JP2005344520A

JP2005344520A - 燃料カットバルブ

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Publication number: JP2005344520A
Application number: JP2004162109A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Nakagawa; 光雄中川; Toichiro Hikichi; 東一郎引地
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2004-05-31
Filing date: 2004-05-31
Publication date: 2005-12-15
Anticipated expiration: 2024-05-31
Also published as: JP4348235B2

Abstract

【課題】自動二輪車が所定角度以上傾斜した場合に、燃料の供給を確実に遮断することを可能にする燃料カットバルブを提供する。
【解決手段】燃料タンク４２からインジェクタ３６に至る燃料供給系に一方向に傾斜する第１燃料カットバルブ１０２と他方向に傾斜する第２燃料カットバルブ１０４を設け、前記第１燃料カットバルブ１０２と第２燃料カットバルブ１０４とは互いに連通している。一方向に自動二輪車１０が傾斜すると、チェックボール１３２が錐面１４４に至り、弁座１３０に着座する。同様に、他方向に自動二輪車１０が傾斜すると、チェックボール１２６が錐面１４４に至り、弁座１２４に着座する。
【選択図】図６

Description

本発明は、自動二輪車において、燃料噴射を行う燃料供給装置に用いられる燃料カットバルブに関し、一層詳細には、燃料カットバルブにおけるバルブシート部の形状に関する。

従来、車両、例えば、燃料噴射を行う燃料供給装置を備えた自動二輪車が所定角度以上に傾斜した場合に、燃料の供給を遮断すべく、燃料系に燃料供給遮断機構が採用されている。具体的には、燃料ポンプユニットの内部に逆止弁（チェックバルブ）を設け、前記のように自動二輪車が所定角度以上に傾斜した場合に、前記逆止弁を構成するボールが転動して燃料用通路を閉塞し、燃料の供給を遮断するものである。

上記の技術に関連して、発明「燃料ポンプ装置」（特公昭６４−７２３３号公報、特許文献１）には、逆止弁やリリーフバルブを構成する弁の中心軸と、加圧流体、例えば、燃料が通過する通路の中心軸とが同一方向を指向している構造の燃料ポンプ装置が開示されている。

特公昭６４−７２３３号公報

前記特許文献１に記載の技術では、洩れ防止弁や逆止弁の弁本体が着座するシート部を有し、燃料が供給されると、弁本体がボール形状であり、且つ燃料によって膨潤するゴム材等の部材で形成されている場合には、シート部に弁本体が着座する際に、ボールのスムーズな挙動が得られない可能性がある。

一方、その解決策として、ボール形状の弁本体の膨潤を予め見込んだ上でシート部の中心軸をオフセットしておくことも考えられる。しかしながら、前記弁本体が膨潤する前に前記シートに着座すると、該弁本体を変位させる燃料圧が十分ではない場合には、同様にボールのスムーズな挙動が得られない可能性がある。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、ボール形状の弁本体を用いる燃料カットバルブにおいて、車両の所定角度以上の傾斜の際に、該弁本体がより確実に着座部に着座して燃料供給用通路を封止し、それによって燃料の供給を遮断することが可能な燃料カットバルブを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明に係る燃料カットバルブは、自動二輪車において燃料噴射を行う燃料供給装置に用いられる燃料カットバルブであって、第１チェックボールを収容した第１待機管を有する第１の燃料カットバルブと、第２チェックボールを収容した第２待機管を有する第２の燃料カットバルブとを含み、前記第１待機管は連通路を介して前記第２待機管に連通し、前記第１待機管には円錐形状の第１弁座部が形成され、前記第２待機管には円錐形状の第２弁座部が形成され、前記自動二輪車が第１の位置にあるときは、前記第１と第２のチェックボールはいずれも前記第１弁座部と第２弁座部から離間した開弁状態であり、前記自動二輪車が傾斜して第２の位置にあるときは、前記第１待機管が前記第２の位置方向に傾斜することにより前記第１待機管内の前記第１弁体が前記第１弁座部の錐面を転動して該第１弁座部に着座して閉弁状態となり、また、第２の位置と反対側に傾斜して第３の位置にあるときは、前記第２待機管が前記第３の位置方向に傾斜することにより前記第２待機管内の前記第２弁体が前記第２弁座部の錐面を転動して第２弁座部に着座して閉弁状態となることを特徴とする。

