JPH0763133A - 燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃料を貯留する燃料貯溜槽を有し，長時間駐
車後も車両を確実に始動できる燃料供給装置の提供。 【構成】 燃料タンク１１と，燃料ポンプ１７と，サブ
タンク１２と，逆止弁４１と，燃料吸込機構３０とを有
する燃料供給装置１０である。サブタンク１２は，燃料
貯溜槽２０と，燃料貯溜槽２０上部の開口部を大気と連
通させる弁部材とを有する。弁部材には，燃料ポンプ１
７の吐出管路１７２と連通するダイヤフラム弁２５があ
り，ダイヤフラム弁２５は，燃料ポンプ１７動作時にの
み開口部を大気と連通させる。燃料吸込機構３０にはジ
ェットポンプを用いたものがある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は燃料ポンプを有する燃料
供給装置に関するものであり，特に長時間放置した場合
にも確実に燃料を供給することのできる燃料貯溜槽を有
する燃料供給装置に関する。

【０００２】

【従来技術】燃料タンクの燃料をエンジンに供給する燃
料ポンプは各種のものがあるが，燃料タンクの内部に装
着し，モータによって駆動される円周流式の燃料ポンプ
がある。上記インタンク式の燃料ポンプは，燃料タンク
内に配設したサブタンクに被われており，サブタンクは
燃料ポンプに吸い込まれる燃料を蓄えてある。

【０００３】そして，最初に燃料をサブタンク内に導く
手段として，サブタンクの底部には逆止弁が設けられて
いる。この逆止弁は，燃料タンク内の燃料液面がサブタ
ンク内の燃料液面より高い場合に，燃料タンク内の燃料
をサブタンク内に流入させ，逆に燃料タンク内の燃料液
面がサブタンク内の燃料液面よりも低い場合には，サブ
タンク内の燃料が燃料タンクへ逆流するのを阻止する静
的な燃料導入手段である。

【０００４】また，燃料ポンプの作動中には，燃料ポン
プの動力の一部を利用するジェットポンプなど動的な燃
料導入手段によって燃料タンクの燃料がサブタンクに汲
み上げられる。しかし，上記逆止弁は，燃料タンクの液
面とサブタンクの液面とのわずかな差に開閉する必要が
あるからシールが完全ではない。また，逆止弁のシール
面にゴミや鉄粉などの異物が付着すると，シール面から
の燃料洩れが増大する。このような理由により逆止弁に
完璧なシール性を確保することが困難である。

【０００５】この結果，サブタンク内の液面が，燃料タ
ンク内の液面よりも高い場合には，サブタンク内の燃料
が少しづつ逆止弁より洩れ出してしまう。この結果，燃
料タンク内の燃料が僅かな状態で車両を長期にわたって
傾斜地などに駐車し，この傾斜が逆止弁の位置が燃料タ
ンクの燃料液面より高くなる方向の場合，サブタンク内
の燃料が逆止弁から外部に洩れ出てしまい，車両の始動
が不可能になるという問題があった。

【０００６】このような問題を解決するために，サブタ
ンクを逆止弁のある第１室と逆止弁のない第２室とに区
分すると共に，両室間を導通・遮断する電磁弁を設ける
方法が提案されている（特開平３−２５３７６０号公報
参照）。上記電磁弁は，燃料ポンプ停止時に第１室と第
２室との間の導通を遮断し，逆止弁からの燃料漏出によ
り第１室の燃料が失われても第２室の燃料は保持される
ようにしたものである。そして，第２室に蓄えられた燃
料によって再始動を可能とするものである。

【０００７】

【解決しようとする課題】しかしながら，改良された上
記燃料供給装置（特開平３−２５３７６０号公報）で
は，電磁弁を用いるため，コストアップ，耐水性などの
面で問題があった。本発明は，上記のごとき従来技術の
問題点に鑑み，電磁弁を用いることなく簡単な構成で再
始動用燃料を蓄えることのできる燃料供給装置を提供し
ようとするものである。

