JP4939318B2 - 車両用燃料供給装置 - Google Patents

Description

この発明は、自動二輪車などの内燃機関のインジェクタなどに燃料タンク内の燃料を圧送する車両用燃料供給装置に関するものである。

燃料中に含まれる塵埃などの夾雑物を捕捉し、この燃料を、例えばエンジンに装着された燃料噴射装置のインジェクタに安定供給するには、燃料ポンプの吸い込み口に具備された、例えばナイロンなどのメッシュによる比較的目の荒いストレーナによって、まずは燃料タンク内の夾雑物を取り除く。
そして、このストレーナを通過、あるいは、燃料ポンプを構成するモータ部で発生するブラシ、コンミュテータなどの摩耗粉を含めた夾雑物に対しては、燃料ポンプの下流側（燃料流路で見て、燃料ポンプの次段という意味）に配設した高圧フィルタ、例えば紙製の濾過エレメントで捕捉することが広く知られている。

ところで、前述したストレーナは、燃料供給における、いわゆる最上流に位置することから、燃料タンク内の燃料が少なくなっても供給ができるよう、この燃料タンクの最底部に位置させることが一般的である。
さらに、この燃料が少ないときに、加減速や姿勢変化によって油面が変化したとしても、その影響を受けずに確実に燃料ポンプで吸引できることが、特に自動二輪車で求められている。
これは言うまでもなく、減速時や下り坂走行時などに、残り少ない燃料が燃料タンク前方へ移動してしまうことで、ストレーナが燃料の油面から露出してしまい、その後アクセルを回してもエンジンの回転数が上がらず加速しない、いわゆるエンジンの息つき現象を防ぐことにほかならない。
そこで、燃料供給系から戻された余剰燃料を燃料保持室に保持し、連通手段により、燃料保持室に保持された燃料をフィルタ収納室に流通させるようにすることで、車両の姿勢が変化するなどで燃料ポンプがフィルタを介してタンク内の燃料を吸引できない状態となっても、燃料保持室から燃料をフィルタ収納室に流通させることができ、内燃機関の燃料供給系に支障なく燃料を供給することが、例えば特許文献１などに開示されている。

一方で、この特許文献１では、プレッシャーレギュレータからの余剰燃料を燃料保持室に排出する際、昇圧された余剰燃料が、狭い流路から大気圧中に放出されるときの大きな流動音が発生し易い。
これは、燃料ポンプによって数百キロパスカルに昇圧された燃料を、短い距離の中で一気に大気圧にまで下げることによるものである。そのため、この流動音、すなわちプレッシャーレギュレータからの余剰燃料排出時の騒音対策が必要になる。

これは、最近の技術革新により、エンジンの振動あるいは騒音の低減が顕著であり、これに伴い車両の静粛性が一段と向上したことによるところが大きい。
つまり、この静粛性が、その車両の感性品質を大きく左右することから、前述した余剰燃料排出時の騒音とて例外ではなく、この騒音が燃料タンクを伝播することによる、感性品質の低下、すなわち、運転者などに不安、不快感を与えることによる、車両の居住性や商品性の低下は避ける必要がある。
そこで、プレッシャーレギュレータからの余剰燃料の吐出口をフランジの内壁に向けるとともに、この内壁との衝突を和らげる整流板を内壁に一体に設けることで、騒音を抑制することが、例えば特許文献２に開示されている。

ＷＯ２００６／１３４６４１号公報（段落００１９、図５） 特開２００４−４４５５９号公報（段落００１４、図１〜図３）

この特許文献２では、図２の下側から上側、すなわち、燃料ポンプの軸方向に沿った流路に対し、プレッシャーレギュレータからの余剰燃料の吐出口をこの軸方向と直角に向けたことで、前述したように、余剰燃料を内壁に向けて排出することが可能となっている。これは言い換えると、プレッシャーレギュレータ内部において、燃料の圧力を所定値に保つという機能を備えつつ、余剰となった燃料を略直角に曲げて排出するという構成を同時に具備させていることになる。
従って、プレッシャーレギュレータの構成が複雑になり価格上昇を招くとともに、かかるプレッシャーレギュレータを自動二輪車用の燃料供給装置、つまり、特許文献１のものに適用させようとすると、流路見直しを含めた装置そのものの複雑化あるいは大型化が充分に予想され、燃料タンクの限られた開口部に挿入・装着させる、いわゆるコンパクトな燃料供給装置が提供できない恐れがあった。
また、プレッシャーレギュレータからの余剰燃料排出時の騒音に関しては、特許文献２では、確かに余剰燃料が整流化され、その騒音は低減されるものの、吐出口から整流板に至るまでは、いわゆる流路のない空間であるが故に、前述した流動音の問題が依然として残るため、未だ改善の余地があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、簡素な構成で、プレッシャーレギュレータからの余剰燃料排出時の騒音を軽減するコンパクトな車両用燃料供給装置を得ることを目的とするものである。

