JP2004278392A - Fuel pressure adjusting device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料ポンプによって燃料タンクから内燃機関(以下、エンジンという。)に供給される燃料を所定の圧力に調整する燃料圧力調整装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、燃料ポンプによって燃料タンクからエンジンに供給される燃料を所定のシステム圧に調整する燃料圧力調整装置が知られている(例えば特許文献1、2参照。)。特許文献1、2に開示された燃料圧力調整装置では、弁座口の上流に弁体が設けられ、ダイヤフラムに作用する圧力によって弁座から上流側に弁体を離座させ、弁座口から燃料タンクに燃料を環流させる。
【0003】
【特許文献1】
国際公開第96/14506号パンフレット
【特許文献2】
特開2000−45897号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献1、2に開示された燃料圧力調整装置では、弁体が弁座から離座して弁座口が開放されると、燃料の圧力がシステム圧から燃料タンク内の圧力まで急激に下がるとともに弁座口の外側から弁座口の内側に向かって燃料が縮流することによりさらに圧力が低下し、燃料にベーパが発生する。このように発生したベーパを含んだ燃料が燃料圧力調整装置から燃料タンク内に噴流となって吐出されると、噴流の圧力変動が燃料中を伝搬したり、噴流と衝突する部材が振動するため、騒音が発生する。
本発明は、この問題を解決するために創作されたものであって、騒音発生を低減する燃料圧力調整装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明では、弁座口を閉塞する弁体を弁座の下流側に設けることにより、弁座から弁体が離座したときに弁座口の内側から外側に向かって燃料を拡散させ、弁座口の下流における燃料の縮流によるベーパの発生を抑制する。また、弁体を弁座に着座させる方向に付勢する手段として板状の板ばねを採用することにより、小型化できる。さらに、板ばねを次のように構成することにより、弁座口の開口面積を板ばねの付勢力によって正確に制御できる。すなわち、弁体に当接する自由端がその板厚方向軸線に対して垂直に近い姿勢を維持するように構成する。具体的には、板ばねの外縁部を固定端とし、板ばねの中央部を弁体に当接する自由端とする。また、外縁部と自由端の間に少なくとも1つの環状部を設ける。さらに、この環状部において、中央部又は内側の隣の環状部に接続している内側接続部と、外縁部又は外側の隣の環状部に接続している外側接続部とを、互いにほぼ半周離間した位置に設ける。尚、隣り合う2つの環状部における外側の環状部の内側接続部は、内側の環状部の外側接続部に相当する。かかる構成の板ばねは、板ばねの厚さ方向の力が中央部に加わると、内側接続部及び外側接続部でジグザグに折り返す3次元形状に弾性変形する(例えば図4参照)。このとき、内側接続部又は外側接続部を挟む2つの要素(外縁部、環状部又は中央部)がなす角度(図4の例ではθ1〜θ4に相当する。)をθn(n=1、2・・・k)とすると、外縁部と中央部がなす角度θ(図4の例ではθ5に相当する。)は次式(1)で近似される。
【数1】
【0006】
上式(1)は、上記の板ばねの構成により、中央部の変位の増大に伴って外縁部と中央部がなす角度θが大きくなることを抑制できることを示している。すなわち請求項1に記載の燃料圧力調整装置では、弁体に当接する中央部の姿勢をその板厚方向軸線に対して垂直に近い姿勢に維持することができるため、弁座口の開口面積を板ばねの付勢力によって正確に制御できる。その結果、弁座口より上流のシステム圧を正確に調整することができる。
【0007】
請求項2に記載の発明では、中央部の板厚方向軸線とほぼ垂直な方向に移動可能に弁体を中央部に当接させることにより、弁体を弁座方向に付勢すれば弁座形状に応じて弁体が自動調心されるようになる。これにより、閉弁時に確実に弁座口を閉塞することができる。
【0008】
請求項3に記載の発明では、請求項1に記載の中央部と弁体とを一体化することにより構成を簡素化する。
請求項4に記載の発明では、隣り合う2つの環状部における外側の環状部の剛性を内側の環状部の剛性より高くすることにより、各環状部に生ずる歪みを一様に近づけることができる。
【0009】
請求項5に記載の発明では、弁座口を閉塞する弁体を弁座の下流側に設けることにより、弁座から弁体が離座したときに弁座口の内側から外側に向かって燃料を拡散させ、弁座口の下流における燃料の縮流によるベーパの発生を抑制する。また、弁体を弁座に着座させる方向に付勢する手段として板状の板ばねを採用することにより、小型化できる。さらに、板ばねを次のように構成することにより、板ばねの付勢力によって弁座口の開口面積を正確に制御できる。すなわち、弁体に当接する自由端がその板厚方向軸線に対して垂直に近い姿勢を維持するように構成する。具体的には、板ばねの外縁部を固定端とし、板ばねの中央部を弁体に当接する自由端とする。また、基端が外縁部に接続された少なくとも2つのばね部の先端を中央部の外縁に周方向に等間隔に接続する。さらに、弁体に当接する中央部の外縁を周方向に等間隔に複数のばね部によって支持することにより、中央部の姿勢を板厚方向軸線に対して垂直に近い姿勢に維持することができる。したがって、請求項5に記載の燃料圧力調整装置では、弁座口の開口面積を板ばねの付勢力によって正確に制御できる。その結果、弁座口より上流のシステム圧を正確に調整することができる。
【0010】
請求項6に記載の発明では、中央部の板厚方向軸線とほぼ垂直な方向に移動可能に弁体を中央部に当接させることにより、弁体を弁座方向に付勢すれば弁座形状に応じて弁体が自動調心されるようになる。これにより、閉弁時に確実に弁座口を閉塞することができる。
【0011】
請求項7に記載の発明では、請求項5に記載の中央部と弁体とを一体化することにより構成を簡素化する。
