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3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これを用いた燃料供給装置を示している。
本実施形態は、本発明を車両用内燃機関の燃料の圧力を調整するプレッシャレギュレータとしての流体圧力調整装置およびこれを用いた燃料供給装置に適用したものであり、いわゆるインタンク式の燃料供給システムとして構成されている。すなわち、具体的なタンク構造は図示しないが、本実施形態の燃料供給装置は、燃料タンク内のサブタンクに収納されたプレッシャレギュレータを具備しており、エンジンで遂次消費される燃料消費量分の燃料を例えばジェットポンプによりサブタンク内に移送するようになっている。
まず、本実施形態の燃料供給装置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、内燃機関であるエンジン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に装備される複数のインジェクタ3(燃料噴射弁;図1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インジェクタ3への燃料供給圧(システム圧)である燃料圧力P1に調圧するとともに、その燃料圧力P1を高圧側の設定圧と低圧側の設定圧とのうち任意の一方に切り替える、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20A(流体圧力調整装置)と、プレッシャレギュレータ20Aの設定圧を高圧側と低圧側とのうち任意の一方側の設定圧に切替え制御することができる設定圧切替機構40と、を備えている。
エンジン1は、例えば多気筒の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、ポンプ作動用の羽根車を有するポンプ作動部分11pとそのポンプ作動部分を駆動する直流の内蔵モータ11mとを有しており、燃料タンク2内から燃料を図1中に仮想線で示すように汲み上げて加圧し、吐出することができる。この燃料ポンプ11は、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、後述する電子制御ユニット(以下、ECUという)41により内蔵モータ11mへの通電を制御されることで、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20Aは、燃料が導入される外側の連通孔21aと、その内側で燃料を排出する中間の連通孔21bと、半径方向で最内方に位置する内側の連通孔21cとを有するハウジング21とを備えており、このハウジング21は、図2に示すように、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でかしめ結合したものである。なお、本実施形態では、連通孔21a、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、それぞれハウジング21の円周方向のいずれかの位置に少なくとも1つ形成すればよく、それぞれの開口形状は任意である。また、ハウジング部材18、19は、例えば鋼板やステンレス鋼板を凹状にプレス加工したものであるが、図示する形状に成型したものであってもよい。
図1および図2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が設けられており、調圧部材22は、ハウジング21の内部にあってこのハウジング21との間に外側の連通孔21aに連通する調圧室23を形成している。
この調圧部材22は、可撓性の環状膜部材24とその環状膜部材24の内周側に位置する略円板状の板状部材25(板状の可動弁体部)とを一体的に組み付けて構成されており、環状膜部材24はその一面側で外側の連通孔21aから調圧室23内に導入される燃料の圧力を常時受圧するようになっている(詳細は後述する)。また、調圧部材22は、その他面側でハウジング21との間に背圧室26を形成しており、この背圧室26内には、調圧部材22の板状部材25を閉弁方向に付勢する付勢機構としての圧縮コイルばね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を形成する一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。そして、調圧部材22は、調圧室23内に導入される燃料圧力および後述するパイロット圧に応じて、圧縮コイルばね27からの閉弁方向の付勢力に抗して外側の連通孔21aを内側の連通孔21cに連通させる開弁方向に変位できるようになっている。
調圧部材22の環状膜部材24は、具体的には、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の板状部材25は、環状膜部材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)製の略円板状のプレートで構成されている。
また、ハウジング21の内部には、調圧室23の内部で調圧部材22の板状部材25の一面側に対向する大径の外側環状弁座部31(第1弁座部)および小径の内側環状弁座部32(第2弁座部)が略同心に配置されており、外側環状弁座部31および内側環状弁座部32と板状部材25とは、相対変位により開閉する調圧バルブ機構を構成している。
具体的には、外側環状弁座部31および内側環状弁座部32は、互いに径が異なりハウジング21の内部に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おり、外側環状弁座部31に対応する外側筒状部材35は、その外周側でハウジング21および調圧部材22との間に燃料が導入される外側の連通孔21aに連通する環状の外側燃料通路37(外側の流体通路)を形成している。また、この外側筒状部材35と内側環状弁座部32に対応する内側筒状部材36との間には、中間の連通孔21bに連通する中間燃料通路31h(中間の流体通路)が形成されており、内側環状弁座部32の内周側には、後述するパイロット圧が選択的に導入される内側燃料通路32h(内側の流体通路)が形成されている。なお、外側環状弁座部31および内側環状弁座部32の内外周縁部には、それぞれ面取りが施されている。
外側環状弁座部31は、調圧室23内に燃料を導入する外側燃料通路37と調圧室23から燃料を排出する中間燃料通路31hとの間で両通路37、31hを区画するとともに、調圧部材22に当接および離隔することにより外側燃料通路37に対して中間燃料通路31hを遮断および連通させることができる。また、内側環状弁座部32は、内側燃料通路32hと中間燃料通路31hとの間で両通路32h、31hを区画するとともに、調圧部材22に当接および離隔することにより内側燃料通路32hに対して中間燃料通路31hを遮断および連通させることができる。
また、板状部材25は、その一面側に、外側環状弁座部31および内側環状弁座部32に着座するときに外側燃料通路37、中間燃料通路31hおよび内側燃料通路32hの相互の連通を遮断するバルブ面部25aを有しており、外側環状弁座部31および内側環状弁座部32は、板状部材25のバルブ面部25aに対して互いに略平行な弁座面31s、32sを有している。
このように、本実施形態では、外側燃料通路37、中間燃料通路31hおよび内側燃料通路32hがそれぞれ調圧部材22の一面側に配置されており、調圧部材22は、ハウジング21の内部で外側燃料通路37に導入される燃料の圧力に基づく、さらには内側燃料通路32hに選択的に導入されるパイロット圧に基づく開弁方向(外側燃料通路37と中間燃料通路31hおよび内側燃料通路32hとを連通させる方向)の付勢力と、圧縮コイルばね27からの閉弁方向(外側燃料通路37と中間燃料通路31hおよび内側燃料通路32hとの連通を遮断する方向)の付勢力とに応じて、外側燃料通路37と中間燃料通路31hおよび内側燃料通路32hとを連通および遮断するようになっている。
一方、外側燃料通路37および内側燃料通路32h(複数の導入側の流体通路)と中間燃料通路31h(排出側の流体通路)とのうちいずれかの流体通路、例えば内側燃料通路32hの内部には、調圧部材22の板状部材25と一体に絞り形成部材25pが設けられている。
絞り形成部材25pは、板状部材25の一面側のバルブ面部25aから内側燃料通路32hの内部に突出するよう略円柱状に形成されるとともに、内側筒状部材36の内部に同軸に収納されている。この絞り形成部材25pは、中間燃料通路31hの内部に調圧部材22の変位方向に移動できるよう内側環状弁座部32の近傍に配置されるとともに、調圧部材22の板状部材25に一体に形成され、支持されている。また、絞り形成部材25pが板状部材25のバルブ面部25aから突出する高さh(以下、突出高さhという)は、例えば調圧部材22の板状部材25の最大リフト量と同等かそれより大きい高さに設定されている。さらに、絞り形成部材25pと内側筒状部材36の内周面36aとの間に半径方向の微小隙間g(環状の隙間)が形成されるように、絞り形成部材25pは、内側環状弁座部32の内径diより小さい外径(di−2g)を有し、内側筒状部材36の内部に遊嵌されている(図2参照)。
また、図2に示すように、特定の流体通路である内側燃料通路32hと排出側の流体通路である中間燃料通路31hとの間となる内側燃料通路32hの下流側端部(弁座面31sから絞り形成部材25pの突出高さhの範囲)には、絞り形成部材25pの外周部と調圧部材22に近接する内側筒状部材36の一端(内端)側の内周部とによって、両通路32h、31hよりも通路断面積が十分に小さい環状の絞り通路33が形成されている。すなわち、絞り形成部材25pは、調圧部材22に近接する内側筒状部材36の内端側の内周面部と共に、環状の絞り通路33を形成する絞り要素を構成している。
また、図3(a)および図3(b)に示すように、調圧部材22は、外側燃料通路37に導入される流体の圧力を受ける外側環状面部22aと、中間燃料通路31hの内端部に対向する中間環状面部22bと、内側燃料通路32hに選択的に導入される加圧燃料の圧力(パイロット圧)を受ける円形中央面部22cと、を有している。
