JP3980906B2 - 車両の燃料ポンプモジュール - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動二輪車等の車両の燃料ポンプモジュールに関し、特に、燃料タンクから燃料を受け入れる燃料入口、エンジンの燃料噴射弁に燃料を供給する燃料出口及び、余剰燃料を燃料タンクに還流させる燃料戻し口を外側に開口するモジュールケースに、燃料入口及び燃料出口間を接続する流路に直列に介裝される電動燃料ポンプ及び燃料フィルタと、燃料出口及び燃料戻し口間を接続する調圧通路に介裝される燃料圧力レギュレータとを収容したものゝ改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かゝる燃料ポンプモジュールは、例えば特開２００１−２４８５１０号公報に開示されるているように、既に知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のかゝる燃料ポンプモジュールでは、電動燃料ポンプ及び燃料フィルタを、それらを同軸線上に直列に配置しているため、全長が非常に長くなってしまい、これをエンジンに搭載する際、コンパクトにレイアウトすることが困難となる。またこの燃料ポンプモジュールをエンジンに近接して配置する場合には、エンジンの輻射熱の影響を受けて内部にベーパを発生させ、エンジンの熱間始動や高速運転に支障を来す虞がある。
【０００４】
本発明は、かゝる事情に鑑みてなされたもので、全長を大幅に短縮することが可能であり、しかも内部で発生したベーパを外部に排除し得るようにした、前記車両の燃料ポンプモジュールを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、燃料タンクから燃料を受け入れる燃料入口、エンジンの燃料噴射弁に燃料を供給する燃料出口及び、余剰燃料を燃料タンクに還流させる燃料戻し口を外側に開口するモジュールケースに、燃料入口及び燃料出口間を接続する流路に直列に介裝される電動燃料ポンプ及び燃料フィルタと、燃料出口及び燃料戻し口間を接続する調圧通路に介裝される燃料圧力レギュレータとを収容した、車両の燃料ポンプモジュールであって、燃料フィルタが電動燃料ポンプよりも流路の上流側に配置されるものにおいて、前記電動燃料ポンプ及び前記燃料フィルタを、それらの長手方向軸線が互いに平行となるように相互に並列配置し、これら電動燃料ポンプ及び燃料フィルタで発生したベーパを含む燃料を受容して、その燃料から分離したベーパを前記燃料戻し口に送るためのベーパ分離室を、該電動燃料ポンプ及び燃料フィルタの長手方向一端に隣接して前記モジュールケース内に設け、前記ベーパ分離室には、電動燃料ポンプの長手方向一端に各々設けた吸入管及びベーパ排出管と、燃料フィルタの同じく長手方向一端に設けた出口管とを、ベーパ排出管が出口管及び吸入管よりも高位置となるように開口させたことを特徴とする。
【０００６】
請求項１の前記特徴によれば、電動燃料ポンプ及び燃料フィルタの平行配置により、モジュールケースの全長を大幅に短縮して、燃料ポンプモジュールのコンパクト化を図ることができる。また燃料フィルタ及び電動燃料ポンプ内で発生したベーパは燃料と共にベーパ分離室に受容され、該室で燃料とベーパの分離が行われ、そのベーパは浮上して燃料戻し口に送られるので、燃料噴射弁には、ベーパを含まない良好な状態の燃料を供給することができ、常にエンジンの安定した運転状態を確保することができる。
【０００７】
また請求項２の発明は、請求項１の前記特徴に加えて、前記ベーパ分離室上部のベーパ排出孔を、前記燃料圧力レギュレータより下流の前記調圧通路に開口させて、該調圧通路を余剰燃料が通過することにより生じるエジェクタ効果により前記ベーパ排出孔に負圧を与えるようにしたことを特徴とする。
【０００８】
