JP4888419B2 - 車両用燃料供給装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両用の内燃機関のインジェクタなどに燃料タンク内の燃料を圧送する車両用燃料供給装置に関し、詳しくは急制動などによって燃料の油面変化があっても、安定して燃料を圧送できる構造に関するものである。

燃料中に含まれる塵埃などの夾雑物を捕捉し、この燃料を、例えばエンジンに装着された燃料噴射装置のインジェクタに安定供給させるには、燃料ポンプの吸い込み口に具備された、例えばナイロンなどのメッシュによる比較的目の荒いストレーナによって、まずは燃料タンク内の夾雑物を取り除く。そして、このストレーナを通過、あるいは、燃料ポンプを構成するモーター部で発生するブラシ、コンミテータなどの摩耗粉を含めた夾雑物に対しては、燃料ポンプの下流側（燃料流路で見て、燃料ポンプの次段という意味）に配設した高圧フィルタ、例えば紙製の濾過エレメントで捕捉することが広く知られている。

ところで、前述したストレーナは、燃料供給における、いわゆる最上流に位置することから、燃料タンク内の燃料が少なくなっても供給ができるよう、この燃料タンクの最底部に位置させることが一般的である。一方、この燃料が少ないときに、加減速や姿勢変化によって油面が変化したとしても、その影響を受けずに確実に燃料ポンプで吸引できることが、特に自動二輪車で求められている。これは言うまでもなく、減速時や下り坂走行時などに、残り少ない燃料が燃料タンク前方へ移動してしまうことで、ストレーナが燃料の油面から露出してしまい、その後アクセルを回してもエンジンの回転数が上がらず加速しない、いわゆるエンジンの息つき現象を防ぐことにほかならない。そこで、インジェクタに供給する燃料の圧力を一定に保つプレッシャーレギュレータを燃料供給装置に組み込み、このプレッシャーレギュレータの排出口に連結させたホースの開口をストレーナに向けることで、排出口からの余剰燃料を、直接ストレーナへ、しかも効率よく到達させることが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−１４８２６７号公報（第３頁右欄第４５行〜第４９行、図２）

このように、プレッシャーレギュレータを燃料供給装置に組み込むことで、燃料タンク周りの配管がコンパクト化されるのはもとより、余剰燃料がエンジンの熱で加熱されることがなくなり、燃料タンク内での燃料蒸気や気泡の発生を抑制できる、といった効果も期待できる。しかしながら、燃料供給装置内での燃料流路から見た場合、言うまでもなく、プレッシャーレギュレータは燃料ポンプや高圧フィルタの次段に配設されることから、ストレーナとはある程度離間している。したがって、この両者をホースなどで接続せねばならないことから、部品点数や組立工数が上昇し、コストダウンの足かせとなっていた。なお、燃料供給装置のレイアウトを見直すことで、ストレーナの近傍配置も物理的には可能ではあるが、結局この場合も、燃料ポンプと高圧フィルタ間、あるいは高圧フィルタとプレッシャーレギュレータ間に、コスト上昇に繋がる何らかの接続手段を介在させざるを得ないことが容易に予想される。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、燃料供給装置を構成する既存の部品の形状を工夫して、プレッシャーレギュレータからの余剰燃料のための流路を確保した車両用燃料供給装置を得ることを目的とするものである。

この発明に係る車両用燃料供給装置は、燃料タンクの開口部に填装され吐出管およびスティが固着されたフランジ部と、上記スティに取り付けられ、上記燃料タンクの燃料を吸い込むストレーナを介して吸い込んだ燃料を吐出させる燃料ポンプを収納するための開口部を有した有底形状のポンプケースと、このポンプケースの開口部を覆い、上記燃料ポンプを通過した燃料を濾過する高圧フィルタ、および上記吐出管から吐出される燃料を所定の圧力に設定するプレッシャーレギュレータが具備されるフィルタ部と、上記ポンプケースに装着され、上記ストレーナを覆う有底形状のベセルとを備え、上記燃料タンクの燃料を上記ストレーナに到達せしめるよう、上記ベセルの有底形状の一部を切り欠くとともに、上記ポンプケースには、上記燃料ポンプを収納するポンプ収納室に隣接して、上記プレッシャーレギュレータからの余剰燃料を上記ストレーナに到達せしめるための流路を設け、この流路の出口は上記ストレーナを収納するストレーナ収納室にあり、さらに上記燃料ポンプの軸線と上記プレッシャーレギュレータの軸線は平行であり、かつ、上記燃料ポンプの外周と上記プレッシャーレギュレータの外周が、上記軸線方向から見て交差させたものである。

