(57)【要約】【課題】吐出経路の一部を気体の放出に使用することなく、それ以外の経路のみを使用して、ポンプ内部の気体をポンプ外部に放出することができるポンプを含む、燃料供給システムを提供することを目的とする。【解決手段】燃料供給システム１０は、タンク室１８ｂと、タンク室１８ｂ内に貯留された燃料を加圧して送出するポンプ１６とを備える。ポンプ１６は、燃料を吐出するための吐出経路３８と、ポンプ１６内の気体をタンク室１８ｂに放出する連通孔２００と、連通孔２００を開閉する気泡抜き弁２１０とを備える。気泡抜き弁２１０は、気体が放出されている間は開弁し、気体の移動がある程度完了した時点で閉弁する。吐出経路３８と、連通孔２００とは、モータ室５０によって隔てられる。【選択図】図２
2008038834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
常温大気圧下では気体となる流体を、燃料として貯留するタンク室を有する燃料タンクと、
前記タンク室内に貯留された燃料を、加圧して外部の内燃機関へ供給するポンプと、
前記ポンプ内に設けられた吐出経路であって、
前記燃料を加圧するポンプ室、
前記ポンプ室にて加圧された燃料を前記ポンプの外部に吐出する吐出口、ならびに
前記ポンプ室および前記吐出口を連通する吐出通路
を含む吐出経路と、
前記ポンプ内および前記タンク室を連通するとともに、前記ポンプ内の気体を前記タンク室に移動可能とする連通孔と、
前記連通孔を開閉する開閉弁と
を備える燃料供給システムにおいて、
前記開閉弁は、前記ポンプが停止している場合は開弁し、前記ポンプが作動している場合において、前記ポンプ内の気体の一部または全部が前記連通孔を介して移動することに応じて閉弁し、
前記吐出経路と、前記連通孔とは、前記吐出経路および前記連通孔を連通する中間圧室によって隔てられる
ことを特徴とする燃料供給システム。
【請求項２】
前記ポンプは、前記ポンプを駆動するモータ部を備え、
前記モータ部の内部にはモータ室が形成され、
前記中間圧室は、前記モータ室である
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料供給システム。
【請求項３】
前記開閉弁は、弁体と、前記弁体を前記タンク室から前記中間圧室に向かう一方向に付勢する付勢部材とを含み、
前記弁体が前記一方向に移動することによって前記開閉弁は開弁し、
前記ポンプ室にて加圧された燃料が、前記中間圧室から前記連通孔を介して前記タンク室へと移動することによって、前記弁体は、前記一方向とは逆の方向に向かう力を受け、
前記弁体が前記一方向とは逆の方向に移動することによって前記開閉弁は閉弁する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の燃料供給システム。
【請求項４】
前記開閉弁はリード弁を含み、
前記リード弁は、外力を受けない状態では前記連通孔を塞がず、かつ、前記ポンプ室にて加圧された燃料が、前記中間圧室から前記連通孔を介して前記タンク室へと移動することによって外力を受け、前記連通孔を塞ぐ
ことを特徴とする、請求項１または２に記載の燃料供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料供給システムに関し、とくに燃料タンク内に配置されたポンプの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関には、その燃料としてジメチルエーテル（Ｃ２Ｈ６Ｏ、以下ＤＭＥと称す）を使用するものがある。ＤＭＥは常温大気圧下では気体であるので、ＤＭＥを内燃機関に供給するための燃料供給システムでは全体が密封回路になっているが、内燃機関付近では熱を受けるため、噴射ポンプへの供給経路でＤＭＥが気化しないようにＤＭＥの飽和圧からさらに加圧する必要がある。この加圧を行うポンプは、燃料タンクの内部に配置される場合がある。
ポンプは、ポンプ作用部と、これを駆動するモータ部とを含むが、燃料の減少につれて液面が低下してもポンプの吸入が安定してなされるように、ポンプ作用部はモータ部よりも低い位置に配置される。このような燃料供給システムの例は、特許文献１に示される。
【０００３】
内燃機関の運転中にはモータ等は燃料タンク内のＤＭＥよりも温度が高い状態となり、内燃機関が停止しても温度はすぐには低下しない。このため、内燃機関の停止後にモータ付近でＤＭＥが気化し、モータ周辺、たとえばモータを収容するモータ室に気体が溜まる場合がある。
内燃機関の停止後、時間の経過とともにモータが十分に冷えて燃料タンク内のＤＭＥと同程度の温度になれば、気化したＤＭＥはふたたび液化する。しかしながら、モータが十分に冷える前に内燃機関が再起動されると、モータ室に残っている気体が液体とともにポンプに吸入され、ポンプの吐出側では吐出脈動が大きくなり、これが騒音や振動の原因となる。
なお、再起動後、運転の継続に伴って、ポンプからモータ室に燃料が漏れるため、モータ室内の圧力は上昇して、燃料タンク内の圧力とポンプの吐出圧力との間の中間圧となる。この圧力上昇によってモータ室内の気体は液化するので、吐出脈動は正常となるが、内燃機関の起動から吐出脈動の正常化までには数秒を要し、その間は騒音や振動が大きい。
【０００４】
