JP4960470B2

JP4960470B2 - 燃料供給装置および燃料供給システム

Info

Publication number: JP4960470B2
Application number: JP2010088599A
Authority: JP
Inventors: 和久栗田; 宏一尾島; 弘道津上; 輝彦森口
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-04-07
Filing date: 2010-04-07
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2030-04-07
Also published as: JP2011220160A

Description

この発明は、例えば、小型二輪車などのエンジンに供給する燃料の圧力を調整する圧力調整装置が内蔵された燃料供給装置および燃料供給システムに関する。

地球温暖化などの環境問題から、ガソリンエンジンへの燃費および排ガスに対する規制が厳しくなってきている。近年では、小型二輪などの小型排気量エンジンにも規制が行われつつあり、このような背景の中、四輪自動車や二輪自動車のエンジンへの燃料供給システムを、キャブレタを用いた従来の機械式のものに代え、エンジンの低燃費化、及び排ガスのクリーン化を目的として、電子制御化、つまりＦＩ（ＦｕｅｌＩｎｊｅｃｔｉｏｎ）化することが要求されている。

自動車、中大型二輪などの電子制御燃料噴射システムにおいて、燃料タンク内に燃料ポンプを設置するインタンク配置の燃料供給システムが採用されているが、これを小型二輪等の小排気量エンジンに展開する場合、燃料タンク容量が小さい為、燃料タンクの大幅なレイアウト見直しが必要となることから、小型、軽量で、かつ燃料タンクの容量損失を極力低減することができる燃料タンク外壁に直付け搭載可能な燃料供給システムが望まれる。

小排気量エンジン用の燃料タンクでは、大排気量エンジン用に比べて燃料ポンプを取付ける為の取付け穴を設けるスペースが限られていることが多い反面、燃料中の異物を除去する為のフィルタは、耐目詰まり性、及び高温環境下で発生するベーパ（気泡）排出性の観点からでき得る限り濾過面積を大きくする事が望ましい為、限られた搭載スペースの中で、最大限の濾過面積を有しながら、燃料タンクへの組付け性も考慮する必要がある。

また、燃料ポンプを燃料タンク直付け構造とすると、圧力調整装置から排出されるベーパを含んだ燃料をタンク内に排出する為の排出通路と排出口を配置する必要がある為、燃料タンクの燃料ポンプ挿入穴において、フィルタの為に使用でき得るスペースは更に限られるといった問題があった。

特願２００９−１７０２０４号公報

上述した従来の特許文献1に記載の燃料供給装置としては、例えば、図８に示す構成のものがある。ハウジング本体部１１Ａは、以下に説明する第１ボディ部１２を構成するボディ本体部１２Ａ、第２ボディ部１５、及び第３ボディ部２１により構成され、タンク挿入部１１Ｂは、以下に説明する第１ボディ部１２の燃料渡し部１２Ｂ、及びアダプタ２３Ａにより構成されている。

第１ボディ部１２は、円筒状のボディ本体部１２Ａ、及びボディ本体部１２Ａの外周面から突設された円筒状の燃料渡し部１２Ｂを有している。第２ボディ部１５は、ボディ本体部１２Ａの一端側の内側に嵌め入れられた円柱状の嵌め合い突部１５Ａ、及び嵌め合い突部１５Ａの一面に突設された供給ポート１５Ｂを有する。

そして、嵌め合い突部１５Ａには、その他面に開口する保持弁配設孔１６が形成されている。また、嵌め合い突部１５Ａには、保持弁配設孔１６から供給ポート１５Ｂの供給口１５ａに至る高圧燃料通路１７、高圧燃料通路１７から分岐された分岐高圧燃料通路１８、及び分岐高圧燃料通路１８の分岐端側の部位から嵌め合い突部１５Ａの他面に至るドレーン孔１９が形成されている。このとき、保持弁配設孔１６及びドレーン孔１９の孔方向は、嵌め合い突部１５Ａの軸方向に一致している。

第３ボディ部２１は、有底円筒状をなし、その開口側からボディ本体部１２Ａの他端側
に嵌め入れられ、図示しない軸孔が底部に同軸に設けられている。そして、上述したように、ハウジング本体部１１Ａが、ボディ本体部１２Ａ、第２ボディ部１５、及び第３ボディ部２１を一体化したもので構成される。

また、アダプタ２３Ａは、円盤状をなし、その一面で燃料渡し部１２Ｂの開口を覆うように燃料渡し部１２Ｂに連結される塞口部２４Ａ、及び塞口部２４Ａの他面に突設された吸入ポート２４Ｂを備える。そして、燃料導入孔２５が、吸入ポート２４Ｂの吸入口２４ａから塞口部２４Ａを貫通して塞口部２４Ａの一面に至るように形成されている。また、塞口部２４Ａの一面には、円形の凹部２４ｂが形成されている。