この発明は以上説明したように、コンパクトでしかも安価な車両用燃料供給装置を提供することができる。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における車両用燃料供給装置（以下、燃料供給装置という）を、車両である例えば自動二輪車の燃料タンクの内部に設置した状態を示す断面図、図２は図１における燃料供給装置の正面図ならびに上面図である。また、図３は図１における燃料供給装置の分解斜視図である。

図１に示すように、燃料供給装置１はその設置状態において、自動二輪車の燃料タンク１１の紙面上、左下がりの底部１１ａに対し、ほぼ平行となるような形態を有しており、この底部１１ａに設けられた開口部１１ｂより、後述するベセル１２側から挿入し、反時計方向に９０度回動させた後、底部１１ａの外側に残るフランジ部１３が、パッキン１４を介してボルト１５により底部１１ａに固定されることで、開口部１１ｂが閉塞されるとともに燃料供給装置１が燃料タンク１１に設置されることになる。フランジ部１３にはスティ１６および吐出管１７が溶接されており、このうちスティ１６は、一対の略Ｌの字状の側板を有する略Ｕ字形に形成され、この略Ｌの字状の屈曲点に向けて、後述するフィルタ部１８およびポンプケース１９が嵌着される。一方、吐出管１７はフィルタ部１８に圧入されるとともに、吐出口１７ａに図示しない燃料ホースが接続され、この燃料ホースはやはり図示しないインジェクタに接続される。

図２において、フィルタ部１８には、後述する燃料ポンプ２０で発生するブラシ、コンミテータなどの摩耗粉、およびやはり後述するストレーナ２１で取り除けなかった夾雑物を捕捉する高圧フィルタ２２が内設されている。この高圧フィルタ２２を通過した燃料は吐出管１７より吐出されるが、この際の燃圧を所定値に保つ周知のプレッシャーレギュレータ２３がＯリング２４を介して、このフィルタ部１８に液密に固着されている。フィルタ部１８には燃料吸入口１８ａも設けられており、Ｏリング２５を介して接続管２６が、さらにこの接続管２６にＯリング２７を介して燃料ポンプ２０の吐出口２０ａが、やはり液密に固着されることで、燃料ポンプ２０で加圧された燃料が高圧フィルタ２２に送られることになる。なお、この加圧される燃料が、燃料ポンプ２０の燃料吸入口２０ｂに装着されたストレーナ２１を介しての吸い上げによって行われることも周知の通りである。また、吐出口２０ａには、エンジン停止時に、燃料ホースに残った燃料が燃料タンク１１に逆流しないよう、周知のチェックバルブ２８が内設されている。

ポンプケース１９は紙面上、右側が開口部１９ａとして開口している有底形状を有することから、燃料ポンプ２０が被装されるとともに、その底部には貫通孔１９ｂが設けられており、この貫通孔１９ｂを通して挿通される燃料吸入口２０ｂに、ストレーナ２１の接続管２１ａ（図３参照）が接続可能となっている。なお、便宜上、底部を境に、紙面上、右側をポンプ収納室１９ｃ、左側をストレーナ収納室１９ｄ、とそれぞれ呼ぶこととする。一方、左側は、やはり有底形状を有し、その一部、より具体的には、紙面上、上部が切り欠かれているベセル１２が装着されており、その切り欠かれた部位である切欠部１２ａより、ストレーナ２１が露出している。これは、図１からも明らかなように、燃料供給装置１が燃料２９内に液没している限りにおいては、この切欠部１２ａより、燃料が吸い込まれるためである。また、燃圧を所定値に保った結果、余剰となった燃料はプレッシャーレギュレータ２３より排出され、このベセル１２に導かれるが、これこそが本発明の要部であるため、後で詳しく説明する。なお、１９ｅ（図３参照）は燃料の吸入・加圧によって生じた気泡を排出する気泡排出孔、３０は支持板３１を介してスティ１６に取り付けられている、油面２９ａ（図１参照）を検知する周知のサーミスタである。