本発明によれば、自動二輪車が第２の方向またはそれとは反対側の第３の方向に傾斜したときに、第１待機管又は第２待機管内のいずれかのチェックボールを確実に弁座部に着座して燃料供給通路を閉塞し、これによって、燃料の供給をカットすることができる。

しかも、前記弁座部の円錐形状の頂点が、前記チェックボールが転がる前記第１待機管及び前記第２待機管の軸芯に対して偏心していることにより、チェックボールの着座効果を確保し、そのシール性を向上させることができる。

さらに、前記各弁座部の円錐形状の頂角が略１００°とし、各チェックボールの着座面を各待機管の軸線に対して略４０°傾斜させて、前記各弁座部の円錐形状の頂点を偏心させることにより、より一層シール性を向上させることができる。

本発明に係る燃料カットバルブによれば、車両が所定角度以上に傾斜した場合に、何らの動力源を使用することなくより確実に燃料の供給をカットできるという効果を達成することができる。しかも、円錐形状の弁座に対してチェックボールを確実に着座させることができるので、バルブとしてのシール性能、すなわち、燃料供給に対する遮断効果を一層向上させることができる。

以下、本発明に係る燃料カットバルブについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図１〜図８を参照しながら以下詳細に説明する。

図１は本発明に係る燃料カットバルブの一実施形態のものを組み込む自動二輪車の燃料供給系統の配置構造を示し、図２は本実施形態の燃料ポンプユニットの車体前後方向に沿った断面図であり、さらに、図３は図２の燃料ポンプユニットの断面に直交する線に沿う断面図であり、また、図４は燃料カットバルブを組み込む燃料ポンプユニットの分解斜視図である。

本実施の形態に係る自動二輪車１０の車体フレーム１２は、ヘッドパイプ１４と、該ヘッドパイプ１４から車体後方側下方に延在するやや歪曲したメインフレーム１６と、該メインフレーム１６に結合された一対のサイドアーム１８とを有する。前記メインフレーム１６の下部に第１ブラケット２２と、第２ブラケット２４とが固着され、これらの第１ブラケット２２、第２ブラケット２４はパワーユニット２６を保持する。車体前方にエアクリーナ２８が設けられ、このエアクリーナ２８を通して吸気されたエアーは吸気管３０を通り、エンジン３２に送られた後、排気管３４を通って図示しないマフラから排気される。

前記吸気管３０の途中にはインジェクタ３６が設けられ、前記インジェクタ３６には燃料ポンプユニット３８が接続されている。そして、車体後方に備えられた燃料補給口４０を有する燃料タンク４２から燃料が燃料フィード配管４４を通して前記燃料ポンプユニット３８に流入し、さらに前記インジェクタ３６に供給され、また、燃料は、該燃料ポンプユニット３８から燃料リターン配管４６を通して該燃料タンク４２へ戻される。

図２及び図４に示すとおり、燃料ポンプユニット３８は、モータハウジング４８と、インペラ５０を収容する一対のインペラハウジング５２ａ、５２ｂと、バルブボディ５４と、フィルタ部５６とが連結して構成されており、それぞれの連結部分は、液密に保つためにシーリング部材、好ましくはＯリング５８等によってシールされている。

前記モータハウジング４８には、ステ−タコイル６０、マグネットロータ６２、ドライバ回路６４が組み込まれ、前記マグネットロータ６２の回転軸６６には前記インペラ５０が組み込まれている。前記ドライバ回路６４は、放熱フィン６８を備えたドライバーカバー７０で覆われている。

前記フィルタ部５６には、前記燃料フィード配管４４と連結されて燃料タンク４２から燃料を受け入れる燃料入口７２と、前記燃料リターン配管４６と連結されて前記燃料タンク４２へベーパー及び過剰燃料を戻す燃料戻し口７４とが形成され、その内部にはフィルタ本体７６を収容するためにフィルタ室７８が形成されている。

前記バルブボディ５４には、図３に示すように、残圧保持用チェックバルブ８２、第１燃料カットバルブ１０２及び第２燃料カットバルブ１０４が設けられている。

ここで、前記インジェクタ３６までの燃料の流路について図５を参照して説明する。図示しないポンプモータにより前記インペラ５０が回転されて、前記燃料タンク４２から燃料が導出され、燃料ポンプユニット３８の燃料入口７２からその内部に流入する。供給された前記燃料は、フィルタ部５６内のフィルタ本体７６でろ過されて、バルブボディ５４の燃料供給孔９２を通って、圧送路入口９４から圧送路９６に導入され、ここで昇圧された後、圧送路出口９８から導出される。前記導出された燃料は、燃料入口孔１００から第１燃料カットバルブ１０２内に流入する。

