(57)【要約】【課題】  燃料タンクに貯留されている燃料を内燃機関に供給する燃料供給装置において、燃料供給管内の燃料が気化してベーパが発生しても、燃料噴射ポンプから所望量の燃料を噴射する。【解決手段】  燃料供給装置は、燃料噴射ポンプ１３と、燃料タンクと燃料噴射ポンプ１３とを接続する燃料供給管（１９ａ，１９ｂ）と、燃料噴射ポンプ１３と燃料タンクとを接続し、燃料噴射ポンプの余剰燃料を燃料タンクに戻すリターン燃料管（２２ａ，２２ｂ）と、燃料噴射ポンプ１３の近傍で燃料供給管とリターン燃料管とを連通する連通手段（１３０，１４０，３５）と、連通手段に設けられ、連通手段から下流側の燃料供給管に向かって流れる燃料からベーパを除去するベーパ除去手段１３８と、を有する。【選択図】  図１１
2007056802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクに貯留されている燃料を内燃機関に供給する燃料供給装置であり、
燃料噴射ポンプと、
燃料タンクと燃料噴射ポンプとを接続する燃料供給管と、
燃料噴射ポンプと燃料タンクとを接続し、燃料噴射ポンプの余剰燃料を燃料タンクに戻すリターン燃料管と、
燃料噴射ポンプの近傍で燃料供給管とリターン燃料管とを連通する連通手段と、
その連通手段に設けられ、連通手段から下流側の燃料供給管に向かって流れる燃料からベーパを除去するベーパ除去手段と、を有する燃料供給装置。
【請求項２】
前記連通手段は、燃料供給管に配された第１の３方向管継手と、リターン燃料管に配された第２の３方向管継手と、第１の３方向管継手と第２の３方向管継手を連結する連結管とを備えている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】
前記ベーパ除去手段は、第１の３方向管継手に設けられた絞り機構であることを特徴とする請求項２に記載の燃料供給装置。
【請求項４】
前記第１の３方向管継手は、燃料タンク側の燃料供給管に接続される流入部と、燃料噴射ポンプ側の燃料供給管に接続される流出部と、連結管と接続される分岐部と、を備えており、前記絞り機構が流出部に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の燃料供給装置。
【請求項５】
前記燃料供給管はリターン燃料管より下方に設けられており、前記第１の３方向管継手の流入部と流出部は同軸に配置されると共に分岐部は上下方向に伸びており、前記絞り機構が前記流出部の流路を塞ぐと共に絞り孔が形成された壁を有しており、その絞り孔が流出部の下側の管壁近傍に位置していることを特徴とする請求項４に記載の燃料供給装置。
【請求項６】
燃料タンクに貯留されている燃料を内燃機関に供給する燃料供給装置であり、
燃料噴射ポンプと、
燃料タンクと燃料噴射ポンプとを接続する燃料供給管と、
燃料噴射ポンプと燃料タンクとを接続し、燃料噴射ポンプの余剰燃料を燃料タンクに戻すリターン燃料管と、を有し、
前記燃料噴射ポンプの燃料導入口には燃料供給管とリターン燃料管とを連通する連通手段が設けられており、その連通手段は燃料噴射ポンプ内に流入する燃料からベーパを除去するベーパ除去手段を備えていることを特徴とする燃料供給装置。
【請求項７】
前記連通手段は、燃料供給管と接続される流入部と、燃料導入口と接続される流出部と、リターン燃料管に接続される分岐部と、を有する３方向管継手を備えていることを特徴とする請求項６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、内燃機関（例えば、自動二輪車のエンジン等）に燃料を供給する燃料供給装置に関する。詳しくは、燃料を吸引して噴射する燃料噴射ポンプを備えた燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料を吸引して噴射する燃料噴射ポンプを備えた燃料供給装置が知られている（例えば、特許文献１等）。この種の燃料供給装置では、燃料噴射ポンプがエンジン（詳しくは、エンジンの吸気管）に取付けられ、燃料タンクはエンジンより高い位置に設置される。燃料タンクと燃料噴射ポンプは燃料供給管によって接続される。燃料タンクはエンジン（すなわち、燃料噴射ポンプ）より高い位置に設置されるため、重力により燃料供給管内は燃料で満たされる。燃料噴射ポンプは、燃料供給管内の燃料を吸引し、吸引した燃料を昇圧し、エンジンの吸気管内に直接噴射する。
【特許文献１】特開２００４−２７８５２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した燃料供給装置では、夏場等の高温時において、燃料供給管内の燃料が気化してベーパが発生すると、そのベーパを含んだ燃料が燃料噴射ポンプから噴射される。このため、燃料噴射ポンプから噴射される燃料量が所望の燃料量より少なくなり（いわゆる、燃料のリーン化が生じ）、エンジン性能が低下するという問題があった。特に、エンジン始動時には、エンジン停止期間のあいだ燃料供給管内の燃料が温められるため、燃料供給管内に多量のベーパが発生する可能性があり、上述したエンジン性能の低下の問題が顕著となる。
【０００４】
