(57)【要約】【課題】燃料タンク内の燃料を、直列的に接続した低圧側の燃料ポンプと高圧側の燃料ポンプで圧送するものにおいて、高圧側の燃料ポンプとして耐圧性の低いものを使用できるようにする。【解決手段】燃料タンク１内の燃料を吸入する低圧側の燃料ポンプ１７と、その下流側に配置した高圧側の燃料ポンプ１８とを直列的に接続する。前記高圧側の燃料ポンプ１８の外周に加圧室２０を設け、前記低圧側の燃料ポンプ１７から圧送された燃料を前記加圧室２０に導入し、該加圧室２０内に導入された燃料を前記高圧側の燃料ポンプ１８に吸入して所定部へ圧送する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンク内の燃料を吸入する低圧側の燃料ポンプと、その下流側に配置した高圧側の燃料ポンプとからなり、前記高圧側の燃料ポンプの外周に加圧室を設け、前記低圧側の燃料ポンプから圧送された燃料を前記加圧室に導入し、該加圧室内に導入された燃料を前記高圧側の燃料ポンプに吸入し、該高圧側の燃料ポンプから所定部へ圧送するようにしたことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
【請求項２】
燃料タンクの底板の下側に収納室を設けて該収納室内に低圧側の燃料ポンプと高圧側の燃料ポンプを配置し、燃料タンクの底部には、燃料タンク内の燃料を前記収納室内に導入する通路を設け、前記高圧側の燃料ポンプの外周に耐圧ケースを設けて加圧室を形成し、燃料タンク内の燃料を、前記収納室内に導入し、該導入された燃料を低圧側の燃料ポンプに吸入し、該低圧側の燃料ポンプから圧送された燃料を前記加圧室内に導入し、該加圧室内に導入された燃料を前記高圧側の燃料ポンプに吸入し、該高圧側の燃料ポンプから所定部へ圧送するようにしたことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両に搭載される燃料タンク内の液体燃料を燃料ポンプによりデリバリパイプへ圧送し、インジェクタから内燃機関の吸気通路へ噴出させる燃料供給装置として、例えば図３に示すように、燃料タンク１０１内の液体燃料を吸い上げる燃料通路１０２を、燃料タンク１０１の外部に設けたポンプケース１０３の収納室１０４に連通し、該収納室内に１個の燃料ポンプ１０５を収納し、該燃料ポンプ１０５の駆動により、燃料タンク１０１内の液体燃料を収納室１０４内に吸入するとともに、該収納室１０４内に溜まった液体燃料を該燃料ポンプ１０５から燃料圧送管１０６に圧送し、該圧送された液体燃料をデリバリパイプ１０７を通じてインジェクタ１０８から内燃機関の吸気通路へ噴出するようにし、更に、デリバリパイプ１０７から余剰燃料をリリーフ弁１０９を介して回収通路１１０から燃料タンク１０１へ回収するようにしたものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２２７７２６号公報（第４頁［００２７］図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来のように、燃料の圧送を１個の燃料ポンプ１０５で行うものにおいては、その燃料ポンプ１０５に低圧型燃料ポンプを使用して圧送燃料を高圧化させると、燃料ポンプ自体のハウジング等の耐圧性を高めたり、燃料ポンプが大型化したり、ポンプ消費電流の増加を招く問題がある。更に、その燃料ポンプを高回転して圧送燃料を高圧化させると、燃料ポンプ部品の寿命が短くなるおそれがある。
【０００５】
そこで本発明は、前記の課題を解決する内燃機関の燃料供給装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、燃料タンク内の燃料を吸入する低圧側の燃料ポンプと、その下流側に配置した高圧側の燃料ポンプとからなり、前記高圧側の燃料ポンプの外周に加圧室を設け、前記低圧側の燃料ポンプから圧送された燃料を前記加圧室に導入し、該加圧室内に導入された燃料を前記高圧側の燃料ポンプに吸入し、該高圧側の燃料ポンプから所定部へ圧送するようにしたことを特徴とするものである。
【０００７】
