燃料供給装置
【課題】燃料タンク本体内の燃料が傾斜した場合でも、燃料フィルタからの気体の吸い込みを抑制することの可能な燃料供給装置を得る。
【解決手段】燃料フィルタ１６内には、移送配管３４の端部を開閉するダイヤフラム弁２２６が設けられる。ダイヤフラム弁２６の閉弁圧は、燃料フィルタ１６において液膜を維持する液膜圧よりも低く設定されている。
【解決手段】燃料フィルタ１６内には、移送配管３４の端部を開閉するダイヤフラム弁２２６が設けられる。ダイヤフラム弁２６の閉弁圧は、燃料フィルタ１６において液膜を維持する液膜圧よりも低く設定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料供給装置に関し、さらに詳しくは、燃料タンク内の燃料を機関等に供給するための燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料タンク内の燃料を機関等の外部装置に供給する燃料供給装置には、燃料タンク本体内に燃料フィルタを備えるようにし、燃料フィルタで異物が除去された燃料を燃料タンク本体から外部に送出するようにしたものがある。たとえば特許文献１には、燃料吸上管の先端部を分岐させ、先端部のそれぞれにチェックバルブを備えると共に、チェックバルブの吸入口にサクションフィルタを設置した燃料供給装置が記載されている。チェックバルブは、その上流側に燃料タンク内の圧力ヘッドが作用すると開弁するようになっている。
【０００３】
しかし、特許文献１の構造では、燃料タンク内の燃料が傾斜した場合に、燃料液面よりも上方に位置する燃料フィルタのチェックバルブには、燃料液面から燃料フィルタまでの高さに応じて負圧が作用する。この負圧が、燃料フィルタの表面の油膜を維持可能な範囲を超えると油膜が維持できなくなるため、気体を吸い込んでしまうおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２３６４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、燃料タンク本体内の燃料が傾斜した場合でも、燃料フィルタからの気体の吸い込みを抑制することの可能な燃料供給装置を得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明では、燃料を収容する燃料タンク本体と、前記燃料タンク本体の底面に沿って備えられ、袋状に形成され内部への燃料透過時に燃料中の異物の通過を制限する複数の燃料フィルタと、前記燃料フィルタの内部から前記燃料タンクの外部へ燃料を送出するための送出配管と、複数の前記燃料フィルタを、燃料の移送を可能に連結する連結手段と、前記燃料フィルタと前記連結手段との連通状態と非連通状態とを切り替え可能で、燃料フィルタ内のフィルタ内圧と燃料フィルタ外のフィルタ外圧との差圧が燃料フィルタ表面の油膜を維持可能な所定値以下の範囲では前記連通状態とし該所定値を超えると前記非連通状態とする開閉弁部材と、を有する。
【０００７】
この燃料供給装置では、燃料フィルタによって燃料をろ過することができる。燃料フィルタ内の濾過された燃料は、送出手段により、燃料タンクの外部、たとえば機関等へ送出される。しかも、複数の燃料フィルタを有しているので、１つのみ燃料フィルタを有している構成と比較して、燃料フィルタのいずれかが燃料に浸漬された状態を実現しやすくなる。複数の燃料フィルタは連結手段により連結されており、燃料フィルタ間での燃料の移送が可能になっている。
【０００８】
燃料フィルタと連結手段の連通状態と非連通状態とは、開閉弁部材により切り替え可能とされる。開閉弁部材は、フィルタ内圧とフィルタ外圧との差圧が燃料フィルタ表面の油膜を維持可能な所定値以下の範囲では連通状態とするので、連結手段を通じて燃料フィルタ間で燃料を移送させることが可能である。これに対し、差圧が所定値を超えると非連通状態とする。所定値は、燃料フィルタ表面の油膜を維持可能な値であるので、油膜が切れる前に燃料フィルタと連結手段とは非連通状態となる。これにより、燃料フィルタの油膜を維持できるので、燃料フィルタからの気体の吸い込みも抑制できる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記開閉弁部材が、前記燃料フィルタ内圧を受けるフィルタ内受圧面と燃料フィルタ外圧を受けるフィルタ外受圧面とを有し、フィルタ内受圧面で受けたフィルタ内圧とフィルタ外受圧面で受けたフィルタ外圧の差圧によって前記連通状態となる開弁位置と前記非連通状態となる閉弁位置とを移動し前記連結手段を開閉するダイヤフラム弁を有している。
【００１０】
開閉弁部材は、フィルタ内受圧面でフィルタ内圧を受けると共に、フィルタ外受圧面でフィルタ外圧を受ける。そして、これらの差圧によって、開弁位置と閉弁位置との間を起動することで連結手段を開閉し、連通状態と非連通状態とを切り替える。ダイヤフラム弁はフィルタ内圧とフィルタ外圧とを受けて開弁位置と閉弁位置とを移動するので、連通状態と非連通状態とを切り替える機構を簡単な構造で実現できる。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記開閉弁部材が、前記フィルタ内圧を検知するフィルタ内圧センサと、前記フィルタ外圧を検知するフィルタ外圧センサと、前記フィルタ内圧センサで検知された前記フィルタ内圧と前記フィルタ外圧センサで検知された前記フィルタ外圧との差圧に基づいて前記連結手段を開閉する電磁弁と、を有する。
【００１２】
フィルタ内圧センサで検知されたフィルタ内圧と、フィルタ外圧センサで検知されたフィルタ外圧との差圧に基づき、電磁弁が移送手段を連結手段を開閉することで、連通状態と非連通状態とを切り替える。電磁弁を用いているので、連結手段の確実な開閉が可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は上記構成としたので、燃料タンク本体内の燃料が傾斜した場合でも、燃料フィルタからの気体の吸い込みを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態の燃料供給装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態の燃料供給装置を部分的に拡大して示す概略断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の燃料供給装置において燃料が傾斜した状態を示す概略構成図である。
【図４】本発明の第１実施形態の燃料供給装置に用いられるダイヤフラム弁及びその近傍を拡大して示す断面図であり、（Ａ）は開弁状態、（Ｂ）は閉弁状態である。
【図５】本発明の燃料供給装置において燃料フィルタに作用する差圧と燃料フィルタの液膜圧及びダイヤフラム弁の閉弁圧との関係を定性的に示すグラフである。
【図６】本発明の第２実施形態の燃料供給装置を部分的に拡大して示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１には、本発明の第１実施形態の燃料供給装置１２の概略構成が示されている。この燃料供給装置１２は、燃料が収容される燃料タンク本体１４を有している。本実施形態の燃料タンク本体１４は中空の箱状に形成されているが、底壁１４Ｓの中央部分からは上方に向けて膨出する山部１４Ｍが形成されており、内部が主室１４Ａ及び副室１４Ｂに区画された構造（いわゆる鞍型タンク）となっている。
【００１６】
燃料タンク本体１４の上面１４Ｕの角部近傍には、図示しないインレット配管が接続されている。このインレット配管を通じて、燃料を燃料タンク本体１４内（主に主室１４Ａ）に給油できる。
【００１７】
燃料タンク本体１４の内部には、主室１４Ａ及び副室１４Ｂのそれぞれに対応して、燃料タンク本体１４の底壁１４Ｓに沿って配置された複数のサブタンク１５が備えられている。本実施形態では、サブタンク１５の数を、主室１４Ａ及び副室１４Ｂのそれぞれに１つずつ、合計で２つとしている。以下において、２つのサブタンク１５を区別する場合は、主室１４Ａ側のサブタンク１５を第１サブタンク１５Ａ、副室１４Ｂ側のサブタンク１５を第２サブタンク１５Ｂとする。
