JP4296206B2 - 燃料供給装置 - Google Patents

Description

この発明は、吸気配管内に燃料を供給する燃料供給装置に関するものである。

近年、地球温暖化などの環境問題から、低燃費化及び排ガスのクリーン化が要求されている。自動車では規制が開始され対策を施すことで要求に対応できるようなった。自動二輪車でも同様にこの要求に応えることが求められている。このような背景の中、従来のキャブレタ式から電子制御式燃料噴射システムへの変更が必要となり、各自動二輪車メーカーでは、大排気量のエンジンから徐々に電子制御式燃料噴射システムの採用を開始している。以下、燃料の供給システムについて具体的に説明する。

まず、従来の自動二輪車のエンジンでは、下記の特許文献１に示すようなキャブレタ式の燃料供給装置が採用されている。図１４は、従来のキャブレタ式の燃料供給装置を示す構成図である。図において、燃料タンク１には吸入フィルタ２及び低圧配管３を介して容積室４が接続されている。容積室４内にはフロート６と共動するニードル弁５が設けられている。容積室４内の燃料の量に応じてニードル弁５が低圧配管３の吐出口を開閉することで、容積室４内の燃料の量が一定に維持される。容積室４内には噴霧ノズル７の一端が挿入されている。噴霧ノズル７の他端は吸気配管８内のベンチュリ部８ａに設けられている。そして、容積室４内とベンチュリ部８ａとの間の差圧により、容積室４内の燃料が噴霧ノズル７から吸気配管８内に噴射され混合気が生成される。

このようなシステムは、小型かつ低コストに製作できるが、吸気配管８内に噴射される燃料の量を、温度や負荷等のエンジンの状態に応じて制御することができない。このため、低燃費及び排ガスのクリーン化に対応することが困難である。

これに対して、エンジンの状態に応じて吸気配管に供給する燃料の量及びタイミングを最適化するためには、自動車で広く採用されている電子制御式燃料噴射システムを採用する必要がある。図１５は、燃料タンク１内にポンプ９等を配置した従来の電子制御式燃料噴射システムを示す構成図である。図において、燃料タンク１内には、吸入フィルタ２、ポンプ９、燃圧保持弁１０、及び圧力調整器１１が配置されている。燃圧保持弁１０はポンプ９に接続されている。燃圧保持弁１０及び圧力調整器１１は高圧配管１２を介して燃料噴射器１３に接続されている。ポンプ９及び燃料噴射器１３に接続された駆動制御部１４は、図示しないセンサの出力に基づいてエンジンの状態を検出し、ポンプ９及び燃料噴射器１３の動作を制御する。ポンプ９は、駆動制御部１４からの駆動信号に基づいて燃料タンク１内の燃料を吸入及び吐出する。燃圧保持弁１０は、ポンプ９の吐出圧力が所定値に達した際に開弁するものであり、高圧配管１２への燃料の吐出圧力を調整する。燃料噴射器１３は、駆動制御部１４からの信号に基づく噴射タイミング及び噴射量で、吸気配管８内に高圧燃料を噴射する。圧力調整器１１は、高圧配管１２内の圧力が所定値以上となった場合に、高圧配管１２内の高圧燃料を燃料タンク１に戻す。

このようなシステムでは、噴射タイミング及び噴射量を制御できるので、温度や負荷等のエンジンの状態に応じた最適な燃料供給が可能となる。しかしながら、燃料タンク１内に、ポンプ９等を配置するので、燃料タンク１が大きくなり、燃料タンク１の小さい小型自動二輪車への適用は困難である。このため、各自動二輪車メーカーもこのシステムの小型自動二輪車への適用は見送っている。

次に、図１６は、燃料タンク１の外にポンプ９等を配置した従来の電子制御式燃料噴射システムを示す構成図である。従来のキャブレタ式と同じ燃料タンク１を流用しつつ、電子制御式燃料噴射システムを採用する構成としては、図に示すように、吸入フィルタ２、ポンプ９、燃圧保持弁１０、及び圧力調整器１１を燃料タンク１の外に配置する方法が考えられる。

特開２００１−１８２６２１号公報

上記のように燃料タンク１の外にポンプ９等を配置した電子制御式燃料噴射システムでは、ポンプ９等を燃料タンク１内に配置する場合に比べて、低圧配管３、ドレーン用高圧配管１５、及びドレーン用低圧配管１６が余分に必要となる。このため、配管レイアウトが複雑になり、配管接続箇所での燃料漏れの可能性が高くなる。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、燃料タンクの大型化を防ぎつつ、配管レイアウトを簡単にできる燃料供給装置を提供することである。

