JP2004301120A

JP2004301120A - 燃料圧力調整装置

Info

Publication number: JP2004301120A
Application number: JP2004036390A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Konishi; 正晃小西
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-03-14
Filing date: 2004-02-13
Publication date: 2004-10-28

Abstract

【課題】構成が簡素な燃料圧力制御装置を提供する。
【解決手段】燃料タンクからエンジンに供給される燃料圧力を調整するプレッシャレギュレータ１８において、ダイヤフラムを用いずに弁体３２自体に作用する燃料圧力により弁座３４から弁体３２を離座させる。このために、ハウジング３８の弁座３４より吐出口３６側に弁体３２を収容する。ダイヤフラムによって区画される弁座より導入口側の２つの空間をダイヤフラム及びハウジングによって密閉する必要がなくなると、ハウジング３８の構成を簡素化できる。
【選択図】図１

Description

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。）に供給される燃料圧力を調整する燃料圧力調整装置に関する。

従来、ダイヤフラムにより弁体を作動させる燃料圧力調整装置が知られている（例えば特許文献１参照。）。燃料圧力調整装置に備わるダイヤフラムには、燃料をシールするためにゴムなどからなる弾性膜が用いられる。このようなダイヤフラムは、全周がかしめ接合などによりハウジングに固定され、弁体を開かせる燃料の圧力が作用する空間とその圧力が作用しない空間とにハウジング内を区画する。
しかし、ダイヤフラムにより弁体を作動させる燃料圧力調整装置は、ダイヤフラムの他に、弁体を開かせる燃料の圧力が作用する空間を密閉するハウジングとその圧力が作用しない空間を密閉するハウジングとを別部材で必要とするため、部品点数が多い。
また特許文献２には、ダイヤフラムを用いずに弁体自体に作用する燃料圧力により弁座から弁体を離座させる燃料圧力調整装置が開示されている。特許文献２に開示された燃料圧力調整装置では、Ｌ字形に屈曲した板ばねで弁体を閉弁方向に付勢している。しかし、特許文献２に開示された燃料圧力調整装置では、弁座口の下流側では、Ｌ字形に屈曲した板ばねに沿って複雑に屈曲した燃料流路を燃料が通過するため、圧力損失の増大を招く。
特開２０００−４５８９７号公報独国特許出願公開第１０１０７２２３号明細書

本発明は、このような問題に鑑みて創作されたものであって、構成が簡素な燃料圧力調整装置を提供することを目的とする。

請求項１、２、５及び６に記載の発明では、ダイヤフラムを用いずに弁体自体に作用する燃料圧力により弁座から弁体を離座させるために、ハウジングの弁座より吐出口側に弁体を収容する。ダイヤフラムによって区画される弁座より導入口側の２つの空間をダイヤフラム及びハウジングによって密閉する必要がなくなると、ハウジングの構成を簡素化できる。したがって、請求項１又は２に記載の発明によると燃料圧力調整装置の構成を簡素化することができる。

請求項３、５及び６に記載の発明では、平板状の板ばねで弁体を付勢することにより、燃料圧力調整装置の小型化を容易にする。
請求項４、５及び６に記載の発明では、弁座口と燃料タンクとを連通させる開口部を板ばねに形成することにより、弁座口から燃料タンクに至る燃料流路を確保する。また、弁体を付勢している平板状の板ばねに開口部が設けられているため、弁座口の下流側の燃料流路の形状を簡素化することができるため、弁座口から吐出口を介して吐出されるまでに流路抵抗によって生ずる燃料の圧力損失を低減することができる。

請求項７に記載の発明では、弁体を板ばねでハウジング内に拘束することにより、ハウジングから弁体が脱落することを簡素な構成で防止する。
請求項８に記載の発明では、付勢手段をハウジングにかしめ接合することにより、燃料圧力調整装置の構成を簡素化する。

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断面図である。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の圧力を調整する装置である。

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。

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。

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。

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いる。シート部材４２の下流側端面の内縁部は環状の弁座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はハウジング３８の導入口２０と吐出口３６とを連通させる。

