JP2005061384A - 燃料ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】 樹脂製のボディを用いてもダイヤフラムを適切な量だけ圧縮させてポンプの性能を維持することが可能な燃料ポンプを実現する。
【解決手段】 筒状部１８を有するボディと、筒状部１８の突出端部１８ａに周縁部が密接されて、筒状部１８とともに画成するポンプ室６０の内容積の拡縮を可能とするゴム製のダイヤフラム１０と、ダイヤフラム１０の周縁部を筒状部１８の突出端部１８ａに押圧して密封固定するケース２２とを有する燃料ポンプ１において、筒状部１８は、突出端部１８ａに係合溝２２ｂを有し、前記ダイヤフラム１０は、前記周縁部に、係合溝２２ｂ内に挿入されるリップ部２０を有し、ケース２２は、筒状部１８の外周面に嵌合する外壁部２２ｃと、前記嵌合した際にリップ部２０を係合溝２２ｂの溝底方向に押圧して、リップ部２０を溝幅方向に拡幅変形させる押圧突部２２ｄを有する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、自動車等に用いられる内燃機関に燃料を供給するための燃料ポンプに関する。

従来の内燃機関に燃料を供給する燃料ポンプとしては、例えば燃料フィルタの上部に設けられたダイヤフラムポンプが知られている（例えば、特許文献１参照）。図６は、従来のダイヤフラムポンプを備えた燃料フィルタの断面図である。図示するように、燃料ポンプとしてのダイヤフラムポンプ３１が設けられた燃料フィルタ３０は、上部に位置するダイヤフラムポンプ３１と、入口路３２および出口路３３を有するアルミダイカスト製のボディ３４と、下方にフィルタエレメント３５が内蔵されたハウジング３６とが接続されて構成されている。

ダイヤフラムポンプ３１の構成部材であるゴム製のダイヤフラム４０は、合成樹脂製の軸部３７と平板部３８を有する逆Ｔ字状部材３９の平板部３８に一体に成形されている。そして、ダイヤフラム４０は、軸部３７を上方に突出させた鉄板製のケース４５をダイヤフラム４０に被せ、ケース外周部４８をボディ上縁部にかしめることにより、ダイヤフラム４０の外周部４６をボディ上部４７とケース外周部４８との間に挟持して固定している。このとき、ダイヤフラム４０とボディ３４とにて囲まれた空間がポンプ室６０となる。 ポンプ室６０には、入口路３２と連通する流路６１と、下方に設けられたフィルタエレメント３５の内側に連通する流路６２とが設けられている。また、流路６１にはポンプ室６０方向への燃料の流入を許容する逆止弁６３が設けられ、流路６２には、フィルタエレメント３５方向への燃料の流入を許容する逆止弁６４が設けられている。また、フィルタエレメント３５の外側と出口路３３とを連通する流路６５も設けられている。

逆Ｔ字状部材３９の軸部３７の軸上部４９にはハンドル５０をかしめて固定し、ハンドル５０とケース４５との間にスプリング５３が介在されている。

上記燃料フィルタ３０は、ダイヤフラムポンプ３１のハンドル５０を押し下げると、ダイヤフラム４０が押し下げられて、ダイヤフラム４０とボディ３４とにて囲まれたポンプ室６０が圧縮される。このとき、逆止弁６４が開き、ポンプ室６０内の燃料が流路６２を経てフィルタエレメント３５の内側に流入される。

ハンドル５０を押し下げる力が解除されると、スプリング５３の反発力によりダイヤフラム４０が上昇し、ポンプ室６０が膨張される。このとき、逆止弁６４は閉じて逆止弁６３が開き、入口路３２側から流路６１を経て燃料が流入される。

フィルタエレメント３５の内側に流入した燃料は、その後流入される燃料に押し出されるようにフィルタエレメント３５を通過してフィルタエレメント３５の外側に流出し、出口路３３を経て内燃機関に供給される。
特開平１１−３２４８４４号公報

燃料フィルタ３０の軽量化及び低廉化を図るために、従来アルミダイカスト製であったボディ３４を樹脂にて形成することを考えた。しかしながら、樹脂製のボディに鉄板製のケース４５をかしめると、樹脂製のボディが変形するため、ダイヤフラム４０を適切な量だけ圧縮させてボディとケース４５とにて挟持することは難しい。また、たとえダイヤフラム４０を適切に圧縮させてケース４５がかしめられたとしても、樹脂製のボディにクリープ変形が生じると、ダイヤフラム４０の圧縮量が経時的に減少し、燃料ポンプ３１としての性能が低下する畏れがあるという課題があった。

そこで本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、樹脂製のボディを用いてもダイヤフラムを適切な量だけ圧縮させてポンプの性能を維持することが可能な燃料ポンプを提供することにある。

