JP2011153599A

JP2011153599A - 燃料供給装置

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Publication number: JP2011153599A
Application number: JP2010016900A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Okazono; 哲郎岡薗
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2010-01-28
Filing date: 2010-01-28
Publication date: 2011-08-11

Abstract

【課題】燃料が高温となりベーパ発生量が増加した場合でも、ジェットポンプを確実に駆動させることができる燃料供給装置を提供する。
【解決手段】燃料供給装置において、燃料ポンプによる昇圧途中の燃料のうち、ベーパを含む所定流量以上の燃料をリザーバカップ内へ戻す第１戻し配管と、プレッシャレギュレータの圧力調整によって、余剰となった燃料をリザーバカップ内へ戻す第２戻し配管とを設け、第１戻し配管、および第２戻し配管の下流側を合流させることにより合流部を形成し、更にこの合流部をジェットポンプのノズル部に接続する。ジェットポンプは、第１戻し配管から戻される燃料と、第２戻し配管から戻される燃料とによって駆動されるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料タンク内の燃料を燃料ポンプによって内燃機関の燃料噴射装置へ供給する燃料供給装置に関するものである。

従来の燃料供給装置として、例えば特許文献１に示されるものが知られている。即ち、特許文献１における燃料供給装置は、燃料タンク内に配置されたリザーバカップ（引用文献１中ではリザーバ）と、燃料タンク内の燃料をリザーバカップ内に吸引するジェットポンプと、リザーバカップ内に配設されてリザーバカップ内の燃料を内燃機関に圧送する燃料ポンプと、内燃機関から延設されて内燃機関で消費されなかった余剰燃料をリザーバカップに戻す戻しラインとを備えている。そして、ジェットポンプは、戻しラインを流れる余剰燃料によって駆動されて、燃料タンク内の燃料をリザーバカップ内に吸引するようになっている。

特開平８−４９６１５号公報

従来の燃料供給装置においては、内燃機関の最大燃料消費時においてもジェットポンプの駆動を可能とするために、最小限必要とされる余剰燃料が戻しラインから確保されるように燃料ポンプの吐出流量が決定されている。

しかしながら、燃料供給装置の作動時において、燃料が高温になると燃料内にベーパが発生するため、燃料ポンプの吐出流量が低下し、それに伴いジェットポンプ駆動用の余剰燃料流量を確保できなくなるおそれが生ずる。よって、リザーバへの燃料の吸引流量が不足となり、更に内燃機関への燃料吐出流量が低下してしまう。

本発明の目的は、上記問題に鑑み、燃料が高温となりベーパ発生量が増加した場合でも、ジェットポンプを確実に駆動させることができる燃料供給装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。

請求項１に記載の発明では、燃料タンク内の燃料を内燃機関へ供給する燃料供給装置であって、
燃料タンク内に配設されるリザーバカップと、
リザーバカップの外部から内部に向けて形成されるスロート部、およびスロート部の内側に配設されるノズル部を有し、ノズル部から燃料をリザーバカップ内に噴出させることで駆動し、燃料タンク内の燃料を、スロート部を介してリザーバカップ内に吸引するジェットポンプと、
リザーバカップ内に吸引された燃料を吸引し、昇圧して吐出すると共に、昇圧途中の燃料のうち、ベーパを含む所定流量以上の燃料を排出する燃料ポンプと、
ベーパを含む所定流量以上の燃料をリザーバカップ内へ戻す第１戻し配管と、
燃料ポンプから吐出された燃料の圧力を調整して、圧力調整した燃料を内燃機関に送るプレッシャレギュレータと、
プレッシャレギュレータの圧力調整によって、余剰となった燃料をリザーバカップ内へ戻す第２戻し配管とを備え、
第１戻し配管、および第２戻し配管の下流側が合流されることにより合流部が形成されて、合流部が更にノズル部に接続されており、
ジェットポンプは、第１戻し配管から戻される燃料と、第２戻し配管から戻される燃料とによって駆動されることを特徴としている。

この発明によれば、プレッシャレギュレータから第２戻し配管に戻される余剰燃料に、燃料ポンプから第１戻し配管に戻されるベーパを含む所定流量以上の燃料が合流部で混合され、この混合された燃料がノズル部に供給されることになり、ジェットポンプが駆動されて、燃料タンク内の燃料がリザーバカップに吸引される。

ここで、燃料供給装置の作動時において燃料が高温になってベーパが発生した場合に、燃料ポンプの吐出流量が低下し、それに伴いプレッシャレギュレータからの余剰燃料流量が低下してしまうが、この余剰燃料に、燃料ポンプから戻されるベーパを含む所定流量以上の燃料を混合させて、余剰燃料流量の低下を補う形でジェットポンプに燃料を供給することができるので、ジェットポンプを確実に駆動させることができる。

