JPH09268956A - 燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料タンク内の燃料ポンプの入口側に燃料
ポンプが始動可能な燃料量を長期間確保できる燃料供給
装置を提供する。 【解決手段】 燃料タンク内に吊り下げられるサブタン
ク９内にサブタンク９内の燃料を汲上げる燃料ポンプ１
４が設けられる。燃料ポンプ１４の吸込口１５側に上方
に立ち上がるように形成される燃料液面保持手段３２
は、この立ち上がり容積部分に燃料が蓄えられるように
なっている。これにより、簡単な構成で燃料タンク内の
燃料ポンプ１４で汲上げる燃料量を確保する構造が得ら
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料を汲上げる燃
料ポンプを燃料タンク内に備えた燃料供給装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】車両に搭載した燃料タンクのサブタンク
内に燃料を供給する方法として、米国特許第４８７８５
１８、４７５０５２２、４９７１０１７、５０７０８４
９の各号の特許公報が知られている。これらの公報に
は、エンジンに燃料を供給する燃料ポンプとサブタンク
とを一体化し、一体化した燃料ポンプの燃料タンクへの
搭載性を向上させている。また、サブタンクの底部に燃
料タンク内のサブタンクの内外を連通するバルブを備
え、このバルブは微小圧力により開弁可能である。車両
組立完了時に燃料タンク内に少量の燃料があれば、この
少量の燃料のうちの一部の燃料が上記バルブを通してサ
ブタンク内に流入し、このサブタンク内の燃料を燃料ポ
ンプが汲上げすることができるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】例えば三週間〜四週間
の長期間車両を駐車した場合、その間にサブタンク内の
燃料が上記バルブからサブタンク外に漏出し、その後の
始動時、サブタンク内の燃料が少ないためにエンジンを
始動できなくなることがある。特開平７−６３１３３号
公報には、燃料タンク内のサブタンクにダイアフラム弁
を備え、燃料貯溜槽燃料を長期間確保する装置が開示さ
れている。この燃料貯溜槽を設ける構成によると、ダイ
アフラム弁を備えつけるなどコストアップになるという
問題がある。また燃料タンク内の燃料ポンプにより汲上
げる燃料を貯蔵する装置が複雑であり高価である。

【０００４】また特開平７−１８０６３２号公報には、
燃料タンク内にメッシュフィルタを備え、燃料タンク内
に戻されるリターン燃料から気液分離されたベーパをフ
ィルタ本体の内部の上部に形成されるリターン燃料室に
溜め、リターン燃料室の圧力が所定圧以上になると一方
向弁を開弁してリターン燃料室からタンク本体内部の上
部空間にベーパを排出し、リターン燃料のうちの燃料液
のみを燃料ポンプに吸入し、エンジン側に供給するよう
にしている。この燃料供給装置によると、燃料ポンプで
汲上げる燃料中のベーパを排除する機能を有するが、燃
料ポンプを汲上げるポンプ入口側に燃料を長期間確保す
る機能は備えていない。

【０００５】さらには、燃料タンク内の燃料ポンプの吸
込口側に長期間例えば３週間ないし４週間燃料を大容量
例えば３００ｃｃ確保する燃料貯蔵装置は知られていな
い。本発明の目的は、燃料タンク内の燃料ポンプの吸込
口側に燃料ポンプが始動可能な燃料を常に確保する燃料
供給装置を提供することにある。本発明の他の目的は、
車両が傾斜しても燃料ポンプの吸込口側に燃料ポンプ始
動可能な燃料量を常に確保する燃料供給装置を提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
燃料供給装置によると、燃料を蓄える燃料タンクと、燃
料タンク内の燃料を汲上げるために燃料タンク内に備え
られる燃料ポンプと、燃料ポンプを覆うように設けら
れ、下部から内部に燃料を取入れる燃料取入口を有する
サブタンクと、サブタンクの内部に設けられるポンプフ
ィルタと、サブタンクを燃料タンクに固定するフランジ
とを備える。そして、燃料ポンプの吸込口側に上方に立
ち上がるように燃料液面保持手段が形成され、この立ち
上がり部の容積部分に燃料が蓄えられるようになってい
る。これにより、簡単な構成で燃料タンク内の燃料ポン
プの始動に必要な燃料量を大容量確保することができ
る。この燃料供給装置によると、燃料タンク内の燃料ポ
ンプの入口側の燃料を汲み上げ可能な高い燃料液面位置
に燃料を長期間保持できる。

