JP4332842B2

JP4332842B2 - 脈動式ダイヤフラム燃料ポンプ

Info

Publication number: JP4332842B2
Application number: JP2003182281A
Authority: JP
Inventors: 靖小林
Original assignee: Nikki Co Ltd
Current assignee: Nikki Co Ltd
Priority date: 2003-06-26
Filing date: 2003-06-26
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2023-06-26
Also published as: JP2005016416A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
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するものである。
【０００２】
【従来の技術】
２サイクルまたは４サイクルの小形ガソリンエンジンに供給する燃料の輸送手段として、構造が簡単であるとともに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使用されている。
【０００３】
図１は従来から知られており、且つ本発明が適用される脈動式ダイヤフラム燃料ポンプの一例を示す縦断面図であって、ポンプ本体１の一つの面にポンプダイヤフラム２とダイヤフラムカバー体３とが重ねられており、ポンプダイヤフラム２を挟んで設けられたポンプ本体１側の空間およびダイヤフラムカバー体３側の空間はポンプ室４および脈圧室５をそれぞれ形成している。脈圧室５はエンジンのクランクケースまたは吸気管に接続される脈圧導入口６を有している。
【０００４】
ポンプ本体１のもう一つの面にはパルセータダイヤフラム７とキャップ体８とが重ねられており、ポンプ本体１に設けられてパルセータダイヤフラム７で覆われた二つのくぼみは吸込室９および吐出室１０をそれぞれ形成し、キャップ体８の内部は空気室１１を形成している。また、ポンプ本体１に形成されてポンプ室４と吸込室９、吐出室１０とを区画している仕切壁１２には逆止弁構造の吸込弁１３および吐出弁１４が設置されている。
【０００５】
エンジンの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、一般にはクランクケース内の脈動圧力が脈圧室５に導入されてポンプダイヤフラム２を往復変位させ、図示しない燃料タンクの燃料を燃料入口１５から吸込室９、吸込弁１３、ポンプ室４、吐出弁１４、吐出室１０を経て燃料出口１６へと送り、図示しない気化器によりエンジンに供給する。
【０００６】
前記ポンプの構造部品であるポンプ本体１、ダイヤフラムカバー体３およびキャップ体８は一般に金属で作られるが、エンジン熱の影響でベーパロックを生じさせることがあるという心配を避けるため熱可塑性樹脂で作ることも知られている。
【０００７】
一方、前記のような脈動式ダイヤフラム燃料ポンプにおいて、ポンプ室４、吸込室９および吐出室１０の実容積を小さくすると、エンジン始動時の燃料吸込力と燃料吐出応答性とが向上し、良好に始動できることが確認されている。実容積を小さくするためには、ポンプダイヤフラム２に所要の変位量をもたせるため小径化に限度があることから、ポンプ室４、吸込室９、吐出室１０を低い高さとすることが必要である。
【０００８】
図８は脈動式または機械式のダイヤフラム燃料ポンプに設置されている従来の吸込弁を示す縦断面図である。（Ａ）は吸込室５１とポンプ室５２とを区画する金属板製の仕切壁５３に立上げ筒５４を成形して保持枠５５と弁座５６とを保持させるとともに、平板状の弁体５７とコイル状の閉弁ばね５８とを弁座５６と保持枠５５との間に装入したものであって、この吸込弁は実開昭５４−１６５３０２号公報に記載されている。また、（Ｂ）は吸込室５１とポンプ室５２とを区画する仕切壁５９に保持枠６０を突設し、平板状の弁体６１とコイル状の閉弁ばね６２とを仕切壁５９と保持枠６０との間に装入したものであって、この吸込弁は実開昭５４−１５８１２１号公報に記載されている。更に、（Ｃ）は吸込室５１とポンプ室５２とを区画する仕切壁６３にグロメット６４を貫通して円板形の弁体６５の中心部を仕切壁６３の表面に重ねて固定したものであって、この吸込弁は特開平９−２１７６６２号公報に記載されている。
【０００９】
