JP4267545B2 - 燃料ポンプユニット - Google Patents
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Description
特許文献1には、鉢形形状を有する燃料フィルタが記載されている。その燃料フィルタは、燃料ポンプのケーシングを部分的に取り囲んでいる。また、特許文献2には、燃料ポンプのほぼ下半分を覆うカゴ型の燃料フィルタが記載されている。
この燃料ポンプユニットは、燃料ポンプが燃料フィルタの包囲空間に実質的に収容される。このため、燃料フィルタの濾過面積を大きく確保することができる。
この燃料ポンプユニットによれば、燃料フィルタが燃料ポンプの端部から突出する吐出ポートに組み付けられているので、燃料フィルタ内に燃料ポンプの略全体を収容することができる。
この燃料ポンプユニットは、燃料フィルタが燃料ポンプの吐出ポート側の端部に組み付けられている。よって、燃料フィルタ内に燃料ポンプの略全体を収容することができる。
この燃料ポンプユニットによれば、ベーパ排出管を利用して燃料フィルタを燃料ポンプに組み付けることができる。また、ペーパ排出管の先端が燃料フィルタの外部に位置しているので、燃料ポンプが排出されたベーパを吸入するのが防止されている。
この燃料ポンプユニットのように、枠体が分離することで少なくとも2つに分割可能であると、燃料ポンプに燃料フィルタを容易に組み付けることができる。
この燃料ポンプユニットのように、枠体が、第1枠体と、第2枠体と、第1枠体に対して第2枠体を開閉可能にするヒンジ部を備えていると、燃料ポンプに燃料フィルタを容易に組み付けることができる。
第1枠体と第2枠体とヒンジ部が一体成形されている燃料フィルタは、生産性に優れている。
この燃料ポンプモジュールの燃料ポンプユニットは、燃料ポンプが燃料フィルタの包囲空間に実質的に収容されている。従って、燃料フィルタの濾過面積を大きく確保することができる。
この燃料ポンプモジュールによれば、燃料ポンプが作動することによって生じる振動は、燃料ポンプ→燃料フィルタ→高圧フィルタ→リザーブカップ→燃料タンクへと、長い伝達経路を経て伝達される。よって、振動伝達経路で振動が大きく減衰され、燃料ポンプの作動騒音を低減することができる。
本発明の燃料ポンプユニットに係る第1実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1に示すように、燃料ポンプユニット1は、燃料フィルタ10と、燃料フィルタ10に収容された燃料ポンプ30を備えている。燃料ポンプユニット1は、車両の燃料タンクの底部に設けられたリザーブカップ内に配置され、燃料に浸漬した状態で用いられる。なお、以下においては、図1の上下を燃料ポンプユニット1の上下とする。
まず、燃料フィルタ10について説明する。図2に示すように、燃料フィルタ10は、略円柱状の外形形状を有しており、一方側フィルタ11と他方側フィルタ12から構成されている。一方側フィルタ11は、枠体14と濾材15を備えている。濾材15は、メッシュ状の骨格部材にシート状の濾材(例えば不織布)が取り付けられることによって構成されている。枠体14には、開口部16が4つ設けられている。濾材15は、開口部16を閉じている。枠体14の上部には、半円筒状部17が形成されている。
他方側フィルタ12も一方側フィルタ11と同様な構成であり、枠体20に形成された開口部21を濾材22が閉じている。枠体20の上部には、半円筒状部23が形成されている。枠体14の半円筒部17と枠体20の半円筒部23によって、円筒状の出口部24が形成されている。枠体14、20は、樹脂製である。
さらには、図9に示すように、側端部25にフック63を形成し、側端部26にフック受部64を形成することもできる。フック63には、傾斜面65が形成されている。一方側フィルタ11と他方側フィルタ12を組み合わせるときには、フック63の傾斜面65がフック受部64と当接し、フック63がフック受部64を乗り越える。フック63がフック受部64を乗り越えると、図10に示すように、フック63がフック受部64に掛止する。このように構成しても、一方側フィルタ11と他方側フィルタ12は強く固定されるとともに、側端部25と側端部26の接触部分のシールも確実に行われる。