請求項8に記載の発明では、ばね部をジグザグ形状にすることにより、ばね部の基端から先端までの距離を長くとることができる。この結果、ばね定数の小さい小型の板ばねを実現できる。
【0012】
請求項9に記載の発明では、ばね部を渦巻き形状にすることにより、ばね部の基端から先端までの距離を長くとることができる。この結果、ばね定数の小さい小型の板ばねを実現できる。
請求項10に記載の発明では、ばね部の先端から基端に向かって剛性を高くすることにより、ばね部の先端から基端までに生ずる歪みを一様に近づけることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
(第一実施形態)
図1は、本発明による燃料圧力調整装置の第一実施形態を示す模式図である。燃料圧力調整装置としてのプレッシャレギュレータ18は、例えば車両の燃料タンク10からエンジンのインジェクタ14に燃料ポンプ26によって供給される燃料を所定のシステム圧に調整する装置である。
【0014】
インタンク式の燃料ポンプ26は、燃料タンク10内に収容されている。燃料ポンプ26の燃料吸入口にはサクションフィルタ30が接続されている。燃料ポンプ26の燃料吐出口には燃料フィルタ22が接続されている。燃料ポンプ26は、サクションフィルタ30を通じて燃料タンク10内の燃料を吸入し、昇圧した燃料を燃料フィルタ22を通じてインジェクタ14に供給する。
【0015】
プレッシャレギュレータ18は、燃料フィルタ22から吐出される燃料をインジェクタ14に供給するための第二配管12から分岐した第三配管16に接続されている。プレッシャレギュレータ18は、ハウジング38、シート部材42、弁体32及び板ばね28を備えている。
【0016】
図2は本発明による燃料圧力調整装置の第一実施形態を示す断面図である。
ハウジング38は、第三配管16に接続される導入口20と、燃料タンク10の内部に通じる吐出口36とを有する筒状の金属部材である。導入口20には第三配管16を通じて第二配管12から燃料が導入される。
【0017】
シート部材42は、円筒状の金属部材であって、ハウジング38の内壁に圧入などにより固定されている。シート部材42の内壁24は燃料流路を形成しており、シート部材42の下流側端面の内縁部が環状の弁座34を形成している。弁座34の内側に形成されている開口部は弁座口40を構成している。弁座口40が開放されるとハウジング38の導入口20と吐出口36とが連通する。
【0018】
弁体32は、球状の金属部材であってハウジング38に収容され、ハウジング38内でシート部材42の吐出口側に位置し、板ばね28によってハウジング38の内部空間に拘束されている。弁体32は、弁座34に着座すると弁座口40を閉塞する寸法に設定されている。また弁体32は、板ばね28の円形開口部70にはまっている。
【0019】
板ばね28は、ハウジング38の吐出口36に設けられている。板ばね28は、弁座口40の中心軸線に垂直な姿勢で、ハウジング38の吐出口側端部39に外縁全周がかしめ接合されている。板ばね28は、弁体32を弁座34に着座する方向に付勢している。板ばね28の自由端の板厚方向軸線は弁座口40の中心軸線に一致する。弁体32を弁座34に着座する方向に付勢する手段として平板状のばねを用いることにより、プレッシャレギュレータ18の軸長を短くすることができる。弁体32をハウジング38内に拘束する手段として通孔が形成された板ばねを用いることにより、プレッシャレギュレータ18の軸長を短くすることができ、また、プレッシャレギュレータ18の構成を簡素化することができる。また、板ばね28をハウジング38に固定する手段としては、ねじ等を用いてもよいが、かしめ接合によりプレッシャレギュレータ18の構成を簡素化することができ、また軸長を短くすることができる。
【0020】
図3は、本発明の第一実施形態に係る板ばね28を示す平面図である。板ばね28は、外縁が円形の平板状のばねである。板ばね28は、同心円上に配列された複数の環状部44、46、48、50、52と、隣り合う2つの環状部を接続する接続部54、56、66、68とを備えている。各環状部の幅及び板厚は同一でもよいし、外側の環状部ほど幅又は板厚を増大させて剛性を高くしてもよい。板ばね28には、同心円上にC字形状の複数の開口部58、60、62、64が形成され、中心部には円形の円形開口部70が形成されている。
【0021】
最も外側の環状部44(以下、外縁環状部44という。)は、請求項に記載の外縁部に相当する。最も内側の環状部52(以下、中央環状部52という。)は、請求項に記載の中央部に相当する。それ以外の環状部46、48、50は請求項に記載の環状部に相当する。接続部68は、環状部46にとって請求項に記載の外側接続部に相当する。接続部54は、環状部46にとって請求項に記載の内側接続部に相当し、環状部48にとって請求項に記載の外側接続部に相当する。接続部66は、環状部48にとって請求項に記載の内側接続部に相当し、環状部50にとって請求項に記載の外側接続部に相当する。接続部56は、環状部50にとって請求項に記載の内側接続部に相当する。
【0022】
中央環状部52は板ばね28の板厚方向(図3の紙面垂直方向)に力を受けるとその方向に変位する自由端である。中央環状部52の内側に形成された円形開口部70に弁体32がはまっているため、弁体32は中央環状部52の板厚方向軸線に対して垂直な方向(図3の紙面平行方向)に移動しない。外縁環状部44は弁座口40の中心軸線に垂直な姿勢でハウジング38に固定された固定端である。
【0023】
弁座口40の下流に弁体32を設けたプレッシャレギュレータ18では、弁座口40を開放させる燃料の圧力が作用する面積は弁座口40を閉塞している弁体32の表面積だけである。このため、弁座口40の下流に弁体32を設けたプレッシャレギュレータ18では、燃料流量に対する制御圧力の変化(圧力勾配ΔP(次式(2)参照))が小さくなるように、板ばね28のばね定数を小さく設定することが望ましい。本実施形態では、単純な片持ち梁の形状ではなく、同心円上に重ねた複数の環状部44、46、48、50、52を連結した形状にすることで、ばね定数が小さい小型の板ばね28を実現している。
