(57)【要約】【課題】燃料の減圧に起因する騒音と振動を抑制し、動作音が静かな燃料供給装置を得ることを目的とする。【解決手段】背圧弁５の二次側には、一次側より径が狭い絞り流路５ｆｎを有し、絞り流路５ｆｎで高速化された燃料を噴流として吐出するバルブシート５２と、バルブシート５２と同軸上に配置され、噴流を受ける開口部５５ａと、開口部５５ａから進入した噴流の流れを、内部に滞留する燃料によって逆方向に返し、開口部５５ａから排出するように導く液溜空間９ｆｐとが形成された噴流受部９と、が設けられている。【選択図】図１
2018071400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクに貯留された燃料を吸い上げ、加圧して吐出する燃料ポンプと、
前記燃料ポンプが吐出した燃料を燃料消費装置に向けて送出するための燃料流路と、
前記燃料流路から分岐し、前記燃料消費装置に供給する燃料の圧力を保ちつつ、前記燃料消費装置で消費されなかった余剰燃料を前記燃料タンクに戻すための背圧弁を有するリターン流路と、を備え、
前記背圧弁の二次側には、
一次側より径が狭い絞り流路を有し、前記絞り流路で高速化された燃料を噴流として吐出するノズル部と、
前記ノズル部と同軸上に配置され、前記噴流を受ける開口部と、前記開口部から進入した噴流の流れを、内部に滞留する燃料によって逆方向に返し、前記開口部から排出するように導く液溜空間とが形成された噴流受部と、が設けられていることを特徴とする燃料供給装置。
【請求項２】
前記噴流受部は、前記滞留する燃料によって逆方向に返した流れを、前記噴流を囲む環状の流れとして前記開口部から排出するように導くことを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
【請求項３】
前記噴流受部の前記開口部に連なる内面は、奥に進むにつれ広がる朝顔形をなし、当該朝顔形の外周部分に滞留する燃料が前記噴流の流れを前記逆方向に返すことを特徴とする請求項１または２に記載の燃料供給装置。
【請求項４】
前記ノズル部の吐出口に対向する前記噴流受部の内底面の中心部には、前記ノズル部と同軸で底面が前記開口部よりも広い円錐状の突起が形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の燃料供給装置。
【請求項５】
前記ノズル部の吐出口と前記噴流受部の開口部との距離は、前記開口部の径よりも短いことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の燃料供給装置。
【請求項６】
前記開口部の径は前記絞り流路の径の２倍以上であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の燃料供給装置。
【請求項７】
前記噴流受部の下流には、前記ノズル部の吐出口の径よりも幅が狭く、流路断面積が５倍以上の扁平な流路が形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンク内の燃料をエンジン等の燃料を消費する装置に圧送する燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料供給装置には、圧送する際にエンジン等で消費されなかった余剰な燃料を、圧力を変動させずに燃料タンクに排出（リターン）するため、リターン流路には背圧制御型のプレッシャーレギュレータ（背圧弁）が設けられている。しかし、背圧弁から余剰燃料を排出する際、急激な圧力低下が生じるために減圧沸騰音が発生する。また、急激な圧力低下により発生したベーパを含む燃料は脈動が大きく、ベーパを含んだ燃料が噴流となって排出され、排出口近傍の部材または燃料タンクに衝突すると、衝突された部材または燃料タンクが振動し、さらなる騒音が発生する。
【０００３】
一方、最近の技術革新により、エンジンの振動あるいは騒音の低減が顕著であり、これに伴い車両の静粛性が一段と向上している。そして、その静粛性が、車両の感性品質を大きく左右することから、上述した余剰燃料排出に伴う騒音を抑制することが、より重要度を増してきている。
【０００４】
そこで、背圧弁から排出する燃料の圧力を、段階的に低下させるために背圧弁の出口側に絞り弁を設け、余剰燃料の急激な圧力低下を緩和する燃料供給装置（例えば、特許文献１参照。）が開示されている。あるいは、背圧弁から排出する燃料の向きを変化させるために、背圧弁の軸線に対して排出口を垂直に向ける燃料供給装置（例えば、特許文献２参照。）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１９５８７２号公報（段落００１０〜００１９、図１〜図４）
