(57)【要約】【課題】内燃機関に供給される燃料をろ過すると共に改質することの可能なポンプモジュールを提供する。【解決手段】燃料タンク２内に設けられるポンプ本体５０は、燃料タンク２内の燃料を蛇腹管４９、吐出管１５及び燃料配管を通して内燃機関に供給する。このポンプ本体５０の吐出口５２側に燃料に含まれる異物を捕獲する高圧フィルタ７０が設けられる。この高圧フィルタ７０には、フィルタエレメント７２を通過する燃料を改質する改質手段２０が設けられる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンク内に設けられ、前記燃料タンク内の燃料を内燃機関に供給するポンプ本体と、
前記ポンプ本体の吸入口側および吐出口側の少なくともいずれか一方に設けられ、燃料に含まれる異物を捕獲するフィルタと、
前記フィルタに設けられ、前記フィルタを通過する燃料を改質する改質手段と、を備えることを特徴とするポンプモジュール。
【請求項２】
前記フィルタは、フィルタケース、及びこのフィルタケースに収容されるフィルタエレメントを有し、
前記改質手段は、前記フィルタエレメントと一体で形成され、前記フィルタエレメントに担持されることを特徴とする請求項１に記載のポンプモジュール。
【請求項３】
前記フィルタは、フィルタケース、及びこのフィルタケースに収容されるフィルタエレメントを有し、
前記改質手段は、前記フィルタエレメントと別体で形成され、前記フィルタエレメントと共に前記フィルタケース内に収容されることを特徴とする請求項１に記載のポンプモジュール。
【請求項４】
前記フィルタは、前記ポンプ本体の前記吐出口側に設けられる高圧フィルタであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のポンプモジュール。
【請求項５】
前記フィルタは、前記ポンプ本体の前記吸入口側に設けられる低圧フィルタであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のポンプモジュール。
【請求項６】
前記ポンプ本体の前記吐出口から吐出される燃料の圧力が所定圧より高いとき、前記吐出口から吐出された燃料を前記燃料タンク内へ排出するプレッシャレギュレータを備え、
前記改質手段は、前記プレッシャレギュレータの下流側に設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のポンプモジュール。
【請求項７】
前記改質手段は、酸化劣化した燃料を改質可能な孔を有する多孔性材料、又は磁石であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のポンプモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンク内の燃料を内燃機関に供給するポンプモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、動力源として電動機と内燃機関を備えたハイブリッド車が知られている。ハイブリッド車は、電動機による駆動が多くなり、内燃機関の運転が少なくなると、燃料タンク内の燃料が長期間消費されないことがある。また、一般に、車両が長期間停止した状態が続くと、燃料タンク内の燃料が消費されない。
特許文献１には、燃料タンク内に設けられ、燃料タンク内の燃料を内燃機関に供給するポンプモジュールが記載されている。
特許文献２には、燃料タンクと内燃機関との間を接続する燃料パイプに設けられた燃料改質装置が記載されている。この燃料改質装置は、円筒体の内側にセラミックと放射性希土鉱石とからなる球体粒を充填したものである。燃料パイプを流れる燃料を燃料改質装置に通すことで燃料を改質し、燃費及び加速性を向上すると共に、排ガス中のＣＯ，ＨＣ，黒鉛等を減少している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２２７６９８号公報
【特許文献２】特許４０１６２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、燃料タンク内の燃料が長期間消費されないと、燃料タンク内の空気に含まれる酸素により燃料が酸化することがある。これにより、内燃機関における燃料の燃焼効率が悪化することが懸念される。また、燃料の酸性が強くなると、燃料タンク及びその燃料タンク内に設けられたポンプモジュールを形成する樹脂にクラックが発生し、又は金属に錆が発生する。これにより、ポンプモジュールを構成するポンプ本体の作動が悪化するおそれがある。また、燃料タンクから燃料漏れを生じるおそれがある。
特許文献１のポンプモジュールは、燃料タンクから内燃機関へ供給する燃料をろ過する機能は備えているが、燃料を改質する機能は備えていない。
一方、特許文献２の燃料改質装置は、その燃料改質装置の入口及び出口をそれぞれ燃料パイプに接続しているので、製造コストが高くなる。また、内燃機関に供給される燃料をろ過する燃料フィルタと燃料改質装置とを別体で燃料パイプに接続しているので、構成が複雑になり、製造コストが高くなる。
