JP2015169150A - 燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軽油等のように粘度が大きく変化する燃料に対して粘度が高い場合にも燃料を供給可能とすると共に、車両傾斜時又は高速旋回時にも燃料を安定的にエンジンに供給可能とした燃料供給装置を提供する。【解決手段】車両が傾斜した場合に、燃料Ｆの液面Ｓからフィルタ１４の開口部３６Ｂを含む筐体３０の一部が燃料蒸気中に露出するが、孔部３２を燃料Ｆよりも比重の軽いフロート３４が上方に移動して開口部３６Ｂを閉塞する。この結果、筐体３０の露出部分に燃料Ｆの液膜が形成され、筐体３０の液没部分の表面又は開口部３６Ａから燃料Ｆが孔部３２に流入する。この結果、燃料Ｆの粘度が高くても、また車両の傾斜時や高速旋回時にも燃料Ｆを安定的にエンジンに供給可能となる。【選択図】図３

Description

本発明は、燃料供給装置に関する。

一般に、ディーゼルエンジン等に燃料を供給する燃料供給装置では、燃料タンクの底面に吸引燃料から異物を除去する袋状のフィルタが配設されている。このフィルタは、一部が燃料から気体（燃料蒸気）中に露出しても、燃料によってフィルタ表面に液膜が形成されることによってフィルタ内が気密に保たれ、フィルタ内からエンジンに燃料を供給（吸引）可能とされている。

ところで、燃料タンクにおける燃料の残量が低下した場合に、車両が傾斜したり高速旋回すると燃料タンクの底面に対して燃料の液面が相対的に傾斜し、燃料から燃料蒸気中にフィルタが完全に露出してエンジンに燃料が供給できなくなるおそれがある。

そこで、フィルタを囲むように燃料タンクにカップを配設することによって、燃料タンクの底面に対して燃料の液面が相対的に傾斜した場合にもカップ内に保持された燃料がフィルタ内に供給され、エンジンに燃料を供給可能としている（特許文献１参照）。

発明協会公開技報 公技番号２００９−５０６９６２ 特開２０１２−８７７１９号公報

上記のような先行技術において、燃料が軽油の場合には、周囲温度が低下することによって燃料の粘度が上昇し、フィルタを燃料が透過することが困難になるという問題があった。この対策として、フィルタの一部に開口部を形成し、粘度の高い燃料を開口部からフィルタ内部に流入させることが考えられる。この場合には、開口部からフィルタ内部への燃料の流入性を向上させるために、燃料タンクにカップを設けないことが好ましい。

しかしながら、車両傾斜時や高速旋回時に液面から燃料蒸気中に開口部を含むフィルタの一部が露出すると、フィルタ表面に液膜を形成することができなくなる。この結果、フィルタ内部におけるエンジンへの吸入口に燃料蒸気が到達することによって燃料の吸引ができなくなるという不都合があった。

本発明は上記事実を考慮し、軽油等のように粘度が大きく変化する燃料に対して粘度が高い場合にもエンジンに燃料を供給可能とすると共に、車両傾斜時又は高速旋回時にも燃料をエンジンに安定的に供給可能とした燃料供給装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、燃料を収容する閉空間が形成された燃料タンク本体と、少なくとも一部がろ過材で形成された壁部によって内側に空間が形成され、前記閉空間に収容された前記燃料を前記ろ過材に透過させることによって当該燃料から異物を除去するフィルタと、前記フィルタの空間から前記燃料タンク本体の外部へ前記燃料を導出する燃料送出手段と、前記壁部に形成され、前記フィルタの空間と前記燃料タンク本体の閉空間とを連通させる複数の開口部と、前記燃料よりも比重の軽い材料で形成され、前記フィルタの空間内で複数の開口部間を移動可能に配設され、気体中に露出された開口部を閉塞した時に他の開口部の少なくとも一つを開放するフロートと、を備える。

