JP2010014012A - 燃料圧力調整装置及びそれを備える燃料供給装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃圧調整孔62内に配設された筒状のケーシング66と、ケーシング66の一端側の内部に、一端を高圧燃料通路21に向けてケーシング66に同軸に圧入された筒状の弁座75と、弁体押圧座82Aを弁座75に向けて、ケーシング66に対して摺動可能にケーシング66内に配設された摺動部材80Aと、弁座75と摺動部材80Aの弁体押圧座82Aとの間に配設された弁体88と、弁体88を弁座75に着座させる方向に付勢するスプリング90と、摺動部材80Aの内外を連通する筒部開口流入孔81aと、弁座75の他端側の開口から筒部開口流入孔81aに至る燃料流路84と、を備えている。
【選択図】図7
Description
そして、インライン式燃料供給装置に対して燃料圧力調整装置を別体に配設する場合、インライン式燃料供給装置と燃料圧力調整装置との間の配管レイアウトが問題になることから、燃料圧力調整装置を燃料供給装置に内蔵することが必要とされている。
第1の従来の燃料圧力調整装置は、燃料ポンプからインジェクタに通ずる燃料通路に連通する燃料導入口と燃料タンクに連通する燃料吐出口とを有するケーシングと、ケーシングに収納され、内部に燃料導入口と燃料吐出口とを連通する連通路を有し、且つ端部に弁座を有する筒状部材と、ケーシング内の弁座より燃料吐出口側に配置され、弁座に着座することにより連通路を閉鎖する弁体と、燃料吐出口に設けられ、弁体を弁座に着座させる方向に付勢する平板状の板ばねとを備え、平板状の板ばねは、弁体を支持する凹部を弁体との間に若干の隙間を有して形成している。
従来の燃料供給装置は、ハウジング内に吸引室および圧力室が形成され、プランジャヘッドが斜板に対して接触状態に保持されている複数個のプランジャとそれらを収納するシリンダブロックとを有するものに、圧力室の圧力を調整する第2の従来の燃料圧力調整装置が配設されている。
つまり、圧力リリーフ弁押え及びスプリングの揺動により、バルブ孔と吸引室とを連通せしめる通路の燃料の圧力が不安定となる。即ち、圧力室内の燃料の圧力も不安定となり、インジェクタに供給される燃料の圧力が変動してしまうという問題があった。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係る燃料圧力調整装置を有する燃料供給システムの構成図、図2はこの発明の実施の形態1に係る燃料圧力調整装置を有する燃料供給装置の断面図、図3は図2のA部拡大図、図4は図2のIV−IV矢視断面図、図5はこの発明の実施の形態1に係る燃料圧力調整装置を有する燃料供給装置の吸入弁体の正面図、図6はこの発明の実施の形態1に係る燃料圧力調整装置を有する燃料供給装置の吐出弁体の正面図である。図7はこの発明の実施の形態1に係る燃料圧力調整装置の断面図であり、図2のB部拡大図に相当している。図8は図7のC部拡大図、図9はこの発明の実施の形態1に係る燃料圧力調整装置を有する燃料供給装置の燃料ポンプのピストンが下死点に位置した状態を示す図、図10はこの発明の実施の形態1に係る燃料圧力調整装置を有する燃料供給装置の燃料ポンプのピストンが上死点に位置した状態を示す図である。
なお、説明の便宜上、図2では、一つのピストンのみを図示している。
図1において、燃料供給システム1は、燃料タンク2、燃料タンク2の外部で低圧配管3を介して燃料タンク2に接続された燃料供給装置10、高圧配管4を介して燃料供給装置10に接続され、燃料供給装置10から供給された燃料を噴射するインジェクタ6、及び燃料供給装置10からインジェクタ6への燃料供給とインジェクタ6からの燃料の噴射タイミングを制御する駆動制御部7を有している。
そして、駆動制御部7は、燃料ポンプ30の駆動制御を行いインジェクタ6への燃料の供給を制御している。
図2において、ハウジング11が第1ボディ部12、及び第2ボディ部20により構成されている。
そして、第1ボディ部12は、一面に開口して所定の深さを有し、その穴形が円である穴部13、吸入口14aを有し、燃料タンク2(図1参照)の燃料をハウジング11に導く流入通路を形成する筒状の吸入ポート14を有している。そして、吸入ポート14は、第1ボディ部12の穴部13の底側に形成され、図示しないが、低圧配管3を介して燃料タンク2に接続されている。また、吸入ポート14内には、異物流入防止フィルタ16が配設されている。そして、吸入ポート14の孔は、穴部13に嵌入された後述のブッシュ61の連通孔61aを介して穴部13と接続されている。
