JP5316655B2 - 流体圧力調整装置および燃料供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、流体圧力調整装置および燃料供給装置に関し、特に燃料タンク内に貯留された燃料を燃料ポンプによって燃料消費部に供給するときにその燃料消費部への燃料供給圧力を調圧するのに好適な流体圧力調整装置とこれを備えた燃料供給装置に関する。

車両等に搭載される内燃機関の燃料供給装置においては、燃料タンク内の燃料を汲み上げる燃料ポンプからインジェクタへの燃料の供給圧力（以下、燃料圧という）をプレッシャレギュレータ等の流体圧力調整装置により調圧するようになっている。このような流体圧力調整装置は、一般に、ハウジング内をダイヤフラムによって２室に区画し、そのダイヤフラムの一面側で調圧室内の燃料圧に応じたダイヤフラムの中央部の変位を利用して調圧弁体を開弁方向および閉弁方向に変位させる一方、ダイヤフラムの他面側ではスプリング（圧縮コイルばね）によりダイヤフラムの変位を抑制することで、調圧室内の燃料圧が設定圧に達するよう調圧弁体の閉弁状態を保持する構成とされている。また、流体圧力調整装置が燃料ポンプと共に燃料タンク内に配置されていることが多い。

この種の流体圧力調整装置としては、例えばハウジング内を２室に区画するダイヤフラムと、このダイヤフラムの一面側に位置し、燃料ポンプからの加圧燃料が導入される流体導入口および余剰燃料が排出される排出口を有する調圧室と、ダイヤフラムの他面側に位置し、背圧流体が導入される背圧室と、ハウジング内に摺動可能に設けられ、ダイヤフラムと背圧室の間に大気に開放される開放室を形成するプランジャと、ダイヤフラムの変位に応じて排出口を開閉するようダイヤフラムに装着された弁部材と、ダイヤフラムとプランジャの間に介在されて弁部材を閉弁方向に付勢するスプリングと、プランジャの可動範囲を規定するストッパ手段とを備えたプレッシャレギュレータが知られている。そして、このプレッシャレギュレータを備えた燃料供給装置では、背圧流体の供給の有無によってスプリングの設定荷重を２段階に切替えることで、調圧値を低圧値と高圧値に切り替えるようになっている（例えば、特許文献１参照）。

また、他の流体圧力調整装置として、例えばハウジング内を３つの圧力室に区画する第１および第２のダイヤフラムと、ハウジングと第１のダイヤフラムの間の第１の圧力室内で調圧用の排出口を開閉するよう第１のダイヤフラムに装着された弁体と、第１および第２のダイヤフラムの間の第２の圧力室に配された連結杆を介して弁体に連結されるとともに第２ダイヤフラムに固着された受圧体と、ハウジングと第２のダイヤフラムの間の第３の圧力室内に設けられ受圧体を弁体を閉弁方向に付勢するスプリングと、を備えたプレッシャレギュレータが知られている。このプレッシャレギュレータを備えた燃料供給装置では、第２および第３の圧力室内への供給圧力を制御することで、調圧する燃料圧を３段階に切り替えることができるようになっている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００９‐１４４６８６号公報 特開２００９‐１０８６８４号公報

しかしながら、上述のような従来の流体圧力調整装置および燃料供給装置にあっては、狭い搭載スペースに配置されるものであるにもかかわらず、プレッシャレギュレータのハウジング内を３室に区画していたため、コンパクト化が困難になっていた。また、調圧室側と背圧室側にそれぞれ配管が必要であることも、その搭載上の困難さを増す理由となっていた。さらに、調圧室が形成されるダイヤフラムの一面側以外の室についても流体圧が導入されるため、シール性能の要求される部位が増えてしまうばかりか絞り等も必要になり、コスト高を招いてしまうという問題もあった。

特に、調圧する燃料圧を３段階に切り替える従来の燃料供給装置にあっては、第１〜第３の圧力室のそれぞれについて流体の入口と出口がそれぞれ必要になることから、配管が非常に複雑になってしまうという問題があった。

そこで、本発明は、コンパクトで簡素な配管が可能な流体圧力調整装置および燃料供給装置を提供するものである。

本発明に係る流体圧力調整装置は、上記課題を解決するために、（１）流体が導入される流体導入口および該流体が排出される流体排出口を有するハウジングと、前記ハウジング内に前記流体導入口に連通する調圧室を形成するとともに、前記調圧室内の流体圧力に応じ前記流体導入口と前記流体排出口とを連通させる隔壁状の調圧部材と、を備え、前記調圧室内の流体圧力を予め設定された設定圧に調整可能な流体圧力調整装置であって、前記調圧部材がその一面側で流体圧力を受ける受圧領域の面積が可変設定され、前記受圧領域の面積に応じて前記設定圧が変更されることを特徴とするものである。

この構成により、調圧部材が変位方向のいずれか一方向、例えば開弁方向に流体圧を受ける受圧領域の面積が変化することで、調圧部材を開弁方向に付勢する付勢力が変化し、調圧室からの流体排出量が変化することになり、設定圧が変更される。したがって、従来のように調圧室が形成されるダイヤフラムの一面側以外の室に操作圧流体を導入する必要がなく、コンパクトで簡素な配管が可能となる。しかも、ダイヤフラムの一面側で調圧室に対応する受圧領域にのみ流体圧力が作用し、ダイヤフラムの一面側の他の受圧可能な領域に流体圧力が作用しないとき（非加圧時）に高設定圧となるので、例えば調圧対象の流体圧送回路の圧送停止時に流体圧力調整装置の設定圧を高圧にしておき、流体圧送再開時に即座に十分な燃圧での流体供給を開始するといったことが容易に可能になる。

上記構成を有する本発明の流体圧力調整装置は、好ましくは、（２）前記調圧室が形成される前記調圧部材の前記一面側に複数の流体圧導入通路が区画形成され、前記複数の流体圧導入通路に選択的に流体圧力が導入されて前記受圧領域の面積が可変設定されるものである。

この構成により、複数の流体圧導入通路のうちいずれか１つに流体圧力が導入されるときと、複数の流体圧導入通路のうちいずれか２つ以上に流体圧力が導入されるときとで、調圧部材の受圧領域の面積を変化させることができる。また、複数の流体圧導入通路のそれぞれに対応する受圧領域の面積を互いに相違させるようにすれば、複数の流体圧導入通路のいずれに流体圧力を導入するかで調圧部材の受圧面積を変化させることもできる。

本発明の流体圧力調整装置において、前記複数の流体圧導入通路が区画形成される場合、（３）前記複数の流体圧導入通路のいずれかに前記流体が導入されるよう開弁し、該導入を規制するよう閉弁する開閉弁が設けられているのが好ましい。

この構成により、開閉弁を開閉させることで、複数の流体圧導入通路のうちいずれか１つに流体圧力が導入されるか、複数の流体圧導入通路のうちいずれか２つ以上に流体圧力が導入されるかを切り替えることが可能となり、調圧部材の受圧領域の面積を容易に変化させることができる。

本発明の流体圧力調整装置においては、（４）前記調圧部材が、前記ハウジングとの間に前記調圧室を形成する隔壁部と前記調圧室内の流体圧力に応じて前記調圧室を前記流体排出口に連通させる開弁方向に変位する可動弁体部とを有し、前記ハウジングには、前記調圧部材の前記一面側に前記流体排出口に連通する排出通路および前記流体導入口に連通する第１流体圧導入通路を区画形成するとともに前記可動弁体部の変位に応じて該排出通路を前記第１流体圧導入通路に連通させる第１弁座部と、前記調圧部材の前記一面側に前記流体圧力が導入される第２流体圧導入通路を形成するとともに前記可動弁体部の変位に応じて前記排出通路を前記第２流体圧導入通路に連通させる第２弁座部とが、それぞれ設けられていることを特徴とするものである。

