JP4889780B2 - 燃料供給装置 - Google Patents

Description

この発明は、例えば、小型二輪車などのエンジンに供給する燃料の圧力を調整する圧力調整体が内蔵された燃料供給装置に関する。

本願の出願人は、車体の燃料タンクの底面に取付けられ、高圧管を介して燃料タンク内の燃料を燃料噴射弁に供給する燃料供給装置であって、前記燃料タンクに取付けられ、開口部及び前記高圧管に連通する高圧燃料通路を有するハウジングと、このハウジング内に設けられ、前記燃料を加圧する燃料ポンプと、前記ハウジング内に設けられ、前記燃料ポンプから前記高圧燃料通路に送られた燃料を所定の圧力に調整する圧力調整体と、前記ハウジングの前記開口部の内側に設けられ、前記燃料タンク内の前記燃料を吸入する吸入通路、前記圧力調整体から流出した前記燃料を前記燃料タンクに戻す戻り通路を有するアダプタとを備え、前記ハウジング、前記燃料ポンプ、前記圧力調整体及びアダプタが一体のものを先に出願している（特許文献１参照）。

特願２００９-１７０２０４（提出日 平成２１年 ７月２１日）

この燃料供給装置の場合、燃料タンク、燃料ポンプ及び圧力調整体のそれぞれを接続する燃料配管が省略でき、燃料配管のレイアウトを複雑化することなく、車体の燃料タンクに搭載することができる等の効果がある。
しかしながら、この燃料供給装置の場合、燃料タンク内の燃料の量が比較的少ないときに、車体が傾斜姿勢で停止していた車体を再起動させようとした場合、燃料ポンプに連通した吸入通路の吸入口が燃料の表面より上部にあるときには、燃料切れによりエンジンの再起動ができない可能性があるという問題点があった。

この発明は、このような問題点を解決することを課題とするものであって、燃料タンクの外観を変更せずに、燃料タンク内の燃料偏りによる燃料切れの発生を低減することができる等の燃料供給装置を得ることを目的とする。

この発明に係る燃料供給装置は、車体の燃料タンクの底面に取付けられ、高圧管を介して燃料タンク内の燃料を燃料噴射弁に供給する燃料供給装置であって、
前記燃料タンクに取付けられ、開口部及び前記高圧管に連通する高圧燃料通路を有するハウジングと、
このハウジング内に設けられ、前記燃料を加圧する燃料ポンプと、
前記ハウジング内に設けられ、前記燃料ポンプから前記高圧燃料通路に送られた燃料を所定の圧力に調整する圧力調整体と、
前記ハウジングの前記開口部の内側に設けられ、前記燃料タンク内の前記燃料を吸入する吸入通路、前記圧力調整体から流出した前記燃料を前記燃料タンクに戻す戻り通路を有するアダプタとを備え、
前記アダプタは、前記吸入通路の吸入口、前記戻り通路の戻り口を内側に囲い、かつ前記燃料タンクの内部と連通している連通部を有した隔壁を含む。

また、この発明に係る燃料供給装置は、車体の燃料タンクに取付けられ、高圧管を介して燃料タンク内の燃料を燃料噴射弁に給する燃料供給装置であって、
前記燃料タンクに取付けられ、燃料タンク内の燃料を吸入する吸入通路、前記燃料を前記燃料タンクに戻す戻り通路を有するアダプタと、
この吸入通路に吸入用燃料通路を介して接続され前記燃料を加圧する燃料ポンプと、
前記戻り通路に戻り用燃料通路を介して接続され前記燃料ポンプから前記高圧管に連通する高圧燃料通路に送られた燃料を所定の圧力に調整する圧力調整体と、
この圧力調整体と前記高圧燃料通路とを接続した分岐燃料通路とを備え、
前記アダプタは、前記吸入通路の吸入口、前記戻り通路の戻り口を内側に囲い、かつ前記燃料タンクの内部と連通している連通部を有した隔壁を含む。

