JP2007255378A - 燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料供給装置としての諸性能を犠牲にすることなく、異音発生を抑止できるような燃料供給装置を提供する。
【解決手段】フューエルポンプ２、フューエルフィルタ３、プレッシャレギュレータ４等がリザーバカップ６内に収容され、フューエルポンプ２の吸入部２ｂがリザーバカップ６内にあり、プレッシャレギュレータ４からの余剰燃料によりジェットポンプ１０を作動させて燃料タンク１００内の燃料をリザーバカップ６内へ汲み上げるフューエルポンプモジュール１において、フューエルフィルタ３とプレッシャレギュレータ４とを連通する燃料通路７の形状を、その通路長さＬおよび通路断面積と等しい面積を有する円の直径Ｄの関係を、Ｌ／Ｄ≧３と設定した。
【選択図】図２

Description

本発明は、燃料ポンプおよびその関連部品等を一体的にモジュール化して、燃料タンク内に組み込まれている燃料供給装置に関するもので、特に車両に用いて好適である。

燃料供給装置としては、たとえば、燃料を吸入し吐出する燃料ポンプと、燃料ポンプから吐出される燃料中の異物を除去する燃料フィルタと、燃料フィルタから流出した燃料の圧力を調整する燃料圧力調整弁とを一つのモジュールにまとめたものがある（特許文献１参照）。
特開２００５−８３３０３

燃料ポンプから吐出された燃料を燃料タンク外へ送出する燃料通路途中には、燃料ポンプから送出された燃料の一部を燃料タンク内に戻すリターン通路が分岐している。燃料圧力調整弁燃料圧力調整弁は、この燃料通路とリターン通路の分岐点に設けられている。燃料圧力調整弁は、リターン通路の入口を覆うように配置された弁体と、弁体をリターン通路の入口を塞ぐ方向に付勢する付勢部材とを備えている。燃料ポンプから吐出されて燃料圧力調整弁に流入した燃料の流体力は、弁体を付勢力に打ち勝って押し開く方向に作用する。この構成によれば、燃料ポンプの吐出量が少なく燃料の流体力が小さいときは、弁体のリフト量は０、あるいは極わずか（すなわち、リターン通路へ流出する燃料流量は０あるいは極わずか）である。一方、燃料ポンプの吐出量が十分多く燃料の流体力が大きいときは、弁体のリフト量は増大し、リターン通路へ流出する燃料流量も増加する。これにより、燃料タンク外へ送出される燃料圧力が所定値に維持される。

燃料ポンプの駆動源としてはモータが用いられ、一般に直流モータ、詳しくはスロット付き整流子式直流モータが用いられている。このタイプの直流モータは、電源電圧により回転数が決まる。また、スロットを有するためトルク変動が生じる。このトルク変動により燃料ポンプからの吐出燃料圧力は規則的に変動し、いわゆる圧力脈動が生じる。

燃料ポンプの吸入口は、常に燃料で満たされたリザーバカップ内にあり、燃料タンク内の残存燃料量が少ないときでも、燃料ポンプが確実に燃料を吸入しエンジンに供給することを可能としている。

燃料ポンプ吐出量が少ないとき、たとえば、エンジン始動時においてスタータモータに大電流が流れ燃料ポンプへの印加電圧が低下しているとき、においては、燃料圧力調整弁は閉じているが、上述した圧力脈動による力が弁体に作用すると弁体が開弁方向に移動する。これにより、弁体および付勢部材からなる振動系に振動が励起され、その系の固有振動数で振動する。また、燃料ポンプ作動中は燃料圧力調整弁部には絶えず圧力脈動が伝播され、その力が弁体に作用する。したがって、弁体は、リターン通路入口の弁座に衝突・離間を繰り返し共振状態となり、これにより、異音が発生して運転者に違和感を抱かせる可能性がある。

一方、エンジンが始動してスタータモータが停止すると、燃料ポンプへの印加電圧が回復し燃料ポンプの吐出量が増加する。すると、燃料圧力調整弁の弁体は常に弁座から離れた状態となり、弁座との距離、つまりリフト量が変動して燃料圧力を調整する。このとき、燃料の圧力脈動は依然としてあるが、弁体が弁座に衝突しないので異音は発生しない。

ところで、燃料タンク内の燃料が少ないときでも燃料ポンプが燃料を確実に吸入できるように、燃料ポンプを桶状のリザーバカップ内に収容するとともに、燃料ポンプの吸入口をリザーバカップの底部に配置したものがある。この場合、上述のリターン通路先端にジェットポンプを装着して、リターン通路から流出する燃料の流体エネルギを利用して、燃料タンク内の燃料をリザーバカップ内に供給している。

このような構成の燃料供給装置においては、燃料圧力調整弁の背圧が高くなり、上述した、圧力脈動に起因する異音発生現象がより顕著に発生する。

さらに、リターン通路内の燃料圧力を調整するために、リターン通路途中にリリーフ弁を備えた燃料供給装置がある。このような構成の燃料供給装置においては、燃料ポンプ吐出量が少ないときは、リターン通路内の燃料圧力がリリーフ弁開弁圧力より低いためリリーフ弁は着座したままである。上述したような燃料圧力調整弁の弁体の共振挙動が発生すると、それに連動してリターン通路内にも燃料圧力の脈動が伝播され、その作用により、今度はリリーフ弁がその弁体および付勢部材からなる振動系に振動が励起され、その系の固有振動数で振動してリリーフ弁の弁座に衝突・離間を繰り返し、異音が発生する。

