JP2006266229A - ジェットポンプ用燃料供給弁及び弁ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 燃料ポンプモジュールにジェットポンプが設けられている構成のＥＲＦＳで、内燃機関の始動性を悪化させることなく、ジェットポンプへ燃料を供給できるようにする。
【解決手段】 燃料ポンプ５から内燃機関へ至る燃料供給路１３とジェットポンプ９ａ，９ｂとの間に設けるジェットポンプ用燃料供給弁２１の開弁圧力を、燃料ポンプ５から内燃機関への供給燃料の目標圧力よりも低く設定した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ジェットポンプ用燃料供給弁及びこれを備えた弁ユニットに関する。

従来、例えば自動車の燃料タンクに取り付けた燃料ポンプモジュールを用いて内燃機関へ燃料を供給するシステムとして、ＭＲＦＳ（Mechanical Return-less fuel System）と呼ばれるシステムがある。ＭＲＦＳでは、燃料ポンプモジュールが備えるレギュレータによって、内燃機関への供給燃料の圧力を機械的に調整している。

このような燃料ポンプモジュールには、前述した燃料ポンプ、レギュレータの他に、燃料を貯留するリザーバ、リザーバに燃料を移送するジェットポンプを備えているものがある（例えば、特許文献１参照）。この燃料ポンプモジュールでは、レギュレータからの排出燃料を用いてジェットポンプを駆動し、燃料タンク内の燃料をリザーバへ移送する。
特開２００２−１３４５１号公報

ところで、燃料ポンプモジュールを用いて内燃機関へ燃料を供給するシステムとしては、上記のＭＲＦＳの他にＥＲＦＳ（Electrical Return less-fuel System）と呼ばれるものもある。このＥＲＦＳでは、燃料ポンプの回転数を制御することで、燃料ポンプから内燃機関へ供給する燃料の圧力を調整する。これにより、ＥＲＦＳで用いられる燃料ポンプモジュールには、レギュレータが設けられていない。

このＭＲＦＳに上記のようなジェットポンプを備える燃料ポンプモジュールを採用しようとした場合、レギュレータが設けられていないことから、駆動流としての燃料をジェットポンプへ供給する構成を新たに設ける必要がある。

そこで、燃料ポンプから内燃機関へ接続される燃料供給路を分岐させて、その分岐させた一方をジェットポンプに接続してジェットポンプへ燃料を供給することが考えられる。

しかしながら、この場合には、内燃機関及び燃料ポンプが停止された場合、燃料供給路中の燃料が、ジェットポンプへ流れて該ジェットポンプから排出されてしまい、燃料供給路が燃料で満たされなくなってしまうことが考えられる。このような状態では、内燃機関を再び始動する場合、燃料供給路が燃料で満たされちないことから、燃料ポンプから内燃機関への燃料の供給に時間が掛かってしまい、内燃機関の始動性が悪化してしまうことが考えられる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料ポンプモジュールにジェットポンプが設けられている構成のＥＲＦＳで、内燃機関の始動性を悪化させることなく、ジェットポンプへ駆動流としての燃料を供給できるようにすることにある。

上記目的を達成するために、請求項１の発明のジェットポンプ用燃料供給弁は、ジェットポンプと燃料を吸引して燃料供給路を介して外部装置へ供給する燃料ポンプとを有し供給燃料の圧力調整のために前記燃料ポンプが回転数制御される燃料ポンプモジュール、に設けられるケーシングと、前記燃料供給路から前記ジェットポンプへ燃料を供給するために一端側を前記燃料供給路に連通され他端側を前記ジェットポンプに連通される、前記ケーシングに設けられた連通流路と、前記ケーシングに設けられた弁座に対して離着座自在に設けられ、前記連通流路を開閉する弁体と、前記弁体を付勢して前記弁座に着座させる弾性部材と、を備え、前記燃料供給路からの燃料の圧力によって前記弁体が前記弾性部材の付勢力に抗して前記弁座から離反する開弁圧力が、前記供給燃料の目標圧力よりも低く設定されていることを特徴とする。