このような過大な吐出脈動を解消するために、特許文献１に開示されるポンプは、ポンプ内部に溜まった気体を燃料タンク内に放出するために、開閉弁を有するベーパ抜き通路を備える。このベーパ抜き通路は、吐出経路、すなわち昇圧された燃料が吐出口に至るまでの経路に設けられる。このため、吐出経路の一部が気体の放出経路としても使用されることになる。
ポンプ内部に気体が残っている状態で起動されると、ポンプはまず、吐出経路の一部および開いている開閉弁を通じて、気体を放出する。気体がすべて放出されると、開閉弁に液体が達してポンプの吐出圧が伝わり、これに応じて開閉弁が閉じる。これによって吐出経路の全体が燃料供給のために使用される状態となり、ここで燃料の吐出が開始される。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３―２３０９８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に示されるような従来の燃料供給システムでは、ポンプ内における吐出経路の一部を気体の放出に使用することに起因する問題があった。
まず、気体の放出が完了するまでは、吐出経路の一部が気体の放出のために使用され、吐出経路に液体が満たされないので、内燃機関への燃料の供給ができない。このため、ポンプが起動されてから内燃機関に燃料が供給されるまでに遅れが発生する。
さらに、ベーパ抜き通路の開閉弁は気体の放出が完了した瞬間に閉じるが、この瞬間にそれまで昇圧されていなかった吐出口の配管に急激な圧力の上昇が起きるので、配管の振動や騒音が発生する。また、開閉弁が閉じることによるサージ、すなわちウォーターハンマーも発生しやすく、これも振動および騒音を大きくする原因となる。なお、吐出経路に気体が残っているうちに開閉弁が閉じてしまうと、気体混じりの燃料が送出されることになり、内燃機関側に悪影響を与えるので、これを回避するために、閉弁のタイミングを遅めにするようバネ等の設定がなされる。このような設定はサージをさらに起きやすくする。
【０００７】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、吐出経路の一部を気体の放出に使用することなく、すなわちそれ以外の経路のみを使用して、ポンプ内部の気体をポンプ外部に放出することができる、燃料供給システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の問題点を解決するため、この発明に係る燃料供給システムは、常温大気圧下では気体となる流体を、燃料として貯留するタンク室を有する燃料タンクと、タンク室内に貯留された燃料を、加圧して外部の内燃機関へ供給するポンプと、ポンプ内に設けられた吐出経路であって、燃料を加圧するポンプ室、ポンプ室にて加圧された燃料をポンプの外部に吐出する吐出口、ならびにンプ室および吐出口を連通する吐出通路を含む吐出経路と、ポンプ内およびタンク室を連通するとともに、ポンプ内の気体をタンク室に移動可能とする連通孔と、連通孔を開閉する開閉弁とを備える燃料供給システムにおいて、開閉弁は、ポンプが停止している場合は開弁し、ポンプが作動している場合において、ポンプ内の気体の一部または全部が連通孔を介して移動することに応じて閉弁し、吐出経路と、連通孔とは、吐出経路および連通孔を連通する中間圧室によって隔てられることを特徴とする。
この燃料供給システムでは、ポンプが停止している状態で、中間圧室内で発生した気体は、開いている開閉弁を介してポンプ内からタンク室へと放出され、中間圧室内には多量には溜まらない。
ポンプ内に気体が発生している状態でポンプが作動しても、吐出経路と連通孔とは中間圧室によって隔てられているので、連通孔からの気体の放出を待たずに、すみやかに吐出経路から燃料の送出が行われる。
また、気体の一部または全部が放出されると開閉弁が閉じるが、これより前の時点でポンプの吐出圧が上昇し始めており、この瞬間の急激な圧力の変動は吐出経路には伝わらない。
【０００９】
ポンプは、ポンプを駆動するモータ部を備え、モータ部の内部にはモータ室が形成され、中間圧室は、前記モータ室であってもよい。
この燃料供給システムでは、吐出経路と連通孔とは、モータ室によって隔てられる。
【００１０】
開閉弁は、弁体と、弁体をタンク室から中間圧室に向かう一方向に付勢する付勢部材とを含み、弁体が一方向に移動することによって開閉弁は開弁し、ポンプ室にて加圧された燃料が、中間圧室から連通孔を介してタンク室へと移動することによって、弁体は、一方向とは逆の方向に向かう力を受け、弁体が一方向とは逆の方向に移動することによって開閉弁は閉弁してもよい。
この燃料供給システムでは、ポンプが停止している状態では、ポンプ内とタンク室圧は等しく、燃料が加圧されていないので、弁体は一方向に付勢されて開閉弁が開いている。このため、ポンプ内で気体が発生しても浮き上がって連通孔からタンク室へと逃げ、ポンプ内に溜まる気体は少なくなる。ポンプが作動した後、中間圧室に洩れ込む液体によって残っていた気体が押し出されるが、連通孔を介して気体が放出されている間は、加圧された燃料が連通孔を介して移動しないので、開閉弁前後の差圧がつきにくく、開閉弁は開いたままである。連通孔を介する気体の移動がある程度完了すると、液体燃料が連通孔を介して移動するので、弁前後の差圧が付きやすく開閉弁が閉じる。
【００１１】
