JP2011153600A - Fuel supply device - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to a fuel supply device that supplies fuel in a fuel tank to a fuel injection device of an internal combustion engine by a fuel pump.
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中ではサブタンク)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、リザーバカップ内の燃料を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し内燃機関に圧送するプレッシャレギュレータとを備えている。 As a conventional fuel supply device, for example, the one shown in Patent Document 1 is known. That is, the fuel supply device in Patent Document 1 includes a reservoir cup (a sub tank in Cited Document 1) arranged in a fuel tank, a jet pump that sucks fuel in the fuel tank into the reservoir cup, A fuel pump that discharges the fuel and a pressure regulator that adjusts the pressure of the fuel discharged from the fuel pump and pumps it to the internal combustion engine.
ジェットポンプは、リザーバカップの外部から内部に向かって流路を形成するスロート部を備え、このスロート部内にプレッシャレギュレータにて圧力調整されて余剰となった余剰燃料が高速で供給されるようになっている。また、スロート部のリザーバカップ内における開口部には逆止弁が設けられており、スロート部からリザーバカップ内への燃料の流通が許容され、逆にリザーバカップ内からスロート部内への燃料の流通が阻止されるようになっている。 The jet pump has a throat portion that forms a flow path from the outside to the inside of the reservoir cup, and surplus fuel that has been surplus after pressure adjustment by a pressure regulator is supplied into the throat portion at high speed. ing. In addition, a check valve is provided at the opening of the throat portion in the reservoir cup, allowing fuel to flow from the throat portion to the reservoir cup, and conversely, fuel flow from the reservoir cup to the throat portion. Is to be blocked.
スロート部内に余剰燃料が高速で供給されると、スロート部内が負圧となり、また開口側の逆止弁が余剰燃料の圧力によって開かれる。そして、リザーバカップ外、つまり燃料タンク内の燃料は、スロート部内に吸引され、更に逆止弁の開かれた開口部を通り、リザーバカップ内に供給されるようになっている。 When surplus fuel is supplied into the throat portion at high speed, the inside of the throat portion becomes negative pressure, and the check valve on the opening side is opened by the surplus fuel pressure. The fuel outside the reservoir cup, that is, inside the fuel tank is sucked into the throat portion, and further supplied to the reservoir cup through the opening where the check valve is opened.
しかしながら、従来の燃料供給装置においては、ジェットポンプの作動によって燃料タンクからリザーバカップ内に燃料を吸引する際に、スロート部に余剰燃料を供給し、この余剰燃料の圧力によって逆止弁を開かせるようにしているので、例えば余剰燃料の圧力が低い場合であると、リザーバカップ内の燃料が開かれた逆止弁を通り、リザーバカップ外に流出してしまい、リザーバカップ内の燃料の保持が困難となる。 However, in the conventional fuel supply device, when the fuel is sucked from the fuel tank into the reservoir cup by the operation of the jet pump, the surplus fuel is supplied to the throat portion, and the check valve is opened by the pressure of the surplus fuel. Therefore, for example, when the pressure of the surplus fuel is low, the fuel in the reservoir cup flows out of the reservoir cup through the open check valve, and the fuel in the reservoir cup is not retained. It becomes difficult.
本発明の目的は、上記問題に鑑み、ジェットポンプの作動時に、リザーバカップ内の燃料が外部に流出することを防止できる燃料供給装置を提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a fuel supply device that can prevent the fuel in the reservoir cup from flowing out to the outside during the operation of the jet pump.
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。 In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means.
