JP6662757B2 - 燃料供給装置、並びに、燃料供給装置の取り付け及び取り外し方法 - Google Patents
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Description
本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ポンプユニットを大型化させることなく、燃料タンクへの取り付け作業時における部品破損を防止し、且つ、取り付け及び取り外し作業性を向上させる燃料供給装置を提供することにある。
フランジは、燃料タンクの開口部(81)に係合可能であり、開口部の内径に相当する嵌合部直径(Df)を有する。ポンプユニットは、ベース部(28)、及び、ベース部に載置された燃料ポンプ(21)を含む。支柱は、フランジに固定されている。連結軸は、支柱とポンプユニットとを相対的に回転可能に連結する。
支柱は、「ポンプユニットのベース部に対して直立し、フランジがベース部から最も離れる直立状態」と、「ポンプユニットのベース部に対して最も接近する最大傾斜状態」との間を回転移動可能である。
挿入ガイド部材は、ベース部とは反対側の縁に沿って、ストッパ部(31)及びガイド部(32、33)を有する。
ストッパ部は、ポンプユニットを長手方向に投影した投影面において、嵌合部直径の仮想円から突出する。ガイド部は、ポンプユニットを支柱に対する回転方向に案内する。
例えば、燃料の液面高さを検知するセンダゲージは、ガイド部が開口部の縁に当接している状態で燃料タンクの底面及び内壁面との間にクリアランスを確保するように配置されることが好ましい。
よって、本発明では、燃料供給装置の取り付け及び取り外し作業の作業性を向上させることができる。
ここで、ポンプユニットの長手方向に投影した投影面において、燃料タンクの開口部の内径に対し挿入ガイド部材が突出しない場合、すなわち、挿入ガイド部材の端部がストッパ部として機能しない場合でも、本発明の取り付け及び取り外し方法は適用可能である。
つまり、作業者は、燃料供給装置を開口部の一方側に寄せてガイド部を開口部の縁に当接させることで、ガイド機能によりポンプユニットを回転動作させることができ、上述の燃料供給装置に係る発明と同様の作用効果を得ることができる。
第1実施形態の燃料供給装置について、図1〜図10を参照して説明する。なお、後述の第2実施形態は、第1実施形態に対し、ポンプユニットに設けられた挿入ガイド部材のガイド部形状が異なるのみであり、大部分の説明は第1実施形態と共通する。
最初に、主に図1〜図3を参照し、燃料供給装置単体での構成、すなわち、燃料タンクに取り付けられる前の燃料供給装置の構成について説明する。なお、この部分の説明で、燃料タンク、開口部等の符号は、図5〜図10に記載された符号を援用する。
ポンプユニット20は、全体シルエットが、ベース部28を下面Bとする略直方体状を呈しており、この略直方体の長手方向を「ポンプユニット20の長手方向」と定義する。図1〜図3において、中心線CLは、長手方向の概略の中心を示す。また、後述する挿入ガイド部材30を除いて下面28からの高さが最大である部分における、下面Bと平行な仮想平面を頂面Tとする。
吐出接続管51は、リリーフバルブ25からフランジ40に設けられた吐出ポート42への燃料通路を形成する。リターン接続管52は、リリーフバルブ25からのリターン用の燃料通路を形成する。
実線矢印foで示すように、燃料ポンプ21が吐出した燃料のうち、規定圧力分の燃料は、吐出接続管51を経由して吐出ポート42に圧送される。過剰圧力分の燃料は、破線矢印frで示すように、リターン接続管52を介して吐出流路23に戻される。
図1に示す状態を支柱45の「直立状態」といい、図2、図3に示す状態を支柱45の「最大傾斜状態」という。直立状態を基準とする最大傾斜状態での傾斜角度を最大傾斜角度θmと表す。
ここで、支柱45が回転移動する仮想平面を「支柱45の回転平面」と定義する。本実施形態では、ポンプユニット20の長手方向は支柱45の回転平面に対し略平行である。