そして、リターン孔２４ｃが、凹部２４ｂに対応する塞口部２４Ａの部位を塞口部２４Ａの軸方向に貫通して形成されている。以下、塞口部２４Ａの他面側のリターン孔２４ｃの開口を排出口２４ｄとする。そして、アダプタ２３Ａの一面側の周縁と燃料渡し部１２Ｂの突出側の端面とがシール部材２７を介して相対するようにアダプタ２３Ａと燃料渡し部１２Ｂとが連結されている。そして、上述したように、タンク挿入部１１Ｂが、アダプタ２３Ａ及び燃料渡し部１２Ｂを一体化したもので構成される。

燃料タンク２の下部には、取付穴２ａが形成されている。そして、燃料供給装置１０Ａは、以下に説明する被装着体９０を介して燃料タンク２に取り付けられている。被装着体９０は、円筒状に形成され、軸方向一端から径方向外側に延在するツバ部９０ａを有する。

そして、被装着体９０は、その他端側から燃料タンク２内に挿入され、ツバ部９０ａが燃料タンク２の外面に密接するように燃料タンク２に装着されている。なお、燃料タンク２の内外の液密性及び気密性が保たれるように被装着体９０は燃料タンク２に装着されている。

そして、燃料供給装置１０Ａは、燃料渡し部１２Ｂにアダプタ２３Ａを組み付け、さらに、吸入ポート２４Ｂにフィルタ６８ａを取り付けた後にタンク挿入部１１Ｂを燃料タンク２内に挿入し、燃料渡し部１２Ｂを被装着体９０内に嵌め合わせることで、被装着体９０を介して燃料タンク２に直付けされている。

このとき、第１ボディ部１２のボディ本体部１２Ａの軸方向は略水平方向に一致し、フィルタ６８ａは、鉛直方向上方から見たときに、排出口２４ｄを覆うように配置されている。また、燃料渡し部１２Ｂの一端面とアダプタ２３Ａの外周縁部との間のシール部材２７が、被装着体９０の内周面に密接しており、燃料タンク２内の燃料は、被装着体９０と燃料渡し部１２Ｂとの間を通って燃料タンク２の外に漏れることはない。

なお、モータ３３は予めハウジング１１に一体に取り付けられている。そして、図示しないが、供給ポート１５Ｂの端部と燃料噴射弁６とを接続する前述の高圧管４が配管されて燃料供給システム１が構成される。

燃料供給装置１０Ａが、燃料タンク２内に吸入ポート２４Ｂの吸入口２４ａ及び排出口２４ｄを開口させて燃料タンク２にハウジング１１を直付け可能である。

また、圧力調整装置７０から送り出された燃料は、リターン経路６０Ａを流れて排出口
２４ｄから燃料タンク２内に排出される。つまり、高圧燃料通路１７から圧力調整装置７
０に導かれて排出される燃料は、燃料ポンプ３０に戻されることなく燃料タンク２に戻さ
れる。

このような従来の燃料供給システムは、燃料タンク２の外壁に圧力調整装置７０を内蔵した燃料ポンプ３０を直に固定することで、吸入配管、及び圧力調整装置７０からの余剰燃料を燃料タンク２に戻す為の排出管が廃止できる為、部品点数の削減と共に、小型二輪のような限られたスペースでも容易に搭載できる事で、スペースの有効活用が可能となるメリットがある。

しかながら、燃料タンク２の燃料ポンプ３０の取付け穴の限られたスペース内で圧力調整装置７０からの余剰燃料を排出する為に独立した排出通路を設ける必要があり、更に燃料ポンプ３０の停止時に燃料排出口２４ｄからの燃料タンク２内異物の燃料ポンプ３０内への侵入を防止する目的として、従来例のように逆流防止弁の設置や、排出側フィルタ設置等の異物侵入防止処置が必要であった。

また、独立した排出通路を設け、逆流防止弁や排出側フィルタを設置することにより、十分なフィルタ面積、並びに吸入通路面積の確保が難しく、燃料ポンプ３０内部で発生したベーパの排出性と燃料の吸入性の確保が難しい構成と成らざるを得なかった。

また、フィルタ６８ａにおいては、矩形形状の平板状に構成されているため、フィルタ濾過面積を十分に確保できる構成とは言えない状態であるという問題点があった。

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あり、燃料タンク内燃料中の異物の燃料ポンプ内への侵入を防止できるとともに、フィルタ濾過面積を十分に確保可能な燃料供給装置を提供するものである。

