供給装置のジェットポンプは、燃料ポンプユニットのケースと一体的に形成されているため、上記場所を確保すべく燃料ポンプユニットの配置を変更すると、ジェットポンプも燃料ポンプユニットの移動と共に移動する。このため、確保できる上記場所が限られてしまうという問題が発生する。このようなことを防止するため、燃料ポンプユニットとジェットポンプとの位置関係が、上記場所を確保可能な位置関係となるようなケースを用意することが考えられるが、このケースは比較的大きいものであるため、そのようなケースを複数種類用意すると製造コストが大幅に上昇するという別の問題が発生する。

本発明の目的は、製造コストの上昇を抑制しつつ、サブタンク内における燃料ポンプユニットとジェットポンプとの配置の自由度を向上させることができる燃料供給装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明によれば、燃料タンク内の燃料を燃料タンク外の燃料消費装置に供給する燃料供給装置であって、燃料タンクの開口部を閉塞するフランジと、燃料タンク内に設置されるサブタンクと、フランジとサブタンクとを相対移動可能に連結するシャフトと、サブタンク内に収容され、サブタンク内の燃料を吸引し、その吸引した燃料を燃料タンク外に吐出する燃料ポンプ、および燃料ポンプを取り囲んで収容する略円筒状のケースを有する燃料ポンプユニットと、サブタンク内に収容され、サブタンク内にサブタンク外の燃料を移送する移送手段と、燃料ポンプユニットのケースの側壁を内周面により保持する略円環状の第１保持部、移送手段を保持する第２保持部、およびサブタンクに係合する係合部を有し、第２保持部と係合部とが第１保持部の側壁から径方向に向かって延びる保持部材と、を備えることを特徴としている。

この構成によれば、保持部材は、燃料ポンプユニットのケースを保持する第１保持部と、移送手段を保持する第２保持部と、サブタンクに係合する係合部とを有しているので、サブタンク内における燃料ポンプユニットと移送手段との位置関係を定めることができる。この保持部材は、燃料ポンプユニットのケースや移送手段とは別の部材にて形成されている。このため、サブタンク内における燃料ポンプユニットと移送手段の位置関係を変更させたいときに、保持部材のみを取り替えるだけで容易に両者の位置関係を変更することができる。すなわち、燃料供給装置の製造コストの上昇を抑制しつつ、サブタンク内における燃料ポンプユニットと移送手段との配置の自由度を向上させることができる。

車両の仕様によっては、その車両に搭載される燃料タンクの高さ方向の寸法が制限される場合がある。これに伴い、燃料タンク内に収容される燃料供給装置の高さ方向も制限される。請求項１に記載の発明によれば、保持部材の前記第１保持部は、ケースの側壁を保持することを特徴としているので、サブタンクに収容されている燃料ポンプユニットの高さ方向の寸法の増大を抑制でき、高さ方向の寸法が制限された燃料タンクにも燃料供給装置を収容することができる。

請求項２に記載の発明によれば、第１保持部、第２保持部、および係合部は一体的に形成されていることを特徴としているので、燃料供給装置としての部品点数の増加を抑制することができる。

請求項３に記載の発明によれば、保持部材は、ケースから保持部材を介してサブタンクに伝わる燃料ポンプにて発生した振動を吸収する制振部を有していることを特徴としている。この構成によれば、燃料ポンプにて発生した振動が燃料タンクに伝達されることによる騒音の発生を抑制できる。

制振部は、具体的には、請求項４に記載されているように、ケースと第１保持部との間に設けられる弾性部材であってもよいし、請求項５に記載されているように、係合部とサブタンクとの間に設けられる弾性部材であってもよい。また、制振部は、請求項６に記載されているように、第１保持部と係合部との間に形成された弾性構造であってもよい。

請求項７に記載の発明によれば、移送手段は、燃料ポンプから吐出される燃料のうち、燃料消費装置に使用されない燃料流によってサブタンク外の燃料をサブタンク内に移送することが可能なジェットポンプであることを特徴としている。この構成によれば、移送手段としての駆動源を燃料ポンプの駆動源とは別に設ける必要がなくなるため、燃料供給装置全体の効率が向上する。

請求項８に記載の発明によれば、燃料ポンプユニットのケース内には、燃料ポンプが吐出した燃料を濾過する燃料フィルタが収容されていることを特徴としている。この構成によれば、燃料ポンプと燃料フィルタとを一体化することができるため、限られたサブタンク内の空間を有効利用できる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る燃料供給装置１を樹脂製の燃料タンク２内に設置した状態を示している。なお、図１中の矢印に示される上下方向は、車両に搭載された状態の燃料タンク２の重力方向を示す。図２は、図１中のＩＩ方向の矢視図である。燃料タンク２は、図１に図示する主室２１と図示しない副室との間に隔壁が設けられたいわゆる鞍型の燃料タンクである。図１に示すように、燃料供給装置１は、主室２１に設置されている。

