JP4918320B2 - 燃料供給モジュール - Google Patents

Description

本発明は、燃料装置、特に、車両の燃料装置のための燃料供給モジュールに関する。

車両は、一般に、燃料タンクと、エンジンの動作を支えるためそのタンクから車両のエンジンに燃料を注入する燃料ポンプと、燃料レベルセンサ、燃料圧力調整器、燃料噴射装置、燃料フィルタなどの様々な他の部品とを有する、燃料システムを備える。ある車両では、燃料ポンプは、共通支持構造に取り付けられた燃料レベルセンサや一つ以上の燃料フィルタのような燃料装置の他の部品を含むモジュールあるいは組立体の部分として車両燃料タンク内に取り付けられる。あるモジュールでは、燃料タンクの開口に受け止められ、燃料タンクの壁に固定される取付フランジにより、燃料タンクに取り付けられる。自動車では、燃料タンクの広い範囲の形状と寸法を得ることが可能な比較的小さな奇妙な形状の範囲に燃料タンクが配置される。ある燃料タンクは制限された深さを有したり、あるいは他のタンクは、燃料タンク内にフルサイズのアクセサリあるいは部品を有するモジュールを挿入することが困難な構造になる。用途によっては、部品、例えば、燃料ポンプが収容される燃料リザーバあるいは燃料フィルタの寸法を小さくすることが、その燃料モジュールの性能が低減するので、好ましくない。

本発明の目的は、リザーバとリザーバに取り付けられた燃料フィルタを備える燃料供給モジュールを提供することである。一つの例として、燃料ポンプモジュールが燃料タンクの操作開口を通り挿入されるとき、フィルタ組立体がリザーバに対し旋回される。その後、燃料ポンプモジュールが燃料タンクに取り付けられたとき、フィルタ組立体が、第１の位置から角度的に変位するよう第２の位置へ旋回する。もう一つ例として、フィルタ組立体の位置はリザーバに対し固定されている。

目的の少なくともいくつかは、燃料ポンプ組立体の実施例が提供する特徴、利点が、燃料タンク内に挿入される燃料ポンプモジュール部品の最大寸法を可能とし、燃料ポンプの下流でモジュールに取り付けられた燃料フィルタの寿命時間での使用を可能とし、比較的シンプルな設計で経済的に製造、組立ができ長い使用寿命を有する燃料ポンプモジュールを燃料ポンプ内への組み込みを容易にするよう更に浅い燃料タンク内で使用するため、燃料ポンプモジュールの設計を容易にすることである。

上記課題を解決するために、本発明による燃料供給モジュールは、内室を有するリザーバと、リザーバの内室に連通する入口と燃料が圧力の下で排出される出口とを有する燃料ポンプと、リザーバに取り付けられ、燃料ポンプ出口から排出される燃料を濾過するため燃料ポンプ出口に連通された入口と濾過された燃料が燃料フィルタから排出される出口とを有する燃料フィルタと、リザーバと燃料フィルタとを直結し、燃料ポンプを燃料フィルタと連通する第１の燃料通路とを有する取付部とを備える。

図１−６は、車両の燃料タンク１２内に配置されるよう構成された燃料ポンプジュール１０を示す。燃料ポンプモジュール１０は、エンジンの動作を保持するよう燃料タンクからエンジンに加圧された燃料を供給する燃料ポンプ１４（図５）を駆動する電動モータを備える。燃料ポンプモジュール１０は、さらに、燃料が供給され、燃料ポンプ１４が収容されるリザーバ１６を備える。一つの例として、燃料フィルタ組立体１８が、燃料タンク内への燃料ポンプモジュール１０の挿入を容易にするようリザーバ１６に対し旋回可能に取り付けられる。