この発明に係る車両用燃料供給装置は、燃料タンクと、この燃料タンク内に配設され燃料タンク内の燃料を昇圧する燃料ポンプと、この燃料ポンプを収容するケースと、このケースに支持され、上記燃料ポンプから吐出される燃料を所定の圧力に調整し、余剰燃料を吐出口から排出するプレッシャーレギュレータと、このプレッシャーレギュレータの吐出口を覆うように設けられ、上記余剰燃料を上記ケース内に排出する排出孔を有する消音用カップとを備え、上記消音用カップは、上記ケースと係合する係合部により所定の位置に載置され、その底面は、円錐状に内側に隆起すると共に、その排出孔は、上記吐出口の軸線方向とは異なる位置で、かつ上記ケースの内壁に近接し当該内壁と対向するように設けられ、上記余剰燃料を上記底面に当てたのち、上記排出孔から排出され上記ケースの内壁を伝って流れ落ちるようにしたものである。

この発明によれば、簡素な構成で、プレッシャーレギュレータからの余剰燃料排出時の騒音を軽減するコンパクトな車両用燃料供給装置を得ることができ、特に自動二輪車の感性品質の向上に大きく貢献できる。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における車両用燃料供給装置（以下、燃料供給装置という）の外観斜視図、図２は図１の燃料供給装置を、車両である例えば自動二輪車の燃料タンクの内部に設置した状態を示す要部断面を含む側面図である。

図１に示すように、燃料供給装置１０１は、その外観面において、フランジ部９と、このフランジ部９に固着されたスティ１１に溝１０ａを嵌合させ、紙面上、下方向にスライドさせることで、フランジ部９と当接する例えば絶縁性樹脂製のケース１０と、溝６ａを嵌合させ、同じく、紙面上、下方向にスライドさせることで、ケース１０と当接する例えば絶縁性樹脂製のフィルタケース６と、及びこれらケース１０及びフィルタケース６を、紙面上の位置に挿着させる（上方向への抜け止め防止）ために、フィルタケース６の上面を覆い、ネジ１３でスティ１１に螺着されるストッパ１２とに大別される。

機能面においては、図２に示すように、ケース１０の内部には、特許文献１と同様、燃料ポンプ２と吸い込みフィルタ１とを仕切る仕切り壁１０ｄが設けられていることから、燃料ポンプ２は上方向から、吸い込みフィルタ１は下方向から、それぞれ挿入し、燃料ポンプ２の吸引部２ａに吸い込みフィルタ１を液密に装着したうえで、前述したように、ケース１０をスティ１１に嵌合させる。
一方、フランジ部９には吐出管５も固着されており、高圧フィルタ３を内蔵したフィルタケース６をスティ１１に嵌合させると、この吐出管５と、燃料ポンプ２の吐出部２ｂも、フィルタケース６に設けたそれぞれの孔に液密に装着されることになる。
なお、フィルタケース６にはプレッシャーレギュレータ４を液密に装着する孔も設けられており、このプレッシャーレギュレータ４を装着したうえで、フィルタケース６をスティ１１に嵌合させる。

吐出管５はフランジ部９の下部において、ほぼフランジ部９と平行になるよう折り曲げられ、その先端は、内燃機関のインジェクタに接続されるホース（図示せず）が容易に着脱できるよう、接続部５ａとして加工がなされている。
また、フィルタケース６の側面には液面検出器１４が取り付けられ、燃料タンク８内の燃料の油面を絶えずチェックする。このチェック用の信号を取り出すためのリード線１５が、燃料ポンプ２の駆動用のリード線１６（図２参照）とともに、フランジ部９に具備したコネクタ１７に接続されており、このコネクタ１７を介して、図示しない制御回路あるいはバッテリーに接続される。
燃料供給装置１０１は以上のように構成され、フィルタケース６側から燃料タンク８の開口部８ａに挿入し、フランジ部９が図示しないパッキンを介してボルト１８により燃料タンク８に固定されることで、開口部８ａが閉塞されるとともに燃料タンク８に設置される。