すなわち、リターン通路途中にリリーフ弁を備えた燃料供給装置においては、燃料ポンプ吐出流量が少ないときには、燃料圧力調整弁の振動に追従してリリーフ弁も振動する。このため、やはり異音が発生して運転者に違和感を抱かせる可能性がある。

そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みなされたもので、燃料供給装置としての性能を維持しつつ、異音発生を抑止できるような燃料供給装置を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成する為、以下の技術的手段を採用する。

本発明の請求項１に記載の燃料供給装置は、燃料タンク内に設置されて前記燃料タンク内の燃料を前記燃料タンク外へ供給する燃料供給装置であって、燃料を吸入し吐出する燃料ポンプと、燃料ポンプから吐出された燃料の圧力を調整する燃料圧力調整弁と、燃料ポンプの吐出口と燃料圧力調整弁とを連通する燃料通路とを備え、燃料通路の長さＬと前記燃料通路の断面積と等しい面積を有する円の直径Ｄとの関係を、Ｌ／Ｄ≧３としたことを特徴としている。

一般に、流体中を伝播する圧力脈動は、通路断面積が急激に変化したりすると減衰するが、通路を伝播中においても減衰する。

上述の構成によれば、燃料通路の長さを規定することによって、燃料圧力調整弁部における燃料ポンプ駆動用モータのトルク変動に起因する圧力脈動の大きさを、燃料圧力調整弁の開弁圧力より低くなるように減衰させることができる。

これにより、燃料圧力調整弁の弁体が弁座に衝突・離間を繰り返して異音が発生することを防止できる。

ところで、燃料ポンプの吐出口と燃料圧力調整弁とを連通する燃料通路の断面形状が、たとえば直径１ｃｍの円形である場合、Ｌ／Ｄ≧３なる関係を成立させるためには、通路長さＬは３ｃｍ以上とする必要がある。この長さは、燃料供給装置の体格内に十分収容可能であり、この燃料通路が燃料供給装置の体格を増大させることはない。

また、本発明の請求項１に記載の燃料供給装置においては、燃料ポンプの吐出口と燃料圧力調整弁とを連通する燃料通路の通路長さＬと、燃料通路の断面積と等しい面積を有する円の直径Ｄとの関係を規定するのみであり、特に絞り等を設けていないので、燃料ポンプの吐出側の流路抵抗はほとんど増加しない。

この場合、本発明の請求項２に記載の燃料供給装置のように、燃料ポンプの吐出口と燃料圧力調整弁との間に燃料ポンプから吐出される燃料中の異物を除去する燃料フィルタを設け、燃料通路は略Ｕ字状に形成されフィルタの外側に配設された構成とすれば、燃料通路を燃料フィルタの外周面に沿わせることにより、体格増大を抑制しつつ燃料通路の必要長さを確保することができる。

本発明の請求項３に記載の燃料供給装置は、燃料タンク内に設置されて燃料タンク内の燃料を燃料タンク外へ供給する燃料供給装置であって、燃料を吸入し吐出する燃料ポンプと、燃料ポンプから吐出される燃料中の異物を除去する燃料フィルタと、燃料ポンプから吐出された燃料の圧力を調整する燃料圧力調整弁と、燃料フィルタの出口と燃料圧力調整弁とを連通する燃料通路とを備え、燃料通路は略Ｕ字状に形成されフィルタの外側に配設されたことを特徴としている。

上述の構成によれば、燃料通路は略Ｕ字状に形成されるため、その長さは燃料フィルタの出口と燃料圧力調整弁との最短距離に比べてかなり長くなる。したがって、燃料圧力調整弁部における燃料ポンプ駆動用モータのトルク変動に起因する圧力脈動の大きさを、燃料圧力調整弁の開弁圧力より低くなるように減衰させることができる。

これにより、燃料圧力調整弁の弁体が弁座に衝突・離間を繰り返して異音が発生することを防止できる。

本発明の請求項４に記載の燃料供給装置は、燃料タンク内に設置されて燃料タンク内の燃料を前記燃料タンク外へ供給する燃料供給装置であって、燃料を吸入し吐出する燃料ポンプと、燃料ポンプから吐出された燃料の圧力を調整する燃料圧力調整弁と、燃料ポンプの吐出口と燃料圧力調整弁とを連通する燃料通路とを備え、燃料通路に流路抵抗部を設けたことを特徴としている。

流路抵抗部とは、燃料の流れを妨げるように作用するものであり、たとえば流路断面積を絞るオリフィス等のことである。

燃料通路を流れる燃料は、流路抵抗部を通過することで圧力が低下する。したがって、燃料圧力調整弁部に伝達される燃料ポンプ駆動用モータのトルク変動に起因する圧力脈動の大きさを、燃料圧力調整弁の開弁圧力より低くなるように減衰させることができる。

