JP2010090830A - 車両用燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型化を図りつつ、燃料ポンプの吸い上げ量を確保した車両用燃料供給装置を得る。
【解決手段】 燃料タンクの開口部に填装され吐出管およびスティが固着されたフランジ部と、上記スティに取り付けられ、上記燃料タンクの燃料を吸い込むストレーナを介して吸い込んだ燃料を吐出させる燃料ポンプを収納するための開口部を有した有底形状のポンプケースと、このポンプケースの開口部側に位置し、上記燃料ポンプを通過した燃料を濾過する高圧フィルタ、および上記吐出管から吐出される燃料を所定の圧力に設定するプレッシャーレギュレータが具備されるフィルタ部と、上記ポンプケースに装着され、上記ストレーナを覆うための開口部を有した有底形状のベセルとを備え、上記ベセルの上記ポンプケースへの装着が、上記ポンプケースの有底形状を成す基台部が上記ベセルの開口部によって閉塞されるように行われる。
【選択図】 図２

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車両用燃料供給装置に関し、詳しくは該装置の小型化に関するものである。

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ストレーナによって、まずは燃料タンク内の夾雑物を取り除く。そして、このストレーナを通過、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。

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。

ところで、前述したストレーナは、燃料供給における、いわゆる最上流に位置することから、燃料タンク内の燃料が少なくなっても供給ができるよう、この燃料タンクの最底部に位置させることが一般的である。一方、この燃料が少ないときに、加減速や姿勢変化によって油面が変化したとしても、その影響を受けずに確実に燃料ポンプで吸引できることが、特に自動二輪車で求められている。これは言うまでもなく、減速時や下り坂走行時などに、残り少ない燃料が燃料タンク前方へ移動してしまうことで、ストレーナが燃料の油面から露出してしまい、その後アクセルを回してもエンジンの回転数が上がらず加速しない、いわゆるエンジンの息つき現象を防ぐことにほかならない。そこで、リザーブ量により塞がれる燃料吸入口をチャンバー（本発明におけるベセルに相当）に配置するとともに、プレッシャーレギュレータからの余剰燃料を、このチャンバー内に導くことで、エンジンへの燃料供給を安定させることが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−２４８７３１号公報（第４頁第３６行〜第３８行、第５頁第３１行〜第３４行、図１および図６）

この特許文献１における燃料吸入口は、その作用効果からも明らかなように、リザーブ量、すなわち、残り少ない燃料を吸入するために設けられているのであって、燃料が潤沢な場合、より具体的には給油口より燃料が注入される過程においては、チャンバーの開口部、すなわち、図６紙面上、左方向より燃料が流入し、フィルタあるいは燃料キーパが燃料中に浸される、と考えられる。

つまり、チャンバーには燃料貯留槽としての機能が備わっていることになるが、燃料消費後、このチャンバーの開口部がある程度、露出するに至れば、前述した加減速や姿勢変化によって、一旦、貯留された燃料が燃料タンク内にこぼれることは十分に予想される。したがって、燃料吸入口に加え、この「こぼれ」を許容できるほどに、チャンバーの容積アップ、すなわち大形化を図ることで、前述した安定供給を行っているのが実状である。

すると、ここで、チャンバーの容積アップに伴い、言うまでもなく、該装置の大型化がクローズアップされてしまう。具体的には、燃料タンクの開口孔径の拡充による、燃料タンク自体の気密性、あるいは強度が劣る、という点が問題視される。つまり、チャンバーの大形化が、装置の小型化を阻む要因となっている。なお、「こぼれ」を抑え込むには、そもそも、その開口部を狭めることが容易に想到できるが、これでは、チャンバーへの流入量が少なくなり、勢い、燃料吸入口のみに、その流入を頼る結果となり、これでは、燃料ポンプの吸い上げ量が確保できず、吐出不足となってしまう。

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、燃料ポンプの吸い上げ量を確保した車両用燃料供給装置を得ることを目的とするものである。