図2〜図4、及び図7において、燃料ポンプ30は、穴部13の底に開口するように第1ボディ部12に形成された軸孔37に挿通されたシャフト31、穴部13内でシャフト31の一端に連結された斜板32、シャフト31を軸周りに回転させるモータ33、第1ボディ部12における突部23と斜板32の間の穴部13の位置に同軸に嵌入され、複数のシリンダ41を有する円柱状のシリンダブロック40、及びシリンダ41に摺動自在に配置されたピストン47を備えている。
このとき、シャフト31と穴部13のそれぞれの軸が一致し、また、シャフト31は軸孔37に配置された軸受38に回転自在に支持されている。
また、前述したように、吸入ポート14の孔と燃料溜め室l5とを連通する連通孔61aが、ブッシュ61に形成されている。つまり、吸入ポート14から吸入される燃料は、燃料溜め室15に流入される。
なお、圧力室48は、ピストン47が挿入された部位を除くシリンダ41の空間と、シリンダ孔51、吐出孔45、及び吸入溝44で構成される空間とする。
9に示されるように、ピストン47が最もシリンダ41から突出された下死点と、図10に示されるようにピストン47が最もシリンダ41内に挿入された上死点と、の間を往復移動する。
図7及び図8において、燃料圧力調整装置65Aは、自身の軸方向の一端を高圧燃料通路21に向けて燃圧調整孔62に同軸に配置された筒状のケーシング66、及びケーシング66の軸方向の一端側の内部に、自身の軸方向の一端を高圧燃料通路21に向けてケーシング66に同軸に圧入された筒状の弁座75を備えている。
以下、軸方向の一端及び他端を単に一端及び他端と記載する。
このとき、ツバ部67a,67bの外径は、突部23の突出端側におけるドレーン孔26の孔径よりわずかに小さく、ツバ部67a,67bを除くケーシング66の外径は貫通孔46の孔径より僅かに小さくなっている。
そして、ケーシング66は、その一端側がドレーン孔26に配置され、ツバ部67bより他端側の部位が貫通孔46に配置されるように燃圧調整孔62に同軸に配設されている。
そして、ドレーン孔26の外縁より径方向内側に突出された吐出弁体55の壁面がケーシング移動抑制面69を構成している。
このとき、第1孔部68aは、その一端がドレーン孔26に接続され、他端は貫通孔46の一端から他端側に所定距離離間した位置まで延在している。
また、第1孔部68a〜第4孔部68dのうち、燃料流出口70と対向し、2番目に孔径の小さな第3の孔部68cを新たに第1スプリング保持孔68cとする。さらに、第1スプリング保持孔68cを構成するケーシング66の壁面から径方向内方に突出する壁面を第1スプリング座面72とする。
また、弁座75の他端側は、図8に示されるように、一端に向かって漸次開口径が小さくなるテーパ状の第1座面75aを有している。
また、摺動部材80Aの内外を連通する連通路としての筒部開口流入孔81aが、筒部81Aの一端側に周方向に180°の等角ピッチで2つ形成されている。さらに、弁体押圧座82Aには、径方向の中心部を貫通する小孔が形成されている。
中継空間85は、ケーシング66内の弁座75と摺動部材80Aとの間に形成される空間であり、また、流路隙間86は、中継空間85と筒部開口流入孔81aとを連通するように筒部81Aの一端側とケーシング66との間に形成された空間である。
なお、摺動部材80Aは、筒部81Aの軸方向の他端側の外周面と第2孔部68bの内壁面とが摺接した状態でケーシング66に対して軸方向に摺動するようになっている。
このとき、第2スプリング保持孔93は、第1スプリング保持孔68cの一側に同軸に配置され、第2スプリング保持孔93の内径は、ケーシング66の第1スプリング保持孔68cの内径と同じになるように形成されている。
さらに、スプリング90が、第1スプリング座面72と、第1スプリング座面72と相対する第2スプリング座面94との間に縮設されている。これにより、スプリング90の付勢力は、弁体88を弁座75に着座させる方向に働く。すなわち、弁体88は、所定の圧力で弁座75に向かって摺動部材80Aに押されている。
このとき、スプリング90は、第1スプリング保持孔68c及び第2スプリング保持孔93の壁面によって摺動部材80Aの径方向への移動が規制される口径のものが用いられている。
について説明する。
初期状態として燃料溜め室15に燃料が充満されているものとする。
モータ33によりシャフト31が回転されるのに連動して斜板32が回転すると、各ピストン47は斜板32の回転角度に応じて、上死点と下死点の間を往復移動する。
