JP4149225B2 - 気化器燃料ポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型燃焼機関用の気化器燃料ポンプに関し、特に、ダックビルデュアルチェックバルブ（二重逆止め弁）を有する気化器燃料プライミング（呼び水）ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
小型燃焼機関用気化器は、機関が容易に始動できるように、気化器内部の燃料通路及びチャンバ不要の空気から追い出す手動の呼び水ポンプを備えるものとして知られている。燃料呼び水ポンプは、ポンプ室を画定する手で押下することのできるドーム状キャップ及び、気化器からの、また動作していない機関の燃料タンクに入る燃料および空気を制御する二重逆止め弁を利用する。上記ドームがそれ自身の弾性力に対抗して押下されると、弁のオリフィスが開口して、空気、蒸気及び／又は液体燃料がポンプ室から排出し、好ましくは燃料タンクに入る。ドーム状キャップが最初のまたは曲げられていない自然状態に戻るにつれて、 ポンプ室は真空下にあって、出口通路内のオリフィスを閉止し、弁の弾性環状部材を外側に曲げて内部通路を開口する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
機関が作動しているときは、ポンプ室への内部通路は、好ましくは、環状部材を介して閉じたままになっており、呼び水ポンプを介しての気化器から燃料タンクへの望ましくない再循環を防止する。具合悪く、動作状態において燃料タンク中に真空や圧力の減少があると、二重逆止め弁のオリフィスが開閉を繰返すことがある。この繰返しによって、望ましくない燃料が環状部材を通過して、内部通路からポンプ室へ入り、さらに振動オリフィスを通じて漏洩する点まで、呼び水ポンプ室の圧力が減少することがある。このような燃料の漏洩があると、気化器から必要な燃料が奪われ、機関の不安定な動作状態を引き起こすことになる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
小型の内燃機関用の気化器は、燃料が第１の方向へ流れることを許容し、第２の方向へ流れるのを禁止する弾性二重逆止め弁を備えた呼び水ポンプを有する。弾性逆止め弁は、長手方向に延在リブによって補強されており、動作機関の弁のオリフィスを介しての燃料の再循環を防止する。オリフィスは、弾性ドーム状キャップによって画定されるポンプ室と連絡する出口通路に圧入されかつ突出する弁の管状部の端末によって画定される。上記リブは、出口通路内の管状部から外方に横方向に突出する。環状分離部は、弾性弁の対向端に係合している。該絶縁部材は、外側へ屈曲し、ポンプ室と連絡するよう入口通路を開通させる。
【０００５】
弾性ドーム状キャップを押下することによって、ポンプ室の体積が減少し、圧力が上昇して、リブで補強されたオリフィスが開口して該ポンプ室から空気と燃料が出口通路に追い出される。ドームが解放されると、
屈曲されていない状態に戻り始め、ポンプ室体積を増大させて、それによって、真空引きや入口通路の圧力より低い圧力を発生する。結局、環状分離部は、ドームの回復の間に外側に屈曲し、オリフィスはリブの偏倚、圧力変化の結果として、閉止する。上記分離部が外側へ屈曲したままだと、空気、蒸気及び／又は液体の燃料が、開いた入口通路からポンプ室へ流入する。ドームが完全に拡大されるとき、又は非屈曲の自然状態で、入口通路と出口通路が閉止し、かつ弾性二重逆止め弁を介してポンプ室から分離される。
【０００６】
機関が動作している状態で、燃料タンク内に生成され、出口通路を介して連絡される真空又は準大気圧によって、出口通路とポンプ室の高圧との間に小さな負圧差が生じる。しかし、オリフィスは、補強リブの偏倚のために閉止したままで、それによってポンプ室を介して空気、蒸気、燃料の望ましくない再循環が防止される。
【０００７】
