JP4069370B2

JP4069370B2 - ポンプモジュール

Info

Publication number: JP4069370B2
Application number: JP2002304140A
Authority: JP
Inventors: 哲生早川; 謹吾岡田; 真司間
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-10-18
Filing date: 2002-10-18
Publication date: 2008-04-02
Anticipated expiration: 2022-10-18
Also published as: JP2004137986A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポンプモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料タンク内に設置され、燃料タンク内の燃料を燃料ポンプで吸入し吐出する所謂インタンク式のポンプモジュールが知られている（例えば特許文献１参照）。燃料タンクは、設置スペースの高さ制限によって高さの低い扁平状に形成されることがあり、その場合、ポンプモジュールには上下寸法を小さくすることが求められる。一般に燃料の吐出方向に長い燃料ポンプを縦置きすると上下寸法が増大するため、扁平な燃料タンク内に設置するポンプモジュールでは燃料ポンプを横置きにすることが考えられている。
【特許文献１】
特開平１１−２６４３５３号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記インタンク式のポンプモジュールにおいて、燃料ポンプの吐出側には燃料フィルタが設けられ、さらに燃料フィルタの下流側にはフランジが設けられている。フランジは、燃料フィルタの通過燃料を燃料タンクの外部に吐出する吐出路を形成するために燃料タンクの上壁に装着されており、従来の燃料フィルタについては、燃料ポンプから上方のフランジに向かって燃料が通過するように縦置きされている。異物の除去能力を高めるために燃料フィルタを燃料の通過方向に延伸させると、その延伸長さ分、ポンプモジュールが上下方向に長くなる。したがって、燃料ポンプを横置きにしただけでは、ポンプモジュールの上下寸法を縮小するのに限界が生じ、燃料タンクの高さによってはポンプモジュールを設置できなくなる。
本発明の目的は、上下寸法を縮小するポンプモジュールを提供することにある。また、本発明の他の目的は、汎用性のあるポンプモジュールを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載のポンプモジュールによると、モータの中心軸を水平方向に延伸して燃料ポンプが横置きされるのに加え、燃料フィルタも燃料を水平方向に通過させる向きに燃料ポンプの外周に横置きされる。これにより燃料フィルタについて、概ね水平方向となる燃料通過方向の長さを延ばし異物の除去能力を高めつつ、上下方向の長さを短縮することができる。燃料フィルタを上下方向に短くすることによりポンプモジュールの上下寸法を縮小できるので、高低様々な燃料タンクに対し汎用性を持たせることができる。
【０００５】
また、燃料フィルタは、燃料ポンプの上側を覆う断面円弧状に形成される。これにより、燃料ポンプの外周を断面円環状に覆う場合に比べ、ポンプモジュールの上下寸法を小さくすることができる。
また、サブタンクは、燃料タンク内において燃料ポンプ及び燃料フィルタを保持するように設置され、燃料タンクより導入される燃料を貯留して燃料ポンプに供給する。これにより、燃料ポンプが吸入する燃料を燃料ポンプ周辺に蓄えておくことができるので、燃料ポンプの吸入不良を防止できる。
また、本発明の請求項１に記載のポンプモジュールによると、燃料ポンプ、燃料フィルタ及びサブタンクの上方において燃料タンクに装着されるフランジに一端部を固定された支柱の他端部をサブタンクに摺動可能に挿入しており、付勢部材がフランジから離れる方向にサブタンクを付勢するので、フランジとサブタンクとの離間距離が調節される。これにより、ポンプモジュールの上下寸法を自由に設定可能となるので、ポンプモジュールの汎用性が向上する。
【０００６】
本発明の請求項２に記載のポンプモジュールによると、燃料フィルタは、ハニカムフィルタで構成され、概ね水平方向に延伸する燃料通過孔を複数形成する。これにより、燃料フィルタの燃料通過孔を概ね水平方向に通過する燃料に対し接触面積を増大させて、異物の除去能力を高めることができる。