前記目的を達成するために、この発明は、突出する筒状部を有するボディと、前記筒状部の突出端部に周縁部が密接されて、前記筒状部とともにポンプ室を画成し、該ポンプ室の内容積の拡縮を可能とするゴム製のダイヤフラムと、該ダイヤフラムの前記周縁部を前記筒状部の前記突出端部に押圧して密封固定するケースとを有する燃料ポンプにおいて、前記筒状部は、前記突出端部に、その周方向に沿って設けられ前記突出する方向に向かって開放された係合溝を有し、前記ダイヤフラムは、前記周縁部に、前記係合溝内に挿入されるリップ部を有し、前記ケースは、前記筒状部の外周面に嵌合する外壁部と、前記嵌合した際に前記リップ部を前記係合溝の溝底方向に押圧して、当該リップ部を溝幅方向に拡幅変形させる押圧突部を有することを特徴とする燃料ポンプである。

このような燃料ポンプによれば、ケースの外壁部を筒状部の外周面に嵌合すると、ケースの押圧突部によりダイヤフラムの周縁部が筒状部の突出端部に押圧されることになる。このため、ケースをボディに嵌合するだけで容易に密封されたポンプ室を画成することが可能である。

また、ダイヤフラムの周縁部に設けられたリップ部は、ボディの係合溝に挿入されるので、単にケースとボディとの間にて挟持されるより高い密封性を得ることが可能である。さらに、リップ部は突出端部に押圧されると、係合溝の溝底方向に圧縮されることはもちろんのこと、溝幅方向に拡幅変形されて係合溝の側壁を押圧することになる。このためポンプ室の高い気密性を維持しつつ、気密性を維持するためにボディに作用する応力を一方向に集中させることなく、３方向に分散させて作用させることが可能である。従って、ポンプ室の気密性を確保すべく樹脂製のボディにダイヤフラムを押圧した状態で固定したとしても、樹脂製のボディがクリープ変形したり、また、クリープ変形により気密性が低下することによりポンプとしての性能が低下することを防止することが可能である。さらに、気密性を保持するための適切な応力にてダイヤフラムを押圧した状態が継続しても、その気密状態は維持されるので、燃料ポンプのような交換を必要としない部品にあっては、その信頼性を向上させることが可能である。

かかる燃料ポンプにおいて、前記リップ部の断面は、前記係合溝への挿入方向の先端側の幅が、後端側の幅より狭い台形状を呈していることが望ましい。
このような燃料ポンプによれば、係合溝に挿入されるリップ部の、先端側の幅が狭いので、容易に係合溝に挿入することが可能であり、また、後端側の幅は広いので、押圧突部により押圧された際に、少ない拡幅変形にてポンプ室を密封することが可能である。

かかる燃料ポンプにおいて、前記リップ部は、前記押圧突部が入り込んで当該リップ部の前記溝幅方向への拡幅変形を増大させる凹部を有することが望ましい。
このような燃料ポンプによれば、凹部に押圧突部が入り込むことによって、リップ部の溝幅方向への拡幅変形を容易に増大させることが可能である。このため、ボディに作用する応力を集中させることなく、より確実に３方向に分散させて作用させることが可能である。

かかる燃料ポンプにおいて、前記凹部は、断面Ｖ字状を呈していることが望ましい。
このような燃料ポンプによれば、凹部の断面がＶ字状なので、この凹部に押圧突部が入り込むと、リップ部の凹部の側方の部位が係合溝の側壁方向に変形し、押圧突部による係合溝の溝底方向の応力の一部を、係合溝の側壁方向に作用させることが可能である。

その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための最良の形態の欄、及び図面により明らかにされる。

本発明によれば、樹脂製のボディを用いてもダイヤフラムを適切な量だけ圧縮させてポンプの性能を維持することが可能な燃料ポンプを提供することが可能である。

図１は本発明にかかる燃料ポンプの一例を説明するための断面図、図２は燃料ポンプの分解断面図、図３は燃料ポンプに用いられるダイヤフラムを説明するための断面図、図４は図３に示すＡ部の拡大図、図５は、リップ部が押圧突部に押圧された状態を示す部分断面図である。

本発明にかかる燃料ポンプが燃料フィルタと一体となった形態を例に説明する。この燃料フィルタは、上部に位置するダイヤフラムポンプと、入口路および出口路を有するボディと、下方にフィルタエレメントが内蔵されたハウジングとが接続された構成は、ボディが樹脂にて形成されていることを除き、前記の背景技術として示した従来の燃料フィルタと同様である。このため、以下の説明では、従来技術に示した燃料フィルタと同一構成部分に同一符号を付し、また、図６も参照しつつ重複する説明を省略して述べる。

