JP5276872B2 - 燃料供給装置 - Google Patents

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  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)

Description

この発明は、燃料タンク内の燃料を該燃料タンク外の機器に供給する燃料供給装置に関する。
従来、上記燃料供給装置において、燃料タンク内の燃料を吸入、吐出する燃料ポンプを該燃料タンク内に設置したインタンク式のものの中には、前記燃料ポンプの吸入側に燃料溜まりを形成するべく燃料タンク内に設置されるサブタンクと、燃料タンクの上部における燃料ポンプ等挿入用の開口を閉塞する蓋部材と、該蓋部材及びサブタンクを互いに近接離反可能かつ互いに離間する側に付勢して連結する連結機構とを備え、前記蓋部材を取り付けた状態で前記サブタンクを燃料タンクの底部に押し付けることで、燃料タンクの膨張、収縮等の変形時にもその底部にサブタンクを当接させた状態を保つようにしたものがある(例えば、特許文献1参照。)。
ところで、燃料タンクはその搭載スペースに応じた複雑な形状を有することから、燃料タンクの底部におけるサブタンクを押し付ける部位に対して、燃料タンクの上部における蓋部材を取り付ける部位が傾斜して設けられることがある。燃料タンクの底部におけるサブタンクを押し付ける部位は、通常は押圧方向(前記近接離反方向)に対して略直交するように設けられる。一方、燃料タンクの上部における蓋部材を取り付ける部位は、前記近接離反方向に対して傾斜して設けられる。このため、上記特許文献1では、前記連結機構の上端部に蓋部材を適宜傾斜させた状態で固定している。
特開2006−9583号公報
しかしながら、上記従来の構成では、車種等に応じて様々な燃料タンクの形状に応じて複数種の燃料供給装置を設定する必要があり、当該装置の汎用性を低下させてコストアップを生じさせる虞がある。
また、前記蓋部材は通常は燃料タンクの上部の開口にこれらと略同径の環状のロックナットを用いて固定されるが、上記従来の構成では、前記ロックナットの締め込み時に蓋部材が共回りするとサブタンクが大きく変位することがあり、燃料タンクの底部に対するサブタンクの浮きが生じることがある。
さらに、上記従来の如く、蓋部材に対してサブタンクが単に近接離反する構成では、燃料タンクの変形にサブタンクが追従し難く、上記同様に燃料タンクの底部に対するサブタンクの浮きが生じることがある。
そこでこの発明は、燃料タンク内の燃料ポンプの吸入側に燃料溜まりを形成するサブタンクと、燃料タンク上部の開口を閉塞する蓋部材とを、互いに近接離反可能かつ互いに離間する側に付勢して連結する燃料供給装置において、異なる形状の燃料タンク間での流用を可能とし、蓋部材固定時のサブタンクの変位を抑え、燃料タンクの変形に対するサブタンクの追従性を高めることを目的とする。
上記課題の解決手段として、請求項1に記載した発明は、燃料タンク(例えば実施例の燃料タンク1)内の燃料を該燃料タンク外の機器に供給する燃料供給装置(例えば実施例のポンプモジュール20)であって、前記燃料タンク内に設置される燃料ポンプ(例えば実施例の燃料ポンプ22)と、該燃料ポンプの吸入側に燃料溜まりを形成するべく前記燃料ポンプを収容して前記燃料タンク内に設置される有底筒状のサブタンク(例えば実施例のサブタンク26)と、前記燃料タンクの上部(例えば実施例の上部2)における前記燃料ポンプ等挿入用の開口(例えば実施例の開口16)を閉塞する蓋部材(例えば実施例の蓋部材31)と、該蓋部材及び前記サブタンクを互いに近接離反可能かつ互いに離間する側に付勢して連結する連結機構(例えば実施例の連結機構35)とを備える燃料供給装置において、前記連結機構による前記蓋部材及び前記サブタンクの互いの相対移動範囲の全域で、前記サブタンク及び前記連結機構に対する前記蓋部材の角度を可変とするように、前記開口近傍で前記連結機構の上端部と前記蓋部材とを互いに相対傾動