ΔP=kx/S・・・式(2)
(k:ばね定数、x:弁体のリフト量、S:有効受圧面積)
【0024】
中央環状部52が弁体32から板ばね28の板厚方向に力を受けると、板ばね28は図4に示すように弾性変形する。外縁環状部44に対する中央環状部52の傾きθ5は次式(3)で近似される。
θ5=(θ2−θ1)+(θ4−θ3)・・・式(3)
【0025】
中央環状部52に作用する力が増大すると、θ1〜θ4はそれぞれ増大するが、θ1〜θ4の総和の増分に比べると、θ5の増分は相当小さい。すなわち、板ばねが平板形状からジグザグ形状に変形するように、各環状部に半周間隔で内側接続部と外側接続部を設けているため、中央環状部に作用する力の増大に伴って外縁環状部44に対する中央環状部52の傾きθ5が増大することが抑制される。この結果、弁体32に当接する中央環状部52の姿勢をその板厚方向軸線に対して垂直に近い姿勢に維持することができる。
【0026】
図5は弁体32に当接する板ばねの自由端の姿勢と弁座口40の開口面積の関係を説明するための模式図である。本実施形態の板ばね28の場合、弁体32に当接する中央環状部52の姿勢がその板厚方向軸線Lに対して垂直に近い姿勢に維持され、また中央環状部52に弁体32がはまっているため、弁体32は図5(A)のI からIIに示す位置までほぼ弁座口40の中心軸線Lに沿って移動する。また、自由端の板厚方向軸線Lと垂直な方向に移動可能に板ばね28に弁体32を当接させたとしても、自由端の姿勢がその板厚方向軸線Lに対して垂直に近い姿勢に維持されるため、弁座から離座した状態の弁体32の中心位置が弁座口40の中心軸線Lから大きくずれにくい。したがって、本実施形態の板ばね28の場合、板ばね28の付勢力によって弁座口40の開口面積を正確に制御することができる。すなわち、プレッシャレギュレータ18によってその上流のシステム圧を正確に制御することができる。
【0027】
これに対し、図5(B)に示すように単純な片持ち梁形状の板ばね92の場合、弁体32に当接する自由端の傾きθは、板ばね92に作用する力が増大すると本実施形態の板ばね28に比べて顕著に増大する。このため、板ばね92と弁体32とが互いに固定されていないとすれば、弁座94から離座した弁体32の位置は図5(B)のII、III に示すように、板ばね92の自由端の変位と無関係に大きく変動する。また、板ばね92と弁体32とが互いに固定されているとすれば、弁座94から離座した状態の弁体32の中心位置は弁座口96の中心軸線Lから大きくずれることになる。
【0028】
以上、プレッシャレギュレータ18の構成を説明した。次にプレッシャレギュレータ18の作動を説明する。
図1に示す第二配管12を通じてインジェクタ14に供給される燃料の圧力が所定値を越えると、第三配管16を通じてプレッシャレギュレータ18の弁体32に作用する燃料圧力により、弁体32は板ばね28の付勢力に抗って弁座34から下流側に離座する。すると、弁体32によって閉塞されていた弁座口40が開放され、ハウジング38の導入口20及び吐出口36が連通する。この結果、第二配管12の燃料は第三配管16を通じてプレッシャレギュレータ18の導入口20に導入され、プレッシャレギュレータ18の吐出口36からは板ばね28の開口部58、60、62、64を通過した燃料が燃料タンク10に排出される。すると、第二配管12を通じてインジェクタ14に供給される燃料の圧力が所定の圧力に調整される。
【0029】
図6は弁座口40が開放されたときの燃料流れを説明するための模式図である。本実施形態では、図6(A)に示すように、弁座34の下流側に弁体32を設け、弁体32を弁座34の下流側に離座させている。したがって、弁体32が弁座34から離座すると、弁座口40の内側から外側に向かって燃料が拡散するため、弁座口40の下流で縮流が発生しない。したがって、本実施形態では、弁座口40の下流における燃料の縮流によるベーパの発生が抑制される。この結果、騒音の発生が抑制される。
【0030】
これに対し、図6(B)に示す従来例のように、弁座99の上流に弁体97を設け、弁体97を弁座99から上流側に離座させると、弁座口98の外側から内側に向かって燃料が縮流するため、弁座口98の下流で燃料の圧力がさらに低下しベーパが発生しやすい。
【0031】
(第二実施形態)
図7は本発明による燃料圧力調整装置の第二実施形態を示す断面図である。第二実施形態による燃料圧力調整装置は、弁座口40を閉塞する弁体としての機能を板ばね74で実現するプレッシャレギュレータ72である。第一実施形態と実質的に同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【0032】
シート部材42の環状の端面が弁座78に相当する。
板ばね74は、中央部76に円形開口部が形成されていない点と、環状部46、48の数が異なる点を除いては第一実施形態と実質的に同一である。中央部76は、弁座78に着座して弁座口40を閉塞可能な円盤形状である。
第二実施形態では、弁座口40を閉塞する弁体としての機能を板ばね74で実現することによりプレッシャレギュレータ72の構成を簡素化できる。
【0033】
(第三実施形態)
図8は本発明による燃料圧力調整装置の第三実施形態を示す断面図である。第一実施形態と実質的に同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。第三実施形態による燃料圧力調整装置は、円錐形状の弁体82を備えたプレッシャレギュレータ80である。弁体82は、中央環状部52の円形開口部70に固定されている。
【0034】
(第四実施形態)
