JP4970212B2

JP4970212B2 - 燃料供給装置

Info

Publication number: JP4970212B2
Application number: JP2007271296A
Authority: JP
Inventors: 秀行福田; 正晴若林
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-10-18
Filing date: 2007-10-18
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2027-10-18
Also published as: KR20090039599A; KR101006042B1; JP2009097462A

Description

本発明は、燃料タンク内に貯留された燃料を圧送するための複数の燃料ポンプと燃料が流動していく流路とを備え、各燃料ポンプが流路を介して互いに直列に配された燃料供給装置に関する。

この種の燃料供給装置として、特許文献１ないし特許文献３がある。これらの燃料供給装置では、燃料タンク内に貯留されたＬＰＧ等の液化ガス燃料を２つの燃料ポンプによって圧送している。具体的には、特許文献１では燃料供給装置を燃料タンク内の下部に設置し、２つの燃料ポンプは、当該両燃料ポンプの下部を連結する連結部材によって並設されてユニット化されている。特許文献２では、燃料供給装置を燃料タンク外下方に設置している。ここでの両燃料ポンプは同じ向きにして並設され、燃料が流動する流路となる連通管で繋いで直列に配されている。特許文献３の燃料供給装置は、２つの燃料ポンプの向きを同じにして並設したうえで直列配管経路と並列配管経路とを構築し、直列・並列の双方に切り換え可能としている。

特開２００５−３３７１４７号公報特開２００４−３２４５５４号公報特開２００２−３３９８２３号公報

燃料ポンプは、これの内部に配したインペラを回動させて昇圧を起こすことで燃料を圧送することができる構造となっているが、燃料ポンプ内でインペラを回動させると、高速で流れる燃料中の圧力の低い部分が気化して燃料が気化した気泡（ベーパー）が発生する。そして、ベーパーが流路中に溜まると、燃料の流動が阻害される所謂ベーパーロックが発生して燃料ポンプの機能低下や作動不良を誘発たり、ベーパーが崩壊するとき（キャビテーション）の衝撃力によって、部材が破損するなどの問題がある。このように、ベーパーは燃料が気化して発生するので、燃料の温度が高い程発生し易い。

ここで、燃料は燃料ポンプ内を通って圧送されるが、燃料ポンプを駆動すると駆動源から駆動熱が発生し、これにより液化ガス燃料も昇温される。燃料供給装置で使用する燃料ポンプが１つの場合は、燃料ポンプからの駆動熱を受熱して燃料が昇温された状態で吐出されても、その後は流通管を通して内燃機関へ流通していくだけなので大きな問題とまではならない。しかし、２つの燃料ポンプを直列に配している場合は問題がある。すなわち、１段目（上流側）の燃料ポンプでは燃料タンクから昇温されていない燃料を吸入するので、ベーパーが発生し易い状態とまではなっていない。しかし、１段目の燃料ポンプから吐出された燃料は、当該１段目の燃料ポンプの駆動熱を受熱して昇温されている。そのため、直列に配された２段目（下流側）の燃料ポンプは、昇温された燃料を吸入することになるので、当該２段目の燃料ポンプではベーパーが発生し易く、上記のような問題が生じるおそれが高くなる。燃料ポンプを３つ以上使用している場合は、後段に行くほど燃料の温度が高くベーパーがより発生し易くなる。

特許文献１の燃料供給装置は、２つの燃料ポンプをユニット化してコンパクトになっているが、その具体的配列方法や燃料の流路は規定されていない。しかし、２つの燃料ポンプはその下部において連結されているだけなので、仮に両燃料ポンプを直列に配してあれば、両燃料ポンプ間の流路は短くなり、１段目の燃料ポンプから吐出されてから２段目の燃料ポンプに吸入されるまでに燃料温度が下がることは想定し難い。また、各燃料ポンプを駆動すると、各燃料ポンプのボディ自体も駆動熱を受熱して熱を有することになる。したがって、各燃料ポンプと連結部材とが直接接触している場合は、連結部材自体も燃料ポンプボディから受熱し得る。これでは、１段目の燃料ポンプから吐出されてから２段目の燃料ポンプに吸入されるまでに、燃料が冷却され難い。

これに対し、特許文献２や特許文献３の燃料供給装置は２つの燃料ポンプを直列に配しているが、設置方向を同じにして並設しているので、１段目の燃料ポンプの吐出口と２段目の燃料ポンプの吸入口とを繋ぐ連通管は一定の長さを有する。したがって、燃料は１段目の燃料ポンプの吐出口から連通管を通って２段目の燃料ポンプの吸入口にまで流動する過程において当該連通管部分で放熱され得る。しかし、特許文献１や特許文献２の燃料供給装置は特にユニット化されていないので、装置が比較的大型となったり組み立てが煩雑である。また、特許文献１や特許文献２では、各燃料ポンプや連通管の具体的固定（設置）方法は規定されていないが、一般的には各燃料ポンプは支持部材を介して、または直接燃料供給装置に直接固定される。すなわち、各燃料ポンプは何かしらの部材と直接接触している。したがって、駆動熱によって熱を有する燃料ポンプはそのボディから放熱され難く、しかも支持部材または燃料供給装置のボディにも駆動熱が伝達され得る。この場合、連通管も支持部材などと直接接触していれば、当該支持部材などから受熱され得るので、連通管においても燃料が冷却され難い。