次に、この燃料供給装置１０１の動作について説明する。
コネクタ１７を通じて燃料ポンプ２が駆動されると、燃料ポンプ２の図示しない羽根車の回転により、燃料タンク８内の燃料は吸い込みフィルタ１で夾雑物を取り除かれたのち吸引部２ａに加圧・吸入され、吐出部２ｂより吐出される。
そして、この吐出された燃料は、高圧フィルタ３にて、吸い込みフィルタ１を通過した夾雑物、あるいは燃料ポンプ２を構成する図示しないモータ部で発生するブラシ、コンミュテータなどの摩耗粉を含めた夾雑物が捕捉されたのち、吐出管５、さらには図示しないホースを経て、内燃機関のインジェクタへ供給される。
一方、フィルタケース６内の燃料の圧力が所定値より高い場合には、この燃料を、プレッシャーレギュレータ４を介してケース１０へ排出することで、その圧力を所定値に保とうとしている。

ケース１０内に排出された燃料は、特許文献１と同様、仕切り壁１０ｄに設けた流路１０ｃを通じて吸い込みフィルタ１に還流される。この還流により、燃料ポンプ２は再度、吸引部２ａにて加圧・吸入が行われるため、仮に油面が下がり、車体の傾斜などによって、吸い込みフィルタ１が露出したとしても、引続き、インジェクタへの供給が可能となっている。

ここで、特許文献１では、その図２からも明らかなように、プレッシャーレギュレータからの余剰燃料は、チャンバー１００（この発明の実施の形態１におけるケース１０に相当）に直接排出しているが、この発明においては、図１に示すように、組立の際、ケース１０の紙面上、上端面に有底円筒状のポリアセタール樹脂等からなる消音用カップ７を載置したうえで、プレッシャーレギュレータ４を装着したフィルタケース６をスティ１１に嵌合させている。
これにより、図１に示すように、プレッシャーレギュレータ４が、その鍔部４ｂが消音用カップ７を介してケース１０に支持され、図２に示すように、プレッシャーレギュレータ４の吐出口４ａが、消音用カップ７で覆われると共にその底面７ｃと相対している。
更に、消音用カップ７の底面７ｃには、プレッシャーレギュレータ４の吐出口４ａの軸線方向とは一致しない箇所に排出孔７ａが設けられており、このため余剰燃料は、その流線が曲げられたうえで、ケース１０内に排出されることになる。
従って、流動音がカップ７内で吸収されるとともに、吐出口４ａから排出孔７ａにかけて、余剰燃料の向きが変えられ整流されることで、ケース１０に排出される流動音を軽減させることができる。

図３はこの実施の形態1による燃料供給装置の消音効果の一例を示す音圧―電圧特性図で、特性Ａは消音用カップ７を装着した場合、特性Ｂは消音用カップ７を装着しない場合を示しており、これから明らかなように、消音用カップ７がある場合は、消音用カップ７がない場合に比べて約３ｄＢ程度、音圧を下げることができる。

なお、この実施の形態１では、ケース１０と消音用カップ７を別部材としたが、その必然性はなく、例えばケース１０を成形する際に、消音用カップ７の部分を同時に成形しても良いが、ケース１０が、いわゆる燃料保持室として有底である点を鑑みた場合、その成形、すなわち金型製作を単純に行ううえでは、別部材とした方が好ましい。
また、燃料ポンプ２の軸線とプレッシャーレギュレータ４の軸線を離す、わかり易く言うと、紙面上、上方向から見た場合、燃料ポンプ２とプレッシャーレギュレータ４はラップしていないが、例えば高さ方向に余裕がある場合では、軸線同士を近づける、すなわち、特許文献１の図２に示す如く、紙面上、上方向から見て、燃料ポンプ２とプレッシャーレギュレータ４をラップさせれば、その分、フランジ部９の小径化、ひいては開口部８ａの開口面積の小径化が図られ、より好ましい。

実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２における車両用燃料供給装置の要部断面を含む側面図、図５は、実施の形態２における消音用カップの外観斜視図である。
上記実施の形態１では、消音用カップ７の底面７ｃは水平、すなわち、プレッシャーレギュレータ４の軸線方向に対し直角に配したが、図４に示すように、底面７ｃを円錐状に内側に隆起させることで、余剰燃料の整流効果がさらに期待できる。
一方、ケース１０の内壁と消音用カップ７の外壁が近接していることに着目し、排出孔７ａをケース１０の内壁と対向するように設けた。
このようにすることにより、余剰燃料はケース１０の内壁を伝って流路１０ｃに向けて流れ落ちるため、実施の形態１と同様、整流効果、さらには流動音の軽減に威力を発揮するのは勿論のこと、特許文献１で述べている流路１０ｃでの燃料の気泡除去効果が、このケース１０の内壁に対向する排出孔７ａでも現れることになる。
従って、燃料ポンプ２は気泡の少ない燃料を吸い込みフィルタ１を介して吸入することができ、気泡を吸い込むことによる燃料ポンプ２の吐出不良、さらにはそれに基づく内燃機関の息つき現象を防止することができる。

