JP5002544B2 - 燃料供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料タンク内の燃料を外部へ供給する燃料供給装置に関する。

従来、燃料タンク内の燃料を外部の内燃機関などへ供給する燃料供給装置が知られている。このような燃料供給装置の中には、燃料タンクの内部に燃料ポンプが配置される、いわゆるインタンク式のものがある。このインタンク式のものには、燃料タンクの開口部を塞ぐフランジに燃料ポンプが吊り下げられるタイプのものがある（特許文献１参照）。

ところで、近年、燃料タンクに、樹脂製の燃料タンクが用いられるようになってきている。このような樹脂製の燃料タンクは、温度変化、圧力変化、および、膨潤等の影響を受けやすく、金属製のタンクと比較して、燃料タンクの変形度合いが大きい。

したがって、吊り下げ式の燃料供給装置を樹脂製の燃料タンクに採用すると、燃料タンクが変形した場合、燃料ポンプに接触してしまうおそれがある。この接触により、燃料ポンプが破損すると、燃料の供給機能に不具合が生じてしまうおそれがあった。
特開２００５−２２０９２３号公報

本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、燃料タンクの変形があっても、燃料ポンプの破損を防止可能な燃料供給装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の燃料供給装置は、樹脂製の燃料タンクの内部に設置されて、燃料タンクの燃料を外部へ供給する。燃料供給装置は、燃料タンクの上部開口に取り付けられる蓋部材と、蓋部材から吊り下げられて配置される燃料ポンプとを備えている。燃料ポンプは、供給される電力により吸入部から燃料を吸い上げる。

ここで特に、本発明では、蓋部材に対して、蓋部材から燃料ポンプを吊り下げるシャフトとは独立して設けられる変形規制部によって、燃料ポンプに燃料タンクの底面が接触しないように、燃料タンクの底面の内側方向への変形が規制される。これにより、燃料タンクの変形があっても、燃料ポンプが破損することを防止できる。

さらに、変形規制部は、燃料タンクの底面に対向して配置される下部面を有する。このような下部面によって変形を規制すれば、燃料タンクの底面へ作用する圧力を低下させることができるため、燃料タンク底面の破損をも防止することができる。

請求項２では、変形規制部が、燃料タンクの底面へ向かって延びる複数の脚部を有する。このように複数の脚部を設けることにより、燃料タンク底面の変形を広範囲に亘って規制することができる。

請求項３では、燃料ポンプの吸入部に接続されて燃料中の異物を除去するサクションフィルタを備えている。このとき、脚部は、サクションフィルタに跨って配置される。このようにすれば、サクションフィルタの両側で、燃料タンク底面の変形を規制することができる。

請求項４では、脚部が、燃料ポンプの下端部への燃料タンクの底面の接触を規制すべく、燃料ポンプの下端部よりも僅かに燃料タンクの底面側へ延びている。このようにすれば、燃料ポンプの下端部に燃料タンク底面が接触することを規制でき、燃料ポンプが破損することを防止できる。一方、脚部が燃料タンク底面に近すぎると、燃料タンクの変形時に、脚部によって、燃料タンクが破損してしまうおそれがある。この点、本発明では、脚部が燃料ポンプの下端部よりも僅かに燃料タンクの底面側へ延びるに留まるため、脚部による燃料タンク底面の破損を防止することができる。

請求項５によれば、蓋部材に支持される部材に変形規制部が取り付けられる。例えば、他の部材の下端部から変形規制部を設けるようにすれば、変形規制部の全長を抑えることができ、変形規制部を比較的コンパクトに構成することができる。

具体的には、請求項６に示すように、蓋部材に対し取り付けられて燃料蒸気を脱離可能に吸着するキャニスタの底面部に取り付けるようにしてもよい。

請求項７によれば、変形規制部が蓋部材に直接取り付けられるため、変形規制部の全長は大きくなるものの、仮に蓋部材に十分なスペースがあれば、変形規制部の取り付けが容易になるという点で有利である。

