JP2016164401A - 燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】組み立て性が良く、脈動低減効率の良い燃料供給装置を提供すること。
【解決手段】燃料供給装置１のハウジング２０は、プランジャ１０の進退方向において、筒状室２３の一端側を形成する第１ハウジング部材２０ａと、他端側を形成する第２ハウジング部材２０ｂとを接合して形成される。脈動低減機構６０は、２枚の薄膜の縁を接合して形成されたダンパ６１と、ダンパ６１が固定され、筒状室２３の内周側の側壁に嵌合する固定部材６２とで構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、内部に流入した燃料に圧力を加え、内燃機関に供給する燃料供給装置、特に、圧力の脈動を低減する脈動低減機構を備えた燃料供給装置に関する。

従来、ハウジングの内部に形成された加圧室にプランジャの先端部を進退させて、加圧室に流入した燃料に圧力を加え、その加圧された燃料（以下、「高圧燃料」という）をエンジン等の内燃機関に供給する燃料供給装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

この種の燃料供給装置では、プランジャの進退によって燃料に圧力を加えているので、燃料に脈動が生じてしまい、その脈動が加圧室より低圧側の通路に伝播して、その低圧側の通路を損傷してしまうという問題があった。そのため、その脈動を低減するための脈動低減機構を設けることも知られている。

例えば、特許文献１に記載の燃料供給装置では、加圧室の周囲に形成された筒状の空間（以下、「筒状室」という。）を設け、その側壁の内側に金属薄膜の縁部を溶接してダイヤフラムとし、そのダイヤフラムと筒状室の側壁との間の空間の体積を変化させて、脈動を低減している。

特開２００４−１３８０７１号公報

しかし、従来の燃料供給装置では、筒状室の内部の空間が狭いので、筒状室の側壁の内側に金属薄膜を溶接してダイヤフラムを形成する作業は煩雑であり、組み立て性が悪化してしまうという問題があった。

また、従来の燃料供給装置では、筒状室の内部の空間が狭いので、ダイヤフラムの形成位置（すなわち、脈動低減機構の配置位置）の位置決めも困難であり、脈動低減機構の配置位置が、プランジャの往復運動によって生じた脈動を十分に低減することができる位置からずれてしまう場合があった。その結果、脈動低減機能が十分に発揮できなくなるという問題があった。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、組み立て性が良く、脈動低減効率の良い燃料供給装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の燃料供給装置は、プランジャと、プランジャが進退自在に内挿されたハウジングと、ハウジング内に配置された脈動低減機構とを備え、ハウジングは、プランジャの進退方向に延びる筒状の空間からなる筒状室と、筒状室と連通し、プランジャの一端部が進退する加圧室とを有している燃料供給装置であって、ハウジングは、少なくとも、プランジャの進退方向で筒状室の一端側を形成する第１ハウジング部材と、他端側を形成する第２ハウジング部材とを接合して形成され、脈動低減機構は、２枚の薄膜を内部に空間が形成されるように接着して形成されたダンパと、ダンパを第１ハウジング部材又は第２ハウジング部材に固定する固定部材とを有し、固定部材は、内周面が筒状室の内周側の側面に嵌合する筒状部と、筒状部の端部から径方向外方に向かって延設され、ダンパが結合される環状部とで構成されていることを特徴とする。

本発明では、ハウジングが、少なくとも、プランジャの進退方向で筒状室の一端側を形成する第１ハウジング部材と、筒状室の他端側を形成する第２ハウジング部材とを接合して形成されているのでハウジングを形成する前に、第１ハウジング部材と第２ハウジング部材とに分割された形の筒状室内に、脈動低減機構を容易に配置することができる。

また、本発明では、ダンパと、環状部にダンパが結合され、筒状部を介して筒状室に固定される固定部材とで脈動低減機構を構成すれば、ダンパの位置決め（すなわち、プランジャの往復運動によって生じた脈動を十分に低減することができる位置へのダンパの配置）を確実に行うことができる。その結果、ダンパは脈動低減機能を十分に発揮することができる。

さらに、本発明では、２枚の薄膜を内部に空間が形成されるように接着して形成されるダンパは、異なるサイズのものを容易に形成することができるので、各々のダンパにおける脈動低減のための体積変化量を容易に調整することができる。そのため、上記のようなダンパを用いた脈動低減機構の脈動低減機能も容易に調整することができる。