請求項２に記載の発明では、ノズル部には、ジェットポンプが停止している時にノズル部を閉じ、ノズル部から噴出される燃料の流量が増加するほど、ノズル部の開度を大きくする流量可変絞りが設けられたことを特徴としている。

燃料タンク内の燃料の液面位置がリザーバカップ内の燃料の液面位置より低くなった場合、燃料ポンプの停止時においては、リザーバカップ内の燃料の水頭圧によって、リザーバカップ内の燃料は、燃料ポンプの燃料吸引部から第１戻し配管、ノズル部、更にスロート部を介してリザーバカップ外へ流出してしまう。

しかしながら、請求項２に記載の発明によれば、燃料ポンプの停止時において、ノズル部は流量可変絞りによって閉塞されるので、上記のようにリザーバカップ内の燃料がリザーバカップ外に流出することを防止でき、常にリザーバカップ内の燃料量を適切に保持することができる。

また、燃料ポンプの作動時においては、プレッシャレギュレータからの余剰燃料流量が少ない場合は、流量可変絞りによるノズル部の開度は小さく維持されるので、ノズル部から噴出される燃料流速を確保して、ジェットポンプの性能向上を図ることができる。更に、燃料ポンプの作動時において、プレッシャレギュレータからの余剰燃料流量が多い場合は、流量可変絞りによるノズル部の開度は大きく維持されるので、プレッシャレギュレータの下流側となるノズル部における過度な燃料の圧力上昇を抑制することができる。

請求項３に記載の発明では、燃料中の異物を除去する燃料フィルタが、リザーバカップ内に配設されて、燃料ポンプの燃料を吸引する吸引部に接続されており、
スロート部は、リザーバカップの外部に開口していることを特徴としている。

この発明によれば、燃料フィルタが、リザーバカップ内に配設されて、燃料ポンプの吸引部に接続されることで、ジェットポンプのスロート部は、直接リザーバカップの外部に開口する形とすることができるので、スロート部の外側に燃料フィルタを設けることにより燃料フィルタを介してスロート部を開口する場合に比べて、ジェットポンプによって燃料タンク内の燃料を吸引する際の抵抗を小さくすることができ、ジェットポンプの性能向上を図ることができる。

第１実施形態における燃料供給装置を示す正面図である。燃料温度に対する内燃機関への吐出流量を示す特性線図である。第２実施形態における燃料供給装置を示す正面図である。第２実施形態におけるノズル部（閉状態）を示す断面図である。第２実施形態におけるノズル部（開状態）を示す断面図である。第３実施形態における燃料供給装置を示す正面図である。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第一実施形態）
以下、本発明の燃料供給装置に係る第１実施形態を、自動車の燃料タンク１０に取り付けられる燃料供給装置１００Ａに適用した場合を例にして、図１、図２に基づいて説明する。図１は燃料供給装置１００Ａを示す正面図、図２は燃料温度に対する内燃機関への吐出流量を示す特性線図である。

燃料供給装置１００Ａは、内燃機関等と共に車両に搭載されている燃料タンク１０内に設置され、当該燃料タンク１０内に貯留された燃料を燃料タンク１０外の内燃機関の燃料噴射装置へ供給する装置である。ここで、便宜的に、燃料タンク１０の天井部側を燃料供給装置１００Ａの上側、底部側を下側として、以下説明する。尚、この上下方向は、重力方向に沿っているものとする。

燃料供給装置１００Ａは、図１に示すように、蓋部１１０、リザーバカップ１２０、ジェットポンプ１３０、燃料フィルタ１４０、燃料ポンプ１５０、プレッシャレギュレータ１６０、第１戻し配管１７１、第２戻し配管１７２等から構成されている。

蓋部１１０は、燃料タンク１０の天井壁に形成された開口部１１を塞ぐものであり、樹脂材によって形成されている。蓋部１１０は、扁平な円筒状の円筒状部１１１と、円筒状部１１１の上側に設けられて、径方向外側に突出する板状のフランジ部１１２とを有している。円筒状部１１１は、開口部１１に挿入され、またフランジ部１１２は、燃料タンク１０の天井面に当接するように配設されて、開口部１１は、液密に閉塞されている。また、蓋部１１０には、燃料吐出管１１３、およびガイドシャフト１１４が設けられている。

燃料吐出管１１３は、フランジ部１１２に一体的に形成されている。燃料吐出管１１３は、燃料ホース１８０によってプレッシャレギュレータ１６０と接続されており、燃料ポンプ１５０から吐出された燃料を内燃機関へ向けて吐出する。ガイドシャフト１１４は、金属材よりなる円柱状の棒材であって、基端が円筒状部１１１の下側に設けられた取付け部１１１ａに固定され、先端がリザーバカップ１２０側に向けて突出している。ガイドシャフト１１４は、円筒状部１１１の周方向に等間隔で二箇所に配置されている（図１では二箇所のうちの片方のみ図示する）。