燃料ポンプモジュール１０は、燃料タンクの壁の上を横断し、密封するように半径方向、外向きに延びる縁部２２を有する取付フランジ２０と、燃料タンクの開口２８内に収容される円筒状スカート部２６とを備える。取付フランジ２０は、電気通過コネクタ３０のような燃料ポンプモジュール１０の一つ以上の部品あるいはアクセサリーと燃料蒸気キャニスタあるいは他の機器と連通する排気出口嵌合部３４を備える燃料蒸気排気弁３２が取り付けられる。燃料蒸気排気弁３２と電気コネクタ３０は、標準的な構造のものであり、ここでは説明しない。一つ以上の燃料コネクタ嵌合部が取付フランジ２０に設けられあるいは成形されている。一つの嵌合部３６は、燃料がエンジンに供給される燃料ラインを有する燃料ポンプ１４の出口に連通する。もう一つの嵌合部３８は、必要に応じて、排気弁に連通する。更に他の嵌合部４０は、他の液体流のために使用され、必要がなければ、蓋をされる。取付フランジ２０は、燃料タンクに開口する円筒状突起４２内の一つ以上の有底孔を備える。

リザーバ１６は、用途により適切な形状に形成される。実施例に示すように、リザーバ１６は、本体４６と、リザーバの本体４６のタブ５２を乗り越えて装着される複数のスナップ係止部５０によりスナップ嵌合される蓋４８とを備える。リザーバ１６の本体４６と蓋４８は、液体燃料と燃料ポンプ１４が収容される内室５３（図５、１０）を規定する。ポンプ１４は、要求されるどんな構造でもよく、リザーバ容積から燃料を受け入れるポンプ要素を駆動し、以下に説明するように、出口から加圧された燃料を供給する電動モータを備える。リザーバ１６は、外側にあり、リザーバの内室と連通せず、取付フランジ２０の有底孔４２に一列に並べられた一つ以上の通し孔５４を備える。ロッド５６は、取付フランジ２０の各突起４２内に、リザーバ１６の孔５４を通り、リザーバ１６と取付フランジ２０とを結合するように配置される。バネ５８は、ロッド５６に対し、リザーバ１６と取付フランジ２０との間に、取付フランジ２０から離れる方向にリザーバを付勢するように配置され、リザーバ１６は、モジュール１０が燃料タンク内に配置されたとき、燃料タンク１２のより低い表面に素早く接近するように配置される。

図２３、６、１０及び１１に示すように、リザーバ１６の一方の端部に取付ブラケット６２が設けられる。この取付ブラケット６２は、必要により、リザーバ１６の本体４６、蓋４８あるいはその両方と分離してあるいは一体に、部分あるいは全体が形成されている。実施例において、リザーバの蓋４８と本体４６は、液体燃料内での使用に適した成形ポリマー材料で形成されている。ブラケット６２は、一対の、平行で間隔を置かれ離れたトラニオン取付部６４を備える。取付部６４は、外側に方向付けられた、言い換えると、図示された実施例と図３に示すようにリザーバ１６の底壁６８から蓋４８に向かう方向に、開口部６６を有するＵ字型部を備える。各取付部６４の内側表面７０（図１１）は、開口部６６により間隔を置かれた距離が取付部６４の内側表面７０の最大径よりも小さくなるよう、円形の２分の一よりも大きく間隔を置く。図１−３、７および８に示すように、リザーバ１６は、燃料レベルセンサ７４が連結されるブラケット７２を備える。ブラケット７２は、リザーバ１６の本体４６、蓋４８あるいは両方と一体に形成されるか、あるいは、それらに別々に取り付けられる。

図１、３および５に示すように、燃料圧力調整器７６は、リザーバ１６に取り付けられ、リザーバ１６の蓋４８に形成されたソケット７４(図１０、１１)内に取り付けられる。燃料圧力調整器７６は、燃料ポンプ１２の出口と連通する入口と、適切な導管あるいはホース（図示しない）を介し取付フランジ２０の燃料出口嵌合部と連通する出口とを備える。調整器７６は、燃料ポンプモジュール１０から排出される燃料の最大圧力を制限するために知られた方法で構成されている。図５に示すように、燃料圧力調整器７６は、閾値圧力以上の圧力で燃料圧力調整器７６に供給された燃料が、調整器７６からリザーバ１６の内室に、あるいは燃料タンクに排出されるバイパス出口８０を備える。

