JP5249108B2 - 燃料供給装置 - Google Patents

Description

この発明は、燃料供給装置、特にエンジンに燃料タンク内の燃料を供給する車両用の燃料供給装置に関するものである。

一般に、二輪車及び四輪車においては、燃料を貯留する燃料タンクからエンジンに燃料を吐出する燃料供給装置を装備している。
この種燃料供給装置には既に各種のものが提案されている。例えば、図５に示すように、鞍型形状をした燃料タンクＴを有する燃料供給装置Aでは、燃料タンクＴのプライマリータンクＫ内に配設されたサクションフィルタＢを介して燃料タンクＴ内の燃料を濾過しながら、燃料ポンプＣの吐出力により吐出管Ｄを介して燃料をエンジンＥへ供給するものがある（例えば特許文献１の図９を参照）。

このタイプでは、セカンダリータンクＧ内の燃料はプライマリータンクＫ内の燃料と連通しておらず、また、セカンダリータンクＧ内には燃料ポンプＣが存在しないため、プライマリータンクＫ内の燃料が少なくなった場合に、プライマリータンクＫ内に設けたジェットポンプＪの吸引力によりセカンダリータンクＧ内に設けたサクションフィルタＨおよび供給パイプＩを介して異物の流入を防止しながらセカンダリータンクＧ内の燃料をプライマリータンクＫへ移送し、サクションフィルタBを通して燃料ポンプＣによりエンジンへと吐出している。この場合、ジェットポンプJの駆動流は燃料ポンプＣが吐出した燃料の一部を吐出管Ｆを介して分流して使用している。

また、図６に示すように、燃料タンクが扁平タンクLの場合、燃料が少ない状態で車両の加速、減速、左右旋回による加速度が燃料に作用すると、扁平タンクLの隅部に燃料が集まり、燃料ポンプCのサクションフィルタBが気中に露出して燃料を吸入できなくなる。それを防ぐために、燃料ポンプCの周囲にサブタンクMを設置し、このサブタンクM内にジェットポンプＪを設け、このジェットポンプＪにより供給パイプＩを介してプライマリータンクK内の燃料をサブタンクMへ移送するようにしているものがある。

このタイプでは、異物の流入を防止するサクションフィルタＨおよび供給パイプＩを介してプライマリータンクK内の燃料をジェットポンプＪの吸引力によりサブタンクMへ移送し、サクションフィルタBを通して燃料ポンプＣにより吐出管Ｄを介してエンジンＥへと吐出している。 なお、この場合も、ジェットポンプJの駆動流は、図５と同様に燃料ポンプＣが吐出した燃料の一部を吐出管Ｆを介して分流して使用している。
従って、上記鞍型タンクＴおよび扁平タンクLに搭載された燃料ポンプＣは、エンジンが使用する燃料に加えて、ジェットポンプJを駆動する燃料も吐出する必要があり、その分の消費電流が増加し、車両の燃費悪化につながっていた。

更に図７に示すように、鞍型形状をした燃料タンクＴを有する別の燃料供給装置Aでは、燃料タンクＴの中央部に、吐出管Ｄを介して燃料を外部に吐出する燃料ポンプＮと、内部にサクションフィルタRを収納するサプライタンクQとを吸入管Pを介して設置し、上記サプライタンクQから下方の燃料タンクＴの底部Ｕ１、Ｕ２へ燃料吸上管S１、S2を延出した構成としたものがあった（特許文献１の図４を参照）。

チェックバルブＴ１、Ｔ２の周囲に燃料があると燃料に対する浮力によってフロート弁が開き、この状態で燃料ポンプＮが作動すると、燃料吸上管Ｓ１、Ｓ２から燃料が吸い上げられ、サプライタンクQに燃料が充満する。この燃料はサプライタンクQ内のサクションフィルタRで濾過されたのち、吸入管Pから燃料ポンプＮへ吸い込まれ、燃料ポンプＮ内で加圧されたのち、吐出管Ｄからエンジン（図示せず）に向けて吐出される。

上記の実施例では、鞍型の燃料タンクＴにおいてジェットポンプを使用することなく、別々な燃料タンク底部Ｕ１、Ｕ２に有するチェックバルブＴ１、Ｔ２から燃料を吸入することが可能であるが、サプライタンクQに燃料が充満するまで燃料ポンプＮから燃料を吐出することができず、エンジン始動に時間がかかっていた。また、燃料が充満したサプライタンクQを燃料ポンプＮの下部に吊るしているため、重力に加え、車両走行で発生する前後左右の加速度による曲げ力が燃料ポンプＮと吸入管Pに作用し、強度確保のため取付け構造が複雑になる難点があった。