これにより、燃料圧力調整弁の弁体が弁座に衝突・離間を繰り返して異音が発生することを防止できる。

本発明の請求項５に記載の燃料供給装置は、請求項１または請求項４に記載の燃料供給装置において、燃料ポンプから吐出される燃料中の異物を除去する燃料フィルタと、燃料ポンプ、燃料フィルタおよび圧力調整弁を収容するとともに燃料を貯留する略有底状のリザーバカップと、燃料圧力調整弁により所定圧力に調整された燃料のうち余剰燃料を燃料タンク内にもどすリターン通路と、リターン通路の先端に装着されて余剰燃料流を利用して燃料タンク内の燃料をリザーバカップ内に導入するジェットポンプとを備えたことを特徴としている。

一般に、リターン通路先端にジェットポンプを備えると、リターン通路内の燃料圧力、つまり燃料圧力調整弁の背圧が上昇し、燃料ポンプ駆動用モータのトルク変動に起因する圧力脈動により誘起される異音発生現象がより顕著なものとなる傾向がある。このような燃料供給装置に本発明の請求項１または請求項４に記載の構成を適用すれば、燃料圧力調整弁部に伝達される燃料ポンプ駆動用モータのトルク変動に起因する圧力脈動の大きさを、燃料圧力調整弁の開弁圧力より低くなるように減衰させることができる。

これにより、燃料圧力調整弁の弁体が弁座に衝突・離間を繰り返して異音が発生することを防止できる。

この場合、本発明の請求項７に記載の燃料供給装置のように、リターン通路途中にリターン通路内の燃料圧力を調整するリリーフ弁を備える構成としてもよい。

リリーフ弁は、リターン通路内の燃料圧力、すなわち燃料圧力調整弁の下流側の燃料圧力を所定値以下に維持し、それにより、燃料圧力調整弁の作動を確実なものとして、送出通路を経て燃料供給装置から送出される燃料圧力を高精度で所定圧力に調整できるようにするためのものである。

一方、リリーフ弁は、燃料圧力調整弁と同様な構造であるため、従来の燃料供給装置においては、燃料ポンプ吐出流量が少ないときには、燃料圧力調整弁の振動に追従してリリーフ弁も振動して、異音を発生する。このような燃料供給装置に本発明の請求項１または請求項４に記載の構成を適用すれば、燃料圧力調整弁部に伝達される燃料ポンプ駆動用モータのトルク変動に起因する圧力脈動の大きさを、燃料圧力調整弁の開弁圧力より低くなるように減衰させることができる。

本発明の請求項６に記載の燃料供給装置は、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、燃料ポンプ、燃料フィルタおよび圧力調整弁を収容するとともに燃料を貯留する略有底状のリザーバカップと、燃料圧力調整弁により所定圧力に調整された燃料のうち余剰燃料を燃料タンク内にもどすリターン通路と、リターン通路の先端に装着されて余剰燃料流を利用して燃料タンク内の燃料をリザーバカップ内に導入するジェットポンプとを備えたことを特徴としている。

一般に、リターン通路先端にジェットポンプを備えると、リターン通路内の燃料圧力、つまり燃料圧力調整弁の背圧が上昇し、燃料ポンプ駆動用モータのトルク変動に起因する圧力脈動により誘起される異音発生現象がより顕著なものとなる傾向がある。このような燃料供給装置に本発明の請求項２または請求項３に記載の構成を適用すれば、燃料圧力調整弁部に伝達される燃料ポンプ駆動用モータのトルク変動に起因する圧力脈動の大きさを、燃料圧力調整弁の開弁圧力より低くなるように減衰させることができる。

これにより、燃料圧力調整弁の弁体が弁座に衝突・離間を繰り返して異音が発生することを防止できる。

この場合、本発明の請求項７に記載の燃料供給装置のように、リターン通路途中にリターン通路内の燃料圧力を調整するリリーフ弁を備える構成としてもよい。

リリーフ弁は、リターン通路内の燃料圧力、すなわち燃料圧力調整弁の下流側の燃料圧力を所定値以下に維持し、それにより、燃料圧力調整弁の作動を確実なものとして、送出通路を経て燃料供給装置から送出される燃料圧力を高精度で所定圧力に調整できるようにするためのものである。

一方、リリーフ弁は、燃料圧力調整弁と同様な構造であるため、従来の燃料供給装置においては、燃料ポンプ吐出流量が少ないときには、燃料圧力調整弁の振動に追従してリリーフ弁も振動して、異音を発生する。このような燃料供給装置に本発明の請求項２または請求項３に記載の構成を適用すれば、燃料圧力調整弁部に伝達される燃料ポンプ駆動用モータのトルク変動に起因する圧力脈動の大きさを、燃料圧力調整弁の開弁圧力より低くなるように減衰させることができる。

以下、本発明による燃料供給装置を自動車の燃料タンクに装着されたフューエルポンプモジュールに適用した場合を例に図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態によるフューエルポンプモジュール１の構成を示す模式図である。

図２は、図１中のＩＩ部拡大図である。図２において、プレッシャレギュレータ４およびリリーフバルブ１１は、いずれも閉弁状態で示されている。

フューエルポンプモジュール１は、燃料タンク１００内に設置され、燃料タンク１００内の燃料を吸い上げて燃料タンク１００外、つまりエンジン（エンジン）に向けて送出する。また、フューエルポンプモジュール１は、燃料タンク１００外に送出される燃料の圧力を所定圧力に調圧している。この所定の圧力に調圧された燃料は、燃料レール（図示せず）に供給され、そこからエンジンの各シリンダの燃焼室に搭載される燃料噴射弁（図示せず）に供給される。