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料供給管内の燃料が気化してベーパが発生しても、燃料噴射ポンプから所望量の燃料を噴射することができる燃料供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の燃料供給装置は、燃料タンクに貯留されている燃料を内燃機関に供給する燃料供給装置であり、燃料噴射ポンプと、燃料タンクと燃料噴射ポンプとを接続する燃料供給管と、燃料噴射ポンプと燃料タンクとを接続し、燃料噴射ポンプの余剰燃料を燃料タンクに戻すリターン燃料管と、燃料噴射ポンプの近傍で燃料供給管とリターン燃料管とを連通する連通手段と、連通手段に設けられ、連通手段から下流側の燃料供給管に向かって流れる燃料からベーパを除去するベーパ除去手段と、を有している。
この燃料供給装置では、燃料噴射ポンプの近傍に連通手段が設けられ、その連通手段にベーパ除去手段が設けられている。このため、燃料供給管内で発生したベーパは連通手段において除去され、燃料噴射ポンプにはベーパが除去された燃料が吸引される。したがって、燃料噴射ポンプから噴射される燃料量の減少（ベーパによる燃料量の減少）が抑制され、燃料噴射ポンプから所望量の燃料を噴射することができる。
【０００６】
上記の燃料供給装置において、連通手段は、燃料供給管に配された第１の３方向管継手と、リターン燃料管に配された第２の３方向管継手と、第１の３方向管継手と第２の３方向管継手を連結する連結管とを備えていることが好ましい。このような構成によると、連通手段が着脱可能（取替可能）となるため、既存の燃料供給装置に連通手段を追加装備すること等が可能となる。
【０００７】
連通手段を２つの３方向管継手と連結管とで構成する場合、ベーパ除去手段を燃料供給管側の３方向管継手に設けられた絞り機構とすることができる。かかる場合に、燃料供給管側の３方向管継手は、燃料タンク側の燃料供給管に接続される流入部と、燃料噴射ポンプ側の燃料供給管に接続される流出部と、連結管と接続される分岐部と、を備えており、その流出部に絞り機構を設けることが好ましい。このような構成によると、絞り機構によって除去されたベーパが分岐部及び連結管を介してリターン燃料管に流れ易くすることができる。
【０００８】
上記燃料供給装置の一態様としては、例えば、燃料供給管はリターン燃料管より下方に設けられており、第１の３方向管継手の流入部と流出部は同軸に配置されると共に分岐部が上下方向に伸びている。絞り機構は流出部の流路を塞ぐと共に絞り孔が形成された壁を有しており、絞り孔が流出部の下側の管壁近傍に位置している。このような態様によると、流入部より流入する燃料中のベーパは絞り機構の壁によって下流側に流れることが規制され、燃料のみが絞り孔を通って下流側（燃料噴射ポンプ側）に流れることができる。
このような態様を採る場合、絞り機構の壁を分岐部の下流側に隣接して設けることが好ましい。これによって、絞り機構（壁）で除去したベーパが分岐部を介してリターン燃料管に流れ易くなる。
【０００９】
また、本発明の第２の燃料供給装置は、燃料タンクに貯留されている燃料を内燃機関に供給する燃料供給装置であり、燃料噴射ポンプと、燃料タンクと燃料噴射ポンプとを接続する燃料供給管と、燃料噴射ポンプと燃料タンクとを接続し、燃料噴射ポンプの余剰燃料を燃料タンクに戻すリターン燃料管と、を有している。そして、燃料噴射ポンプの燃料導入口には燃料供給管とリターン燃料管とを連通する連通手段が設けられており、その連通手段は燃料噴射ポンプ内に流入する燃料からベーパを除去するベーパ除去手段を備えている。
この燃料供給装置では、燃料噴射ポンプの燃料導入口に連通手段（すなわち、ベーパ除去手段）を設けるため、燃料導入口と連通手段とを接続する配管が不要となり、燃料噴射ポンプへのベーパの流入をより抑制することができる。
第２の燃料供給装置においても、連通手段が、燃料供給管と接続される流入部と、燃料導入口と接続される流出部と、リターン燃料管に接続される分岐部と、を有する３方向管継手を備えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を具現化した一実施形態に係る燃料供給装置について図面を参照して説明する。本実施形態に係る燃料供給装置は、自動二輪車のエンジンに燃料を供給するために用いられる。図１は燃料供給装置の全体構成を模式的に示している。図１に示すように燃料供給装置は、燃料タンク１２と、エンジン１１に燃料を噴射する燃料噴射ポンプ１３と、エンジン１１と燃料噴射ポンプ１３との間に配されるサブタンク１０等を備えている。
【００１１】
燃料タンク１２は、エンジン１１と略同等の高さ又はエンジン１１より下方に配置される。燃料タンク１２の底面近傍には燃料供給配管１６の一端が取付けられ、燃料供給配管１６の他端は燃料ポンプ１４の燃料吸入口に取付けられている。燃料ポンプ１４の燃料吐出口には燃料供給配管１７の一端が取付けられ、燃料供給配管１７の他端はサブタンク１０に取付けられている。このため、燃料ポンプ１４が作動すると、燃料タンク１２内の燃料がサブタンク１０に送られる。燃料ポンプ１４からサブタンク１０に送られる燃料量は、燃料噴射ポンプ１３から噴射される最大燃料量以上に設定されている。したがって、サブタンク１０には、常に十分な量の燃料が貯留されるようになっている。