【００１８】
第１サブタンク１５Ａには、燃料ポンプモジュール３２が備えられており、この点で、燃料ポンプモジュール３２が備えられていない第２サブタンク１５Ｂと異なっているが、サブタンクとしての基本的構成は、燃料ポンプモジュール３２の有無以外は同一とされているため、図２を用いて、サブタンク１５の構成を説明する。
【００１９】
サブタンク１５のそれぞれは、燃料フィルタ１６と、この燃料フィルタ１６の上方に配置された貯留部材１８とを有している。
【００２０】
燃料フィルタ１６は、上下に配置された２枚の濾布（上側濾布１６Ｕと下側濾布１６Ｌ）を有している、本実施形態では、上側濾布１６Ｕと下側濾布１６Ｌとは、２枚の略同形状（たとえば四角形状等の多角形状であっても良いし、円形や楕円形などでも良い）に形成されている。上側濾布１６Ｕと下側濾布１６Ｌにおいて、それぞれの外周部分を、溶着や接着等により接合することで、全体として偏平な直方体形状の燃料フィルタ１６を構成している。
【００２１】
そして、上側濾布１６Ｕと下側濾布１６Ｌとの間に間隔維持部材５２が配置されることで、上側濾布１６Ｕと下側濾布１６Ｌとの間に、燃料を収容するための空間が構成された、偏平な袋状（閉曲面状）の燃料フィルタ１６となっている。
【００２２】
上側濾布１６Ｕと下側濾布１６Ｌとは、袋状とされた燃料フィルタ１６の外側から内側へと燃料を通過させるが、その際に燃料中の異物を除去し、燃料フィルタ１６の内部には異物が流入しないようにする作用を有する材料（たとえば織布、不織布、多孔質性樹脂、メッシュ状の部材等など）で構成されている。
【００２３】
燃料フィルタ１６は、このように上側濾布１６Ｕあるいは下側濾布１６Ｌを通過した燃料ＧＳを、その内部に貯留させることができる。さらに、図２にも示しているように、燃料フィルタ１６の少なくとも一部が燃料タンク本体１４内の燃料ＧＳに浸漬されている状態では、燃料フィルタ１６の表面に燃料ＧＳによる液膜ＬＭが形成されて維持されるようになっている。
【００２４】
燃料フィルタ１６（特に下側濾布１６Ｌ）は、燃料タンク本体１４の底壁１４Ｓに沿って略平行になるように配置されており、底壁１４Ｓとの隙間を通じて燃料を燃料フィルタ１６内に流入させることができる。
【００２５】
図２から分かるように、上側濾布１６Ｕと下側濾布１６Ｌとは異なる材質とされており、特に、上側濾布１６Ｕの圧力損失が下側濾布１６Ｌの圧力損失よりも大きくなるように、これら濾布の材質が選択されている。ここでいう「圧力損失」は、上側濾布１６Ｕあるいは下側濾布１６Ｌを燃料が通過するとき（たとえば後述する燃料ポンプ本体４２の駆動時）の、通過前後の圧力差である。したがって、下側濾布１６Ｌは上側濾布１６Ｕよりも相対的に燃料を通過させ易くなっている。本実施形態では、このように圧力損失に差を設けるために、上側濾布１６Ｕは、下側濾布１６Ｌよりも不織布の空隙の総面積が小さい構造とされている。
【００２６】
間隔維持部材５２は、上側濾布１６Ｕと下側濾布１６Ｌとの間において、水平方向に配置された互いに平行な複数の横骨片５６Ａと、これら横骨片５６Ａと直交するように水平方向に配置された互いに平行な複数の縦骨片５６Ｂとを有する形状とされている。そして、これらの骨片が上側濾布１６Ｕと下側濾布１６Ｌとの間の間に位置することで、上側濾布１６Ｕと下側濾布１６Ｌとが、骨片が存在する部分では上下方向に非接触となり、燃料を収容するための上記した空間が構成されるようになっている。
【００２７】
間隔維持部材５２の横骨片５６Ａには、移送配管３４の端部が接続される連通筒部５６Ｃが形成されている。
【００２８】
サブタンク１５は、燃料フィルタ１６の上側に位置するサブタンク上側部材１５Ｕと、燃料フィルタ１６の下側に位置するサブタンク下側部材１５Ｌとを有している。サブタンク上側部材１５Ｕと、サブタンク下側部材１５Ｌは、それぞれの外周部分で、上側濾布１６Ｕ及び下側濾布１６Ｌの外周部分を上下方向に挟み込んでおり、燃料フィルタ１６の形状を維持すると共に、強度を確保している。また、燃料タンク本体１４内において、所定位置（底壁１４Ｓに沿った位置）に安定的に配置できるようになる。
【００２９】
サブタンク上側部材１５Ｕは、平面視（図２矢印Ａ方向視）にて、燃料フィルタ１６の周囲に位置する縦壁部２０を有している。縦壁部２０は、たとえば扁平な筒状に形成されている。縦壁部２０の上端からは、平面視にて中心に向かう方向に、蓋板部２２が延出されている。
【００３０】
本実施形態では、縦壁部２０、蓋板部２２、及び燃料フィルタ１６の上側濾布１６Ｕによって、貯留部材１８が構成されている。換言すれば、貯留部材１８の底部の少なくとも一部（本実施形態では全部）が、上側濾布１６Ｕによって構成されていることになる。貯留部材１８内には、燃料フィルタ１６の上方において燃料を貯留することが可能とされる。
【００３１】
蓋板部２２の略中央には、蓋板部２２を厚み方向に貫通する流入孔２４が形成されている。流入孔２４を通じて、貯留部材１８内に燃料を流入させることができる。
【００３２】
図２から分かるように、流入孔２４の内寸は、移送配管３４の外径よりも大きくされている。このため、流入孔２４の孔縁と移送配管３４とは非接触で隙間が構成されており、流入孔２４を通じて燃料タンク本体１４内の燃料が貯留部材１８の内部に流入可能となっている。流入孔２４は、移送配管３４を挿通するための挿通孔を兼ねているので、このような挿通孔をあらためて形成する必要がなく、構造の簡素化が図られている。
【００３３】
図１に示すように、第１サブタンク１５Ａの燃料フィルタ１６内と、第２サブタンク１５Ｂの燃料フィルタ１６内とは、移送配管３４で連通されている。第１サブタンク１５Ａにおける貯留部材１８の上方には燃料ポンプモジュール３２が備えられている。燃料ポンプモジュール３２は、燃料ポンプ本体４２を有している。本実施形態では、燃料ポンプ本体４２は、ブラケット４２Ｂにより、第１サブタンク１５Ａの上方に支持されている。
【００３４】
燃料ポンプ本体４２の一方の側面からは燃料吸引配管４４Ａが延出されている。燃料ポンプ本体４２の他方の側面からは、上方に向かう燃料吐出配管４４Ｂ（図１参照）が、燃料タンク本体１４の外部に延出されている。
【００３５】
燃料吸引配管４４Ａは、接続部４４Ｃにおいて移送配管３４に接続されている。したがって、燃料ポンプ本体４２の駆動により、第１サブタンク１５Ａの燃料フィルタ１６内及び第２サブタンク１５Ｂの燃料フィルタ１６内から燃料を吸引し、燃料ポンプ本体４２を経て、燃料吐出配管４４Ｂから図示しないエンジンに供給できる。
【００３６】
図２に示すように、サブタンク下側部材１５Ｌは、下側濾布１６Ｌよりも下方に位置する底板部４６を有している。底板部４６は略格子状に形成されており、厚み方向に貫通する複数の挿通孔４８が形成されている。この挿通孔４８を通じて、燃料タンク本体１４内の燃料ＧＳを、燃料フィルタ１６の内部に流入させることができる。
【００３７】
燃料フィルタ１６Ａ、１６Ｂのそれぞれには、ダイヤフラム弁２６Ａ、２６Ｂが設けられている。ダイヤフラム弁２６Ａ、２６Ｂはいずれも略同一の構成とされているため、図２を用いて、燃料フィルタ１６Ｂに設けられたダイヤフラム弁２６Ｂを例に説明する。なお、以下においてもダイヤフラム弁を特に区別する必要がないときには、ダイヤフラム弁２６として説明する。
【００３８】
図４（Ａ）及び（Ｂ）にも示すように、燃料フィルタ１６の下側濾布１６Ｌには、移送配管３４の他端（連通筒部５６Ｃ）と対向する位置に孔部１６Ｈが形成されている。孔部１６Ｈには、環状のブラケット２８が取り付けられている。さらに、ブラケット２８の内側にダイヤフラム弁２６を構成するダイヤフラム３６が取り付けられている。ダイヤフラム３６は、対燃料性及び可撓性（あるいは弾性）を有する材料（ゴムや樹脂等）によって、孔部１６Ｈを閉塞する膜状に形成されている。なお、ブラケット２８は、間隔維持部材５２と一体的に形成されていてもよい。
【００３９】