フューエルポンプモジュール１は、図１に示すように、フューエルポンプ２と、フューエルポンプ２から吐出される燃料に含まれている可能性のある異物を除去するフューエルフィルタ３と、フューエルポンプ２から吐出される燃料の圧力を調整する燃料圧力制御弁であるプレッシャレギュレータ４と、フューエルポンプ２の吸入口に装着されて燃料中の比較的大きな異物を除去するためのサクションフィルタ５と、以上述べた構成品である燃料ポンプ２、フューエルフィルタ３、プレッシャレギュレータ４およびサクションフィルタ５を収容するとともにその中に燃料を貯留するリザーバカップ６と、プレッシャレギュレータ４で調圧された燃料を燃料タンク１００の外へ供給するための燃料供給通路７と、プレッシャレギュレータ４の調圧作動により余剰となった燃料、すなわちエンジン（図示せず）へ供給されない燃料を燃料タンク１００内へ戻すリターン通路８と、リターン通路８の先端に装着されリターン燃料の運動エネルギを利用して燃料タンク１００内の燃料をリザーバカップ６内に導入するジェットポンプ９と、リターン通路８のプレッシャレギュレータ４側端部近傍に配置されたリリーフ弁であるリリーフバルブ１０とから構成されている。上述の各構成部品は、互いに固定されて一つの部品であるフューエルポンプモジュール１を形成している。

フューエルポンプモジュール１は、図１に示すように、フランジ１１を備えている。フランジ１１は、燃料タンク１００の開口部１０１を塞ぐように取り付けられている。フランジ１１は、上述した構造部材の一部として形成されている。フューエルポンプモジュール１の図１中においてフランジ１１より下方の部分は、開口部１０１を介して燃料タンク１００内に挿入される。そして、フランジ１１を燃料タンク１００に固定することによって、フューエルポンプモジュール１が燃料タンク１００に固定される。

なお、フューエルポンプモジュール１には、上述した各構成部品のほかに、燃料の液面位置を検出するフューエルセンダ（図示せず）も一体的に組み込まれている。

フューエルポンプ２は、図１に示すように、略円柱状に形成されたポンプ本体部２ａと、ポンプ本体部２ａの一端側（図１の下端側）に設けられ、サクションフィルタ５が装着された吸入部２ｂと、ポンプ本体部２ａの他端側（図１の上端側）に設けられた吐出部２ｃとから構成される周知の燃料ポンプである。なお、ポンプ本体部２ａには、フューエルポンプ２のモータ（図示せず）へ給電するためのリード線（図示せず）等が設けられている。

フューエルポンプ２は、図１に示すように、後述するフューエルフィルタ３内に嵌合固定され、吐出部２ｃはフューエルフィルタ３の入口ギャラリ３ｂに連通している。

フューエルフィルタ３は、樹脂材料からなるハウジング３ａ内に、燃料を濾過し燃料中の異物を捕集するフィルタエレメント３ｂと、フィルタエレメント３ｂへの燃料入口である入口ギャラリ３ｃと、フィルタエレメント３ｂからの燃料出口である出口ギャラリ３ｄとを備えている。

フューエルフィルタ３の出口ギャラリ３ｄよりも下流側には、図１に示すように、燃料通路７を介して、燃料圧力調整弁であるプレッシャレギュレータ４が設置されている。プレッシャレギュレータ４は、フューエルフィルタ３から流出した燃料の圧力を所定圧力に調整するためのものである。プレッシャレギュレータ４により所定圧力に調整された燃料は、送出通路８を経て燃料タンク１００の外へ、つまりエンジンへ供給される。

すなわち、フューエルポンプ２から吐出された燃料は、フューエルフィルタ３で濾過された後、燃料通路７、プレッシャレギュレータ４、送出通路８を通ってフューエルポンプモジュール１から送出される。

ここで、フューエルフィルタ３の出口ギャラリ３ｄとプレッシャレギュレータ４とを連通する燃料通路７は、本発明の第１実施形態によるフューエルポンプモジュール１においては、一本の直線状且つ断面が円形の通路として形成されている。具体的には、燃料通路７は、断面形状が直径１ｃｍの円形且つその長さＬは３．５ｃｍとなっている。すなわち、燃料通路７の長さＬと燃料通路の断面積と等しい面積を有する円の直径Ｄとの関係が、Ｌ／Ｄ＝３．５≧３であるように設定されている。

一方、プレッシャレギュレータ４における圧力調整作動により余剰となった燃料は、図１に示すように、リターン通路９を経て後述するジェットポンプ１０へ供給される。

リターン通路９の途中には、詳しくは、プレッシャレギュレータ４の近くには、図１に示すように、リリーフ弁であるリリーフバルブ１１が配置されている。リリーフ弁１１は、リターン通路９内の燃料圧力を調整するためのものである。

上述した、燃料通路７、送出通路８、プレッシャレギュレータ４取り付け部およびリリーフバルブ１１の一部分は、図２に示すように、フューエルフィルタ３のハウジング３ａと一体的に樹脂成形により形成されている。

