JP4395893B2 - ジェットポンプ、それを用いた燃料供給装置およびジェットポンプの溶着方法 - Google Patents

Description

本発明は、サブタンクに溶着で取り付けられるジェットポンプ、それを用いた燃料供給装置およびジェットポンプの溶着方法に関する。

従来、燃料タンク内にサブタンクを設置し、ジェットポンプにより燃料タンクの燃料をサブタンクに供給する燃料供給装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のように、ジェットポンプがサブタンクに燃料を供給することにより、例えばサブタンクを収容している燃料タンクの燃料量が減少しても、サブタンクの燃料高さを燃料タンクの燃料高さよりも高く保持することができる。これにより、燃料高さの低下によりサブタンク内に収容されている燃料ポンプが燃料の吸入不良を起こすことを防止している。

ところで、特許文献１には、サブタンクの底部外壁面にジェットポンプを溶着により取り付ける構成が開示されている。サブタンクにジェットポンプを溶着する場合、サブタンクに向けてジェットポンプに荷重を加えながら溶着することがある。
ここで、ジェットポンプのジェットノズルから燃料を旋回流として噴出するジェットポンプでは、ジェットノズルに向けて旋回燃料を供給する旋回室がジェットノズルの燃料上流側に形成されている。通常、旋回室を形成する部材は円筒状であるが、サブタンクに向けて荷重を加える箇所を、旋回室を形成する円筒状部材に確保することは困難である。

特開２００４−１５６５８８号公報

本発明は上記問題を解決するためになされたものであって、ジェットノズルに旋回燃料を供給する旋回室を備えたジェットポンプをサブタンクに溶着するときに、サブタンクに向けて荷重を容易に加えることができるジェットポンプ、それを用いた燃料供給装置およびジェットポンプの溶着方法を提供することを目的とする。

請求項１から４に記載の発明によると、サブタンクから離れる方向に溶着部側から延びて設けられ、溶着時に溶着部側に向けて荷重を受ける平面である受圧面を有し、当該受圧面側から見て前記旋回部を囲んだＵ字状に形成されて前記旋回部と所定のクリアランスを形成し且つ前記ジェットノズル付近で途切れている受圧部をジェットポンプは備えている。
このように、旋回室を形成する旋回部とは別に荷重を加える受圧部をジェットポンプに設けたので、サブタンクに向けてジェットポンプに容易に荷重を加えることができる。

また、請求項１に記載の発明では、受圧部が旋回部と所定のクリアランスを形成しているので、ジェットポンプが受ける荷重が旋回部に加わることを極力防止できる。したがって、溶着時に受圧部が荷重を受けても、旋回部の変形を防止できる。
ところで、サブタンクに溶着されるジェットポンプの溶着部に均等に荷重が加わらないと、溶着時にジェットポンプが傾く恐れがある。そこで、請求項１に記載の発明では、受圧部が荷重を受ける受圧面は平面であるから、サブタンクに向けてジェットポンプの溶着部に均等に荷重を加えることができる。したがって、溶着時にジェットポンプが傾くことを防止できる。

また、請求項１に記載の発明では、受圧部はジェットノズル付近で途切れているので、ジェットノズルが旋回燃料を噴出して燃料タンクの燃料を吸入するときに、受圧部が燃料の吸入を妨げることを防止する。

請求項２に記載の発明では、ジェットノズル付近で途切れている受圧部の不連続部が受圧部の他の箇所よりも肉厚に形成され剛性が高くなっているので、受圧部が途切れている箇所に対応する溶着部にも荷重を充分に加えることができる。
請求項４に記載の発明では、ジェットポンプとサブタンクとの溶着箇所を溶融して溶着させる治具と、ジェットポンプに荷重に加える治具とを超音波ホーンが兼ねているので、ジェットポンプとサブタンクとの溶着作業が容易である。

以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
（燃料供給装置１０）
本発明の一実施形態による燃料供給装置を図２に示す。
燃料供給装置１０の蓋部材１２は、樹脂で円板状に形成されており、燃料タンク２の開口部２ａを塞いでいる。蓋部材１２には、燃料吐出管１４および電気コネクタ１６が設けられている。燃料吐出管１４は、燃料ポンプ４０が昇圧した燃料を燃料タンク２の外部に供給する。電気コネクタ１６は、燃料ポンプ４０および図示しない燃料計とリード線１８により電気的に接続されている。

