JP2021116745A - 圧力調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】弁座を有するハウジングを通路部材に圧入する際に、弁座が通路部材と干渉して弁座が変形してしまうおそれがある。したがって弁座の変形によって調圧値が変化してしまうことを抑制できる圧力調整装置が従来必要とされている。【解決手段】圧力調整装置５０は、圧力調整弁５２と、圧力調整弁５２を挿入して配置する通路形成部２８と、を備える。圧力調整弁５２は、弁座６２と流入口６４とを有するハウジング６０と、弁座６２と協働して流入口６４を開閉するボール５４と、ボール５４を弁座６２に向けて付勢するコイルばね５６と、コイルばね５６をハウジング６０に保持するカバー部材７０と、を備える。ハウジング６０は、通路形成部２８への挿入量を規制する鍔部６６を備える。鍔部６６と弁座６２が同一部材に配置される。【選択図】図６

Description

本発明は、例えば車両の燃料タンクに配置されるポンプモジュールに設けられて燃料通路内の流体の圧力を調整する圧力調整装置に関する。

エンジンで走行する自動車や自動二輪車等の車両には、燃料タンクが設置される。また、車両には、燃料タンクからエンジンまで燃料を供給するための燃料ポンプが設けられる。燃料ポンプは、燃料を既定の圧力で送出する必要がある。そのため燃料ポンプの燃料通路には、燃料の圧力を調整する圧力調整装置が設けられる。

特許文献１には、燃料通路を形成する通路部材とは別部品で設けられた圧力調整装置が開示されている。圧力調整装置を外装するハウジングは、底部（シート部）に弁座を有する。ハウジングを通路部材に設けられた嵌合凹部に圧入することで、圧力調整装置が通路部材に取付けられる。ハウジングの圧入深さによって、シート部が通路部材と干渉する場合がある。この場合に弁座が変形し、圧力調整装置の調圧値が変化してしまうおそれがある。

特許文献２には、シート部と圧力調整装置の周方向外側を覆うハウジングとが別部品で設けられた圧力調整装置が開示されている。シート部の圧入深さを調整することで圧力調整装置の調圧値を調整できる。しかしながら互いに別部品のシート部とハウジングは、双方の精度のばらつきがある。また、シート部の圧入深さを調整する際に、シート部と通路部材とが干渉しないように圧入方向のクリアランスを確保する必要がある。そのためシート部及びハウジングと通路部材との間には大きい隙間を確保する必要がある。大きい隙間に燃料が流入すると、乱流が生じて圧力損失が大きくなってしまう。

特開２００８−１３８７８５号公報 特開２０１５−９４３４６号公報

弁座を有するハウジングを通路部材に圧入する際に、弁座が通路部材と干渉して弁座が変形してしまうおそれがある。したがって弁座の変形によって調圧値が変化してしまうことを抑制できる圧力調整装置が従来必要とされている。

本開示の一つの特徴は、圧力調整装置であって、圧力調整弁と、圧力調整弁を挿入して配置する通路部材と、を備える。圧力調整弁は、弁座と開口とを有するハウジングと、弁座と協働して開口を開閉する弁体と、弁体を弁座に向けて付勢する付勢部材と、付勢部材をハウジングに保持するカバー部材と、を備える。ハウジングは、通路部材への挿入量を規制する鍔部を備える。鍔部と弁座が同一部材に配置される。

したがって鍔部がハウジングの通路部材への挿入量を規制する。これによりハウジングの通路部材への挿入位置を規制できる。これにより通路部材と弁座が干渉して弁座が変形することを抑制できる。そのため圧力調整装置の調圧値が変化してしまうことを抑制できる。

本開示の他の特徴によると鍔部は、通路部材の端部に当接するように配置される。したがって鍔部が通路部材の端部と当接することで、ハウジングの通路部材への挿入位置を精度良く規制できる。