この燃料供給装置では、フィルタ全体が燃料に浸漬している場合には、燃料タンク本体に収容された燃料がフィルタのろ過材を透過することによりろ過材で異物を除去された燃料がフィルタ内部の空間に流入し、燃料送出手段によってフィルタの空間からエンジンに燃料が供給される。

また、燃料タンクの周囲温度の低下等によって燃料の粘度が上昇し、燃料がろ過材を透過することが困難になった場合でも、フィルタの壁部に形成された開口部を介して燃料タンク本体の閉空間からフィルタ内部の空間に燃料が流入可能となり、燃料送出手段によってフィルタの空間からエンジンに燃料が供給される。

さらに、車両が傾斜した場合又は高速旋回した場合に、燃料の液面からフィルタの開口部を含む部分が燃料蒸気中に露出することがある。この場合には、フィルタ内部の空間において燃料よりも比重の軽いフロートが燃料蒸気側に移動し、燃料蒸気中に露出した開口部を閉塞する。この結果、フィルタの一部に燃料が接触することによりフィルタに液膜が形成（維持）される。したがって、燃料に液没しているフィルタのろ過材を燃料が透過してフィルタ内部の空間に燃料が流入し、燃料送出手段によってフィルタの空間からエンジンに燃料が供給される。また、燃料の粘度が高い場合には、燃料に液没しているフィルタの開口部の少なくとも一つはフロータで閉塞されていない（開放されている）ため、液没している閉塞されていない開口部からフィルタ内部の空間に燃料が流入し、燃料送出手段によってフィルタの空間からエンジンに燃料が供給される。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記開口部は、前記フィルタの側面の壁部に開口している。

この燃料供給装置では、フィルタの側面の壁部に開口部を形成しているため、フィルタの上面の壁部に開口部を形成している場合と比較して燃料タンク内で低い位置まで燃料をフィルタ内に流入させ、エンジンに供給することができる。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記複数の開口部は、車幅方向に相互に離間して配置されている。

フィルタの複数の開口部が車幅方向に相互に離間して配置されているため、高速旋回時や車両の幅方向の傾斜等による燃料液面と燃料タンク底面との車幅方向の相互傾斜に良好に対応することができる。

請求項１記載の発明は、上記構成としたので、燃料の粘度が高い場合にもエンジンに燃料を安定的に供給することができると共に、車両傾斜時や高速旋回時にもエンジンに燃料を安定的に供給することができる。

請求項２記載の発明は、上記構成としたので、燃料タンク内の供給可能な燃料の量を増加させることができる。

請求項３記載の発明は、上記構成としてので、車両傾斜時や高速旋回時に一層安定的にエンジンに燃料を供給することができる。

本発明の第１実施形態に係る燃料供給装置の縦断面図である。 本発明の第１実施形態に係るフィルタの一部切欠断面図である。 本発明の第１実施形態に係る車両傾斜時の燃料供給装置の縦断面図である。 本発明の第１実施形態に係る高速旋回時の燃料供給装置の縦断面図である。 本発明の第２実施形態に係る燃料供給装置の縦断面図である。 本発明の第２実施形態に係るフィルタの一部切欠断面図である。

［第１実施形態］

本発明の第１実施形態に係る燃料供給装置について図１〜図４を参照して説明する。

以下、各図面において、車両前方を矢印ＦＲ、車両上方を矢印ＵＰ、車両幅方向を矢印Ｗで示す。また、燃料供給装置の内部には、様々な部品が取り付けられるが、本実施形態に関連する部品のみ図示し、他の部品は図示を省略した。

燃料供給装置１０は、軽油用のものであり、図１に示すように、燃料タンク１２と、燃料タンク１２の底面に配設されるフィルタ１４と、フィルタ１４の内部から燃料タンク１２の外部にある図示しないディーゼルエンジン（以下、「エンジン」という）に燃料を供給する吸引管１６とを備える。