図9は本発明による燃料圧力調整装置の第四実施形態を示す断面図である。第一実施形態と実質的に同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。第四実施形態による燃料圧力調整装置は、シート部材42がハウジング208から突き出たプレッシャレギュレータ204である。燃料は、第三配管16からシート部材42の導入口206に直接導入される。また、板ばね212の中央部210に開口部が形成されていないため、板ばね212はその板厚方向軸線に垂直な方向に弁体32を拘束していない。板ばね212によって弁体32が弁座34に押し付けられることにより、弁体32は弁座34に対して調心される。
【0035】
(板ばねの実施形態)
本発明に係る燃料圧力調整装置の板ばねの実施形態は、図3に示した形状に限られない。以下、板ばねの複数の実施形態を説明する。他の実施形態と実質的に同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【0036】
図10に示す板ばね118は、外縁部100及び環状部102、104、106が矩形の実施形態である。隣り合う外縁部100、環状部102、104、106、中央部108は接続部110、112、114、116で連結されている。接続部110は、環状部102にとって請求項に記載の外側接続部に相当する。接続部116は、環状部102にとって請求項に記載の内側接続部に相当し、環状部104にとって請求項に記載の外側接続部に相当する。接続部112は、環状部104にとって請求項に記載の内側接続部に相当し、環状部106にとって請求項に記載の外側接続部に相当する。接続部114は、環状部106にとって請求項に記載の内側接続部に相当する。各環状部において、中央部又は内側の隣の環状部に接続している内側接続部と、外縁部又は外側の隣の環状部に接続している外側接続部とを、互いにほぼ半周離間した位置に設けているため、中央部108に弁体32から力が加わると、ジグザグ形状に変形する(図4参照)。
弁体32がはまる開口部が中央部108に形成されていないため、弁体32は中央部108の板厚方向軸線と垂直な方向に移動可能に中央部108に当接する。
【0037】
図11に示す板ばね120は、隣り合う外縁部100、環状部102、104、106、中央部108がそれぞれの一辺が重なった形で連結された実施形態である。外縁部100と環状部102が重なった部位122は、環状部102にとって請求項に記載の外側接続部に相当する。環状部102と環状部104が重なった部位128は、環状部102にとって請求項に記載の内側接続部に相当し、環状部104にとって請求項に記載の外側接続部に相当する。環状部104と環状部106が重なった部位124は、環状部104にとって請求項に記載の内側接続部に相当し、環状部106にとって請求項に記載の外側接続部に相当する。環状部104と中央部108が重なった部位126は、環状部106にとって請求項に記載の内側接続部に相当する。各環状部において、中央部又は内側の隣の環状部に接続している内側接続部と、外縁部又は外側の隣の環状部に接続している外側接続部とを、互いにほぼ半周離間した位置に設けているため、中央部108に弁体32から力が加わると、ジグザグ形状に変形する(図4参照)。
【0038】
図12、図13、図14、図15、図16に示す板ばねは、固定端の外縁部と自由端の中央部が複数のばね部で連結された実施形態である。以下に説明する実施形態においても、弁体32がはまる開口部を自由端の中央部に形成してもよいし、弁体32がはまる開口部を中央部に形成せずに、弁体32が自由端の中央部の板厚方向軸線と垂直な方向に移動可能に中央部に当接する構成を採用してもよい。また、以下に説明する実施形態においても、プレッシャレギュレータの構造を簡素化するために中央部に弁座口40を閉塞する機能をもたせてもよい。
【0039】
図12に示す板ばね146では、矩形枠形状の外縁部132と矩形の中央部136を2つのばね部140、144で連結している。ばね部140の基端138とばね部144の基端130は互いに半周離間して外縁部132の内縁に接続されている。ばね部140の先端134とばね部144の先端142は互いに半周離間して中央部136の外縁に接続されている。弁体32に当接する中央部136の外縁を周方向に等間隔に2つのばね部140、144によって支持しているため、弁体32によって中央部136に板厚方向の力が作用したときに、中央部136の姿勢を板厚方向軸線に対して垂直に近い姿勢に維持することができる。ばね部140、144は、ジグザグ形状であるため、基端から先端までの距離が長い。したがって、ばね部140、144は、体格を小さく保ちつつ、ばね定数を小さくすることができる。
【0040】
図13に示す板ばね148では、円形の外縁部150と円形の中央部154を2つのばね部152、160で連結している。ばね部152の基端158とばね部160の基端164は互いに半周離間して外縁部150の内縁に接続されている。ばね部152の先端156とばね部160の先端162は互いに半周離間して中央部154の外縁に接続されている。
【0041】
図14に示す板ばね166では、円形の外縁部150と円形の中央部154を3つのばね部168、170、172で連結している。弁体32に当接する中央部154の外縁を周方向に等間隔に3つのばね部168、170、172によって支持しているため、弁体32によって中央部154に板厚方向の力が作用したときに、中央部154の姿勢を板厚方向軸線に対して垂直に近い姿勢に維持することができる。ばね部168、170、172は、ジグザグ形状であるため、基端から先端までの距離が長い。したがって、ばね部168、170、172は、体格を小さく保ちつつ、ばね定数を小さくすることができる。
【0042】
図15に示す板ばね174では、円形の外縁部150と円形の中央部154を2つのばね部176、184で連結している。ばね部176、184は、それぞれ先端180、186から基端182、188に向かって幅が拡がっている。このため、ばね部176、184は、それぞれ先端180、186から基端182、188に向かって剛性が高くなっている。
【0043】