請求項８では、変形規制部が、蓋部材から吊り下げられた燃料ポンプを支持する支持部を有している。このようにすれば、吊り下げられた燃料ポンプが脱落することを防止できる。

請求項９では、変形規制部が、燃料タンクの底面から所定値を上回る荷重が作用したときに変形あるいは破断しやすい脆弱部を有している。このようにすれば、変形規制部が最初に変形あるいは破断することにより、変形規制部による燃料タンク底面の破損を防止することができる。また、変形規制部を支持する蓋部材が破損してしまうことを防止できる。

以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。
＜第１実施形態＞
以下、第１実施形態の燃料供給装置１０を、図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態の燃料供給装置１０の側面図である。
燃料供給装置１０は、「蓋部材」としてのフランジ１１と、ポンプモジュール２０と、キャニスタ３０とを備えている。

フランジ１１は、樹脂により円板状に形成されている。このフランジ１１は、燃料タンク１２の上壁１３が形成する開口部１４に取り付けられる。燃料供給装置１０が燃料タンク１２に搭載されたとき、フランジ１１は開口部１４を塞ぐ。燃料供給装置１０のフランジ１１以外の部品は、燃料タンク１２の内部に収容されている。なお、本実施形態では、燃料タンク１２は、樹脂製となっている。

フランジ１１は、吐出管１５（図２参照）およびコネクタ１７（図２参照）を有している。吐出管１５は、ポンプモジュール２０の燃料ポンプ２１から吐出された燃料を燃料タンク１２の外部に供給する管である。コネクタ１７は、図示しない電源およびＥＣＵに接続されている。コネクタ１７は、フランジ１１を貫いて燃料タンク１２の内部へ突出している。燃料タンク１２の内部では、コネクタ１７から燃料ポンプ２１へリード線１８が延びている（図２参照）。このリード線１８を経由して、電源からの電力が燃料ポンプ２１へ供給される。

フランジ１１とポンプモジュール２０とはシャフト２２によって接続されている。シャフト２２は、一端がフランジ１１に圧入され、他端がポンプモジュール２０を支持している。ポンプモジュール２０の燃料ポンプ２１は、樹脂製のポンプカバー２３に収容されている。燃料ポンプ２１の上部は、樹脂製の筒部２４で覆われており、この筒部２４の内部に、燃料を通す燃料管（不図示）が設けられている。筒部２４は、爪部（不図示）によってシャフト２２に嵌合している。かかる構成により、フランジ１１は、燃料ポンプ２１を、燃料タンク１２内に吊下げて支持している。

ポンプモジュール２０は、その下方に、サクションフィルタ２５を有している。サクションフィルタ２５は、燃料ポンプ２１の吸入部２６（図１参照）に取り付けられており、燃料タンク１２の下壁１６の上面である底面１６ａに対して傾斜している。これにより、サクションフィルタ２５の一端部２７が、燃料タンク１２の底面１６ａに接触する。このサクションフィルタ２５は、燃料に含まれる比較的大きな異物を除去するものである。

キャニスタ３０は、ポンプモジュール２０と並んでフランジ１１に支持されている。このキャニスタ３０は、燃料タンク１２内の燃料蒸気を脱離可能に吸着する。このため、フランジ１１には、キャニスタ３０が吸着した燃料蒸気を燃料タンク１２の外部に導出する蒸気導出管（不図示）、および、キャニスタ３０の大気開放管（不図示）などが設けられている。

そして、特に本実施形態では、キャニスタ３０の下部に、「変形規制部」としてのポンプ保護部４０が取り付けられている。ポンプ保護部４０は、キャニスタ３０の下部から下方へ突出する本体部４１と、サクションフィルタ２５を跨ぐようにして本体部４１から下方へ延びる２つの脚部４２とを有している。