【０００８】
本発明の請求項３に記載のポンプモジュールによると、ジェットポンプは、燃料フィルタを通過した燃料の一部を噴射して負圧を発生させることにより、燃料タンク内の燃料をサブタンクの導入口から吸引しサブタンク内に供給する。これにより、燃料タンク内の燃料量が低下した場合でもサブタンク内の燃料量を燃料ポンプで吸入可能な程度に保つことができる。
【０００９】
本発明の請求項４に記載のポンプモジュールによると、サブタンクにおいて、燃料ポンプ及び燃料フィルタを保持する第一保持部は、燃料を貯留するタンク本体の上部に設けられる。さらにサブタンクにおいて、燃料タンク内の燃料量を計測するセンサを保持する第二保持部は、タンク本体および第一保持部の側部にタンク本体の最下端部より上側、かつ第一保持部の最上端部より下側に設けられる。これにより、第二保持部をサブタンクの他の部位から上下方向に飛び出さないように配設できるので、センサ及び第二保持部の配設に伴うポンプモジュールの上下寸法の増大を抑制できる。
【００１１】
燃料を水平方向に通過させる向きに燃料フィルタを横置きする本発明のポンプモジュールでは、燃料フィルタを縦置きする場合に比べ、モジュールの上下寸法を増大することなくフランジと燃料フィルタとの間に大きなスペースを確保することができる。そこで請求項６に記載のポンプモジュールでは、燃料吐出用の吐出路に加え空気排出用の排出路がフランジに形成され、その排出路を開閉する開閉弁がフランジの下側に突出するようにフランジに設けられる。これにより、フランジと燃料フィルタとの間のスペースを有効に利用して開閉弁を配設でき、また、吐出路と排出路とを別々の部材に設けなくても済むのでコストを低減できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す一実施例を図面に基づいて説明する。
本発明の一実施例によるポンプモジュールを図１に示す。ポンプモジュール１０のフランジ１１は、樹脂製燃料タンクの上壁１に設けられた嵌合孔２に嵌合装着され、ポンプモジュール１０の他の部材は燃料タンク内に設置されている。
【００１３】
支柱２２は金属でロッド状に形成され、上下方向に延伸するように設置されている。支柱２２の一端部はフランジ１１に固定され、支柱２２の他端部は、サブタンク３０のタンク本体３１に支持されたステー２４の筒部２５に摺動可能に挿入されている。それにより、フランジ１１とサブタンク３０との上下方向における離間距離が調節可能となっている。付勢部材であるコイルスプリング２６は、サブタンク３０がフランジ１１から離れる方向にタンク本体３１を付勢している。ポンプモジュール１０を燃料タンクに取り付けた状態では、コイルスプリング２６の付勢力を受けたタンク本体３１が燃料タンクの底壁３に押し付けられる。以上、支柱２２、ステー２４及びコイルスプリング２６が調節手段を構成している。
【００１４】
フランジ１１は、サブタンク３０並びにそれが保持する燃料ポンプ５０及び燃料フィルタ６０の上方に配設され、燃料の流入可能なスペースをサブタンク３０との間に形成している。フランジ１１は樹脂で円盤状に形成され、電気コネクタ２０、吐出管１２及び排出管１４，１７を有している。
【００１５】
電気コネクタ２０は、燃料ポンプ５０に駆動電流を供給する共に、センサ９０の検出信号を出力するためのものである。電気コネクタ２０と燃料ポンプ５０及びセンサ９０とは、複数のリード線２１を介して電気的に接続されている。
吐出管１２は、燃料ポンプ５０が吐出し燃料フィルタ６０を通過した燃料を燃料タンクの外部に吐出する吐出路１３を形成している。
【００１６】
排出管１４，１７はそれぞれ、燃料タンク内に入り込んだ空気を排出する排出路１５，１８を形成している。フランジ１１において各排出管１４，１７の上流側には、対応する排出路１５，１８を開閉する開閉弁１６，１９が装着されている。フランジ１１への開閉弁１６，１９の装着には、スナップフィット、超音波溶着、振動溶着等が用いられる。開閉弁１６，１９は、フランジ１１の下側のスペースに向かって突出している。開閉弁１６，１９は、燃料タンク内の液面が所定高さに達したとき、対応する排出路１５，１８を閉塞し、その排出路１５，１８からの燃料漏れを防ぐ。本実施例では、開閉弁１６がＯＲＶＲＶ（On-Board Refueling Vapor Recovery Valve）で構成され、開閉弁１９がＲＯＶ（Roll Over Valve）で構成されており、閉塞作動を開始するときの液面高さが前者よりも後者において高く設定されている。
