(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
例えば、燃料タンクからエンジンに燃料を供給するための車両用の燃料供給装置が知られている。燃料供給装置は、燃料タンクに貯留された燃料を吸入口から吸引し、エンジンに圧送する燃料ポンプと、燃料ポンプ内に異物が混入しないようにするために吸入口に取り付けられるサクションフィルタと、を備えている。
【0003】
ここで、燃料ポンプのレイアウトの都合やメンテナンスの都合上、燃料供給装置を燃料タンクの外部に配置する場合がある。このような場合、燃料ポンプとサクションフィルタとを収納するハウジングを設け、このハウジングと燃料タンクとを配管を介して連結する。配管は、燃料タンクからハウジング内に燃料を供給するための供給用の配管と、ハウジング内の余剰燃料を燃料タンクに戻すための戻り配管と、により構成される場合が多い。供給用の配管を介してハウジング内に流入する燃料は、サクションフィルタを介して燃料ポンプに吸引される。
【0004】
また、燃料ポンプには、この燃料ポンプ内で発生したベーパを排出するための脱気孔が設けられている。脱気孔から排出されたベーパは、戻り配管を介して燃料タンク内に排出される。
【0005】
ところで、燃料タンクの燃料が、戻り配管を介してハウジング内に逆流し、ハウジング内に異物が混入しないように、戻り配管に一方向弁を設けた技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
また、脱気孔から燃料ポンプ内への異物の侵入を防止するために、脱気孔に別途フィルタを設ける技術が開示されている(例えば、特許文献2参照)。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、上述の特許文献1にあっては、例えばサクションフィルタが目詰まりを起こした場合に、ハウジング内への燃料の供給が直ちに遮断されてしまう。このため、エンジンへの燃料供給が不十分となってしまい、エンジンが停止してしまう可能性があった。このような場合、サクションフィルタを交換しない限りエンジンを再起動させることができず、運転者にとって不都合が生じる場合があった。
【0008】
また、上述の特許文献2にあっては、フィルタがベーパをスムーズに排出するのを阻害してしまい、十分にベーパを排出できなくなる可能性があった。
【0009】
そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、サクションフィルタの交換時期に幅を持たせ、ユーザーフレンドリーで、且つベーパの排出をスムーズに行うことができる燃料供給装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記の課題を解決するために、本発明に係る燃料供給装置は、燃料タンクに貯留された燃料を吸入口より吸入して吐出口から吐出すると共に、内部に発生したベーパを排出するための脱気孔が設けられた燃料ポンプと、前記吸入口に接続されるサクションフィルタと、前記燃料ポンプおよび前記サクションフィルタを収納するハウジングと、を備え、前記ハウジングは、前記燃料ポンプを収納し、前記脱気孔と連通されたポンプ室と、前記ポンプ室と分割構成され、前記サクションフィルタを収納するフィルタ室と、前記ポンプ室と前記フィルタ室とは別体で設けられ、前記ポンプ室と前記フィルタ室とを隔てる隔壁部と、
前記ポンプ室と前記燃料タンクとを連通する第1流路と、前記フィルタ室と前記燃料タンクとを連通する第2流路と、前記吐出口から吐出された燃料を外部機器に導く燃料取出し流路と、前記第1流路の途中に設けられた小フィルタと、備え、前記隔壁部は、前記隔壁部の外周部に設けられ、前記隔壁部の厚さ方向両側から前記ポンプ室と前記フィルタ室とが嵌合されるとともに前記隔壁部と前記ポンプ室とのシール性および前記隔壁部と前記フィルタ室とのシール性を確保するシール壁を有することを特徴とする。
【0011】
