(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンク内に浸着される燃料供給装置において、燃料液を加圧給送する燃料ポンプと、上記燃料ポンプからの燃料液を濾過するフィルタエレメントが内蔵されたハウジングと、上記フィルタエレメントで濾過された燃料液をエンジンに導く供給路と、この供給路に設けられエンジンからの燃料液の逆流を阻止する逆止弁と、上記燃料ポンプからの燃料液圧が所定圧力以上のとき弁を開放して燃料液圧を調整するプレッシャーレギュレータと、上記燃料ポンプを取り囲むようにして上記ハウジングに上記燃料ポンプを取り付ける保持部材と、この保持部材の内周と上記燃料ポンプ外周間に上記燃料ポンプ外周に沿うように形成され、上記保持部材の内周側に捕捉手段を有する環状沈降流路とを一体に具備し、上記ハウジング内の燃料液流の上記フィルタエレメントより上流側に上記プレッシャーレギュレータへの分岐点を設け、上記プレッシャーレギュレータから排出される圧力調整余剰燃料液は上記環状沈降流路を経由させて上記燃料タンク内に戻すことを特徴とする燃料供給装置。
【請求項２】
環状沈降流路は保持部材の内周と燃料ポンプ外周間の一部を垂直方向に仕切られていることを特徴とする請求項１記載の燃料供給装置。
【請求項３】
環状沈降流路の捕捉手段は、保持部材の内周側に多数のフィンを突設させて上記各フィン間に形成される略円筒状の渦空間であることを特徴とする請求項２記載の燃料供給装置。
【請求項４】
渦空間の下端に沈降物を捕捉する盲穴を設けたことを特徴とする請求項３記載の燃料供給装置。
【請求項５】
ハウジング内のプレッシャーレギュレータへの実質的な分岐点を上記ハウジングの天井近傍に設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれかに記載の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両等の燃料タンク内に設置される燃料供給装置に関し、燃料ポンプと燃料フィルタとプレッシャーレギュレータおよび逆止弁が一体に構成されるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は、例えば特開平１１−２４１６５９号公報に示された燃料ポンプと燃料フィルタが一体に構成された従来の燃料供給装置を示す側断面図、図１２は燃料供給系の模式図である。図１３は従来の特開平５−２１５０４８号公報に示された可動弁型のプレッシャーレギュレータの断面図である。
図において、１は燃料タンク、２は燃料ポンプ、３は燃料ポンプ２の吸入口側に設けられた吸入フィルタである。４は燃料フィルタユニットであり、ポリマー材の樹脂成形品からなる主ハウジング５内にフィルタエレメント６が配設され、主ハウジング５を下方に延長した外部位に燃料ポンプ２が保持されている。燃料ポンプ２の吐出口は連通パイプにより主ハウジング５内のフィルタエレメント６の上流側の入口５ａの空間に連通する。
７は樹脂成形品からなる燃料フィルタユニット４の上ハウジングであり、主ハウジング５内にフィルタエレメント６を挿入した後、主ハウジング５との所要当接部位を熱溶着等により油密に閉鎖して燃料フィルタユニット４内の燃料液の流れを入口５ａ→フィルタエレメント６→出口５ｂに構成する。同時に上ハウジング７の外縁は該燃料供給装置を燃料タンク１に取り付けるためのブラケット鍔が一体に構成されている。
【０００３】
８は燃料フィルタユニット４の出口５ｂからエンジンへ燃料液を給送する供給路である。この供給路８は上ハウジング７に一体に構成されている。9は逆止弁であり、供給路８のニップル部８ａに設けられエンジンから燃料フィルタユニット４への燃料液の逆流を阻止する。供給路８と出口５ｂとは主ハウジング５の開口に上ハウジング７を熱溶着により油密閉鎖する際に同時に溶着接続される。１０はプレッシャーレギュレータであり、エンジンへの供給燃料圧力を範囲に保持し、かつエンジンが消費する残りの余剰燃料液を燃料タンク内に戻すようになっている。当然のことながら「エンジン消費量＜燃料ポンプ給送量」の関係になっている。
【０００４】
図１２の模式図に示すように従来の燃料供給系では、フィルタエレメント６の下流に逆止弁９、その下流に分岐させてプレッシャーレギュレータ１０を設けている。
