JP2001263187A - エンジン用燃料供給装置のチェックバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ポンプが停止した時、エンジン側に残る燃料
の圧力を次のエンジンの始動の妨げとならない程度まで
低下させて保持することができるチェックバルブを提供
する。 【解決手段】 燃料の通路１８に圧力調整用弁座２２を
設け、この圧力調整用弁座２２に接離する圧力調整用弁
体２３を圧縮コイルばね２４によって上方に付勢する。
圧力調整用弁体２２の上方に設けられた逆止用弁体２７
は、ポンプの停止時に圧力調整用弁体２２に設けられた
逆止用弁座２６に密接して圧力調整用弁体２２の通路２
５を閉鎖する。この状態において、エンジン側に残存す
る燃料の圧力が圧縮コイルばね２４の付勢力に相当する
値を越えていた場合、その圧力によって圧力調整用弁体
２３が逆止用弁体２７と共に下方に移動する。これによ
り、圧力調整用弁座２２と圧力調整用弁体２３との間に
隙間が生じ、エンジン側の燃料がその隙間を通ってポン
プ側に逆流するため、エンジン側の燃料圧力が低下す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの燃料系
に設けられ、ポンプの停止時にエンジン側に残存する燃
料がポンプ側に逆流することを防止するチェックバルブ
に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】通常、エンジンの燃料
系では、燃料タンクに溜められた液体燃料（以下、単に
燃料という）をポンプによってエンジンの燃料噴射装置
に供給するようにしているが、エンジン停止時（ポンプ
停止時）に燃料圧力が低下すると、配管内で燃料が蒸発
し、次のエンジンの始動が円滑に行い得なくなる。

【０００３】このため、自動車の燃料系においては、ポ
ンプの吐出側にチェックバルブを設け、エンジン停止時
に燃料がポンプ側に逆流することをチェックバルブによ
り阻止してエンジン側に残留する燃料圧力をポンプ駆動
時と同等の高い圧力に保持するようにしている。

【０００４】従来のチェックバルブは、１個の弁体を移
動可能に収納して構成され、その弁体は、ポンプの駆動
時には、ポンプから吐出される燃料の圧力により付勢さ
れて弁口を開放し、ポンプが停止すると、エンジン側に
残存する燃料の圧力により付勢されて弁口を閉鎖すると
いう構成のものである。そして、ポンプの停止中、チェ
ックバルブの弁体が弁口を閉じた状態を維持するため、
エンジン側に残存する燃料が逆流を阻止されてポンプ駆
動時とほぼ同程度の高い圧力に保持されるのである。

【０００５】ところで、近年、環境への配慮から、車両
の燃料系から漏洩する気化燃料の軽減化が求められてい
る。この気化燃料の漏洩は燃料圧力が高いほど増加する
ため、エンジンの停止中は、燃料圧力をエンジンの始動
に問題ない程度まで低くして保持することが望ましい。
一方、最近のエンジンは高出力化の傾向にあり、これに
伴い燃料供給装置のポンプも吐出圧力の高いものが採用
されてきている。

【０００６】しかしながら、上記した従来のチェックバ
ルブでは、エンジンが停止しても、エンジン作動時の高
い燃料圧力をそのまま保持してしまう。しかも、エンジ
ン停止直後には、エンジンの熱で配管内の燃料が膨脹し
てその圧力がエンジン作動時よりも高く上昇することが
あるが、その燃料圧力の上昇に対処することができない
ものであった。

【０００７】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、ポンプの吐出圧力が高くとも、ポンプ
の停止時にはエンジン側に残る燃料の圧力を低下させて
ポンプの駆動時よりも低圧力に保持することができると
共に、エンジンの停止後に燃料が熱膨張したとしても、
その熱膨張分を逃がして圧力上昇を防止することができ
るエンジン用燃料供給装置のチェックバルブを提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、チェックバル
ブの弁ケースに弁座を形成し、移動可能に設けられた圧
力調整用弁体を付勢手段により付勢して上記弁ケースの
弁座に当接させることによって両者間を常には液密に保
持し、圧力調整用弁体の通路に弁座を形成すると共に、
この圧力調整用弁体の弁座に対応して逆止用弁体を移動
可能に設けたことを特徴とする。