【０００７】請求項２に記載の燃料供給装置によると、
サブタンクの底部の燃料取入口からサブタンクの内部に
連通する通路が通路壁で形成されていることから、燃料
タンクが傾斜しても通路壁に仕切られる内部に燃料を確
保することができる。請求項３に記載の燃料供給装置に
よると、フランジが燃料タンク側に吐出するリターンパ
イプを有し、サブタンク蓋体がリターンパイプに嵌合す
る摺動シール部を有するため、サブタンク内のシール性
が向上する。

【０００８】請求項４に記載の燃料供給装置によると、
燃料ポンプのリターン側にジェットポンプを備えている
ため、燃料ポンプの吐出燃料のもつエネルギーを利用し
て燃料タンク内の燃料をサブタンク内に汲み上げられ
る。請求項５に記載の燃料供給装置によると、フランジ
のスプリング受部が反燃料タンク側に突出しているた
め、フランジに対しスプリングがずれ難いので、フラン
ジにサブタンクを安定して取り付けられる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。 （第１実施例）本発明の第１実施例を図１、図２および
図７に示す。図１に示す燃料供給ユニット１１は、図示
しない燃料タンクの上タンク４から燃料タンクの底に押
しつけられる。

【００１０】樹脂製のフランジ１は、金属製の上タンク
４の開口部に取付けられる。このフランジ１は、受電用
の電気コネクタ２とエンジン側に燃料を供給する供給パ
イプ３が形成されている。フランジ１の燃料タンク内側
にはサブタンク９が設けられている。サブタンク９は、
サブタンク本体１２とこのサブタンク本体１２の上部開
口を蓋するサブタンク蓋体１３とからなる。サブタンク
蓋体１３のサブタンク内側にはフィルタハウジング６が
設けられている。

【００１１】フィルタハウジング６の中央側に燃料ポン
プ１４が備えられている。燃料ポンプ１４の吸込口１５
にはブラケット１７が取付けられており、このブラケッ
ト１７からＬ字状に吸込みパイプ１８が延びている。燃
料ポンプ１４の吐出口１６は、その周りにシールリング
１９を介してフィルタハウジング６に連結されている。
フィルタハウジング６には燃料ポンプ１４の外周部の一
部分に半円筒状にフィルタエレメント２０が収容されて
いる。フィルタエレメント２０は接着剤２１によりフィ
ルタハウジング６に固定されている。サブタンク蓋体１
３は、そのスナップフィット爪２１がサブタンク本体１
２の嵌合孔２２に弾性嵌合されている。燃料ポンプ１４
から燃料フィルタエレメント２０を通過した燃料はフィ
ルタハウジング６の分岐部２３でエンジン供給側に供給
される供給路２４とサブタンク内に戻される戻し路２５
とに分かれる。戻し路２５側にはプレッシャレギュレー
タ２６が取付けられており、このプレッシャレギュレー
タ２６の出口側にノズル２７が設けられている。サブタ
ンク本体１２は、そのスナップフィット爪２８がフラン
ジ１の嵌合孔２９に弾性嵌合している。

【００１２】以下、本発明の燃料供給ユニット１１の複
数の要部について順次説明する。 (1) サクションフィルタ サクションフィルタ３１は、燃料ポンプ１４の吸込パイ
プ１８の入口側に容器が垂直上方に立ち上がる形状に液
面保持手段３２を形成している。液面保持手段３２は、
吸込パイプ１８の入口側に上方に立ち上がるように目開
きが３０〜５０μｍ程度の油膜形成フィルタ３３が設け
られている。油膜形成フィルタ３３の上部にはチェック
バルブ３４が設けられている。油膜形成フィルタ３３の
底部５１は後述する迷路壁通路底部３５よりも低い位置
にある。

【００１３】このサクションフィルタ３１は、立ち上が
る形状になっており、この部分に１００〜３００ｃｃ程
度の燃料が充満される状態を作る。これにより、このサ
クションフィルタ３１内に充満される燃料が吸込パイプ
１８を通して燃料ポンプ１４に吸込み可能である。サク
ションフィルタについては、フィルタの材料を目開き３
０μｍの平織のものと６０μｍのものとについて油膜強
度の実験をした。その結果は図３に示す通りである。サ
クションフィルタのメッシュの種類としては、 平織（目開き３０μｍ）、綾織（目開き３０μ
ｍ）、平織（目開き３０μｍ）＋畳織（目開き１００
μｍ）、綾織（３０μｍ）＋畳織（１００μｍ）、上
記は二重メッシュにすることにより目詰まり寿命を
向上させることができる。またサクションフィルタ３１
の表面積自体を小さくすることができる。

