(57)【要約】【課題】  メイン燃料タンクとサブ燃料タンクを備えた燃料供給装置において、サイフォン管現象による燃料の逆流を抑制し、メイン燃料タンク内に再起動のために必要な燃料を確保する。【解決手段】  本発明の燃料供給装置１０は、メイン燃料タンク２８と、サブ燃料タンク１２と、メイン燃料タンク２８内に設置された燃料ポンプ２４と、サブ燃料タンク１２内にその一端が配置される燃料吸入路１４と、燃料吸入路１４の他端及び燃料ポンプ２４がそれぞれ接続され、燃料ポンプ２４から吐出される高圧燃料によって、サブ燃料タンク１２内の燃料をメイン燃料タンク２８内に吸引するジェットポンプ１６を有する。ジェットポンプ１６のノズル先端１６ａは、メイン燃料タンク２８の上端近傍に配置されている。【選択図】  図１
2005337094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メイン燃料タンクと、
サブ燃料タンクと、
メイン燃料タンク内に設置され、メイン燃料タンク内の燃料をタンク外に吐出する燃料ポンプと、
サブ燃料タンク内にその一端が配置される燃料吸入路と、
燃料吸入路の他端及び燃料ポンプがそれぞれ接続され、燃料ポンプから吐出される高圧燃料によって、サブ燃料タンク内の燃料をメイン燃料タンク内に吸引するジェットポンプと、を有し、
ジェットポンプのノズル先端が、サブ燃料タンクからメイン燃料タンクに燃料を移送するために必要な量の燃料がメイン燃料タンク内に貯留されているときの液面高さと同一又はそれより高い位置に配置されていることを特徴とする燃料供給装置。
【請求項２】
ジェットポンプのノズル先端と対向する位置に設置された反射板をさらに有することを特徴とする請求項１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、メイン燃料タンクとサブ燃料タンクを備えた燃料供給装置（例えば、鞍型燃料タンクを有する燃料供給装置、リザーブカップ付燃料タンクを有する燃料供給装置等）に関する。なお、本明細書では、燃料ポンプが設置される燃料貯留部（例えば、鞍型燃料タンクのメインタンク室、リザーブカップ付燃料タンクのリザーブカップ等）をメイン燃料タンクという。
【背景技術】
【０００２】
メイン燃料タンクとサブ燃料タンクを備えた燃料供給装置では、メイン燃料タンク内に設置された燃料ポンプによってメイン燃料タンク内の燃料を昇圧し、その昇圧した燃料を内燃機関（例えば、自動車用のエンジン等）に供給する。このため、サブ燃料タンク内の燃料は、一旦メイン燃料タンクに移送され、メイン燃料タンクから内燃機関に供給される。サブ燃料タンクからメイン燃料タンクへ燃料を移送する手段としては、燃料ポンプから吐出される高圧燃料を利用したジェットポンプが知られている。
【０００３】
図６に従来のこの種の燃料供給装置の概略構成を示している。図６に示すように、燃料タンク５０（サブ燃料タンク）内にはリザーブカップ５４（メイン燃料タンク）が配置される。リザーブカップ５４内には燃料ポンプ６４が設置される。燃料ポンプ６４の燃料吸込み口には低圧フィルタ７２が取付けられ、燃料ポンプ６４の燃料吐出口には高圧フィルタ６０が取付けられている。高圧フィルタ６０の燃料吐出側には調圧弁６８を介して燃料吐出管６６が接続され、燃料吐出管６６の他端は図示しないインジェクタに接続されている。燃料ポンプ６４には、さらに燃料流路５２が接続され、燃料流路５２の他端にはジェットポンプ５６が接続されている。ジェットポンプ５６は、その後端が燃料タンク５０内の底面近傍に配置され、その先端はリザーブカップ５４内の底面近傍に配置されている。ジェットポンプ５６はさらに燃料吸入路５７によって燃料タンク５０内と連通し、燃料タンク５０内の燃料をその内部に吸引できるようになっている。