【特許文献２】特開２００９−８０１８号公報（段落００１２〜００１９、図１〜図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、絞り弁を設けた燃料供給装置では、背圧弁から噴き出た高速の噴流が直接絞り弁で絞られる構成となっており、絞り弁下流で更に高速化して不均一流となり、渦が形成されて新たな騒音が発生し、騒音抑制効果が不十分であった。また、排出口を垂直に向ける燃料供給装置では、排出する燃料を整流化する効果のみであり、昨今求められている静粛性の実現には、騒音抑制効果が不十分であった。
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、燃料の減圧に起因する騒音と振動を抑制し、動作音が静かな燃料供給装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の燃料供給装置は、燃料タンクに貯留された燃料を吸い上げ、加圧して吐出する燃料ポンプと、前記燃料ポンプが吐出した燃料を燃料消費装置に向けて送出するための燃料流路と、前記燃料流路から分岐し、前記燃料消費装置に供給する燃料の圧力を保ちつつ、前記燃料消費装置で消費されなかった余剰燃料を前記燃料タンクに戻すための背圧弁を有するリターン流路と、を備え、前記背圧弁の二次側には、一次側より径が狭い絞り流路を有し、前記絞り流路で高速化された燃料を噴流として吐出するノズル部と、前記ノズル部と同軸上に配置され、前記噴流を受ける開口部と、前記開口部から進入した噴流の流れを、内部に滞留する燃料によって逆方向に返し、前記開口部から排出するように導く液溜空間とが形成された噴流受部と、が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の燃料供給装置によれば、滞留する燃料によって噴流の流れを返す噴流受部を有するように構成したので、背圧弁の動作に伴い、減圧沸騰や脈動が生じても、効果的に減衰させ、動作音が静かな燃料供給装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる燃料供給装置の背圧弁の構成を示す断面模式図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかる燃料供給装置の全体構成を示す一部切り欠き斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１にかかる燃料供給装置における燃料の流路と構成機器との関連を示すフロー図である。
【図４】本発明の実施の形態１にかかる燃料供給装置の背圧弁部分での流路構成を説明するための断面模式図である。
【図５】本発明の実施の形態１にかかる燃料供給装置の背圧弁の下流側の流路を構成する部品の断面斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態２にかかる燃料供給装置の背圧弁部分の構成を示す部分斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１〜図５は、本発明の実施の形態１にかかる燃料供給装置の構成について説明するためのもので、図１は本発明の特徴的部分である背圧弁の、とくに下流に噴流受部を設けた流路構成を示すための断面模式図、図２は燃料供給装置の全体構成を示す一部切欠き斜視図、図３は燃料供給装置における燃料タンクから燃料消費装置に至る流路と燃料を一定圧力で供給するための構成機器との関連を示すフロー図である。また、図４は背圧弁および下流の噴流受部を中心とする振動防止に関する構成を説明するための断面模式図であり、図４（ａ）は図１の部分を拡大したものでバルブユニットの軸に平行な断面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ線による断面図である。さらに、図５は背圧弁とその下流側の流路を構成する部品、つまり減圧後の流路を構成する２つの主要部品それぞれの軸に平行な断面斜視図である。なお、図１、図２、図５においては、描画の都合上、断面部分のハッチングを省略している。
【００１２】