吐出弁は弁体のポンプ室に対する開閉方向が吸込弁と反対であるという機能上の差異を有するだけであって構造は同じである。従って、図８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の吸込弁（および吐出弁）はいずれも図からも判るように吸込室、ポンプ室、吐出室への突出高さが大きく、これらの収容空間を確保させるために実容積を満足できる小容積とするようにこれらの室の高さを低くすることができない。一方、図８（Ｄ）は吸込室５１とポンプ室５２とを区画する仕切壁６６にビス６７をねじ込んで円板形の弁体６８の中心部を仕切壁６６の表面に重ねて固定したものであって、この吸込弁は実開昭４８−７４３０９号公報に記載されている。この吸込弁（および吐出弁）は仕切壁６６から大きく突出した部分をもたないので、実容積を満足できる小容積とすることが可能である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ベーパロック発生の心配をなくすためにポンプ本体、ダイヤフラムカバー体、キャップ体を熱可塑性樹脂製としたうえで、エンジン始動性を良好とするためにポンプ室、吸込室、吐出室の実容積を小さいものとする場合、図８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）のように仕切壁から大きく突出した構造の吸込弁、吐出弁を採用することなく、図８（Ｄ）のように大きく突出した部分をもたない吸込弁、吐出弁を使用すると、熱可塑性樹脂製の仕切壁に金属製のビスをねじ込んで弁体の中心を固定したものとなる。
【００１１】
しかしながら、熱可塑性樹脂製構造部品に金属製ねじをねじ込むと容易に緩みを生じてしまい、目的部材を強固に且つ安定よく固定できなくなる。固定個所に緩みを生じると、目的部材である弁体が閉弁不良、動作不安定となってエンジン始動時の燃料吸込力、燃料吐出応答性の向上を阻害するばかりか、エンジン運転中の正常なポンプ機能が期待できなくなる、という不都合を生じる。
【００１２】
本発明は構造部品を熱可塑性合成樹脂製とした脈動式ダイヤフラム燃料ポンプについて、従来の吸込弁、吐出弁がもっている前述の課題点、即ち大きく突出した部分を有していたり或いは閉弁不良や動作不安定となりやすい、という問題を伴わない吸込弁、吐出弁を具えさせ、ポンプ室、吸込室、吐出室の実容積を小さくしてエンジンの良好な始動性が得られ、しかも正常なポンプ機能を安定して発揮できるものとすることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
ポンプ本体およびその両面に重ねられたダイヤフラムカバー体、キャップ体が熱可塑性樹脂で作られており、ポンプ本体に設けられてポンプ室と吸込室、吐出室とを区画した仕切壁に吸込弁および吐出弁が設置されている脈動式ダイヤフラム燃料ポンプがもっている前記課題を解決するために、本発明は吸込弁および吐出弁を円板形の弁体とその周縁部の湾曲動作により開閉させられる弁通孔とを有するものであって、弁体の中心部が仕切壁に溶着した熱可塑性樹脂製のリベット部材の頭と仕切壁とに挟み込まれて固定されているものとした。
【００１４】
仕切壁と同じ熱可塑性樹脂で作ったリベット部材を溶着することによって弁体の中心部を固定したことにより、大きく突出した部分をもたないとともに、緩みを生じることなく強固に且つ安定よく固定され、ベーパロック発生の心配がないとともにエンジン始動性が良好であり且つ正常なポンプ機能が維持できるものとなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図２乃至図７は図１の吸込弁１３についてのそれぞれ異なる実施の形態を示すものであって、吐出弁１４についてもこれらと同じ手段が適用される。
【００１６】
図２（Ａ），（Ｂ）に示した吸込弁は仕切壁１２のポンプ室へ向いた面に設けた円形の突起２３に中心部を嵌め込んで仕切壁１２の表面に重ねた円板形の弁体２１と、突起２３を中心とする円上に配置して仕切壁１２に貫通形成した複数の弁通孔２２とを有しており、弁体２１の周縁部が両面に作用する圧力差で湾曲して弁通孔２２を開閉する。リベット部材２５は平形の頭２５ａと先端を円錐端２５ｃとした軸２５ｂとからなり、突起２３の表面に開放して仕切壁１２に形成したリベット穴２６は奥端に円錐端２５ｃと同一傾斜角度の傾斜段部２６ａと小径穴２６ｂとを有している。
【００１７】
突起２３は弁体２１の肉厚と同一寸法の高さとされており、軸２５ｂをリベット穴２６に嵌め込んで頭２５ａが突起２３および弁体２１の表面に重ねられるとともに円錐端２５ｃが傾斜段部２６ａに重ねられたとき、この状態で超音波溶着によりリベット部材２６を仕切壁１２に溶着する。本実施の形態では軸２５ｂの円錐端２５ｃに移行する部分および円錐端２５ｃが仕切壁１２に溶着され、この軸２５ｂ先端部外側周面に形成した溶着部２７によってリベット部材２５が弁体２１の中心部を頭２５ａと仕切壁１２との間に挟み込んで固定している。