ダイヤフラム３６の中央には、弁本体３８が取り付けられている。弁本体３８は、移送配管３４の内径（厳密には、移送配管３４と連通する連通筒部５６Ｃの内径）よりも大きな外径を有している。そして、ダイヤフラム３６が変形することで、図４（Ａ）に示すように、連通筒部５６Ｃの下端から離間した開弁位置ＨＰと、図４（Ｂ）に示すように、連通筒部５６Ｃの下端に接触する閉弁位置ＴＰとの間を移動する。弁本体３８が開弁位置ＨＰにあるときは、燃料フィルタ１６と移送配管３４とが連通する「連通状態」となる。これに対し、弁本体３８が閉弁位置ＴＰにあるときは、燃料フィルタ１６と移送配管３４とが連通しない「非連通状態」となる。
【００４０】
ダイヤフラム弁２６において、燃料フィルタ１６の内側に位置する面は、燃料フィルタ内圧を受けるフィルタ内受圧面２６Ｎとなっており、燃料フィルタ１６の外側に位置する面は、燃料フィルタ外圧を受けるフィルタ外受圧面２６Ｇとなっている。また、弁本体３８と横骨片５６Ａの間には、弁本体３８を開弁位置に向かって付勢するバネ４０が設けられている。弁本体３８は、フィルタ内受圧面２６Ｎで受けたフィルタ内圧と、フィルタ外受圧面２６Ｇで受けたフィルタ外圧との差圧によって、開弁位置ＨＰと閉弁位置ＴＰとの間を移動するように、所定の閉弁圧に設定されている。
【００４１】
図５には、ダイヤフラム弁２６の閉弁圧ＣＰが、燃料フィルタ１６における液膜圧ＭＰとの関係で定性的に示されている。燃料フィルタ１６には、フィルタ内圧とフィルタ外圧との差圧ΔＰが作用する。本実施形態では、フィルタ内圧がフィルタ外圧よりも低くなることを想定している。
【００４２】
この差圧ΔＰは、燃料タンク本体１４内の温度や燃料量等に応じて変化する。ここで、液膜圧ＭＰは、燃料フィルタ１６の表面の液膜ＬＭを維持することが可能な差圧の上限値である。したがって、差圧ΔＰが液膜圧ＭＰを超えると、燃料フィルタ１６の液膜ＬＭが切れる。なお、燃料ポンプモジュール３２の駆動によって燃料フィルタ１６内に負圧が生じる。図５では、この負圧をＰＰとして表示している。
【００４３】
図５から分かるように、ダイヤフラム弁２６の閉弁圧ＣＰは、燃料フィルタ１６の液膜圧ＭＰよりも低く、且つ、燃料ポンプモジュール３２の駆動時によって燃料フィルタ１６内に生じる負圧ＰＰよりも大きく設定されている。したがって、矢印Ｐ１で示すように、燃料ポンプモジュール３２の駆動によって燃料フィルタ１６内に負圧ＰＰが生じても、ダイヤフラム弁２６は開弁位置ＨＰに維持される。
【００４４】
また、矢印Ｐ２で示すように、差圧ΔＰが閉弁圧ＣＰよりも小さい（液膜圧ＭＰよりも小さい）ときには、ダイヤフラム弁２６は開弁位置にあり、燃料フィルタ１６と移送配管とは連通状態となる。これに対し、矢印Ｐ３で示すように、差圧ΔＰが大きくなると、液膜圧ＭＰを超える前段階で閉弁圧ＣＰに達するので、ダイヤフラム弁２６が閉弁位置ＴＰとなり、燃料フィルタ１６と移送配管３４とは非連通状態となる。すなわち、差圧ΔＰが液膜圧ＭＰよりも大きくなったときには、燃料フィルタ１６と移送配管３４との非連通状態が確実に実現されている。
【００４５】
次に、本実施形態の燃料供給装置１２の作用を説明する。
【００４６】
燃料タンク本体１４内において、第１サブタンク１５Ａ及び第２サブタンク１５Ｂのいずれであっても、貯留部材１８の流入孔２４よりも高い液位で燃料ＧＳが存在している状態では、流入孔２４を通じて流入した燃料が貯留部材１８内に貯留されている。また、この状態で、燃料フィルタ１６内にも燃料が存在している。燃料フィルタ１６Ａ、１６Ｂでは、差圧ΔＰが液膜圧ＭＰを超えていない状態となっており、ダイヤフラム弁２６Ａ、２６Ｂはいずれも開弁位置ＨＰにある（図４（Ａ）参照）。
【００４７】
ここで、燃料ポンプモジュール３２が駆動されると、第１サブタンク１５Ａの燃料フィルタ１６内の燃料ＧＳが、移送配管３４の他端から接続部４４Ｃまでの部分及び燃料吸引配管４４Ａを通じて吸引され、燃料吐出配管４４Ｂを通じて外部（機関等）に送出される。また、第２サブタンク１５Ｂの燃料フィルタ内の燃料ＧＳも、移送配管３４の他端から接続部４４Ｃまでの部分と燃料吸引配管４４Ａを通じて吸引され、燃料吐出配管４４Ｂを通じて外部（機関等）に送出される。
【００４８】
燃料ポンプモジュール３２の駆動により、燃料フィルタ１６内には負圧が作用する。このため、燃料フィルタ１６のフィルタ内圧とフィルタ外圧との間に差圧ΔＰが生じる。本実施形態の燃料供給装置１２では、移送配管３４の端部にダイヤフラム弁２６を設けているが、ダイヤフラム弁２６の閉弁圧ＣＰは、図５に示すように、燃料ポンプモジュール３２の駆動に起因する上記差圧ΔＰ（矢印Ｐ１）よりも大きい値に設定されている。したがって、燃料ポンプモジュール３２の駆動時にダイヤフラム弁２６が不用意に閉弁位置（ＴＰ）に移動することはない。燃料フィルタ１６と移送配管３４とは連通状態に維持されるので、燃料フィルタ１６内の燃料ＧＳを外部に送出することが可能である。
【００４９】
そして、主室１４Ａ及び副室１４Ｂの双方（第１サブタンク１５Ａと第２サブタンク１５Ｂの双方）において燃料吸引口３４Ａ、３４Ｂの近傍に燃料ＧＳが存在しているため、一方の燃料吸引口にのみ燃料ＧＳが存在している場合よりも、確実に燃料ＧＳを移送配管３４に導入することが可能である。
【００５０】
さらに、第１サブタンク１５Ａの燃料フィルタ１６と、第２サブタンク１５Ｂの燃料フィルタ１６の間において、移送配管３４により、燃料を移送することも可能である。
【００５１】
第１サブタンク１５Ａ及び第２サブタンク１５Ｂにおいて、燃料フィルタ１６内には、上側濾布１６Ｕ及び下側濾布１６Ｌを通過して燃料ＧＳが流入可能である。また、貯留部材１８内には、流入孔２４を通じて燃料タンク本体１４内の燃料ＧＳが流入する。
【００５２】
そして、燃料タンク本体１４内の燃料量が少なくなった状態においても、第１サブタンク１５Ａと第２サブタンク１５Ｂの少なくとも一方の燃料フィルタ１６の一部が燃料ＧＳに浸漬されていれば、燃料フィルタ１６の表面に、燃料ＧＳによる液膜ＬＭが形成され維持されている。本実施形態では、燃料フィルタ１６を燃料タンク本体１４の底壁１４Ｓに沿って配置しているので、燃料タンク本体１４内の燃料が燃料フィルタ１６（下側濾布１６Ｌ）に接触した状態を、より確実に維持可能となっている。
【００５３】
ここで、本実施形態において、燃料タンク本体１４の燃料が傾斜（偏在）した場合を考える。たとえば図３には、この図面において燃料タンク本体１４の左側に傾斜（偏在）した状態が示されている。なお、このように燃料タンク本体１４内で燃料ＧＳが偏在する要因としては、車両の傾斜に伴う燃料タンク本体１４の傾斜や、車両走行中の旋回等に起因する加速度等が挙げられる。
【００５４】
このとき、燃料ＧＳが移動した側（主室１４Ａ側）と、その反対側（副室１４Ｂ側）とでは、燃料液面の位置が異なるため、高い方（この例では副室１４Ｂ）の燃料フィルタ１６内の燃料に、ヘッド高さＨ１に対応する負圧が作用する。すなわち、フィルタ内圧とフィルタ外圧との差圧ΔＰが作用する。この場合の差圧ΔＰは、燃料タンク本体１４の傾斜角度や、車両旋回時の加速度等に応じて、差圧ΔＰは異なった値となる。
【００５５】
図５に矢印Ｐ２で示すように、差圧ΔＰが閉弁圧ＣＰよりも小さい状態では、ダイヤフラム弁２６は開弁位置ＨＰを維持する。したがって、燃料フィルタ１６と移送配管３４とは連通状態に維持されるので、燃料フィルタ１６内の燃料ＧＳを外部に送出することが可能である。
【００５６】
これに対し、図５に矢印Ｐ３で示すように、差圧ΔＰが液膜圧ＭＰを超えた場合には、主室１４Ａ側では、燃料フィルタ１６が燃料ＧＳに浸漬された状態が維持されているが、その反対側（副室１４Ｂ側）では、上記した負圧により、燃料ＧＳが燃料フィルタ１６から離れてしまい、燃料フィルタ１６の表面の液膜ＬＭが切れてしまうおそれがある
【００５７】
しかし、本実施形態の燃料供給装置では、ダイヤフラム弁２６の閉弁圧ＣＰが、液膜圧ＭＰよりも低く設定されている。したがって、上記した差圧ΔＰが液膜圧ＭＰに達する前に、ダイヤフラム弁２６が閉弁位置ＴＰに移動する。換言すれば、差圧ΔＰが液膜圧ＭＰを超えた状態でダイヤフラム弁２６は閉弁位置ＴＰに移動していることになる。
【００５８】
これにより、燃料フィルタ１６Ｂと移送配管３４とは非連通状態になるので、燃料フィルタ１６Ｂを通じての気体の吸引を抑制できる。この状態においても、燃料フィルタ１６Ａは燃料ＧＳに浸漬されており、表面の液膜ＬＭも維持されているので、燃料ポンプモジュール３２の駆動により、燃料フィルタ１６Ａ内の燃料を外部に送出することが可能である。