【００１７】
サブタンク３０は樹脂で形成され、タンク本体３１、第一保持部３６、第二保持部４１を有している。
図１及び図２に示すようにタンク本体３１は、扁平な浅底のカップ状に形成され、開口側を上に向けている。タンク本体３１は、その底部に導入口３２と導入管３３とを有している。燃料タンク内の燃料は、導入口３２及び導入管３３をこの順で通過してタンク本体３１内に導入され貯留される。導入管３３の下流側には逆止弁３４が装着され、燃料の逆流が防止されている。
【００１８】
タンク本体３１は、ジェットポンプ８０を保持している。ジェットポンプ８０は、後述するようにプレッシャレギュレータ７０から排出される余剰燃料をジェットノズル８１から導入管３３内に向かって噴射する。この噴射燃料によりジェットポンプ８０は、大気圧よりも低い負圧を導入管３３内に発生させることにより、燃料タンク内の燃料を導入口３２から吸引しタンク本体３１内に充填する。
【００１９】
図１及び図３に示すように、タンク本体３１の上部には、その開口を覆う第一保持部３６が設けられている。第一保持部３６は、そのポンプケース３６ｂにスナップフィットで固定された燃料ポンプ５０を保持している。それにより燃料ポンプ５０は、燃料タンク内に横置きされている。すなわち燃料ポンプ５０は、吐出口５１及びモータ（図示しない）の中心軸が概ね水平方向に延伸するように設置されている。燃料ポンプ５０の吸入口５２側には、タンク本体３１内に導入された燃料中の大きな異物を除去するサクションフィルタ３５が接続されている。サクションフィルタ３５は、その長手方向が概ね水平方向に一致するようにタンク本体３１の底部上に配設されている。また、吸入口５２は、互いに横置きされる燃料ポンプ５０とサクションフィルタ３５とを接続するように概ねＬ字状に形成されている。燃料ポンプ５０は、タンク本体３１内の燃料をサクションフィルタ３５を通じて吸入口５２から吸入し、加圧して、吐出口５１から概ね水平方向に吐出する。本実施例の燃料ポンプ５０は、径方向に対して吐出口５１からの燃料吐出方向に長い外形を有している。
【００２０】
第一保持部３６は、そのフィルタケース３６ａ内に燃料フィルタ６０を収容し保持している。それにより燃料フィルタ６０は、燃料タンク内において燃料ポンプ５０の外周に横置きされている。すなわち燃料フィルタ６０は、概ね水平方向に燃料を通過させるように設置されている。本実施例の燃料フィルタ６０は、図３及び図４に示すようなハニカムフィルタで構成され、概ね水平方向に延伸する複数の燃料通過孔６１を微細孔状に形成している。燃料通過孔６１の延伸方向の軸線に垂直な断面において燃料フィルタ６０は、燃料ポンプ５０の上側半分を覆う円弧状に形成されている。第一保持部３６は燃料ポンプ５０の吐出口５１内に連通する連通路３７を形成しており、その連通路３７に燃料フィルタ６０の各燃料通過孔６１の一端が連通している。燃料フィルタ６０は、連通路３７を通じて流入した燃料ポンプ５０の吐出燃料を燃料通過孔６１に沿って概ね水平方向に流しつつ燃料通過孔６１の孔壁に接触させることで、燃料中の微細な異物を除去する。
【００２１】
図３に示すように第一保持部３６は、燃料フィルタ６０の各燃料通過孔６１の他端に連通する導出路３８を形成している。第一保持部３６は、導出路３８の下流側にプレッシャレギュレータ７０及び導出口３９を保持している。蛇腹管４０により導出口３９は図１に一点鎖線で示すように吐出管１２と接続されている。燃料フィルタ６０で異物を除去された燃料は、導出路３８の通過後、プレッシャレギュレータ７０により燃料圧力を所定圧に調圧され、導出口３９から蛇腹管４０を経由して吐出管１２に送られる。このときプレッシャレギュレータ７０は、調圧により余剰となった燃料をジェットポンプ８０に排出する。
【００２２】
図１に示すように第二保持部４１は、タンク本体３１の側部と第一保持部３６の側部とに跨って設けられ、タンク本体３１の最下端部より下側にも第一保持部３６の最上端部より上側にも飛び出していない。また、第二保持部４１の設けられるタンク本体３１及び第一保持部３６の各側部は水平方向に凹んでおり、第二保持部４１はその凹みからも飛び出さないように配設されている。第二保持部４１は、燃料タンク内の燃料量を計測するセンサ９０を保持している。センサ９０は回路部９１、アーム９２及びフロート９３を有し、そのうち回路部９１は、タンク本体３１及び第一保持部３６の各側部が作る凹みから飛び出さないように配設されている。アーム９２は、回路部９１に回転自在に軸支されている。フロート９３はアーム９２の先端部に装着され、燃料タンク内の燃料上に浮くことができる。燃料タンク内の液面高さが変化すると、図１に矢印で示すようにフロート９３が上下動し、それに伴いアーム９２が回転する。回路部９１は、アーム９２の回転角度を検出することで、燃料タンク内の燃料量を計測する。