すなわち、本実施形態の燃料フィルタ１は、ハンドル５０の上下動に伴い、ダイヤフラム１０とボディ１２とにて囲まれたポンプ室６０が圧縮されると、ポンプ室６０内の燃料がフィルタエレメント３５の内側に流入され、ポンプ室６０が膨張されると、入口路３２側から流路６１を経て燃料がポンプ室６０に流入される。また、フィルタエレメント３５の内側に流入した燃料は、フィルタエレメント３５を通過し、出口路３３を経て内燃機関に供給される。

ダイヤフラムポンプ１のポンプ室６０は、樹脂製のボディ１２の上部に突出され、上方に開放された開口部１２ａを有する筒状部１８が、樹脂製の逆Ｔ字状部材３９と一体に形成されたゴム製のダイヤフラム１０に閉塞されて形成されている。

円筒部１８の突出端部１８ａには開口部１２ａの外側に、開口部１２ａと同心に配置された係合溝１２ｂが形成されている。そして、開口部１２ａと係合溝１２ｂとを仕切る係合溝１２ｂの内側の壁部１２ｃは、係合溝１２ｂの外側の壁部１２ｄより低く形成されている。

ダイヤフラム１０は、図３に示すように、逆Ｔ字状部材３９の円盤状の平板部３８から放射状に延出され、外側に向かって下方に傾斜する薄肉の可撓部１９と、可撓部１９の外周縁部に設けられ、前記係合溝１２ｂに収容されてボディ１２との間をシールするリップ部２０とを有している。リップ部２０には、下方に向かって幅が狭くなるようなテーパが設けられて、係合溝１２ｂに挿入する挿入方向に向かって先端側が狭く、後端側が広くなる断面が台形状を呈している。このため、リップ部２０が係合溝１２ｂに挿入される際には、幅が狭い先端側から係合溝１２ｂ挿入されることになる。このため、リップ部２０は容易に係合溝１２ｂに挿入することが可能である。また、ダイヤフラム１０の周縁部に設けられたリップ部２０が、ボディ１２の係合溝１２ｂに挿入されるので、単にケース２２とボディ１２との間にて挟持されるより高い密封性有するポンプ室６０を形成することが可能である。

リップ部２０は、可撓部１９の端から側方に延出されて上面２０ａが水平をなし、上面２０ａ側の幅はボディ１２に設けられた係合溝１２ｂの幅より僅かに広く形成されている。よって、リップ部２０を係合溝１２ｂに挿入するだけであってもリップ部２０の上面２０ａ側の部位は溝幅方向に圧縮されることになる。

上面２０ａには、リップ部２０が係合溝１２ｂに収容された際に、係合溝１２ｂにおける幅方向のほぼ中央に、係合溝１２ｂに沿って環状の凹部２０ｂが設けられている。この凹部２０ｂは、断面がＶ字状に形成されている。また、ダイヤフラム１０は、リップ部２０が係合溝１２ｂに収容された際に、可撓部１９とリップ部２０との境界部が係合溝１２ｂの内側の壁部１２ｃ上に当接し、上面２０ａが内側の壁部１２ｃより高くなるように形成されている。

ダイヤフラム１０をボディ１２に保持するためのケース２２は、中心部に逆Ｔ字状部材３９の軸部３７が挿通される挿通孔２２ｂを有する円盤状の底部２２ａと、底部２２ａの外周縁部から垂下されて、ボディ１２が有する係合溝１２ｂの外側の壁部１２ｄの外側に圧入嵌合される外壁部としての外筒部２２ｃと、外筒部２２ｃの内側に垂下される圧縮突部２２ｄとを有している。圧縮突部２２ｃは、外筒部２２ｂが外側の壁部１２ｄに圧入嵌合された際に、その先端が、係合溝１２ｂに収容されたリップ部２０を上方から押圧してリップ部２０を圧縮する位置に設けられている。また、圧縮突部２２ｃの先端には、リップ部２０のＶ字状の凹部２０ｂに入り込む断面がＶ字状に突出した突起２２ｅが設けられている。

このようなダイヤフラムポンプ３１によれば、ボディ１２の係合溝１２ｂに容易に挿入されたダイヤフラム１０のリップ部２０は、ケース２２の外筒部２２ｂを筒状部１８の外周面に嵌合すると、ケース２２の押圧突部２２ｄにより係合溝１２ｂに押圧されることになる。このため、ケース２２をボディ１２に嵌合するだけで容易に密封されたポンプ室６０を画成することが可能である。このとき、リップ部２０の上面２０ａが内側の壁部１２ｃより高くなるように形成されているので、リップ部２０を係合溝１２ｂの内側の壁部１２ｃによって抑制されることなく押圧突部２２ｄにより圧縮して拡幅変形させることが可能である。