この発明に係る燃料供給装置は、吸入ポート及び吐出ポートが設けられたハウジングと、前記ハウジング内に設けられ前記吸入ポートに連通された燃料溜め室と、前記ハウジング内に設けられ前記燃料溜め室内の燃料を吐出するポンプと、前記ハウジング内で前記ポンプに接続され燃料の吐出圧力を調整する燃圧保持弁と、前記ハウジング内に設けられ前記吐出ポートに連通されるとともに前記燃圧保持弁からの燃料が吐出される高圧通路と、前記ハウジング内に設けられ前記高圧通路内の圧力が所定値以上となったときに前記高圧通路と前記燃料溜め室との間を連通し前記高圧通路内の圧力を調整する圧力調整器とを有する燃料ポンプアッセンブリを備え、前記吸入ポートは低圧配管を介して燃料タンクに接続され、前記吐出ポートは高圧配管を介して燃料噴射器に接続されており、前記ポンプは、前記ハウジングに回転自在に支持され先端が前記燃料溜め室内に配置されたシャフト、前記シャフトの前記先端に取り付けられ傾斜部を有する斜板、前記シャフトを介して前記斜板を回転させるモータ、一端が前記燃料溜め室に隣接して配置され互いに間隔を置いて複数の吸入孔と複数のシリンダとが設けられたシリンダブロック、前記各吸入孔にそれぞれ取り付けられた吸入フィルタ、前記シリンダブロックの他端側に配置され前記各吸入孔と前記各シリンダとをそれぞれ連通する複数の吸入溝が設けられたプレート、前記シリンダブロックと前記プレートとの間に介在され前記プレート側で前記吸入孔を開閉する吸入弁が設けられた吸入弁体、前記プレートに設けられ前記各シリンダにそれぞれ連通する複数の吐出孔、前記プレートと前記ハウジングとの間に介在され前記ハウジング側で前記各吐出孔を開閉する吐出弁が設けられた吐出弁体、及び前記シリンダ内に進退自在に挿入されるとともに一端が前記傾斜部に当接され前記斜板の回転に応じて前記各吸入孔及び前記各吸入溝を介して前記シリンダ内に燃料を吸入するとともに前記シリンダ内の燃料を前記吐出孔から吐出するピストンを含む。

この発明の燃料供給装置によれば、ポンプと圧力調整器とが一体になった燃料ポンプアッセンブリを低圧配管で燃料タンクに接続するとともに高圧配管で燃料噴射器に接続だけするので、燃料タンクの大型化を防ぎつつ、配管レイアウトを簡単にできる。

なお、ポンプ部と圧力調整部とが一体になった燃料ポンプは、特開平１０−３３９２３１号公報及び特開２０００−１１０７１０号公報等に記載されているものがある。しかしながら、燃料タンクの外に燃料ポンプを配置した上で、この燃料ポンプに圧力調整器等の他の機器を付加せずに配管レイアウトを簡単にした構造は示されていない。

以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による燃料供給装置を示す構成図である。なお、従来の燃料供給装置と同一又は同等部分については同一の符号を用いて説明する。図において、燃料タンク１の外には、燃料ポンプアッセンブリ２０が配置されている。この燃料ポンプアッセンブリ２０は、低圧配管３を介して燃料タンク１に接続されている。また、燃料ポンプアッセンブリ２０には、高圧配管１２を介して燃料噴射器１３が接続されている。この燃料ポンプアッセンブリ２０は、後に図を用いて説明するが、吸入フィルタ２、ポンプ９、燃圧保持弁１０、及び圧力調整器１１が一体に設けられたものである。燃料噴射器１３には、ポンプ９で加圧された高圧燃料が供給される。駆動制御部１４は、ポンプ９の吸入及び吐出動作を制御するとともに、燃料噴射器１３の噴射タイミング及び噴射量を制御する。

次に、図２は、図１の燃料ポンプアッセンブリ２０の断面図である。図において、燃料ポンプアッセンブリ２０の外形は、ボディ部１００及びケース部２００によって形成されている。つまり、この実施の形態では、ハウジングはボディ部１００とケース部２００とによって構成されている。ボディ部１００には、吸入ポート１１０、この吸入ポート１１０に連通された燃料溜め室１２０、ケース部２００側の一端に形成された開口部１３０、及び他端に形成された軸孔１４０が設けられている。吸入ポート１１０には、低圧配管３（図１参照）を介して燃料タンク１が接続される。また、吸入ポート１１０には、異物流入防止フィルタ１５０が取り付けられている。異物流入防止フィルタ１５０のオープニングサイズ（網の目の大きさ）は１００μｍ程度である。この異物流入防止フィルタ１５０は、例えば燃料タンク１内等の異物が燃料溜め室１２０内に流入することを防ぐためのものである。燃料溜め室１２０には、燃料タンク１からの燃料が溜められる。このボディ部１００内には、燃料溜め室１２０の燃料を吐出するポンプ９が設けられている。