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（図２参照）にはまっている。

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、ハウジング３８の吐出口側端部３９にかしめ接合されている。図２は、板ばね２８を示す平面図である。板ばね２８は、外縁部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、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。環状部４６、４８、５０には、内側の環状部と接続される接続部と、外側の環状部と接続される接続部とが１８０度間隔で各１つ接続されている。板ばね２８の中心部に板厚方向（図２の紙面垂直方向）の力が作用すると、板ばね２８は図３に示すように変形する。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。

弁体３２を弁座３４に着座する方向に付勢する手段として例えばコイルスプリングを用いてもよいが、平板状の板ばねを用いることにより、プレッシャレギュレータの軸長を短くすることができる。また、弁体３２をハウジング３８内に拘束する手段として平板状の板ばねを用いることにより、プレッシャレギュレータ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。

さらに、弁体３４の吐出口側に設けられた平板状の板ばね２８に開口部５８、６０、６２、６４を形成することにより、弁座口４０の下流側の燃料が吐出口３６から吐出されるまでの流路を簡素にできる。このため、図１に示すように流路の中心軸線が直線になる単純な形状でハウジング３８を構成することができる。またさらに、ハウジング３８の下流側を末広がりな形状にして吐出口３６の開口面積を広くすることにより、板ばね２８の開口部５８、６０、６２、６４の開口総面積を十分広く確保することができる。すなわち、弁体３４を付勢する平板状の板ばねに開口部を形成して弁座口４０と燃料タンク１０の内部とを連通させることにより、弁座口４０の下流側における燃料の圧力損失を低減することができる。

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。
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の燃料は第二配管１２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値に調整される。

以上説明した本発明の第一実施形態では、ハウジング３８の弁座３４より吐出口側に弁体３２を収容することにより、ダイヤフラムを用いずに弁体３２自体に作用する燃料圧力で弁座３４から弁体３２を離座させる。したがって第一実施形態では、ダイヤフラムが不要であり、従来のようにダイヤフラムによって区画される弁座より導入口側の２つの空間をダイヤフラム及びハウジングによって密閉する必要がなくなっている。したがって、上述の第一実施形態によると、ダイヤフラムを用いた従来のプレッシャレギュレータに比べてハウジング３８の構成を簡素化し、簡素な構成のプレッシャレギュレータを実現することができる。

（第二実施形態）
図４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。第二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７６から突き出たプレッシャレギュレータ７２である。燃料は、第三配管１６からシート部材４２の導入口７４に直接導入される。また、板ばね２８の中央部７８に開口部が形成されていないため、板ばね２８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２８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。

（第三実施形態）
図５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。第二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、ハウジング７６の下流側に第二ハウジング８８が設けられているプレッシャレギュレータ８０である。第二ハウジング８８は断面円形の筒状に形成されている。第二ハウジング８８の上流側端部８８１は、ハウジング７６の下流側端部３９に板ばね２８ともにかしめ接合されている。第二ハウジング８８の下流側端部８８２には吐出口８２が形成されている。板ばね２８には弁座口４０と吐出口８２とを連通させる開口部８４、８６が形成されている。弁体３２が弁座３４から離座すると、弁座口４０が開放され、板ばね２８の開口部８４、８６を通過した燃料が吐出口８２を介して燃料タンク１０の内部に吐出される。

（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。

図６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。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３参照）。
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。

図７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。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３参照）。

図８、図９、図１０、図１１、図１２、図１３、図１４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。

図８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。

図９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。

図１０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。

図１１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。

図１２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、ばね部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。

図１３に示す板ばね２０４では、円形の外縁部１５０と円形の中央部１５４を３つのばね部２０６、２０８、２１０で連結している。ばね部２０６、２０８、２１０は、それぞれＳ字形状に蛇行した曲部２０７、２０９、２１１を有し、全体として渦巻き形状である。ばね部２０６、２０８、２１０のそれぞれの幅は、先端から基端まで一定でもよいし、一定でなくともよい。