【００１４】(2) 迷路構造 サブタンク９の底部には、サブタンク９の底部に形成さ
れる燃料取入口３６からサブタンク９内に取入れた燃料
が液面傾斜時逃げない様に迷路構造が形成されている。
この迷路構造は、取入孔３６、スロート部４３、迷路壁
底部３５、半円状に形成される迷路壁３７、迷路壁終端
３８とからなる。この迷路構造により、図２に示すよう
に、燃料供給ユニット１１が傾斜したときにも迷路壁３
７の内部の燃料を燃料ポンプ１４の吸込口１５から吸い
込めるようにしている。

【００１５】(3) 摺動シール フランジ１の供給パイプ３の内側に突き出すパイプ５２
の外周部には、サブタンク蓋体１３に取付けられる円環
状の摺動シール部材３９がパイプ長手方向に摺動可能に
取付けられている。 (4) ジェットポンプ ジェットポンプのノズル２７は、Ｏリング４２を介して
サブタンク９に一体に設けられている。ノズル２７の内
径は１．０〜３．６ｍｍの間に設定され、ジェットポン
プのスロート部４３の内径は４〜１３ｍｍの間に設定さ
れている。サブタンク９の燃料取入口３６に設けられる
バルブ４０は、傘状の形であって、材質がＦＫＭまたは
フロロシルコンからなる。

【００１６】サブタンク９の底部に形成される燃料取入
口３６にはバルブ４０が設けられており、ノズル２７の
噴孔３０から噴出するリターン燃料の噴流により発生す
る負圧によりサブタンク９の外部から燃料取入口３６を
通してサブタンク９の内部に燃料を吸い込む。これによ
り、リターン燃料の噴流により燃料タンクの内部のサブ
タンクの外部から内部に燃料を吸い込むことができる。
したがって、サブタンク９内には燃料ポンプ１４が駆動
しているとき、燃料ポンプ１４が吸込みに必要な量の燃
料が常に充満されることになる。

【００１７】(5) スプリング受け フランジ１に対しサブタンク蓋体１３は圧縮コイルスプ
リング４１により下方向に付勢されている。これによ
り、サブタンク９が常にタンク底面に押しつけられ無効
残量を低減するとともに燃料タンク内のサブタンクの位
置決めを行っている。フランジ１に対しサブタンク９の
ガタツキが防止されている。スプリング受けの凸部４
５、４６を凸形状にしたのは、圧縮コイルスプリング４
１の軸方向長さを長く安定に取り付けられるためであ
る。

【００１８】シールリング１９と摺動シール４４は、Ｆ
ＫＭ、Ｈ−ＮＢＲ、フロロシリコン等を使用する。サブ
タンク９は、カーボン入りＰＯＭまたはＰＯＭを用いる
のが望ましい。フランジ１の下面には圧縮コイルスプリ
ング４１の一端を保持する凸部４５が設けられ、サブタ
ンク蓋体１３の上面には圧縮コイルスプリング４１の他
端を保持する凸部４６が設けられている。

【００１９】次に、この燃料供給ユニットの燃料の流れ
について説明する。燃料ポンプ１４が駆動されると、燃
料ポンプ１４の吐出口１６から吐出された燃料はフィル
タエレメント２０を通り分岐部２３でエンジン側に供給
される燃料とプレッシャレギュレータ２６を通して燃料
タンク内にリターンされる燃料とに分流される。エンジ
ンに供給される燃料は供給路２４から供給パイプ３内の
通路を通してエンジンに供給される。プレッシャレギュ
レータ２６側に流れるリターン燃料はノズル２７の噴孔
３０から噴出される。このとき、噴出流により生じる負
圧による燃料吸上げ作用によりサブタンク９の外部から
燃料取入口３６を通して燃料を吸込み、スロート部４３
からサブタンク９の内部に吸い込む。サブタンク内部に
吸い込まれた燃料はサクションフィルタ３１の内部に入
り、吸込パイプ１８を通り吸込口１５から燃料ポンプ１
４の内部を通り吐出口１６から吐出される。

【００２０】この燃料供給装置を搭載した車両の組立完
了時、燃料タンク内に初期走行が可能な程度の例えば６
〜１０リットル程度の燃料が供給される。このときの燃
料タンク内の燃料液面レベルは迷路壁通路底部３５の位
置よりも高い位置にあり、バルブ４０はサブタンク９の
内外の圧力差の僅かな値により開弁するようになってい
る。燃料の液面レベルが迷路壁通路底部３５よりも高い
位置にあるから、燃料は燃料取入口３６からスロート部
４３、迷路壁３７を通り、迷路壁終端３８からサブタン
ク９の内部のサクションフィルタ３１の内部の底部に流
入する。このとき、サクションフィルタ３１の吸入パイ
プ１８が燃料で満たされると、燃料ポンプ１４は燃料を
吸込み吐出可能となり、燃料を圧送する。