図16に示す板ばね190では、円形の外縁部150と円形の中央部154を2つのばね部192、198で連結している。ばね部192、198は、渦巻き形状であるため、基端196、202から先端200、194までの距離が長い。したがって、ばね192、198は、体格を小さく保ちつつ、ばね定数を小さくすることができる。また、ばね部192、198は、それぞれ先端200、194から基端196、202に向かって幅が拡がっている。このため、ばね部192、198は、それぞれ先端200、194から基端196、202に向かって剛性が高くなっている。
【0044】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による燃料圧力調整装置の第一実施形態を示す模式図である。
【図2】本発明による燃料圧力調整装置の第一実施形態を示す断面図である。
【図3】本発明の第一実施形態に係る板ばねを示す平面図である。
【図4】本発明の第一実施形態に係る板ばねを示す側面図である。
【図5】本発明の第一実施形態において、板ばねの自由端の姿勢と弁座口の開口面積の関係を説明するための模式図である。
【図6】本発明の第一実施形態において、弁座口が開放されたときの燃料流れを説明するための模式図である。
【図7】本発明による燃料圧力調整装置の第二実施形態を示す断面図である。
【図8】本発明による燃料圧力調整装置の第三実施形態を示す断面図である。
【図9】本発明による燃料圧力調整装置の第四実施形態を示す断面図である。
【図10】本発明に係る板ばねの実施形態を示す平面図である。
【図11】本発明に係る板ばねの実施形態を示す平面図である。
【図12】本発明に係る板ばねの実施形態を示す平面図である。
【図13】本発明に係る板ばねの実施形態を示す平面図である。
【図14】本発明に係る板ばねの実施形態を示す平面図である。
【図15】本発明に係る板ばねの実施形態を示す平面図である。
【図16】本発明に係る板ばねの実施形態を示す平面図である。
【符号の説明】
10 燃料タンク
18 プレッシャレギュレータ(燃料圧力調整装置)
26 燃料ポンプ
28 板ばね
32 弁体
34 弁座
40 弁座口
42 シート部材
44 外縁環状部(外縁部)
46、48、50 環状部
52 中央環状部(中央部)
54、56、66、68 接続部
140、144 ばね部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel pressure adjusting device that adjusts fuel supplied from a fuel tank to an internal combustion engine (hereinafter, referred to as an engine) by a fuel pump to a predetermined pressure.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a fuel pressure adjusting device that adjusts fuel supplied from a fuel tank to an engine by a fuel pump to a predetermined system pressure is known (for example, see Patent Documents 1 and 2). In the fuel pressure adjusting devices disclosed in Patent Literatures 1 and 2, a valve element is provided upstream of a valve seat port, and the valve element is separated from the valve seat upstream by pressure acting on the diaphragm. Recirculate the fuel to the fuel tank.
[0003]
[Patent Document 1]
[Patent Document 2]
JP-A-2000-45897
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the fuel pressure adjusting devices disclosed in Patent Literatures 1 and 2, when the valve element is separated from the valve seat and the valve seat opening is opened, the fuel pressure rapidly drops from the system pressure to the pressure in the fuel tank. At the same time, the pressure of the fuel further decreases due to the contraction of the fuel from the outside of the valve seat toward the inside of the valve seat, and vapor is generated in the fuel. When the fuel containing vapor generated in this way is ejected from the fuel pressure adjusting device as a jet into the fuel tank, fluctuations in the pressure of the jet propagate in the fuel and members that collide with the jet vibrate. Noise.
