JP4320721B2 - 脈動式ダイヤフラム燃料ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、エンジン運転に伴ってクランクケース内や吸気管内に発生する脈動圧力により駆動されてエンジンに供給するための燃料を輸送する脈動式ダイヤフラム燃料ポンプに関し、殊に、脈圧室と大気側とを連通させる大気孔を具えた脈動式ダイヤフラム燃料ポンプに関するものである。

２サイクルまたは４サイクルの小型ガソリンエンジンに供給する燃料の輸送手段として、構造が簡単で機械的損失を伴わずに駆動できるという利点を有する脈動式ダイヤフラム燃料ポンプが広く利用されている。

図４は、従来から利用されている周知の脈動式ダイヤフラム燃料ポンプを示す縦断面図であって、ポンプ本体５１の一方の側にポンプダイヤフラム５２により区画されたポンプ室５４と脈圧室５５とを備え、もう一方の側にはパルセータダイヤフラム５６ａ，５６ｂにより区画された吸込室５７および吐出室５８と空気室５９ａ，５９ｂとを備えている。またポンプ本体５１のポンプ室５４と吸込室５７、吐出室５８とを区画する仕切壁６０には吸込弁６１ａおよび吐出弁６１ｂが設けられている。

そして、この脈動式ダイヤフラム燃料ポンプはエンジンの運転に伴いクランクケース内や吸気管内、多くはクランクケース内に発生する脈動圧力が脈圧導入路５３により脈圧室５５に導入されてポンプダイヤフラム５２を往復変位させることにより、燃料タンクの燃料を吸込室５７から吸込弁６１ａを経てポンプ室５４に導入し、吐出弁６１ｂを経て吐出室５８に送出し、燃料出口６２から図示しない気化器に送ってこれよりエンジンに供給するようになっている。

しかし、このような脈動式ダイヤフラム燃料ポンプはクランクケースや吸気管から脈動圧力を取り入れて利用するものであるため、エンジンオイルや液体燃料が脈圧室５５に流入して溜まることがある。そのため、例えばエンジンオイルがポンプダイヤフラム５２に付着すると早期劣化を生じさせやすく、また溜まった液体燃料がポンプの姿勢変化などによって脈圧室５５から吸気管に一挙に流出することがあると、一時的に混合気を濃くしてエンジン運転を不調にしたり、エンジンを停止させたりする心配がある。

そこで、脈圧室と大気側とを連絡させる小径の大気孔を設けて脈圧室に大気を導入することで流入したエンジンオイルや液体燃料をこまめに排出・除去することが例えば特開２００２―９８０５５号公報に提案されている。このような大気孔は図４に符号６３で示されており、脈動圧力に連動して脈圧室５５に大気が出入りするようになっている。しかしながら、このような大気孔６３は大気に直接開放しているので大気中の塵埃などの微細固形物によって目詰まりを生じる危険が大きい。

その対策として、図５の（Ａ）に示すように大気孔６３を小孔６３ａの大気側拡径支持筒６３ｂにフィルタ６３ｃを支持・固定したものとし、脈圧室５５に導入される大気中の微細固形物をフィルタ６３ｃで捕捉すること、或いは図５の（Ｂ）に示すように大気孔６３の大気側開口部を保護プレート６４で覆って大気中の微細固形物が大気孔６３および脈圧室５５に直接侵入しにくくすることが行われている。

これらの対策によると、微細固形物が大気孔を目詰まりさせることをある程度防ぐことができる。しかし、このような構成とするにはフィルタ６３ｃや保護プレート６４のような専用部品が必要となって部品点数が増加するとともに、組立の工程が増えて製造コストの高いものとなってしまう。さらに、図５の（Ａ）の大気孔６３においては長期間の使用でフィルタ６３ｃに微細固形物が詰まってしまい、空気の出入りが阻害されて大気孔としての機能を果たすことができなくなり、また図５の（Ｂ）の大気孔６３においては長期間の使用で大気孔６３に微細固形物が詰まって大気の出入りが充分に確保されなくなるなど、長期間に亘って空気出入り機能を良好に維持させる対策として不満足である。
特開２００２―９８０５５号公報

本発明は、上記のような問題点を解決しようとするものであり、脈動式ダイヤフラム燃料ポンプにおいて、簡易な構成で製造コストを低廉としながら長期間に亘って空気の出入りを目詰まりすることなく安定的に行わせ、脈圧室にエンジンオイルや液体燃料を溜まらせることのない大気孔を具えさせることを課題とする。