本発明の実施の形態１にかかる燃料供給装置１の特徴は、図１に示すように、燃料の圧力を一定に保つための背圧弁５の下流側（二次側）の流路構成にある。しかし、その詳細な説明の前に、燃料供給装置１としての基本構成について説明する。図２に示すように、燃料供給装置１の外観は、主に車両の燃料タンク３００（図３参照）の開口部を塞ぐように収容されるものであり、開口部の蓋となるフランジ２１ａを有する上側ケース２１と、上側ケース２１に接合されてフランジユニット２を形成する下側ケース２２と、燃料ポンプ７を内部に収容するとともに、フランジユニット２に接続されるポンプケース３、燃料ポンプ７の吸込口７ａに装着されるサクションフィルタ４、および下側ケース２２の側面に装着され、後述する燃料タンク３００内の燃料４００の液面を検出するフロート１０ａを備えた液面検出器１０により形成されている。
【００１３】
上側ケース２１は、内部に高圧フィルタ８を収納するようになっており、例えば、熱可塑性樹脂であるアセタール樹脂（ＰＯＭ：Poly Oxy Methylene）のような絶縁性の樹脂で一体成形によって形成されている。そして、下側ケース２２と固着するための図示しない固着端が形成されるとともに、図示しないインジェクタへの燃料ホースなどが接続される吐出パイプ２１ｂ、吐出パイプ２１ｂから分岐するリターン配管２１ｃ、およびタンクの内外を電気接続するためのコネクタ２１ｄを具備している。下側ケース２２とポンプケース３も上側ケース２１と同様の樹脂成型体であり、例えば、フランジユニット２の下側ケース２２部分とポンプケース３との接続は、スナップフィットにより実現することができる。なお、コネクタ２１ｄの端子のうち、燃料タンク３００内に露出する端子は、燃料ポンプ７および液面検出器１０と、燃料ポンプ７の駆動用および液面検出器１０の信号用、あるいはアース用の配線であるリード線２０ｗによって電気接続されている。
【００１４】
燃料供給装置１のうち、燃料の流れに特化した部材としては、図３に示すように、燃料タンク３００内の夾雑物を除去するサクションフィルタ４、サクションフィルタ４が浄化した燃料を吸い上げ加圧して吐出する燃料ポンプ７を備えている。そして燃料ポンプ７の下流には、サクションフィルタ４により取り切れなかったもの、あるいは、燃料ポンプ７を構成する図示しないブラシ、コンミテータなどの摩耗粉を含めた夾雑物を捕捉する高圧フィルタ８を備えている。さらに、その下流の燃料消費装置であるエンジン２００（あるいは、エンジン２００に燃料を噴射するためのインジェクタ等の燃料制御機器）に至る燃料流路Ｆｍが形成されている。
【００１５】
一方、燃料流路Ｆｍの途中部分では、燃料ポンプ７が吐出した燃料のうち、消費されなかった余剰な燃料を燃料タンク３００内に戻すための、リターン流路Ｆｒに分岐している。便宜上、燃料流路Ｆｍのうち、リターン流路Ｆｒに分岐するまでの部分を主流路Ｆｍ０、分岐以降の燃料消費装置に向かう部分を吐出流路Ｆｍｅと区別する。そして、リターン流路Ｆｒには、エンジン２００への供給圧を保ちながら、消費されなかった余剰な燃料を燃料タンク３００内に戻すために、背圧制御型の背圧弁５を備えている。
【００１６】
このような燃料供給装置１を、フランジ２１ａにより開口を塞ぐように燃料タンク３００に取り付けると、フランジ２１ａを境に一方の部分が燃料タンク３００内に収容され、サクションフィルタ４の底面４ｆｂが燃料タンク３００の底面に接するようになる。すると、サクションフィルタ４を介して燃料タンク３００内の燃料４００を燃料ポンプ７により吸引して加圧し、エンジン２００等の燃料消費装置に一定の圧で供給することが可能となる。
【００１７】
つぎに、本発明の特徴部分である背圧弁５の構成について説明する。背圧弁５は、図１および図４に示すように、バルブユニット５１と、バルブシート５２との隙間５ｆｇが上流側（一次側）の流体圧力（背圧）に応じて変化することで、背圧が一定になるように流量を調整する機器である。具体的には、バルブシート５２は、ダイヤフラム５３に懸架され、かつ、カバー５５に支えられたバネ５４によって上流側に押圧されている。これにより、上流側の圧力（一次圧＝背圧）に応じてダイヤフラムに５３に加わる力が変化し、バネ５４の押圧力と均衡するように、図中上下に移動して隙間５ｆｇが変化する。
【００１８】
このとき、二次側で燃料圧力の急減による減圧沸騰の発生を防止するため、二次側の流路に、一次側の流路径よりも径を絞り、圧力損失によって燃料圧力の変化を緩和するための絞り流路５ｆｎを形成している。しかし、そのままでは、吐出口５２ｘからは、一次側よりも流速が増大（本実施の形態では２０倍）した直線的な噴流が排出され、カバー５５に形成された開口部５５ａを通り抜け、その勢いのままリターン流路Ｆｒ等の流路配管内に吐出されることになる。