そこで、本発明は上記課題を解決するものであって、直列に連結した複数の燃料ポンプによって燃料を圧送するに際して、下流側の燃料ポンプが温度の高い燃料を吸入することのないコンパクトな燃料供給装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の本発明は、燃料タンク内に貯留された燃料を圧送するための複数の燃料ポンプと燃料が流動していく流路とを備え、各燃料ポンプが流路を介して互いに直列に配された燃料供給装置において、前記各燃料ポンプ同士は、内部に前記流路が穿設された連結部材によって連結されることでユニット化されている。そのうえで、前記各燃料ポンプは断熱部材を介して前記連結部材へ間接的に支持され、前記各燃料ポンプと前記連結部材とは直接接触していないことを特徴とする。

なお、ここでの各燃料ポンプの配設向きおよび設置個数、並びに連結部材および流路の構成は特に限定されることはなく、各燃料ポンプが連結部材内の流路を介して直列に配されている限り、種々の構成を採用することができる。例えば、連続する各燃料ポンプの向きを互いに逆にして、各燃料ポンプの上部または下部のみを連結部材によって連結していてもよい。すなわち、各燃料ポンプの上部または下部のみを連結した連結部材によって、上流側の燃料ポンプの吐出口と下流側の燃料ポンプの吸入口とが連通されていてもよい。

請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の燃料供給装置において、前記連結部材が、前記各燃料ポンプの上部を連結する上部連結体と、前記各燃料ポンプの下部を連結する下部連結体と、前記上部連結体と下部連結体とを繋ぐ上下連結体とを有する。そのうえで、前記各燃料ポンプと前記上下連結体との間には、少なくとも所定量の隙間が確保されていることを特徴とする。

この場合、連続する各燃料ポンプの向きを互いに逆にしてあれば、必ずしも上下連結体中に流路を穿設する必要はない。また、ここでの上下連結体は、上部連結体および／または下部連結体と一体であると別体であるとを問わず、燃料ポンプの設置個数に応じて上下連結体の数も１つであると複数であるとを問わない。さらに、上下連結体の配設位置も特に限定されず、上部連結体や下部連結体の平面方向外周部（各燃料ポンプの外側）に設けてもよいし、各燃料ポンプの間に設けてもよい。そして、各燃料ポンプと上下連結体との間に少なくとも所定量の隙間が確保されているとは、例えば上下連結体が各燃料ポンプから十分に離れた外側に設けられている場合のほか、上下連結体を各燃料ポンプの間に設けた場合でも、各燃料ポンプと上下連結体との間に所定量の隙間が確保されている場合が相当する。

請求項３に記載の本発明は、請求項２に記載の燃料供給装置において、前記各燃料ポンプは、それぞれの吸入口および吐出口を同じ向きにして並設されている。そのうえで、前記上部連結体内には上部連通流路が、前記下部連結体内には下部連通流路がそれぞれ穿設されており、前記上下連結体にも前記上部連通流路と下部連通流路とを繋ぐ上下連通流路が穿設されていることを特徴とする。

請求項４に記載の本発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の燃料供給装置において、前記連結部材が放熱部材で形成されていることを特徴とする。

請求項５に記載の本発明は、請求項３または請求項４に記載の燃料供給装置において、前記各燃料ポンプの吸入口が、下方にくるように設置されていることを特徴とする。

本発明によれば、各燃料ポンプ同士を連結部材によってユニット化しているので、燃料供給装置への取り付けが容易であり、かつ燃料供給装置をコンパクト化できる。しかも、燃料が流動していく流路を連結部材内に穿設しているので、各燃料ポンプ同士を繋ぐ連通管をわざわざ設ける必要がなく、部品点数および組み立て工数を削減できる。すなわち、各燃料ポンプを連結部材でユニット化した時点で、各燃料ポンプが直列に連通されていることになる。そのうえで、各燃料ポンプは連結部材と直接接触しない状態で断熱部材を介して支持されているので、連結部材が燃料ポンプから受熱することはない。したがって、燃料が流路内を流動する際に連結部材から受熱されることがないばかりか、燃料が上流側の燃料ポンプによって昇温されていても、連結部材内の流路を流動していく間に燃料の熱を放熱することができる。これにより、下流側の燃料ポンプが温度の高い燃料を吸入することを避けられ、ベーパーの発生を抑制することができる。また、各燃料ポンプが断熱部材を介して支持され連結部材と直接接触していないフローティング状態となっていることにより、各燃料ポンプが駆動した際の振動も断熱部材で緩衝され連結部材に直接伝達しないことから、燃料供給装置の駆動音を抑制することもできる（請求項１）。

連結部材が上部連結体、下部連結体、および上下連結体を有していれば、コンパクト化を図りながら燃料ポンプの配設方法に応じた流路の設計自由度が高い。また、各燃料ポンプは断熱部材を介してフローティング状に支持されているだけなので、上部連結体と下部連結体のみで連結した場合は各燃料ポンプがガタつくおそれがあるが、上部連結体と下部連結体とを繋ぐ上下連結体も有していることで、各燃料ポンプのガタつきを有意に防止できる。そのうえ、各燃料ポンプと上下連結体との間に隙間が確保されていれば、各燃料ポンプ自体が熱を有しても、各燃料ポンプのボディから確実に放熱できる（請求項２）。

各燃料ポンプを同じ向きに並設してあれば、各燃料ポンプの吐出口と吸入口とは、それぞれ上下逆方向にある。したがって、上流側の燃料ポンプの吐出口から吐出された燃料は、少なくとも上下逆方向にある下流側の燃料ポンプの吸入口にまで流動しなければならない。そのうえで上下連結体にも上下連通流路を穿設してあれば、燃料の流路を長くすることができる。これにより、燃料の熱が放熱される区間も長くなるので、下流側の燃料ポンプが温度の高い燃料を吸入することをより確実に回避できる（請求項３）。