The present invention has been made to solve this problem, and an object of the present invention is to provide a fuel pressure adjusting device that reduces noise generation.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, by providing the valve element that closes the valve seat at the downstream side of the valve seat, when the valve element separates from the valve seat, the fuel flows from inside to outside of the valve seat. To suppress the generation of vapor due to the contraction of fuel downstream of the valve seat. Further, the size can be reduced by adopting a plate-shaped leaf spring as a means for urging the valve body in the direction of seating on the valve seat. Further, by configuring the leaf spring as follows, the opening area of the valve seat can be accurately controlled by the urging force of the leaf spring. That is, the free end in contact with the valve body is configured to maintain a posture nearly perpendicular to the axis in the thickness direction. Specifically, the outer edge of the leaf spring is a fixed end, and the center of the leaf spring is a free end that abuts on the valve body. At least one annular portion is provided between the outer edge and the free end. Further, in the annular portion, the inner connecting portion connected to the central portion or the inner adjacent annular portion and the outer connecting portion connected to the outer edge portion or the outer adjacent annular portion are separated from each other by approximately half a circle. It is provided in the position where it was done. In addition, the inside connection part of the outer ring part in two adjacent ring parts corresponds to the outside connection part of the inner ring part. When a force in the thickness direction of the leaf spring is applied to the central portion, the leaf spring having such a configuration is elastically deformed into a three-dimensional shape that zigzags at the inner connection portion and the outer connection portion (see, for example, FIG. 4). At this time, an angle (corresponding to θ1 to θ4 in the example of FIG. 4) formed by two elements (an outer edge, an annular portion, or a center) sandwiching the inner connection portion or the outer connection portion is set to θn (n = 1, 2). .. K), the angle θ between the outer edge and the center (corresponding to θ5 in the example of FIG. 4) is approximated by the following equation (1).
(Equation 1)
[0006]
The above equation (1) indicates that the configuration of the leaf spring can suppress an increase in the angle θ between the outer edge portion and the central portion with an increase in the displacement of the central portion. That is, in the fuel pressure adjusting device according to the first aspect, since the posture of the central portion in contact with the valve body can be maintained at a posture substantially perpendicular to the plate thickness direction axis, the opening area of the valve seat opening is reduced. It can be controlled accurately by the biasing force of the leaf spring. As a result, the system pressure upstream of the valve seat can be adjusted accurately.
[0007]
According to the second aspect of the present invention, the valve seat is urged in the valve seat direction by contacting the valve body with the central portion so as to be movable in a direction substantially perpendicular to the plate thickness direction axis at the central portion. The valve element is automatically centered according to the shape. Thus, the valve seat can be reliably closed when the valve is closed.
[0008]
According to the third aspect of the present invention, the configuration is simplified by integrating the central portion and the valve body according to the first aspect.
According to the fourth aspect of the present invention, by making the rigidity of the outer annular portion of the two adjacent annular portions higher than the rigidity of the inner annular portion, it is possible to make the distortion generated in each annular portion more uniform.
[0009]
According to the fifth aspect of the present invention, by providing the valve element that closes the valve seat at the downstream side of the valve seat, when the valve element separates from the valve seat, the fuel flows from the inside of the valve seat to the outside. To suppress the generation of vapor due to the contraction of fuel downstream of the valve seat. Further, the size can be reduced by adopting a plate-shaped leaf spring as a means for urging the valve body in the direction of seating on the valve seat. Further, by configuring the leaf spring as follows, the opening area of the valve seat can be accurately controlled by the urging force of the leaf spring. That is, the free end in contact with the valve body is configured to maintain a posture nearly perpendicular to the axis in the thickness direction. Specifically, the outer edge of the leaf spring is a fixed end, and the center of the leaf spring is a free end that abuts on the valve body. Further, the distal ends of at least two spring portions whose base ends are connected to the outer edge are connected to the outer edge of the central portion at equal intervals in the circumferential direction. Further, by supporting the outer edge of the central portion abutting on the valve body at equal intervals in the circumferential direction by a plurality of spring portions, the attitude of the central portion can be maintained at a position nearly perpendicular to the plate thickness direction axis. . Therefore, in the fuel pressure adjusting device according to the fifth aspect, the opening area of the valve seat can be accurately controlled by the urging force of the leaf spring. As a result, the system pressure upstream of the valve seat can be adjusted accurately.
[0010]
In the invention according to claim 6, the valve seat is biased in the valve seat direction by contacting the valve body with the central portion so as to be movable in a direction substantially perpendicular to the plate thickness direction axis at the central portion. The valve element is automatically centered according to the shape. Thus, the valve seat can be reliably closed when the valve is closed.
[0011]
In the invention described in claim 7, the configuration is simplified by integrating the central portion described in claim 5 and the valve element.
According to the eighth aspect of the invention, by forming the spring portion in a zigzag shape, the distance from the base end to the distal end of the spring portion can be increased. As a result, a small leaf spring having a small spring constant can be realized.
[0012]
According to the ninth aspect of the invention, by forming the spring portion into a spiral shape, the distance from the base end to the distal end of the spring portion can be increased. As a result, a small leaf spring having a small spring constant can be realized.
According to the tenth aspect of the present invention, by increasing the rigidity from the distal end to the proximal end of the spring portion, the distortion generated from the distal end to the proximal end of the spring portion can be made uniform.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a first embodiment of a fuel pressure adjusting device according to the present invention. The
[0014]
The in-tank
[0015]
The
[0016]
FIG. 2 is a sectional view showing a first embodiment of the fuel pressure adjusting device according to the present invention.