図３及び６−１０に示すように、燃料フィルタ組立体１８は、リザーバ１６に対して旋回あるいは角度移動するよう取り付けられる。燃料フィルタ組立体１８は、取付フランジ２０フィルタが組立体１８のいかなる部分も軸方向に覆わないように（ここで、軸方向とは、図３に示すように円形の取付フランジの軸８１について使用される）、取付フランジ２０から横方向に空間を設けられる。図示するように、リザーバ１６は、高さ、深さよりも長い燃料タンク内に水平に横に配置される。さらに、リザーバ１６はリザーバの一方の端部に隣接した取付フランジ２０に連結され、燃料フィルタ組立体１８はリザーバ１６の反対側の端部に連結される。一つの例として、フィルタ組立体１８は、リア−バ１６の長さの差により取付フランジ２０から横方向あるいは半径方向にオフセットされている。この実施例においては、燃料ポンプ１４の長さ方向の軸８３（図５）は、モジュール１０が燃料タンクに取り付けられるとき燃料ポンプ１４が水平に配置されるように、リザーバ１６の方向あるいは長手に平行である。

燃料フィルタ組立体１８は、支持部８４、その支持部８４に取り付けられた旋回機構あるいは旋回取付部８６、支持部８４に取り付けられた補助ポンプ８８、燃料フィルタハウジング９０およびその燃料フィルタハウジング９０内に配置された燃料フィルタ９２を備える。フィルタハウジング９０は、第１の端部でリザーバ１６に接続され、燃料リザーバ１６から離れた第２の端部あるいは自由端部を有している。燃料フィルタ９２の少なくとも一つの位置において、取付フランジ２０の第２の端部からの軸方向距離が第１の端部への取付フランジ２０からの軸方向距離よりも小さくなるよう、取付フランジ２０の軸８１に対し角度を付けて配置されている。このように、燃料供給モジュールが燃料タンク内に挿入される開口に隣接する比較的低いあるいは小さい空間を有する燃料タンク内にモジュールを挿入し、取り付けることが容易なＵ字形燃料供給モジュールが決定される。

図９に示すように、支持部８４は、燃料フィルタハウジング９０の少なくとも一部が燃料フィルタ組立体の第１の端部で接合されるポリマー構造である。旋回取付部８６は、支持部８４と一体に形成され、一つ以上の円筒部９４を備え、各円筒部９４は開口領域６６を通り、支持部８４をブラケット６２に接合するためのブラケット６２の取付部６４にスナップ嵌合できる寸法の外径を有する。円筒部９４は、取付部６４にスナップ嵌合受け止めを容易になるよう円筒部の自由度を容易に許すようにスロット９５を有している。このように接合され、支持部８４が、ブラケット６２とリザーバ１６に対し旋回取付部８６の軸９７（図９）について旋回可能となる。円筒部９４は、支持部８４が旋回取付部８６の軸に沿って大きなずれを防止するため、組立に際し、取付部６４の外側に配置されるよう構成された、拡大された先端部９６あるいは肩部を備える。スナップ嵌合保持は、組立、交換とフィルタ組立体の保守を容易にする。

以下に説明するように、支持部８４は、高圧側の燃料ポンプ１４と燃料フィルタ組立体１８と必要に応じ他の部品との間の連通を容易にするための一つ以上の燃料流路を備える。他の部品としては、制限はないが、燃料圧力調整器と補助ポンプ８８が含まれる。支持部８４内の燃料流路は、円筒部９４と支持部８４の他の構造と一体に成形される。

補助ポンプ８８は、支持部に取り付けられ、支持部と一体に形成された部分を備える。したがって、この例では、補助ポンプ８８は、燃料リザーバ１６と燃料フィルタ組立体１８との間に横に配置されている。補助ポンプ８８は、低圧側入口９８のような種々の燃料流路を有するジェットポンプと、高圧側燃料ポンプ１４の出口と連通する高圧側入口１００と、高圧側入り口１００と低圧側入口９８の領域のベンチュリー管１０２とに連通するノズル（図示しない）とを備える。ベンチュリー管１０２は、可撓液体導管１０４（図）７、８）などにより、リザーバ内室５３と連通する出口１０３を有する。動作中、燃料ポンプ１４により加圧された燃料の一部が、高圧側入口１００を通りノズルに供給される。ノズルは、ジェットポンプの低圧側入口９８の領域に比較的低圧の領域を生成するベンチュリー管１０２内に燃料を排出する。低圧側入口９８は燃料タンクの内室に開口しており、ジェットポンプ８８により生成された低圧により、燃料が燃料タンクから低圧側入口９８内に、そしてノズルから燃料の流れを有するベンチュリー管１０２内に流れる。低圧側入口９８は、燃料タンク内で比較的低い燃料レベルの状態で、ジェットポンプに燃料を送るのを容易にするために燃料タンクの底部近傍に配置される。燃料は、ベンチュリー管１０２とリザーバ１６に燃料を排出する燃料導管１０４を通り流れる。それで、ジェットポンプ８８は、高圧側の燃料ポンプ１４の入口に燃料の供給が可能なように、燃料タンクからリザーバ１６に燃料を移動させる。ジェットポンプ８８は、燃料ポンプから排出された比較的高い圧力で駆動されるので、同分野で知られているように、供給側ジェットポンプ配置と考えることができる。