連結部材が比熱の低い素材で形成されていれば連結部材の熱伝導率が高いので、燃料が連結部材内を流動する間に、より確実に燃料の熱を放熱させることができる（請求項４）。

各燃料ポンプの吸入口を下方にしていれば、燃料タンク内の燃料が少なくなった場合でも効率的に燃料を吸入できる。また、気泡であるベーパーは、静止状態の燃料中では上方に溜まる傾向がある。したがって、上流側の燃料ポンプから吐出された燃料中にベーパーが混入していても、燃料供給装置の停止中にベーパーは上部連通流路側へ移動するので、各燃料ポンプの吸入口を下方にしていることによって当該各燃料ポンプの吸入口付近にベーパーが溜まり難く、燃料供給装置を再駆動した際のベーパー吸入量を低減することができる（請求項５）。

（実施例１）
以下、本発明の実施例につき、適宜図面を参照しつつ具体的に説明するが、これに限られず本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。図１〜６に、本発明の実施例１を示す。図１は、本発明の燃料供給装置１を組み込んだ燃料タンク１００の縦断側面図である。図１に示すように燃料供給装置１は、例えば自動車のトランクの前部位置に横置きに搭載され、ＬＰＧ（液化石油ガス）などの液化ガス燃料を貯留する燃料タンク１００に貫通状に組み付けられている。具体的には、燃料タンク１００は中空円筒形を呈しており、その下部において燃料供給装置１がやや傾斜するように組み付けられ、燃料供給装置１の上方大部分は燃料タンク１００の内部に突き出ており、燃料供給装置１の下部が燃料タンク１００の外面に若干突き出ている。燃料タンク１００は、これの左右両側方部位にある前後一対の計４本の脚１０１によってトランクの床面Ｆから所定量浮上した状態で固定されており、燃料タンク１００外下方にはカバー１０２で覆われた収容空間が形成されている。燃料タンク１００とカバー１０２とで囲まれた収容空間内には、燃料タンク１００内の液化ガス燃料を内燃機関であるエンジン（図示せず）へ供給する供給管１０３と、供給管１０３を開閉する取出バルブ１０４とが配されている。供給管１０３は、燃料供給装置１の下面に連結された取出バルブ１０４を介して、燃料供給装置１と連通している。取出バルブ１０４は、常時は開弁されているが、液化ガス燃料を燃料タンク１００内へ充填する場合や燃料タンク１００を自動車から取り外す場合などに閉弁される。また、カバー１０２の正面には、取出バルブ１０４を開閉操作する操作把手１０５が固定されており、この操作把手１０５によって取出バルブ１０４を手動にて開閉できるようになっている。符号１０６は、後述するポンプユニット２の吐出口５２に、アッセンブリ化されて螺合されている過流防止弁（ＥＦＶ）である。

燃料供給装置１は、液化ガス燃料を吸入して供給管１０３に圧送するポンプユニット２と、ポンプユニット２の下面に固定される底壁３と、ポンプユニット２の外側を覆う内筒４と、内筒４の外側を覆う外筒５とを備えている。ポンプユニット２の詳細については後述する。底壁３は略円板状部材であって、ポンプユニット２が固定される固定部３ａと、固定部３ａよりも薄肉な外周部３ｂとを有する。なお、図１によく示されるように、ポンプユニット２は、底壁３の固定部３ａのやや偏心位置に固定されている。燃料タンク１００における燃料供給装置１を組み付けるための組付孔の内周には、円環状の組付リング６が溶接等により接合されている。そして、当該組付リング６の内周面に底壁３の固定部３ａを挿通した状態で、外周部３ｂにおいて組付リング６と着脱自在にビス留めされている。底壁３と組付リング６との外径は同じである。

内筒４は、下面が開口し底壁３の固定部３ａと同径の円筒形部材であって、下面開口が底壁３の固定部３ａによって閉口されている。内筒４は、底壁３の固定部３ａの上面と密着した状態において、内筒４の周壁の下部においてポンプユニット２にビス留めされている。符号１０が、ポンプユニット２と内筒４とをビス留めするビス孔である。外筒５は、下面が開口し底壁３の外周部３ｂと同径の円筒形部材であって、下面開口が底壁３によって閉口されている。外筒５は、これの周壁を組付リング６に溶接等により接合されている。これら底壁３、内筒４、および外筒５が、同心状に設けられて燃料供給装置１の円筒形ボディを構成し、底壁３が燃料タンク１００の外部に、内筒４および外筒５が燃料タンク１００の内部にそれぞれ突き出ている。

また、外筒５の周壁の下部には、燃料タンク１００内の液化ガス燃料を外筒５と内筒４との間の空間に受け容れる１つの外側流入孔７が、内外貫通状に穿設されている。また、内筒４の周壁の下部には、外筒５内に流入した液化ガス燃料を内筒４内に受け容れる内側流入孔８が、内外貫通状に穿設されている。この内側流入孔８は、内筒４の径方向において対向位置に２つ穿設されている。内側流入孔８のうちの一方および外側流入孔７は、燃料タンク１００の最下部方向に開口しており、ポンプユニット２の吸入口に相当するサクションフィルタ５０に臨んでいる。これにより、燃料タンク１００内の液化ガス燃料の残量が少なくなっても、効率よく液化ガス燃料を受け入れ可能となっている。また、燃料供給装置１は内筒４と外筒５とによって内外二重構造となっていることで、ポンプユニット２の作動音が燃料タンク１００に放射音として伝わることが抑制されている。