金属パイプ２０の一端は蓋部材１２の燃料タンク２の内側に圧入され、金属パイプ２０の他端は燃料フィルタ５０のフィルタケース５２の挿入部５４に挿入されている。スプリング２２の一端は蓋部材１２に係止され、スプリング２２の他端はフィルタケース５２に係止されている。そして、スプリング２２は、蓋部材１２および燃料フィルタ５０に互いに離反する方向に力を加えている。

サブタンク３０は、ＰＯＭ（ポリアセタール）等の樹脂で成形されており、燃料タンク２内に設置されている。サブタンク３０は、燃料ポンプ４０、サクションフィルタ４２、および燃料フィルタ５０を収容している。サブタンク３０の底部には、ジェットポンプ６０により燃料タンク２内の燃料が供給されるスロートパイプ３２がサブタンク３０と一体に樹脂成形されている。また、ジェットポンプ６０が取り付けられているサブタンク３０の底部には、図示しないプレッシャレギュレータから排出される余剰燃料をジェットポンプ６０に供給する供給口３４が形成されている。

燃料ポンプ４０は、ブラシモータまたはブラシレスモータによりインペラを回転させるタービンポンプである。燃料ポンプ４０は燃料フィルタ５０のフィルタケース５２とスナップフィットにより結合している。サクションフィルタ４２は、燃料ポンプ４０がサブタンク３０内の燃料を吸入するときに燃料中の異物を除去する。燃料ポンプ４０が吐出する燃料は、燃料フィルタ５０から蛇腹管２４、燃料吐出管１４を通り燃料タンク２の外部に供給される。

燃料フィルタ５０は、フィルタケース５２内に収容されているフィルタエレメントにより燃料ポンプ４０が吐出する燃料中の異物を除去する。燃料フィルタ５０のフィルタケース５２は、サブタンク３０の上部とスナップフィットにより結合している。また、フィルタケース５２には、プレッシャレギュレータを保持するホルダ５６が形成されている。プレッシャレギュレータは、燃料ポンプ４０が吐出する燃料の圧力を調圧する。

（ジェットポンプ６０）
ジェットポンプ６０は、ＰＯＭ（ポリアセタール）等のサブタンク３０と同じ樹脂材で形成されており、図２および図３に示すように、供給口３４の周囲のサブタンク３０の底部外壁面である取付面３６に溶着により取り付けられている。図１に示すジェットポンプ６０は、サブタンク３０に溶着される前の状態を示している。ジェットポンプ６０は、ポンプ本体６２と、ポンプ本体６２のジェットノズル６６と反対側を封止する封止栓８０とからなる。ポンプ本体６２と封止栓８０とは溶着により結合している。

ポンプ本体６２の旋回部６４は取付面３６に沿った円筒状に形成されており、内部に旋回室２００を形成している。旋回部６４の径方向反対側には、それぞれ旋回部６４の機械的強度を増加するためにリブ６５が形成されている。旋回室２００の一端にはジェットノズル６６が形成されており、旋回室２００の他端は封止栓８０により閉塞されている。燃料通路２０２は、旋回室２００と連通しており、ジェットポンプ６０がサブタンク３０に溶着された状態で、プレッシャレギュレータの余剰燃料を供給口３４から旋回室２００に供給する。サブタンク３０との溶着部としての溶着突起６８は、燃料通路２０２を囲んで環状に形成されており、サブタンク３０に向けて突出している。溶着突起６８は、ジェットポンプ６０とサブタンク３０とを溶着するときに、サブタンク３０の供給口３４の周囲に形成された環状溝３７の底に押し付けられる。

