JP4831077B2 - 燃料圧力調整器およびそれを用いた燃料供給装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両などの燃料タンク内に装着され、エンジンに燃料を噴射するインジェクタに燃料を加圧して供給する燃料供給装置を構成する部材のうち、燃料圧力を所定の値に調整する燃料圧力調整器に関し、詳しくはこの燃料圧力調整器の内部構造に関するものである。

エンジンが必要とする燃料をインジェクタが噴射するためには、このインジェクタに供給する燃料の圧力を一定に保つことが欠かせない。そこで、燃料ポンプで加圧された燃料を濾過する燃料フィルタの次段に燃料圧力調整器を配設することが広く知られている。

この燃料圧力調整器の一例として、ケーシング内をダイアフラムにて圧力室と背圧室に区画形成するとともに、このダイアフラムに固着させ、両室間を連通する弁孔を備えた可動弁体、圧力室側に具備させた固定弁体、および背圧室に備えられ、可動弁体を固定弁体に着座させるスプリングとで構成されたものがある。この場合、燃料ポンプで加圧された燃料が圧力室に流入することで、この圧力室での燃圧により受ける力と、スプリングの付勢力とが釣り合う位置にダイアフラムが絶えず移動、換言すると、両弁体間での着座および離間を繰り返すことで、背圧室からの燃料排出量を調整し、燃料フィルタからインジェクタに向けて供給される燃料の圧力を一定に保つようにしている（例えば、特許文献１参照）。

ＷＯ９６／２３９６９号公報（第７頁第１４行〜第９頁第７行、図１）

この特許文献１で開示された燃料圧力調整器は、圧力室をさらに、固定弁体を保持する固定弁ガイドによって、燃料入口側とダイアフラム側に仕切るとともに両者を連通させる構造としているため、小型化がなされており、それ故に、燃料供給装置の一部材として燃料タンク内に収容されることが可能となっている。このため、背圧室からの排出燃料、すなわち余剰燃料がダイレクトに燃料タンク内に戻されることで、燃料タンクとエンジンの間に配設される場合と比べ、余剰燃料がエンジンの熱で加熱されることがなく、燃料タンク内での燃料蒸気や気泡の発生を抑制することができる。

ここで、燃料圧力調整器の調圧性能を高めるには、固定弁体と可動弁体の同軸性を高めることが欠かせない。ところが、この特許文献１では、固定弁体を保持する固定弁ガイドをケーシングの内壁に圧入固定しているがために、固定弁体とケーシング間の同軸度が悪化する恐れがあり、ひいては、両弁体間の同軸性が劣り、調圧性能が悪くなるという課題に直面していた。また、ケーシングの内壁自体に、カシメに伴う段差の発生が余儀なくされるため、燃料がスムーズに流れるとは言い難い。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、固定弁体（固定側バブルユニット）と可動弁体（可動側バルブユニット）間の同軸性を高めた燃料圧力調整器を得ることを目的とするものである。

この発明に係る燃料圧力調整器は、燃料ポンプからの燃料入口を有するアルミダイカストで成形されたケースと上記燃料ポンプが配設された燃料タンクへの燃料出口を有するハウジングとで構成されるケーシング、上記ケース内に揺動可能に位置する固定側バルブユニット、上記ケースおよびハウジングが固着される際に固定されることで上記ケーシング内を圧力室および背圧室に区画形成するダイアフラムを備え、上記固定側バルブユニットと接離する可動側バルブユニット、この可動側バルブユニットを上記固定側バルブユニットへ接触せしめるスプリング、とを備え、上記固定側バルブユニットを所定の位置で揺動可能にせしめるガイドバルブおよびバルブホルダが設けられているとともに、上記ガイドバルブが上記ケースと一体に形成され、かつ、上記バルブホルダが上記ケースの反燃料入口側の内壁に圧入したリング状の部材によって固定されたものである。

この発明は以上説明したように、調圧性能に優れた燃料圧力調整器を得ることができ、その結果、応答性の良い燃料供給装置を提供することが可能となる。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における燃料圧力調整器の外観斜視図、図２は図１における分解斜視図である。また、図３は図１における断面図、図４は図３のうちケース側の拡大図、図５は図４におけるA視図である。