次に、図２〜図６を参照しながら、ポンプユニット２について詳細に説明する。図２は、ポンプユニット２の正面図である。図３は、ポンプユニット２の平面図である。図４は、ポンプユニット２の縦断正面図を示し、図３のＡ−Ａ線断面図である。図５は、ベースの平面図である。図６は、液化ガス燃料の流通経路を分かり易く展開した変則断面図である。図２において、ポンプユニット２には、液化ガス燃料を圧送する２つの燃料ポンプＰ₁・Ｐ₂と、両燃料ポンプＰ₁・Ｐ₂の下部を連結するベース２０と、両燃料ポンプＰ₁・Ｐ₂の上部を連結するアダプタ３０と、ベース２０とアダプタ３０とを繋ぎ、２つの燃料ポンプＰ₁・Ｐ₂の間に介在する立設壁４０と、液化ガス燃料中の異物の吸入を防ぎ、ポンプユニット２の吸入口となるサクションフィルタ５０とを有する。ベース２０、アダプタ３０、および立設壁４０は、アルミニウム合金製である。なお、ベース２０が本発明の下部連結体に、アダプタ３０が本発明の上部連結体に、立設壁４０が本発明の上下連結体に、それぞれ相当し、これらベース２０とアダプタ３０とおよび立設壁４０とで本発明の連結部材が構成されている。

図４に示すように、燃料ポンプＰは、外周を覆う円筒形のハウジング１１と、ハウジング１１内で回転駆動するモータ１２と、ハウジング１１の下端にかしめ固定されたロワボディ１３と、ロワボディ１３内に回転可能に配設された円板状のインペラ１４と、ハウジング１１の上端にかしめ固定されるアッパーボディ１５とを備えている。ロワボディ１３は、ポンプ室を形成するためのケーシングであって、これの下部に吸入口を有する吸入部１６が一体形成されている。アッパーボディ１５の上部には、電気コネクタ部１８と吐出口を有する吐出部１９とが一体的に形成されている。電気コネクタ部１８には、電気ケーブル５３を介して外部から電力が供給される。そして、両燃料ポンプＰ₁・Ｐ₂は、吸入部１６（吸入口）を下方にした状態で立設壁４０を介して互いに左右対称に並設されている。

図５によく示されるように、ベース２０は略半円板状に形成されている。ベース２０の円弧面２０ａの曲率半径は内筒４の周壁の曲率半径と略同一であり、当該円弧面２０ａを内筒４の内周面に当接させた状態で、円弧面２０ａから径方向内方に向けて複数穿設したビス孔１０において、内筒４とビス留めされる（図１参照）。本実施例では、円弧面２０ａの始端および終端近傍と円弧の頂部近傍との３箇所にビス孔１０を穿設しており、ビス孔１０の周辺部位に限っては確実な締結力を確保できるよう平坦面２０ｂとなっている。符合２１は、後述のＥＦＶ作動バルブ５５設置用のＵ字状凹部であり、符号２２は、サクションフィルタ５０の取付部である。

また、図３も参照しながら、ベース２０の外周縁には、円弧面２０ａに沿って略等間隔で４箇所に固定孔２３が上下貫通状に穿設されており、当該固定孔２３において底壁３とボルト等によって固定される。また、図４も参照しながら、ベース２０の上面中央部に設けたれた立設壁４０を挟んで左右両側方部位には、立設壁４０に近い方から外周縁に向かって燃料ポンプＰの吸入部受け孔２４Ｌ・Ｒ、および後述するロワボディ用クッション６６固定用のクッション固定孔２６Ｌ・Ｒが、これの順で直線状に並設されている。これら吸入部受け孔２４およびクッション固定孔２６は、燃料ポンプＰの吸入部１６とクッション６６の突起部と同ピッチで、それぞれベース２０の上面から所定深さ寸法で穿設されている。さらに、ベース２０の内部には、液化ガス燃料が流動していく２本の連通流路が平面方向に形成されている。具体的には、図６に加え図５の隠れ線（破線）で一部を示すように、１つはサクションフィルタ取付部２２から穿設された下部連通流路２７であり、他の１つは円弧面２０ａから穿設された下部連通流路２８である。下部連通流路２７は、第１の燃料ポンプＰ₁用の吸入部受け孔２４Ｌに連通しており、下部連通流路２８は、第２の燃料ポンプＰ₂用の吸入部受け孔２４Ｒを通って、後述する立設壁４０の第１の上下流路６１Ｄに連通している。また、下部連通流路２７の先端開口は、フィルタ取付部２２に取り付けられたサクションフィルタ５０と連通しており、第１の下部連通流路となる。一方、下部連通流路２８の先端開口は、図２や図６などに示されるように、プラグ５１によって気密状に閉塞されており、第２の下部連通流路となる。

図４によく示されるように、立設壁４０は、ベース２０の左右中央部から一体的に立設している。この立設壁４０は、図５によく示されるように、燃料ポンプＰの外径よりも長寸の前後長さを有し、その前後中央部は、左右外方から内方へ向けて湾曲した薄肉部４０ａとなっている。そして、この薄肉部４０ａを挟んで前後両方部には、液化ガス燃料が流動していく２本の上下流路６０Ｄ・６１Ｄが、立設壁４０の上面から下方に向けて穿設されている。なお、両上下流路６０Ｄ・６１Ｄの上面開口の周囲には、Ｏリング設置用の円環状の凹部４３が凹み形成されている。符号４４は、立設壁４０をアダプタ３０とボルト固定するためのボルト孔である。なお、図６に示すごとく、後方側の上下流路６１Ｄはベース２０の内部にまで達しており、前述のようにベース２０の第２の下部連通流路２８と連通している。一方、前方側の上下流路６０Ｄはベース２０の下面にまで貫通しており、このベース２０の下面開口がポンプユニット２の吐出口５２となる。また、吐出口５２の直上には、ポンプユニット２の外方と上下流路６０Ｄとを連通させ得るリリーフ弁５４とＥＦＶ作動バルブ５５とが上下に並設されている。