旋回室２００の通路軸２０１と燃料通路２０２の通路軸２０３とはねじれの位置にあり、旋回室２００の通路径は燃料通路２０２の通路径よりも大きいので、プレッシャレギュレータの余剰燃料が供給口３４から燃料通路２０２を通り旋回室２００に流入すると、旋回室２００に流入した燃料は旋回室２００で旋回流となる。このように旋回室２００で旋回流となった燃料がジェットノズル６６から噴出されると、ジェットノズル６６の周囲に負圧が発生し、燃料タンク２の燃料を吸入する。吸入された燃料はジェットノズル６６から噴出された燃料とともに、スロートパイプ３２からサブタンク３０内に供給される。また、ジェットノズル６６から噴出された旋回燃料は、スロートパイプ３２内に均一に広がって液膜を形成する。したがって、例えば車両が坂道走行または旋回走行をしジェットノズル６６の周囲に燃料が存在しないときにも、ジェットノズル６６から噴出された旋回燃料の液膜がリキッドシールとなって、サブタンク３０内の燃料がスロートパイプ３２からサブタンク３０の外部に流出することを防止する。

ジェットポンプ６０の受圧部７０は、旋回部６４とクリアランス２１０を形成してサブタンク３０から離れる方向に向けて溶着突起６８側から延びて形成されている壁である。受圧部７０は、サブタンク３０から離れる方向に向けた溶着突起６８の投影上に少なくとも一部が位置しているように形成されている。図３および図４において、符号６８が示す一点鎖線は、受圧部７０の受圧面７２側から見た溶着突起６８の位置を示している。図１に示すように、溶着突起６８に対してサブタンク３０と反対側に形成されている受圧部７０の受圧面７２は平面である。また、受圧部７０はＵ字状に形成されており、ジェットノズル６６の付近で途切れている。ジェットノズル６６の付近で途切れている受圧部７０の一方の不連続部７４は他の箇所よりも肉厚に形成されているので、不連続部７４の剛性は他の箇所よりも高くなっている。

（溶着工程）
次に、ジェットポンプ６０のポンプ本体６２と封止栓８０、ならびにジェットポンプ６０とサブタンク３０との溶着方法について説明する。
（ポンプ本体６２と封止栓８０との溶着）
図４では、封止栓８０の溶着部８２の形状を分かりやすくするために、超音波ホーン１００に封止栓８０が取り付けられた状態で、超音波ホーン１００がポンプ本体６２に向けて封止栓８０に荷重を加える状態を示しているが、実際には、ポンプ本体６２のジェットノズル６６と反対側に形成されている環状溝７６に、封止栓８０の溶着部８２を嵌合した状態で、超音波ホーン１００がポンプ本体６２に向けて封止栓８０に荷重を加える。

超音波ホーン１００は、ポンプ本体６２に向けて封止栓８０に荷重を加えながら、例えば２０ｋＨｚ以上の周波数の超音波を発生する。この超音波のエネルギーが封止栓８０の溶着部８２の先端突起を振動させることにより、溶着部８２と環状溝７６との接触箇所に摩擦熱が発生し、溶着部８２と環状溝７６との接触箇所が溶融する。その結果、ポンプ本体６２と封止栓８０とが溶着し、旋回室２００のジェットノズル６６と反対側が閉塞される。図４において、ポンプ本体６２と封止栓８０とが溶着したものが、図１に示すジェットポンプ６０である。

（サブタンク３０とジェットポンプ６０との溶着）
図５でも、図４と同様に、超音波ホーン１００にジェットポンプ６０が取り付けられた状態で、超音波ホーン１００がサブタンク３０に向けてジェットポンプ６０に荷重を加える状態を示しているが、実際には、サブタンク３０供給口３４の周囲に形成されている環状溝３７に、ジェットポンプ６０の溶着突起６８を嵌合した状態で、超音波ホーン１００がサブタンク３０に向けてジェットポンプ６０に荷重を加える。

超音波ホーン１００は、ジェットポンプ６０の受圧部７０の受圧面７２と接触し、受圧部７０に荷重を加える。受圧部７０は、円筒状の旋回部６４との間にクリアランス２１０を形成しているので、超音波ホーン１００が受圧部７０に加える荷重は、旋回部６４に直接加わらない。したがって、超音波ホーン１００の荷重により旋回部６４が変形することを防止する。

