JP6799508B2 - ケース結合構造および燃料ポンプモジュール - Google Patents
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スナップフィットとは、一方のケースに設けたロック凸部に、材料の弾性を利用して、他方のケースに設けた凹部に嵌め込んで機械的に固定するロック手段である。通常は、この種のスナップフィットを筒状のケースの周方向に間隔をおいて複数設け、2つの筒状のケースを軸方向に芯合わせしながら相互に軸方向にスライド操作して合わせることにより、それら複数のロック手段によって着脱自在にケースを結合する。
また、門形の差し込み枠に差し込まれることによって、差し込み舌片を、周方向(捻り方向)および拡径方向に変位規制することができる。従って、特に捻り方向の振動や衝撃に対する耐力アップを大幅に図ることができる。さらに耐力アップを図ることができる。
図1は、実施形態の燃料ポンプモジュールの外観斜視図である。図2は、燃料ポンプモジュールの分解斜視図である。
図1および図2に示すように、この燃料ポンプモジュール1は、ポンプユニット2とフィルタユニット3を着脱自在に結合したものである。フィルタユニット3は、ポンプユニット2の燃料流れ方向における上流側に位置してポンプユニット2に結合されており、燃料タンクから導入される液体燃料を濾過してポンプユニット2に導出する。
この燃料ポンプモジュール1は、ポンプユニット2とフィルタユニット3とを着脱自在に結合している。これにより、フィルタユニット3をポンプユニット2から取り外すことにより、容易にフィルタユニット3内のフィルタカートリッジ60(後述)の交換が可能であり、メンテナンスが簡単にできるようになる。
以下、ここでは、鉛直方向上側を単に上側、鉛直方向下側を単に下側と表現して説明する。また、燃料ポンプモジュール1の中心軸(後述するポンプ本体10の吸入ポート11の中心軸や円筒管50および円筒ボス部62の中心軸と一致)に沿った方向を軸方向、その中心軸に直交する中心軸を基準にした放射方向を径方向、中心軸の回りに周回する方向を周方向という。また、ポンプユニット2およびフィルタユニット3のそれぞれの前後方向の区別については、両ユニット2、3の組み付け方向(合わせ方向)を前方、両ユニット2、3の取り外し方向(反合わせ方向)を後方として説明する。
燃料ポンプモジュール1は、全体的に軸方向に長い略円柱形状をなしており、モジュールの中心軸を水平方向に向けた姿勢で、図示しない燃料タンクの下方に配置される。燃料ポンプモジュール1には、燃料タンクから液体燃料を吸入する燃料吸入管4(燃料導入口に相当)と、吸入した液体燃料を外部に(内燃機関に向けて)吐出する燃料吐出管5(燃料吐出口に相当)と、余剰燃料を燃料タンクに戻す燃料リターン管6と、が設けられている。これらの管路(燃料吸入管4、燃料吐出管5、燃料リターン管6)は、ホース等を介して、燃料タンク側および内燃機関側と接続される。その際、燃料ポンプモジュール1は、燃料吸入管4と燃料リターン管6のホース接続端を垂直方向上方へ向けた姿勢で燃料タンクの下方に搭載される。
図3は、燃料ポンプモジュールの縦断面図である。図4は、燃料ポンプモジュールを構成するポンプユニットとフィルタユニットの結合前の斜視図である。
図1〜図4に示すように、ポンプユニット2は、燃料タンクからの液体燃料を吸入して外部に吐出する機能を有するもので、外殻体としての有底円筒状のポンプユニットケース20を備えている。ポンプユニットケース20は、樹脂成形品よりなるもので、円筒周壁21と、円筒周壁21の一端(後端)開口を塞ぐ端壁23と、を備えている。
図3に示すように、ポンプユニットケース20の内部には、順次連通する吐出側内部通路30、31が設けられており、上流側に位置する吐出側内部通路30にポンプ本体10の吐出ポート12がOリング13を介して液密に接続されている。また、下流側に位置する吐出側内部通路31は、燃料吐出管5の内部通路32(厳密にはこの内部通路が燃料吐出口に相当)や燃料リターン管6の内部通路(図示せず)に連通している。燃料吐出管5は、ポンプ本体10から吐出側内部通路30、31に吐出された燃料を外部に吐出する管路である。燃料リターン管6は、ポンプ本体10から吐出側内部通路30、31に吐出された燃料の余剰分を燃料タンクに戻す管路である。