燃料タンク１２は、所定の厚みを有する樹脂で形成された筐体であり、左壁１８、右壁２０、底壁２２、上壁２４とで囲まれた閉空間２６を有する燃料タンク本体２８を備える。

燃料タンク１２の閉空間２６内で底壁２２上にフィルタ１４が配設されている。フィルタ１４は、図１及び図２に示すように、剛体であるメッシュ状の樹脂から形成された矩形状の筐体３０と、筐体３０の長手（矢印Ｗ）方向に延在する断面円形の孔部３２内を長手方向に摺動可能に配設されたフロート３４と、筐体３０の上面３０Ａの長手方向両端部近傍に設けられ上面３０Ａと孔部３２を連通させる開口部３６Ａ、３６Ｂとを備える。また、吸引管１６が筐体３０の上面３０Ａのほぼ中央から燃料タンク１２の上壁２４の外まで延在し、フィルタ１４の孔部３２と燃料タンク本体２８の外（エンジン）側を連通させている。

フロート３４は、孔部３２の孔径と同径の略円柱体であり、その比重が燃料Ｆよりも軽い材料で形成されている。フロート３４の軸方向長さは、筐体３０の開口部３６Ａの中心から開口部３６Ｂの中心までの距離に等しい。すなわち、フロート３４が開口部３６Ａと開口部３６Ｂを同時に閉塞することはできない構成である。

フロート３４には、軸方向に貫通する断面円形の貫通孔４０が形成されている。また、フロート３４の軸方向中央辺りには、貫通孔４０と吸引管１６を連通させるために上側側面の一部を切り欠いた開口部４２が形成されている。開口部４２の軸方向長さは、フロート３４が孔部３２の端部３２Ａ、３２Ｂに当接する位置まで移動した場合にも、吸引管１６と連通可能な長さとされている。

フィルタ１４（筐体３０）の上面３０Ａに形成された開口部３６Ａ、３６Ｂは、上面３０Ａの長手（矢印Ｗ）方向両端部近傍に形成されている。これは、後述する車両の傾斜時等になるべく低い位置の粘度の高い燃料Ｆをフィルタ１４内に流入させるためである。

このように構成された燃料供給装置１０の作用について説明する。

先ず、車体が水平状態で直進走行している場合について説明する。この場合、図１に示すように、燃料タンク１２の底壁２２に配設されているフィルタ１４は、燃料Ｆに完全に液没している。この場合には、エンジンから吸引管１６を介して孔部３２に負圧が作用することにより、フィルタ１４のメッシュとなっている筐体３０を燃料Ｆが透過して筐体３０の表面から孔部３２内に流入する。この際、メッシュとなっている筐体３０で燃料Ｆから異物が除去される。孔部３２内に流入した燃料Ｆは、フロート３４の貫通孔４０、開口部４２及び吸引管１６を介してエンジンに供給される。

なお、雰囲気温度等が低下して軽油である燃料Ｆの粘度が上昇し、いわゆるジェル状になった場合には、筐体３０（メッシュ）を透過して孔部３２に流入することが困難になる場合がある。その場合でも、筐体３０の上面３０Ａには、メッシュよりも遥かに大きい径（例えば直径３mm）の２つの開口部３６Ａ、３６Ｂが形成されているので、この開口部３６Ａ、３６Ｂから孔部３２に燃料Ｆが流入することができる。この場合も、エンジンから吸引管１６を介して孔部３２に作用する負圧により、孔部３２に流入した燃料Ｆは、フロート３４の貫通孔４０、開口部４２、吸引管１６を介してエンジンに供給される。

次に、車体が車幅方向左に傾斜して走行している場合について説明する。

この場合、図３に示すように、車両と共に燃料タンク１２も左に傾斜し、燃料タンク１２の底壁２２に配設されたフィルタ１４も左に傾斜する。これに対して燃料Ｆの液面Ｓは水平状態を維持するので、燃料タンク１２における燃料Ｆの残量が少ないとフィルタ１４の右半分が液面Ｓから燃料蒸気中に露出する。