本発明の目的、特徴及び利点は、機関作動状態の間、気化器の呼び水燃料ポンプを介して望ましくない空気、燃料蒸気及び燃料流を防止できる弾性二重逆止め弁（以下、単に、二重逆止め弁という）を備えた呼び水ポンプを提供すること、動作機関の安定性を高めること、排出物を減少すること、比較的単純な設計で、大量生産したとき極めて低コストで、丈夫で信頼性が高く、メインテナンスまたは調整を必要とせず、寿命が長い、二重逆止め弁を提供することを含む。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、小型の２及び４サイクル機関に典型的の用いられる実現するダイアフラム型気化器１０を示している。しかし、同じ原理は、２又は４ストロークエンジン用の浮遊型気化器において容易に応用可能である。気化器１０は、その本体１４によって画定され、それを通して延びる燃料空気混合通路１２を有している。準大気圧にある空気は、通路１２の入口１６を通して流れる。空気は、その通路で、スロットルバルブ（絞り弁）２２の下流に位置するアイドルノズル１７か、又は該スロットルバルブの上流に位置する主ノズル１８からの燃料と通路１２内に配置され、本体１４によって画定されたベンチュリ２０で混合する。絞り弁２２は通路の出口２４とベンチュリ２０との間に配置され、その通路の中で、出口２４を介して機関に流れる燃料／空気混合物の量を制御するように回転する。アイドルノズル１７による燃料流量はアイドル状態の間のアイドル（低速）流制御弁２５によって部分的に制御され、主ノズル１８による燃料流は、高エンジン速度すなわち高空気量状態の間にベンチュリ２０を介して高速流制御弁２７によって制御される。
【０００９】
本体１４内で一体的に形成された、ダイアフラム型燃料ポンプ２６（単に、ダイアフラムポンプ２６ともいう）は、本体１４から外側へ突出する燃料入口ニップルに接続された、離れた燃料リサーバ又はタンク（図示しない）から燃料を受ける。燃料は、本体１４内の逆止め弁３０を通って流れ、ポンプ２６のダイアフラム３４の直下にある下方室３２に流入する。ダイアフラム３４は、機関によって発生し、ダイアフラム３４の直下に配置されたポンプ２６の空気室３６に送られた圧力パルスによって下方室３２の内外に屈曲する。空気室３６は、本体１４によって画定され、パルス入口３８を介して圧力パルスを受ける。典型的には、圧力パルスは、エンジンクランクケース又は気化器混合通路１２から得られる。
【００１０】
ダイアフラム３４の往復すなわち屈曲運動によって、燃料が第２の出口逆止め弁４０を介して制御弁４２及び燃料計量室４４（以下、単に、計量室４４という）に汲み上げられる。計量室４４は本体１４および計量室４４内の圧力をほぼ一定に保つように屈曲する第２のダイアフラム４６によって画定される。計量室４４を一定圧に保持するために、第２のダイアフラム４６の反対側すなわち底側が一定基準圧すなわち大気圧に晒される。第２のダイアフラム４６は、本体の下端部と係合し、第２のダイアフラム４６の周囲を包囲するカバープレート５０によって保護され、それによってポート４９を介して大気を連絡する大気室４８を形成する。
【００１１】
動作においては、燃料が、計量室４４から準大気圧燃料／空気混合通路１２に流入するとき、ダイアフラム４６が上昇して計量室４４に移動し、それによって計量室４４内に位置したピボットアーム５２の第１端部５６もまた上方へ移動する。ピボットアーム５２はそれによって旋回点５４の回りに旋回し、ピボットアーム５２の反対の第２の端部５８もまた下方へ移動し、弁を開放する。ダイアフラム４６が下降し、実質的に計量室４４が拡大するまで燃料が計量室４４に流入し、それによってアーム５２が旋回し、弁４２が閉止する。このようにして、計量室４４内の燃料はほぼ一定圧かつ準大気圧に保持される。燃料は、計量室４４から高速流れ制御弁２７が交差する主燃料チャネル６０を介して主ノズル１８に送られる。燃料流は、吸引、すなわち、計量室内の通常、大気圧と、絞り弁２２が開いているときの通常動作の間の混合通路１２に支配的な準大気圧の間の圧力差によって生じる。
【００１２】