開閉弁はリード弁を含み、リード弁は、外力を受けない状態では連通孔を塞がず、かつ、ポンプ室にて加圧された燃料が、中間圧室から連通孔を介してタンク室へと移動することによって外力を受け、連通孔を塞いでもよい。
この燃料供給システムでは、ポンプが停止している状態では、加圧された燃料の移動による外力が加えられないので、リード弁は連通孔を塞がない。また、ポンプが作動した後、連通孔を介して気体が放出されている間は、リード弁前後で差圧がつき難いので、リード弁は連通孔を塞がない状態のままである。連通孔を介する気体の移動がある程度完了すると、液体の燃料が連通孔を介して移動するので、リード弁が連通孔を塞ぐ。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、燃料供給システムにおいて、ポンプの吐出経路と、ポンプからの気体の放出に用いられる連通孔とは、中間圧室によって隔てられるので、吐出経路の一部を気体の放出に使用することなく、ポンプ内部の気体をポンプ外部に放出することができる。
このため、気体の放出と、燃料の送出とを並行して行うことができ、すみやかに内燃機関に燃料を供給できる。
また、連通孔が閉じるより前の時点で、ポンプの吐出圧が上昇し始め吐出口を介して配管に伝わるので、連通孔が閉じた際のサージによる配管の振動および騒音を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１および図２は、この発明の実施の形態１に係る燃料供給システム１０の構成を示す図である。
図１は、燃料供給システム１０の全体を含む構成を示す。
【００１４】
内燃機関であるエンジン１２に、エンジン１２に燃料を供給するための燃料噴射装置１４が取り付けられている。燃料供給システム１０は、この燃料噴射装置１４に燃料を供給するものであり、配管２０を介して燃料噴射装置１４と連結される。
燃料供給システム１０は、燃料を貯留する燃料タンク１８と、燃料タンク１８内に設けられて燃料タンク１８から配管２０へと燃料を圧送するポンプ１６とを含む。燃料タンク１８の内部はタンク室１８ｂを構成する。
また、燃料供給システム１０は、燃料噴射装置１４に供給された燃料のうち余剰分を燃料タンク１８に戻すためのリターン回路２１を備える。
【００１５】
燃料タンク１８の底面には、円形のポンプ取り付け開口１８ａが設けられている。燃料供給システム１０は、ポンプ取り付け板２２を備え、ポンプ取り付け板２２はポンプ取り付け開口１８ａを燃料タンク１８の外側すなわち下方から塞ぐとともに、ポンプ１６を燃料タンク１８の内部に支持する。このポンプ取り付け板２２はボルト２４によって燃料タンク１８に固定される。
ポンプ１６は、燃料タンク１８内の燃料を吸入する吸入口３２を備え、また、ポンプ取り付け板２２には吐出口３０が設けられる。ポンプ１６は、吸入口３２から吸入した燃料を、吐出口３０を介して配管２０へと圧送する。
【００１６】
ポンプ取り付け板２２には、ポンプ１６を一定以上の高圧から保護するためのリリーフ弁３４が、燃料タンク１８の内部に設けられている。リリーフ弁３４は通常は閉じているが、ポンプ室１００（後述、図２参照）の圧力が一定値に達すると開き、ポンプ室１００内部の高圧燃料を燃料タンク１８内に戻すことによってポンプ１６内の圧力を下げ、ポンプ１６の劣化および破損等を防止する。このような異常高圧は、たとえば外部の配管が閉じられた状態でポンプ１６が起動された場合に発生する。
なお、ポンプ１６は、燃料噴射装置１４の与圧手段として作用するものであり、その加圧は、通常、燃料噴射装置１４が高温となった場合の燃料の飽和圧よりも高い圧力、すなわち燃料の気化が起きない圧力にまでなされる。燃料がＤＭＥである場合には、この加圧はたとえば約３ＭＰａ程度にまでなされる。この場合、リリーフ弁３４が開く圧力は、たとえば３．５ＭＰａである。
【００１７】
図２は、図１のポンプ１６およびその周辺の断面図を示す。ポンプ１６は、ポンプ取り付け板２２に取り付けられるギヤハウジング５８と、ギヤハウジング５８に取り付けられるモータハウジング５６とを含む。
【００１８】
ポンプ１６のうち、ギヤハウジング５８、ポンプ取り付け板２２、およびそれらの内部が、燃料を燃料噴射装置１４に供給するポンプ作用部１６ｂを構成する。なお、上述の吸入口３２（図１参照）は、ギヤハウジング５８の外周に設けられる。
また、ポンプ１６のうち、モータハウジング５６およびギヤハウジング５８の接合部分よりも上側、すなわち燃料タンクの内側方向にある部分が、ポンプ作用部１６ｂを駆動するモータ部１６ａである。
【００１９】
ポンプ１６は、その上端すなわち燃料タンク１８の内側方向端に取り付けられる、モータプレート５２を有する。モータプレート５２は円板状である。モータプレート５２は、ボルト４８によってモータハウジング５６に固定され支持される。また、モータハウジング５６、ギヤハウジング５８、およびポンプ取り付け板２２は、ボルト４１によって共締め固定される。
【００２０】
ポンプ１６の内部には、駆動シャフト８０が回転可能に設けられている。駆動シャフト８０の上端は、ベアリング９０を介してモータハウジング５６に支持される。駆動シャフト８０の中間部分においては、駆動シャフト８０はギヤハウジング５８の挿通孔９２を貫通する。駆動シャフト８０の下側すなわちポンプ取り付け板２２側端においては、ベアリング９４を介してポンプ取り付け板２２に支持される。
【００２１】