ケース部２００には、突部２１０、高圧通路２２０、及び吐出ポート２３０が設けられている。突部２１０は、ケーシングシール部材２４０とともに開口部１３０に嵌入されている。突部２１０が開口部１３０に嵌入された後に、ケース部２００はネジ２５０によってボディ部１００に締結されている。突部２１０には、高圧通路２２０に連通する弁孔２１０ａ及びドレーン孔２１０ｂが設けられている。弁孔２１０ａ内には、ポンプ９に接続された燃圧保持弁１０が挿入されている。燃圧保持弁１０は、燃料の吐出圧力を所定値に調整し、高圧通路２２０に高圧の燃料を吐出する。この高圧通路２２０には吐出ポート２３０が連通されており、この吐出ポート２３０は高圧配管１２（図１参照）を介して燃料噴射器１３に接続されている。ドレーン孔２１０ｂ内には、圧力調整器１１の吸入側端部１１ａが設けられている。圧力調整器１１の吐出側端部１１ｂは、燃料溜め室１２０内に設けられている。圧力調整器１１は、高圧通路２２０内の圧力が所定値に達するまで閉じている弁である。つまり、圧力調整器１１は、高圧通路２２０内の圧力が所定値以上となったときに高圧通路２２０と燃料溜め室１２０との間を連通し、高圧の燃料を燃料溜め室１２０に戻すことで、高圧通路２２０内の圧力を調整するものである。

これより、図２とともに図３〜図９を参照しながら、ポンプ９についてより詳しく説明する。図３は図２のプレート３４０周辺を拡大して示す断面図であり、図４は図２の線ＩＶ−ＩＶに沿う断面図であり、図５は図３の吸入弁体３５０を示す正面図であり、図６は図３の吐出弁体３６０を示す正面図であり、図７は図２のピストン３８０が下死点に位置した状態を示す説明図であり、図８は図２のピストン３８０が上死点に位置した状態を示す説明図であり、図９は図２の吸入孔３３０ｂ周辺を拡大して示す断面図である。

図２，３に示すように、ポンプ９は、シャフト３００、斜板３１０、モータ３２０、シリンダブロック３３０、プレート３４０、吸入弁体３５０、吐出弁体３６０、複数の板バネ３７０、及び複数のピストン３８０を有している。なお、この実施の形態では板バネ３７０によって付勢部材が構成されている。

シャフト３００は、軸孔１４０を貫通している。軸孔１４０には、シャフト３００を回転自在に支持する軸受１６０と、軸孔１４０から燃料溜め室１２０内の燃料が洩れること防ぐオイルシール１７０とが取り付けられている。シャフト３００の先端は、燃料溜め室１２０内に配置されている。このシャフト３００の先端に斜板３１０が取り付けられている。斜板３１０の全体としての形状は円板状である。斜板３１０の一端には、シャフト３００の径方向に対して傾斜する傾斜部３１０ａが設けられている。モータ３２０は、シャフト３００を介して斜板３１０を回転させる。

シリンダブロック３３０は、斜板３１０に対向しつつ一端が燃料溜め室１２０に隣接するように配置されている。図４に示すように、このシリンダブロック３３０には、同心円上に互いに間隔を置いて３つのシリンダ３３０ａが設けられている。また、シリンダブロック３３０には、各シリンダ３３０ａの上下方向の中間位置に３つの吸入孔３３０ｂが１列に設けられている。

図２に示すように、プレート３４０は、シリンダブロック３３０の他端側に配置されている。このプレート３４０には、図２，図４に示すように、前述した各吸入孔３３０ｂと各シリンダ３３０ａとをそれぞれ連通する複数の吸入溝３４０ａが設けられている。

図３に示すように、吸入弁体３５０は、シリンダブロック３３０とプレート３４０との間に介在されている。この吸入弁体３５０には、図５に示すように、各シリンダ３３０ａの位置（図４参照）に対応した複数のシリンダ孔３５０ａと、各吸入孔３３０ｂの位置（図４参照）に対応した複数の吸入弁３５０ｂとが設けられている。各吸入弁３５０ｂは、プレート３４０側で各吸入孔３３０ｂを開閉するものである。具体的には、吸入弁３５０ｂは、シリンダ３３０ａ内の圧力が燃料溜め室１２０内の圧力よりも低くなった際に各吸入溝３４０ａ側へ変位され吸入孔３３０ｂを開く。一方、吸入弁３５０ｂは、シリンダ３３０ａ内の圧力が燃料溜め室１２０内の圧力よりも高くなった際にシリンダブロック３３０側に変位され吸入孔３３０ｂを閉じる。

図２に示すように、プレート３４０には、各シリンダ３３０ａの位置に対応した複数の吐出孔３４０ｂが設けられている。突部２１０には、各吐出孔３４０ｂと燃圧保持弁１０との間を接続する複数の吐出溝２１０ｃが設けられている。