調圧部材22の外側環状面部22aは、板状部材25の外周部に液密(気密的)に結合するとともにハウジング21に支持された環状膜部材24によって、板状部材25の周囲に形成されており、環状の外側燃料通路37の内部の燃料の圧力を常時受圧するようになっている。また、調圧部材22の中間環状面部22bは、板状部材25の一面側のバルブ面部25aの一部によって形成され、燃料タンク2の内圧(例えば大気圧)相当の中間燃料通路31h内の圧力(燃料圧力)を受け、実質的に加圧されないようになっている。さらに、円形中央面部22cは、板状部材25の一面側のバルブ面部25aの残部によって形成され、内側燃料通路32h内の圧力を受けるようになっている。また、調圧部材22の外側環状面部22aと中間環状面部22bは、外側環状弁座部31に対向する境界部分(符号無し)を挟んで半径方向に隣り合っており、中間環状面部22bと円形中央面部22cとは、内側環状弁座部32に対向する境界部分(符号無し)を挟んで半径方向に隣り合っている。
そして、調圧部材22の外側環状面部22aに対し燃料ポンプ11からの加圧燃料の圧力が作用するとき、調圧部材22は、外側燃料通路37と中間燃料通路31hとを連通および遮断することで、外側燃料通路37内に導入される供給側の燃料の圧力を設定圧に調整することができる。
また、調圧部材22の中間環状面部22bには、燃料ポンプ11からの加圧燃料の圧力が選択的にパイロット圧として作用するようになっており、調圧部材22は、その中間環状面部22bに作用する中間燃料通路31h内の燃料の圧力(パイロット圧)の有無により設定圧を切り替えるようになっている。ここで、外側環状面部22aの受圧面積A1と円形中央面部22cの受圧面積A3とは、予め設定された面積比A1/A3になるように設定されている。
図2に示すように、ハウジング21の他の一方のハウジング部材18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ており、外側環状弁座部31および内側環状弁座部32を構成する外側筒状部材35および内側筒状部材36は、そのハウジング部材18に異なる半径位置で固定されている。また、ハウジング21のハウジング部材18は、より具体的には、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段付壁部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。
また、外側の連通孔21aは外側筒状部材35の外周面側(径方向外側)でハウジング部材18の第1段付壁部18dに開口しており、中間の連通孔21bは外側筒状部材35の内周面側(径方向内側)で第2段付壁部18eに、内側の連通孔21cは第3段付壁部18fに、それぞれ開口している。
外側燃料通路37は、ハウジング部材18、調圧部材22および外側筒状部材35によって形成され、外側の連通孔21aから燃料を導入するとともに外側環状面部22aにその燃料圧力を受圧させるようになっている。また、中間燃料通路31hは、外側筒状部材35と内側筒状部材36の間に略円筒状に形成されるとともに、ハウジング21の中間の連通孔21bに連通している。さらに、内側燃料通路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、内側の連通孔21cに連通している。
図1および図2に示すように、外側の連通孔21aは、燃料圧送回路10の燃料通路15のチェック弁14より下流側の第1の分岐通路15aに接続されている。また、内側の連通孔21cは、後述する三方電磁弁45を介して燃料通路15のチェック弁14より上流側の第2の分岐通路15fに接続され、選択的にチェック弁14より上流側から加圧燃料を導入するか、燃料タンク2内に開放されるようになっている。ここで、燃料通路15の第1の分岐通路15aは、デリバリーパイプ4とチェック弁14の間の燃料配管路部分を構成するとともに、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に一部のみ図示)に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、燃料通路15の第2の分岐通路15fは、燃料ポンプ11から圧送された燃料をチェック弁14より上流側の一端側から導入する燃料配管路であり、この分岐通路15fの途中に三方電磁弁45が設けられている。
この三方電磁弁45は、内側燃料通路32hの上流側で内側燃料通路32hへの加圧燃料(パイロット圧に加圧された燃料)の導入を規制することができる通路開閉弁としての機能と、この通路開閉弁が内側燃料通路32hへの燃料の導入を規制するよう閉弁するときに、その通路開閉弁より内側燃料通路32h側を燃料タンク2の内部空間に開放して内側燃料通路32h内の圧力を解放する圧力解放弁の機能と、を併有している。そして、この三方電磁弁45の開閉状態に応じて内側燃料通路32hへの加圧燃料の流入が選択的に規制されることで、調圧部材22に加圧燃料の圧力の作用する領域が、外側環状面部22aおよび円形中央面部22cの双方になるか、あるいは外側環状面部22aおよび円形中央面部22cのうちいずれか一方になるかが切り替えられるようになっている。
三方電磁弁45は、燃料通路15の第2の分岐通路15fのうち上流側部分に接続された第1ポート45aと、燃料通路15の第2の分岐通路15fのうち下流部分に接続された第2ポート45bと、燃料タンク2の内部空間に開放された第3ポート45cと、これら3つのポート45a〜45cの間の連通状態を切替え操作する電磁操作部45dとを有している。
電磁操作部45dは、ECU41側から励磁駆動電流が供給される操作信号ON状態になるか否かに応じて、そのON状態(図1中に示す状態)では第2ポート45bを第1ポート45aから遮断しつつ第3ポート45cに連通させ、ECU41側から励磁駆動電流が供給されない操作信号OFF状態では第2ポート45bを第3ポート45cから遮断しつつ第1ポート45aに連通させるようになっている。したがって、三方電磁弁45の第1ポート45aおよび第2ポート45bは、前述の通路開閉弁の入口ポートおよび出口ポートに相当し、三方電磁弁45の第2ポート45bおよび第3ポート45cは、前述の圧力解放弁の入口ポートおよび出口ポートに相当する。また、三方電磁弁45の操作信号ON状態で、前記通路開閉弁としては閉弁状態となり、前記圧力解放弁としては開弁状態となる。
この三方電磁弁45は、ECU41と共に、プレッシャレギュレータ20Aの設定圧の切替え制御を実行する設定圧切替機構40を構成している。
三方電磁弁45が通路開閉として開弁し、外側燃料通路37に燃料ポンプ11からの加圧燃料が供給されるとともに、内側燃料通路32hにも燃料ポンプ11からの加圧燃料が供給されるときには、調圧部材22に燃料圧力の作用する領域は、外側環状面部22aおよび円形中央面部22cの双方になる。この状態から、例えば三方電磁弁45が通路開閉として閉弁し、燃料ポンプ11からの加圧燃料が内側燃料通路32hに導入されることが規制されるときには、外側燃料通路37にのみ燃料ポンプ11からの加圧燃料が供給されることから、調圧部材22に加圧された燃料圧力が作用する領域は、外側環状面部22aのみとなる。このように、調圧部材22は、外側環状面部22aおよび円形中央面部22cにおいて液圧付勢力を受け、その付勢力によって開弁方向に付勢される。また、調圧部材22は、その板状部材25を外側環状弁座部31および内側環状弁座部32に押し付けるように付勢機構である圧縮コイルばね27(弾性部材)から常に閉弁方向に付勢されているので、それら開弁方向および閉弁方向の付勢力の大小関係により外側燃料通路37を中間燃料通路31hに連通させる開弁方向に、あるいは外側燃料通路37を中間燃料通路31hから遮断する閉弁方向に板状部材25を変位させることができる。
プレッシャレギュレータ20Aは、このように、燃料ポンプ11から吐出されインジェクタ3に供給される燃料を調圧室23内の外側燃料通路37に導入し、さらに中間燃料通路31hに選択的に導入することで、燃料通路15から調圧室23内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設定圧に切り替えながら調圧することができる。
ここで、プレッシャレギュレータ20Aの高圧側の設定圧および低圧側の設定圧は、調圧部材22の受圧領域が外側環状面部22aのみとなるときの受圧面積比A1と、受圧面積A1の外側環状面部22aおよび受圧面積A3の円形中央面部22cの双方になるときの受圧面積(A1+A3)との面積比に応じた圧力比を持っており、低圧側の設定圧は、高圧側の設定圧に対してA1/(A1+A3)の比で小さくなっている。
また、プレッシャレギュレータ20Aは、例えばエンジン1の通常運転時の燃料供給圧に相当する低圧側の設定圧と、この低圧側の設定圧より高圧で、エンジン1の停止中、例えばアイドリングストップ時に後述する残圧保持区間内に保持される燃料圧力に相当する高圧側の設定圧とに切り替わるように構成されている。
ここにいう残圧保持区間とは、燃料ポンプ11が停止するときに、燃料通路15のうちインジェクタ3の上流側であってチェック弁14より下流側に形成され、外側燃料通路37に連通しつつ調圧部材22を介した圧縮コイルばね27からの付勢力によって燃料圧力を保持する通路区間である。また、高圧側の設定圧は、調圧部材22に燃料圧力の作用する領域が外側燃料通路37に対応する外側環状面部22aのみとなるときの設定圧であり、本実施形態ではエンジン1および燃料ポンプ11の停止中にチェック弁14からインジェクタ3までの下流側通路区間内の燃料圧力を外側環状面部22aに受圧させるときの設定圧であり、さらに、エンジン1の始動のために燃料ポンプ11からインジェクタ3への燃料供給が開始されるときや高負荷運転時に残圧保持区間内に高圧を生じさせるときの設定圧に近い設定圧である。