モータ部１６ａの内部、すなわちモータハウジング５６の内側に、モータ室５０が形成される。また、モータ室５０は、モータプレート５２とモータハウジング５６とによって覆われる空間、すなわちベアリング９０が取り付けられる空間を含む。
モータ室５０内には、駆動シャフト８０と一体に回転可能に、ロータ８２が固定されている。モータハウジング５６の内周面には、ステータ８４がロータ８２を取り囲むように固定されている。また、ステータ８４にはコイル８６が巻回され、コイル８６に端子２６，２８を介して通電されると、ロータ８２および駆動シャフト８０が回転する。
【００２２】
ポンプ作用部１６ｂは、ギヤハウジング５８とポンプ取り付け板２２との間の空間である、ポンプ室１００を有する。ポンプ取り付け板２２において、ポンプ室１００に面する凹部１０２および凹部１０４が形成され、凹部１０２には上述のベアリング９４および駆動シャフト８０の下端が収容される。また、ギヤハウジング５８において、ポンプ取り付け板２２の凹部１０４に対向する位置には、ポンプ室１００に面する凹部１０６が形成される。
また、ポンプ室１００に連結する吐出通路３６が設けられ、この吐出通路３６によってポンプ室１００と吐出口３０とが連通する。
【００２３】
ポンプ室１００内には、ギヤハウジング５８の凹部１０６およびポンプ取り付け板２２の凹部１０４にその両端がそれぞれ収容される従動シャフト８１が配置される。この従動シャフト８１の上端および下端は、それぞれベアリング９６，９８を介して、ギヤハウジング５８およびポンプ取り付け板２２によって支持される。駆動シャフト８０の軸と従動シャフト８１の軸とは平行である。
【００２４】
ポンプ室１００内において、駆動シャフト８０の周囲には駆動ギヤ１１０が形成され、従動シャフト８１の周囲には、従動ギヤ１１１が形成される。駆動ギヤ１１０および従動ギヤ１１１は、互いに噛み合うように配置され、駆動ギヤ１１０が回転すると、これに伴って従動ギヤ１１１が逆方向に回転する構成となっている。駆動ギヤ１１０および従動ギヤ１１１がこのように噛みあって回転することにより、ポンプ１６は、吸入口３２から吐出通路３６へと燃料を圧送する。
このように、ポンプ１６において、ポンプ室１００、吐出通路３６、および吐出口３０が、燃料を配管２０へと送出するための吐出経路３８を構成する。
【００２５】
モータプレート５２は、その中央に、モータ室５０とタンク室１８ｂとを連通する連通孔２００を有する。
図３は、図２の連通孔２００およびその周辺の構成を示す拡大図である。連通孔２００は、その上端を含んで形成される円筒状通路である小径部２００ａと、下端を含んで形成される円筒状通路である大径部２００ｄとを含む。大径部２００ｄの径は、小径部２００ａの径よりも大きい。小径部２００ａは、たとえば２ｍｍの径を有する。
【００２６】
大径部２００ｄの上端には、連通孔２００の内側に向かう段付部２００ｃが形成され、この段付部２００ｃと小径部２００ａとは、球面の一部を含む上側シート部２００ｂによって連結される。すなわち、連通孔２００の一部は、大径部２００ｄの上端から、段付部２００ｃおよび上側シート部２００ｂによって狭められつつ、小径部２００ａの下端へと至る構成となっている。なお、上側シート部２００ｂは球面を含むものでなくともよく、たとえばテーパ面であってもよい。
また、大径部２００ｄの下端を含む少なくとも一部は、雌ネジが形成された雌ネジ部２００ｅとなっている。
【００２７】
連通孔２００には気泡抜き弁２１０が設けられ、これが連通孔２００を開閉する。気泡抜き弁２１０の弁体として、球状のボール２１２が、大径部２００ｄ内において移動可能に配置される。ボール２１２の径は、小径部２００ａの径よりも大きく、大径部２００ｄの径よりも小さい。
また、気泡抜き弁２１０は、ボール２１２の移動を規制するキャップ２１４と、ボール２１２を下方向に付勢する付勢部材であるバネ２１６とを含む。
【００２８】
バネ２１６は、段付部２００ｃとボール２１２との間に配置される。ボール２１２にかかる外力がバネ２１６の付勢に打ち勝って、ボール２１２が大径部２００ｄ内を上方に移動し、上側シート部２００ｂに着座すると、連通孔２００の両端のタンク室１８ｂとモータ室５０とが隔絶される。すなわち気泡抜き弁２１０が閉じる。逆に、ボール２１２がバネ２１６に付勢されて下方に移動し、上側シート部２００ｂから離座すると、連通孔２００の両端のタンク室１８ｂとモータ室５０とが連通する。すなわち気泡抜き弁２１０が開く。
バネ２１６による付勢力の大きさは、気泡抜き弁２１０が気体のみを通し、液体を通さないように調整される。すなわち、気体あるいは気泡を含む液体がボール２１２の周囲を上方に通過すると、ボール２１２に上向きの摩擦力が働くが、バネ２１６の付勢力はこの摩擦力よりも大きく、かつ、気泡を含まない液体が同様にボール２１２に及ぼす摩擦力よりも小さい。
【００２９】
キャップ２１４は中空筒状であり、その外周には大径部２００ｄの雌ネジ部２００ｅと螺合する雄ネジ部２１４ｃが形成される。また、その内周はたとえば六角柱面状であり、工具による大径部２００ｄへの取り付けを容易にする形状となっている。