【０００５】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関に供給される燃料をろ過すると共に改質することの可能なポンプモジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明によると、燃料タンク内に設けられるポンプ本体は、燃料タンク内の燃料を内燃機関に供給する。このポンプ本体の吸入口側および吐出口側の少なくともいずれか一方に燃料に含まれる異物を捕獲するフィルタが設けられる。このフィルタには、フィルタを通過する燃料を改質する改質手段が設けられる。改質手段により酸化劣化した燃料を改質することで、樹脂のクラックの発生が抑制されると共に、金属の錆の発生が抑制される。したがって、ポンプ本体の作動の悪化、及び燃料タンクからの燃料漏れを抑制することができる。また、改質手段により燃料を活性化させることで、内燃機関における燃料の燃焼効率を向上することができる。
また、改質手段をフィルタに設けることで、ポンプモジュールの構成が簡素になる。このため、ポンプモジュールを組み立てる工数を改質手段を備えていない従来のポンプモジュールと略同じにすることが可能となる。したがって、ポンプモジュールの製造コストを低減することができる。
【０００７】
請求項２に係る発明によると、フィルタは、フィルタケース、及びこのフィルタケースに収容されるフィルタエレメントを有する。改質手段は、フィルタエレメントと一体で形成され、フィルタエレメントに担持される。これにより、ポンプモジュールの組み立て工数を改質手段を備えていない従来のポンプモジュールと同じにすることができる。
さらに、フィルタのろ過効率を悪化させることなく、燃料を改質することができる。
【０００８】
請求項３に係る発明によると、改質手段は、フィルタエレメントと別体で形成され、フィルタエレメントと共にフィルタケース内に収容される。この構成においても、フィルタ内にフィルタエレメントと改質手段を同時に取り付けることで、ポンプモジュールの組み立て工数を低減することができる。
【０００９】
請求項４に係る発明によると、フィルタは、ポンプ本体の吐出口側に設けられる高圧フィルタである。一般に、高圧フィルタは、ポンプ本体から吐出される燃料に含まれる比較的細かい異物を捕獲するので、ポンプ本体の吸入口側に設けられる低圧フィルタと比較して、フィルタエレメントのろ過面積が広い。したがって、高圧フィルタに設けられる改質手段は、燃料を高効率に改質することができる。
【００１０】
請求項５に係る発明によると、フィルタは、ポンプ本体の吸入口側に設けられる低圧フィルタである。改質手段を低圧フィルタに設けることで、ポンプ本体に吸入される燃料を改質することが可能となる。したがって、ポンプ本体を形成する樹脂のクラックの発生が抑制されると共に、金属の錆の発生を抑制することができる。
【００１１】
請求項６に係る発明によると、ポンプモジュールは、ポンプ本体の吐出口から吐出される燃料の圧力が所定圧より高いとき、吐出口から吐出された燃料を燃料タンク内へ排出するプレッシャレギュレータを備える。このプレッシャレギュレータの下流側に改質手段は設けられる。これにより、ポンプモジュールと燃料タンク内を循環する燃料の改質が可能となる。したがって、燃料タンク及びポンプ本体を形成する樹脂のクラックの発生が抑制されると共に、金属の錆の発生を抑制することができる。
【００１２】
請求項７に係る発明によると、改質手段は、酸化劣化した燃料を改質可能な孔を有する多孔性材料、又は磁石である。多孔性材料としては、酸素吸着樹脂、活性炭、セラミック等が例示される。これにより、酸化劣化した燃料を改質及び活性化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態によるポンプモジュールが取り付けられた燃料タンクの構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるポンプモジュールの断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態によるポンプモジュールのフィルタエレメントの模式図である。
【図４】本発明の第１実施形態によるポンプモジュールのレギュレータ部分の断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態によるポンプモジュールの断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態によるポンプモジュールの改質手段の平面図である。
【図７】本発明の第３実施形態によるポンプモジュールのレギュレータ部分の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明による複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態によるポンプモジュールを図１から図４に示す。本実施形態のポンプモジュール１は、図１に示すように、燃料タンク２に形成された開口３から挿入され、燃料タンク２内に設置されている。燃料タンク２には、燃料供給口４から燃料が供給される。燃料タンク２内の燃料は、ポンプモジュール１によって汲み上げられ、燃料配管５を経由して内燃機関へ供給される。