さらに、チェックバルブＴ１、Ｔ２にフロートを使用しているため、浮力を考慮しつつシール性を確保するためにその材料選定が難しく製作コストが高くなっていた。加えて、開弁圧はフロート形状による浮力ばらつきの影響を強く受けるので、開弁圧ばらつきが発生しやすく、また、チェックバルブＴ１、Ｔ２の上流側にサクションフィルタがないため、燃料タンクＴ内の異物がチェックバルブの弁体とシール面との間に噛み込み、シール不良を引き起こす恐れもあった。

特開２００４−２１１６７８号公報

以上説明した従来例にあっては、燃料タンク内での燃料移送のためにジェットポンプを使用するものでは、その分の消費電流が増加し、車両の燃費悪化につながる問題があり、また、ジェットポンプを使用しないものについては、燃料の吐出時間がかかり、サプライタンク、チェックバルブの製作コストが高くなり、開弁圧のばらつき、シール不良等の性能も低下する問題点が存在していた。

本発明は、上記諸々の点に鑑みてなされたもので、サプライタンクを省略して燃料ポンプの吸入口に燃料吸上管を直結し、燃料吸上管の先端にはサクションフィルタと特殊チェックバルブを設置することにより、簡単な構成で上記種々の問題点を解決したものである。

本発明の燃料供給装置は、燃料タンク内部の上方空間部に設置された燃料ポンプ、前記燃料ポンプの吸入口に直結し更にこれから分岐して前記燃料タンク内部底面の異なる位置に延在する複数個の燃料吸上管、前記燃料吸上管の先端部に設置されたスプリング付きのチェックバルブ、前記チェックバルブの吸入口に設置されたサクションフィルタを備え、前記スプリングは前記チェックバルブの下流側に作用する前記燃料ポンプの吸入負圧から前記燃料吸上管内の燃料ヘッドを差し引いた負圧では開弁せず、前記チェックバルブの上流側に前記燃料タンク内の燃料ヘッドが作用すると開弁する荷重に設定されていることを特徴とする。

本発明の燃料供給装置は、燃料タンク内部の上方部空間に設置された燃料ポンプの吸入口に燃料吸上管を直結しているので、ジェットポンプ駆動にともなう車両の燃費悪化を防止し、燃料吐出時間を短縮し、取付構造が複雑なサプライタンクを不要にすることが可能になった。また、燃料吸上管の先端にはサクションフィルタを設置し、その内部にスプリングが付いたチェックバルブを設けることにより、チェックバルブの製作コストを抑えて、シール不良の発生を防ぎ、開弁圧のばらつきを小さく抑えることが可能になった。

本発明の実施の形態１による燃料供給装置を示す燃料タンク断面図、 本発明に使用するチェックバルブの断面図、 本発明の実施の形態２による燃料供給装置を示す燃料タンク断面図、 図３のＩＶ−ＩＶ断面における燃料タンク横断面図、 従来例の燃料供給装置を示す燃料タンク断面図、 従来例の燃料供給装置の他の実施例を示す燃料タンク断面図、 従来例の燃料供給装置の他の実施例を示す燃料タンク断面図である。

実施の形態１．
以下に、本発明の実施の形態１を図１及び図２を用いて説明する。
図１は、本発明の実施の形態１による燃料供給装置を示す燃料タンク断面図である。
燃料タンク１は鞍型形状をしたものである。従って、この燃料タンク１は下方部においてプライマリータンク１ａとセカンダリータンク１ｂとに分割され、上方部で一体化された内部空間部２が存在する。

燃料タンク１内には燃料供給装置５０が設置され、燃料供給装置５０は燃料ポンプ３、燃料ポンプ３より下流側へ延出した吐出管４、燃料ポンプ３を支持する支持部材５、この支持部材５を燃料タンク１内に固定するために燃料タンク１の上壁に載置する鍔状のフランジ６、支持部材５の底部に形成した開口部７、開口部７を通じて燃料ポンプ３の下部より上流側へ延出した吸入管８、吸入管８より分岐して上流側のプライマリータンク１ａ及びセカンダリータンク１ｂに各々延出した燃料吸上管９ａ、９ｂ、燃料吸上管９ａ、９ｂの先端部の各々に形成したチェックバルブ１１ａ、１１ｂ、並びに前記チェックバルブの吸入口に設置されたサクションフィルタ１２a、１２bから構成されている。

上記燃料タンク１のプライマリータンク１ａ及びセカンダリータンク１ｂ内の燃料は、燃料ポンプ３の吐出力によりサクションフィルタ１２a、１２b、燃料吸上管９ａ、９ｂを介して吸入管８に集合し、上記吐出管４と連続する吐出パイプ１０を通じてエンジン（図示せず）へと供給されることになる。
上記サクションフィルタ１２a、１２ｂは、濾材を網状の濾布又は不織布等で形成され、燃料タンク１内の燃料に混入している異物を除去する。

