JP4800331B2 - 燃料ポンプ及び燃料供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料ポンプ及び燃料供給装置に関する。

従来、例えば、特許文献１に記載された燃料ポンプは、ポンプケーシング（「ハウジング」とも呼ばれる。）内に設けられたインペラの回転によりポンプ通路に導入された燃料が該ポンプ通路を流れる過程で昇圧される。そして、ポンプケーシングに、ポンプ通路の半径に沿って複数個のベーパジェットが並列状に設けられている。これにより、インペラの回転によりポンプ通路に導入された燃料に該ポンプ通路の上流側で発生しやすいベーパを、ベーパジェットを通じて排出させることができる。

実開昭６３−１６０３８８号公報

従来の燃料ポンプでは、複数個のベーパジェットが設けられているだけであった。このため、ベーパのない又は少なくなった昇圧途中の加圧燃料を、ポンプ通路から分流させることにより、補機（例えば、調圧弁、ジェットポンプ等）に利用することができないという問題があった。
本発明が解決しようとする課題は、ポンプ通路に導入された燃料に該ポンプ通路の上流側で発生しやすいベーパを効率良く排出させながらも、ベーパのない又は少なくなった昇圧途中の加圧燃料を補機に利用可能とすることのできる燃料ポンプ及び燃料供給装置を提供することにある。

前記課題は、特許請求の範囲の欄に記載された構成を要旨とする燃料ポンプ及び燃料供給装置により解決することができる。
すなわち、特許請求の範囲の請求項１に記載された燃料ポンプによると、ポンプケーシングに、ポンプ通路の流れ方向に離れた位置関係をもって配置されかつ該ポンプ通路から昇圧途中の加圧燃料を分流する第１の分流口及び第２の分流口が設けられ、第１の分流口及び前記第２の分流口のうち、上流側に配置される分流口をベーパジェットとし、また、下流側に配置される分流口を補機用の燃料取出口として補機と接続し、ベーパジェットからベーパが排出された後の加圧燃料を燃料取出口から補機に吐出させる構成としたものである。これにより、インペラの回転によりポンプ通路に導入された燃料に該ポンプ通路の上流側で発生しやすいベーパを、ベーパジェットを通じて効率良く排出させることができる。これにともない、ベーパのない又は少なくなった昇圧途中の加圧燃料を、燃料取出口を通じて補機に吐出させることができる。

また、燃料取出口が、ポンプ通路における径方向の外周側に配置されている。ところで、遠心力を利用する渦流式燃料ポンプにあっては、密度の低いベーパは、ポンプ通路の径方向の内周側に偏りやすく、その径方向の外周側に密度の高い燃料部分が偏りやすい。これにともない、ポンプ通路の径方向の内周側より外周側の方が燃料圧力いわゆる燃圧が高い。これにより、昇圧途中の加圧燃料のうちでも、ベーパが少なくかつ燃圧の高い燃料を、燃料取出口を通じて補機に効率良く吐出させることができる。

また、特許請求の範囲の請求項２に記載された燃料ポンプによると、ポンプ通路における燃料取出口を境にして、上流側となる通路部の通路断面積と比べて、下流側となる通路部の通路断面積が小さい。これにより、燃料取出口から吐出される加圧燃料を高圧化することができる。

また、特許請求の範囲の請求項３に記載された燃料ポンプによると、ポンプ通路におけるベーパジェットを境にして、上流側となる通路部の通路断面積と比べて、下流側となる通路部の通路断面積が小さい。これにより、ベーパジェットから排出される加圧燃料を高圧化することができ、ひいてはベーパの排出量が増えることで、ポンプ通路の下流側へ流れるベーパ量を減少させることができる。

また、特許請求の範囲の請求項４に記載された燃料供給装置によると、請求項１〜４のいずれか１つに記載の燃料ポンプと、可動隔壁により画成された調圧室及び背圧室を有し、背圧室内の圧力に応じて調圧室内の燃圧を調整する調圧弁とを備え、燃料ポンプからエンジンへ供給される加圧燃料を調圧弁の調圧室に導入し、前記燃料ポンプの燃料取出口から吐出された加圧燃料を調圧弁の背圧室に導入する構成としたものである。これにより、燃料ポンプからエンジンへ供給される吐出燃料が調圧弁により所定の燃圧に調整される。ところで、調圧弁は、燃料ポンプからエンジンへ供給される加圧燃料を調圧室に導入し、燃料ポンプの燃料取出口から吐出された加圧燃料を背圧室に導入することにより、背圧室内の圧力に応じて、調圧室内の燃圧（すなわち、エンジンへ供給される吐出燃料の燃圧）を調整する。したがって、請求項１〜３のいずれか１つに記載の燃料ポンプの燃料取出口を通じて吐出される加圧燃料を、補機としての調圧弁に利用することのできる燃料供給装置が提供される。

また、特許請求の範囲の請求項５に記載された燃料供給装置によると、請求項１〜４のいずれか１つに記載の燃料ポンプと、燃料ポンプの燃料取出口から吐出された加圧燃料の流れを駆動流として燃料を移送するジェットポンプとを備えるものである。これにより、ジェットポンプは、燃料ポンプの燃料取出口から吐出された加圧燃料の流れを駆動流として燃料を移送することができる。したがって、請求項１〜３のいずれか１つに記載の燃料ポンプの燃料取出口を通じて吐出される加圧燃料を、補機としてのジェットポンプに利用することのできる燃料供給装置が提供される。