【０００９】この構成によれば、ポンプの駆動時には、
逆止用弁体がポンプから吐出される燃料により圧力調整
用弁体の弁座から離されて圧力調整用弁体の通路を開放
し、ポンプが停止すると、逆止用弁体がエンジン側に残
存する燃料により圧力調整用弁体の弁座に当接すること
によってエンジン側に残存する燃料の逆流を阻止する。
このポンプ停止時において、エンジン側に残存する燃料
の圧力が付勢手段の付勢力に対応した圧力を越えていた
場合には、そのエンジン側の燃料圧力によって圧力調整
用弁体が弁ケースの弁座から離される。これにより、圧
力調整用弁体と弁ケースの弁座との間に隙間が生し、そ
の隙間からエンジン側に残存する燃料がポンプ側に逃げ
出る。また、エンジン停止時に燃料がエンジンの熱を受
けて熱膨張しても、その膨脹分は上記したと同様に圧力
調整用弁体と弁ケースの弁座との間の隙間から逃げ出
る。このようなエンジン側燃料の漏洩により、エンジン
側の燃料圧力が付勢手段の付勢力に応じた圧力に保持さ
れる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を車両の燃料ポンプ
装置に設けられるチェックバルブに適用した一実施例を
図面を参照しながら説明する。車両の燃料系は、その概
略を示す図６のように、燃料タンク１、燃料ポンプ装置
２、燃料噴射装置３を備えており、燃料ポンプ装置２は
燃料タンク１内の燃料をフィルタ４を介して吸引し、上
部の流出部５からチューブ６に送る。チューブ６に送り
出された燃料は、更にフィルタ７によって浄化されて燃
料噴射装置３へと送られ、この燃料噴射装置３から図示
しないエンジンの吸気口内に噴射されるようになってい
る。

【００１１】上記燃料ポンプ装置２は、図５に示すよう
に、ポンプ８と、このポンプ８を駆動するモータ９を備
えている。ポンプ８はウエスコポンプからなるもので、
そのポンプケーシング１０は円筒状のハウジング１１の
下端部分にかしめ固定されている。また、モータ９はブ
ラシ付きの直流モータからなり、ハウジング１１の内部
に永久磁石１２を環状に配置すると共に、この永久磁石
１２の内側にアーマーチュア１３を配置した構成となっ
ている。そして、ハウジング１１の上端部にはベアリン
グホルダ１４が圧入により固定されており、アーマーチ
ュア１３のシャフト１２ａはポンプケーシング１０およ
びベアリングホルダ１４に設けられたラジアル軸受１５
ａ，１５ｂおよびポンプケーシング１０に設けられたス
ラスト軸受１５ｃによって支承されている。

【００１２】また、ハウジング１１の内部はポンプ８の
吐出口１０ａから吐出される液体燃料を受けて流出部５
に送るためのチャンバーとしても機能するようになって
いる。そして、上記ベアリングホルダ１４の上部にはカ
バーエンドサポート１６が配置されてハウジング１１に
かしめ固定されており、このカバーエンドサポート１６
に前記流出部５が一体に形成されている。

【００１３】さて、本発明に係るチェックバルブ１７
は、図３に示すように前記カバーエンドサポート１６の
流出部５を弁ケースにして構成されている。すなわち、
流出部５はほぼ円筒状に形成され、その中空内部は下側
を入口側、上側を出口側とした燃料の通路１８とされて
いる。この流出部５の通路１８のうち、途中は小内径の
径小部１９に形成されており、この径小部１９の下方側
（入口側）には、ほぼリング状の下ホルダ２０が固定さ
れていると共に、上方側（出口側）には、ほぼ段付円筒
状の上ホルダ２１が固定されている。

【００１４】流出部５の径小部１９の下端面は例えばテ
ーパ状に形成されて弁座（以下、圧力調整用弁座と称す
る）２２として構成されている。径小部１９の下方に
は、圧力調整用弁座２２に対応する圧力調整用弁体２３
が配置されている。この圧力調整用弁体２３は、その上
端部の径大部２３ａが流出部５の内周面に上下動可能に
嵌合支持されていると共に、下方部が下ホルダ２０の内
側に挿入されて上下動可能に支持されている。そして、
圧力調整用弁体２３の上端部は圧力調整用弁座２２のテ
ーパ面に合致するテーパ面２３ｂに形成されている。