リザーバカップ１２０は、樹脂材によって円筒形状に形成された容器であり、内部に燃料の貯留室を形成すると共に、ジェットポンプ１３０を収容し、更に外部に燃料ポンプ１５０を支持しており、燃料に水平方向の加速度が作用した場合であっても、燃料ポンプ１５０の吸引部１５１近傍に燃料を貯留しておくようになっている。リザーバカップ１２０は、底壁１２１、側壁１２２、１２３、天井壁１２４を有している。

底壁１２１には、開口部１２１ａが形成されており、この開口部１２１ａには、ジェットポンプ１３０のスロート部１３１が挿通されている。側壁１２２には、蓋部１１０のガイドシャフト１１４が挿通されるシャフト支持部１２５が形成されている。取付け部１１１ａの下端と、シャフト支持部１２５の上端との間で、且つガイドシャフト１１４の外周には、図示しないコイル状のスプリングが圧縮された状態で介在されている。このスプリングによって、リザーバカップ１２０は下側に押し付けられて、燃料タンク１０の底壁に位置固定されるようになっている。

また、側壁１２３には、有底円筒状を成して燃料ポンプ１５０を支持するポンプ支持部１２６が形成されている。ポンプ支持部１２６の底部は、リザーバカップ１２０の底壁１２１よりも多少上側となる位置に設けられている。ポンプ支持部１２６の底部には、開口部１２６ａが形成されており、リザーバカップ１２０の内部とポンプ支持部１２６の内部とが連通するようになっている。

また、天井壁１２４には、底壁１２１側に向かって延びる円筒状のキャップ１２７が設けられている。このキャップ１２７の下端側は、ジェットポンプ１３０の延設部１３３の上端側の外周を所定長さに渡って覆うように形成されている。更に、天井壁１２４には、開口部１２４ａが設けられ、この開口部１２４ａには、燃料の異物等を除去するフィルタ１２８が設けられている。

ジェットポンプ１３０は、燃料タンク１０内の燃料をリザーバカップ１２０内へ吸引するポンプであり、スロート部１３１、絞り部１３２、延設部１３３、ノズル部１３４、および第１戻し配管１７１、第２戻し配管１７２等を備えている。

スロート部１３１は、円筒状を成しており、リザーバカップ１２０の底壁１２１の外部から内部に向けて燃料吸引用の流路を形成するものである。スロート部１３１は、底壁１２１の開口部１２１ａに挿通されて流路の軸線が上下方向を向くように配設されている。絞り部１３２は、その内径がスロート部１３１の内径よりも小さく絞られた流路であり、スロート部１３１から徐々に内径が小さくなるようにして、スロート部１３１の上端部に接続されている。絞り部１３２は、絞り効果によってスロート部１３１からの燃料流れの流速を増加させるようになっている。延設部１３３は、絞り部１３２から徐々に内径が大きくなり、更に一定の内径で天井壁１２４側に向けて延設される流路となっており、絞り部１３２の上端部に接続されている。延設部１３３の上端部は、リザーバカップ１２０内において所定の高さ位置に達するように設けられている。ここでは、延設部１３３の上端部は、リザーバカップ１２０の上下方向の寸法の中央位置よりもやや上側まで達しており、キャップ１２７の内側に挿入される形となっている。

ノズル部１３４は、後端部１３４ｂから燃料が供給されて、先端部１３４ａから絞り部１３２に向けて燃料を噴出する細長の筒状部材であり、本実施形態では、途中部位でＬ字状に折り曲げられて形成されている。ノズル部１３４の先端部１３４ａ側となる部位は、その部位の軸線がスロート部１３１の軸線に沿うようにスロート部１３１内に配設されており、先端部１３４ａは、絞り部１３２と対向するように配置されている。スロート部１３１とノズル１３４との間には燃料が流通可能となる隙間が形成されている。

また、ノズル部１３４の後端部１３４ｂ側となる折り曲げられた部位は、スロート部１３１の周壁を貫通して、後端部１３４ｂが、リザーバカップ１２０の外部に配置されている。そして、リザーバカップ１２０の外部にて、後端部１３４ｂには、後述する第１戻し配管１７１、および第２戻し配管１７２が接続されている。第１戻し配管１７１、および第２戻し配管１７２の詳細については後述する。

リザーバカップ１２０の内部において、スロート部１３１から分岐してリザーバカップ１２０内に連通するもうひとつのスロート部１３５が形成されている。スロート部１３１に対するスロート部１３５の分岐点は、ノズル部１３４における先端部１３４ａの上流側、つまり後端部１３４ｂ側となっている。スロート部１３５およびその開口部は、リザーバカップ１２０内の、より下方に配置されるのが好ましく、スロート部１３５の軸線は、スロート部１３１の上下方向の軸線に対して水平方向を向くように配置されている。そして、スロート部１３５の周壁の下側は、底壁１２１に接触するようにリザーバカップ１２０内の最下部に配置されている。スロート部１３５の周壁の軸方向の長さは、下側から上側に向けて短くなるようにして、即ち、スロート部１３５のリザーバカップ１２０内への開口部は、スロート部１３５の長手方向の直交断面に対して傾くように開口されている。