The
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
The
[0020]
FIG. 3 is a plan view showing the
[0021]
The outermost annular portion 44 (hereinafter, referred to as an outer edge annular portion 44) corresponds to an outer edge portion described in claims. The innermost annular portion 52 (hereinafter, referred to as a central annular portion 52) corresponds to a central portion described in claims. The other
[0022]
The central
[0023]
In the
ΔP = kx / S Equation (2)
(K: spring constant, x: valve lift, S: effective pressure receiving area)
[0024]
When the central
θ5 = (θ2−θ1) + (θ4−θ3) Equation (3)
[0025]
When the force acting on the central
[0026]
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the relationship between the position of the free end of the leaf spring that contacts the
[0027]
On the other hand, as shown in FIG. 5B, in the case of a
[0028]
The configuration of the
When the pressure of the fuel supplied to the
[0029]
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the fuel flow when the
[0030]
On the other hand, as in the conventional example shown in FIG. 6B, when the
[0031]
(Second embodiment)
FIG. 7 is a sectional view showing a second embodiment of the fuel pressure adjusting device according to the present invention. The fuel pressure adjusting device according to the second embodiment is a
[0032]
The annular end face of the
The
In the second embodiment, the configuration of the
[0033]
(Third embodiment)
FIG. 8 is a sectional view showing a third embodiment of the fuel pressure adjusting device according to the present invention. Parts that are substantially the same as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted. The fuel pressure adjusting device according to the third embodiment is a
[0034]
(Fourth embodiment)
FIG. 9 is a sectional view showing a fourth embodiment of the fuel pressure adjusting device according to the present invention. Parts that are substantially the same as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted. The fuel pressure adjusting device according to the fourth embodiment is a
[0035]
(Embodiment of leaf spring)
The embodiment of the leaf spring of the fuel pressure adjusting device according to the present invention is not limited to the shape shown in FIG. Hereinafter, a plurality of embodiments of the leaf spring will be described. Parts that are substantially the same as in the other embodiments are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
[0036]
The
Since the opening in which the
[0037]
A
[0038]
The leaf springs shown in FIGS. 12, 13, 14, 15, and 16 are embodiments in which the outer edge of the fixed end and the center of the free end are connected by a plurality of spring portions. Also in the embodiment described below, the opening in which the
[0039]
In a
[0040]
In a
[0041]
In the
[0042]
In the
[0043]
In a
[0044]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a first embodiment of a fuel pressure adjusting device according to the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing a first embodiment of a fuel pressure adjusting device according to the present invention.
FIG. 3 is a plan view showing a leaf spring according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a side view showing a leaf spring according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a relationship between a posture of a free end of a leaf spring and an opening area of a valve seat in the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic view for explaining a fuel flow when a valve seat is opened in the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a sectional view showing a second embodiment of the fuel pressure adjusting device according to the present invention.
FIG. 8 is a sectional view showing a third embodiment of the fuel pressure adjusting device according to the present invention.
FIG. 9 is a sectional view showing a fourth embodiment of the fuel pressure adjusting device according to the present invention.
FIG. 10 is a plan view showing an embodiment of a leaf spring according to the present invention.
FIG. 11 is a plan view showing an embodiment of a leaf spring according to the present invention.
FIG. 12 is a plan view showing an embodiment of a leaf spring according to the present invention.
FIG. 13 is a plan view showing an embodiment of a leaf spring according to the present invention.
FIG. 14 is a plan view showing an embodiment of a leaf spring according to the present invention.
FIG. 15 is a plan view showing an embodiment of a leaf spring according to the present invention.
FIG. 16 is a plan view showing an embodiment of a leaf spring according to the present invention.
[Explanation of symbols]
10 Fuel tank
18 Pressure regulator (fuel pressure regulator)
26 Fuel pump
28 leaf spring
32 valve body
34 valve seat
40 valve seat
42 sheet member
44 Outer edge ring (outer edge)
46, 48, 50 Annular part
52 center annular part (central part)
54, 56, 66, 68 connection
140, 144 spring part
Claims (10)
前記燃料ポンプから前記内燃機関に燃料を供給する配管に通じる弁座口と前記弁座口の周囲に形成された弁座とを有するシート部材と、
前記弁座の下流側に設けられ、前記弁座に着座することにより前記弁座口を閉塞する弁体と、
前記弁体を前記弁座に着座させる方向に付勢する板状の板ばねとを備え、
前記板ばねは、固定端の外縁部と、前記弁体に当接する自由端の中央部と、前記外縁部と前記中央部との間に設けられる少なくとも1つの環状部とを有し、
前記環状部は、前記中央部又は内側の隣の環状部に接続している内側接続部と、前記内側接続部からほぼ半周離間した位置に設けられ、前記外縁部又は外側の隣の環状部に接続している外側接続部とを有することを特徴とする燃料圧力調整装置。A fuel pressure adjusting device that adjusts fuel supplied from a fuel tank to an internal combustion engine by a fuel pump to a predetermined pressure,
A seat member having a valve seat opening to a pipe for supplying fuel from the fuel pump to the internal combustion engine and a valve seat formed around the valve seat opening;
A valve body provided on the downstream side of the valve seat and closing the valve seat opening by sitting on the valve seat,
A plate-shaped leaf spring that urges the valve body in a direction to be seated on the valve seat,
The leaf spring has an outer edge portion of a fixed end, a central portion of a free end that contacts the valve body, and at least one annular portion provided between the outer edge portion and the central portion,
The annular portion is provided at a position substantially half-circumferentially from the inner connecting portion and the inner connecting portion connected to the central portion or the inner adjacent annular portion, and is provided at the outer edge portion or the outer adjacent annular portion. A fuel pressure regulating device having an outer connecting portion connected thereto.
