JP6992669B2 - 燃料供給装置 - Google Patents
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Description
A1.全体構成:
図1に示す第1実施形態の燃料供給装置1は、燃料タンク2に取り付けられて用いられ、燃料タンク2から燃料を供給する。図1では、燃料タンク2に取り付けられた状態の燃料供給装置1が表わされている。本実施形態では、燃料タンク2は図示しない車両に搭載され、燃料供給装置1は、燃料タンク2内の燃料を、図示しない高圧ポンプに供給する。燃料供給装置1により高圧ポンプに供給された燃料は、高圧ポンプにて高圧化され、車両の内燃機関に燃料を噴射するインジェクタに供給される。本実施形態において、燃料タンク2は、樹脂により形成されている。なお、燃料タンク2は、樹脂に代えて金属により形成されてもよい。燃料タンク2は、中空状の構造を有し、内部に燃料を収容する。燃料タンク2の上壁2aには、開口2bが形成されている。上壁2aにおいて、開口2bの周りは、上方に突出した突出部2cが形成されている。開口2bは、燃料供給装置1の一部により塞がれている。図1では、互いに直交する3つの軸であるX軸、Y軸、およびZ軸が表されている。燃料供給装置1が燃料タンク2に取り付けられた状態において、X-Y平面は水平面と略平行な平面である。Z軸は、鉛直方向と略平行な方向である。-Z方向は、鉛直下方に相当する。本実施形態において、X軸方向とは、+X方向と-X方向の総称である。同様に、Y軸方向とは+Y方向と-Y方向の総称であり、Z軸方向とは+Z方向と-Z方向の総称である。なお、図3以降の図面におけるX軸、Y軸およびZ軸は、いずれも図1のX軸、Y軸およびZ軸に対応する。
図3~図5を用いて燃料タンク2への燃料供給装置1の取り付け方法を説明する。予め、蓋体10と、連結支柱30とを接続し、また、連結支柱30とポンプユニット20とを接続して、燃料供給装置1を組み立てておく。蓋体10と連結支柱30との接続の詳細については、後述する。連結支柱30とポンプユニット20との接続は、回転板部332の裏面に設けられた図6に示す係合部333を、サブタンク21の上側部材212に係合させることにより行われる。
図6に示すように、連結支柱30は、上述の上側支柱部310および下側支柱部330に加えて、リテーナ340およびコイルバネ350を備える。上側支柱部310は、アッパ支柱とも呼ばれる。また、下側支柱部330はロア支柱とも呼ばれる。
図7~図9に示すように、上側支柱部310は、蓋体10とは別体として構成され、中空の箱状の外観形状を有する。上側支柱部310は、本体部314と、接続部320と、突出部311とを備える。本体部314は、筒状の外観形状を有し、内部にリテーナ340を収容すると共に、コイルバネ350および下側支柱部330のそれぞれの上方の一部を収容する。連結方向と交差する方向(以下、「交差方向」と呼ぶ)、例えば水平方向における本体部314の断面積は、連結方向に沿って次第に小さくなる。換言すると、本体部314の断面積は、連結方向とは反対方向に沿って次第に大きくなり、かかる反対方向の端部(上方端部)において最も大きくなる。本体部314の連結方向の端部には、開口315が形成されている。また、本体部314において、連結方向の端部近傍には、上述の係合孔316が形成されている。図10に示すように、係合孔316には、図6に示すリテーナ340の爪343が係合している。これにより、リテーナ340は、上側支柱部310の内部に収容された状態で上側支柱部310に取り付けられる。図10に示すように、本体部314において、開口315の近傍の端部には、テーパ面317が形成されている。テーパ面317は、本体部314の一部を削り取って(研磨して)現れるような面として構成されている。テーパ面317において、本体部314の厚さは、連結方向に沿って次第に小さく(薄く)なる。燃料タンク2に燃料供給装置1を取り付ける際に、図3に示す状態からさらに燃料供給装置1を下方に移動させた場合、上側支柱部310において突出部2cに最も近づく部分は、テーパ面317となる。しかし、テーパ面317が形成されていることにより、上側支柱部310が突出部2cにぶつかることを抑制でき、上側支柱部310および燃料タンク2の損傷を抑制できる。