図３および図４において、アダプタ３０は所定の上下高さを有し、左右両側方部位において下面に開口する電気コネクタ部１８用の凹部３１Ｌ・Ｒと、両凹部３１Ｌ・Ｒの左右方向内側において下面に開口する左右２つの吐出部１９用の凹部３２Ｌ・Ｒとが凹み形成されている。また、両電気コネクタ部１８用の凹部３１Ｌ・Ｒの上面には、燃料ポンプＰの電気コネクタ部１８に連結された電気ケーブル５３をポンプユニット２外へ連通させる、ケーブル孔３３が内外貫通状に穿設されている。アダプタ３０の中央部には、立設壁４０の上面と当接する当接壁部３４が一体形成されており、図示していないが、当接壁部３４の平面形状は、立設壁４０と同様の形状に形成されている。すなわち、当接壁部３４の前後中央部にも、立設壁４０と同様に左右外方から内方へ向けて湾曲した薄肉部を有する。そして、アダプタ３０の内部にも、液化ガス燃料が流動する流路が形成されている。具体的には、図６に加え図３の隠れ線（破線）で一部を示すように、アダプタ３０の外周面から平面方向で内方に向けて穿設された２本の上部連通流路３５・３６と、当接壁部３４の薄肉部を挟んで前後両方部において当接壁部３４の下面から上方に向けて穿設された、前後２本の上下流路６０Ｕ・６１Ｕとを有する。上部連通流路３５は、第１の燃料ポンプＰ₁の吐出部１９用の凹部３２Ｌおよび後方側の上下流路６１Ｕと連通しており、第１の上部連通流路となる。一方、上部連通流路３６は、第２の燃料ポンプＰ₂の吐出部１９用の凹部３２Ｒおよび前方側の上下流路６０Ｕと連通しており、第２の上部連通流路となる。なお、両上部連通流路３５・３６の先端開口も、プラグ５１によって気密状に閉塞されている。

図４において、第１・第２の燃料ポンプＰ₁・Ｐ₂は、クッション６６の突起部をベース２０のクッション固定孔２６に収容した位置決め状態において、ロワボディ１３と吸入部１６とが支持部材を介してベース２０に支持固定される。具体的には、燃料ポンプＰの吸入部１６は、吸入部受け孔２４に配した円筒形でゴム製の支持シール６５に挿通することで支持され、ロワボディ１３は、クッション固定孔２６に配したゴム製クッション６６で受け止め支持されている。吸入部受け孔２４の内径は、吸入部１６の外径よりも大きい。そして、円筒形の支持シール６５の外径は、吸入部受け孔２４の内径よりも僅かに大きく、当該支持シール６５は、吸入部受け孔２４に弾性的に圧入される。また、支持シール６５の内径は、吸入部１６の外径より僅かに小さく、吸入部１６は支持シール６５に弾性的に圧入支持される。クッション６６は、平板状の受け部６６ａと、受け部６６ａの外縁から上方に向けて一体的に立設する立設片６６ｂと、受け部６６ａの下面から下方に向けて一体形成された円形のピン部６６ｃとから成る。ピン部６６ｃの外径はクッション固定孔２６の内径より僅かに大きく、かつピン部６６ｃの中央部は中空となっていることで、クッション６６のピン部６６ｃは、クッション固定孔２６に弾性的に圧入固定されている。そして、燃料ポンプＰをベース２０に設置したとき、ロワボディ１３の下面がクッション６６の受け部６６ａで支持され、ロワボディ１３の外周面がクッション６６の立設片６６ｂで支持されている。なお、燃料ポンプＰをベース２０に設置したとき、燃料ポンプＰのハウジング１１と立設壁４０との間には僅かの隙間が存在しており、両者１１・４０は接触していない。

このように燃料ポンプＰをベース２０に設置した状態において、同じく図４に示すように、アダプタ３０を燃料ポンプＰの上方から被せるようにして設置する。実際には、当接壁部３４を立設壁４０上に載置する。このとき、燃料ポンプＰの電気コネクタ部１８は電気コネクタ部１８用の凹部３１に、吐出部１９は吐出部１９用の凹部３２に収容されている。吐出部１９用の凹部３２の内径は、吐出部１９の外径よりも大きい。そして、吐出部１９の根元部分には、アダプタ３０よりも断熱性の高い樹脂製で、所定高さを有する円環状のカラー５７が外嵌されており、このカラー５７上に載置された状態で、円筒形でゴム製のシール６７が吐出部１９の上部を覆うように配されている。シール６７の下面は全面的に開口しており、上壁中央部には燃料流出用の連通孔６８が穿設されている。シール６７の上壁は吐出部１９の上面に接しており、連通孔６８は吐出部１９の吐出口に臨んでいる。また、シール６７の外周面には、これより外方へ突出する上下三段のリップ６９が周回状に一体形成されており、シール６７は上下三段シール構造となっている。電気コネクタ部１８用の凹部３１の内径も、電気コネクタ部１８の外径よりも大きく、両者１８・３１は接触していない。すなわち、燃料ポンプＰは吐出部１９においてカラー５７およびシール６７を介してアダプタ３０に固定されており、燃料ポンプＰとアダプタ３０とは直接接触していない。