【００１９】
それに対し、本発明の実施の形態にかかる燃料供給装置１においては、本来減圧後の燃料が通り抜けるべき部分を塞ぐキャップ６を設け、噴流受部９を形成するようにした。このとき、図５の分解図にも示すように、カバー５５の底板５５ｗｂが朝顔形に広がるのに対し、その下流側に当てるキャップ６の底板６ｗｂの内面の外周側は平坦とし、内周側にカバー５５の底板５５ｗｂに対して、一定の間隔を有する円錐状の突起（頂点６ｂｔ）を有するようにした。これにより、キャップ６は単に開口部５５ａを塞ぐのではなく、開口部５５ａよりも径の大きな外周部分を塞ぎ、液溜りとなる、いわば肉厚の杯のような形状の液溜空間９ｆｐを有する噴流受部９を形成するようにした。なお、液溜空間９ｆｐの底面の径は、開口部５５ａの３倍程度大きくなるように構成している。
【００２０】
バルブシート５２内では、一次側の流路径（φ７．９ｍｍ）よりも径を絞った絞り流路５ｆｎ（φ１．７５ｍｍ）が形成されており、吐出口５２ｘからは、燃料４００が噴流として一定の方向に排出されるようにノズル部を構成している。そして、吐出口５２ｘと、その同軸上で開口する開口部５５ａとの距離は、開口部５５ａ、つまり、液溜空間９ｆｐの入口の直径よりも短くなるようにした。さらに、開口部５５ａの直径は、吐出口５２ｘの内径（絞り流路５ｆｎの直径）よりも２倍程度大きいφ３．９ｍｍに構成しており、吐出口５２ｘから出る噴流が、カバー５５を構成する固形物に衝突することなく、全量が開口部５５ａから噴流受部９の内部、つまり液溜空間９ｆｐ内に向かうように構成している。
【００２１】
さらに、噴流受部９の底面には、絞り流路５ｆｎの軸と同心上に位置する頂点６ｂｔを中心とし、開口部５５ａよりも広い底面を有する円錐状の突起が形成されている。そのため、液溜空間９ｆｐの底面は、開口部５５ａから液溜空間９ｆｐへ流入する燃料４００に対して、正対せずに傾くように構成している。つまり、開口部５５ａから流入した燃料４００に対する対向面は、燃料４００の動きを突起に沿って外周に誘導するように円錐状に形成している。
【００２２】
ここで、噴流受部９には、液溜空間９ｆｐに通じる開口部５５ａ以外の出入り口がないため、開口部５５ａから流入するのと同量の燃料４００が開口部５５ａからカバー５５内の空間に溢れ出ることになり、背圧弁５としての出口を設ける必要がある。一方、キャップ６の側壁６ｗｓは、カバー５５の側壁５５ｗｓの外周面を囲んでいる。そこで、側壁５５ｗｓに２か所の貫通孔５５ｈを設けるとともに、側壁５５ｗｓの外周面とキャップ６の側壁６ｗｓの内周面との間に軸方向に連なる扁平な隙間（扁平隙間６ｆｖ）を設け、貫通孔５５ｈを扁平隙間６ｆｖに連通するようにした。
【００２３】
具体的には、キャップ６の側壁６ｗｓの内周面には、径方向に突出し、底面部分から天面部分まで軸方向に延びるリブ６ｒが、周方向に４つ設けられている。リブ６ｒの径方向での突出量は０．９ｍｍで、リブ６ｒ間の周方向における間隔は１１．７ｍｍであるので、リブ６ｒとリブ６ｒとの各間には、カバー５５との間に扁平隙間６ｆｖが計４つ形成されることになる。そのうちの、対向関係（図４（ｂ）における３時と９時の位置）にある２つの扁平隙間６ｆｖのそれぞれに連通するように、貫通孔５５ｈを設けた。
【００２４】
キャップ６の４つのリブ６ｂは、キャップ６の軸線に対し点対称に配置し、背圧弁５のカバー５５に対してキャップ６を取り付ける際、キャップ６の軸線とカバー５５の軸線がずれることを防止している。これにより、各扁平隙間６ｆｖの断面積の偏りを抑制し、扁平隙間６ｆｖの流路特性に関わる径方向寸法（０．９ｍｍ）と、流路断面積（１２．６ｍｍ２）のばらつきを抑えることができる。具体的には、各扁平隙間６ｆｖは、ばらつきなく、一定な水力直径（１．７７ｍｍ）と、一定な流路長さ（５ｍｍ）を有することができる。
【００２５】
さらに、側壁５５ｗｓから径方向に突出するかカシメ部５５ｓの下面と、キャップ６の側壁６ｗｓの天面との間に、環状に延びる環状隙間６ｆｃを設けた。環状隙間６ｆｃは、図４（ｂ）における８時から１１時の区間において、燃料ポンプ７と燃料ポンプ７を保持するポンプケース３との間の図示しない沈降流路を経て、燃料タンク３００内の空間に連なっている。なお、リターン流路Ｆｒからは、直接燃料タンク３００にではなく、例えば、一定以上の液面高さを確保するための図示しないリザーバ等を経由して燃料４００を戻すようにしてもよい。
【００２６】