前記燃料ポンプから前記内燃機関に燃料を供給する配管に通じる弁座口と前記弁座口の周囲に形成された弁座とを有するシート部材と、
前記弁座の下流側に設けられ、固定端の外縁部と、前記弁座に着座することにより前記弁座口を閉塞する自由端の中央部と、前記外縁部と前記中央部との間に設けられる少なくとも1つの環状部であって、前記中央部又は内側の隣の環状部に接続している内側接続部と、前記内側接続部からほぼ半周離間した位置に設けられ前記外縁部又は外側の隣の環状部に接続している外側接続部とを有する環状部とを有する板状の板ばねと、
を備えることを特徴とする燃料圧力調整装置。A fuel pressure adjusting device that adjusts fuel supplied from a fuel tank to an internal combustion engine by a fuel pump to a predetermined pressure,
A seat member having a valve seat opening to a pipe for supplying fuel from the fuel pump to the internal combustion engine and a valve seat formed around the valve seat opening;
Provided on the downstream side of the valve seat, an outer edge portion of a fixed end, a central portion of a free end that closes the valve seat opening by sitting on the valve seat, and between the outer edge portion and the central portion. At least one annular portion provided, wherein the inner connecting portion is connected to the central portion or the inner adjacent annular portion, and the outer edge portion or the outer edge portion is provided at a position substantially half a circle away from the inner connecting portion. A plate-shaped leaf spring having an annular portion having an outer connecting portion connected to an adjacent annular portion,
A fuel pressure adjusting device comprising:
隣り合う2つの前記環状部における外側の環状部は、当該2つの環状部における内側の環状部より剛性が高いことを特徴とする請求項1、2又は3に記載の燃料圧力調整装置。The annular portion is provided at least two,
4. The fuel pressure adjusting device according to claim 1, wherein an outer annular portion of two adjacent annular portions has higher rigidity than an inner annular portion of the two annular portions. 5.
前記燃料ポンプから前記内燃機関に燃料を供給する配管に通じる弁座口と前記弁座口の周囲に形成された弁座とを有するシート部材と、
前記弁座の下流側に設けられ前記弁座に着座することにより前記弁座口を閉塞する弁体と、
前記弁体を前記弁座に着座させる方向に付勢する板状の板ばねとを備え、
前記板ばねは、固定端の外縁部と、前記弁体に当接する自由端の中央部と、基端が前記外縁部に接続され先端が前記中央部に接続されている少なくとも2つのばね部とを有し、前記各ばね部の先端が前記中央部の外縁に周方向に等間隔に接続されていることを特徴とする燃料圧力調整装置。A fuel pressure adjusting device that adjusts fuel supplied from a fuel tank to an internal combustion engine by a fuel pump to a predetermined pressure,
A seat member having a valve seat opening to a pipe for supplying fuel from the fuel pump to the internal combustion engine and a valve seat formed around the valve seat opening;
A valve body provided on the downstream side of the valve seat to close the valve seat opening by sitting on the valve seat;
A plate-shaped leaf spring that urges the valve body in a direction to be seated on the valve seat,
The leaf spring includes an outer edge portion of a fixed end, a central portion of a free end abutting on the valve body, and at least two spring portions having a proximal end connected to the outer edge portion and a distal end connected to the central portion. And a tip of each of the spring portions is connected to an outer edge of the central portion at equal intervals in a circumferential direction.
前記燃料ポンプから前記内燃機関に燃料を供給する配管に通じる弁座口と前記弁座口の周囲に形成された弁座とを有するシート部材と、
前記弁座の下流側に設けられ、固定端の外縁部と、前記弁座に着座することにより前記弁座口を閉塞する自由端の中央部と、基端が前記外縁部に接続され先端が前記中央部に接続されている少なくとも2つのばね部とを有し、前記各ばね部の先端が前記中央部の外縁に周方向に等間隔に接続されている板状の板ばねと、を備えることを特徴とする燃料圧力調整装置。A fuel pressure adjusting device that adjusts fuel supplied from a fuel tank to an internal combustion engine by a fuel pump to a predetermined pressure,
A seat member having a valve seat opening to a pipe for supplying fuel from the fuel pump to the internal combustion engine and a valve seat formed around the valve seat opening;
Provided on the downstream side of the valve seat, the outer edge of the fixed end, the center of the free end that closes the valve seat opening by sitting on the valve seat, the base end is connected to the outer edge and the tip is A plate-shaped leaf spring having at least two spring portions connected to the central portion, and a tip end of each of the spring portions connected to an outer edge of the central portion at equal intervals in a circumferential direction. A fuel pressure adjusting device characterized by the above-mentioned.
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