JP2009236006A - Fuel supply device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、車両用の内燃機関のインジェクタなどに燃料タンク内の燃料を圧送する燃料供給装置に関し、詳しくは該燃料供給装置の小型化に関するものである。 The present invention relates to a fuel supply device that pumps fuel in a fuel tank to an injector or the like of an internal combustion engine for a vehicle, and more particularly to downsizing of the fuel supply device.
燃料中に含まれる塵埃などの夾雑物を捕捉し、この燃料を、例えばエンジンに装着された燃料噴射装置のインジェクタに安定供給させるには、燃料ポンプの吸い込み口に具備された、例えばナイロンなどのメッシュによる比較的目の荒いサクションフィルタによって、まずは燃料タンク内の夾雑物を取り除く。そして、このサクションフィルタを通過、あるいは、燃料ポンプを構成するモーター部で発生するブラシ、コンミテータなどの摩耗粉を含めた夾雑物に対しては、燃料ポンプの下流側(燃料流路で見て、燃料ポンプの次段という意味)に配設した高圧フィルタ、例えば紙製の濾過エレメントで捕捉することが広く知られている。 In order to capture foreign matters such as dust contained in the fuel and to stably supply this fuel to an injector of a fuel injection device attached to the engine, for example, nylon such as nylon provided in the suction port of the fuel pump. First, the impurities in the fuel tank are removed by a suction filter with a relatively rough mesh. And for impurities including wear powder such as brushes and commutators that pass through this suction filter or generated in the motor part constituting the fuel pump, the downstream side of the fuel pump (see the fuel flow path, It is widely known that the fuel is captured by a high-pressure filter, for example, a paper filter element, disposed in the next stage of the fuel pump.
なお、前述したインジェクタへの安定供給には、高圧フィルタで濾過された燃料を所定の圧力に維持することも欠かせなく、この圧力調整装置、いわゆるプレッシャーレギュレータが、高圧フィルタの次段に配設されていることも広く知られている。 In order to stably supply the injector described above, it is indispensable to maintain the fuel filtered by the high-pressure filter at a predetermined pressure, and this pressure adjusting device, so-called pressure regulator, is arranged in the next stage of the high-pressure filter. It is widely known that
ところで、前述したサクションフィルタ以外は、その配設箇所は燃料タンクの内外を問わないが、燃料タンクと内燃機関の間のいわゆる燃料給送系統の簡素化、さらには、所定燃圧の維持によるプレッシャーレギュレータからの余剰燃料の高温化を避ける意味からも、燃料ポンプはもとより、高圧フィルタ、さらにはプレッシャーレギュレータも含めた、モジュール化した「燃料供給装置」を、燃料タンク内に配設させることが一般的となっている(例えば、特許文献1および2参照)。
By the way, except for the above-described suction filter, the arrangement location may be inside or outside the fuel tank, but the so-called fuel supply system between the fuel tank and the internal combustion engine is simplified, and the pressure regulator is maintained by maintaining a predetermined fuel pressure. From the standpoint of avoiding high temperatures of surplus fuel from fuel, it is common to install modularized “fuel supply devices” in the fuel tank, including high-pressure filters and pressure regulators as well as fuel pumps. (For example, refer to
これら特許文献の図からも明らかなように、高圧フィルタおよびプレッシャーレギュレータを「燃料供給装置」に取り込みモジュール化したがために、その外形、特に、燃料ポンプの外径寸法方向に対し、大型化していることは否めない。このため、燃料タンクの開口孔径をモジュールに合わせて大きくせねばならず、燃料タンク自体の気密性、あるいは強度が劣る、という欠点があった。 As is clear from the figures of these patent documents, the high pressure filter and the pressure regulator are incorporated into the “fuel supply device” to form a module, so that the outer shape, particularly the outer diameter dimension direction of the fuel pump, is increased in size. I can't deny that. For this reason, the opening hole diameter of the fuel tank has to be increased according to the module, and there is a drawback that the airtightness or strength of the fuel tank itself is inferior.
