JP5869226B2 - 燃料ポンプ - Google Patents

Description

この発明は、燃料ポンプに係り、特に燃料フィルタを振動させてダストをふるい落とすことにより目詰まりを防止するようにしたものに関する。

燃料ポンプのフィルタは、燃料中に含まれるダストにより目詰まりするので、これを除去するため、燃料フィルタに超音波振動子を取付けて、燃料フィルタが目詰まりしたときに超音波振動子を振動させて燃料フィルタに付着したダストをふるい落とし、燃料ポンプの性能を改善するものがあるう特許文献１参照）。

実開昭５９−１５４３１５号公報

ところで、上記公知例のように、超音波振動子を振動させてダストをふるい落とす形式では、振動発生手段の駆動源として、特別に超音波振動子を設けなければならないからコスト高になるので、より廉価な手段が求められている。そこで、このような特別の駆動源を用いずに振動を発生できるようにすることを目的とする。

上記課題を解決するため請求項１に記載された発明は、燃料タンク内の燃料をエンジンに供給する燃料ポンプにおいて、
前記燃料ポンプ（２）は、その吸い込み口（２５ａ）に設けたサクションフィルタ（５）と、燃料ポンプ（２）から吐出される燃料が所定圧を超えるとき燃料の一部を前記サクションフィルタ（５）の近傍へリターン流として戻す圧力レギュレータ（８）とを備え、
前記吸い込み口（２５ａ）へ吸引される燃料流又は前記圧力レギュレータ（８）のリターン流である燃料流により前記サクションフィルタ（５）を振動させる振動付与手段（例えば、実施例の回転体３０）を設けるとともに、
前記振動付与手段は、前記燃料ポンプの吸い込み口に取付けられた回転体（３０）であり、この回転体は、前記吸い込み口から吸引される燃料流によって回転するインペラー（３４）と、このインペラーに設けられた偏心ウエイトからなることを特徴とする。

請求項２に記載された発明は、燃料タンク内の燃料をエンジンに供給する燃料ポンプにおいて、前記燃料ポンプ（２）は、その吸い込み口（２５ａ）に設けたサクションフィルタ（５）と、燃料ポンプ（２）から吐出される燃料が所定圧を超えるとき燃料の一部を前記サクションフィルタ（５）の近傍へリターン流として戻す圧力レギュレータ（８）とを備え、前記吸い込み口（２５ａ）へ吸引される燃料流又は前記圧力レギュレータ（８）のリターン流である燃料流により前記サクションフィルタ（５）を振動させる振動付与手段を設けるとともに、
前記振動付与手段は、圧力レギュレータから排出される燃料流を前記サクションフィルタに向かってリターン流として噴出させることにより、前記サクションフィルタ（５）を振動させる振動発生の駆動源とし、
さらに、前記サクションフィルタの一端を前記サクションフィルタより外側に張り出した前記圧力レギュレータから排出される燃料流を受ける加振部を有し、他端を前記サクションフィルタにバネ部材を介して一体に取付けた振動体を設けたことを特徴とする。

請求項３に記載された発明は、上記請求項２において、前記加振部に重量を増すためのウエイトを取付けたことを特徴とする。

請求項４に記載された発明は、燃料タンク内の燃料をエンジンに供給する燃料ポンプにおいて、前記燃料ポンプ（２）は、その吸い込み口（２５ａ）に設けたサクションフィルタ（５）と、燃料ポンプ（２）から吐出される燃料が所定圧を超えるとき燃料の一部を前記サクションフィルタ（５）の近傍へリターン流として戻す圧力レギュレータ（８）とを備え、前記吸い込み口（２５ａ）へ吸引される燃料流又は前記圧力レギュレータ（８）のリターン流である燃料流により前記サクションフィルタ（５）を振動させる振動付与手段を設けるとともに、
前記振動付与手段は、圧力レギュレータから排出される燃料流を前記サクションフィルタに向かってリターン流として噴出させることにより、前記サクションフィルタ（５）を振動させる振動発生の駆動源とし、
さらに、前記サクションフィルタの一端に、前記圧力レギュレータからの排出燃料流によって回転するインペラーと、このインペラーと一体に回転する偏心ウエイトからなる回転体（例えば、実施例の回転体６０）を設けたことを特徴とする。