なお、燃料ポンプ１４には種々のポンプを用いることができ、例えば往復式のポンプを用いることができる。燃料ポンプ１４に往復式のポンプを用いることで、燃料供給装置を安価に製造することができる。
【００１２】
サブタンク１０は、燃料ポンプ１４によって送られる燃料を一時的に貯留する。サブタンク１０の容量は、燃料タンク１２の容量と比較して充分に小さくされている。このため、燃料タンク１２内に貯留される燃料量が極端に少なくならない限り、サブタンク１０内に貯留される燃料を略一定の量に維持することができる。
また、サブタンク１０には、内部で発生するベーパや余剰燃料を排出するベーパ抜き配管２０が取付けられている。ベーパ抜き配管２０の他端は燃料タンク１２に接続されている。このため、サブタンク１０内で発生したベーパやサブタンク１０内の余剰燃料は、ベーパ抜き配管２０を通って燃料タンク１２に戻される。さらに、サブタンク１０には燃料供給配管１８の一端が取付けられ、燃料供給配管１８の他端にはベーパセパレータ１５が取付けられている。
【００１３】
ベーパセパレータ１５は、燃料中に含まれる異物を除去するフィルタ（図示省略）を備えている。ベーパセパレータ１５には燃料供給配管１９の一端が接続され、燃料供給配管１９の他端は燃料噴射ポンプ１３に接続されている。したがって、サブタンク１０からの燃料は、ベーパセパレータ１５によって異物が除去され、異物が除去された燃料が燃料噴射ポンプ１３に供給される。
また、ベーパセパレータ１５には、その内部で発生したベーパを排出する排出口が形成され、その排出口には連通管２３が取付けられている。連通管２３は、コネクタ２４を介してベーパ抜き配管２１に接続されている。ベーパ抜き配管２１の一端はサブタンク１０に取付けられている。このため、ベーパセパレータ１５内で発生したベーパは、連通管２３及びベーパ抜き配管２１を通ってサブタンク１０に戻される。
【００１４】
燃料噴射ポンプ１３は、エンジン１１の吸気管２７に取付けられている。燃料噴射ポンプ１３は、燃料供給配管１９を介してサブタンク１０内の燃料を吸引して昇圧し、昇圧した燃料を吸気管２７内に噴射する。燃料噴射ポンプ１３の構造については後で詳述する。
燃料噴射ポンプ１４は、その内部で発生したベーパや余剰燃料を排出する排出口（図２の１１２）を備えており、この排出口にはベーパ抜き配管２２が取付けられている。ベーパ抜き配管２２は、コネクタ２４及びベーパ抜き配管２１を介してサブタンク１０に接続されている。このため、燃料噴射ポンプ１３内で発生したベーパや余剰燃料は、ベーパ抜き配管２２，２１を介してサブタンク１０に戻されるようになっている。
燃料供給配管１９とベーパ抜き配管２２は、連通管３５によって燃料噴射ポンプ１３の近傍で接続されている。燃料供給配管１９内で発生したベーパは、連通管３５を通ってベーパ抜き配管２２に流れるようになっている。
【００１５】
図１１は燃料供給配管１９、ベーパ抜き配管２２及び連結管３５の接続関係を拡大して示している。図１１に示すように、燃料供給配管１９（１９ａ，１９ｂ）とベーパ抜き配管２２（２２ａ，２２ｂ）は、２つの３方向管継手１３０，１４０とこれら３方向管継手１３０，１４０を連結する連結管３５によって連通している。図から明らかなように、燃料供給配管１９はベーパ抜き配管２２の下方に配されている。
【００１６】
図１２は３方向管継手１３０の断面図であり、図１３は３方向管継手１３０の側面図（図１２の左側から見た図）である。図１１〜１３に示すように３方向管継手１３０は、燃料供給配管１９ａの下流端が外嵌される流入部１３２と、燃料供給配管１９ｂの上流端が外嵌される流出部１３４と、連結管３５の下端が外嵌される分岐部１３６を有している。流入部１３２と流出部１３４は同軸に配されており、流入部１３２の下流端と流出部１３４の上流端が接続されている。流入部１３２と流出部１３４の接続部には分岐部１３６が接続されており、分岐部１３６は流入部１３２（流出部１３４）に対して略垂直上方に伸びている。
流入部１３２に取付けられる燃料供給配管１９ａの上流端はベーパセパレータ１５に接続され、流出部１３４に取付けられる燃料供給配管１９ｂの下流端は燃料噴射ポンプ１３の燃料導入口１０６に接続されている。したがって、ベーパセパレータ１５からの燃料は、燃料供給配管１９ａを通って３方向管継手１３０の流入部１３２に流れ、その一部が３方向管継手１３０の流出部１３４から燃料供給配管１９ｂを通って燃料噴射ポンプ１３に流れる。また、３方向管継手１３０の流入部１３２に流れ込んだ燃料の一部は、分岐部１３６及び連結管３５を通ってベーパ抜き配管２２に流れる。
【００１７】
図１１，１２に示すように流出部１３４には、流出部１３４の軸線に対して略垂直な壁１３８が設けられている。壁１３８は、分岐部１３６と略同一位置（詳しくは、図において分岐部１３６の右側の壁と略同一位置）に設けられている。
壁１３８には絞り孔１３８ａが形成されている。絞り孔１３８ａの外径ｄは、流出部１３４の内径Ｄより小さく、内径Ｄの１／２以下とすることが好ましい。例えば、流出部１３４の内径をΦ８ｍｍとし、絞り孔１３８ａの外径をΦ３ｍｍとすることができる。絞り孔１３８ａの外径ｄは、燃料供給配管１９ａでのベーパ発生量及びエンジン１１での燃料消費量等を考慮して決定することができる。