図6に示すように、下側支柱部330は、上述の回転板部332および係合部333に加えて、筒部331を有する。本実施形態において、下側支柱部330は、上側支柱部310と同じ樹脂材料により形成されている。筒部331は、筒状の外観形状を有し、連結方向の端部において回転板部332および係合部333に形成されている。筒部331の+Z方向の端部には開口337が形成され、筒部331の内側には、開口337を端とする円筒状の内部空間が形成されている。この内部空間には、コイルバネ350が連結方向に伸縮自在に収容される。すなわち、筒部331は、コイルバネ350の伸縮をガイドする。筒部331の外表面には、連結方向に沿って延設されている複数のリブ334が形成されている。また、筒部331において+Z方向の端部近傍には、交差方向(X軸方向)に延設されている節部335が形成されている。節部335は、リブとして形成され、複数のリブ334に亘って架け渡されている。節部335は、連結支柱30が最も伸びた状態において、リテーナ340の内側の下方端部に設けられた図示しない爪部と当接し、下側支柱部330が上側支柱部310から外れることを抑制する。筒部331の下端には、水平方向(X-Y平面に沿った方向)に突出したフランジ状の突出部336が形成されている。タンクが当初の設計範囲を超えて過剰に収縮しようとする場合、連結支柱30も大きく収縮することとなる。このとき、上側支柱部310の下端が突出部336に突き当たり、連結支柱30の過剰な収縮は抑えられる。これにより、燃料タンク2が収縮しようとして底壁2dが+Z方向に移動しようとする場合に、連結支柱30によりかかる移動が抑えられ、燃料タンク2の過剰な収縮を抑えることができる。
図6に示すように、リテーナ340は、薄い筒状の外観形状を有する。リテーナ340は、上側支柱部310の内部空間に収容されている。リテーナ340の外周面は、上側支柱部310の内周面とほぼ同様な形状を有する。リテーナ340の外周面において、連結方向の端部には、上述の爪343が設けられ、上側支柱部310の係合孔316と係合している。リテーナ340には、連結方向に延設されたスリット341が設けられている。リテーナ340の内部空間には、コイルバネ350を収容した状態の下側支柱部330の上側の一部が収容されている。本実施形態において、リテーナ340は、金属により形成されている。金属としては、例えば、アルミニウムや、ステンレス鋼などの任意の金属を用いてもよい。リテーナ340は、上側支柱部310の剛性を向上させると共に、上側支柱部310と下側支柱部330とが互いにスライドする際に摩擦により異音が生じることを抑制する。リテーナ340と下側支柱部330とは、互いに異なる材料により形成されているため、互いに擦れ合った際に異音が生じることが抑制される。
図11および図12に示すように、蓋体10は、上側支柱部310とは別体として構成されている。台部11には、上述の弁装置収容部14、電気コネクタ16、および燃料供給ポート140に加えて、突出収容部110、2つのリブ領域130a、130b、第1ボス部111、および第2ボス部112を備える。
図17に示す第2実施形態の燃料供給装置1aは、ポンプユニット20に替えてポンプユニット20aを備える点において、第1実施形態の燃料供給装置1と異なり、他の構成は同様である。なお、図17では、燃料タンク2に取り付けられている状態における燃料供給装置1aを表している。なお、図17では、燃料タンク2は省略されている。また、図17では、ポンプユニット20aと蓋体10の燃料供給ポート140とを接続する管40が追加して表されている。
C1.その他の実施形態1:
各実施形態では、応力集中部は、2つのボス部111、112の端部127であったが、端部127に代えて、上側支柱部310と蓋体10との接続部分のうちの他の部分を、応力集中部としてもよい。例えば、2つのボス部111、112および2つの係合部321、322を省略する構成とし、突出部311を応力集中部としてもよい。かかる構成においても、突出部311は、複数の貫通孔312を設けることにより脆弱化されているので、下側支柱部330から上側支柱部310へと大きな力が加わった場合に、優先的に破損できる。このため、蓋体10に大きな力が伝わることを抑制し、蓋体10の破損を抑制できる。また、例えば、爪部324を応力集中部としてもよい。かかる構成においては、爪部324の厚みを小さくするなどして、爪部324を優先的に破損し易くしてもよい。さらには、各実施形態では、蓋体10と上側支柱部310との接続部分に応力集中部が設けられていたが、燃料供給装置1、1aにおける他の部分に応力集中部が設けられる構成としてもよい。例えば、下側支柱部330に応力集中部を設けてもよい。また、蓋体10と上側支柱部310との接続箇所を多数設けて、各接続箇所に応力が分散されるようにしてもよい。例えば、上述のボス部と係合部とによるスナップフィット係合構造を、交差方向に多数設けておいて、各スナップフィット構造に応力を分散させてもよい。
各実施形態では、端部127を破損し易くするために、端部側部126の外表面と端部127の外表面との接続を、互いに異なる面(外表面S1およびS2)同士の接続により構成していたが、本発明はこれに限定されない。これらの外表面の接続を、単一の面により構成してもよい。すなわち、端部側部126の外表面と端部127の外表面とを一体化させてもよい。かかる構成においても、下側支柱部330から上側支柱部310へと大きな力が加わる場合に、爪部324から端部127に力を伝えられることができる。
各実施形態では、ボス部111、112と、係合部321、322の基部325との間には空隙G1、G2が設けられていたが、これら2つの空隙G1、G2のうち、少なくとも一方を省略してもよい。すなわち、端部側部126と基部325(挿入孔327)とは互いに接してもよい。また、根元部125と基部325(壁部328)とは互いに接してもよい。
各実施形態において、突出部311および突出収容部110を省略してもよい。かかる構成においても、ボス部111、112と、係合部321、322とのスナップフィット係合により、上側支柱部310と蓋体10とを接続できる。
各実施形態では、上側支柱部310と蓋体10との接続部における交差方向の断面は、上側支柱部310と下側支柱部330との接続部における交差方向の断面よりも広かったが、本発明はこれに限定されない。これらの断面が互い同じ大きさであってもよい。また、上側支柱部310と蓋体10との接続部における交差方向の断面は、上側支柱部310と下側支柱部330との接続部における交差方向の断面よりも狭くてもよい。
各実施形態では、2つのリブ領域130a、130bの合計面積は、当接面Ar1の面積よりも大きかったが、本発明はこれに限定されない。2つのリブ領域130a、130bの合計面積は、当接面Ar1の面積と等しくてもよく、また、小さくてもよい。さらには、各実施形態において、2つのリブ領域130a、130bを省略してもよい。
各実施形態において、燃料供給装置1、1aは、連結支柱30の内部の空隙を利用した超音波センダを備えてもよい。具体的には、例えば、下側支柱部330の内部の空隙の下端に超音センダを配置する。そして、下側支柱部330から上側支柱部310(突出部311)までの内部に形成されたZ軸方向に延びるパイプ状の空隙を超音波パイプとして利用して、液面からの反射波を検知する構成としてもよい。かかる構成においては、下側支柱部330および上側支柱部310のいずれかにおいて、内部空間に燃料を導入するための孔を設けてもよい。
各実施形態において、ボス部の数は、2つであったが、2つに限らず任意の数であってもよい。また、各実施形態において、2つのボス部111、112は、突出収容部110を挟んで配置されていたが、突出収容部110を基準として同じ方向に配置されていてもよい。なお、ボス部の数が複数である場合には、各実施形態のように、壁部110aを挟む又は囲むようにボス部を配置してもよい。このようにすることで、突出収容部110および突出部311により位置決めされる部位に近い位置において、蓋体10と上側支柱部310とを接続できるので、かかる接続を容易に行うことができる。