このように構成された燃料供給装置では、燃料ポンプ２が駆動されると、吸入フィルタ３で粗大なゴミ、異物が除去された燃料液は２００〜７００ＫＰａ（キロパスカル）に加圧され、燃料フィルタユニット４の入口５ａから入りフィルタエレメント６により燃料液中の微細なゴミ、異物を濾過して出口５ｂへと送り出される。濾過された燃料液は逆止弁９を経て供給路８を通り、エンジンに給送される。エンジンでの燃料液圧を一定範囲に保持するため供給路８に分岐されたプレッシャーレギュレータ１０は燃料ポンプ２からの過剰圧力、エンジンの燃料消費の減少による圧力上昇時は、余剰燃料液を燃料タンク１内に放出する。また、逆止弁９は燃料ポンプ２の停止時にエンジン部分の燃料液圧を保持する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
最近、燃料供給装置の小形化が進められているが、上記のような燃料供給装置はプレッシャーレギュレータ１０が逆止弁９よりエンジン側に分岐されているので、燃料ポンプ２の停止時にエンジン部分の燃料液圧を保持するため、締め切り性能の良好なプレッシャーレギュレータ１０にする必要がある。締め切り性能を良好にするには可動弁型のプレッシャーレギュレータとなる。
【０００６】
可動弁型プレッシャーレギュレータは例えば図１１の特開平５−２１５０４８号公報に示されるように、燃料液圧を検知するダイヤフラム１０ａに球軸受１０ｂに固着された可動弁１０ｃが取り付けられ、排出口に連通する弁座１０ｄに対向している。
ダイヤフラム１０ａの背圧バネ１０ｅ力より燃料液圧が上昇すると、ダイヤフラム１０ａが変形して弁座１０ｄから可動弁１０ｃが離れ、この間隙から燃料液圧に対応する燃料液が排出されエンジン側の燃料液圧を一定に維持する。
燃料液圧が低下したときは、背圧バネ１０ｅの付勢力により可動弁１０ｃを弁座１０ｄに当接させて、燃料液の排出を停止させるが、ダイヤフラム１０ａの変形移動が均一でないため球軸受１０ｂにより可動弁１０ｃを揺動自在に支持して可動弁１０ｃと弁座１０ｄを密着させる構成にして、燃料液の漏れをなくしてエンジン側の燃料液圧を維持させる。
【０００７】
このため、複雑な球軸受１０ｂによる可動弁１０ｃの支持構造と可動弁１０ｃと弁座１０ｄの当接面を精度よく仕上げる必要があった。
また、可動弁を耐久性を持たせて揺動自在に支持するためダイヤフラムの径が大きくなり、プレッシャーレギュレータ１０の外形が大形となっていた。
【０００８】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、燃料供給系の構成パーツの配置改良により簡易の構造のプレッシャーレギュレータが使用できて、小形化された燃料供給装置を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明の燃料供給装置は、燃料ポンプからの燃料液を濾過するフィルタエレメントが内蔵されたハウジングと、フィルタエレメントで濾過された燃料液をエンジンに導く供給路に設けられエンジンからの燃料液の逆流を阻止する逆止弁と、燃料ポンプからの燃料液圧が所定圧力以上のとき弁を開放して燃料液圧を調整するプレッシャーレギュレータと、燃料ポンプを取り囲むようにしてハウジングに燃料ポンプを取り付ける保持部材と、この保持部材の内周と上記燃料ポンプ外周間に燃料ポンプ外周に沿うように形成され、保持部材の内周側に捕捉手段を有する環状沈降流路とを備え、ハウジング内の燃料液流のフィルタエレメントより上流側にプレッシャーレギュレータへの分岐点を設け、プレッシャーレギュレータから排出される圧力調整余剰燃料液を環状沈降流路を経由させて燃料タンク内に戻すものである。
【００１０】
そして、環状沈降流路は保持部材の内周と燃料ポンプ外周間の一部を垂直方向に仕切られたものである。
【００１１】
また、環状沈降流路の捕捉手段は、保持部材の内周側に突設した多数の各フィン間に略円筒状の渦空間を形成したものである。
【００１２】
また、渦空間の下端に沈降物を捕捉する盲穴を設けたものである。
【００１３】
そしてまた、プレッシャーレギュレータへの実質的分岐点をハウジング内の天井近傍に設けたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１を示す燃料供給装置の側断面図、図２は図１の線Ａ−Ａに沿う縦断面図、図３は実施の形態１の燃料供給系の模式図、図４はこの発明に適用される固定弁型プレッシャーレギュレータの断面図である。図において、１〜６、8、9は上記従来装置の説明と同様のものである。
