(57)【要約】【課題】限られた垂直方向の搭載深さを持つ燃料タンクに用いることが可能な、リザーバを利用した燃料ポンプモジュールを提供すること。【解決手段】モジュールフランジ２０とリザーバ３０とが、圧縮可能な取り付け手段４０によって垂直方向において相互にオフセットして接続される。燃料ポンプモジュール１０が薄型の燃料タンクに設置されたとき、種々の部品が取り付けられたモジュールフランジ２０と干渉することなく、リザーバ３０が圧縮可能な取り付け手段４０によって燃料タンク１４の底壁４４に付勢される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
限られた搭載深さを有する燃料タンクに搭載される燃料ポンプモジュールであって、
前記燃料タンクの穴に取り付けられてシールするとともに、上面、底面、垂直方向の中心位置、及び前記燃料タンクの搭載深さよりも短い搭載高さを有するモジュールフランジと、
前記中心位置からオフセットして前記モジュールフランジに取り付けられ、前記穴を介して前記燃料タンク内に挿入されるべく用いられ、前記燃料タンクの搭載深さよりも短い高さを有するリザーバと、
前記モジュールフランジと前記リザーバとを接続し、前記燃料タンクの搭載深さよりも短い非圧縮高さを有する垂直方向に圧縮可能な取り付け手段とを備え、
前記モジュールフランジの搭載高さ、前記リザーバの高さ、及び前記取り付け手段の非圧縮高さの合計が、燃料ポンプモジュールの高さとなり、前記燃料タンクの搭載深さよりも高いことを特徴とする燃料ポンプモジュール。
【請求項２】
前記モジュールフランジは、前記底面に取り付けられ、前記モジュールフランジの搭載高さを定義する、少なくとも１つの付加的な部品を支持するように用いられることを特徴とする請求項１に記載の燃料ポンプモジュール。
【請求項３】
前記モジュールフランジの搭載高さと前記リザーバの高さとの合計が、前記燃料タンクの搭載深さよりも高いことを特徴とする請求項１に記載の燃料ポンプモジュール。
【請求項４】
前記圧縮可能な取り付け手段は、少なくとも１つのスプリング付勢ストラットによって構成されることを特徴とする請求項１に記載の燃料ポンプモジュール。
【請求項５】
前記圧縮可能な取り付け手段は、前記リザーバの一端に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の燃料ポンプモジュール。
【請求項６】
前記圧縮可能な取り付け手段が圧縮されるとき、前記モジュールフランジは、前記リザーバと少なくとも部分的に水平方向に隣接することを特徴とする請求項１に記載の燃料ポンプモジュール。
【請求項７】
前記圧縮可能な取り付け手段が圧縮されるとき、前記燃料ポンプモジュールの高さは、前記燃料タンクの搭載深さにほぼ等しくなることを特徴とする請求項６に記載の燃料ポンプモジュール。
【請求項８】
限られた搭載深さ、及びその上壁に穴を有する燃料タンクに燃料ポンプモジュールを搭載する方法であって、
前記燃料ポンプモジュールは、
上面、底面、垂直方向の中心位置、及び前記燃料タンクの搭載深さよりも短い搭載高さを有するモジュールフランジと、
前記中心位置からオフセットして前記モジュールフランジに取り付けられ、前記燃料タンクの搭載深さよりも短い高さを有するリザーバと、
前記モジュールフランジと前記リザーバとを接続し、前記燃料タンクの搭載深さよりも短い非圧縮高さを有する垂直方向に圧縮可能な取り付け手段とから構成され、
前記搭載方法は、
前記リザーバが前記燃料タンクの穴の上に列をなして位置するように、前記燃料タンク上に前記ポンプモジュールを位置決めする工程と、
前記リザーバが前記穴を横切り、前記穴と対向する前記燃料タンクの底壁と接するまで、前記燃料タンク方向に前記燃料ポンプモジュールを下方に移動させる工程と
前記燃料タンクに対して前記燃料ポンプモジュールを水平方向にスライドさせ、それによって、前記モジュールフランジを前記穴の上に列をなすように位置決めし、及び前記燃料タンク内のリザーバは前記穴との整列が解消される工程と、