本開示の他の特徴によるとハウジングは、少なくとも一方向において直線状に延びる面部と、面部の端部において折れ曲がった屈曲部とで構成される。弁座と鍔部は、面部に配置される。したがって面部に配置された鍔部が通路部材と面当たりで当接する。そのためハウジングの通路部材への挿入位置をより精度良く規制できる。また、弁座が面部に配置されることで、弁座が配置された面部を通路部材の壁面に倣わせることができる。そのため弁座が配置された面部と通路部材との隙間を小さくできる。そのため燃料が隙間に進入することによる圧力損失を抑制できる。また、ハウジングは、面部と屈曲部とで構成されるため弾性が大きい。そのためハウジングを通路部材に圧入する際に小さい圧入荷重で圧入できる。これによりハウジングの通路部材への挿入量が大きくなることを抑制できる。

本開示の他の特徴によるとカバー部材は、ハウジングに弾性的に保持される。したがってカバー部材の弾性を利用してカバー部材を保持させるため、例えばハウジングに剛性を確保し難い場合であっても、カバー部材をハウジング内に保持できる。また、カバー部材は、弾性変形によってハウジングに容易に圧入することができる。

本実施形態に係るポンプモジュールを示す斜視図である。 燃料タンクに対するポンプモジュールの装着位置を示す側面図である。 ポンプモジュールの燃料送出路を示す断面図である。 セットプレートから圧力調整弁を分離した分解斜視図である。 圧力調整弁を回転することによりセットプレートに保持させたときの斜視図である。 燃料送出方向に沿った断面における圧力調整弁の断面図である。

本開示の一つの実施形態を図１〜６を参照して下記に詳しく説明する。説明中の同じ参照番号は、重複する説明をしないが、同じ機能を有する同じ要素を意味する。図２に示すように、一つの実施形態は、例えば二輪自動車等の車両の燃料タンク１０に設置され、燃料タンク１０内の燃料をエンジンに供給するポンプモジュール１２である。

［燃料タンク］
燃料タンク１０は、エンジン用のガソリン等の液体燃料を貯留するための容器であり、例えば金属製である。図２に示すように燃料タンク１０は、例えば底部に開口部１１を有する。図２には概略的に燃料タンク１０の底部のみを破線で示している。したがって図２で見て底部の上側がタンクの内部、下側が外部である。

［ポンプモジュール］
図１〜３に示すようにポンプモジュール１２は、セットプレート１４とも称される樹脂製の構造体を含む。ポンプモジュール１２は、セットプレート１４に燃料ポンプ１６、ポンプ保持部材１８、燃料フィルタ２０、圧力調整装置５０等を組付けたアセンブリである。セットプレート１４は、燃料タンク１０の開口部１１を塞ぐ蓋部２２を備えるとともに、燃料ポンプ１６や燃料フィルタ２０を燃料タンク１０に対して保持する。ポンプモジュール１２は、いわゆるインタンク式である。燃料ポンプ１６は、燃料タンク１０の内部に保持される。蓋部２２は、燃料タンク１０の開口部１１の口径よりも大きい外径を有する蓋板２４と、蓋板２４の上面から燃料タンク１０の内部に向かって突き出す嵌合壁２６とを備える。嵌合壁２６を開口部１１に嵌合させることによって、蓋板２４が燃料タンク１０の開口部１１を塞ぐ。同時に、セットプレート１４が燃料タンク１０に装着される。

図２，３に示すようにセットプレート１４は、蓋部２２から燃料タンク１０の内部（上側）に向かって延びる通路形成部２８（通路部材）を有する。通路形成部２８の内部に燃料通路３０が形成される。燃料タンク１０の外部（下側）には、通路形成部２８の内部の燃料通路３０と連通する燃料吐出管３２が設けられる。燃料吐出管３２には、エンジンのインジェクタに繋がる燃料供給配管が接続される。通路形成部２８の内部の燃料通路３０と燃料吐出管３２とが、ポンプモジュール１２の一連の燃料送出路を形成する。

［燃料ポンプ］
図１に示す燃料ポンプ１６は、吸入口から取り込んだ燃料を昇圧して吐出口から排出する電動ポンプである。燃料ポンプ１６は、例えばインペラ式のポンプと電気モータとがポンプハウジング内に収容されて構成される。通路形成部２８には、筒状の周壁を有するポンプ嵌合部３４が形成される。ポンプ嵌合部３４は、通路形成部２８の側部に形成される。燃料ポンプ１６は、ポンプハウジングの吐出口側の部分がポンプ嵌合部３４に挿入される。燃料ポンプ１６がポンプ嵌合部３４に挿入されると、燃料ポンプ１６の吐出口がセットプレート１４の内部に設けられた燃料通路３０（図３参照）と連通する。