したがって、本発明によれば、燃料供給装置を容易に組み立てることができ、組み立てられた燃料供給装置の脈動低減効率も良好なものになる。

本発明の実施形態に係る燃料供給装置の断面形状を示す側面図。 図１の燃料供給装置のダンパ及びスリーブの形状を示す図であり、図２Ａは２組のダンパを取り付けた状態の斜視図、図２Ｂは４組のダンパを取り付けた状態の平面図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る燃料供給装置の実施形態を説明する。

図１に示すように、本実施形態の燃料供給装置１は、プランジャ１０と、プランジャ１０が進退自在に内挿されたハウジング２０とを備えている。

プランジャ１０は、ハウジング２０の下方に配置されたカム（不図示）の動きに連動する。また、プランジャ１０は、タペット機構（不図示）を介して、ハウジング２０の下方に取り付けられたスプリング３０によって、カム側に付勢されている。プランジャ１０は、カムの回転運動による力とスプリング３０の付勢力によって、その進退方向（延在する方向）に沿って往復運動する。

ハウジング２０は、低圧燃料ポンプ（不図示）から圧送された燃料の流入量を制限する流入量制限装置４０の流入側嵌め込み孔２１と、その燃料にハウジング２０の内部で圧力を加えた高圧燃料を燃料蓄圧器（不図示）に圧送する吐出部材５０が嵌め込まれる吐出側嵌め込み孔２２とを有している。

また、ハウジング２０は、プランジャ１０の進退方向（延在する方向）に延びる筒状の空間からなる燃料ギャラリ２３（筒状室）と、燃料ギャラリ２３の内周側で、プランジャ１０の軸方向から見てプランジャ１０が摺動する孔と重なる位置に形成された加圧室２４とを有している。

燃料ギャラリ２３は、第１連通路２５（燃料通路）によって、流入側嵌め込み孔２１に嵌め込まれた流入量制限装置４０を介して加圧室２４と連通している。燃料ギャラリ２３の内部には、脈動低減機構６０が配置されている。

加圧室２４は、プランジャ１０の一端側に形成され、加圧室２４の内部で、プランジャ１０の先端部が進退可能となっている。また、加圧室２４は、第３連通路２７によって、吐出側嵌め込み孔２２に嵌め込まれた吐出部材５０の内部空間と連通している。

このような内部構造を有するハウジング２０は、プランジャ１０の進退方向で燃料ギャラリ２３の一端側（図１の紙面上で上方側）を形成する第１ハウジング部材２０ａと、他端側（図１の紙面上で下方側）を形成する第２ハウジング部材２０ｂとを接合することによって形成されている。なお、その接合方法としては、例えば、溶接等が用いられる。

そのため、本実施形態の燃料供給装置１では、ハウジング２０を形成する前に、第１ハウジング部材２０ａと第２ハウジング部材２０ｂとに分割された形の燃料ギャラリ２３内に、脈動低減機構６０を容易に配置することができる。

また、燃料ギャラリ２３とプランジャ１０の摺動する孔とが、プランジャ１０の軸と直交する方向から見て重なる位置に形成されているので、燃料供給装置１全体をコンパクトに形成することができる。

ここで、ハウジング２０の内部における燃料の流れについて説明する。

ハウジング２０に連結された低圧燃料ポンプ（不図示）から圧送された燃料は、まず、燃料ギャラリ２３内に流入した後、第１連通路２５を介して、ハウジング２０の流入側嵌め込み孔２１に嵌め込まれた流入量制限装置４０の内部空間に流入する。流入量制限装置４０の内部空間には、電磁弁４１が配置されている。この電磁弁４１によって、流入量制限装置４０の内部空間から第２連通路２６を介して加圧室２４へ流れる燃料の量が制御されている。

加圧室２４へ流入した燃料は、加圧室２４の内部で進退するプランジャ１０によって加圧され、高圧燃料になる。その高圧燃料は、第３連通路２７を介して、加圧室２４から吐出側嵌め込み孔２２に嵌め込まれた吐出部材５０の内部空間に流入し、ハウジング２０の外部（すなわち、ハウジング２０に連結された燃料蓄圧器（不図示））へと圧送される。

なお、吐出部材５０の内部空間には、逆止弁５１が配置されている。そのため、高圧燃料の圧力が規定の燃料圧力より低い場合には、燃料蓄圧器（不図示）へ高圧燃料が圧送されない。