図2〜図5に示すように、ポンプユニット2には、ポンプユニットケース20の円筒周壁21の開口端25に位置させて、樹脂成形品よりなる合わせポンプユニット側合わせプレート40が設けられている。このポンプユニット側合わせプレート40は、ポンプユニット2の軸方向に対して垂直な姿勢で、円筒周壁21の開口端25を塞ぐように、ポンプユニットケース20に固着されている。
なお、円筒管50の内径は、ポンプ本体10の吐出流量に対して充分な気液交換性をもった径に設定されている。図5に示すように、円筒管50の基部にはOリング受け用の段部51が設けられており、そのOリング受け用の段部51の前側にOリング56が嵌合装着されている。
また、円筒管50の先端側には、芯合わせ用のガイド凸部として機能する延長管部52が設けられている。この延長管部52は、単に円筒管50の先端をその径のまま長めに延長した部分である。その延長管部52の円筒周壁には、先端縁から円筒管50の基部に向かって延びる複数のスリット52aが設けられている。これらのスリット52aは、円筒周壁の厚さ方向に貫通することで、延長管部52の内外での液体燃料の流通を促す連通部として機能する。
ポンプユニット側合わせプレート40の合わせ面41aにおける円筒管50の基部の周囲には、円筒管50と同心に円環状の突当溝42が設けられている。この円環状の突当溝42の内底面は、ポンプユニット2とフィルタユニット3の軸方向の位置決めを行う突当面42aとされている。
また、図5および図6に示すように、合わせ面41aの突当溝42の外周側には、円筒管50が位置する中心部を取り囲むように、円筒管50と同心に径方向に等間隔に複数の円環状の凸壁43が設けられている。円環状の凸壁43は、例えば断面矩形状のもので、フィルタユニット3側に向けて突出するように形成されている。円環状の凸壁43が同心状に等間隔に複数設けられていることにより、径方向に隣接する凸壁43と凸壁43の間には、円環状の凹所44が設けられている。
また、燃料ポンプモジュール1の設置姿勢の上下方向を基準にして、合わせ面41aの中心部より下半分の領域に位置する円環状の凸壁43の周方向の一部には切欠43aが設けられている。各凸壁43の切欠43aの設けられている角度位置は同じで、各凸壁43に切欠43aがあることによって、合わせ面41a上に径方向に沿った排出溝45が設けられている。
次にフィルタユニット3について説明する。
図2〜図4に示すように、フィルタユニット3は、樹脂成形品よりなる有底円筒状のフィルタユニットケース80と、フィルタユニットケース80の内部に収容されたフィルタカートリッジ60と、を備えている。その他には、フィルタユニットケース80内におけるフィルタカートリッジ60の濾過前空間に連通する燃料吸入管4(燃料導入口)と、フィルタカートリッジ60の濾過後空間に連通する燃料導出口(後述)と、ポンプユニット2との結合のための合わせ面61aを有したフィルタユニット側合わせプレート61と、を備えている。ここで、このフィルタユニット側合わせプレート61は、後述するように、フィルタカートリッジ60の前面板として設けられている。
まず、フィルタユニットケース80の構成について述べると、フィルタユニットケース80は、内部にフィルタカートリッジ収容空間82を備えた円筒周壁81と、円筒周壁81の後端開口を閉塞する端壁83と、円筒周壁81の前端縁に延設された、円筒周壁81よりも大径の円筒フード部84と、を備えている。円筒フード部84は、ポンプユニットケース20の円筒周壁21の前端外周に嵌まることにより、ポンプユニットケース20の前端部を覆うように設けられている。
図3および図5に示すように、フィルタカートリッジ60は、液体燃料を外周側から内周側に向かって透過することで燃料中の固形物を濾過する円筒形状のフィルタエレメント68と、それを支持する樹脂成形品よりなる円板状の前面板(フィルタユニット側合わせプレート61)および後面板67と、を備えている。フィルタエレメント(濾材)68は、蛇腹状に折り襞を付けた濾紙等の素材を円筒形状に成形したプリーツ式のものである。
前面板は、フィルタユニット側の合わせプレート(フィルタユニット側合わせプレート)61として構成され、円筒形状のフィルタエレメント68の前面開口を塞ぐように、フィルタエレメント68に固着されている。前面板(フィルタユニット側合わせプレート61)より小径の円板状に形成された後面板67は、円筒形状のフィルタエレメント68の後面開口を密閉する塞ぎ板として構成され、フィルタエレメント68の後端に固着されている。