この状態において、アダプタ３０の当接壁部３４に上下貫通状に穿設した図示しないボルト孔が立設壁４０のボルト孔４４に臨んでおり、このアダプタ３０のボルト孔と立設壁４０のボルト孔４４とに亘ってボルト５８をねじ込むことで、アダプタ３０と立設壁４０およびベース２０とを固定している。同時に、図６に示されるごとくアダプタ３０の上下流路６０Ｕ・６１Ｕと立設壁４０の上下流路６０Ｄ・６１Ｄもそれぞれ互いに臨んでおり、これらアダプタ３０の上下流路６０Ｕ・６１Ｕと立設壁４０の上下流路６０Ｄ・６１Ｄとによって、上下連通流路６０・６１が形成される。具体的には、上下連通流路６１は、第１の燃料ポンプＰ₁の吐出口と連通する第１の上部連通流路３５と第２の燃料ポンプＰ₂の吸入口と連通する第２の下部連通流路２８とを繋ぐ第１の上下連通流路となり、上下連通流路６０は、第２の燃料ポンプＰ₂の吐出口と連通する第２の上部連通流路３６とポンプユニット２の吐出口５２とを繋ぐ第２の上下連通流路となる。なお、アダプタ３０の上下流路６０Ｕ・６１Ｕと立設壁４０の上下流路６０Ｄ・６１Ｄとの連通部の外周には、凹部４３にＯリング５９が配されており、当該部分における液漏れがシールされている。このように、２つの燃料ポンプＰ₁・Ｐ₂は、その下部がベース２０によって連結され、その上部がアダプタ３０によって連結されていることで、２つの燃料ポンプＰ₁・Ｐ₂が直列に配された状態でユニット化されている。また、ゴム製の支持シール６５、クッション６６、シール６７、および樹脂性のカラー５７は、断熱部材としての機能も兼ね備えている。

次に、ポンプユニット２内を液化ガス燃料が圧送されていく機構を、図６を参照しながら説明する。なお、燃料ポンプＰの内部部品については、適宜図４を参照されたい。まず、燃料タンク１００内に貯留された液化ガス燃料は、燃料供給装置１の外筒５の外側流入孔７と内筒４の内側流入孔８とをこれの順に通って内筒４内に流入してくる。そして、燃料ポンプＰを駆動すると、インペラ１４の昇圧作用によって内筒４内に溜まった液化ガス燃料が、ポンプユニット２の吸入口となるサクションフィルタ５０を介してポンプユニット２内に吸入される。ポンプユニット２内に吸入された液化ガス燃料は、ベース２０の第１の下部連通流路２７を通って第１の燃料ポンプＰ₁へ吸入部１６の吸入口から吸入される。第１の燃料ポンプＰ₁によって昇圧された液化ガス燃料は、ポンプユニット２上部の吐出部１９の吐出口から吐出される。第１の燃料ポンプＰ₁から吐出された液化ガス燃料は、アダプタ３０の第１の上部連通流路３５、アダプタ３０および立設壁４０内の第１の上下連通流路６１、ベース２０の第２の下部連通流路２８をこれの順に流動して、第２の燃料ポンプＰ₂へ吸入部１６の吸入口から吸入される。

このとき、第１の燃料ポンプＰ₁から吐出された液化ガス燃料は、第１の燃料ポンプＰ₁の駆動熱を受けて昇温されているが、比熱の低いアルミ製のベース２０等内に設けられ、ポンプユニット２の上部から下部に繋がる長い連通流路を流動していくことで、第２の燃料ポンプＰ₂に至るまでにベース２０等で構成される連結部材を介して効率的に放熱される。これにより、第２の燃料ポンプＰ₂に温度の高い液化ガス燃料が吸入されることが抑制されている。また、第１の燃料ポンプＰ₁のハウジング１１はモータ１２の駆動熱を受けて昇温されているが、第１の燃料ポンプＰ₁と立設壁４０との間には有意に隙間が確保されていることで、第１の燃料ポンプＰ₁自体の熱も効率的に放熱することができる。さらに、第１の燃料ポンプＰ₁はベース２０等で構成される連結部材とは直接接触せず、断熱部材としても機能する支持シール６５、クッション６６、およびシール６７によってフローティング状に支持されているだけなので、第１の燃料ポンプＰ₁の熱がベース２０やアダプタ３０に伝達することはない。

第２の燃料ポンプＰ₂に吸入された液化ガス燃料は、さらにインペラ１４で昇圧されて再度ポンプユニット２上部の吐出部１９の吐出口から吐出される。第２の燃料ポンプＰ₂から吐出された液化ガス燃料は、アダプタ３０の第２の上部連通流路３６、アダプタ３０および立設壁４０内の第２の上下連通流路６０をこれの順に通って、ポンプユニット２の吐出口５２から吐出される。このときも、第２の燃料ポンプＰ₂から吐出された液化ガス燃料が連通流路内を流動していく間に連結部材を介して放熱されること、第２の燃料ポンプＰ₂自体の熱も放熱されること、第２の燃ポンプＰ₂の熱がベース２０やアダプタ３０に伝達されないことは、第１の燃料ポンプＰ₁のときと同様である。そして、吐出口５２から吐出された液化ガス燃料は、取出バルブ１０４および供給管１０３を介してエンジンへ圧送されることになる。