図１３によく示されるように、絞り孔１３８ａは流出部１３４の下側の内壁面に近接して形成され、絞り孔１３８ａの下端は流出部１３４の内壁面の下端と略一致している。したがって、絞り孔１３８ａの外径ｄを流出部１３４の内径Ｄの１／２以下とすれば、絞り孔１３８ａは流出部１３４の中心より下側に位置していることとなる。
【００１８】
３方向管継手１４０は、上述した３方向管継手１３０と略同一の構成を有し、流入部１４２と流出部１４４と分岐部１４６を有している。流入部１４２と流出部１４４は同軸に配されており、分岐部１４６は流入部１４２と流出部１４４の接続部から略垂直下方に伸びている。
流入部１４２にはベーパ抜き配管２２ｂの一端が外嵌され、ベーパ抜き配管２２ｂの他端は燃料噴射ポンプ１３の排出口１１２にコネクタ１１２ａを介して接続されている。流出部１４４にはベーパ抜き配管２２ａの一端が外嵌され、ベーパ抜き配管２２ａの他端はコネクタ２４に接続されている。また、分岐部１４６には連結管３５の上端が外嵌されている。なお、３方向管継手１４０は、３方向管継手１３０と異なり、流出部１４４に絞り機構（すなわち、絞り孔を有する壁）が設けられていない。
【００１９】
燃料噴射ポンプ１３は、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）２８によって制御される。ＥＣＵ２８には、イグニッションスイッチ２６を介してバッテリ２５が接続されている。イグニッションスイッチ２６がＯＮされると、バッテリ２５からＥＣＵ２８に電力が供給されるようになっている。ＥＣＵ２８には、エンジン１１に供給される空気の温度及び圧力を検出するセンサ群（吸気圧センサ３０、吸気温センサ３２）と、スロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサ３１と、エンジン１１の状態を検出するセンサ群（クランク角センサ３３、エンジン温度センサ３４）が接続されている。ＥＣＵ２８は、これらセンサ群３０〜３４で検出された検出結果に基づいて、燃料噴射ポンプ１３を駆動して所定量の燃料を吸気管２７内に噴射し、また、イグニッションコイル２９を駆動して噴射された燃料に点火する。これによって、エンジン１１に供給される空気に適切な量の燃料が混合され、適切なタイミングで点火される。
【００２０】
次に、燃料噴射ポンプ１３の構造について説明する。図２は燃料噴射ポンプ１３の断面図である。図２に示すように、燃料噴射ポンプ１３は、ハウジング１１６，１１８と、ハウジング１１６，１１８内に収容されたコイルケーシング１００及びシリンダ６０等によって構成されている。
【００２１】
シリンダ６０は、その内部を軸方向に貫通する貫通孔が形成されており、その貫通孔の一部がシリンダ室６５とされている。シリンダ室６５内にはプランジャピストン９０が配されている。プランジャピストン９０はシリンダ室６５内を上下方向に移動可能となっている。プランジャピストン９０の外径はシリンダ室６５の内壁面６６の径よりわずかに小さく、両者の間にはクリアランスが設けられている。
【００２２】
プランジャピストン９０の上端にはフランジ部材９２が取り付けられている。フランジ部材９２はスリーブ８８内に収容され、プランジャピストン９０の上下動に併せてスリーブ８８内を上下動する。フランジ部材９２には、上下方向に伸びるスリット９２ａが形成されている。
スリーブ８８は、シリンダ６０の上端に形成された凹部６８に固定されている。スリーブ８８の上端にはフィルタ取付部材９６が取り付けられている。フィルタ取付部材９６には開口９７が形成され、開口９７にはフィルタ９８が取り付けられている。フィルタ９８のメッシュサイズは、シリンダ室６５の内壁面６６とプランジャピストン９０の外周面との間のクリアランスより小さくされている。
【００２３】
シリンダ６０の上端に形成された凹部６８とフランジ部材９２の間には、圧縮された状態のプランジャスプリング９４が配されている。したがって、プランジャスプリング９４は、フランジ部材９２（すなわち、プランジャピストン９０）を上方に付勢する。このため、ソレノイドコイル１０２（後で詳述する）が作動していない時は、フランジ部材９２の上端がフィルタ取付部材９６に当接し、プランジャピストン９０の上方への移動が規制されている。フランジ部材９２とフィルタ取付部材９２が当接する状態では、後述するようにシリンダ室６５内に燃料が流入し、シリンダ室６５内が燃料で満たされている。このため、フランジ部材９２とフィルタ取付部材９６とが当接する時のプランジャピストン９０の位置が燃料吸入位置となる。
なお、ソレノイドコイル１０２が作動すると、プランジャピストン９０は下方に移動する。ここで、プランジャピストン９０の下方への移動位置は、エンジン１１の運転状態によりＥＣＵ２８で計算され、その計算された移動位置にプランジャピストン９０が移動するようにソレノイドコイル１０２の通電時間が制御される。プランジャピストン９０が下方に移動すると、シリンダ室６５内の燃料が圧縮され、シリンダ室６５から送り出される。このため、ソレノイドコイル１０２の通電時間により決定される。