この発明に係る車両用燃料供給装置は、燃料タンクの開口部に填装され吐出管およびスティが固着されたフランジ部と、上記スティに取り付けられ、上記燃料タンクの燃料を吸い込むストレーナを介して吸い込んだ燃料を吐出させる燃料ポンプを収納するための開口部を有した有底形状のポンプケースと、このポンプケースの開口部側に位置し、上記燃料ポンプを通過した燃料を濾過する高圧フィルタ、および上記吐出管から吐出される燃料を所定の圧力に設定するプレッシャーレギュレータが具備されるフィルタ部と、上記ポンプケースに装着され、上記ストレーナを覆うための開口部を有した有底形状のベセルとを備え、上記ベセルの上記ポンプケースへの装着が、上記ポンプケースの有底形状を成す基台部が上記ベセルの開口部によって閉塞されるように行われるものである。

この発明は以上説明したように、コンパクトでしかも安価な車両用燃料供給装置を提供することができる。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における車両用燃料供給装置（以下、燃料供給装置という）を、車両である例えば自動二輪車の燃料タンクの内部に設置した状態を示す断面図、図２は図１における燃料供給装置の正面図ならびに上面図である。また、図３は図１における燃料供給装置の分解斜視図である。

図１に示すように、燃料供給装置１はその設置状態において、自動二輪車の燃料タンク１１の紙面上、左下がりの底部１１ａに対し、ほぼ平行となるような形態を有しており、この底部１１ａに設けられた開口部１１ｂより、後述するベセル１２側から挿入し、反時計方向に９０度回動させた後、底部１１ａの外側に残るフランジ部１３が、パッキン１４を介してボルト１５により底部１１ａに固定されることで、開口部１１ｂが閉塞されるとともに燃料供給装置１が燃料タンク１１に設置されることになる。フランジ部１３にはスティ１６および吐出管１７が溶接されており、このうちスティ１６は、一対の略Ｌの字状の側板を有する略Ｕ字形（図３参照）に形成され、この略Ｌの字状の屈曲点に向けて、後述するフィルタ部１８およびポンプケース１９が嵌着される。一方、吐出管１７はフィルタ部１８に圧入されるとともに、吐出口１７ａに図示しない燃料ホースが接続され、この燃料ホースはやはり図示しないインジェクタに接続される。

図２において、フィルタ部１８には、後述する燃料ポンプ２０で発生するブラシ、コンミテータなどの摩耗粉、およびやはり後述するストレーナ２１で取り除けなかった夾雑物を捕捉する高圧フィルタ２２が内設されている。この高圧フィルタ２２を通過した燃料は吐出管１７より吐出されるが、この際の燃圧を所定値に保つ周知のプレッシャーレギュレータ２３がＯリング２４を介して、このフィルタ部１８に液密に固着されている。フィルタ部１８には燃料吸入口１８ａも設けられており、Ｏリング２７を介して燃料ポンプ２０の吐出口２０ａが、やはり液密に固着されることで、燃料ポンプ２０で加圧された燃料が高圧フィルタ２２に送られることになる。なお、この加圧される燃料が、燃料ポンプ２０の燃料吸入口２０ｂに装着されたストレーナ２１を介しての吸い上げによって行われることも周知の通りである。また、吐出口２０ａには、エンジン停止時に、燃料ホースに残った燃料が燃料タンク１１に逆流しないよう、周知のチェックバルブ２８が内設されている。

ポンプケース１９は紙面上、右側が開口部１９ａとして開口している有底形状を有することから、燃料ポンプ２０が被装されるとともに、その底部には貫通孔１９ｂ（図３参照）が設けられており、この貫通孔１９ｂを通して挿通される燃料吸入口２０ｂに、ストレーナ２１の接続管２１ａが接続可能となっている。ここで、ポンプケース１９の底部を、便宜上、基台部１９ｃ（図３参照）と呼ぶこととし、この基台部１９ｃの形状に応じた開口部１２ａを有する、やはり有底形状のベセル１２が、ストレーナ２１を覆うように、ポンプケース１９に装着されている。このベセル１２の底部には、燃料流入孔１２ｂが設けられており、この燃料流入孔１２ｂより、文字通り、燃料が吐出口２０ａに向かって吸い込まれる。また、燃圧を所定値に保った結果、余剰となった燃料はプレッシャーレギュレータ２３より流路１９ｄを介して、このベセル１２に導かれる。なお、１９ｅ（図３参照）は燃料の吸入・加圧によって生じた気泡を排出する気泡排出孔、３０は支持板３１を介してスティ１６に取り付けられている、油面２９ａ（図１参照）を検知する周知のサーミスタである。