以上説明した、フューエルポンプ２、フューエルフィルタ３、サクションフィルタ５、燃料通路７、プレッシャレギュレータ４、送出通路８およびリリーフバルブ１１は、図１に示すように、燃料を貯留するリザーバカップ６内に収容されている。リザーバカップ６は、樹脂材料から略有底容器状に形成され、その底部６ａを燃料タンク１００の底部側として配置されている。すなわち、フューエルポンプ２は、リザーバカップ６内の燃料を吸入部２ｂから吸い込んでいる。

リザーバカップ６の底部６ａ近傍には、図１に示すように、ジェットポンプ１０が取り付けられるとともに、ジェットポンプ１０には、図１に示すように、前述のリターン通路９の先端が接続されている。ジェットポンプ１０は、リターン通路９から供給される燃料流、すなわちプレッシャレギュレータ４から排出された余剰燃料流のエネルギを用いて、リザーバカップ６の外側にある燃料をリザーバカップ６内に汲み上げるものである。

リザーバカップ６を設けることにより、特に燃料タンク１００内の燃料量が少ないときにおいて、自動車の走行中に燃料液面が揺動してもフューエルポンプ２の吸入部２ｂは常に燃料中にあるので、確実に燃料をエンジンに供給することができる。

さらに、ジェットポンプ１０を用いることにより、燃料タンク１００内の燃料量が減少し、空に近い状態、すなわち燃料タンク１００内の液面位置がリザーバカップ６の上端よりも低い状態においても、燃料タンク内１００の燃料を安定してエンジンに供給することができる。

ここで、プレッシャレギュレータ４およびリリーフバルブ１１の構造および作動について簡単に説明する。

先ず、プレッシャレギュレータ４の構成について説明する。

プレッシャレギュレータ４は、図２に示すように、ケーシング４ａ内に、バルブ４ｄ、バルブシート４ｅ、スプリング４ｆ等を収容保持して形成されている。ケーシング４ａは、たとえば金属板にプレス加工を施して図２に示すような形状に形成されている。ケーシング４ａは、図２に示すように、貫通孔である燃料入口４ｂおよび燃料出口４ｃを備えている。ケーシング４ａ内には、図２に示すように、円筒状のバルブシート４ｅがケーシング４ａに圧入固定されるとともに、バルブ４ｄが、バルブシート４ｅに密着可能に配置されている。さらに、バルブ４ｄと直列にスプリング４ｆがスプリングシート４ｇを介して装着されている。スプリング４ｆはコイルスプリングが用いられ圧縮状態で取り付けられている。したがって、スプリング４ｆの弾性力は、バルブ４ｄをバルブシート４ｅに密着させる方向に、言い換えるとプレッシャレギュレータ４を閉弁させる方向に作用する。バルブ４ｄおよびスプリングシート４ｇ間にはダイヤフラム４ｈが挿入されて、このダイヤフラム４ｈにより、バルブ４ｄのバルブシート４ｅ側空間とバルブ４ｄのスプリング４ｆ側空間とは気密的に分離されている。なお、ダイヤフラム４ｈは柔軟性を有し且つ耐燃料腐食性に優れる材質、たとえば樹脂材料の薄幕から形成され、バルブ４ｄの図２中の上下方向における移動に対してはほとんど抵抗とならない。プレッシャレギュレータ４は、図２に示すように、ハウジング３ａに、Ｏ―リング１３、Ｏ−リング１４およびバックアップリング１５を介して、圧入固定されている。このとき、ケーシング４ａの燃料入口４ｂが燃料通路７に連通し且つ燃料出口４ｃが送出通路８に連通するように取り付けられる。

次に、プレッシャレギュレータ４の作動について説明する。

フューエルフィルタ３から流出した燃料が燃料通路７を通って燃料入口４ｂからプレッシャレギュレータ４内に流入する。この燃料はバルブ４ｄに衝突するとともにバルブシート４ｅの外周を流れて、燃料出口４ｃを介してプレッシャレギュレータ４の外部へ流出、つまり送出通路８に流入する。

このとき、バルブ４ｄには、燃料圧力により図２において下向きの力が作用する。この燃料圧力によりバルブ４ｄに作用する力の大きさと、スプリング４ｆによる付勢力の大きさとの関係でバルブ４ｄの位置が決まる。

フューエルポンプ２の吐出量が少ない場合は、燃料圧力によりバルブ４ｄに作用する力がスプリング４ｆによる付勢力より小さいため、バルブ４ｄは動かず閉弁状態を維持する。

フューエルポンプ２の吐出量が少し増大し、燃料圧力によりバルブ４ｄに作用する力がスプリング４ｆによる付勢力を上回ると、バルブ４ｄは図２の下方にわずかに移動する。これにより、燃料の一部はバルブシート４ｅの中央孔４ｊを通ってリターン通路９へ流入する。この場合、バルブ４ｄの移動量、すなわちリフト量は小さく、リターン通路９へ流入する燃料流量も少ない。

フューエルポンプ２の吐出量がさらに増大し、燃料圧力によりバルブ４ｄに作用する力がスプリング４ｆによる付勢力をさらに上回ると、バルブ４ｄのリフト量も増大し、リターン通路９へ流入する燃料流量も増加する。