電気コネクタに電力が供給されると、モータ38がインペラ39を回転させる。インペラ39が回転すると、吸入ポート32に燃料が吸入される。吸入ポート32から吸入された燃料は、インペラ39によって昇圧された後にハウジング31内を流れ、吐出ポート33から吐出される。
図13に示すように、燃料ポンプ30の吐出ポート33に周方向に一周する凸部34を形成することもできる。そして、枠体14の半円筒部17の内周に周方向に延びる凹部35を形成するとともに、枠体20の半円筒部23の内周に周方向に延びる凹部36を形成する。このように構成すると、一方側フィルタ11と他方側フィルタ12を組み合わせたときに、吐出ポート33の凸部34と、半円筒部17の凹部35と半円筒部23の凹部36が嵌合し、燃料フィルタ10に燃料ポンプ30がより確実に装着される。
図14に示すように、一方側フィルタ11の枠体14と他方側フィルタ12の枠体20に、内方側に延びて燃料ポンプ30のハウジング31と接触する突起部69を設けることもできる。突起部69を設けると、燃料フィルタ10に燃料ポンプ30がより安定した状態で装着される。また、突起部69を設けると、燃料フィルタ10の枠体14、20の変形や潰れを防止することもできる。
従来においては、図15に示すように、燃料ポンプ30の吸入ポート32に扁平状の燃料フィルタ37が接続されていた。燃料ポンプ30と燃料フィルタ37は、リザーブカップ内に収容される。このため、燃料フィルタ37は、リザーブカップ内のスペースに制約されて、むやみに大きくするこができない。また、燃料フィルタ37を大きくすると、組み付け時の取り扱いが難しくなる。
図15に示すように、燃料フィルタ37の平面形状は、5(cm)×8(cm)程度とするのが一般的である。この場合、燃料フィルタ37の濾過面積は次の値になる。
5×8×2=80(cm2);
図16に示すように、本実施形態の燃料フィルタ10の寸法を、直径4.5(cm)、縦8(cm)とすれば、燃料フィルタ10の濾過面積は次の値になる。
4.5×π×8=113(cm2);
また、本実施形態の燃料フィルタ10は、従来の燃料フィルタ37とは異なり、燃料ポンプ30の吸入ポート32に接続されない。このため、燃料ポンプ30の吸入ポート32の形状を、燃料フィルタとのインターフェイスに拘束されずに、流体力学的に好ましい形状とすることができる。よって、燃料ポンプ30の性能が向上する。
図17は、本実施形態の燃料ポンプユニット1がリザーブカップ40内に配置された状態を示している。リザーブカップ40の底部側面には、燃料入口42が形成されている。燃料入口42には、ジェットポンプ(図示省略)を介して燃料が送り込まれている。燃料フィルタ10の内部でベーパ41が発生しても、ベーパ41は浮力によって燃料フィルタ10の上部に集まり、外部に排出される。燃料ポンプ30の吸入ポート32は、燃料フィルタ10の下部に配置されている。従って、燃料ポンプ30が吸入ポート32からベーパ41を吸い込んでしまうことが防止されている。
第1実施形態と重複する内容は省略し、本第2実施形態として特徴的な部分のみを説明する(後述する第3実施形態〜第7実施形態についても同様である)。
図18、図19に示すように、燃料フィルタ43は、一方側枠部44、他方側枠部45、ヒンジ部68、濾材51を備えている。一方側枠部44、他方側枠部45、ヒンジ部68は樹脂製であり、一体成形されている。一方側枠部44の側端部47には、側端部47の長手方向に延びる凹部49が形成されている。他方側枠部45の側端部46には、側端部46の長手方向に延びる凸部48が形成されている。
図20に良く示すように、ヒンジ部68には、上下方向に延びるノッチ50が形成されている。ヒンジ部68がノッチ50に沿って折れ曲がることによって、一方側枠部44と他方側枠部45がヒンジ部68を中心に開閉する。燃料フィルタ43が閉じた状態では、一方側枠部44の凹部49と他方側枠部45の凸部48が嵌合する。