そこで、本発明は、ポンプ室が形成されたポンプ本体と脈圧室が形成されたダイヤフラムカバー体とがポンプ室と脈圧室とを区画するポンプダイヤフラムを挟み込んで外側周縁部で重ね合わせられている脈動式ダイヤフラム燃料ポンプについて、脈圧室と大気とを連通させる大気孔が中間のクッション室とポンプ外部の大気側からクッション室に至る大気側区間およびクッション室から脈圧室に至る脈圧室側区間とからなるものであって、クッション室と大気側区間とがポンプ本体とダイヤフラムカバー体との重ね合わせ個所に設けた空隙によって形成されたものとした。

このことにより、微細固形物がクッション室に溜まることにより脈圧室側区間に目詰まりが生じない。そのため、長期間に亘り脈圧室への空気の出入りを安定的に行わせることができるようになる。

しかも、大気孔のクッション室および大気側区間はポンプ本体とダイヤフラムカバー体との重ね合わせ個所に設けた空隙で形成されるため、フィルタや保護プレートのような専用部品を必要としないばかりか、製造工程を増やすことなく大気孔を容易に設けることができるとともに掃除などのメンテナンスの手間も殆ど要しないものとなる。

また、大気孔の大気側区間をスリット状とすれば、大気孔のポンプ外部の大気側への開口面積を大きくでき、その間隔を狭くしても充分に大気の流通を確保することができ、クッション室が脈圧室に至る脈圧室側区間を小径孔とすれば脈圧室に導入される脈動圧力への大気の影響を最小限にとどめることができる。

本発明によると、簡易な構成で部品点数および製造工程の手間を増やさずに製造コストを低廉としながら長期間に亘って空気の出入りを目詰まりすることなく安定的に行わせ、脈圧室にエンジンオイルや液体燃料を溜まらせることのない大気孔を具えさせることができるものである。

図面を参照して本発明の実施の形態を説明すると、図１は本実施の形態の脈動式ダイアヤラム燃料ポンプを示すものであって、ポンプ本体１の一方の面に、ポンプダイヤフラム６に覆われてポンプ室４を形成するくぼみを具えるとともに脈圧室５を形成するくぼみを具えたダイヤフラムカバー体３を重ね、ポンプ本体１の他方の面に、パルセータダイヤフラム７ａ，７ｂで覆われて吸込室９，吐出室１０を形成するくぼみを具えるとともに空気室１１ａ，１１ｂを形成するくぼみを具えたキャップ体２を重ねており、ポンプ室４と吸込室９、吐出室１０とを区画するポンプ本体１の仕切壁１２には吸込弁１３と吐出弁１４が設けられている。

本実施の形態における脈動式ダイヤフラム燃料ポンプは、基本的構成および作用については前述した図４に示す従来の脈動式ダイヤフラム燃料ポンプと同様であるのでその詳細な説明は省略し、本発明の特徴部分である大気孔１５について以下に詳述する。尚、大気中の微細固形物が脈圧室５に侵入すると流入したエンジンオイルや液体燃料に混入してポンプ動作やエンジン運転の不調の原因となる心配があるので、脈圧室５への侵入防止と大気孔１５の詰まり防止とを両立させることは重要である。

図２は図１における矢印Ｘ−Ｘ方向に見た大気孔１５部分の拡大図を示しており、図３の（Ａ）は図２の大気孔１５のポンプ本体１からダイヤフラムカバー体３を外した状態を示す分解図であり、図３の（Ｂ）は（Ａ）のＹ―Ｙ線に沿う断面図を示している。

図１、図２および図３を参照して、脈動式ダイヤフラム燃料ポンプの左側面において、管状の脈圧導入路１６の下方で下向きのくぼみ１５ｆを有するダイヤフラムカバー体３側のケーシング１５ｄと、上向きのくぼみ１５ｇを有するポンプ本体１側のケーシング１５ｅとが向かい合うことによって形成された中空直方体が突出している。そして、大気孔１５はその通路中に、クッション室１５ａと、ポンプ外部の大気側からクッション室１５ａに至る大気側区間１５ｂと、クッション室１５ａから脈圧室５に至る脈圧室側区間１５ｃとを具えている。

更に詳しくは、クッション室１５ａはダイヤフラムカバー体側ケーシング１５ｄとポンプ本体側ケーシング１５ｅとが向かい合わせに上下に重ね合わされてそのくぼみ１５ｆとくぼみ１５ｇとが向かい合わせに合致することで形成されている。大気側区間１５ｂはダイヤフラムカバー体３側のケーシング１５ｄの外側面に設けられた切欠１５ｈと、これに対応する形状を有しポンプ本体１側のケーシング１５ｅの外側面上方に突出した壁１５ｉとの嵌め合わせ部分に生じさせた間隙から形成される。そして、クッション室１５ａは前述した両ケーシング１５ｄ，１５ｅにより形成された直方体とほぼ相似形の空間をその内部に形成することで大きな空間を確保しており、大気側区間１５ｂは外観において上方向に突出したる外側に突出されたほぼぼ同形状コ字状部分とその両端の外側方へ延びる部分とからなるスリット状に形成されて開口部面積を大きなものとしている。