この発明に係る燃料供給装置によれば、アダプタは、吸入通路の吸入口、戻り通路の戻り口を内側に囲い、かつ燃料タンクの内部と連通している連通部を有した隔壁を含むので、燃料タンク内の燃料偏りによる燃料切れの発生を低減することができる等の効果がある。

この発明の実施の形態１の燃料供給装置が組み込まれた燃料供給システムを示す構成図である。 図１の燃料供給装置を示す一部切り欠き断面図である。 この発明の実施の形態２の燃料供給装置を示す一部切り欠き断面図である。 この発明の実施の形態３の燃料供給装置を示す一部切り欠き断面図である。 この発明の実施の形態４の燃料供給装置の部分断面図である。

以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明するが、各図において同一または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１の燃料供給装置が組み込まれた燃料供給システムを示す構成図である。
この燃料供給システムは、燃料タンク１と、この燃料タンク１の底面に直付けされた、この発明の実施の形態１の燃料供給装置２と、この燃料供給装置２に高圧管３を介して接続され燃料供給装置２から供給された燃料を燃料室（図示せず）内に噴射する燃料噴射弁４と、燃料供給装置２から燃料噴射弁４への燃料供給及び燃料噴射弁４の噴射タイミングを制御する制御ユニット５とを備えている。

図２は燃料供給装置２の一部切り欠き断面図である。なお、図中において、アダプタ１３の平面図も併せて示されている。
この燃料供給装置２は、高圧燃料通路８及び燃料タンク１側に開口部９を有するハウジング６と、このハウジング６内に設けられ燃料溜め室１０内の燃料を加圧して高圧燃料通路８に吐出する燃料ポンプ１１と、ハウジング６内に設けられ高圧燃料通路８内の燃料を所定圧に調整する圧力調整体１２と、ハウジング６の開口部９に嵌着されたアダプタ１３と、このアダプタ１３に取付け部材１４を介して取付けられ燃料溜め室１０に吸入される燃料の不純物を除去するフィルタ１５とを備えている。

なお、燃料タンク１の底面に形成された装置取付け孔とハウジング６との間には、フランジを有する円筒形状の嵌着部材５０が介在しており、またその内周面とハウジング６の外周面との間にＯリング５１が介在している。嵌着部材５０は、フランジの反対側から燃料タンク１内に挿入され、フランジが燃料タンク１の底面に密接することで、燃料タンク１の内外の液密性及び気密性が確保されている。

上記燃料ポンプ１１は、特開２００８-２５５８４６号公報に記載の容積型アキシャルピストンポンプと同様のものである。
燃料ポンプ１１は、モータ１６と、このモータ１６に連結され軸受１８により回転自在に支持されたシャフト１７と、このシャフト１７に固定された斜板１９とを有している。
また、燃料ポンプ１１は、シリンダ２０を有するシリンダブロック２１と、シリンダ２０内を軸線方向に沿って摺動自在に設けられたピストン２２とを有している。
なお、シリンダ２０は、図２では１つのシリンダ２０のみが図示されているが、周方向に等角ピッチで複数形成されており、さらにシリンダ２０に平行な複数の吸入孔が、シリンダ２０のそれぞれに対応してシリンダブロック２１に形成されている。
また、図２では、ピストン２２の往復運動に伴い作動する、吸入孔を開閉する吸入弁体及び吐出孔を開閉する吐出弁体についても図示されていない。

上記圧力調整体１２は、シリンダブロック２１に嵌入されており、弁座２３と、この弁座２３に接離する球状の弁体２４と、この弁体２４に当接し弁体２４を弁座２３側に付勢したスプリング２６とを有している。