スロート部１３５の開口部には、スロート部１３５からリザーバカップ１２０内への燃料の流通を許容しつつ、逆にリザーバカップ１２０内からスロート部１３５への燃料の流通を阻止する逆止弁１３６が設けられている。逆止弁１３６は、スロート部１３１の外周壁側に支点を備えて揺動するアーム部１３６ａと、このアーム部１３６ａの支点とは反対側に固定されてスロート部１３５の開口部を開閉する傘状の弁部１３６ｂとを備えている。

燃料フィルタ１４０は、燃料タンク１０内の燃料中の異物を除去するためのものであり、スロート部１３１のリザーバカップ１２０の外部で開口する開口部に接続されている。燃料フィルタ１４０は、フィルタフレーム１４１と、フィルタフレーム１４１の外側を覆うフィルタクロス１４２とを有しており、全体形状が扁平に形成されている。燃料フィルタ１４０は、リザーバカップ１２０の底壁１２１よりも下側に位置し、ガイドシャフト１１４に設けられたスプリングによってリザーバカップ１２０が下側に押し付けられることによって、燃料フィルタ１４０の底部は燃料タンク１０の底部と接触している。

燃料フィルタ１４０のフィルタフレーム１４１は、樹脂材によって形成された骨組部であり、また、フィルタクロス１４２は、例えば樹脂製の繊維から成る不織布から袋状に形成されている。フィルタフレーム１４１にフィルタクロス１４２を覆うことにより、フィルタクロス１４２の内部に空洞を確実に形成して燃料の濾過及び吸い込み機能を果たすことができるようになっている。

燃料ポンプ１５０は、図示しない電動モータによってインペラが回転駆動される電動式のポンプであり、リザーバカップ１２０内の燃料を吸引し、昇圧して、昇圧した燃料をプレッシャレギュレータ１６０側へ吐出するようになっている。燃料の吐出流量は、電動モータ、つまりインペラの回転数に応じて増減するようになっている。燃料ポンプ１５０は、リザーバカップ１２０の側壁１２３に形成された有底筒状のポンプ支持部１２６に収容されている。燃料ポンプ１５０は、全体として円柱状を呈しており、円柱の軸線が上下方向を向くように配置されている。燃料ポンプ１５０の下端部には吸引部１５１が、また上端部には吐出部１５２が設けられている。吸引部１５１は、リザーバカップ１２０内に貯留された燃料を吸い込むための部位であり、開口部１２６ａと連通している。また、吐出部１５２は、昇圧された燃料を吐出する部位であり、プレッシャレギュレータ１６０に接続されている。

本実施形態の燃料ポンプ１５０は、燃料を吸引して昇圧する際にインペラにて発生するベーパを所定流量以上の燃料と共に、昇圧の途中部位から燃料ポンプ１５０外へ排出する機能を備えたベーパ燃料排出型のポンプとなっている。ベーパを含む燃料の流量は、吐出部１５２からの吐出流量の増減に関わらず、所定流量となるように設定されており、本来の燃料ポンプ１５０の吐出能力を確保したうえで、吐出効率低下となるベーパを効果的に排出できるようになっている。ベーパを含む燃料は、燃料ポンプ１５０の下端部に設けられたベーパ排出部１５３から排出されるようになっている。

プレッシャレギュレータ１６０は、燃料ポンプ１５０から吐出される燃料の圧力を予め定められた所定圧力に調整するためのものであり、燃料ポンプ１５０の上方に配置されている。プレッシャレギュレータ１６０は、吸入ポート１６１、レギュレータバルブ１６２、吐出ポート１６３、および排出ポート１６４を備えている。吐出ポート１６３は、燃料ホース１８０によって、蓋部１１０の下面から燃料吐出管１１３に接続されている。

吸入ポート１６１は、燃料ポンプ１５０から吐出される燃料を吸入する部位であり、吐出ポート１６３は、圧力調整された燃料を内燃機関側へ吐出する部位である。吸入ポート１６１と吐出ポート１６３との間には燃料通路が形成されて、この燃料通路にレギュレータバルブ１６２が配置されている。レギュレータバルブ１６２は、燃料ポンプ１５０から吐出される燃料流量が所定の流量に達したら開弁する。圧力調整された燃料は内燃機関側に必要流量が吐出され、余剰燃料は、排出ポート１６４から排出されることにより、燃料通路の燃料圧力が所定圧力に維持される。