この構成により、本発明の流体圧力調整装置では、複数の流体圧導入通路のうちいずれか一方、例えば調圧室となる第１流体圧導入通路にのみ加圧流体が供給され、第２流体圧導入通路に加圧流体が供給されないときには、調圧部材が開弁方向に流体圧を受ける受圧領域の面積が小さくなり、流体排出量が減少することにより第１流体圧導入通路内の流体が高圧に調圧される。一方、第１流体圧導入通路および第２流体圧導入通路の双方に加圧流体が供給されるときには、調圧部材の受圧領域の面積が大きくなって調圧室である第１流体圧導入通路内の流体が低圧に調圧される。また、第１流体圧導入通路と第２流体圧導入通路のそれぞれに対応する第１、第２の受圧領域の面積を相違させるようにすれば、第１流体圧導入通路に流体圧力を導入するか第２流体圧導入通路に流体圧力を導入するかで調圧部材の受圧面積を変化させることもできる。したがって、従来のように調圧室が形成されるダイヤフラムの一面側以外の室に操作圧流体を導入する必要がないことに加えて、第２流体圧導入通路あるいは第１流体圧導入通路が低流体圧調圧時の切替え操作圧導入通路の一部を兼ねるものとなり、コンパクトで簡素な配管が可能な流体圧力調整装置となる。しかも、両流体圧導入室のうち片方に加圧流体が供給されないときに高圧の調圧が可能であるので、例えば調圧対象の流体圧送回路の圧送停止時に流体圧力調整装置の設定圧を高圧にしておき、流体圧送の再開時に即座に十分な燃料圧での流体供給を開始するといったことが容易に可能になる。

上記構成を有する流体圧力調整装置においては、（５）前記第１弁座部と前記第２弁座部とが、同心に配置されているのが好ましい。この構成により、配管を同一方向に容易に整列させることができるとともに、その接続位置をハウジングの外周方向の任意の位置に設定できる。

本発明に係る流体圧力調整装置においては、（６）前記第１弁座部および前記第２弁座部が、それぞれ前記調圧部材の前記可動弁体部に対し同一方向に対向するとともに、互いに平行な弁座面を有しているのがよい。この構成により、可動弁体部や第１弁座部および第２弁座部を簡素に構成できるとともに、ダイヤフラム等の隔壁部にその可動弁体部を支持させた調圧部材を容易に作製できる。

また、この場合、（７）前記調圧部材の前記可動弁体部が、前記第１弁座部および前記第２弁座部に対向する平坦面を有しているのが好ましい。この構成により、調圧部材を低コストに作製できる。

本発明に係る流体圧力調整装置においては、（８）前記第１弁座部と前記第２弁座部とが、同軸に配置された外側筒状部材および内側筒状部材の端部によって構成されており、前記ハウジングの前記流体導入口が前記外側筒状部材の外周面側に位置し、前記ハウジングの前記流体排出口が前記外側筒状部材の内周面側に位置しているのがよい。この構成により、可動弁体部の周囲に流体導入口から導入される流体の圧力を受圧するダイヤフラム等の隔壁部にも受圧領域を容易に設定配置できるとともに、流体導入口から流体排出口までの流体通路を最大通過流量でも圧損の生じ難い通路断面積に容易に設定できる。なお、ここにいう外側筒状部材の内周面側とは、外側筒状部材と内側筒状部材の間の筒状空間および内側筒状部材の内方の柱状空間を含むものである。

また、このような流体導入口および流体排出口の配置を採用する場合、（９）前記排出通路が前記外側筒状部材と前記内側筒状部材との間に形成されるとともに、前記第２流体圧導入通路が前記内側筒状部材の内方に形成されていてもよいし、あるいは、（１０）前記排出通路が前記内側筒状部材の内周面側に形成されるとともに、前記第２流体圧導入通路が前記外側筒状部材と前記内側筒状部材との間に形成されていてもよい。いずれの場合も、第１流体圧導入通路および第２流体圧導入通路のうちいずれか一方、例えば第２流体圧導入通路への加圧された流体の供給の有無によって調圧設定値を変化させることができ、設計の自由度が大きいものとなる。なお、いずれか一方の流体圧導入通路、例えば第２流体圧導入通路が実質的に閉止されているとき、流体導入口から流体排出口への流体の流れの可動弁体部表面からの剥離あるいはベンチュリ効果等によって第２弁座と可動弁体部との対向部付近に負圧領域が形成され得る。

本発明に係る流体圧力調整装置においては、（１１）前記調圧部材の前記隔壁部が、前記ハウジングとの間に前記調圧室に背圧を付与する背圧室を形成するとともに、前記背圧室内に前記調圧部材の前記可動弁体部を閉弁方向に付勢する弾性部材が設けられ、前記第２流体圧導入通路内の流体圧力が解放されるときに、前記調圧室内の流体圧力が高流体圧に調圧され、前記第２流体圧導入通路内の前記流体が加圧されるときに、前記調圧室内の流体圧力が低流体圧に調圧されるのが望ましい。この構成により、弾性部材の付勢力により安定した背圧が得られる。しかも、高圧側の調圧設定値を十分に高くしながらも低流体圧調圧時の排出流量を十分に確保することができる。

また、この場合、（１２）前記調圧部材の前記隔壁部が、可撓性のダイヤフラムで構成され、前記調圧部材の前記可動弁体部が、前記第１弁座部および前記第２弁座部に対向するよう前記ダイヤフラムの中央部に支持された弁体プレートで構成されていることが好ましい。この構成により、調圧部材を簡素に構成し、低コストに作製できる。

一方、本発明に係る流体供給装置は、（１３）上記いずれかの構成を有する流体圧力調整装置を備え、燃料消費部に供給される燃料の圧力を前記流体圧力調整装置により調圧することを特徴とするものである。

この構成により、本発明の燃料供給装置では、流体圧力調整装置の第１、第２流体圧導入通路の双方（あるいは、両流体圧導入通路のうち対応する受圧面積が大きいいずれか一方の流体圧導入室；以下、この段落において同じ）に加圧された燃料が供給されないときには、調圧部材の受圧領域の面積が小さくなって調圧室内の燃料が高圧に調圧され、一方、第１、第２流体圧導入通路の双方に加圧された燃料が供給されるときには、調圧部材の受圧領域の面積が大きくなって調圧室内の燃料が低圧に調圧される。したがって、第１、第２流体圧導入通路のいずれか一方、例えば第２流体圧導入通路が低燃料圧調圧時の設定圧切替え用の操作圧導入通路の一部を兼ねるものとなり、コンパクトで簡素な配管が可能な燃料供給装置となる。しかも、いずれか一方の流体圧導入室に加圧された燃料が供給されないときに高圧の調圧が可能であるので、燃料消費部への燃料の供給（圧送）の停止時に流体圧力調整装置の設定圧を高圧にしておき、燃料供給の再開時に即座に十分な燃料圧での燃料供給を開始するといったことが容易に可能になり、燃料ポンプの小型化や消費動力の低減が可能になる。

本発明の燃料供給装置は、あるいは、（１４）上記第１、第２流体圧導入通路を有する流体圧力調整装置と、前記燃料をチェック弁を通して燃料消費部に圧送する燃料圧送回路と、を備え、前記流体圧力調整装置の前記第１流体圧導入通路が、前記燃料圧送回路の前記チェック弁より下流側の回路部分に接続され、前記流体圧力調整装置の前記第２流体圧導入通路が、前記燃料圧送回路の前記チェック弁より上流側の回路部分に接続されているのが好ましい。この構成により、チェック弁の下流側の燃料消費部近傍で燃料の残圧保持が可能になるとともに、調圧レベルの切替えのための操作圧燃料を容易に得ることができ、しかも、燃料供給装置の消費動力を低減させることができる。

また、本発明の燃料供給装置においては、（１５）前記第２流体圧導入通路を閉止する閉弁状態と前記第２流体圧導入通路を開放する開弁状態とに切替えが可能な開閉弁をさらに備え、前記流体導入口から前記流体排出口に前記燃料が流れる状態で前記開閉弁が前記閉弁状態に切り替えられたとき、前記燃料の流れに起因して前記可動弁体部と前記第２弁座部および前記第２流体圧導入通路との対向部近傍に負圧が発生するようにしても好ましい。この構成により、開閉弁の操作で燃料圧の調圧レベルを高圧側と低圧側とに切り替え可能となる。また、この開閉弁を常開型あるいは常閉型とすることで、必要時にのみ開閉弁を切替駆動して高圧側あるいは低圧側の調圧設定とすることができ、消費動力を抑えることができる。さらに、第２流体圧導入通路に操作圧力が供給されないときに高圧の調圧が可能であるので、例えば燃料ポンプによる燃料圧送の停止時に流体圧力調整装置の設定圧を高圧にしておき、燃料圧送の再開時に即座に十分な燃料圧での燃料供給を開始することができ、燃料ポンプの小型化や消費動力の低減が可能になる。加えて、高燃料圧調圧時に第２流体圧導入通路の近傍の負圧を利用して、調圧部材に対する背圧増加相当の操作を行うことができ、高燃料圧調圧時に十分な燃料圧が得られる。