この燃料供給装置では、燃料ポンプ６４が作動すると、リザーブカップ５４内の燃料は低圧フィルタ７２を通って燃料ポンプ６４内に吸込まれ、燃料ポンプ６４によって昇圧される。昇圧された燃料は、高圧フィルタ６０及び調圧弁６８を介して燃料吐出管６６からインジェクタに供給される。また、燃料ポンプ６４によって昇圧された燃料の一部は、燃料流路５２を通ってジェットポンプ５６に供給される。ジェットポンプ５６は、燃料ポンプ６４から供給された高圧燃料を噴射し、その噴流によって燃料タンク５０内の燃料を吸引する。燃料吸入路５７を通ってジェットポンプ５６内に吸引された燃料は、ジェットポンプ５６の先端からリザーブカップ５４内に流入する。これによって、燃料タンク５０内の燃料がリザーブカップ５４内に移送される。
【０００４】
上述した燃料供給装置において、燃料タンク５０内の燃料が少なくなった状態で燃料ポンプ６４が停止すると、燃料タンク５０内の燃料液面高さがリザーブカップ５４内の燃料液面高さより低くなるときがある。かかる場合、燃料タンク５０内の燃料とリザーブカップ５４内の燃料の圧力差から、リザーブカップ５４内の燃料が燃料流路５２を通って燃料タンク５０に逆流する現象が生じる（いわゆる、サイフォン管現象）。このサイフォン管現象によってリザーブカップ５４内の燃料が少なくなると、燃料タンク５０からリザーブカップ５４内に燃料を移送することができなくなり、燃料タンク５０内に燃料が貯留されているにもかかわらず、インジェクタへの燃料供給が不可能な状態となる。そこで、サイフォン管現象による燃料の逆流を防止するために、改良された燃料供給装置が提案されている（特許文献１）。
特許文献１に記載の燃料供給装置では、燃料ポンプとジェットポンプとを連通する燃料流路（図６の符号５２）に逆止弁が設けられる。燃料ポンプが作動していると逆止弁は開放した状態となり、燃料ポンプからジェットポンプに燃料が流れ、燃料タンク内の燃料がリザーブカップ内に移送される。一方、燃料ポンプが停止していると逆止弁は閉鎖した状態となり、燃料ポンプとジェットポンプ間の燃料の流出入が禁止される。したがって、燃料タンク内の燃料液面高さがリザーブカップ内の燃料液面高さより低くなるときでも、リザーブカップ内の燃料が燃料タンクに逆流することが防止される。
【特許文献１】特開２００１−２０７９２９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の燃料供給装置では、燃料ポンプとジェットポンプを接続する燃料流路に逆止弁を設けなければならないため、燃料流路の構造が複雑となり、その製造コストが増加するといった問題がある。
本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、逆止弁等の逆流防止手段を設けることなく簡易な構成によって、メイン燃料タンク内に燃料供給を正常に再開するために必要な燃料を確保することができる燃料供給装置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】
【０００６】
本発明の燃料供給装置は、メイン燃料タンクと、サブ燃料タンクと、メイン燃料タンク内に設置され、メイン燃料タンク内の燃料をタンク外に吐出する燃料ポンプと、サブ燃料タンク内にその一端が配置される燃料吸入路と、燃料吸入路の他端及び燃料ポンプがそれぞれ接続され、燃料ポンプから吐出される高圧燃料によって、サブ燃料タンク内の燃料をメイン燃料タンク内に吸引するジェットポンプと、を有する。そして、ジェットポンプのノズル先端が、サブ燃料タンクからメイン燃料タンクに燃料を移送するために必要な量の燃料がメイン燃料タンク内に貯留されているときの液面高さ（以下、必要液面高さという）と同一又はそれより高い位置に配置されていることを特徴とする。
【０００７】