さらに、リップ部２０は、ケース２２がボディ１２に圧入嵌合されると、圧縮突部２２ｄが係合溝１２ｂに収容されたリップ部２０を押圧して圧縮し、その反力は、溝底方向と、係合溝１２ｂの内側の壁部１２ｃ及び外側の壁部１２ｄ方向の３方向に分散して作用することになる。このため、ボディ１２の開口部周縁の一部に荷重が集中することを避けることが可能である。よって、ボディ１２を樹脂にて形成しても、十分なシール性を備えたポンプ室を形成することが可能であり、樹脂製のボディ１２がシールのために作用する応力により、クリープ変形したり、クリープ変形によるシール性の低下をも防止することが可能である。

さらに、、リップ部２０の上面２０ａに係合溝１２ｂに沿って、断面がＶ字状をなす環状の凹部２０ｂを設け、この凹部２０ｂに押圧突部２２ｄが入り込むことによって、リップ部２０の溝幅方向への拡幅変形を容易に増大させる構造としたので、樹脂製のボディ１２であってもクリープ変形の発生を抑制する効果を向上させることが可能である。特に、断面がＶ字状をなす凹部２０ｂは、押圧突部２２ｄが入り込むと、リップ部２０の上面２０ａ側の部位が係合溝１２ｂの側壁１２ｃ、１２ｄ方向に変形する。このため、押圧突部２２ｄによる係合溝１２ｂの溝底方向の応力の一部を、係合溝１２ｂの側壁１２ｃ、１２ｄ方向に作用させる効果をより向上させて気密性の高いポンプ室６０を構成することが可能である。このとき、係合溝１２ｂを有する筒状部１８の突出端部の外側には、ケース２２の外筒部２２ｃが嵌合されているので、外筒部は２２ｃはリップ部２０の拡幅変形による係合溝１２ｂの外側の側壁１２ｄに作用する応力に対抗するように機能する。このため、ポンプ室６０の気密性をより確実に確保することが可能であり、高性能のダイヤフラムポンプ３１を実現することが可能である。

よって、樹脂製のボディ１２を用いて、軽量化及び低廉化を図りつつ、ポンプの性能を確保し、かつそのポンプ性能が経時により低下し難いダイヤフラムポンプを実現することが可能である。

以上本実施の形態について説明したが、上記の実施形態は本発明の理解を容易にするための物であり、本発明を限定して解釈するための物ではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。

本発明にかかる燃料ポンプの一例を説明するための断面図。 燃料ポンプの分解断面図。 燃料ポンプに用いられるダイヤフラムを説明するための断面図。 図３に示すＡ部の拡大図。 リップ部が押圧突部に押圧された状態を示す部分断面図。 従来のダイヤフラムポンプを備えた燃料フィルタの断面図

符号の説明

１ 燃料フィルタ １０ ダイヤフラム
１２ ボディ（樹脂製）
１２ａ 開口部 １２ｂ 係合溝
１２ｃ 係合溝の内側の壁部 １２ｄ 係合溝の外側の壁部
１８ 筒状部 １８ａ 突出端部
１９ 可撓部 ２０ リップ部
２０ａ リップ部の上面 ２０ｂ 凹部（Ｖ字状の凹部）
２２ ケース ２２ａ ケースの底部
２２ｂ 挿通孔 ２２ｃ 外筒部（外壁部）
２２ｄ 押圧突部 ２２ｅ 突起
３１ ダイヤフラムポンプ（燃料ポンプ）
３２ 入口路 ３３ 出口路
３５ フィルタエレメント ３７ 軸部
３８ 平板部 ３９ 逆Ｔ字状部材
５０ ハンドル ６０ ポンプ室

Claims (4)

1. 突出する筒状部を有するボディと、
   前記筒状部の突出端部に周縁部が密接されて、前記筒状部とともにポンプ室を画成し、該ポンプ室の内容積の拡縮を可能とするゴム製のダイヤフラムと、
   該ダイヤフラムの前記周縁部を前記筒状部の前記突出端部に押圧して密封固定するケースとを有する燃料ポンプにおいて、
   前記筒状部は、前記突出端部に、その周方向に沿って設けられ前記突出する方向に向かって開放された係合溝を有し、
   前記ダイヤフラムは、前記周縁部に、前記係合溝内に挿入されるリップ部を有し、
   前記ケースは、前記筒状部の外周面に嵌合する外壁部と、前記嵌合した際に前記リップ部を前記係合溝の溝底方向に押圧して、当該リップ部を溝幅方向に拡幅変形させる押圧突部を有することを特徴とする燃料ポンプ。
2. 前記リップ部の断面は、前記係合溝への挿入方向の先端側の幅が、後端側の幅より狭い台形状を呈していることを特徴とする請求項１に記載の燃料ポンプ。
3. 前記リップ部は、前記押圧突部が入り込んで当該リップ部の前記溝幅方向への拡幅変形を増大させる凹部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料ポンプ。
4. 前記凹部は、断面Ｖ字状を呈していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の燃料ポンプ。
   

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