JPH07180639A

JPH07180639A - 内燃機関を有する自動車の燃料装置

Info

Publication number: JPH07180639A
Application number: JP6183057A
Authority: JP
Inventors: Barry S Robinson; エスロビンソンバリー; Michael J Hornby; ジェイホーンビーマイケル
Original assignee: Siemens Automotive Corp; Siemens Automotive LP
Current assignee: Siemens Automotive Corp; Siemens Automotive LP
Priority date: 1993-07-14
Filing date: 1994-07-13
Publication date: 1995-07-18
Also published as: DE69421571T2; EP0636785B1; EP0636785A1; DE69421571D1

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】ノンリターン型装置用の燃料圧力調整装置を
改良して、部材数を少なくし、かつ出費を低減させる。【構成】燃料圧力調整器のハウジング３０がダイヤフ
ラム５４によって入口室５６と出口室５８とに分割され
ている。出口室５８内のばね８２が、ダイアフラム５４
の中央の貫通孔６６を閉じる方向でダイアフラム５４に
予圧を与えている。入口室５６に燃料が供給されると、
貫通孔６６を開き、適量の過剰燃料が出口室５８へ流入
し、その出口８６からタンクへ戻されることで、燃料供
給圧力が調整される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車に動力を与える
内燃機関の燃料噴射装置に用いられる燃料圧力調整器に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】共同譲渡された（ｃｏｍｍｏｎｌｙａ
ｓｓｉｇｎｅｄ）特許４，９２８，７２９、４，９９
１，５５６、５，００２，０３０、５，０７６，３２０
を含む先行特許から、燃料圧力調整器を燃料レール組立
体に取付け、それによって燃料レールに取付けられた燃
料インジェクタへ供給される燃料圧力を調整することが
公知となっている。燃料レールに送られる加圧燃料は、
燃料供給管を介して燃料タンクから吸出され、過剰燃料
は、燃料圧力調整器の戻し口から燃料戻し管を介してタ
ンクへ戻される。この型式の装置は、戻し型装置と呼ば
れることが多い。この装置に用いられる典型的な燃料圧
力調整器は、可動の壁部を有するハウジングを備えてお
り、この壁部によりハウジングが燃料室と、制御室又は
基準室とに分割されている。基準室の内部は、エンジン
の吸気マニホールドの真空度を基準としているので、燃
料インジェクタを通過する調整圧力は、マニホールドの
真空度の変化には実質的に不感である。

【０００３】燃料噴射装置の別の型式のものは、燃料戻
し管を備えておらず、ノンリターン型、不還型、デッド
ヘッド型等の呼称も有している。この種の装置の場合、
燃料圧力は、タンクに組付けられた、とりわけ燃料ポン
プを含むポンプ・モジュールの一部をなす燃料圧力調整
器によりタンクのところで調整される。前述の戻し型に
用いられているような燃料圧力調整器を、ノンリターン
型の装置に用いねばならない場合に、同じように真空の
補償を維持するには、エンジンの吸気マニホールドから
の真空導管を基準室に接続する必要があり、そうするこ
とにより燃料圧力調整器が、その戻し口を介してタンク
へ過剰燃料を流入させることも簡単になる。他方、基準
室がタンクの頭部スペースに露出している場合は、吸気
マニホールドの真空補償は、行なわれないか、もしくは
何らかの他の仕方で行なう必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の一つの目的
は、ノンリターン型の装置用燃料圧力調整器の改良であ
り、他の目的は、その種の燃料圧力調整器の組立ての改
良である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、戻し型装置内
に用いられる先行燃料圧力調整器のいくつかの特徴が、
ノンリターン型装置内に用いられる場合には、不要なる
という認識にもとづいている。この結果、本発明によれ
ば新規性がある独特な、ノンリターン型燃料圧力調整器
の構成が得られることになった。この構成の調整器は、
戻し型の先行調整器より部品数が少なく、したがって、
先行調整器をタンク内へ単に移動させるより、一層出費
が低減される効果がある。本明細書には、本発明による
燃料圧力調整器のいくつかの実施例が開示される。

【０００６】

【実施例】本発明の前述の利点及びその他の利点は、本
発明の、現時点での有利な実施例についての以下の詳説
によって明らかとなろう。添付図面には、本発明を実施
するに当って現時点で最良と思われる態様が示されてい
る。