【００５９】
特に、この状態で燃料ポンプモジュール３２が駆動されると、燃料ポンプモジュール３２からの負圧も燃料フィルタ１６内に作用する。したがって、図５に矢印Ｐ４で示すように、燃料フィルタ１６の差圧ΔＰは、ヘッド差ΔＨに起因する差圧（矢印Ｐ３）と、燃料ポンプモジュール３２の駆動による差圧（矢印Ｐ１）の和となるため、差圧ΔＰの増大過程で燃料フィルタ１６の液膜ＬＭが切れやすくなる。
【００６０】
しかし、本実施形態の燃料供給装置１２では、この状態であっても、差圧ΔＰが液膜圧ＭＰに達する前に、ダイヤフラム弁２６が閉弁位置ＴＰに移動する。燃料フィルタ１６Ｂと移送配管３４とは非連通状態になるので、燃料フィルタ１６Ｂを通じての気体の吸引を抑制できる。この状態においても、燃料フィルタ１６Ａは燃料ＧＳに浸漬されており、表面の液膜ＬＭも維持されているので、燃料ポンプモジュール３２の駆動により、燃料フィルタ１６Ａ内の燃料を外部に送出することが可能である。
【００６１】
なお、本実施形態において、燃料タンク本体１４内に燃料ＧＳが全くない状態を想定する。たとえば、自動車を製造工場において製造した直後に、このように燃料タンク本体１４内に燃料ＧＳが無い状態になる。この状態における燃料タンク本体１４への給油を、以下では「初期給油」という。
【００６２】
この初期給油時には、燃料フィルタ１６のフィルタ内圧とフィルタ外圧とは略等しいため、ダイヤフラム弁２６は開弁位置にある。このため、初期給油時には、燃料タンク本体１４内（主室１４Ａ及び副室１４Ｂ）で燃料液面が上昇すると、燃料ＧＳは燃料フィルタ１６内から移送配管３４に流入するので、移送配管３４に存在していた気体を排出すること（いわゆる「エア抜き｝）が可能である。
【００６３】
上記では、燃料タンク本体１４内の燃料が図３における左側に傾斜した場合を例に挙げたが、右側に傾斜した場合であっても、左右の燃料タンク１６におけるダイヤフラム弁２６の挙動が入れ替わり、上記と同様の作用を奏する。
【００６４】
図６には、本発明の第２実施形態の燃料供給装置７２が部分的に拡大して示されている。第２実施形態では、燃料供給装置７２の全体的構成は第１実施形態と同一であるので図示を省略する。また、第２実施形態において、第１実施形態と同一の構成要素、部材等については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００６５】
第２実施形態の燃料供給装置７２では、第１実施形態のダイヤフラム弁２６に代えて、電磁弁７６が用いられている。電磁弁７６は、連通筒部５６Ｃの端部に接触する閉弁位置ＴＰ（二点鎖線で示す）と、端部から離間した開弁位置ＨＰ（実線で示す）との間を移動する弁本体７８と、この弁本体７８を駆動するアクチュエータ８０とを有している。アクチュエータ８０は、制御装置８６で駆動される。
【００６６】
さらに、燃料フィルタ１６内には、フィルタ内圧センサ８２が設けられている。このフィルタ内圧センサ８２で検知されたフィルタ内圧のデータは、制御装置８６に送られる。また、燃料タンク本体１４にはフィルタ外圧センサ８４が設けられており、検知されたフィルタ外圧（タンク内圧）も、制御装置８６に送られる。なお、フィルタ外圧センサ８４としては、燃料タンク本体１４（図１参照）に設けられてタンク内圧を検知するタンク内圧センサを用いることが可能である。
【００６７】
このような構成とされた第２実施形態の燃料供給装置においても、第１実施形態の燃料供給装置１２と同様の作用効果を奏する。
【００６８】
特に第２実施形態では、制御装置８６が、通常状態では弁本体７８を開弁位置ＨＰに維持しているが、フィルタ内圧とフィルタ外圧との差圧ΔＰが上昇すると、燃料フィルタ１６の液膜ＬＭの液膜圧ＭＰに達する前に弁本体７８を閉弁位置ＴＰに移動させる。これにより燃料フィルタ１６と移送配管３４とは非連通状態になるので、燃料フィルタ１６を通じての気体の吸引を抑制できる。
【００６９】
なお、第２実施形態では、図６から分かるように、連通筒部５６Ｃの下部を略直角に湾曲させており、弁本体７８を水平方向（燃料タンク本体１４の底壁１４Ｓに沿った方向）に移動させることで、開弁位置ＨＰと閉弁位置ＴＰとの間を切り替える構成としている。これにより、弁本体７８が鉛直方向（燃料タンク本体１４の底壁１４Ｓに沿った方向）に移動する構成と比較して、燃料フィルタ１６の厚みを抑制している。
【００７０】
上記では，本発明の開閉弁部材として、ダイヤフラム弁２６及び電磁弁７６を例示しているが、要するに、燃料フィルタ１６と移送配管３４との連通状態と非連通状態とを切り替え可能であれば、開閉弁部材はこれらに限定されない。
【００７１】
また、開閉弁部材は、移送配管３４の端部（上記の例では、連通筒部５６Ｃの端部）に設けられている例を挙げているが、たとえば、移送配管３４の内部に設けられていてもよい。ただし、移送配管３４の内部に開閉弁部材を設けると、開弁時であっても、開閉弁部材によって移送配管３４の断面積が局所的に小さくなり、圧力損失が大きくなる。これに対し、上記例のように移送配管３４の端部（移送配管３４の外側）に開閉弁部材を設けると、移送配管３４の圧力損失が増大しない。
【００７２】
本発明の開閉弁部材（上記の例ではダイヤフラム弁２６及び電磁弁７６）において、開弁位置ＨＰから閉弁位置ＴＰへ移動する臨界値となる差圧ΔＰ（ダイヤフラム弁２６であれば閉弁圧ＣＰ）は、液膜圧ＭＰよりは小さいという条件を満たせば、極力大きくすることが好ましい。すなわち、この臨界値（閉弁圧ＣＰ）を低く設定すると、差圧ΔＰの上昇時に、液膜ＬＭが切れるまでには余裕があるにも関わらず、早期に開閉弁部材を閉弁してしまうことになる。液膜ＬＭが切れない範囲では開閉弁部材を開弁位置に維持し、外部への燃料供給を可能にする観点から、上記した臨界値は、液膜圧ＭＰより小さい範囲で、大きくすることが好ましい。
【００７３】
上記では、燃料吸引配管４４Ａは、接続部４４Ｃにおいて移送配管３４に接続されており、実質的に燃料吸引配管４４Ａが、本発明における送出手段の一部と連結手段の一部とを兼ねた構成としている。本発明としてはこれに限られず、送出配管（燃料吸引配管４４Ａ）と連結手段（移送配管３４）とが独立した構成であってもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１２ 燃料供給装置
１４ 燃料タンク本体
１６ 燃料フィルタ
２６ ダイヤフラム弁（開閉弁部材）
２６Ｎ フィルタ内受圧面
２６Ｇ フィルタ外受圧面
３４ 移送配管（連結手段）
４４Ａ 燃料吸引配管（送出配管）
７２ 燃料供給装置
７６ 電磁弁（開閉弁部材）
ＧＳ 燃料
ＬＭ 液膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料供給装置に関し、さらに詳しくは、燃料タンク内の燃料を機関等に供給するための燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料タンク内の燃料を機関等の外部装置に供給する燃料供給装置には、燃料タンク本体内に燃料フィルタを備えるようにし、燃料フィルタで異物が除去された燃料を燃料タンク本体から外部に送出するようにしたものがある。たとえば特許文献１には、燃料吸上管の先端部を分岐させ、先端部のそれぞれにチェックバルブを備えると共に、チェックバルブの吸入口にサクションフィルタを設置した燃料供給装置が記載されている。チェックバルブは、その上流側に燃料タンク内の圧力ヘッドが作用すると開弁するようになっている。
【０００３】