【００１８】
図３（Ａ），（Ｂ）に示した吸込弁における弁体２１、弁通孔２２は図２に示したものと同じである。本実施の形態におけるリベット部材２９は平形の頭２９ａと先端に円錐部２９ｃおよび小突起２９ｄを有する軸２９ｂとからなり、リベット穴３０は突起２３の表面に開放して奥端に円錐段３０ａと小径孔３０ｂとを有している。
【００１９】
軸２９ｂをリベット穴３０に嵌め込んで頭２９ａが突起２３および弁体２１の表面に重ねられるとともに円錐部２９ｃが円錐段３０ａに重ねられ小突起２９ｄが小径孔３０ｂに嵌入した状態となったとき、リベット部材２９を仕切壁１２に溶着する。本実施の形態では図２と同様に軸２９ｂの円錐端２９ｃに移行する部分および円錐部２９ｃが仕切壁１２に溶着され、この軸２９ｂの先端部外側周面の溶着部３１によってリベット部材２９が弁体２１の中心部を頭２９ａと仕切壁１２との間に挟み込んで固定している。
【００２０】
図４（Ａ），（Ｂ）に示した吸込弁における弁体２１、弁通孔２２も図２に示したものと同じである。本実施の形態におけるリベット部材３３は平形の頭３３ａと先端面外側周縁に環突条３３ｃを有する軸３３ｂとからなり、リベット穴３４は突起２３の表面に開放して奥端に平坦底面３４ａを有している。
【００２１】
軸３３ｂをリベット穴３４に嵌め込んで頭３３ａが突起２３および弁体２１の表面に重ねられるとともに環突条３３ｃが底面３４ａに接した状態となったとき、リベット部材３３を仕切壁１２に溶着する。本実施の形態では環突条３３ｃが溶着ビードとして先端面を底面３４ａに溶着しており、この軸３３ｂの先端面に形成した溶着部３５によってリベット部材３３が弁体２１の中心部を頭３３ａと仕切壁１２との間に挟み込んで固定している。
【００２２】
図５（Ａ），（Ｂ）に示した吸込弁は中心に取付孔２１ａを有し仕切壁１２の表面に重ねた円板形の弁体２１と、取付孔２１ａを中心とする円上に配置して仕切壁１２に貫通形成した複数の弁通孔２２とを有している。本実施の形態におけるリベット部材３７は平形の頭３７ｂと先端面に環突条３７ｃを有する軸３７ｂとからなり、リベット穴３８は取付孔２１ａと同心同径であって奥端は平坦底面３８ａとされている。
【００２３】
軸３７ｂを取付孔２１ａを通してリベット穴３８に嵌め込んで頭３７ａが弁体２１の表面に重ねられるとともに環突条３７ｃが底面３８ａに接した状態となったとき、リベット部材３７を仕切壁１２に溶着する。本実施の形態では環突条３７ｃが溶着ビードとして軸３７ｂの先端面を底面３８ａに溶着しており、この溶着部３９によってリベット部材３７が弁体２１の中心部を頭３７ａと仕切壁１２との間に挟み込んで固定している。
【００２４】
図６（Ａ），（Ｂ）に示した吸込弁は仕切壁１２に設けた円形の突起２４に中心部を嵌め込んで仕切壁１２の表面に重ねた円板形の弁体２１と、前記実施の形態と同様の弁通孔２２とを有しており、突起２４は弁体２１の肉厚よりも大きい高さに作られ弁体２１の表面から突出している。本実施の形態におけるリベット部材４１は平形の頭４１ａと先端を円錐端４１ｃとした軸４１ｂおよび頭４１ａの周縁に垂設した押え環突条４１ｄとからなり、リベット穴４２は突起２４の表面に開放して奥端に傾斜段部４２ａと小径穴４２ｂとを有している。
【００２５】
軸４１ｂをリベット穴４２に嵌め込んで頭４１ａが突起２４の表面に重ねられ押え環突条４１ｄが弁体２１の表面に重ねられるとともに円錐端４１ｃが傾斜段部４２ａに重ねられた状態となったとき、リベット部材４１を仕切壁１２に溶着する。本実施の形態では図２に示したものと同様に、軸４１ｂの円錐端４１ｃに移行する部分および円錐端４１ｃが仕切壁１２に溶着され、この軸４１ｂの先端部外側周面の溶着部４３によってリベット部材４１が弁体２１の中心部を頭４１ａの押え環突条４１ｄと仕切壁１２との間に挟み込んで固定している。
【００２６】
図７（Ａ），（Ｂ）に示した吸込弁は仕切壁１２に設けた突起４５ｂに中心部を嵌め込んで仕切壁１２の表面に重ねた円板形の弁体２１と、前記実施の形態と同様の弁通孔２２とを有しており、突起４５ｂは弁体２１の肉厚と等しいかまたはこれよりも少し小さい高さに作られている。本実施の形態におけるリベット部材４５は一つの表面に円錐状突起４５ｃを有する平形の頭４５ａと、これと別体に仕切壁１２に設けられて軸として働く突起４５ｂとからなり、仕切壁１２のリベット穴を不要としている。
【００２７】
弁体２１の中心部を突起４５ｂに嵌め込んで頭４５ａを突起４５ｂに重ね溶着することにより、リベット部材４５が仕切壁１２に溶着されたものと同じこととなる。本実施の形態では円錐状突起４５ｃが溶着ビードとして頭４５ａの表面を突起４５ｂの頂面に溶着しており、この溶着部４６によってリベット部材４５が弁体２１の中心部を頭４５ａと仕切壁１２との間に挟み込んで固定している。