フィルタユニット側合わせプレート61は、フィルタユニット3の軸方向に対して垂直な姿勢でフィルタユニットケース80の内部に支持されている。
図4〜図6に示すように、フィルタユニット側合わせプレート61の面内中央部には、円筒ボス部62が設けられている。この円筒ボス部62の内部貫通孔70は、フィルタユニット3の燃料導出口に相当する。円筒ボス部62の先端側は、ポンプユニット側合わせプレート40の合わせ面41aに設けた突当溝42に挿入される部分である。円筒ボス部62の先端面は、突当溝42の内底面である突当面42aに突き当たる突当面62aとされている。これらフィルタユニット側合わせプレート61とポンプユニット側合わせプレート40の両突当面62a、42aが互いに突き当たることで、両合わせプレート61、40が軸方向に位置決めされる。
ポンプユニット側合わせプレート40、およびフィルタユニット側合わせプレート61が以上のように構成されていることにより、両合わせプレート40、61の合わせ面41a、61aが互いに合わせられた際に、ポンプユニット2側の円環状の凸壁43がフィルタユニット3側の円環状の凹所64に嵌まる。そして、ポンプユニット2側の円環状の凹所44に、フィルタユニット3側の円環状の凸壁63が嵌まる。これにより、両合わせ面41a、61a間に、中心部から径方向外方に沿ったラビリンス(迷路状の隘路)が形成される。
次に、ポンプユニット2とフィルタユニット3を着脱自在に結合する結合構造(結合手段)について説明する。この結合構造は、ポンプユニットケース20とフィルタユニットケース80の2つのケース間に設けられている。
図7および図8に示すように、ポンプユニットケース20の円筒周壁21の前端部と、フィルタユニットケース80の円筒フード部84の前端部との間には、結合構造(結合手段)として、ポンプユニット2とフィルタユニット3とを着脱自在に結合するスナップフィット式のロック手段(後述するロック凸部26とロック舌片86)と変形規制手段(後述する差し込み枠27と差し込み舌片87)とが設けられている。
ロック手段(ロック凸部26とロック舌片86)は、ポンプユニット側合わせプレート40とフィルタユニット側合わせプレート61の両合わせ面41a、61a同士を対向させ、且つポンプユニット2の円筒管50の内部貫通孔50a(燃料吸入口)とフィルタユニット3の円筒ボス部62の内部貫通孔70(燃料導出口)とをOリング56を介して液密に連通接続した状態で、ポンプユニット2とフィルタユニット3とを着脱自在に結合するためのものである。
図9(a)に示すように、ロック舌片86は、ロック凹部としての角窓状のロック孔86aを有している。また、ロック孔86aが係合するロック凸部26は、平面視四角形且つ側面視台形状の凸部で、前側斜面26aと頂部26bと後側係止壁26cとを有している。ロック舌片86は、ポンプユニット2およびフィルタユニット3の結合のための軸方向スライド操作に伴って、ロック凸部26の前側斜面26aに衝合し、斜面の作用で弾性変形しながらロック凸部26の頂部26bに乗り上げる。その後、ロック舌片86は、乗り上げ終了点で弾性変形から復帰することにより、ロック孔86aをロック凸部26に係合させる。
また、図7および図8に示すように、ロック凸部26が設けられたポンプユニットケース20の円筒周壁21の外周には、ロック凸部26の周方向に隣接させて差し込み枠27が設けられている。また、ロック舌片86が設けられたフィルタユニットケース80の円筒フード部84の前端には、ロック舌片86の周方向に隣接させて差し込み舌片87が設けられている。これら差し込み枠27と差し込み舌片87は、ポンプユニット2とフィルタユニット3の結合のための軸方向のスライド操作により、互いに嵌合する。そして、隣接するロック舌片86の拡径方向の弾性変形を規制する変形規制手段を構成している。
また、図9(a)に示すように、差し込み枠27は、差し込み舌片87を受け入れる差し込みスリット27bと、ポンプユニットケース20の円筒周壁21の外周面との間に差し込みスリット27bを確保する規制壁27aと、規制壁27aの周方向の両側部に位置して規制壁27aを円筒周壁21の外周に接続する両側壁27cと、を有する差し込み方向から見て門形をなしている。さらに、規制壁27aと両側壁27cとに連結されて差し込み舌片87の差し込み方向の奥部に位置する奥壁27dが設けられることで、差し込み枠27は袋状に形成されている。