この燃料供給装置では、ジェットポンプのノズル先端がメイン燃料タンクの底面近傍ではなく、メイン燃料タンクの必要液面高さ以上の高さに配置されている。したがって、燃料ポンプの作動が停止した場合において、メイン燃料タンクの燃料液面がサブ燃料タンクの燃料液面より高いときでも、メイン燃料タンクの燃料液面が必要液面高さまで低下すると、メイン燃料タンクからサブ燃料タンクへの燃料の逆流が停止する。すなわち、メイン燃料タンクの燃料液面が必要液面高さまで低下すると、ジェットポンプの先端が空気（すなわち、大気圧）となり、サイフォン管現象が停止する。この燃料供給装置によると、ジェットポンプの先端の高さを調整するだけで、メイン燃料タンク内に燃料供給を正常に再開するために必要な量の燃料を確保することができる。
【０００８】
上記の燃料供給装置においては、ジェットポンプの先端と対向する位置に設置された反射板をさらに有することが好ましい。このような構成によると、ジェットポンプ先端から吐出される燃料が反射板に衝突して液溜りを形成し、この液溜り内にジェットポンプの先端が没する。このため、サブ燃料タンクからの燃料を良好に吸引することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
後述する実施例の主要な特徴を記載する。
（形態１）燃料タンク（サブ燃料タンクに相当）内にはリザーブカップ（メイン燃料タンクに相当）が設置される。リザーブカップ内には燃料ポンプが設置される。ジェットポンプの先端（吐出口）は、リザーブカップの上端と略同一高さに配置される。
（形態２）鞍型の燃料タンクには、メインタンク室（メイン燃料タンクに相当）とサブタンク室（サブ燃料タンクに相当）が設けられる。メインタンク室には燃料ポンプが設置される。ジェットポンプの先端（吐出口）は、メインタンク室とサブタンク室を連結する連結部（鞍型部分）の底面と略同一高さに配置される。
（形態３）ジェットポンプの先端（吐出口）と対向する位置には反射板が配設される。反射板には凹部が形成され、ジェットポンプから噴射される燃料によって液溜まりが形成される。反射板によって形成された液溜りにはジェットポンプの先端が没する。凹部の上端は、ジェットポンプの先端と略同一高さとなることが好ましい。
【実施例】
【００１０】
（第１実施例）  本発明の一実施例に係る燃料供給装置について、図面を参照して説明する。本実施例の燃料供給装置は自動車用であり、燃料タンク内の燃料をインジェクタ（エンジン）に供給する。
図１には本実施例に係る燃料供給装置１０の概略構成が示されている。図１に示すように、燃料供給装置１０は燃料タンク１２を備え、燃料タンク１２内にはリザーブカップ２８が配設されている。リザーブカップ２８内には燃料ポンプ２４が設置される。燃料ポンプ２４は、モータ部とポンプ部とから構成される。モータ部が回転すると、ポンプ部のインペラ（図示省略）が回転し、燃料ポンプ２４の下面に設けられた燃料吸込み口２４ａからポンプ部に燃料が吸込まれる。ポンプ部に吸込まれた燃料は、インペラの回転によって昇圧され、モータ部を通って燃料ポンプ２４の上面に設けられた燃料吐出口２４ｂより吐出される。また、ポンプ部には開口２４ｃが設けられている。ポンプ部によって昇圧された燃料の一部は、開口２４ｃから燃料ポンプ２４外に吐出される。
【００１１】
燃料ポンプ２４の燃料吸込み口２４ａには低圧フィルタ３０（サクションフィルタ）が取付けられている。低圧フィルタ３０は、燃料ポンプ２４に吸込まれる燃料から比較的大きな異物を取り除くためのフィルタである。低圧フィルタ３０は、燃料ポンプ２４の下方でリザーブカップ２８の底面近傍に配置されている。
【００１２】
燃料ポンプ２４の燃料吐出口２４ｂには燃料流路２２が接続される。燃料流路２２の他端は高圧フィルタ２０に接続されている。高圧フィルタ２０は、燃料ポンプ２４の外側に環状に配置されている。高圧フィルタ２０は、燃料ポンプ２４から吐出された燃料から比較的小さな異物を取り除くためのフィルタである。高圧フィルタ２０によって異物が取り除かれた燃料は、調圧弁２６によってその圧力が調整された後、燃料吐出管２５を通って燃料タンク１２外のインジェクタ（エンジン）に供給される。