また、特許文献2における燃料供給装置では、高圧フィルタ以降の紙面上、上下方向における流路(付番24b)において、この発明の本質である、メッシュによる水分捕捉の効率を高めるために、その面積(付番S2)をアップ、つまり流路空間を増しているが、このことにより、プレッシャーレギュレータの調圧時に発生する脈動で、この付番24bの部位で共振を起こし易く、結果的に「燃料供給装置」から発音を招く恐れがあった。
Further, in the fuel supply device in
最近の技術革新により、車両、特にガソリンを燃料とする自動車から発せられる、いわゆる騒音は減少傾向にあるが、これは、エンジンの振動あるいは騒音の低減はもとより、エンジン始動装置や車両用発電機の改善、電磁弁の動作音の低減、さらにはエンジンやトランスミッションなどからなるパワーユニットの弾性支持構造に拠るところが大きく、この結果、車両の静粛性が一段と向上していることに言を俟たない。 Due to recent technological innovations, so-called noise generated from vehicles, particularly automobiles fueled with gasoline, has been on the decline. This is not only due to engine vibration or noise reduction, but also to engine starters and vehicle generators. There is a great deal of improvement, a reduction in the operating noise of the solenoid valve, and the elastic support structure of the power unit composed of the engine, transmission, etc. As a result, the silence of the vehicle is further improved.
この静粛性が、車両の感性品質を大きく左右することから、インジェクタへの安定供給を担う燃料供給装置の、その駆動に伴う作動音とて例外ではなく、前述した共振による発音が燃料タンクを伝播し、さらに車内に伝わることで、感性品質の低下、すなわち、運転者などに不安、不快感を与えることにより、車両の居住性や商品性の低下は避ける必要がある。 This quietness greatly affects the sensibility quality of the vehicle, so the operating sound of the fuel supply system responsible for the stable supply to the injector is not an exception, and the sound produced by the resonance propagates through the fuel tank. In addition, it is necessary to avoid deterioration in the comfort and merchantability of the vehicle by lowering the sensitivity quality, that is, giving the driver anxiety and discomfort by being transmitted to the inside of the vehicle.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、小型化を図りつつ、プレッシャーレギュレータからの余剰燃料の排出時の騒音を抑制した燃料供給装置を得ることを目的とするものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a fuel supply device that suppresses noise during discharge of excess fuel from the pressure regulator while reducing the size. Is.
この発明に係る燃料供給装置は、燃料タンクの上部開口に装着されるフランジと、上記燃料タンクの燃料をサクションフィルタを介して吸い込み吐出させる燃料ポンプと、この燃料ポンプから吐出された燃料を濾過する高圧フィルタと、この高圧フィルタで濾過された燃料の圧力を所定の範囲に維持するプレッシャーレギュレータとを備え、上記高圧フィルタは上記フランジに一体成形されたフィルタケース、および上記燃料ポンプとプレッシャーレギュレータを保持するポンプホルダが挿着されるフィルタカバーによって得られる第一の空間部に内設されているとともに、上記高圧フィルタで濾過された燃料を上記プレッシャーレギュレータへ到達せしめるリターン流路が、上記フランジおよびフィルタカバーによって得られる第二の空間部に形成され、かつ、上記リターン流路の軸線を、上記フランジ側と上記フィルタカバー側とでは一致させないようにし、さらに、上記第二の空間部の上記フランジ側に、上記リターン流路の軸線と平行な仕切り板を設けた。 A fuel supply device according to the present invention includes a flange attached to an upper opening of a fuel tank, a fuel pump for sucking and discharging the fuel in the fuel tank through a suction filter, and filtering the fuel discharged from the fuel pump. A high-pressure filter, and a pressure regulator that maintains the pressure of the fuel filtered by the high-pressure filter within a predetermined range. The high-pressure filter holds a filter case integrally formed with the flange, and the fuel pump and the pressure regulator. A return flow path that is provided in a first space obtained by a filter cover into which a pump holder is inserted and that allows the fuel filtered by the high-pressure filter to reach the pressure regulator includes the flange and the filter. Second space provided by the cover And the axis of the return flow path is not matched between the flange side and the filter cover side, and the axis of the return flow path is formed on the flange side of the second space. Parallel partition plates were provided.