上記アダプタ１３は、燃料溜め室１０に連通した吸入通路２７及び圧力調整体１２に連通した戻り通路２８とを有している。
吸入通路２７は、取付け部材１４の吸入通路２９に連通している。
アダプタ１３は、戻り通路２８の下端部に戻り通路２８と同軸上に弾性部材で構成された円筒形状の連結部材３０が嵌着されている。この連結部材３０は、シリンダブロック２１に貫通した戻り孔３１と同軸上であり、戻り孔３１と戻り通路２８とを同軸上で連通している。
また、アダプタ１３は、戻り通路２８の戻り口及び吸入通路２７の吸入口を内側に囲い、かつ燃料タンク１の内部と連通して連通部であるスリット５３を有する隔壁５２が形成されている。このスリット５３は、燃料タンク１の底面から離れた部位から隔壁５２の上端面まで延びている。
隔壁５２の高さは、車体の後方側が前方側に比べて高く、点線イに示すように傾斜している。
また、隔壁５２の高さは、下端部が燃料タンク１の底面よりも高く、この下端部を基準線とした場合、戻り通路２８の戻り口、吸入通路２９の吸入口及び隔壁５２の上端面の順で高さが高くなっている。なお、基準線から戻り通路２８の戻り口までの高さは、例えば３ｍｍである。

次いで、上記構成の燃料供給装置が組み込まれた燃料供給システムの動作について説明する。
まず、燃料噴射弁４への燃料供給動作について説明する。
モータ１６の駆動によりシャフト１７が回転するが、このシャフト１７の回転に伴い斜板１９が回転し、この斜板１９に当接した各ピストン２２は、斜板１９の回転角度に応じて、上死点と下死点との間を往復移動する。

ピストン２２が下死点の位置に向かうときにシリンダ２０の増圧室３２（ピストン２２の先端面とシリンダ２０とで画成された空間）内は減圧し、上死点に向かうときに増圧室３２内が増圧される。
そして、ピストン２２が下死点から上死点に向かう方向へ変位する途中、増圧室３２内の圧力が、燃料溜め室１０の圧力より高くなると、吸入弁体がシリンダブロック２１側に変位して、吸入孔を塞口する。
さらに、増圧室３２内の圧力が所定値より大きくなると、吐出弁体が変位し、吐出孔が開放され、高圧の燃料が燃圧保持弁３３を介して高圧燃料通路８に吐出され、さらに高圧管３を介して燃料噴射弁４に供給される。

次いで、ピストン２２が下死点から上死点に向かう方向へ変位し、増圧室３２内の圧力が所定値以下となると、吐出弁体が吐出孔の開口を塞口して高圧燃料通路８への燃料の吐出が停止し、さらに、増圧室３２内の圧力が、燃料溜め室１０の圧力より低くなると吸入弁体が変位し、吸入孔が開放され、燃料が増圧室３２内に供給される。

次いで、圧力調整体１２による燃料噴射弁４への燃料圧力調整について説明する。
初期状態では、高圧燃料通路８内の圧力は、所定値より小さく、弁体２４は、スプリング２６の付勢力により弁座２３に当接している。
高圧燃料通路８内の圧力が、所定値より大きくなると、弁体２４は、スプリング２６の付勢力に逆らって、弁座２４から離間し、高圧燃料通路８側の燃料は、反弁座２４側に形成されたリリーフ口（図示せず）を通じて、戻り口３１、戻り通路２８から燃料タンク１内に排出される。
このように、高圧燃料通路８から圧力調整体１２に導かれて排出される燃料は、燃料溜め室１０に戻されることなく燃料タンク１に戻される。

この実施の形態による燃料供給装置によれば、アダプタ１３の隔壁５２は、吸入通路２７の吸入口、戻り通路２８の戻り口を内側に囲い、かつ燃料タンク１の内部と連通しているとともに燃料タンク１の底面から立ち上がった部位に燃料タンク１の内部と連通したスリット５３を有しているので、例えば燃料タンク１内の燃料が少ない状態で車体が上り坂を移動しているときに、アダプタ１３に設けた隔壁５２により燃料タンク１内の燃料は吸入口よりも上位の状態で貯留され、それだけ燃料タンク１内の燃料偏りによる燃料切れが生じにくくなる。

また、隔壁５２は、車体の前方側が後方側と比較して低いので、燃料を消費する上り坂において隔壁５２に溜まる燃料が確保され、燃料切れに対する余裕度を向上させることができる。