【０００８】

【課題の解決手段】本発明は上記目的を達成するため
に，燃料を蓄える燃料タンクと，該燃料タンク内に配設
され燃料を燃料タンク外の燃料消費装置に圧送する燃料
ポンプと，該燃料ポンプを収容し前記燃料ポンプに吸入
される燃料を前記燃料タンクから導入して蓄えるサブタ
ンクとを備える燃料供給装置において，前記燃料タンク
内の燃料を導入し，前記燃料タンク内の燃料残量の低下
時にも燃料を蓄える燃料貯留槽と，前記燃料貯留槽と前
記サブタンクとの間に設けられ，前記燃料ポンプの作動
に伴い上昇する吐出圧力を受けて開弁し，前記燃料貯留
槽内の燃料を前記サブタンク内に放出する圧力応動弁と
を備えることを特徴とする燃料供給装置という技術的手
段を採用する。

【０００９】

【作用及び効果】以上に述べた本発明の構成による作用
を説明する。燃料タンク内の燃料液位が充分に高い時に
は，燃料タンク内の燃料がサブタンク内に導入され，燃
料ポンプはこのサブタンク内の燃料を吸い込み，燃料消
費装置へ圧送する。このとき，燃料貯留槽内にも燃料が
導入され，燃料が蓄えられる。

【００１０】一方，一旦燃料ポンプを停止させ，再び作
動させると，燃料ポンプの作動に伴い上昇する吐出圧力
を受けて圧力応動弁が開弁し，燃料貯留槽内の燃料がサ
ブタンク内に放出される。このため，燃料ポンプの停止
中にサブタンク内の燃料液位が低下するような事態が発
生しても，燃料ポンプの作動開始に自動的に応答してサ
ブタンク内に燃料を供給することができ，燃料ポンプの
再始動直後でも燃料消費装置に充分な燃料を圧送でき
る。

【００１１】特に，長期間にわたって燃料供給装置を放
置し，サブタンク内の燃料液位が低くなったような場合
でも，再び燃料ポンプを作動させるだけで燃料消費装置
に充分な燃料を圧送できるようになる。このように本発
明では，燃料ポンプの吐出圧力の上昇に応動して燃料貯
留槽の燃料をサブタンク内に放出する圧力応動弁を採用
したから，燃料ポンプを作動させるだけで自動的にサブ
タンク内に燃料を供給することができる。

【００１２】

【実施例】

実施例１ 本発明の実施例にかかる燃料供給装置につき，図１，図
２を用いて説明する。本例は，図１に示すように，燃料
８を蓄える燃料タンク１１と，燃料タンク１１内に配設
され，燃料８を燃料タンク１１外のエンジンに圧送する
燃料ポンプ１７と，燃料ポンプ１７を被い，燃料ポンプ
１７に吸入される燃料８を蓄えるサブタンク１２と，サ
ブタンク１２の下部に設けられ，燃料タンク１１の燃料
８をサブタンク１２に導入する一方サブタンク１２内部
の燃料８を燃料タンク１１に流出させない逆止弁４１
と，燃料ポンプ１７の作動時に燃料タンク１１の底部の
燃料８をサブタンク１２内に汲み上げてサブタンク１２
の燃料液面レベルを上昇させる燃料吸込機構３０とを有
する燃料供給装置１０である。

【００１３】上記サブタンク１２は，燃料ポンプ１７の
吐出口１７１とエンジンとを連結する吐出管路１７２に
連通するダイヤフラム弁２５と，ダイヤフラム弁２５の
作動によって大気と連通する開口部２０１（図２）を上
部に有すると共に燃料８の液面下に開口する底部２０２
を有する有蓋開底の燃料貯溜槽２０とを有している。

【００１４】そして，ダイヤフラム弁２５は，燃料ポン
プ１７非作動時には燃料貯溜槽２０の開口部２０１（図
２）を閉塞し，燃料ポンプ１７作動時には上記吐出管路
１７２の燃料圧により開口部２０１を開放する。なお，
上記燃料吸込機構３０は，燃料ポンプ１７から吐出され
た燃料の一部の流体エネルギーによって燃料タンク１１
の燃料を汲み上げるジェットポンプである。

【００１５】以下それぞれについて詳説する。図１に示
すように，サブタンク１２の上方には，フランジ４４が
あり，フランジ４４には吐出管路１７２を構成するメイ
ンチューブ４４１と，燃料のリターンチューブ４４２
と，電気回路のコネクタ４４３とが配設されている。サ
ブタンク１２は，上記フランジ４４の投影面積より若干
小さい投影面積を有する。