このように構成することで、例えばサクションフィルタが目詰まりを起こした場合であっても、第1流路を介してハウジング内に燃料を供給することが可能になる。また、第1流路の途中に小フィルタが設けられているので、燃料タンクからハウジング内への異物の侵入を防止できる。このため、ハウジング内への燃料の供給が直ちに遮断されてしまうことを防止でき、サクションフィルタの交換時期に幅を持たせることができるユーザーフレンドリーな燃料供給装置を提供できる。
また、脱気孔をフィルタで閉塞することも無いので、ベーパの排出をスムーズに行うことができる。
【0012】
本発明に係る燃料供給装置は、前記ハウジングは、前記燃料取出し流路の途中に設けられた圧力調整弁を有し、前記圧力調整弁と前記ポンプ室とが連通されていることを特徴とする。
【0013】
このように、圧力調整弁を設けることにより、燃料取出し流路内の燃料の圧力を一定に保つことができる。また、圧力調整弁が一体化されているので、燃料供給装置の外側で圧力調整弁のレイアウトを考慮する必要がない。このため、高品質でレイアウト性の高い燃料供給装置を提供できる。
さらに、圧力調整弁を介してポンプ室に燃料が流入することにより、この燃料によって燃料ポンプを冷却することが可能になる。このため、燃料ポンプを熱害から保護することでき、燃料供給装置の動作を安定させることができる。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、例えばサクションフィルタが目詰まりを起こした場合であっても、第1流路を介してハウジング内に燃料を供給することが可能になる。また、第1流路の途中に小フィルタが設けられているので、燃料タンクからハウジング内への異物の侵入を防止できる。このため、ハウジング内への燃料の供給が直ちに遮断されてしまうことを防止でき、サクションフィルタの交換時期に幅を持たせることができるユーザーフレンドリーな燃料供給装置を提供できる。
また、脱気孔をフィルタで閉塞することも無いので、ベーパの排出をスムーズに行うことができる。
【発明を実施するための形態】
【0016】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0017】
(燃料供給装置)
図1は、燃料供給装置1の斜視図、
図2は、燃料供給装置1の部分断面斜視図である。
図1、
図2に示すように、燃料供給装置1は、例えば、自動車や自動二輪車の燃料タンク2の重力方向下方に配置され、燃料タンク2に貯留された燃料を不図示のエンジンに供給するためのものである。燃料供給装置1は、燃料を吸入して吐出する燃料ポンプ3と、燃料ポンプ3内への異物の侵入を防止するためのサクションフィルタ7と、これら燃料ポンプ3とサクションフィルタ7とを外包して支持するハウジング5と、を備えている。
【0018】
(燃料ポンプ)
燃料ポンプ3は、略円筒状に形成されたポンプハウジング10と、ポンプハウジング10の一端側に内装されたポンプ部11と、ポンプハウジング10のポンプ部11が配置された箇所を除く大部分に配置されたモータ部12と、を主構成としている。
なお、以下の説明では、ポンプハウジング10の軸方向を単に軸方向と称し、ポンプハウジング10の径方向を単に径方向と称し、ポンプハウジング10の周回り方向を単に周方向と称して説明する。
【0019】
ポンプハウジング10の一端側には、吸入口13が設けられている。この吸入口13は、燃料ポンプ3内に燃料を取り込むためのものである。この吸入口13にサクションフィルタ7が接続されている。
また、ポンプハウジング10の一端側には、脱気孔6がポンプハウジング10の内外を連通するように貫通形成されている。脱気孔6は、燃料ポンプ3内で発生したベーパを燃料ポンプ3外に排出するためのものである。
【0020】
燃料ポンプ3のポンプ部11には、例えばインペラを有する非容積型の再生式ポンプが用いられる。このように構成されたポンプ部11は、モータ部12によって回転駆動される。一方、モータ部12には、例えば、ブラシ付きの直流モータが用いられる。モータ部12は、軸方向に沿う不図示の回転軸を有している。この回転軸の一端にポンプ部11が連結され、ポンプ部11が回転軸回りに回転駆動する。
