WO2016021029A1

WO2016021029A1 - 燃料供給装置

Info

Publication number: WO2016021029A1
Application number: PCT/JP2014/070925
Authority: WO
Inventors: 哲也恵下田; 高田　実
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2014-08-07
Filing date: 2014-08-07
Publication date: 2016-02-11
Also published as: JP6300932B2; JPWO2016021029A1

Abstract

　燃料タンク（１）内に配設され、燃料を吸い込む燃料ポンプ（１１）をリザーバカップ（１５）で被装する燃料供給装置（１００）において、燃料ポンプ（１１）が吸い上げた燃料のうち、余剰分がリザーバカップ（１５）内に貯留されるとともに、リザーバカップ（１５）下端に装着されたベゼル（１８）に流下し、溜められる。燃料ポンプ（１１）下端に繋がる吸込みフィルタ（１６）は、ベゼル（１８）で覆われ、先端部は、タンク底面部（３）に押し当てられる。ベゼル（１８）には燃料導通孔（２２）を通じて燃料タンク（１）内からも燃料が導入される。

Description

燃料供給装置

　本発明は、燃料を貯蔵する燃料タンク内に配置されて燃料タンク内の燃料を外部へ供給する燃料供給装置に関するものである。

　燃料タンク内の燃料を外部へ送出させる燃料供給装置として、燃料タンクの開口部に保持された形態で用いられるものがある。そして、燃料供給装置には、燃料タンク内の燃料が減少した場合でも安定して燃料を供給するという性能が求められている。
　従来の燃料供給装置として、燃料ポンプを収容したサブタンクが燃料タンク内に配置された構造のものがある。このサブタンクは、燃料タンクに取り付けられる蓋部材と結合され、蓋部材の軸方向（タンク深さ方向）への往復移動が可能なように形成されていた。この従来の燃料供給装置は、燃料タンクの容積の変化に関わらず、サブタンクが軸方向に沿って燃料タンクの内底面に押し付けられる構造により、燃料タンク内の燃料の残量が減少した場合でも燃料の供給が可能となるものであった（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４－３１６５１７号公報

　しかし、従来の燃料供給装置は、燃料タンク製造上の制約から燃料タンク側に燃料保持を目的としたベゼルを付設できないものであった。そのため、ベゼルによる燃料保持機能の代わりに、燃料供給装置は軸方向への往復運動が可能な構成と、燃料保持用のサブタンクおよびサブタンク内に燃料を導入するためのジェットポンプが必要となっていた。よって、従来の燃料供給装置は、構造が複雑で部品点数が多く、コストが高いという問題があった。

　この発明は、上述のような課題を解決させるためになされたものであり、燃料タンク内に燃料ポンプを固定して保持するタイプの燃料供給装置であり、燃料タンク内の残燃料が減少しても安定して燃料の吸い上げが可能であり、ジェットポンプ等を用いない簡略化した構造とすることで部品数を減少させ、コストを低下させることが可能な燃料供給装置を得ることを目的とするものである。

　この発明に係わる燃料供給装置は、燃料タンク内に配置された燃料ポンプ部、上記燃料ポンプ部の下方部に取り付けられ、上記燃料タンクの底面部まで到達するように配置された吸込みフィルタ、上記燃料ポンプ部の側方部および下方部を取り囲み、上記燃料ポンプ部から排出される余剰燃料を貯留するとともに上記吸込みフィルタ側に流下させるリザーバカップ、上記リザーバカップの下方部に取り付けられ、上記吸込みフィルタを覆うよう形状され、上記吸込みフィルタの先端部近傍に開口された燃料導通孔から上記吸込みフィルタ側に燃料を導入するとともに上記燃料タンクの底面部近傍に燃料を貯留する貯留部を備えたものである。

　この発明の燃料供給装置によれば、燃料タンク内の残燃料が少なくなったとしても、リザーバカップ内に余剰燃料を貯えるとともに、その余剰燃料を貯留部側に流下させて貯留することができる。そのため、燃料タンク内の残燃料減少時に、貯留部内の吸込みフィルタから燃料を燃料ポンプ部に送り、燃料タンク外に吐出させることが可能となる。また、貯留部は、その一部が燃料タンクの底面部に到達するよう形成され、吸込みフィルタの先端部近傍に開口された燃料導通孔から吸込みフィルタ側に燃料を導入することも可能である。また、吸込みフィルタがタンク底面部まで到達する構成であり、燃料タンクの容積が変化しても安定して吸込みフィルタ側に燃料を供給することができる。
　この発明の上記以外の目的、特徴、観点及び効果は、図面を参照する以下のこの発明の詳細な説明から、さらに明らかになるであろう。