【００１６】サブタンク１２の上面を形成するサポータ
１３は，燃料ポンプ１７とのジョイント部１３１と，リ
ターンチューブ４４２の挿入口１３２とを有し，その上
面にダイヤフラム弁２５を装着し，下方に燃料貯溜槽２
０を取付けてある。上記挿入口１３２の直下には，Ｏリ
ング１３３を介してリターンチューブ４４２と連結され
ると共に下方に後述するジェットポンプのノズル３０１
を形成したリターンパイプ４５が配設されている。

【００１７】上記サポータ１３はサブタンク１２のボデ
ィ１２１にスナップフィット結合により一体化さてい
る。サポータ１３のジョイント部１３１の他端部は摺動
シール１３４を介してフランジ４４のメインチューブ４
４１と連結されており，その連結部には残圧保持弁１３
５が配設されている。残圧保持弁１３５は燃料の流れに
よって閉弁する。また，ジョイント部１３１の中ほどか
らは，分岐管１３６が分岐し，ダイヤフラム弁２５に連
結されている。分岐管１３６を構成するホースはフッ素
ゴム又は１１ＮＹ，１２ＮＹの樹脂ホースである。

【００１８】サブタンク１５の底部の燃料貯り１２１に
は，燃料ポンプ１７の吸込口１７３が配設されている。
そして，吸込口１７３の上方には，インペラ１７５が配
設され，インペラ１７５は上方のモータ１７６の駆動軸
と連結されている。一方，燃料ポンプ１７の他端の吐出
口１７１は，シールリング１７４を介してサポータ１３
のジョイント部１３１に連結されている。

【００１９】ダイヤフラム弁２５は，図２に示すよう
に，サポータ１３の上面に装着されており，カバー２５
１とダイヤフラム２５２とにより圧力室２５３を構成し
ている。圧力室２５３は分岐管１３６を経て前記ジョイ
ント部１３１に連結されている。ダイヤフラム２５２の
底面にはプレート２５４が取付けられており，プレート
２５４にはシャフト２５５が固着されている。

【００２０】上記プレート２５４とシャフト２５５は，
ダイヤフラム２５２と共に上下運動を行う。上記シャフ
ト２５５は，燃料貯溜槽２０の上面２０３のシャフト穴
２０４を貫通し，燃料貯溜槽２０内に突出したシャフト
２５５の下端部にはシャフト２５５の抜け止め用のスト
ッパ２５６とストッパ２５６の上面に配設したＯリング
２５７が取付けられている。

【００２１】そして燃料貯溜槽２０の上面２０３には，
上記Ｏリング２５７と合致する位置に開口部２０１が穿
設されている。また，上面２０３とダイヤフラム弁２５
のプレート２５４の間には，ダイヤフラム２５２を押し
上げる方向に付勢されたコイルスプリング２５９が介設
されている。

【００２２】なお，ダイヤフラム２５２の下面側，即ち
燃料貯溜槽２０の上面２０３とサポータ１３との間には
通気穴２５８が開設されており，サブタンク１２の空部
（液面の上方）と連通している。また，サブタンク１２
の空部は，図１に示すように上部に設けた開口１２３に
より燃料タンク１１の空部と連通している。一方，燃料
貯溜槽２０の底部２０２は，燃料貯り１２１の液面下に
開口している。

【００２３】サブタンク１２の底部は上下の２段底とな
っており，上底部には開口穴１２５が開設されており，
逆止弁４１が装着されている。逆止弁４１は燃料ポンプ
１７の吸込口１７３より若干上方にある。

【００２４】また，サブタンク１２の底部の逆止弁４１
の反対側には，燃料吸込機構３０を構成するジェットポ
ンプが配設されている。ジェットポンプは，前記リター
ンパイプ４５の下部に穿設されたジェットノズル３０１
と，該ジェットノズル３０１に対向する吸上口３０２を
有する吸上管３０３とを有する。

【００２５】ジェットポンプはリターンチューブ４４２
から返還された燃料８をジェットノズル３０１から噴射
し，上記吸上口３０２から燃料タンク１１の燃料８を吸
い上げ，放出口３０４からサブタンク１２内に燃料８を
放出する。