可能に連結し、前記連結機構及び蓋部材間の傾動軸(例えば実施例の傾動軸34)を中心に円弧状に湾曲し、前記連結機構の上端部を貫通する棒状のガイド部材(例えば実施例のガイド部材41)と、前記ガイド部材の外周を巻回し、前記連結機構の上端部と前記蓋部材との間に縮設され、前記蓋部材及び前記連結機構を所定の相対傾動角度とするように付勢する一対のコイルスプリング(例えば実施例のコイルスプリング42)と、前記ガイド部材における前記連結機構の上端部を挟んだ両側に、前記ガイド部材の長手方向の任意の位置で固定可能とされ、前記蓋部材及び前記連結機構の相対傾動範囲を規定する一対の傾動ストッパ(例えば実施例の傾動ストッパ45)とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、サブタンク及び連結機構に対して蓋部材を傾動可能とすることで、燃料タンクの底部にサブタンクを所定の方向で押し付け可能とした上で、燃料タンクの上部の傾斜に応じて蓋部材を傾動させて固定することができるため、燃料タンクに対する当該装置の設置自由度を高めると共に、異なる形状の燃料タンク間での当該装置の流用を可能とし、当該装置の汎用性を高めてコストダウンを図ることができる。
また、蓋部材を燃料タンクの上部の開口にこれらと略同径の環状のロックナットで固定する場合、該ロックナットの締め込み時に蓋部材が多少共回りしても、該蓋部材が適宜傾動することでサブタンクの変位が抑えられ、燃料タンクの底部に対するサブタンクの浮きを抑えることができる。
さらに、蓋部材に対するサブタンクの近接離反に加えて該サブタンクが蓋部材(燃料タンクの上部)に対して傾動することで、燃料タンクの変形時におけるサブタンクの追従性が高まり、上記同様に燃料タンクの底部に対するサブタンクの浮きを抑えることができる。
また、本発明によれば、連結機構(及びサブタンク)と蓋部材との相対傾動が抑えられ、当該装置の燃料タンクへの組み付け性を向上させると共に、組み付け後の連結機構及びサブタンクの傾動を抑えることができる。
以下、この発明の実施例について図面を参照して説明する。なお、以下の説明における前後左右等の向きは、特に記載が無ければ車両における向きと同一とする。また、図中矢印FRは車両前方を、矢印LHは車両左方を、矢印UPは車両上方をそれぞれ示す。
図1〜3において、符号1は例えば自動車のリヤシート11下方のフロア12下に搭載される燃料タンクを示す。
燃料タンク1は例えば樹脂中空成形品であり、上下厚さを抑えた扁平状に形成され、車室の低床化及び車両の低重心化に寄与する。燃料タンク1は左右方向(車体幅方向)に長く、例えば後輪駆動車や4WD車では床下中央部を前後に延びるプロペラシャフトを避けて、その下面の左右中間部が上方に突出するように湾曲した鞍形タンクとされる。燃料タンク1の左右中間部の下方には、プロペラシャフトや排気管等の車体前後に延びるフロア下搭載物13が配置される。なお、図中符号4は燃料タンク1の上部2における左右中間部に形成された上部上方突出部を、符号5は燃料タンク1の底部3における左右中間部に形成された底部上方突出部をそれぞれ示す。
燃料タンク1の一側部からはフィラーパイプ6が斜め上外側に延び、該フィラーパイプ6先端の給油口6aに給油ノズル6bを挿入して燃料タンク1内に燃料を給油可能である。なお、図中符号7は燃料タンク1の上部上方突出部4の頂部に取り付けられる満タン検出バルブを、符号8は満タン検出バルブ7から燃料タンク1の外部に延びるブリーザチューブを、符号9はブリーザチューブ8の途中に設けられるキャニスタをそれぞれ示す。
リヤシート11下のフロア12は前上がりに傾斜して設けられ、かつリヤシート11の前部下側において上方に突出する突部12aが形成されることで、車両前面衝突時にシートベルトの下方から乗員の体がすり抜けるサブマリン現象を抑えている。このフロア12の下方に配置される燃料タンク1は、その上部2がフロア12に沿うように前上がりに傾斜して設けられる。