以下、一つのピストンの往復移動に対する燃料の流れについて説明するが、いずれのピストン47が往復移動した場合でも、同様に燃料が流れる。
このとき、圧力室48内の圧力が、ピストン47の往復移動により、燃料溜め室15内の圧力より大きくなったり、小さくなったりする。
そして、高圧燃料通路21に吐出された燃料は、吐出ポート22を介してインジェクタ6に供給される。
このように、燃料ポンプ30は、燃料溜め室15に流入された燃料を加圧して高圧燃料通路21に吐出している。
初期状態では、高圧燃料通路21内の圧力は、所定値より小さく、弁体88は、バルブ口75bを塞口しているものとする。
なお、高圧燃料通路21に接続されるドレーン孔26内の燃料圧力は、高圧燃料通路21と略同圧である。
つまり、燃料圧力調整装置65Aは、高圧燃料通路21内の燃料圧力を略所定の値に安定して調整することができる。
図11はこの発明の実施の形態2に係る燃料圧力調整装置の断面図、図12は図11のXII−XII矢視断面図である。
図11及び図12において、燃料圧力調整装置65Bの摺動部材80Bの弁体押圧座82Bには、連通路としての座部開口流入孔92aが、摺動部材80Bの内外を連通するように周方向に120°の等角ピッチに形成されている。このとき、座部開口流入孔92aは、弁体88と第2座面82aへの当接部における弁体押圧座82Bの径方向外方に開口面を有している。
なお、他の構成は、上記実施の形態1と同様である。
従って、高圧燃料通路21内の燃料圧力と燃料溜め室15内の燃料圧力との差圧がスプリング90の付勢力より大きくなって、弁体88がバルブ口75bの塞口を解除するように変位したときに、摺動部材80Bに衝突する燃料の流れによってスプリング90が大きく揺動することが抑えられる。
つまり、高圧燃料通路21内の燃料の圧力を安定して略所定の値に調整することができる。
上記のように連通孔を流入用孔96、及び流入溝97で構成しても、燃料を摺動部材80Bの内部に流入させるための流路が増えるので、燃料流路84の燃料と摺動部材80Bの内部の燃料との間の差圧が、実施の形態1よりさらに小さくなる。つまり、高圧燃料通路21内の燃料圧力を安定して略所定の値に調整することができる。
図15はこの発明の実施の形態3に係る燃料圧力調整装置の断面図、図16は図15のXVI−XVI矢視断面図である。
図15及び図16において、燃料圧力調整装置65Cの摺動部材80Cは、樹脂により構成されている。樹脂としては、ナイロン、PPS(ポリフェニレンサルファイド)樹脂、及びPOM(ポリアセタール)樹脂などを用いることができる。
なお、他の構成は、上記実施の形態1と同様である。
従って、座部開口流入孔92bを上記のように形成することにより、摺動部材80Cを形成する際の金型費用を抑制することができる。つまり、摺動部材80Cの製造単価を安くすることができる。
例えば、ケーシング66が、金属材料として一般的なSUSなどで構成されている場合、摺動部材80Cを樹脂で構成したものは、摺動部材80CをSUSで構成したものより、ケーシング66と摺動部材80Cとの間の摺動抵抗を低減させることができる。摺動部材80Cが弁体88の変位にスムーズにケーシング66内を移動するので、高圧燃料通路21内の燃料圧力をより安定して所定の値に調整することができる。
Claims (13)
- 第1燃料空間と第2燃料空間とを連通する燃圧調整孔内に配設され、該第1燃料空間内の燃料圧力と該第2燃料空間内の燃料圧力との差圧が一定となるように調整する燃料圧力調整装置であって、
上記燃圧調整孔内に、一端側を上記第1燃料空間側に向けて配設された筒状のケーシングと、
上記ケーシングの一端側の内部に、一端を上記第1燃料空間に向けて該ケーシングに同軸に圧入された筒状の弁座と、
弁体押圧座、及び該弁体押圧座に一端側が連結された筒部で構成され、上記弁体押圧座を上記弁座に向けて、上記ケーシングに対して軸方向に摺動可能に上記ケーシング内に配設された摺動部材と、
上記弁座の他端に着座可能に、上記弁座と上記弁体押圧座との間に配設され、上記弁座への着座時に上記弁座の他端側の開口を塞口する弁体と、
上記弁体を上記弁座に着座させる方向に付勢する付勢手段と、
上記摺動部材の内外を連通する連通路と、
上記弁座の他端側の開口から該連通路に至る燃料流路と、
を備えることを特徴とする燃料圧力調整装置。 - 上記連通路は、上記弁体押圧座の上記弁体との当接箇所の径方向外方の位置に開口し、上記摺動部材の内外を連通する座部開口流入孔であることを特徴とする請求項1記載の燃料圧力調整装置。