したがって、開弁圧力が供給燃料の目標圧力よりも低く設定されていることから、内燃機関の稼動時に燃料ポンプから内燃機関へ目標圧力で燃料が供給されているときには、弁体が弁座から離反して連通流路が開放されて、燃料供給路からジェットポンプに燃料が供給される。また、内燃機関及び燃料ポンプが停止される際に、燃料供給路中の燃圧が開弁圧力よりも小さくなると、弁体が弁座に着座して連通流路が閉塞される。これにより、燃料供給路中の燃料がジェットポンプから排出されることがない。よって、内燃機関及び燃料ポンプが停止されても、燃料供給路中に燃料が十分にある状態となり、内燃機関の始動性を悪化させることがない。即ち、内燃機関の始動性を悪化させることなく、ジェットポンプへ駆動流としての燃料を供給することができる。

また、請求項２の発明は、上記請求項１の発明のジェットポンプ用燃料供給弁において、前記弾性部材は、コイルバネであることを特徴とする。

したがって、連通流路中にコイルバネを収納する構成を採用することが可能であるので、該ジェットポンプ用燃料供給弁の小型化を図ることができる。

また、請求項３の発明の弁ユニットは、請求項１又は２に記載のジェットポンプ用燃料供給弁と、前記燃料供給路に連通され、開弁圧力が前記供給燃料の目標圧力よりも高く設定されたリリーフ弁と、を備え、前記ジェットポンプ用燃料供給弁と前記リリーフ弁とが一体に設けられていることを特徴とする。

したがって、請求項１の発明と同様の作用効果を奏するとともに、燃料供給路中の燃料の圧力がリリーフ弁の開弁圧力以上になった場合には、リリーフ弁が作動して燃料供給路中の燃料の圧力上昇が防止されるので、該弁ユニットを用いるシステムの安全性を確保することができる。また、ジェットポンプ用燃料供給弁とリリーフ弁とが一体に設けられていることにより、別体のジェットポンプ用燃料供給弁とリリーフ弁とを燃料ポンプモジュールに取り付ける場合に比べて、該弁ユニットが取り付けられる燃料ポンプモジュールの構造を簡素化することができる。

以下、本発明を具現化した実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態では、弁ユニット８を内蔵する燃料ポンプモジュールとして、内燃機関を搭載した自動車の燃料タンクの内部に装着される燃料ポンプモジュールが適用されている。この燃料ポンプモジュールは、ＥＲＦＳ（Electrical Return less-fuel System）を構成する要素である。

図１は、本実施形態にかかる弁ユニットを内蔵した燃料ポンプモジュールを示す概略構成図である。図１に示すように、燃料ポンプモジュール１は、図示しない燃料タンクの上部に設けられた開口を塞ぐように取り付けられる蓋部２と、蓋部２の下方で燃料タンク内に収容される垂下部３とを備えている。

垂下部３は、樹脂からなる本体ケーシング４の内部に、燃料ポンプ（図中では、Ｆ／Ｐと記載）５や、サクションフィルタ（図中では、Ｓ／Ｆと記載）６、吐出側フィルタ（図中では、Ｆ／Ｆと記載）７、弁ユニット８、ジェットポンプ部９、リリーフ弁１０等を取り付けたものである。これらの各部５〜１０は、流路１１（１１ａ〜１１ｅ）を介して接続されている。また、垂下部３の下部には、内部に燃料を貯留するリザーバ１２が形成されている。さらに、垂下部３には、燃料ポンプ５と吐出側フィルタ７との間の流路１１ｂに内燃機関から燃料ポンプ５への燃料の逆流を防止する図示しないチェックバルブが設けてある。

燃料ポンプ５の上流側には、流路１１ａを介してサクションフィルタ６が接続される一方、燃料ポンプ５の下流側には、流路１１ｂを介して吐出側フィルタ７が接続されている。この吐出側フィルタ７の下流側には、蓋部２に設けられるフィードパイプ１４が流路１１ｃを介して接続されている。フィードパイプ１４は、図示しない燃料配管によって内燃機関に接続されている。ここに、流路１１ｂ、吐出側フィルタ７、流路１１ｃ，フィードパイプ１４、燃料配管などによって、燃料ポンプ５から内燃機関に至る燃料供給路１３が構成されている。