図３に示すように、吐出弁体３６０は、プレート３４０と突部２１０との間に配置されている。この吐出弁体３６０には、各吐出孔３４０ｂ（図２参照）の位置に対応して、図６に示すように３つの吐出弁３６０ａが設けられている。各吐出弁３６０ａは、突部２１０側で各吐出孔３４０ｂを開閉するものである。具体的には、吐出弁３６０ａは、シリンダ３３０ａ内の圧力が吐出溝２１０ｃ内の圧力よりも高くなった際に、吐出溝２１０ｃ側へ変位され吐出孔３４０ｂを開く。一方、吐出弁３６０ａは、シリンダ３３０ａ内の圧力が吐出溝２１０ｃ内の圧力よりも低くなった際に、プレート３４０側へ変位され吐出孔３４０ｂを閉じる。

図２に示すように、板バネ３７０は、ボディ部１００とシリンダブロック３３０との間に配置されている。この板バネ３７０は、突部２１０が開口部１３０に嵌入された際に、シリンダブロック３３０、吸入弁体３５０、プレート３４０、及び吐出弁体３６０を突部２１０に対して付勢し固定する。

各ピストン３８０は、各シリンダ３３０ａ内に挿入され各シリンダ３３０ａに沿って移動可能とされている。これら各ピストン３８０の一端３８０ａは半球状に形成されている。また、これら各ピストン３８０の一端３８０ａは、斜板３１０の傾斜部３１０ａに当接されている。各ピストン３８０は、斜板３１０が回転されることで、図７に示す下死点と図８に示す上死点との間で変位される。上死点から下死点に向かう方向へピストン３８０が変位されることで、シリンダ３３０ａ内が減圧される。シリンダ３３０ａ内が減圧された際に、吸入孔３３０ｂ及び吸入溝３４０ａを通してシリンダ３３０ａ内に燃料が吸入される。一方、下死点から上死点に向かう方向へピストン３８０が変位されると、シリンダ３３０ａ内が加圧される。シリンダ３３０ａ内が加圧された際に、吐出孔３４０ｂ、吐出溝２１０ｃ、及び燃圧保持弁１０を介して、シリンダ３３０ａ内の燃料が高圧通路２２０に吐出される。ピストン３８０が挿入された後のシリンダ３３０ａ内の空間と吐出孔３４０ｂと吸入溝３４０ａとによって、燃料が加圧される増圧室３３０ｃが形成されている。

ここで、自動二輪車のようにエンジンと燃料タンク１との位置が近い場合、燃料ポンプアッセンブリ２０はエンジン近傍に配置される。例えば暖機後にエンジンが停止された場合や、走行風によるエンジンの冷却効果が期待出来ない場合等に、エンジンからの熱により、低圧配管３等に燃料のベーパー（蒸気の気泡）が発生することがある。このため、ポンプ９でベーパーロックが発生し燃料が吐出できなくなる可能性がある。

増圧室３３０ｃ内が燃料で充満されているときの増圧室３３０ｃ内の圧力の状態式は下記（１）式のように示すことができる。また、増圧室３３０ｃは断熱変化状態にあるので増圧室３３０ｃ内にベーパーが発生しているときの圧力の状態式は下記（２）式のように示すことができる。
Ｐ＝Ｋ・ΔＶ／Ｖ ・・・・・・・・・（１）
Ｐ ：燃料圧力
Ｋ ：燃料の体積弾性係数（ガソリンの場合、１ＧＰａ）
ΔＶ ：容積変化量
Ｖ ：燃料増圧室容積
ｐ・ｖ^ｋ＝ｐ‘・（ｖ−Δｖ）^ｋ ・・・（２）
ｐ ：容積変化前の増圧室圧力
ｖ ：容積変化前の増圧室容積
ｐ‘ ：容積変化後の増圧室圧力
ｖ−Δｖ ：容積変化後の増圧室容積
Δｖ ：容積変化量
ｋ ：ガス定数（空気の場合、１．４０２）

仮に、圧力調整装置の調整圧力を３００ｋＰａとすると、ベーパーが発生していない通常動作時は、上式から３００ｋＰａ以上に達する容積変化率は、およそ０．０３％と非常に少量となる。これに対して、ベーパーが発生し、仮に増圧室内がベーパーで満たされたとすると、容積変化率は、およそ７４％となる。すなわち、通常動作時と比較すると大幅に容積変化率が増加することがわかる。また、各部からの漏れが無いと仮定して吐出量を比較しても、通常動作時はおよそ９９％、ベーパー発生時はおよそ２６％となる。この吐出量の比較は、各部からの漏れが生じると更に悪化することになる。ベーパーが発生しても吐出量不足に陥らないようにするために、ポンプ９の吐出量を多くする対策が考えられる。しかしながら、ポンプ９が大型になってしまい、搭載スペースの確保及び動力ロスの増大等の問題が生じる。このため、この実施の形態では、小型で自吸性（吸入効率）に優れたアキシャルピストンポンプをポンプ９として採用している。