この請求項２の特徴によれば、前記エジェクタ効果によりベーパ排出孔に負圧が与えられると、ベーパ分離室から調圧通路へのベーパの排出を効果的に促進することができ、これに伴いベーパ分離室でのベーパ分離作用をも促進することができる。
【０００９】
さらにまた請求項３の発明は、請求項１又は２の前記特徴の何れかに加えて、前記モジュールケースを、エンジンの吸気管の一側に隣接させて、これらモジュールケース及び吸気管の長手方向軸線が互いに略直角をなすように配置したことを特徴とする。
【００１０】
尚、前記吸気管は、後述する本発明の実施例中のスロットルボディ６に対応する。
【００１１】
この請求項３の特徴によれば、燃料ポンプモジュールの全長の短縮化と相俟って、エンジンの吸気系のコンパクト化をもたらすことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、添付図面に示す本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１３】
図１は本発明の実施例に係る燃料ポンプモジュールを備えた自動二輪車の要部側面図、図２は図１の２部の拡大縦断側面図、図３は図２の３−３線断面図、図４は図３の４−４線断面図、図５は上記燃料ポンプモジュールを含む、自動二輪車の燃料供給系の全体概要図、図６は横転遮断弁の作用説明図である。また図７は、参考例に係る燃料ポンプモジュールを備えた自動二輪車の燃料供給系の全体概要図である。
【００１４】
図１〜図７に示す本発明の実施例の説明より始める。
【００１５】
図１において、車両としての自動二輪車Ｍのボディフレーム１は、図示しないヘッドパイプから後ろ下がりに延びるフロントパイプ１ｆと、それの後端から起立して後方へ延出するリアパイプ１ｒとからなっており、そのフロントパイプ１ｆに、その下方に配置される４サイクルエンジンＥが架装され、またリアパイプ１ｒ上に燃料タンクＴが設置される。
【００１６】
上記エンジンＥは、シリンダヘッド２を車両前方に向けてシリンダブロック３を略水平に配置しており、そのシリンダヘッド２の上端面に、吸気ポート４に連なる吸気道５を有するスロットルボディ６が接合され、このスロットルボディ６の上流端にエアクリーナ７が接続される。またシリンダヘッド２の下端面には、排気ポート８に連なる排気管９が接合される。
【００１７】
スロットルボディ６には、吸気道５を開閉するスロットルバルブ１０が軸支されており、このスロットルバルブ１０より下流側でスロットルボディ６の側壁に形成された噴射弁取り付けボス１１に、吸気ポート４に向けて燃料を噴射する電磁式の燃料噴射弁Ｉが装着される。そして、この燃料噴射弁Ｉに燃料タンクＴの燃料を供給する燃料ポンプモジュールＭｐがスロットルボディ６に取り付けられる。
【００１８】
先ず、この燃料ポンプモジュールＭｐの全体構成について、図６の全体概要図により説明する。
【００１９】
燃料ポンプモジュールＭｐは、モジュールケース１２と、このモジュールケース１２内に収容される電動燃料ポンプ１３、低圧型燃料フィルタ１４、燃料圧力レギュレータ１５及び横転遮断弁１６を主たる構成要素としている。
【００２０】
モジュールケース１２は、その外側面に燃料入口２０、燃料出口２１及び燃料戻し口２２を開口しており、その燃料入口２０には、燃料タンクＴ底部から延出した燃料供給管２３が接続され、燃料タンクＴ内の燃料が重力の作用で燃料入口２０に流入するようになっている。
【００２１】
また燃料戻し口２２には、終端を燃料タンクＴ内の気相部に開口する燃料戻し管２４が接続され、燃料出口２１は燃料噴射弁Ｉの導入口に接続される。
【００２２】