【0021】
また、ポンプハウジング10とモータ部12との間には、燃料が通流可能な不図示の隙間が設けられている。さらに、ポンプハウジング10の他端側には、このポンプハウジング10の開口を閉塞するようにアッパーカップ14が設けられている。このアッパーカップ14に、燃料ポンプ3の外側に燃料を吐出させるための吐出口15が設けられている。
【0022】
(ハウジング)
ハウジング5は、燃料ポンプ3を収納する第1ハウジング8とサクションフィルタ7を収納する第2ハウジング9と、に分割構成されている。
第1ハウジング8は、略有底四角筒状に形成されている。すなわち、第1ハウジング8は、軸方向からみて略四角状の平坦な底部8bと、底部8bの四辺からそれぞれ立ち上がるように形成された4つの平坦な側壁8cと、側壁8cの底部8bとは反対側の周縁に形成された開口部8aと、を有している。そして、第1ハウジング8は、開口部8aを第2ハウジング9側に向けて配置されている。
【0023】
第1ハウジング8内には、燃料ポンプ3を収納するためのポンプ室31が形成されている。燃料ポンプ3は、第1ハウジング8の底部8b側にアッパーカップ14を向けた形で収納されている。
【0024】
第1ハウジング8の1つの側壁8cには、底部8b寄りに、燃料取出し管16が設けられている。この燃料取出し管16は、第1ハウジング8の底部8bに形成された燃料流路17を介し、燃料ポンプ3の吐出口15に連通されている。
燃料取出し管16は、ホースを介してエンジン(何れも不図示)に連結されている。これにより、燃料ポンプ3からエンジンに燃料が供給される。また、第1ハウジング8の燃料流路17の途中に、プレッシャレギュレータ18が設けられている。
【0025】
プレッシャレギュレータ18は、燃料取出し管16を介してエンジンに供給される燃料の圧力を、所定の圧力に保つためのものである。また、プレッシャレギュレータ18は、ポンプ室31と連通している。そして、燃料取出し管16内の燃料が所定の圧力よりも高くなると、プレッシャレギュレータ18を介してポンプ室31に燃料が戻される。
また、第1ハウジング8の底部8bには、コネクタ部21が設けられている。このコネクタ部21には、外部電源から延びる不図示のコネクタが嵌着される。コネクタ部21には、燃料ポンプ3のモータ部12と電気的に接続される端子22が設けられている。
【0026】
また、第1ハウジング8の側壁8cには、軸方向略中央よりもやや開口部8a寄りで且つ重力方向上側の面に、略円筒状のリターン流路23が重力方向上側(燃料タンク2側)に向かって突設されている。リターン流路23は、燃料ポンプ3で発生したベーパや、プレッシャレギュレータ18を介して第1ハウジング8内に戻された燃料を、燃料タンク2内に戻すための流路であって、ポンプ室31に連通されている。また、リターン流路23は、不図示のホースを介して燃料タンク2に接続されている。
【0027】
さらに、リターン流路23には、ストレーナ24が設けられている。ストレーナ24は、燃料タンク2側から異物等が第1ハウジング8内に侵入してしまうのを防止するためのものである。
【0028】
また、第1ハウジング8の側壁8cには、開口部8a寄りに複数の係合突起25が径方向外側に向かって突出形成されている。複数の係合突起25は、4つの側壁8cにそれぞれ1つずつ設けられている。これら係合突起25は、第1ハウジング8と第2ハウジング9とをスナップフィット固定(係合)して、これら第1ハウジング8と第2ハウジング9とを一体化するためのものである。
【0029】
係合突起25は、第1ハウジング8の一端側(開口部8a側、第2ハウジング9側)から他端側(底部8b側)に向かうに従って徐々に突出高さが高くなるように傾斜面25aを有している。係合突起25の傾斜面25aとは反対側の側面25bは、径方向に沿う(軸方向と直交する)平坦面になっている。
【0030】