以下に本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて説明する。

［実施例１］
本発明の実施例１の燃料ポンプを説明する。本実施例は、自動車用の燃料ポンプであり、燃料タンク内に配置され、その燃料タンク内の燃料をエンジンヘ供給するものである。説明の都合上、燃料ポンプの概要を説明した後で、要部の構成を説明する。なお、図１は燃料ポンプを示す断面図、図２はインペラを示す表面図、図３はポンプボデーのインペラ側を示す端面図、図４はポンプ通路を示す断面図である。

燃料ポンプの概要を説明する。図１に示すように、燃料ポンプ１０は、渦流式いわゆるインペラ式のポンプ部１１と、そのポンプ部１１を駆動する電動式のモータ部１２とから構成されたモータ一体型ポンプである。モータ部１２は、ブラシ付きの直流モータであり、ほぼ円筒形状のハウジング１４内にマグネット１５が配置され、そのマグネット１５と同心状に回転子１６が配置されている。回転子１６は、上下両端部を突出するシャフト１７を有している。また、ハウジング１４の一端部（図１において下端部）にはポンプカバー１９が取付けられている。また、ハウジング１４の他端部（図１において上端部）には、モータカバー２０が取付けられている。また、回転子１６のシャフト１７の一端部（図１において下端部）は、ポンプカバー１９にベアリング２２を介して回転可能に支持されている。また、シャフト１７の他端部（図１において上端部）は、モータカバー２０にベアリング２３を介して回転可能に支持されている。

前記モータ部１２は、前記モータカバー２０に設けられた端子（図示省略）を介して前記回転子１６のコイル（図示省略）に通電することにより、その回転子１６を回転させる。なお、このようなモータ部１２の構成は周知であるから詳しい説明は省略する。また、図示した形式以外のモータ部を利用することもできる。

次に、前記モータ部１２によって駆動される前記ポンプ部１１の構成を説明する。ポンプ部１１は、ポンプカバー１９とポンプボデー２５とインペラ２６等により構成されている。ポンプボデー２５は、前記ハウジング１４に対して、前記ポンプカバー１９の一側（図１において下側）に重ねた状態でかしめ付けによって固定されている。ポンプボデー２５の中心部には、前記回転子１６のシャフト１７のスラスト荷重を受けるためのスラストベアリング２８が設けられている。なお、ポンプカバー１９とポンプボデー２５は、例えばアルミダイカスト成形により形成されており、互いに組合わせることによって、内部にインペラ２６を収容するポンプケーシング２７を構成している。また、本実施例では、ポンプカバー１９にインペラ２６を受け入れる円形状の凹部が形成されており、その凹所の開口端面がポンプボデー２５で閉鎖されるようになっている。

前記インペラ２６は、例えば樹脂成形により円板状に形成されている。図２に示すように、インペラ２６の表裏両面には、外周面２６ｄから内側に所定距離を隔てた位置において周方向に並ぶ多数の凹所２６ａが形成されている。隣合う凹所２６ａの相互間には隔壁２６ｂが形成されている。周方向に並ぶ多数の凹所２６ａは、凹所２６ａ群を構成している。その凹所２６ａ群は、インペラ２６の表裏両面に対称的に形成されている。表側の凹所２６ａの底部と裏側の凹所２６ａの底部は、連通孔２６ｃにより連通されている（図１参照）。また、インペラ２６の中心部には、ほぼＤ字形の係合孔２６ｅが形成されている（図２参照）。また、図１に示すように、前記回転子１６のシャフト１７のポンプ側の端部には、断面Ｄ字形の係合軸部１７ａが形成されている。係合軸部１７ａが、インペラ２６の係合孔２６ｅ内に係合されている。これにより、回転子１６のシャフト１７に対してインペラ２６が追従回転可能に連結されている。

前記ポンプボデー２５のインペラ２６側の端面（図１において上面）には、前記インペラ２６の片面（図１において下面）の凹所２６ａ群に対向する通路部内において、インペラ２６の回転方向に沿ってＣ字状に伸びる流路溝３０が形成されている（図３参照）。また、ポンプボデー２５には、流路溝３０の始端部すなわち上流側の端部において軸方向（図１において上下方向）に貫通する吸入口３２が形成されている（図１参照）。

前記ポンプカバー１９のインペラ２６側の端面（図１において下面）には、前記インペラ２６の他面（図１において上面）の凹所２６ａ群に対向する通路部において、インペラ２６の回転方向に沿ってＣ字状に伸びる流路溝３４が形成されている。なお、ポンプカバー１９の流路溝３４とポンプボデー２５の流路溝３０とは上下対称状に形成されている。
また、ポンプカバー１９には、流路溝３４の終端部すなわち下流側の端部において軸方向（図１において上下方向）に貫通する吐出孔３６が形成されている。
また、ポンプカバー１９の流路溝３４とポンプボデー２５の流路溝３０とは、ポンプ通路４０を形成している。なお、ポンプ通路４０は、図３では燃料の流れ方向（図中、矢印参照）の角度範囲で示し、図４では燃料の流れ方向（図中、矢印参照）の長さ範囲で示した。
また、モータカバー２０には、軸方向（図１において上下方向）に貫通する吐出口３８が形成されている。

前記燃料ポンプ１０において、モータ部１２の通電により回転する回転子１６に追従してインペラ２６が回転すると、燃料タンク（図示省略）内の燃料が、吸入口３２からポンプケーシング２７のポンプ通路４０の上流側の端部内に吸入される。燃料は、インペラ２６の表裏両面の凹所２６ａ内で旋回流を発生しながらポンプ通路４０を下流側すなわち吐出孔３６側へ向かって流れる。また、インペラ２６のポンプボデー２５側（図１において下側）の凹所２６ａ内に流入した燃料は、連通孔２６ｃを通じてポンプカバー１９側（図１において上側）の凹所２６ａ内へ流入する。そして、ポンプ通路４０に沿って流れるうちに昇圧された加圧燃料は、ポンプ通路４０の下流側の端部からポンプカバー１９の吐出孔３６を通じてモータ部１２の内部空間１２ａに吐出される。モータ部１２の内部空間１２ａに吐出された加圧燃料は、モータカバー２０の吐出口３８から外部へ吐出される。