図２に示すようにセットプレート１４の蓋部２２のタンク外部側（下側）には、電気コネクタ３６が設けられる。電気コネクタ３６は、タンク外において電源やエンジン制御装置（ＥＣＵ）等に繋がる電気線を接続できる。燃料ポンプ１６（図１参照）の電気モータの電気回路はリード線３８を介して電気コネクタ３６に電気的に接続される。

［ポンプ保持部材］
図１に示すようにポンプ保持部材１８は、筒状の周壁部と、周壁部の一端を閉鎖する底部とを有するキャップ状の樹脂製ケーシングである。ポンプ保持部材１８は、ポンプ嵌合部３４に挿入された燃料ポンプ１６の吸入口側の部分に被せられる。ポンプ保持部材１８の周壁部は、ポンプ嵌合部３４に対して例えばスナップ機構により結合する。

［燃料フィルタ］
図１に示すように燃料フィルタ２０は、燃料を通過させかつ燃料中の異物を除去することのできる不織布等のシート状の濾過材によって袋状に形成される。燃料フィルタ２０内には、燃料フィルタ２０を膨張状態に保持するための樹脂製の内骨部材が収容される。燃料フィルタ２０は、ポンプ保持部材１８に対して樹脂製の接続管４０を介して、例えばスナップ機構により取付けられる。接続管４０は、燃料フィルタ２０がポンプ保持部材１８に取付けられることで、ポンプ保持部材１８の底部を貫通する接続口を介して燃料ポンプ１６の吸入口に連通する。

［圧力調整装置］
図３に示す圧力調整装置５０は、燃料送出路内の燃料の圧力を調整する。圧力調整装置５０は、燃料通路３０から分かれた支流通路４２に配置される。圧力調整装置５０は、円柱形状の外形を有する通路形成部２８によって外装される。圧力調整装置５０は、弁の開閉によって支流通路４２への燃料の流入を調整する圧力調整弁５２を有する。通路形成部２８は、支流通路４２と、支流通路４２の下流側に連通して凹設された嵌合凹部８０が設けられる。嵌合凹部８０の中には、圧力調整弁５２が組付けられる。

図３に示すように圧力調整弁５２は、カップ状のハウジング６０を有する。ハウジング６０の中には、弁体として機能するボール５４と、ボール５４を押圧する押圧部材５８と、押圧部材５８を付勢するコイルばね５６（付勢部材）と、コイルばね５６を保持するカバー部材７０が組付けられる。ハウジング６０には、カップ状の底側（内側）から順にボール５４、押圧部材５８、コイルばね５６、カバー部材７０が配置される。コイルばね５６は、押圧部材５８とカバー部材７０の間に介装される。

図４，６に示すようにハウジング６０は、カップ状の底部を支流通路４２側（上流側）にして配置される。ハウジング６０の底部には円形状の流入口６４が開口する。ハウジング６０の内側には、流入口６４に沿って弁座６２が形成される。弁座６２は、ボール５４の外形に倣った円弧状に形成される。ハウジング６０は、下流側の外周端部から径方向外側に延びる鍔部６６を有する。鍔部６６は、少なくとも一つ設けられ、例えば一対の鍔部６６が点対称の位置にそれぞれ設けられる。

図４，６に示すようにハウジング６０は、少なくとも一方向において直線状に延びる面部６０ｂと、面部６０ｂの端部において折れ曲がった形状の屈曲部６０ａとで構成される。面部６０ｂは、例えば平面、円筒面、円錐面である。面部６０ｂは、例えばハウジング６０の径方向や開口方向に沿って直線状に延びる。屈曲部６０ａは、ハウジング６０の周方向に折れ曲がり、かつハウジング６０の径方向に対して折れ曲がる。ハウジング６０は、平板状の金属材料をプレス加工することによって成形される。