【００１５】圧力調整用弁体２３の径大部２３ａと下ホ
ルダ２０との間には、付勢手段としての圧縮コイルばね
２４が配設されている。圧縮コイルばね２４は圧力調整
用弁体２３を、ポンプ８の駆動時に流出部５の通路１８
を燃料が流れる方向と同方向である上方に付勢してお
り、圧力調整用弁体２３は、常には、この圧縮コイルば
ね２４の付勢力により上端のテーパ面２３ｂを圧力調整
用弁座２２に当接させている。これにより、第１弁座２
２と圧力調整用弁体２３との間が液密に保持される。

【００１６】このような圧力調整用弁体２３はほぼ円筒
状に形成され、その中空内部は流出部５の通路１８に連
なる通路２５とされている。また、その通路２５の上端
部の周囲部分は球面状に形成されて弁座（以下、逆止用
弁座と称する）２６とされている。そして、圧力調整用
弁体２３の上方には、逆止用弁座２６に対応する逆止用
弁体２７が配置されている。この逆止用弁体２７は軸部
２７ａの下端部に下面を球面状とした主部２７ｂを設け
てなり、軸部２７ａが上ホルダ２１に上下動可能に嵌合
支持されている。この逆止用弁体２７は、ポンプ８の停
止時には、自重および燃料噴射装置３側に残存する燃料
の圧力により押し下げられて圧力調整用弁体２３の逆止
用弁座２６に当接し、その弁口である圧力調整用弁体２
３の通路２５を閉鎖する。

【００１７】次に上記構成の作用を説明する。エンジン
停止時（燃料ポンプ装置２の停止時）には、図３に示す
ように、逆止用弁体２７が逆止用弁座２６に当接してそ
の弁口、つまり圧力調整用弁体２３の通路２５（より正
確には通路２５の上端開口部）を閉鎖していると共に、
圧力調整用弁体２３が圧縮コイルばね２４の付勢力によ
って圧力調整用弁座２２に当接している。従って、圧力
調整用弁体２３および逆止用弁体２７が共同して圧力調
整用弁座２２の弁口、つまり流出部５の通路１８（より
正確には通路１８のうち径小部１９の下端に位置する部
分）を閉鎖し、エンジン側に残存する燃料がポンプ８側
に逆流することを防止している。そして、図３の状態に
おいて、逆止用弁体２７よりも燃料噴射装置３側（以
下、エンジン側）に残存する燃焼は逆止用弁体２７より
もポンプ８側に存在する燃料よりも、圧縮コイルばね２
４の付勢力に相当する圧力だけ高くなっている。従っ
て、エンジン側に残存する燃料圧力は圧縮コイルばね２
４の付勢力を変えることによって所望の圧力に調節する
ことができ、この実施例では、エンジンの始動に問題の
ない程度の圧力に設定されているものとする。

【００１８】さて、エンジンを始動すべく燃料ポンプ装
置２のモータ９が通電されると、ポンプ８がモータ９に
より駆動されてフィルタ４を介して燃料タンク１内の燃
料を吸引し、ハウジング１１内に吐出する。ポンプ８の
吐出口８ａから高圧の燃料が吐出されると、その燃料の
圧力が逆止用弁体２７の頭部２７ｂの下面に作用して逆
止用弁体２７を押し上げる。すると、図２に示すよう
に、逆止用弁体２７が逆止用弁座２６から離れ、その弁
口である圧力調整用弁体２３の通路２５を開放する。こ
のため、ポンプ８から吐出された高圧の燃料が流出部５
の通路１８を通ってチューブ６に流出し、フィルタ７を
介して燃料噴射装置３へと供給されて燃料噴射装置３か
らエンジンに噴射される。

【００１９】以上によりエンジンが始動し、以後、エン
ジンの作動中は、チェックバルブ１６は図２に示すよう
に、逆止用弁体２７が逆止用弁座２６から離れた状態
（両通路１８および２５の開放状態）を維持して燃料が
エンジン側に流れることを許容する状態となる。なお、
径小部１９の内周面には圧力調整用弁座２２の直ぐ上か
ら上方に延びる複数の溝１９ａが形成されており、この
溝１９ａによって逆止用弁体２７と径小部１９との間の
通路面積を大きく確保し、燃料の流通を妨げることのな
いようにしている。