図１中の記号Ｘで示した方向から見ると、脚部４２の下面４２ａは、長方形形状となっている。図３（ａ）に示すごとくである。ここで、脚部４２の下面４２ａは、燃料ポンプ２１の「下端部」としての吸入部２６よりも距離ｄ１だけ下方に位置しており、燃料タンク１２の底面１６ａよりも距離ｄ２だけ上方に位置している（図１参照）。

また、ポンプ保護部４０は、その壁部に、ポンプモジュール２０側へ突出し先端が上方へ折り曲げられた「支持部」としての引っ掛け部４３を有している。この引っ掛け部４３は、ポンプモジュール２０を下方から支持し、ポンプモジュール２０の脱落を防止している。

かかる構成の下、燃料供給装置１０では、リード線１８を経由して供給される電力によって駆動される燃料ポンプ２１によって、燃料タンク１２内の燃料が、サクションフィルタ２５を経由して吸入部２６から吸入される。この燃料は、筒部２４内部の燃料管を経由して、吐出管１５から外部へ吐出される。

以上説明したように、本実施形態では、キャニスタ３０の下部にポンプ保護部４０が取り付けられているため、燃料タンク１２の下壁１６が内側へ変形しても、ポンプ保護部４０の脚部４２によって、その変形が規制される。これによって、燃料タンク１２の底面１６ａが燃料ポンプ２１に接触することを防止でき、燃料ポンプ２１が破損することを防止できる。

このとき、脚部４２の「下部面」としての下面４２ａが燃料タンク１２の底面１６ａに対向して設けられている。したがって、下面４２ａが底面１６ａに当接することで、すなわち面接触することで燃料タンク１２の変形が規制される場合、燃料タンク１２の底面１６ａへ作用する圧力を低下させることができるため、燃料タンク１２の底面１６ａの破損をも防止することができる。

また、２つの脚部４２がサクションフィルタ２５を跨ぐように配置されているため、サクションフィルタ２５の両側で燃料タンク１２の変形を規制することができ、燃料タンク１２の下壁１６の変形を比較的広範囲に亘って規制することができる。

さらにまた、図１に示したように、脚部４２の下面４２ａが、燃料ポンプの吸入部２６よりも距離ｄ１だけ下方に位置している。これにより、燃料ポンプ２１の吸入部２６に燃料タンク１２の底面１６ａが接触することを防止でき、燃料ポンプ２１が破損することを防止できる。また、脚部４２の下面４２ａが、燃料タンク１２の底面１６ａよりも距離ｄ２だけ上方に位置している。これにより、脚部４２による燃料タンク１２の下壁１６の破損も防止される。

また、キャニスタ３０の下部にポンプ保護部４０が取り付けられているため、ポンプ保護部４０の全長を抑えることができ、ポンプ保護部４０を比較的コンパクトに構成することができる。

さらにまた、ポンプ保護部４０の引っ掛け部４３がポンプモジュール２０を下方から支持しているため、吊り下げられたポンプモジュール２０が脱落してしまうことを防止できる。

ここで、上記第１実施形態におけるポンプ保護部４０の脚部４２の変形例を記載する。脚部４２の配置や形状を変えることで個別に特有の効果が奏される。なお、第１実施形態で説明した効果は、以下の変形例でも同様に奏される。
ここでは図３および図４を用いて説明する。図３および図４は、サクションフィルタ２５に対する脚部の配置および脚部の下面の形状を示した模式図である。

（変形例１）
変形例１では、図３（ｂ）に示すように、脚部４４がサクションフィルタ２５に跨って配置されており、下面４４ａは、略円形状となっている。これにより、長方形形状とした場合とは異なり角部がなくなるため、変形を規制する際の燃料タンク１２の下壁１６の破損防止に寄与する。