次に、前記燃料ポンプ１０の要部の構成について説明する。
図３及び図４に示すように、ポンプ通路４０における上流側の端部と下流側の端部を除いた通路部分を主通路部４１という。なお、主通路部４１は、図３では燃料の流れ方向（図中、矢印参照）の角度範囲で示し、図４では燃料の流れ方向（図中、矢印参照）の長さ範囲で示した。

前記主通路部４１の通路断面積は、上流側（吸入口３２側）から下流側（吐出孔３６側）に向かって同一ではなく、段階的に小さくなるように形成されている。すなわち、主通路部４１は、上流側から下流側に向かって第１の通路部４１ａ、第２の通路部４１ｂ、第３の通路部４１ｃの計３段階の通路部に構成されている。図４に示すように、各通路部４１ａ，４１ｂ，４１ｃにそれぞれ対応するポンプボデー２５の流路溝３０の各溝部３０ａ，３０ｂ，３０ｃの溝深さｄ１，ｄ２，ｄ３は、第１の通路部４１ａから第３の通路部４１ｃに向かって段階的に浅くなるように形成されている。各溝部３０ａ，３０ｂ，３０ｃにおけるそれぞれの溝深さｄ１，ｄ２，ｄ３はそれぞれ流れ方向に一定とする。また、図３に示すように、主通路部４１における径方向の溝幅（流路溝３０の溝幅）ｗは、全通路部４１ａ，４１ｂ，４１ｃに亘って一定とする。なお、流路溝３０の上流側の端部（図４において左端部）における溝底面３１ａは、第１の溝部３０ａの始端（図４において左端）から上流側（図４において左方）の吸入口３２に向かって次第に深くなっている。また、流路溝３０の下流側の端部（図４において右端部）における溝底面３１ｂは、第３の溝部３０ｃの終端（図４において右端）から該流路溝３０の下流端（図４において右端）に向かって次第に浅くなっている。また、第２の溝部３０ｂの溝底面の始端部（図４において左端部）には、その上流側の溝部３０ａの終端（図４において右端）に対して鈍角をなす斜面３０ｂ１が形成されている。また、第３の溝部３０ｃの溝底面の始端部（図４において左端部）には、その上流側の溝部３０ｂの終端（図４において右端）に対して鈍角をなす斜面３０ｂ２が形成されている。

図３及び図４に示すように、前記第１の通路部４１ａに対応する第１の溝部３０ａの下流側の端部には、前記ポンプボデー２５を軸方向（図１において上下方向）に貫通する第１の分流口５１が形成されている。第１の分流口５１は、第１の溝部３０ａの径方向の内周側に配置されている。
また、前記第２の通路部４１ｂに対応する第２の溝部３０ｂの下流側の端部には、第１の分流口５１に対してポンプ通路４０の流れ方向の下流側に離れた位置関係をもって配置され、かつ、ポンプボデー２５を軸方向（図１において上下方向）に貫通する第２の分流口５２が形成されている。第２の分流口５２は、第２の溝部３０ｂの径方向の外周側に配置されている。

前記吸入口３２からポンプ通路４０への燃料の吸入により燃圧が下がるため、ポンプ通路４０における吸入口３２から溝底面３１ａの間でベーパが発生しやすい。また、インペラ２６の回転によりポンプ通路４０に導入された燃料が該ポンプ通路４０を流れる過程で昇圧されるため、上流側から下流側に向かって燃圧が高くなる。さらに、遠心力を利用する渦流式の燃料ポンプにあっては、ポンプ通路４０の径方向の内周側に密度の低いベーパが偏りやすく、その径方向の外周側に密度の高い燃料部分が偏りやすい。これにともない、ポンプ通路４０における径方向の内周側に比べて外周側の方が燃圧が高い。なお、ポンプ通路４０における径方向の内周側と外周側の燃圧の差圧を測定したところ、内周側の燃圧に比べて、外周側の燃圧が約１０ｋＰａ〜５０ｋＰａ程度高い結果がでた。

したがって、前記第１の分流口５１及び前記第２の分流口５２のうち、上流側に配置される第１の分流口５１は、下流側に配置される第２の分流口５２に比べて、ベーパの排出性能が高いことから、ベーパジェット５１（第１の分流口５１と同一符号を付す。）とする。
また、ポンプ通路４０において、ベーパジェット５１を通じてベーパが排出されるため、ベーパジェット５１より下流側へはベーパのない又は少なくなった加圧燃料が流れるため、下流側に配置される第２の分流口５２は、上流側に配置される第１の分流口５１に比べて、ベーパの排出性能が低くまた燃圧が高いことから、燃料取出口５２（第２の分流口５２と同一符号を付す。）とする。

前記した要部の構成を備えた燃料ポンプ１０によると、ポンプケーシング２７（詳しくは、ポンプボデー２５）に、ポンプ通路４０の流れ方向に離れた位置関係をもって配置されかつ該ポンプ通路４０から昇圧途中の加圧燃料を分流する第１の分流口５１及び第２の分流口５２が設けられ、第１の分流口５１及び前記第２の分流口５２のうち、上流側に配置される分流口をベーパジェット５１とし、また、下流側に配置される分流口を補機用の燃料取出口５２としたものである（図３及び図４参照）。これにより、インペラ２６（図１参照）の回転によりポンプ通路４０に導入された燃料に該ポンプ通路４０の上流側で発生しやすいベーパを、ベーパジェット５１を通じて効率良く排出させることができる。これにともない、ベーパのない又は少なくなった昇圧途中の加圧燃料を、燃料取出口５２を通じて吐出させることで、補機（例えば、調圧弁、ジェットポンプ等）に利用可能とすることができる。