支持部８４は、ハウジング９０から濾過された燃料を受け入れるため燃料フィルタハウジング９０の内室と連通している燃料出口１１０と、燃料ポンプ１４の出口と連通し、燃料ポンプ１４から排出された加圧された燃料を受け入れる燃料入口１１２とを備える。燃料入口１１２は、燃料フィルタハウジング９の内室とジェットポンプ８８の高圧側入口１００の両方にＴ嵌合部あるいはジョイントにより連通しており、燃料ポンプ１４から排出された燃料が上述のようにジェットポンプ８８に流れ、燃料ポンプから排出された燃料の残りが濾過されるよう燃料フィルタハウジング９０内に流れる。もちろん、燃料は、例えばさらなる補助ポンプのような他の燃料システム部品にさらに分離され、発送される。

図１０に示すように、燃料フィルタハウジング９０は燃料フィルタ９２が収容される空洞を備える。燃料フィルタ９２は、内面１１８と外面１２０と、好ましい孔寸法と、燃料がそこを通り流れることが可能で、燃料を濾過するための構造を有する、フィルタ材料の中空あるいは環状の円筒状体である。このような燃料フィルタ構成において、入口１１２は燃料フィルタ９２の内室あるいは外室の一方に連通しており、出口１１０は燃料フィルタ９２の内室あるいは外室の他方に連通している。この実施例においては、入口１１２は燃料フィルタの外側の表面１２０を規定する小室１２２と連通し、出口１１０は燃料フィルタ９２の内側の表面１１８により部分的に規定された小室１２４と連通する。したがって、入口１１２を通り燃料フィルタハウジング９０に入った燃料はハウジング９０と出口１１０を出る前に必ず燃料フィルタ９２を通り流れる。

デギ値１１０は燃料圧力調整器７６の入口（表示しない）に連通し、濾過され加圧された燃料が燃料圧力調整器７６に供給される。燃料圧力調整器７６から排出された燃料は、チューブや他の導管あるいは成形された流路により取付フランジ２０の燃料出口嵌合部３６に供給される。図１０に示すように、出口１１０は、圧力調整器７６（あるいはその下流）から燃料フィルタハウジング９０に戻る燃料の逆流を防止し、チェックバルブ１３０の下流の燃料圧力を維持するためにチェックバルブ１３０を備える。

したがって、接続構造は、燃料フィルタとリザーバを連結する。この接続構造は、燃料フィルタとリザーバの一方あるいは両方に取り付けられた取付部（旋回あるいは固定取付部）あるいは支持部を備える。この接続構造は、燃料供給モジュール１０の周りに燃料を流すために、支持部８４について説明したような一つ以上の燃料流路、あるいは、他の燃料流路を備える。

燃料供給モジュール１０が設置される開口の範囲に比較的浅いような燃料タンクにおいては、図７に示すような第１の位置から図８に示すような第２の位置にリザーバ１６に対しフィルタ組立体１８を旋回あるいは移動する必要がある。この移動中、リザーバ１６の向きに対するフィルタ組立体１８の軸１４０（図１）の角度が変化する。一方の位置で、軸１４０はリザーバの向きに平行で、もう一方の位置で、リザーバに対して鋭角の先端角で傾斜している。このため、燃料タンク内へのモジュールの挿入を容易にするようモジュールの寸法を低減することが可能となる。示された例において、リザーバに対するフィルタの移動により、フィルタ組立体１８から取付フランジ２０までのモジュールの全体の高さあるいは長さを低減でき、それにより燃料タンク内へモジュール１０の角度をつけての挿入を容易になる。