請求項１に記載した発明によれば、燃料ポンプにより生ずる燃料流によりサクションフィルタを振動させるので、サクションフィルタを振動させるための動力を別途確保する必要がない。したがって、構造が簡単になり、部品点数を削源できコストダウンが可能になる。

また、燃料ポンプにより生ずる燃料流により回転する回転体を、インペラーと偏心ウエイトだけで構成し、前記サクションフィルタ（５）を振動させる振動発生源としたので、既存の燃料ポンプを改良することなく取付けでき、安価に製造できる。

請求項２に記載した発明によれば、振動付与手段が圧力レギュレータから排出される燃料流を前記サクションフィルタに向かって噴出させることであるため、
圧力レギュレータからの燃料流で振動を発生させることができ、サクションフィルタを振動させるための動力を別途確保する必要がないから、駆動源としての特別な部品を付加することなく、安価にできる。

そのうえ、サクションフィルタへバネ部材を介して一体に取付け振動体を設けたので、振動体の振動でサクションフィルタを振動させることができる。しかも、バネ部材により振動を大きくすることができる。

請求項３に記載した発明によれば、加振部へウエイトを設けて重量を大きくすることにより、加振部の振動を大きくさせることができる。また、車両の振動が伝わり、より大きく振動することができる。

請求項４に記載した発明によれば、振動発生源が、圧力レギュレータにより生ずる燃料流により回転するインペラーと偏心ウエイトだけで構成されるので、既存のポンプを改良することなく取付けることができ、安価に製造できる。

本実施形態に係るインタンク形式の燃料ポンプを模式的に示す図 サクションフィルタとポンプ本体部の接続部を示す断面図 サクションフィルタとポンプ本体部の組付けを説明する分解図 第１実施例に係る回転体の斜視図 上記回転体の平面図 参考例に係る図２と同様の図 第２実施例に係る模式図 第３実施例に係る模式図 第４実施例に係る模式図 第５実施例に係る模式図 第６実施例に係る模式図

以下、図面に基づいて実施形態を説明する。
図１は、本実施形態に係るインタンク形式の燃料ポンプを模式的に示すものであり、簡略表示した燃料タンク１内には燃料ポンプ２が内蔵されている。燃料ポンプ２は例えば燃料タンク１の底部へ取付けられる。
燃料ポンプ２は、ベースプレート３と筒状のケース４を一体化して密閉空間を形成し、この内部空間にサクションフィルタ５、ポンプ本体部６、二次フィルタ７、圧力レギュレータ８を収容してある。９はベースプレート３から外部へ突出する吐出パイプであり、燃料ホース１０を介して燃料噴射ノズル１１へ燃料を送るようになっている。燃料噴射ノズル１１は図示しないエンジンの吸気口へ燃料を供給する。

サクションフィルタ５はポンプ本体部６の下部に接続し、ベースプレート３近傍のケース４に形成された開口(図示省略)より燃料ポンプ２内へ入った燃料をポンプ本体部６が吸入するとき、サクションフィルタ５にて燃料中のダスト等の目詰まり物質を濾過するようになっている。
ポンプ本体部６は燃料をサクションフィルタ５から吸入するとともに、吸入した燃料を高圧にして二次フィルタ７へ送り返す。図中の太線で示す矢線は燃料の流れである。

二次フィルタ７はポンプ本体部６から送出された燃料中の微細なダストを濾過する。二次フィルタ７には吐出パイプ９及び圧力レギュレータ８が接続され、二次フィルタ７から吐出された燃料が所定圧のときは、矢示Ａのように、吐出パイプ９から燃料噴射ノズル１１へ送出される。
所定圧を超えるときは、矢示Ｂのように圧力レギュレータ８により燃料の一部がサクションフィルタ５の近傍へリターン流として戻され、燃料の圧力を低下させることにより吐出パイプ９へ供給される燃料を所定圧に維持する。