図６に示すように押圧部材５８は、ボール５４と当接する上流側が略平面に形成され、中央部に凹部５８ａが設けられる。ボール５４は、押圧部材５８に押圧される際、上流側が弁座６２と当接し、下流側が凹部５８ａと当接する。これによりボール５４は、弁座６２に安定した状態で位置決めされる。押圧部材５８は、コイルばね５６によって弁座６２が設けられる上流側に向けて付勢される。

図６に示すコイルばね５６は、押圧部材５８を介してボール５４を弁座６２が設けられる上流側に押圧する。弁座６２は、燃料送出路と支流通路４２（図３参照）の中の燃料の圧力が低いときは、コイルばね５６によって押圧されたボール５４によって塞がれる。燃料の圧力が高まってコイルばね５６の弾性力に打ち勝つと、ボール５４が燃料によって押されて流入口６４が開かれる。これにより燃料がハウジング６０内に流入する。燃料送出路が所定の圧力となるまで燃料は圧力調整弁５２を通して排出口７２から排出される。排出された燃料は、外部の燃料タンク１０（図２参照）に返される。

図４，６に示すようにカバー部材７０は、略円形のキャップ状である。カバー部材７０は、平板状の金属材料をプレス加工することによって成形される。カバー部材７０は、径方向において複数箇所で折れ曲がっている。カバー部材７０は、圧入方向に沿った断面形状が略Ｗ字状である。そのためカバー部材７０は弾性を有し、特に径方向において弾性が大きい。

図６に示すようにカバー部材７０の中心部には、圧力調整弁５２から燃料を排出可能な排出口７２が開口する。排出口７２には、常時開口しており、押圧部材５８の下流側端部を進入させることができる。コイルばね５６は、排出口７２の周縁の平面部分に保持される。カバー部材７０の最も外周側に配置される外周端部７０ｃは、カバー部材７０の径方向外側に開くように傾斜して延びる。また、外周端部７０ｃは、ハウジング６０の底部側（図示下側）から鍔部６６が設けられるハウジング６０の開口側（図示上側）へ向かうにしたがってカバー部材７０の径方向外側へ傾斜して配置される。

図６に示すように外周端部７０ｃの角部７０ｄは、ハウジング６０の内壁６０ｃと接する。外周端部７０ｃは、カバー部材７０の弾性によって径方向外側へ開くように角部７０ｄで内壁６０ｃを付勢する。ハウジング６０は、カバー部材７０よりも厚い平板状の材料を加工して成形される。そのためハウジング６０は、カバー部材７０よりも剛性が大きい。ハウジング６０は、カバー部材７０を圧入する際にカバー部材７０の弾性力を受け止めてカバー部材７０を保持することができる。これによりカバー部材７０は、ハウジング６０に圧入されることでハウジング６０に弾性的に保持される。

図４に示すように通路形成部２８は、ハウジング６０を挿入できる嵌合凹部８０を有する嵌合凹部８０は、支流通路４２（図３参照）の下流側へ向けて開口する。通路形成部２８の下流側端部には、平面状の鍔部受け面８２（端部）と、通路形成部２８に片持ちで支持された支持片８４とが設けられる。鍔部受け面８２は、嵌合凹部８０の開口の周縁に設けられる。支持片８４は、鍔部受け面８２と略平行かつ嵌合凹部８０の開口の周縁に沿って可撓性を有して延出する。支持片８４の先端には、鍔部受け面８２に向けて突出した係止爪８４ａ（スナップフック）が設けられる。

図３に示すようにハウジング６０は、嵌合凹部８０に挿入される。ハウジング６０と嵌合凹部８０との間には、弾性を有するОリング７４が介装される。これによりハウジング６０と嵌合凹部８０との隙間がシールされる。図５に示すようにハウジング６０を嵌合凹部８０に取付ける際には、まずハウジング６０から径方向に突出する鍔部６６を鍔部受け面８２に当接させる。ハウジング６０を嵌合凹部８０に対して回転させる。支持片８４を撓ませながら鍔部６６を鍔部受け面８２と支持片８４との間に進入させる。鍔部６６は、支持片８４の撓みが戻ることで係止爪８４ａと鍔部受け面８２と支持片８４とによって保持される。これによりハウジング６０が嵌合凹部８０に保持される。