燃料供給装置１は、燃料タンク２内の燃料を燃料タンク２外の燃料消費装置（例えば、内燃機関）に供給するものである。図１に示すように、燃料供給装置１は、燃料タンク２の開口部２２から燃料タンク２内に挿入して配置されており、燃料タンク２の底面２３に設置されている。開口部２２には、燃料供給装置１の一構成部品であるフランジ３が取り付けられ、開口部２２は、フランジ３により閉塞される。

燃料供給装置１は、フランジ３、サブタンク４、燃料ポンプユニット５、ブラケット７、汲上用ジェットポンプ９１および移送用ジェットポンプ９２等を組み付けて構成されている。サブタンク４は、燃料タンク２の底面２３に設置され、燃料タンク２の燃料の一部を蓄積する。燃料ポンプユニット５は、サブタンク４に収容され、サブタンク４内の燃料を吸引し、その吸引した燃料をフランジ３を介して内燃機関に吐出する。ブラケット７は、燃料ポンプユニット５をサブタンク４に支持させる部材である。汲上用ジェットポンプ９１は、燃料タンク２の燃料をサブタンク４に汲み上げるポンプであり、移送用ジェットポンプ９２は、燃料タンク２の副室の燃料をサブタンク４に移送するポンプである。この移送用ジェットポンプ９２が請求項に記載の移送手段に相当する。

フランジ３は樹脂製であり、略円盤状に形成されている。フランジ３には、燃料導出管３１、燃料導入管３２および電気コネクタ３３が一体に樹脂成形されている。燃料導出管３１は、内燃機関へ供給する燃料を流通させるものであって、燃料タンク２側の端部は、燃料ポンプユニット５と接続される第１接続ホース６１が接続されている。燃料導入管３２は、副室から主室２１へ移送される燃料を流通させるものであって、燃料タンク２の内側に設けられる端部は、移送用ジェットポンプ９２と接続される第２接続ホース６２が接続され、燃料タンク２の外側に設けられる端部は、副室に接続される接続ホースに接続されている。電気コネクタ３３は、リード線３４を介して燃料ポンプユニット５に電力を供給する。

図１に示すように、フランジ３のサブタンク４側の端面には、サブタンク４との連結を図るためのシャフト３５の上端部が圧入等で固定されている。サブタンク４には、フランジ３とサブタンク４とが相対的に上下方向に移動可能となるようにシャフト３５の下端部を挿入する挿入部４３が形成されている。フランジ３とサブタンク４との間には、コイルスプリング３６が圧縮された状態で設けられている。このコイルスプリング３６は、フランジ３とサブタンク４とを互いに引き離す方向に付勢する。

このようにフランジ３とサブタンク４とが連結されることにより、樹脂製の燃料タンク２が温度変化による内圧の変化や燃料量の変化で膨張または収縮することで、燃料タンク２の開口部２２と底面２３との距離が変動してもサブタンク４を底面２３の位置変動に追従させることができる。

サブタンク４は樹脂製であり、略円盤状の底部４１と、該底部４１の外周縁部から上方に延びる側壁４２とから構成されている。上記挿入部４３は、側壁４２の内壁面に形成されている。

図１に示すように、サブタンク４の底部４１には、汲上用ジェットポンプ９１が取り付けられている。汲上用ジェットポンプ９１は、サブタンク４外の主室２１の燃料をサブタンク４内に汲み上げるポンプである。このポンプ９１は、燃料ポンプユニット５から吐出される燃料のうち、内燃機関に供給されない余剰の燃料の流れを利用して燃料をサブタンク４内に汲み上げている。

図２に示すように、サブタンク４の側壁４２には、周方向の一部が径方向内側に凹んでいる凹部４４が形成されている。その凹部４４には、平坦部が形成されており、この平坦部に燃料タンク２内の燃料残量を計測するセンダゲージ６３が取り付けられている。