この際、燃料Ｆよりも比重の軽いフロート３４は、傾斜した孔部３２に沿って上方（燃料蒸気側）に移動する。すなわち、フロート３４は、孔部３２の端部３２Ｂに向かって移動し、端部３２Ｂに当接することによって移動を停止する。この際、フロート３４は、孔部３２と同径であるため、上側側面で開口部３６Ｂを閉塞することになる。

開口部３６Ｂが閉塞されることにより、燃料蒸気に露出しているフィルタ１４の筐体３０の表面に燃料Ｆによって液膜が形成される。この結果、エンジンから吸引管１６を介してフィルタ１４の孔部３２に作用した負圧により、燃料Ｆに液没している筐体３０の表面から筐体３０を透過して孔部３２内に燃料Ｆが流入し、フロート３４の貫通孔４０、開口部４２を介して吸引管１６からエンジンに燃料Ｆが供給される。

また、雰囲気温度の低下等によって燃料Ｆの粘度が高くなり、燃料Ｆがフィルタ１４の筐体３０を透過することが困難になる場合がある。この場合でも、燃料蒸気に露出しているフィルタ１４の筐体３０の表面に液膜が形成されているため、エンジンから吸引管１６を介して孔部３２に作用する負圧により、燃料Ｆに液没している開口部３６Ａからフィルタ１４の孔部３２に燃料Ｆが流入する。この孔部３２に流入した燃料Ｆは、フロート３４の貫通孔４０、開口部４２を介して吸引管１６からエンジンに供給される。

なお、フロート３４の軸方向長さは、開口部３６Ａ、３６Ｂを同時に閉塞できない長さとされているため、燃料蒸気中に露出された開口部３６Ｂをフロート３４が閉塞している場合には、燃料Ｆに液没している開口部３６Ａは必ず開放（連通）されている。

最後に、車体が右に高速旋回している場合について説明する。

この場合、図４に示すように、燃料タンク本体２８内の燃料Ｆは、遠心力によって燃料タンク本体２８の左側に偏り、燃料Ｆの液面Ｓは右に傾斜する。これに対して燃料タンク本体２８は水平位置を維持するので、燃料タンク１２における燃料Ｆの残量が少ないとフィルタ１４の右半分が液面Ｓから燃料蒸気中に露出する。

この際、燃料Ｆよりも比重の軽いフロート３４は、孔部３２に沿って燃料Ｆ側から燃料蒸気側に移動する。すなわち、孔部３２の端部３２Ｂに向かって移動し、端部３２Ｂに当接することによって移動を停止する。この際、フロート３４は、上面で開口部３６Ｂを閉塞する。

この結果、燃料蒸気に露出しているフロート３４の筐体３０の表面に燃料Ｆによって液膜が形成される。したがって、エンジンから吸引管１６を介してフィルタ１４の孔部３２に作用した負圧により、燃料Ｆに液没している筐体３０の表面から筐体３０を透過して孔部３２内に燃料Ｆが流入し、フロート３４の貫通孔４０、開口部４２を介して吸引管１６からエンジンに燃料Ｆを供給できる。

燃料Ｆの粘度が高くなった場合でも、開口部３６Ｂが閉塞されることにより、燃料蒸気に露出しているフィルタ１４の筐体３０の表面に液膜が形成されている。したがって、エンジンから吸引管１６を介してフィルタ１４の孔部３２に作用する負圧により、燃料Ｆに液没している開口部３６Ａからフィルタ１４の孔部３２に燃料Ｆが流入し、フロート３４の貫通孔４０、開口部４２を介して吸引管１６からエンジンに燃料Ｆを供給できる。