前記モジュールフランジに下向きの力を印加して、前記モジュールフランジが前記燃料タンクの穴を閉じるまで前記モジュールの取り付け手段を圧縮する工程と、
前記モジュールフランジを前記燃料タンクに取り付ける工程とからなることを特徴とする搭載方法。
【請求項９】
前記モジュールフランジを前記燃料タンクに取り付ける工程は、前記燃料タンクの上壁に前記モジュールフランジをクランプする工程を有することを特徴とする請求項８に記載の搭載方法。
【請求項１０】
車両の内燃機関に燃料を供給する燃料ポンプと、
燃料タンク内に収納されて、当該燃料タンク内の燃料を一時的に保存するとともに、前記燃料ポンプに供給するリザーバと、
前記燃料タンクの開口部を閉塞するフランジと、
前記燃料タンクの内部に面する前記フランジの内表面に取り付けられる部品と、
前記フランジと前記リザーバとを連結する連結部材とを備え、
前記連結部材は、少なくとも前記フランジの中心からオフセットした位置に設けられて、前記フランジの直下からずれた位置に前記リザーバを保持することにより、前記部品と前記リザーバとの干渉を防止するとともに、前記フランジが燃料タンクの開口部を閉塞する位置にセットされたときに圧縮され、前記リザーバを前記開口部が形成された面と対向する燃料タンク内面に押圧することを特徴とする燃料送出システム。
【請求項１１】
前記連結部材は、前記リザーバの中心からもオフセットした位置に設けられて、前記フランジの中心と前記リザーバの中心とが離間するように、前記連結部材により前記フランジと前記リザーバとが連結されることを特徴とする請求項１０に記載の燃料送出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンクに搭載される燃料送出システムに関し、特に、薄型の燃料タンクへの搭載用途における利用に供される、燃料タンク内にリザーバ部を有する燃料ポンプモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関を利用した車両用に、燃料の供給を確保するために利用される燃料タンクは、しばしば、その容積や寸法が、車両においてそのような目的のために指定された所定のエリア内の利用可能なスペースによって制限される。より小さく製造し、より効率の良い車両にするとの傾向が強くなっており、燃料タンクを搭載するために利用可能なスペースは、いかなる実用例においてもより制限されるようになっている。そのような空間的な制限によって、燃料タンクは、多くの場合、比較的深さが浅く、広くフラットなデザインを持つように形成される。そのような大きさは、例えばエミッションに対して増加する規制によって要求される、排気弁やエミッション低減キャニスタ等のそこに取り付けられる種々の部品を備えた燃料ポンプモジュールを設置するために利用可能な搭載深さに制限を与える。
【０００３】
燃料ポンプモジュールにそれらの部品を組み込ませることについての代替手段として、燃料タンクに別に穴を設け、それらを配置することが考えられる。しかしながら、各々の追加された穴は、潜在的な燃料エミッションの発生源を増やしてしまう。それゆえ、送出ユニット、ポンプモータ、排気弁及びその他の部品を単一のまとまった要素に組み込んで、燃料タンクの壁に複数の穴を設ける必要性を低減し、それによってエミッションの発生源を制限した燃料ポンプモジュールとすることが有利である。
【０００４】
燃料ポンプモジュールは、多様な燃料送出の実用例に適するように設計され、車両のエンジンにどのように燃料を送り込むかについて大いに改良が加えられてきた。あるポンプモジュールは、特許文献１に記載されるように、燃料送出ユニットの一部としてリザーバを利用する。車両のエンジンに途切れることなく燃料供給を行なうために燃料タンク内に配置されて、リザーバは、送出ユニットのメイン燃料ポンプに組み込まれたジェットポンプによってタンクから燃料の供給を受ける。
【０００５】