モジュールケース１２内には主室２５と、この主室２５に隔壁２７を挟んで隣接するベーパ分離室２６とが形成されており、その主室２５に電動燃料ポンプ１３及び燃料フィルタ１４が収められる。その際、燃料フィルタ１４は、その長手方向一端の入口管２８を前記燃料入口２０に接続し、長手方向他端の出口管２９をベーパ分離室２６に開口させている。また電動燃料ポンプ１３は、長手方向一端の吸入管３０及びベーパ排出管３１をベーパ分離室２６に開口させ、長手方向他端の吐出管３２を横転遮断弁１６の入口孔３３に連通させている。
【００２３】
横転遮断弁１６の出口孔３４は、噴射燃料通路３５を介して前記燃料出口２１に連通され、上記噴射燃料通路３５の途中に、燃料出口２１から横転遮断弁１６側への燃料の逆流を阻止する逆止弁３６が設けられる。
【００２４】
上記逆止弁３６より下流の噴射燃料通路３５からは、前記燃料戻し口２２に至る調圧通路４０が分岐しており、この調圧通路４０に燃料圧力レギュレータ１５が介装される。この燃料圧力レギュレータ１５は、調圧通路４０の途中に形成されて、その下流側に向いた弁座４２と、この弁座４２に着座可能に対置される弁体４３と、この弁体４３を所定のセット荷重をもって弁座４２側に付勢する調圧ばね４４とを備え、電動燃料ポンプ１３の吐出圧力が規定値以上になると、弁体４３が弁座４２から離座して余剰圧力を燃料戻し口２２へ解放するようになっている。
【００２５】
この燃料圧力レギュレータ１５より下流の調圧通路４０の内側面に、前記ベーパ分離室２６の天井壁を貫通するベーパ排出孔４５が開口し、調圧通路４０を余剰燃料が高速で通過することにより生じるエジェクタ効果によりベーパ排出孔４５に負圧を与えるようになっている。
【００２６】
再び図１において、エアクリーナ７の前面には電子制御ユニット４７が配設される。この電子制御ユニット４７は、入力されるエンジン回転数Ｎｅ、エンジン温度（例えば潤滑油温）Ｔｅ、スロットルバルブ１０の開度Ｔｈ、クランク位置Ｃｐ等の信号に基づいて燃料噴射弁Ｉ、電動燃料ポンプ１３及び点火コイル（図示しない）等の作動を制御する。
【００２７】
而して、エンジンＥの運転中、燃料タンクＴ内の燃料は、燃料供給管２３を下って燃料ポンプモジュールＭｐの燃料入口２０に達し、そして燃料フィルタ１４に濾過されてベーパ分離室２６に一旦流入する。このように、燃料入口２０への燃料供給は重力によるので、若し燃料供給管２３内でベーパが発生すると、そのベーパは、自然に燃料タンクＴ側へ浮上していく。
【００２８】
ベーパ分離室２６に流入した燃料は、電動燃料ポンプ１３の作動により入口管２８から吸入されて吐出管３２へと圧送され、そして横転遮断弁１６及び逆止弁３６を経て、燃料出口から燃料噴射弁Ｉへと供給され、該弁Ｉから吸気ポート４へ噴射される。
【００２９】
この間に、燃料フィルタ１４及び電動燃料ポンプ１３内で発生したベーパはベーパ分離室２６に排出されるが、該室２６では燃料とベーパの分離が行われるので、ベーパは浮上してベーパ排出孔４５から、燃料圧力レギュレータ１５より下流の調圧通路４０に出る。
【００３０】
ところで、調圧通路４０では、前述のように燃料圧力レギュレータ１５を開弁させた余剰燃料が高速で通過し、そのエジェクタ効果によりベーパ排出孔４５に負圧を与えるので、ベーパ分離室２６から調圧通路４０へのベーパの排出を効果的に促進され、これに伴ないベーパ分離室２６でのベーパ分離作用も促進されることになる。こうして燃料フィルタ１４及び電動燃料ポンプ１３からベーパが排除されると、燃料噴射弁Ｉには、ベーパを含まない良好な状態の燃料を供給することができ、常にエンジンＥの安定した運転状態を確保することができる。
【００３１】
調圧通路４０を通過した燃料及びベーパは、燃料戻し口２２から燃料戻し管２４を経て、燃料タンクＴ内の気相部に放出されるので、その気相部においてベーパは燃料から分離することができる。
【００３２】
次に、図６により前記横転遮断弁１６について説明する。
【００３３】