本発明においては、低圧側の燃料ポンプから圧送された燃料は加圧室内に導入され、該導入された燃料の燃圧により高圧側の燃料タンクの外周が加圧される。したがって、高圧側の燃料ポンプの駆動によってその内部に発生する液圧に対抗して前記低圧側の燃料ポンプから圧送された燃料の燃圧が作用する。そのため、高圧側の燃料ポンプの耐圧性を小さく設定することができる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、燃料タンクの底板の下側に収納室を設けて該収納室内に低圧側の燃料ポンプと高圧側の燃料ポンプを配置し、燃料タンクの底部には、燃料タンク内の燃料を前記収納室内に導入する通路を設け、前記高圧側の燃料ポンプの外周に耐圧ケースを設けて加圧室を形成し、燃料タンク内の燃料を、前記収納室内に導入し、該導入された燃料を低圧側の燃料ポンプに吸入し、該低圧側の燃料ポンプから圧送された燃料を前記加圧室内に導入し、該加圧室内に導入された燃料を前記高圧側の燃料ポンプに吸入し、該高圧側の燃料ポンプから所定部へ圧送するようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明においても前記と同様の作用を発揮する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態を図１及び図２に示す実施例に基づいて説明する。
【００１１】
図１は内燃機関の燃料系統図で、車両に搭載された燃料タンク１内には液体状の燃料が貯溜される。実施例においては、ＬＰＧ燃料の液状燃料を貯溜する燃料タンクとしている。
【００１２】
前記燃料タンク１の底板２にはポンプケース３が、燃料タンク１の底板２よりも下側へ突出して固設されている。すなわち、ポンプケース３は燃料タンク１の最低部よりも下側に設けられている。該ポンプケース３部について図２により詳述する。
【００１３】
図２において、ポンプケース３は、上壁４と周壁５とからなる下側が開口した本体部６と、該本体部６の下側開口部７を密閉状に閉塞する下蓋８とからなり、該下蓋８は本体部６にボルト８ａなどの取付手段により取り外し可能に固着されている。そして、本体部６は前記燃料タンク１の底板２に固設されている。
【００１４】
前記ポンプケース３内には収納室９が形成されており、該収納室９の容積は、後述する燃料ポンプ１６やこれに関連するフィルタ２７等の部品を配置した状態において、これら燃料ポンプ等以外の部分に若干の空間が生じるような、すなわち燃料ポンプ等が略収まるような空間が生じるような容積に形成され、この空間部に液体状の燃料が溜まるようになっている。したがって、この収納室９が燃料溜め部ともなっている。
【００１５】
ポンプケース３の周壁５の一方の周壁５ａには燃料吸入通路１０が形成され、その燃料吸入口１０ａが前記燃料タンク１内の底部に開口し、導入口１０ｂが前記収納室９内に開口している。前記燃料吸入通路１０には、該通路１０を開閉する手動式の開閉弁１１が設けられている。
【００１６】
ポンプケース３の周壁５における前記一方の周壁５ａと対向する側の他方の周壁５ｂには燃料圧送通路１２が形成されている。更に、該他方の周壁５ｂにはベーパ排出通路１３が形成され、そのベーパ排出口１３ａが前記燃料タンク１内の底部に開口し、ベーパ導出口１３ｂが前記収納室９側の上部に設けられている。
【００１７】
前記燃料吸入通路１０の燃料吸入口１０ａと前記ベーパ排出通路１３のベーパ排出口１３ａとは所定の間隔（距離）Ｌ分離れている。この間隔Ｌは、ベーパ排出口１３ａから燃料タンク１内にベーパが排出された場合に、このベーパが、燃料吸入口１０ａから吸入される液体燃料に引きこまれて燃料吸入通路１０内へ吸い込まれないような距離に設定されている。
【００１８】
前記燃料圧送通路１２には、該通路１２を開閉する手動式の開閉弁１４が設けられ、また、前記ベーパ排出通路１３には、該通路１３を開閉する手動式の開閉弁１５が設けられている。
【００１９】
前記収納室９内には、フィルタ１６を装着して該フィルタを通して収納室９内の液体燃料を吸入するとともに、この吸入した液体燃料を吐出する低圧側の燃料ポンプ１７が収納されている。
【００２０】
更に、収納室９内には、高圧側の燃料ポンプ１８が収納されているとともに、該高圧側の燃料ポンプ１８の外周に所定の間隔を有して耐圧ケース１９が配設され、該耐圧ケース１９と高圧側の燃料ポンプ１８との間に液体燃料を充満させる加圧室２０が形成されている。
【００２１】
前記低圧側の燃料ポンプ１７の燃料吐出口２１には接続管２２が接続され、該接続管２２の他端２２ａは前記耐圧ケース１９内に開口している。前記高圧側の燃料ポンプ１８の燃料吸入口２３は前記耐圧ケース１９内、すなわち加圧室２０部に開口し、高圧側の燃料ポンプ１８の燃料吐出口２４は前記燃料圧送通路１２に接続されている。したがって、低圧側の燃料ポンプ１７と高圧側の燃料ポンプ１８は、低圧側の燃料ポンプ１７を上流側として直列的に配置されている。