次に、この燃料供給装置１の組立手順を図３に基づいて説明する。フィルタ部１８に燃料ポンプ２０およびプレッシャーレギュレータ２３を嵌着させた後、スティ１６の一対の先端１６ａにフィルタ部１８のガイド１８ｂを挿通させ、スティ１６の屈曲点までスライドさせるとともに、吐出管１７をフィルタ部１８に圧入し、さらに燃料ポンプ２０からのリード線をフランジ部１３に設けたコネクタ３２に接続することで、まずは図中、フランジ部１３を中心とする半完成品が組み上がる。続いて、プレッシャーレギュレータ２３からの余剰燃料を、ポンプケース１９に設けた後述する流路１９ｆに導くカップ３３を、プレッシャーレギュレータ２３のハウジング２３ａ（図２参照）に取着させながら、ポンプケース１９のガイド１９ｇも先端１６ａに挿通させ、このポンプケース１９の上面がフィルタ部１８の下面と突き合うまでポンプケース１９をスライドさせる。

ガイド１９ｇの先端１６ａに相当する部分は幅広になっており、この幅広部に止め板３４（紙面上、手前側は前述した支持板３１）を介して先端１６ａの螺着部にネジ３５で締め付けることで、ポンプケース１９およびフィルタ部１８がスティ１６に取り付けられる。この取り付けにより、燃料吸入口２０ｂが貫通孔１９ｂを挿通し、ストレーナ収納室１９ｄ側に突出することで、接続管２１ａが接続され、これにより、ストレーナ２１から吐出管１７に至る、いわゆる燃料経路が形成されることになる。最後に、ベセル１２を装着するが、この装着はワンタッチ、すなわち、ストレーナ収納室１９ｄを形成する外周部に設けた係合凸部１９ｈと、ベセル１２に設けた係合凹部１２ｂならびに切欠部１２ａとの係合によって行われる。以上の組立作業により、この燃料供給装置１の前述した燃料タンク１１への設置作業が可能となる。

この燃料供給装置１の特に燃料供給に係わる動作については周知の通りである。すなわち、コネクタ３２を通じて燃料ポンプ２０が駆動されると、燃料ポンプ２０の図示しない羽根車の回転により、燃料タンク１１内の燃料２９はストレーナ２１を介して燃料吸入口２０ｂに吸入・加圧され、吐出口２０ａより吐出される。そして、この吐出された燃料は、フィルタ部１８内の高圧フィルタ２２、吐出管１７、さらには図示しない燃料ホースを経て、内燃機関のインジェクタなどへ供給される。一方、フィルタ部１８内の燃料の圧力が所定値より高い場合には、この燃料を余剰燃料として、プレッシャーレギュレータ２３より排出することで、その圧力を所定値に保とうとしている。

ストレーナ２１での燃料２９の吸い込みにあたり、ストレーナ２１は前述した通り、ベセル１２で覆われているものの、図２紙面上、その上面は開口しているので、燃料２９が満たされている状態（図１参照）では、速やかに効率よく、燃料２９をストレーナ２１の周りへ取り込むことが可能となっている。また、油面２９ａが下がり（図中２９ｂ）、例えば、カーブ走行による車体の傾斜でストレーナ２１が露出したとしても、ストレーナ収納室１９ｄがベセル１２によって、いわゆる燃料貯留室として機能しており、ここに貯留される燃料の活用により、燃料ポンプ２０の加圧・吸入に支障をきたすことがない。

ただし、燃料貯留室に貯留される燃料には自ずと限度があり、ましてやストレーナ２１が露出する状態が続くようでは、エンジンの息つき現象を起こしかねない。そこで、本発明では、プレッシャーレギュレータ２３からの余剰燃料に着目し、この余剰燃料を効率よく、燃料貯留室に導くようにしている。詳述すると、燃料ポンプ２０の軸方向と直交する方向での断面が中空状のポンプケース１９の外周部に、やはり中空状の流路１９ｆが、例えば、一体成形によって具備されている。この流路１９ｆの出口１９ｉは、図３に示すようにストレーナ収納室１９ｄに設けられており、また、組立手順でも説明したカップ３３の取着によって、このカップ３３のノズル部３３ａが流路１９ｆに嵌合されることで、ポンプ収納室１９ｃと流路１９ｆは、上述した断面において連通はされていない。これは、折角の余剰燃料がポンプ収納室１９ｃに流入してしまうと、車体の傾斜や加減速によるストレーナ２１の露出、すなわち油面２９ｂの大きな移動とともに、この余剰燃料も開口部１９ａから飛び出してしまうのを防ぐことを意図している。