【００１３】
燃料ポンプ２４の底面に設けられた開口２４ｃには燃料流路１８が接続される。燃料流路１８の他端にはジェットポンプ１６が接続される。したがって、燃料ポンプ２４によって昇圧された燃料の一部は、燃料流路１８を通ってジェットポンプ１６に供給される。ジェットポンプ１６には、また、燃料吸入路１４が接続されている。燃料吸入路１４の吸入口１４ａは、燃料タンク１２の底面近傍に配置されている。
【００１４】
図３に燃料供給装置１０に用いられるジェットポンプ１６の一例が示されている。図３に示すように、ジェットポンプ１６は二重円筒構造を有し、内筒３４と外筒３２を有する。内筒３４には燃料流路１８が接続され、外筒３２には燃料吸入路１４が接続されている。したがって、燃料ポンプ２４から吐出された高圧燃料が内筒３４の先端３４ｓから噴射されると、燃料タンク１２内の燃料がジェットポンプ１６内に吸引される。すなわち、内筒３４の先端３４ｓから高圧燃料が噴射されると、その噴流に内筒３４と外筒３２の間にある流体（空気や燃料）が引き込まれる。このため、燃料タンク１２内の燃料が燃料吸入路１４を通ってジェットポンプ１６内に吸引され、内筒３４から噴射される噴流とともにリザーブカップ２８内に流入する。なお、図１に示すように、ジェットポンプ１６の先端１６ａ（詳細には、外筒３２の先端３２ｓ）は、リザーブカップ２８の上端近傍に配置されている。
【００１５】
上述した燃料供給装置１０において燃料ポンプ２４が作動すると、リザーブカップ２８内の燃料は、低圧フィルタ３０を通って燃料ポンプ２４内に吸込まれる。燃料ポンプ２４内に吸込まれた燃料は昇圧され、燃料吐出口２４ｂから高圧フィルタ２０及び調圧弁２６を通って燃料吐出管６６に吐出される。燃料吐出管６６を流れる燃料は、インジェクタによってエンジン内に噴射される。
また、燃料ポンプ２４によって昇圧された燃料の一部は、燃料流路１８を通ってジェットポンプ１６に供給される。ジェットポンプ１６に供給された燃料は、ジェットポンプ１６の先端１６ａからリザーブカップ２８内に噴射される。これによって、燃料タンク１２内の燃料は、燃料吸入路１４を通ってジェットポンプ１６内に吸引され、ジェットポンプ１６の先端１６ａからリザーブカップ２８内に流入する。燃料タンク１２からリザーブカップ２８への燃料移送が安定して行われると、燃料タンク１２からリザーブカップ２８への燃料移送量は燃料ポンプ２４に吸込まれる燃料流量より多いため、リザーブカップ２８には充分な燃料が貯留された状態（いわゆる、満タンの状態）で維持される。したがって、燃料タンク１２内に燃料が貯留されている限り、燃料タンク１２からリザーブカップ２８への燃料の移送が継続され、燃料ポンプ２４からインジェクタへの燃料供給も継続される。逆に、燃料タンク１２内の燃料が無くなると、燃料タンク１２からリザーブカップへの燃料移送が停止するため、リザーブカップ２８内の燃料が徐々に減少してなくなり、燃料ポンプ２４からインジェクタへの燃料供給も停止する。
【００１６】
一方、燃料ポンプ２４の作動が停止すると、燃料タンク１２内の燃料の有無にかかわらず燃料タンク１２からリザーブカップ２８への燃料移送は停止する。燃料ポンプ２４の停止時において、燃料タンク１２の燃料液面がリザーブカップ２８の燃料液面より低いと、サイフォン管現象によってリザーブカップ２８から燃料タンク１２への燃料の逆流が発生する。すなわち、リザーブカップ２８内の燃料は燃料吸入路１４を逆流し、燃料タンク１２内に流入する。サイフォン管現象による燃料の逆流によって、リザーブカップ２８内の燃料液面がジェットポンプ１６の先端１６ａまで低下すると、ジェットポンプ１６の先端１６ａが空気（大気圧）となり、サイフォン管現象による燃料の逆流が停止する。このため、リザーブカップ２８内には、充分な燃料（液面高さがジェットポンプ１６の先端１６ａと略同一高さとなる量の燃料）が確保される。したがって、燃料ポンプ２４を再スタートしても、燃料タンク１２からリザーブカップ２８への安定した燃料移送を再開することができる。