横転遮断弁１６は、図６（Ｎ）に示すように、自動二輪車Ｍの正立状態で斜め左方上向きの姿勢をとる円筒状の第１弁室５５と、それとは反対に斜め右方上向きの姿勢をとる円筒状の第２弁室５６とを備え、第１弁室５５の上端が第２弁室５６の中間部に接続される。第１及び第２弁室５５，５６の各上部には第１及び第２弁座５５ａ，５６ａがそれぞれ形成され、第１弁座５５ａの下部に前記前記入口孔３３が開口し、第２弁座５６ａの上部に前記出口孔３４が開口する。第１及び第２弁室５６の各下端は、球状の栓体５９，６０により閉塞される。第１及び第２弁室５５，５６には、第１及び第２弁座５５ａ，５６ａにそれぞれ着座し得る球状の弁体５８，５９が収容される。第１及び第２弁室５５，５６の各下端は、栓体５９，６０により閉塞される。
【００３４】
而して、自動二輪車Ｍの正立状態では、図６（Ｎ）に示すように、第１及び第２弁体５８，５９が自重で第１及び第２弁座５５ａ，５６ａから離れて栓体５９，６０上に留まっている。したがって、入口孔３３及び出口孔３４間が導通され、電動燃料ポンプ１３から燃料噴射弁Ｉへの燃料供給を許す。
【００３５】
しかしながら、万一、自動二輪車Ｍが左方又は右方に横転した場合には、図６（Ｌ）又は（Ｒ）に示すように、第１弁室５５又は第２弁室５６が略水平に横転するのに伴ない第１弁体５７又は第２弁体５８がその慣性力により第１弁座５５ａ又は第２弁座５６ａに着座して、何れの場合も入口孔３３及び出口孔３４間を遮断する。こうして第１弁体５７又は第２弁体５８が第１弁座５５ａ又は第２弁座５６ａに一旦着座すると、その着座状態は、入口孔３３側の燃料圧力により保持される。したがって、自動二輪車Ｍの横転により燃料噴射弁Ｉ側に損傷があっても燃料出口２１からの燃料噴出を未然に防ぐことができる。
【００３６】
上記のような燃料ポンプモジュールＭｐを具体化したものを図２〜図５に示す。
【００３７】
図２及び図３において、モジュールケース１２は、主室２５を形成したケース本体１２ａと、このケース本体１２ａに、ベーパ分離室２６を形成したケースカバー１２ｂを隔壁２７を挟んで接合して、横断面が略扇形をなすように構成される。その際、ケース本体１２ａ、隔壁２７及びケースカバー１２ｂの各接合面間にはシール部材４８，４８が介装される。そして円筒形の電動燃料ポンプは、主室２５においてその扇形の中心部に配置される。また円弧状に形成された燃料フィルタ１４は主室２５においてその扇形の円弧部に沿って配置される。こうして電動燃料ポンプ１３及び燃料フィルタ１４は、主室２５においてそれらの長手方向軸線が互いに平行となるように配置される。したがって、モジュールケース１２の全長を大幅に短縮することができ、その横断面形状を略扇形にしたことゝ相俟って、燃料ポンプモジュールＭｐのコンパクト化を図ることができる。
【００３８】
図２及び図３に明示するように、ケース本体１２ａには、その円弧状部外側に、長手方向に並ぶ一対の取り付けボス４９，４９が形成されており、これらボス４９，４９がスロットルボディ６の一側壁にボルト５０，５０により固着される。その際、モジュールケース１２は、その長手方向軸線Ｘがスロットルボディ６の吸気道５の軸線Ｙに対して直角をなすように配置される。こうした配置により、燃料ポンプモジュールＭｐの全長の短縮化と相俟って、エンジンＥの吸気系のコンパクト化をもたらすことができる。
【００３９】
またケース本体１２ａの側壁には、後側に燃料入口２０、前側に燃料出口２１が設けられる。特に、燃料入口２０は、ケース本体１２ａの前壁に一体に形成されて燃料噴射弁Ｉの頭部に嵌合されるキャップ５１に設けられ、燃料噴射弁Ｉの燃料導入口に直接連通するようになっているので、燃料出口２１及び燃料噴射弁Ｉ間には配管を施す必要がなくなり、燃料配管の簡素化に寄与し得る。
【００４０】
さらにケース本体１２ａには横転遮断弁１６が組み込まれる。
【００４１】
一方、ケースカバー１２ｂには燃料圧力レギュレータ１５が組み込まれ、その後壁に燃料戻し口２２が設けられる。
【００４２】