このように、燃料供給装置１０は、開口部３６Ａ、３６Ｂを設けることによって燃料の粘度が高い場合でもエンジンに燃料Ｆを供給可能とすると共に、燃料Ｆよりも比重の軽いフロート３４を孔部３２の中に配設することによって開口部３６Ａ、３６Ｂのいずれか一方が燃料蒸気中に露出した場合でも、フロート３４によって燃料蒸気中に露出した開口部３６Ｂを閉塞するため、フィルタ１４の筐体３０の表面に液膜が確実に形成（維持）される。この結果、吸引管１６からフィルタ１４の孔部３２に作用する負圧によって筐体３０の液没した部分から筐体３０を透過して孔部３２に燃料Ｆが流入し、エンジンに燃料Ｆを供給可能である。この際、２つの開口部３６Ａ、３６Ｂのうち一方は燃料Ｆに液没しているため、燃料Ｆの粘度が高い場合でも液没している開口部から筐体３０の孔部３２に燃料Ｆが流入可能である。

すなわち、本実施形態に係る燃料供給装置１０では、粘度の高い燃料Ｆを安定的にフィルタ１４の空間内に流入させるために、筐体３０の上面３０Ａに２つの開口部３６Ａ、３６Ｂを設けた場合でも、フロート３４を設けたことにより燃料蒸気中に露出した開口部３６Ｂ（３６Ａ）を閉塞する構成としたものである。これにより、粘度の高い燃料Ｆを安定的にエンジンに供給可能にすると共に、燃料Ｆの液面Ｓと燃料タンク本体２８の底壁２２とが相対的に傾斜している場合でもエンジンに燃料Ｆを安定的に供給可能とすることができる。

特に、開口部３６Ａ、３６Ｂをフィルタ１４（筐体３０）の長手（車幅）方向両端部に設け、フロート３４を車幅方向に移動可能に構成しているため、高速旋回時や車幅方向の車両傾斜時に燃料タンク１２の底壁２２に対して燃料Ｆの液面Ｓが相対的に傾斜しても、フィルタ１４からエンジンに燃料Ｆを安定的に供給することができる。

また、本実施形態では、燃料Ｆの液面Ｓと燃料タンク１２の底壁２２が相互に傾斜している場合には、一方の開口部、例えば開口部３６Ｂが燃料蒸気中に露出してもフロート３４で閉塞されるため、他方の開口部３６Ａが燃料蒸気中に露出されるまで、負圧によってフィルタ１４の孔部３２からエンジンに燃料Ｆを吸引（供給）可能である。すなわち、図３であれば、燃料Ｆの液面Ｓが開口部３６Ａの液位Ｌ１に到達するまで燃料Ｆの吸引が可能である。

これに対して、フロート３４がない場合を想定すると、開口部３６Ｂが燃料蒸気中に露出後、吸引管１６の孔部３２側の開口端が燃料蒸気に露出されると、燃料Ｆの吸引ができなくなる。すなわち、図３であれば、燃料Ｆの液面Ｓが吸引管１６の開口端の液位Ｌ２に到達するまでしか燃料Ｆの吸引ができない。

このように、フロート３４を設けることによって、燃料タンク１２内におけるエンジンに対する燃料Ｆの供給（吸引）可能量を増加させることができる。

［第２実施形態］

本発明の第２実施形態に係る燃料供給装置について説明する。第１実施形態と同様な構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。第１実施形態と異なるのは、フィルタ及びフロートの形状のみなので、当該部分のみを説明する。

燃料供給装置５０は、図５および図６に示すように、フィルタ１４(筐体３０)の長手方向に沿って形成されている孔部３２の両端部には、燃料タンク本体２８の閉空間２６に連通する孔部３２よりも径の小さい開口部３６Ａ、３６Ｂが筐体３０の側面３０Ｂに形成されている。