なお、燃料ポンプ２４の停止時において、リザーブカップ２８の燃料液面がジェットポンプ１６の先端１６ａより低いとき（すなわち、燃料タンク１２内の燃料が空のとき）は、ジェットポンプ１６の先端が大気圧となっているため、上述したサイフォン管現象による燃料の逆流は生じない。
【００１７】
上述したことから明らかなように、本実施例の燃料供給装置１０では、ジェットポンプ１６の先端１６ａの位置をリザーブカップ２８の上端近傍に設けることで、燃料ポンプ２４が停止したときでもリザーブカップ２８内に充分な量の燃料を確保することができる。したがって、燃料ポンプ２４の再起動時に、燃料タンク１２からリザーブカップ２８への燃料移送を開始することができる。また、ジェットポンプ１６の先端１６ａの位置を調整するだけなので、燃料供給装置１０の製造コストを低く抑えることができる。
なお、ジェットポンプ１６の先端１６ａの高さ（すなわち、リザーブカップ２８内に確保される燃料の液面高さ）は、上述した実施例に限られず、燃料ポンプ２４の再起動時に燃料タンク１０からリザーブカップ２８への燃料移送が再開できるような高さであればよい。具体的には、リザーブカップ２８の底面積、燃料ポンプ２４への時間当りの燃料吸入量、ジェットポンプ１６の時間当りの燃料移送量及びジェットポンプ１６の立ち上がり時間等に基づいて適宜決定することができる。また、自動車を傾斜地で駐停車した時の車体の傾きを考慮して決定することもできる。なお、ジェットポンプ１６の先端１６ａの高さをリザーブカップ２８の上端の高さと一致させると、サイフォン管現象の発生が防止でき、これによってリザーブカップ２８から燃料タンク１２への燃料の逆流を略完全に防止することができる。
【００１８】
（第２実施例）  ここでは、第１実施例と異なる部分を中心に説明する。第２実施例は、リザーブカップ付燃料タンクに替えて鞍型燃料タンクが用いられている点で第１実施例と異なる。図２には第２実施例に係る燃料供給装置の概略構成が示されている。なお、第１実施例と同一構成に係る部分については、第１実施例と同一の符号を付している。
【００１９】
図２に示すように、第２実施例の燃料供給装置１１は鞍型の燃料タンク１３を備える。燃料タンク１３には、燃料ポンプ２４が設置されるメインタンク室１３ａと、サブタンク室１３ｂが設けられている。ジェットポンプ１６は、メインタンク室１３ａの底面から所定の高さに配置されている。すなわち、燃料ポンプ２４の再起動時に、サブタンク室１３ｂからメインタンク室１３ａへの燃料移送が再開できるような高さに配置されている。
燃料供給装置１１においても、燃料ポンプ２４の作動時は、燃料ポンプ２４から吐出される高圧燃料によって、サブタンク室１３ｂ内の燃料がメインタンク室１３ａ内に移送される。一方、燃料ポンプ２４の停止時において、メインタンク室１３ａの燃料液面高さがサブタンク室１３ｂの燃料液面高さより低いと、サイフォン管現象によって燃料吸入路１４を燃料が逆流する（すなわち、メインタンク室１３ａからサブタンク室１３ｂへ燃料が流れる）。メインタンク室１３ａの燃料液面がジェットポンプ１６の先端１６ａまで低下すると、ジェットポンプ１６の先端１６ａが大気圧となり、サイフォン管現象による燃料の逆流が停止する。したがって、メインタンク室１３ａ内には充分な燃料が確保されるため、燃料ポンプ２４の再起動時にサブタンク室１３ｂからメインタンク室１３ａへの燃料移送を再開することができる。
【００２０】
なお、第２実施例においても、ジェットポンプ１６の先端１６ａの高さ（すなわち、メインタンク室１３ａに確保される燃料の液面高さ）は、燃料ポンプ２４の再起動時にサブタンク室１３ｂからメインタンク室１３ａへの燃料移送が再開できる高さであればよい。例えば、メインタンク室１３ａとサブタンク室１３ｂを連結する鞍型部の底面１３ｃと同一の高さに設置することもできる。この場合は、燃料ポンプ停止時のサイフォン管現象の発生を略完全に防止でき、メインタンク室１３ａからサブタンク室１３ｂへの燃料の逆流を防止することができる。