また、この実施の形態の燃料供給装置では、ベーパー流入防止の対策を施している。吸入孔３３０ｂには、図９に示すように吸入フィルタ２が取り付けられている。吸入フィルタ２のオープニングサイズ（網の目の大きさ）は３０μｍ以下である。この吸入フィルタ２は、燃料溜め室１２０内のベーパーがシリンダ３３０ａ内に流入することを防ぐためのものである。

ここで、吸入フィルタ２下流から吸入弁３５０ｂまでの空間を吸入室３３０ｄと呼ぶ。換言すると吸入室３３０ｄは、吸入孔３３０ｂ内で吸入フィルタ２を通った燃料が満たされる空間である。吸入フィルタ２によってベーパーの流入を防いだとしても、例えばエンジン停止時等に吸入室３３０ｄ内にベーパーが発生することがある。このため、吸入室３３０ｄ内のベーパーを確実に排出できるようにする必要がある。この実施の形態では、吸入室３３０ｄの容積が、ピストン３８０が上死点に位置したときの増圧室３３０ｃの容積以下とされ、ピストン３８０の動作によって吸入室３３０ｄ内のベーパーを排出しきれるようにされている。

ところで、吸入室３３０ｄ内で発生するベーパーの量は、エンジンで発生する熱量によって異なる。このため、ピストン３８０が上死点に位置したときの増圧室３３０ｃの容積をより容易に変更できるようにする必要がある。この実施の形態では図８に示すように、ピストン３８０の他端３８０ｂを平面状としている。また、上死点にて他端３８０ｂがシリンダブロック３３０の端面と同一平面上に位置するようにしている。これによって、プレート３４０の厚さを変更することで、前述の増圧室３３０ｃの容積を容易に変更できるようにしている。

また、吸入孔３３０ｂに流入するベーパーの量を少なくできれば、より確実に吸入フィルタ２によってベーパーを除去できる。この実施の形態では、吸入ポート１１０が天方向（上方向）に開口する向きで燃料ポンプアッセンブリ２０を車両に搭載する。すなわち、図中の方向Ａを天方向とする。これによって、燃料溜め室１２０のベーパーが吸入ポート１１０に集まるようにしている。また、異物流入防止フィルタ１５０のオープニングサイズが吸入フィルタ２のオープニングサイズよりも大きいので、異物の流入を防ぎつつ、吸入ポート１１０に集まったベーパーがより容易に燃料タンク１に移動できるようにしている。

さらに、燃料ポンプアッセンブリ２０の搭載方向に自由度を持たせる必要がある。この実施の形態では、吸入孔３３０ｂの延在方向を吸入ポート１１０の延在方向と直交するようにしている。すなわち、図中の方向Ｂを天方向として燃料ポンプアッセンブリ２０を車両に搭載させた際に、吸入孔３３０ｂが天方向に開口するとともに、吸入孔３３０ｂが燃料溜め室１２０よりも地方向（下方向）に位置するようにしている。これによって、燃料ポンプアッセンブリ２０の搭載方向を変えたとしても、吸入孔３３０ｂに流入するベーパーの量を少なくできるようにしている。

次に、圧力調整器１１についてより詳しく説明する。図１０は、図２の圧力調整器１１周辺を拡大して示す断面図である。図において、圧力調整器１１は、筒状のケーシング４００、及びこのケーシング４００内に設けられたポペット弁４１０を有している。ケーシング４００は、シリンダブロック３３０、吸入弁体３５０、プレート３４０、及び吐出弁体３６０に設けられた貫通孔４２０を貫通している。このケーシング４００の吸入側端部１１ａ側には、貫通孔４２０よりも大きな径の段部４００ａが設けられている。段部４００ａの外周には、シール部材４３０が設けられている。この段部４００ａが高圧通路２２０内の燃料の圧力によりプレート３４０側に付勢されることで、圧力調整器１１の位置が固定される。すなわち、圧力調整器１１をシリンダブロック３３０等に固定するための締結部材は用いられておらず、圧力調整器１１はシリンダブロック３３０等に容易に着脱できるようにされている。

ポペット弁４１０は、ガイド部材４１１、スプリング４１２、ボール４１３、及び円環状のバルブシート４１４を含んでいる。ガイド部材４１１は、ケーシング４００内に摺動自在に設けられている。ケーシング４００の吐出側端部１１ｂ側には、ケーシング４００の径方向内方に突出する内フランジ４００ｂが設けられている。スプリング４１２は、ガイド部材４１１と内フランジ４００ｂとの間に配置されている。ボール４１３は、ガイド部材４１１の一端に配置されている。バルブシート４１４はケーシング４００内の吸入側端部１１ａ側に固定されている。すなわち、ボール４１３は、スプリング４１２によって所定圧力でバルブシート４１４に押し当てられている。また、ボール４１３は、高圧通路２２０内の燃料の圧力が所定値以上となったときに吐出側端部１１ｂ側に移動しバルブシート４１４の孔４１４ａを開く。この孔４１４ａが開かれると、高圧通路２２０と燃料溜め室１２０との間が連通され、高圧通路２２０内の燃料が吐出側端部１１ｂから燃料溜め室１２０に吐出される。