また、図9に示すように、片方の側壁27cの前端側には、差し込み舌片87の差し込みスリット27bへの差し込み操作をガイドするガイド壁27eが延設されている。このガイド壁27eに差し込み舌片87の側縁を当てながら、ポンプユニットケース20に対してフィルタユニットケース80を軸方向にスライド操作することにより、ポンプユニット2に対してフィルタユニット3を容易に周方向に位置決めしながら結合させることができる。
図11は、ポンプユニットとフィルタユニットの結合操作途中の状態を示す図で、(a)は断面図、(b)は(a)図のA円部の拡大図である。また、図12は、ポンプユニットとフィルタユニットの結合完了状態を示す断面図である。
Lc>Ld>La>Lb
の関係が成り立つ。このように、円筒管50の延長管部52の先端の位置と、ガイド孔部72の入口の位置と、ロック凸部26の前端の位置とロック舌片86の先端の位置とが設定されている。
次に作用を説明する。
ポンプユニット2とフィルタユニット3を結合する場合は、ポンプユニット2に対してフィルタユニット3を周方向に位置合わせしながら、ポンプユニット2に対しフィルタユニット3を軸方向にスライド操作する。そうすると、図11(a)に示すように、ポンプユニット2の円筒管50の延長管部52の先端が、フィルタユニット3の円筒ボス部62の内部貫通孔70のガイド孔部72に挿入される。
円筒管50の延長管部52の先端がガイド孔部72に挿入されることで、ポンプユニット2とフィルタユニット3が芯合わせ(センタリング)される。また、その動作と共に、フィルタユニット3の円筒フード部84の前端のロック舌片86が、ポンプユニット2のロック凸部26の前側斜面26aの起点に突き当たる(図11の位置)。
以上の構成では、燃料ポンプモジュール1は、ポンプユニット2とフィルタユニット3を着脱自在に結合している。これにより、フィルタユニット3をポンプユニット2から取り外すことで、容易にフィルタユニット3内のフィルタカートリッジ60の交換が可能であり、メンテナンスが簡単にできる。
つまり、例えば、自動二輪車のような車両に搭載した場合、走行条件や走行環境などによって各合わせプレート40、61間の全周からダスト等の異物が内部に入り込む可能性がある。しかしながら、そのような場合であっても、車両の振動や揺れなどによって、ダスト等の異物を自然に漏れ燃料と共に下方に排出することができる。よって、特に自動二輪車のような車両に搭載した場合のシール性能の信頼性を高めることが可能になる。この場合、真下に向けて排出溝45、65が設けられていると、より確実に、侵入したダストを外部に排出することができる。
例えば、燃料ポンプモジュール1は、自動二輪車等の鞍乗型車両の燃料タンク(図示略)の外部に配置されて、燃料タンク内の液体燃料を不図示の内燃機関に向けて圧送する用途に適用される場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、燃料ポンプモジュール1は、液体燃料を圧送するものであれば、さまざまな用途に適用可能である。
2…ポンプユニット
3…フィルタユニット
4…燃料導入管(燃料導入口)
5…燃料吐出管
6…リターン管
7…コネクタ
8…プレッシャレギュレータバルブ
9…チェックバルブ
10…ポンプ本体
11…吸入ポート
12…吐出ポート
13…Oリング
20…ポンプユニットケース
21…円筒周壁
22…ポンプ本体収容空間
23…端壁
26…ロック凸部
26a…前側斜面
26b…頂面
26c…後面係止壁
27…差し込み枠
27a…規制壁
27b…差し込みスリット
27c…側壁
27d…奥壁
27e…ガイド壁
30…燃料吐出側内部通路
31…燃料吐出側内部通路
32…内部通路
40…ポンプユニット側合わせプレート
41…プレート本体
41a…合わせ面
42…突当溝
42a…突当面
43…凸壁
43a…切欠
44…凹所
45…排出溝
48…支持ロッド
48a…スリット
50…円筒管
50a…燃料吸入口
51…段部
52…円筒管の延長部(ガイド凸部)
56…Oリング
60…フィルタカートリッジ
61…フィルタユニット側合わせプレート