なお、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力(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240[kPa]となっており、通常運転時の燃料温度で燃料ベーパが生じ難い燃料圧力の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)、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、燃料ポンプ11および三方電磁弁45等のアクチュエータ類を制御するため、リレースイッチやスイッチング素子、駆動回路等が設けられている。
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の始動のために燃料供給を開始する直前やエンジン1の停止直前に三方電磁弁45をON状態(パイロット圧の導入規制状態)に切り替え、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通常運転の領域においては、三方電磁弁45をOFF状態(パイロット圧の導入状態)に切り替え、燃料ポンプ11からインジェクタ3への供給燃料圧を調圧室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、燃料圧力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や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力の切替え制御のための運転領域判定マップ等が含まれている。
ここにいう始動時とは、具体的には、例えばイグニッションキーがスタート位置に操作されてイグニッションONの要求が発生するとき、公知のアイドリングストップを実行する車両でエンジン1を一時停止させた後に再始動させるとき、あるいは、ハイブリッド方式のパワーユニットを搭載する車両でそのパワーユニットの効率を高めるためにエンジン1を一時停止させた後に再始動するとき等に、その始動のためのイグニッションON要求が発生したときである。
次に、本実施形態の燃料供給装置における燃料圧力の制御方法について説明する。
上述のように構成された本実施形態のプレッシャレギュレータ20Aおよびこれを用いた燃料供給装置では、エンジン1が長時間停止している停止中においては、燃料圧送回路10の燃料ポンプ11は燃料供給停止状態で、調圧対象であるその吐出側燃料圧力は0[kPa(gauge)]であり、三方電磁弁45は電磁操作部45dに通電されないOFF状態にある。
このとき、三方電磁弁45は、第1ポート45aおよび第2ポート45bを連通させる状態にあるが、燃料ポンプ11が燃料供給停止状態であるから、プレッシャレギュレータ20Aの中間燃料通路31hには加圧燃料が供給されない。したがって、調圧部材22が開弁方向に加圧燃料の圧力を受ける実質的な受圧領域は、環状の外側燃料通路37内の燃料圧力を受ける外側環状面部22aのみとなるから、インジェクタ3への燃料供給圧であるチェック弁14からインジェクタ3までの残圧保持区間の燃料圧力P1は、外側燃料通路37内の燃料圧力に等しい。
また、調圧部材22は圧縮コイルばね27により板状部材25を外側環状弁座部31に着座させるとともに内側環状弁座部32に近接させているから、外側燃料通路37内の燃料圧力Pは、外側燃料通路37側から調圧部材22に作用する開弁方向の燃料圧力P1×外側環状面部22aの受圧面積A1に相当する開弁方向の付勢力が、圧縮コイルばね27からの閉弁方向の付勢力と釣り合うかそれより小さい付勢力となっている(P1≦H)。ただし、後述するように、エンジン1の停止に際して燃料ポンプ11の停止直前に高圧側の設定圧Hに切り替えられることから、エンジン1の運転停止中の燃料圧力P1は、低圧側の設定圧Lより高く、高圧側の設定圧H以下の値となる(L≦P1≦H)。なお、エンジン1を停止させるときおよびその停止直後の動作については、後述する。
エンジン1が始動されるときには、その始動に先立って、ECU41により、最初に三方電磁弁45への通電がなされる。すなわち、燃料ポンプ11による燃料供給が開始されてその吐出圧が立ち上がるより前に、三方電磁弁45が一旦ON状態に切り替えられる。
この時点では、三方電磁弁45は、第2ポート45bを第1ポート45aから遮断させ、パイロット圧の導入を規制するON状態に切り替わる。一方、燃料ポンプ11は未だ燃料供給停止状態である。
また、このとき、チェック弁14からインジェクタ3までの残圧保持区間の燃料圧力P1は、それまでと略同様に、低圧側の設定圧L以上で高圧側の設定圧H以下となる燃料圧力に保持される(L≦P1≦H)。
次いで、燃料ポンプ11が起動されると、残圧保持区間内に燃料ポンプ11からの燃料が供給され、このとき、三方電磁弁45は内側環状弁座部32の内部が燃料タンク2の内部空間に開放されたON状態であるから、外側燃料通路37内の燃料圧力が即座に高圧側の設定圧Hに達する。
すなわち、外側燃料通路37側から調圧部材22に作用する開弁方向の付勢力が、圧縮コイルばね27からの閉弁方向の付勢力である高圧側の設定圧H×外側環状面部の面積A1に相当する付勢力に達するまで、外側燃料通路37の内部の燃料圧力が即座に上昇し、余剰の加圧燃料は中間燃料通路31hに排出される。
次いで、エンジン1が始動される。このとき、インジェクタ3には、高圧側の設定圧Hまで昇圧された高圧燃料が供給されることから、インジェクタ3からエンジン1の燃焼室内に噴射される燃料の霧化が助長される。なお、エンジン1の再始動においても上述と同様な始動時の制御が実施可能であることはいうまでもない。
エンジン1の始動後の運転状態は、高燃料圧力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、専ら部分負荷運転状態となり、その通常運転時にはエンジン1の燃費や燃料ポンプ11の信頼性の面から、低圧側の設定圧が要求される。
この通常運転時においては、ECU41から三方電磁弁45への通電が停止されるとともに、燃料ポンプ11の運転が継続される。したがって、エンジン1が始動後、通常運転に移行するときには、三方電磁弁45がOFF状態(パイロット圧の導入状態)に切り替えられる。
このとき、外側燃料通路37および内側燃料通路32hの双方に燃料ポンプ11からの燃料が供給されることで、調圧部材22の加圧燃料の受圧領域が、受圧面積A1の外側環状面部22aおよび受圧面積A2の中間環状面部22bの双方になる。
したがって、調圧部材22は圧縮コイルばね27からの閉弁方向の付勢力H×A1を受ける一方、外側燃料通路37内の燃料圧力P(=P1)が作用する外側環状面部22aにおける開弁方向の付勢力P1×A1と、内側燃料通路32hの内の燃料圧力P1が作用する円形中央面部22cにおける開弁方向の付勢力P1×A3とを受け、これらの付勢力P1(A1+A3)が釣り合うように調圧がなされる。
よって、このときの燃料圧力P1は、P1=H×A1/(A1+A3)=低圧側の設定圧Lとなる。したがって、高圧側の設定圧Hが400[kPa]で、外側環状面部22aと円形中央面部22cとの面積比A1/A3を便宜的に=1とすると、このときの燃料圧力P1は、200[kPa]の低圧側の設定圧Lとなる。
エンジン1の運転中、ECU41は、各種センサ情報から得られるエンジン1の回転速度や車両の車速等の運転状態、運転者のアクセルペダル操作量等に基づいて、エンジン1に要求される運転状態が予めマップ情報として保持している運転領域のどれに該当するかを判定し、要求される運転状態に適した燃料圧力になるように、三方電磁弁45への通電を制御するとともに燃料ポンプ11への通電を制御する。
エンジン1の通常運転時には、プレッシャレギュレータ20Aの外側燃料通路37および内側燃料通路32hの双方に燃料ポンプ11からの加圧燃料が供給され、低圧側の設定圧Lとなる。
車両を運転するドライバからの操作入力や車両の走行環境の変化によってエンジン1に要求される運転状態が高負荷運転領域に入るときには、ECU41により、三方電磁弁45がON状態に切り替えられるとともに、燃料ポンプ11の運転が継続される。
この切替え直後に、上述のエンジン1の始動時と同様に、三方電磁弁45の閉弁により内側燃料通路32hへの加圧燃料の導入が停止されるとともに、内側燃料通路32h内の圧力が解放される。
一方、燃料ポンプ11の運転は継続されるので、プレッシャレギュレータ20Aの外側燃料通路37には加圧燃料が供給され続け、システム圧である燃料圧力P1は即座に高圧側の設定圧Hに上昇する。したがって、高負荷要求に応え得る十分な燃料噴射量が確保できることになる。
エンジン1を停止させるときには、ECU41は、エンジン1を停止させるのに先立って三方電磁弁45をON状態(パイロット圧の導入規制状態)にする。例えばドライバによりイグニッションキーがイグニッションOFF側に操作され、エンジン1を停止させるイグニッションOFFの要求が発生すると、まず、三方電磁弁45への通電がなされて三方電磁弁45がON状態になり、プレッシャレギュレータ20A内の調圧部材22がそのON状態の姿勢で安定するのに十分な時間が経過したとき、エンジン1を停止させるのに必要な処理が実行される。
エンジン1の停止直後には、冷却水や冷却風によるエンジン1の冷却が停止されることで、燃料供給経路中のチェック弁14からインジェクタ3までの残圧保持区間における燃料の温度が高くなる。このとき、この残圧保持区間の燃料圧力P1はプレッシャレギュレータ20Aの外側燃料通路37内の燃料圧力Pに等しく、その外側燃料通路37内の燃料圧力Pは、高圧側の設定圧Hに到達するまで上昇し得るよう外側環状面部22aで調圧部材22の可撓性の環状膜部材24により弾力的に加圧される状態にある。したがって、チェック弁14からインジェクタ3までの残圧保持区間における燃料の温度が高くなるとき、その温度上昇に伴って残圧保持区間内の燃料の蒸気圧が高くなるとともに、気液平衡を保つように燃料圧力P1が上昇する。したがって、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残圧が有効に確保され、良好な高温再始動等が可能になる。
次に、本実施形態の燃料供給装置の作用について説明する。