図１に示すように、サブタンク４には、燃料ポンプユニット５と移送用ジェットポンプ９２が収容されている。燃料ポンプユニット５は、燃料ポンプ５２、燃料フィルタ５５、プレッシャレギュレータ５６およびサクションフィルタ５９が一体となったもので、サブタンク４内の燃料を吸引し、第１接続ホース６１および燃料導出管３１を介して内燃機関に燃料を供給する。移送用ジェットポンプ９２は、燃料タンク２の副室の燃料をサブタンク４に移送するためのポンプである。移送用ジェットポンプ９２は、汲上用ジェットポンプ９１と同様、燃料ポンプユニット５から吐出される余剰の燃料の流れを利用して、副室の燃料をサブタンク４に移送している。

燃料ポンプユニット５は、電動の燃料ポンプ５２、燃料フィルタ５５およびプレッシャレギュレータ５６を収容する略円筒状のケース５１を有する。そのケース５１の下端部には、燃料ポンプ５２が吸引する燃料を濾過するサクションフィルタ５９が取り付けられている。燃料ポンプ５２の下流側には、燃料ポンプ５２を取り囲む環状に形成された、燃料フィルタ５５が設置されている。燃料フィルタ５５の下流側には、燃料ポンプ５２が吐出した燃料の圧力を調整するプレッシャレギュレータ５６が設置されている。ケース５１には、プレッシャレギュレータ５６にて圧力が調整された燃料が吐出する燃料吐出口５７と、プレッシャレギュレータ５６にて圧力を調整する際に発生する過剰圧力燃料を排出させる燃料排出口５８とが形成されている。

燃料ポンプ５２は、上部にモータ部５３を有し、下部にポンプ部５４を有する。モータ部５３は、電気コネクタ３３より供給される電力により駆動する電動モータであり、ポンプ部５４が備える図示しないインペラを駆動する。ポンプ部５４は、内部にサクションフィルタ５９と連通する図示しないポンプ室と、ポンプ室に収容されるインペラを備えている。燃料ポンプ５２は、モータ部５３にてインペラが駆動されることにより、ポンプ室にサクションフィルタ５９にて濾過されたサブタンク４の燃料を吸引し、吸引した燃料を燃料フィルタ５５に向けて吐出する。

燃料フィルタ５５を通過した燃料は、プレッシャレギュレータ５６に供給され、プレッシャレギュレータ５９にて燃料の圧力が調整された後、燃料吐出口５７から吐出される。燃料吐出口５７には、第１接続ホース６１が接続されており、この吐出口５７から吐出される燃料は、第１接続ホース６１、燃料導出管３１を経由して内燃機関に供給される。燃料排出口５８には、汲上用ジェットポンプ９１および移送用ジェットポンプ９２に燃料を供給するための配管８１が接続されている。

配管８１の下流側端部には、分岐部８４が接続されており、その分岐部８４の下流側には、汲上用ジェットポンプ９１に接続される供給管８２と移送用ジェットポンプ９２に接続される供給管８３とが接続されている。

移送用ジェットポンプ９２は、チャンバー部材９２１とチャンバー部材９２１の下端部から下方に延びるスロートパイプ９２３とを備えている。チャンバー部材９２１の上端部には、供給管８３と第２接続ホース６２に接続された吸入管９２２とが接続されている。

供給管８３は、チャンバー部材９２１内でスロートパイプ９２３に向かって開口している。その開口からスロートパイプ９２３に向かって燃料排出口５８からの燃料が噴射されると、チャンバー部材９２１内に負圧が発生する。その発生した負圧により、副室内の燃料が第２接続ホース６２、吸入管９２２を介してチャンバー部材９２１に吸入される。そして、チャンバー部材９２１に吸入された燃料は、供給管８３からの燃料とともにスロートパイプ９２３を通ってサブタンク４内に排出される。

図１および図２に示すように、サブタンク４内における燃料ポンプユニット５と移送用ジェットポンプ９２の位置関係は、請求項に記載の保持部材としてのブラケット７により決定される。図３にブラケット７の平面図を示す。ブラケット７は、ポリアセタールやポリオキシメチレンなどの樹脂からなっており、一部が切除された略円環状の燃料ポンプユニット５のケース５１を保持するユニット保持部７１、移送用ジェットポンプ９２を保持するジェットポンプ保持部７２およびサブタンク４の側壁４２の上端部に係合する係合部７３を備えている。

ユニット保持部７１は、ケース５１の側部を保持している。ジェットポンプ保持部７２および係合部７３は、ユニット保持部７１の側壁から径方向に向かって延びている。

ユニット保持部７１は、請求項に記載の第１保持部に相当し、ジェットポンプ保持部７２は、請求項に記載の第２保持部に相当し、係合部７３は、請求項に記載の係合部に相当する。本実施形態では、係合部７３は、３つ形成され、各係合部７３はほぼ等間隔に形成されている。本実施形態では、ユニット保持部７１、ジェットポンプ保持部７２および係合部７３は、一体的に形成されており、部品点数の増加を抑制することができる。