本実施形態では、ジェットポンプ１３０を駆動するための燃料供給流路に特徴を持たせており、以下、その詳細について説明する。ジェットポンプ１３０を駆動するための燃料供給流路は、第１戻し配管１７１、第２戻し配管１７２、および合流部１７３によって形成されている。第１戻し配管１７１、および第２戻し配管１７２は、本来、燃料ポンプ１５０から排出されるベーパを含む燃料、およびプレッシャレギュレータ１６０から排出される余剰燃料をそれぞれリザーブカップ１２０内へ戻すための配管であるが、本実施形態では、以下のように形成している。

第１戻し配管１７１は、一端側が燃料ポンプ１５０のベーパ排出部１５３に接続され、ポンプ支持部１２６の底部を貫通し、折り曲げられてリザーバカップ１２０の底壁１２１に沿うように、且つノズル部１３４の後端部１３４ｂに向けて他端側が延設された配管となっている。また、第２戻し配管１７２は、一端側がプレッシャレギュレータ１６０の排出ポート１６４に接続され、下側に折り曲げられて燃料ポンプ１５０に沿うように延設され、更に水平に折り曲げられてリザーバカップ１２０の底壁１２１に沿うように、且つノズル部１３４の後端部１３４ｂに向けて他端側が延設された配管となっている。合流部１７３は、第１戻し配管１７１の他端側と、第２戻し配管１７２の他端側とが接続された部位として形成されている。そして、合流部１７３は、ノズル部１３４の後端部１３４ｂに接続されている。

次に、上記構成に基づく燃料供給装置１００Ａの作動および作用効果について説明する。

空の燃料タンク１０内に燃料が供給されると、供給された燃料の水頭圧によって、燃料タンク１０内の燃料は、燃料フィルタ１４０内を透過して、スロート部１３１を通り、スロート部１３５に至る。燃料内に含まれる異物は、燃料フィルタ１４０によって除去される。この時、燃料タンク１０内の燃料の水頭圧によって、逆止弁１３６が開かれ、燃料はリザーバカップ１２０内に流入していく。

燃料タンク１０内に供給される燃料の液面位置がリザーバカップ１２０の天井壁１２４の位置よりも低い場合は、リザーバカップ１２０内には、燃料タンク１０内の燃料液面と同一の位置まで燃料が流入し、また、燃料タンク１０内に供給される燃料の液面位置がリザーバカップ１２０の天井壁１２４の位置よりも高い場合は、リザーバカップ１２０内は満杯となるように燃料が流入し、更に開口部１２４ａからフィルタ１２８にて、燃料の異物が濾過され、リザーバカップ１２０内に燃料が流入する。上記のようにリザーバカップ１２０内に燃料が流入すると、自重によって逆止弁１３６は閉じ、リザーバカップ１２０内の燃料が、スロート部１３５→スロート部１３１→燃料フィルタ１４０を通り、燃料タンク１０側に漏れることが防止される。

燃料ポンプ１５０が作動されると、リザーバカップ１２０内の燃料は、開口部１２６ａを通り、燃料ポンプ１５０の吸引部１５１から吸引される。そして、吸引された燃料はインペラで昇圧されて吐出部１５２から吐出される。燃料ポンプ１５０から吐出された燃料は、プレッシャレギュレータ１６０の吸入ポート１６１から内部へ流入し、所定圧力に調整されて排出ポート１６３から吐出される。そして、吐出された燃料は、燃料ホース１８０を通り、燃料吐出管１１３から内燃機関へ供給される。

ここで、燃料ポンプ１５０のインペラで燃料が昇圧される際にベーパが発生するが、このベーパは所定流量の燃料と共に、ベーパ排出部１５３から排出され、ベーパを含む燃料（以下、ベーパ排出燃料と呼ぶ）として第１戻し配管１７１を流れる。また、プレッシャレギュレータ１６０によって燃料の圧力が調整される際に、余剰となった燃料（以下、余剰燃料と呼ぶ）は、排出ポート１６４から排出され、第２戻し配管１７２を流れる。プレッシャレギュレータ１６０から排出される余剰燃料中におけるベーパ量は、燃料ポンプ１５０から排出されるベーパ排出燃料中におけるベーパ量よりも少ない。また、余剰燃料は所定圧力を保持しており、その圧力は、ベーパ排出燃料の圧力よりも高い。

そして、第１戻し配管１７１を流れるベーパ排出燃料と、第２戻し配管１７２を流れる余剰燃料は、合流部１７３で合流し、互いに混合される。この時、余剰燃料にベーパ排出燃料が巻き込まれ、ベーパ排出燃料に含まれるベーパ量が緩和される。つまり、同一体積で比べた場合、混合された燃料（以下、混合燃料と呼ぶ）に含まれるベーパ量は、ベーパ排出燃料に含まれるベーパ量よりも低減される。混合燃料は、後端部１３４ｂからノズル部１３４内を流れ、先端部１３４ａから絞り部１３２に向けて噴出される。このノズル部１３４に供給される混合燃料によってジェットポンプ１３０が駆動されることになる。