本発明に係る燃料供給装置は、（１６）前記調圧部材の前記隔壁部が、前記ハウジングの内部を前記調圧室と該調圧室に背圧を付与する背圧室とに区画する一方、前記背圧室内に流体圧を選択的に導入して該背圧室内の圧力を変化させる背圧切替弁がさらに設けられているものであってもよい。この場合、背圧切替弁の切替えにより背圧室側の背圧を変化させることができることから、調圧する燃料圧の設定値をより多段階に設定することが可能である。

本発明に係る燃料供給装置においては、（１７）前記燃料消費部が、内燃機関の燃料噴射部であるのが好ましい。この構成により、内燃機関が停止されるときに加圧された燃料の供給が停止されるだけで、その内燃機関の停止中に流体圧力調整装置の設定圧が高圧の状態に保持されることになり、内燃機関の始動時あるいは高温再始動時の燃料圧送の再開時に即座に十分な燃料圧での燃料供給が開始されることになり、始動時の消費エネルギを抑えることができる。また、通常運転時の燃料圧力を抑えることで、燃料ポンプ等の消費エネルギを抑えることができる。

なお、ここにいう加圧された流体は、その流体圧送回路から圧送される流体圧力そのものを持つ流体に限らず、流体圧送回路の圧送圧力より低圧に加圧された流体とすることができる。また、その操作圧流体の圧力を変化させることで、多段階の調圧値の切替えを行うことも考えられる。さらに、ここでは、調圧室内側である隔壁状の調圧部材の一面側に第１弁座部および第２弁座部を設けるものとしたが、これらの弁座部の一方または双方が複数設けられてもよい。

本発明によれば、コンパクトで簡素な配管が可能な流体圧力調整装置およびそれを備えた燃料供給装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る流体圧力調整装置の断面図である。 本発明の第１実施形態に係る流体圧力調整装置を備えた燃料供給装置の概略構成図である。 本発明の第１実施形態に係る流体圧力調整装置の高燃料圧調圧時の開弁状態を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る流体圧力調整装置の低燃料圧調圧時の開弁状態を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係る燃料供給装置の概略構成図である。 本発明の第２実施形態に係る流体圧力調整装置の高燃料圧調圧時の開弁状態を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係る流体圧力調整装置の低燃料圧調圧時の開弁状態を示す断面図である。 本発明の第３実施形態に係る燃料供給装置の概略構成図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

＜第１実施形態＞
図１〜図４は、本発明の第１実施形態に係る流体圧力調整装置およびそれを備えた燃料供給装置を示している。なお、本実施形態は、本発明の流体圧力調整装置を車両用の内燃機関の燃料供給装置に適用したものである。また、燃料供給システムの全体構成を図示しないが、本実施形態の燃料供給装置はいわゆるインタンク式のもので燃料タンク内のサブタンクに収納されており、燃料タンク内の燃料移送にはジェットポンプが採用されている。このジェットポンプは、エンジンで遂次消費される燃料消費量分だけ連通路を通じて燃料を移送するように、燃料ポンプ側から余計に吐出された燃料の戻り通路を分岐させ、その分岐通路内の戻り流量に応じて燃料ポンプ側のサブタンク内に燃料タンク内の燃料を移送する公知のものである。

まず、その構成について説明する。

図１および図２に示すように、本実施形態の燃料供給装置は、エンジン１（燃料消費部）で消費される燃料、例えばガソリン（流体）を貯留する燃料タンク２と、その燃料タンク２内に貯留された燃料をエンジン１の複数のインジェクタ３（図２中に１つのみ図示している）に圧送・供給する燃料圧送回路１０（流体圧送回路）と、この燃料圧送回路１０からインジェクタ３に供給される燃料を導入して予め設定されたシステム圧Ｐ１に調圧するとともに、そのシステム圧Ｐ１を高圧側の設定圧と低圧側の設定圧とに切り替える、すなわち可変制御することができるプレッシャレギュレータ２０（流体圧力調整装置）と、プレッシャレギュレータ２０の設定圧を高圧側の設定圧と低圧側の設定圧とのうち任意の設定圧に切替制御することができる設定圧切替手段４０と、を備えている。

エンジン１は、自動車に搭載される多気筒の内燃機関、例えば４サイクルガソリンエンジンであり、このエンジン１の複数の気筒に対応して設けられたインジェクタ３は、例えばその噴孔側の端部３ａを複数の気筒の吸気ポート（図示せず）内に露出している。また、燃料圧送回路１０からの燃料は、デリバリーパイプ４を介して各インジェクタ３に分配されるようになっている。

燃料圧送回路１０は、燃料タンク２内の燃料を汲み上げるとともに加圧して吐出する燃料ポンプ１１と、燃料ポンプ１１の吸入口側で異物の吸入を阻止するサクションフィルタ１２と、燃料ポンプ１１の吐出口側で吐出燃料中の異物を除去する燃料フィルタ１３と、燃料フィルタ１３より下流側に位置するチェック弁１４（逆止弁）と、を含んで構成されている。

燃料ポンプ１１は、詳細を図示しないが、例えばポンプ作動用の羽根車を有するポンプ作動部分とそのポンプ作動部分を駆動する直流の内蔵モータとを有しており、燃料タンク２内から燃料を汲み上げ加圧して吐出することができるとともに、その内蔵モータの回転速度［ｒｐｍ］を変化させることでその単位時間当りの吐出量を可変制御することができるようになっている。また、チェック弁１４は、燃料ポンプ１１からインジェクタ３側への燃料供給方向に開弁する一方、インジェクタ３側から燃料ポンプ１１側への燃料の逆流方向には閉弁し、加圧された供給燃料の逆流を阻止するようになっている。

また、燃料ポンプ１１は、その内蔵モータへの通電を後述する電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）４１により制御されることで駆動および停止されるとともに、単位時間当りの燃料吐出量を変化させるようになっている。

プレッシャレギュレータ２０は、燃料が導入される流体導入口２１ａおよびその燃料が排出される流体排出口２１ｂを有するハウジング２１を備えており、このハウジング２１は、一対の凹状のハウジング部材１８、１９をそれらの外周フランジ部１８ｊ、１９ｊでかしめ結合して形成されている。なお、図１に断面で示す流体導入口２１ａおよび流体排出口２１ｂは、それぞれハウジング２１の円周方向に等間隔に離間しているが、ハウジング２１の円周方向のいずれかの位置に少なくとも１つずつ形成すればよく、これらの開口形状は任意である。また、ハウジング部材１８、１９は、例えば鋼板またはステンレス鋼板を凹状にプレス加工したものであるが、溶融材料もしくは粉末材料から図示の形状に成型したものであってもよい。

図１に示すように、ハウジング２１の内部には、ハウジング２１の内部を２室に区画する隔壁状の調圧部材２２が設けられている。この調圧部材２２は、ハウジング２１との間に流体導入口２１ａに連通する調圧室２３を形成する隔壁部２４と、調圧室２３内の燃料圧に応じた開度で調圧室２３を流体排出口２１ｂに連通させる開弁方向に変位する可動弁体部２５とを一体化したものであり、隔壁部２４はその一面側で調圧室２３内の燃料圧を常時受圧するようになっている。調圧部材２２の隔壁部２４は、また、その他面側でハウジング２１との間に調圧室２３側に背圧を付与する背圧室２６を形成しており、その背圧室２６内には、調圧部材２２の可動弁体部２５を閉弁方向に付勢する圧縮コイルばね２７（弾性部材）が設けられている。また、調圧部材２２と共に背圧室２６を形成する他方のハウジング部材１９には、少なくとも１つの大気圧導入穴１９ａが形成されている。なお、大気圧導入穴１９ａにタンク１２内の大気圧程度の低圧の燃料が導入され得るのは勿論である。

より具体的には、調圧部材２２の隔壁部２４は、例えば基布材料層（例えば、ポリアミド合成繊維等）に燃料に対し劣化し難いゴム層（例えば、水素添加ニトリルゴムやフッ素ゴム等）を一体的に接着した可撓性のダイヤフラムで構成されており、調圧部材２２の可動弁体部２５は、隔壁部２４の中央部に支持された例えば金属（例えば、工具鋼、ステンレス鋼等）製の円板状の弁体プレートで構成されている。なお、この可動弁体部２５と隔壁部２４とは例えば前記ゴム層の加硫接着により固着されている。