しかし、特許文献１の構造では、燃料タンク内の燃料が傾斜した場合に、燃料液面よりも上方に位置する燃料フィルタのチェックバルブには、燃料液面から燃料フィルタまでの高さに応じて負圧が作用する。この負圧が、燃料フィルタの表面の油膜を維持可能な範囲を超えると油膜が維持できなくなるため、気体を吸い込んでしまうおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２３６４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、燃料タンク本体内の燃料が傾斜した場合でも、燃料フィルタからの気体の吸い込みを抑制することの可能な燃料供給装置を得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明では、燃料を収容する燃料タンク本体と、前記燃料タンク本体の底面に沿って備えられ、袋状に形成され内部への燃料透過時に燃料中の異物の通過を制限する複数の燃料フィルタと、前記燃料フィルタの内部から前記燃料タンクの外部へ燃料を送出するための送出配管と、複数の前記燃料フィルタを、燃料の移送を可能に連結する連結手段と、前記燃料フィルタと前記連結手段との連通状態と非連通状態とを切り替え可能で、燃料フィルタ内のフィルタ内圧と燃料フィルタ外のフィルタ外圧との差圧が燃料フィルタ表面の油膜を維持可能な所定値以下の範囲では前記連通状態とし該所定値を超えると前記非連通状態とする開閉弁部材と、を有する。
【０００７】
この燃料供給装置では、燃料フィルタによって燃料をろ過することができる。燃料フィルタ内の濾過された燃料は、送出手段により、燃料タンクの外部、たとえば機関等へ送出される。しかも、複数の燃料フィルタを有しているので、１つのみ燃料フィルタを有している構成と比較して、燃料フィルタのいずれかが燃料に浸漬された状態を実現しやすくなる。複数の燃料フィルタは連結手段により連結されており、燃料フィルタ間での燃料の移送が可能になっている。
【０００８】
燃料フィルタと連結手段の連通状態と非連通状態とは、開閉弁部材により切り替え可能とされる。開閉弁部材は、フィルタ内圧とフィルタ外圧との差圧が燃料フィルタ表面の油膜を維持可能な所定値以下の範囲では連通状態とするので、連結手段を通じて燃料フィルタ間で燃料を移送させることが可能である。これに対し、差圧が所定値を超えると非連通状態とする。所定値は、燃料フィルタ表面の油膜を維持可能な値であるので、油膜が切れる前に燃料フィルタと連結手段とは非連通状態となる。これにより、燃料フィルタの油膜を維持できるので、燃料フィルタからの気体の吸い込みも抑制できる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記開閉弁部材が、前記燃料フィルタ内圧を受けるフィルタ内受圧面と燃料フィルタ外圧を受けるフィルタ外受圧面とを有し、フィルタ内受圧面で受けたフィルタ内圧とフィルタ外受圧面で受けたフィルタ外圧の差圧によって前記連通状態となる開弁位置と前記非連通状態となる閉弁位置とを移動し前記連結手段を開閉するダイヤフラム弁を有している。
【００１０】
開閉弁部材は、フィルタ内受圧面でフィルタ内圧を受けると共に、フィルタ外受圧面でフィルタ外圧を受ける。そして、これらの差圧によって、開弁位置と閉弁位置との間を起動することで連結手段を開閉し、連通状態と非連通状態とを切り替える。ダイヤフラム弁はフィルタ内圧とフィルタ外圧とを受けて開弁位置と閉弁位置とを移動するので、連通状態と非連通状態とを切り替える機構を簡単な構造で実現できる。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記開閉弁部材が、前記フィルタ内圧を検知するフィルタ内圧センサと、前記フィルタ外圧を検知するフィルタ外圧センサと、前記フィルタ内圧センサで検知された前記フィルタ内圧と前記フィルタ外圧センサで検知された前記フィルタ外圧との差圧に基づいて前記連結手段を開閉する電磁弁と、を有する。
【００１２】
フィルタ内圧センサで検知されたフィルタ内圧と、フィルタ外圧センサで検知されたフィルタ外圧との差圧に基づき、電磁弁が移送手段を連結手段を開閉することで、連通状態と非連通状態とを切り替える。電磁弁を用いているので、連結手段の確実な開閉が可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は上記構成としたので、燃料タンク本体内の燃料が傾斜した場合でも、燃料フィルタからの気体の吸い込みを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態の燃料供給装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態の燃料供給装置を部分的に拡大して示す概略断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の燃料供給装置において燃料が傾斜した状態を示す概略構成図である。
【図４】本発明の第１実施形態の燃料供給装置に用いられるダイヤフラム弁及びその近傍を拡大して示す断面図であり、（Ａ）は開弁状態、（Ｂ）は閉弁状態である。
【図５】本発明の燃料供給装置において燃料フィルタに作用する差圧と燃料フィルタの液膜圧及びダイヤフラム弁の閉弁圧との関係を定性的に示すグラフである。
【図６】本発明の第２実施形態の燃料供給装置を部分的に拡大して示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１には、本発明の第１実施形態の燃料供給装置１２の概略構成が示されている。この燃料供給装置１２は、燃料が収容される燃料タンク本体１４を有している。本実施形態の燃料タンク本体１４は中空の箱状に形成されているが、底壁１４Ｓの中央部分からは上方に向けて膨出する山部１４Ｍが形成されており、内部が主室１４Ａ及び副室１４Ｂに区画された構造（いわゆる鞍型タンク）となっている。
【００１６】
燃料タンク本体１４の上面１４Ｕの角部近傍には、図示しないインレット配管が接続されている。このインレット配管を通じて、燃料を燃料タンク本体１４内（主に主室１４Ａ）に給油できる。
【００１７】
燃料タンク本体１４の内部には、主室１４Ａ及び副室１４Ｂのそれぞれに対応して、燃料タンク本体１４の底壁１４Ｓに沿って配置された複数のサブタンク１５が備えられている。本実施形態では、サブタンク１５の数を、主室１４Ａ及び副室１４Ｂのそれぞれに１つずつ、合計で２つとしている。以下において、２つのサブタンク１５を区別する場合は、主室１４Ａ側のサブタンク１５を第１サブタンク１５Ａ、副室１４Ｂ側のサブタンク１５を第２サブタンク１５Ｂとする。
【００１８】
第１サブタンク１５Ａには、燃料ポンプモジュール３２が備えられており、この点で、燃料ポンプモジュール３２が備えられていない第２サブタンク１５Ｂと異なっているが、サブタンクとしての基本的構成は、燃料ポンプモジュール３２の有無以外は同一とされているため、図２を用いて、サブタンク１５の構成を説明する。
【００１９】
サブタンク１５のそれぞれは、燃料フィルタ１６と、この燃料フィルタ１６の上方に配置された貯留部材１８とを有している。
【００２０】
燃料フィルタ１６は、上下に配置された２枚の濾布（上側濾布１６Ｕと下側濾布１６Ｌ）を有している、本実施形態では、上側濾布１６Ｕと下側濾布１６Ｌとは、２枚の略同形状（たとえば四角形状等の多角形状であっても良いし、円形や楕円形などでも良い）に形成されている。上側濾布１６Ｕと下側濾布１６Ｌにおいて、それぞれの外周部分を、溶着や接着等により接合することで、全体として偏平な直方体形状の燃料フィルタ１６を構成している。
【００２１】
そして、上側濾布１６Ｕと下側濾布１６Ｌとの間に間隔維持部材５２が配置されることで、上側濾布１６Ｕと下側濾布１６Ｌとの間に、燃料を収容するための空間が構成された、偏平な袋状（閉曲面状）の燃料フィルタ１６となっている。
【００２２】
上側濾布１６Ｕと下側濾布１６Ｌとは、袋状とされた燃料フィルタ１６の外側から内側へと燃料を通過させるが、その際に燃料中の異物を除去し、燃料フィルタ１６の内部には異物が流入しないようにする作用を有する材料（たとえば織布、不織布、多孔質性樹脂、メッシュ状の部材等など）で構成されている。
【００２３】
燃料フィルタ１６は、このように上側濾布１６Ｕあるいは下側濾布１６Ｌを通過した燃料ＧＳを、その内部に貯留させることができる。さらに、図２にも示しているように、燃料フィルタ１６の少なくとも一部が燃料タンク本体１４内の燃料ＧＳに浸漬されている状態では、燃料フィルタ１６の表面に燃料ＧＳによる液膜ＬＭが形成されて維持されるようになっている。
【００２４】
燃料フィルタ１６（特に下側濾布１６Ｌ）は、燃料タンク本体１４の底壁１４Ｓに沿って略平行になるように配置されており、底壁１４Ｓとの隙間を通じて燃料を燃料フィルタ１６内に流入させることができる。