図１に示すように、燃料圧力調整器（以下、プレッシャーレギュレータと称す）１０１は、その外観面において、ケース１とハウジング２で構成されており、より詳しくは、ケース１の鍔部１ａ（図２参照）をハウジング２の受け部２ａ（図２参照）に圧挿入し、受け部２ａの先端２ａ１を内側に折り曲げカシメすることで、ケース１とハウジング２は固着されケーシング２１として機能する。ケース１には燃料入口１ｂが、また、ハウジング２には燃料出口２ｂ（図３参照）がそれぞれ形成され、然るに、燃料は矢印で示す如く、紙面上、上方向から下方向に向けて流れることになる。なお、燃料は周知の通り、燃料ポンプおよび燃料フィルタ（ともに図示せず）で加圧・濾過されたものが燃料入口１ｂに達し、このプレッシャーレギュレータ１０１にて、インジェクタ（図示せず）に向けて供給される燃料の圧力を所定値に保った結果、余剰となった燃料が燃料出口２ｂから排出される。このとき、このプレッシャーレギュレータ１０１が配設される燃料供給装置が図示しない燃料タンク内に装着されることから、上述した「余剰となった燃料」は直接、燃料タンク内に戻され、再び燃料ポンプにて吸引・加圧されることになる。また、このプレッシャーレギュレータ１０１を、燃料フィルタとインジェクタ間の燃料供給ライン（例えば燃料フィルタケース）に液密に接続させるために、ケース１にＯリング３が具備されている。

図２に示すように、ハウジング２のカップ部２ｃには、燃料出口２ｂと干渉しないように、すなわち、その内径部が燃料流路となるようなスプリング４が、カップ部２ｃの底面に設けた凸部２ｃ１および後述するスプリングガイド５（図３参照）が位置決めとなって備わっている。このスプリング４はスプリングガイド５を介して、ダイアフラム６を紙面上、上方向に付勢しているが、ダイアフラム６の外径は鍔部１ａとほぼ同等であることから、前述したケース１とハウジング２の固着の際に、このダイアフラム６も固着、すなわち、鍔部１ａと受け部２ａの間に介在されることになり、然るに、ケーシング２１はダイアフラム６によって２室に区画形成されている。これら２室は、ダイアフラム６の紙面上、上側、すなわちケース１側を圧力室、下側、すなわちハウジング２側を背圧室と、それぞれ呼んでいる。

図３に示すように、スプリング４の付勢によるスプリングガイド５の移動にダイアフラム６が追従するよう、ダイアフラム６をスプリングガイド５とアーマチュア７とで挟持させ、これら両部材をカシメなどで固着させている。ここで、アーマチュア７には、このアーマチュア７の表面から突出するように、筒状の部材であるバルブシート８が圧入されており、然るに、このバルブシート８の連通孔８ａによって、ダイアフラム６で区画形成された２室を連通、具体的には、圧力室から背圧室に向けて燃料が流れることになる。なお、スプリングガイド５、ダイアフラム６、アーマチュア７、およびバルブシート８による一体構造物、すなわち、特許文献１における可動弁体相当を、ここでは「可動側バルブユニット２２」と呼ぶこととする。

図４に示すように、ケース１には、剛球９とバルブ１０との例えば溶接によって得られる、特許文献１における固定弁体相当である固定側バルブユニット２３が、バルブスプリング１１によって紙面上、下方向に付勢されるように備えられている。つまり、可動側・固定側両バルブユニット２２、２３は相対向するように配設、詳述すると、ケーシング２１内において、バルブシート８とバルブ１０の互いの表面が対面するように位置している（図３参照）。したがって、特許文献１と同様、燃料が圧力室に流入することで、この圧力室での燃圧により受ける力と、背圧室におけるスプリング４の付勢力が釣り合う位置にダイアフラム６が絶えず移動することで、バルブシート８とバルブ１０間の着座（閉弁）および離間（開弁）が繰り返され、インジェクタに向けて供給される燃料の圧力が一定に保たれることになる。なお、言うまでもないが、開弁時にバルブシート８を通じて、燃料が背圧室に流れ込み、燃料出口２ｂより余剰燃料として排出される。