（変形例２）
変形例２では、図３（ｃ）に示すように、サクションフィルタ２５を跨ぐ脚部４５が、サクションフィルタ２５の長手方向にずらして配置されている。これにより、サクションフィルタ２５の長手方向の広い範囲に亘って、燃料タンク１２の下壁１６の変形を規制することができる。また、下面４５ａは、略円形状となっている。これにより、長方形形状とした場合とは異なり角部がなくなるため、変形を規制する際の燃料タンク１２の下壁１６が破損防止に寄与する。

（変形例３）
変形例３では、図４（ａ）に示すように、脚部４６の下面４６ａが略半円形状となっており、脚部４６は、サクションフィルタ２５の長手方向の片側に配置されている。このように、下面４６ａを広くすることによって、燃料タンク１２が変形したときの底面１６ａとの接触面積が増えるため、底面１６ａに作用する力が分散され、下壁１６が破損することを防止できる。

（変形例４）
変形例４では、図４（ｂ）に示すように、脚部４７の下面４７ａが略Ｌ字状となっており、脚部４７は、サクションフィルタ２５の長手方向の片側に配置されている。このように、下面４７ａを広くすることによって、燃料タンク１２が変形したときの底面１６ａとの接触面積が増えるため、底面１６ａに作用する力が分散され、下壁１６が破損することを防止できる。

（変形例５）
変形例５では、図４（ｃ）に示すように、脚部４８の下面４８ａが略コ字状となっており、脚部４８は、サクションフィルタ２５の長手方向の片側に配置されている。このように、下面４８ａを広くすることによって、燃料タンク１２が変形したときの底面１６ａとの接触面積が増えるため、底面１６ａに作用する力が分散され、下壁１６が破損することを防止できる。

＜第２実施形態＞
次に第２実施形態の燃料供給装置１００について、図５に基づき説明する。
図５に示すように、本実施形態の燃料供給装置１００は、上記第１実施形態と、「変形規制手段」としてのポンプ保護部５０の取り付け構造が異なるものである。したがって、ここでは、ポンプ保護部５０の取り付け構造のみを説明することとし、上記第１実施形態と同様の構成についての説明は割愛する。なお、上記第１実施形態と同様の構成部材には、同一の符号を付した。
本実施形態では、ポンプ保護部５０が、フランジ１１に直接取り付けられている。ポンプ保護部５０は、フランジ１１の下面から下方へ突出する本体部５１と、サクションフィルタ２５を跨ぐようにして本体部５１から下方へ延びる脚部５２とを有している。

また、ポンプ保護部５０は、ポンプモジュール２０側へ突出し先端が上方へ折り曲げられた「支持部」としての引っ掛け部５３を有している。この引っ掛け部５３は、ポンプモジュール２０を下方から支持し、ポンプモジュール２０の脱落を防止している。なお、脚部５２の配置や形状については、上記第１実施形態と同様である。なお、ポンプ保護部５０の脚部５２の配置および下面５２ａの形状は、上記変形例と同様に変更してもよい。

本実施形態においても、上記第１実施形態と同様の効果が奏される。
また、本実施形態では、ポンプ保護部５０がフランジ１１に直接取り付けられているため、ポンプ保護部５０の全長は大きくなるものの、仮にフランジ１１に十分なスペースがあれば、ポンプ保護部５０の取り付けが容易になるという点で有利である。

＜第３実施形態＞
図６に基づき、第３実施形態を説明する。
図６（ａ）および（ｂ）に示すように、本第３実施形態では、ポンプ保護部６０の構造が、上記実施形態と異なっている。したがって、ここでは、ポンプ保護部６０の構造のみを説明することとし、上記第１実施形態と同様の構成についての説明は割愛する。なお、上記第１実施形態と同様の構成部材には、同一の符号を付した。またここで、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＹ方向の側面を示す。
ポンプ保護部６０では、本体部６１に板状の脚部６２が取り付けられている。本体部６１は、正面方向から見てその両側に、内方向へ傾斜する傾斜面６１ａを有しており、この傾斜面６１ａの下端に脚部６２の内側面６２ａが接続されている。さらに、この傾斜面６１ａの上端から水平方向に延びる下面６１ｂを有している。かかる構成により、ポンプ保護部６０において、脚部６２の内側面６２ａと傾斜面６１ａとの接続部には応力集中が生じやすくなっており、脆弱部６０ａが形成されている。また、傾斜面６１ａと下面６１ｂとの接続部にも応力集中が生じやすくなっており、脆弱部６０ｂが形成されている。