【００１５】
ポンプモジュール１は、図２に示すように、フランジ１０、サブタンク３０、ポンプボディ４０、ポンプ本体５０、低圧フィルタ６０、高圧フィルタ７０、改質手段２０及びプレッシャレギュレータ８０等を備えている。ポンプモジュール１は、例えば樹脂及び金属等から形成されている。
フランジ１０は、略円盤状に形成され、燃料タンク２に形成された開口３を塞いでいる。フランジ１０には、吐出管１５及び図示しない電気コネクタが設けられている。吐出管１５は、一方の側が内燃機関に燃料を供給する燃料配管５に接続され、他方の側が蛇腹管４９に接続されている。
【００１６】
サブタンク３０は、有底筒状に形成されている。フランジ１０とサブタンク３０とを支柱部材３１が接続している。支柱部材３１は、一端がフランジ１０に形成された凹部１７に圧入され、他端がサブタンク３０に形成された孔３２に摺動可能に取付けられている。支柱部材３１の径外側には図示しない圧縮コイルスプリングが取付けられ、その弾性力によりサブタンク３０を燃料タンク２の底壁６に押し付けている。
【００１７】
サブタンク３０の内側にポンプボディ４０が収容されている。ポンプボディ４０は、取付部材４１によってサブタンク３０に固定されている。取付部材４１は、環状の環状部４２、及びこの環状部４２の径外側に爪部４３を有し、一体に形成されている。環状部４２は、ポンプボディ４０の径外側に形成された段差部４４に嵌合している。爪部４３は、サブタンク３０の開口部３３に嵌め込まれている。
【００１８】
ポンプボディ４０は、ポンプ本体５０、高圧フィルタ７０及びプレッシャレギュレータ８０を収容すると共に、これらを連通する燃料通路４５，４６を形成している。
ポンプ本体５０は、略円筒状に形成され、その内部に、図示しないモータ及びこのモータにより回転する図示しないインペラを有する。ポンプ本体５０は、インペラの回転により、軸方向下側に設けられた吸入口５１から燃料を吸入、昇圧し、軸方向上側に設けられた吐出口５２から燃料を吐出する。
ポンプ本体５０の吸入口５１側には低圧フィルタ６０が設けられている。低圧フィルタ６０は、袋状に形成され、サブタンク３０内からポンプ本体５０の吸入口５１に吸入される燃料に含まれる比較的大きな異物を捕獲する。
【００１９】
ポンプ本体５０の径外側に高圧フィルタ７０が設けられている。高圧フィルタ７０は、円環状に形成されたフィルタケース７１、及びこのフィルタケース７１の内側に設けられた筒状のフィルタエレメント７２を有する。高圧フィルタ７０は、吐出口５２から吐出した燃料に含まれる比較的小さい異物を捕獲する。
【００２０】
フィルタエレメント７２は、先ず、綿繊維又はガラス繊維などの基材に、改質手段２０として、酸素吸着樹脂、活性炭又はセラミック等の多孔性材料或いは磁石等が混合され、図３（Ａ）に示すように、改質手段２０の担持された平板状のろ紙７３と波状のろ紙７４とが形成される。そして平板状のろ紙７３と波状のろ紙７４とが接合された後、図３（Ｂ）に示すように、ロール状に巻かれる。これにより、筒状のフィルタエレメント７２が形成される。この結果、改質手段２０は、フィルタエレメント７２に担持され、そのフィルタエレメント７２と一体に形成される。したがって、フィルタエレメント７２を通過する燃料は、異物が捕獲されると共に、酸化劣化した燃料が改質され、又はイオン活性化される。
【００２１】
図４に示すように、高圧フィルタ７０とポンプボディ４０の流出通路４７とを連通する燃料通路４６にプレッシャレギュレータ８０が設けられている。プレッシャレギュレータ８０は、略筒状に形成されたケース８１、及びこのケース８１の内部に図示しない圧力弁を有する。ケース８１は大径部８２と小径部８３とを有する。プレッシャレギュレータ８０は、ケース８１の大径部８２と小径部８３との間の段差８４に形成された図示しない開口から燃料通路４６を流れる燃料をケース８１内部に導入している。
燃料通路４６に流れる燃料の圧力が所定圧より高くなると、ケース８１内部に設けられた圧力弁が開弁する。これにより、燃料通路４６に流れる燃料は、ケース８１内部を通り、小径部８３の軸方向の上端８５に形成された図示しない開口から燃料室４８へ排出される。したがって、燃料通路４６を流れる燃料は、プレッシャレギュレータ８０により所定圧に調圧される。
【００２２】
燃料室４８は、ジェット通路９０に連通している。ジェット通路９０は、燃料室４８と反対側の端部が図示しないジェットノズルに接続されている。燃料通路４６から燃料室４８へ排出された燃料は、ジェット通路９０を経由してジェットノズルから噴射される。ジェットノズルは、サブタンク３０の外側からサブタンク３０内へ燃料を噴射することで、そこに発生する負圧により燃料タンク２の燃料をサブタンク３０内に導入する。