図１４に示す板ばね２１２では、円形の外縁部１５０と円形の中央部１５４を２つのばね部２１４、２１６で連結している。ばね２１４、２１６は、それぞれＳ字形状に蛇行した曲部２１５、２１７を有し、全体として渦巻き形状である。ばね部２１４、２１６のそれぞれの幅は、先端から基端まで一定でもよいし、一定でなくともよい。

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。本発明による燃料圧力調整装置の板ばねの実施形態を示す平面図である。本発明による燃料圧力調整装置の板ばねの実施形態を示す側面図である。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。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。本発明に係る板ばねの実施形態を示す平面図である。本発明に係る板ばねの実施形態を示す平面図である。本発明に係る板ばねの実施形態を示す平面図である。本発明に係る板ばねの実施形態を示す平面図である。本発明に係る板ばねの実施形態を示す平面図である。本発明に係る板ばねの実施形態を示す平面図である。本発明に係る板ばねの実施形態を示す平面図である。本発明に係る板ばねの実施形態を示す平面図である。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、１４インジェクタ、１８プレッシャレギュレータ、２０導入口、２６燃料ポンプ、２８板ばね、３２弁体、３４弁座、３６吐出口、３８ハウジング、４０弁座口、４２シート部材

Claims

燃料ポンプによって燃料タンクから内燃機関に供給される燃料の圧力を調整する燃料圧力調整装置であって、
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導入口と前記燃料タンクに通じる吐出口とを有するハウジングと、
前記ハウジングに収容され前記導入口と前記吐出口とを連通させ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、
前記ハウジングの前記弁座より前記吐出口側に収容さ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、
前記吐出口に設けられ前記弁体を前記弁座に着座させる方向に付勢する付勢手段と、
を備えることを特徴とする燃料圧力調整装置。
燃料ポンプによって燃料タンクから内燃機関に供給される燃料の圧力を調整する燃料圧力調整装置であって、
前記燃料タンクに通じる吐出口を有するハウジングと、
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導入口と、前記導入口と前記吐出口とを連通させる弁座口と、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、
前記ハウジングの前記弁座より前記吐出口側に収容さ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、
前記吐出口に設けられ前記弁体を前記弁座に着座させる方向に付勢する付勢手段と、
を備えることを特徴とする燃料圧力調整装置。
前記付勢手段は、平板状の板ばねであって外縁部が前記ハウジングに固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料圧力調整装置。
前記付勢手段は、前記弁座口と前記燃料タンクとを連通させる開口部を有することを特徴とする請求項３に記載の燃料圧力調整装置。
燃料ポンプによって燃料タンクから内燃機関に供給される燃料の圧力を調整する燃料圧力調整装置であって、
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導入口と前記燃料タンクに通じる吐出口とを有するハウジングと、
前記ハウジングに収容され前記導入口と前記吐出口とを連通させ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、
前記ハウジングの前記弁座より前記吐出口側に収容さ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、
前記弁体の前記吐出口側に設けられ平板状の板ばねであって外縁部が前記ハウジングに固定され前記弁座口と前記燃料タンクとを連通させる開口部を有し前記弁体を前記弁座に着座させる方向に付勢する付勢手段と、
を備えることを特徴とする燃料圧力調整装置。
燃料ポンプによって燃料タンクから内燃機関に供給される燃料の圧力を調整する燃料圧力調整装置であって、
前記燃料タンクに通じる吐出口を有するハウジングと、
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導入口と、前記導入口と前記吐出口とを連通させる弁座口と、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、
前記ハウジングの前記弁座より前記吐出口側に収容さ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、
前記弁体の前記吐出口側に設けられ平板状の板ばねであって外縁部が前記ハウジングに固定され前記弁座口と前記燃料タンクとを連通させる開口部を有し前記弁体を前記弁座に着座させる方向に付勢する付勢手段と、
を備えることを特徴とする燃料圧力調整装置。
前記付勢手段は、前記ハウジング内に前記弁体を拘束していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の燃料圧力調整装置。
前記付勢手段は、前記ハウジングにかしめ接合されていることを特徴とする請求項３〜７のいずれか一項に記載の燃料圧力調整装置。