各実施形態において、燃料供給装置1は、燃料タンク2内の燃料をインジェクタに供給していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、車両内に搭載された他の燃料タンクへと燃料を供給してもよい。また、燃料供給装置1は、燃料タンク2と供に車両に搭載されていたが、車両に限らず自動二輪車や船舶やなどの任意の移動体に搭載されてもよい。また、固定設置された燃料タンクに取り付けられてもよい。
Claims (7)
- 燃料タンク(2)から燃料を供給する燃料供給装置(1;1a)であって、
前記燃料タンクの底壁(2d)に載置され、前記燃料タンクの内部の燃料を前記燃料タンクの外部に吐出するためのポンプユニット(20;20a)と、
前記燃料タンクの上壁(2a)に形成された開口(2b)を塞いで前記上壁に取り付けられ、前記燃料の吐出口が形成された蓋体(10)と、
前記蓋体と前記ポンプユニットとを連結する連結支柱(30)であって、
前記蓋体とは別体として構成され、前記蓋体に接続されている樹脂製の上側支柱部(310)と、
前記上側支柱部に対して、前記蓋体から前記ポンプユニットに向かう連結方向および前記連結方向とは反対方向にスライド可能に嵌め合わされている下側支柱部(330)と、
を有する連結支柱と、
を備え、
前記蓋体と前記上側支柱部との接続部は、前記連結支柱における前記ポンプユニット側に対して前記連結方向と交差する交差方向の力が加えられた場合に応力が集中する応力集中部(127)を有する、
燃料供給装置。 - 請求項1に記載の燃料供給装置において、
前記蓋体は、前記ポンプユニット側へと突出するボス部(111,112)を有し、
前記上側支柱部は、前記ボス部とスナップフィット係合する爪部(324)を有し、
前記応力集中部は、前記ボス部における前記ポンプユニット側の端部として形成されている、燃料供給装置。 - 請求項2に記載の燃料供給装置において、
前記ボス部のうち前記端部を除いた他部分における前記端部側である端部側部(126)の肉厚は、前記他部分における前記端部側とは反対側の根元部(125)の肉厚よりも小さく、
前記端部側部の外表面と前記端部の外表面との接続は、互いに異なる面(S1,S2)同士の接続により構成されている、燃料供給装置。 - 請求項2または請求項3に記載の燃料供給装置において、
前記上側支柱部は、前記ボス部が挿入される挿入孔(327)が形成された基部(325)であって、前記挿入孔の周りにおいて前記爪部と接続されている基部を、さらに有し、
前記ボス部と前記爪部とがスナップフィット係合した状態において、前記ボス部と前記基部との間には、空隙(G1,G2)が形成されている、燃料供給装置。 - 請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の燃料供給装置において、
前記蓋体は、前記開口(2b)に挿入される台部(11)と、前記台部の外周表面に接続され、前記燃料タンクの外表面に接するフランジ部(12)と、を有し、
前記上側支柱部は、前記反対方向の端部に、前記反対方向に突出する突出部(311)を有し、
前記台部は、前記上側支柱部と対向する面に、前記突出部を収容する突出収容部(110)を有する、燃料供給装置。 - 請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の燃料供給装置において、
前記上側支柱部と前記蓋体との接続部における前記連結方向と交差する交差方向の断面は、前記上側支柱部と前記下側支柱部との接続部における前記交差方向の断面よりも広い、燃料供給装置。 - 請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の燃料供給装置において、
前記蓋体は、前記燃料タンクの外表面に接して前記開口を塞ぐフランジ部と、前記フランジ部から前記連結方向に突出して前記開口に挿入される台部とを有し、
前記台部は、前記連結方向に突出した複数のリブが形成されたリブ領域(130a,130b)であって、前記蓋体と前記上側支柱部との当接面(Ar1)と接し、該当接面よりも広いリブ領域を有する、燃料供給装置。
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