この発明の実施の形態１に係わる燃料供給装置を示す側断面図である。この発明の実施の形態１に係わる燃料供給装置の俯瞰図である。図１のＡ－Ａ線に沿った部分断面平面図である。この発明の実施の形態１に係わる燃料供給装置のベゼルの斜視図である。

実施の形態１．
　以下、この発明の実施の形態１による燃料供給装置１００について、図１ないし図４に基づいて説明する。各図において、同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。図１は、この発明の実施の形態１の燃料供給装置１００が燃料タンク１に装着されている状態を示す側断面図である。図２は、燃料供給装置１００を上側から見下ろした俯瞰図である。図３は、図１のＡ－Ａ線に沿った燃料供給装置１００の部分断面平面図であり、リザーバカップ１５を底面側から観察した図である。図４は、燃料供給装置１００が外部へ供給する燃料を溜めるためのベゼル１８（貯留部に相当する。）の斜視図である。

　図１に示すように、本発明の燃料供給装置１００は、燃料タンク１の開口部２を封止する蓋部材１０に固定されて、燃料タンク１の内部側に配置されるタイプの構造である。そして、燃料供給装置１００の燃料ポンプ１１を中心とする本体部（燃料ポンプ部に相当する。）が、略円筒形状に形成され、その燃料ポンプ部の側方部および下方部をリザーバカップ１５が取り囲んだ構造となっている。さらに、燃料供給装置１００の下端側は、燃料ポンプ１１側に燃料を吸い上げる吸込みフィルタ１６で構成される。可撓性である吸込みフィルタ１６は、可撓性材料のベゼル１８に覆われた状態で配置され、燃料タンク１内部の底部に押し当てられている。ベゼル１８は、上端の開口部がリザーバカップ１５の下端側に装着され、リザーバカップ１５の下面の流出口１５ｂから下に流れる燃料を貯留する役割を持つ。さらに、図２、図４に示すように、ベゼル１８の燃料タンク１の底面に近い吸込みフィルタ１６の先端部上部には、燃料タンク１の内部の燃料をベゼル１８内に導入するための燃料導通孔２２が開口されている。

　この燃料供給装置１００は、図１に示すように、ベゼル１８が可撓性材料で形成されるため、燃料タンク１の容積が変化した場合でも、ベゼル１８の形状を撓ませて、先端部を燃料タンク１の底面に押し付ける形状を保つことができる。また、本体部に含まれるプレッシャレギュレータ１７から溢れ出るリターン流および燃料ポンプ１１からのベーパ流である余剰燃料を、リザーバカップ１５の内部に貯留するとともに、流出口１５ｂからベゼル１８へ流下させ、ベゼル１８内の吸込みフィルタ１６先端部に溜めることができる。よって、燃料タンク１内の残燃料が減少した場合でも、安定して燃料ポンプ１１へ燃料を供給することができるという特徴がある。

　図１および図２に示すように、燃料供給装置１００の蓋部材１０は、例えば、熱可塑性樹脂からなり円板状に形成されたモールド成型品で構成しており、燃料タンク１に形成された開口部２を覆うように燃料タンク１の上壁に取り付けられている。ここで、燃料供給装置１００は、蓋部材１０、吐出管１２および電気コネクタ１３以外の部品が燃料タンク１内に収容されて用いられる。
　蓋部材１０には、燃料ポンプ１１から吐出された燃料を燃料タンク１の外部に供給する管である吐出管１２、および燃料ポンプ１１に電力を供給する電気コネクタ１３が配設される。また、リード線１４が電気コネクタ１３から燃料ポンプ１１に接続されており、電源から電気コネクタ１３を介して入力された電力はリード線１４を経由して燃料ポンプ１１へ供給される。

　リザーバカップ１５には燃料タンク１内の燃料を吸込み、吐出する燃料ポンプ１１が収容され、燃料ポンプ１１には燃料ポンプ１１が吸込む燃料を濾過する吸込みフィルタ１６が付設されている。

　図１に示すように、燃料ポンプ１１は、燃料吸入側を下方側として、燃料タンク１内に縦置きに収容されている。燃料ポンプ１１の内部には、図示しないモータ部を収容しており、モータとともに回転する図示しないインペラにより、燃料タンク１内の燃料を吸込みフィルタ１６を介して吸入し加圧する。