ジェットポンプは、タンクからリザーバに燃料を引き込む圧力勾配を生成し、そのジェットポンプを介して導かれるプライマリ燃料ポンプの出力から加圧された燃料の一部によって生成される、負圧力によってタンクからリザーバに燃料を送り込むように作動する。大きな容積の燃料タンクの効率を最大化するために、ジェットポンプとリザーバとは、タンク内の燃料が低いレベルとなった状況においてもプライマリポンプへの燃料の送出を行なうことができるように、燃料タンクの底部もしくは最も低い部位の近傍に配置されることが必要である。しかし、燃料タンクの搭載深さが浅い実用例においては、燃料ポンプモジュールのリザーバがモジュールフランジのすぐ下方に位置して、ポンプモジュールフランジの底部に取り付けられた部品とリザーバとの間に物理的な干渉が生じるとの問題がある。
【特許文献１】米国特許番号５４５２７０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
その問題に対する１つの解決法は、米国特許番号６３０８７３３号公報に開示されているように、モジュールユニットが燃料タンクに設置されるときに、燃料ポンプリザーバがポンプ搭載フランジから離れるように旋回できる手段を設けることである。これは、ピボット接続によってリザーバをモジュールフランジに取り付けることによって達成され、それにより、リザーバは、燃料タンクの上壁に設けられた取り付け穴にポンプモジュールが挿入される間に、モジュールフランジから水平方向にそれることが可能になる。そして、これは、モジュールフランジを取り付け穴内に十分に沈めるための、及びリザーバと干渉することなくタンクをシールするための必要な搭載深さを与える。しかしながら、このピボット継ぎ手は、車両が走行している地形の状態がどの程度荒れているかに依存して、時々、設置後においてもリザーバが燃料タンクの底部を離れて浮揚することを許してしまう。そうすると、ポンプに燃料切れを引き起こしたり、磨耗が増加して、いつかは修理や交換が必要になるピボット接続の故障を引き起こしたりする可能性があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、モジュールフランジとリザーバとをオフセットして取り付けることで、従来の燃料ポンプモジュールと同等の部品を利用しながら、従来技術の上述した欠点を解消する。
【０００８】
本発明は、燃料タンクの穴を介したリザーバと燃料ポンプの垂直方向からの挿入、それに続いて、内部のリザーバからオフセットしたタンクへの取り付けのためにモジュールフランジを燃料タンク穴に揃えるように、燃料タンクに対するモジュールの水平方向へのスライドを可能にする。この構成は、燃料ポンプリザーバと干渉せずに燃料ポンプモジュールの機能を保ちつつ、モジュールフランジの裏側にエミッションを減少するために必要な特別な部品を搭載するためのスペースを著しく増加させる。
【０００９】
すなわち、本発明の目的は、限られた垂直方向の搭載深さを持つ燃料タンクに用いることが可能な、リザーバを利用した燃料ポンプモジュールを設置するための手段を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、モジュールの機能を保ちながら、モジュールのモジュールフランジの裏側に追加されるべき、排気弁やカーボンキャニスタなどの増加する必要な部品を収容することが可能な燃料ポンプモジュールを提供することにある。
【００１１】
さらなる本発明の目的は、モジュールフランジからオフセットして燃料リザーバを取り付けるための手段を提供し、もって、薄型の燃料タンクにおいても適切な垂直方向の搭載深さを確保することである。
【００１２】
その他の本発明の目的は、他の燃料ポンプモジュールと共用できる多数の部品を備える燃料ポンプモジュールを提供することである。
【００１３】
上述した目的を達成するため、車両に燃料の供給を行なう燃料ポンプモジュールは、モジュールフランジと、ポンプリザーバと、及びその２つの要素を互いに接続する1ないし複数の取り付け手段とを備える。燃料ポンプの吐出口及び戻り管継ぎ手に加えて、モジュールフランジに配置される、排気弁やカーボンキャニスタ等の種々の選択的部品が、その裏面側に取り付けられる。リザーバ内に配置されるプライマリ燃料ポンプの吸入口には、ポンプモジュールのリザーバから供給される燃料が与えられ、リザーバは、タンクの底部近傍であってそのリザーバの外部に位置する吸入口と、リザーバ内部に位置する吐出口とを有するジェットポンプによって、燃料タンクの底面近傍のリザーバ付近からの燃料を受け入れる。設置後に、燃料タンクの底部に対してリザーバを当接させるように作用する、１ないし複数のスプリング付勢ストラットを有する取り付け手段によって、リザーバは、その中心からオフセットしてフランジに取り付けられる。