【００２６】次に，本例の燃料供給装置１０の作用効果
について述べる。燃料タンク１１に燃料が投入されると
逆止弁４１が開き，サブタンク１２内に燃料が導入され
燃料ポンプ１７が燃料吐出可能となる。そして，燃料ポ
ンプ１７のモータ１７６を作動させれば，吐出口１７１
から燃料を吐出し，メインチューブ４４１から図示しな
いエンジンに燃料を供給する。

【００２７】エンジンの余剰燃料は，リターン（返還）
燃料として，リターンチューブ４４２からサブタンク１
２に戻り，リターンパイプ４５のジェットノズル３０１
から噴射する。その結果，燃料タンク１１の燃料は吸上
管３０３からサブタンク１２に汲み上げられ，サブタン
ク１２の液面を上昇させる。

【００２８】一方，燃料ポンプ１７の動作と同時に，分
岐管１３６の圧力が所定値（約２．５５〜３．０ｋｇｆ
／ｃｍ² ）まで上昇し，図２に示すダイヤフラム弁２５
のダイヤフラム２５２が下降してシャフト２５５を押し
下げる。その結果，Ｏリング２５７が燃料貯溜槽２０の
上部の開口部２０１を開放し，燃料貯溜槽２０の空部と
サブタンク１２の空部とが連通し，燃料貯溜槽２０の液
面はサブタンク１２の液面と一致する。

【００２９】他方，燃料ポンプ１７の動作と共に燃料吸
込機構３０によって燃料タンク１１の燃料８が汲み上げ
られ，サブタンク１２の液面が上昇し，同時に燃料貯溜
槽２０の液面が上昇する。その結果，終にはサブタンク
１２上部から燃料がオーバーフローするに至る。それ
故，燃料タンク１１内の燃料が少ない場合でも，サブタ
ンク１２内の液面は高く保持され，サブタンク１２内の
燃料がほぼ使い尽くされるまで運転可能となる。

【００３０】一方，運転を停止して燃料ポンプ１７がス
トップすると上記分岐管１３６の燃料圧も大気圧近くま
で低下し，ダイヤフラム弁２５の動作が復帰する。即
ち，図２に示すコイルスプリング２５９の付勢力により
Ｏリング２５７が燃料貯溜槽２０上面の開口部２０１を
閉塞する。そして，燃料貯溜槽２０上面２０３は閉鎖状
態となり，燃料貯溜槽２０内の燃料液面はその状態に保
持される。

【００３１】その結果，長期間駐車したこと等により燃
料タンクやサブタンク内の燃料が大量に失われた状態に
あっても本例の燃料貯溜槽２０内には燃料が確保されて
残留する。そして，燃料ポンプ１７を始動させれば，分
岐管１３６の圧力が上昇して燃料タンク弁２５が作動
し，燃料貯溜槽２０の開口部２０１が大気（サブタンク
の空部）と連通する。その結果，燃料貯溜槽２０内の液
面が低下して燃料をサブタンク内に放出し，エンジンを
始動することができる。

【００３２】上記のように，本例によれば長時間の駐車
後においても燃料貯溜槽から燃料が失われず，エンジン
に燃料を確実に供給し，車両を始動することのできる燃
料供給装置１０を提供することができる。

【００３３】実施例２ 本例は，図３に示すように，実施例１において，エンジ
ンからの燃料リターンがないリターンレスシステムの燃
料供給装置１０である。そして，ジェットポンプは吐出
燃料の分岐流体エネルギーによって駆動するようにして
ある。即ち，本例は，図４に示すように，ダイヤフラム
弁２６の圧力室２６３に分岐パイプ１３７を設ける。そ
して，図３に示すように吐出管路１７２から分岐した吐
出燃料の一部をこの分岐パイプ１３７に流通させ，燃料
吸込機構３０のジェットポンプを駆動する。また，この
分岐パイプ１３７を設けることにより，吐出燃料圧力の
レギュレータの機能をも果たしている。