上記のように、燃料入口２０及び燃料戻し口２２がモジュールケース１２の後壁に設けられると、これらに接続される燃料供給管２３及び燃料戻し管２４を自動二輪車Ｍの比較的中心部に配管することが可能となり、他物との干渉を回避する上で有効である。
【００４３】
その他の構成は、図５の全体概要図に示すものと同様であり、図２〜図５中、図５のものと対応する部分には、同一の参照符号が付してある。
【００４４】
次に、図７に示す参考例について説明する。
【００４５】
この参考例では、モジュールケース１２の燃料入口２０にストレーナ６１が装着される。その燃料入口２０に主室２５を連通させて、燃料タンクＴからの燃料を主室２５に満たし、その燃料中に電動燃料ポンプ１１３及び燃料フィルタ１１４が浸漬される。これら電動燃料ポンプ１１３及び燃料フィルタ１１４は、前実施例と同様に長手方向軸線を互いに平行にして主室２５に配置される。電動燃料ポンプ１１３は吸入管３０を主室２５に開口させて、主室２５の燃料を吸入し、吐出管３２を介して燃料フィルタ１１４に圧送する。したがって、この参考例における燃料フィルタ１１４は高圧型とする必要がある。この燃料フィルタ１１４で濾過された高圧燃料は、出口管２９を通して横転遮断弁１６に送られ、以後は前実施例と同様の経路を経て燃料噴射弁ＩからエンジンＥの吸気ポート８に噴射される。
【００４６】
電動燃料ポンプ１１３は、通常のブラシ付きモータを内蔵している。したがって、そのブラシ摺動部は勿論、モータ全体が主室２５の燃料によって冷却される。その際、ブラシ摺動部で発生する摩耗粉が主室２５に出て、燃料と共に電動燃料ポンプ１１３に吸入されることがあるが、その摩耗粉は電動燃料ポンプ１１３の吐出側に配置される燃料フィルタ１１４により捕捉され、燃料噴射弁Ｉ側に流れることはない。
【００４７】
主室２５の上部は、ベーパ孔６２を介して隣のベーパ分離室２６に連通しており、主室２５内で発生したベーパが浮上してベーパ分離室２６に移行するようになっている。また電動燃料ポンプ１１３のベーパ排出管３１は前実施例と同様にベーパ分離室２６に開口している。
【００４８】
その他の構成は、前実施例と同様であり、図７中、前実施例と対応する部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
【００４９】
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、その要旨の範囲を逸脱することなく種々の設計変更が可能である。例えば、エンジンＥが多気筒の場合には、スロットルボディ６を吸気マニホールドを介してシリンダヘッド２に結合し、その吸気マニホールドに各気筒に対応する燃料噴射弁を取り付けることもでき、またその際、吸気マニホールドに燃料ポンプモジュールＭｐを取り付けることもできる。
【００５０】
【発明の効果】
以上のように請求項１の発明によれば、電動燃料ポンプ及び燃料フィルタの平行配置により、モジュールケースの全長を大幅に短縮して、燃料ポンプモジュールのコンパクト化を図ることができる。また燃料フィルタ及び電動燃料ポンプ内で発生したベーパは燃料と共にベーパ分離室に受容され、該室で燃料とベーパの分離が行われ、そのベーパは浮上して燃料戻し口に送られるので、燃料噴射弁には、ベーパを含まない良好な状態の燃料を供給することができ、常にエンジンの安定した運転状態を確保することができる。
【００５１】
また請求項２の発明によれば、ベーパ分離室上部のベーパ排出孔を、前記燃料圧力レギュレータより下流の前記調圧通路に開口させて、該調圧通路を余剰燃料が通過することにより生じるエジェクタ効果により前記ベーパ排出孔に負圧を与えるようにしたので、ベーパ分離室から調圧通路へのベーパの排出を効果的に促進することができるのみならず、ベーパ分離室でのベーパ分離作用をも促進することができる。
【００５２】