なお、実際には前述のように吐出口５２には、アッセンブリ化された過流防止弁（ＥＦＶ）１０６が螺合されている（図１参照）。この過流防止弁１０６は、ポンプユニット２の通常運転時には開弁方向にバネ付勢されており、供給管１０３が破損等することで燃料タンク１００内と供給管１０３との間で急激な圧力差が生じて過剰流が発生した場合には、バネの不勢力に抗して閉弁することで液化ガス燃料の流動を阻止して液漏れを防止する逆止弁である。しかし、燃料タンク１００内には燃料ポンプＰが配されていることで、当該燃料ポンプＰが流動抵抗となって、十分な過剰流が発生し難い。これにより、過流防止弁１０６が的確に作動（閉弁）せずに、少しずつ燃料が燃料タンク１００内から流出することがある。そこで、本実施例のポンプユニット２には、図２や図６に示されるように、過流防止弁１０６（吐出口５２）の直上に、ポンプユニット２内の流路（第２の上下連通流路６０）をポンプユニット２外と内外連通可能とするＥＦＶ作動バルブ５５が配されている。

ＥＦＶ作動バルブ５５もアッセンブリ化されて立設壁４０に螺合されており、常時は図示しない弁体がポンプユニット２の外方へバネ付勢され、ＥＦＶ作動バルブ５５は閉弁している。一方、流路内の圧力が急激に下がった場合は、燃料タンク１００内の圧力を受けて弁体がバネの付勢力に抗してポンプユニット２の内方へ移動してＥＦＶ作動バルブ５５が開弁し、ＥＦＶ作動バルブ５５から液化ガス燃料が直接流路内へ流入するよう構成された逆止弁である。そして、過剰流が発生するような急激な圧力差が燃料タンク１００内と供給管１０３との間に発生した場合には、ＥＦＶ作動バルブ５５が開弁状態となり、燃料タンク１００内の加圧された燃料は過剰流として燃料ポンプＰを介さずに流路内へ直接流入する。これにより、過流防止弁１０６は確実に閉弁作動するので、供給管１０３への液化ガス燃料の流入が遮断される。

また、ＥＦＶ作動バルブ５５の直上にも、ポンプユニット２内の流路（第２の上下連通流路６０）をポンプユニット２外と内外連通可能とするリリーフ弁５４が配されている。このリリーフ弁５４もアッセンブリ化されて立設壁４０に螺合されており、常時は図示しない弁体がポンプユニット２の内方へバネ付勢され、リリーフ弁５４は閉弁している。一方、流路内の圧力が上昇した場合は、当該圧力を受けて弁体がバネの付勢力に抗してポンプユニット２の外方へ移動してリリーフ弁５４が開弁し、当該リリーフ弁５４を通して液化ガス燃料がポンプユニット２外へ流出するよう構成された逆止弁である。つまり、リリーフ弁５４とＥＦＶ作動バルブ５５とは、その連通方向が逆方向となっている。ここで、供給管１０３の先（下流）には、図外の電磁弁が配されている。この電磁弁は、内燃機関としてのエンジンの駆動時には開弁状態に保持され、エンジンの停止時には閉弁状態となるように、制御装置によって電磁制御されている。そして、エンジン停止時に電磁弁が閉弁作動されて流路内に存在する液化ガス燃料の圧力が上昇したときには、当該流路内の液化ガス燃料の圧力を受けてリリーフ弁５４が開弁作動し、流路内の液化ガス燃料がリリーフ弁５４を通してポンプユニット２外へ流出することで、圧力解放される。

（実施例２）
図７に本発明の実施例２を示す。図７は、実施例２において図３のＡ−Ａ線に相当するポンプユニット２の縦断正面図である。本実施例２は、アダプタ３０の吐出部１９用の凹部３２内において燃料ポンプＰの吐出部１９を支持する支持部材の変形例である。具体的には、先の実施例１では円筒形のシール６７を所定高さを有するカラー５７上に載置した状態で配していたが、実施例２ではカラー５７を廃した。すなわち、図７によく示されるように、吐出部１９とアダプタ３０との間には、ゴム製の円筒形シール７０のみが介在している。実施例２のシール７０は、その上下高が寸法を実施例１のシール６７よりも大きく吐出部１９と同等に形成されており、アダプタ３０で燃料ポンプＰを連結したとき、シール７０は吐出部１９の上端から下端に亘って外周全体を覆っている。このように、樹脂製のカラー５７より断熱性の高いゴム製のシール７０で吐出部１９の全体を覆っていることで、より確実に燃料ポンプＰとアダプタ３０との間で断熱できる。また、シール７０はカラー５７より弾性率も高いので、燃料ポンプＰの駆動振動をより緩衝できる。また、カラー５７を廃していることで、部品点数や組み立て工数を削減できる。その他は先の実施例１と同じなので、同じ部材に同じ符号を付してその説明を省略する。

（その他の変形例）
上記実施例１および実施例２では、上流側の燃料ポンプから吐出された燃料が下流側の燃料ポンプに吸入されるまでに、ポンプユニット２（燃料供給装置１）の上部から下部に１回移動させることで所定長さを有する連通流路を構築しているが、他にもポンプユニット２の上部と下部とを２回以上移動するような往復流路として構築することもできる。例えば、ポンプユニット２内の燃料の流動経路を模式的に示した経路図である図８に示すように、上流側の第１の燃料ポンプＰ１から下流側の第２の燃料ポンプＰ２に至るまでに、燃料をポンプユニット２内の上部と下部とを１回往復させることもできる。具体的には、第２の燃料ポンプＰ２の吸入口を上方に向けて配設したうえで、第２の下部連通流路２８を第１の上下連通流路６１と第２の上下連通流路６０とに連通させ、第２の上部連通流路を第２の上下連通流路６０と第２の燃料ポンプＰ２の吸入口とに連通させている。そうすると、燃料は、ポンプユニット２の吸入口に連通する第１の下部連通流路２７を通って第１の燃料ポンプＰ１で吸入、吐出され、第２の燃料ポンプＰ２に吸入されるまでに、第１の上部連通流路３５、第１の上下連通流路６１、第２の下部連通流路２８、第２の上下連通流路６０、第２の上部連通流路３６をこれの順で通って、ポンプユニット２の上部と下部とを１往復する。第２の燃料ポンプＰ２の吐出口は、そのままポンプユニット２の吐出口に繋がっている。これによれば、ポンプユニット２内の連通流路をさらに長くすることができるので、第２の燃料ポンプＰ２に至るまでに燃料の熱をより放熱させることができる。このとき、第２の燃料ポンプＰ２の吸入口が燃料供給装置１の上方に位置しているが、第１の燃料ポンプＰ１の吸入口さえ燃料供給装置１の下方に位置していれば、燃料タンク１００内の燃料が少なくなっても効率よく吸入することができる。