一方、ハウジング２１の内部には、調圧室２３の内部で調圧部材２２の可動弁体部２５に対向するように第１弁座部３１および第２弁座部３２が同心に配置されており、第１弁座部３１および第２弁座部３２は、互いに径が異なり同軸に配置された外側筒状部材３５および内側筒状部材３６によって構成されている。ここで、第１弁座部３１はその内周側に流体排出口２１ｂに連通する排出通路３１ｈを形成しており、排出通路３１ｈは可動弁体部２５の変位に応じて開度を変化させるようになっている。また、第２弁座部３２は、その内周側に燃料圧導入通路３２ｈを形成しており、燃料圧導入通路３２ｈは可動弁体部２５の変位に応じて開度を変化させるようになっている。また、燃料圧導入通路３２ｈには、可動弁体部２５に対し操作力を加え得る程度に加圧された燃料（以下、操作圧燃料ともいう）が選択的に導入されるようになっている。

さらに、調圧部材２２の可動弁体部２５は、第１弁座部３１および第２弁座部３２に対向する平坦面２５ａを有しており、第１弁座部３１および第２弁座部３２は、それぞれ調圧部材２２の可動弁体部２５に対して同一方向（図１中の上向き）に対向するとともに、実質的に同一平面上に位置するように配置された互いに平行な弁座面３１ｓ、３２ｓを有している。

ただし、調圧部材２２の可動弁体部２５が第１弁座部３１に当接するとき、第１弁座部３１の排出通路３１ｈの内端が可動弁体部２５によって液体密に閉止されるが、第２弁座部３２の燃料圧導入通路３２ｈの内端は、可動弁体部２５によって開度を絞られるものの、液体密に閉止されなくともよい。すなわち、調圧部材２２の可動弁体部２５が第１弁座部３１に当接するとき、可動弁体部２５と第２弁座部３２の間に微小隙間が形成されるように、可動弁体部２５の平坦面２５ａと第１弁座部３１との離間距離が、平坦面２５ａと第２弁座部３２との離間距離よりわずかに小さく設定されていてもよい。なお、第１弁座部３１および第２弁座部３２の弁座面３１ｓ、３２ｓの内外周縁部には、それぞれ面取りが施されている。

第１弁座部３１および第２弁座部３２は、具体的には、径方向内方側ほど深くなるよう複数段の段付凹状に形成された一方のハウジング部材１８に固定されている。また、ハウジング２１の一方のハウジング部材１８は、外側筒状部材３５に対し径方向の外側に離間する第１環状壁部１８ａと、外側筒状部材３５を支持する第２環状壁部１８ｂと、内側筒状部材３６を支持する第３環状壁部１８ｃとを有し、さらに、第１環状壁部１８ａおよび第２環状壁部１８ｂを連結する第１段付壁部１８ｄと、第２環状壁部１８ｂおよび第３環状壁部１８ｃを連結する第２内底壁部１８ｅと、第３環状壁部１８ｃの外端部に連結された第３段付壁部１８ｆとを有している。

ハウジング２１に形成される流体導入口２１ａは、外側筒状部材３５の外周面側（径方向外側）に位置し、ハウジング２１に形成される流体排出口２１ｂは、外側筒状部材３５の内周面側（径方向内側）に位置している。

すなわち、ハウジング２１の流体導入口２１ａは、外側筒状部材３５と一方のハウジング部材１８の第１環状壁部１８ａとの間に位置する第１段付壁部１８ｄに開口しており、ハウジング２１の一方のハウジング部材１８、調圧部材２２の隔壁部２４および外側筒状部材３５によって、流体導入口２１ａから燃料を導入するとともに隔壁部２４にその燃料圧を受圧させる環状の導入側通路３７が形成されている。また、ハウジング２１の流体排出口２１ｂは、外側筒状部材３５および一方のハウジング部材１８の第２環状壁部１８ｂと内側筒状部材３６との間に位置する第２段付壁部１８ｅに開口しており、第１弁座部３１の排出通路３１ｈは、外側筒状部材３５および内側筒状部材３６によって外側筒状部材３５の内周面側であって内側筒状部材３６の外側に略円筒状に形成されるとともに、一方のハウジング部材１８と外側筒状部材３５および内側筒状部材３６と間の環状排出通路３８を介してハウジング２１の流体排出口２１ｂに連通している。さらに、第２弁座部３２の燃料圧導入通路３２ｈは、内側筒状部材３６の内方に略円柱状に形成されており、一方のハウジング部材１８の第３段付壁部１８ｆには、第２弁座部３２の燃料圧導入通路３２ｈに連通する中心穴２１ｃが形成されている。

このように、ハウジング２１には、調圧部材２２の一面側に流体排出口２１ｂに連通する排出通路３１ｈおよび流体導入口２１ａに連通する環状の導入側通路３７（第１流体圧導入通路）を区画形成するとともに、可動弁体部２５の変位に応じて排出通路３１ｈを環状の導入側通路３７に連通させる第１弁座部３１と、調圧部材２２の一面側に流体圧力が導入される流体圧導入通路３２ｈ（第２燃料圧導入通路）を形成するとともに可動弁体部２５の変位に応じて排出通路３１ｈを流体圧導入通路３２ｈに連通させる第２弁座部３２とが、それぞれ設けられている。

なお、本実施形態では流体導入口２１ａは第１段付壁部１８ｄに開口し、流体排出口２１ｂは第２段付壁部１８ｅに開口するように配置されているが、流体導入口２１ａが第１環状壁部１８ａに及び、流体排出口２１ｂが第２環状壁部１８ｂに及ぶような開口形状であってもよいし、流体導入口２１ａが第１環状壁部１８ａに開口し、流体排出口２１ｂが第２環状壁部１８ｂに開口してもよい。

一方、プレッシャレギュレータ２０の流体導入口２１ａは、燃料圧送回路１０のチェック弁１４より下流側の回路部分である燃料通路１５に分岐通路１５ａを介して接続されており、プレッシャレギュレータ２０の燃料圧導入通路３２ｈは、燃料圧送回路１０のチェック弁１４より上流側の回路部分である分岐通路１６に接続されている。ここで、燃料通路１５に分岐通路１５ａは、例えばサクションフィルタ１２および燃料フィルタ１３のフィルタエレメント（図示せず）を燃料ポンプ１１と共に収納するフィルタケースの一部１７（図２参照）によって形成された分岐部分１５ｂと、このフィルタケースの一部１７とプレッシャレギュレータ２０のハウジング２１との間に形成された環状通路部分１５ｃとを有している。また、分岐通路１６は、燃料ポンプ１１から圧送され燃料フィルタ１３を通過した後の燃料を一端側から導入する通路であり、この分岐通路１６の他端側に燃料圧導入通路３２ｈに連通するハウジング２１の中心穴２１ｃが接続されている。

また、燃料圧送回路１０の分岐通路１６には、燃料圧導入通路３２ｈを閉止する閉弁状態と燃料圧導入通路３２ｈを開放する開弁状態とに切替えが可能な電磁式の調圧切替弁４２（開閉弁、切替弁）が設けられており、調圧切替弁４２は図示しないその電磁操作部への通電状態をＥＣＵ４１により制御され、開弁状態と閉弁状態とに切替え制御されるようになっている。これら分岐通路１６および調圧切替弁４２とＥＣＵ４１とは、プレッシャレギュレータ２０の設定圧の切替制御を実行する設定圧切替手段４０を構成している。

そして、この設定圧切替手段４０の調圧切替弁４２が閉弁しているとき、すなわち、燃料圧導入通路３２ｈに加圧された燃料が供給されないことで燃料圧導入通路３２ｈの内部の燃料圧Ｐｗが低圧（非加圧状態の流体圧力）になるときには、調圧部材２２の可動弁体部２５が開弁方向に燃料圧を受ける実質的な受圧領域の面積が可動弁体部２５の周囲の隔壁部２４の環状受圧面２４ａ側のみとなる。一方、この調圧切替弁４２が開弁しているとき、すなわち、燃料圧導入通路３２ｈに加圧された燃料が供給されることで燃料圧導入通路３２ｈの内部の燃料圧Ｐｗが高圧（加圧状態の流体圧力）になるときには、調圧部材２２の受圧領域の面積が、隔壁部２４の環状受圧面２４ａのみならず、第２弁座部３２および燃料圧導入通路３２ｈに対向する可動弁体部２５の中央部の略円形の受圧面（平坦面２５ａの中央部）を含むものとなる。したがって、燃料圧導入通路３２ｈの内部の燃料加圧の有無に応じて調圧部材２２の受圧領域の面積が増減変更され、調圧部材２２の受圧領域の面積が増減することで可動弁体部２５の開弁方向の推力が変化し、可動弁体部２５を背圧室２６側から閉弁方向に付勢する圧縮コイルばね２７の撓み量およびばね力が変化する。これにより、燃料圧導入通路３２ｈの内部に加圧された燃料が供給されるか否かによって、可動弁体部２５が第１弁座部３１および第２弁座部３２に対して閉弁方向または開弁方向に変位し、その可動弁体部２５の閉弁方向への変位により環状の導入側通路３７から流体排出口２１ｂへの燃料排出量が減少するときには、調圧室２３の内部で環状の導入側通路３７の燃料の圧力が高燃料圧に調圧され、可動弁体部２５の開弁方向への変位により環状の導入側通路３７から流体排出口２１ｂへの燃料排出量が増加するときには、環状の導入側通路３７の燃料の圧力が低燃料圧に調圧されるようになっている。