このモジュール１０により余裕を得た自由度により、部品とモジュールの性能を最大化するように燃料モジュールに使用される部品を大きくすることが可能となる。例えば、より大きな燃料フィルタ９２は、モジュール１０（あるいはモジュールが使用される車両）の予想寿命と少なくとも同等に長く続くフィルタ９２の使用を可能とし、燃料フィルタ９２の交換が不要となる。更に、比較的大きなリザーバ１６を、燃料モジュール１０の少なくとも低い燃料性能を改善するために使用できる。このモジュールを燃料タンクに組立てた後、燃料フィルタ組立体１８は、組立中と異なる向きであると仮定する。フィルタ組立体１８のタンク内の位置は、燃料タンクの形状、大きさにより規定され、あるいは、所望の角度位置にフィルタ組立体１８を十分付勢するバネのような付勢部材により決定される。

燃料タンク構造によっては、燃料タンク内に装着する間、フィルタ組立体を組立体の他の部分に対し旋回あるいは移動可能とする必要はない。図１２、１３は、燃料フィルタ組立体１８′が取り付けられるリザーバ１６に対し角度的に移動自在でない燃料ポンプモジュール１０′の他の実施例の部分を図示している。図１２に示すように、リザーバ１６は、傾斜内壁１５２と、凹部１５８を規定する内向きに延びるフランジ１５６を有する立ち上がり側壁１５４と、凹部内のタブ１６０のような係止部とを有する取付ブラケットあるいは受止部１５０を備える。

図１３に示すように、変更された支持部８４′は、取付部１６１の一部に被さるフランジ１５６の一部と、係止タブ１６０について超えて配置され、位置に保持されるスナップラッチのような係止構造とを有する受止部１５０にスライド可能に収容される、外向きに延びる突起１６２を有する補助取付部１６１を備える。このように組立てられ、フィルタ組立体１８′の長手方向の軸１６４は、受止部１５０の内壁１５２の角度により、あるいは機能として、リザーバ１６′に対し固定した角度で配置され、フィルタ組立体１８′はリザーバ１６′に対し旋回あるいは角度的に回転しない。内壁１５２は、フィルタ組立体１８′をリザーバ１６′および・あるいは燃料タンクの底壁（すなわち、リザーバに対し上向きあるいは下向きに傾斜しないで）に平行に配置する角度を含む、希望する角度で配置される。高圧燃料ポンプ１４、燃料フィルタ組立体１８′、圧力調整器、補助ポンプのような様々な燃料システム部品を結合する燃料通路は、燃料供給モジュールの容易な組立を可能とする可撓性の燃料ラインよりむしろ剛性のある成形された通路である。もちろん、望むなら、成形通路と組合せ、あるいは、置き換えて可撓性の燃料ラインを使用することは可能である。少なくとも例では、燃料フィルタ組立体１８とリザーバ１６に燃料フィルタ組立体を連結する取付部内に保持された全てのあるいは少なくともほとんどの液体流通部分と通路は、静電荷の発生を防止し、電気的静電荷放散制御を改善するために、非導電材料で形成される。

モジュール１０′とその部品は、燃料モジュール１０と事実上同じように構成され、配置される。モジュール１０の説明で使用された同じ記号のものは、モジュール１０′の部分にも適用されている。

ここに好ましい実施例の開示を記述したが、これに限定されない。当業者が、本発明の範囲内で、この実施例に様々な変更を加え、他の実施例が可能なことが認識できるであろう。同分野で、燃料タンクに戻される燃料により駆動されるジェトポンプが公知であると同様に、望むなら、供給側のジェットポンプの代わりに、圧力調整器７６からバイパスされた燃料により駆動されるジェットポンプを使用してもよい。もちろん、他の代替や変更も使用できる。

本発明による燃料供給モジュールの一つの実施例の斜視図である。 図１の燃料ポンプの平面図である。 図１の燃料ポンプの正面図である。。 図１の燃料ポンプの側面図である。 図３の線５−５に沿った断面図である。 燃料供給モジュールの一部分の部分拡大側面図である。 フィルタ組立体の異なる角度の向きを示す燃料ポンプモジュールの斜視図である。 燃料ポンプモジュールの他の斜視図である。 燃料ポンプモジュールのフィルタ組立体の斜視図である。 燃料ポンプモジュールの一部の側面断面図である。 燃料ポンプモジュールのリザーバの斜視図である。 燃料ポンプモジュールの別の実施例のリザーバの部分斜視図である。 図１２のリザーバの一部とそれに取り付けられた燃料フィルタ組立体の部分斜視図である。