また、これに限らず、上部連結体中の上部連通流路、上下連結体中の上下連通流路、および下部連結体中の下部連通流路の穿設本数をそれぞれ３本以上として、燃料が上流側の燃料ポンプから下流側の燃料ポンプに至るまでに、燃料供給装置の上部と下部とを複数回往復するような流路を構築することもできる。さらには、上下連通流路を螺旋状に形成してもよい。また、上記実施例１および実施例２では、燃料ポンプＰの吸入部１６を支持する支持シール６５とロワボディ１３を支持するクッション６６とを別体として形成したが、支持シール部とクッション部とを有する一体成形品とすることもできる。

このように、本発明の燃料供給装置１では、２つの燃料ポンプＰ₁・Ｐ₂が連結部材で直列的に連結されているが、少なくとも燃料ポンプＰの駆動熱が連結部材へダイレクトに伝熱されることがなく、かつ有意な長さに設計された連通流路内を燃料が流動していくことで、効率的な放熱が可能となっている。而して、下流側の第２の燃料ポンプＰ₂も温度の高い燃料を吸入することを抑制できる。また、リリーフ弁５４およびＥＦＶ作動バルブ５５も組み込まれた状態でユニット化されていることで、コンパクト化が図られている。このとき、ＥＦＶ作動バルブ５５を過流防止弁１０６の直上に配して両者の距離を小さくしていることで、的確にＥＦＶ作動バルブ５５によって過流防止弁１０６を作動させることができる。また、リリーフ弁５４を配していることで、燃料ポンプＰの直下などに燃料の逆流を防ぐチェック弁を設けた場合でも、エンジン停止時の流路内の過大な圧力によってチェック弁が食い込むことも防止できる。

燃料供給装置を組み込んだ燃料タンクの縦断側面図である。ポンプユニットの正面図である。ポンプユニットの平面図である。図３のＡ−Ａ線断面図である。ベースの平面図である。液化ガス燃料の流通経路を分かり易く展開した変則断面図である。図３のＡ−Ａ線に相当する実施例２のポンプユニットの縦断正面図である。その他の変形例におけるポンプユニット内の燃料の流動経路図である。

符号の説明

１燃料供給装置
２ポンプユニット
３底壁
４内筒
５外筒
６組付リング
７外側流入孔
８内側流入孔
１１ハウジング
１２モータ
１３ロワボディ
１４インペラ
１５アッパボディ
１６吸入部
１８電気コネクタ部
１９吐出部
２０ベース
２４吸入部受け孔
２６クッション固定孔
２７第１の下部連通流路
２８第２の下部連通流路
３０アダプタ
３４当接壁部
３５第１の上部連通流路
３６第２の上部連通流路
４０立設壁
５０サクションフィルタ
５４リリーフ弁
５５ＥＦＶ作動バルブ
６０第２の上下連通流路
６０Ｕ・６１Ｕアダプタの上下流路
６０Ｄ・６１Ｄ立設壁の上下流路
６１第１の上下連通流路
６５支持シール
６６クッション
６７・７０シール
１００燃料タンク
１０３供給管
１０４取出バルブ
１０６過流防止弁
Ｐ₁ 第１の燃料ポンプ
Ｐ₂ 第２の燃料ポンプ

Claims

燃料タンク内に貯留された燃料を圧送するための複数の燃料ポンプと、燃料が流動していく流路とを備え、各燃料ポンプが流路を介して互いに直列に配された燃料供給装置であって、
前記各燃料ポンプ同士は、内部に前記流路が穿設された連結部材によって連結されることでユニット化されており、
前記各燃料ポンプは、断熱部材を介して前記連結部材へ間接的に支持され、前記各燃料ポンプと前記連結部材とは直接接触していないことを特徴とする燃料供給装置。
請求項１に記載の燃料供給装置において、
前記連結部材は、前記各燃料ポンプの上部を連結する上部連結体と、前記各燃料ポンプの下部を連結する下部連結体と、前記上部連結体と下部連結体とを繋ぐ上下連結体とを有し、
前記各燃料ポンプと前記上下連結体との間には、少なくとも所定量の隙間が確保されていることを特徴とする燃料供給装置。
請求項２に記載の燃料供給装置において、
前記各燃料ポンプは、それぞれの吸入口および吐出口を同じ向きにして並設されており、
前記上部連結体内には上部連通流路が、前記下部連結体内には下部連通流路がそれぞれ穿設されており、前記上下連結体にも前記上部連通流路と下部連通流路とを繋ぐ上下連通流路が穿設されていることを特徴とする燃料供給装置。
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の燃料供給装置において、
前記連結部材が、放熱部材で形成されていることを特徴とする燃料供給装置。
請求項３または請求項４に記載の燃料供給装置において、
前記各燃料ポンプの吸入口が、下方にくるように設置されていることを特徴とする燃料供給装置。