図4を併せて参照し、燃料タンク1の上部上方突出部4の一側部には、これに沿うように傾斜する傾斜平面部15が形成される。傾斜平面部15には燃料タンク1内に通じる開口16が形成され、該開口16を通じてポンプモジュール(燃料供給装置)20のモジュール本体部21が燃料タンク1内に挿入される。
ポンプモジュール20は、燃料タンク1内の燃料を該燃料タンク1の外部(エンジンの燃料噴射装置)に供給するもので、前記モジュール本体部21と、前記開口16を閉塞する蓋部材31と、該蓋部材31及びモジュール本体部21間を互いに近接離反可能かつ互いに離間する側に付勢した状態に連結する連結機構35と、蓋部材31の燃料導出口32及びモジュール本体部21間に渡る配管39とを備える。
図4に示すように、モジュール本体部21は、燃料タンク1内の燃料を吸入、吐出する燃料ポンプ22と、該燃料ポンプ22の吸入側に設けられるサクションフィルタ23と、燃料ポンプ22の吐出側に設けられる燃料フィルタ24及びプレッシャレギュレータ25と、これら燃料ポンプ22、サクションフィルタ23、燃料フィルタ24及びプレッシャレギュレータ25を収容する有底筒状のサブタンク26とを備える。
燃料ポンプ22は外部からの電力供給により作動し、サクションフィルタ23を介して燃料タンク1内の燃料を吸引すると共に該燃料を加圧状態で吐出する。燃料ポンプ22が吐出した燃料は、燃料フィルタ24を介してプレッシャレギュレータ25に送給され、所定の圧力に調整された後に配管39を通じて蓋部材31の燃料導出口32に至る。燃料導出口32に至った燃料は、燃料タンク1外において不図示の配管等を通じて前記燃料噴射装置に供給される。
プレッシャレギュレータ25での圧力調整により余剰となった戻り燃料は、サブタンク26の底部27に構成されたジェットポンプ29に供給される。ジェットポンプ29は、サブタンク26の底部27の段差部28においてサブタンク26外に設けられるノズル部29aと、サブタンク26内において段差部28に隣接するスロート部29bとを有してなる。
ノズル部29aにはプレッシャレギュレータ25からの戻り燃料が供給され、該燃料がノズル部29aからスロート部29bに向けて噴射される。スロート部29bはサブタンク26の内外を連通する筒状とされ、ノズル部29aからの燃料噴射により該燃料と共にその周辺の燃料を引き込んでサブタンク26内に導入し、該サブタンク26内に燃料溜まりを形成する。サブタンク26の底部27内には前記サクションフィルタ23が配置され、該サクションフィルタ23が前記燃料溜まり内に浸漬される。
蓋部材31は、前記傾斜平面部15における平面視円形の開口16を閉塞可能な円板状とされる。
ここで、傾斜平面部15には、開口16の周縁から燃料タンク1外に突出する円筒状のカラー部17が形成される。カラー部17の外周にはネジ山が形成され、該カラー部17の外周に環状のロックナット18が螺着可能とされる。
蓋部材31は、カラー部17内に円筒状シールSを介して挿入される円筒部33aと、カラー部17先端にシールフランジSFを介して当接するフランジ部33とを有し、円筒部33aをカラー部17内に挿入すると共にフランジ部33をカラー部17先端に当接させた状態で、該カラー部17に前記ロックナット18を螺着し締め込むことで、該ロックナット18及びカラー部17間にフランジ部33が挟持、固定され、もって蓋部材31が傾斜平面部15と平行に傾斜した状態で開口16を閉塞する。以下、蓋部材31の表裏面と直交する方向(傾斜平面部15と直交する方向)を蓋部材31の面直方向ということがある。なお、円筒状シールS及びシールフランジSFはゴム等の可倒性樹脂により互いに一体に形成される。
連結機構35は、サブタンク26に固定的に設けられたガイド部36と、該ガイド部36にサブタンク26の軸方向に沿って移動可能に支持されると共に一端側が蓋部材31に連結される連結ロッド37と、該連結ロッド37の一端側とガイド部36との間に縮設されるコイルスプリング38とを備える。