ここで、高圧通路２２０内の燃料を燃料溜め室１２０に戻す際に、燃料とともにベーパーが燃料溜め室１２０に吐出される可能性がある。この実施の形態では、吸入ポート１１０を天方向に向けて燃料ポンプアッセンブリ２０を車両に搭載した際に、吐出されたベーパーが各吸入孔３３０ｂに吸入される可能性をより低くするために、図２及び図４に示すように、圧力調整器１１が各吸入孔３３０ｂよりも吸入ポート１１０側に配置されている。

また、シリンダブロック３３０等に貫通孔４２０を設けて圧力調整器１１を取り付けるので、圧力調整器１１の位置によってはシリンダブロック３３０等が大型化してしまう。この実施の形態では、シリンダブロック３３０等の大型化を防ぐために、圧力調整器１１を各シリンダ３３０ａと同心円上に設けている。

このような燃料供給装置では、ポンプ９と圧力調整器１１とが一体になった燃料ポンプアッセンブリ２０を燃料タンク１の外に配置し、この燃料ポンプアッセンブリ２０を低圧配管３で燃料タンク１に接続するとともに高圧配管１２で燃料噴射器１３に接続するので、燃料タンク１の大型化を防ぎつつ、配管レイアウトを簡単にできる。

また、ポンプ９として、斜板３１０の回転に応じて燃料を吸入及び吐出するアキシャルピストンポンプを用いているので、燃料ポンプアッセンブリ２０を小型化でき、車両に搭載する際の搭載スペースを小さくすることができる。

また、吸入フィルタ２の下流から吸入弁３５０ｂまでの吸入室３３０ｄの容積が、ピストン３８０が上死点に位置するときの増圧室３３０ｃの容積以下であるので、エンジン停止時に吸入室３３０ｄ内でベーパーが発生したとしても、エンジンを再始動する際のクランキング時に吸入室３３０ｄ内のベーパーを排出しきることができ、ベーパーロックが発生する可能性を低くできる。

また、ピストン３８０の他端３８０ｂが上死点にてシリンダブロック３３０の端面と同一平面上に位置するので、プレート３４０の厚さを変更することで、増圧室３３０ｃの容積を容易に変更でき、様々な仕様のエンジンにより容易に対応できる。

また、吸入孔３３０ｂの延在方向が吸入ポート１１０の延在方向と直交するので、燃料ポンプアッセンブリ２０の搭載方向に自由度を持たせることができ、様々な車両に搭載できる。具体的には、吸入ポート１１０を介して燃料溜め室１２０が天方向に開口する向きから、吸入孔３３０ｂが天方向に開口する向きまでの間で、燃料ポンプアッセンブリ２０の搭載方向に自由度を持たせることができる。

また、圧力調整器１１は、筒状のケーシング４００とこのケーシング４００内に設けられたポペット弁４１０とを有し、このケーシング４００の吸入側端部１１ａ側には貫通孔４２０よりも大きな径の段部４００ａが設けられ、この段部４００ａが高圧通路２２０内の燃料の圧力によりプレート３４０側に付勢されることで圧力調整器１１の位置が固定されるので、圧力調整器１１をシリンダブロック３３０等に固定するための締結部材を省略できるとともに、圧力調整器１１をシリンダブロック３３０等に容易に着脱できる。ここでもし、燃料ポンプアッセンブリ２０に圧力調整器１１を組み付けた後にしか圧力調整器１１の動作確認を行うことができなければ、圧力調整器１１が正常に動作しない場合に燃料ポンプアッセンブリ２０を組み直す必要があり煩雑になってしまう。この実施の形態の装置では、燃料ポンプアッセンブリ２０を組み上げる前に圧力調整器１１単体で動作確認を行うことができ、燃料ポンプアッセンブリ２０の歩留まりを向上できる。

また、圧力調整器１１が各吸入孔３３０ｂよりも吸入ポート１１０側に配置されているので、吸入ポート１１０を天方向に向けて燃料ポンプアッセンブリ２０を車両に搭載した際に、圧力調整器１１から吐出されたベーパーを吸入ポート１１０側に移動させることができ、ベーパーが各吸入孔３３０ｂに吸入される可能性を低くできる。

また、圧力調整器１１は、各シリンダ３３０ａと同心円上に設けられているので、シリンダブロック３３０等の大型化を防ぐことができ、燃料ポンプアッセンブリ２０全体をより小型化できる。

実施の形態２．
図１１は、この発明の実施の形態２による燃料供給装置の燃料ポンプアッセンブリ２０を示す断面図である。なお、実施の形態１の構成と同一又は同等部分については同一の符号を用いて説明する。図１１では、燃料ポンプアッセンブリ２０の搭載方向を吸入孔３３０ｂが天方向に開口する方向とした状態を示している。圧力調整器１１の吐出側端部１１ｂは、吐出される燃料が傾斜部３１０ａに吹き付けられるように斜板３１０側に突出されている。すなわち、この実施の形態では、吐出側端部１１ｂは、回転する斜板３１０の最も近づく位置の近傍まで延長されている。