燃料フィルタ43は、一方側枠部44と他方側枠部45とヒンジ部68が一体成形されているので、生産性に優れている。よって、燃料フィルタ43を低コストで生産できる。もちろん、一方側部材44と他方側部材45を別体とし、それらをヒンジ部68が接続する構成とすることもできる。
図21に示すように、一方側枠部44の下部と他方側枠部45の下部との間にヒンジ部68を配置することもできる。
図22に示すように、燃料フィルタ52は、一方側枠部53、他方側枠部54、ヒンジ部55、濾材59を備えている。一方側枠部53と他方側枠部54とヒンジ部55は樹脂製であり、一体成形されている。燃料フィルタ52は、一方側枠部53と他方側枠部54がヒンジ部55廻りに回動することによって開閉する。閉じられた状態の燃料フィルタ52の外径形状は、略円柱状である。一方側枠部53の上部には、横断面が半円弧状の開口部56が形成されている。開口部56には、周方向に延びる凸部58が形成されている。他方側枠部54の上部にも、横断面が半円弧状の開口部60が形成されている。開口部60には、周方向に延びる凸部61が形成されている
図23に示すように、燃料ポンプ30のアッパーボディ18には、周方向に一周する凹部62が形成されている。燃料ポンプ30のハウジング31の下部側面には、吸入ポート32が設けられている。
燃料ポンプ30を燃料フィルタ52内に収容した状態では、図24に示すように、一方側枠部53の開口部56の凸部58と、他方側枠部54の開口部60の凸部61が、燃料ポンプ30の凹部62に嵌合する。燃料フィルタ52が燃料ポンプ30のアッパーボディ18に嵌合することにより、燃料フィルタ52と燃料ポンプ30は確実に固定される。凸部58および凸部61と、凹部62との嵌合をきつ目にすることにより、燃料フィルタ52を閉じたときのシールを確実に行うことができる。
図25に示すように、一方側枠部53の下部と他方側枠部54の下部との間にヒンジ部55を配置することもできる。
図26、図27に示すように、燃料フィルタ10の出口部24を拘束リング66で拘束する。出口部24を拘束リング66で拘束すると、膨潤や収縮によって樹脂製の枠体14、20が変形し、それらが分離してしまうのを防止することができる。
図21(第2実施形態)に示した燃料フィルタ43のような、一方側枠部44と他方側枠部45の下部間にヒンジ68が配置される構成では、出口部24を拘束リング66で拘束するのが特に有効である。この構成では、燃料フィルタ43の上部が拘束リングによって拘束され、下部がヒンジ68によって接続されるので、枠体14と枠体20を確実に固定することができる。
図28に示すように、燃料フィルタ10にフック機構67を設ける。フック機構67は8つ設けられている(図28では、燃料フィルタ10の片側の側部に設けられた4つのフック機構67を図示している)。図29に示すように、フック機構67は、側端部25に形成されたフック70と、側端部26に形成されたフック受部71を有している。フック70がフック受部71に掛止することによって、一方側フィルタ11と他方側フィルタ12は確実に固定される。フック機構67が掛止する過程では、フック70が変形しながらフック受部71を乗り越える。フック70に傾斜面72が形成されているので、フック70は容易にフック受部71を乗り越えることができる。このような構成によれば、膨潤や収縮によって枠体14、20が変形し、それらが分離してしまったり、枠体14、20間のシール性が喪失してしまうのを防止することが。
図31に示すように、枠体20の側端部26に、長手方向に延びる溝74を形成し、その溝74にシール75を配置することもできる。シール75は、弾性体(例えば、ゴム製)から成形する。一方側フィルタ11と他方側フィルタ12が組み合わされた状態では、シール75は、枠体14の側端部25に押し付けられて変形する。シール75が変形することによって、シール75と側端部25が密着し、枠体14と枠体20との間のシール性を高めることができる。溝74を設けることによって、シール75を容易に位置決めすることができる。