　燃料ポンプ１１で加圧された燃料は、プレッシャレギュレータ１７にて、所定の圧力に調整され、吐出管１２へ供給される。そして、燃料タンク１内の燃料は吐出管１２から燃料タンク１の外部に供給される。

　吸込みフィルタ１６は、燃料ポンプ１１の燃料吸入口に接続され、燃料ポンプ１１が燃料タンク１内から吸入する燃料に含まれる異物を除去する。燃料供給装置１００が車両用として用いられる場合、吸込みフィルタ１６の先端部は、燃料ポンプ１１等の本体部から、車両後方へ向かって斜め下方向に伸びるように配置されている。例えば、図１の紙面左側が車両後方であることを示している。

　図２に示すように、吸込みフィルタ１６は、その周囲が燃料導通孔２２を有する可撓性のあるブーツ状の覆いであるベゼル１８にて覆われている。ベゼル１８の斜視図は、図４に示す。図１に示したように、ベゼル１８はバンド２３によりリザーバカップ１５の下端部に取り付けられ、ベゼル１８に設けられた燃料導通孔２２は加速時に燃料が集まりやすい車両後方側に開口されており、これにより加速時にも安定して吸込みフィルタ１６に燃料が供給される。

　また、図１に示すように、吸込みフィルタ１６は、その先端部下面が燃料タンク１のタンク底面部３に常に押し当てられており、例えば吸込みフィルタ１６はタンク底面部３に対し１５ｍｍ程度ラップしている。そのため、燃料供給装置１００が収容される燃料タンク１が樹脂製である場合に、温度変化による内圧の変化あるいは燃料量の変化で燃料タンク１が膨張または収縮しても、吸込みフィルタ１６がタンク底面部３とラップしていることにより、吸込みフィルタ１６はタンク底面部３内壁に常に到達し、常に押し付けられている状態を得ることができる。

　図１および図２に示すように、リザーバカップ１５の外周面には、センダゲージ１９が配設されており、このセンダゲージ１９は、センサ部(図示せず)、アーム２０、ならびにアーム２０の先端に取り付けられているフロート２１を有している。
　フロート２１は燃料タンク１内の燃料の油面に浮遊可能で、アーム２０はセンサ部側の端部を中心として回動する。センサ部には抵抗値の異なる複数の導電パターンが形成されており、アーム２０の反フロート側の端部はセンサ部の導電パターンと接触可能である。

　燃料タンク１内の燃料中に浮遊するフロート２１が燃料の残量に応じて浮き沈みすると、フロート２１の浮き沈みにともなってアーム２０が回動する。これにより、アーム２０とセンサ部の導電パターンとの接触状態は変化し、燃料タンク１内の燃料の残量が検出される。検出された燃料の残量は、電気信号として図示しないリード線および電気コネクタを介して図示しないＥＣＵ（電子制御装置）へ出力される。

　次に蓋部材１０に取り付けられたリザーバカップ１５について説明する。リザーバカップ１５は、燃料タンク１内部と導通する開口部１５ａを、燃料供給装置１００の本体部の側方部を取り巻き、その上端側にスリット状に有する外周部と、下方部を囲む底面部を有する有底形状をなし、内部が燃料溜りの役目を担っている。
　図３に示すように、リザーバカップ１５によって、燃料ポンプ１１を中心とする本体部が被装されている。そして、リザーバカップ１５の底部には開口部１５ｃが設けられており、この開口部１５ｃを通して挿通された吸込みフィルタ１６の接続管を燃料ポンプ１１のポンプ吸入口１１ａに接続することが可能である。

　なお、言うまでもないが、リザーバカップ１５内に溜まった燃料は絶えず吸い込みフィルタ１６に到達せしめる必要がある。リザーバカップ１５内から吸込みフィルタ１６側に燃料を送る役割を担うのが、図３に示す、リザーバカップ１５の底部の前後、左右各１箇所ずつに設けられた流出口１５ｂである。また、燃圧を所定値に保った結果、余剰となる燃料はプレッシャレギュレータ１７より排出されるが、この排出された余剰燃料も、リザーバカップ１５に溜まり、流出口１５ｂより吸込みフィルタ１６に到達する。すなわち、リザーバカップ１５は余剰燃料のための流路も兼ねている。
　例えば、流出口１５ｂの孔径は、ベゼル１８へ流下する燃料量が、車両のエンジンでの消費燃料量とつり合うように設定する。