また、吐出側フィルタ７からフィードパイプ１４へ至る流路１１ｃの途中には、弁ユニット８へ至る流路１１ｄが接続されている。弁ユニット８の下流側は、流路１１ｅによって、ジェットポンプ部９及びリリーフ弁１０に接続されている。

燃料ポンプ５は、リザーバ１２の燃料を、燃料タンク外、すなわち、内燃機関に向けて吐出するものである。なお、燃料ポンプ５は、蓋部２と垂下部３との間で配索されるケーブル（図示せず）、および蓋部２の上面に設けられたコネクタ（図示せず）を介して制御装置及び外部電源（いずれも図示せず）に接続されている。ここで、ＥＲＦＳでは、燃料ポンプ５から内燃機関へ供給する燃料の圧力（以下、燃圧ともいう）が目標圧力（例えば、４１０ｋＰａ）になるように燃料ポンプ５の回転数が制御される。具体的には、図示しない圧力センサによって検出した燃料供給路１３中の燃圧に基づいて、内燃機関へ供給する燃料の圧力が目標圧力（本実施形態では、４１０ｋＰａ）になるように、燃料ポンプ５の回転数がフィードバック制御される。

吐出側フィルタ７は、燃料ポンプ５によって吐出された燃料からダストを除去して清浄化するものである。

サクションフィルタ６は、燃料ポンプ５によって吸入されるリザーバ１２の燃料からダストを除去して清浄化するものである。

ジェットポンプ部９は、弁ユニット８から供給される燃料を駆動流として、燃料タンク内の燃料を、垂下部３のリザーバ１２の内部に移送するものである。本実施形態のジェットポンプ部９は、２つのジェットポンプ９ａ，９ｂを有している。これは、燃料タンクとして、メインタンクとサブタンクとを有し、車体床下のフロアトンネル部等を跨ぐ所謂鞍型タンクへ対応させた構成例を示している。この構成では、一方のジェットポンプ９ａは、メインタンクからリザーバ１２に燃料を移送し、他方のジェットポンプ９ｂは、サブタンクからリザーバ１２に燃料を移送する。

図２は、本実施形態にかかる弁ユニット８を示す断面図である。図１及び図２に示すように、弁ユニット８は、ジェットポンプ部９へ駆動用の燃料を供給するジェットポンプ用燃料供給弁２１と、燃料ポンプ５から内燃機関へ至る燃料供給路１３の異常な高圧の発生を防止するためのリリーフ弁３１とを一体に備えている。

具体的には、図２に示すように、弁ユニット８は、外側ケーシング４１と、この外側ケーシング４１の内部に固定された内側ケーシング４２とから構成されるケーシング４３を備えている。このケーシング４３は、本体ケーシング４に取り付けられている。外側ケーシング４１と内側ケーシング４２との間には、燃料溜め部４４が形成されている。この燃料溜め部４４は、外側ケーシング４１に形成された図示しない貫通孔によって、流路１１ｄに連通している。

内側ケーシング４２には、該内側ケーシング４２を左右方向に貫通して両端が燃料溜め部４４に連通した共用流路４５が形成されており、この共用流路４５の下方にジェットポンプ用燃料供給弁２１が配置され、共用流路４５の上方にリリーフ弁３１が配置されている。なお、図中の符号４６は、Ｏリングである。

ジェットポンプ用燃料供給弁２１について説明する。内側ケーシング４２には、共用流路４５の下側に位置させて連通流路２２が形成されており、この連通流路２２の内部に第１の弁体２３と、弾性部材である第１のコイルバネ２４とが設けられている。

連通流路２２の上端側（上流側）は、共用流路４５に連通している一方、連通流路２２の下端側（下端側）は、流路１１ｅ（図１参照）に連通している。従って、連通流路２２の下端側は、ジェットポンプ部９に連通している。この連通流路２２の上端側には、上方に向かって先細のテーパ状の第１の弁座２５が形成されている。この第１の弁座２５の形状によって、該第１の弁座２５と共用流路４５との間の連通流路２２が、第１の弁座２５よりも下側の連通流路２２の径よりも小径となっており、ここに、オリフィス２６が形成されている。