一方、第2ハウジング9は、略有底四角筒状に形成されている。すなわち、第2ハウジング9は、軸方向からみて略四角状の平坦な底部9bと、底部9bの四辺からそれぞれ立ち上がるように形成された4つの平坦な側壁9cと、側壁9cの底部9bとは反対側の周縁に形成された開口部9aと、を有している。そして、第2ハウジング9は、開口部9aを第1ハウジング8側に向けて配置されている。また、第2ハウジング9は、開口部9aの大きさが第1ハウジング8の開口部8aとほぼ同じ大きさになるように形成されている。
【0031】
第2ハウジング9内には、サクションフィルタ7を収納するためのフィルタ室32が形成されている。
また、第2ハウジング9の側壁9cには、軸方向略中央よりもやや底部9b寄りで且つ重力方向上側の面に、略円筒状の供給流路26が重力方向上側(燃料タンク2側)に向かって突設されている。供給流路26は、燃料タンク2の燃料をフィルタ室32に供給するためのものであって、このフィルタ室32に連通されている。また、供給流路26は、不図示のホースを介して燃料タンク2に接続されている。
【0032】
また、第2ハウジング9の側壁9cの外面には、開口部9a寄りに複数の係合片28が設けられている。係合片28は、第2ハウジング9の側壁9cの外面から開口部9aの周縁よりも第1ハウジング8側に向かって延出されている。複数の係合片28は、第1ハウジング8の係合突起25にスナップフィット固定されることで、第1ハウジング8と第2ハウジング9とを一体化させるためのものである。このため、複数の係合片28の個数は、第1ハウジング8の係合突起25の個数と同数に設定されている。また、複数の係合片28は、各係合突起25に対応するように、各側壁9cにそれぞれ1つずつ配置されている。
【0033】
各係合片28は、各係合片28は、径方向からみて略長方形状に形成されている。また、係合片28の略中央部に、係合突起25を挿入可能な係合孔29が形成されている。また、各係合片28は、径方向に沿って僅かに弾性変形可能に構成されている。これにより、各係合突起25に、それぞれ係合片28がスナップフィット固定される。
【0034】
ここで、係合突起25に係合片28がスナップフィット固定された状態では、第1ハウジング8の開口部8aの端部と第2ハウジング9の開口部9aの端部とが、隔壁部40を介して当接している。この際、第1ハウジング8の開口部8aと第2ハウジング9の開口部9aとが、ほぼ同じ大きさに形成されているので、第1ハウジング8の側壁8cと第2ハウジング9の側壁9cとがほぼ面一になる。
【0035】
隔壁部40は、一体となった第1ハウジング8と第2ハウジング9のポンプ室31とフィルタ室32とを隔てるものである。このため、隔壁部40は、第1ハウジング8の開口部8aと第2ハウジング9の開口部9aとを閉塞可能な大きさに形成されている。そして、隔壁部40の周縁も、第1ハウジング8の側壁8cおよび第2ハウジング9の側壁9cと面一になる。
【0036】
隔壁部40には、燃料ポンプ3の吸入口13に対応する位置に、この吸入口13を挿通可能な不図示の貫通孔が形成されている。この貫通孔を介し、燃料ポンプ3の吸入口13がフィルタ室32側に臨まされている。そして、フィルタ室32側で、吸入口13にサクションフィルタ7が取り付けられている。また、不図示の貫通孔と吸入口13との間には、不図示のOリングが設けられている。このため、貫通孔と吸入口13との間がシールされる。このため、ポンプ室31とフィルタ室32は、隔壁部40によって確実に隔たれる。また、隔壁部40を設けた状態において、燃料ポンプ3の脱気孔6は、ポンプ室31と連通するようになっている。
【0037】
さらに、隔壁部40の外周部寄りには、全周に渡ってシール壁41が形成されている。シール壁41は、第1ハウジング8の側壁8cおよび第2ハウジング9の側壁9cの内面に沿うように、略四角筒状に形成されている。シール壁41の外周面には、4つのOリング溝42が形成されている。4つのOリング溝42の2つのOリング溝42は、第1ハウジング8の側壁8cと対向し、もう2つのOリング溝42は、第2ハウジング9の側壁9cと対向するようにそれぞれ配置されている。このようなOリング溝42に、それぞれOリング43が取り付けられている。これにより、シール壁41を介して第1ハウジング8の側壁8cと第2ハウジング9の側壁9cとの間がシールされる。