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を備え、
スロート部の上端部は、リザーバカップ内の所定高さ位置まで延設されており、
スロート部には、ノズル部において燃料を噴出する部位よりも燃料流れの上流側で分岐されてリザーバカップ内に開口する分岐スロート部が形成されており、
分岐スロート部の開口部には、分岐スロート部内からリザーバカップ内への燃料の流通を許容し、リザーバカップ内から分岐スロート部内への燃料の流通を阻止する逆止弁が設けられたことを特徴としている。
The invention according to claim 1 is a fuel supply device for supplying the fuel in the fuel tank to the internal combustion engine,
A reservoir cup disposed in the fuel tank;
It has a throat part formed from the outside to the inside of the reservoir cup, and a nozzle part arranged inside the throat part, and is driven by jetting fuel from the nozzle part into the reservoir cup. A jet pump that sucks the fuel into the reservoir cup through the throat part,
A fuel pump that sucks the fuel sucked into the reservoir cup and pressurizes and discharges the fuel;
A pressure regulator that adjusts the pressure of the fuel discharged from the fuel pump and sends the pressure-adjusted fuel to the internal combustion engine;
The upper end of the throat portion extends to a predetermined height position in the reservoir cup,
The throat portion is formed with a branch throat portion that is branched on the upstream side of the fuel flow from the portion where the fuel is jetted in the nozzle portion and opens into the reservoir cup,
The opening of the branch throat is provided with a check valve that allows fuel to flow from the branch throat to the reservoir cup and prevents fuel from flowing from the reservoir cup to the branch throat. It is said.
この発明によれば、空の燃料タンク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、燃料タンク内の燃料は、スロート部を通り、分岐スロート部に至る。この時、燃料タンク内の燃料の水頭圧によって、逆止弁が開かれ、燃料はリザーバカップ内に流入していく。 According to the present invention, when fuel is supplied into the empty fuel tank, the fuel in the fuel tank passes through the throat portion and reaches the branch throat portion due to the hydraulic head pressure of the supplied fuel. At this time, the check valve is opened by the head pressure of the fuel in the fuel tank, and the fuel flows into the reservoir cup.
燃料タンク内に供給される燃料の液面位置がリザーバカップの上部位置よりも低い場合は、リザーバカップ内には、燃料タンク内の燃料液面と同一の位置まで燃料が流入し、また、燃料タンク内に供給される燃料の液面位置がリザーバカップの上部位置よりも高い場合は、リザーバカップ内は満杯となるように燃料が流入する。上記のようにリザーバカップ内に燃料が流入した後は、逆止弁によってリザーバカップ内から分岐スロート部内への燃料の流通は阻止されるので、リザーバカップ内の燃料が燃料タンク側に漏れることが防止される。 When the liquid level of the fuel supplied into the fuel tank is lower than the upper position of the reservoir cup, the fuel flows into the reservoir cup to the same position as the fuel level in the fuel tank. When the liquid level position of the fuel supplied into the tank is higher than the upper position of the reservoir cup, the fuel flows into the reservoir cup so as to become full. After the fuel has flowed into the reservoir cup as described above, the check valve prevents the fuel from flowing from the reservoir cup into the branch throat, so that the fuel in the reservoir cup may leak to the fuel tank side. Is prevented.
一方、燃料供給装置の作動に伴い、ノズル部に燃料が供給されると、ジェットポンプが駆動される。つまり、ノズル部から燃料がリザーバカップ内に噴出されると、スロート部内は負圧となって、燃料タンク内の燃料がスロート部を介してリザーバカップ内に吸引される。このように、燃料供給装置の作動時に燃料ポンプによってリザーバカップ内の燃料が内燃機関に吐出されていくと、ジェットポンプが駆動されて、燃料タンクからリザーバカップ内への燃料の補充が行われる。 On the other hand, when the fuel is supplied to the nozzle portion in accordance with the operation of the fuel supply device, the jet pump is driven. That is, when fuel is ejected from the nozzle portion into the reservoir cup, the pressure in the throat portion becomes negative, and the fuel in the fuel tank is sucked into the reservoir cup through the throat portion. Thus, when the fuel in the reservoir cup is discharged to the internal combustion engine by the fuel pump during operation of the fuel supply device, the jet pump is driven to replenish the fuel from the fuel tank into the reservoir cup.