なお、この実施の形態２では、消音用カップ７の位置を限定したため、この消音用カップ７をケース１０に載置する際、位置決め、すなわち廻り止めを施す必要がある。
そこで、この実施の形態２では、ケース１０の上端面に凸部１０ｂ（図１参照）を設けるとともに、図５に示すように、消音用カップ７の鍔部に凹部７ｂを、消音用カップ７をケース１０に載置したときに排出孔７ａがケース１０の内壁に対向するように設けている。組立の際、これら凸部１０ｂと凹部７ｂの係合により、消音用カップ７が所定の位置に載置されるので、組立が容易であるとともに、前述した効果を確実に発揮させることができる。

実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３における車両用燃料供給装置の要部断面を含む側面図である。
上記実施の形態１及び２では、余剰燃料は紙面上、下側に向けて排出していたが、この実施の形態３では、排出孔７ａを側面に設け、余剰燃料を一旦、紙面上、手前方向（あるいは奥行き方向）に排出させてから流路１０ｃに向けて落下させるようにした。
この場合、実施の形態２の効果、すなわち、気泡除去に関しては若干劣るが、例えば、余剰燃料の流路が紙面上、下側から上側への場合、わかり易く言うと、特許文献２の図２を参酌して、プレッシャーレギュレータ４の吐出口を軸方向に設けたもの（発明が解決しようとする課題での記述からも明らかなように、この方がプレッシャーレギュレータ４は安価となる）に交換した場合など、この消音用カップ７を逆にプレッシャーレギュレータ４に被せることで、余剰燃料が一旦、消音用カップ７の底面７ｃ（天井に相当）に当たり、整流されたのち排出孔７ａから排出されるので、同様に流動音の軽減が期待できる。
このように流路の向きが逆の場合でも、プレッシャーレギュレータ４の吐出口に、相対するように底面を有する消音用カップを設けることによって、同様に適用できる。

この発明の実施の形態１における車両用燃料供給装置の外観斜視図である。 この発明の実施の形態１における車両用燃料供給装置の要部断面を含む側面図である。 この発明の実施の形態１における車両用燃料供給装置の消音効果の一例を示すための音圧―電圧特性図である。 この発明の実施の形態２における車両用燃料供給装置の要部断面を含む側面図である。 実施の形態２における消音用カップの外観斜視図である。 この発明の実施の形態３における車両用燃料供給装置の要部断面を含む側面図である。

符号の説明

１ 吸い込みフィルタ
２ 燃料ポンプ、２ａ 吸引部、２ｂ 吐出部
３ 高圧フィルタ
４ プレッシャーレギュレータ、４ａ 吐出口、４ｂ 鍔部
５ 吐出管、５ａ 接続部
６ フィルタケース、６ａ 溝
７ 消音用カップ、７ａ 排出孔、７ｂ 凹部、７ｃ 底面
８ 燃料タンク、８ａ 開口部
９ フランジ部
１０ ケース、１０ａ 溝、１０ｂ 凸部、１０ｃ 流路、１０ｄ 仕切り壁
１１ スティ
１２ ストッパ
１３ ネジ
１４ 液面検出器
１５ リード線
１６ リード線
１７ コネクタ
１８ ボルト
１０１ 燃料供給装置

Claims (1)

1. 燃料タンクと、この燃料タンク内に配設され燃料タンク内の燃料を昇圧する燃料ポンプと、この燃料ポンプを収容するケースと、このケースに支持され、上記燃料ポンプから吐出される燃料を所定の圧力に調整し、余剰燃料を吐出口から排出するプレッシャーレギュレータと、このプレッシャーレギュレータの吐出口を覆うように設けられ、上記余剰燃料を上記ケース内に排出する排出孔を有する消音用カップとを備え、
   上記消音用カップは、上記ケースと係合する係合部により所定の位置に載置され、
   その底面は、円錐状に内側に隆起すると共に、その排出孔は、上記吐出口の軸線方向とは異なる位置で、かつ上記ケースの内壁に近接し当該内壁と対向するように設けられ、
   上記余剰燃料を上記底面に当てたのち、上記排出孔から排出され上記ケースの内壁を伝って流れ落ちるようにした
   ことを特徴とする車両用燃料供給装置。

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