この発明は以上説明したように、車両の感性品質の向上に大きく貢献できる安価で小型な燃料供給装置を提供することができる。 As described above, the present invention can provide an inexpensive and small-sized fuel supply device that can greatly contribute to the improvement of the sensibility quality of the vehicle.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1における燃料供給装置の外観斜視図、図2は図1における断面図、図3は図2におけるA視図であり、本発明の主要部品であるフランジおよびフィルタカバーのみを示している。また、図4は、図1における固着前の分解斜視図であり、やはり主要部品であるフランジおよびフィルタカバーのみを示し、このうちフランジについては図1紙面上、B視図としている。
1 is an external perspective view of a fuel supply apparatus according to
図1において、燃料供給装置101は、大別すると、フィルタケース1a、図示しないインジェクタへの燃料ホースなどが接続される吐出パイプ1b、リターン配管1c、およびコネクタ1dを一体成形によって具備する絶縁性樹脂であるフランジ1、フィルタケース1aと固着される、やはり絶縁性樹脂であるフィルタカバー2、このフィルタカバー2と例えばスナップフィットで係合され、後述する燃料ポンプを保持するポンプホルダ3、このポンプホルダ3の開口部3a(図2参照)より挿入され、燃料ポンプの吸入口に嵌着されるサクションフィルタ4、およびフィルタカバー2の側面に装着され、後述する燃料タンク内の燃料の油面を検出するフロート5aを備えた液面検出器5により構成されている。なお、コネクタ1dからのリード線6は、燃料ポンプと接続される駆動用、液面検出器5と接続される信号用、および後述するアース用が具備されていることは周知の通りである。
In FIG. 1, the
燃料供給装置101は図2に示すように、車両の燃料タンク99内に、フランジ1が燃料タンク99の開口孔99aを塞ぐように収容されており、この燃料タンク99から燃料ポンプ7によって吸入した燃料100を、フィルタケース1aとフィルタカバー2によって得られる第一の空間部51(図4も参照)に内設された高圧フィルタ8を介してインジェクタ側に供給するものである。なお、サクションフィルタ4にて燃料タンク99内の夾雑物を取り除き、取り切れなかったもの、あるいは、燃料ポンプ7を構成する図示しないブラシ、コンミテータなどの摩耗粉を含めた夾雑物は、高圧フィルタ8にて捕捉することは周知の通りである。また、プレッシャーレギュレータ9によって、インジェクタに供給される燃料の圧力が所定値に保たれることも、やはり周知の通りである。本発明では、所定値に保たれた結果、余剰となった燃料は、リターン配管1cを経由して、プレッシャーレギュレータ9より排出され、開口部3aよりサクションフィルタ4に達するが、ここで吐出パイプ1bよりプレッシャーレギュレータ9までをリターン流路と呼ぶこととする。なお、このリターン流路は、フランジ1(リターン配管1c)とフィルタカバー2で得られる第二の空間部52(図4も参照)で形成されるが、この第二の空間部52こそが、本発明の要部であるため、あとで詳しく説明する。
As shown in FIG. 2, the
続いて、この燃料供給装置101の組立手順を説明する。フィルタケース1aの紙面上、下側から高圧フィルタ8を挿入し、フィルタケース1aの天井に当接させることで、この高圧フィルタ8と吐出パイプ1bが連通するとともに、フィルタケース1aと高圧フィルタ8の下端面同士が面一(ツライチ)となる。この下端面にフィルタカバー2を、例えば熱板溶着することで、フィルタケース1aとフィルタカバー2の固着はもとより、高圧フィルタ8も固着されることになる。この固着により、前述した、第一および第二の空間部51、52が得られる。なお、この高圧フィルタ8のエレメント8aを燃料が通過する際、静電気が発生するが、この静電気はエレメント8aが挟着される、導電性樹脂で成形された内筒8bに蓄えられるため、前述した熱板溶着のときに、やはり導電性樹脂で成形された端子部材10(図4参照)を、フィルタカバー2から露出するように、内筒8bと溶着させ、この端子部材10に前述したアース線を接続すれば、静電気を容易に放散することができ好ましい。
Subsequently, an assembly procedure of the