【００２１】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
例えば、上述した実施例と異なり、燃料ポンプから高圧フィルタに流れる燃料の一部を分岐させてジェットポンプに供給することもできる。すなわち、図１，２に示す燃料供給装置において、燃料流路２２を分岐させ、その分岐した燃料流路をジェットポンプ１６に接続する。これによって、燃料ポンプ２４の燃料吐出口２４ａから吐出された燃料の一部がジェットポンプ１６にも供給される。
【００２２】
また、ジェットポンプの先端に反射板を設けることで、ジェットポンプの先端が燃料の液膜に覆われるようにすることもできる。すなわち、図３に示すジェットポンプにおいて、外筒３２の先端３２ｓの径が高圧燃料を噴射する内筒３４の先端３４ｓの径に対して大きすぎる場合、内筒３４の先端３４ｓから噴射される高圧燃料の噴流が、外筒３２と接触することなく、外筒３２の先端３２ｓから噴射されることとなる。かかる場合、高圧燃料の噴流に外筒３２と内筒３４との間にある流体が効率的に引き込まれず、サブ燃料タンクからジェットポンプ１６内に燃料を吸引することができない。そこで、図４に示すように、ジェットポンプ１６の先端３２ｓと対向する位置に反射板３６を配設する。このように構成すると、内筒３４から噴射された燃料は反射板３６に衝突し、反射板３６によって反射された燃料内にジェットポンプ１６の先端が液没する。これにより、サブ燃料タンク内の燃料がジェットポンプに吸引され、ジェットポンプを正しく機能させることができる。
なお、ジェットポンプ１６の先端に設ける反射板には、図５に示すような反射板３８を用いることもできる。反射板３８は、ジェットポンプ１６の先端３２ｓに対して凹に形成される。このため、内筒３４から噴射される燃料によって液溜りが形成され、この液溜り内にジェットポンプ１６の先端が液没する。なお、反射板３８の上端（凹部の上端）は、ジェットポンプ１６の先端１６ａの高さと略同一高さとなることが好ましい。このような構成とすることで、ジェットポンプ１６の先端が反射板３８によって形成される液溜りに液没し易くなる。
【００２３】
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施例に係る燃料供給装置の概略構成図である。
【図２】第２実施例に係る燃料供給装置の概略構成図である。
【図３】第１実施例及び第２実施例の燃料供給装置に用いられるジェットポンプの一例を示す縦断面図である。
【図４】図３に示すジェットポンプの変形例を示す図である。
【図５】図３に示すジェットポンプの他の変形例を示す図である。
【図６】従来の燃料供給装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０：燃料供給装置
１２：燃料タンク
１２ａ：メインタンク室
１２ｂ：サブタンク室
１２ｃ：底面
１４：燃料吸入路
１４ａ：吸入口
１６：ジェットポンプ
１６ａ：ノズル先端
１８：ジェットポンプ用燃料流路
２０：高圧フィルタ
２２：燃料流路
２４：燃料ポンプ
２５：燃料吐出管
２６：調圧弁
２８：リザーブカップ
３０：低圧フィルタ
３２：内筒
３２ｓ：先端
３４：外筒
３４ｓ：先端
３６，３８：反射板
【図１】
2005337094.tif 000003
【図２】
2005337094.tif 000004
【図３】
2005337094.tif 000005
【図４】
2005337094.tif 000006
【図５】
2005337094.tif 000007
【図６】
2005337094.tif 000008