図２はサクションフィルタ５とポンプ本体部６の接続部を示す断面図、図３は、サクションフィルタ５とポンプ本体部６の組付けを説明する分解図である。
図２に示すように、サクションフィルタ５はフィルタ部材で構成された中空体であり、上方へ突出する吐出ノズル１２へポンプ本体部６の底部から下方へ突出する吸入ノズル２６が嵌合することにより、吸入ノズル２６の軸心部に形成された吸入通路２５がサクションフィルタ５の内部空間と連通している。吸入通路２５がサクションフィルタ５は吸入通路２５先端の吸い込み口２５ａへ接続して取付けられている。

ポンプ本体部６は、ハウジング２０内にブラシレスモータとして構成されたモータ部(図示省略)を備え、そのロータの回転中心であるロータ軸２１（燃料ポンプの回転軸）がインペラー２２と一体になっており、ロータの回転により、インペラー２２が一体回転して、キャップ部２３の吸入ポート２４から燃料を吸入し、二次フィルタ７へ送る。キャップ部２３はインペラー２２下方のハウジング下部に設けられ、吸入ポート２４と連通する吸入通路２５からサクションフィルタ５を経て燃料を吸入する。

図３に示すように、サクションフィルタ５は略三角形状をなし、そのコーナー部に吐出ノズル１２が上方へ一体に突出形成されている。吐出ノズル１２は筒状をなし、側壁に係合穴１３が設けられている。

一方、ポンプ本体部６の底部からは、吐出ノズル１２へ嵌合し得る外径の吸入ノズル２６が下方へ突出し、外周部に係止爪２７が一体に設けられている。吸入ノズル２６は先端側が小径部２６ａをなし、ここにＯ−リング２８を外装するようになっている。

小径部２６ａにＯ−リング２８を外装してから、吸入ノズル２６を吐出ノズル１２へ嵌合すると、係止爪２７が係合穴１３へ係合することにより、スナップアクションで吐出ノズル１２が吸入通路２５へ係合し、サクションフィルタ５とポンプ本体部６をワンタッチで結合一体化できる。
但し、このようなサクションフィルタ５とポンプ本体部６の結合形式は一例であり、公知の種々な形式を適宜採用できる。

次に、サクションフィルタの振動装置に関する第１実施例を説明する。この例は振動発生源をサクションフィルタ内部に設けた例である。
図２において、サクションフィルタ５内の吐出ノズル１２近傍部に回転体３０が収容され、支軸３１を中心にしてサクションフィルタ５内部から吸入通路２５へ向かう燃料の流れによって回転するとともに、回転によって振動を発生させ、この振動によりサクションフィルタ５を振動させるようになっている。

回転体３０は中心部に偏心ウエイト３２が一体化されており、この偏心ウエイト３２の中心部がベアリング３３を介して支軸３１の回りに回転自在になっている。
なお、回転体３０が回転するとき、回転中心軸線Ｃが軸振れするよう、支軸３１に対して多少のガタを許容して支持させてもよい。

支軸３１の一端部はポンプ本体部６又はサクションフィルタ５へ固定されている。この実施例では、吸入通路２５の軸心部を上方へ延び、キャップ部２３の吸入ポート２４近傍に設けられたボス２９へネジ止めされている。支軸３１の周囲における吸入通路２５は燃料の吸入に十分な通路面積を確保して、吸入ポート２４へ連通している。

図４は回転体３０の斜視図、図５は平面図である。回転体３０は偏心ウエイト３２の外周側に複数（多数）の羽を放射状に形成したインペラー３４が一体に設けられている。インペラー３４は軽合金や樹脂等、比較的軽量な適宜材料より形成されている。
インペラー３４の各羽は、中心部側で偏心ウエイト３２の外周部へ一体化されている。