さらに、本実施形態では、流体導入口２１ａから流体排出口２１ｂに燃料が流れるプレッシャレギュレータ２０の開弁状態で調圧切替弁４２が閉弁状態に切り替えられたとき、調圧室２３の内部における燃料の流れに起因して、調圧部材２２の可動弁体部２５と第２弁座部３２および燃料圧導入通路３２ｈとの対向部近傍に負圧が発生し得るようになっている。したがって、調圧切替弁４２が閉弁状態に切り替えられるとき、燃料圧導入通路３２ｈ側に加圧状態が残ることが防止される。

プレッシャレギュレータ２０は、このように、燃料ポンプ１１から吐出されエンジン１のインジェクタ３に供給される燃料を調圧室２３内の環状の導入側通路３７および流体圧導入通路３２ｈのうちいずれか一方、例えば流体圧導入通路３２ｈに選択的に導入することで、調圧室２３内の環状の導入側通路３７に導入される燃料を予め設定された高圧側の設定圧と低圧側の設定圧とのうち任意の一方の設定圧に切り替えながら調圧することができ、流体圧導入通路３２ｈへの加圧された流体の供給が停止されるときに、燃料ポンプ１１からインジェクタ３への燃料通路１５中のうちチェック弁１４より下流側の燃料を高圧側の設定圧に調圧・保持することができる。

なお、プレッシャレギュレータ２０の高圧側の設定圧は、例えば４００［ｋＰａ］（ゲージ圧；以下、同様）であり、エンジン停止直後等にデリバリーパイプ４内の燃料温度が高温になっても、燃料ベーパが生じ難い燃料圧（通常、３２４ｋＰａ以上）の設定値となっている。また、低圧側の設定圧は、例えば２００［ｋＰａ］であり、走行中にデリバリーパイプ４内の燃料温度が比較的低温になったとき、燃料ベーパが生じ難い燃料圧設定値となっている。

ＥＣＵ４１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）等の不揮発性メモリからなるバックアップメモリに加えて、入力インターフェース回路および出力インターフェース回路等を含んで構成されており、このＥＣＵ４１には車両のイグニッションスイッチのＯＮ／ＯＦＦ信号が取り込まれるとともに、バッテリからの電源供給がなされるようになっている。さらに、ＥＣＵ４１の入力インターフェース回路には、各種センサ群が接続されており、これらセンサ群からのセンサ情報がＡ／Ｄ変換器等を含む入力インターフェース回路を通してＥＣＵ４１に取り込まれるようになっている。ＥＣＵ４１の出力インターフェース回路には、インジェクタ３や燃料ポンプ１１、調圧切替弁４２等のアクチュエータ類を制御するためのリレースイッチや、燃料ポンプ１１の電流を可変制御するためのスイッチング素子等が接続されている。

また、ＥＣＵ４１は、ＲＯＭ内に格納された制御プログラムを実行することで、各種センサ群からのセンサ情報およびＲＯＭやバックアップメモリに予め格納された設定値やマップ情報に基づいて、エンジン１の始動時やエンジン１の停止直前には調圧切替弁４２を閉弁させ、燃料ポンプ１１からの燃料を調圧室２３内で高圧側の設定圧に調圧させるようになっている。また、ＥＣＵ４１は、エンジン１の運転中にその負荷状態を繰返し判定し、始動後の運転状態の大半を占める部分負荷の運転、すなわち始動後であって高負荷運転でない運転の領域においては、調圧切替弁４２を開弁させ、燃料ポンプ１１からの燃料を調圧室２３内で低圧側の設定圧に調圧させるようになっている。そのため、ＥＣＵ４１のＲＯＭおよびバックアップメモリに格納される設定値には、燃料圧の高圧側の設定値および低圧側の設定値がそれぞれ含まれ、ＲＯＭおよびバックアップメモリに格納されるマップ情報には、運転負荷の判定とその判定結果に応じた燃料圧の切替制御のためのマップ等が含まれている。

次に、作用について説明する。

上述のように構成された本実施形態の燃料供給装置では、エンジン１の停止中、燃料ポンプ１１の吐出圧は０［ｋＰａ］で、調圧切替弁４２の通電は停止され、調圧切替弁４２は閉弁状態にある。

このとき、図２および図３に示すように、プレッシャレギュレータ２０の燃料圧導入通路３２ｈには加圧された燃料が供給されず、燃料圧導入通路３２ｈの内部の燃料圧が低圧であるから、調圧部材２２が開弁方向に燃料圧を受ける実質的な受圧領域の面積は、可動弁体部２５の周囲の隔壁部２４の環状受圧面のみとなる。したがって、調圧対象の燃料圧送回路１０の圧送停止状態において、プレッシャレギュレータ２０の設定圧は高圧側になっている。

エンジン１が始動されるときには、ＥＣＵ４１により燃料ポンプ１１が起動されるが、このとき、図２、図３に示すように、調圧切替弁４２の閉弁状態は継続している。したがって、燃料ポンプ１１の吐出圧が上昇するとともに燃料ポンプ１１からの燃料が調圧室２３内の環状の導入側通路３７に導入されると、その燃料が速やかに高圧側の設定圧、例えば４００［ｋＰａ］に達し、燃料通路１５を通し高燃料圧のシステム圧Ｐ１としてデリバリーパイプ４に供給される。すなわち、調圧対象の燃料圧送回路１０の圧送停止時および燃料圧送の再開時に共にプレッシャレギュレータ２０の設定圧が高圧側に設定されることで、燃料圧送の再開時に即座に十分な燃料圧での燃料供給を開始することができる。

一方、エンジン１の始動から一定時間が経過した後の運転状態では、高燃料圧が要求される特定の運転状態、例えば高負荷運転の要求時を除いて、通常は、専ら部分負荷で運転される部分負荷運転状態となり、その部分負荷運転時には燃費や燃料ポンプ１１の信頼性の面から低圧側の設定圧が要求される。

この部分負荷運転時においては、図４に示すように、ＥＣＵ４１により調圧切替弁４２が開弁状態に制御されるとともに、燃料ポンプ１１の運転が継続される。なお、説明の便宜上、図４中および図３中においては、それぞれ可動弁体部２５と第１弁座部３１および第２弁座部３２との間の隙間を大きく示しているが、これらの隙間は、例えば図４に示す大開度時でも１ｍｍ未満の小さい隙間である。

この状態においては、プレッシャレギュレータ２０の燃料圧導入通路３２ｈに加圧された燃料が供給されることから、燃料圧導入通路３２ｈの内部の燃料圧が高圧となり、調圧部材２２の受圧領域の面積が、隔壁部２４の環状受圧面のみならず第２弁座部３２および燃料圧導入通路３２ｈに対向する略円形の受圧面を含むものに拡大される。したがって、調圧部材２２の受圧領域の面積の増加に伴って可動弁体部２５の開弁方向の推力が増加し、可動弁体部２５を閉弁方向に付勢する圧縮コイルばね２７の撓み量およびばね圧が増加することで、可動弁体部２５が第１弁座部３１および第２弁座部３２に対して開弁方向に変位する。そして、その可動弁体部２５の開弁方向への変位により調圧室２３内の環状の導入側通路３７から流体排出口２１ｂへの燃料排出量が増加し、調圧室２３の内部の燃料の圧力が低燃料圧に調圧されることになる。