【００２４】
シリンダ室６５の側面には燃料流入口７２と燃料流出口７０が形成されている。燃料流入口７２の径は燃料流出口７０の径より大きく、燃料流入口７２は燃料流出口７０より下方に配置されている。したがって、プランジャピストン９０が燃料吸入位置から燃料噴射位置に移動する際は、まず、プランジャピストン９０によって燃料流出口７０が閉じられ、シリンダ室６５からの燃料の流出が規制されることとなる。プランジャピストン９０が燃料流出口７０を越えて下方へ移動すると、シリンダ室６５内の燃料が圧縮され、その燃料圧力が高まることとなる。なお、シリンダ室６５内の燃料が圧縮されている間は、後述するように燃料流入口７２が閉じられ、シリンダ室６５から燃料流入口７２を通って燃料が流出しないようになっている。
【００２５】
燃料流入口７２にはチェックバルブ（バルブシート７６，ボール弁７４）が配されている。バルブシート７６はシリンダ６０の外周面に固定されている。バルブシート７６の開口はボール弁７４によって開閉される。ボール弁７４とシリンダ６０の外周面の間にはスプリング８０が介装され、ボール弁７４はスプリング８０によってバルブシート７６の開口を閉じる方向に付勢されている。
プランジャピストン９０が上方に移動している時は、バルブシート７６の外側の燃料圧力よりバルブシート７６の内側の燃料圧力（すなわち、シリンダ室６５内の燃料圧力）が所定値以上小さくなり、ボール弁７４はバルブシート７６より離れ、バルブシート７６の外側の燃料が燃料流入口７２よりシリンダ室６５内に流入する。一方、プランジャピストン９０が下方に移動している時は、シリンダ室６５内の燃料圧力がバルブシート７６の外側の燃料圧力より大きくなり、ボール弁７４はバルブシート７６に当接し、燃料流入口７２を閉じる。
バルブシート７６の外側にはフィルタ７８が配されている。フィルタ７８のメッシュサイズは、シリンダ室６５の内周面とプランジャピストン９０の外周面との間のクリアランスより小さくされている。
【００２６】
燃料流出口７０には与圧バルブ（バルブシート８６，弁８２）が配されている。バルブシート８６はシリンダ５０の外周面に固定されている。バルブシート８６の開口は弁８２によって開閉される。弁８２とバルブシート８６の間にはスプリング８４が介装され、弁８２はスプリング８４によってバルブシート８６の開口を閉じる方向に付勢されている。シリンダ室６５内の燃料圧力がバルブシート８６内の燃料圧力より所定値以上大きいと、弁８２はバルブシート８６より離れ、シリンダ室６５内の燃料がバルブシート８６内に流入する。バルブシート８６内に流れた燃料は、燃料噴射ポンプ１３の排出口１１２に向かって流れるようになっている。
【００２７】
シリンダ室６５の下端にはバルブシート５８が固定され、バルブシート５８によってシリンダ室６５の下端が閉じられている。バルブシート５８の中央には燃料流路５９が形成されている。
燃料流路５９の下方にはチェックバルブ（バルブシート５８及びボール弁５７）が配されている。ボール弁５７は、スプリング５６によって上方（バルブシート５８と当接する方向）に付勢されている。したがって、シリンダ室６５内の燃料の圧力が所定値以下のときは、スプリング５６からボール弁５７に作用する上向きの力が燃料からボール弁５７に作用する下向きの力より大きく、ボール弁５７はバルブシート５８に当接し燃料流路５９を閉じる。一方、シリンダ室６５内の燃料の圧力が所定値を越えると、スプリング５６からボール弁５７に作用する上向きの力より燃料からボール弁５７に作用する下向きの力が大きくなり、ボール弁５７はバルブシート５８から離れ、燃料流路５９を開放する。
【００２８】
バルブシート５８の下方にはバルブボディ４０が配置されている。バルブボディ４０は、シリンダ６０の下端に形成された凹部６２に固定されている。バルブボディ４０とシリンダ６０の間にはＯリング５５が配され、Ｏリング５５は両者の間がシールされている。
バルブボディ４０には燃料流路４６が形成されている。燃料流路４６の上端は燃料流路５９を介してシリンダ室６５に連通している。燃料流路４６の下端には燃料噴射孔４２が形成されている。燃料噴射孔４２は、バルブボディ４０内に配された燃料噴射弁４８によって開閉される。
燃料噴射弁４８の上端５０にはフランジ部材５２が取り付けられている。フランジ部材５２とバルブボディ４０の端面４４との間には、スプリング５４が圧縮された状態で配されている。スプリング５４は、フランジ部材５２を介して燃料噴射弁４８を上方に付勢している（すなわち、燃料噴射孔４２を閉じる方向に燃料噴射弁４８を付勢している）。
したがって、シリンダ室６５から燃料流路４６内に高圧の燃料が流入すると、スプリング５４から燃料噴射弁４８に作用する上向きの力より燃料噴射弁４８に作用する下向きの力が大きくなり、燃料噴射弁４８は下方に移動する。これによって、燃料噴射弁４８は燃料噴射孔４２を開放し、燃料噴射孔４２より燃料が噴射される。
【００２９】
上述したシリンダ６０の外側には、シリンダ６０と同心状にコイルケーシング１００が配されている。コイルケーシング１００は円筒状部材であり、ソレノイドコイル１０２を収容している。ソレノイドコイル１０２に電力が供給されると、それによってプランジャピストン９０が下方に移動する。ソレノイドコイル１０２のＯＮ／ＯＦＦは、ＥＣＵ２８によって制御される。