第１燃料カットバルブ１０２及び第２燃料カットバルブ１０４の作用効果については、後に詳細に説明するが、自動二輪車１０が所定角度内で起立した状態であれば、燃料は、第１燃料カットバルブ１０２から、連通路１０６を介して第２燃料カットバルブ１０４に圧送され、さらに残圧保持用チェックバルブ８２を経て、前記インジェクタ３６に供給される。

なお、燃料ポンプユニット３８内の燃料通路の圧力が高くなると、圧送路９６に連通する調圧通路１０８の圧力が高くなって、リリーフ式調圧バルブ８０のリリーフ弁１１０が弁座から離間するので、過剰な燃料が燃料戻し通路１１２、通路１１４、１１６を経て燃料戻し口７４から流出し、燃料リターン配管４６を経て燃料タンク４２に戻される。

ここで、第１燃料カットバルブ１０２及び第２燃料カットバルブ１０４について、説明する。第１燃料カットバルブ１０２は、自動二輪車１０が正立状態では、左方上向きの姿勢をとる円筒状の第１待機管１２０を備え（図８Ａ参照）、該第１待機管１２０には、燃料入口孔１００が臨む。一方、第２燃料カットバルブ１０４は、自動二輪車１０が正立状態では、前記第１待機管１２０とは反対に斜め右方上向きの姿勢をとる円筒状の第２待機管１２２を備える。第１待機管１２０の上端と第２待機管１２２の下端とは、図８Ａから容易に諒解される通り、連通路１０６を介して連通している。

前記連通路１０６と連結する第１待機管１２０の上端には、弁座１２４が設けられており、しかも前記第１待機管１２０内には、該弁座１２４に着座して連通路１０６を閉塞するチェックボール１２６が該第１待機管１２０の内周壁面を転動自在に設けられている。第１待機管１２０の下端には、シーリングボルト１２８が螺入されている。

連通路１０６と連通する第２待機管１２２の上端には、前記第１待機管１２０と同様な弁座１３０が形成され、該第２待機管１２２の内周壁面を転動自在なチェックボール１３２が設けられている。前記第２待機管１２２の下端にはシーリングボルト１３４が螺入されている。

図６は、前記弁座１３０及び前記チェックボール１３２を含む第２待機管１２２の拡大斜視説明図であり、図７は、その一部拡大断面図である。なお、前記第１待機管１２０も同様の構造であるので、該第２待機管１２２を例にして説明し、第１待機管１２０についてはその説明を省略する。

図６及び図７は、第２待機管１２２が略水平状態になるまで自動二輪車１０が右に傾斜した場合を示す。この場合、前記チェックボール１３２が前記弁座１３０に着座してシールすることになるが、本実施形態では、残圧保持用チェックバルブ８２に連通する燃料通路１３６と、第２待機管１２２の一方の端面側に開口する連通路１３８が、該第２待機管１２２の軸芯から若干偏位して設けられている。さらに、図７に示すように、弁座１３０の頂点角度を約１００°とし、弁体となるチェックボール１３２の着座面を第２待機管の軸線に対して約４０°だけ傾斜させている。したがって、該チェックボールが転動する該第２待機管１２２内の内壁面より約１０°傾斜した錐面１４４が構成されている。

すなわち、第２待機管１２２は円筒状であり、内部にはその直径よりも十分に小径なチェックボール１３２が収容されている。前記第２待機管１２２の頂部は、恰も斜めに切断された上に（図６の符号１４０参照）、その切断部に変形した円錐形状の着座部、すなわち、弁座１３０が形成され、該頂部を含んで前記連通路１３８が連通している。なお、図６において、参照符号１４２はチェックボール１３２が弁座１３０に着座した際に描くシールラインであり、また、参照符号１４４は弁座１３０を形成する前記第２待機管１２２の軸線に対して傾斜する錐面を示す。

本発明の実施の形態に係る燃料カットバルブを搭載した自動二輪車１０の燃料供給系は、基本的には以上のように構成されており、次に、該燃料カットバルブの作用効果について説明する。