- 上記座部開口流入孔は、上記摺動部材の軸方向に平行な壁面、及び上記摺動部材の軸方向の一側から見たときに、開口内に露呈する壁面の一方、または両方の壁面のみにより構成されていることを特徴とする請求項2記載の燃料圧力調整装置。
- 上記座部開口流入孔は、上記弁体押圧座の外縁の一部を含むように開口し、上記筒部に構成された上記座部開口流入孔の底面は、該筒部の外壁面から内壁面に向かって該筒部の軸方向の他端側に傾斜する傾斜壁面により構成されていることを特徴とする請求項2または請求項3記載の燃料圧力調整装置。
- 上記連通路は、上記筒部の一端側の内外を連通する筒部開口流入孔であり、
上記燃料流路は、上記ケーシング内の上記弁座と上記摺動部材との間に形成された中継空間、及び該中継空間と上記筒部開口流入孔とを連通するように上記筒部の一端側と上記ケーシングとの間に形成された流路隙間により構成されていることを特徴とする請求項1記載の燃料圧力調整装置。 - 上記連通路は、上記弁体押圧座の上記弁体との当接箇所の径方向外方の位置に開口し、上記摺動部材の内外を連通する座部開口流入孔を備えることを特徴とする請求項5記載の燃料圧力調整装置。
- 上記連通路は、上記摺動部材の周方向に等角ピッチで形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の燃料圧力調整装置。
- 上記弁座の他端面は、該弁座の一側に向かって漸次開口径が小さくなる第1座面を有し、上記弁体押圧座の一端面は、該弁体押圧座の他端面に向かって漸次開口径が小さくなる第2座面を有し、上記第1座面及び第2座面は同軸に配置され、上記弁体は球形状に構成されて上記第1座面及び第2座面の間に配置され、
上記弁座及び上記弁体押圧座の軸を含む断面において、該軸に対する上記第1座面の傾斜角度は、該軸に対する上記第2座面の傾斜角度より小さいことを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の燃料圧力調整装置。 - 上記ケーシングは、上記摺動部材の他端側に対向して形成された所定の孔径の第1スプリング保持孔、及び該第1スプリング保持孔の壁面から径方向内方に突出する第1スプリング座面を有し、
上記摺動部材は、上記第1スプリング保持孔の一側に同軸に配置され、かつ、該第1スプリング保持孔と同じ孔径の第2スプリング保持孔、及び該第2スプリング保持孔の壁面から径方向内方に突出する第2スプリング座面を有し、
上記付勢手段は、上記第1スプリング保持孔及び第2スプリング保持孔の壁面に該第1スプリング保持孔及び該第2スプリング保持孔の径方向への移動が規制されて、上記第1スプリング座面と上記第2スプリング座面との間に縮設されたスプリングであることを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の燃料圧力調整装置。 - 上記ケーシング及び上記摺動部材の一方が樹脂により構成され、他方が金属により構成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の燃料圧力調整装置。
- 上記付勢手段、上記摺動部材、上記弁体、及び上記弁座は、上記ケーシングの一端側の開口から上記付勢手段、上記摺動部材、上記弁体、及び上記弁座の順に上記ケーシング内に挿入されて配設されていることを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれか1項に記載の燃料圧力調整装置。
- 上記弁座は、上記ケーシングの軸方向の位置を調整可能に構成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項11のいずれか1項に記載の燃料圧力調整装置。
- 請求項1乃至請求項12のいずれか1項に記載の燃料圧力調整装置を備える燃料供給装置であって、
上記燃料の吸入口を有する吸入ポート及び該燃料の吐出口を有する吐出ポートが設けられたハウジング、該ハウジング内に形成され、上記吐出ポートの上記吐出口に通ずる上記第1燃料空間、該ハウジング内に形成され、上記吸入ポートから吸入される上記燃料が流入される上記第2燃料空間、及び該第2燃料空間内の上記燃料を加圧して該第1燃料空間に吐出する燃料ポンプを有し、
上記燃料圧力供給装置が、上記燃圧調整孔内に配設されていることを特徴とする燃料供給装置。
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