また、キャップ２１４の内径はボール２１２の径よりも小さく、ボール２１２がモータ室５０内に抜けないようになっている。また、キャップ２１４の上端内側には下側シート部２１４ａが形成され、この下側シート部２１４ａがボール２１２の下方への移動を阻止する。ここで、下側シート部２１４ａはキャップ２１４の中空部分と大径部２００ｄとを連通するスリット２１４ｂを有し、ボール２１２が下側シート部２１４ａに着座した場合でも、連通孔２００における連通が確保されるようになっている。このように、連通孔２００は、ポンプ１６内の気体をタンク室１８ｂに移動可能とする。
ここで、スリット２１４ｂの断面の大きさは、スリット２１４ｂを気体が通過してもその前後の差圧は比較的小さいが、スリット２１４ｂを液体が通過するとその前後で差圧が比較的大きくなるように設計され、たとえば０．２〜０．５ｍｍ程度の寸法である。
【００３０】
連通孔２００および気泡抜き弁２１０は、次のようにして形成される。
まず、モータプレート５２に小径部２００ａ、上側シート部２００ｂ、段付部２００ｃ、および大径部２００ｄが形成され、これによって連通孔２００が構成される。次に、モータ室５０側から、まずバネ２１６が、次にボール２１２が挿入される。その後、キャップ２１４がモータ室５０側から大径部２００ｄに取り付けられる。
【００３１】
なお、図３に示すように、駆動シャフト８０を支持するベアリング９０は、サークリップ５４によって上方への移動を阻止される。モータハウジング５６の内周との間にベアリング９０を上方から嵌合させた後、駆動シャフト８０を下からベアリング９０の内周に圧入することで駆動軸は軸方向の移動が拘束される。
【００３２】
以上のように構成されるポンプ１６の動作を以下に説明する。
まず、エンジン１２が停止し、ポンプ１６も作動していない状態では、タンク室１８ｂの内圧とモータ室５０の内圧がほぼ等しくなるので、図３に示すようにボール２１２はバネ２１６によって下方に付勢され、下側シート部２１４ａに着座する。この状態では、モータ室５０内で発生した気体はモータ室５０の上方に移動し、その大部分はベアリング９０周辺の隙間およびスリット２１４ｂを通過してタンク室１８ｂへと抜ける。このため、モータ室５０内には気体が溜まらないか、溜まってもごく少量となる。
なお、ポンプ室１００内で発生した気体は、駆動シャフト８０と挿通孔９２の間等の隙間を通過してモータ室５０へと移動し、同様にタンク室１８ｂへと抜ける。
このようにしてタンク室１８ｂに抜ける気体と入れ替わりに、吸入口３２からポンプ室１００へと吸入された液体の一部が、駆動シャフト８０と挿通孔９２周辺の隙間を介してモータ室５０へと流れ込む。
【００３３】
エンジン１２が起動される際には、ポンプ１６が作動し、タンク室１８ｂの燃料を吸入し、吐出経路３８において昇圧した後、配管２０へと吐出する。すなわち、ポンプ１６が作動してから昇圧された燃料がエンジン１２に供給されるまでに遅れは生じない。
また、少なくともポンプ室１００内で発生した気体はすべてモータ室５０内に移動しているので、仮にモータ室５０内に気体が一部残っていても、ポンプ室１００における作用には影響せず、昇圧された燃料がエンジン１２に供給されるまでに遅れは生じない。
【００３４】
また、ポンプ１６が作動すると、ポンプ室１００内で昇圧された燃料の一部は、駆動シャフト８０と挿通孔９２の周辺等に存在する隙間を介してモータ室５０へと漏れる。これによって、モータ室５０の内圧は上昇し、タンク室１８ｂの内圧より高くなる。また、モータ室５０の内圧が上昇するとモータ室５０からポンプ室１００の吸入口３２側への漏れも発生するため、両者のバランスで、モータ室５０の内圧はポンプ室１００の吐出圧領域の内圧よりも低い中間圧となる。
モータ室５０の内圧が上がり始めるとモータ室５０内のすべての気体、あるいは少なくとも連通孔２００近傍のすべての気体がタンク室１８ｂへと押し出され、気体が抜けた後、モータ室５０の内圧とタンク室１８ｂの内圧との差によって、モータ室５０内の液体がタンク室１８ｂへと流出しようとする。この液体によってボール２１２は押し上げられ、バネ２１６の付勢に打ち勝って上側シート部２００ｂ側に移動して、上側シート部２００ｂに着座する。こうして、気泡抜き弁２１０は、ポンプ１６内の気体の一部または全部が連通孔２００を介して移動することに応じて閉弁する。気泡抜き弁２１０がいったん閉じた後は、モータ室５０の内圧とタンク室１８ｂの内圧との差によって閉じた状態に維持される。
【００３５】
エンジン１２の停止等に伴って、それまで作動していたポンプ１６が停止すると、モータ室５０の内圧はすみやかに低下し、タンク室１８ｂの内圧とほぼ等しくなる。このため、ボール２１２がバネ２１６に付勢されて下方に移動し、下側シート部２１４ａに着座して気泡抜き弁２１０が開弁する。
【００３６】
なお、仮に気体がすべて抜ける前に気泡抜き弁２１０が閉じてしまったとしても、モータ室５０の内圧上昇によってモータ室５０内の気体は液化されるので、気泡抜き弁２１０が閉じるタイミングはそれほど厳密に設定されなくともよい。すなわち、バネ２１６に関して、付勢力の設定の精度はそれほど高くなくともよい。
【００３７】
このように、実施の形態１に係る燃料供給システム１０によれば、ポンプ室１００を含む吐出経路３８と、気体をポンプ１６の内部からタンク室１８ｂへと放出する気泡抜き弁２１０とは、中間圧室としてのモータ室５０によって隔てられている。この構成によって、燃料供給システム１０は、吐出経路３８の一部を気体の放出に使用することなく、すなわち、モータ室５０、連通孔２００、および気泡抜き弁２１０を介する経路のみを使用して、ポンプ１６内部の気体をタンク室１８ｂに放出することができる。