ポンプホルダ3の内底3bにクッションラバー11を敷設したのち、燃料ポンプ7をポンプホルダ3内に挿入する。ここで、開口部3aおよびクッションラバー11の開口部11aがほぼ同心上に設けられており、これら開口部3a、11aに燃料ポンプ7の吸入口7aが位置している。すなわち、開口部3a、11aにサクションフィルタ4の接続部4aを挿通させることで、吸入口7aと接続部4aが連通されることになる。
After laying the
フィルタカバー2の燃料排出口2aにプレッシャーレギュレータ9を、Oリング12を介して液密に嵌着したのち、係合突起2cにポンプホルダ3の係合孔3c(いずれも図1参照)を係合させることで、フィルタカバー2とポンプホルダ3をスナップフィット係合させる。この係合により、プレッシャーレギュレータ9がポンプホルダ3に保持されるとともに、燃料ポンプ7の吐出口7bに冠着された接続管13が、フィルタカバー2に設けた燃料吸入口2bに液密に嵌着されることになる。この燃料吸入口2bはエレメント8aに連通しており、この結果、サクションフィルタ4から吐出パイプ1bに至る燃料流路、および吐出パイプ1bから開口部3aに至るリターン流路を含めた余剰燃料流路が確保されることになる。これに、液面検出器5を装着し、リード線6をコネクタ1dに接続することで、図1で説明した、燃料供給装置101が組み上がる。
After the pressure regulator 9 is liquid-tightly fitted to the
以上、述べた構成を踏まえ、この燃料供給装置101の動作について説明するが、この動作自体は周知の通りである。すなわち、図示しないバッテリーからコネクタ1d、リード線6を介して、燃料ポンプ7に電流が供給されると、燃料ポンプ7内の図示しないシャフトを回転軸として、やはり図示しないインペラとともに回転する。この回転に伴い、燃料タンク99内の燃料100は、サクションフィルタ4で夾雑物が取り除かれたのち吸入口7aから導入、および加圧された後、吐出口7bから吐出される。この吐出された加圧燃料は、エレメント8aに導入され、ここで、サクションフィルタ4を通過、あるいは、ブラシなどの摩耗粉を含めた夾雑物を捕捉したのち、吐出パイプ1bを介してインジェクタに供給される。そして、前述したように、インジェクタに供給される燃料の圧力は、プレッシャーレギュレータ9によって所定値に保たれるとともに、この所定値に保った結果、余剰となった燃料は、リターン配管1cを経由して、プレッシャーレギュレータ9より排出される。この排出された燃料は、再度サクションフィルタ4を介して吸い上げられることになる。
Based on the configuration described above, the operation of the
これまで吐出パイプ1bの位置には言及しなかったが、この吐出パイプ1bは燃料タンク99廻りの車両構成部品のレイアウトの関係上、制約を受けることが大いに予想され、例えば、この実施の形態1においては、吐出パイプ1bは図3にも示すように、フランジ1の中心線に対し紙面上、右方向にスライドさせた位置に設けられている。然るに、この吐出パイプ1bよりリターン配管1cに向う分岐点1e(図2参照)を軸線aとして、フィルタカバー2上に印×で記載すると、図4に示す如くの位置となる。ここで、この印×の位置にプレッシャーレギュレータ9の軸線b(図3参照)を合わせる、つまり軸線aとbを一致させてしまうと、プレッシャーレギュレータ9の外形寸法がフランジ1の外径よりはみ出してしまい、その分、開口孔99aを広げなければならない。
Although the position of the discharge pipe 1b has not been mentioned so far, the discharge pipe 1b is highly expected to be restricted due to the layout of the vehicle components around the
そこで、本発明では、図4に示すように、燃料排出口2aを、フィルタカバー2の外周部2dに沿って紙面上、時計方向にずらした位置に設けることで、2つの軸線、すなわち、軸線aと軸線bが現れるようにした。こうすることで、プレッシャーレギュレータ9が燃料供給装置101の内径側、よりわかり易く述べると、フランジ1の外径の投影面積内に収められることで、該装置101自体の小型化が図れ、燃料タンク99への組込性が向上するとともに、開口孔99aを必要以上に広げることがなくなり、燃料タンク99の気密性や強度がアップする。なお、図2および図3に示した、距離L1およびL2は、図4で示す如く、軸線aとbのズレを、この軸線aとbを結ぶ対角線で得られる長方形の短辺および長辺で表したものである。
Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 4, the