また、燃料取出口５２が、ポンプ通路４０における径方向の外周側に配置されている（図３参照）。したがって、前に述べたように、遠心力を利用する渦流式の燃料ポンプにあっては、密度の低いベーパは、ポンプ通路４０の径方向の内周側に偏りやすく、その径方向の外周側に密度の高い燃料部分が偏りやすい。これにともない、ポンプ通路４０の径方向の内周側より外周側の方が燃料圧力いわゆる燃圧が高い。これにより、昇圧途中の加圧燃料のうちでも、ベーパが少なくかつ燃圧の高い燃料を、燃料取出口５２を通じて効率良く吐出させることができる。

また、ポンプ通路４０の主通路部４１の各通路部４１ａ，４１ｂ，４１ｃにそれぞれ対応するポンプボデー２５の流路溝３０の各溝部３０ａ，３０ｂ，３０ｃの溝深さｄ１，ｄ２，ｄ３が、第１の通路部４１ａから第３の通路部４１ｃに向かって段階的に浅くなるように形成されている（図４参照）。したがって、ポンプ通路４０における燃料取出口５２を境にして、上流側となる第２の通路部４１ｂの通路断面積と比べて、下流側となる第３の通路部４１ｃの通路断面積が小さい。これにより、燃料取出口５２から吐出される加圧燃料を高圧化することができる。また、ポンプ通路４０におけるベーパジェット５１を境にして、上流側となる第１の通路部４１ａの通路断面積と比べて、下流側となる第２の通路部４１ｂの通路断面積が小さい。これにより、ベーパジェット５１から排出される加圧燃料を高圧化することができ、ひいてはベーパの排出量が増えることで、ポンプ通路４０の下流側へ流れるベーパ量を減少させることができる。なお、第１の溝部３０ａの溝深さｄ１と第２の溝部３０ｂの溝深さｄ２とを同じにすることもできる。また、第２の溝部３０ｂの溝深さｄ２と第３の溝部３０ｃの溝深さｄ３とを同じにすることもできる。

［実施例２］
本発明の実施例２を説明する。本実施例は、前記実施例１の一部に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。また、以降の実施例についても、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。なお、図５はポンプボデーのインペラ側を示す端面図である。
本実施例は、図５に示すように、前記実施例１における主通路部４１の各通路部４１ａ，４１ｂ，４１ｃに対応するポンプボデー２５の流路溝３０の各溝部３０ａ，３０ｂ，３０ｃの径方向の溝幅ｗ１，ｗ２，ｗ３を、第１の通路部４１ａから第３の通路部４１ｃに向かって段階的に狭くなるように形成したものである。本実施例では、各溝部３０ａ，３０ｂ，３０ｃの外周縁が同一円周線上に連続しており、その内周縁の径が段階的に拡大されている。また、図５では、前記実施例１における第２の溝部３０ｂ及び第３の溝部３０ｃの溝底面の始端部に設けた斜面３０ｂ１，３０ｃ１が省略されている。なお、各溝部３０ａ，３０ｂ，３０ｃの内周縁を同一円周線上に連続させ、その外周縁の径を段階的に縮小させてもよいし、また、各溝部３０ａ，３０ｂ，３０ｃの溝中心が同一円周線上に連続するように、各溝部３０ａ，３０ｂ，３０ｃの内周縁の径を段階的に拡大するとともにその外周縁の径を段階的に縮小させてもよい。なお、溝幅Ｗ１と溝幅Ｗ２とを同じにすることもできる。また、溝幅Ｗ２と溝幅Ｗ３とを同じにすることもできる。

本実施例によっても、主通路部４１の通路断面積を、その上流側（吸入口３２側）から下流側（吐出孔３６側）に向かって段階的に小さくなるように形成することができる。なお、ポンプボデー２５の流路溝３０の各溝部３０ａ，３０ｂ，３０ｃの溝深さｄ１，ｄ２，ｄ３（図４参照）は、前記実施例１のように、第１の通路部４１ａから第３の通路部４１ｃに向かって深さが段階的に浅くなるように形成する他、全溝部３０ａ，３０ｂ，３０ｃに亘って一定にすることもできる。また、主通路部４１の通路断面積は、ポンプボデー２５の流路溝３０の各溝部３０ａ，３０ｂ，３０ｃの溝深さｄ１，ｄ２，ｄ３、径方向の溝幅ｗ１，ｗ２，ｗ３の他、断面形状を変えることによっても変更することができる。また、主通路部４１の通路断面積は、ポンプカバー１９の流路溝３４についても、ポンプボデー２５の流路溝３０と同様に各通路部４１ａ，４１ｂ，４１ｃに対応して溝深さ、径方向の溝幅、断面形状を変えることによっても変更することができる。

［実施例３］
本発明の実施例３を説明する。なお、図６はポンプボデーのインペラ側を示す端面図、図７はポンプ通路を示す断面図である。
本実施例は、図６及び図７に示すように、前記実施例１における主通路部４１の通路断面積を、その上流側（吸入口３２側）から下流側（吐出孔３６側）に向かって一定に形成したものである。このため、ポンプ通路４０の主通路部４１に対応する流路溝３０の溝幅ｗが一定で形成されている（図６参照）。これとともに、ポンプ通路４０の主通路部４１に対応する流路溝３０の溝深さｄが一定で形成されている（図７参照）。