【0038】
(燃料供給装置の組み立て)
次に、燃料供給装置1の組み立てについて説明する。
まず、予め燃料ポンプ3を組み立てると共に、隔壁部40のシール壁41にOリング43を取り付ける。そして、予めプレッシャレギュレータ18を組み付けた第1ハウジング8に、燃料ポンプ3を組み付ける。このとき、第1ハウジング8の開口部8a側に、燃料ポンプ3のアッパーカップ14を向け、そのまま第1ハウジング8のポンプ室31に燃料ポンプ3を挿入する。
【0039】
続いて、第1ハウジング8の開口部8a側に隔壁部40を取り付ける。この隔壁部40の上から、吸入口13にサクションフィルタ7を取り付ける。さらに、第2ハウジング9の開口部9aを第1ハウジング8の開口部8aに向けると共に、第1ハウジング8のリターン流路23と第2ハウジング9の供給流路26との位置を合わせ、開口部8a,9a同士を突き合わせる。このとき、第2ハウジング9のフィルタ室32にサクションフィルタ7が収まるようにしながら開口部8a,9a同士を突き合わせる。
【0040】
また、開口部8a,9a同士を突き合わせる際、隔壁部40のシール壁41に第2ハウジング9の開口部9aを嵌め込むように行う。これにより、第1ハウジング8に対する第2ハウジング9の位置決めが行われる。つまり、シール壁41は、第1ハウジング8の開口部8aと第2ハウジング9の開口部9aを突き合わせる際、ガイドとして機能する。
【0041】
また、第1ハウジング8の開口部8aと第2ハウジング9の開口部9aを突き合わせる際、第1ハウジング8(シール壁41)に向けて第2ハウジング9を押し込んでいくと、係合突起25に係合片28が当接する。さらに、第2ハウジングを押し込んでいくと、係合突起25の傾斜面25aに沿って係合片28が弾性変形しながら移動し、この係合片28が係合突起25をスムーズに乗り上げる。
【0042】
そして、第2ハウジング9の開口部9aの端部が隔壁部40に当接するのとほぼ同時に、係合片28の係合孔29が係合突起25に到達する。すると、係合片28の復元力により、係合孔29に係合突起25が差し込まれる。これにより、第1ハウジング8に第2ハウジング9がスナップフィット固定(係合)される。そして、2つのハウジング8,9が一体化され、第2ハウジング9のフィルタ室32にサクションフィルタ7が収納される。これにより、燃料供給装置1の組み立てが完了する。
【0043】
(燃料供給装置の動作)
次に、燃料供給装置1の動作について説明する。
まず、燃料ポンプ3は、燃料タンク2の重力方向下方に配置されているので、燃料の自重によって、第2ハウジング9のフィルタ室32に、供給流路26を介して燃料が流入される。そして、フィルタ室32が燃料で満たされ、サクションフィルタ7が燃料に浸漬される。
ここで、第1ハウジング8と第2ハウジング9との間には、隔壁部40が設けられている。このため、フィルタ室32に貯留された燃料が、ポンプ室31に漏出してしまうことが防止される。
【0044】
フィルタ室32が燃料で満たされている状態で、燃料ポンプ3のモータ部12によってポンプ部11を回転駆動させると、サクションフィルタ7を介して吸入口13からポンプ部11内に燃料が吸入される。さらに、ポンプ部11から吐出された燃料は、ポンプハウジング10とモータ部12との間の隙間を介し、ポンプハウジング10の他端側(アッパーカップ14側)に圧送される。この後、アッパーカップ14に設けられている吐出口15、および燃料流路17を介し、燃料が燃料取出し管16に流出される。さらに、不図示のエンジンに燃料が供給される。
【0045】
また、燃料取出し管16内の燃料の圧力が所定の圧力よりも高くなると、燃料取出し管16内の燃料が、プレッシャレギュレータ18を介してポンプ室31内に戻される。ポンプ室31内が燃料で満たされると、この燃料がリターン流路23、不図示のホースを介して燃料タンク2に戻される。