即ち、混合燃料は、先端部１３４ａから絞り部１３２→延設部１３３を通りリザーバカップ１２０内に噴出される。この時、絞り部１３２によって、混合燃料の流速が増加されて、スロート部１３１において負圧が生じ、この負圧によって燃料タンク１０内の燃料がスロート部１３１内に吸引される。そして、吸引された燃料は、混合燃料と共に、絞り部１３２、延設部１３３を経てリザーバカップ１２０内に流入する。このように、燃料ポンプ１５０の作動によってリザーバカップ１２０内の燃料が内燃機関に吐出されていくと、同時にジェットポンプ１３０が駆動されて、燃料タンク１０からリザーバカップ１２０への燃料の補充が行われる。

尚、延設部１３３から噴出される混合燃料は、キャップ１２７によって、延設部１３３の径方向外側に飛散するのが抑制されて、延設部１３３内がカラになることが防止される。つまり、延設部１３３内は、常に燃料で満たされた状態が維持され、ジェットポンプ１３０の機能を損なうことがないようにしている。

ジェットポンプ１３０によってリザーバカップ１２０内は、満杯となるまで燃料が補充されて、開口部１２４ａからフィルタ１２８を透過して、燃料タンク１０内にオーバフローする。このとき、フィルタ１２８の外側に付着した異物をオーバフロー燃料により除去することにより、フィルタ１２８の目詰りを抑制する。

また、ジェットポンプ１３０が駆動される時は、スロート部１３１が負圧となると共に、ノズル部１３４の先端部１３４ａよりも上流側となるスロート部１３５も負圧となることから、この負圧の作用によって逆止弁１３６は、確実にスロート部１３５の開口部を閉じることになり、ジェットポンプ１３０が駆動されている時にスロート部１３５からリザーバカップ１２０内の燃料が外部に漏れることが防止される。

本実施形態においては、ベーパ排出燃料が流通する第１戻し配管１７１と、余剰燃料が流通する第２戻し配管１７２とを設けると共に、両戻し配管１７１、１７２を下流側で合流させて合流部１７３を形成し、更に合流部１７３で混合された混合燃料をジェットポンプ１３０に供給し、ジェットポンプ１３０を駆動させて、リザーバカップ１２０内への燃料の吸引を行うようにしている。

ここで、燃料供給装置１００Ａの作動時において燃料が高温になってベーパが発生した場合には、燃料ポンプ１５０の吐出流量が低下し、それに伴いプレッシャレギュレータ１６０からの余剰燃料の流量が低下してしまうが、この余剰燃料に、燃料ポンプ１５０から戻される所定流量のベーパ排出燃料を混合させて、余剰燃料流量の低下を補う形でジェットポンプ１３０に燃料を供給することができるので、ジェットポンプ１３０を確実に駆動させることができる。

上記の作用効果について、図２を用いて更に詳述する。図２における吐出流量は、燃料供給装置によって内燃機関に供給される燃料流量を一定とした条件で示している。各吐出流量の特性は、見やすくするために、縦軸方向に多少ずらして示してある。まず、従来技術のように、プレッシャレギュレータ（１６０）から排出される余剰燃料をジェットポンプ（１３０）に用いた場合（図２の実線）では、燃料の温度が上昇すると燃料にベーパが発生し、燃料ポンプ（１５０）の吐出流量が低下し、プレッシャレギュレータ（１６０）から排出される余剰燃料流量自体が低下し、ジェットポンプ（１３０）による燃料吸引量が低下し、総じて内燃機関への燃料吐出流量が低下してしまう。尚、燃料の温度が更に上昇するとベーパは出尽くした状態となって、ベーパ発生の影響が緩和されるため、上記内燃機関への燃料吐出流量はある程度回復する。

また、燃料ポンプ（１５０）のベーパ排出燃料をジェットポンプ（１３０）に用いた場合（図２の破線）では、ベーパ排出燃料は文字通りベーパを含む燃料であって、圧力も余剰燃料に比べて低いことから、インペラにおいて、より高圧側からベーパ排出燃料を排出させてジェットポンプ（１３０）に供給する必要があり、本来の燃料ポンプ（１５０）の吐出能力自体の低下を招いてしまう。つまり、燃料ポンプ（１５０）の基本吐出能力を上げる必要がある。

本実施形態（図２の細破線）では、燃料の高温時に余剰燃料流量が低下しても、この余剰燃料にベーパ排出燃料を混合させて、混合燃料としてその流量を確保してジェットポンプ１３０を駆動させることができる。混合燃料は、余剰燃料に所定流量のベーパ排出燃料が混合されるものであるので、燃料流量を確保しつつベーパ量も緩和されて、ジェットポンプ１３０の好適な駆動に供することが可能となる。よって、本実施形態では、燃料の温度上昇があってもジェットポンプ１３０駆動用の燃料流量を確保して、ジェットポンプ１３０を確実に駆動させることができる。そして、内燃機関に確実に燃料を供給することが可能となる。