図１に示すように、ジェットポンプ保持部７２は、ユニット保持部７１から上方に延びる吸入管保持部７２１と、ユニット保持部７１から下方に延びるスロートパイプ保持部７２２とを有している。各保持部７２１、７２２のユニット保持部７１側の基点は、ユニット保持部７１に対して周方向にずれて配置されている。

サブタンク４内には、燃料ポンプユニット５や移送用ジェットポンプ９２の他に、内燃機関への燃料の供給に必要な第１接続ホース６１等の部材を収容する必要がある。このため、サブタンク４の限られた空間を有効に使用するためには、燃料ポンプユニット５や移送用ジェットポンプ９２の配置を工夫する必要がある。具体的には、比較的体格の大きな燃料ポンプユニット５をサブタンク４の中心軸からずらして配置して、第１接続ホース６１などの部品を収容する空間を確保している。

従来技術では、上述したように、ジェットポンプは燃料ポンプユニットのケースと一体的に形成されているので、燃料ポンプユニットとジェットポンプとの位置関係が固定されてしまう。このため、燃料ポンプユニットとジェットポンプとの配置の自由度が減少してしまう。燃料ポンプユニットとジェットポンプとの位置関係を所望の位置関係に変更したい場合は、所望の位置関係となるようなケースを用意する必要がある。しかしながら、燃料ポンプユニットのケースは比較的大きいものであり、そのようなケースを複数種類用意すると製造コストが大幅に上昇してしまう。

これに対し、本実施形態では、燃料ポンプユニット５や移送用ジェットポンプ９２のサブタンク４内における位置関係をブラケット７によって決定する構成としている。ブラケット７は、燃料ポンプユニット５のケース５１に比べ、小さく、構造も簡単である。燃料ポンプユニット５と移送用ジェットポンプ９２との位置関係を所望の位置関係としたい場合、ブラケット７を変更するだけでよくなるため、従来技術に比べ製造コストの上昇を抑えることができる。

また、燃料タンク２が搭載される車両によっては、燃料タンク２の高さ方向の寸法が制限される場合がある。これに伴い、燃料タンク２内に収容される燃料供給装置１の高さ方向の寸法も制限される。本実施形態では、ブラケット７のユニット保持部７１は、燃料ポンプユニット５のケース５１の側部を保持しているので、高さ方向の寸法の増大を抑制でき、高さ方向の寸法が制限された燃料タンク２にも燃料供給装置１を収容することができる。

図４は、サブタンク４、燃料ポンプユニット５およびブラケット７の位置関係を模式的に示した図である。図４に示すように、ブラケット７のユニット保持部７１とケース５１との間には、請求項に記載の弾性部材としての制振ゴム７４が設けられている。制振ゴム７４は、断面がＬ字型であり、ユニット保持部７１の上端部に係合するようになっている。

燃料ポンプユニット５のケース５１内に収容されている燃料ポンプ５２は、駆動することにより振動が発生する。その振動は、ケース５１、そのケース５１を保持するブラケット７、そのブラケット７を保持するサブタンク４を経て燃料タンク２に伝達し、騒音となって乗員の耳に届く。

本実施形態では、ブラケット７のユニット保持部７１とケース５１との間に制振ゴム７４を設けているため、その制振ゴム７４によって燃料ポンプ５２にて発生した振動を吸収することができ、その振動が燃料タンク２に伝達されることによる騒音の発生を抑制できる。

また、図４に図示する制振ゴム７４は、図５に示すような断面形状としてもよい。図５に図示する制振ゴム７４ａの断面形状は、外周側に凸部７５を有する形状となっている。ユニット保持部７１には、制振ゴム７４ａの凸部７５を嵌めこむことができる凹部７１１が設けられている。これによれば、制振ゴム７４ａをユニット保持部７１に強固に保持させることができるため、ブラケット７をケース５１に嵌めこむ際の作業が容易となる。

図６に示すように、制振ゴム７４ｂを係合部７３とサブタンク４との間に設けるようにしてもよい。この構成によっても、燃料ポンプ５２にて発生した振動を制振ゴム７４ｂにて吸収することができるため、その振動が燃料タンク２に伝達されることによる騒音の発生を抑制できる。

図４から図６では、振動吸収用の弾性部材としてゴムを使用しているが、この弾性部材は、ゴムに限らずスポンジ状のものでもよいし、金属製または樹脂製のスプリングであってもよい。