このように、本実施形態においては、調圧する燃料圧を高低に切り替えるために調圧室２３が形成される調圧部材２２の一面側以外の室、すなわち背圧質２６側の室に加圧された操作圧流体を導入する必要がなく、燃料圧導入通路３２ｈが低燃料圧調圧時の設定圧切替え用の操作圧燃料導入通路の一部を兼ねるものとなる。したがって、コンパクトで簡素な配管が可能なプレッシャレギュレータ２０を提供することができる。

しかも、インジェクタ３への燃料圧送の停止時にプレッシャレギュレータ２０の設定圧が高圧とされ、燃料圧送の再開時に即座に十分な燃料圧での燃料供給を開始することができるので、燃料ポンプ１１の小型化や消費動力の低減が可能になる。

また、本実施形態では、第１弁座部３１と第２弁座部３２とが同心に配置されているので、燃料の導入や排出のための配管を同一方向に容易に整列させることが可能になるとともに、その配管接続位置をハウジング２１の外周方向の任意の位置に設定できる。

加えて、第１弁座部３１および第２弁座部３２が、それぞれ調圧部材２２の可動弁体部２５に対し同一方向に対向するとともに、互いに平行な弁座面３１ｓ、３２ｓを有し、可動弁体部２５が第１弁座部３１および第２弁座部３２に対向する平坦面２５ａを有しているので、第１弁座部３１および第２弁座部３２を簡素に構成できるとともに、ダイヤフラム等の隔壁部２４の中央部にプレート状の可動弁体部２５を支持させた調圧部材２２を簡素に構成し、容易にかつ低コストに作製できる。

さらに、可動弁体部２５が第１弁座部３１に当接するときに可動弁体部２５と第２弁座部３２の間に微小隙間が形成されるよう、可動弁体部２５の平坦面２５ａと第１弁座部３１との離間距離が、平坦面２５ａと第２弁座部３２との離間距離よりわずかに小さく設定されているので、第１弁座部３１および第２弁座部３２を容易に作製できるとともに、第１弁座部３１での所要のシール性能を安定確保できることになる。

また、第１弁座部３１と第２弁座部３２とが、同軸に配置された外側筒状部材３５および内側筒状部材３６の端部によって構成されており、ハウジング２１の流体導入口２１ａが外側筒状部材３５の外周面側に位置し、ハウジング２１の流体排出口２１ｂが外側筒状部材３５の内周面側に位置しているので、可動弁体部２５の周囲に流体導入口２１ａから導入される燃料の圧力を受圧するダイヤフラム等の隔壁部２４にも受圧領域を容易に設定できるとともに、流体導入口２１ａから流体排出口２１ｂまでの燃料通路を最大通過流量でも圧損の生じ難い通路断面積に容易に設定できる。

また、燃料圧導入通路３２ｈへの加圧された燃料の供給の有無によって調圧設定値を変化させることができることに加えて、燃料圧導入通路３２ｈが閉止されているとき、流体排出口２１ｂへの燃料の流れが可動弁体部２５の表面からの剥離することにより第２弁座部３２と可動弁体部２５との対向部付近に負圧領域が形成されることで、圧縮コイルばね２７を小型にしながらも安定した背圧方向の付勢力が得られ、高燃料圧の調圧ができる。

さらに、本実施形態の燃料供給装置においては、プレッシャレギュレータ２０の流体導入口２１ａが燃料圧送回路１０のチェック弁１４より下流側の回路部分に接続され、プレッシャレギュレータ２０の燃料圧導入通路３２ｈが、燃料圧送回路１０のチェック弁１４より上流側の回路部分に接続されているので、低消費電流の小型の調圧切換弁４２により燃料圧の切替え操作ができ、しかも、調圧切替弁４２による絞りの作用により第２流体圧導入通路３２ｈに導入させる加圧された燃料の流量を比較的少量の安定量（その絞りより上流側の燃料圧の平方根に比例するような流量）とすることで、流体排出口２１ｂからの余剰燃料の排出流量を安定量に保ちながら燃料圧を切替え操作することができる。また、調圧切替弁４２を常閉型とすることにより、必要時にのみ調圧切替弁４２を開弁状態に切替駆動して低圧側の調圧設定とすることができ、より消費電力を抑えることができる。

このように、本実施形態においては、コンパクトで簡素な配管が可能な低コストのプレッシャレギュレータ２０および燃料供給装置を提供することができ、しかも、燃料供給装置を低消費電力とすることができる。

その他、本実施形態のプレッシャレギュレータ２０は、シール構造やリターン経路が１本で済むという点では従来のいわゆるＵフロー型のものと同様で、信頼性も十分であり、従来に比べて体格寸法の拡大が無くて済み、しかも、調圧のための外部配管が不要にできるものとなる。

＜第２実施形態＞
図５〜図７は、本発明の第２実施形態に係る流体圧力調整装置およびそれを備えた燃料供給装置を示している。なお、以下に説明する各実施形態は、第１実施形態と類似の構成を有するものであるので、第１実施形態の対応する構成要素と同一または類似の構成要素については図１〜図４に示した符号を用いてその詳細な説明を省略し、相違点についての詳細に説明する。

本実施形態のプレッシャレギュレータ５０（流体圧力調整装置）においては、図５および図６に示すように、一方のハウジング部材１８および他方のハウジング部材１９からなるハウジング５１に、一方のハウジング部材１８の第１段付壁部１８ｄに開口する第１燃料導入口５１ａと、第３段付壁部１８ｆに開口する流体排出口５１ｂと、第２段付壁部１８ｅに開口する中間穴５１ｃとがそれぞれ形成されている。また、内側筒状部材３６によって構成される第１弁座部６１が、流体排出口５１ｂに連通する排出通路６１ｈを内側筒状部材３６の内周面側に略円柱状に形成しており、この排出通路６１ｈが調圧室２３の内部で可動弁体部２５の変位に応じて開度を変化させるようになっている。さらに、外側筒状部材３５によって構成される第２弁座部６２は、調圧室２３の内部で可動弁体部２５の変位に応じて開度を変化させる第２流体圧導入通路６２ｈを、内側筒状部材３６との間に略円筒状に形成している。そして、第２流体圧導入通路６２ｈには、可動弁体部２５に対し操作力を加え得る程度に加圧された操作圧燃料（燃料圧Ｐｗ＞０）が、調圧切替弁４２および中間穴５１ｃを通して選択的に導入されるようになっている。

また、図５に示すように、第１弁座部６１および第２弁座部６２は、可動弁体部２５の平坦面２５ａに対し同一方向（同図中の上向き）に対向するとともに、実質的に同一平面上に位置するように配置された互いに平行な弁座面６１ｓ、６２ｓ（同図中の部分拡大図参照）を有している。

このプレッシャレギュレータ５０の第２流体圧導入通路６２ｈは、燃料圧送回路１０のチェック弁１４より上流側の回路部分である分岐通路１６に接続されており、分岐通路１６に設けられた調圧切替弁４２によって第２流体圧導入通路６２ｈが閉止および開放されるように、調圧切替弁４２がこれと共に設定圧切替手段４０を構成するＥＣＵ４１により制御される。

そして、調圧切替弁４２が閉弁し、第２流体圧導入通路６２ｈの内部の燃料圧Ｐｗが低圧であるとき（Ｐｗ≦０、非加圧時）には、調圧部材２２の可動弁体部２５の受圧領域の面積が可動弁体部２５の周囲の隔壁部２４の環状受圧面とその近傍のみとなり、一方、調圧切替弁４２が開弁し、第２流体圧導入通路６２ｈの内部の燃料圧Ｐｗが高圧であるとき（Ｐｗ＞０、加圧時）には、調圧部材２２の受圧領域の面積が第２弁座部６２および第２流体圧導入通路６２ｈに対向する円環状の受圧面を含むものとなって、第２流体圧導入通路６２ｈの内部の燃料圧Ｐｗに応じて調圧部材２２の受圧領域の面積が増減変更される。したがって、可動弁体部２５の開弁方向の推力が変化することで、可動弁体部２５を背圧室２６側から閉弁方向に付勢する圧縮コイルばね２７の撓み量およびばね力が変化することになり、第２流体圧導入通路６２ｈの内部の燃料圧Ｐｗが低圧であるか高圧であるかによって、可動弁体部２５が第１弁座部６１および第２弁座部６２に対して閉弁方向または開弁方向に変位し、その可動弁体部２５の閉弁方向への変位により調圧室２３内の環状の導入側通路３７から流体排出口５１ｂへの燃料排出量が減少するときには、その環状の導入側通路３７の内部の燃料の圧力が高燃料圧に調圧され、可動弁体部２５の開弁方向への変位により調圧室２３内の環状の導入側通路３７から流体排出口５１ｂへの燃料排出量が増加するときには、調圧室２３内の環状の導入側通路３７の燃料の圧力が低燃料圧に調圧される。