【００３８】
このため、気泡抜き弁２１０を介する気体の放出と、吐出経路３８を介する燃料の送出とを並行して行うことができ、ポンプ１６が起動されてからエンジン１２に燃料が供給されるまでに遅れは発生しない。
【００３９】
また、気泡抜き弁２１０が閉じる時点より前に、ポンプ１６の吐出圧がすでに配管２０に伝わっているので、気泡抜き弁２１０が閉じることによっては、配管２０へのサージは発生しない。このため、配管２０の振動および騒音は抑制される。
気泡抜き弁２１０の閉弁すなわちボール２１２の移動は、ポンプ室１００の吐出圧が直接的に作用するものではなく、ポンプ室１００からモータ室５０へと漏れる液体の圧力が作用するものである。このため、ポンプ室１００の吐出圧によって弁を閉じるような構成、たとえば特許文献１のような構成と比較すると、気泡抜き弁２１０の閉弁動作はゆるやかであり、配管２０へのサージは発生しにくい。
また、気泡抜き弁２１０は吐出経路３８の一部に設けられるものではなく、気泡抜き弁２１０と吐出経路３８とは、緩衝空間となるモータ室５０によって隔てられている。このため、配管２０へのサージはさらに発生しにくい。
【００４０】
また、実施の形態１に係る燃料供給システム１０によれば、モータ室５０内の気体がポンプ室１００に吸入される事態を回避することができるので、配管２０における吐出脈動を抑え、騒音および振動をさらに小さくすることができる。
さらに、モータ室５０内の気体がタンク室１８ｂへと抜けた後は、気泡抜き弁２１０が閉じた状態となるので、その後はモータ室５０からタンク室１８ｂへと燃料が漏れることがなく、ポンプ１６の性能を低下させることがない。
【００４１】
上述の実施の形態１においては、気泡抜き弁２１０はバネ２１６を備える。変形例として、気泡抜き弁２１０はバネ２１６を備えないものであってもよい。すなわち、ボール２１２は重力によって下側シート部２１４ａに着座し、重力に打ち勝つ力によって上方に移動する構成であってもよい。このような構成とすることにより、部品点数を削減することができる。
【００４２】
実施の形態２．
実施の形態２は、実施の形態１において、連通孔２００および気泡抜き弁２１０周辺の構成を図４に示すように変更したものである。以下、実施の形態１と異なる点を説明する。
モータプレート３５２は、たとえばその中央に、モータ室３５０とタンク室３１８ｂとを連通する連通孔３００を有する。連通孔３００は、たとえば上端から下端まで径が一定の中空円筒状であるが、これは他の形状であってもよい。
【００４３】
モータプレート３５２の下面、すなわちモータ室３５０を構成する面には、連通孔３００の下端を開閉する開閉弁として、リード弁３０２が取り付けられる。リード弁３０２は、たとえばネジ３０４によってモータプレート３５２に固定されるが、これは他の構成によって固定されてもよい。リード弁３０２は、外力が加わらない状態では図４のようにモータ室３５０の内側に向かって湾曲し、連通孔３００とモータ室３５０とを連通させる形状であるが、所定の強さの上向きの外力がリード弁３０２に加わると平板状となってモータプレート３５２に接し、連通孔３００を塞ぐ。
【００４４】
ポンプが停止している状態では、タンク室３１８ｂの内圧とモータ室３５０の内圧がほぼ等しくなるので、リード弁３０２は図４に示すように開いた状態である。この状態では、モータ室３５０内またはポンプ室内で発生した気体は連通孔３００を通過してタンク室３１８ｂへと抜ける。
【００４５】
連通孔３００近傍のすべての気体がタンク室３１８ｂへと抜けた後、モータ室３５０内の液体がタンク室３１８ｂへと流出しようとする。この際に液体がリード弁３０２を上側へと押すように外力を加え、これによってリード弁３０２が連通孔３００を塞ぎ、液体の漏れによるポンプの性能の低下を回避する。
【００４６】
このように、実施の形態２に係る燃料供給システムによれば、実施の形態１と同様に、吐出経路と連通孔３００とは、中間圧室としてのモータ室３５０によって隔てられている。この構成によって、燃料供給システムは、吐出経路の一部を気体の放出に使用することなく、すなわち、モータ室３５０および連通孔３００を介する経路のみを使用して、ポンプ内部の気体をタンク室３１８ｂに放出することができる。こうして、実施の形態１に係る燃料供給システム１０と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
実施の形態３．
実施の形態３は、実施の形態１において、連通孔２００および気泡抜き弁２１０をポンプ１６の上側に維持しつつ、ポンプ１６の上下を逆転した配置とするものである。すなわち、連通孔２００および気泡抜き弁２１０は、モータプレート５２でなく、ポンプ取り付け板２２に相当する部材に設けられる。以下、実施の形態１と異なる点を説明する。
【００４８】
図５は、実施の形態３に係る燃料供給システムに含まれるポンプ４１６の構成を示す断面図である。なお、図５では、実施の形態１における端子２６，２８（図２参照）に相当する端子が図示されていないが、これらは実施の形態１と同様の構成をもって、ただし連通孔４３０とは異なる周方向位置に、設けられる。
【００４９】
ポンプ４１６は、図示しない燃料タンクの内部に、たとえば燃料タンクの上壁に取り付けられた支持部材によって支持され固定される。ここで、ポンプ４１６は、フランジ４２２が上方、モータプレート４５２が下方に位置する向きに配置される。モータプレート４５２はモータ室４５０とタンク室４１８ｂとを隔絶しており、連通孔および気泡抜き弁を有しない。