図２は燃料吸上管９ａ、９ｂの先端部に形成され、プライマリータンク１ａ及びセカンダリータンク１ｂの底部にそれぞれ位置するように配設されるチェックバルブ１１ａ、１１ｂ（以下チェックバルブ１１と称する）の詳細を示した断面図である。チェックバルブ１１は、筒状体１３の内側下端部（燃料吸上管９の下端部でもよい）に弁体収納体１４を設け、この弁体収納体１４の内側空間１５内の弁体１６の凹部１６aと弁体収納体１４の折り曲げ端部１４aとの間にスプリング１７が介挿されており、弁体１６がスプリング１７に抗して上下方向に摺動して弁座部１４bとの間の空隙を開閉するように構成されている。

前記チェックバルブ１１の弁体１６は燃料に対して浮力を発生させることなく気液シールできる材質であり、例えば耐燃料性があって弾性体であるフッ素ゴムなどで製作される。また、前記スプリング１７は前記チェックバルブ１１の下流側に作用する前記燃料ポンプ３の吸入負圧から該燃料吸上管９ａ、９ｂ内の燃料ヘッドｊ（図１中のｊａ、ｊｂ）を差し引いた負圧では開弁せず、前記チェックバルブ１１の上流側に燃料ヘッドｈ（図１中のｈａ、ｈｂ）が作用すると開弁する荷重に設定されている。

すなわち、燃料タンク１内に燃料が存在する場合、燃料によるヘッドｈが弁体１６に作用し、燃料ポンプ３の吸入負圧から該燃料吸上管９ａ、９ｂ内の燃料ヘッドｊを差し引いた負圧に打ち勝って弁体１６を閉じていたスプリング１７の押圧力を上回ることにより弁体１６を押し上げ、弁座部１４bと弁体１６との間に隙間を形成する。上記弁体１６が上昇すると、燃料が該隙間より内側空間１５へと入り込み、燃料吸上管９ａ、９ｂを通じて燃料ポンプ３の吐出力により下流側へ吐出されることになる。他方、燃料が無くなると燃料ヘッドｈも生じないため、該スプリング１７は燃料ポンプの吸入負圧に打ち勝って弁体１６を押し下げ、上記弁座部１４bとの隙間は閉鎖され確実にシールされることになる。

上記構成よりなる燃料供給装置の作用は下記の通りである。 燃料タンク１の一方、例えば１a内に燃料が存在するとき、チェックバルブ１１ａは上述のように開となり、燃料はサクションフィルタ１２aを通過して濾過されながら、チェックバルブ１１ａの内側空間１５に入り込み、燃料吸上管９ａを介して燃料ポンプ３に送られる。更に、燃料ポンプ３により昇圧され、吐出管４を通じて吐出パイプ１０より下流側のエンジン（図示せず）へと供給される。
燃料タンク１a内の燃料がなくなったときには、チェックバルブ１１ａは上述のように閉となり、空気の吸入を防止する。このとき、他方の燃料タンク１ｂ内に燃料が残っていれば、その燃料タンクから選択的に燃料を吸入することができる。

以上のように、実施の形態１による鞍型形状をした燃料タンクは、燃料が溜まっているタンクから燃料吸上管を介して直接燃料を吸い上げることが可能なため、従来のセカンダリータンク内の燃料をプライマリータンクに移送するために必要としたジェットポンプを省略して、車両の燃費悪化を防止できる。また、燃料タンク内部の上方空間部に設置された燃料ポンプの吸入口に燃料吸上管を直結しているので、サプライタンクを不要にして、燃料吐出時間を短縮することができ、取付構造の複雑さを回避できる。

また、燃料吸上管の先端にはサクションフィルタを設置し、その内部に浮力を発生させることなく気液シールできる弁体とスプリングが付いたチェックバルブを設け、さらに、前記スプリングは前記チェックバルブの下流側に作用する燃料ポンプの吸入負圧から前記燃料吸上管内の燃料ヘッドを差し引いた負圧では開弁せず、チェックバルブの上流側に前記燃料タンク内の燃料ヘッドが作用すると開弁する荷重に設定したので、チェックバルブのシール性確保のために材料選定の幅が拡がって製作コストが下げられ、また、燃料タンク内の異物がチェックバルブの弁体とシール面との間に噛み込むことによるシール不良の発生を防ぎ、開弁圧のばらつきを小さく抑えることが可能になる。

更に、燃料ポンプが停止している間も、燃料吸上管内の燃料が落下して、代わりに空気が入らないようにチェックバルブが確実に燃料シールしているので、エンジンの再始動性を良好に保つことができる。さらに、プライマリータンクとセカンダリータンクと間で燃料量に差がある場合、燃料量の多い側のタンクは燃料ヘッドも大きいため、こちらのタンクから選択的に燃料を吸入することができ、二つのタンクの重量アンバランスを解消して、車両の運転性を改善することができる。