本実施形態においても、上記実施形態と同様の効果が奏される。
また、ポンプ保護部６０が脆弱部６０ａ、６０ｂを備えているため、ポンプ保護部６０に燃料タンク１２の底面１６ａが接触したとき、一定以上の荷重が作用すると、脆弱部６０ａ、６０ｂの部分が破損（曲がったり、折れたり）しやすい。これによって、燃料タンク１２の下壁１６が破損することを防止できる。また、ポンプ保護部６０を支持するフランジ１１が破損することを防止できる。

＜第４実施形態＞
図７に基づき、第４実施形態を説明する。
図７（ａ）および（ｂ）に示すように、本第４実施形態では、ポンプ保護部７０の構造が、上記実施形態と異なっている。したがって、ここでは、ポンプ保護部７０の構造のみを説明することとし、上記第１実施形態と同様の構成についての説明は割愛する。なお、上記第１実施形態と同様の構成部材には、同一の符号を付した。またここで、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＺ方向の側面を示す。
ポンプ保護部７０では、脚部７２が、先端に取り付けられた先端部７２ａを有している。この先端部７２ａは、別形成されて接着剤などで取り付けられている。かかる構成により、ポンプ保護部７０において、脚部７２の先端部７２ａの取り付け部分に、脆弱部７０ａが形成される。

本実施形態においても、上記実施形態と同様の効果が奏される。
また、ポンプ保護部７０が脆弱部７０ａを備えているため、ポンプ保護部７０に燃料タンク１２の底面１６ａが接触したとき、一定以上の荷重が作用すると、脆弱部７０ａの部分が破損（曲がったり、折れたり）しやすい。これによって、燃料タンク１２の下壁１６が破損することを防止できる。また、ポンプ保護部７０を支持するフランジ１１が破損することを防止できる。

＜第５実施形態＞
図８に基づき、第５実施形態を説明する。
図８（ａ）および（ｂ）に示すように、本第５実施形態では、ポンプ保護部８０の構造が、上記実施形態と異なっている。したがって、ここでは、ポンプ保護部８０の構造のみを説明することとし、上記第１実施形態と同様の構成についての説明は割愛する。なお、上記第１実施形態と同様の構成部材には、同一の符号を付した。またここで、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＷ方向の側面を示す。
ポンプ保護部８０には、脚部８２の下面８２ａよりも上方の所定位置に、くびれが形成されている。かかる構成により、ポンプ保護部８０において、くびれ部分に脆弱部８０ａが形成される。

本実施形態においても、上記実施形態と同様の効果が奏される。
また、ポンプ保護部８０が脆弱部８０ａを備えているため、ポンプ保護部８０に燃料タンク１２の底面１６ａが接触したとき、一定以上の荷重が作用すると、脆弱部８０ａの部分が破損（曲がったり、折れたり）しやすい。これによって、燃料タンク１２の下壁１６が破損することを防止できる。また、ポンプ保護部８０を支持するフランジ１１が破損することを防止できる。
＜他の実施形態＞
上記実施形態では２つの脚部をサクションフィルタに跨るように設けていたが、サクションフィルタの片側だけに設けてもよい。また、上記実施形態ではサクションフィルタを備える構成を説明したが、サクションフィルタを備えない構成であってもよい。