上述のような流体圧力調整装置としてのプレッシャレギュレータ20Aおよびこれを用いた燃料供給装置においては、調圧部材22の一面側で内側燃料通路32hに選択的にパイロット圧としての加圧燃料の圧力を導入させることで調圧部材22の有効な受圧面積を変化させ、外側燃料通路37内の燃料圧力に基づく開弁方向に付勢力に加えて、内側燃料通路32h内の燃料圧力に基づく開弁方向の付勢力を調圧部材22に選択的に作用させるだけで、調圧部材22の一面側のみで燃料の出入りを制御して設定圧を切り替えることができることから、設定圧の切替えに適したコンパクトで配管の簡素な低コストのプレッシャレギュレータ20Aとなる。
しかも、内側燃料通路32hに加圧燃料が導入されるとき、内側燃料通路32hの内端部が絞り形成部材25pによって概ね閉塞された状態であり、内側燃料通路32h内に導入された加圧燃料が中間燃料通路31h側に排出されることが十分に制限される。したがって、設定圧切替え時や低圧調圧時におけるプレッシャレギュレータ20Aのリターン流量(排出流量)を抑えることができる。
また、絞り形成部材25pと内側筒状部材36の内端部とによって、内側燃料通路32hと中間燃料通路31hとの間である内側燃料通路32hの下流側端部に絞り通路33が形成されているので、この絞り通路33の通路断面積および長さに応じた絞り効果を適宜設定して、高圧側の設定圧から低圧側の設定圧への切替え速度を好ましい速度に設定したり、内側燃料通路32h内に導入される加圧燃料の圧力変動を吸収したりすることができる。
さらに、本実施形態では、絞り形成部材25pが、内側燃料通路32hの内部に調圧部材22の変位方向に移動可能に配置されているので、調圧部材22の一面側で、設定圧切替え用の燃料圧力を絞り形成部材25pに受圧させることができ、内側燃料通路32h内に導入されたパイロット圧を絞り形成部材25pを介して調圧部材22の板状部材25に確実に作用させることができ、簡素な構成で確実な設定圧切替えができる。
加えて、本実施形態においては、絞り形成部材25pが、調圧部材22に一体に形成され、支持されているので、絞り形成部材25pおよび調圧部材22の取り扱いや組込みが非常に容易になる。
特に、調圧部材22が、外側環状弁座部31および内側環状弁座部32に対向する板状部材25を有し、絞り形成部材25pが、板状部材25のバルブ面部25aから内側筒状部材36の内端部に近接するよう突出する略円柱状の部材によって構成されているので、簡素な絞り形成部材25pを構成できるとともに、外側環状弁座部31および内側環状弁座部32のような環状の内突部や、外側燃料通路37、中間燃料通路31hおよび内側燃料通路32h等の通路を容易に作製可能になる。
また、絞り形成部材25pが、内側燃料通路32hを形成する内側環状弁座部32の近傍に配置されているので、設定圧切替え時や低圧調圧時に内側燃料通路32hと中間燃料通路31hの間に容易に絞り通路33を配置でき、簡素な構成で燃料のリターン流量を抑えることができる。しかも、通常運転時に低圧側の設定圧で燃料圧力が調圧され、かつ、リターン流量が抑えられることで、燃料ポンプ11の負荷を軽減させることができ、その消費エネルギを低減させることができる。また、このとき、三方電磁弁45もOFF状態であるから、その消費電力も軽減できる。
本実施形態では、上述のようなプレッシャレギュレータ20Aを用いて燃料ポンプ11からエンジン1のインジェクタ3に供給される燃料を調圧するので、プレッシャレギュレータ20Aの調圧部材22の一面側のみで燃料の出入りを制御して複数の設定圧に切り替えることができ、設定圧の切替えに適したコンパクトで配管の簡素な低コストの燃料供給装置を構成できるとともに、圧力切替え時や低圧調圧時の燃料のリターン流量を抑えることができる。
加えて、外側環状弁座部31および内側環状弁座部32が同心に配置されているので、外側環状弁座部31および内側環状弁座部32をさらに容易に作製できるとともに、調圧部材22の動作を安定させることができる。また、外側環状弁座部31と内側環状弁座部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いるので、外側筒状部材35および内側筒状部材36の形状によって複数の燃料通路37、31h、32hの断面積や長さを適宜設定することができるとともに、両筒状部材35、36の端部に外側環状弁座部31および内側環状弁座部32を容易に作製できることから、製造の容易な低コストのプレッシャレギュレータ20Aとなる。
以上のように、本実施形態においては、調圧部材22の一面側で内側燃料通路32hに選択的に燃料圧力を導入させ、その内側燃料通路32h内の燃料圧力に基づく付勢力を調圧部材22に選択的に作用させるだけで、調圧部材22の一面側のみで燃料の出入りを制御して設定圧を切り替えることができ、圧力切替えや低圧調圧時における排出流量を抑えることができる、設定圧の切替えに適したコンパクトで配管の簡素な低コストのプレッシャレギュレータ20Aを提供することができる。さらに、そのプレッシャレギュレータ20Aを用いて、圧力切替え時や低圧調圧時の排出流量を抑えることができ、コンパクトで配管の簡素な、しかも燃料ポンプ11の大型化を防止できる低コストの燃料供給装置を提供することができる。
(第2実施形態)
図4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これを用い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、上述の第1実施形態と類似する構成を有し、プレッシャレギュレータ以外の燃料供給装置の構成要素は上述の第1実施形態と略同一であるので、その要部のみを図示し、上述の第1実施形態と同一または類似の構成要素については図1〜図3に示した対応する構成要素と同一の符合を用いながら、上述の第1実施形態との相違点について説明する。
図4に示すように、本実施形態のプレッシャレギュレータ20Bにおいては、外側環状弁座部31および内側環状弁座部32のうち一方の弁座部である外側環状弁座部31が調圧部材22の板状部材25のバルブ面部25aに当接するとき(調圧部材22が外側環状弁座部31に着座するとき)、これらのうち他方の弁座部である内側環状弁座部32と調圧部材22の板状部材25との間に隙間jが形成されるよう、調圧部材22に対し外側環状弁座部31と内側環状弁座部32とで異なるクリアランスが設定されている。
すなわち、外側環状弁座部31の弁座面31sおよび内側環状弁座部32の弁座面32sは、調圧部材22の板状部材25の変位方向である外側筒状部材35および内側筒状部材36の軸線方向に隙間jに対応する段差j´をなしている。
なお、ここでの隙間jは、例えば絞り形成部材25pと内側筒状部材36の内周面36aとの間の半径方向の微小隙間gと等しいかそれより大きい隙間である。また、ここにいうクリアランスは、板状部材25のバルブ面部25aに対し外側環状弁座部31側ではゼロ以上となり、内側環状弁座部32側ではゼロより大きくなる微小な隙間(対向面間の離間距離)の意であり、外側環状弁座部31側では調圧部材22に当接するときにそのクリアランスがゼロとなってシール状態となる。
一方、絞り形成部材25pが板状部材25のバルブ面部25aから突出する高さh´(突出高さh´)は、調圧部材22の板状部材25の最大リフト量に隙間jに相当する高さを加えた高さより大きく設定されている(h´=h+j)。
また、内側燃料通路32hの下流側端部(弁座面31sから絞り形成部材25pの突出高さhと隙間j分の高さを加えた範囲)には、絞り形成部材25pの外周部と調圧部材22に近接する内側筒状部材36の一端側の内周部とによって、両通路32h、31hよりも通路断面積が十分に小さい環状の絞り通路33が形成されている。その他の構成は、上述の第1実施形態と同様である。
本実施形態においても、上述の第1実施形態と同様の効果が期待できる。
しかも、本実施形態では、調圧部材22が外側環状弁座部31に当接するときに調圧部材22と内側環状弁座部32の間に隙間jが形成されるので、燃料導入側の外側燃料通路37と燃料排出側の中間燃料通路31hとを区画する外側環状弁座部31における所要のシール性能を安定確保することができるとともに、より安定した流体圧力調整とその調圧値の保持とが可能になる。また、内側環状弁座部32にはシール性が要求されないので、外側環状弁座部31および内側環状弁座部32を共に板状部材25のバルブ面部25aに当接させる場合に比べて、外側環状弁座部31および内側環状弁座部32を有するハウジング21が容易に作製可能となる。
(第3実施形態)
図5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これを用いた燃料供給装置を示している。
図5に示すように、本実施形態のプレッシャレギュレータ20Cにおいては、調圧部材22が、可撓性の環状膜部材24とその環状膜部材24の内周側に位置する略円板状の板状部材55(板状の可動弁体部)とを一体的に組み付けて構成されている。そして、ハウジング21内の外側燃料通路37および内側燃料通路32h(複数の導入側の流体通路)と中間燃料通路31h(排出側の流体通路)とのうちいずれかの流体通路、例えば中間燃料通路31hの内部には、円筒状の内周面55iおよび円錐面状に傾斜した外周面55eを有する台形断面(三角形の断面でもよい)の環状の絞り形成部材55pが、調圧部材22の板状部材55と一体に設けられている。
この環状の絞り形成部材55pは、板状部材55の一面側のバルブ面部55aから中間燃料通路31hの内部に突出するとともに、その内周面55iが内側環状弁座部32の外周の近傍に位置するように、外側筒状部材35の内部に同軸に収納されている。また、絞り形成部材55pは、中間燃料通路31hの内部に調圧部材22の変位方向に移動できるように配置されている。
絞り形成部材55pが板状部材55のバルブ面部55aから突出する突出高さhは、調圧部材22の板状部材55の最大リフト量より大きく設定されている。さらに、絞り形成部材55pの内周面55iと内側筒状部材36の外周面36bとの間に半径方向の微小隙間g(環状の隙間)が形成されるように、絞り形成部材55pは、内側環状弁座部32の外径deより大きい内径(de+2g)を有している。また、絞り形成部材55pの外周面55eが外側環状弁座部31の内周縁に対し隙間g以上の余裕を持って内側に位置するように、絞り形成部材55pは、外側環状弁座部31の内径Diより小さい外径(Di−2gかそれ以下)を有している。