［実施例４］
本発明の実施例４を説明する。本実施例は、前記実施例１の燃料ポンプ１０を備えた燃料供給装置に係るものである。なお、図８は燃料供給装置を示す構成図である。
図８に示すように、燃料供給装置６０は、図示しない自動車に搭載されておりかつ燃料を貯蔵する燃料タンク６２内に配置された燃料ポンプ１０、調圧弁６４、弁装置６６等を備えて構成されている。以下、順に説明する。

燃料ポンプ１０を説明する。燃料ポンプ１０は、前記実施例１に記載の燃料ポンプ１０（図１参照）である。燃料ポンプ１０の吐出口３８には、燃料供給通路６８の上流側の端部が接続されている。なお、図示しないが、燃料供給通路６８の下流側の端部は、エンジン、詳しくは各燃焼室に対応するインジェクタ（燃料噴射弁）を備えるデリバリパイプに接続されている。したがって、燃料ポンプ１０の吐出口３８から吐出された加圧燃料は、燃料供給通路６８を介してデリバリパイプに供給された後、各インジェクタによりエンジンの各燃焼室内に噴射される。

次に、調圧弁６４を説明する。調圧弁６４は、前記燃料ポンプ１０により前記燃料供給通路６８に供給される燃料圧力いわゆる燃圧を調整するものである。なお、図９は調圧弁を示す断面図である。
図９に示すように、調圧弁６４は、ケーシング７０、ダイヤフラム７１、弁体７２、バルブスプリング７３等を備えて構成されている。ケーシング７０は、下面開口状をなす上側のケース部７０ａと、その上側のケース部７０ａの下面側に接合された上面開口状をなす下側のケース部７０ｂとからなる。上側のケース部７０ａの上壁部には連通口７５が設けられている。また、下側のケース部７０ｂは、その側壁部に設けられた燃料導入管７６と、その底壁部に設けられた燃料排出管７７とを有している。燃料導入管７６には、前記燃料タンク６２内で前記燃料供給通路６８から分岐された加圧燃料導入通路７８が連通されている（図８参照）。このため、下側のケース部７０ｂ内には、燃料供給通路６８内を流れる加圧燃料の一部が導入され、その燃圧が作用する。

図９に示すように、前記ダイヤフラム７１は、前記ケーシング７０の両ケース部７０ａ，７０ｂの相互間に挟持されており、該ケーシング７０内を上側の背圧室８０と下側の調圧室８２とに区画している。ダイヤフラム７１は、ゴム状弾性材により形成されており、可撓性を有している。なお、ダイヤフラム７１は、本明細書でいう「可動隔壁」に相当する。
また、前記弁体７２は、ダイヤフラム７１の中央部に設けられており、該ダイヤフラム７１の撓み変形により前記燃料排出管７７の上端面を弁座として開閉する。
また、前記バルブスプリング７３は、上側のケース部７０ａと弁体７２との対向面間に介装されており、常に弁体７２を閉じる方向に付勢している。

次に、弁装置６６を説明する。図８に示すように、弁装置６６は、電磁式三方切替弁からなるもので、第１〜第３の計３つの接続口６６ａ，６６ｂ，６６ｃを備えている。第１の接続口６６ａは、前記燃料ポンプ１０の燃料取出口５２に対して背圧燃料通路８４を介して連通されている。また、第２の接続口６６ｂは、前記調圧弁６４の連通口７５すなわち背圧室８０に対して連絡通路８５を介して連通されている。また、第３の接続口６６ｃには、燃料タンク６２内に開放する開放通路８６が連通されている。また、弁装置６６は、電子制御装置（「ＥＣＵ」という。）ＥＣＵ８８から出力される制御信号に基づいてオン（ＯＮ）、オフ（ＯＦＦ）されるようになっている。この弁装置６６がオンされたときには、第１の接続口６６ａと第２の接続口６６ｂが連通されて第３の接続口６６ｃが遮断されることにより、背圧燃料通路８４内に付与される加圧燃料圧（背圧）が調圧弁６４の背圧室８０内に作用する。また、弁装置６６がオフされたときには、第１の接続口６６ａが遮断されて第２の接続口６６ｂと第３の接続口６６ｃが連通されることにより、調圧弁６４の背圧室８０内が連絡通路８５及び開放通路８６を介して大気すなわち燃料タンク６２内に開放される。なお、弁装置６６の他、前記した燃料ポンプ１０及び調圧弁６４は、前記燃料タンク６２内に固定的に配置されている。

前記ＥＣＵ８８は、マイクロコンピュータ等によって構成されたコントロールユニットで、入力側には例えばエンジンのイグニッションスイッチ又はスタートスイッチ等の始動スイッチ等の検出装置が接続されており、出力側にはインジェクタ等が接続されている。また、ＥＣＵ８８は、エンジンの運転状態に応じて、前記弁装置６６のオン・オフ制御を行なうもので、例えばエンジンの始動開始（イグニッションスイッチ又はスタートスイッチ等の始動スイッチのオン）から始動完了後の所定時間経過後までは弁装置６６をオンし、その所定時間経過後以降はその弁装置６６をオフするように設定されている。なお、ＥＣＵ８８は、本明細書でいう「制御装置」に相当する。