次に、この燃料供給装置１の組立手順を図３に基づいて説明する。フィルタ部１８に燃料ポンプ２０およびプレッシャーレギュレータ２３を嵌着させた後、スティ１６の一対の先端１６ａにフィルタ部１８のガイド１８ｂを挿通させ、スティ１６の屈曲点までスライドさせるとともに、吐出管１７をフィルタ部１８に圧入し、さらに燃料ポンプ２０からのリード線をフランジ部１３に設けたコネクタ３２に接続することで、まずは図中、フランジ部１３を中心とする半完成品が組み上がる。続いて、プレッシャーレギュレータ２３からの余剰燃料が、ポンプケース１９に設けた流路１９ｄに導かれるカップ３３を、プレッシャーレギュレータ２３のハウジング２３ａ（図２参照）に取着させながら、ポンプケース１９のガイド１９ｆも先端１６ａに挿通させ、このポンプケース１９の上面がフィルタ部１８から突き出た下面と突き合うまでポンプケース１９をスライドさせる。

ガイド１９ｆの先端１６ａに相当する部分は幅広になっており、この幅広部に止め板３４（紙面上、奥行側は前述した支持板３１）を介して先端１６ａの螺着部にネジ３５で締め付けることで、ポンプケース１９およびフィルタ部１８がスティ１６に取り付けられる。この取り付けにより、燃料吸入口２０ｂが貫通孔１９ｂを挿通し、ポンプケース１９から突出することで、接続管２１ａが接続され、これにより、ストレーナ２１から吐出管１７に至る、いわゆる燃料経路が形成されることになる。最後に、ベセル１２を装着するが、この装着はワンタッチ、すなわち、基台部１９ｃに設けた係合凸部１９ｇと、ベセル１２に設けた係合凹部１２ｃとの係合によって行われる。以上の組立作業により、この燃料供給装置１の前述した燃料タンク１１への設置作業が可能となる。

この燃料供給装置１の特に燃料供給に係わる動作については周知の通りである。すなわち、コネクタ３２を通じて燃料ポンプ２０が駆動されると、燃料ポンプ２０の図示しない羽根車の回転により、燃料タンク１１内の燃料２９はストレーナ２１を介して燃料吸入口２０ｂに吸入・加圧され、吐出口２０ａより吐出される。そして、この吐出された燃料は、フィルタ部１８内の高圧フィルタ２２、吐出管１７、さらには図示しない燃料ホースを経て、内燃機関のインジェクタなどへ供給される。一方、フィルタ部１８内の燃料の圧力が所定値より高い場合には、この燃料を余剰燃料として、プレッシャーレギュレータ２３より排出することで、その圧力を所定値に保とうとしている。

本発明では、ストレーナ２１での燃料２９の吸い込みにあたって、基台部１９ｃが開口部１２ａによって閉塞されている点、および燃料ポンプ２０の外皮がポンプケース１９にほぼ内接している点（図２（ｂ）参照）より、ベセル１２がストレーナ２１を覆いつつも、燃料流入孔１２ｂを唯一の入り口として機能させていることになる。したがって、ベセル１２、あるいはポンプケース１９から、加減速や姿勢変化による油面２９ａの変化にあわせて、燃料がこぼれることがないため、ベセル１２はストレーナ２１を覆うことだけを、また、ポンプケース１９は燃料ポンプ２０の被装だけを、それぞれ目的として最適形状を決めればよく、このことは、特に、ベセル１２に対して、燃料の「こぼれ」を考慮した、必要以上の貯留容積を有さずに済み、ベセル１２の小型化、延いては燃料供給装置１の小型化が達成可能となる。この結果、開口部１１ｂの径が縮小できるので、燃料タンク１１の気密性向上、さらには強度アップという優れた効果が得られる。