また、戻り通路２８の戻り口の高さは、隔壁５２よりも低いので、圧力調整体１２から流出した燃料は、燃料タンク１内に拡がることなく確実に隔壁５２内に導かれるので、必要以上に燃料貯留容積を大きくする必要性はない。
また、戻り通路２８の戻り口の高さは、燃料タンク１の底面から高いので、燃料タンク１の底面に沈殿した不純物が戻り通路２８に侵入するのを低減することができる。

また、ハウジング６、燃料ポンプ１１、圧力調整体１２及びアダプタ１３は一体化され、燃料タンク、燃料ポンプ及び圧力調整体のそれぞれを接続する燃料配管が省略されているので、燃料供給装置２がコンパクトされ、燃料タンク１に対する据付スペースが減少し、それだけ車体の設計自由度が高くなる。

実施の形態２．
図３は燃料供給装置２の部分断面図である。なお、図中において、アダプタ１３Ａの平面図も併せて示されている。
この実施の形態のアダプタ１３Ａでは、軸線方向に沿って視たときに円形である隔壁５２の中心に戻り通路２８の戻り口が形成されている
他の構成は、実施の形態１の燃料供給装置と同じである。

この燃料供給装置２によれば、戻り通路２８の戻り口がアダプタ１３Ａの中心に形成されているので、燃料供給装置２の燃料タンク１に対する据付位置を変えることなく、アダプタ１３Ａを戻り口を中心に周方向に変えることができる、即ち取付け部材１４を介して吸入通路２７に接続されたフィルタ１５の位置を変えることができる。
さらに、フィルタ１５が吸入通路２７に対し円周方向に任意にレイアウトが可能となるため、燃料タンク１の形状への適用性を高めることができる。
なお、この実施の形態の燃料供給装置２も、実施の形態１の燃料供給装置２と同様の効果を有する。

実施の形態３．
図４は燃料供給装置２の部分断面図である。なお、図中において、アダプタ１３Ｂの平面図も併せて示されている。
この実施の形態では、ハウジング６の開口部９に嵌着されたアダプタ１３Ｂの本体が硬質樹脂で構成されているが、隔壁５２Ａのみが例えばゴムである弾性部材で構成されている。
他の構成は、実施の形態１の燃料供給装置と同じである。

燃料供給装置２を燃料タンク１の装置取付け孔に取付けする場合、取付けする前にフィルタ１５はアダプタ１３Ｂに取付け部材１４を介して取付けられている。
この場合、フィルタ１５が上方向に向いている場合には、アダプタの隔壁が取付けの障害にならないが、フィルタ１５が燃料タンク１の底面とほぼ平行の場合には、隔壁が取付けの障害になる。
これに対して、この実施の形態では、隔壁５２Ａが弾性部材で構成されているので、取付けの際には所定の治具等と用いて隔壁５２Ａを変形させることで、アダプタ１３Ｂの隔壁５２Ａが燃料供給装置２の取付けの障害にならずにすみ、取付け作業性が向上する。
また、隔壁５２Ａの上部は、戻り通路２８の戻り口の上方を覆った覆い部５４を有しているので、燃料タンク１内の不純物が戻り通路２８内に侵入するのを低減することができる。
なお、この実施の形態の燃料供給装置２も、実施の形態１の燃料供給装置２と同様の効果を有する。

実施の形態４．
図５は燃料供給装置２Ａの部分断面図である。
この実施の形態の燃料供給装置２Ａは、燃料タンク１に取付けられ、燃料タンク１内の燃料を吸入する吸入通路２７Ａ、燃料を燃料タンク１に戻す戻り通路２８Ａを有するアダプタ１３Ｃと、この吸入通路２７Ａに吸入用燃料通路５５を介して接続され燃料を加圧する燃料ポンプ１１Ａと、戻り通路２８Ａに戻り用燃料通路５６を介して接続され燃料ポンプ１１Ａから高圧管３に連通する高圧燃料通路８に送られた燃料を所定の圧力に調整する圧力調整体１２Ａと、この圧力調整体１２Ａと高圧燃料通路８とを接続した分岐燃料通路５７とを備えている。
アダプタ１３Ｃは、吸入通路２７Ａの吸入口、戻り通路２８Ａの戻り口を内側に囲い、かつ燃料タンク１の内部と連通したスリット５３を有した隔壁５２を含んでいる。