さらに、燃料ポンプ3内で発生したベーパは、脱気孔6を介してポンプ室31に排出される。そして、ベーパの浮力によって、このベーパがリターン流路23に到達する。リターン流路23に到達したベーパは、さらに、ホースを介して燃料タンク2に排出される。
【0046】
ここで、仮にサクションフィルタ7が目詰まりを起こした場合について説明する。サクションフィルタ7が目詰まりを起こすと吸入口13から燃料を吸入することが困難になる。このような場合、ポンプ部11内が負圧となり、さらに、脱気孔6を介してポンプ室31が負圧となる。このため、リターン流路23を介して燃料タンク2の燃料がポンプ室31に流入される。この際、リターン流路23には、ストレーナ24が設けられているので、リターン流路23を介し、異物がポンプ室31内に浸入してしまうことが防止される。
ポンプ室31に流入された燃料は、脱気孔6を介してポンプ室31に吸入される。そして、吐出口15、および燃料流路17を介し、燃料が燃料取出し管16に燃料が流出される。
【0047】
このように、上述の実施形態では、ハウジング5を、ポンプ室31を有する第1ハウジング8と、フィルタ室32を有する第2ハウジング9と、に分割構成している。また、ポンプ室31とフィルタ室32とを隔てる隔壁部40を設けている。さらに、第1ハウジング8に、ポンプ室31と燃料タンク2とを連通するリターン流路23を設けていると共に、第2ハウジング9に、フィルタ室32と燃料タンク2とを連通する供給流路26を設けている。このため、仮にサクションフィルタ7が目詰まりを起こした場合であっても、直ちにポンプ部11への燃料の吸入が遮断されてしまうことを防止できる。よって、急にエンジンが停止してサクションフィルタ7の交換に迫れることなく、サクションフィルタの交換時期に幅を持たせることができる。この結果、ユーザーフレンドリーな燃料供給装置1を提供できる。
【0048】
また、脱気孔6にフィルタを設けずに、リターン流路23にストレーナ24を設けることにより、燃料ポンプ3内への異物の侵入を防止している。このため、脱気孔6からスムーズにベーパを排出することができる。また、リターン流路23に燃料が逆流した場合であっても、ストレーナ24によって、ポンプ室31内への異物の侵入を防止できる。
【0049】
また、第1ハウジング8の底部8bに形成された燃料流路17に、プレッシャレギュレータ18を設けている。そして、プレッシャレギュレータ18とポンプ室31とが連通している。このため、燃料取出し管16内の燃料の圧力を常に一定に保つことができる。また、燃料供給装置1の外側でプレッシャレギュレータ18のレイアウトを考慮する必要がない。このため、高品質でレイアウト性の高い燃料供給装置1を提供できる。
【0050】
さらに、燃料取出し管16内の燃料の圧力が所定の圧力よりも高くなると、燃料取出し管16内の燃料が、プレッシャレギュレータ18を介してポンプ室31内に戻されるので、燃料によって、燃料ポンプ3を冷却することが可能になる。このため、燃料ポンプ3を熱害から保護することができ、燃料供給装置1の動作を安定させることができる。
【0051】
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、燃料供給装置1は、自動車や自動二輪車のエンジン(不図示)に燃料を供給するためのものである場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、燃料供給を必要とするさまざまな装置に燃料供給装置1の構成を採用することが可能である。
【0052】
また、上述の実施形態では、ポンプ部11には、例えば、インペラを有する非容積型の再生式ポンプが用いられている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、ポンプ部11として、例えば、遠心ポンプ、渦巻きポンプなどの名称で知られる周知の種々のポンプ構造を採用することが可能である。
モータ部12もブラシ付きの直流モータに限られるものではなく、ブラシレスモータ等、さまざまなモータを採用することが可能である。