【００２１】通常の走行時、燃料は吐出口１６からフィ
ルタエレメント２０を通り、フィルタハウジング６の分
岐部２３からエンジン側流路とリターン側流路に分岐
し、エンジン側に流れる燃料は供給パイプ３を通してエ
ンジンに供給される。リターン側に流れる燃料はプレッ
シャレギュレータ２６で調圧されノズル２７に流入す
る。ノズル２７の噴孔３０から噴出した燃料は、噴流と
なってスロート部４３に流れ込む。このとき流体エネル
ギー変換により圧力エネルギーが流量エネルギーにかわ
り、サブタンク９の外部の燃料をサブタンク９の内部に
吸い込む。これにより、サブタンク９内の液面レベルは
サブタンク９の外部に対し持ち上がり、サブタンク９の
内部は燃料で充満される。通常の走行時、エンジン消費
量に対し、リターン流量は十分多いため、サブタンク９
の外部の燃料がなくなっても、サブタンク９の内部に溜
められた燃料により旋回時に息付き現象を生ずることは
なしに安定した燃料供給が行える。

【００２２】車両を傾斜地で長期放置した場合、サクシ
ョンフィルタ３１の目開きを図３に示すように細かくし
ているため、油膜強度が向上しているので、サブタンク
９の内部にあるサクションフィルタ３１の上部にまで満
たされる状態が長期間保たれ、１００〜３００ｃｃの燃
料を確保することができる。すなわち、車両を傾斜地で
長期放置した場合１００〜３００ｃｃ程度の燃料量を確
保することについては、上記作動でサブタンク９内が充
満されるため、ヘッド差により、サクションフィルタ３
１内も燃料が充満される。この際、サクションフィルタ
３１内に貯っているエアは、チェックバルブ３４より排
出される。

【００２３】車両駐車時においては、チェックバルブ４
０からサブタンク９の外部に燃料が洩れても、サクショ
ンフィルタ３１の目開きを図３の如く細かくしているた
め、油膜強度によりシールされ、サクションフィルタ３
１内の燃料を長期間保持できる。従来の技術において
は、燃料確保をバルブ４０のみで行っているため、三週
間から四週間の長期車両放置した場合には、微小圧で開
弁するバルブ４０から燃料が漏れ出て液面低下を生じ、
三〜四週間車両を放置した後の始動ができないという問
題がある。

【００２４】本実施例では、上記の如く油膜の自然現象
を用いてシールできることから安価に機能を達成でき
る。また、サクションフィルタ３１の底部には迷路形状
壁が設けられているから、サクションフィルタ３１の底
部には常に燃料が存在するため、表面張力により油膜破
れを防止する。更にこの条件下においては、サクション
フィルタ３１内にベーパが発生した場合にはチェックバ
ルブ３４からベーパが外部に抜ける。

【００２５】この実施例によると、摺動シール３９を用
いていることから、燃料タンク内のサブタンク９の位置
の高さ変化を燃料タンク高さに応じて任意に調節するこ
とができる。近年の特に背の低い燃料タンクについて
は、このようなコンパクトな構造によりホースの取り回
しなしに容易にサブタンク９を備え付けることができ
る。

【００２６】また本実施例では、摺動シール３９を設け
ることにより例えば１６０ｍｍ程度の浅い燃料タンクに
おいても幅３０〜４０ｍｍ程度のタンク高さ変化の追従
を可能にする。さらには、本実施例では、摺動シール３
９の肉厚を増大し摺動抵抗を２ｋｇｆ程度に押さえてい
るため、燃料ポンプ１４の振動を減衰する効果があり、
ひいては車室内騒音の原因となるフランジ１の振動を低
減することができる。また燃料圧力によりフランジ１と
サブタンク９とを遠ざける方向に燃圧がかかるため、圧
縮コイルスプリング４１の補助力を得られる。

【００２７】（第２実施例）本発明の第２実施例を図４
に示す。図４に示す第２実施例は、フランジ１に形成す
るスプリングガイド部４９を上方に凸形状にした例であ
る。この実施例によると、圧縮コイルスプリング４１の
全長を長く取れるため、燃料供給ユニット１１のタンク
高さ方向の追従範囲を大きく取ることができる。