コイルケーシング１００は導入口１０６を有している。導入口１０６には燃料供給配管１９が接続されている。したがって、燃料供給配管１９からの燃料は、導入口１０６を通ってコイルケーシング１００内に流入するようになっている。また、コイルケーシング１００にはコネクタ１０７が設けられている。コネクタ１０７は、ソレノイドコイル１０２の端子（図示していない）を有している。
【００３０】
コイルケーシング１００の下端開口にはシリンダ６０の下端部が取り付けられている。コイルケーシング１００とシリンダ６０の下端部との間にはＯリング７６が配され、両者の間がシールされている。一方、シリンダ６０の下端部以外の部分では、コイルケーシング１００の内径はシリンダ６０の外径より大きく、両者の間に燃料流路１０４が形成されている。燃料通路１０４は燃料導入口１０６に連通している。
コイルケーシング１００の上端開口には上端フランジ１０８が取り付けられている。上端フランジ１０８とコイルケーシング１００の間にはＯリング１０９が配され、両者の間がシールされている。上端ケーシング１００には排出口１１２が形成されている。排出口１１２にはベーパ抜き配管２２が接続される。導入口１０６から燃料噴射ポンプ１３内に流入した燃料のうち余剰燃料は、燃料通路１０４が通って排出口１１２からベーパ抜き配管２２に排出されることとなる。
【００３１】
上述した燃料供給装置の作用について説明する。イグニッションスイッチ２６をＯＮすると燃料ポンプ１４が作動し、燃料タンク１２内の燃料がサブタンク１０に向かって送りだされる。燃料ポンプ１４の作動開始と同時に、ＥＣＵ２８は燃料噴射ポンプ１３の制御を開始し、エンジン１１をスタートさせる。
燃料ポンプ１４から送り出された燃料はサブタンク１０に流入し貯留される。サブタンク１０で発生するベーパと余剰燃料は、ベーパ抜き配管２０を通って燃料タンク１２に戻される。サブタンク１０内に貯留された燃料は、ベーパセパレータ１５で異物とベーパが分離される。ベーパセパレータ１５によって分離されたベーパは、連通管２３及びベーパ抜き配管２１を介してサブタンク１０に戻される。
【００３２】
ベーパセパレータ１５から流れ出た燃料は、燃料供給配管１９を通って燃料噴射ポンプ１３に供給される。この際、燃料供給配管１９（詳しくは、燃料供給配管１９ａ）内で発生したベーパは３方向管継手１３０によって分離され、ベーパが除去された燃料のみが燃料供給配管１９ｂを通って燃料噴射ポンプ１３に供給される（図１１参照）。
すなわち、３方向管継手１３０の流出部１３４には壁１３８が設けられ、壁１３８は流出部１３４の流路を塞いでいる。このため、３方向管継手１３０に流入した燃料は、流出部１３４の壁１３８に衝突し、その一部が壁１３８の絞り孔１３８ａを通って燃料噴射ポンプ１３に向かって流れ、その一部が分岐部１３６を通って連結管３５に向かって流れる。壁１３８の絞り孔１３８ａは、流出部１３４の下側の壁面近傍に配されている(図１３等参照)。このため、燃料より軽いベーパが絞り孔１３８ａを直接通過することが規制され、いったん壁１３８に衝突することとなる。壁１３８は分岐部１３６の右側の壁（燃料噴射ポンプ１３側の壁）と略同一位置に配されているため、壁１３８に衝突したベーパは分岐部１３６を通って連結管３５に容易に流れることができる。これによって、壁１３８の絞り孔１３８ａを通過する燃料にはベーパが含まれ難くなり、ベーパを含まない燃料が燃料噴射ポンプ１３に供給されることとなる。なお、連結管３５を流れるベーパと燃料は、３方向管継手１４０を介してベーパ抜き配管２２ａに流れることとなる。
【００３３】
燃料噴射ポンプ１３は、プランジャピストン９０が燃料吸入位置より燃料噴射位置に移動することによって燃料を噴射する。すなわち、ソレノイドコイル１０２がＯＮすると、プランジャピストン９０が下方に移動する。プランジャピストン１０２が下方に移動すると、シリンダ室６５内の燃料の一部（場合によっては、ベーパを含んだ燃料）が燃料排出口７０より流出する。なお、シリンダ室６５から燃料排出口７０を通って流出した燃料は、燃料流路１０４を通って排出口１１２に向かって流れる。
プランジャピストン９０が燃料排出口７０を越えてさらに下方に移動すると、シリンダ室６５内の燃料が圧縮され、燃料の圧力が上昇する。このため、チェックバルブ（ボール弁５７）が下方に移動し、シリンダ室６５内の燃料が燃料流路５９よりバルブボディ４０内に送り出される。バルブボディ４０内に送り出された燃料は、燃料噴射孔４２より燃料が噴射される。
なお、プランジャピストン９０が下方に移動する際には、シリンダ６０の凹部６８（プランジャスプリング９４が収容されている空間）内の燃料はスリット９２ａを通って上方に流れることができる。これによって、プランジャピストン９０の下方へのスムーズな移動が担保されている。
ソレノイドコイル１０２がＯＦＦすると、プランジャスプリング９４の付勢力によってプランジャピストン９０が上方に移動する。プランジャピストン９０が上方に移動すると、導入口１０６から流入する燃料がフィルタ７８及び燃料流入口７２を通ってシリンダ室６５内に吸引される。これによって、シリンダ室６５内が燃料で充填される。