これにより、バネ５４の隙間を介した貫通孔５５ｈ、扁平隙間６ｆｖ、そして環状隙間６ｆｃに至る経路が、吐出口５２ｘから吐出された燃料が、開口部５５ａを往復して噴流受部９内を出入りした後の、燃料タンク３００に連なる経路として機能する。
【００２７】
続いて、この燃料供給装置１の組立手順を説明する。図２において、上側ケース２１に対し、高圧フィルタ８を上側ケース２１の内天井に接触するまで図における下側から挿入する。これにより、高圧フィルタ８と吐出パイプ２１ｂが連通すると共に、上側ケース２１と高圧フィルタ８の下端面の位置が一致する。この下端面に下側ケース２２を、例えば熱板溶着することで、上側ケース２１と下側ケース２２の固着はもとより、高圧フィルタ８も固着され、前述したフランジユニット２が形成される。このとき、上側ケース２１の吐出パイプ２１ｂから分岐するリターン配管２１ｃと、下側ケース２２のリターン受部２２ａとが連通する。
【００２８】
なお、高圧フィルタ８のエレメント８ａを燃料が通過する際、静電気が発生する。エレメント８ａは、導電性樹脂で成形された図示しない内筒に挟まれているため、発生した静電気は、内筒に蓄えられる。そこで、例えば、導電性樹脂で成形された図示しない端子部材をフランジユニット２から露出させておき、前述した熱板溶着のときに内筒と溶着させ、この端子部材に前述したアース線を接続すれば、静電気を容易に放散することができ好ましい。
【００２９】
一方、ポンプケース３については、内底３ａにクッションラバー３１を敷設した後、燃料ポンプ７をポンプケース３内に挿入し、燃料ポンプ７の吸込口７ａにサクションフィルタ４の出口開口４ｂを接続する。
【００３０】
下側ケース２２のリターン受部２２ａに背圧弁５を、Ｏリング５ｒを介して液密に嵌着した後、下側ケース２２（フランジユニット２）とポンプケース３をスナップフィット係合させる。この係合により、背圧弁５がポンプケース３に保持されるとともに、燃料ポンプ７の吐出口７ｂに嵌めこまれた接続管２０ｊが、下側ケース２２に設けた燃料流入口２２ｂに液密に装着されることになる。この燃料流入口２２ｂはエレメント８ａに連通している。
【００３１】
この結果、サクションフィルタ４から吐出パイプ２１ｂに至る燃料流路Ｆｍ、および燃料流路Ｆｍから分岐し、余剰燃料を燃料タンク３００に戻すリターン流路Ｆｒが確保されることになる。この状態で液面検出器１０を装着し、リード線２０ｗをコネクタ２１ｄに接続することで、燃料供給装置１が組み上がる。
【００３２】
以上、述べた構成を踏まえ、この燃料供給装置１の動作について説明する。
図示しないバッテリーからコネクタ２１ｄ、リード線２０ｗを介して、燃料ポンプ７に電流が供給されると、燃料ポンプ７内の図示しないシャフトを回転軸として、図示しないインペラが内部のロータとともに回転する。この回転に伴い、燃料タンク３００内の燃料４００は、サクションフィルタ４で夾雑物が取り除かれ、燃料ポンプ７の吸込口７ａから導入された後、昇圧され、吐出口７ｂから吐出される。この吐出された昇圧燃料は、エレメント８ａに導入され、サクションフィルタ４を通過、あるいは、ブラシなどの摩耗粉のような燃料ポンプ７内で発生した夾雑物を含めて捕捉された後、吐出パイプ２１ｂを介してインジェクタ等の燃料消費装置に供給される。
【００３３】
このとき、余剰となった燃料４００は、燃料流路Ｆｍから分岐するリターン流路Ｆｒを経て燃料タンク３００内に戻されるが、背圧弁５の背圧制御機能により、インジェクタへの供給圧は所定値に保たれる。その結果、エンジン２００に燃料を噴射するインジェクタでの消費量が急変しても、インジェクタが必要とする量の燃料４００を一定圧で供給することが可能となる。
【００３４】
一方、背圧弁５では、図４に示すように、バルブユニット５１とバルブシート５２の隙間５ｆｇから流入した余剰な燃料４００は、絞り流路５ｆｎを通ることになる。絞り流路５ｆｎでは圧力損失が生じるため、絞り流路５ｆｎの上流でいきなり燃料圧力が大気圧に開放されることはなく、絞り流路５ｆｎに沿って段階的に燃料圧力が低下する。その一方、絞り流路５ｆｎの出口にあたる吐出口５２ｘからは、開口部５５ａに向かって一次側の流れよりも高速になった燃料４００が噴流として噴き出す。なお、本実施の形態１においては、背圧弁５に流れる流量として５０〜１５０Ｌ／ｈを想定しており、吐出口５２ｘから直線状に噴き出る燃料４００の流速は、５．８〜１７．３ｍ／ｓになる。
【００３５】