また、特定の流体通路である内側燃料通路32hと排出側の流体通路である中間燃料通路31hとの間となる中間燃料通路31hの上流側端部(弁座面31sから絞り形成部材55pの突出高さhの範囲)には、絞り形成部材55pの内周面55iと調圧部材22に近接する内側筒状部材36の一端側の外周面36b(内端側の外周面部)とによって、両通路32h、31hよりも通路断面積が十分に小さい環状の絞り通路53が形成されている。すなわち、絞り形成部材55pは、調圧部材22に近接する内側筒状部材36の内端側の内周面部と共に、環状の絞り通路53を形成する絞り要素を構成している。
また、詳細を図示しないが、第1実施形態の場合と概ね同様に、調圧部材22は、外側燃料通路37に導入される流体の圧力を受ける外側環状面部22aと、中間燃料通路31hの内端部に対向する中間環状面部22bと、内側燃料通路32hに選択的に導入される加圧燃料の圧力(パイロット圧)を受ける円形中央面部22cと、を有している。ただし、その中間環状面部22bの一部は、絞り形成部材55pの内周面55iおよび外周面55eによって形成されている。
本実施形態においても、上述の第1実施形態と同様の効果が期待できる。
(第4実施形態)
図6は、本発明の第4実施形態に係る流体圧力調整装置およびこれを用いた燃料供給装置を示している。
図6に示すように、本実施形態のプレッシャレギュレータ20Dにおいては、調圧部材22が、可撓性の環状膜部材24とその環状膜部材24の内周側に位置する略円板状の板状部材65(板状の可動弁体部)とを一体的に組み付けて構成されている。そして、ハウジング21内の外側燃料通路37および内側燃料通路32h(複数の導入側の流体通路)と中間燃料通路31h(排出側の流体通路)とのうちいずれかの流体通路、例えば外側燃料通路37および中間燃料通路31hの内端部の近傍には、円筒状の内周面65iおよび円筒状の外周面65eを有する方形断面の環状の絞り形成部材65pが、調圧部材22の板状部材65と一体に設けられている。
この環状の絞り形成部材65pは、板状部材65の外周側の一定半径領域内に平坦な一面側のバルブ面部65aを有するとともに、内側環状弁座部32の外周すなわち内側筒状部材36の一端側の外周面36bの近傍に位置する円筒状の内周面65iと、外側筒状部材35の外径Deより大径の外周面65eを有しており、内側筒状部材36の内端部の半径方向外側で内側筒状部材36の外周面36bに沿って調圧部材22の変位方向に移動できるようになっている。
調圧部材22の板状部材65は、その中央部に環状の絞り形成部材65pに取り囲まれた円形中央面部65cを有しており、この円形中央面部65cからバルブ面部65aまでの高さhは、調圧部材22の板状部材65の最大リフト量に近い高さに設定されている。
さらに、絞り形成部材65pの内周面65iと内側筒状部材36の外周面36bとの間に半径方向の微小隙間g(環状の隙間)が形成されるように、絞り形成部材65pは、内側環状弁座部32の外径deより大きい内径(de+2g)を有している。また、絞り形成部材65pの外周面65eが外側環状弁座部31の外周縁に対し隙間g以上の余裕を持って外側に位置するように、絞り形成部材65pは、外側環状弁座部31の外径Deより大きい外径(De+2gかそれ以上)を有している。
また、特定の流体通路である内側燃料通路32hと排出側の流体通路である中間燃料通路31hとの間となる中間燃料通路31hの上流側端部(弁座面32sから絞り形成部材65pのバルブ面部65aまでの高さの範囲)には、絞り形成部材65pの内周面65iと調圧部材22に近接する内側筒状部材36の一端側の外周面36b(内端側の外周面部)とによって、両通路32h、31hよりも通路断面積が十分に小さい環状の絞り通路63が形成されている。すなわち、絞り形成部材65pは、調圧部材22に近接する内側筒状部材36の内端側の外周面部と共に、環状の絞り通路63を形成する絞り要素を構成している。
また、詳細を図示しないが、第1実施形態の場合と概ね同様に、調圧部材22は、外側燃料通路37に導入される流体の圧力を受ける外側環状面部22aと、中間燃料通路31hの内端部に対向する中間環状面部22bと、内側燃料通路32hに選択的に導入される加圧燃料の圧力(パイロット圧)を受ける円形中央面部22cと、を有している。ただし、その中間環状面部22bは、絞り形成部材65pの一面側のバルブ面65aの一部によって形成されている。
本実施形態においても、上述の第1実施形態と同様の効果が期待できる。
(第5実施形態)
図7は、本発明の第5実施形態に係る流体圧力調整装置およびこれを用いた燃料供給装置を示している。
図7に示すように、本実施形態のプレッシャレギュレータ20Eにおいては、外側筒状部材35、ハウジング21および調圧部材22の間に形成される環状の外側燃料通路37が外側の連通孔21aを通して燃料タンク2の内部空間に開放されており、中間燃料通路31h(中間の流体通路)が中間の連通孔21bを通して三方電磁弁45を有する燃料通路15の第2の分岐通路15fに接続され、内側燃料通路32hが内側の連通孔21cを通して燃料通路15の第1の分岐通路15a(供給側分岐通路)に接続されている。
また、このプレッシャレギュレータ20Eにおいては、調圧部材22が、可撓性の環状膜部材24とその環状膜部材24の内周側に位置する略円板状の板状部材75(板状の可動弁体部)とを一体的に組み付けて構成されている。そして、ハウジング21内の外側燃料通路37(排出側の流体通路)と内側燃料通路32hおよび中間燃料通路31h(複数の導入側の流体通路)とのうちいずれかの流体通路、例えば中間燃料通路31hの内端部近傍には、円錐面状に傾斜した内周面75iおよび円筒状の外周面75eを有する台形断面(三角形断面でもよい)の環状の絞り形成部材75pが、調圧部材22の板状部材75と一体に設けられている。
この環状の絞り形成部材75pは、板状部材75の一面側のバルブ面部75aから中間燃料通路31hの内部に突出するとともに、その外周面75eが外側環状弁座部31の内周の近傍に位置するように、外側筒状部材35の内部に同軸に収納されている。また、絞り形成部材75pは、中間燃料通路31hの内部に調圧部材22の変位方向に移動できるように配置されており、外側筒状部材35の半径方向内側で外側筒状部材35の内周面35aに沿って調圧部材22の変位方向に移動できるようになっている。
絞り形成部材75pのバルブ面部75aからの突出高さhは、調圧部材22の板状部材75の最大リフト量と同等かそれ以上の高さに設定されている。
さらに、絞り形成部材75pの外周面75eと外側筒状部材35の内周面35aとの間に半径方向の微小隙間g(環状の隙間)が形成されるように、絞り形成部材75pは、外側環状弁座部31の内径Diより小さい外径(Di−2g)を有している。また、絞り形成部材75pの内周面75iが内側環状弁座部32の外周縁に対し隙間g以上の余裕を持って半径方向外側に位置するように、絞り形成部材75pは、内側環状弁座部32の外径deより大きい内径(de+2gかそれ以上)を有している。
また、特定の流体通路である内側燃料通路32hと排出側の流体通路である中間燃料通路31hとの間となる中間燃料通路31hの上流側端部(弁座面31sから絞り形成部材75pの突出高さhの範囲)には、絞り形成部材75pの外周面75eと調圧部材22に近接する外側筒状部材35の一端側の内周面35a(内端側の内周面部)とによって、両通路32h、31hよりも通路断面積が十分に小さい環状の絞り通路73が形成されている。すなわち、絞り形成部材75pは、調圧部材22に近接する外側筒状部材35の内端側の内周面部と共に、環状の絞り通路73を形成する絞り要素を構成している。
本実施形態においては、調圧部材22は、外側燃料通路37の内端部に対向し実質的に加圧されない外側環状面部22aと、中間燃料通路31hに選択的に導入される加圧燃料の圧力(パイロット圧)を受ける中間環状面部22bと、内側燃料通路32hに導入される残圧保持区間の燃料圧力を受ける円形中央面部22cと、を有している。ただし、その中間環状面部22bの一部は、絞り形成部材75pの内周面75iおよび外周面75eによって形成されている。
本実施形態においても、上述の第1実施形態と同様の効果が期待できる。
(第6実施形態)
図8は、本発明の第6実施形態に係る流体圧力調整装置およびこれを用いた燃料供給装置を示している。
図8に示すように、本実施形態のプレッシャレギュレータ20Fにおいては、ハウジング21の外側の連通孔21aが三方電磁弁45を有する燃料通路15の第2の分岐通路15fに接続されており、中間の連通孔21bが燃料通路15の第1の分岐通路15a(供給側分岐通路)に接続されている。したがって、外側筒状部材35、ハウジング21および調圧部材22の間にパイロット圧の燃料が選択的に導入される環状の外側燃料通路37(外側の流体通路)が形成され、外側筒状部材35および内側筒状部材36の間に、燃料通路15の残圧保持区間に接続され燃料ポンプ11からの加圧燃料が導入される中間燃料通路31h(中間の流体通路)が形成されている。また、内側燃料通路32hは、内側の連通孔21cを通して燃料タンク2の内部空間に開放された排出側の流体通路となっている。
また、外側環状弁座部31は、外側燃料通路37と中間燃料通路31hとの間で両通路37、31hを区画するとともに、調圧部材22に当接および離隔することにより外側燃料通路37に対して中間燃料通路31hを遮断および連通させることができる。一方、内側環状弁座部32は、調圧室23内に燃料を導入する中間燃料通路31hと燃料を調圧室23の外部に排出する内側燃料通路32hとの間で両通路31h、32hを区画するとともに、調圧部材22に当接および離隔することにより中間燃料通路31hに対して内側燃料通路32hを遮断および連通させることができる。