なお、燃料供給配管１９から燃料噴射ポンプ１３内に流入する燃料の余剰燃料は、燃料流路１０４を通って排出口１１２よりベーパ抜き配管２２に排出される。燃料噴射ポンプ１３からベーパ抜き配管２２に排出された燃料はサブタンク１０に戻される。
【００３４】
ここで、燃料流入口７２を通ってシリンダ室６５内に流入する燃料は、フィルタ７８によって異物が取り除かれる。また、シリンダ６０の凹部６８には、シリンダ６０（正確にはスリーブ８８）の上端に取り付けたフィルタ取付部材９６の開口９７から燃料が流入する。開口９７にはフィルタ９８が取り付けられているため、シリンダ６０の凹部６８に流入する燃料からは異物が除去される。
したがって、プランジャピストン９０が上下に往復動し、プランジャピストン９０の外周面とシリンダ室６５の内壁面６６とが摺動しても、シリンダ６０（シリンダ室６５，凹部６８）内の燃料からは異物が取り除かれているため、プランジャピストン９０の外周面の磨耗及びシリンダ室６５の内壁面６６の磨耗が抑制される。これによって、燃料噴射ポンプ１３の燃料噴射能力を長期間に亘って高く維持することができる。
【００３５】
上述した説明から明らかなように、本実施形態の燃料供給装置では、燃料噴射ポンプ１３の燃料導入口１０６近傍に設けた３方向管継手１３０によって燃料供給配管１９ａ内で発生したベーパが除去され、ベーパが除去された燃料が燃料噴射ポンプ１３に供給される。このため、夏場等の高温時においても、燃料噴射ポンプ１３から所望量の燃料を噴射することができ、安定した燃料噴射制御が可能となる。これによって、空燃比の制御が正確に行われるため、エンジン１１の排気ガス量を低減することができ、さらに、耐久性も向上することができる。
また、本実施形態の燃料供給装置は、エンジン始動時においても燃料噴射ポンプ１３から所望量の燃料を噴射することができる。このため、夏場等の高温時においても、エンジン再始動時の空燃比が適正に制御され、スムーズにエンジンを再始動することができる。さらに、キック始動によってエンジンを始動するシステムやバッテリレスシステムを採用する場合にも、エンジンの再始動をスムーズに行うことができる。
【００３６】
なお、上述した実施形態では、３方向管継手１３０を燃料供給配管１９ｂを介して燃料噴射ポンプ１３の燃料導入口１０６に接続したが、本発明はこのような形態に限られない。例えば、３方向管継手１３０を直接燃料導入口１０６に取付けるようにしてもよい。また、３方向管継手１４０を燃料噴射ポンプ１３の排出口１１２に直接取り付けるようにしてもよい。さらに、燃料導入口１０６と３方向管継手１３０を一体化し、あるいは、排出口１１２と３方向管継手１４０を一体化して、燃料噴射ポンプ１３を製作するようにしてもよい。このような構成によると、燃料噴射ポンプ１３に３方向管継手１３０及び／又は３方向管継手１４０を直接取付けるため（又はユニット化するため）、燃料配管やベーパ抜き配管の数を減らすことができ、燃料供給装置のコンパクト化を図ることができる。
【００３７】
なお、上述した実施形態では、燃料流入口７２にフィルタ７８を取り付け、また、シリンダ６０の上端の開口９７（フィルタ取付部材９６の開口９７）にフィルタ９８を取り付けることで、シリンダ６０内へ流入する燃料から異物を除去していた。しかしながら、本発明はこのような形態に限られない。
例えば、図３に示すように、導入口１０６と燃料流路１０４との境界にフィルタ１２０を配するようにしてもよい。このような形態によると、導入口１０６から燃料流路１０４に流入する際に異物が除去され、異物が除去された燃料が燃料流入口７２よりシリンダ室６５に流入し、また、シリンダ６０の上端からシリンダ６０の凹部６６に流入する。このため、プランジャピストン９０の外周面とシリンダ室６５の内壁面の磨耗が抑制される。なお、導入口１０６と燃料流路１０４との境界にフィルタ１２０を配すると、フィルタ１２０の表面積を大きくすることができる。このため、フィルタ１２０の目詰まりによる圧力上昇が抑制され、燃料噴射ポンプ１３を長期に亘って使用することができる。
さらには、図４に示すように、導入口１０６にフィルタ１２２を取り付けるようにしてもよい。フィルタ１２２は導入口１０６に着脱可能となっているため、フィルタ１２２が目詰まりした場合には、燃料噴射ポンプ１３を分解することなくフィルタ１２２を交換するだけでよい。
【００３８】
また、上述した各実施形態ではフィルタによってシリンダ６０内への異物の侵入を防止し、プランジャピストン９０の外周面の磨耗及びシリンダ室６５の内壁面６６の磨耗を防止した。しかしながら、図９に示すように、プランジャピストン９０の外周面に溝９４ａを設け、プランジャピストン９０とシリンダ室６５の内壁面６６との間に侵入した燃料中の異物を溝９４ａで捕集するようにしてもよい。このような構成によっても、プランジャピストン９０の外周面の磨耗及びシリンダ室６５の内壁面６６の磨耗が抑制される。なお、図１０に示すように、シリンダ室６５の内壁面６６に溝６６ａを設けるようにしてもよい。
【００３９】
また、上述した燃料供給装置には、以下に説明する燃料噴射ポンプを好適に用いることができる。以下に説明する燃料噴射ポンプは、既に説明した実施形態に係る燃料噴射ポンプ１３と略同一であり、同一部分については同一の符号を用い、その説明を省略する。