なお、図２（ａ）からも明らかなように、ストレーナ２１は、流路１９ｄの終端となる出口１９ｈ（図３参照）と燃料流入孔１２ｂの間にベセル１２に沿うように具備させている。こうすることで、プレッシャーレギュレータ２３からの余剰燃料は、燃料流入孔１２ｂから排出されることなく、効率よく燃料ポンプ２０に再吸入されるので、油面２９ａが下がり（図中２９ｂ）、例えば、急減速中に、燃料流入孔１２ｂがある程度の時間、燃料によって塞がれない状態が続いても、エンジンの息つき現象を起こす可能性が極めて低くなる。

このように、本発明では、繰り返すが、燃料流入孔１２ｂのみを燃料の吸入口としているが、この燃料流入孔１２ｂからの燃料吸入量でもって、その燃料供給系に求められる所定の吐出を得るために、ベセル１２に燃料流入孔１２ｂより小さい空気排出孔１２ｄを設け、ベセル１２内の空気を、この空気排出孔１２ｄより排出させている。こうすることで、燃料流入孔１２ｂを必要以上に大きくしなくても、安定した燃料ポンプ２０の吸い上げ量を確保することができる。なお、この空気排出孔１２ｄは、図２（ａ）紙面上、上側に、しかも、空気を抜くためだけの微小な孔として設けていることから、燃料流入孔１２ｂや出口１９ｈから流入した折角の燃料がベセル１２外にこぼれる心配はない。

なお、本実施の形態においては、高圧フィルタ２２を具備させたが、例えば、ストレーナ２１の目開きを小さくしておくことで、必ずしも高圧フィルタ２２は必要ではなく、然るに、高圧フィルタを有さない燃料供給装置であっても本発明の範囲を逸脱することにはならない。

この発明の実施の形態１における燃料供給装置を燃料タンクの内部に設置した状態を示す断面図である。 図１における燃料供給装置の（ａ）正面図ならびに（ｂ）上面図である。 図１における燃料供給装置の分解斜視図である。

符号の説明

１ 燃料供給装置、１１ 燃料タンク、１１ｂ 開口部、
１２ ベセル、１２ａ 開口部、１２ｂ 燃料流入孔、１２ｄ 空気排出孔、
１３ フランジ部、１６ スティ、１７ 吐出管、１８ フィルタ部、
１９ ポンプケース、１９ａ 開口部、１９ｃ 基台部、２０ 燃料ポンプ、
２１ ストレーナ、２２ 高圧フィルタ、２３ プレッシャーレギュレータ、
２９ 燃料。

Claims (3)

1. 燃料タンクの開口部に填装され吐出管およびスティが固着されたフランジ部と、上記スティに取り付けられ、上記燃料タンクの燃料を吸い込むストレーナを介して吸い込んだ燃料を吐出させる燃料ポンプを収納するための開口部を有した有底形状のポンプケースと、このポンプケースの開口部側に位置し、上記燃料ポンプを通過した燃料を濾過する高圧フィルタ、および上記吐出管から吐出される燃料を所定の圧力に設定するプレッシャーレギュレータが具備されるフィルタ部と、上記ポンプケースに装着され、上記ストレーナを覆うための開口部を有した有底形状のベセルとを備えた車両用燃料供給装置において、
   上記ポンプケースの有底形状を成す基台部が、上記ベセルの開口部によって閉塞されるように、上記ベセルが上記ポンプケースに装着されることを特徴とする車両用燃料供給装置。
2. ベセルに燃料タンクの燃料を吸い込む燃料流入孔が設けられていることを特徴とする請求項１記載の車両用燃料供給装置。
3. 燃料流入孔より高い位置に、上記燃料流入孔より小さい孔が設けられていることを特徴とする請求項２記載の車両用燃料供給装置。

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