また、クッション室１５ａから脈圧室５に連通する脈圧室側通路１５ｃはダイヤフラムカバー体３の側壁に形成された小径孔であり、脈圧室５内へ導入される脈動圧力への大気の影響を最小限としているが、これが大気側からクッション室１５ａに連通させるスリット状の大気側通路１５ｂの延長線上からずれて設けられ、大気が一旦クッション室１５ａに溜まるようになっているため、微細固形物が小径の脈圧側通路１５ｃを詰まらせる心配は殆どない。

図１および図２を参照して本実施の形態の動作を以下に説明する。脈圧導入路１６を経由して、図示しないエンジンのクランクケースまたは吸気管からエンジンオイルまたは液体燃料が脈圧室に流入することがある。脈圧導入路１６を介して脈圧室５に圧力変動が生じ、負圧になったとき大気孔１５を経て大気が脈圧室５に流入し、先の正圧時に導入されたエンジンオイルや液体燃料を連行して脈圧導入路１６よりクランクケースや吸気管に流出することにより、これらを脈圧室５に溜めないように働く。

このとき、ポンプ外部の大気は大気側通路１５ｂから流入するが、そのスリット幅よりも大径または同径の微細固形物は通過しない。クッション室１５ａに入った大気は大気側通路１５ｂのスリット幅よりも小径の微細固形物を含むが、これらはクッション室１５ａにかなり大量の空気が滞留するためその底部に落下するかもしくはその壁面に付着するようになり、脈圧室側通路１５ｃを詰まらせたり脈圧室５内に侵入したりすることが殆どない。従って、長期間に亘り空気の出入りを安定的に確保して脈圧室５にエンジンオイルや液体燃料が溜まるのを防ぐことができる。

また、スリット状の大気側通路１５ｂを外側面において上向きに突出させたコ字状に形成したことで、その開口面積が大きいものとなるため、スリット幅を小さくしても充分な大気の通過量を確保すると同時に比較的小径の微細固形物も通過させないものとなる。従って、クッション室１５ａに侵入する微細固形物は、大気側通路１５ｂのスリットを通過する程度の小径ものであってきわめて微量であるため、これがクッション室１５ａ内に溜まって掃除を必要とすることも殆どなく、メンテナンスが容易である。

さらに、この大気孔１５はポンプ本体１とダイヤフラムカバー体３との重ね合わせ部分においてクッション室１５ａと大気側通路１５ｂとを形成したものとなっており、構成部分がポンプ本体１およびダイヤフラムカバー体３の一部で形成されるため部品点数が増加しないとともに、ポンプダイヤフラム６を挟んでこれらを重ねるだけで組み立てられるため、製造の手間を要さず製造コストが低廉でもる。

本発明の実施の形態を示す縦断面図。 図１の矢印Ｘ−Ｘ方向に見た拡大側面部分図。 （Ａ）は図２の大気孔の分解図、（Ｂ）はそのＹ―Ｙ線に沿う断面図。 従来例を示す縦断面図。 （Ａ）は従来の大気孔の縦断面図、（Ｂ）は従来の異なる大気孔の縦断面図。

符号の説明

１ ポンプ本体、３ ダイヤフラムカバー体、４ ポンプ室、５ 脈圧室、６ ポンプダイヤフラム、９ 吸込室、１０ 吐出室、１２ 仕切壁、１３ 吸込弁、１４ 吐出弁、１５ 大気孔、１５ａ クッション室、１５ｂ 大気側通路、１５ｃ 脈圧室側通路、１５ｄ ダイヤフラムカバー体側ケーシング、１５ｅ ポンプ本体側ケーシング、１５ｆ，１５ｇ くぼみ、１５ｈ 切欠、１５ｉ 壁

Claims (2)

1. ポンプ室が形成されたポンプ本体と脈圧室が形成されたダイヤフラムカバー体とが前記ポンプ室と脈圧室とを区画するポンプダイヤフラムを挟み込んで外側周縁部で重ね合わせられている脈動式ダイヤフラム燃料ポンプにおいて、
   前記脈圧室と大気とを連通させる大気孔が中間のクッション室とポンプ外部の大気側から前記クッション室に至る大気側区間および前記クッション室から脈圧室に至る脈圧室側区間とからなるものであって、
   前記クッション室と大気側区間とが前記ポンプ本体とダイヤフラムカバー体との重ね合わせ個所に設けた空隙によって形成されている、
   ことを特徴とする脈動式ダイヤフラム燃料ポンプ。
2. 前記大気側区間がスリット状とされ、前記脈圧室側区間が小径孔とされている請求項１に記載の脈動式ダイヤフラム燃料ポンプ。
   

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