連通孔４３０は、ギヤハウジング４５８およびフランジ４２２を貫通して設けられ、モータ室４５０とタンク室４１８ｂとを連通する。また、連通孔４３０には、図３に示す気泡抜き弁２１０と同様の構成を有する気泡抜き弁４１０が設けられ、この気泡抜き弁４１０が連通孔４３０を開閉する。
【００５０】
このポンプ４１６は、実施の形態１におけるポンプ１６と同様に作動する。
ポンプ４１６が作動していない状態では、実施の形態１の気泡抜き弁２１０と同様にして気泡抜き弁４１０が開き、モータ室４５０内で発生した気体は連通孔４３０を介してタンク室４１８ｂへと抜ける。このため、モータ室４５０内には気体が溜まらない。
【００５１】
なお、ポンプ室４００内で発生した気体は連通孔４３０からは放出されないが、その量は少なく、配管（図示せず）における騒音および振動に与える影響は小さい。また、モータ室４５０で発生した気体の一部は、挿通孔４９２周辺の隙間を介してポンプ室４００に移動するが、この量も少なく、配管における騒音および振動に与える影響は小さい。
【００５２】
ポンプ４１６が作動すると、タンク室４１８ｂの燃料を吸入し、吐出経路４３８において昇圧した後、配管へと吐出する。また、ポンプ４１６が作動すると、モータ室４５０の内圧は上昇して中間圧となる。これによってモータ室４５０内の液体がタンク室４１８ｂへと流出しようとし、実施の形態１における気泡抜き弁２１０と同様にして気泡抜き弁４１０が閉じる。
【００５３】
このように、実施の形態３に係る燃料供給システムによれば、ポンプ室４００を含む吐出経路４３８と、気体をポンプ４１６の内部からタンク室４１８ｂへと放出する気泡抜き弁４１０とは、中間圧室としてのモータ室４５０によって隔てられている。この構成によって、燃料供給システムは、吐出経路４３８の一部を気体の放出に使用することなく、すなわち、モータ室４５０、連通孔４３０、および気泡抜き弁４１０を介する経路のみを使用して、ポンプ４１６内部の気体をタンク室４１８ｂに放出することができる。
こうして、実施の形態３に係る燃料供給システムは、実施の形態１とはポンプの配置を上下逆にしつつ、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００５４】
実施の形態３に、実施の形態１の変形例と同様の変形を施してもよい。また、実施の形態３における気泡抜き弁４１０を、実施の形態２におけるリード弁３０２（図３参照）によって構成してもよい。
【００５５】
実施の形態４．
実施の形態４は、実施の形態３において、連通孔４３０および気泡抜き弁４１０の位置を変更し、フランジ４２２の中央とするものである。以下、実施の形態３と異なる部分を説明する。
図６は、実施の形態４に係る燃料供給システムに含まれるポンプ５１６の構成を示す断面図である。
【００５６】
駆動シャフト５８０の上端５８０ａの上方に、中間圧室５４０が形成される。この中間圧室５４０は、ベアリング５９４周辺の隙間を介してポンプ室５００と連通し、また、連通孔５３０を介してタンク室５１８ｂと連通する。ポンプ５１６が作動すると、ポンプ室５００から、ベアリング５９４周辺の隙間を介して、中間圧室５４０へと燃料が漏れる。このため、中間圧室５４０内の圧力は上昇して、タンク室５１８ｂの内圧とポンプ５１６の吐出圧力との間の中間圧となる。
【００５７】
また、連通孔５３０には、図３に示す気泡抜き弁２１０と同様の構成を有する気泡抜き弁５１０が設けられ、この気泡抜き弁５１０が連通孔５３０を開閉する。
ポンプ室５００とモータ室５５０との間における駆動シャフト５８０の挿通孔５９２の下方には、モータ室５５０内の気体をポンプ室５００へと導くテーパ面５９２ｂからなる回収空間５９２ａが形成されている。
【００５８】
ポンプ５１６が作動していない状態では、実施の形態１の気泡抜き弁２１０と同様にして気泡抜き弁５１０が開く。この状態では、ポンプ室５００内で発生した気体はベアリング５９４周辺の隙間および連通孔５３０を介してタンク室５１８ｂへと抜ける。
また、モータ室５５０内で発生した気体は、回収空間５９２ａのテーパ面５９２ｂに導かれて挿通孔５９２と駆動シャフト５８０との間の隙間を介してポンプ室５００側へと移動し、駆動ギヤ５１２の内周に設けたスリット５１２ａ、さらにベアリング５９４周辺の隙間および連通孔５３０を介してタンク室５１８ｂへと抜ける。駆動ギヤ５１２および従動ギヤ５１４のそれぞれの端面と、ギヤハウジング５５８およびフランジ５２２のそれぞれとの間の隙間は微小となっているため、挿通孔５９２と駆動シャフト５８０との間を抜けてきた気体はポンプ室５００には入り難くなっている。このため、ポンプ室５００内およびモータ室５５０内には気体が溜まらない。
【００５９】
ポンプ５１６が作動すると、タンク室５１８ｂの燃料を吸入し、吐出経路５３８において昇圧した後、配管へと吐出する。また、ポンプ５１６が作動すると、ポンプ室５００内で昇圧された液体がベアリング５９４周辺の隙間を介して連通孔５３０に達し、タンク室５１８ｂへと流出しようとする。これによって、実施の形態１における気泡抜き弁２１０と同様にして、気泡抜き弁５１０が閉じる。
【００６０】