【００１４】
モジュール全体を前もって組み立てておくことで、燃料タンクへの設置は、燃料タンクの上壁に位置する穴を通じてタンク内にリザーバを沈め、その後、フランジが燃料タンクの穴の中心に位置するまで、モジュールユニットを燃料タンクに対して水平方向にスライドさせることによって達成される。そして、フランジは、所定の位置に収まるように圧入され、フランジが穴に完全に着座し、燃料タンクをシールするまで、ストラットを圧縮する。リザーバは、フランジからオフセットされているので、フランジの裏側に取り付けられた部品は、燃料タンク内においてフランジの脇に置かれたリザーバと干渉せずに適切な搭載深さを得る。
【００１５】
本発明のさらなる適用範囲は、以下に与えられる詳細な説明から明らかとなる。ただし、その詳細な説明及び特定の例は、本発明の好ましい実施形態を示すものではあるが、説明のみを目的とすることを意図するもので、本発明の範囲を制限することは何ら意図するものではないことに注意すべきである。本発明は、詳細な説明及び添付図面からより完全に理解されるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
好ましい実施形態についての以下の説明は、いかなる意味においても単なる例示にすぎず、発明、その適用、もしくは使用を何ら制限することを意図するものではない。
【００１７】
図面、特に図１及び図２を参照すると、燃料タンク１４に搭載される、本発明による燃料ポンプモジュール１０が示されている。すなわち、モジュールは、燃料タンク１４の上壁１５に位置する穴１２内に搭載され、その設置時に、燃料の吐出口１７及び戻り管継ぎ手１８や、その他の必要な排気部や電気的な接続部（図示せず）を除いて、ほぼ全ての部品が燃料タンク１４の内部容積エリア内に配置される。モジュール１０は、概して２つの主要な要素、モジュールフランジ２０とポンプリザーバ３０とからなり、それらは、取り付け手段４０及び本発明の要旨を明瞭に示すために図示が省略された内部燃料管や配線を介して相互に接続されている。燃料ポンプモジュール１０の全体が、燃料タンク１４に設置される前に予め組み立てられ、それにより、穴１２を介してまとめて挿入され、引き続き、モジュールフランジ２０の燃料タンク１４への取り付けが行なわれる。
【００１８】
第１の要素であるモジュールフランジ２０は、おおよそディスク状であり、外部上面２１と内部底面２２とを有し、燃料タンク１４の内部容積を外部環境から密閉（シール）するように、車両の燃料タンク１４の上壁１５に形成された穴１２に搭載される。一旦、燃料タンク１４に完全に設置されて取り付けられると、モジュールフランジ２０の上面２１のみが外部環境に露出され、一方、フランジ２０の底面２２は、燃料タンク１４内にのみ露出される。
【００１９】
モジュールフランジ２０は、本発明の請求項に関連せず、図示されない、密閉手段をさらに備えており、その密閉手段は、穴１２に搭載される時にタンク１４の上壁１５にフランジ２０を密着させるために、フランジ２０の外周の回りに設けられている。モジュールフランジ２０内に取り付けられ組み込まれた燃料ポンプの吐出口１７及び戻り管継ぎ手１８の他に、排気弁やカーボンキャニスタ等のような燃料システムに必要な追加的な部品も、そこに取り付けられるものに含まれる。それらの追加的な部品の特性は、適用対象ごとに変化するが、一般的に、図３から図６において、参照番号２７として示される。それらの部品は、燃料ポンプモジュール１０と分離して、燃料タンク１４を貫通する代わりの穴に配置することが可能であるが、本発明のようにポンプモジュールフランジ２０内に組み込むと、追加の穴、すなわち燃料タンク１４からの燃料エミッションの潜在的な発生源を設ける必要性を除去することができる。