偏心ウエイト３２は、重量の大きな金属等の適宜材料からなり、例えば略半円状の小径部と大径部を向かい合わせにして一体化させたような、分銅形状に類似したものであり、支軸３１と同心の中心を、重心に対して大きくずれるように偏心させたものである。
この偏心ウエイト３２により回転体３０の回転時に回転中心軸線Ｃが軸振れして振動を発生するようになっている。

次に作用を説明する。インペラー２２の回転によりサクションフィルタ５内に吸入通路２５へ向かう燃料の流れ（図２及び図４の矢示ａ）が生じると、この流れにより、回転体３０が回転中心軸線Ｃの回りに回転する（図５の矢示ｂ）。
ところが、回転体３０には偏心ウエイト３２が設けられているため、回転体３０は回転中心軸線Ｃに対して、図２及び図４に示す矢示ｃのように上下へ振れながら回転し、これによって回転体３０は振動を発生する。

この振動は支軸３１を介してポンプ本体部６へ伝達され、さらに吸入ノズル２６から吐出ノズル１２へ伝達されることにより、サクションフィルタ５の表面を振動させるため、サクションフィルタ５の表面に付着したダスト１５（図２）を落下させる。これにより、サクションフィルタ５の目詰まりを防ぎ、ポンプ本体部６の性能を高めることができる。

このとき、サクションフィルタ５の振動に際して、振動発生源となる回転体３０の回転はポンプ本体６によって発生される燃料の吸引流れを利用するため、回転体３０自体の駆動源を何ら必要としない。このため、構造が簡単で安価な構成を得ることができる。

次に、参考例を説明する。この参考例は、ポンプ本体を直接振動させるものであり、ポンプ本体のインペラー２２に偏心ウエイトを設けたものであり、サクションフィルタ５の回転体３０を省略した点で前実施例と相違している。図６は図２に対応する図であり、インペラー２２の構成及び回転体３０が省略されているが、他の構成はほぼ同じである。したがって、共通部には共通符号を用い、原則として重複説明を省略する。

この参考例におけるインペラー２２は、中心部に偏心ウエイト４２を設けてある。
偏心ウエイト４２は図４及び５に示す偏心ウエイト３２と同様のものである。このようにすると、ロータ軸２１によりインペラー２２が回転するとき、偏心ウエイト４２によりインペラー２２が軸振れする方向に振動し、この振動はロータ軸２１から吸入ノズル２６へ伝達され、さらに、吐出ノズル１２を介してサクションフィルタ５へ伝達され、サクションフィルタ５の表面を振動させてダスト１５を落下させる。

このように、インペラー２２に偏心ウエイト４２を設けることにより、インペラー２２の回転を軸振れさせることができ、その結果、振動源として利用できる。この場合も、インペラー２２の回転は、当初から備わっているモーターによって行われるから、振動発生のための特別な駆動源は不要になる。しかも、回転体としてポンプ本体６に当初から備わっているインペラー２２を利用するから、振動発生のための特別な回転体を不要にできるから、さらに構造が簡単になり、部品点数を削源してコストダウンが可能になる。
また、インペラー２２の回転軸を延長させて、この延長部に偏心ウエイト４２を設けるようにしてもよい。

次に、第２実施例を説明する。この例及び次の例はともに圧力レギュレータ８のリターン流を振動発生の駆動源に利用するものである。
図７はサクションフィルタ５と圧力レギュレータ８の近傍部を模式的に示す図である。圧力レギュレータ８のハウジング５０の底部に形成された吐出口５１が設けられている。吐出口５１は圧力レギュレータ８のリターン流路をなし、サクションフィルタ５から延出する板バネ５２の自由端５３近傍を指向するよう配置されている。
板バネ５２の自由端５３は加振部をなす。板バネ５２の他端である固定端５４側はサクションフィルタ５と一体化されている。