連結ロッド37はサブタンク26の軸方向に沿う直線状のもので、この連結ロッド37がガイド部36に対して往復動することで、蓋部材31及びサブタンク26(モジュール本体部21)が互いに近接離反すると共に、該連結ロッド37の外周を巻回する前記コイルスプリング38のバネ力により、蓋部材31及びサブタンク26が互いに離間する側に付勢される。
図1を併せて参照し、モジュール本体部21は、サブタンク26の軸方向を上下方向と略平行にしたやや縦長の状態で、この実施例では燃料タンク1内における前記底部上方突出部5の近傍に配置される。当該部位において、燃料タンク1の底部3には底部上方突出部5に隣接する略水平な押圧平面部19が形成される。押圧平面部19の上方には前記傾斜平面部15が位置している。
そして、蓋部材31を傾斜平面部15に取り付けた状態(ポンプモジュール20を燃料タンク1に取り付けた状態)では、サブタンク26の底部27(モジュール本体部21の底部)がコイルスプリング38の付勢力により前記押圧平面部19に押し付けられ、該サブタンク26が上方(蓋部材31に接近する側)に所定量ストロークした状態となる。
これにより、燃料タンク1が温度変化や燃料残量の変化等によって膨張又は収縮等の変形をした場合にも、サブタンク26の底部27が燃料タンク1の底部3に当接した状態を保ち、燃料タンク1内の燃料が減少したり油面が傾いた際にもサブタンク26内の燃料溜まりが確保され、もって燃料ポンプ22の安定した作動が可能となる。
なお、前記配管39は、蓋部材31及びモジュール本体部21の近接離反に応じて適宜伸縮又は屈曲可能とされる。
ここで、図4を参照し、連結機構35における前記一端側(上端側)を形成する上端部材37aと蓋部材31とは、開口16近傍にて傾動軸34を介して互いに相対傾動可能に連結されている。上端部材37a及び蓋部材31は、蓋部材31及びサブタンク26間の相対位置によらず、すなわち蓋部材31及びサブタンク26間の相対移動範囲の全域で傾動可能である。
これにより、モジュール本体部21を縦置きにして蓋部材31及びサブタンク26の近接離反方向を略上下方向に沿わせ、サブタンク26(モジュール本体部21)を燃料タンク1の底部3における略水平な押圧平面部19に略上下方向に沿って押し付け可能とした状態で、燃料タンク1の上部2における傾斜平面部15の傾斜に応じて蓋部材31を傾動させ固定することができる。
図5(a)を参照し、蓋部材31の裏面側(燃料タンク1内側)には、傾動軸34を中心とした半円弧状に湾曲する棒状のガイド部材41が設けられる。ガイド部材41は、例えばその長手方向で連結機構35の上端部材37aを貫通するように設けられる。ガイド部材41における上端部材37aを挟んだ両側には、その外周を巻回するコイルスプリング42がそれぞれ設けられる。各コイルスプリング42は、蓋部材31の裏面と上端部材37aの側面との間にそれぞれ同等のバネ力をもって縮設され、蓋部材31及び上端部材37aを所定の相対傾動角度(例えば上端部材37a(連結ロッド37)の長手方向と蓋部材31の面直方向とが略平行になる角度)となるように付勢する。
これにより、ポンプモジュール20単体での連結機構35及びモジュール本体部21に対する蓋部材31の傾動中立位置が定まり、該蓋部材31と連結機構35及びモジュール本体部21との相対傾動が抑えられ、ポンプモジュール20の燃料タンク1への組み付けが容易になると共に、組み付け後のポンプモジュール20の傾動が抑えられる。
なお、各コイルスプリング42のバネ力を互いに異ならせることで、前記蓋部材31の傾動中立位置を変化させる(上端部材37aの長手方向に対して蓋部材31の面直方向が傾斜するようにこれらを付勢する)ことも可能である。
また、図5(b)に示すように、例えば傾動軸34を巻回するように設けた一対のトーションスプリング43により、蓋部材31及び上端部材37aを所定の相対傾動角度となるように付勢する構成としても、上記同様の作用効果を得ることが可能である。