このような燃料供給装置では、圧力調整器１１の吐出側端部１１ｂは、吐出される燃料が傾斜部３１０ａに吹き付けられるように斜板３１０側に突出されているので、吐出される燃料を斜板３１０とピストン３８０との間の潤滑剤として利用することができ、斜板３１０及びピストン３８０の摩耗を少なくできる。

実施の形態３．
図１２はこの発明の実施の形態３による燃料供給装置の燃料ポンプアッセンブリ２０を示す断面図であり、図１３は図１２の吐出ポートが取り替えられた状態を示す断面図である。なお、実施の形態１，２の構成と同一又は同等部分については同一の符号を用いて説明する。吐出ポート２７０，２８０に測定装置５００を接続してポンプ９の流量測定を行う場合、圧力調整器１１が動作することによって流量測定が正しく行えないことがある。この実施の形態３では、吐出ポート２７０，２８０はケース部２００の装着口２００ａに着脱自在に設けられており、図１２に示す通常用吐出ポート２７０と、図１３に示す試験用吐出ポート２８０とで取り替え可能とされている。

通常用吐出ポート２７０は、図２の吐出ポート２３０を着脱自在にしたものであり、装着口２００ａに装着された際に端部２７０ａがドレーン孔２１０ｂよりも装着口２００ａ側に位置するものである。なお、通常用吐出ポート２７０の中間部に設けられた段部上にプレート２７０ｂを設けるとともに、このプレート２７０ｂをネジ２７０ｃでケース部２００に締結することで、通常用吐出ポート２７０をケース部２００に固定する。

試験用吐出ポート２８０は、装着口２００ａに装着された際に端部２８０ａがドレーン孔２１０ｂよりも装着口２００ａから離れた位置に設けられたものである。すなわち、試験用吐出ポート２８０は、高圧通路２２０の燃料をドレーン孔２１０ｂから隔離するものであり、圧力調整器１１を機能させないようにするものである。なお、通常用吐出ポート２７０と同様に、プレート２８０ｂをネジ２８０ｃでケース部２００に締結することで、試験用吐出ポート２８０をケース部２００に固定する。

このような燃料供給装置では、通常用吐出ポート２７０と試験用吐出ポート２８０とで取り替え可能であるので、ポンプ９の流量を正確かつ簡単に測定でき、生産性を向上できる。

なお、実施の形態１〜３では、異物流入防止フィルタ１５０は吸入ポート１１０に取り付けられていると説明したが、例えば燃料タンクの吐出口等の吸入ポートよりも上流に設けてよい。

この発明の実施の形態１による燃料供給装置を示す構成図である。 図１の燃料ポンプアッセンブリの断面図である。 図２のプレート周辺を拡大して示す断面図である。 図２の線ＩＶ−ＩＶに沿う断面図である。 図３の吸入弁体を示す正面図である。 図３の吐出弁体を示す正面図である。 図２のピストンが下死点に位置した状態を示す説明図である。 図２のピストンが上死点に位置した状態を示す説明図である。 図２の吸入孔周辺を拡大して示す断面図である。 図２の圧力調整器周辺を拡大して示す断面図である。 この発明の実施の形態２による燃料供給装置の燃料ポンプアッセンブリを示す断面図である。 この発明の実施の形態３による燃料供給装置の燃料ポンプアッセンブリを示す断面図である。 図１２の吐出ポートが取り替えられた状態を示す断面図である。 従来のキャブレタ式の燃料供給装置を示す構成図である。 燃料タンク内にポンプ等を配置した従来の電子制御式燃料噴射システムを示す構成図である。 燃料タンクの外にポンプ等を配置した従来の電子制御式燃料噴射システムを示す構成図である。

符号の説明

１ 燃料タンク、２ 吸入フィルタ、３ 低圧配管、９ ポンプ、１０ 燃圧保持弁、１１ 圧力調整器、１１ａ 吸入側端部、１１ｂ 吐出側端部、１２ 高圧配管、１３ 燃料噴射器、１４ 駆動制御部、２０ 燃料ポンプアッセンブリ、１００ ボディ部、１１０ 吸入ポート、１２０ 燃料溜め室、１３０ 開口部、１４０ 軸孔、１６０ 軸受、２００ ケース部、２００ａ 装着口、２１０ 突部、２１０ｂ ドレーン孔、２１０ｃ 吐出溝、２２０ 高圧通路、２３０ 吐出ポート、２７０ 通常用吐出ポート、２８０ 試験用吐出ポート、３００ シャフト、３１０ 斜板、３１０ａ 傾斜部、３２０ モータ、３３０ シリンダブロック、３３０ａ シリンダ、３３０ｂ 吸入孔、３３０ｃ 増圧室、３３０ｄ 吸入室、３４０ プレート、３４０ａ 吸入溝、３４０ｂ 吐出孔、３５０ 吸入弁体、３５０ｂ 吸入弁、３６０ 吐出弁体、３６０ａ 吐出弁、３８０ ピストン、４２０ 貫通孔。