【００２５】
図２から分かるように、上側濾布１６Ｕと下側濾布１６Ｌとは異なる材質とされており、特に、上側濾布１６Ｕの圧力損失が下側濾布１６Ｌの圧力損失よりも大きくなるように、これら濾布の材質が選択されている。ここでいう「圧力損失」は、上側濾布１６Ｕあるいは下側濾布１６Ｌを燃料が通過するとき（たとえば後述する燃料ポンプ本体４２の駆動時）の、通過前後の圧力差である。したがって、下側濾布１６Ｌは上側濾布１６Ｕよりも相対的に燃料を通過させ易くなっている。本実施形態では、このように圧力損失に差を設けるために、上側濾布１６Ｕは、下側濾布１６Ｌよりも不織布の空隙の総面積が小さい構造とされている。
【００２６】
間隔維持部材５２は、上側濾布１６Ｕと下側濾布１６Ｌとの間において、水平方向に配置された互いに平行な複数の横骨片５６Ａと、これら横骨片５６Ａと直交するように水平方向に配置された互いに平行な複数の縦骨片５６Ｂとを有する形状とされている。そして、これらの骨片が上側濾布１６Ｕと下側濾布１６Ｌとの間の間に位置することで、上側濾布１６Ｕと下側濾布１６Ｌとが、骨片が存在する部分では上下方向に非接触となり、燃料を収容するための上記した空間が構成されるようになっている。
【００２７】
間隔維持部材５２の横骨片５６Ａには、移送配管３４の端部が接続される連通筒部５６Ｃが形成されている。
【００２８】
サブタンク１５は、燃料フィルタ１６の上側に位置するサブタンク上側部材１５Ｕと、燃料フィルタ１６の下側に位置するサブタンク下側部材１５Ｌとを有している。サブタンク上側部材１５Ｕと、サブタンク下側部材１５Ｌは、それぞれの外周部分で、上側濾布１６Ｕ及び下側濾布１６Ｌの外周部分を上下方向に挟み込んでおり、燃料フィルタ１６の形状を維持すると共に、強度を確保している。また、燃料タンク本体１４内において、所定位置（底壁１４Ｓに沿った位置）に安定的に配置できるようになる。
【００２９】
サブタンク上側部材１５Ｕは、平面視（図２矢印Ａ方向視）にて、燃料フィルタ１６の周囲に位置する縦壁部２０を有している。縦壁部２０は、たとえば扁平な筒状に形成されている。縦壁部２０の上端からは、平面視にて中心に向かう方向に、蓋板部２２が延出されている。
【００３０】
本実施形態では、縦壁部２０、蓋板部２２、及び燃料フィルタ１６の上側濾布１６Ｕによって、貯留部材１８が構成されている。換言すれば、貯留部材１８の底部の少なくとも一部（本実施形態では全部）が、上側濾布１６Ｕによって構成されていることになる。貯留部材１８内には、燃料フィルタ１６の上方において燃料を貯留することが可能とされる。
【００３１】
蓋板部２２の略中央には、蓋板部２２を厚み方向に貫通する流入孔２４が形成されている。流入孔２４を通じて、貯留部材１８内に燃料を流入させることができる。
【００３２】
図２から分かるように、流入孔２４の内寸は、移送配管３４の外径よりも大きくされている。このため、流入孔２４の孔縁と移送配管３４とは非接触で隙間が構成されており、流入孔２４を通じて燃料タンク本体１４内の燃料が貯留部材１８の内部に流入可能となっている。流入孔２４は、移送配管３４を挿通するための挿通孔を兼ねているので、このような挿通孔をあらためて形成する必要がなく、構造の簡素化が図られている。
【００３３】
図１に示すように、第１サブタンク１５Ａの燃料フィルタ１６内と、第２サブタンク１５Ｂの燃料フィルタ１６内とは、移送配管３４で連通されている。第１サブタンク１５Ａにおける貯留部材１８の上方には燃料ポンプモジュール３２が備えられている。燃料ポンプモジュール３２は、燃料ポンプ本体４２を有している。本実施形態では、燃料ポンプ本体４２は、ブラケット４２Ｂにより、第１サブタンク１５Ａの上方に支持されている。
【００３４】
燃料ポンプ本体４２の一方の側面からは燃料吸引配管４４Ａが延出されている。燃料ポンプ本体４２の他方の側面からは、上方に向かう燃料吐出配管４４Ｂ（図１参照）が、燃料タンク本体１４の外部に延出されている。
【００３５】
燃料吸引配管４４Ａは、接続部４４Ｃにおいて移送配管３４に接続されている。したがって、燃料ポンプ本体４２の駆動により、第１サブタンク１５Ａの燃料フィルタ１６内及び第２サブタンク１５Ｂの燃料フィルタ１６内から燃料を吸引し、燃料ポンプ本体４２を経て、燃料吐出配管４４Ｂから図示しないエンジンに供給できる。
【００３６】
図２に示すように、サブタンク下側部材１５Ｌは、下側濾布１６Ｌよりも下方に位置する底板部４６を有している。底板部４６は略格子状に形成されており、厚み方向に貫通する複数の挿通孔４８が形成されている。この挿通孔４８を通じて、燃料タンク本体１４内の燃料ＧＳを、燃料フィルタ１６の内部に流入させることができる。
【００３７】
燃料フィルタ１６Ａ、１６Ｂのそれぞれには、ダイヤフラム弁２６Ａ、２６Ｂが設けられている。ダイヤフラム弁２６Ａ、２６Ｂはいずれも略同一の構成とされているため、図２を用いて、燃料フィルタ１６Ｂに設けられたダイヤフラム弁２６Ｂを例に説明する。なお、以下においてもダイヤフラム弁を特に区別する必要がないときには、ダイヤフラム弁２６として説明する。
【００３８】
図４（Ａ）及び（Ｂ）にも示すように、燃料フィルタ１６の下側濾布１６Ｌには、移送配管３４の他端（連通筒部５６Ｃ）と対向する位置に孔部１６Ｈが形成されている。孔部１６Ｈには、環状のブラケット２８が取り付けられている。さらに、ブラケット２８の内側にダイヤフラム弁２６を構成するダイヤフラム３６が取り付けられている。ダイヤフラム３６は、対燃料性及び可撓性（あるいは弾性）を有する材料（ゴムや樹脂等）によって、孔部１６Ｈを閉塞する膜状に形成されている。なお、ブラケット２８は、間隔維持部材５２と一体的に形成されていてもよい。
【００３９】
ダイヤフラム３６の中央には、弁本体３８が取り付けられている。弁本体３８は、移送配管３４の内径（厳密には、移送配管３４と連通する連通筒部５６Ｃの内径）よりも大きな外径を有している。そして、ダイヤフラム３６が変形することで、図４（Ａ）に示すように、連通筒部５６Ｃの下端から離間した開弁位置ＨＰと、図４（Ｂ）に示すように、連通筒部５６Ｃの下端に接触する閉弁位置ＴＰとの間を移動する。弁本体３８が開弁位置ＨＰにあるときは、燃料フィルタ１６と移送配管３４とが連通する「連通状態」となる。これに対し、弁本体３８が閉弁位置ＴＰにあるときは、燃料フィルタ１６と移送配管３４とが連通しない「非連通状態」となる。
【００４０】
ダイヤフラム弁２６において、燃料フィルタ１６の内側に位置する面は、燃料フィルタ内圧を受けるフィルタ内受圧面２６Ｎとなっており、燃料フィルタ１６の外側に位置する面は、燃料フィルタ外圧を受けるフィルタ外受圧面２６Ｇとなっている。また、弁本体３８と横骨片５６Ａの間には、弁本体３８を開弁位置に向かって付勢するバネ４０が設けられている。弁本体３８は、フィルタ内受圧面２６Ｎで受けたフィルタ内圧と、フィルタ外受圧面２６Ｇで受けたフィルタ外圧との差圧によって、開弁位置ＨＰと閉弁位置ＴＰとの間を移動するように、所定の閉弁圧に設定されている。
【００４１】
図５には、ダイヤフラム弁２６の閉弁圧ＣＰが、燃料フィルタ１６における液膜圧ＭＰとの関係で定性的に示されている。燃料フィルタ１６には、フィルタ内圧とフィルタ外圧との差圧ΔＰが作用する。本実施形態では、フィルタ内圧がフィルタ外圧よりも低くなることを想定している。
【００４２】
この差圧ΔＰは、燃料タンク本体１４内の温度や燃料量等に応じて変化する。ここで、液膜圧ＭＰは、燃料フィルタ１６の表面の液膜ＬＭを維持することが可能な差圧の上限値である。したがって、差圧ΔＰが液膜圧ＭＰを超えると、燃料フィルタ１６の液膜ＬＭが切れる。なお、燃料ポンプモジュール３２の駆動によって燃料フィルタ１６内に負圧が生じる。図５では、この負圧をＰＰとして表示している。
【００４３】
図５から分かるように、ダイヤフラム弁２６の閉弁圧ＣＰは、燃料フィルタ１６の液膜圧ＭＰよりも低く、且つ、燃料ポンプモジュール３２の駆動時によって燃料フィルタ１６内に生じる負圧ＰＰよりも大きく設定されている。したがって、矢印Ｐ１で示すように、燃料ポンプモジュール３２の駆動によって燃料フィルタ１６内に負圧ＰＰが生じても、ダイヤフラム弁２６は開弁位置ＨＰに維持される。