機関のクランキング又は動作がない場合は、燃料をリサーバから計量室４４に供給するのに必要な機関圧力パルスがダイアフラムポンプ２６から除去される。それ故、計量室４４及び／又は燃料ポンプ２６の下方燃料室３２（単に、下方室３２ともいう）から空気を除去するのに、手動の吸引すなわち呼び水ポンプ６２が気化器内に設置される。呼び水ポンプ６２は、これに限定される訳ではないがポリウレタンゴムような弾性材料でできているドーム状キャップ６４を有し、そのキャップは、気化器本体１４の外表面として表示されている弁座６８に係合している。しかし、呼び水ポンプ６２は、気化器本体１４から離れて設置することも可能である。弁座６８とドーム状キャップ６４は、通常両者間及び本体１４の頂部にある呼び水ポンプ室を画定する。出口および入口通路７０、７１は、弁座６８に画定されているそれぞれ、入口穴、出口穴（入口部、出口部）７３、７４を介してポンプ室６６と連絡する。出口部７３は、ポンプ室６６内で弁座６８のほぼ中央に位置している入口部７４と同心状に配置されている。入口部７４は、通常、円形で、弁座６８によって画定された外周と、出口部７３にプレス嵌めされたシートリング７６の軸方向かつ放射方向で内側に突出する端部７５によって画定された内周と有している。出口部７３は残りの出口通路７０の直径からかなり拡大されている。
【００１３】
図１乃至図５において、シートリング７６はダックビルまたはマッシュルーム型二重逆止め弁８０の半管状部７８を同心状に包囲する。半管状部７８は出口穴７３内に配置され、弁８０の放射状に拡大した環状部８２から半管状部７８の端末部８３に至る穴に下方に突出する。半管状部７８は、軸方向の一端で環状部８２に一体に取付けられ、軸方向の反対の他端の半管状部７８の収束部８５まで下方又は内方へ放射状に延びる管状係合部８４を有している。係合部８４は、外周溝８６を画定するほぼ円筒状の外面を有し、その外周溝８６は、シートリング７６の放射状に内方へ突出する端部７５を封止可能に受容する。
【００１４】
シートリング７６は、端部７５下に同心状且つ軸方向に配置された
ほぼ円管状下方部７７を有している。下方部７７は、出口穴７３に封止可能にプレス嵌めされ、二重逆止め弁８０のより曲げやすい係合部８４より更に出口穴７３に延びる。下方部７７は、気化器本体１４と溝８６の下に配置された係合部８４の一部を放射状に封止する。組立ての際、締り嵌めを介して、シートリング７６の気化器本体１４への係合する場合は、二重逆止め弁８０をシートリング７６へ係合する場合よりも大きな力を必要とする。これは、シートリング７６の表面が、二重逆止め弁８０と接触しているというよりも気化器本体１４と接触しているからであり、またシートリング７６が二重逆止め弁８０より硬い材料（例えばプラスチック）でできているからである。これによって、二重逆止め弁８０がシートリング７６にプレス嵌めされているとき適所に置かれることになる。
【００１５】
図１及び図３乃至図５において、封止を達成するために、シートリング７６の下方部７７の内径は、係合部８４の外径に等しいか、若干それより小さい。二重逆止め弁８０が開くときの収束部８５の半径方向の拡大を考慮するためには、半環状空間７９がシートリング７６の下方部７７と収束部８５の間で半径方向で且つ同心状に画定される。半環状空間７９の軸方向断面は非常に狭くなっており、係合部８４またはその近くで測定されたとき、収束部８５の外径８９と小径８８の間で画定された真の環状形を形成する。
【００１６】
二つの外側の対面し、且つ若干凸状の平面９０が収束部８５の軸方向長だけ延在し、係合部８４から遠心端８３までお互いに向かって収束する。遠心端８３は、平面９０にほぼ平行に配置されたスリット（オリフィス）９２を有している。スリット９２は、閉止するように付勢されるが、ポンプ室６６内の圧力が出口通路７０内の圧力より適切に大きいとき、収束部８５の弾性力に対向して開放される。
【００１７】
長手方向リブ９３は、管状部７８の収束部８５を補強し、各面９０の軸方向長全体に沿って半径方向又は外側横方向突出する。リブ９３は、端末縁部９４を有し、二つのリブ９３の端末縁部間の距離は直径８８にほぼ等しくなる。弾性力あるドーム状キャップが手で押下されたときの二重逆止め弁８０の収束部８５を横切って形成された適当な圧力差に対抗してスリット９２が開放するにつれて、長手方向リブ９３の端末縁部９４とシートリング７６の間の空間７９によって正対するリブが外方に屈曲することが可能となる。補強長手方向リブ９３は、離隔した燃料タンク内の圧力変化、または真空によって形成される小さな圧力差によるスリット９２を介しての不要な燃料再循環流を防止する。
【００１８】