次に、前記燃料供給装置６０の作動を説明する。燃料ポンプ１０が駆動されると、燃料タンク６２内の燃料が吸入口３２から吸入されて昇圧された後、吐出口３８から吐出される。その吐出口３８から吐出された加圧燃料は、燃料供給通路６８を通ってエンジンへ供給される。また、燃料ポンプ１０からエンジンへ供給される加圧燃料の圧力は調圧弁６４によって調整される。その調整により余剰となった余剰燃料（リターン燃料）は、調圧弁６４の燃料排出管７７から燃料タンク６２内に排出される。

ところで、エンジンが始動を開始すると、ＥＣＵ８８から出力される制御信号により弁装置６６がオンされる。すると、弁装置６６の第１の接続口６６ａと第２の接続口６６ｂが連通されるため、背圧燃料通路８４内に付与される加圧燃料圧が調圧弁６４の背圧室８０内に作用する。また、弁装置６６の第３の接続口６６ｃが遮断されるため、背圧室８０内の燃料の流出が制限される。

前記調圧弁６４（図９参照）の背圧室８０内に加圧燃料圧が作用すると、背圧室８０内の燃圧が上昇されることにより、ダイヤフラム７１が調圧室８２側へ撓み変形し、弁体７２が閉じられるにともない、調圧室８２内の燃料の排出が制限されるため、調圧室８２内の燃圧が一層上昇する。そして、調圧室８２内の燃圧が、背圧室８０の燃圧とバルブスプリング７３の弾性力との合計値よりも大きくなると、ダイヤフラム７１が背圧室８０側へ撓み変形し、弁体７２が開かれることにより、調圧室８２内の燃料が余剰燃料として排出される。そして、調圧室８２内の燃圧が再び低下すると、ダイヤフラム７１が調圧室８２側へ撓み変形し、弁体７２が閉じられる。このようにして、調圧室８２内の燃圧すなわちエンジンへ供給される燃圧が、定常圧値よりも高い燃圧、例えば約６００ｋＰａ程度に調整される。これにより、インジェクタの噴射燃料の微粒化を促進し、エンジンの始動性を向上し、又、エミッションを低減することができる。なお、弁装置６６のオン状態は、エンジンの始動開始（イグニッションスイッチ又はスタートスイッチ等の始動スイッチのオンから始動完了後の所定時間経過後までのエンジン始動時の間において継続される。

また、エンジンの始動完了後の所定時間経過後においては、ＥＣＵ８８から出力される制御信号により弁装置６６がオフされる。すると、弁装置６６の第１の接続口６６ａが遮断されるため、加圧燃料圧が調圧弁６４の背圧室８０内へ作用しない。また、弁装置６６の第２の接続口６６ｂと第３の接続口６６ｃが連通されるため、背圧室８０が連絡通路８５及び開放通路８６を介して大気すなわち燃料タンク６２内に開放される。したがって、背圧室８０内でダイヤフラム７１に作用する力はバルブスプリング７３の弾性力のみとなり、調圧室８２内の燃圧すなわちエンジンへ供給される燃圧が定常圧、例えば約４００ｋＰａ程度に調整される。これにより、燃料ポンプ１０等にかかる負荷を低減することができる。なお、弁装置６６のオン状態は本明細書でいう「高圧状態」に相当し、また、弁装置６６のオフ状態は本明細書でいう「定常圧状態」に相当する。

前記燃料供給装置６０（図８参照）によると、燃料ポンプ１０からエンジンへ供給される吐出燃料が調圧弁６４により所定の燃圧に調整される。ところで、調圧弁６４は、燃料ポンプ１０からエンジンへ供給される加圧燃料を調圧室８２に導入し、燃料ポンプ１０の燃料取出口５２から吐出された加圧燃料を背圧室８０に導入することにより、背圧室８０内の圧力に応じて、調圧室８２内の燃圧（すなわち、エンジンへ供給される吐出燃料の燃圧）を調整する。したがって、燃料ポンプ１０の燃料取出口５２を通じて吐出される加圧燃料を、補機としての調圧弁６４に利用することができる。

また、燃料ポンプ１０の燃料取出口５２を通じて吐出されかつ調圧弁６４に利用される加圧燃料には、ベーパがない又は少ない。このため、ベーパによる調圧弁６４の調圧性能の応答性及び安定性を向上することができる。

また、調圧弁６４がＥＣＵ８８により制御されることで、背圧室８０内への燃料の導入と大気の導入とを選択的に切替えることにより、エンジンへ供給される燃圧を可変する弁装置６６を備えたものである。したがって、ＥＣＵ８８により弁装置６６が制御され、調圧弁６４の背圧室８０内への燃料の導入と大気の導入とが選択的に切替えられる。すなわち、弁装置６６は、調圧弁６４の背圧室８０へ大気を導入するとき（前記定常圧状態）は該背圧室８０への燃料の導入を遮断し、また、調圧弁６４の背圧室８０へ燃料を導入するとき（高圧状態）は該背圧室８０への大気の導入を遮断する。したがって、調圧弁６４の調圧室８２内の燃圧すなわちエンジンへ供給される燃圧を可変することができる。

ところで、調圧弁６４の背圧室８０へ燃料を導入するとき（前記定常圧状態）は、弁装置６６により該背圧室８０内への大気の導入が遮断される。したがって、背圧室８０への燃料の導入により背圧室８０内のダイヤフラム７１（図９参照）に対する圧力が昇圧される際には、該背圧室８０内の燃料の大気側への流出が制限される。このため、昇圧時における背圧室８０内の燃料の流量損失を抑制し、ポンプ効率を向上することができる。