また、溶着時にジェットポンプ６０が荷重を受ける受圧部７０を旋回部６４とは別に形成し、さらに受圧部７０の受圧面７２が平面であるから、超音波ホーン１００からジェットポンプ６０に容易に荷重を加えることができる。
また、受圧部７０の受圧面７２が平面であるから、超音波ホーン１００の荷重が受圧部７０に、さらに受圧部７０から環状の溶着突起６８の周方向に均等に加わる。さらに、超音波ホーン１００の音波エネルギーが受圧部７０から環状の溶着突起６８の周方向に均等に加わるので、溶着突起６８が周方向に均等に振動する。また、ジェットノズル６６の付近で途切れている受圧部７０の一方の不連続部７４が肉厚に形成され剛性が増加しているので、受圧部７０の途切れた箇所に対応する溶着突起６８にも、超音波ホーン１００から充分な荷重および音波エネルギーが加わる。したがって、溶着時に溶着突起６８が周方向に均等に溶融する。その結果、溶着時にジェットポンプ６０が傾くことを防止するとともに、ジェットポンプ６０とサブタンク３０との部分的な溶着不良を防止できる。

（他の実施形態）
上記実施形態では、受圧部７０は旋回部６４との間にクリアランス２１０を形成しており、サブタンク３０から離れる方向に溶着突起６８側から延びて形成されている受圧部７０の受圧面７２は平面であるが、荷重を受ける受圧部が旋回部６４との間にクリアランス２１０を形成し、サブタンク３０から離れる方向に溶着突起６８側から延びて形成されているのであれば、受圧部の受圧面は平面に限るものではなく、例えば曲面でもよい。

また、サブタンクに向けて荷重を受けるジェットポンプの受圧部の受圧面が平面であれば、受圧部は旋回部との間にクリアランスを形成している必要はなく、旋回部６４の溶着突起６８と反対側を受圧部の受圧平面が覆っていてもよい。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。

（Ａ）は本実施形態のジェットポンプを示す断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ方向矢視図。 本実施形態の燃料供給装置を示す部分断面図。 サブタンクを底側から見た図。 ポンプ本体と封止栓との溶着工程を示す説明図。 サブタンクとジェットポンプとの溶着工程を示す説明図。

符号の説明

２：燃料タンク、２ａ：開口部、１０：燃料供給装置、１２：蓋部材、３０：サブタンク、３２：スロートパイプ、４０：燃料ポンプ、６０：ジェットポンプ、６４：旋回部、６６：ジェットノズル、６８：溶着突起（溶着部）、７０：受圧部、７２：受圧面、７４：不連続部、１００：超音波ホーン、２００：旋回室、２１０：クリアランス

Claims (4)

1. 燃料タンク内に設置されるサブタンクに前記燃料タンクの燃料を供給するジェットポンプにおいて、
   前記サブタンクの底部外壁面に溶着される溶着部と、
   旋回室を形成する旋回部と、
   前記旋回室を通る旋回燃料を噴出することにより負圧を発生して前記燃料タンク内の燃料を吸い込み前記サブタンク内に燃料を供給するジェットノズルと、
   前記サブタンクから離れる方向に前記溶着部側から延びて設けられ、溶着時に前記溶着部側に向けて荷重を受ける平面である受圧面を有し、当該受圧面側から見て前記旋回部を囲んだＵ字状に形成されて前記旋回部と所定のクリアランスを形成し且つ前記ジェットノズル付近で途切れている受圧部と、
   を備えるジェットポンプ。
2. 前記ジェットノズル付近で途切れている前記受圧部の不連続部は、前記受圧部の他の箇所よりも肉厚である請求項１に記載のジェットポンプ。
3. 前記サブタンクと、
   前記サブタンクの底部外壁面に前記溶着部が設けられている請求項１または２に記載のジェットポンプと、
   を備える燃料供給装置。
4. 請求項１または２に記載のジェットポンプを前記サブタンクに溶着する溶着方法において、
   前記サブタンクに向けて超音波ホーンで前記受圧部に荷重を加えながら前記ジェットポンプと前記サブタンクとを超音波溶着する溶着方法。

Images