上記リザーバカップ内への燃料補充の際に、燃料タンク内の燃料の液面位置が、スロート部の上端部の位置よりも低い場合は、ジェットポンプによってリザーバカップ内に吸引される燃料は、リザーバカップ内においてスロート部の上端部の位置まで補充される。また、燃料タンク内の燃料の液面位置が、スロート部の上端部の位置よりも高い場合は、リザーバカップ内の燃料は、燃料タンク内の燃料の液面位置まで補充される。よって、スロート部の上端部の高さ位置を所定高さ位置とすることで、ジェットポンプによってリザーバカップ内に補充される燃料を適切に確保することができる。 When the fuel level in the fuel tank is lower than the position of the upper end of the throat when the fuel is refilled into the reservoir cup, the fuel sucked into the reservoir cup by the jet pump The cup is refilled up to the position of the upper end of the throat. Further, when the fuel level in the fuel tank is higher than the position of the upper end of the throat portion, the fuel in the reservoir cup is replenished to the fuel level in the fuel tank. Therefore, by setting the height position of the upper end portion of the throat portion to a predetermined height position, it is possible to appropriately ensure the fuel that is replenished in the reservoir cup by the jet pump.
そして、分岐スロート部は、ノズル部において燃料が噴出される部位よりも燃料流れの上流側で分岐するように形成されているので、ジェットポンプの駆動時に、ノズル部から噴出される燃料が直接的に分岐スロート部内に流入することが防止される。また、ノズル部からの燃料の噴出によって、スロート部が負圧となると共に、スロート部から分岐する分岐スロート部も負圧となる。この負圧の作用によって逆止弁は、確実に分岐スロート部の開口部を閉じることになり、ジェットポンプが駆動されている時に分岐スロート部、およびスロー部からリザーバカップ内の燃料が外部に漏れることが防止される。 The branch throat portion is formed so as to branch on the upstream side of the fuel flow with respect to the portion where the fuel is jetted in the nozzle portion. Therefore, when the jet pump is driven, the fuel jetted from the nozzle portion is directly Inflow into the branch throat portion is prevented. In addition, due to the ejection of fuel from the nozzle portion, the throat portion becomes negative pressure, and the branch throat portion branched from the throat portion also becomes negative pressure. The check valve surely closes the opening of the branch throat by the action of this negative pressure, and the fuel in the reservoir cup leaks to the outside from the branch throat and the throw when the jet pump is driven. It is prevented.
以上のように、請求項1に記載の発明では、ジェットポンプの作動時に、リザーバカップ内の燃料が外部に流出することを防止できるので、リザーバカップ内の燃料を確実に保持することができる。 As described above, according to the first aspect of the present invention, the fuel in the reservoir cup can be prevented from flowing out to the outside during the operation of the jet pump, so that the fuel in the reservoir cup can be reliably held.
請求項2に記載の発明では、ノズル部には、昇圧途中において燃料ポンプから排出されるベーパを含むベーパ排出燃料、あるいは、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て排出される余剰燃料の少なくとも一方が供給されて、ジェットポンプが駆動されることを特徴としている。 In the invention according to claim 2, at least one of vapor discharged fuel including vapor discharged from the fuel pump in the middle of pressure increase or surplus fuel discharged in surplus by pressure adjustment of the pressure regulator is provided in the nozzle portion. Is supplied and the jet pump is driven.
この発明によれば、燃料ポンプ、あるいはプレッシャレギュレータから排出される燃料を有効に活用してジェットポンプを駆動させることができる。 According to the present invention, the jet pump can be driven by effectively utilizing the fuel discharged from the fuel pump or the pressure regulator.
請求項3に記載の発明では、ノズル部には、少なくともベーパ排出燃料が供給されるようになっており、
ノズル部には、ジェットポンプが駆動されている時にノズル部を開くと共に、ジェットポンプが停止している時にノズル部を閉じる弁体が設けられたことを特徴としている。
In the invention according to claim 3, at least vapor discharged fuel is supplied to the nozzle portion.
The nozzle part is provided with a valve body that opens the nozzle part when the jet pump is driven and closes the nozzle part when the jet pump is stopped.
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、燃料ポンプの吸引部からベーパ排出燃料用の流通路、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。 When the fuel level in the fuel tank is lower than the fuel level in the reservoir cup, the fuel in the reservoir cup is reduced by the head pressure of the fuel in the reservoir cup when the fuel pump is stopped. The fuel pump flows out of the reservoir cup through the vapor discharge fuel flow passage, the nozzle portion, and the throat portion.