Claims (9)

1. 吸入ポート及び吐出ポートが設けられたハウジングと、
   前記ハウジング内に設けられ前記吸入ポートに連通された燃料溜め室と、
   前記ハウジング内に設けられ前記燃料溜め室内の燃料を吐出するポンプと、
   前記ハウジング内で前記ポンプに接続され燃料の吐出圧力を調整する燃圧保持弁と、
   前記ハウジング内に設けられ前記吐出ポートに連通されるとともに前記燃圧保持弁からの燃料が吐出される高圧通路と、
   前記ハウジング内に設けられ前記高圧通路内の圧力が所定値以上となったときに前記高圧通路と前記燃料溜め室との間を連通し前記高圧通路内の圧力を調整する圧力調整器と
   を有する燃料ポンプアッセンブリ
   を備え、
   前記吸入ポートは低圧配管を介して燃料タンクに接続され、前記吐出ポートは高圧配管を介して燃料噴射器に接続されており、
   前記ポンプは、前記ハウジングに回転自在に支持され先端が前記燃料溜め室内に配置されたシャフト、前記シャフトの前記先端に取り付けられ傾斜部を有する斜板、前記シャフトを介して前記斜板を回転させるモータ、一端が前記燃料溜め室に隣接して配置され互いに間隔を置いて複数の吸入孔と複数のシリンダとが設けられたシリンダブロック、前記各吸入孔にそれぞれ取り付けられた吸入フィルタ、前記シリンダブロックの他端側に配置され前記各吸入孔と前記各シリンダとをそれぞれ連通する複数の吸入溝が設けられたプレート、前記シリンダブロックと前記プレートとの間に介在され前記プレート側で前記吸入孔を開閉する吸入弁が設けられた吸入弁体、前記プレートに設けられ前記各シリンダにそれぞれ連通する複数の吐出孔、前記プレートと前記ハウジングとの間に介在され前記ハウジング側で前記各吐出孔を開閉する吐出弁が設けられた吐出弁体、及び前記シリンダ内に進退自在に挿入されるとともに一端が前記傾斜部に当接され前記斜板の回転に応じて前記各吸入孔及び前記各吸入溝を介して前記シリンダ内に燃料を吸入するとともに前記シリンダ内の燃料を前記吐出孔から吐出するピストンを含むことを特徴とする燃料供給装置。
2. 前記ピストンが挿入された状態の前記各シリンダ内の空間と前記各吐出孔と前記各吸入溝とによって増圧室が形成されるとともに、前記吸入フィルタの下流から前記吸入弁までの空間によって吸入室が形成され、
   前記吸入室で発生したベーパーが前記ピストンの動作によって排出しきれるように、前記吸入室の容積が、前記ピストンが上死点に位置するときの前記増圧室の容積以下とされていることを特徴とする請求項１記載の燃料供給装置。
3. 前記ピストンの他端が上死点にて前記シリンダブロックの端面と同一平面上に位置することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料供給装置。
4. 前記吸入孔の延在方向は、前記吸入ポートの延在方向と直交していることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の燃料供給装置。
5. 前記シリンダブロック、前記吸入弁体、前記プレート、及び前記吐出弁体には、前記圧力調整器のケーシングが貫通する貫通孔が設けられ、
   前記ケーシングの吸入側端部側には前記貫通孔よりも大きな径の段部が設けられ、前記段部が前記高圧通路内の燃料の圧力により前記プレート側に付勢されることで前記圧力調整器の位置が固定されることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の燃料供給装置。
6. 前記圧力調整器は、前記各吸入孔よりも前記吸入ポート側に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の燃料供給装置。
7. 前記圧力調整器は、前記各シリンダと同心円上に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の燃料供給装置。
8. 前記圧力調整器の吐出側端部は、吐出される燃料が前記傾斜部に吹き付けられるように前記斜板側に突出されていることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の燃料供給装置。
9. 前記ハウジングには、前記高圧通路に連通されるとともに前記圧力調整器の吸入側端部が挿入されるドレーン孔が設けられ、
   前記吐出ポートは前記ハウジングの装着口に着脱自在に設けられ、
   前記吐出ポートは、前記装着口に装着された際に端部が前記ドレーン孔よりも前記装着口側に位置する通常用吐出ポートと、前記装着口に装着された際に端部が前記ドレーン孔よりも前記装着口から離れた位置に設けられ前記高圧通路の燃料を前記ドレーン孔から隔離する試験用吐出ポートとで選択的に取り替え可能であることを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の燃料供給装置。

Images