本実施形態においても、調圧する燃料圧を高低に切り替えるために調圧室２３以外の室に操作圧流体を導入する必要がなく、しかも、第２流体圧導入通路６２ｈが低燃料圧調圧時の操作圧燃料導入通路の一部を兼ねるものとなる。したがって、コンパクトで簡素な配管が可能な低コストのプレッシャレギュレータ５０を提供することができる。

さらに、インジェクタ３への燃料圧送の停止時にプレッシャレギュレータ５０の設定圧が高圧とされ、燃料圧送の再開時に即座に十分な燃料圧での燃料供給を開始することができるので、燃料ポンプ１１の小型化や消費動力の低減が可能になる。

また、本実施形態においては、排出通路６１ｈが内側筒状部材３６の内周面側に形成されるとともに、第２流体圧導入通路６２ｈが外側筒状部材３５と内側筒状部材３６との間に形成されているので、第２流体圧導入通路６２ｈへの加圧された操作圧燃料の供給の有無によって調圧設定値を変化させることができる。さらに、第２流体圧導入通路６２ｈが、燃料圧送回路１０のチェック弁１４より上流側の回路部分に接続されているので、低消費電流の小型の調圧切換弁４２により燃料圧の切替え操作ができ、しかも、その調圧切替弁４２の絞り作用により第２流体圧導入通路６２ｈに導入させる加圧された燃料の流量を比較的少量の安定量とすることで、燃料排出口５１ｂからの余剰燃料の排出流量を安定量に保ちながら燃料圧を切替え操作できる。さらに、調圧切替弁４２を常閉型とすることで、必要時にのみ切替駆動できるとともに、通常運転時にはプレッシャレギュレータ５０を低圧側の調圧設定とすることができ、燃料ポンプ等の消費動力をより低減させることができる。したがって、本実施形態においても、低消費電力の燃料供給装置を提供することができる。

＜第３実施形態＞
図８は、本発明の第３実施形態に係る流体圧力調整装置およびそれを備えた燃料供給装置を示している。

本実施形態のプレッシャレギュレータ７０（流体圧力調整装置）においては、第1実施形態の構成に加えて、燃料圧送回路１０のチェック弁１４より下流側の回路部分であって背圧室２６に接続する分岐通路７１と、この分岐通路７１を開閉するようＥＣＵ４１により制御される電磁式の背圧切替弁７２と、背圧室２６内の圧力が予め設定された設定圧力を超えると開弁して背圧室２６内の余剰燃料を燃料タンク２内に排出させるチェック弁７３とが設けられており、分岐通路７１および背圧切替弁７２を介して背圧室２６の内部に操作圧燃料（背圧操作用の流体圧）を選択的に導入できるようになっている。

そして、ＥＣＵ４１により調圧切替弁４２を制御することで調圧室２３内の燃料圧導入通路３２ｈに選択的に加圧された燃料（図８中のＰｗ１）を導入することに加え、背圧切替弁７２を切替え制御することで背圧室２６の内部に背圧操作用の流体圧（図８中のＰｗ２）を選択的に導入し、調圧部材２２の可動弁体部２５に開弁方向および閉弁方向に作用する付勢力を共に変化させるようになっている。

なお、本実施形態における背圧室２６内の圧縮コイルばね７７は、第１実施形態の圧縮コイルばね２７に対し相対的に閉弁方向の付勢力が小さい設定となっている。また、調圧切替弁４２および背圧切替弁７２は、それぞれの電磁操作部が通電により励磁されるときに開弁し、非通電時には閉弁する構成となっている。その他の構成は、第１実施形態のプレッシャレギュレータ２０と同一である。

本実施形態においては、例えば調圧切替弁４２が開弁状態であって背圧切替弁７２が閉弁状態であるときには、プレッシャレギュレータ７０は低燃料圧の調圧を行う状態となり、調圧切替弁４２および背圧切替弁７２が共に閉弁状態であるときには、プレッシャレギュレータ７０は中間圧の調圧を行う状態となり、調圧切替弁４２が閉弁状態であって背圧切替弁７２が開弁状態であるときには、プレッシャレギュレータ７０は高燃料圧の調圧を行う状態となる。なお、調圧切替弁４２および背圧切替弁７２を共に開弁状態とすれば、前記中間圧より高く前記高圧より低い燃料圧の調圧状態を得ることも可能である。

このように、調圧切替弁４２の切替えによって調圧室２３内の燃料を予め設定された高圧側の設定圧と低圧側の設定圧とのうち任意の一方の設定圧に切り替えながら調圧することができることに加えて、背圧切替弁７２の切替えによって調圧部材２２の可動弁体部２５を閉弁方向に付勢する背圧を選択的に高めることで、調圧する燃料圧の設定値を高圧側と低圧側の２段階を超える３段階以上の多段階に設定することが可能である。

本実施形態においても、第１実施形態と同様に、調圧部材２２が開弁方向に燃料圧を受ける受圧領域の面積が、燃料圧導入通路３２ｈ内の操作圧に応じて変化するので、第１実施形態と同様な効果が得られる。

しかも、本実施形態では、燃料圧を多段階に切り替えることができるので、インジェクタのダイナミックレンジ（最大噴射量と最小噴射量の比）を広くしなくとも、低流量から交流量までその流量に適切な燃料圧を調圧することでインジェクタの燃料噴射能力を高めることができ、インジェクタのコストを抑えることもできる。

なお、上述の第１実施形態においては、調圧室２３内の環状の導入側通路３７および燃料圧導入通路３２ｈ（複数の流体圧導入通路）のうちいずれか１つに流体圧力が導入されるときと、これらの双方に流体圧力が導入されるときとで、調圧部材２２の受圧領域の面積を変化させるものとしたが、環状の導入側通路３７に対応する隔壁部２４の環状受圧面２４ａ側の受圧領域の面積と、第２弁座部３２および燃料圧導入通路３２ｈに対向する可動弁体部２５の中央部の略円形の受圧面（平坦面２５ａの中央部）との面積が十分に相違する場合、環状の導入側通路３７および燃料圧導入通路３２ｈのうちいずれの一方に流体圧力を導入するかで調圧部材２２の受圧面積を変化させることも考えられる。勿論、他の実施形態についても同様である。

また、上述の各実施形態においては、インタンク式の燃料供給装置としていたが、本発明の流体圧力調整装置を構成するプレッシャレギュレータはデリバリーパイプ４の近傍に配置されるものであってもよいことはいうまでもない。また、外側筒状部材３５および内側筒状部材３６は、ハウジング２１と別体の作製されてハウジング２１に固定されたものとしたが、これら外側筒状部材３５および内側筒状部材３６をハウジング２１と一体に形成できることはいうまでもない。さらに、加圧された操作圧燃料は、燃料圧送回路１０の燃料ポンプ１１の吐出圧をそのまま操作圧とするものに限られるものではなく、例えば調圧切替弁４２や背圧切替弁７２に適度の減圧のための絞り機能を持たせることによって、燃料圧送回路１０からの供給燃料圧より低圧のものとすることができる。また、その操作圧燃料の圧力を変化させることで、多段階の調圧値の切替えを行うことも考えられる。

また、上述の各実施形態では、調圧室２３内が形成される調圧部材２２の一面側に第１弁座部３１、６１および第２弁座部３２、６２を設けるものとしたが、負圧の発生が容易でなくなるものの、これらの弁座部の一方または双方が複数設けられてもよい。

さらに、第３実施形態では、背圧室２６に操作圧に加圧された操作圧燃料を導入するものとしたが、背圧室２６内に燃料以外の操作圧の流体を導入することができるし、デリバリーパイプの近傍に配置される場合には、正圧でなく負圧の操作圧流体を導入することも考えられる。

また、上述の各実施形態における調圧部材２２は、ダイヤフラムからなる隔壁部２４とプレート状の可動弁体部２５を有するものとしたが、隔壁部２４はハウジング内に摺動可能に保持されたピストン状のものであってもよく、可動弁体部２５の背面を支持するものであってもよい。また、可動弁体部２５は、平坦でなく、例えば全体的に凹または凸となるように円弧断面に湾曲した略円板形のものであってもよいし、プレート状でなくともよい。