本実施の形態では、自動二輪車１０が右傾したり、左傾することによって所定角度以上傾斜する場合を想定し、その際に、第１燃料カットバルブ１０２と第２燃料カットバルブ１０４との組み合わせで燃料カットする。図８Ａのように、自動二輪車１０が正立状態（第１の位置）であれば、第１待機管１２０内のチェックボール１２６及び第２待機管１２２内のチェックボール１３２は、それぞれ待機管１２０、１２２の下端に位置し、すなわち、シーリングボルト１２８、１３４の先端突部に着座しており、弁座１２４、１３０には着座していない。換言すれば、開弁状態であり、従って、燃料は残圧保持用チェックバルブ８２を通ってインジェクタ３６に供給される。これに対して、自動二輪車１０が右方（図８Ｂ）（第２の位置）又は左方（図８Ｃ）（第３の位置）へ所定角度以上傾斜した場合には、第２待機管１２２又は第１待機管１２０が略水平状態に至り、チェックボール１３２又はチェックボール１２６が、前記第２待機管１２２又は第１待機管１２０の内周壁面を慣性力あるいは燃料圧力により転動し、結局、弁座１３０又は弁座１２４に着座し、連通路１３８又は連通路１０６を閉塞し、閉弁状態となる。

これを詳細に説明すれば、自動二輪車１０が所定の基準角度θ₁ｒｅｆ以上右側へ傾斜すると、第２待機管１２２内に収容されているチェックボール１３２は前記第２待機管１２２の内周壁面を転動し、遂には該第２待機管１２２の弁座１３０に突き当たる。その際、前記弁座１３０の頂部に連なる前記内周壁面には錐面１４４が形成されている。この錐面は、前記第２待機管１２２の軸線に対して、４０°偏位するように設定されている。すなわち、前記第２待機管１２２の内周面に対し、錐面１４４は１０°傾斜して頂点に至る。従って、チェックボール１３２はこの錐面１４４に沿って移動し、該チェックボール１３２の球面の一部は、図６に示すように、真円状の線を描くシール部位１４２を形成する。この結果、安定したシール効果が得られる。なお、この間、第１待機管１２０では、チェックボール１２６がその重力によってシーリングボルト１２８側に安定した状態で位置決めされる。従って、燃料入口孔１００から導出される燃料は連通路１０６を通って第２待機管１２２内に入るが、前記のように、チェックボール１３２が錐面１４４に着座してシール効果を発揮するために、該燃料がインジェクタ３６側へと導出されることはない。

一方、自動二輪車１０が所定の基準角度θ₂ｒｅｆ以上左側へ傾斜すると、第１待機管１２０内に収容されているチェックボール１２６は前記第１待機管１２０の内周壁面を転動し、遂には、錐面に至る。その際、前記と同様に、チェックボール１２６の球面の一部は、真円状の線を描くようにシール部位を形成する。そして、この場合、燃料入口孔１００から導出される燃料は、該第1待機管１２０内に入るが、前記チェックボール１２６が錐面に着座してシール効果を発揮するために、該燃料が第２待機管１２２に導出されることはなく、インジェクタ３６側へと導出されることもない。

このため、本実施の形態に係る燃料カットバルブによれば、二輪車の車体が左右のいずれに大きく傾斜した場合でも、何らの動力源を使用することなく確実に燃料の供給をカットすることができる。

また、第１と第２の待機管１２０、１２２にそれぞれ連結される連通路１０６、１３８をチェックボール１２６、１３２の転がる待機管の内壁面端部の円錐状の弁座に偏心させて設けているので、待機管の中心軸と同心上に通路との連絡口を設けることに比して、傾斜時に安定してチェックボールを該弁座に着座させることができる。

さらに、チェックボールの材質としてゴム材が使用された場合、燃料によってチェックボールが約１０％膨潤することも想定される。その場合に、弁座の円錐の頂点角を約１００°として、待機管１２０、１２２の中心軸と同心上にある通路との連絡口をオフセットして対応する方法に比して、弁体となるチェックボールの着座面を待機管１２０、１２２の軸線に対して約４０°傾斜させて、円錐状の弁座の円錐の頂点を偏心させているので、チェックボールが膨潤した場合を含めて、そのシール効果を高めることができる。結局、本実施の形態の如く同ボールが錐面１４４を移動すると、燃料の流量が少ない場合であっても着座が不安定となるようなことはなくシール性を向上させることができる。

なお、円錐状の弁座１３０の円錐の頂点角度を約１００°とし、弁体となるチェックボール１２６、１３２の着座面を待機管１２０、１２２の軸線に対して約５０°傾斜させた場合、チェックボール１２６、１３２の転がる待機管１２０、１２２の内壁面と連通路１０６、１３８との連結口の底面とはそれぞれ略直線状態となるが、この場合もチェックボールを確実に着座させることができ、シール性を向上させることができる。