この発明に係わる燃料供給装置は、燃料タンクの燃料タンク挿入穴に挿着され、前記燃料タンク内の燃料が吸入されるとともに吸入された燃料を吐出する燃料吐出通路を有するケーシングと、前記ケーシング内に収められた燃料ポンプと、前記ケーシング内に収められた圧力調整装置と、前記ケーシングの上方側に取り付けられ、前記燃料タンク内の燃料を前記燃料ポンプ内へ吸入させる燃料吸入口を有する燃料吸入通路及び前記圧力調整装置からの燃料を前記燃料タンク内に戻す燃料排出通路を有する蓋部材アダプタと、前記蓋部材アダプタの上方側に取り付けられ、前記燃料タンク内の燃料を濾過して前記燃料吸入通路に吸入させるフィルタと、前記蓋部材アダプタの前記燃料排出通路と連通して設けられ、前記圧力調整装置からの燃料を前記フィルタ内に排出する燃料排出口とを備えたものである。

この発明に係わる燃料供給システムによれば、燃料タンク内異物の燃料ポンプ内への侵入を防止できるとともに、フィルタ濾過面積を十分に確保可能な燃料供給装置を得ることができる。

この発明の実施の形態１に係わる燃料供給装置を備える燃料供給システムの構成図である。この発明の実施の形態１に係わる燃料供給装置を一部破断で示す断面図である。この発明の実施の形態１に係わる燃料供給装置におけるフィルタ部（但しフィルタは非表示）を示す正面図である。この発明の実施の形態1に係る燃料供給装置におけるフィルタ部（但しフィルタは非表示）を示す断面図である。

この発明の実施の形態２に係る燃料供給装置を一部破断で示す断面図である。この発明の実施の形態２に係る燃料供給装置におけるフィルタ部（但しフィルタは非表示）を示す正面図である。この発明の実施の形態２に係る燃料供給装置におけるフィルタ部（但しフィルタは非表示）を示す断面図である。従来の燃料供給装置を一部破断で示す断面図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１ないし図４に基づいて説明する。図１はこの発明の実施の形態１に係わる燃料供給装置を備える燃料供給システムの構成図である。図２はこの発明の実施の形態１に係わる燃料供給装置を一部破断で示す断面図である。図３はこの発明の実施の形態１に係わる燃料供給装置におけるフィルタ部（但しフィルタは非表示）を示す正面図である。図４はこの発明の実施の形態1に係る燃料供給装置におけるフィルタ部（但しフィルタは非表示）を示す断面図である。

燃料供給装置１０２を備える燃料供給システム１００の主な構成について説明する。図１において、燃料供給システム１００は、燃料タンク１０１と、燃料タンク１０１の外面に直付けされた燃料供給装置１０２と、燃料供給管１０３を介して燃料供給装置１０２に接続され、燃料供給装置１０２から供給された燃料を図示しないエンジンの燃料室内に噴射する燃料噴射弁１０４と、燃料供給装置１０２から燃料噴射弁１０４への燃料供給、及び燃料噴射弁１０４からの燃料の噴射タイミングを制御する駆動制御部１０５とを備えている。なお、１２５は燃圧保持弁である。

そして、燃料供給装置１０２は、次のように構成されている。燃料タンク１０１の燃料タンク挿入穴１０１ａ部の外壁に、燃料供給管１０３に接続される燃料吐出通路１０６及び燃料タンク１０１との導通部１０７を有するケーシング１０８が直付けされている。

ケーシング１０８内には、燃料吸入通路１０９から取り込んだ燃料を高圧に加圧して燃料吐出通路１０６から吐出する燃料ポンプ１１０が収められている。また、ケーシング１０８内には、燃料供給管１０３内の燃料圧力を所定値に調整するとともに余剰の燃料を燃料タンク１０１に戻す圧力調整装置１１１が収められている。

この圧力調整装置１１１を保持し側面に燃料排出穴１１２を有するシリンダ１１３がもうけられている。燃料ポンプ１１０を駆動させる為のモータ１１４が設けられ、燃料ポンプ１１０とモータ１１４間をブッシュ１１５により接続している。

ケーシング１０８の導通部１０７の上方側に、燃料タンク１０１内の燃料を燃料ポンプ１１０内へ吸入させる燃料吸入口１０９ａを有する燃料吸入通路１０９および圧力調整装置１１１からの余剰の燃料を燃料タンク１０１側に戻すための燃料排出通路１１６を有する蓋部材アダプタ１１７が嵌合されて取り付けられている。