【００２０】さて、エンジンの停止に伴ってポンプ８が
停止すると、ポンプ８内の燃料が燃料タンク１へと逆流
するようになってハウジング１１内の燃料圧力が低下す
るため、チェックバルブ１６内およびチェックバルブ１
６から燃料噴射装置３までの経路中に残存する燃料もポ
ンプ８側に向かって逆流しようとする。すると、逆止用
弁体２７が自重および逆流しようとする燃料に押される
ようにして下方に移動し、逆止用弁座２６に当接する。
これにより、圧力調整用弁体２３の通路２５が逆止用弁
体２７によって閉鎖されるので、エンジン側の燃料が圧
力調整用弁体２３の通路２５を通ってポンプ８側に逆流
することが阻止される。

【００２１】圧力調整用弁体２３の通路２５が逆止用弁
体２７によって閉鎖されると、逆止用弁体２７よりエン
ジン側が高圧、ポンプ８側が低圧となる。そして、その
圧力差が圧縮コイルばね２４の付勢力に相当する値を越
えていた場合、エンジン側の燃料の圧力によって第１お
よび逆止用弁体２３および２７が一体に押し下げられ
る。これにより、図１に示すように、圧力調整用弁体２
３のテーパ面２３ｂが圧力調整用弁座２２から離れ、両
者間に隙間Ｇが生ずる。

【００２２】ここで、圧力調整用弁体２３の径大部２３
ａの外周面と流出部５の内周面との間、および圧力調整
用弁体２３の外周面と下ホルダ２０の内周面との間に
は、圧力調整用弁体２３の上下動を許容するための若干
の隙間が存在するため、上記のようにして圧力調整用弁
座２２と圧力調整用弁体２３との間に隙間Ｇが生ずる
と、エンジン側の燃料が隙間Ｇから漏れ出て圧力調整用
弁体２３と流出部５の内周面、および圧力調整用弁体２
３と下ホルダ２０の内周面との間を通ってポンプ８側へ
と逆流する。

【００２３】これにより、エンジン側の燃料の圧力が徐
々に低下し、ポンプ８側との圧力差が圧縮コイルばね２
４の付勢力に相当する圧力より若干低くなると、圧力調
整用弁体２３が圧縮コイルばね２４の付勢力により押し
上げられる。そして、圧力調整用弁体２３のテーパ面２
３ｂが圧力調整用弁座２２に当接すると、圧力調整用弁
座２２と圧力調整用弁体２３との間が液密になされるた
め、エンジン側の燃料の逆流が阻止される。その結果、
エンジン側に残る燃料は、圧縮コイルばね２４の付勢力
に相当する圧力だけ高く保持されることとなる。また、
エンジン停止直後にエンジンの熱を受けてエンジン側に
残存する燃料が熱膨脹したとしても、上記と同様にしエ
ンジン側の燃料がポンプ８側に逃げ出るので、エンジン
側の燃料の圧力が異常に高くなることが防止される。

【００２４】以上のようなチェックバルブ１６の動作に
より、エンジン側の燃料の圧力は、図４に実線で示すよ
うに、エンジン停止直後に急激に圧力低下し、以後、ほ
ぼ一定圧力に保持されて次のエンジン始動に備える。な
お、図４において、破線は従来のチェックバルブによる
エンジン側に残存する燃料の圧力変化を示すもので、エ
ンジンが停止した直後、逆止弁が閉じるまでの僅かな間
に若干圧力低下するものの、ほぼエンジン作動時の圧力
に近い高圧状態を保持する。その後、エンジンの熱によ
り燃料が膨脹すると、エンジン側の燃料圧力はエンジン
作動時の圧力よりも更に上昇する。このように従来のチ
ェックバルブでは、エンジン側の燃料圧力を、エンジン
の再始動に必要な圧力よりも相当高い状態に保持するの
で、エンジン停止中において、燃料系からの気化燃料の
漏洩を軽減する効果は余り期待できない。

【００２５】これに対し、本実施例のチェックバルブ１
６によれば、エンジン側の燃料圧力を、エンジンの再始
動に必要な程度にまで下げて保持できるので、燃料系か
らの気化燃料の漏洩を軽減することができるものであ
る。また、エンジン停止後は、エンジン動作時の燃料圧
力とは関係なく、エンジン側の燃料圧力をエンジンの始
動に必要な圧力程度に低下させることができるので、燃
料ポンプ装置２の吐出圧力を高くして燃料噴射装置３か
らエンジンに噴射する燃料を更に微粒化することができ
る。