ワイヤハーネス6は、支柱45に設けられたクランプ部46により、支柱45側に配索された部分が保持されるとともに、ポンプユニット20に設けられたクランプ部35、36(図3、図4参照)等により、ポンプユニット20側に配索された部分が保持される。支柱45側に配索された部分のワイヤハーネス6は、支柱45と共に回転する。また、支柱45側に配索された部分とポンプユニット20側に配索された部分との中間部分は、支柱45の回転移動に追従可能なように自由度を持って配索される。
なお、図2には、ワイヤハーネス6の図示を省略する。
挿入ガイド部材30は、上縁、すなわちベース部28とは反対側の縁に沿って、吐出側端部EO側から吸入側端部EI側に向かう順に、ストッパ部31、ガイド部32及び延伸部34を有している。
延伸部34は、頂面Tよりも低い位置で吸入側端部EI側から吐出側端部EO側に向かって緩やかに上昇している。
ガイド部32は、ストッパ部31に隣接し、ストッパ部31と延伸部34との間を接続している。特に第1実施形態では、ガイド部32の輪郭は、曲線からなっている。ガイド部32は、ポンプユニット20を支柱45に対する回転方向に案内する。
このことは、ポンプユニット20を長手方向に移動させたとき、ストッパ部31が開口部81の縁に干渉し、ストッパ機能を果たすことを意味する。
このことは、ガイド部直交平面Sxが燃料タンク80の開口部81の開口面Soに一致するようにポンプユニット20を傾けた姿勢で、ポンプユニット20の断面部分が開口部81を通過可能であることを意味する。
このように本実施形態の挿入ガイド部材30は、ストッパ部31によるストッパ機能、及びガイド部32によるガイド機能を有する。これらの機能により、燃料供給装置10を燃料タンク80に取り付ける作業、及び、燃料タンク80から取り外す作業の作業性が向上する。その作業方法の詳細は後述する。
図3に示すように、ガイド部32は、ポンプユニット20の長手方向の中心CLに対して連結軸48側に設けられている。
支柱45は、最大傾斜状態において、ガイド部32よりもベース部28側に傾斜している。これに伴い、ワイヤハーネス6のうち少なくとも支柱45と共に回転する部分は、最大傾斜状態において、挿入ガイド部材30のガイド部32よりもベース部28側に配索されている。
吐出接続管51及びリターン接続管52は、少なくとも一部が、ガイド部32に対してポンプユニット20の長手方向の中心CLとは反対側を通っている。言い換えれば、支柱45の最大傾斜状態において、接続管51、52は、少なくとも一部がガイド部直交平面Sxに対しフランジ40側に配置されている。
次に、本実施形態の燃料供給装置10を燃料タンク80に取り付ける方法、及び、燃料タンク80から取り外す方法について図5〜図10を参照して説明する。この説明では、便宜上、燃料タンク80の開口部81側を上、底面82側を下として記載する。また、開口部81の開口面So及び底面82は水平に配置されているものとし、開口面Soに直交する方向を「垂直方向」という。図5、図9、図10における垂直方向の実線ブロック矢印は、取り付け作業時の荷重Fの方向を示す。
図5、図6を参照する。支柱45を最大傾斜状態とし、ポンプユニット20の長手方向の吸入側端部EIを下に向けた姿勢で、作業者は、ポンプユニット20を開口部81から垂直方向に挿入する。図6に示すように、挿入ガイド部材30のストッパ部31は開口部内径Doの仮想円から突出しているため、ストッパ部31が開口部81の縁に当接した位置で垂直方向の挿入が規制される。
このとき、Sg部に示すように、センダゲージ7と燃料タンク80の底面(以下、適宜「タンク底面」)82との間のクリアランスが確保される。また、図5の紙面前後方向におけるセンダゲージ7と燃料タンク内壁面との間のクリアランスも確保される。
図7、図8を参照する。取り付け段階1に続き、作業者は、挿入ガイド部材30のガイド部32を開口部81の縁に当接させ、ガイド部32に沿って、フランジ40を水平にするように燃料供給装置10の全体を矢印Upの方向に回転させる。図8に示すように、ガイド部直交平面Sxにおけるポンプユニット20の断面は、開口部内径Doの仮想円内に収まるように、すなわち開口部81を通過可能なように形成されている。
このときも、Sg部に示すように、ガイド部32によってセンダゲージ7とタンク底面82及び内壁面との間のクリアランスが確保される。