シリンダ１１３の燃料排出穴１１２と蓋部材アダプタ１１７の燃料排出通路１１６、および燃料吸入通路１０９とはラバーリング１１８によりシール性を持たせた構造となっている。

蓋部材アダプタ１１７の上方側には、フィルタ１２０の形状を保つよう支持する骨格部材１１９が円筒状に一体に構成されており、フィルタ１２０は当該骨格部材１１９の周囲に張られた縦型の円筒状に構成され、その下端部１２０ａが蓋部材アダプタ１１７の淵部１１７ａと、リング状のストッパ１２１により挟み込まれることで固定されている。そして、フィルタ１２０は燃料タンク１０１内の燃料を濾過して燃料吸入口１０９ａから燃料吸入通路１０９に吸入させる。

上述した従来のフィルタ６８ａにおいては、矩形形状の平板状に構成された形態で燃料排出口２４ｄを遮蔽しないよう斜め横向きに配置していた為に、燃料タンク挿入穴２ａへの組付け性を考慮し全長が規制されていたが、この実施の形態１のように、フィルタ１２０を縦型の円筒状とすることにより、燃料タンク挿入穴１０１ａを最大限に有効活用したフィルタ濾過面積を十分に確保できると共に、燃料供給装置１０２の脱着時にも、燃料タンク挿入穴１０１ａの淵にフィルタ１２０を引掛ける可能性が極めて低く、上述した従来のものと比較し組付け作業性を著しく改善することが可能となる。

尚、蓋部材アダプタ１１７とストッパ１２１との間は、圧入、溶着、接着等の固定手段により固定されているものとし、その固定手段は問わない。

また、前記骨格部材１１９の先端部はリング形状部１１９ａを有しており、骨格部材１１９の外周に張られるフィルタ１２０は当該リング形状部１１９ａに沿って、先端部に一部平面形状部１２０ｂを有している。

これにより、高温環境下において、燃料ポンプ１１０内で燃料より発生したベーパがフィルタ１２０内に侵入した際に、ベーパの進行方向に対し垂直なフィルタ平面部１２０ｂを設けることにより、フィルタ１２０内部からのフィルタ１２０外部へのベーパ排出性を向上させることが可能となる。

すなわち、フィルタ１２０は直径よりも全高の方が長い円筒縦長形状としたことにより、フィルタ濾過面積を十分に確保することができるので、燃料タンク１０１内の燃料の温度が上昇し、その上昇した燃料をフィルタ１２０内に吸入してベーパが発生したとしても、そのベーパは速やかにフィルタ１２０の平面形状部１２０ｂ側へ移動し、フィルタ１２０外へ排出される。したがって、フィルタ１２０内で発生したベーパは燃料ポンプ１１０側へ吸入されることはない。

更に、蓋部材アダプタ１１７の燃料排出通路１１６と連通し、圧力調整装置１１１からの余剰の燃料をフィルタ１２０内に排出する燃料排出口１２２を設けている。この燃料排出口１２２は、フィルタ１２０の下方側に位置するフィルタ内面１２０ｃに接した状態で、フィルタ１２０内部に開口していると共に、その燃料排出口１２２の周囲にはフィルタ内面１２０ｃに沿って密着した壁面部１１９ｂが設けられている。

フィルタ１２０内部に、燃料排出口１２２を設けることにより、逆流防止弁や排出側フィルタのような新たな部品を追加することなく燃料排出口１２２からの異物侵入を確実に防止することが出来ると共に、燃料排出口１２２の周囲に設けた骨格部材１１９の壁面部１１９ｂをフィルタ内面１２０ｃに密着させる事により、圧力調整装置１１１にて発生したベーパがフィルタ１２０内に溜まらず、フィルタ１２０を通過させて燃料タンク１０１内に排出することが可能になる。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２を図５ないし図７に基づいて説明する。図５はこの発明の実施の形態２に係る燃料供給装置を一部破断で示す断面図である。図６はこの発明の実施の形態２に係る燃料供給装置におけるフィルタ部（但しフィルタは非表示）を示す正面図である。図７はこの発明の実施の形態２に係る燃料供給装置におけるフィルタ部（但しフィルタは非表示）を示す断面図である。

上述した実施の形態１における燃料供給装置は、蓋部材アダプタ１１７とフィルタ１２０の形状を保つよう支持する骨格部材１１９とが一体に構成され、蓋部材アダプタ１１７とリング状のストッパ１２１により、フィルタ１２０を挟み込む形態で固定する場合について述べたが、この実施の形態２における燃料供給装置は、蓋部材アダプタ１１７とフィルタ１２０の形状を保つよう支持する骨格部材１１９とは別構成部材とし、骨格部材１２３と蓋部材アダプタ１１７により、フィルタ１２０を挟み込み固定した事を特徴としている。尚、蓋部材アダプタ１１７と骨格部材１２３との間は、圧入、溶着、接着等の手段により固定されているものとし、その固定手段は問わない。