図６に示すようにハウジング６０が嵌合凹部８０に保持される際、ハウジングの外周端部の面部６０ｂから延びる鍔部６６の上流側端面が、鍔部受け面８２に面当たりで当接する。そのためハウジング６０の挿入位置は、鍔部６６と鍔部受け面８２とが当接する位置で規制される。弁座６２が設けられたハウジング６０の中心領域の面部６０ｂは、嵌合凹部８０の底面８０ａに沿って底面８０ａと隣接する。ハウジング６０の挿入位置が規制されることで、ハウジング６０の中心領域の面部６０ｂが底面８０ａに押圧されて変形することが抑制される。さらに、鍔部６６と鍔部受け面８２との面当たりによってハウジング６０の挿入位置が規制されることで、ハウジング６０の中心領域の面部６０ｂと底面８０ａとの間の隙間を小さく設定できる。

図３に示すように支流通路４２は、嵌合凹部８０よりも上流側の通路形成部２８に形成される。支流通路４２の下流端は、ハウジング６０の流入口６４よりもわずかに大きい径を有する。これによりボール５４は、弁座６２に押圧される際に支流通路４２の下流端と当たってしまうことが防止される。したがって弁座６２に向けて押圧されたボール５４が流入口６４を確実に塞ぐことができる。支流通路４２は、ハウジング６０の流入口６４よりも小径の絞り部４２ａ（オリフィス）を有する。絞り部４２ａは、支流通路４２を流れる燃料の流量を規制する。これにより燃料の脈動を抑制でき、ボール５４が安定して流入口６４を開閉できる。

［ポンプモジュールの動作］
図１に示すポンプモジュール１２の使用時、燃料ポンプ１６が作動すると、燃料タンク１０から燃料フィルタ２０で濾過されたクリーンな燃料が燃料ポンプ１６に吸入される。燃料は、燃料ポンプ１６で昇圧された後、吐出口からセットプレート１４の燃料通路３０に吐出される。燃料通路３０内の燃料は、圧力調整装置５０により所定の圧力に調整され、燃料吐出管３２に接続された燃料供給配管を通してエンジンに向けて送出される。

上述するように圧力調整装置５０は、図６に示すように圧力調整弁５２と、圧力調整弁５２を挿入して配置する通路形成部２８と、を備える。圧力調整弁５２は、弁座６２と流入口６４とを有するハウジング６０と、弁座６２と協働して流入口６４を開閉するボール５４と、ボール５４を弁座６２に向けて付勢するコイルばね５６と、コイルばね５６をハウジング６０に保持するカバー部材７０と、を備える。ハウジング６０は、通路形成部２８への挿入量を規制する鍔部６６を備える。鍔部６６と弁座６２が同一部材に配置される。

したがって鍔部６６がハウジング６０の通路形成部２８への挿入量を規制する。これによりハウジング６０の通路形成部２８への挿入位置を規制できる。これにより通路形成部２８と弁座６２が干渉して弁座６２が変形することを抑制できる。そのため圧力調整装置５０の調圧値が変化してしまうことを抑制できる。

図６に示すように鍔部６６は、通路形成部２８の鍔部受け面８２に当接するように配置される。したがって鍔部６６が通路形成部２８の鍔部受け面８２と当接することで、ハウジング６０の通路形成部２８への挿入位置を精度良く規制できる。

図６に示すようにハウジング６０は、少なくとも一方向において直線状に延びる面部６０ｂと、面部６０ｂの端部において折れ曲がった屈曲部６０ａとで構成される。弁座６２と鍔部６６は、それぞれ異なる面部６０ｂに配置される。したがって面部６０ｂに配置された鍔部６６が通路形成部２８と面当たりで当接する。そのためハウジング６０の通路形成部２８への挿入位置をより精度良く規制できる。また、弁座６２が面部６０ｂに配置されることで、弁座６２が配置されたハウジングの中心領域の面部６０ｂを通路形成部２８の底面８０ａに倣わせることができる。そのため弁座６２が配置された面部６０ｂと通路形成部２８との隙間を小さくできる。そのため燃料が隙間に進入することによる圧力損失を抑制できる。また、ハウジング６０は、面部６０ｂと屈曲部６０ａとで構成されるため弾性が大きい。そのためハウジング６０を通路形成部２８に圧入する際に小さい圧入荷重で圧入できる。これによりハウジング６０の通路形成部２８への挿入量が大きくなることを抑制できる。

