JPH05215048A - 燃料圧力調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エバポガスの発生を低減させることのできる
燃料圧力調整装置を提供すること。 【構成】 燃料圧力調整装置１は、ハウジング５内部が
ダイアフラム２によって空気室３と燃料室４とに区画さ
れ、その燃料室に配された可動弁１３と弁座１４とで絞
り部を形成する。弁座１４は、燃料の流出路を成す燃料
流出管９に連なる燃料通路１４ａを有し、この燃料通路
１４ａは、入口側から出口側に向かって断面積が漸増す
る形状に設けられている。弁座保持部材８は、可動弁１
３に面する端面が、弁座の入口側端面と同一平面となる
ように設けられ、且つ可動弁１３に面する端面から外周
側面に至る肩部が滑らかな曲面で構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関用燃料噴射装
置に用いられる燃料圧力調整装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、内燃機関用燃料噴射装置で
は、燃料噴射弁にかかる燃料圧力を一定に調整するため
の燃料圧力調整装置を備える。この燃料圧力調整装置
は、図８に示すように、ダイアフラム１００によって区
画された空気室１０１と燃料室１０２とを備え、燃料室
１０２の燃料圧力（燃料噴射弁にかかる燃料圧力）が空
気室１０１に作用するマニホールド負圧に対して所定気
圧（例えば２．５気圧）高くなるように調整する。従っ
て、燃料圧力とマニホールド負圧との差圧が所定気圧以
上になると、ダイアフラム１００が押し上げられて、ダ
イアフラム１００と連動する可動弁１０３がリフトし、
可動弁１０３と弁座１０４とで形成する絞り部（可動弁
１０３と弁座１０４との隙間）の開度が大きくなって余
分な燃料を燃料タンク（図示しない）へ戻すことによ
り、燃料圧力を一定に保つ。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の燃料
圧力調整装置では、燃料室内の燃料が絞り部を通過する
際に、高圧側（燃料噴射弁にかかる燃料圧力）から大気
圧側に開放されることで急激に圧力が低下するため、絞
り部（図中Ａ点）にて負圧（アンダーシュート）が発生
し易くなる。そして、このアンダーシュートの発生に伴
って生じるキャビテーションおよび脱気により、エバポ
ガス（車両の燃料タンクやキャブレタ等の燃料系から大
気中へ放出される燃料蒸発ガス）が発生し易くなるとい
う課題を有していた。このエバポガスは、大気汚染の要
因となることから、現在、米国ではエバポガスの排出を
規制するエバポエミッション規制が施行されており、今
後更に規制強化されることになっている。本発明は、上
記事情に基づいて成されたもので、その目的は、エバポ
ガスの発生を低減させることのできる燃料圧力調整装置
を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、エバポガス発生の要因となるアンダーシ
ュートの発生部位に着目し、そのアンダーシュートを発
生させる流路形状の解明を行なった。まず、アンダーシ
ュートの発生部位は、図９に示すように、可動弁１０３
と弁座１０４の角部および絞り部の中央部等に見られ、
絞り部を通過する燃料の流線を調べると、図１０に示す
ように、渦を生じている部分と重なることが判った。な
お、図９および図１０は、図８に示した燃料圧力調整装
置において、絞り部を形成する可動弁１０３と弁座１０
４および弁座保持部材１０５の一部を示す拡大図であ
る。そこで、アンダーシュートの発生を低減するため
に、絞り部を通過する燃料の流れの乱れを無くす（渦の
発生を少なくする等）ことを考え、弁座１０４に形成さ
れた燃料通路１０４ａの形状、あるいは弁座１０４と弁
座保持部材１０５との関係を解析した。

【０００５】その結果、本発明は、ハウジング内部を空
気室と燃料室とに区画するダイアフラムと、前記空気室
に配されて、前記燃料室の燃料圧力に対抗して前記ダイ
アフラムを前記燃料室側へ押圧するスプリングと、前記
燃料室内で前記ダイアフラムの変動に応じて変位する可
動弁と、前記燃料室の燃料流出路に連なる燃料通路を有
し、この燃料通路の開口端が前記可動弁と対向するよう
に、前記燃料室内で弁座保持部材により外周を保持され
た弁座とを備えた燃料圧力調整装置において、前記燃料
通路は、前記可動弁側から前記燃料流出路側へ向かって
断面積が漸増する形状に設けられ、前記弁座保持部材
は、前記可動弁に面する端面が前記弁座の前記可動弁側
端面と同一平面となるように設けられ、且つ前記可動弁
に面する前記端面から外周側面に至る肩部が滑らかな曲
面で構成されたことを技術的手段とする。