図9を参照する。取り付け段階2の状態から作業者は、G部に示すようにガイド部32を開口部81の縁に当接させながら、フランジ40及び支柱45に対し垂直方向下方に荷重Fを加える。すると、ガイド部32のガイド機能により、ポンプユニット20が支柱45に対し、長手方向が水平となる方向、すなわちベース部28がタンク底面82と対向する方向に回転する。これに伴い、支柱45の傾斜角度θが次第に小さくなる。
このときも、Sg部に示すように、ガイド部32によってセンダゲージ7とタンク底面82及び内壁面との間のクリアランスが確保される。
図10を参照する。取り付け段階3の後、作業者は、さらにフランジ40の嵌合部41が開口部81に嵌合する位置まで燃料供給装置10を燃料タンク80に挿入する。
燃料供給装置10の取り付けが完了したとき、ポンプユニット20は長手方向が水平となり、ベース部28がタンク底面82に沿って配置される。また、支柱45は、傾斜角度θが0の直立状態となる。
<取り外し段階1>
図9を参照する。作業者は、G部に示すように、挿入ガイド部材30のガイド部32が開口部81の縁に当接するまでフランジ40を引き上げる。そして、ガイド部32を開口部81の縁に当接させながら、ポンプユニット20をタンク底面82から起こす方向に、すなわち支柱45の傾斜角度θが次第に大きくなる方向に回転させる。
図7を参照する。取り外し段階1の後、ポンプユニット20が支柱45の最大傾斜状態まで回転すると、回転によって上を向いた長手方向の吐出側端部EOが開口部81の外に臨む姿勢となる。このとき、R部に示すように、ポンプユニット20の吐出側端部EOにおいて、リターン接続管52が「取っ手」のような状態でポンプユニット20の本体に接続されている。そのため、作業者は、リターン接続管52を掴み上げることにより、ポンプユニット20を引き上げる作業がしやすくなる。
図5を参照する。取り外し段階2に続き、作業者は、支柱45の最大傾斜状態でポンプユニット20の長手方向が垂直方向となるように燃料供給装置10の全体を回転させる。そして、ガイド部32が開口部81の縁を離れたら、作業者は、ポンプユニット20を垂直方向に引き上げる。この段階でも作業者は、R部に示すリターン接続管52を取っ手として掴み上げることができる。
本実施形態の燃料供給装置10の作用効果について、特許請求の範囲の記載に対応して説明する。各項目の括弧内の数字は請求項の番号を示す。なお、効果(2)については、第1実施形態の効果として記載する。
(1)本実施形態の燃料供給装置10は、ポンプユニット20に設けられた挿入ガイド部材30がストッパ部31及びガイド部32を有している。
また、このとき、作業者が燃料タンク80の底面82を視認することが困難な状況であっても、ポンプユニット20の構成部品が燃料タンク80の底面や内壁面に干渉して破損することを防止することができる。
よって、本実施形態では、燃料供給装置10の取り付け及び取り外し作業の作業性を向上させることができる。
これにより、ガイド部32を開口部81の縁に当接させながら、ポンプユニット20をスムーズにガイドすることができる。
これにより、燃料タンク80への取り付け作業時に、リリーフバルブ25と開口部81の縁との干渉を防止することができる。
これにより、燃料タンク80への取り付け作業時に、支柱45よりも先にガイド部32が開口部81の縁に当接し、ガイド機能を発揮可能となる。
これにより、燃料タンク80への取り付け作業時に、ワイヤハーネス6と開口部81の縁との干渉を防止することができる。
ガイド部32を連結軸48の近くに配置することで、ガイド部32に沿ってポンプユニット20を回転させるときのモーメントを低減することができる。
燃料タンク80からの取り外し時に上向きとなる吐出側端部EO側に接続管51、52を配策することで、作業者が接続管51、52を掴んでポンプユニット20を引き上げることができ、取り外し作業性が向上する。
これにより、燃料供給装置10の取り付け作業時に、センダゲージ7が燃料タンク80の底面82又は内側面に干渉し破損することを防止することができる。
例えば、特許文献1(特開2016−44643号公報)に記載された従来技術では、フロートの保護部として機能させるため、ポンプユニットのベース部を大型化する必要があり、燃料タンクへの搭載自由度が制限されるという問題があった。これに対し、本実施形態では、ポンプユニットを大型化させることなく、燃料タンクへの取り付け作業時における部品破損を防止し、且つ、取り付け及び取り外し作業性を向上させることができる。