（第２実施形態）
第２実施形態における燃料供給装置１００Ｂを図３〜図５に示す。第２実施形態は、上記第１実施形態に対して、ノズル部１３４に流量可変絞り１３７を追加したものである。流量可変絞り１３７は、ノズル部１３４から噴出される燃料流量に応じて、ノズル部１３４の先端部１３４ａの開度を調整するものであり、弁体支持部１３７ａ、弁体１３７ｂ、およびスプリング１３７ｃを備えている。

弁体支持部１３７ａは、弁体１３４ｂを支持する支持部材であり、ノズル部１３４の先端部１３４ａよりも絞り部１３２側に配置されて固定されている。弁体支持部１３７ａは、有底筒状部の内部に更に筒状部１３７ａ１を有する二重構造となっており、ノズル１３４側に開口している。

弁体１３７ｂは、ノズル部１３４の先端部１３４ａの開度を調整する弁体であり、外観形状が円錐状を成して、円錐状の底面が弁体支持部１３７ａに対向し、円錐状の頂部側が先端部１３４ａ内に挿入されている。弁体１３７ｂは、ノズル部１３４の軸線方向への移動が可能となっている。弁体１３７ｂの内部は、上記弁体支持部１３７ａと同様に、筒状部１３７ｂ１を有する二重構造となっており、円錐状の底面側が開口している。そして、ノズル部１３４の先端部１３４ａの形状は、弁体１３７ｂにおける円錐状の曲面に沿って外側に拡がる様に形成されている。

スプリング１３７ｃは、弁体支持部１３７ａと弁体１３７ｂとの間に介在された弾性部材であり、具体的にはコイル状のスプリングが用いられている。スプリング１３７ｃの軸線方向の両端部は、それぞれ、弁体支持部１３７ａと筒状部１３７ａ１との間、および弁体１３７ｂと筒状部１３７ｂ１との間に挿入されている。そして、スプリング１３７ｃは、軸線方向に圧縮された状態で弁体支持部１３７ａと弁体１３７ｂとの間に介在されている。よって、スプリング１３７ｃは、位置固定された弁体支持部１３７ａ側から弁体１３７ｂをノズル部１３４の先端部１３４ａに押し付けるようになっている。

このように構成された第２実施形態においては、燃料ポンプ１５０が停止状態、つまりジェットポンプ１３０が停止状態であって、ノズル部１３４から燃料が噴出されない場合には、ノズル部１３４の先端部１３４ａは、スプリング１３７ｃによって付勢される弁体１３７ｂによって閉塞される（図４）。また、燃料ポンプ１５０の作動に伴い、ジェットポンプ１３０が駆動状態であって、ノズル部１３４から燃料が噴出される場合には、噴出される燃料の圧力がスプリング１３７ｃの付勢力に打ち勝つと、弁体１３７ｂが先端部１３４ａから離れる方向に移動して先端部１３４ａが開かれる（図５）。そして、燃料の圧力は、燃料の流量に比例するので、燃料流量が増加するほど、弁体１３７ｂが先端部１３４ａからより大きく離れる方向に移動して、先端部１３４ａの開度が大きくなる。

ここで、燃料タンク１０内の燃料の液面位置が、リザーバカップ１２０内の燃料の液面位置より低くなった場合、本流量可変絞り１３７を備えていないと、燃料ポンプ１５０の停止時においては、リザーバカップ１２０内の燃料の水頭圧によって、リザーバカップ１２０内の燃料は、燃料ポンプ１５０の吸引部１５１から第１戻し配管１７１、合流部１７３、ノズル部１３４、更にスロート部１３１を介してリザーバカップ１２０外へ流出してしまう。

しかしながら、本第２実施形態では、燃料ポンプ１５０の停止時において、ノズル部１３４は流量可変絞り１３７の弁体１３７ｂによって閉塞されるので、上記のようにリザーバカップ１２０内の燃料がリザーバカップ１２０外に流出することを防止でき、常にリザーバカップ１２０内の燃料量を適切に保持することができる。

また、燃料ポンプ１５０の作動時において、プレッシャレギュレータ１６０からの余剰燃料流量が少ない場合は、弁体１３７ｂによるノズル部１３４の開度は小さく維持されるので、ノズル部１３４から噴出される燃料流速を確保して、ジェットポンプ１３０の性能向上を図ることができる。更に、燃料ポンプ１５０の作動時において、プレッシャレギュレータ１６０からの余剰燃料流量が多い場合は、弁体１３７ｂによるノズル部１３４の開度は大きく維持されるので、プレッシャレギュレータ１６０の下流側となるノズル部１３４における燃料の過度な圧力上昇を抑制することができる。