６ａはフィルタエレメント６の濾紙を支持し主ハウジング５内の濾過後の燃料液と未濾過液を隔離するエレメント支持壁である。このエレメント支持壁６ａは導電性樹脂からなり、燃料液の濾過中に発生する静電気を逸散させる導体にもなっている。
【００１５】
１１は上ハウジング、１２は主ハウジング５と上ハウジング１１の溶着面である。上ハウジング１１には主ハウジング５の出口５ｂと連通する部位に逆止弁９が設けられ、主ハウジング５に上ハウジング１１を溶着することで燃料フィルタユニット４のハウジング容器の形成と同時に溶着されるエレメント支持壁６ａは逆止弁９を含めて燃料液通路の形成をして、エレメント支持壁６ａは導電性樹脂からなる上ハウジング１１と電気的導通が可能になり上ハウジング１１を通じて静電気逸散が可能となる。
【００１６】
１３はカバーフランジ、１４はブッシュ、１５は燃料ポンプ２を主ハウジング５に保持するポンプホルダである。カバーフランジ１３の外縁は該燃料供給装置を燃料タンク１に取り付けるためのブラケット鍔が一体に構成され、上ハウジング１１に嵌め合いにより機械的に組み付け固着される。カバーフランジ１３には図示しないが燃料ポンプ２への電源端子、上ハウジング１１からのアース端子、燃料ゲージの接続端子等からなる端子部およびエンジンへの燃料給送路であるニップル部８ａを含む供給路８とが設けられている。ポンプホルダ１５は主ハウジング５の下部に嵌着されるようになっており、後述の防振台座１６を介して燃料ポンプ２を保持固定するとともにプレッシャーレギュレータ２０の脱落防止をしている。上ハウジング１１側の燃料ポンプ２の吐出口と主ハウジング５の入口５ａおよび逆止弁９の設けてある突出部にブッシュ１４を介在させてカバーフランジ１３を嵌め合うことで、燃料ポンプ２からニップル部８ａ間の燃料通路が液密に形成される。
【００１７】
２０は固定弁型のプレッシャーレギュレータである。図２に示すように環状筒の主ハウジング５の内環部に燃料ポンプ２を偏心配置させて外環と燃料ポンプ２の間隔が大きくなった位置の主ハウジング５に分岐穴５ｃを設けプレッシャーレギュレータ２０が取り付けられている。また、分岐穴５ｃはフィルタエレメント６より上流の未濾過液空間となっている主ハウジング５の底部に設けられている。
【００１８】
プレッシャーレギュレータ２０の断面構造は図４に示す。ダイヤフラム２０ａの中央に円筒弁２０ｂが設けられ、円筒弁２０ｂは背圧バネ２０ｅの付勢力により対向する球形弁座２０ｃに当接される。球形弁座２０ｃはプレッシャーレギュレータ２０の筒状筐体に固定された弁座保持部材２０ｄに溶接等により固着されている。弁座保持部材２０ｄにはプレッシャーレギュレータ２０の入口から出口へ連通する連通路２０ｆが設けられている。
プレッシャーレギュレータ２０のダイヤフラム２０ａに加わる入口側の圧力が背圧バネ２０ｅの付勢力より大きくなると、球形弁座２０ｃと円筒弁２０ｂの間に圧力差に応じた間隙ができて、燃料液が出口へ放出されることで入口側の圧力を一定に保持するようになっている。
【００１９】
実施の形態１の燃料供給装置の動作の説明をする。燃料ポンプ２が駆動され加圧された燃料液が燃料フィルタユニット４内に送られると、エンジンが消費する量だけの燃料液がフィルタエレメント６を通過して、この通過時に燃料液中の微細なゴミ、異物が濾過される。燃料ポンプ２からの供給燃料液圧の上昇またはエンジンの燃料液の消費が低下すれば燃料フィルタユニット４のハウジング内の圧力上昇となりプレッシャーレギュレータ２０が作動して余剰燃料液を燃料タンク１内へ戻し排出してハウジング内の圧力を調整する。
【００２０】
このときプレッシャーレギュレータ２０から排出される余剰燃料液はフィルタエレメント６を通過させないので、フィルタエレメント６の所要濾過面積は従来装置に比べ狭くてよく、フィルタエレメント６を小形とすることができる。
また、燃料ポンプ２が停止したときはエンジンとフィルタエレメント６との間に配置されている逆止弁９がエンジン側の燃料液圧を保持するのでプレッシャーレギュレータ２０は必ずしも逆流阻止の機能が必要でなく圧力調整機能のみを有する簡素な構造の固定弁型のプレッシャーレギュレータ２０でよく、安価、小形なものとすることができる。