しかしながら、請求項3に記載の発明によれば、燃料ポンプの停止時において、ノズル部は弁体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。 However, according to the invention described in claim 3, when the fuel pump is stopped, the nozzle portion is closed by the valve body, so that the fuel in the reservoir cup is prevented from flowing out of the reservoir cup as described above. The fuel amount in the reservoir cup can always be maintained appropriately.
請求項4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。
In the invention according to claim 4, the fuel filter for removing foreign matters in the fuel is disposed in the reservoir cup and connected to a suction portion for sucking the fuel of the fuel pump,
The throat portion is characterized by opening to the outside of the reservoir cup.
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。 According to this invention, the fuel filter is disposed in the reservoir cup and connected to the suction portion of the fuel pump, so that the throat portion of the jet pump opens directly to the outside of the reservoir cup. Therefore, by providing a fuel filter outside the throat portion, the resistance when the fuel in the fuel tank is sucked by the jet pump can be reduced as compared with the case where the throat portion is opened through the fuel filter. The performance of the jet pump can be improved.
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。 A plurality of modes for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. In each embodiment, parts corresponding to the matters described in the preceding embodiment may be denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted. When only a part of the configuration is described in each mode, the other modes described above can be applied to the other parts of the configuration. Not only combinations of parts that clearly indicate that the combination is possible in each embodiment, but also a combination of the embodiments even if they are not clearly specified unless there is a problem with the combination. It is also possible.
(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を示す正面図である。
(First embodiment)
Hereinafter, a case where the first embodiment of the fuel supply device of the present invention is applied to a
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。
The
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、分岐スロート部135、逆止弁136等から構成されている。
As shown in FIG. 1, the
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。
The
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)。
The
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。
The
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。
An
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
第1戻し配管171、第2戻し配管172は、ジェットポンプ130を駆動するための燃料をノズル部134に供給する流路を形成するものである。第1戻し配管171は、一端側が後述する燃料ポンプ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、一端側が後述する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。第1戻し配管171の他端側と、第2戻し配管172の他端側は、互いに接続されて合流部173を形成しており、この合流部173は、ノズル部134の後端部134bに接続されている。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
分岐スロート部135は、リザーバカップ120内への燃料の流入流路を形成するものであり、スロート部131から分岐して形成されている。スロート部131に対する分岐スロート部135の分岐点は、ノズル部134における先端部134aよりも燃料流れ上流側、つまり後端部134b側となっている。分岐スロート部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、分岐スロート部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、分岐スロート部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。分岐スロート部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、分岐スロート部135のリザーバカップ120内への開口部は、分岐スロート部135の長手方向の直交断面に対して傾いて、上側を向くように開口されている。
The
逆止弁136は、分岐スロート部135内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内から分岐スロート部135内への燃料の流通を阻止する弁として、分岐スロート部135の開口部に設けられている。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分岐スロート部135の開口部を開閉する傘状の弁部136bとを備えている。
The
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。
Next, the operation and effect of the
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、分岐スロート部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。
When the fuel is supplied into the
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、分岐スロート部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。
When the level of the fuel supplied into the
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。
When the
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。
Here, vapor is generated when the pressure of the fuel is increased by the impeller of the
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。
Then, the vapor discharged fuel flowing through the
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。
That is, the mixed fuel is jetted into the
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。
In addition, the mixed fuel ejected from the
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。
The fuel is replenished in the
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。
Here, when the fuel becomes hot during the operation of the
