(57)【特許請求の範囲】
【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容器が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と、
ノズルからの噴流により発生する負圧によってサブタンクの外部から内部に燃料を吸い込むジェットポンプとを備え、
前記燃料液面保持手段は前記燃料ポンプの吸込口に接続されたサクションフィルタであって、前記サクションフィルタは前記燃料ポンプの底部より上方に立ち上がっており、前記サクションフィルタはサクションフィルタ内に発生したベーパを外部に排出するチェックバルブを上部に有していることを特徴とする燃料供給装置。
【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。
【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ポンプからの燃料をエンジン側に供給する供給パイプを有し、前記サブタンク蓋体は前記供給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。
【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前記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。
【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。
【請求項６】
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燃料を調圧するプレッシャレギュレータを更に備え、
前記ジェットポンプは前記プレッシャレギュレータの出口側近傍に配置され、前記プレッシャレギュレータで調圧された燃料を噴出することを特徴とする請求項１記載の燃料供給装置。
【請求項７】
前記サブタンクは、前記燃料取入口を開閉する傘状のバルブを有し、
前記傘状のバルブは前記ジェットポンプから燃料が噴出されると負圧により前記燃料取入口を開放し、前記ジェットポンプから燃料が噴出されないと前記燃料取入口を閉塞することを特徴とする請求項１記載の燃料供給装置。
【請求項８】
前記サブタンクの底部には、その内周面に沿って迷路壁が立設されることによって迷路構造をなす通路が形成されており、この通路に前記ジェットポンプのノズルからの燃料が噴出されることを特徴とする請求項１記載の燃料供給装置。
【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４８７８５１８、４７５０５２２、４９７１０１７、５０７０８４９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】
本発明の諸求項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、ノズルからの噴流により発生する負圧によってサブタンクの外部から内部に燃料を吸い込むジェットポンプとを備える。そして、燃料ポンプの吸込口側に容器が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。燃料液面保持手段は燃料ポンプの吸込口に接続されたサクションフィルタであって、サクションフィルタは燃料ポンプの底部より上方に立ち上がっており、サクションフィルタはサクションフィルタ内に発生したベーパを外部に排出するチェックバルブを上部に有している。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、フランジが燃料ポンプからの燃料をエンジン側に供給する供給パイプを有し、サブタンク蓋体が供給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。
請求項６に記載の燃料供給装置によると、ジェットポンプは、リターン側に供給される燃料を調圧するプレッシャレギュレータで調圧された燃料を噴出する。
請求項７に記載の燃料供給装置によると、サブタンクは、燃料取入口を開閉する傘状のバルブを有し、傘状のバルブは前記ジェットポンプから燃料が噴出されると負圧により燃料取入口を開放する。
請求項８に記載の燃料供給装置によると、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と、ノズルからの噴流により発生する負圧によってサブタンクの外部から内部に燃料を吸い込むジェットポンプとを備え、サブタンクの底部には、その内周面に沿って迷路壁が立設されることによって迷路構造をなす通路が形成されており、この通路にジェットポンプのノズルからの燃料が噴出される。
【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１３は、そのスナップフィット爪２１がサブタンク本体１２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３０μｍ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、▲１▼平織（目開き３０μｍ）、▲２▼綾織（目開き３０μｍ）、▲３▼平織（目開き３０μｍ）＋畳織（目開き１００μｍ）、▲４▼綾織（３０μｍ）＋畳織（１００μｍ）、上記▲３▼▲４▼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３７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４５、４６を凸形状にしたのは、圧縮コイルスプリング４１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、ＦＫＭ、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１４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３１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４０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３１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３９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
【図１】
0003622064.tif 000002
【図２】
0003622064.tif 000003
【図３】
0003622064.tif 000004
【図４】
0003622064.tif 000005
【図５】
0003622064.tif 000006
【図６】
0003622064.tif 000007
【図７】
0003622064.tif 000008