【００２３】
次に、ポンプモジュール１０の作動について説明する。
車両のエンジンが駆動され、電気コネクタ２０から燃料ポンプ５０に駆動電流が供給されると、タンク本体３１内の燃料はサクションフィルタ３５を通じて燃料ポンプ５０の吸入口５２に吸入される。燃料ポンプ５０は、吸入した燃料を加圧して吐出口５１から吐出する。燃料ポンプ５０から吐出された燃料は、燃料フィルタ６０の各燃料通過孔６１を通って濾過された後、プレッシャレギュレータ７０で調圧され、吐出管１２からエンジン側に吐出される。
【００２４】
燃料フィルタ６０を通過した燃料の一部は、プレッシャレギュレータ７０の調圧により余剰燃料としてジェットポンプ８０に導かれ、ジェットノズル８１から噴射される。その結果、導入管３３内に発生した負圧により、燃料タンク内の燃料が導入口３２から導入管３３内に吸引され、タンク本体３１内に供給される。
【００２５】
以上説明したポンプモジュール１０によると、燃料フィルタ６０を横置きするので、燃料フィルタ６０を燃料通過方向としての概ね水平方向には延長する一方、上下方向には短くすることができる。また特にポンプモジュール１０では、横置きされた燃料ポンプ５０の外周のうち上側半分を覆うように燃料フィルタ６０が設けられるので、燃料ポンプ５０の外周を全て覆う燃料フィルタに比べ、燃料フィルタ６０の上下方向の長さを短くできる。このように燃料フィルタ６０の長さを上下方向に短縮することによって、ポンプモジュール１０の上下寸法の最小値を可及的に小さくできる。したがって、上記調節手段２２，２４，２６でフランジ１１とサブタンク３０との離間距離を適宜調節することにより、高低様々な燃料タンクにポンプモジュール１０を設置できるため、汎用性が向上する。
【００２６】
また、ポンプモジュール１０によると、上記調節手段２２，２４，２６でフランジ１１とサブタンク３０とを離間させたとき、それら要素１１，３０の間にスペースが生まれる。上述したように燃料フィルタ６０が上下方向に短くなると、その分だけスペースが拡大する。しかもポンプモジュール１０によると、燃料フィルタ６０をサブタンク３０の第一保持部３６に保持させているので、フランジ１１の直下にスペースができる。ポンプモジュール１０では、そのようなフランジ１１直下の大きなスペースに開閉弁１６，１９を配設することができるため、開閉弁１６，１９で開閉する排出路１５，１８を吐出路１３と同じフランジ１１に設けることができる。これにより、部品点数が削減されコストが低減される。
【００２７】
さらにポンプモジュール１０によると、上述したように燃料フィルタ６０を燃料通過方向に長くすることができ、しかもハニカムフィルタからなる燃料フィルタ６０は微細孔状の燃料通過孔６１により燃料との接触面積を増大されている。これにより、燃料フィルタ６０は優れた異物除去能力を発揮できる。
【００２８】
またさらにポンプモジュール１０によると、第二保持部４１がサブタンク３０の他の部位から上下方向に飛び出さず、センサ９０の回路部９１がタンク本体３１及び第一保持部３６の作る凹みから飛び出していない。これにより、センサ９０及び第二保持部４１の配設に伴うモジュール１０の上下寸法の増大を抑制できる。
【００２９】
さらにまたポンプモジュール１０によると、ジェットポンプ８０の作動によってタンク本体３１内の燃料ポンプ５０の周辺に燃料を送り込むことができる。しかもポンプモジュール１０によると、燃料タンク内の燃料量が低下する場合にあっても、ジェットポンプ８０の作動によってタンク本体３１内の燃料量を燃料ポンプ５０で吸入可能な程度に確保できる。したがって、燃料ポンプ５０の吸引不良が発生し難い。
【００３０】
尚、上述した実施例では、横置きされた燃料ポンプ５０の外周のうち上側半分を覆うように燃料フィルタ６０を横置きしたが、燃料ポンプ５０の外周であれば、その外周の全て又は一部分を覆うように燃料フィルタ６０を横置きできる。
また、上述の実施例では、燃料ポンプ５０として燃料吐出方向に長いポンプを用いたが、燃料ポンプ５０として燃料吐出方向に短いポンプを用いてもよい。
【００３１】
さらに上述の実施例では、燃料吐出用の吐出路１３を形成するフランジ１１に空気排出用の二つの排出路１５，１８を設けたが、かかるフランジ１１に排出路を一つ又は三つ以上設けてもよいし、設けなくてもよい。また、排出路を開閉する開閉弁の設置数については、排出路の設置数に応じて適宜設定できる。