【００２０】
さらに、モジュールフランジ２０には、取り付け手段４０が搭載され、それは、垂直方向に延びて、モジュールフランジ２０とリザーバ３０とを相互に連結する。取り付け手段４０は、前方端部２９に近い、モジュールフランジ２０の底面２２に、中心からずれて一端が設置される１ないし複数の圧縮スプリングストラットから構成され、それによって、図２のように上部から見たときリザーバ３０をオフセットして取り付ける。
【００２１】
第２の要素であるポンプリザーバ３０は、おおよそ円筒状の、囲まれた容器であり、穴１２の直径よりも短い少なくとも１つの横断面の直径を有し、穴１２を介しての燃料タンク１４内への挿入が可能となっている。好ましい実施形態として図示されるリザーバ３０の円筒形形状は、燃料タンク１４の穴１２の直径よりも僅かに小さい直径を有し、穴１２を介して燃料タンク１４内へ、直接垂直方向から挿入できるようになっている。リザーバ３０は、オフキャンバの車両運転時のように、燃料の枯渇が一時的に短い時間だけ生じる間も、メイン燃料ポンプに適切な量の燃料を供給するのに十分な内部燃料容積を有し、図示しない、従来良く知られているジェットポンプによって車両の燃料タンク１４から継続的に燃料を補給される。ジェットポンプはリザーバ内に配置され、メイン燃料ポンプの吸い込みによって生成された負圧によって動作する。車両が旋回しているとき、もしくは停止した時に、タンク１４内に比較的僅かな燃料しか残っていなければ、ジェットポンプは、一時的に燃料に窮するかもしれない。この場合、リザーバ３０内部に蓄えられた燃料により、車両がその動作を終了した後に、タンク内の燃料がジェットポンプの吸入口に流れ戻る時まで、適当な量の燃料が燃料ポンプにおいて利用可能であることを保証でき、それによって車両が停止してしまうことを防ぐことができる。
【００２２】
取り付け手段４０の圧縮スプリングストラットは、モジュール１０の設置時にフランジ２０とリザーバ３０との間を垂直方向に連結する態様で、中心からオフセットしつつ、リザーバ３０をモジュールフランジ２０に接続する。各ストラットは、シャフト４３とその周りに巻かれた圧縮スプリング４５とから構成され、その一端においてリザーバ３０に設けられた搭載ポイント３５に取り付けられ、これにより、スプリング４５が図６に示すように圧縮されたときに、シャフト４３が干渉せずにリザーバ３０の側面に沿って垂直にスライドできるようになる。一旦、モジュール１０が燃料タンク１４内に完全に設置されると、取り付け手段４０の圧縮されたスプリングストラットは、リザーバ３０に対して下向きの力を付与して、図５及び図６に示すように、燃料タンク１４の底壁４４の内面にリザーバ３０を当接させる。全体的な燃料レベルが低下しているとき、燃料タンク１４からジェットポンプに燃料を引き込ませることができるようにするために、燃料タンク１４の底壁４４に対してリザーバ３０を付勢することが必須となる。
【００２３】
図３から図６に示すように、燃料タンクは、しばしばかなり薄く形成され、燃料タンク１４に対する燃料ポンプモジュール１０の垂直方向からの搭載に、最小限の余裕のみを与える。より明確には、図６は、燃料タンク１４に完全に設置された、本発明の範囲に属する燃料ポンプモジュール１０が、どのようにこの問題を解決するのかを示しており、リザーバ３０のオフセット搭載によって、モジュールフランジ２０の底面２２に取り付けられた部品２７と、リザーバの側面３４等とのいかなる垂直方向の干渉も排除している。
【００２４】