このとき、上述したように、吐出口５２ｘと開口部５５ａの距離は吐出口５２ｘの径よりも短く、開口部５５ａは吐出口５２ｘの２倍以上の径を有しているので、吐出口５２ｘからの噴流は、開口部５５ａの内側で、中央部分に集中した状態で向かっていく。噴流受部９の開口部５５ａに沿った内面は、上述したように、開口部５５ａ部分から朝顔形に広がり、開口部５５ａの対向面である底面には、開口部５５ａより径が大きな円錐上の突起形状が中央に設けられている。
【００３６】
そのため、開口部５５ａから流入した燃料は、慣性にしたがって円錐上の突起形状に沿うように広がって、軸方向の速度成分の一部が徐々に径方向の速度成分に変換され、液溜空間９ｆｐの奥、つまり外周端に向かって流動する。外周端は、開口部５５ａに沿った内面と底面とのつなぎ目が液密で行き止まりになっているが、先端が湾曲状ではなく、エッジ状になっている。そのため、底面に沿って外周端に向かった燃料は、外周端に沿った状態で方向転換することは困難となる。一方、外周端近傍部分には液体の燃料が滞留しているため、滞留した燃料自体が壁となり、押し返されることになる。押し返された燃料は開口部５５ａ側の内面に沿い、開口部５５ａの内壁に沿って、噴流を囲むように環状に溢れ出る。
【００３７】
つまり、噴流受部９に進入した先は、出口のない液溜空間９ｆｐであるため、開口部５５ａの中央部から流入した燃料４００は行き場が無く、再び開口部５５ａの、今度は外周側に沿ってバルブシート５２とバネ５４との間の空間内に溢れ出る。バルブシート５２の外径は開口部５５ａの径と同程度であるので、開口部５５ａから溢れ出た燃料４００は、バルブシート５２の外形に沿って流れる。そして、バネ５４の隙間を抜け、カバー５５の側壁５５ｗｓとバネ５４との間の空間に流入する。
【００３８】
そして、カバー５５の周方向の２か所に設けられた貫通孔５５ｈを抜けて、カバー５５とキャップ６との間の扁平隙間６ｆｖ中を、カシメ部５５ｓに向かって、絞り流路５ｆｎの流れと逆方向に流れる。そして、環状隙間６ｆｃ中を廻り、燃料ポンプ７と燃料ポンプ７を保持するポンプケース３との間の図示しない沈降流路を経て、燃料タンク３００内の空間に流れ出る。
【００３９】
次に、この動作における騒音低減効果について説明する。
背圧弁５の吐出口５２ｘから噴出した余剰燃料は、急激な圧力低下により発生したベーパを含んでおり、圧力変動が大きい（脈動を有する）という特徴を持つ。そして、例えば、余剰燃料の流量が毎時１５０リットルの場合、燃料は絞り流路５ｆｎによって、１７．３ｍ／ｓもの高速度まで加速される。そのため、吐出口５２ｘからのベーパを含んだ噴流が、そのまま壁材などの固体の部材に衝突すると、衝突された部材が激しく振動して騒音が発生することになる。
【００４０】
しかしながら、本発明の実施の形態にかかる燃料供給装置１では、吐出口５２ｘから出る噴流は、カバー５５を構成する固体の部材に衝突することなく、全量が開口部５５ａから噴流受部９の内部、つまり液溜空間９ｆｐ内に向かっていく。さらに、噴流に対する対向面は軸中心に頂点６ｂｔを有する円錐形をなし、噴流の流れは、対向する円錐面に沿って外周端に向けて広がりながら進行する。
【００４１】
そして、外周端に向かった燃料の流れは、外周端部分に滞留している燃料自体が壁となり、進行方向を逆転するように押し返され、開口部５５ａ側の内面に沿い、開口部５５ａの内壁に沿って、噴流を囲む環状の流れとして開口部５５ａから再排出される。この間、噴流は、流れの範囲が広がり、かつ１８０度転回するように誘導されるが、固体壁面（円錐状の対向面）の誘導による流れ方向の変化は９０度未満であり、実質的な衝突はない。そして、例えば、外周端での折り返しの際には滞留する燃料、開口部５５ａに再び導く際には流入する噴流、というように、固体ではなく、液体である燃料が進行方向の前方から流れを受け止めて誘導する壁となっている。
【００４２】
ここで、例えば、絞り流路５ｆｎによる段階的な減圧により、減圧沸騰を防止できたとしても、隙間５ｆｇは力のつり合いで変化するため、その影響により脈動を伴うことがある。その場合、脈動を伴い、絞り流路５ｆｎで高速化された噴流が配管部材等の壁面に衝突すると、新たな振動が発生することになる。しかし、本発明の実施の形態にかかる燃料供給装置１においては、噴流は、流れに対して傾いた円錐状の対向面に誘導されるだけであるので、対向面との間には、衝突による振動は発生しない。そして、外周端部での折り返しでの誘導では、滞留する燃料が壁となるので、衝突による振動の発生はない。また、折り返した後の噴流を囲む環状流への誘導は、噴流が壁となって行われるので、やはり衝突による振動の発生はない。そして、開口部５５ａから流出する戻り流は、一度折り返された流れであるため、脈動等が緩和され、その後の流れにおいて振動や騒音の発生の原因とはならない。