この燃料噴射ポンプは、プランジャスプリング９４の破損を防止することができる。すなわち、プランジャスプリング９４がシリンダ６０の凹部６８内で自由に移動できる構造では、図５に示すようにプランジャスプリング９４の軸線がプランジャピストン９０の軸線（中心線）からずれてしまうことがある。かかる場合に、プランジャピストン９０が下方に移動すると、プランジャスプリング９４に偏心荷重が作用し、プランジャスプリング９４が中間で折れ曲がることがある（図６の状態）。プランジャスプリング９４が中間で折れ曲がると、プランジャスプリング９４とスリーブ８８が接触し、プランジャスプリング９４が磨耗する。特に、シリンダ６０の凹部６８内の燃料に異物が含まれると、プランジャスプリング９４の磨耗が顕著となる。プランジャスプリング９４の磨耗はプランジャスプリング９４の折損を招来する。
そこで、この燃料噴射ポンプは、図７に示すようにプランジャスプリング９４を収容する凹部６８内にガイド部材１２４を配設する。これによって、プランジャスプリング９４の下端が正規の位置に保持され、プランジャスプリング９４に偏心荷重が作用することが防止される。これによって、プランジャスプリング９４とスリーブ８８の接触が防止され、プランジャスプリング９４の破損が抑制される。
また、図８に示すように、凹部６８の下端面１２６を中央に傾斜するテーパ面としてもよい。凹部６８の下端面１２６をテーパ面とすることで、プランジャスプリング９４が凹部６８の中心に案内され、プランジャスプリング９４に偏心荷重が作用することが防止される。このような構成によっても、プランジャスプリング９４とスリーブ８８の接触が防止され、プランジャスプリング９４の破損が抑制される。
なお、プランジャスプリング９４の材料をスリーブ８８の材料よりも硬い材料とすることが好ましい。例えば、プランジャスプリング９４に硬質メッキや硬化熱処理を行う。これによって、プランジャスプリング９４とスリーブ８８が接触しても、プランジャスプリング９４の磨耗を抑制でき、ひいてはプランジャスプリング９４の折損を抑制することができる。
【００４０】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、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。
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み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わ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】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃料供給装置の全体構成を示す図である。
【図２】燃料噴射ポンプの断面図である。
【図３】図２に示す燃料噴射ポンプの変形例を示す断面図である。
【図４】図２に示す燃料噴射ポンプの他の変形例を示す断面図である。
【図５】プランジャスプリング部分を拡大して示す図である（プランジャスプリングが中心からずれた状態を示す図）。
【図６】プランジャスプリング部分を拡大して示す図である（プランジャスプリングが途中で外側に折れ曲がった状態を示す図）。
【図７】本発明の他の実施形態を説明するための図である（プランジャスプリング部分を拡大して示す図）。
【図８】図７の変形例を説明するための図である（プランジャスプリング部分を拡大して示す図）。
【図９】本発明の他の実施形態を説明するための図である（プランジャピストン部分を拡大して示す図）。
【図１０】図９の変形例を説明するための図である（プランジャピストン部分を拡大して示す図）。
【図１１】燃料供給配管、ベーパ抜き配管及び連結管の接続関係を拡大して示す図である。
【図１２】３方向管継手の断面図である。
【図１３】３方向管継手の側面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０・・サブタンク
１１・・エンジン
１２・・燃料タンク
１３・・燃料噴射ポンプ
１４・・燃料ポンプ
１５・・ベーパセパレータ
３５・・連通管
６０・・シリンダ
９０・・プランジャピストン
１３０，１４０；３方向管継手
１３８・・壁
【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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【図７】
2007056802.tif 000009
【図８】
2007056802.tif 000010
【図９】
2007056802.tif 000011
【図１０】
2007056802.tif 000012
【図１１】
2007056802.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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