二重逆止め弁８０の頭部９６は、半管状部７８の環状部８２と係合し、入口部７４を包囲するように横方向または半径方向に突出し、さらに入口部７４を被覆する。入口部７４は、上記のように、環状に形成され、出口部７３を包囲するから、頭部９６は、好適には、環状で、環状部８２から頭部９６の周縁９８まで放射状に延在して環状入口部７４を被覆、包囲する。頭部が外方へ放射状に突出するにつれて、約７０度屈曲して、ポンプ室６６の圧力が入口通路７１の圧力より大きいとき、弁座６８と対面し、封止する。ポンプ室６６の圧力が入口通路７１の圧力より小さいとき、頭部９６は、弁座６８から外方へ旋回、屈曲し、外周縁９８が弁座６８から持ち上がる。この差圧状態は、押下されたドーム状キャップ６４が解放された後でも存在し、屈曲されていないドーム状状態に復帰させる過程にある。
【００１９】
呼び水ポンプ６２の手動動作の間に、該呼び水ポンプ６２の二重逆止め弁８０は、図１に矢印によって示されているように、第１方向への燃料流を許容し、逆方向への流れを防止する。弾性ドーム状キャップ６４が押下されると、空気、蒸気、及び／又は液体燃料は、二重逆止め弁８０の中央部及びスリット９２を介して追い出される。弾性ドーム状キャップ６４を押下することによって、ポンプ室６６の体積が減少し、圧力が増大し、それによってリブ補強スリット９２が開放して空気、蒸気及び／又は燃料はポンプ室６６から出口通路７０に追い出。屈曲したドーム状キャップ６４が解放されると、ポンプ室６６の体積が増大し始め、入口通路７１の圧力に対して、真空、引っ張り、又は低圧を生成する。結局、頭部９６はドーム状キャップ６４の回復の間に、外方向へ屈曲し、スリット９２は、リブ９３の偏倚及び圧力差の結果として閉止する。頭部が外方向に屈曲すると、入口通路７１が開放し、それによって空気、蒸気及び／燃料が計量室４４から入口通路７１を通って、ポンプ室６６に入り、それによって、ダイアフラムポンプの計量室４４及びの下方室３２から空気又は燃料が除去される。ドーム状キャップ６４が完全に拡大されるとき、又は屈曲されない自然状態において、入口通路７１及び出口通路７０は、閉止され、二重逆止め弁８０を介してポンプ室６６から分離される。
【００２０】
機関が作動している間、燃料タンク内に生成され、また出口通路７０を介して連絡する真空または準大気圧によって、出口通路７０とポンプ室６６内の高圧との間に圧力差が生じる。しかし、オリフィス９２は、偏倚及び補強リブ９３の屈曲に対する抵抗のために閉じたままになっており、そのためノズル１７、１８及び／又は計量室４４からポンプ室６６への不用の空気、燃料空気混合物、及び／又は液体燃料流の流入が防止される。
【００２１】
本明細書に記載された発明は、好適実施例を構成するけれども、他の態様も可能である。例えば、二重逆止め弁８０を含む主ポンプたる呼び水ポンプ６２は、管またはホースを用いて気化器から離隔して配置し必要な通路を延長することができる。ここでは、本発明の全ての等価的な態様、変形を記載することを意図したわけではない。本明細書に記載した実施例は、例示的なものであってそれに限定されるべきではなく、本発明の精神および範囲から逸脱することなしに、種々の変形が可能である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、機関作動状態の間、気化器の呼び水燃料ポンプを介して望ましくない空気、燃料蒸気及び燃料流を防止できる。動作機関の安定性を高めること、排出物を減少可能で、比較的単純な設計で、大量生産したとき極めて低コストで、丈夫で信頼性が高く、メインテナンスまたは調整を必要とせず、寿命が長い、二重逆止め弁を提供可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の手動の呼び水燃料ポンプを備えたダイアフラム型気化器の則断面図である。
【図２】図２は、呼び水燃料ポンプの二重逆止め弁の斜視図である。
【図３】図３は、図２の３−３線に沿った二重逆止め弁の横断面図である。
【図４】図４は、図２の４−４線に沿った二重逆止め弁の一部端面図である。
【図５】図５は、二重逆止め弁の等角図である。
【符号の説明】
１０ 気化器
１４ 気化器本体
２２ 絞り弁
２６ 燃料ポンプ
３２ 下方室
３６ 空気室
６２ 呼び水ポンプ
６４ ドーム状キャップ