【００３４】分岐パイプ１３７は，図４に示すように，
ダイヤフラム弁２６のカバー２６１に取付けられ，圧力
室２６３と燃料吸込機構３０のリターンパイプ４５（図
３）とを連結する。そして，燃料ポンプ１７の吐出燃料
の一部は，分岐管１３６からダイヤフラム弁２６の圧力
室２６３を経て，分岐パイプ１３７に流入する。次い
で，図３に示す燃料吸込機構３０のリターンパイプ４５
に流入してジェットノズル３０１から噴出し，そのジェ
ットエネルギーによって燃料タンク１１の燃料を吸上管
３０３からサブタンク１４に汲み上げる。

【００３５】このような構成とするため，燃料吸込機構
３０は燃料貯溜槽２０に隣接させ，逆止弁４１と開口穴
１２５とは，燃料ポンプ１７に隣接させてある。また，
フランジ４４０にリターンチューブ（実施例１ 符号４
４２）は不要となる。そして，サブタンク１２０の空部
と燃料タンク１１の空部とを連通させる上部開口１２３
は，サポータ１３０に開設されている。その他について
は，実施例１と同様である。

【００３６】実施例３ 本例は，図５に示すように，実施例１において，燃料吸
込機構３１であるジェットポンプをタービン式燃料ポン
プ１８の空気穴１８０（図６）から噴出する燃料を利用
して駆動するようにしたもう１の実施例である。タービ
ン式燃料ポンプ１８は，容積式のポンプに比べて低騒
音，低脈動の利点があり近年多用されている。一方，タ
ービン式燃料ポンプ１８は，自吸力がないので呼び水の
空気穴（従来０．９〜１．０φ）が必要である。

【００３７】そしてこの空気穴からは，燃料ポンプ１８
作動中に燃料が常時放出されている。本例は，この空気
穴１８０の形状を変更して燃料通路とし，端部にノズル
（金属ノズル１８２）を形成し，ジェットポンプを駆動
するようにしたものである。

【００３８】即ち，図６に示すように，燃料ポンプ１８
の下方に空気穴１８０に連通するベーパ通路１８１を設
けその下端部に金属ノズル１８２を圧入し固定する。そ
して，この金属ノズル１８２に対向する位置に，燃料吸
込機構３１であるジェットポンプを構成するスロート３
１１を配設する。スロート３１１は内径６〜７ｍｍ程度
である。

【００３９】金属ノズル１８２から燃料が噴出すると，
ジェットポンプの吸上パイプ３１２からスロート３１１
へ燃料が吸い込まれる。スロート３１１の燃料吐出口３
１３は，図５に示すように，サブタンク１５の燃料貯り
１５１よりも上方に開口している。

【００４０】燃料ポンプ１８の底部とサブタンク１５の
底部との間にはドーナツ形のクッション１８３を介設さ
せてある。また，吸上パイプ３１２の下方には逆止弁４
２を設けてある。一方，フランジ４７のリターンチュー
ブ４４２直下のサポータ１４０の上面にはリターン燃料
を受けるフィルタ１３８が配設されている。

【００４１】サポータ１４０の燃料ポンプ１８とのジョ
イント部１４１は，その上方において摺動シール１４２
を介してメインチューブ４４１に接続されており，下方
には残圧保持弁１３５を装着してある。

【００４２】次に本例の作用効果について述べる。近
年，エンジンから燃料供給装置へのリターン燃料を減少
させ，これによってエンジンからの熱損失を減少し，ま
た燃料蒸発を低減するニーズが高まっている。そして，
リターン燃料を燃料吸い上げに利用する方法は，エンジ
ンでの燃料消費がふえた場合に，リターン燃料が減少し
燃料吸込機構のパワーが減少するという現象が生ずる。

【００４３】本例の燃料供給装置は，リターン燃料の流
体エネルギーを利用する燃料吸込機構ではないから，上
記のような懸念は不要である。即ち，燃料の吐出圧力さ
え一定であれば，常に一定の燃料吸上能力を期待するこ
とができる。

【００４４】本例では，燃料ポンプ１８の燃料吐出圧力
２．５５〜３ｋｇｆ／ｃｍ² に対して０．８〜１．０ｋ
ｇｆ／ｃｍ² で２５〜２５リットル／Ｈｒのエネルギー
を得ることができ，エンジン消費流量が増えたとしても
１５０ｍｍ程度のサブタンクの液面上昇は十分可能であ
る。また，リターン燃料のように燃料が加熱されていな
いので減圧沸騰による耐ベーパーロック性に対する懸念
も不要である。