【００２２】
なお、前記耐圧ケース１９における前記接続管２２と前記燃料圧送通路１２の接続部は密封されている。
【００２３】
前記燃料圧送通路１２は、開閉弁１４を介してケース外の燃料圧送通路２５に連通されており、該燃料圧送通路２５の他端は、図１に示すように内燃機関のデリバリパイプ２６に連通している。デリバリパイプ２６には燃料噴射用のインジェクタ２７が設けられており、前記高圧側の燃料ポンプ１８より圧送された液体燃料をインジェクタ２７から内燃機関の吸気通路内へ噴出するようになっている。
【００２４】
前記デリバリパイプ２６には、リリーフ弁２８を介して回収通路２９が設けられており、余剰燃料を回収通路２９を通じて燃料タンク１内に回収するとともに、リリーフ弁２８によってデリバリパイプ２６内の燃料圧力を所定値に保持するようになっている。
【００２５】
前記の構造において、燃料タンク１内にＬＰＧなどの液体燃料が貯溜された状態では、燃料タンク１内の液体燃料（液相燃料）が、燃料吸入通路１０の燃料吸入口１０ａから吸入され、開弁している開閉弁１１部を通り、導入口１０ｂからポンプケース３の収納室９内に導入されて、収納室９内における燃料ポンプ１７，１８およびこれらの関連部品、すなわち、フィルタ１６、接続管２２以外の隙間に液体燃料が充満される。
【００２６】
この状態で低圧側の燃料ポンプ１７と高圧側の燃料ポンプ１８を駆動すると、収納室９内の液体燃料がフィルタ１６から低圧側の燃料ポンプ１７に吸入された後に、その燃料吐出口２１から接続管２２内へ圧送され、この圧送された液体燃料は耐圧ケース９と高圧側の燃料ポンプ１８との間の加圧室２０内に圧送され、この加圧室２０内の燃圧が、低圧側の燃料ポンプ１７により昇圧された所定値の圧力になる。この昇圧した燃圧をＰ１とする。
【００２７】
そして、この昇圧された加圧室２０内の液体燃料は、高圧側の燃料ポンプ１８の燃料吸入口２３から吸入され、該高圧側の燃料ポンプ１７によって更に昇圧されてその燃料吐出口２４から燃料圧送通路１２へ圧送される。
【００２８】
この高圧側の燃料ポンプ１８の昇圧作用によってその燃料ポンプ１８の内部に前記燃圧Ｐ１よりも高い燃圧Ｐ２が発生する。
【００２９】
このとき、高圧側の燃料ポンプ１８のポンプハウジングに内側から外側への燃圧Ｐ２が作用するが、この燃圧Ｐ２に対抗して、前記のように昇圧された加圧室２０の燃圧Ｐ１がポンプハウジングの外側から内側へ作用しているため、高圧側の燃料ポンプ１８のポンプハウジングは、Ｐ２−Ｐ１の燃圧に耐え得る耐圧性のものでよい。
【００３０】
また、耐圧ケース１９は、低圧側の燃料ポンプ１７の圧送燃圧に耐え得る耐圧性のものでよい。
【００３１】
したがって、例えば両燃料ポンプ１７，１８の昇圧値を、それぞれ最終昇圧値の半分に設定することにより、耐圧ケースと高圧側の燃料ポンプを、それぞれ低圧側の燃料ポンプ１７の圧送燃圧に耐え得る耐圧性のものでよい。そのため、両燃料ポンプ１７，１８を同等の昇圧能力を持つ低圧型の燃料ポンプとすることができる。
【００３２】
これにより、高圧側の燃料ポンプ１８として、耐圧性が低く、消費電流が少なく、部品寿命が長く、小型のものを使用することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のようであるから本発明によれば、高圧側の燃料ポンプの耐圧性を低減することができるため、この高圧側の燃料ポンプとして、低圧型の燃料ポンプを、その耐圧性を高くして使用することなく高燃圧化することができる。
【００３４】
そのため、この高圧側の燃料ポンプの小型化、消費電流の低減化、燃料ポンプの高寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す内燃機関の燃料系統図。
【図２】図１における燃料ポンプ部を示す拡大側断面図。
【図３】従来の燃料ポンプを使用した燃料系統図。
【符号の説明】
１    燃料タンク
２    底板
９    収納室
１６  フィルタ
１７    低圧側の燃料ポンプ
１８    高圧側の燃料ポンプ
１９    ポンプケース
２０    加圧室
２２    接続管
２５    燃料圧送通路
【図１】
2004324554.tif 000003
【図２】
2004324554.tif 000004
【図３】
2004324554.tif 000005