第１の弁体２３は、球状に形成されているとともに、第１の弁座２５に対して離着座自在に設けられており、連通流路２２を開閉する。

第１のコイルバネ２４は、第１の弁体２３と、連通流路２２の下端側に設けられた第１のストッパ２７との間に設けられている。この第１のコイルバネ２４は、第１の弁座２５に向けて第１の弁体２３を付勢して、第１の弁体２３を弁座に着座させる。第１のストッパ２７には、燃料の通過を許容する複数の孔（図示せず）が形成されている。

このジェットポンプ用燃料供給弁２１では、燃料供給路１３からの燃料の圧力によって第１の弁体２３が第１のコイルバネ２４の付勢力に抗して第１の弁座２５から離反する開弁圧力は、燃料ポンプ５が燃料供給路１３を介して燃料機関へ供給する燃料（供給燃料）の目標圧力（本実施形態では、４１０ｋＰａ）よりも低く設定されている。具体的には、３００ｋＰａに設定されている。この構造では、燃料供給路１３からの燃料による第１の弁体２３に作用する圧力が開弁圧力以上の場合には、その圧力によって第１の弁体２３が第１のコイルバネ２４の付勢力に抗して第１の弁座２５から離反して連通流路２２を開放し、燃料供給路１３からジェットポンプ９ａ，９ｂに燃料を供給する。一方、燃料供給路１３からの燃料による第１の弁体に作用する圧力が開弁圧力よりも小さい場合には、第１の弁体２３が第１の弁座２５に着座し、連通流路２２を閉塞する。

次に、リリーフ弁３１について説明する。内側ケーシング４２には、共用流路４５の上側に位置させてリリーフ流路３２が形成されており、このリリーフ流路３２の内部に第２の弁体３３と、弾性部材である第２のコイルバネ３４とが設けられている。

リリーフ流路３２の下端側（上流側）は、共用流路４５に連通している一方、リリーフ流路３２の上端側（下流側）は、リザーバ１２に連通している。この連通流路２２の下端側には、下方に向かって先細のテーパ状の第２の弁座３５が形成されている。

第２の弁体３３は、球状に形成されているとともに、第２の弁座３５に対して離着座自在に設けられており、リリーフ流路３２を開閉する。

第２のコイルバネ３４は、第２の弁体３３と、リリーフ流路３２の上端側に設けられた第２のストッパ３７との間に設けられている。この第２のコイルバネ３４は、第２の弁座３５に向けて第２の弁体３３を付勢して、第２の弁体３３を第２の弁座３５に着座させる。第２のストッパ３７には、燃料の通過を許容する複数の孔（図示せず）が形成されている。

このリリーフ弁３１では、燃料供給路１３からの燃料の圧力によって第２の弁体３３が第２のコイルバネ３４の付勢力に抗して第２の弁座３５から離反する開弁圧力は、燃料ポンプ５が燃料供給路１３を介して燃料機関へ供給する燃料（供給燃料）の目標圧力（本実施形態では、４１０ｋＰａ）よりも高く設定されており、具体的には、５５０ｋＰａに設定されている。この構造では、燃料供給路１３からの燃料による第２の弁体３３に作用する圧力が開弁圧力以上の場合には、その圧力によって第２の弁体３３が第２のコイルバネ３４の付勢力に抗して第２の弁座３５から離反してリリーフ流路３２を開放し、燃料供給路１３中の燃料をリザーバ１２へ排出する。

このような構成において、内燃機関の稼動時に燃料ポンプ５から内燃機関へ目標圧力で燃料が供給されているときには、第１の弁体２３が第１の弁座２５から離反して連通流路２２が開放されて、燃料供給路１３からジェットポンプ９ａ，９ｂに燃料が供給される。また、内燃機関及び燃料ポンプ５が停止される際に、燃料供給路１３中の燃圧がジェットポンプ用燃料供給弁２１の開弁圧力よりも小さくなると、第１の弁体２３が第１の弁座２５に着座して連通流路２２が閉塞される。これにより、燃料供給路１３中の燃料がジェットポンプ９ａ，９ｂから排出されることがない。よって、内燃機関及び燃料ポンプ５が停止されても、燃料供給路１３中に燃料が十分にある状態となり、内燃機関の始動性を悪化させることがない。即ち、本実施形態によれば、内燃機関の始動性を悪化させることなく、ジェットポンプ９ａ，９ｂへ燃料を供給することができる。