図32に示すように、燃料ポンプ30のロワーボディ29には、下方向きに突出したベーパ排出管76が設けられている。ベーパ排出管76の横断面は円形状であり、内部にベーパ排出路77が形成されている。ベーパ排出路77は、ベーパ排出管76の下端に開口している。一方側フィルタ11の枠体14には、支持部80が設けられている。支持部80の内周部の横断面は半円状に形成されている。図32には図示していないが、他方側フィルタ12の枠体20にも、支持部80と対象形状に形成された支持部が設けられている。一方側フィルタ11と他方側フィルタ12が組み合わされた状態では、枠体14の支持部80と枠体20の支持部によって、燃料ポンプ30のベーパ排出管76が挟まれる。燃料ポンプ30の吐出ポート33は、枠体14の半円筒部17と枠体20の半円筒部23によって挟まれている。従って、一方側フィルタ11と他方側フィルタ12が燃料ポンプ30の上下を支持することによって、燃料ポンプ30は安定した状態で燃料フィルタ10に装着される。燃料高温時にインペラ39で発生するベーパは、ベーパ排出路77を通過して燃料フィルタ10の外部に排出される。
図33に示すように、燃料ポンプモジュール81は、燃料フィルタ82、高圧フィルタ103、リザーブカップ114、フィルタ支持部材116を備えている。燃料ポンプモジュール81は、燃料タンクの底部に配置される。
図34に示すように、燃料フィルタ82は、一方側フィルタ83と他方側フィルタ84を備えている。一方側フィルタ83は、枠体85と濾材86を有している。枠体85は、略半円板状の上部部材90と、同じく略円板状の下部部材91と、上下方向に延びて上部部材90と下部部材91を結ぶ側部部材92から構成されている。濾材86は半円筒状に形成されており、枠体85に取り付けられて、その開口部を閉じている。
他方側フィルタ84は、枠体93と、濾材94(図33、図35に図示)を有している。枠体93は、上述した枠体85と対象な形状に形成されており、上部部材95と、下部部材96(図33に図示)と、2つの側部部材98から構成されている。
一方側フィルタ83と他方側フィルタ84を組み合わせた状態では、枠体85の側部部材92と枠体93の側部部材98が重ね合わされるとともに、枠体85の上部部材90と、枠体93の上部部材95によって、円形状の開口横断面を有する出口部101が形成される。また、一方側フィルタ83と他方側フィルタ84を組み合わせた状態では、枠体85の下部部材91と、枠体93の下部部材96によって、横断面が円形状の凹部102(図33に図示)が形成される。
図33、図35に示すように、高圧フィルタ103は、外郭104と、外郭104内に収容された濾材105を備えている(図35では、図示の明瞭化のため、濾材105をハッチングで図示することを省略している)。高圧フィルタ103の上部には、入口ポート106と出口ポート107が設けられている。図35に良く示すように、高圧フィルタ103はドーナツ状の平面形状を有している。高圧フィルタ103の外郭104の内周壁112には、互いに対向する位置関係で、上下方向に延びる2つの凹部110が形成されている。凹部110の上端は開放されている。凹部110の下端は、高圧フィルタ103の下部で閉じている。燃料フィルタ82は、燃料ポンプ30を収容した状態で、高圧フィルタ103に装着される。燃料フィルタ82を高圧フィルタ103に装着する際には、一方側フィルタ83と他方側フィルタ84を、側部部材92、98が重ね合わされた状態で組み合わせ、その重ね合わされた側部部材92、98を高圧フィルタ103の凹部110に差し込む。燃料フィルタ82は、側部部材92、98の下端が凹部110の下端に当接することによって、上下位置が決められる。重ね合わされた側部部材92、98は、凹部110に対してきつ目に差し込まれる(圧入される)ことが好ましい。側部部材92、98が凹部110に圧入されると、燃料フィルタ82が高圧フィルタ103に強固に装着される。
フィルタ支持部材116は、略中空円盤状に形成されている。フィルタ支持部材116の外周部は、リザーブカップ114の上端部を挟み込んだ状態でリザーブカップ114に溶着されている。フィルタ支持部材116の内周部は、高圧フィルタ103の上端外周部に溶着されている。フィルタ支持部材116が高圧フィルタ103を支持した状態では、高圧フィルタ103の下端部とリザーブカップ114の底面との間に隙間が形成される。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