このように、プレッシャレギュレータ４は、フューエルポンプ２の吐出量に応じてバルブ４ｄのリフト量が変わり、言い換えるとリターン通路９へ流入する燃料流量が変わり、それによって、送出通路８へ流出する燃料圧力が所定圧力に保たれる。

次に、リリーフバルブ１１の構成について説明する。

リリーフバルブ１１は、図２に示すように、フューエルフィルタ３のハウジング３ａと一体的に型成形により形成された円筒状のバルブハウジング３ｅ内に、バルブ１１ａ、スプリング１１ｃを収容し、バルブハウジング３ｅのバルブ１１ａと反対側にプラグ１１ｄを圧入した後、バルブハウジング３ｅの外周部分を熱かしめしてプラグ１１ｄを固定している。プラグ１１ｄには、リリーフバルブ１１内部空間とリリーフバルブ１１外部とを連通するリリーフ通路１１ｅが設けられている。スプリング１１ｃは圧縮状態で装着されているので、その弾性力により、バルブ１１ａはバルブハウジング３ｅのリターン通路９側端面であるバルブシート１１ｂに押し付けられて密着している。バルブシート１１ｂの中央部には、図２に示すように、リリーフバルブ１１をリターン通路９に連通させるバルブ孔１１ｆが設けられている。バルブ１１ａの直径はバルブハウジング３ｅの内径よりも小さく設定されており、バルブ１１ａの外周とバルブハウジング３ｅとの間には隙間がある。

次に、リリーフバルブ１１の作動について説明する。

フューエルフィルタ３から流出してプレッシャレギュレータ４内に流入した燃料は、プレッシャレギュレータ３により圧力を調整されて、その一部は送出通路８へ流出し、一部はリターン通路９へ流出する。リターン通路９へ流入した燃料は、バルブ孔１１ｆを介してリリーフバルブ１１へ流入する。すると、バルブ１１ａには、燃料圧力により図２において左向きの力が作用する。一方、バルブ１１ａには、スプリング１１ｃの付勢力により、図２において右向きの力が作用している。

このため、フューエルポンプ２の吐出量が少なく、プレッシャレギュレータ３からリターン通路９に流入した燃料の圧力が低いときは、バルブ１１ａは動かず閉弁したままとなっている。

フューエルポンプ２の吐出量が少し増大し、リターン通路９内の燃料圧力が所定値を越えると、バルブ１１ａの左向きに作用する燃料圧力による力がバルブ１１ａの右向きに作用するスプリング１１ｃによる付勢力を上回り、バルブ１１ａが図２において左側に移動する。すると、リターン通路９内の燃料の一部はバルブ孔１１ｆを介してリリーフバルブ１１内に流入し、バルブ１１ａとバルブハウジング３ｅとの隙間およびプラグ１１ｄのリリーフ通路１１ｅを通って、リリーフバルブ１１の外側、つまり燃料タンク１００内に流出する。これにより、リターン通路９内の燃料圧力が所定値以内に維持される。

リリーフバルブ１１により、リターン通路９内の燃料圧力、すなわちプレッシャレギュレータ３の下流側の燃料圧力を所定値以下に維持することにより、プレッシャレギュレータ３の作動を確実なものとして、送出通路８を経てフューエルポンプモジュール１から送出される燃料圧力を高精度で所定圧力に調整することができる。

次に、以上説明したように構成されたフューエルポンプモジュール１の特徴、すなわちフューエルフィルタ３とプレッシャレギュレータ４とを連通する燃料通路７の形状を、その通路長さＬおよび通路断面積と等しい面積を有する円の直径Ｄの関係を、Ｌ／Ｄ≧３と設定したこと、の作用効果について説明する。

従来の燃料供給装置においては、燃料ポンプ吐出量が少ないとき、たとえば、エンジン始動時においてスタータモータに大電流が流れ燃料ポンプへの印加電圧が低下しているとき、においては、燃料圧力調整弁は閉じているが、上述した圧力脈動による力が弁体に作用すると弁体が開弁方向に移動する。これにより、弁体および付勢部材からなる振動系に振動が励起され、その系の固有振動数で振動する。また、燃料ポンプ作動中は燃料圧力調整弁部には絶えず圧力脈動が伝播され、その力が弁体に作用する。したがって、弁体は、リターン通路入口の弁座に衝突・離間を繰り返し共振状態となり、これにより、異音が発生して運転者に違和感を抱かせる可能性がある。さらに、リターン通路内の燃料圧力を調整するために、リターン通路途中にリリーフ弁を備えた燃料供給装置においては、燃料圧力調整弁の弁体の共振挙動が発生すると、それに連動してリターン通路内にも燃料圧力の脈動が伝播され、その作用により、今度はリリーフ弁がその弁体および付勢部材からなる振動系に振動が励起され、その系の固有振動数で振動してリリーフ弁の弁座に衝突・離間を繰り返し、異音が発生する。

一方、本発明の第１実施形態によるフューエルポンプモジュール１においては、フューエルフィルタ３とプレッシャレギュレータ４とを連通する燃料通路７の通路長さＬを３．５ｃｍ、断面形状を直径１ｃｍの円形としている。すなわち、燃料通路７の長さＬと燃料通路の断面積と等しい面積を有する円の直径Ｄとの関係を、Ｌ／Ｄ＝３．５≧３と設定している。