また、弾性部材が第１のコイルバネ２４であることにより、連通流路２２中に第１のコイルバネ２４を収納する構成を採用することが可能であるので、該ジェットポンプ用燃料供給弁２１の小型化を図ることができる。

また、何らかの原因で燃料供給路１３中の燃圧が目標燃圧よりも高くなり、リリーフ弁３１へ作用する燃圧がリリーフ弁３１の開弁圧力に達した場合には、リリーフ弁３１が開弁して、燃料供給路１３の燃料を燃料供給路１３の外部であるリザーバ１２へ排出する。これにより、燃料供給路１３の燃圧の異常な上昇が防止される。したがって、該弁ユニット８を用いるＭＲＦＳの安全性を確保することができる。

また、ジェットポンプ用燃料供給弁２１とリリーフ弁３１とが一体に設けられていることにより、別体のジェットポンプ用燃料供給弁とリリーフ弁とを燃料ポンプモジュールに取り付ける場合に比べて、該弁ユニット８が取り付けられる燃料ポンプモジュール１の構造を簡素化することができる。

なお、本発明は、次のような別の実施形態に具現化することができる。以下の別の実施形態でも上記実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。

（１）上記実施形態では、ジェットポンプ用燃料供給弁２１とリリーフ弁３１とを上下に対向配置させたが、ジェットポンプ用燃料供給弁２１とリリーフ弁３１との配列を、並列にした形態としても本発明は同様に実施することができる。

また、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術思想について、以下にその効果と共に記載する。

（イ）請求項１又は２に記載のジェットポンプ用燃料供給弁では、上記連通流路の入口にオリフィスが形成されているのが好適である。

これにより、ジェットポンプへ供給する燃料の量の最適化を図ることができる。

本発明の実施形態にかかる弁ユニットを内蔵した燃料ポンプモジュールを示す概略構成図。 本発明の実施形態にかかる弁ユニットを示す断面図。

符号の説明

１ 燃料ポンプモジュール
５ 燃料ポンプ
９ａ ジェットッポンプ
９ｂ ジェットポンプ
１３ 燃料供給路
２１ ジェットポンプ用燃料供給弁
２２ 連通流路
２３ 第１の弁体（弁体）
２４ 第１のコイルバネ（弾性部材、コイルバネ）
２５ 第１の弁座（弁座）
３１ リリーフ弁
４３ ケーシング

Claims (3)

1. 燃料タンク内の燃料を移送するジェットポンプと移送された燃料を吸引して燃料供給路を介して外部装置へ供給する燃料ポンプとを有し供給燃料の圧力調整のために前記燃料ポンプが回転数制御される燃料ポンプモジュール、に設けられるケーシングと、
   前記燃料供給路から前記ジェットポンプへ燃料を供給するために一端側を前記燃料供給路に連通され他端側を前記ジェットポンプに連通される、前記ケーシングに設けられた連通流路と、
   前記ケーシングに設けられた弁座と、
   この弁座に対して離着座自在に設けられ、前記連通流路を開閉する弁体と、
   前記弁体を付勢して前記弁座に着座させる弾性部材と、
   を備え、
   前記燃料供給路からの燃料の圧力によって前記弁体が前記弾性部材の付勢力に抗して前記弁座から離反する開弁圧力が、前記供給燃料の目標圧力よりも低く設定されていることを特徴とするジェットポンプ用燃料供給弁。
2. 前記弾性部材は、コイルバネであることを特徴とする請求項１に記載のジェットポンプ用燃料供給弁。
3. 請求項１又は２に記載のジェットポンプ用燃料供給弁と、
   前記燃料供給路に連通され、開弁圧力が前記供給燃料の目標圧力よりも高く設定されたリリーフ弁と、
   を備え、
   前記ジェットポンプ用燃料供給弁と前記リリーフ弁とが一体に設けられていることを特徴とする弁ユニット。

Images