挿入ガイド部材30のガイド部形状に関する第2実施形態について図11を参照する。図11において、実線は、第2実施形態のガイド部33の輪郭形状を示し、二点鎖線は、図4に示す第1実施形態のガイド部32の輪郭形状を示す。第1実施形態のガイド部32の輪郭形状が曲線からなるのに対し、第2実施形態のガイド部33の輪郭形状は、傾きが連続的に変化する複数の直線L1、L2、L3、L4の組み合わせからなる。例えば複数の直線L1、L2、L3、L4は、二点鎖線の曲線上の隣接する点同士の間を直線補間することにより規定される。
なお、ガイド部直交平面Sxを定義するための点Pの接線Ltは、複数の直線の折れ点を滑らかにつなぐ曲線の接線として、第1実施形態と同様に規定すればよい。
その他、第2実施形態は、第1実施形態と同様の作用効果を奏する。
(a)上記実施形態では、ポンプユニット20の長手方向は支柱45の回転平面に対して平行である。ただし、他の実施形態では、ポンプユニットの長手方向が支柱の回転平面に対して厳密に平行でなく、多少傾いていてもよい。特許請求の範囲における「ポンプユニットは、支柱の回転平面に沿った方向が長手方向となるように形成されている」という記載は、ポンプユニットと支柱の回転平面との位置関係が平行に限らず、「沿った方向」を広く含むものと解釈される。
逆に、上記実施形態が備えていない他の要素が燃料供給装置に付加されてもよい。
これに対し、挿入ガイド部材30の全部分が開口部内径Doの仮想円に収まっており、ストッパ部として機能する突出部分が実質的に存在しない場合を想定する。このような場合でも、作業者は、燃料供給装置10を開口部81の一方側に寄せてガイド部32を開口部81の縁に当接させることで、ガイド機能によりポンプユニット20を回転動作させることができる。特許請求の範囲に記載の「燃料供給装置の取り付け及び取り外し方法」に係る発明は、このような場合の方法が含まれる。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
20・・・ポンプユニット、
21・・・燃料ポンプ、 28・・・ベース部、
30・・・挿入ガイド部材、
31・・・ストッパ部、
32、33・・・ガイド部、
40・・・フランジ、
45・・・支柱、
48・・・連結軸、
80・・・燃料タンク、 81・・・開口部。
Claims (10)
- 燃料タンク(80)内に取り付けられる燃料供給装置であって、
前記燃料タンクの開口部(81)に係合可能であり、前記開口部の内径に相当する嵌合部直径(Df)を有するフランジ(40)と、
ベース部(28)、及び、前記ベース部に載置された燃料ポンプ(21)を含むポンプユニット(20)と、
前記フランジに固定された支柱(45)と、
前記支柱と前記ポンプユニットとを相対的に回転可能に連結する連結軸(48)と、
を備え、
前記支柱は、前記ポンプユニットの前記ベース部に対して直立し、前記フランジが前記ベース部から最も離れる直立状態と、前記ポンプユニットの前記ベース部に対して最も接近する最大傾斜状態との間を回転移動可能であり、
前記ポンプユニットは、前記支柱の回転平面に沿った方向が長手方向となるように形成されており、且つ、当該長手方向に延び前記燃料タンクの前記開口部へ挿入される時の案内に用いられる挿入ガイド部材(30)をさらに含み、
前記挿入ガイド部材は、前記ベース部とは反対側の縁に沿って、
前記ポンプユニットを長手方向に投影した投影面において前記嵌合部直径の仮想円から突出するストッパ部(31)、及び、前記ポンプユニットを前記支柱に対する回転方向に案内するガイド部(32、33)を有し、
前記ガイド部上の点(P)における接線と直交しつつ当該点を通り、且つ、前記ベース部に対し前記支柱の前記最大傾斜状態での傾斜角度(θm)で交わる仮想平面をガイド部直交平面(Sx)と定義すると、
前記ガイド部直交平面における前記ポンプユニットの断面は、前記嵌合部直径の仮想円内に収まるように形成されている燃料供給装置。 - 前記ガイド部(32)の輪郭は、曲線からなる請求項1に記載の燃料供給装置。
- 前記ガイド部(33)の輪郭は、傾きが連続的に変化する複数の直線の組み合わせからなる請求項1に記載の燃料供給装置。