これにより、プレッシャレギュレータ４に伝播されるフューエルポンプ２のトルク変動に起因する圧力脈動の大きさを、プレッシャレギュレータ４を開弁させない程度までに減衰させることができる。したがって、プレッシャレギュレータ４のバルブ４ｄがバルブシート４ｅに衝突・離間を繰り返して異音が発生することを防止できる。

同時に、プレッシャレギュレータ４が閉じたままに維持され、リターン通路９内へ燃料中の圧力脈動が伝播しないので、リリーフバルブ１１のバルブ１１ａにそれを振動させるような力も作用しない。したがって、プレッシャレギュレータ４のバルブ４ｄの共振に連動してリリーフバルブ１１のバルブ１１ａがバルブシート１１ｂに衝突・離間を繰り返して異音が発生することを防止できる。

ところで、本発明の第１実施形態によるフューエルポンプモジュール１では、燃料通路７の長さＬを３．５ｃｍ、断面形状を直径１ｃｍの円形としたのみであり、他に燃料流路の抵抗となるような手段、たとえば絞り等は一切設けていない。したがって、フューエルポンプモジュール１としての諸性能、すなわち、燃料圧力設定可能範囲、あるいはエンジンに供給する燃料流量範囲はなんら影響を受けない。

したがって、フューエルポンプモジュール１としての諸性能を犠牲にすることなく、異音発生を抑止できるようなフューエルポンプモジュール１を提供することができる。

なお、以上説明した本発明の第１実施形態によるフューエルポンプモジュール１においては、燃料通路７の長さを３．５ｃｍ且つ断面形状を直径１ｃｍの円形としているが、これに限る必要はなく、燃料通路７の長さＬと燃料通路の断面積と等しい面積を有する円の直径Ｄとの関係がＬ／Ｄ≧３であるような範囲において、各寸法および断面形状は自由に設定してよい。

また、以上説明した本発明の第１実施形態によるフューエルポンプモジュール１においては、燃料通路７を単一直線状としているが、単一直線状に限る必要は無く、他の形状、たとえば折れ曲がって曲折部を有する形状であってもよい。たとえば、く字状であってもよい。その場合は、く字状の燃料通路７のうち、プレッシャレギュレータ４直前の直線部分に対して、その通路長さＬと通路断面積と等しい面積を有する円の直径Ｄとの関係が、Ｌ／Ｄ≧３となるように設定すれば、上述した実施形態と同様の効果が得られる。

（第２実施形態）
図３に、本発明の第２実施形態によるフューエルポンプモジュール１の構成を説明する模式図を示す。

本発明の第２実施形態によるフューエルポンプモジュール１では、本発明の第１実施形態によるフューエルポンプモジュール１に対して、フューエルフィルタ３の出口ギャラリ３ｄとプレッシャレギュレータ４とを連通する燃料通路７の形状を変更している。第２実施形態によるフューエルポンプモジュール１においては、図３に示すように、略Ｕ字状に形成するとともに、フューエルフィルタ３の外周側面に沿わせて配置している。

この場合、燃料通路７の長さを比較的長く設定できるので、フューエルフィルタ３の出口ギャラリ３ｄにおける圧力脈動を、燃料通路７内をプレッシャレギュレータ４へ向かって伝播中に大幅に減衰させることができる。

これにより、プレッシャレギュレータ４に伝播されるフューエルポンプ２のトルク変動に起因する圧力脈動の大きさを、プレッシャレギュレータ４を開弁させない程度までに減衰させて、プレッシャレギュレータ４のバルブ４ｄがバルブシート４ｅに衝突・離間を繰り返して異音が発生することを防止できる。

（第３実施形態）
図４に本発明の第３実施形態によるフューエルポンプモジュール１の構成を説明する模式図を示す。

本発明の第３実施形態によるフューエルポンプモジュール１では、本発明の第１実施形態によるフューエルポンプモジュール１に対して、フューエルフィルタ３の出口ギャラリ３ｄとプレッシャレギュレータ４とを連通する燃料通路７の形状を変更している。すなわち、図４に示すように、燃料通路７の途中に、流路抵抗部としてのオリフィス１６を設けている。

第３実施形態においては、フューエルフィルタ３の出口ギャラリ３ｄにおける圧力脈動を、燃料通路７内をプレッシャレギュレータ４へ向かって伝播中、オリフィス１６を通過する際に大幅に減衰させることができる。

これにより、プレッシャレギュレータ４に伝播されるフューエルポンプ２のトルク変動に起因する圧力脈動の大きさを、プレッシャレギュレータ４を開弁させない程度までに減衰させて、プレッシャレギュレータ４のバルブ４ｄがバルブシート４ｅに衝突・離間を繰り返して異音が発生することを防止できる。

なお、以上説明した、本発明の第１〜第３実施形態によるフューエルポンプモジュール１においては、リザーバカップ６、リターン通路９の先端に装着されたジェットポンプ１０を備えているが、これらを備えていない構成であってもよい。

また、以上説明した、本発明の第１〜第３実施形態によるフューエルポンプモジュール１においては、フューエルポンプ２の吸入部２ｂにサクションフィルタ５を設けているが、サクションフィルタ５の無い構成であってもよい。