また、燃料室４８には、リリーフバルブ９１が接続している。リリーフバルブ９１は、燃料室４８の燃料圧力が高くなり、その燃料圧力が弁体９３に作用する力がスプリング９２に設定された荷重より大きくなると、弁体９３が壁面９４から離座する。これにより、ジェットノズルの噴射に余剰となった燃料は、サブタンク３０内へ排出される。
【００２３】
図２に示すように、高圧フィルタ７０から燃料通路４６を通り、プレッシャレギュレータ８０により所定圧に調圧された燃料は、流出通路４７に流れる。流出通路４７の出口側とフランジ１０の吐出管１５とを蛇腹管４９が接続している。
【００２４】
内燃機関の運転時、フランジ１０に設けられた電気コネクタから図示しないリード線を介してポンプ本体５０に通電されると、サブタンク３０内の燃料は、低圧フィルタ６０を経由し、吸入口５１からポンプ本体５０に吸入され、インペラの回転により昇圧される。ポンプ本体５０の吐出口５２から排出された燃料は、高圧フィルタ７０により異物が除去されると共に改質された後、プレッシャレギュレータ８０により調圧され、流出通路４７、蛇腹管４９、吐出管１５及び燃料配管５を経由し、内燃機関に供給される。
【００２５】
本実施形態では、以下の作用効果を奏する。
（１）ポンプモジュール１は、高圧フィルタ７０のフィルタエレメント７２に改質手段２０を担持することで、内燃機関に供給される燃料をろ過すると共に改質することができる。このため、酸化した燃料による樹脂のクラックの発生が抑制されると共に、金属の錆の発生が抑制される。したがって、ポンプ本体５０の作動の悪化、及び燃料タンク２からの燃料漏れを抑制することができる。
（２）ポンプモジュール１は、高圧フィルタ７０のフィルタエレメント７２と改質手段２０とを一体に形成することで、構成が簡素化され、ポンプモジュール１の組み立て工数が低減される。これにより、ポンプモジュール１の製造コストを低減することができる。
（３）ポンプモジュール１は、ろ過面積の大きい高圧フィルタ７０のフィルタエレメント７２に改質手段２０を担持させることで、高圧フィルタ７０のろ過効率を悪化させることなく、酸化劣化した燃料を改質し、又はイオン活性化することができる。
【００２６】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態によるポンプモジュールを図５及び図６に示す。以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態では、高圧フィルタ７０のフィルタエレメント７５と改質手段２１とが別体で形成されている。改質手段２１は、酸素吸着樹脂、活性炭又はセラミック等の多孔性材料、或いは磁石等から円盤状に形成されている。改質手段２１は、高圧フィルタ７０のフィルタケース７１内にフィルタエレメント７５と共に収容されている。
【００２７】
本実施形態においても、高圧フィルタ７０を通過する燃料は、フィルタエレメント７５により異物が捕獲されると共に、改質手段２１により酸化劣化した燃料が改質され、又はイオン活性化される。
また、高圧フィルタ７０のフィルタケース７１内にフィルタエレメント７５と改質手段２１を同時に組み付けることで、ポンプモジュールの製造コストを低減することができる。
【００２８】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態によるポンプモジュールを図７に示す。本実施形態では、リリーフバルブ９１の燃料出口側に改質手段２２が設けられている。
本実施形態では、ポンプモジュールと燃料タンク２内を循環する燃料を改質手段２２に通すことで、燃料タンク２内の酸化劣化した燃料を改質することができる。
【００２９】
（他の実施形態）
上述した第１、第２実施形態では、高圧フィルタ７０に改質手段２０，２１を設けた。これに対し、本発明は、低圧フィルタに改質手段を設けてもよい。
上述した実施形態では、改質手段２０，２１，２２として、酸素吸着樹脂、活性炭又はセラミック等の多孔性材料、或いは磁石を使用した。これに対し、本発明は、改質手段として、イオン交換樹脂、グラファイトシリカ、または酸化した燃料を還元することの可能な還元剤を使用してもよい。
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、上記複数の実施形態を組合せることに加え、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１              ・・・ポンプモジュール
２              ・・・燃料タンク
２０，２１，２２・・・改質手段
５０            ・・・ポンプ本体
５１            ・・・吸入口
５２            ・・・吐出口
６０            ・・・低圧フィルタ（フィルタ）
７０            ・・・高圧フィルタ（フィルタ）
７２，７５      ・・・フィルタエレメント
【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】
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