【００２６】また、本実施例では、逆止用弁体２７が当
接する逆止用弁座２６を有した圧力調整用弁体２３を可
動とすることによってエンジン側の燃料圧力を逃がすよ
うにしたので、エンジン側の燃料から圧力を受ける圧力
調整用弁体２３の面積が圧力調整用弁座２２の弁口と等
しい大きな面積となる。このため、圧力調整用弁体２３
を大きな力で下方に押圧して移動（開動作）させること
ができる。このことから、圧縮コイルばね２４の付勢力
に多少のばらつきがあっても、圧力調整用弁座２２が開
動作するときのエンジン側の燃料圧力をほぼ一定とする
ことができ、ポンプ８停止時に保持するエンジン側の燃
料圧力のばらつきを軽減できる。

【００２７】なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施
例に限定されるものではなく、以下のような拡張或いは
変更が可能である。圧力調整用弁座２２と圧力調整用弁
体２３との間に隙間Ｇが生じたとき、エンジン側の燃料
をポンプ側に逆流させて圧力低下させるための通路（圧
力抜き用通路）は、圧力調整用弁体２３と流出部５の内
周面との間の隙間、および圧力調整用弁体２３と下ホル
ダ２０の内周面との間の隙間に限られず、例えば流出部
５の内周面に溝を形成し、この溝を圧力抜き用通路とし
ても良い。圧力調整用弁体２３を付勢する付勢手段は圧
縮コイルばね２４に限られず、ゴムにより形成されたブ
ロックから構成したものであっても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すもので、逆流許容時の
状態の要部の縦断面図

【図２】ポンプ駆動時の状態の要部の縦断面図

【図３】逆流阻止時の状態を示す要部の縦断面図

【図４】エンジン側の燃料圧力の変化を示すグラフ

【図５】ポンプの縦断面図

【図６】燃料系の概略構成図

【符号の説明】

図中、１は燃料タンク、２はポンプ、３は燃料噴射装
置、５は流出部（弁ケース）、１７はチェックバルブ、
１８は通路、２２は弁座、２３は圧力調整用弁体、２４
は圧縮コイルばね（付勢手段）、２５は通路、２６は弁
座、２７は逆止用弁体である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料タンク内の燃料をエンジンに向けて
   送るためのポンプが停止した時、前記エンジン側に残存
   する燃料が前記ポンプ側に逆流することを防止するチェ
   ックバルブにおいて、 前記ポンプから送り出された燃料を通す通路およびこの
   通路に形成された弁座を有する弁ケースと、 この弁ケースの前記弁座に対応して移動可能に設けら
   れ、前記弁ケースの通路に連通する通路およびこの通路
   に形成された弁座を有する圧力調整用弁体と、 前記弁ケースの弁座と前記圧力調整用弁体との間を液密
   にするために、前記圧力調整用弁体を、前記ポンプから
   送り出された燃料が前記弁ケース内を流れる方向と同方
   向に付勢して前記弁ケースの弁座に当接させる付勢手段
   と、 前記弁ケースの弁座に対応して移動可能に設けられ、前
   記ポンプの駆動に伴い当該ポンプ側の燃料の圧力により
   前記圧力調整弁の弁座から離れる方向に移動されて前記
   圧力調整用弁体の通路を開放し、前記ポンプの停止時に
   は前記エンジン側に残存する燃料の圧力により前記弁ケ
   ースの弁座に当接する方向に移動されて前記圧力調整用
   弁体の通路を閉鎖する逆止用弁体とを具備し、 前記圧力調整用弁体は、前記ポンプの停止時に、前記エ
   ンジン側に残存する燃料の圧力が前記付勢手段の付勢力
   に応じた値を越えた時、そのエンジン側に残存する燃料
   の圧力により前記逆止用弁体と一体に前記弁ケースの弁
   座から離れる方向に移動して当該弁座との間に前記エン
   ジン側に残存する燃料を逃がすための隙間を形成するよ
   うに構成されていることを特徴とするエンジン用燃料供
   給装置のチェックバルブ。