- 前記ポンプユニットは、前記燃料ポンプの吐出圧力を調整するリリーフバルブ(25)をさらに含み、
前記リリーフバルブは、前記挿入ガイド部材の前記ストッパ部に対し前記ガイド部とは反対側に配置されている請求項1〜3のいずれか一項に記載の燃料供給装置。 - 前記支柱は、前記最大傾斜状態において、前記ガイド部よりも前記ベース部側に傾斜している請求項1〜4のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
- 信号が伝送されるワイヤハーネス(6)が前記支柱に沿って配索されており、
前記ワイヤハーネスのうち少なくとも前記支柱と共に回転する部分は、前記最大傾斜状態において、前記ガイド部よりも前記ベース部側に配索されている請求項5に記載の燃料供給装置。 - 前記ガイド部は、前記ポンプユニットの長手方向の中心(CL)に対して前記連結軸側に設けられている請求項1〜6のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
- 燃料通路を形成する接続管(51、52)をさらに備え、
前記接続管は、少なくとも一部が、前記挿入ガイド部材の前記ガイド部に対して前記ポンプユニットの長手方向の中心とは反対側を通っている請求項7に記載の燃料供給装置。 - 前記燃料タンク内に設置された状態で燃料の液面高さを検知するセンダゲージ(7)をさらに備え、
前記センダゲージは、
前記燃料タンクが水平に設置され、且つ前記ガイド部が前記開口部の縁に当接している状態で、前記燃料タンクの底面(82)及び内側面との間にクリアランスを確保するように配置されている請求項1〜8のいずれか一項に記載の燃料供給装置。 - 燃料タンク(80)の開口部(81)に係合可能であり、前記開口部の内径に相当する嵌合部直径(Df)を有するフランジ(40)と、
ベース部(28)、及び、前記ベース部に載置された燃料ポンプ(21)を含むポンプユニット(20)と、
前記フランジに固定された支柱(45)と、
前記支柱と前記ポンプユニットとを相対的に回転可能に連結する連結軸(48)と、
を備え、
前記支柱は、前記ポンプユニットの前記ベース部に対して直立し、前記フランジが前記ベース部から最も離れる直立状態と、前記ポンプユニットの前記ベース部に対して最も接近する最大傾斜状態との間を回転移動可能である燃料供給装置(10)を前記燃料タンクに取り付け、又は、前記燃料タンクから取り外す方法であって、
前記ポンプユニットは、支柱の回転平面に沿った方向が長手方向となるように形成されており、且つ、当該長手方向に延び燃料タンクの開口部へ挿入される時の案内に用いられる挿入ガイド部材(30)をさらに含み、
前記挿入ガイド部材は、前記ベース部とは反対側の縁に沿って、前記ポンプユニットを前記支柱に対する回転方向に案内するガイド部(32、33)を有し、
前記ガイド部上の点(P)における接線と直交しつつ当該点を通り、且つ、前記ベース部に対し前記支柱の前記最大傾斜状態での傾斜角度(θm)で交わる仮想平面をガイド部直交平面(Sx)と定義すると、
前記ガイド部直交平面における前記ポンプユニットの断面は、前記嵌合部直径の仮想円内に収まるように形成されており、
前記燃料供給装置を前記燃料タンクに取り付けるとき、
前記支柱を前記最大傾斜状態にし、前記ポンプユニットを前記開口部の開口面に対して垂直方向に挿入する段階と、
前記挿入ガイド部材の前記ガイド部を前記開口部の縁に当接させながら、前記ポンプユニットを、前記ベース部が前記燃料タンクの底面(82)に対向する方向に回転させる段階と、
前記フランジを前記開口部に係合させる段階と、
を含み、
前記燃料供給装置を燃料タンクから取り外すとき、
前記挿入ガイド部材の前記ガイド部が前記開口部の縁に当接するまで前記フランジを引き上げる段階と、
前記挿入ガイド部材の前記ガイド部を前記開口部の縁に当接させながら、前記ポンプユニットを前記燃料タンクの底面から起こす方向に回転させる段階と、
前記ポンプユニットを前記開口部の開口面に対して垂直方向に引き上げる段階と、
を含む燃料供給装置の取り付け及び取り外し方法。
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