一方、図6(a)に示すように、前記ガイド部材41における上端部材37aを挟んだ両側に、前記各コイルスプリング42に代わり(あるいはコイルスプリング42と併せて)、ガイド部材41の長手方向での任意の位置で固定可能な傾動ストッパ45をそれぞれ設けた構成としてもよい。これら各傾動ストッパ45により、ポンプモジュール20単体での連結機構35及びモジュール本体部21に対する蓋部材31の傾動範囲が規定され、上記同様に蓋部材31と連結機構35及びモジュール本体部21との相対傾動が抑えられ、ポンプモジュール20の燃料タンク1への組み付けが容易になると共に、組み付け後のポンプモジュール20の傾動が抑えられる。
また、図6(b)に示すように、蓋部材31の裏面と上端部材37aの側面とに跨る筋交い状の傾動ストッパ46を設けた構成としてもよい。傾動ストッパ46は例えば弾性を有する湾曲板状のもので、その両端部を蓋部材31及び上端部材37aにそれぞれ固定することで、蓋部材31及び上端部材37aを所定の相対傾動角度となるように支持すると共に、所定以上の入力があった際には蓋部材31及び上端部材37aの相対傾動を所定量だけ許容可能である。
以上説明したように、上記実施例におけるポンプモジュール20は、燃料タンク1内の燃料を該燃料タンク1外の機器に供給するものであって、前記燃料タンク1内に設置される燃料ポンプ22と、該燃料ポンプ22の吸入側に燃料溜まりを形成するべく前記燃料タンク1内に設置されるサブタンク26と、前記燃料タンク1の上部2における前記燃料ポンプ22等挿入用の開口16を閉塞する蓋部材31と、該蓋部材31及びサブタンク26を互いに近接離反可能かつ互いに離間する側に付勢して連結する連結機構35とを備えるものにおいて、前記連結機構35による前記蓋部材31及びサブタンク26の互いの相対移動範囲の全域で、前記サブタンク26及び連結機構35に対する前記蓋部材31の角度を可変とするように、前記開口16近傍で前記連結機構35の上端部と前記蓋部材31とを互いに相対傾動可能に連結したものである。
この構成によれば、サブタンク26及び連結機構35に対して蓋部材31を傾動可能とすることで、燃料タンク1の底部3にサブタンク26を所定の方向で押し付け可能とした上で、燃料タンク1の上部2の傾斜に応じて蓋部材31を傾動させて固定することができるため、燃料タンク1に対する当該装置の設置自由度を高めると共に、異なる形状の燃料タンク間での当該装置の流用を可能とし、当該装置の汎用性を高めてコストダウンを図ることができる。
また、蓋部材31を燃料タンク1の上部2の開口16にこれらと略同径の環状のロックナット18で固定する場合、該ロックナット18の締め込み時に蓋部材31が多少共回りしても、該蓋部材31が適宜傾動することでサブタンク26の変位が抑えられ、燃料タンク1の底部3に対するサブタンク26の浮きを抑えることができる。
さらに、蓋部材31に対するサブタンク26の近接離反に加えて該サブタンク26が蓋部材31(燃料タンク1の上部2)に対して傾動することで、燃料タンク1の変形時におけるサブタンク26の追従性が高まり、上記同様に燃料タンク1の底部3に対するサブタンク26の浮きを抑えることができる。
また、上記ポンプモジュール20においては、前記蓋部材31及び連結機構35を所定の相対傾動角度とするように付勢するコイルスプリング42(又はトーションスプリング43)を備えることで、連結機構35(及びサブタンク26)と蓋部材31との相対傾動が抑えられ、当該装置の燃料タンク1への組み付け性を向上させると共に、組み付け後の連結機構35及びサブタンク26の傾動を抑えることができる。
さらに、上記ポンプモジュール20においては、前記蓋部材31及び連結機構35の相対傾動範囲を規定する傾動ストッパ45(又は傾動ストッパ46)を備えることで、上記同様、当該装置の燃料タンク1への組み付け性を向上させると共に、組み付け後の連結機構35及びサブタンク26の傾動を抑えることができる。