【００２８】
前記各実施の形態におけるリベット部材２５，２９，３３，３７，４１，４５は仕切壁１２と同じ熱可塑性樹脂で作られるが、同一種類の樹脂で作るときわめて強固な溶着部２７，３１，３５，３９，４３，４６が得られ、周縁部が反覆して湾曲する弁体２１の中心部を安定よく固定させておくことができる。また、弁体２１の表面からリベット部材２５，２９，３３，３７，４１，４５の頭２５ａ，２９ａ，３３ａ，３７ａ，４１ａ，４５ａが突出するだけであるので、ポンプ室、吸込室、吐出室の高さを充分に低いものとしてそれらの実容積を小さくすることができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によると構造部品を熱可塑性樹脂で作ってベーパロックを発生させる熱的悪影響を受けにくいものとしたうえで、機械部品である吸込弁および吐出弁を仕切壁から大きく突出しない構造としたことにより、ポンプ室、吸込室、吐出室の実容積を小さくしてエンジン始動性を良好なものとすることができ、しかも吸込弁および吐出弁に適切な開閉動作を安定よく行なわせて正常なポンプ機能を維持することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される脈動式ダイヤフラム燃料ポンプの一例を示す縦断面図。
【図２】本発明の第一の実施の形態を示す縦断面部分図。
【図３】本発明の第二の実施の形態を示す縦断面部分図。
【図４】本発明の第三の実施の形態を示す縦断面部分図。
【図５】本発明の第四の実施の形態を示す縦断面部分図。
【図６】本発明の第五の実施の形態を示す縦断面部分図。
【図７】本発明の第六の実施の形態を示す縦断面部分図。
【図８】吸込弁の従来例を示す縦断面図。
【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、８キャップ体、９吸込室、１０吐出室、１２仕切壁、１３吸込弁、１４吐出弁
、２１弁体、２２弁通孔、２５，２９，３３，３７，４１，４５リベット部材、２７，３１，３５，３９，４３，４６溶着部

Claims

ポンプ本体およびその両面に重ねられたダイヤフラムカバー体、キャップ体が熱可塑性樹脂で作られており、前記ポンプ本体に設けられてポンプ室と吸込室、吐出室とを区画した仕切壁に吸込弁および吐出弁が設置されており、前記吸込弁および吐出弁が円板形の弁体とその周縁部の湾曲動作により開閉させられる弁通孔とを有するものであり、前記弁体は中心部が前記仕切壁に溶着した熱可塑性樹脂製のリベット部材の頭と前記仕切壁とに挟み込まれて固定されている脈動式ダイヤフラム燃料ポンプにおいて、前記リベット部材が平形の頭と軸とを有し、前記仕切壁に設けたリベット穴に前記軸が嵌め込まれその先端部外側周面が溶着することによって前記頭と仕切壁との間に前記弁体の中心部を嵌め込んで固定し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。
ポンプ本体およびその両面に重ねられたダイヤフラムカバー体、キャップ体が熱可塑性樹脂で作られており、前記ポンプ本体に設けられてポンプ室と吸込室、吐出室とを区画した仕切壁に吸込弁および吐出弁が設置されており、前記吸込弁および吐出弁が円板形の弁体とその周縁部の湾曲動作により開閉させられる弁通孔とを有するものであり、前記弁体は中心部が前記仕切壁に溶着した熱可塑性樹脂製のリベット部材の頭と前記仕切壁とに挟み込まれて固定されている脈動式ダイヤフラム燃料ポンプにおいて、前記リベット部材が平形の頭と軸とを有し、前記仕切壁に設けたリベット穴に前記軸が嵌め込まれその先端面が溶着することによって前記頭と仕切壁との間に前記弁体の中心部を挟み込んで固定し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。
ポンプ本体およびその両面に重ねられたダイヤフラムカバー体、キャップ体が熱可塑性樹脂で作られており、前記ポンプ本体に設けられてポンプ室と吸込室、吐出室とを区画した仕切壁に吸込弁および吐出弁が設置されており、前記吸込弁および吐出弁が円板形の弁体とその周縁部の湾曲動作により開閉させられる弁通孔とを有するものであり、前記弁体は中心部が前記仕切壁に溶着した熱可塑性樹脂製のリベット部材の頭と前記仕切壁とに挟み込まれて固定されている脈動式ダイヤフラム燃料ポンプにおいて、前記リベット部材が前記仕切部材に設けられた軸である突起およびこれと別体の平形の頭からなり、前記弁体の中心部が前記突起に嵌め込まれるとともに前記頭が前記突起に溶着されることによって前記頭と仕切壁との間に前記弁体の中心部を挟み込んで固定し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。