本実施形態のプレッシャレギュレータ20Fにおいては、また、調圧部材22が、可撓性の環状膜部材24とその環状膜部材24の内周側に位置する略円板状の板状部材85(板状の可動弁体部)とを一体的に組み付けて構成されている。そして、中間燃料通路31hおよび外側燃料通路37(複数の導入側の流体通路)と内側燃料通路32h(排出側の流体通路)とのうちいずれかの流体通路、例えば外側燃料通路37の内端部には、外側環状弁座部31の近傍に位置するように、円筒状の内周面85iおよび円筒状の外周面85eを有する小幅の方形断面を有する環状の絞り形成部材85pが設けられている。
この環状の絞り形成部材85pは、調圧部材22の板状部材85に一体に形成されて保持されるとともに、外側環状弁座部31の外周すなわち外側筒状部材35の一端側の外周面35bの近傍に位置する円筒状の内周面85iと、この内周面85iおよび外側筒状部材35の外径Deより大径の外周面85eとを有しており、外側筒状部材35の内端部の半径方向外側で外側筒状部材35の外周面35bに沿って調圧部材22の変位方向に移動できるようになっている。
調圧部材22の板状部材85は、その中央部に環状の絞り形成部材85pに取り囲まれたバルブ面部85aを有しており、このバルブ面部85aからの絞り形成部材85pの突出高さhは、調圧部材22の板状部材85の最大リフト量に近い高さかそれ以上に設定されている。さらに、絞り形成部材85pの内周面85iと外側筒状部材35の外周面35bとの間に半径方向の微小隙間g(環状の隙間)が形成されるように、絞り形成部材85pは、外側筒状部材35の外径Deより大きい内径(De+2g)を有している。したがって、板状部材85のバルブ面部85aは、外側環状弁座部31の外径Deより大きい直径を有している。
また、特定の流体通路である外側燃料通路37と排出側の流体通路である中間燃料通路31hとの間となる外側燃料通路37の下流端部(弁座面31sからの絞り形成部材85pの突出高さの範囲)には、絞り形成部材85pの内周面85iと外側筒状部材35の一端側の外周面35bとによって、両通路37、31hよりも通路断面積が十分に小さい環状の絞り通路83が形成されている。すなわち、絞り形成部材85pは、調圧部材22に近接する外側筒状部材35の内端側の外周面部と共に、環状の絞り通路83を形成する絞り要素を構成している。
本実施形態においては、調圧部材22は、外側燃料通路37に選択的に導入される加圧燃料の圧力(パイロット圧)を受ける外側環状面部22aと、中間燃料通路31hに導入される加圧燃料の圧力を受ける中間環状面部22bと、内側燃料通路32hの内端部に対向し実質的に加圧されない円形中央面部22cと、を有している。ただし、その外側環状面部22aの一部は、絞り形成部材85pの表面によって形成されている。
本実施形態においても、上述の第1実施形態と同様の効果が期待できる。
(第7実施形態)
図9は、本発明の第7実施形態に係る流体圧力調整装置およびこれを用いた燃料供給装置を示している。
図9に示すように、本実施形態のプレッシャレギュレータ20Gにおいては、外側環状弁座部31および内側環状弁座部32のうち一方の弁座部である内側環状弁座部32が調圧部材22の板状部材85のバルブ面部85aに当接するとき(調圧部材22が内側環状弁座部32に着座するとき)、両弁座部31、32のうち他方の弁座部である外側環状弁座部31と調圧部材22の板状部材85との間に隙間jが形成されるよう、調圧部材22に対し外側環状弁座部31と内側環状弁座部32とで異なるクリアランスが設定されている。
すなわち、外側環状弁座部31の弁座面31sおよび内側環状弁座部32の弁座面32sは、調圧部材22の板状部材85の変位方向である外側筒状部材35および内側筒状部材36の軸線方向に隙間jに対応する段差j´をなしている。ここでの隙間jは、例えば絞り形成部材85pと内側筒状部材36の内周面36aとの間の半径方向の微小隙間gと等しいかそれより大きい隙間である。
一方、絞り形成部材85pが板状部材85のバルブ面部85aから突出する高さh´(突出高さh´)は、調圧部材22の板状部材85の最大リフト量に隙間jに相当する高さを加えた高さより大きく設定されている(h´=h+j)。
また、外側燃料通路37の下流側端部には、絞り形成部材85pの内周部と調圧部材22に近接する内側筒状部材36の一端側の内周部とによって、両通路32h、31hよりも通路断面積が十分に小さい環状の絞り通路83が形成されている。プレッシャレギュレータ20Gの他の構成は、上述の第4実施形態のプレッシャレギュレータ20Fと同様である。
さらに、本実施形態の燃料供給装置では、プレッシャレギュレータ20Gのハウジング21の中間の連通孔21bが三方電磁弁45を有する燃料通路15の第2の分岐通路15fに接続され、内側の連通孔21cが燃料通路15の第1の分岐通路15a(供給側分岐通路)に接続されており、外側筒状部材35、ハウジング21および調圧部材22の間に形成される環状の外側燃料通路37が、外側の連通孔21aを通して燃料タンク2の内部空間に常時開放されている。そして、中間燃料通路31hに中間の連通孔21bを通してパイロット圧の燃料が選択的に導入される一方、内側燃料通路32hに内側の連通孔21cを通して燃料通路15の残圧保持区間の燃料圧力を有する燃料が導入されるようになっている。
また、外側環状弁座部31は、外側燃料通路37と中間燃料通路31hとの間で両通路37、31hを区画し、内側環状弁座部32は、調圧室23内に燃料を導入する内側燃料通路32hおよび中間燃料通路31hを区画するとともに、調圧部材22に当接および離隔することにより中間燃料通路31hに対して内側燃料通路32hを遮断および連通させることができる。
本実施形態においては、調圧部材22は、外側燃料通路37の内端部に対向し実質的に加圧されない外側環状面部22aと、中間燃料通路31hに選択的に導入される加圧燃料の圧力(パイロット圧)を受ける中間環状面部22bと、内側燃料通路32hに導入される残圧保持区間の燃料圧力を受ける円形中央面部22cと、を有している。ただし、その外側環状面部22aの一部は、絞り形成部材85pの表面により形成されている。
本実施形態においても、上述の第1実施形態と同様の効果が期待できる。
(第8実施形態)
図10は、本発明の第8実施形態に係る流体圧力調整装置およびこれを用いた燃料供給装置を示している。
図10に示すように、本実施形態のプレッシャレギュレータ20Hにおいては、ハウジング21の外側の連通孔21aが三方電磁弁45を有する燃料通路15の第2の分岐通路15fに接続されており、中間の連通孔21bが燃料通路15の第1の分岐通路15a(供給側分岐通路)に接続されている。したがって、外側筒状部材35、ハウジング21および調圧部材22の間にパイロット圧の燃料が選択的に導入される環状の外側燃料通路37(外側の流体通路)が形成され、外側筒状部材35および内側筒状部材36の間に、燃料通路15の残圧保持区間に接続され燃料ポンプ11からの加圧燃料が導入される中間燃料通路31h(中間の流体通路)が形成されている。また、内側燃料通路32hは、内側の連通孔21cを通して燃料タンク2の内部空間に開放された排出側の流体通路となっている。
また、外側環状弁座部31は、外側燃料通路37と中間燃料通路31hとの間で両通路37、31hを区画している。内側環状弁座部32は、調圧室23内に燃料を導入する中間燃料通路31hと燃料を調圧室23の外部に排出する内側燃料通路32hとの間で両通路31h、32hを区画するとともに、調圧部材22に当接および離隔することにより中間燃料通路31hに対して内側燃料通路32hを遮断および連通させることができる。
このプレッシャレギュレータ20Hにおいては、また、調圧部材22が、可撓性の環状膜部材24とその環状膜部材24の内周側に位置する略円板状の板状部材95(板状の可動弁体部)とを一体的に組み付けて構成されている。
そして、外側燃料通路37、内側燃料通路32hおよび中間燃料通路31hのうちいずれかの流体通路、例えば外側燃料通路37および中間燃料通路31hの内端部近傍には、外側環状弁座部31の近傍に位置するように円板状の絞り形成部材95pが設けられている。
この絞り形成部材95pは、調圧部材22の板状部材95より小径に形成されて板状部材95に一体に保持されるとともに、外側環状弁座部31の内周すなわち外側筒状部材35の一端側の内周面35aの近傍に位置する外周面95eを有しており、外側筒状部材35の内端部の半径方向内側で外側筒状部材35の内周面35aに沿って調圧部材22の変位方向に移動できるようになっている。
調圧部材22の板状部材95は、その中央部に絞り形成部材95pの一面側であるバルブ面部95aを有するとともに、絞り形成部材95pの周囲にバルブ面部95aから離間高さh´を隔てた環状離間面95bを有している。また、環状離間面95bからバルブ面部95aまでの段差の高さ(絞り形成部材95pの突出高さ)h´は、調圧部材22の板状部材95の最大リフト量に近い高さかそれ以上に設定されている。
さらに、絞り形成部材95pの外周面95eと外側筒状部材35の内周面35aとの間に半径方向の微小隙間g(環状の隙間)が形成されるように、絞り形成部材95pは、外側筒状部材35の内径Diより小さい内径(Di−2g)を有している。したがって、板状部材95のバルブ面部95aは、外側環状弁座部31の内径Diよりわずかに小さい直径を有している。
また、特定の流体通路である外側燃料通路37と排出側の流体通路である中間燃料通路31hとの間となる中間燃料通路31hの上流端部(弁座面31sからのバルブ面部95aまでの高さの範囲)には、絞り形成部材95pの外周面95e(外周面部)と外側筒状部材35の一端側の内周面35aとによって、両通路37、31hよりも通路断面積が十分に小さい環状の絞り通路93が形成されている。すなわち、絞り形成部材95pは、調圧部材22に近接する外側筒状部材35の内端側の内周面部と共に、環状の絞り通路93を形成する絞り要素を構成している。
本実施形態においては、調圧部材22は、外側燃料通路37に選択的に導入される加圧燃料の圧力(パイロット圧)を受ける外側環状面部22aと、中間燃料通路31hの内端部に対向し実質的に加圧されない中間環状面部22bと、内側燃料通路32hに導入される残圧保持区間の燃料の圧力を受ける円形中央面部22cと、を有している。ただし、その円形中央面部22cおよび中間環状面部22bは、絞り形成部材95pの一面側のバルブ面部95aによって形成されている。