ところで、この距離L2は、燃料排出口2aの径の約4倍以上、換言すると、余剰燃料排出に必要な径の約4倍以上の断面積が、第二の空間部52として存在することから、特許文献2の課題として述べたように、プレッシャーレギュレータ9の調圧時に発生する脈動により、この第二の空間部52で共振を起こし、それが騒音源となる可能性が極めて高くなる。そこで、本発明では、図3および図4に示すように、第二の空間部52のフランジ1側、より詳しくはリターン配管1cに、軸線aとbを仕切る仕切り板1c1を設け、この第二の空間部52において、余剰燃料を図3で示した矢印の如く、いわゆるクランク状に排出させるようにした。この結果、上述の脈動周波数と第二の空間部52における固有振動数が一致せずにずれることで、共振が起きず、発音を抑制できることが期待できる。このため、小型で安価な、しかも騒音対策に秀でた燃料供給装置を使用者に提供することが可能となる。なお、一般に、燃料ポンプ7より吐出された燃料は、ほとんど余剰燃料として排出される点、および余剰燃料は上述した如く、下方向に排出されることで、エンジン停止中における吐出パイプ1b近辺の燃料中の水分も自重によりプレッシャーレギュレータ9に向って落下する点を鑑みれば、本発明における実施の形態であっても、その水分捕捉に関しては、特許文献2と比べなんら遜色はない。
By the way, this distance L2 has a cross-sectional area of about 4 times or more of the diameter of the
1 フランジ、1a フィルタケース、1c1 仕切り板、2 フィルタカバー、
3 ポンプホルダ、4 サクションフィルタ、7 燃料ポンプ、
8 高圧フィルタ、9 プレッシャーレギュレータ、51 第一の空間部、
52 第二の空間部、99 燃料タンク、99a 開口孔、101 燃料供給装置。
1 flange, 1a filter case, 1c1 partition plate, 2 filter cover,
3 Pump holder, 4 Suction filter, 7 Fuel pump,
8 high pressure filter, 9 pressure regulator, 51 first space,
52 2nd space part, 99 fuel tank, 99a opening hole, 101 fuel supply apparatus.
Claims (2)
上記高圧フィルタで濾過された燃料を上記プレッシャーレギュレータへ到達せしめるリターン流路が、上記フランジおよびフィルタカバーによって得られる第二の空間部に形成され、かつ、上記リターン流路の軸線を、上記フランジ側と上記フィルタカバー側とでは一致させていないことを特徴とする燃料供給装置。 A flange attached to the upper opening of the fuel tank, a fuel pump for sucking and discharging the fuel in the fuel tank through a suction filter, a high-pressure filter for filtering the fuel discharged from the fuel pump, and filtering with the high-pressure filter And a pressure regulator that maintains the pressure of the fuel within a predetermined range, the high-pressure filter is a filter case integrally formed with the flange, and a filter into which a pump holder holding the fuel pump and the pressure regulator is inserted In the fuel supply device installed in the first space obtained by the cover,
A return flow path for allowing the fuel filtered by the high-pressure filter to reach the pressure regulator is formed in the second space obtained by the flange and the filter cover, and the axis of the return flow path is connected to the flange side. And the filter cover side do not coincide with each other.
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