【００４３】
一方、絞り流路５ｆｎは、その上流側で飽和蒸気圧よりも燃料圧力が高くなることを保証するほど径を絞っているわけではないため、隙間５ｆｇを通過した際の圧力の急減により、減圧沸騰による気泡が生じた場合について検討する。この場合でも、液溜空間９ｆｐを有する噴流受部９に噴流を案内したことで、気泡を伴う燃料が滞留する燃料によって逆方向に転回されるときに気泡が消失し、かつその瞬間の圧力波を緩衝材のように吸収するので、振動や騒音の発生を抑えることができる。なお、振動・騒音防止効果を発揮するために、噴流受部９に直線的な噴流を吐出するための、ノズル部の絞り流路５ｆｎの径としては、１．７５ｍｍに限ることはない。例えば、２．０ｍｍ以下であれば、十分に効果を発揮できる。また、圧力損失をさらにつけるために絞ってもよいが、特段絞る必要もなく、１．５~２．０ｍｍの範囲であれば、十分効果を発揮できる。
【００４４】
さらに、逆方向に転回した燃料は、吐出口５２ｘからの噴流に対して逆向きで、全周を包むように流れる。そのため、転回した燃料の流れが、噴流内で発生した圧力波が外部へ伝搬するのを遮蔽することになり、振動や騒音の発生を抑えることができる。この効果は、例えば、上述したバルブユニット５１やバルブシート５２の振動等により、隙間５ｆｇを流れる流量自体が脈動した場合の騒音にも低減効果を有する。
【００４５】
更に、液溜空間９ｆｐは肉厚の杯のような形状をなし、外周端の径は開口部５５ａの３倍程度に広がっているので、外周端近傍を流れる際の流速は絞り流路５ｆｎ内での流速よりも大きく減速している。そのため、外周端部分に滞留する燃料が壁として、逆方向にはね返すときは、減速した状態であるので、振動や騒音の発生を一層抑制することができる。この効果は、例えば、バルブユニット５１やバルブシート５２の振動等により、隙間５ｆｇを流れる流量自体が脈動した場合の騒音にも低減効果を有する。
【００４６】
また、噴流受部９から出てきた燃料４００の流れは、液溜空間９ｆｐよりも広いカバー５５内の空間内で減速し、径方向に向きを変えて貫通孔５５ｈに向かうことになる。その際、減速による振動抑制効果に加え、バネ５４の隙間を抜けることで、渦の発生を防止して、さらなる騒音の発生を抑制する。
【００４７】
さらに、貫通孔５５ｈを抜けた燃料４００は、カバー５５とキャップ６との間の扁平隙間６ｆｖ中を、絞り流路５ｆｎの流れと逆方向、かつ絞り流路５ｆｎの軸を中心とする点対称に流れる。その際、扁平隙間６ｆｖの水力直径は、上述したように絞り流路５ｆｎと同等であるが、流路断面積が１０倍以上あるため、流速は絞り流路５ｆｎの１０分の１程度に減速されている。そのため、実質的な圧力損失を伴うことなく、周方向の流れを規制して軸方向に向きをそろえる整流効果を得ることができ、均一流化によって、渦による騒音を低減することができる。
【００４８】
実施の形態２．
本実施の形態２にかかる燃料供給装置では、実施の形態１と異なり、キャップとポンプケースを一体成型するようにしたものである。図５は、本実施の形態２にかかる燃料供給装置のキャップを一体化したポンプケースの背圧弁との組合せ部分として、図２における縦中央・横右半分に当たる部分を左上手前側から見た場合の部分斜視図である。図中、実施の形態１で説明したものと同様のものには同じ符号を付している。また、図に示していない部分は実施の形態１と同様であり、同様部分の説明については省略する。
【００４９】
本実施の形態２にかかる燃料供給装置１では、実施の形態１で説明したキャップ６の代わりに、ポンプケース３と一体的に形成されたキャップ部３５によって、図４で説明した液溜空間９ｆｐを有する噴流受部９を形成するようにした。その他の構成については、実施の形態１と同様である。本実施の形態２にかかる燃料供給装置１においても、振動や騒音の低減に関する効果を実施の形態１にかかる燃料供給装置１と同様に奏することができる。
【００５０】
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で他の種々の実施形態に適用可能である。例えば、背圧弁５もダイヤフラム式に限ることはなく、ボールバルブ式でも適用可能である。また、液溜空間９ｆｐの形状についても、朝顔形に限らず、噴流が速度を落とす前に固体に正対しないようにすればよく、例えば、球状でもよい。また、燃料供給装置１も燃料タンクの天面につけるものでも底面につけるものでもよく、インタンク式に限らず、インライン式でもよい。