６６ ポンプ室
６８ 弁座
７０ 出口通路
７１ 入口通路
７３ 出口部
７４ 入口部
７６ シートリング
７８ 半管状部
８０ 弾性弁
８２ 環状部
８４ 係合部
８５ 収束部
９３ リブ
９６ 頭部

Claims (13)

1. 頭部及び一体的管状部を有する弾性弁、出口部と入口部からなる弁座およびポンプ室の少なくとも一部を画定する弾性ドーム状キャップを備えた内燃機関用気化器燃料ポンプであって、
   前記一体的管状部は、係合部と、リブと自己封止オリフィスを有する端末からなる収束部を備え、前記収束部は前記係合部から前記端末へ向かって突出、収束し、前記端末は前記自己封止オリフィスを画定し、前記リブは、前記収束部に沿って長手方向に延在し、かつそこから外側横方向に突出し、長手方向に前記端末まで延在し、前記管状部と前記リブの長手方向全体にわたって一体で、前記頭部は、前記管状部を包囲し、かつそこから外側へ放射状に突出し、
   前記弾性弁の前記収束部と前記端末は、前記出口部に配置され、前記係合部は前記弁座に封止可能に係合し、前記頭部は、前記入口通路を包囲し、前記弾性弁の頭部と係合部は前記ポンプ室内に配置され、前記入口部と出口部は前記弾性弁の前記頭部及び前記自己封止オリフィスを各々介して前記ポンプ室と連絡する、ことを特徴とする前記気化器燃料ポンプ。
2. 前記弁座を有する気化器本体、
   該気化器本体によって保持され、前記出口部と連絡する出口通路、及び
   該気化器本体によって保持され、前記入口部と連絡する入口通路
   を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の気化器燃料ポンプ。
3. 前記係合部は、前記頭部と前記収束部の間に配置されたことを特徴とする請求項２記載の気化器燃料ポンプ。
4. 前記係合部は、前記出口部内で前記気化器本体に封止可能に係合され、前記収束部は前記出口部内に配置されていることを特徴とする請求項３記載の気化器燃料ポンプ。
5. 前記自己封止オリフィスは、直線状のスリットで、前記リブは、両方とも、反対方向に外側横方向に延在する二つの対向リブの一つであることを特徴とする請求項４記載の気化器燃料ポンプ。
6. 前記二つの対向するリブは各々、出口部内で前記気化器本体から離隔した長手方向に延在する端縁部を有していることを特徴とする請求項５記載の気化器燃料ポンプ。
7. 前記弁座は、前記気化器本体の外面を構成し、前記ドーム状キャップは前記外面に係合し、
   前記頭部は、前記弾性弁から外側横方向へ突出し、更に、前記頭部は、通常は前記外面に係合し、前記入口通路の圧力が前記ポンプ室の圧力より大きいときは該外面から遠ざかるように屈曲するように構成配置された外周縁部を有し、前記入口通路の入口部は通常は前記外周縁部によって包囲されることを特徴とする請求項２記載の気化器燃料ポンプ。
8. 前記出口部内で前記気化器本体に直接係合したシートリングを更に備えたことを特徴とする請求項７記載の気化器燃料ポンプ。
9. 前記入口部は、環状に形成され、出口部と同心状に配置され、更に半径方向の内側では、突出するシートリングによって画定され、外側では、前記気化器本体によって画定されることを特徴とする請求項８に記載の気化器燃料ポンプ。
10. 前記頭部は、環状に形成され、前記管状部の係合部と同心状に配置され、該頭部の外周は、前記入口部から半径方向の外側へ前記気化器本体の表面と封止可能に接触していることを特徴とする請求項９記載の気化器燃料ポンプ。
11. 前記シートリングは、前記弾性弁の係合部によって画定された溝に封止可能に受容された、半径方向内側に向かって突出する端部を有していることを特徴とする請求項１０記載の気化器燃料ポンプ。
12. 前記自己封止オリフィスは、直線状スリットであり、前記リブは、両方とも反対方向で外側横方向に延在する二つの対向リブの一つであるであることを特徴とする請求項１記載の気化器燃料ポンプ。
13. 前記収束部は、前記係合部から前記端末へ内側へ収束する二つの対向面を有し、前記対向する二つのリブの、各対向面から横方向に突出することを特徴とする請求項１記載の気化器燃料ポンプ。

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