このように、本実施形態の燃料供給装置１では、プランジャ１０の往復運動によって、加圧室２４の内部の燃料に圧力を加え、高圧燃料としている。より具体的には、プランジャ１０の先端部が加圧室２４の内部へ挿入される方向に移動する際に、燃料へ圧力が加えられる。

ところで、加圧室２４の内部の燃料には、プランジャ１０の往復動作等の影響によって、脈動が生じてしまうおそれがある。燃料に脈動が生じていると、その脈動が加圧室２４より低圧側（上流側）の通路に伝播して、その低圧側の通路を損傷してしまうおそれがある。そこで、本実施形態の燃料供給装置１では、加圧室２４の低圧側であり、加圧室２４と連通する燃料ギャラリ２３の内部に脈動低減機構６０を配置して、そのような脈動を低減している。

図２Ａに示すように、脈動低減機構６０は、８つのダンパ６１と、ダンパ６１を第２ハウジング部材２０ｂに固定するためのスリーブ６２（固定部材）とで構成されている。

ダンパ６１は、金属又はゴム等の材料によって形成された２枚の薄膜を、互いの縁部を溶接等によって接着して形成されている。具体的には、水平方向及び鉛直方向における断面形状が凹形となっており、その周囲（縁部）に鍔部が形成された第１薄膜６１ａに、平板状の第２薄膜６１ｂを溶接により接着して形成されている。そのため、ダンパ６１の内部には略方形の空間が形成され（図１に示す断面形状参照。）、ダンパ６１は、一対のダイヤフラムの間に空間を有する部材となる。

このように、２枚の薄膜を内部に空間が形成されるように接着して形成されたダンパ６１は、異なるサイズのものを容易に形成することができるので、各々のダンパ６１における脈動低減のための体積変化量を容易に調整することができる。その結果、そのダンパ６１を用いた脈動低減機構６０の脈動低減機能も容易に調整することができる。

ダンパ６１は、その内部の空間の体積を変化させることによって、ダンパ６１の周囲の液体（すなわち、加圧室２４に連通する空間に存在する燃料）の脈動を低減する。

本実施形態の燃料供給装置１では、第２薄膜６１ｂが対向するように配置した２つのダンパ６１を１つの組として、４組（合計８個）配置している。

スリーブ６２は、筒状部６２ａと、筒状部６２ａの端部から径方向外方に向かって延設された環状部６２ｂと、環状部６２ｂの筒状部６２ａ側の面で４組のダンパ６１の間に位置するように立設された略三角柱形状の４つの結合部６２ｃとで構成されている。

筒状部６２ａの内周面は、燃料ギャラリ２３の内周側の内壁面に嵌合する。

環状部６２ｂの筒状部６２ａ側の面には、４組のダンパ６１に対応する位置に突部６２ｂ１が形成されている。突部６２ｂ１にはダンパ６１の鉛直方向一方側（図２Ａ参照。紙面上においては下方側。）の縁部に対応するように溝６２ｂ２が形成されており、ダンパ６１の鉛直方向一方側の縁部が圧入された後、溶接によって固定される。

環状部６２ｂの筒状部６２ａとは反対側の面（ダンパ６１の固定されている面とは反対側の面）は、平坦な形状になっており、第２ハウジング部材２０ｂの燃料ギャラリ２３の端部となる内面（図１参照。紙面上においては下方側の面。）に固定される。

結合部６２ｃの側面は、上方部分が側方に突出した形状になっており、その突出した部分には、ダンパ６１の水平方向両側の縁部に対応するように溝６２ｃ１が形成されている。ダンパ６１の水平方向両側の縁部は、その突出した部分に形成された溝６２ｃ１に圧入された後、溶接によって固定される。そのため、４組のダンパ６１は、筒状部６２ａを囲むようにして配置される。

ダンパ６１は、環状部６２ｂの溝６２ｂ２及び結合部６２ｃの溝６２ｃ１に圧入されるとともに溶接によって固定されるので、位置ずれ（環状部６２ｂに対する相対位置のずれ）が生じてしまうことがない。また、ダンパ６１に振動が生じてしまうこともない。

また、ダンパ６１の下方を固定するための溝６２ｂ２は、スリーブ６２の環状部６２ｂ全域ではなく突部６２ｂ１にのみ形成されている。また、ダンパ６１の側方を固定するための溝６２ｃ１は、結合部６２ｃの側面の一部のみに形成されている。