【００４５】更に，リターン燃料のないシステムにも対
応できるという利点がある。なお，本例では，残圧保持
弁１３５が分岐管１３６よりも燃料ポンプ１８側に設け
てある。従って燃料ポンプ１８停止時においてダイヤフ
ラム弁２５に加わる圧力は，実施例１，実施例２よりは
高圧力であり，ダイヤフラム弁２５は，この少ない圧力
差によって動作する。

【００４６】即ち，燃料ポンプ１８作動時のシステム圧
力（例えば３ｋｇｆ／ｃｍ² 又は２．５５ｋｇｆ／ｃｍ
² など）より０．２ｋｇｆ／ｃｍ² 程度低下した圧力
（上記例では２．８ｋｇｆ／ｃｍ² 又は２．３５ｋｇｆ
／ｃｍ² ）にて，燃料タンク弁２５は閉動作する。その
他については，実施例１と同様である。

【００４７】実施例４ 本例は，図７に示すように，実施例３において，残圧保
持弁１３５を実施例１と同様に分岐管１３６の下流に設
けたもう１つの実施例である。即ち，サポータ１５０の
ジョイント部１５１の下流側に残圧保持弁１３５を装着
してある。従って，燃料タンク弁２５の動作圧力は，実
施例１と同様である。その他については，実施例３と同
様である。

【００４８】実施例５ 本例は，図８に示すように，実施例３においてダイヤフ
ラム弁２６に分岐パイプ１３７を設けてレギュレータの
機能を果たすようにすると共に，リターンチューブ（図
５ 符号４４２）を無くしたもう１つの実施例である。
即ち，図８に示すように，ダイヤフラム弁２６の圧力室
２６３（図４）にリターンパイプ４５０を連結し，この
リターンパイプ４５０をサブタンク１６の内部と連通さ
せる。そして吐出燃料のレギュレータの機能を果たすよ
うにする。

【００４９】また，フランジ４８にリターンチューブが
無いから，それに対応してサポータ１６０にはフィルタ
（図３ 符号１３８）も不要である。また，逆止弁４１
は，ジェットポンプの吸上パイプ３１２の下方に設け
ず，実施例１，実施例２と同様にサブタンク１６の底部
に配設した。

【００５０】その結果，吸上パイプ３１２における逆止
弁４１の圧損がなくなり，燃料吸込機構３１のジェット
ポンプの吸上パワーが上昇する。それ故ジェットポンプ
のスロート３１０の放出口３１４を上部に設けて，サブ
タンク１５の液面を実施例３より上昇させることができ
る。その他については，実施例３と同様である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の燃料供給装置の断面図。

【図２】実施例１のダイヤフラム弁周辺の拡大図。

【図３】実施例２の燃料供給装置の断面図。

【図４】実施例２のダイヤフラム弁周辺の拡大図。

【図５】実施例３の燃料供給装置の断面図。

【図６】実施例３のジェットポンプ周辺拡大図。

【図７】実施例４の燃料供給装置の断面図。

【図８】実施例５の燃料供給装置の断面図。

【符号の説明】

１０．．．燃料供給装置， １１．．．燃料タンク， １２．．．サブタンク， １７．．．燃料ポンプ， １７２．．．吐出管路， ２０．．．燃料貯溜槽， ２５．．．ダイヤフラム弁， ３０．．．燃料吸込機構， ４１．．．逆止弁，

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料を蓄える燃料タンクと，該燃料タン
   ク内に配設され燃料を燃料タンク外の燃料消費装置に圧
   送する燃料ポンプと，該燃料ポンプを収容し前記燃料ポ
   ンプに吸入される燃料を前記燃料タンクから導入して蓄
   えるサブタンクとを備える燃料供給装置において，前記
   燃料タンク内の燃料を導入し，前記燃料タンク内の燃料
   残量の低下時にも燃料を蓄える燃料貯留槽と，前記燃料
   貯留槽と前記サブタンクとの間に設けられ，前記燃料ポ
   ンプの作動に伴う吐出圧力の上昇に応答して開弁し，前
   記燃料貯留槽内の燃料を前記サブタンク内に放出する圧
   力応動弁とを備えることを特徴とする燃料供給装置。