【００５１】
以上のように、本発明の各実施の形態にかかる燃料供給装置１によれば、燃料タンク３００に貯留された燃料４００を吸い上げ、加圧して吐出する燃料ポンプ７と、燃料ポンプ７が吐出した燃料４００を燃料消費装置（エンジン２００やエジェクタ等）に向けて送出するための燃料流路Ｆｍと、燃料流路Ｆｍから分岐し、燃料消費装置に供給する燃料の圧力を保ちつつ、燃料消費装置で消費されなかった余剰燃料を燃料タンク３００に戻すための背圧弁５を有するリターン流路Ｆｒと、を備え、背圧弁５の二次側には、一次側より径が狭い絞り流路５ｆｎを有し、絞り流路５ｆｎで高速化された燃料を噴流として吐出するノズル部として機能するバルブシート５２と、ノズル部（バルブシート５２）と同軸上に配置され、噴流を受ける開口部５５ａと、開口部５５ａから進入した噴流の流れを、内部に滞留する燃料によって逆方向に返し、開口部５５ａから排出するように導く液溜空間９ｆｐとが形成された噴流受部９と、が設けられているように構成したので、脈動や減圧沸騰による気泡が発生しても、液体である燃料が逆方向に返すことで、脈動や気泡による圧力波を減衰させることができるので、背圧弁５に起因する振動や騒音を抑制し、静寂性を保つことができる。
【００５２】
とくに、噴流受部９は、滞留する燃料によって逆方向に返した流れを、噴流を囲む環状の流れとして開口部５５ａから排出するように導くように構成したので環状の流れが、噴流内で発生した圧力波の外部への伝搬を遮蔽し、より効果的に振動や騒音を抑制できる。
【００５３】
また、噴流受部９の開口部５５ａに連なる内面は、奥に進むにつれ広がる朝顔形をなし、当該朝顔形の外周部分に滞留する燃料が噴流の流れを逆方向に返すように構成したので、噴流が減速した状態で滞留する燃料にはね返されることになる。その結果、振動や騒音の発生がますます抑制される。
【００５４】
さらに、噴流受部９の吐出口５２ｘに対向する内底面の中心部には、ノズル部（バルブシート５２）と同軸で底面が開口部５５ａよりも広い円錐状の突起が形成されているので、固体の壁面への衝撃が少なく、流れを誘導できるので、振動の発生が抑制できる。
【００５５】
ノズル部（バルブシート５２）の吐出口５２ｘと噴流受部９の開口部５５ａとの距離は、開口部５５ａの径よりも短いので、ノズル部（バルブシート５２）から噴出した噴流を壁面等にぶつけることなく、確実に噴流受部９の内部に入れることができる。
【００５６】
開口部５５ａの径は絞り流路５ｆｎの径の２倍以上であるので、ノズル部（バルブシート５２）から噴出した噴流を壁面等にぶつけることなく、確実に噴流受部９の内部に入れることができる。また、噴流を囲む逆方向の環状の流れも、ノズル部（バルブシート５２）にぶつかることなく、カバー５５内の空間に広がるため、二次騒音の発生もない。
【００５７】
また、吐出口５２ｘの径よりも幅（０．９ｍｍ）は狭いが、流路断面積が５倍以上（好ましくは１０倍以上）となる扁平な流路（扁平隙間６ｆｖ）を噴流受部９の下流側に設置することで、実質的な圧力損失を伴うことなく、均一流化が可能で、渦による騒音を低減することができる。
【００５８】
なお、実施の形態１のようにキャップ６をカバー５５に被せるようにすれば、既存の燃料供給装置に対して、振動・騒音防止に効果のある噴流受部９等を容易に形成することができる。一方、実施の形態２のように、ポンプケース３にキャップ部３５を形成するようにすれば、製造工程を増大させることなく、振動・騒音防止に効果のある噴流受部９等を形成することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１：燃料供給装置、  ２：フランジユニット（ノズル部）、  ３：ポンプケース、  ４：サクションフィルタ、  ５：背圧弁、  ５ｆｎ：絞り流路、  ６：キャップ、  ６ｆｖ：扁平隙間（扁平な流路）、  ７：燃料ポンプ、  ８：高圧フィルタ、  ９：噴流受部、  ９ｆｐ：液溜空間、
２１：上側ケース、  ２２：下側ケース、
５１：バルブユニット、  ５２：バルブシート（ノズル部）、  ５２ｘ：吐出口、  ５５ａ：開口部、
３００：燃料タンク、  ４００：燃料、
Ｆｍ：燃料流路、  Ｆｍ０：主流路（燃料流路）、  Ｆｍｅ：吐出流路（燃料流路）、  Ｆｒ：リターン流路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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