本発明に係る燃料カットバルブは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

本実施の形態に係る燃料カットバルブを搭載した自動二輪車の燃料供給系統の構造と配置を示す一部断面側面図である。本実施の燃料ポンプユニットの断面に直行する線に沿う形態に係る燃料カットバルブを搭載した燃料ポンプユニットの断面図である。図２の燃料ポンプユニットの断面に直交する線に沿う断面図である。本実施の形態に係る燃料カットバルブを搭載した燃料ポンプユニットの分解斜視図である。本実施の形態に係る燃料カットバルブを搭載した自動二輪車の燃料供給経路を示すライン説明図である。本実施の形態に係る燃料カットバルブの弁座及びチェックボールと待機管の関係を示す拡大斜視図である。本実施の形態に係る燃料カットバルブの弁座及びチェックボールと待機管の関係を示す一部省略断面図である。燃料カットバルブの動作を簡略に示した説明図である。

符号の説明

１０…自動二輪車１２…車体フレーム
１４…ヘッドパイプ１６…メインフレーム
１８…サイドアーム２２…第１ブラケット
２４…第２ブラケット２６…パワーユニット
２８…エアクリーナ３０…吸気管
３２…エンジン３４…排気管
３６…インジェクタ３８…燃料ポンプユニット
４０…燃料補給口４２…燃料タンク
４４…燃料フィード配管４６…燃料リターン配管
４８…モータハウジング５０…インペラ
５２ａ、５２ｂ…インペラルハウジング
５４…バルブボディ５６…フィルタ部
５８…Ｏリング６０…ステータコイル
６２…マグネットロータ６４…ドライバ回路
６６…回転軸６８…放熱フィン
７０…ドライバーカバー７２…燃料入口
７４…燃料戻し口７６…フィルタ本体
７８…フィルタ室８０…リリーフ式調圧バルブ
８２…残圧保持用チェックバルブ９２…燃料供給孔
９４…圧送路入口９６…圧送路
９８…圧送路出口１００…燃料入口孔
１０２…第１燃料カットバルブ１０４…第２燃料カットバルブ
１０６、１３８…連通路１０８…調圧通路
１１０…リリーフ弁１１２…燃料戻し通路
１１４、１１６…通路１２０…第１待機管
１２２…第２待機管１２４、１３０…弁座
１２６、１３２…チェックボール１２８、１３４…シーリングボルト
１３６…燃料通路

Claims

自動二輪車において燃料噴射を行う燃料供給装置に用いられる燃料カットバルブであって、
第１チェックボールを収容した第１待機管を有する第１の燃料カットバルブと、
第２チェックボールを収容した第２待機管を有する第２の燃料カットバルブとを含み、
前記第１待機管は連通路を介して前記第２待機管に連通し、前記第１待機管には円錐形状の第１弁座部が形成され、前記第２待機管には円錐形状の第２弁座部が形成され、
前記自動二輪車が第１の位置にあるときは、前記第１と第２のチェックボールはいずれも前記第１弁座部と第２弁座部から離間した開弁状態であり、前記自動二輪車が傾斜して第２の位置にあるときは、前記第１待機管が前記第２の位置方向に傾斜することにより前記第１待機管内の前記第１弁体が前記第１弁座部の錐面を転動して該第１弁座部に着座して閉弁状態となり、また、第２の位置と反対側に傾斜して第３の位置にあるときは、前記第２待機管が前記第３の位置方向に傾斜することにより前記第２待機管内の前記第２弁体が前記第２弁座部の錐面を転動して第２弁座部に着座して閉弁状態となることを特徴とする燃料カットバルブ。
請求項１記載の燃料カットバルブにおいて、
前記第１弁座部と第２弁座部の円錐形状の頂点が、前記第１チェックボールと第２チェックボールが転動する前記第１待機管及び前記第２待機管の軸芯に対して偏心していることを特徴とする燃料カットバルブ。
請求項２記載の燃料カットバルブにおいて、
前記第１弁座部と第２弁座部の円錐形状の頂角が略１００°であることを特徴とする燃料カットバルブ。
請求項３記載の燃料カットバルブにおいて、前記第１弁座部と第２弁座部の着座面を各待機管の軸線に対して略４０°だけ傾斜させて、前記円錐形状の頂点を規定していることを特徴とする燃料カットバルブ。