特に、燃料ポンプ２の駆動源であるモータがブラシ磨耗ゴミが発生しないブラシレス整流直流モータの場合は実施の形態１の構成は更なる小形化が可能である。
【００２１】
実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２の燃料供給装置の側断面図、図６は図５の線Ｂ−Ｂに沿う縦断面図、図７は実施の形態２の燃料供給系の模式図、図８は沈降流路部分の平面断面図、図９は沈降流路部分の拡大断面図、図１０は図８の線Ｃ−Ｃに沿う沈降流路部の側断面図である。
図において、１〜６、8、9、１１〜１５は上記実施の形態１の説明と同様のものである。１６は弾力性を有するゴムにより成形された防振台座、１７は沈降流路である。防振台座１６はポンプホルダ１５の底部の燃料ポンプ２との間に嵌着され燃料ポンプ２の振動を吸収するとともに、ポンプホルダ１５の底面との空間は吸入フィルタ３から燃料ポンプ２吸入口までの間の吸入路を構成する。そして、ポンプホルダ１５の内周壁と燃料ポンプ２の外周および主ハウジング５の下端面５ｆで囲まれた空間に環状の沈降流路１７を形成する。
【００２２】
図８に示すように１６ａは防振台座１６に設けられた仕切り壁であり、上端は主ハウジング５の下端面５ｆに当接して沈降流路１７の入口と出口を垂直に仕切っている。環状の沈降流路１７には防振台座１６から延長された外壁側から多数のフィン１６ｂが流路方向に直交して流路中途まで突設され、各フィン１６ｂの間には略円筒状の渦空間１７ａが形成される。また、防振台座１６の渦空間１７ａの下端にあたる部位には入口が円錐状でさらに深い盲穴１６ｃを設けてある。盲穴１６ｃは沈降流路１７の燃料液の流れに対して澱みとなるようにそれぞれ独立した穴となっている。
また、沈降流路１７の入口はプレッシャーレギュレータ２０の排出口に連通し、沈降流路１７の出口はポンプホルダ１５の壁の適切な部位に連通穴が設けられており、燃料タンク１内に連通している。防振台座１６をポンプホルダ１５と主ハウジング５および燃料ポンプ２に多少弾性変形するように嵌めあうことで沈降流路１７は入口と出口を除いてほぼ密閉に形成される。
【００２３】
実施の形態１の構成においては燃料ポンプ２から送り出される燃料液のうちエンジンへ供給される分はフィルタエレメント６にて燃料液中の微細なゴミ、異物は濾過されるが、プレッシャーレギュレータ２０からの余剰燃料液には微細なゴミ、異物が含まれたまま燃料タンク内に戻される。とくに、燃料ポンプ２の駆動源にブラシ整流の直流モータを使用するものでは、直流モータのブラシと整流子の摩耗粉末（コンタミ）が発生する。余剰燃料液に含まれる摩耗粉末（コンタミ）は燃料ポンプ２の稼動時間に比例して増加し、燃料ポンプ２→燃料フィルタユニット４→プレッシャーレギュレータ２０→燃料タンク内→吸入フィルタ３→燃料ポンプ２と循環する。このため、吸入フィルタ３の目詰まり、プレッシャーレギュレータ２０の閉塞機能低下、燃料ポンプ２の回転抵抗増加等の不具合発生の要因となる。
【００２４】
実施の形態２の燃料供給装置の動作を説明する。燃料フィルタユニット４でエンジンへ給送されないでフィルタエレメント６を通過しない燃料液は環状の沈降流路１７を流れる。この燃料液の流れはフィン１６ｂにより渦空間１７ａにサイクロンを発生させる。環状の沈降流路１７での燃料液の流れは燃料液に含まれる燃料液より比重の大きい摩耗粉末（コンタミ）は遠心力により外周寄りへと移行してゆく。そして、フィン１６ｂに近接したところでサイクロンに巻き込まれ渦空間１７ａの壁面に沿って重力沈降して盲穴１６ｃに捕捉される。
【００２５】
該実施の形態２の構成は、この摩耗粉末（コンタミ）による障害を抑制するものである。ブラシおよび整流子の摩耗粉末（コンタミ）は燃料液であるガソリン等に比較して比重が大きい点に注目して、プレッシャーレギュレータ２０から排出される燃料液を環状の沈降流路１７に導き、摩耗粉末（コンタミ）を渦空間１７ａに生じるサイクロンに巻き込み、盲穴１６ｃに沈降捕捉して、循環する摩耗粉末（コンタミ）を減少させる。
また、実施の形態２の構成の副次効果としては、プレッシャーレギュレータ２０の排出液が燃料タンク１に直接ではなく沈降流路１７を経由して燃料タンク１に排出されるようになっているので、プレッシャーレギュレータ２０の排出音が低減できる。