【００４４】
また、矢印Ｐ２で示すように、差圧ΔＰが閉弁圧ＣＰよりも小さい（液膜圧ＭＰよりも小さい）ときには、ダイヤフラム弁２６は開弁位置にあり、燃料フィルタ１６と移送配管とは連通状態となる。これに対し、矢印Ｐ３で示すように、差圧ΔＰが大きくなると、液膜圧ＭＰを超える前段階で閉弁圧ＣＰに達するので、ダイヤフラム弁２６が閉弁位置ＴＰとなり、燃料フィルタ１６と移送配管３４とは非連通状態となる。すなわち、差圧ΔＰが液膜圧ＭＰよりも大きくなったときには、燃料フィルタ１６と移送配管３４との非連通状態が確実に実現されている。
【００４５】
次に、本実施形態の燃料供給装置１２の作用を説明する。
【００４６】
燃料タンク本体１４内において、第１サブタンク１５Ａ及び第２サブタンク１５Ｂのいずれであっても、貯留部材１８の流入孔２４よりも高い液位で燃料ＧＳが存在している状態では、流入孔２４を通じて流入した燃料が貯留部材１８内に貯留されている。また、この状態で、燃料フィルタ１６内にも燃料が存在している。燃料フィルタ１６Ａ、１６Ｂでは、差圧ΔＰが液膜圧ＭＰを超えていない状態となっており、ダイヤフラム弁２６Ａ、２６Ｂはいずれも開弁位置ＨＰにある（図４（Ａ）参照）。
【００４７】
ここで、燃料ポンプモジュール３２が駆動されると、第１サブタンク１５Ａの燃料フィルタ１６内の燃料ＧＳが、移送配管３４の他端から接続部４４Ｃまでの部分及び燃料吸引配管４４Ａを通じて吸引され、燃料吐出配管４４Ｂを通じて外部（機関等）に送出される。また、第２サブタンク１５Ｂの燃料フィルタ内の燃料ＧＳも、移送配管３４の他端から接続部４４Ｃまでの部分と燃料吸引配管４４Ａを通じて吸引され、燃料吐出配管４４Ｂを通じて外部（機関等）に送出される。
【００４８】
燃料ポンプモジュール３２の駆動により、燃料フィルタ１６内には負圧が作用する。このため、燃料フィルタ１６のフィルタ内圧とフィルタ外圧との間に差圧ΔＰが生じる。本実施形態の燃料供給装置１２では、移送配管３４の端部にダイヤフラム弁２６を設けているが、ダイヤフラム弁２６の閉弁圧ＣＰは、図５に示すように、燃料ポンプモジュール３２の駆動に起因する上記差圧ΔＰ（矢印Ｐ１）よりも大きい値に設定されている。したがって、燃料ポンプモジュール３２の駆動時にダイヤフラム弁２６が不用意に閉弁位置（ＴＰ）に移動することはない。燃料フィルタ１６と移送配管３４とは連通状態に維持されるので、燃料フィルタ１６内の燃料ＧＳを外部に送出することが可能である。
【００４９】
そして、主室１４Ａ及び副室１４Ｂの双方（第１サブタンク１５Ａと第２サブタンク１５Ｂの双方）において燃料吸引口３４Ａ、３４Ｂの近傍に燃料ＧＳが存在しているため、一方の燃料吸引口にのみ燃料ＧＳが存在している場合よりも、確実に燃料ＧＳを移送配管３４に導入することが可能である。
【００５０】
さらに、第１サブタンク１５Ａの燃料フィルタ１６と、第２サブタンク１５Ｂの燃料フィルタ１６の間において、移送配管３４により、燃料を移送することも可能である。
【００５１】
第１サブタンク１５Ａ及び第２サブタンク１５Ｂにおいて、燃料フィルタ１６内には、上側濾布１６Ｕ及び下側濾布１６Ｌを通過して燃料ＧＳが流入可能である。また、貯留部材１８内には、流入孔２４を通じて燃料タンク本体１４内の燃料ＧＳが流入する。
【００５２】
そして、燃料タンク本体１４内の燃料量が少なくなった状態においても、第１サブタンク１５Ａと第２サブタンク１５Ｂの少なくとも一方の燃料フィルタ１６の一部が燃料ＧＳに浸漬されていれば、燃料フィルタ１６の表面に、燃料ＧＳによる液膜ＬＭが形成され維持されている。本実施形態では、燃料フィルタ１６を燃料タンク本体１４の底壁１４Ｓに沿って配置しているので、燃料タンク本体１４内の燃料が燃料フィルタ１６（下側濾布１６Ｌ）に接触した状態を、より確実に維持可能となっている。
【００５３】
ここで、本実施形態において、燃料タンク本体１４の燃料が傾斜（偏在）した場合を考える。たとえば図３には、この図面において燃料タンク本体１４の左側に傾斜（偏在）した状態が示されている。なお、このように燃料タンク本体１４内で燃料ＧＳが偏在する要因としては、車両の傾斜に伴う燃料タンク本体１４の傾斜や、車両走行中の旋回等に起因する加速度等が挙げられる。
【００５４】
このとき、燃料ＧＳが移動した側（主室１４Ａ側）と、その反対側（副室１４Ｂ側）とでは、燃料液面の位置が異なるため、高い方（この例では副室１４Ｂ）の燃料フィルタ１６内の燃料に、ヘッド高さＨ１に対応する負圧が作用する。すなわち、フィルタ内圧とフィルタ外圧との差圧ΔＰが作用する。この場合の差圧ΔＰは、燃料タンク本体１４の傾斜角度や、車両旋回時の加速度等に応じて、差圧ΔＰは異なった値となる。
【００５５】
図５に矢印Ｐ２で示すように、差圧ΔＰが閉弁圧ＣＰよりも小さい状態では、ダイヤフラム弁２６は開弁位置ＨＰを維持する。したがって、燃料フィルタ１６と移送配管３４とは連通状態に維持されるので、燃料フィルタ１６内の燃料ＧＳを外部に送出することが可能である。
【００５６】
これに対し、図５に矢印Ｐ３で示すように、差圧ΔＰが液膜圧ＭＰを超えた場合には、主室１４Ａ側では、燃料フィルタ１６が燃料ＧＳに浸漬された状態が維持されているが、その反対側（副室１４Ｂ側）では、上記した負圧により、燃料ＧＳが燃料フィルタ１６から離れてしまい、燃料フィルタ１６の表面の液膜ＬＭが切れてしまうおそれがある
【００５７】
しかし、本実施形態の燃料供給装置では、ダイヤフラム弁２６の閉弁圧ＣＰが、液膜圧ＭＰよりも低く設定されている。したがって、上記した差圧ΔＰが液膜圧ＭＰに達する前に、ダイヤフラム弁２６が閉弁位置ＴＰに移動する。換言すれば、差圧ΔＰが液膜圧ＭＰを超えた状態でダイヤフラム弁２６は閉弁位置ＴＰに移動していることになる。
【００５８】
これにより、燃料フィルタ１６Ｂと移送配管３４とは非連通状態になるので、燃料フィルタ１６Ｂを通じての気体の吸引を抑制できる。この状態においても、燃料フィルタ１６Ａは燃料ＧＳに浸漬されており、表面の液膜ＬＭも維持されているので、燃料ポンプモジュール３２の駆動により、燃料フィルタ１６Ａ内の燃料を外部に送出することが可能である。
【００５９】
特に、この状態で燃料ポンプモジュール３２が駆動されると、燃料ポンプモジュール３２からの負圧も燃料フィルタ１６内に作用する。したがって、図５に矢印Ｐ４で示すように、燃料フィルタ１６の差圧ΔＰは、ヘッド差ΔＨに起因する差圧（矢印Ｐ３）と、燃料ポンプモジュール３２の駆動による差圧（矢印Ｐ１）の和となるため、差圧ΔＰの増大過程で燃料フィルタ１６の液膜ＬＭが切れやすくなる。
【００６０】
しかし、本実施形態の燃料供給装置１２では、この状態であっても、差圧ΔＰが液膜圧ＭＰに達する前に、ダイヤフラム弁２６が閉弁位置ＴＰに移動する。燃料フィルタ１６Ｂと移送配管３４とは非連通状態になるので、燃料フィルタ１６Ｂを通じての気体の吸引を抑制できる。この状態においても、燃料フィルタ１６Ａは燃料ＧＳに浸漬されており、表面の液膜ＬＭも維持されているので、燃料ポンプモジュール３２の駆動により、燃料フィルタ１６Ａ内の燃料を外部に送出することが可能である。
【００６１】
なお、本実施形態において、燃料タンク本体１４内に燃料ＧＳが全くない状態を想定する。たとえば、自動車を製造工場において製造した直後に、このように燃料タンク本体１４内に燃料ＧＳが無い状態になる。この状態における燃料タンク本体１４への給油を、以下では「初期給油」という。
【００６２】
この初期給油時には、燃料フィルタ１６のフィルタ内圧とフィルタ外圧とは略等しいため、ダイヤフラム弁２６は開弁位置にある。このため、初期給油時には、燃料タンク本体１４内（主室１４Ａ及び副室１４Ｂ）で燃料液面が上昇すると、燃料ＧＳは燃料フィルタ１６内から移送配管３４に流入するので、移送配管３４に存在していた気体を排出すること（いわゆる「エア抜き｝）が可能である。
【００６３】
上記では、燃料タンク本体１４内の燃料が図３における左側に傾斜した場合を例に挙げたが、右側に傾斜した場合であっても、左右の燃料タンク１６におけるダイヤフラム弁２６の挙動が入れ替わり、上記と同様の作用を奏する。
【００６４】