【００２８】その他の構成部分については図１と実質的
に同一の構成部分については同一符号を付す。 （第３実施例）本発明の第３実施例を図５に示す。図５
に示す第３実施例は、燃料取入れ孔３６にバルブを設け
ない例である。サブタンク９の底部にバルブを設けてい
ない構成である。

【００２９】この実施例では、数日間の燃料の確保が不
要な仕様の燃料供給システムに有効である。すなわちチ
ェックバルブを廃止し、三週間ないし四週間車両を長期
放置した場合の燃料確保のみが可能となることで、コス
トダウンできる。 （第４実施例）本発明の第４実施例を図６に示す。

【００３０】図６に示す実施例は、図１に示す実施例に
対し迷路壁構造を省略した実施例である。迷路壁の構成
をサブタンクに設けないことにより、サブタンク内の構
造が簡素化されてコストダウンが可能となる。サクショ
ンフィルタ３１その他の構成部分については図１に示す
例と同様である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の燃料供給装置を示す断面
図である。

【図２】本発明の第１実施例による燃料供給ユニットが
車両旋回時などに傾斜した場合の燃料液面状態を示す図
である。

【図３】サクションフィルタの油膜強度の実験結果を示
す図である。

【図４】本発明の第２実施例の燃料供給装置を示す断面
図である。

【図５】本発明の第３実施例の燃料供給装置を示す断面
図である。

【図６】本発明の第４実施例の燃料供給装置を示す断面
図である。

【図７】本発明の第１実施例のサブタンク本体を上から
見た平面図である。

【符号の説明】

１ フランジ ６ フィルタハウジング ９ サブタンク １１ 燃料供給ユニット １２ サブタンク本体 １３ サブタンク蓋体 １４ 燃料ポンプ １５ 吸込口 １６ 吐出孔 １７ ブラケット １８ 吸込みパイプ ２０ フィルタエレメント ２６ プレッシャレギュレータ ３１ サクションフィルタ ３２ 液面保持手段 ３３ 油膜形成フィルタ ３４ チェックバルブ ３５ 迷路壁通路底部 ３６ 燃料取入口 ３７ 迷路壁 ３８ 迷路壁終端 ３９ 摺動シール部材 ４１ 圧縮コイルスプリング

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料を蓄える燃料タンクと、 前記燃料タンク内の燃料を汲上げるために前記燃料タン
   ク内に備えられる燃料ポンプと、 前記燃料ポンプを覆うように設けられ、下部から内部に
   燃料を取入れる燃料取入口を有するサブタンクと、 前記サブタンクの内部に設けられるポンプフィルタと、 前記サブタンクを燃料タンクに固定するフランジとを備
   えた燃料供給装置において、 前記燃料ポンプの吸込口側に上方に立ち上がるように形
   成され、この立ち上がり部の容積部分に燃料を蓄える燃
   料液面保持手段を設けたことを備えたことを特徴とする
   燃料供給装置。
2. 【請求項２】 前記サブタンクの底部の前記燃料取入口
   にチェックバルブを有し、前記燃料取入口から前記サブ
   タンクの内部に連通する通路が通路壁で形成されている
   ことを特徴とする請求項１記載の燃料供給装置。
3. 【請求項３】 前記燃料ポンプの上部に設けられる燃料
   フィルタと、 前記燃料フィルタを収容するとともに前記サブタンクと
   結合されたフィルタハウジングと、 前記サブタンクに対し前記フランジ側に設けられたサブ
   タンク蓋体とを備え、 前記フランジは前記燃料タンク側に吐出するリターンパ
   イプを有し、前記サブタンク蓋体は前記リターンパイプ
   に嵌合する摺動シール部を有することを特徴とする請求
   項１記載の燃料供給装置。
4. 【請求項４】 前記燃料ポンプからフィルタを通して吐
   出された燃料が外部供給側の燃料とリターン側の燃料と
   に分岐され、この分岐部のリターン側にジェットポンプ
   を備えていることを特徴とする請求項１記載の燃料供給
   装置。
5. 【請求項５】 燃料ポンプ上部に設けられる燃料フィル
   タと、 前記燃料フィルタを収容するとともに前記サブタンクと
   結合されたフィルタハウジングと、 前記サブタンク本体と前記サブタンク蓋体との間に前記
   フランジと前記サブタンク間の高さを燃料タンク深さに
   合わせて調節するスプリングとを有し、 前記フランジのスプリング受部が反燃料タンク側に突出
   していることを特徴とする請求項１記載の燃料供給装
   置。