本実施形態においても、上述の第1実施形態と同様の効果が期待できる。
(第9実施形態)
図11および図12は、本発明の第9実施形態に係る流体圧力調整装置およびこれを用いた燃料供給装置を示している。
図11に示すように、本実施形態のプレッシャレギュレータ20Iにおいては、ハウジング21の外側の連通孔21aが燃料通路15の第1の分岐通路15a(供給側分岐通路)に接続されており、中間の連通孔21bが三方電磁弁45を有する燃料通路15の第2の分岐通路15fに接続されている。したがって、環状の外側燃料通路37(外側の流体通路)には、外側の連通孔21aを通して燃料通路15の残圧保持区間の燃料圧力が導入され、中間燃料通路31h(中間の流体通路)には、パイロット圧の燃料が選択的に導入される。また、内側燃料通路32hは、内側の連通孔21cを通して燃料タンク2の内部空間に開放された排出側の流体通路となっている。
また、外側環状弁座部31は、外側燃料通路37と中間燃料通路31hとの間で両通路37、31hを区画するとともに、調圧部材22に当接および離隔することにより外側燃料通路37に対して中間燃料通路31hを遮断および連通させることができる。一方、内側環状弁座部32は、調圧室23内に燃料を導入する中間燃料通路31hと燃料を調圧室23の外部に排出する内側燃料通路32hとの間で両通路31h、32hを区画するとともに、調圧部材22に当接および離隔することにより中間燃料通路31hに対して内側燃料通路32hを遮断および連通させることができる。
本実施形態のプレッシャレギュレータ20Iにおいては、また、調圧部材22が、可撓性の環状膜部材24とその環状膜部材24の内周側に位置する略円板状の板状部材105(板状の可動弁体部)とを一体的に組み付けて構成されている。そして、中間燃料通路31hおよび外側燃料通路37(複数の導入側の流体通路)と内側燃料通路32h(排出側の流体通路)とのうちいずれかの流体通路、例えば中間燃料通路31hの内端部には、外側環状弁座部31の内周部および内側環状弁座部32の外周部の近傍に位置するように、円筒状の内周面105iおよび円筒状の外周面105eを有する方形断面の環状の絞り形成部材105pが設けられている。
この環状の絞り形成部材105pは、調圧部材22の板状部材105に一体に形成されて保持されるとともに、内側環状弁座部32の外周すなわち内側筒状部材36の一端側の外周面36bの近傍に位置する円筒状の内周面105iと、外側環状弁座部31の内周すなわち外側筒状部材35の一端側の内周面35aの近傍に位置する円筒状の外周面105eとを有しており、外側環状弁座部31および内側環状弁座部32の間で外側筒状部材35の内周面35aおよび内側筒状部材36の外周面36bに沿って調圧部材22の変位方向に移動できるようになっている。
調圧部材22の板状部材105は、その中央部に環状の絞り形成部材105pに取り囲まれたバルブ面部105aを有しており、このバルブ面部105aからの絞り形成部材105pの突出高さhは、調圧部材22の板状部材105の最大リフト量に近い高さと同等かそれ以上に設定されている。
さらに、絞り形成部材105pの内周面105iと内側筒状部材36の外周面36bとの間に半径方向の微小隙間g1(環状の隙間)が形成されるとともに、絞り形成部材105pの外周面105eと外側筒状部材35の内周面35aとの間に半径方向の微小隙間g2(環状の隙間)が形成されるように、絞り形成部材105pは、内側筒状部材36の外径deよりも大きい内径(de+2g1)と、外側筒状部材35の内径Diよりも小さい外径(Di−2g2)とを有している。
また、特定の流体通路である中間燃料通路31hと排出側の流体通路である内側燃料通路32hとの間となる中間燃料通路31hの内端部(弁座面31sからの絞り形成部材105pの突出高さhの範囲)の半径方向内側部分には、絞り形成部材105pの内周面105iと内側筒状部材36の一端側の外周面36bとによって、両通路31h、32hよりも通路断面積が十分に小さい環状の絞り通路103が形成され、一方、中間燃料通路31hと導入側の流体通路である外側燃料通路37との間となる中間燃料通路31hの内端部(弁座面31sからの絞り形成部材105pの突出高さhの範囲)の半径方向外側部分には、絞り形成部材105pの外周面105eと外側筒状部材35の一端側の内周面35aとによって、両通路37、31hよりも通路断面積が十分に小さい環状の絞り通路104が形成されている。すなわち、絞り形成部材105pは、調圧部材22に近接する外側筒状部材35および内側筒状部材36の内端側と共に、環状の絞り通路103、104を形成する絞り要素を構成している。
加えて、図11中に部分拡大図で示すように、環状の絞り形成部材105pには、内周面105iおよび外周面105eに両端部を開口させる放射方向の複数の連通路105hが周方向等間隔に形成されており、複数の連通路105hは、例えば円形や環状の絞り形成部材105pの周方向に幅広となる小判形の断面を有している。
すなわち、パイロット圧が導入される特定の流体通路である中間燃料通路31hは、外側燃料通路37および中間燃料通路31hのうち燃料通路15の残圧保持区間に接続され燃料圧力P1が導入される外側燃料通路37(複数の導入側の流体通路のうち残りの燃料通路)と排出側の流体通路である内側燃料通路32hとの間に並列に設けられており、複数の連通路105hは、絞り形成部材105pおよび調圧部材22のうち少なくとも一方に形成され、調圧部材22が外側環状弁座部31から離間するときに中間燃料通路31hをバイパスして外側燃料通路37と内側燃料通路32hとを連通させるバイパス通路となっている。
本実施形態においては、調圧部材22は、外側燃料通路37に導入される燃料通路15の残圧保持区間の加圧燃料の圧力を受ける外側環状面部22aと、中間燃料通路31hに選択的に導入されるパイロット圧を受ける中間環状面部22bと、内側燃料通路32hの内端部に対向し実質的に加圧されない円形中央面部22cと、を有している。ただし、その中間環状面部22bは、絞り形成部材105pの表面によって形成されている。
本実施形態においても、上述の第1実施形態と同様の効果が期待できる。
また、上述のように構成された本実施形態の燃料供給装置においては、パイロット圧を導入する中間燃料通路31hの径方向の一方側には、燃料通路15の残圧保持区間を介して燃料ポンプ11からの加圧燃料を導入し余剰燃料を排出する外側燃料通路37が配置され、この中間燃料通路31hの径方向の他方側には、余剰燃料を調圧室23の外部に排出する内側燃料通路32hが配置されているが、調圧部材22のリフト量(変位量)が予め設定された値(比較的小さい開度に相当する値)以上になると、図12に示すように、外側燃料通路37(導入側の残りの燃料通路)から連通路105hを通し中間燃料通路31hをバイパスさせて、余剰燃料を排出側の内側燃料通路32hに直接的に排出させることができる。
したがって、調圧部材22の中間環状面部22bにパイロット圧を受圧させることで、パイロット圧の受圧面積を十分に確保し、プレッシャレギュレータ20Iの高圧側と低圧側の設定圧の比を大きく確保できるように構成することができ、しかも、調圧部材が予め設定された値以上のリフト量になるときに外側燃料通路37と内側燃料通路32hの間に実質的に絞りが入らないことになり、円滑な調圧ができることになる。
勿論、パイロット圧を導入する中間燃料通路31hの内端部は、絞り形成部材105pによって概ね閉塞されるので、設定圧の切替えや低圧調圧時に無駄に排出される燃料の流量を抑えることができる。
(第10実施形態)
図13および図14は、本発明の第10実施形態に係る流体圧力調整装置およびこれを用いた燃料供給装置を示している。
図13および図14に示すように、本実施形態のプレッシャレギュレータ20Jにおいては、ハウジング21の外側の連通孔21aが燃料通路15の第1の分岐通路15a(供給側分岐通路)に接続されており、内側の連通孔21cが三方電磁弁45を有する燃料通路15の第2の分岐通路15fに接続されている。したがって、環状の外側燃料通路37(外側の流体通路)には、外側の連通孔21aを通して燃料通路15の残圧保持区間の燃料圧力が導入され、内側燃料通路32h(内側の流体通路)には、パイロット圧の燃料が選択的に導入される。また、中間燃料通路31h(中間の流体通路)は、中間の連通孔21bを通して燃料タンク2の内部空間に開放された排出側の流体通路となっている。
また、外側環状弁座部31は、外側燃料通路37と中間燃料通路31hとの間で両通路37、31hを区画するとともに、調圧部材22に当接および離隔することにより外側燃料通路37に対して中間燃料通路31hを遮断および連通させることができる。一方、内側環状弁座部32は、調圧室23内に燃料を導入する中間燃料通路31hと燃料を調圧室23の外部に排出する内側燃料通路32hとの間で両通路31h、32hを区画するとともに、調圧部材22に当接および離隔することにより中間燃料通路31hに対して内側燃料通路32hを遮断および連通させることができる。
本実施形態のプレッシャレギュレータ20Jにおいては、また、調圧部材22が、可撓性の環状膜部材24とその環状膜部材24の内周側に位置する略円板状の板状部材115(板状の可動弁体部)とを一体的に組み付けて構成されている。そして、外側燃料通路37および内側燃料通路32h(複数の導入側の流体通路)と中間燃料通路31h(排出側の流体通路)とのうちいずれかの流体通路、例えば中間燃料通路31hの内端部には、外側環状弁座部31の内周および内側環状弁座部32の外周部の近傍に位置するように、円筒状の内周面115iおよび円筒状の外周面115eを有する方形断面の環状の絞り形成部材115pが設けられている。
この環状の絞り形成部材115pは、調圧部材22の板状部材115に一体に形成されて保持されるとともに、図13に部分拡大図で示すように、内側環状弁座部32の外周すなわち内側筒状部材36の一端側の外周面36bの近傍に位置する円筒状の内周面115iと、外側環状弁座部31の内周すなわち外側筒状部材35の一端側の内周面35aの近傍に位置する円筒状の外周面115eとを有しており、外側環状弁座部31および内側環状弁座部32の間の中間燃料通路31h内で外側筒状部材35の内周面35aおよび内側筒状部材36の外周面36bに沿って調圧部材22の変位方向に移動できるようになっている。