なお、この発明は上記実施例に限られるものではなく、例えば、上記実施例では、燃料タンク1内においてモジュール本体部21にプレッシャレギュレータ25を一体的に設け、燃料ポンプ22の作動時にその吐出燃料の一部を直接燃料タンク1内に戻すリターンレス式の燃料供給系統としたが、燃料タンク1の外部にプレッシャレギュレータ25を設け、このプレッシャレギュレータ25から別途配管等を介して燃料タンク1内に燃料を戻すリターン式の燃料供給系統としてもよい。
また、サブタンク26は、少なくともサクションフィルタ23(燃料タンク1の吸入側)の周辺を収容して前記燃料溜まりを構成するものであってもよく、さらに前記燃料溜まり内にサクションフィルタ23が浸漬した状態を維持できれば、蓋部材31に対してサブタンク26のみが近接離反する構成としてもよい。
しかも、蓋部材31と連結機構35の上端部材37aとをユニバーサルジョイント等を介して傾動自在(多方向に傾動可能)に連結する構成としてもよい。このとき、図5の各スプリング42,43等の付勢手段と図6の各傾動ストッパ45,46等の規制手段とを適宜組み合わせて用いるようにしてもよい。
そして、上記実施例における構成はこの発明の一例であり、例えば鞍形タンクではない通常のFF車やRR車用の燃料タンクにも適用できることはもちろん、当該発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることはいうまでもない。
この発明の実施例における燃料タンク周りの一部断面を含む前面図である。 上記燃料タンク周りの上面図である。 上記燃料タンク周りの左側面図である。 上記燃料タンクのポンプモジュールの取り付け前を示す一部断面を含む前面図である。 (a),(b)共、上記ポンプモジュールの蓋部材を所定の傾動角度に付勢する付勢手段を示す図4の部分拡大図である。 (a),(b)共、上記ポンプモジュールの蓋部材の傾動範囲を規定する規定手段を示す図4の部分拡大図である。
符号の説明
1 燃料タンク
2 上部
16 開口
20 ポンプモジュール(燃料供給装置)
22 燃料ポンプ
26 サブタンク
31 蓋部材
35 連結機構
42 コイルスプリング(付勢手段)
43 トーションスプリング(付勢手段)
45 傾動ストッパ(規定手段)
46 傾動ストッパ(規定手段)

Claims (1)

  1. 燃料タンク内の燃料を該燃料タンク外の機器に供給する燃料供給装置であって、
    前記燃料タンク内に設置される燃料ポンプと、
    該燃料ポンプの吸入側に燃料溜まりを形成するべく前記燃料ポンプを収容して前記燃料タンク内に設置される有底筒状のサブタンクと、
    前記燃料タンクの上部における前記燃料ポンプ等挿入用の開口を閉塞する蓋部材と、
    該蓋部材及び前記サブタンクを互いに近接離反可能かつ互いに離間する側に付勢して連結する連結機構とを備える燃料供給装置において、
    前記連結機構は、前記サブタンクの軸方向に沿って直線的に前記蓋部材と前記サブタンクとを近接離反させるものであり、
    前記蓋部材は、前記燃料タンクの底部に対して傾斜する平面部に環状のロックナットを用いて締め込み固定され、
    前記サブタンクの底部は、前記連結機構により前記燃料タンクの底部に押し付けられ、
    前記連結機構による前記蓋部材及び前記サブタンクの互いの相対移動範囲の全域で、前記サブタンク及び前記連結機構に対する前記蓋部材の角度を可変とするように、前記開口近傍で前記連結機構の上端部と前記蓋部材とを互いに相対傾動可能に連結し、
    前記連結機構及び蓋部材間の傾動軸を中心に円弧状に湾曲し、前記連結機構の上端部を貫通する棒状のガイド部材と、
    前記ガイド部材の外周を巻回し、前記連結機構の上端部と前記蓋部材との間に縮設され、前記蓋部材及び前記連結機構を所定の相対傾動角度とするように付勢する一対のコイルスプリングと、
    前記ガイド部材における前記連結機構の上端部を挟んだ両側に、前記ガイド部材の長手方向の任意の位置で固定可能とされ、前記蓋部材及び前記連結機構の相対傾動範囲を規定する一対の傾動ストッパとを備えることを特徴とする燃料供給装置。
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