図６には、本発明の第２実施形態の燃料供給装置７２が部分的に拡大して示されている。第２実施形態では、燃料供給装置７２の全体的構成は第１実施形態と同一であるので図示を省略する。また、第２実施形態において、第１実施形態と同一の構成要素、部材等については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００６５】
第２実施形態の燃料供給装置７２では、第１実施形態のダイヤフラム弁２６に代えて、電磁弁７６が用いられている。電磁弁７６は、連通筒部５６Ｃの端部に接触する閉弁位置ＴＰ（二点鎖線で示す）と、端部から離間した開弁位置ＨＰ（実線で示す）との間を移動する弁本体７８と、この弁本体７８を駆動するアクチュエータ８０とを有している。アクチュエータ８０は、制御装置８６で駆動される。
【００６６】
さらに、燃料フィルタ１６内には、フィルタ内圧センサ８２が設けられている。このフィルタ内圧センサ８２で検知されたフィルタ内圧のデータは、制御装置８６に送られる。また、燃料タンク本体１４にはフィルタ外圧センサ８４が設けられており、検知されたフィルタ外圧（タンク内圧）も、制御装置８６に送られる。なお、フィルタ外圧センサ８４としては、燃料タンク本体１４（図１参照）に設けられてタンク内圧を検知するタンク内圧センサを用いることが可能である。
【００６７】
このような構成とされた第２実施形態の燃料供給装置においても、第１実施形態の燃料供給装置１２と同様の作用効果を奏する。
【００６８】
特に第２実施形態では、制御装置８６が、通常状態では弁本体７８を開弁位置ＨＰに維持しているが、フィルタ内圧とフィルタ外圧との差圧ΔＰが上昇すると、燃料フィルタ１６の液膜ＬＭの液膜圧ＭＰに達する前に弁本体７８を閉弁位置ＴＰに移動させる。これにより燃料フィルタ１６と移送配管３４とは非連通状態になるので、燃料フィルタ１６を通じての気体の吸引を抑制できる。
【００６９】
なお、第２実施形態では、図６から分かるように、連通筒部５６Ｃの下部を略直角に湾曲させており、弁本体７８を水平方向（燃料タンク本体１４の底壁１４Ｓに沿った方向）に移動させることで、開弁位置ＨＰと閉弁位置ＴＰとの間を切り替える構成としている。これにより、弁本体７８が鉛直方向（燃料タンク本体１４の底壁１４Ｓに沿った方向）に移動する構成と比較して、燃料フィルタ１６の厚みを抑制している。
【００７０】
上記では，本発明の開閉弁部材として、ダイヤフラム弁２６及び電磁弁７６を例示しているが、要するに、燃料フィルタ１６と移送配管３４との連通状態と非連通状態とを切り替え可能であれば、開閉弁部材はこれらに限定されない。
【００７１】
また、開閉弁部材は、移送配管３４の端部（上記の例では、連通筒部５６Ｃの端部）に設けられている例を挙げているが、たとえば、移送配管３４の内部に設けられていてもよい。ただし、移送配管３４の内部に開閉弁部材を設けると、開弁時であっても、開閉弁部材によって移送配管３４の断面積が局所的に小さくなり、圧力損失が大きくなる。これに対し、上記例のように移送配管３４の端部（移送配管３４の外側）に開閉弁部材を設けると、移送配管３４の圧力損失が増大しない。
【００７２】
本発明の開閉弁部材（上記の例ではダイヤフラム弁２６及び電磁弁７６）において、開弁位置ＨＰから閉弁位置ＴＰへ移動する臨界値となる差圧ΔＰ（ダイヤフラム弁２６であれば閉弁圧ＣＰ）は、液膜圧ＭＰよりは小さいという条件を満たせば、極力大きくすることが好ましい。すなわち、この臨界値（閉弁圧ＣＰ）を低く設定すると、差圧ΔＰの上昇時に、液膜ＬＭが切れるまでには余裕があるにも関わらず、早期に開閉弁部材を閉弁してしまうことになる。液膜ＬＭが切れない範囲では開閉弁部材を開弁位置に維持し、外部への燃料供給を可能にする観点から、上記した臨界値は、液膜圧ＭＰより小さい範囲で、大きくすることが好ましい。
【００７３】
上記では、燃料吸引配管４４Ａは、接続部４４Ｃにおいて移送配管３４に接続されており、実質的に燃料吸引配管４４Ａが、本発明における送出手段の一部と連結手段の一部とを兼ねた構成としている。本発明としてはこれに限られず、送出配管（燃料吸引配管４４Ａ）と連結手段（移送配管３４）とが独立した構成であってもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１２ 燃料供給装置
１４ 燃料タンク本体
１６ 燃料フィルタ
２６ ダイヤフラム弁（開閉弁部材）
２６Ｎ フィルタ内受圧面
２６Ｇ フィルタ外受圧面
３４ 移送配管（連結手段）
４４Ａ 燃料吸引配管（送出配管）
７２ 燃料供給装置
７６ 電磁弁（開閉弁部材）
ＧＳ 燃料
ＬＭ 液膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を収容する燃料タンク本体と、
前記燃料タンク本体の底面に沿って備えられ、袋状に形成され内部への燃料透過時に燃料中の異物の通過を制限する複数の燃料フィルタと、
前記燃料フィルタの内部から前記燃料タンクの外部へ燃料を送出するための送出配管と、
複数の前記燃料フィルタを、燃料の移送を可能に連結する連結手段と、
前記燃料フィルタと前記連結手段との連通状態と非連通状態とを切り替え可能で、燃料フィルタ内のフィルタ内圧と燃料フィルタ外のフィルタ外圧との差圧が燃料フィルタ表面の油膜を維持可能な所定値以下の範囲では前記連通状態とし該所定値を超えると前記非連通状態とする開閉弁部材と、
を有する燃料供給装置。
【請求項２】
前記開閉弁部材が、
前記燃料フィルタ内圧を受けるフィルタ内受圧面と燃料フィルタ外圧を受けるフィルタ外受圧面とを有し、フィルタ内受圧面で受けたフィルタ内圧とフィルタ外受圧面で受けたフィルタ外圧の差圧によって前記連通状態となる開弁位置と前記非連通状態となる閉弁位置とを移動し前記連結手段を開閉するダイヤフラム弁を有している請求項１又は請求項２に記載の燃料供給装置。
【請求項３】
前記開閉弁部材が、
前記フィルタ内圧を検知するフィルタ内圧センサと、
前記フィルタ外圧を検知するフィルタ外圧センサと、
前記フィルタ内圧センサで検知された前記フィルタ内圧と前記フィルタ外圧センサで検知された前記フィルタ外圧との差圧に基づいて前記連結手段を開閉する電磁弁と、
を有する請求項１に記載の燃料供給装置。
【請求項１】
燃料を収容する燃料タンク本体と、
前記燃料タンク本体の底面に沿って備えられ、袋状に形成され内部への燃料透過時に燃料中の異物の通過を制限する複数の燃料フィルタと、
前記燃料フィルタの内部から前記燃料タンクの外部へ燃料を送出するための送出配管と、
複数の前記燃料フィルタを、燃料の移送を可能に連結する連結手段と、
前記燃料フィルタと前記連結手段との連通状態と非連通状態とを切り替え可能で、燃料フィルタ内のフィルタ内圧と燃料フィルタ外のフィルタ外圧との差圧が燃料フィルタ表面の油膜を維持可能な所定値以下の範囲では前記連通状態とし該所定値を超えると前記非連通状態とする開閉弁部材と、
を有する燃料供給装置。
【請求項２】
前記開閉弁部材が、
前記燃料フィルタ内圧を受けるフィルタ内受圧面と燃料フィルタ外圧を受けるフィルタ外受圧面とを有し、フィルタ内受圧面で受けたフィルタ内圧とフィルタ外受圧面で受けたフィルタ外圧の差圧によって前記連通状態となる開弁位置と前記非連通状態となる閉弁位置とを移動し前記連結手段を開閉するダイヤフラム弁を有している請求項１又は請求項２に記載の燃料供給装置。
【請求項３】
前記開閉弁部材が、
前記フィルタ内圧を検知するフィルタ内圧センサと、
前記フィルタ外圧を検知するフィルタ外圧センサと、
前記フィルタ内圧センサで検知された前記フィルタ内圧と前記フィルタ外圧センサで検知された前記フィルタ外圧との差圧に基づいて前記連結手段を開閉する電磁弁と、
を有する請求項１に記載の燃料供給装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−１０４３３９（Ｐ２０１３−１０４３３９Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４７８４５（Ｐ２０１１−２４７８４５）
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
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