また、以上説明した、本発明の第１〜第３実施形態によるフューエルポンプモジュール１においては、リターン通路９にリリーフバルブ１１を備えているが、リリーフバルブ１１の無い構成としてもよい。

本発明の第１実施形態によるフューエルポンプモジュール１の構成を示す模式図である。 図１中のＩＩ部拡大図である。 本発明の第２実施形態によるフューエルポンプモジュール１の構成を示す模式図である。 本発明の第３実施形態によるフューエルポンプモジュール１の構成を示す模式図である。

符号の説明

１ フューエルポンプモジュール（燃料供給装置）
２ フューエルポンプ（燃料ポンプ）
２ａ 本体部
２ｂ 吸入部
２ｃ 吐出部
３ フューエルフィルタ（燃料フィルタ）
３ａ ハウジング
３ｂ フィルタエレメント
３ｃ 入口ギャラリ
３ｄ 出口ギャラリ
３ｅ バルブハウジング
４ プレシャレギュレータ（燃料圧力制御弁）
４ａ ケーシング
４ｂ 入口
４ｃ 出口
４ｄ バルブ
４ｅ バルブシート
４ｆ スプリング
４ｇ スプリングシート
４ｈ ダイヤフラム
４ｊ 中央孔
５ サクションフィルタ
６ リザーバカップ
６ａ 底部
７ 燃料通路
８ 送出通路
９ リターン通路
１０ ジェットポンプ
１１ リリーフバルブ（リリーフ弁）
１１ａ バルブ
１１ｂ バルブシート
１１ｃ スプリング
１１ｄ プラグ
１１ｅ リリーフ通路
１１ｆ バルブ孔
１２ フランジ
１３ Ｏ−リング
１４ Ｏ−リング
１５ バックアップリング
１６ オリフィス（流路抵抗部）
１００ 燃料タンク
１０１ 開口部
Ｄ 直径
Ｌ 長さ

Claims (7)

1. 燃料タンク内に設置されて前記燃料タンク内の燃料を前記燃料タンク外へ供給する燃料供給装置であって、
   燃料を吸入し吐出する燃料ポンプと、
   前記燃料ポンプから吐出された燃料の圧力を調整する燃料圧力調整弁と、
   前記燃料ポンプの吐出口と前記燃料圧力調整弁とを連通する燃料通路とを備え、
   前記燃料通路の長さＬと前記燃料通路の断面積と等しい面積を有する円の直径Ｄとの関係を、Ｌ／Ｄ≧３としたことを特徴とする燃料供給装置。
2. 前記燃料ポンプの吐出口と前記燃料圧力調整弁との間に前記燃料ポンプから吐出される燃料中の異物を除去する燃料フィルタを設け、
   前記燃料通路は略Ｕ字状に形成され前記フィルタの外側に配設されたことを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
3. 燃料タンク内に設置されて前記燃料タンク内の燃料を前記燃料タンク外へ供給する燃料供給装置であって、
   燃料を吸入し吐出する燃料ポンプと、
   前記燃料ポンプから吐出される燃料中の異物を除去する燃料フィルタと、
   前記燃料ポンプから吐出された燃料の圧力を調整する燃料圧力調整弁と、
   前記燃料フィルタの出口と前記燃料圧力調整弁とを連通する燃料通路とを備え、
   前記燃料通路は略Ｕ字状に形成され前記フィルタの外側に配設されたことを特徴とする燃料供給装置。
4. 燃料タンク内に設置されて前記燃料タンク内の燃料を前記燃料タンク外へ供給する燃料供給装置であって、
   燃料を吸入し吐出する燃料ポンプと、
   前記燃料ポンプから吐出された燃料の圧力を調整する燃料圧力調整弁と、
   前記燃料ポンプの吐出口と前記燃料圧力調整弁とを連通する燃料通路とを備え、
   前記燃料通路に流路抵抗部を設けたことを特徴とする燃料供給装置。
5. 前記燃料ポンプから吐出される燃料中の異物を除去する燃料フィルタと、
   前記燃料ポンプ、前記燃料フィルタおよび前記圧力調整弁を収容するとともに燃料を貯留する略有底状のリザーバカップと、
   前記燃料圧力調整弁により所定圧力に調整された燃料のうち余剰燃料を前記燃料タンク内にもどすリターン通路と、
   前記リターン通路の先端に装着されて前記余剰燃料流を利用して前記燃料タンク内の燃料を前記リザーバカップ内に導入するジェットポンプとを備えたことを特徴とする請求項１または請求項４に記載の燃料供給装置。
6. 前記燃料ポンプ、前記燃料フィルタおよび前記圧力調整弁を収容するとともに燃料を貯留する略有底状のリザーバカップと、
   前記燃料圧力調整弁により所定圧力に調整された燃料のうち余剰燃料を前記燃料タンク内にもどすリターン通路と、
   前記リターン通路の先端に装着されて前記余剰燃料流を利用して前記燃料タンク内の燃料を前記リザーバカップ内に導入するジェットポンプとを備えたことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の燃料供給装置。
7. 前記リターン通路の途中に前記リターン通路内の燃料圧力を調整するリリーフ弁を備えることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の燃料供給装置。

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