【０００７】図１は、内燃機関を有する自動車の燃料噴
射装置の一部を示した図である。ポンプ・モジュール１
０が燃料タンク１２と組合わされて配置され、本発明に
とって重要なポンプ部分は、燃料ポンプ１４を有してい
る。この燃料ポンプは概して電気操作式である。燃料ポ
ンプ１４は吸込み口１６を有し、この吸込み口を介し
て、作動時にはタンク１２から燃料を吸込む。加圧燃料
は、ポンプ１４の加圧口１８を経て、供給管２０を通り
エンジンに取付けられた燃料レール２２へ圧送される。
燃料レール２２は、燃料レールの選定個所で燃料インジ
ェクタへ加圧燃料を供給するトンネルを有している。燃
料インジェクタは、個別に選択的にエンジン管理ＥＣＵ
（図示せず）によって操作され、適宜な持続時間にわた
り個別に燃料噴射を行ない、順次に個別のエンジン・シ
リンダに燃料を充填する。供給管２０の一部をなす管２
６はポンプ・モジュール１０に含まれ、管２６にはＴ字
形に受容部２８が設けられている。この受容部２８には
燃料圧力調整器３０が組付けられる。図２には、その詳
細図が示されている。

【０００８】受容部２８は、開放外端部周囲に延びる円
形フランジ３２を備えた円形側壁を有し、底壁３６から
少し離れたところには、側壁の内側肩３４が設けられて
いる。燃料圧力調整器３０は円形ハウジング３８を有
し、このハウジングの下端部が受容部２８に受容されて
いる。ハウジング３８は、外側肩４０を有し、この外側
肩４０は側壁の内側肩３４と相補的であり、この結果、
これらの肩は、燃料圧力調整器が、図示のように受容部
に受容されると、双方の肩の間を密封するＯリング・シ
ール４２が配置されるスペースを形成することになる。
このシール４２は、密封区域４４の上方境界を形成す
る。この区域４４は、受容部２８とハウジング３８と
の、シール４２よりも下方の部分によって形成されてい
る。この区域４４は、また、適当な通路４６を介して供
給管２０と連通している。ハウジング３８は、また、円
形フランジ４８を有している。燃料圧力調節器３０が、
図示のように受容部２８に組付けされるさい、フランジ
３２に密着せしめられる。双方のフランジを互いに保持
するには、ブラケット又はその他の公知の保持手段（図
示せず）が用いられ、その保持手段によって、受容部内
に調整器が保持される。

【０００９】ハウジング３８は２つの絞り加工された金
属製のシェル５０，５２を有している。これらのシェル
は、フランジ４８のところで互いに結合され、ダイアフ
ラム５４の外縁部を密封締付けし、これによりハウジン
グ内部が、ダイアフラムとシェル５０とにより形成され
る燃料入口室５６と、ダイアフラムとシェル５２とによ
り形成される燃料出口室５８とに分割される。ダイアフ
ラム中央部分には円形の穴が設けられ、この穴内には環
状部材６０が配置されている。部材６０は、その外周か
ら延びる円形フランジ６２を有し、このフランジが、中
央の円形穴を取囲むダイアフラム縁部の一方の側に当て
付けられている。部材６０には、環状保持部材６４が、
ダイアフラム中央円形穴の縁部の反対側にはめ込まれて
いる。これらの部材により組立体が形成され、この組立
体の部材６０の外径部はダイアフラムの円形穴に対し密
封されている。部材６０自体は中央円形貫通孔６６を有
し、この貫通孔６６を介して入口室と出口室５６，５８
とが連通せしめられる。入口室５６側の、部材６０の端
部には、突出したシールリップ６８が設けられ、貫通孔
６６を包囲している。

【００１０】入口室５６は閉鎖部材７０を有しており、
この閉鎖部材７０が、シールリップ６８と協働して、圧
力調整機能を発揮する。閉鎖部材７０は半球形よりも大
きい切頭球形であり、切頭部が円形の平らな面７２とな
っている。シールリップ６８と円形面７４とは互いに向
い合っている。閉鎖部材７０は、ばね力を受けたスイベ
ル支承部に受容されている。スイベル支承部は柱状部材
７４と小さな圧縮コイルばね７６を有している。柱状部
材７４の基部、つまり近位端部には肩７８が設けられ、
この肩により、柱状部材が直立でき、シェル５０の底壁
内の円形穴の縁部に座着でき、円形穴周囲の底壁に密封
結合せしめられることができる。柱状部材７４の遠位端
部にはソケットが設けられ、球７０は、このソケット内
を、余りゆる過ぎることのない状態で旋回することがで
きる。ソケットのリム８０は、球がソケット内に受容さ
れた後、僅かに内方へ曲げられ、これによって球がソケ
ット内に保持される一方、依然として自在の旋回が可能
となる。ソケットに球を配置する前に、ばね７６を底部
の小さい盲穴に配置し、球の組付け完了時には、このば
ねが、ソケットの内方へ僅かに曲げられたリム８０に対
して球を弾性的に押付ける予圧力を発揮することにな
る。