またさらに上述の実施例では、燃料フィルタ６０としてハニカムフィルタを用いたが、それ以外の公知のフィルタ、例えば菊花型フィルタやボルテックス型フィルタ等を燃料フィルタ６０として用いてもよい。
【００３２】
さらにまた上述の実施例では、燃料タンク及びサブタンク３０を共に樹脂で形成したが、燃料タンク及びサブタンク３０の少なくとも一方を金属で形成してもよい。
加えて、上述の実施例では、フランジ１１とサブタンク３０との上下方向の離間距離を調節手段２２，２４，２６により調節可能としたが、そのような調節手段を設けないでフランジ１１とサブタンク３０との離間距離を不変にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるポンプモジュールを示す一部切り欠き正面図である。
【図２】図１のサブタンクのタンク本体を示す一部切り欠き正面図である。
【図３】図１の燃料ポンプ、燃料フィルタ及びサブタンクの第一保持部を示す一部切り欠き正面図である。
【図４】図３のIV−IV線断面図である。
【符号の説明】
１燃料タンクの上壁
３燃料タンクの底壁
１０ポンプモジュール
１３吐出路
１５，１８排出路
１６，１９開閉弁
２２支柱（調節手段）
２４ステー（調節手段）
２６コイルスプリング（調節手段）
３０サブタンク
３１タンク本体
３２導入口
３３導入管
３６第一保持部
３６ａフィルタケース
３６ｂポンプケース
４１第二保持部
５０燃料ポンプ
５１吐出口
６０燃料フィルタ
６１燃料通過孔
７０プレッシャレギュレータ
８０ジェットポンプ
８１ジェットノズル
９０センサ
９１回路部
９２アーム
９３フロート

Claims

燃料タンク内の燃料を吸入して吐出するモータ駆動式の燃料ポンプであって、前記燃料タンク内に燃料の吐出口および前記モータの中心軸を水平方向に延伸して設置される燃料ポンプと、
断面円弧状に形成され、前記燃料タンク内において燃料を水平方向に通過させる向きに前記燃料ポンプの外周の上側で前記サブタンクの上部開口を覆い、前記燃料ポンプが吐出する燃料中の異物を除去する燃料フィルタと、
前記燃料タンク内において前記燃料ポンプ及び前記燃料フィルタを保持するように設置され、前記燃料タンクより導入される燃料を貯留して前記燃料ポンプに供給するサブタンクと、
前記燃料ポンプ、前記燃料フィルタ及び前記サブタンクの上方において前記燃料タンクに装着されるフランジと、
前記フランジに一端部を固定され、前記燃料フィルタの横方向で前記サブタンクに他端部を摺動可能に挿入している支柱と、
前記フランジから離れる方向に前記サブタンクを付勢している付勢部材と、
を備えることを特徴とするポンプモジュール。
前記燃料フィルタは、ハニカムフィルタで構成され、概ね水平方向に延伸する燃料通過孔を複数形成す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。
前記燃料フィルタを通過した燃料の一部を噴射して負圧を発生させることにより、前記燃料タンク内の燃料を前記サブタンクの導入口から吸引し前記サブタンク内に供給するジェットポンプをさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載のポンプモジュール。
前記燃料タンク内の燃料量を計測するセンサをさらに備え、
前記サブタンクは、燃料を貯留するタンク本体、前記タンク本体の上部に設けられ前記燃料ポンプ及び前記燃料フィルタを保持する第一保持部、並びに前記タンク本体および前記第一保持部の側部に前記タンク本体の最下端部より上側、かつ前記第一保持部の最上端部より下側に設けられ前記センサを保持する第二保持部を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のポンプモジュール。
前記フランジは、前記燃料フィルタを通過した燃料を前記燃料タンクの外部に吐出する吐出路を形成していることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のポンプモジュール。
前記フランジは、前記燃料タンクの内部から外部に空気を排出する排出路を形成し、
前記フランジの下側に突出するように前記フランジに設けられ、前記排出路を開閉する開閉弁をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載のポンプモジュール。