さらにまた請求項３の発明によれば、モジュールケースを、エンジンの吸気管の一側に隣接させて、これらモジュールケース及び吸気管の長手方向軸線が互いに略直角をなすように配置したので、燃料ポンプモジュールの全長の短縮化と相俟って、エンジンの吸気系のコンパクト化をもたらすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例に係る燃料ポンプモジュールを備えた自動二輪車の要部側面図
【図２】 図１の２部の拡大縦断側面図
【図３】 図２の３−３線断面図
【図４】 図３の４−４線断面図
【図５】 上記燃料ポンプモジュールを含む、自動二輪車の燃料供給系の全体概要図
【図６】 横転遮断弁の構成及び作用説明図
【図７】 参考例に係る燃料ポンプモジュールを備えた自動二輪車の燃料供給系の全体概要図
【符号の説明】
Ｅ・・・・・エンジン
Ｉ・・・・・燃料噴射弁
Ｍ・・・・・車両（自動二輪車）
Ｐｍ・・・・燃料ポンプモジュール
Ｔ・・・・・燃料タンク
Ｘ・・・・・燃料ポンプモジュールの長手方向軸線
Ｙ・・・・・吸気管（スロットルボディ）の長手方向軸線
６・・・・・吸気管（スロットルボディ）
１２・・・・モジュールケース
１３・・・・電動燃料ポンプ（ブラシレスモータ内蔵）
１４・・・・燃料フィルタ（低圧型）
１５・・・・燃料圧力レギュレータ
２０・・・・燃料入口
２１・・・・燃料出口
２２・・・・燃料戻し口
２６・・・・ベーパ分離室
４０・・・・調圧通路
４５・・・・ベーパ排出孔

Claims (3)

1. 燃料タンク（Ｔ）から燃料を受け入れる燃料入口（２０）、エンジン（Ｅ）の燃料噴射弁（Ｉ）に燃料を供給する燃料出口（２１）及び、余剰燃料を燃料タンク（Ｔ）に還流させる燃料戻し口（２２）を外側に開口するモジュールケース（１２）に、燃料入口（２０）及び燃料出口（２１）間を接続する流路に直列に介裝される電動燃料ポンプ（１３）及び燃料フィルタ（１４）と、燃料出口（２１）及び燃料戻し口（２２）間を接続する調圧通路に介裝される燃料圧力レギュレータ（１５）とを収容した、車両の燃料ポンプモジュールであって、
   燃料フィルタ（１４）が電動燃料ポンプ（１３）よりも流路の上流側に配置されるものにおいて、
   前記電動燃料ポンプ（１３）及び前記燃料フィルタ（１４）を、それらの長手方向軸線が互いに平行となるように相互に並列配置し、これら電動燃料ポンプ（１３）及び燃料フィルタ（１４）で発生したベーパを含む燃料を受容して、その燃料から分離したベーパを前記燃料戻し口（２２）に送るためのベーパ分離室（２６）を、該電動燃料ポンプ（１３）及び燃料フィルタ（１４）の長手方向一端に隣接して前記モジュールケース（１２）内に設け、前記ベーパ分離室（２６）には、電動燃料ポンプ（１３）の長手方向一端に各々設けた吸入管（３０）及びベーパ排出管（３１）と、燃料フィルタ（１４）の同じく長手方向一端に設けた出口管（２９）とを、ベーパ排出管（３１）が出口管（２９）及び吸入管（３０）よりも高位置となるように開口させたことを特徴とする、車両の燃料ポンプモジュール。
2. 請求項１記載の車両の燃料ポンプモジュールにおいて、
   前記ベーパ分離室（２６）上部のベーパ排出孔（４５）を、前記燃料圧力レギュレータ（１５）より下流の前記調圧通路（４０）に開口させて、該調圧通路（４０）を余剰燃料が通過することにより生じるエジェクタ効果により前記ベーパ排出孔（４５）に負圧を与えるようにしたことを特徴とする、車両の燃料ポンプモジュール。
3. 請求項１又は２記載の車両の燃料ポンプモジュールにおいて、
   前記モジュールケース（１２）を、エンジン（Ｅ）の吸気管（６）の一側に隣接させて、これらモジュールケース（１２）及び吸気管（６）の長手方向軸線（Ｘ、Ｙ）が互いに略直角をなすように配置したことを特徴とする、車両の燃料ポンプモジュール。

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