（第３実施形態）
第３実施形態における燃料供給装置１００Ｃを図６に示す。第３実施形態は、上記第２実施形態に対して、主に燃料フィルタ１４０Ｃの配置を変更したものとしている。以下、第２実施形態との相違点について説明する。

リザーバカップ１２０Ｃは、上側が開口する有底の容器となっている。リザーバカップ１２０Ｃは、上側に開口することから、第1、第２実施形態で説明したキャップ１２７Ｃは、上側が閉塞され下側に開口する筒状部材として形成されて、側壁１２２に固定されている。また、開口部１２４ａ、フィルタ１２８は廃止されている。

ノズル部１３４の後端部１３４ｂは、スロート部１３１の周壁を貫通して、リザーバカップ１２０Ｃ内に配置されており、他のジェットポンプ１３０を構成する第１戻し配管１７１、第２戻し配管１７２、および混合部１７３は、全てリザーバカップ１２０Ｃ内に収容されている。

また、燃料ポンプ１５０、およびプレッシャレギュレータ１６０は、リザーバカップ１２０Ｃ内に配置されて、支持されている。加えて燃料フィルタ１４０Ｃは、リザーバカップ１２０Ｃ内で燃料ポンプ１５０の下側に配置されて、吸引部１５１に接続されている。よって、燃料の異物除去にあたっては、リザーバカップ１２０Ｃ内の燃料が燃料ポンプ１５０によって吸引される際に行われる。更に、本実施形態では、燃料ポンプ１５０とプレッシャレギュレータ１６０との間にも、フィルタ１５４が設けられており、燃料ポンプ１５０から燃料が吐出される際にも、異物除去が行われるようになっている。

このように構成された第３実施形態においては、燃料フィルタ１４０Ｃが、リザーバカップ１２０Ｃ内に配設されて、燃料ポンプ１５０の吸引部１５１に接続されることで、ジェットポンプ１３０のスロート部１３１は、直接的にリザーバカップ１２０Ｃの外部、即ち燃料タンク１０内に開口する形とすることができるので、上記第１、第２実施形態のように、スロート部１３１の外側に燃料フィルタ１４０を設けることにより燃料フィルタ１４０を介してスロート部１３０を開口する場合に比べて、ジェットポンプ１３０によって燃料タンク１０内の燃料を吸引する際の抵抗を小さくすることができ、ジェットポンプ１３０の性能向上を図ることができる。

（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。

上記各実施形態では、燃料供給装置１００Ａ〜１００Ｃは、自動車の燃料タンク１０に適用するものとしたが、例えば、自動二輪車の燃料タンク、他の内燃機関用の燃料タンク等に適用してもよい。

１０燃料タンク
１００Ａ〜１００Ｃ燃料供給装置
１２０、１２０Ｃリザーバカップ
１３０ジェットポンプ
１３１スロート部
１３４ノズル部
１３７流量可変絞り
１４０、１４０Ｃ燃料フィルタ
１５０燃料ポンプ
１６０プレッシャレギュレータ
１７１第１戻し配管
１７２第２戻し配管
１７３合流部

Claims

燃料タンク内の燃料を内燃機関へ供給する燃料供給装置であって、
前記燃料タンク内に配設されるリザーバカップと、
前記リザーバカップの外部から内部に向けて形成されるスロート部、および前記スロート部の内側に配設されるノズル部を有し、前記ノズル部から燃料を前記リザーバカップ内に噴出させることで駆動し、前記燃料タンク内の燃料を、前記スロート部を介して前記リザーバカップ内に吸引するジェットポンプと、
前記リザーバカップ内に吸引された燃料を吸引し、昇圧して吐出すると共に、昇圧途中の燃料のうち、ベーパを含む所定流量以上の燃料を排出する燃料ポンプと、
前記ベーパを含む所定流量以上の燃料を前記リザーバカップ内へ戻す第１戻し配管と、
前記燃料ポンプから吐出された燃料の圧力を調整して、圧力調整した燃料を前記内燃機関に送るプレッシャレギュレータと、
前記プレッシャレギュレータの圧力調整によって、余剰となった燃料を前記リザーバカップ内へ戻す第２戻し配管とを備え、
前記第１戻し配管、および前記第２戻し配管の下流側が合流されることにより合流部が形成されて、前記合流部が更に前記ノズル部に接続されており、
前記ジェットポンプは、前記第１戻し配管から戻される燃料と、前記第２戻し配管から戻される燃料とによって駆動されることを特徴とする燃料供給装置。
前記ノズル部には、前記ジェットポンプが停止している時に前記ノズル部を閉じ、前記ノズル部から噴出される前記燃料の流量が増加するほど、前記ノズル部の開度を大きくする流量可変絞りが設けられたことを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
前記燃料中の異物を除去する燃料フィルタが、前記リザーバカップ内に配設されて、前記燃料ポンプの燃料を吸引する吸引部に接続されており、
前記スロート部は、前記リザーバカップの外部に開口していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料供給装置。