61a…合わせ面
62…円筒ボス部
62a…突当面
63…凸壁
63a…切欠
64…凹所
65…排出溝
67…後面塞ぎプレート
68…フィルタエレメント
69…濾過後空間
70…貫通孔(燃料導出口)
71…Oリング挟持面
72…ガイド孔
73…Oリング嵌合孔部
80…フィルタユニットケース
81…円筒周壁
82…フィルタカートリッジ収容空間(濾過前空間)
83…端壁
84…フード部
85…合わせプレート環状支持部
86…ロック舌片
86a…ロック孔
87…差し込み舌片
Claims (4)
- 2つの筒状のケースを、軸方向に芯合わせしながら相互にスライド操作して合わせることにより、それらの外周に周方向に間隔をおいて複数設けられたロック手段によって着脱自在に結合するケース結合構造において、
各前記ロック手段は、
前記軸方向のスライド操作に応じて、前記ケースを構成する材料の弾性を利用して互いに係合する、一方のケース側に設けられたロック凸部と、
他方のケース側に設けられたロック凹部と、
の組み合わせで構成されており、
2つの前記ケースの外周の前記ロック手段と周方向に隣接する位置に、2つの前記ケースの結合のための軸方向のスライドにより、互いに嵌合して、前記ケースの拡径方向の弾性変形を規制する変形規制手段が設けられており、
前記変形規制手段として、
2つの前記ケースのうちの他方のケースに端部に、前記ケースの結合のためのスライド方向に延出した差し込み舌片が設けられ、
2つの前記ケースのうちの一方のケースの外周に、前記差し込み舌片を受け入れる差し込みスリットと、前記ケースの外周面との間に前記スリットを確保し、前記差し込みスリットに前記差し込み舌片が差し込まれた際に前記差し込み舌片の径方向外方への変位を規制する規制壁と、を有する差し込み方向から見て門形の差し込み枠が設けられており、
前記差し込み枠は、
前記規制壁と、
前記規制壁の周方向の両側部に位置して前記規制壁を2つの前記ケースのうちの一方のケースの外周に接続する両側壁と、
前記規制壁と2つの前記ケースのうちの一方のケースの外周とに接続されて前記差し込み舌片の差し込み方向の奥部に位置する奥壁と、
を有する袋状に形成されており、
前記両側壁のうちの一方の側壁に、2つの前記ケースのうちの他方のケースに向かって延出され、前記差し込み舌片の側縁が当接されるガイド壁が設けられている
ことを特徴とするケース結合構造。 - 2つの前記ケースのうちの一方のケースの外周に前記ロック凸部が設けられ、
2つの前記ケースのうちの他方のケースの端部に、前記ロック凹部としての窓状のロック孔を有し、2つの前記ケースの結合のための軸方向のスライド操作に伴って前記ロック凸部に自身の先端が衝合して該ロック凸部に乗り上げることで弾性変形すると共に乗り上げ終了点で弾性変形から復帰することにより前記ロック孔を前記ロック凸部に係合させるロック舌片が設けられ、
前記ロック凸部が設けられた前記一方のケースの外周の前記ロック凸部の周方向に隣接する位置に、前記差し込み枠が設けられると共に、前記ロック舌片が設けられた前記他方のケースの外周の前記ロック舌片の周方向に隣接する位置に、前記差し込み舌片が設けられている
ことを特徴とする請求項1に記載のケース結合構造。 - 前記ロック舌片と前記差し込み舌片が設けられた他方のケースに、前記一方のケースの端部を覆うフード部が設けられ、当該フード部の先端に前記ロック舌片と前記差し込み舌片とが延設されている
ことを特徴とする請求項2に記載のケース結合構造。 - 燃料タンクの外部に設けられる燃料ポンプモジュールにおいて、
前記燃料タンクからの液体燃料を吸入して外部に吐出するポンプユニットと、
前記ポンプユニットの上流側に位置して当該ポンプユニットに着脱自在に結合され、前記燃料タンクから導入される液体燃料を濾過して前記ポンプユニットに導出するフィルタユニットと、
からなり、
前記ポンプユニットは、ポンプ本体を収容するポンプユニットケースを有し、
前記フィルタユニットは、フィルタカートリッジを収容するフィルタユニットケースを有し、
前記ポンプユニットケースと前記フィルタユニットケースとの間に、請求項1〜3のいずれか1項に記載のケース結合構造が設けられている
ことを特徴とする燃料ポンプモジュール。
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