このようにすると、圧力レギュレータ８のリターン流Ｂが吐出口５１から板バネ５２の自由端５３へ突き当たり、この流れにより、板バネ５２がｄ矢示方向へ上下に振動する。その結果、サクションフィルタ５は板バネ５２の振動により振動し、表面に付着したダスト１５を落下させることができる。しかも、板バネ５２で直接サクションフィルタ５を振動させるので、ポンプ本体を介さずに直接サクションフィルタ５を効率よく振動させることができる。なお、リターン流Ｂはその後、サクションフィルタ５内へ入り、Ｄ矢示のようにポンプ本体６へ吸引される。

板バネ５２のバネの強さや材料は、圧力レギュレータ８の平均的なリターン流の強さに応じて最適な振動を生じるように適宜設定できる。
また、板バネ５２の自由端５３側における突出長さも振動に影響し、長いほど大きな振幅が得られるので、この長さも適宜設定できる。
この場合にも、圧力レギュレータ８のリターン流を利用して、特別な駆動源を設けることなく振動させることができる。

なお、加振部をなす板バネ５２の自由端５３にウエイト５５を設けることもできる。このようにすると、ウエイト５５の付加により、板バネ５２の自由端５３における重量が増加するため、自由短５３における振動を増幅させて、より大きく振動させることができる。また、車両の振動が伝わることでも振動するので、これによってもより大きく振動することができる。
さらに、単一の板バネでなく自由端５３と固定端５４との間を別体の各種バネ部材で連結したものでもよい。

次に、第３実施例を説明する。
この例も、前実施例同様に圧力レギュレータ８のリターン流を振動発生に利用するものであるが、図８に示すように、吐出口５１の指向方向に回転体６０が配置され、吐出口５１から吐出されるリターン流Ｂによって回転されるようになっている。

この回転体６０は第１実施例（図１〜５）における回転体３０と同様のものであり、インペラー３４と、偏心ウエイト３２によって振動するようになっている。また、回転体６０はサクションフィルタ５と一体化されているため、回転体６０の振動はサクションフィルタ５へ直接伝達される。
このため、圧力レギュレータ８のリターン流Ｂを利用してサクションフィルタ５の表面に付着したダスト１５を落下させることができる。

なお、本願発明は上記の各実施例に限定されるものではなく、発明の原理内において種々に変形や応用が可能である。
例えば、サクションフィルタ５の内部へ回転体を設け、サクションフィルタ５を直接振動させることもできる。図９に模式的に示す第４実施例のように、吐出ノズル１２からサクションフィルタ５の内部へ支持部７０を一体に突出させ、その先端部へ設けた支軸７１に回転体３０を支持させてもよい。このようにすると、回転体３０の回転振動を支持部７０から直接サクションフィルタ５の表面へ伝達できる。

さらに、支軸７１を省略させることもできる。この場合は、図１０の第５実施例に示すように、断面略コ字状をなす環状のガイドレール７２を設け、このガイドレール７３内に回転体３０の外周部を遊嵌させる。このようにすると、回転体３０は支軸なしに回転でき、支軸及びベアリングを省略できる。また、回転体３０が軸振れ振動することにより、ガイドレール７２を叩き、これが振動として支持部７０から直接サクションフィルタ５の表面へ伝達され、サクションフィルタ５の表面を振動させることができる。

また、図１１の第６実施例に示すように、回転体８０の回転軸線Ｃ方向における厚みＥを不均一にすること等によって回転中心軸線Ｃを重心Ｗから偏心させれば、別体の偏心ウエイトを設けることなく、回転体を回転振動させることができる。さらに、このような重量の偏心は、回転体８０の厚み変化ばかりでなく、均一な厚みであっても、外周部等へ部分的にウエイトを配置したり、羽の構成材料を質量の異なる組合せにして重量を偏らせるようにすれば、回転体８０の厚みを変化せずに周方向における重量分布を不均一にして振動を発生させることができる。