また、弁装置６６が三方切替弁であるので、１つの弁装置６６で、調圧弁６４の背圧室８０内への燃料の導入と大気の導入とを選択的に切替えることができる。したがって、複数の弁装置を使用する場合と比べて、装置構成を簡素化することができる。なお、前記実施例４における弁装置６６及び連絡通路８５を省略し、背圧燃料通路８４及び開放通路８６を調圧弁６４の背圧室８０に個別に連通するとともに、背圧燃料通路８４及び開放通路８６に電磁式の開閉弁等からなる弁装置をそれぞれ設け、各弁装置をＥＣＵ８８により開閉制御することによっても、調圧弁６４の背圧室８０内への燃料の導入と大気の導入とを選択的に切替えることができる。

［実施例５］
本発明の実施例５を説明する。本実施例は、前記実施例１の燃料ポンプ１０を備えた燃料供給装置に係るものである。なお、図１０は燃料供給装置を示す構成図である。
図１０に示すように、燃料供給装置９０は、図示しない自動車に搭載されておりかつ燃料を貯蔵する燃料タンク９２内に配置されたリザーバカップ９４、燃料ポンプ１０、燃料フィルタ９６、調圧弁９８、ジェットポンプ１００等を備えて構成されている。以下、順に説明する。

リザーバカップ９４を説明する。リザーバカップ９４は、リザーブ容器、サブタンク等とも呼ばれるもので、前記燃料タンク９２内の底面上又は底面上付近に配置されている。リザーバカップ９４は、筒状の側壁部９４ａと、その側壁部９４ａの下面を閉鎖する底壁部９４ｂとを有するカップ状に形成されている。なお、底壁部９４ｂには、弁孔１０２が形成されているとともに、その弁孔１０２をリザーバカップ９４内外の圧力差によって開閉する逆止弁１０３が設けられている。逆止弁１０３は、リザーバカップ９４外の燃料圧がそのカップ９４内に比べて大きいときは、その燃料圧で開かれることによりカップ９４外の燃料をそのカップ９４内へ流入させ、また、リザーバカップ９４外よりカップ９４内の燃料圧が大きいときは、その燃料圧で閉じられることによりリザーバカップ９４内からカップ９４外への燃料の逆流を阻止する。

次に、燃料ポンプ１０を説明する。燃料ポンプ１０は、前記実施例１に記載の燃料ポンプ１０（図１参照）である。燃料ポンプ１０の吸入口３２には、燃料を濾過する吸入フィルタ１０５が接続されている。

次に、燃料フィルタ９６を説明する。燃料フィルタ９６は、前記燃料ポンプ１０の周りを取り囲む円形、Ｄ字形、Ｃ字形等の筒型のフィルタケース１０７内にフィルタエレメント（図示省略）が収容されている。フィルタケース１０７の上面側には燃料入口及び燃料出口（符号省略）が設けられている。燃料フィルタ９６の燃料入口と前記燃料ポンプ１０の吐出口３８とが配管部材１０８により接続されている。また、燃料フィルタ９６の燃料出口には、燃料供給通路１１０の上流側の端部が接続されている。なお、図示しないが、燃料供給通路１１０の下流側の端部は、前記実施例４における燃料供給装置６０と同様、エンジン、詳しくは各燃焼室に対応するインジェクタ（燃料噴射弁）を備えるデリバリパイプに接続されている。したがって、燃料ポンプ１０から吐出された加圧燃料は、燃料供給通路１１０を介してデリバリパイプに供給された後、各インジェクタによりエンジンの各燃焼室内に噴射される。

次に、調圧弁９８を説明する。調圧弁９８は、前記燃料ポンプ１０により前記燃料供給通路１１０に供給される燃料の圧力いわゆる燃圧を調整するもので、前記燃料フィルタ９６のフィルタケース１０７の下面側に付設されている。また、調圧弁９８は、燃圧の調整により余剰となった余剰燃料（リターン燃料）をリザーバカップ９４内に排出するようになっている。なお、調圧弁９８は、前記実施例４における調圧弁６４（図９参照）と同一構成のものであるからその説明を省略する。調圧弁６４（図９参照）において、燃料導入管７６はフィルタケース１０７内のクリーン側燃料室に連通され、連通口７５及び燃料排出管７７は大気すなわちリザーバカップ９４内に開放されている。

次に、ジェットポンプ１００を説明する。図１０に示すように、ジェットポンプ１００は、前記リザーバカップ９４内の底面近くに配置されている。ジェットポンプ１００は、横倒し状をなす円筒状の筒状部１１２と、その筒状部１１２内に設けられた先細り状をなすノズル１１３とを有している。筒状部１１２の下側部には、ノズル１１３の先端部に対応する吸込口１１４が形成されている。また、リザーバカップ９４の底壁部９４ｂには、吸込口１１４に整合する吸込孔１１５が形成されている。筒状部１１２の基端部は駆動用燃料の導入口となっており、その導入口には前記燃料ポンプ１０の燃料取出口５２がジェットポンプ用燃料通路１１７を介して接続されている。したがって、燃料ポンプ１０の燃料取出口５２から吐出された燃料（駆動用燃料）が、ジェットポンプ用燃料通路１１７を通じてノズル１１３から吐出されると、その燃料の流れを駆動流として、リザーバカップ９４外の燃料が吸込孔１１５から吸込口１１４を通じて筒状部１１２内に吸引され、筒状部１１２の先端部から吐出される燃料とともにカップ９４内に移送される。