【０００６】

【作用】上記構成より成る本発明の燃料圧力調整装置
は、可動弁と弁座との間に形成される絞り部を燃料が通
過する際に、弁座保持部材の肩部が滑らかな曲面で構成
され、且つ弁座保持部材の端面が弁座の端面と同一平面
に設けられていることから、流線（燃料の流れ）の乱れ
が少なくなる。また、絞り部を通過した燃料は、弁座の
燃料通路を通って燃料流出路へ導かれるが、弁座の燃料
通路を断面積が漸増する形状としたことにより、絞り部
から燃料通路にかけて渦の発生部位を減少させることが
できる。

【０００７】

【実施例】次に、本発明の燃料圧力調整装置の一実施例
を、図１ないし図５を基に説明する。図１は燃料圧力調
整装置の断面図である。この燃料圧力調整装置１は、ダ
イアフラム２によって内部が空気室３と燃料室４とに区
画されたハウジング５を備える、このハウジング５は、
空気室３側を形成するハウジング５ａと燃料室４側を形
成するハウジング５ｂより成り、ダイアフラム２の端部
を挟持して、両ハウジング５ａ、５ｂがかしめにより固
定されている。空気室３側のハウジング５ａ側面には、
図示しない吸気管に連通されるパイプ６が接続され、こ
のパイプ６を介して、スロットル弁下流側の圧力が空気
室３に導入される。燃料室４側のハウジング５ｂ側面に
は、燃料噴射弁（図示しない）が接続されたデリバリパ
イプ（図示しない）に連通される燃料流入管７が溶接固
定され、この燃料流入管７を介して、デリバリパイプを
通過した燃料が燃料室４に送り込まれる。またハウジン
グ５ｂの底面には、下述する弁座保持部材８に支持され
た燃料流出管９（燃料流出路）が設けられており、この
燃料流出管９を介して、燃料室４内の燃料が燃料タンク
（図示しない）に戻される。

【０００８】空気室３には、受け皿１０を介してダイア
フラム２を燃料室４側へ押圧するスプリング１１が配さ
れている。受け皿１０は、ダイアフラム２の中央部を貫
通して燃料室４側から空気室３側へ至る弁保持部材１２
にかしめ固定され、その弁保持部材１２との間にダイア
フラム２を固定する。燃料室４には、弁保持部材１２を
介して、ダイアフラム２の変動が伝達される可動弁１３
と、この可動弁１３との間で絞り部を形成する弁座１４
が設けられている。可動弁１３は、その上面にボール１
５が固定されており、このボール１５が、弁保持部材１
２に取り付けられた保持板１６に保持されることによ
り、弁保持部材１２に保持されている。弁座１４は、燃
料流出管９に連なる燃料通路１４ａを有し、この燃料通
路１４ａの開口端が可動弁１３と対向するように、筒状
を成す弁座保持部材８の端部に圧入固定されている。弁
座１４に設けられた燃料通路１４ａは、入口側（可動弁
１３側）から出口側（燃料流出管９側）へ向かって断面
積が漸増する形状（例えばディフューザ形状）に設けら
れている。弁座保持部材８は、燃料流出路の一部を成す
もので、ハウジング５ｂの底面に圧入固定され、その出
口側に上記の燃料流出管９が溶接により固定されてい
る。この弁座保持部材８は、可動弁１３に面する端面
が、弁座１４の入口側端面と同一平面（面一）となるよ
うに設けられている。また、可動弁１３に面する端面か
ら外周側面に至る肩部が滑らかな曲面で構成されてい
る。

【０００９】次に、本実施例の作動を説明する。この燃
料圧力調整装置１は、燃料室４内に流入する燃料、つま
り燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を、空気室３に導
入されるマニホルド負圧（スロットル弁下流側の圧力）
とダイアフラム２の受圧面積に対するスプリング１１の
セット荷重とによって設定される設定圧力に調圧するも
ので、例えば、燃料室４内の燃料圧力（燃料噴射弁に供
給される燃料の圧力）がマニホールド負圧より２．５気
圧高くなるように調整している。従って、燃料室４の燃
料圧力と空気室３のマニホールド負圧が２．５気圧以上
になると、ダイアフラム２が空気室３側へ押し上げられ
て、可動弁１３がリフトする（図示上方へ変位）ことで
絞り部の開度が大きくなる。この結果、余分な燃料が燃
料流出管９を介して燃料タンクへ戻されることにより、
燃料室４内の燃料圧力が一定に保たれる。