実施の形態２．
図３は、本発明の燃料供給装置の他の実施例を示す燃料タンク縦断面図であり、図４は図３のＩＶ−ＩＶ断面における燃料タンク横断面図を示している。なお、図中、実施の形態１と同一または相当部分には同一符号を付している。
燃料タンク１は偏平形状であり、燃料が少ない状態では、車両の加速、減速、左右旋回等により燃料タンク１に加速度が作用することによって燃料が燃料タンク１の隅部に集まる。図中の燃料液面Zは、車両が右旋回した状態における燃料位置を示しており、車両進行方向に対して左側隅部に燃料が集まっている。

燃料吸上管９は、車両の加速、減速、左右旋回によって燃料が集まる燃料タンク１の隅部４箇所のそれぞれに先端部が設置されるように、９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄの４つに分岐している。この燃料吸上管９の先端部の各々にはサクションフィルタ１２a、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄが形成され、このサクションフィルタ１２の内部にはチェックバルブ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが設置されている。なお、チェックバルブ１１の構造は、上記実施の形態１で説明したものと同様である。

上記実施の形態１と同様に、燃料タンク１内には燃料供給装置５０が設置され、構成部品である燃料ポンプ３、燃料ポンプ３より下流側へ延出した吐出管４、燃料ポンプ３を支持する支持部材５、支持部材５を燃料タンク１内に固定するために燃料タンク１の上壁に載置する鍔状のフランジ６、支持部材５の底部に形成した開口部７、開口部７を通じて燃料ポンプ３の下部より上流側へ延出して燃料吸上管９が接続される吸入管８が設置されている。

上記燃料タンク１内の燃料は、該燃料ポンプ３の吐出力によりサクションフィルタ１２、燃料吸上管９を介して上記吐出管４と連通する吐出パイプ１０を通じてエンジン（図示せず）へと供給されることになる。
図３、図４に示した車両右旋回の状態においては、燃料吸上管９ａと９ｃの先端部が燃料中にあり、９ｂと９ｄの先端部が気中に露出している。このため、チェックバルブ１１ａと１１ｃは開弁して燃料を吸入し、１１ｂと１１ｄは閉弁して空気を吸入することを防止することになる。なお、車両が加速、減速、左旋回する状態においても、同様の動作が行なわれる。

上記実施の形態２の燃料供給装置５０は、扁平タンクにおいてもサブタンクを用いることなく、車両の加速、減速、左右旋回時に確実な燃料吐出が可能になる。したがって、従来のプライマリータンク内の燃料をサブタンクに移送するために必要としたジェットポンプを廃止することができ、車両の燃費悪化を防止できる等、実施の形態１と同様の効果を有するものである。

１ 燃料タンク、 ２ 内部空間部、 ３ 燃料ポンプ、 ４ 吐出管、
５ 支持部材、 ６ 鍔状のフランジ、 ７ 開口部、 ８ 吸入管、
９、９ａ、９ｃ 燃料吸上管、 １０ 吐出パイプ、
１１、１１a、１１b チェックバルブ、 １２、１２a、１２b サクションフィルタ、
１３ 筒状体、 １４ 弁体収容体、 １５ 内側空間、 １６ 弁体、
１７ スプリング。

Claims (6)

1. 燃料タンク内部の上方空間部に設置された燃料ポンプ、前記燃料ポンプの吸入口に直結し更にこれから分岐して前記燃料タンク内部底面の異なる位置に延在する複数個の燃料吸上管、前記燃料吸上管の先端部に設置されたスプリング付きのチェックバルブ、前記チェックバルブの吸入口に設置されたサクションフィルタを備え、前記スプリングは前記チェックバルブの下流側に作用する前記燃料ポンプの吸入負圧から前記燃料吸上管内の燃料ヘッドを差し引いた負圧では開弁せず、前記チェックバルブの上流側に前記燃料タンク内の燃料ヘッドが作用すると開弁する荷重に設定されていることを特徴とする燃料供給装置。
2. 前記燃料吸上管の先端部に設置されたチェックバルブは、弁体と、上記弁体を内部に収容する弁体収納体と、上記弁体と弁体収納体との間に介挿されたスプリングとから構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. 前記弁体は、燃料に対して浮力を発生させることなく気液シールできる材質にて構成されていることを特徴とする請求項２に記載の燃料供給装置。
4. 前記燃料タンクが鞍型であって、前記燃料タンクの底面を構成する二つの凹部のそれぞれに前記燃料吸上管の前記先端部が設置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。
5. 前記燃料タンクが偏平形状であり、前記燃料タンクに作用する加速度によって燃料が集まる複数の隅部のそれぞれに前記燃料吸上管の前記先端部が設置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。
6. 前記サクションフィルタは、濾材を網状の濾布又は不織布等で形成され、燃料タンク内の燃料に混入している異物を除去することを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。