孔部３２に配設されるフロート５２は、長手方向に延在する柱状体であり、その両端部が円錐状に形成された閉塞部５４Ａ、５４Ｂとされている。また、フロート５２の軸方向両端部近傍には、軸方向視直角４方向に側面から突出形成された４枚の翼部５６が形成されており、孔部３２の壁面に当接することにより孔部３２内を安定して移動（案内）可能とされている。

このように形成された燃料供給装置５０において、フィルタ１４と燃料Ｆの液面Ｓが相対的に傾斜した場合には、フロート５２が孔部３２の軸方向に沿って燃料蒸気側に移動することで燃料Ｆの液面Ｓから燃料蒸気中に露出した開口部３６Ａ（３６Ｂ）に閉塞部５４Ａ（５４Ｂ）が挿入される。すなわち、開口部３６Ａ（３６Ｂ）が確実に閉塞される。この結果、フィルタ１４の筐体３０において燃料蒸気中に露出した部分に燃料Ｆの液膜が形成され、燃料Ｆに液没している筐体３０の表面又は液没している開口部３６Ｂ（３６Ａ）から孔部３２内に燃料Ｆが流入し、吸引管１６からエンジンに安定的に供給される。

また、開口部３６Ａ、３６Ｂを筐体３０の側面３０Ｂに形成することにより、上面３０Ａに開口部３６Ａ、３６Ｂに設けた場合より燃料Ｆの液位が低い場合まで燃料Ｆを外部に供給可能となる。

なお、燃料Ｆの液位がより低い場合まで燃料Ｆをエンジンに安定的に供給可能とするには、開口部３６Ａ、３６Ｂをフィルタ１４（筐体３０）の下側に形成することも考えられる。

ところで、一連の実施形態では、粘度の変化が大きい軽油が燃料の場合について説明したが、これに限定されるものではない。フィルタ１４に開口部３６Ａ、３６Ｂを設ける必要性がある場合には本発明を適用することができる。例えば、吸引管１６に換えてポンプユニットが形成されている場合にも、適用することができる。

また、本実施形態では、フィルタ１４における開口部３６Ａ、３６Ｂの配置、すなわちフロート３４の移動方向を車幅方向としたが、車両前後方向等、他の方向でも良い。

さらに、本実施形態では、フィルタ１４に２つの開口部３６Ａ、３６Ｂを設けたが、３以上の開口部を設けても良い。この場合には、フロートの移動方向を一方向ではなく複数方向にしても良い。

さらにまた、フィルタ１４の筐体３０は全体がろ過材であるメッシュとしたが、一部だけメッシュでも良い。また、不織布等、メッシュ以外のろ過材を用いても良い。

１０、燃料供給装置
１４ フィルタ
１６ 吸引管（燃料送出手段）
２６ 閉空間
２８ 燃料タンク本体
３０ 筐体（壁部、ろ過材）
３０Ｂ 側面（側面の壁部）
３２ 孔部（空間）
３４ フロート
３６Ａ、３６Ｂ 開口部

Claims (3)

1. 燃料を収容する閉空間が形成された燃料タンク本体と、
   少なくとも一部がろ過材で形成された壁部によって内側に空間が形成され、前記閉空間に収容された前記燃料を前記ろ過材に透過させることによって当該燃料から異物を除去するフィルタと、
   前記フィルタの空間から前記燃料タンク本体の外部へ前記燃料を導出する燃料送出手段と、
   前記壁部に形成され、前記フィルタの空間と前記燃料タンク本体の閉空間とを連通させる複数の開口部と、
   前記燃料よりも比重の軽い材料で形成され、前記フィルタの空間内で複数の開口部間を移動可能に配設され、気体中に露出された開口部を閉塞した時に他の開口部の少なくとも一つを開放するフロートと、
   を備える燃料供給装置。
2. 前記開口部は、前記フィルタの側面の壁部に開口している請求項１記載の燃料供給装置。
3. 前記複数の開口部は、車幅方向に相互に離間して配置されている請求項１または２記載の燃料供給装置。

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