10:燃料フィルタ
11:一方側フィルタ
12:他方側フィルタ
14:枠体
15:濾材
16:開口部
17:半円筒状部
18:アッパーボディ
20:枠体
21:開口部
22:濾材
23:半円筒状部
24:出口部
25、26:側端部
27:凹部
28:凸部
29:ロワーボディ
30:燃料ポンプ
31:ハウジング
32:吸入ポート
33:吐出ポート
34:凸部
35、36:凹部
37:燃料フィルタ
38:モータ
39:インペラ
40:リザーブカップ
41:ベーパ
42:燃料入口
43:燃料フィルタ
44:一方側枠部
45:他方側枠部
46、47:側端部
48:凸部
49:凹部
50:ノッチ
51:濾材
52:燃料フィルタ
53:一方側枠部
54:他方側枠部
55:ヒンジ部
56:開口部
58:凸部
59:濾材
60:開口部
61:凸部
62:凹部
63:フック
64:フック受部
65:傾斜面
66:拘束リング
67:フック機構
68:ヒンジ部
69:突起部
70:フック
71:フック受部
72:傾斜面
73:凸部
74:溝
75:シール
76:ペーパ排出管
77:ベーパ排出路
80:支持部
81:燃料ポンプモジュール
82:燃料フィルタ
83:一方側フィルタ
84:他方側フィルタ
85:枠体
86:濾材
90:上部部材
91:下部部材
92:側部部材
93:枠体
94:濾材
95:上部部材
96:下部部材
98:側部部材
101:出口部
102:凹部
103:高圧フィルタ
104:外郭
105:濾材
106:入口ポート
107:出口ポート
110:凹部
111:凸部
112:内周壁
114:リザーブカップ
115:燃料入口
116:フィルタ支持部材
119:側部部材
Claims (9)
- 枠体とその開口部を閉じる濾材を有するとともに、枠体と濾材によって濾材通過後の燃料が流通可能な包囲空間を形成する燃料フィルタと、
燃料フィルタの包囲空間に実質的に収容された状態で枠体に固定されており、吸入ポートが包囲空間内に開口し、吐出ポートが包囲空間外に開口する燃料ポンプと、
を備えることを特徴とする燃料ポンプユニット。 - 燃料ポンプは、その端部から突出する吐出ポートを備えており、
燃料フィルタは、吐出ポートを介して燃料ポンプに組み付けられていることを特徴とする請求項1に記載の燃料ポンプユニット。 - 燃料ポンプは、その端部に吐出ポートを備えており、
燃料フィルタは、前記端部を介して燃料ポンプに組み付けられていることを特徴とする請求項1に記載の燃料ポンプユニット。 - 燃料ポンプは、その端部にベーパ排出管が突設されており、
燃料フィルタは、ベーパ排出管を介して燃料ポンプに組み付けられており、
ベーパ排出管の先端が燃料フィルタの外部に位置することを特徴とする請求項1に記載の燃料ポンプユニット。 - 枠体が分離することで少なくとも2つに分割可能であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の燃料ポンプユニット。
- 枠体は、第1枠体と、第2枠体と、第1枠体に対して第2枠体を開閉可能にするヒンジ部を備えていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の燃料ポンプユニット。
- 第1枠体と第2枠体とヒンジ部が一体成形されていることを特徴とする請求項6に記載の燃料ポンプユニット。
- 燃料タンク内に配置される請求項1に記載の燃料ポンプユニットと、
燃料ポンプユニットが吐出した燃料をさらに濾過して外部に供給する高圧フィルタとを備えており、
燃料ポンプユニットの燃料フィルタは、高圧フィルタを介して燃料タンクに組み付けられていることを特徴とする燃料ポンプモジュール。 - 燃料タンク内に配置されるリザーブカップを備えており、
燃料ポンプユニットはリザーブカップ内の燃料を吸入し、
高圧フィルタはリザーブカップを介して燃料タンクに組み付けられていることを特徴とする請求項8に記載の燃料ポンプモジュール。
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