ダンパ６１の縁部は、環状部６２ｂの一部に設けられた溝６２ｂ２及び結合部６２ｃの側面の一部に設けられた溝６２ｃ１のみにおいて圧入される。すなわち、スリーブ６２は、圧入のために高い精度の要求される部分（溝６２ｃ１，溝６２ｂ２の形成されている領域）が小さくなるように形成されている。そのため、スリーブ６２は、環状部の上面側や結合部の側面に全域に亘って溝を形成したものに比べ、生産コストを抑えることができる。

このようなダンパ６１とスリーブ６２とで構成された脈動低減機構６０をハウジング２０の内部に配置する場合には、第１ハウジング部材２０ａと第２ハウジング部材２０ｂとを接合する以前の段階で、ダンパ６１をスリーブ６２に結合し、ダンパ６１とスリーブ６２を一体的に燃料ギャラリ２３に嵌め込むようにして配置できる。なお、第２ハウジング部材２０ｂとスリーブ６２とは、圧入又は溶接等によって結合される。

その結果、ダンパ６１は、スリーブ６２を介して燃料ギャラリ２３の側壁に固定されるので、ダンパ６１の位置決め（すなわち、ダンパ６１をプランジャ１０の往復運動によって生じた脈動を十分に低減することができる位置に配置すること）を確実に行うことができる。その結果、ダンパ６１は、脈動低減機能を十分に発揮することができる。

したがって、本実施形態の燃料供給装置１は、容易に組み立てることができ、脈動低減効率も良好なものとなっている。

以上、図示の実施形態について説明したが、本発明はこのような形態に限られるものではない。

例えば、上記実施形態においては、ハウジング２０は、第１ハウジング部材２０ａ及び第２ハウジング部材２０ｂの２つの部材で構成されている。しかし、本発明のハウジングはそのような構成に限定されるものではなく、プランジャの進退方向で筒状室を分割するように区切られていれば、３つ以上の部材を用いて構成してもよい。

また、上記実施形態においては、８つのダンパ６１の各々は、２枚の矩形の薄膜を、内部に空間が形成されるように、互いの縁部を溶接等によって接着して形成されている。しかし、本発明のダンパはそのような構成に限定されるもではなく、矩形以外の薄膜を用いて形成してもよい。また、脈動低減機構が７つ以下又は９つ以上のダンパを有するようにしてもよい。

１…燃料供給装置、１０…プランジャ、２０…ハウジング、２０ａ…第１ハウジング部材、２０ｂ…第２ハウジング部材、２１…流入側嵌め込み孔、２２…吐出側嵌め込み孔、２３…燃料ギャラリ（筒状室）、２４…加圧室、２５…第１連通路（燃料通路）、２６…第２連通路、２７…第３連通路、３０…スプリング、４０…流入量制限装置、４１…電磁弁、５０…吐出部材、５１…逆止弁、６０…脈動低減機構、６１…ダンパ、６１ａ…第１薄膜、６１ｂ…第２薄膜、６２…スリーブ（固定部材）、６２ａ…筒状部、６２ｂ…環状部、６２ｂ１…突部、６２ｂ２…溝、６２ｃ…結合部、６２ｃ１…溝。

Claims (1)

1. プランジャと、前記プランジャが進退自在に内挿されたハウジングと、前記ハウジング内に配置された脈動低減機構とを備え、前記ハウジングは、前記プランジャの進退方向に延びる筒状の空間からなる筒状室と、前記筒状室と連通し、前記プランジャの一端部が進退する加圧室とを有している燃料供給装置であって、
   前記ハウジングは、少なくとも、前記プランジャの進退方向で前記筒状室の一端側を形成する第１ハウジング部材と、前記筒状室の他端側を形成する第２ハウジング部材とを接合して形成され、
   前記脈動低減機構は、２枚の薄膜を内部に空間が形成されるように接着して形成されたダンパと、前記ダンパを前記第１ハウジング部材又は前記第２ハウジング部材に固定する固定部材とを有し、
   前記固定部材は、内周面が前記筒状室の内周側の側面に嵌合する筒状部と、前記筒状部の端部から径方向外方に向かって延設され、前記ダンパが結合される環状部とで構成されていることを特徴とする燃料供給装置。