　また、図４に、燃料の貯留部となるベゼル１８の拡大斜視図を示すように、可撓性材料で形成されるベゼル１８は、リザーバカップ１５に取り付けられるベゼル上部１８ａと、タンク底面部３に向かって下方部へ伸びるベゼル下部１８ｂで構成され、全体の形状が、ブーツ状に形成されている。
　ベゼル上部１８ａの開口端は、リザーバカップ１５下端に装着され、装着部において、バンド２３によって固定される。

　ベゼル下部１８ｂに形成される燃料導通孔２２は、上述したように車両後方側に開口され、燃料タンク１のタンク底面部３に押し当てられたベゼル１８の上面部分を貫通する孔部であり、例えば、ブーツ状であるベゼル１８のつま先部分の上側に配置される。ベゼル１８先端部においては、その内部の吸込みフィルタ１６は、燃料導通孔２２が開口された高さよりも下側に位置している。燃料供給装置１００の稼働時、ベゼル１８内には、燃料導通孔２２の高さまで、常に燃料が溜められる状態となる。なお、燃料の吸い上げによってベゼル１８内に溜められた燃料の油面が燃料導通孔２２の高さより低くなる場合もあることは言うまでもない。

　この燃料供給装置１００の稼働時、図１の燃料タンク１内に燃料が満たされている限りにおいては、吸込みフィルタ１６に対し何らかの工夫を施さなくても、この吸込みフィルタ１６そのものが液没していることから、いわゆる「供給装置」としての性能に支障はきたさないが、この燃料の油面が下がり、吸込みフィルタ１６が露出したとしても、燃料ポンプ１１が燃料を吸引できることが求められる。

　そのため、本発明においては、上記リザーバカップ１５の「燃料溜り」並びに「燃料流路」作用に加え、もう一つ「貯留部」となるベゼル１８を付加している。このベゼル１８も有底形状を有しているが、燃料が満たされている状態では、容易に燃料タンク１内の燃料を吸い込めるよう燃料導通孔２２が設けられている。なお、この燃料導通孔２２は、前述したように加速時の燃料が集まりやすい車両後方側に設けられていることで、効率的に燃料を吸込むことができる。

　なお、燃料供給装置１００を構成するベゼル１８は、リザーバカップ１５の下方部および吸込みフィルタ１６を包むように覆う形状である。そのため、燃料タンク１に燃料供給装置１００を装着する段階において、燃料タンク１の開口部２に、ベゼル１８の先端部側から挿入することで容易に本体部を燃料タンク１内に収容することができる。

　以上のように、この発明の実施の形態1の燃料供給装置１００によれば、燃料ポンプをタンク内で移動させる手段やジェットポンプが無くとも、燃料タンク１内の残燃料が減少した場合でも、安定して燃料を供給することが可能であり、低コストで高性能の燃料供給装置を得ることができる。

　なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

Claims

　燃料タンク内に配置された燃料ポンプ部、
　上記燃料ポンプ部の下方部に取り付けられ、上記燃料タンクの底面部まで到達するように配置された吸込みフィルタ、
　上記燃料ポンプ部の側方部および下方部を取り囲み、上記燃料ポンプ部から排出される余剰燃料を貯留するとともに上記吸込みフィルタ側に流下させるリザーバカップ、
　上記リザーバカップの下方部に取り付けられ、上記吸込みフィルタを覆うよう形状され、上記吸込みフィルタの先端部近傍に開口された燃料導通孔から上記吸込みフィルタ側に燃料を導入するとともに上記燃料タンクの底面部近傍に燃料を貯留する貯留部を備えたことを特徴とする燃料供給装置。
　上記リザーバカップは、上記吸込みフィルタを上記燃料ポンプ部に接続するための開口部と、上記余剰燃料を上記貯留部側へ流下させる流出口を備えたことを特徴とする請求項１記載の燃料供給装置。
　車両用として用いる燃料供給装置である場合に、上記貯留部の上記燃料導通孔は、車両の後方側に配設されたことを特徴とする請求項２記載の燃料供給装置。
　車両用として用いる燃料供給装置である場合に、上記リザーバカップに開口される上記流出口は、車両の前後、左右の方向に１箇所ずつ形成されたことを特徴とする請求項２または請求項３記載の燃料供給装置。　
　上記貯留部は、上記燃料タンクの底面部に接する部分が可撓性を有し、上記燃料タンクの底面部に押し当てられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の燃料供給装置。
　上記燃料導通孔は、上記燃料タンクの底面部に押し当てられた上記貯留部の先端部の上面側に形成されたことを特徴とする請求項５記載の燃料供給装置。