更に、蓋部材アダプタ１１７の燃料排出通路１１６と連通し、圧力調整装置１１１からの余剰の燃料をフィルタ１２０内に排出する燃料排出口１２４を設けている。この燃料排出口１２４は、フィルタ１２０の下方側に位置するフィルタ内面１２０ｃに接した状態で、フィルタ１２０内部に開口していると共に、その燃料排出口１２４の周囲にはフィルタ内面１２０ｃに沿って密着した壁面部１２３ｂが設けられている。

フィルタ１２０内部に、燃料排出口１２４を設けることにより、逆流防止弁や排出側フィルタのような新たな部品を追加することなく燃料排出口１２４からの異物侵入を確実に防止することが出来ると共に、燃料排出口１２４の周囲に設けた骨格部材１２３の壁面部１２３ｂをフィルタ内面１２０ｃに密着させる事により、圧力調整装置１１１にて発生したベーパがフィルタ１２０内に溜まらず、フィルタ１２０を通過させて燃料タンク１０１内に排出することが可能になる。

また、高温環境下において、燃料ポンプ１１０内で燃料より発生したベーパがフィルタ１２０内に侵入した際に、ベーパの進行方向に対し垂直なフィルタ内面部１２０ｃを設けることにより、フィルタ１２０内部からのフィルタ１２０外部へのベーパ排出性を向上させることが可能となる。

さらに、この実施の形態２によれば、搭載機種によりフィルタ１２０の全長、形状を変更する必要がある際に、形状の複雑な蓋部材アダプタ１１７は共通部品として、骨格部材１２３のみを機種毎に設定すれば良く、部品管理が容易となる。

この発明は、燃料タンク内異物の燃料ポンプ内への侵入を防止できるとともに、フィルタ濾過面積を十分に確保可能な燃料供給装置の実現に好適である。

１００燃料供給システム
１０１燃料タンク
１０２燃料供給装置
１０６燃料吐出通路
１０８ケーシング
１０９燃料吸入通路
１０９ａ燃料吸入口
１１０燃料ポンプ
１１１圧力調整装置
１１６燃料排出通路
１１７蓋部材アダプタ
１１９骨格部材
１１９ａリング形状部
１１９ｂ壁面部
１２０フィルタ
１２０ｂ平面部
１２０ｃフィルタ内面
１２１ストツパ
１２２燃料排出口
１２３骨格部材
１２３ａリング形状部
１２３ｂ壁面部
１２４燃料排出口

Claims

燃料タンクの燃料タンク挿入穴に挿着され、前記燃料タンク内の燃料が吸入されるとともに吸入された燃料を吐出する燃料吐出通路を有するケーシングと、前記ケーシング内に収められた燃料ポンプと、前記ケーシング内に収められた圧力調整装置と、前記ケーシングの上方側に取り付けられ、前記燃料タンク内の燃料を前記燃料ポンプ内へ吸入させる燃料吸入口を有する燃料吸入通路及び前記圧力調整装置からの燃料を前記燃料タンク内に戻す燃料排出通路を有する蓋部材アダプタと、前記蓋部材アダプタの上方側に取り付けられ、前記燃料タンク内の燃料を濾過して前記燃料吸入通路に吸入させるフィルタと、前記蓋部材アダプタの前記燃料排出通路と連通して設けられ、前記圧力調整装置からの燃料を前記フィルタ内に排出する燃料排出口とを備えたことを特徴とする燃料供給装置。
前記燃料排出口周囲はフィルタ内面に沿った形状の壁面部が設けられ、前記壁面部はフィルタ内面に密着し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。
前記フィルタは直径よりも全高の方が長い円筒縦長形状を有していると共に、前記蓋部材アダプタには前記フィルタを支持する骨格部材が円筒状に設けられ、その先端はリング形状部を有しており、前記骨格部外周に張られる前記フィルタの先端部は、前記リング形状部に沿って一部平面部を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料供給装置。
前記フィルタは、前記蓋部材アダプタとストッパによって挟み込まれて固定されており、かつ前記蓋部材アダプタと前記ストッパは固定手段により固定さ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。
前記フィルタは、前記蓋部材アダプタと円筒形状を有した骨格部材により挟み込まれて固定されており、かつ前記蓋部材アダプタと前記骨格部材は固定手段により固定さ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。
前記請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の燃料供給装置を備えたことを特徴とする燃料供給システム。