１：燃料タンク、２：燃料ポンプ、５：サクションフィルタ、６：ポンプ本体、８：圧力レギュレータ、１５：ダスト、２１：モータ部、２４：インペラー、２５：吸入通路、２５ａ：吸い込み口、３０：回転体、３２：偏心ウエイト、３４：インペラー、４２：偏心ウエイト、５１：吐出口、５２：板バネ、５３：自由短（加振部）、５５：ウエイト、６０：回転体

Claims (4)

1. 燃料タンク内の燃料をエンジンに供給する燃料ポンプにおいて、
   前記燃料ポンプ（２）は、その吸い込み口（２５ａ）に設けたサクションフィルタ（５）と、燃料ポンプ（２）から吐出される燃料が所定圧を超えるとき燃料の一部を前記サクションフィルタ（５）の近傍へリターン流として戻す圧力レギュレータ（８）とを備え、
   前記吸い込み口（２５ａ）へ吸引される燃料流又は前記圧力レギュレータ（８）のリターン流である燃料流により前記サクションフィルタ（５）を振動させる振動付与手段を設けるとともに、
   前記振動付与手段は、前記燃料ポンプの吸い込み口（２５ａ）に取付けられた回転体（３０）であり、この回転体は、前記吸い込み口（２５ａ）から吸引される燃料流によって回転するインペラー（３４）と、このインペラーに設けられた偏心ウエイト（３２）からなることを特徴とする燃料ポンプ。
2. 燃料タンク内の燃料をエンジンに供給する燃料ポンプにおいて、
   前記燃料ポンプ（２）は、その吸い込み口（２５ａ）に設けたサクションフィルタ（５）と、燃料ポンプ（２）から吐出される燃料が所定圧を超えるとき燃料の一部を前記サクションフィルタ（５）の近傍へリターン流として戻す圧力レギュレータ（８）とを備え、
   前記吸い込み口（２５ａ）へ吸引される燃料流又は前記圧力レギュレータ（８）のリターン流である燃料流により前記サクションフィルタ（５）を振動させる振動付与手段を設けるとともに、
   前記振動付与手段は、圧力レギュレータ（８）からリターン流として排出される燃料流を前記サクションフィルタ（５）に向かって噴出させることにより、前記サクションフィルタ（５）を振動させる振動発生の駆動源とし、
   さらに、前記サクションフィルタ（５）の一端を前記サクションフィルタより外側に張り出した前記圧力レギュレータ（８）から排出される燃料流を受ける加振部（５３）を有し、他端（５４）を前記サクションフィルタ（５）にバネ部材（５２）を介して一体に取付けた振動体を設けたことを特徴とする燃料ポンプ。
3. 前記加振部（５３）に重量を増すためのウエイト（５５）を取付けたことを特徴とする請求項２に記載の燃料ポンプ。
4. 燃料タンク内の燃料をエンジンに供給する燃料ポンプにおいて、
   前記燃料ポンプ（２）は、その吸い込み口（２５ａ）に設けたサクションフィルタ（５）と、燃料ポンプ（２）から吐出される燃料が所定圧を超えるとき燃料の一部を前記サクションフィルタ（５）の近傍へリターン流として戻す圧力レギュレータ（８）とを備え、
   前記吸い込み口（２５ａ）へ吸引される燃料流又は前記圧力レギュレータ（８）のリターン流である燃料流により前記サクションフィルタ（５）を振動させる振動付与手段を設けるとともに、
   前記振動付与手段は、圧力レギュレータ（８）からリターン流として排出される燃料流を前記サクションフィルタ（５）に向かって噴出させることにより、前記サクションフィルタ（５）を振動させる振動発生の駆動源とし、
   さらに、前記サクションフィルタ（５）の一端に、前記圧力レギュレータ（８）からの排出燃料流によって回転するインペラー（３４）と、前記インペラーと一体に回転する偏心ウエイト（３２）からなる回転体（６０）を設けたことを特徴とする燃料ポンプ。

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