【００１０】この燃料圧力調整装置１では、弁座保持部
材８の肩部が滑らかな曲面で構成され、且つ可動弁１３
に面する弁座保持部材８の端面が、弁座１４の入口側端
面と同一平面に設けられている。このため、絞り部を通
過する燃料の流れに対する抵抗が少なくなり、燃料の流
れの乱れが少なくなる。また、弁座保持部材８の肩部を
滑らかな曲面で構成し、弁座保持部材８と弁座１４の端
面を同一平面としたことと共に、弁座１４の燃料通路１
４ａを入口側から出口側へ向かって次第に拡がるように
形成したことで、燃料の流れが滑らか（層流）になり、
絞り部から燃料通路１４ａにかけて渦が発生しにくくな
る。その結果、図２および図３に示すように、アンダー
シュート量の低減を実現することができた。なお、図２
は本実施例品と従来品とのアンダーシュート量を比較し
たグラフで、図３はアンダーシュートの発生を示す燃料
圧力のグラフである。このアンダーシュート量が低減す
ることで、キャビテーションや脱気の発生が減少するこ
とから、キャビテーションや脱気に伴って発生するエバ
ポガスを低減させることができる。

【００１１】実際に、エバポガスの発生量を測定した結
果、図４に示すように、従来の燃料圧力調整装置と比較
して、約半分の量まで低減することができた。なお、エ
バポガスの発生量は、図５に示す測定装置Ｂを使用して
測定したものである。この測定装置Ｂは、燃料ポンプ１
７によって燃料タンク１８より汲み上げた燃料を燃料圧
力調整装置１へ送り込み、その燃料圧力調整装置１から
燃料タンク１８へ戻される燃料中に含まれるエバポガス
を測定するもので、燃料流量を測定する流量計１９、燃
料圧力調整装置１に送り込まれる燃料圧力、燃料圧力調
整装置１内で絞り部で減圧された後（燃料通路１４ａ
内）の燃料圧力、燃料圧力調整装置１より流出する燃料
圧力を計る各燃圧計２０、２１、２２、燃料圧力調整装
置１に送り込まれる燃料の温度を計る燃温計２３、およ
びエバポガスを貯留する貯留容器２４を備え、実際の車
両に適用して測定した。

【００１２】本発明の第２実施例を図６に示す。本実施
例では、弁座１４の燃料通路１４ａが、入口側で滑らか
な絞り形状を成すように設けられている。つまり、燃料
通路１４ａの形状は、図３に示すように、入口側の開口
端面積が大きく設けられ、一旦絞り部分で断面積が減少
した後、出口側に向かって徐々に断面積が大きくなるよ
うに設けられている。

【００１３】本発明の第３実施例を図７に示す。本実施
例では、弁座１４の燃料通路１４ａを第２実施例で示し
たものと同一形状とし、さらに可動弁１３の中央部に、
燃料通路１４ａの入口側開口部へ突き出る円錐状の突起
２５を設けたものである。この突起２５に沿って燃料が
流れることで、絞り部を通過して燃料通路１４ａへ流入
する燃料の流れをよりスムースにすることが可能であ
る。

【００１４】

【発明の効果】本発明の燃料圧力調整装置は、アンダー
シュートに伴うキャビテーションや脱気の発生を減少さ
せることができ、その結果、エバポガス発生の低減を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】燃料圧力調整装置の断面図である。

【図２】アンダーシュート量を比較したグラフである。

【図３】アンダーシュートの発生を示す燃料圧力のグラ
フである。

【図４】エバポガスの発生量を比較したグラフである。

【図５】エバポガスの発生量を測定する測定装置の全体
図である。

【図６】本発明の第２実施例を示す要部断面図である。

【図７】本発明の第３実施例を示す要部断面図である。

【図８】従来の燃料圧力調整装置の断面図である。

【図９】アンダーシュートの発生部位を示す要部断面図
である。

【図１０】絞り部を通過する燃料の流線を示す要部断面
図である。

【符号の説明】

１ 燃料圧力調整装置 ２ ダイアフラム ３ 空気室 ４ 燃料室 ５ ハウジング ８ 弁座保持部材 ９ 燃料流出管（燃料流出路） １１ スプリング １３ 可動弁 １４ａ燃料通路 １４ 弁座

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋葉 貴 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジング内部を空気室と燃料室とに区画
   するダイアフラムと、 前記空気室に配されて、前記燃料室の燃料圧力に対抗し
   て前記ダイアフラムを前記燃料室側へ押圧するスプリン
   グと、 前記燃料室内で前記ダイアフラムの変動に応じて変位す
   る可動弁と、 前記燃料室の燃料流出路に連なる燃料通路を有し、この
   燃料通路の開口端が前記可動弁と対向するように、前記
   燃料室内で弁座保持部材により外周を保持された弁座と
   を備えた燃料圧力調整装置において、 前記燃料通路は、前記可動弁側から前記燃料流出路側へ
   向かって断面積が漸増する形状に設けられ、 前記弁座保持部材は、前記可動弁に面する端面が前記弁
   座の前記可動弁側端面と同一平面となるように設けら
   れ、且つ前記可動弁に面する前記端面から外周側面に至
   る肩部が滑らかな曲面で構成されたことを特徴とする燃
   料圧力調整装置。