この実施の形態の燃料供給装置２Ａは、実施の形態１〜３の燃料供給装置２と異なり、アダプタ１３Ｃ、燃料ポンプ１１Ａ及び圧力調整体１２Ａは、一体に構成されてなく、それぞれ吸入用燃料通路５５、戻り用燃料通路５６を介して接続されている。
この実施の形態の燃料供給装置２Ａでも、アダプタ１３Ｃは、吸入通路２７Ａの吸入口、戻り通路２８Ａの戻り口を内側に囲い、かつ燃料タンク１の内部と連通したスリット５３を有した隔壁５２を含んでいるので、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

なお、この実施の形態のアダプタ１３Ｃは、実施の形態１のアダプタ１３に近似した構成であるが、実施の形態２，３のそれぞれのアダプタ１３Ａ，１３Ｂに近似したアダプタであってもこの実施の形態の燃料供給装置２Ａに適用できるのは勿論である。
また、上記各実施の形態1〜４では、隔壁５２，５２Ａの連通部として作製が容易なスリット５３を用いたが、隔壁の外部と液体連通することが可能なものであれば、このものに限定されない。
また、連通部は、燃料タンク１の底面から立ち上がった部位から軸線方向に延びて形成されているが、底面から軸線方向に延びて形成してもよい。
また、スリットは複数箇所に形成してもよい。

１ 燃料タンク、２，２Ａ 燃料供給装置、３ 高圧管、４ 燃料噴射弁、６ ハウジング、８ 高圧燃料通路、９ 開口部、１０ 燃料溜め室、１１，１１Ａ 燃料ポンプ、１２，１２Ａ 圧力調整体、１３，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ アダプタ、１４ 取付け部材、１５ フィルタ、１６ モータ、１７ シャフト、１８ 軸受、１９ 斜板、２０ シリンダ、２１ シリンダブロック、２２ ピストン、２３ 弁座、２４ 弁体、２６ スプリング、２７，２７Ａ 吸入通路、２８，２８Ａ 戻り通路、３０ 連結部材、３１ 戻り孔、３２ 増圧室、３３ 燃圧保持弁、５０ 嵌着部材、５１ Ｏリング（シール部材）、５３ スリット（連通部）、５２，５２Ａ 隔壁、５３ スリット（連通部）、５４ 覆い部、５５ 吸入用燃料通路、５６ 戻り用燃料通路、５７ 分岐燃料通路。

Claims (5)

1. 車体の燃料タンクの底面に取付けられ、高圧管を介して燃料タンク内の燃料を燃料噴射弁に供給する燃料供給装置であって、
   前記燃料タンクに取付けられ、開口部及び前記高圧管に連通する高圧燃料通路を有するハウジングと、
   このハウジング内に設けられ、前記燃料を加圧する燃料ポンプと、
   前記ハウジング内に設けられ、前記燃料ポンプから前記高圧燃料通路に送られた燃料を所定の圧力に調整する圧力調整体と、
   前記ハウジングの前記開口部の内側に設けられ、前記燃料タンク内の前記燃料を吸入する吸入通路、前記圧力調整体から流出した前記燃料を前記燃料タンクに戻す戻り通路を有するアダプタとを備え、
   前記アダプタは、前記吸入通路の吸入口、前記戻り通路の戻り口を内側に囲い、かつ前記燃料タンクの内部と連通する連通部を有した隔壁を含み、
   前記ハウジング、前記燃料ポンプ、前記圧力調整体及び前記アダプタは一体化されており、
   前記隔壁は、前記車体の前方側が後方側と比較して低いことを特徴とする燃料供給装置。
2. 前記戻り口の高さは、前記隔壁よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
3. 前記隔壁は、軸線方向に沿って視たときに円形であり、この中心に前記戻り口が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料供給装置。
4. 前記隔壁は、弾性部材で構成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の燃料供給装置。
5. 前記連通部は、軸線方向に延びたスリットであることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の燃料供給装置。

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