以下、本発明の要部である固定側バルブユニット２３の保持について、引き続き図４に基づき説明する。前述したように、剛球９がバルブスプリング１１によって付勢されることで、固定側バルブユニット２３はケース１内において揺動可能とされ、それ故に、可動側バルブユニット２２（バルブシート８）との追従性を高めているわけであるが、このとき、バルブスプリング１１の装着穴および剛球９の摺接面となるガイドバルブ１ｃを、その付番からも明らかなように、燃料入口１ｂから連通孔８ａに向う流路１ｄを確保しつつ、ケース１に一体に形成している。この結果、固定側バルブユニット２３のケース１に対する同軸度が極めて高くなることで、同時に可動側・固定側両バルブユニット２２、２３の同軸性も、図３に付記した中心線が示すように良好に保たれることになる。なお、図５に示すように、固定側バルブユニット２３は、ケース１に設けた突起部１ｅによってカシメ固定されるバルブホルダ１２により、ケース１に保持されている。

このように、ガイドバルブ１ｃをケース１に一体に形成することで、ガイドバルブに相当する部材をケース１の内壁に固着させるにあたって必要とされた段差が不要となり、燃料がスムーズに流れることと相俟って、調圧性能に優れたプレッシャーレギュレータを得ることが可能である。

実施の形態２．
固定側バルブユニット２３をケース１に保持するバルブホルダ１２の固定方法の他の実施例を実施の形態２として説明する。なお、図６および図７は、それぞれ実施の形態１で説明した図４及び図５相当図である。

前述した通り、ケース１はガイドバルブ１ｃおよび流路１ｄを一体に形成した複雑な形状を有していることから、その材質は、加工のし易さを考えると、樹脂あるいはアルミダイカストであることが望ましく、このうち樹脂は燃料による膨潤での寸法変化を考慮する必要があることから、アルミダイカストの方がより好ましい。一方で、アルミダイカストは脆性（脆さ）の点で若干難点がある。

そこで、この実施の形態２では、実施の形態１で説明した突起部１ｅに代わり、例えば鉄製のリング１３を、図６および図７に示すように、凹部１ｆに圧入してバルブホルダ１２を固定している。したがって、カシメ固定作業が不要となるので、より信頼性が向上したプレッシャーレギュレータを提供することができる。

なお、実施の形態１および２で得られるプレッシャーレギュレータを燃料供給装置に組み込むことで、いわゆる燃料タンクからインジェクタまでの燃料供給システムにおける応答性の向上、具体的には、車両の運転手によるアクセル操作での滑らかな加速が得られることになる。これは、本発明のプレッシャーレギュレータによって、より一層の燃圧の一定化が図られていることにほかならない。

この発明の実施の形態１におけるプレッシャーレギュレータの外観斜視図である。 図１における分解斜視図である。 図１における断面図である。 図３のうちケース側の拡大図である。 図４におけるA視図である。 この発明の実施の形態２における図４相当図である。 この発明の実施の形態２における図５相当図である。

符号の説明

１ ケース、１ｂ 燃料入口、１ｃ ガイドバルブ、１ｆ 凹部、
２ ハウジング、２ｂ 燃料出口、４ スプリング、６ ダイアフラム、
１２ バルブホルダ、１３ リング、２１ ケーシング、
２２ 可動側バルブユニット、２３ 固定側バルブユニット、
１０１ 燃料圧力調整器（プレッシャーレギュレータ）。

Claims (2)

1. 燃料ポンプからの燃料入口を有するアルミダイカストで成形されたケースと上記燃料ポンプが配設された燃料タンクへの燃料出口を有するハウジングとで構成されるケーシング、上記ケース内に揺動可能に位置する固定側バルブユニット、上記ケースおよびハウジングが固着される際に固定されることで上記ケーシング内を圧力室および背圧室に区画形成するダイアフラムを備え、上記固定側バルブユニットと接離する可動側バルブユニット、この可動側バルブユニットを上記固定側バルブユニットへ接触せしめるスプリング、とを備えた燃料圧力調整器において、
   上記固定側バルブユニットを所定の位置で揺動可能にせしめるガイドバルブおよびバルブホルダが設けられているとともに、上記ガイドバルブが上記ケースと一体に形成され、かつ、上記バルブホルダが上記ケースの反燃料入口側の内壁に圧入したリング状の部材によって固定されていることを特徴とする燃料圧力調整器。
2. 燃料タンク内の燃料を吐出パイプを介してエンジンのインジェクタへ圧送する燃料ポンプと、この燃料ポンプから吐出された燃料を濾過する燃料フィルタと、上記燃料ポンプから吐出された燃料の圧力を所定の圧力に調整する請求項１に記載の燃料圧力調整器とを備えた燃料供給装置。

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