さらに、上述の各実施形態においては、燃料消費部がガソリンを消費する車両用のガソリンエンジンであったが、他の燃料を用いるエンジンにも使用できることは勿論であり、車両用以外のエンジンにも適用可能である。また、燃料を消費して何らかの出力をなす各種の燃料消費部において、燃料圧の高圧／低圧切替えがなされる場合にも、本発明を適用することができる。勿論、本発明の流体圧力調整装置は、燃料以外の流体を扱うプレッシャレギュレータとして用いることができるし、流体消費部に供給される任意の流体の供給圧を予め設定された設定圧以下に調整するために使用できるものである。

以上説明したように、本発明は、コンパクトで簡素な配管が可能な低コストの流体圧力調整装置および燃料供給装置を提供することができ、しかも、燃料供給装置を低消費電力にできるという効果を奏するものであり、燃料タンク内に貯留された燃料を燃料ポンプによって燃料消費部に供給するときにその燃料消費部への燃料供給圧力を調圧するのに好適な流体圧力調整装置およびそれを備えた燃料供給装置全般に有用である。

１ エンジン（内燃機関；燃料消費部）
２ 燃料タンク
３ インジェクタ（燃料消費部）
１０ 燃料圧送回路
１１ 燃料ポンプ
１３ 燃料フィルタ
１４ チェック弁
１５ 燃料通路
１６、７１ 分岐通路
１８、１９ ハウジング部材
２０、５０、７０ プレッシャレギュレータ（流体圧力調整装置、燃料圧調節器、調圧弁）
２１ ハウジング
２１ａ 流体導入口
２１ｂ 流体排出口
２２ 調圧部材
２３ 調圧室
２４ 隔壁部（ダイヤフラム）
２５ 可動弁体部（弁体プレート）
２５ａ 平坦面
２６ 背圧室
２７、７７ 圧縮コイルばね（弾性部材）
３１、６１ 第１弁座部
３１ｈ、６１ｈ 排出通路
３１ｓ、３２ｓ、６１ｓ、６２ｓ 弁座面
３２、６２ 第２弁座部
３２ｈ、６２ｈ 第２流体圧導入通路
３５ 外側筒状部材
３６ 内側筒状部材
４０ 設定圧切替手段
４１ ＥＣＵ（電子制御ユニット）
４２ 調圧切替弁（開閉弁、切替弁）
７２ 背圧切替弁
Ｐ１ システム圧（調圧された燃料圧）

Claims (17)

1. 流体が導入される流体導入口および該流体が排出される流体排出口を有するハウジングと、前記ハウジング内に前記流体導入口に連通する調圧室を形成するとともに、前記調圧室内の流体圧力に応じ前記流体導入口と前記流体排出口とを連通させる隔壁状の調圧部材と、を備え、前記調圧室内の流体圧力を予め設定された設定圧に調整可能な流体圧力調整装置であって、
   前記調圧部材がその一面側で前記調圧室内の流体圧力を受ける受圧領域の面積が可変設定され、前記受圧領域の面積に応じて前記設定圧が変更されることを特徴とする流体圧力調整装置。
2. 前記調圧室が形成される前記調圧部材の前記一面側に複数の流体圧導入通路が区画形成され、
   前記複数の流体圧導入通路に選択的に流体圧力が導入されて前記受圧領域の面積が可変設定されることを特徴とする請求項１に記載の流体圧力調整装置。
3. 前記複数の流体圧導入通路のいずれかに前記流体が導入されるよう開弁し、該導入を規制するよう閉弁する開閉弁が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の流体圧力調整装置。
4. 前記調圧部材が、前記ハウジングとの間に前記調圧室を形成する隔壁部と前記調圧室内の流体圧力に応じて前記調圧室を前記流体排出口に連通させる開弁方向に変位する可動弁体部とを有し、
   前記ハウジングには、前記調圧部材の前記一面側に前記流体排出口に連通する排出通路および前記流体導入口に連通する第１流体圧導入通路を区画形成するとともに前記可動弁体部の変位に応じて該排出通路を前記第１流体圧導入通路に連通させる第１弁座部と、前記調圧部材の前記一面側に前記流体圧力が導入される第２流体圧導入通路を形成するとともに前記可動弁体部の変位に応じて前記排出通路を前記第２流体圧導入通路に連通させる第２弁座部とが、それぞれ設けられていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の流体圧力調整装置。
5. 前記第１弁座部と前記第２弁座部とが、同心に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の流体圧力調整装置。
6. 前記第１弁座部および前記第２弁座部が、それぞれ前記調圧部材の前記可動弁体部に対し同一方向に対向するとともに、互いに平行な弁座面を有していることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の流体圧力調整装置。
7. 前記調圧部材の前記可動弁体部が、前記第１弁座部および前記第２弁座部に対向する平坦面を有していることを特徴とする請求項６に記載の流体圧力調整装置。
8. 前記第１弁座部と前記第２弁座部とが、同軸に配置された外側筒状部材および内側筒状部材の端部によって構成されており、
   前記ハウジングの前記流体導入口が前記外側筒状部材の外周面側に位置し、
   前記ハウジングの前記流体排出口が前記外側筒状部材の内周面側に位置していることを特徴とする請求項４ないし請求項７のうちいずれか１の請求項に記載の流体圧力調整装置。
9. 前記排出通路が前記外側筒状部材と前記内側筒状部材との間に形成されるとともに、前記第２流体圧導入通路が前記内側筒状部材の内方に形成されていることを特徴とする請求項８に記載の流体圧力調整装置。
10. 前記排出通路が前記内側筒状部材の内周面側に形成されるとともに、前記第２流体圧導入通路が前記外側筒状部材と前記内側筒状部材との間に形成されていることを特徴とする請求項８に記載の流体圧力調整装置。
11. 前記調圧部材の前記隔壁部が、前記ハウジングとの間に前記調圧室に背圧を付与する背圧室を形成するとともに、
    前記背圧室内に前記調圧部材の前記可動弁体部を閉弁方向に付勢する弾性部材が設けられ、
    前記第２流体圧導入通路内の流体圧力が解放されるときに、前記調圧室内の流体圧力が高流体圧に調圧され、前記第２流体圧導入通路内の前記流体が加圧されるときに、前記調圧室内の流体圧力が低流体圧に調圧されることを特徴とする請求項４ないし請求項１０のうちいずれか１の請求項に記載の流体圧力調整装置。
12. 前記調圧部材の前記隔壁部が、可撓性のダイヤフラムで構成され、
    前記調圧部材の前記可動弁体部が、前記第１弁座部および前記第２弁座部に対向するよ
    う前記ダイヤフラムの中央部に支持された弁体プレートで構成されていることを特徴とする請求項１１に記載の流体圧力調整装置。
13. 請求項１ないし請求項１２のうちいずれか１の請求項に記載された流体圧力調整装置を備え、燃料消費部に供給される燃料の圧力を前記流体圧力調整装置により調圧することを特徴とする燃料供給装置。
14. 請求項４ないし請求項１２のうちいずれか１の請求項に記載された流体圧力調整装置と、燃料をチェック弁を通して燃料消費部に圧送する燃料圧送回路と、を備え、
    前記流体圧力調整装置の前記第１流体圧導入通路が、前記燃料圧送回路の前記チェック弁より下流側の回路部分に接続され、前記流体圧力調整装置の前記第２流体圧導入通路が、前記燃料圧送回路の前記チェック弁より上流側の回路部分に接続されていることを特徴とする燃料供給装置。
15. 前記第２流体圧導入通路を閉止する閉弁状態と前記第２流体圧導入通路を開放する開弁状態とに切り替えが可能な切替弁をさらに備え、
    前記流体導入口から前記流体排出口に前記燃料が流れる状態で前記開閉弁が前記閉弁状態に切り替えられたとき、前記燃料の流れに起因して前記可動弁体部と前記第２弁座部および前記第２流体圧導入通路との対向部近傍に負圧が発生するようにしたことを特徴とする請求項１４に記載の燃料供給装置。
16. 前記調圧部材の前記隔壁部が、前記ハウジングの内部を前記調圧室と該調圧室に背圧を付与する背圧室とに区画する一方、
    前記背圧室内に流体圧を選択的に導入して該背圧室内の圧力を変化させる背圧切替弁がさらに設けられていることを特徴とする請求項１５に記載の燃料供給装置。
17. 前記燃料消費部が、内燃機関の燃料噴射部であることを特徴とする請求項１３ないし請求項１６のうちいずれか１の請求項に記載の燃料供給装置。

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