したがって、プレッシャーレギュレータ２３からの余剰燃料が、ノズル部３３ａを介して流路１９ｆに流れ込んだ後、出口１９ｉよりストレーナ２１へ、すなわち燃料貯留室に漏れなく到達するため、ストレーナ２１がある程度の時間、露出するような状態が続いても、エンジンの息つき現象を起こす可能性が極めて低くなる。また、ポンプケースという、燃料ポンプ２０を被装・支持するのに不可欠な部材の形状を見直すだけで、前述のような効果を特別な部材を追加することなく得られるので、組立性に優れた安価な燃料供給装置を提供することができる。

なお、部材追加という点を鑑みた場合、本発明では、カップ３３を必要としているが、これは、図２（ｂ）からも明らかなように、燃料ポンプ２０の軸方向に対し、この燃料ポンプ２０の外周の一部に、プレッシャーレギュレータ２３の外周の一部がラップするように、両部材を配設したことから、その組立において、ポンプケース１９が燃料ポンプ２０と干渉することなく一対のスティ１６をスライドしつつ、プレッシャーレギュレータ２３からの余剰燃料が確実に流路１９ｆに流入させることを意図している。この結果、フランジ部１３を除いた燃料供給装置１の径方向のスリム化が図られ、然るに、開口部１１ｂの径が縮小できるので、燃料タンク１１の気密性向上、さらには強度アップという副次的効果も大いに期待できる。

なお、本実施の形態においては、高圧フィルタ２２を具備させたが、例えば、ストレーナ２１の目開きを小さくしておくことで、必ずしも高圧フィルタ２２は必要ではなく、然るに、高圧フィルタを有さない燃料供給装置であっても本発明の範囲を逸脱することにはならない。

この発明の実施の形態１における燃料供給装置を燃料タンクの内部に設置した状態を示す断面図である。 図１における燃料供給装置の（ａ）正面図ならびに（ｂ）上面図である。 図１における燃料供給装置の分解斜視図である。

符号の説明

１ 燃料供給装置、１１ 燃料タンク、１１ｂ 開口部、１２ ベセル、
１２ａ 切欠部、１３ フランジ部、１６ スティ、１７ 吐出管、
１８ フィルタ部、１９ ポンプケース、１９ａ 開口部、１９ｃ ポンプ収納室、
１９ｄ ストレーナ収納室、１９ｆ 流路、１９ｉ 出口、２０ 燃料ポンプ、
２１ ストレーナ、２２ 高圧フィルタ、２３ プレッシャーレギュレータ、
３３ カップ。

Claims (1)

1. 燃料タンクの開口部に填装され吐出管およびスティが固着されたフランジ部と、上記スティに取り付けられ、上記燃料タンクの燃料を吸い込むストレーナを介して吸い込んだ燃料を吐出させる燃料ポンプを収納するための開口部を有した有底形状のポンプケースと、このポンプケースの開口部を覆い、上記燃料ポンプを通過した燃料を濾過する高圧フィルタ、および上記吐出管から吐出される燃料を所定の圧力に設定するプレッシャーレギュレータが具備されるフィルタ部と、上記ポンプケースに装着され、上記ストレーナを覆う有底形状のベセルとを備え、上記燃料タンクの燃料を上記ストレーナに到達せしめるよう、上記ベセルの有底形状の一部が切り欠かれている車両用燃料供給装置において、
   上記ポンプケースには、上記燃料ポンプを収納するポンプ収納室に隣接して、上記プレッシャーレギュレータからの余剰燃料を上記ストレーナに到達せしめる流路が設けられているとともに、この流路の出口は上記ストレーナを収納するストレーナ収納室にあり、さらに上記燃料ポンプの軸線と上記プレッシャーレギュレータの軸線は平行であり、かつ、上記燃料ポンプの外周と上記プレッシャーレギュレータの外周が、上記軸線方向から見て交差していることを特徴とする車両用燃料供給装置。

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