図６に示すようにカバー部材７０は、ハウジング６０に弾性的に保持される。したがってカバー部材７０の弾性を利用してカバー部材７０を保持させるため、例えばハウジング６０に剛性を確保し難い場合であっても、カバー部材７０をハウジング６０内に保持できる。また、カバー部材７０は、弾性変形によってハウジング６０に容易に圧入することができる。

以上、具体的な実施形態について説明したが、本願で開示する技術はその他各種変更を加えた形態でも実施可能なものである。実施形態では、プレス加工によって成形されるハウジング６０及びカバー部材７０を例示した。これに代えて、例えば折り曲げ加工と切削加工を併用してハウジング６０及びカバー部材７０を成形しても良い。また、ハウジング６０の外周端部の面部６０ｂに沿って径方向外側に延びる一対の鍔部６６を例示した。これに代えて、例えばハウジング６０に鍔部６６を１つまたは３つ以上設けても良い。あるいは、例えばハウジング６０の外周端部の面部６０ｂを全周にわたって径方向外側に延ばして鍔部６６とする構成であっても良い。また、圧入方向に沿った断面形状が略Ｗ字状のカバー部材７０を例示した。これに代えて、例えば外周端部７０ｃがハウジング６０の内部から外側に向けて延び、かつ圧入方向に沿った断面形状が略Ｕ字状であるカバー部材７０としても良い。

１０…燃料タンク
１１…開口部
１２…ポンプモジュール
１４…セットプレート
１６…燃料ポンプ
１８…ポンプ保持部材
２０…燃料フィルタ
２２…蓋部
２４…蓋板
２６…嵌合壁
２８…通路形成部（通路部材）
３０…燃料通路
３２…燃料吐出管
３４…ポンプ嵌合部
３６…電気コネクタ
３８…リード線
４０…接続管
４２…支流通路、４２ａ…絞り部
５０…圧力調整装置
５２…圧力調整弁
５４…ボール（弁体）
５６…コイルばね（付勢部材）
５８…押圧部材、５８ａ…凹部
６０…ハウジング、６０ａ…屈曲部、６０ｂ…面部、６０ｃ…内壁
６２…弁座
６４…流入口（開口）
６６…鍔部
７０…カバー部材、７０ｃ…外周端部、７０ｄ…角部
７２…排出口
７４…Оリング
８０…嵌合凹部、８０ａ…底面
８２…鍔部受け面（端部）
８４…支持片、８４ａ…係止爪

Claims (4)

1. 圧力調整装置であって、
   弁座と開口とを有するハウジングと、前記弁座と協働して前記開口を開閉する弁体と、前記弁体を前記弁座に向けて付勢する付勢部材と、前記付勢部材を前記ハウジングに保持するカバー部材と、を備えた圧力調整弁と、
   前記圧力調整弁を挿入して配置する通路部材と、を備え、
   前記ハウジングは、前記通路部材への挿入量を規制する鍔部を備え、
   前記鍔部と前記弁座が同一部材に配置される圧力調整装置。
2. 請求項１に記載の圧力調整装置であって、
   前記鍔部は、前記通路部材の端部に当接するように配置される圧力調整装置。
3. 請求項１または２に記載の圧力調整装置であって、
   前記ハウジングは、少なくとも一方向において直線状に延びる面部と、前記面部の端部において折れ曲がった屈曲部とで構成されており、
   前記弁座と前記鍔部は、前記面部に配置される圧力調整装置。
4. 請求項３に記載の圧力調整装置であって、
   前記カバー部材は、前記ハウジングに弾性的に保持される圧力調整装置。

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