燃料タンク１４にポンプモジュール１０を組み付けるための方法は、設置前の事前の組み立てによってかなり容易化される。図３から図６は、本発明のモジュール１０を燃料タンク１４に取り付けるための最良の形態を構成する各工程を示しているが、これは本発明の範囲を制限することを意図するものではない。具体的には、第１の工程を示す図３を参照すると、燃料タンク１４の上壁１５に形成された穴１２の中心に置かれた燃料ポンプモジュール１０が示されており、それによって、矢印６０によって示されるように、引き続き穴１２を通じて沈めることができる。モジュール１０は、図示されるように、燃料タンク１４に対して直立するように揃えられ、これによりリザーバ３０は穴１２を介して直接沈めることができる。代わりの形状を有するリザーバ３０もモジュール１０に利用することが可能であるが、引き続いての、モジュールフランジ２０及び排気弁２７等の所定の位置への直接的な降下を可能にする設置の好ましい方法を構成するのは、穴１２を介しての燃料ポンプリザーバ３０の直接的な垂直方向への降下である。完全に挿入されると、リザーバ３０は、燃料タンク１４に対して水平方向において並行となり、図４に示すようにちょうど底壁４４上で静止する。この時点では、モジュールフランジ２０は、タンク１４の上壁１５の穴１２と垂直方向に揃えられておらず、取り付けられた部品２７が燃料タンクの穴１２を通り抜けることができない状態となる。
【００２５】
図５に示される次の工程では、モジュールフランジ２０が燃料タンク１４の穴１２とちょうど揃えられるポイントまで、矢印７０で示されるように、ポンプモジュール１０全体を燃料タンク１４に対して水平方向にスライドさせる。リザーバ３０は、その際、穴１２から離れたところに置かれ、モジュールフランジ２０及びその部品２７の搭載のために、穴１２の直下に必要な空間を与える。
【００２６】
図６によって示される最後の工程では、矢印８０によって示されるようにモジュールフランジ２０の上面２１に下方向への力を印加する工程を含み、それによって、タンク１４の穴１２をシールする位置までモジュールフランジ２０を低下させるのに十分なだけ、スプリングストラットを圧縮する。図示されるように、フランジ２０は、穴１２の直径よりも大きな直径を有することによって、穴１２から外れることを防止されている。完全に所定位置まで低下されると、モジュールフランジ２０は、スクリューやクランプ等のロック手段５０によって固定され、それによって燃料タンク１４の内部容積を外部から完全にシールする。もしリザーバ３０がモジュールフランジ２０の直下にあったならば、フランジ２０が所定の位置まで低下されるのを妨げてしまうことになる、モジュールフランジ２０の底面に取り付けられた各種の部品２７は、図示されるように、リザーバ３０と干渉していない。
【００２７】
上述したように、本発明の説明は単なる例示にすぎず、従って、本発明の主旨から逸脱しない変形は、本発明の範囲内に属することを意味する。そのような変形は、本発明の思想や範囲から逸脱するものとみなされるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】ポンプモジュールのモジュール取り付け穴に沿って切断された、燃料タンクに搭載される燃料ポンプモジュールの斜視図である。
【図２】燃料タンクに搭載された燃料ポンプモジュールを、図１の上方から見た場合の一部透視図である。
【図３】燃料タンクの穴に挿入されるリザーバを示す、燃料タンク内に燃料ポンプモジュールを設置するための第１の工程についての一部断面側面図である。
【図４】燃料タンク内に完全に挿入されたリザーバを示す、燃料タンク内に燃料ポンプモジュールを設置するための第２の工程についての一部断面側面図である。
【図５】燃料タンクの穴と揃えられたモジュールフランジを示す、燃料タンク内に燃料ポンプモジュールを設置するための第３の工程についての一部断面側面図である。
【図６】燃料タンクに取り付けられ、押し下げられたモジュールフランジを示す、燃料タンク内に燃料ポンプモジュールを設置するための第４の工程についての一部断面側面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  燃料ポンプモジュール
１４  燃料タンク
１５  燃料タンクの上壁
２０  モジュールフランジ
３０  リザーバ
４０  取り付け手段
【図１】
2004257381.tif 000003
【図２】
2004257381.tif 000004
【図３】
2004257381.tif 000005
【図４】
2004257381.tif 000006
【図５】
2004257381.tif 000007
【図６】
2004257381.tif 000008