次に、前記燃料供給装置９０の作動を説明する。燃料ポンプ１０が駆動されると、リザーバカップ９４内の燃料が吸入フィルタ１０５を通じて吸込まれる。燃料ポンプ１０の吐出口３８から吐出された燃料は、配管部材１０８を通じて燃料フィルタ９６内へ供給される。そして、燃料フィルタ９６を通ることによりろ過された燃料は、燃料供給通路１１０を通ってエンジンへ供給される。また、燃料ポンプ１０からエンジンへ供給される加圧燃料の圧力は調圧弁９８によって調整される。その調整により余剰となった余剰燃料（リターン燃料）は、調圧弁９８からリザーバカップ９４内に排出される。また、燃料ポンプ１０の燃料取出口５２から吐出された燃料は、ジェットポンプ用燃料通路１１７を通じてジェットポンプ１００へ供給される。そして、ジェットポンプ１００は、燃料ポンプ１０の燃料取出口５２から吐出された加圧燃料の流れを駆動流としてリザーバカップ９４外の燃料をカップ９４内に移送する。

前記燃料供給装置９０（図１０参照）によると、ジェットポンプ１００は、燃料ポンプ１０の燃料取出口５２から吐出された加圧燃料の流れを駆動流として燃料を移送することができる。したがって、燃料ポンプ１０の燃料取出口５２を通じて吐出される加圧燃料を、補機としてのジェットポンプ１００に利用することができる。

また、燃料ポンプ１０の燃料取出口５２を通じて吐出されかつジェットポンプ１００に利用される加圧燃料には、ベーパがない又は少ない。このため、ベーパによるジェットポンプ１００の汲み上げ性能向上することができる。

本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、燃料ポンプ１０のベーパジェット５１は、ポンプボデー２５の流路溝３０の第１の溝部３０ａの内周側に配置することが望ましいが、その溝部３０ａの外周側あるいは径方向の中央部に配置することもできる。また、燃料ポンプ１０のベーパジェット５１は、ポンプボデー２５に対して、１個に限らず、複数個設けることもできる。また、燃料ポンプ１０の燃料取出口５２は、ポンプボデー２５に対して、１個に限らず、複数個設けることもできる。また、弁装置６６、リザーバカップ９４、燃料フィルタ９６、吸入フィルタ１０５は、必要に応じて設けられるものであるから省略することもできる。また、ジェットポンプ１００は、リザーバカップ９４外の燃料をそのカップ９４内に移送することに用いる他、リザーバカップ９４とは離れた位置関係にあるタンク部内に貯留された燃料をリザーバカップ９４内に移送することに用いたり、主タンク部と副タンク部とを備える鞍型タンクにおける副タンク部内の燃料を主タンク部内に移送することに用いたりすることができる。

実施例１に係る燃料ポンプを示す断面図である。 インペラを示す表面図である。 ポンプボデーのインペラ側を示す端面図である。 ポンプ通路を示す断面図である。 実施例２に係るポンプボデーのインペラ側を示す端面図である。 実施例３に係るポンプボデーのインペラ側を示す端面図である。 ポンプ通路を示す断面図である。 実施例４に係る燃料供給装置を示す構成図である。 調圧弁を示す断面図である。 実施例５に係る燃料供給装置を示す構成図である。

符号の説明

１０ 燃料ポンプ
１９ ポンプカバー
２５ ポンプボデー
２６ インペラ
２７ ポンプケーシング
３０ 流路溝
３４ 流路溝
４０ ポンプ通路
４１ 主通路部
４１ａ 第１の通路部
４１ｂ 第２の通路部
４１ｃ 第３の通路部
５１ 第１の分流口（ベーパジェット）
５２ 第２の分流口（燃料取出口）
６０ 燃料供給装置
６４ 調圧弁
７１ ダイヤフラム（可動隔壁）
８０ 背圧室
８２ 調圧室
９８ 調圧弁
９０ 燃料供給装置
１００ ジェットポンプ

Claims (5)

1. ポンプケーシング内に設けられたインペラの回転によりポンプ通路に導入された燃料が該ポンプ通路を流れる過程で昇圧される燃料ポンプであって、
   前記ポンプケーシングに、前記ポンプ通路の流れ方向に離れた位置関係をもって配置されかつ該ポンプ通路から昇圧途中の加圧燃料を分流する第１の分流口及び第２の分流口が設けられ、
   前記第１の分流口及び前記第２の分流口のうち、上流側に配置される分流口をベーパジェットとし、また、下流側に配置される分流口を補機用の燃料取出口として補機と接続し、前記ベーパジェットからベーパが排出された後の加圧燃料を前記燃料取出口から補機に吐出させる構成とし、
   前記燃料取出口が、前記ポンプ通路における径方向の外周側に配置されている
   ことを特徴とする燃料ポンプ。
2. 請求項１に記載の燃料ポンプであって、
   前記ポンプ通路における前記燃料取出口を境にして、上流側となる通路部の通路断面積と比べて、下流側となる通路部の通路断面積が小さいことを特徴とする燃料ポンプ。
3. 請求項１又は２に記載の燃料ポンプであって、
   前記ポンプ通路における前記ベーパジェットを境にして、上流側となる通路部の通路断面積と比べて、下流側となる通路部の通路断面積が小さいことを特徴とする燃料ポンプ。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の燃料ポンプと、
   可動隔壁により画成された調圧室及び背圧室を有し、背圧室内の圧力に応じて調圧室内の燃圧を調整する前記補機としての調圧弁と
   を備え、
   前記燃料ポンプからエンジンへ供給される加圧燃料を前記調圧弁の調圧室に導入し、前記燃料ポンプの燃料取出口から吐出された加圧燃料を前記調圧弁の背圧室に導入する構成とした
   ことを特徴とする燃料供給装置。
5. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の燃料ポンプと、
   前記燃料ポンプの燃料取出口から吐出された加圧燃料の流れを駆動流として燃料を移送する前記補機としてのジェットポンプと
   を備えることを特徴とする燃料供給装置。

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