【００２６】
なお、上記説明ではフィン１６ｂ、盲穴１６ｃを防振台座１６を延長して形成したが、これをポンプホルダ１５の内周へ形成してもよい。
【００２７】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３を上記図５、図６および図７にて行う。図５〜図７において、１〜６、8、9、１１〜１５は上記実施の形態１の説明と同様である。
５ｄは分岐穴５ｃの周囲を主ハウジング５の内部を垂直に延長した連通管である。
５ｅは連通路であり、主ハウジング５の天井近傍に位置する連通管５ｄの開口部と分岐穴５ｃを連通する。分岐穴５ｃにはプレッシャーレギュレータ２０が取り付けられている。従って、主ハウジング５内のプレッシャーレギュレータ２０への実質的な分岐点である流入口は主ハウジング５の天井近傍に位置する連通管５ｄの開口部になる。
【００２８】
上記実施の形態1の構成において、圧力調整のためにプレッシャーレギュレータ２０へ流れ込む余剰燃料液には摩耗粉末（コンタミ）が含まれており、燃料ポンプ２の運転停止等によるプレッシャーレギュレータ２０の弁閉塞時に円筒弁２０ｂと球形弁座２０ｃの間に摩耗粉末（コンタミ）を噛んでプレッシャーレギュレータ２０の閉塞機能低下を起こす。燃料タンク１内の燃料液レベルが満タンに近い場合は問題ないが、燃料液レベルが低下した状態で、プレッシャーレギュレータ２０の閉塞機能低下は長時間の駐停車で主ハウジング５内の燃料液が流出して空状態になる。この状態でのエンジン再始動は、主ハウジング５内が燃料ポンプ２から給送される燃料液で満たされるまでエンジンへの燃料液の供給が待たされ、エンジン始動に遅れが発生する。
また、空状態の主ハウジング５内に急激な燃料液の注入は巻き込んだ空気が逆止弁９から供給路８に入り、エヤー噛みを起こしエンジンの始動性の妨げになる。
【００２９】
該実施の形態３の構成は上記課題を解消するもので、燃料タンク１内の燃料液レベルが低下した状態でのプレッシャーレギュレータ２０の閉塞機能低下があっても、主ハウジング５内の燃料液流出を防止して、エンジンの始動性を維持することができる。
【００３０】
また、実施の形態３の構成のものは上述のようにプレッシャーレギュレータ２０の閉塞機能低下を容認するものであることから、プレッシャーレギュレータ２０の弁構造をより簡素化して、安価、小形のプレッシャーレギュレータの使用を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１を示す燃料供給装置の側断面図である。
【図２】  図１の線Ａ−Ａに沿う縦断面図である。
【図３】  この発明の実施の形態１の燃料供給系の模式図である。
【図４】  この発明に適用される固定弁型プレッシャーレギュレータの断面図である。
【図５】  この発明の実施の形態２の燃料供給装置の側断面図である。
【図６】  図５の線Ｂ−Ｂに沿う縦断面図である。
【図７】  この発明の実施の形態２の燃料供給系の模式図である。
【図８】  この発明の実施の形態２の沈降流路部分の平面断面図である。
【図９】  沈降流路部分の断面拡大図である。
【図１０】  図８の線Ｃ−Ｃに沿う側断面図である。
【図１１】  従来の燃料供給装置を示す側断面図である。
【図１２】  従来の燃料供給装置の燃料供給系の模式図である。
【図１３】  可動弁型のプレッシャーレギュレータの断面図である。
【符号の説明】
２  燃料ポンプ、    ３  吸入フィルタ、    ５  主ハウジング
５ｃ  分岐穴、    ５ｄ  連通管、    ５ｅ  連通路
６  フィルタエレメント、    ８  供給路、    ９  逆止弁
１１  上ハウジング、    １２  溶着面、    １５  ポンプホルダ
１６  防振台座、    １６ｂ  フィン、    １６ｃ  盲穴
１７  沈降流路、    １７ａ  渦空間、    ２０  プレッシャーレギュレータ
２０ａ  ダイヤフラム、    ２０ｂ  円筒弁、    ２０ｃ  球形弁座
２０ｄ  弁座保持部材、    ２０ｅ  背圧バネ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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