このように、実施の形態４に係る燃料供給システムによれば、ポンプ室５００を含む吐出経路５３８と、気体をポンプ５１６の内部からタンク室５１８ｂへと放出する気泡抜き弁５１０とは、中間圧室５４０によって隔てられている。
この構成によって、実施の形態４に係る燃料供給システムは、吐出経路５３８の一部を気体の放出に使用することなく、すなわち、ベアリング５９４周辺の隙間、中間圧室５４０、連通孔５３０、および気泡抜き弁５１０を介する経路のみを使用して、ポンプ５１６内部の気体をタンク室５１８ｂに放出することができる。
こうして、実施の形態４に係る燃料供給システムは、実施の形態３と同様の効果を得ることができる。さらに、実施の形態４に係る燃料供給システムは、ポンプ室５００内の気体も放出することができるという効果を有する。
【００６１】
実施の形態４に、実施の形態１の変形例と同様の変形を施してもよい。また、実施の形態４における気泡抜き弁５１０を、実施の形態２におけるリード弁３０２（図３参照）によって構成してもよい。
【００６２】
実施の形態５．
実施の形態５は、実施の形態１において、ポンプ１６が配置する向きを変更し、駆動軸８０が９０°回転した向きとするとともに、気泡抜き弁２１０をモータハウジング５６に設けるものである。以下、実施の形態１と異なる点を説明する。
図７は、実施の形態５に係る燃料供給システムに含まれるポンプ６１６の構成を示す断面図である。
【００６３】
ポンプ６１６は、図示しない燃料タンクの側壁に設けられたポンプ取り付け穴に取り付けられ、ボルト６２４がポンプ取り付け板６２２を燃料タンクの側壁に固定する。駆動軸６８０は、たとえば水平になるように配置される。
モータプレート６５２はモータ室６５０とタンク室６１８ｂとを隔絶しており、連通孔および気泡抜き弁を有しない。
連通孔６３０は、モータハウジング６５６の上部を貫通して設けられ、モータ室６５０とタンク室６１８ｂとを連通する。また、連通孔６３０には、図３に示す気泡抜き弁２１０と同様の構成を有する気泡抜き弁６１０が設けられ、この気泡抜き弁６１０が連通孔６３０を開閉する。
【００６４】
このポンプ６１６は、実施の形態１におけるポンプ１６と同様に作動する。
ポンプ６１６が作動していない状態では、実施の形態１の気泡抜き弁２１０と同様にして気泡抜き弁６１０が開き、モータ室６５０内で発生した気体は連通孔６３０を介してタンク室６１８ｂへと抜ける。このため、モータ室６５０内には気体が溜まらない。
【００６５】
ポンプ６１６が作動すると、タンク室６１８ｂの燃料を吸入し、吐出経路６３８において昇圧した後、配管へと吐出する。また、ポンプ６１６が作動すると、モータ室６５０の内圧は上昇して中間圧となる。これによってモータ室６５０内の液体がタンク室６１８ｂへと流出しようとし、実施の形態１における気泡抜き弁２１０と同様にして気泡抜き弁６１０が閉じる。
【００６６】
このように、実施の形態５に係る燃料供給システムによれば、実施の形態１と同様に、吐出経路６３８と連通孔６３０とは、中間圧室としてのモータ室６５０によって隔てられている。この構成によって、燃料供給システムは、吐出経路６３８の一部を気体の放出に使用することなく、すなわち、モータ室６５０および連通孔６３０を介する経路のみを使用して、ポンプ６１６の内部の気体をタンク室６１８ｂに放出することができる。こうして、実施の形態１に係る燃料供給システム１０と同様の効果を得ることができる。
【００６７】
実施の形態５に、実施の形態１の変形例と同様の変形を施してもよい。また、実施の形態５における気泡抜き弁６１０を、実施の形態２におけるリード弁３０２（図３参照）によって構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る燃料供給システムを含む構成を示す図である。
【図２】図１の燃料供給システムの、ポンプおよびその周辺の断面図である。
【図３】図２における連通孔周辺を拡大した図である。
【図４】実施の形態２に係るリード弁およびその周辺の構成を示す図である。
【図５】実施の形態３に係る燃料供給システムの、ポンプおよびその周辺の変位図示断面図である。
【図６】実施の形態４に係る燃料供給システムの、ポンプおよびその周辺の断面図である。
【図７】実施の形態５に係る燃料供給システムの、ポンプおよびその周辺の断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１０  燃料供給システム、１２  エンジン（内燃機関）、１６、４１６、５１６、６１６  ポンプ、１６ａ  モータ部、１８  燃料タンク、１８ｂ、３１８ｂ、４１８ｂ、５１８ｂ、６１８ｂ  タンク室、３０  吐出口、３６  吐出通路、３８、４３８、５３８、６３８  吐出経路、５０、３５０、４５０、６５０  モータ室（中間圧室）、１００、４００、５００  ポンプ室、２００、３００、４３０、５３０、６３０  連通孔、２１２  ボール（弁体）、２１６  バネ（付勢部材）、２１０、４１０、５１０、６１０  気泡抜き弁（開閉弁）、３０２  リード弁（開閉弁）、５４０  中間圧室。
【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】
2008038834.tif 000007
【図６】
2008038834.tif 000008
【図７】
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