そして、分岐スロート部135は、ノズル部134において燃料が噴出される部位、つまり先端部134aよりも燃料流れの上流側で分岐するように形成されているので、ジェットポンプ130の駆動時に、ノズル部134から噴出される燃料が直接的に分岐スロート部135内に流入することが防止される。また、ノズル部134からの燃料の噴出によって、スロート部131が負圧となると共に、スロート部131から分岐する分岐スロート部135も負圧となる。よって、分岐スロート部135における負圧の作用によって逆止弁136は、確実に分岐スロート部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分岐スロート部135、およびスロー部131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。
The
以上のように、本第1実施形態では、ジェットポンプ130の作動時に、リザーバカップ120内の燃料が外部に流出することを防止できるので、リザーバカップ120内の燃料を確実に保持することができる。
As described above, in the first embodiment, since the fuel in the
(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2〜図4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。
(Second Embodiment)
A
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。
The valve
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。
The
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。
The
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3)。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4)。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。
In the second embodiment configured as described above, when the
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。
Here, when the fuel level in the
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。
However, in the second embodiment, when the
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。
In addition, when the
(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5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。
(Third embodiment)
A fuel supply apparatus 100C according to the third embodiment is shown in FIG. In the third embodiment, the arrangement of the
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。
The
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。
The
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。
The
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。
In the third embodiment configured as described above, the
(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。
(Other embodiments)
The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
上記各実施形態では、逆止弁136はアーム部136aと傘状の弁部136bとを備え、自重によって分岐スロート部135の開口部を開閉するものとしたが、これに限らず、ボール状の弁体としたり、弾性部材に付勢力によって開口部を閉塞し、流入燃料の圧力によって開閉するもの等としても良い。
In each of the above embodiments, the
また、ジェットポンプ130を駆動するための燃料として、ベーパ排出燃料、および余剰燃料の両者を用いるものとしたが、これに限らず、ベーパ排出燃料のみを用いるもの、余剰燃料のみを用いるものとしても良い。
In addition, as fuel for driving the
また、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。
In each of the above embodiments, the
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
135 分岐スロート部
136 逆止弁
137a 弁体
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
DESCRIPTION OF
Claims (4)
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を備え、
前記スロート部の上端部は、前記リザーバカップ内の所定高さ位置まで延設されており、
前記スロート部には、前記ノズル部において前記燃料を噴出する部位よりも燃料流れの上流側で分岐されて前記リザーバカップ内に開口する分岐スロート部が形成されており、
前記分岐スロート部の開口部には、前記分岐スロート部内から前記リザーバカップ内への燃料の流通を許容し、前記リザーバカップ内から前記分岐スロート部内への燃料の流通を阻止する逆止弁が設けられたことを特徴とする燃料供給装置。 A fuel supply device for supplying fuel in a fuel tank to an internal combustion engine,
A reservoir cup disposed in the fuel tank;
A throat portion formed from the outside to the inside of the reservoir cup, and a nozzle portion disposed inside the throat portion, and is driven by jetting fuel from the nozzle portion into the reservoir cup. A jet pump for sucking the fuel in the fuel tank into the reservoir cup through the throat portion;
A fuel pump that sucks the fuel sucked into the reservoir cup and boosts and discharges the fuel;
A pressure regulator that adjusts the pressure of the fuel discharged from the fuel pump and sends the pressure-adjusted fuel to the internal combustion engine;
The upper end portion of the throat portion extends to a predetermined height position in the reservoir cup,
The throat portion is formed with a branch throat portion that is branched on the upstream side of the fuel flow from a portion where the fuel is jetted in the nozzle portion and opens into the reservoir cup,
The opening of the branch throat is provided with a check valve that allows fuel to flow from the branch throat to the reservoir cup and prevents fuel from flowing from the reservoir cup to the branch throat. A fuel supply device characterized in that
前記ノズル部には、前記ジェットポンプが駆動されている時に前記ノズル部を開くと共に、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る弁体が設けられたことを特徴とする請求項2に記載の燃料供給装置。 At least the vapor discharged fuel is supplied to the nozzle portion,
3. The nozzle portion is provided with a valve body that opens the nozzle portion when the jet pump is driven and closes the nozzle portion when the jet pump is stopped. The fuel supply device described in 1.
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〜請求項3のいずれかに記載の燃料供給装置。 A fuel filter for removing foreign matter in the fuel is disposed in the reservoir cup and connected to a suction portion for sucking fuel of the fuel pump;
The fuel supply device according to any one of claims 1 to 3, wherein the throat portion opens to the outside of the reservoir cup.
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