以上、本発明は、上記複数の実施形態に何ら限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

本発明の第１実施形態の燃料供給装置の側面図である。 本発明の第１実施形態の燃料供給装置の正面図である。 ポンプ保護部の脚部の配置および形状の変形例を示す模式図である。 ポンプ保護部の脚部の配置および形状の変形例を示す模式図である。 本発明の第２実施形態の燃料供給装置の側面図である。 本発明の第３実施形態のポンプ保護部を示す概略図である。 本発明の第４実施形態のポンプ保護部を示す概略図である。 本発明の第５実施形態のポンプ保護部を示す概略部である。

符号の説明

１０：燃料供給装置、１１：フランジ（蓋部材）、１２：燃料タンク、１３：上壁、１４：開口部、１５：吐出管、１６：下壁、１６ａ：底面、１７：コネクタ、１８：リード線、２０：ポンプモジュール、２１：燃料ポンプ、２２：シャフト、２３：ポンプカバー、２４：筒部、２５：サクションフィルタ、２６：吸入部（下端部）、２７：一端部、３０：キャニスタ、４０：ポンプ保護部（変形規制部）、４１：本体部、４２：脚部、４２ａ：下面（下部面）、４３：引っ掛け部（支持部）、４４〜４８：脚部、４４ａ〜４８ａ：下面（下部面）、５０、６０、７０、８０：ポンプ保護部（変形規制部）、５１、６１、７１、８１：本体部、５２、６２、７２、８２：脚部、５２ａ、８２ａ：下面（下部面）、５３：引っ掛け部（支持部）、６０ａ、６０ｂ、７０ａ、８０ａ：脆弱部、６２ａ：内側面：７２ａ：先端部。

Claims (9)

1. 樹脂製の燃料タンクの内部に設置され、前記燃料タンクの燃料を外部へ供給する燃料供給装置であって、
   前記燃料タンクの上部開口に取り付けられる蓋部材と、
   前記蓋部材から吊り下げられて配置され、供給される電力により吸入部から燃料を吸い上げる燃料ポンプと、
   前記蓋部材に対して、前記蓋部材から前記燃料ポンプを吊り下げるシャフトとは独立して設けられ、前記燃料ポンプに前記燃料タンクの底面が接触しないように前記燃料タンクの底面の内側方向への変形を規制する変形規制部と、
   を備え、
   前記変形規制部は、前記燃料タンクの底面に対向して配置される下部面を有することを特徴とする燃料供給装置。
2. 請求項１に記載の燃料供給装置において、
   前記変形規制部は、前記燃料タンクの底面へ向かって延びる複数の脚部を有することを特徴とする燃料供給装置。
3. 請求項２に記載に燃料供給装置において、
   前記燃料ポンプの吸入部に接続されて燃料中の異物を除去するサクションフィルタを備え、
   前記脚部は、前記サクションフィルタに跨って配置されることを特徴とする燃料供給装置。
4. 請求項２または３に記載の燃料供給装置において、
   前記脚部は、前記燃料ポンプの下端部への前記燃料タンクの底面の接触を規制すべく、前記下端部よりも僅かに、前記燃料タンクの底面側へ延びることを特徴とする燃料供給装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の燃料供給装置において、
   前記変形規制部は、前記蓋部材に支持される部材に取り付けられることを特徴とする燃料供給装置。
6. 請求項５に記載の燃料供給装置において、
   前記蓋部材に対し取り付けられ、燃料蒸気を脱離可能に吸着するキャニスタを備え、
   前記変形規制部は、前記キャニスタの下部に取り付けられることを特徴とする燃料供給装置。
7. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の燃料供給装置において、
   前記変形規制部は、前記蓋部材に直接取り付けられることを特徴とする燃料供給装置。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の燃料供給装置において、
   前記変形規制部は、前記蓋部材から吊り下げられたポンプを支持する支持部を有することを特徴とする燃料供給装置。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の燃料供給装置において、
   前記変形規制部は、前記燃料タンクの底面の内側方向への変形を規制するとともに、前記燃料タンクの底面から所定値を上回る荷重が作用したときに変形あるいは破断しやすい脆弱部を有していることを特徴とする燃料供給装置。

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