符号の説明

１０ 燃料ポンプモジュール（燃料供給モジュール）
１４ 燃料ポンプ
１６ リザーバ
１８ 燃料フィルタ組立体（燃料フィルタ）
２０ 取付フランジ
６２ 取付ブラケット
８４ 支持部
８６ 旋回取付部

Claims (8)

1. 軸と、外周部とを有する取付フランジと、内室を有し、前記フランジに支持され、前記フランジの外周部から半径方向外側に延在するリザーバと、前記リザーバの内室に連通する入口と燃料が圧力の下で排出される出口とを有する燃料ポンプと、前記フランジの外周部から半径方向外向きに延在する前記リザーバに取り付けられ、前記リザーバから半径方向外側に延在する、燃料ポンプ出口から排出される燃料を濾過するため燃料ポンプ出口に連通された入口と濾過された燃料が燃料フィルタから排出される出口とを有する燃料フィルタと、前記リザーバと燃料フィルタとを直結し、前記燃料ポンプを燃料フィルタと連通する第１の燃料通路とを有する取付部とを備え、
   前記取付部は、前記リザーバに対し前記取付部を中心に燃料フィルタハウジングの旋回移動を可能とする旋回機構を備え、
   前記第１の燃料通路は、前記取付部と一体に形成されていることを特徴とする燃料供給モジュール。
2. 前記燃料フィルタは、第１の端部で前記リザーバに接続され、リザーバから離れた第２の端部を有し、第２の端部から前記取付フランジへの軸方向の距離が、第１の端部から取付フランジへの軸方向の距離より小さくなるように、燃料フィルタの少なくとも一部で前記軸に対し角度をもって配置されることを特徴とする請求項１記載の燃料供給モジュール。
3. 前記取付部は、燃料フィルタと組み合わされた支持部と、前記リザーバと組み合わされた取付ブラケットとを備え、該支持部と該取付ブラケットとが前記燃料フィルタと前記リザーバの間のトラニオン接続を構成することを特徴とする請求項１記載の燃料供給モジュール。
4. 前記支持部あるいは取付ブラケットの一方が円筒部を有する旋回取付部を備え、前記支持部あるいは取付ブラケットの他方がトラニオン取付部を備え、前記円筒部がスナップ止によりトラニオン取付部に結合されていることを特徴とする請求項３記載の燃料供給モジュール。
5. 前記取付部に保持され、燃料供給部に連通する低圧側入口と前記リザーバに燃料を供給する前記リザーバの内室に連通する出口とを有する補助ポンプを更に備えることを特徴とする請求項１記載の燃料供給モジュール。
6. 前記補助ポンプが前記リザーバと前記燃料フィルタとの間で横に配置されることを特徴とする請求項５記載の燃料供給モジュール。
7. 軸と、外周部とを有する取付フランジと、内室を有し、前記フランジに支持され、前記フランジの外周部から半径方向外側に延在するリザーバと、前記リザーバの内室に連通する入口と燃料が圧力の下で排出される出口とを有する燃料ポンプと、前記フランジの外周部から半径方向外向きに延在する前記リザーバに取り付けられ、前記リザーバから半径方向外側に延在する、燃料ポンプ出口から排出される燃料を濾過するため燃料ポンプ出口に連通された入口と濾過された燃料が燃料フィルタから排出される出口とを有する燃料フィルタと、前記リザーバと燃料フィルタとを直結し、前記燃料ポンプを燃料フィルタと連通する第１の燃料通路とを有する取付部とを備え、
   前記取付部は、前記リザーバに保持され、傾斜内壁を有する取付ブラケットと、該傾斜内部壁の角度作用として前記リザーバに対し角度を付け燃料フィルタを配置するため、前記取付ブラケットに連結された補助取付部とをさらに備えることを特徴とする燃料供給モジュール。
8. 前記第１の燃料通路は、燃料フィルタと燃料ポンプを有する補助ポンプとの両方に連通していることを特徴とする請求項５記載の燃料供給モジュール。

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