また、調圧部材22の板状部材115は、その中央部に環状の絞り形成部材115pに取り囲まれたバルブ面部115aを有しており、このバルブ面部115aからの絞り形成部材115pの突出高さhaは、調圧部材22の板状部材115の最大リフト量より小さい高さに設定されている。すなわち、本実施形態においては、調圧部材22のリフト量が高さha以上に大きくなるとき、絞り形成部材115pが中間燃料通路31hの内端部を形成する外側環状弁座部31および内側環状弁座部32の間から抜け出すようになっており、絞り形成部材115pは、調圧部材22が外側環状弁座部31および内側環状弁座部32に近接するときには、中間燃料通路31hの内部に進入する一方、調圧部材22が外側環状弁座部31および内側環状弁座部32から離隔するときには、中間燃料通路31hから外部に脱出することができる。
そして、絞り形成部材115pが中間燃料通路31hから外部に脱出したときには、例えば図14中の実線位置から二点鎖線で示す最大リフト位置に達するまで(図中では調圧部材22のリフト量および絞り形成部材115pの突出高さhaを大きくして図示している)は、調圧部材22のリフト量が増すに従って外側環状弁座部31と調圧部材22の間の環状隙間が大きくなり、導入側の流体通路である外側燃料通路37から排出側の流体通路である中間燃料通路31hへの燃料の排出が促される。一方、例えば図14中の実線位置から点線で示す小リフト位置に達するときには、調圧部材22のリフト量が減るに従って外側環状弁座部31と調圧部材22の間の環状隙間が小さくなり、導入側の流体通路である外側燃料通路37から排出側の流体通路である中間燃料通路31hへの燃料の排出が制限される。このように、絞り形成部材115pが中間燃料通路31hから外部に脱出したときには、導入側の流体通路である外側燃料通路37と排出側の流体通路である中間燃料通路31hとの間で燃料のリターン流量を絞る絞りが変化するようになっている。
図13に部分拡大図で示すように、絞り形成部材115pは、内側筒状部材36の外径deよりも大きい内径(de+2g1)と、外側筒状部材35の内径Diよりも小さい外径(Di−2g3)とを有しており、絞り形成部材115pの内周面115iと内側筒状部材36の外周面36bとの間に半径方向の微小隙間g1(環状の隙間)が形成されるとともに、絞り形成部材115pの外周面115eと外側筒状部材35の内周面35aとの間に微小隙間g1より大きい半径方向の隙間g3(環状の隙間)が形成されている。
また、特定の流体通路である内側燃料通路32hと排出側の流体通路である内側燃料通路32hとの間となる中間燃料通路31hの内端部(弁座面31sからの絞り形成部材115pの突出高さhaの範囲)の半径方向内側部分には、絞り形成部材115pの内周面115iと内側筒状部材36の一端側の外周面36bとによって、両通路31h、32hよりも通路断面積が十分に小さい環状の絞り通路113が形成され、一方、中間燃料通路31hと導入側の流体通路である外側燃料通路37との間となる中間燃料通路31hの内端部(弁座面31sからの絞り形成部材115pの突出高さhaの範囲)の半径方向外側部分には、絞り形成部材115pの外周面115eと外側筒状部材35の一端側の内周面35aとによって、両通路37、31hよりも通路断面積が小さい環状の絞り通路114が形成されている。すなわち、絞り形成部材115pは、調圧部材22に近接する外側筒状部材35および内側筒状部材36の内端側と共に、環状の絞り通路113、114を形成する絞り要素を構成している。また、絞り通路114は、微小隙間g1に対応するきつい絞り通路113に対して、隙間g3が大きい相対的にゆるい絞りとなっている。
本実施形態においては、調圧部材22は、外側燃料通路37に導入される燃料通路15の残圧保持区間の加圧燃料の圧力を受ける外側環状面部22aと、中間燃料通路31hの内端部に対向し実質的に加圧されない中間環状面部22bと、内側燃料通路32hに選択的に導入されるパイロット圧を受ける円形中央面部22cと、を有している。ただし、その中間環状面部22bは、絞り形成部材115pの表面によって形成されている。
本実施形態においても、上述の第1実施形態と同様の効果が期待できる。
また、上述のように構成された本実施形態の燃料供給装置においては、絞り形成部材115pが中間燃料通路31hから脱出したとき、導入側の流体通路である外側燃料通路37と排出側の流体通路である中間燃料通路31hとの間の絞りが変化するようになっているが、調圧部材22のリフト量が絞り形成部材115pの突出高さhaより小さいときには、外側燃料通路37と中間燃料通路31hとの間に一定通路断面積の略一定の絞りとなる絞り通路113が挿入された状態となるので、例えば図15に示すように、外側環状面部22aにのみ燃料通路15の残圧保持区間の燃料圧力が作用する状態で調圧部材22のリフト量がゼロとなるエンジン1の停止時におけるプレッシャレギュレータ20Iの調整圧力(設定圧)に対して、燃料ポンプ11が作動しプレッシャレギュレータ20Iの外側燃料通路37から中間燃料通路31hに余剰燃料が排出され始めるエンジン1の運転開始時に、具体的には、その燃料ポンプ11の作動開始時点から余剰燃料が排出され始めるまでの間に、調圧部材22のリフトが変化することで、運転開始時の設定圧を高くすることができる。
すなわち、導入側の外側燃料通路37から排出される余剰燃料リターン流量を十分に抑え得る範囲内で圧縮コイルばね27の撓み量を変化させてプレッシャレギュレータ20Iの設定圧を変化させることができ、外側燃料通路37に燃料ポンプ11からの加圧燃料が導入されるときと燃料ポンプ11が停止した状態で外側燃料通路37内の圧力が保持されるときとで、調整圧力を変化させることができる。
さらに、外側環状弁座部31および内側環状弁座部32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るとともに、調圧部材22が、外側環状弁座部31および内側環状弁座部32に対向する板状部材115を有し、絞り形成部材115pが、板状部材115の一面側から外側筒状部材35および内側筒状部材36の端部に近接するよう突出する環状体によって構成されているので、外側環状弁座部31および内側環状弁座部32と複数の流体通路である外側燃料通路37および内側燃料通路32hと中間燃料通路31hとを容易に作製可能になるとともに、簡素な絞り形成部材115pを構成できる。
なお、上述の各実施形態においては、外側燃料通路37、中間燃料通路31hおよび内側燃料通路32hのうちいずれか1つに燃料通路15の第1の分岐通路15a(供給側分岐通路)を接続して残圧保持区間の燃料圧力を導入し、他の1つに三方電磁弁45によってパイロット圧を選択的に導入するようにしていたが、2つの三方電磁弁を設けて、外側燃料通路37、中間燃料通路31hおよび内側燃料通路32hのうち特定の2つのいずれかに選択的に燃料ポンプ11からの加圧燃料を導入し、調圧部材22の受圧面積差に応じて設定圧を3段階に切り替えることもできる。例えば、燃料ポンプ11からの燃料圧力を外側環状面部22aのみに作用させるときに高圧の設定圧、燃料ポンプ11からの燃料圧力を外側環状面部22aおよび円形中央面部22cの双方に作用させるときに低圧の設定圧、燃料ポンプ11からの燃料圧力を円形中央面部22cのみに作用させるときに超高圧の設定圧とすることができる。
また、外側燃料通路37および内側燃料通路32hに代えて3つあるいはそれ以上の燃料通路を設けるとともに、それらに対応する3つ以上の受圧面部を調圧部材に設けるようにすることも考えられる。すなわち、燃料導入側および燃料排出側の流体通路に対応する調圧部材22の受圧面部のうち一方または双方が複数に分割されてもよい。
また、上述の第1実施形態における調圧部材22は、可撓性の環状膜部材24と板状部材25とを有する構成としたが、環状膜部材24はハウジング21内に摺動可能に保持されたピストン状のもので、板状部材25の背面を支持するようなものであってもよい。
さらに、上述の各実施形態においては、インタンク式の流体圧力調整装置およびこれを用いた燃料供給装置としていたが、デリバリーパイプ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と別体に作製されてハウジング21に固定されたものとしていたが、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と一体に成型してもよいことはいうまでもない。
また、各実施形態では、背圧室26側を燃料タンク2内に開放されたものとしたが、ハウジング21内の調圧部材22の他面側に閉じた背圧室を形成し、その閉じた背圧室に他の負圧または正圧の圧縮性流体(例えば空気)を封入したり、専用の背圧供給回路によって背圧付与のための流体をその閉じた背圧室に供給・排出させたりすることも勿論可能である。
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、燃料圧力の高圧/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。さらに、本発明の流体圧力調整装置は、燃料以外の流体の調圧にも使用できることはいうまでもない。
以上説明したように、本発明は、調圧部材の一面側で特定の導入側の流体通路に選択的に流体圧力を導入させ、その特定の導入側の流体通路内の流体圧力に基づく付勢力を調圧部材に選択的に作用させるだけで、調圧部材の一面側のみで流体の出入りを制御して設定圧を切り替えることができ、設定圧切替え時や低圧調圧時における排出流量を抑えることができる、設定圧の切替えに適したコンパクトで配管の簡素な低コストの流体圧力調整装置を提供することができ、その流体圧力調整装置を用いて、圧力切替え時や低圧調圧時の排出流量を抑えることができ、コンパクトで配管の簡素な、しかも燃料ポンプの大型化を防止できる低コストの燃料供給装置を提供することができるという効果を奏するものであり、内燃機関の燃料を燃料ポンプから燃料噴射弁に供給するときにその燃料圧力を調整するのに好適な流体圧力調整装置およびこれを用いた燃料供給装置全般に有用である。