また、図７に示すように、係合部７３とユニット保持部７１との間に、断面形状が波型となる請求項に記載の弾性構造としての制振部７６を形成してもよい。この制振部７６は、係合部７３やユニット保持部７１と一体的に形成されている。制振部７６を波型に形成することにより、制振部７６自体が撓みやすくなる。このため、サブタンク４に対してケース５１が比較的自由に移動することが可能となる。サブタンク４に対してケース５１が比較的自由に移動することができるため、燃料ポンプ５２にて発生した振動をこの制振部７６にて吸収することができる。

このように、ゴムなどの材料によって振動を吸収するのではなく、構造によって振動を吸収するようにしているため、制振部７６をユニット保持部７１や係合部７３などと一体的に形成することが可能となる。このため、部品点数の増大を抑制することができる。

本発明の一実施形態による燃料供給装置の断面図である。 図１中のＩＩ方向の矢視図である。 燃料ポンプユニットおよび移送用ジェットポンプを支持するブラケットの平面図である。 図２中のＩＶ−ＩＶ線の断面図である。 図４に示すブラケットの第１の変形例によるブラケットの断面図である。 図４に示すブラケットの第２の変形例によるブラケットの断面図である。 図４に示すブラケットの第３の変形例によるブラケットの断面図である。

符号の説明

１ 燃料供給装置
２ 燃料タンク
３ フランジ
３１ 燃料導出管
３２ 燃料導入管
３５ シャフト
３６ コイルスプリング
４ サブタンク
５ 燃料ポンプユニット
５１ ケース
５２ 燃料ポンプ
５５ 燃料フィルタ
５６ プレッシャレギュレータ
５７ 燃料吐出口
５８ 燃料排出口
５９ サクションフィルタ
６１ 第１接続ホース
６２ 第２接続ホース
７ ブラケット（保持部材）
７１ ユニット保持部（第１保持部）
７２ ジェットポンプ保持部（第２保持部）
７２１ 吸入管保持部（第２保持部）
７２２ スロートパイプ保持部（第２保持部）
７３ 係合部
７４ 制振ゴム
７６ 制振部
８１ 配管
８２ 供給管
８３ 供給管
８４ 分岐部
９１ 汲上用ジェットポンプ
９２ 移送用ジェットポンプ（移送手段）
９２１ チャンバー部材
９２２ 吸入管
９２３ スロートパイプ

Claims (8)

1. 燃料タンク内の燃料を燃料タンク外の燃料消費装置に供給する燃料供給装置であって、
   前記燃料タンクの開口部を閉塞するフランジと、
   前記燃料タンク内に設置されるサブタンクと、
   前記フランジと前記サブタンクとを相対移動可能に連結するシャフトと、
   前記サブタンク内に収容され、前記サブタンク内の燃料を吸引し、その吸引した燃料を前記燃料タンク外に吐出する燃料ポンプ、および前記燃料ポンプを取り囲んで収容する略円筒状のケースを有する燃料ポンプユニットと、
   前記サブタンク内に収容され、前記サブタンク内に前記サブタンク外の燃料を移送する移送手段と、
   前記燃料ポンプユニットの前記ケースの側壁を内周面により保持する略円環状の第１保持部、前記移送手段を保持する第２保持部、および前記サブタンクに係合する係合部を有し、前記第２保持部と前記係合部とが前記第１保持部の側壁から径方向に向かって延びる保持部材と、
   を備えることを特徴とする燃料供給装置。
2. 前記第１保持部、前記第２保持部、および前記係合部は一体的に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
3. 前記保持部材は、前記ケースから前記保持部材を介して前記サブタンクに伝わる前記燃料ポンプにて発生した振動を吸収する制振部を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料供給装置。
4. 前記制振部は、前記ケースと前記第１保持部との間に設けられる弾性部材であることを特徴とする請求項３に記載の燃料供給装置。
5. 前記制振部は、前記係合部と前記サブタンクとの間に設けられる弾性部材であることを特徴とする請求項３に記載の燃料供給装置。
6. 前記制振部は、前記第１保持部と前記係合部との間に形成された弾性構造であることを特徴とする請求項３に記載の燃料供給装置。
7. 前記移送手段は、前記燃料ポンプから吐出される燃料のうち、前記燃料消費装置に使用されない燃料流によって前記サブタンク外の燃料を前記サブタンク内に移送することが可能なジェットポンプであることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
8. 前記燃料ポンプユニットの前記ケース内には、前記燃料ポンプが吐出した燃料を濾過する燃料フィルタが収容されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の燃料供給装置。

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