【００１１】出口室５８内には大きな圧縮コイルばねが
配置されている。ばね８２の一端は、シェル端壁５２と
一体に形成されたばね座に座着している。ばね８４の他
端は、部材６０の外側周囲のフランジ６２に座着してい
る。ばね８２は、ダイアフラム５４と部材６０の中央区
域と実質的に同心的であり、部材６０を含むダイアフラ
ム５４の中央区域に弾性的な予圧を与え、燃料入口室５
６の方向へ中央区域を押圧し、これにより、シールリッ
プ６８が円形面７２に座着するように、予圧が与えられ
る。

【００１２】密封区域４４からの燃料を燃料入口室５６
へ連通させるために、シェル５０の壁部を貫通して１個
以上の燃料入口穴８４が設けられている。また、燃料を
出口室５８から送出するために、シェル５２の壁部を貫
通して１個以上の出口穴８６が設けられている。タンク
１２のところに配置されたポンプ・モジュール１０を介
して、出口穴８６は出口室５８の内部と燃料タンク内部
との連通路を形成する。

【００１３】燃料圧力調整器３０の操作を次に説明す
る。ポンプ１４は、供給管２０と密封区域４４との内部
へ加圧燃料を供給する。この加圧燃料はまた、入口穴８
４を介して入口室５６へ供給される。入口室５６内で
は、加圧燃料が、この入口室に露出しているダイアフラ
ム面に作用する。このためダイアフラム５４は出口室５
８の方向へ押圧され、その結果、シールリップ６８は、
球７０から離間し、燃料を入口室５６から貫通孔６６を
介して出口室５８へ、また、穴８６を介してタンク１２
へと流出させる。球７０からのダイアフラムの離間運動
は、ばね８２による力の抵抗を受ける。このばね特性
は、ダイアフラム及び燃料供給と相対的に設定されるこ
とにより、圧力調整機能が達成され、燃料供給圧力が一
定の公称圧力に調整される。燃料供給圧力が上昇傾向に
ある場合、ダイアフラム５４は、球７０から更に離間
し、双方の室５６，５８間の流量が制限されなくなり、
過剰の燃料をタンクへ戻すことができる。燃料供給圧が
降下傾向にある場合、ダイアフラム５４は球７０に接近
し、双方の室５６，５８間の流量が制限され、タンクへ
戻される過剰燃料が少なくなる。したがって、入口室５
６から出口室５８への燃料流は、入口室５６内の初期燃
料圧力変動と、ばね８２の力との関数として選択的に制
限され、燃料供給圧力は公称圧力に調整される。ダイア
フラムが僅かに上ぞりを生じる程度までは、その結果は
有意とはならない。なぜなら、球７０は、自在旋回可能
なため、ポンプ１４の操作が停止されれば、貫通孔６６
を密閉するからである。

【００１４】図３及び図４に示された第２実施例は、第
１実施例に用いられた部材と類似したいくつかの部材を
有しており、これらの部材には、第１実施例の場合と等
しい符号が付されている。２つの実施例の対応部材が類
似していることは、容易に分かるので、詳細な説明は省
略した場合もある。第２実施例の弁部材は完全な球を有
しており、この球が円環状の部材６０により保持されて
いる。部材６０の形状は、第１実施例の対応部材とは、
いくぶん異なっている。第２の実施例の部材６０は環状
で、中央に貫通孔６６を有している。弁座６８は、部材
６０の内側肩の半径方向内縁に設けられている。球７０
は、燃料入口室５６内の弁座６８下方に位置する、部材
６０の部分により保持器形式で保持されている。球の保
持は、曲げられた短い複数の指状部９０により行なわれ
る。これら指状部９０は、貫通孔６６を取囲む部材６０
の下方リムを取囲んで周方向に間隔をおいて設けられて
いる。これらの指状部９０は、また、球７０の赤道を超
えて僅かに曲げられており、それによって球の半球より
大きい部分が貫通孔６６内に保持されることになる。貫
通孔６６の外部に位置する球部分は、隆起部９２の内側
凸面に当て付けられる。この隆起部９２はシェル５０の
端壁中央部を形成している。図３に示されているばね８
２は、部材６０とダイアフラム５４の中央区域とを下方
へ押下げるので、球７０は、隆起部材９２に当付けられ
ると同時に弁座６８にも密着し、それにより貫通孔６６
が閉じられ、燃料が入口室５６から出口室５８へ流れな
くなる。

【００１５】貫通孔６６を出口室５８と連通させる部材
６０の端壁は内側肩９４を有し、円錐台形のコイルばね
９６の、直径の大きいほうの端部が、この内側肩９４に
支えられている。ばね９６の直径の小さいほうの端部
は、球７０に支えられている。ばね９６の力は、ばね８
２の力より小さいので、ばね９６は、圧力調整器の使用
中に生じる一定の作動状態のもとで球７０が弁座６８か
ら離れることが許されないかぎり、球７０を弁座６８か
ら離間させるようには働かない。

【００１６】使用中に、加圧燃料が入口室５６に満たさ
れて、２つの室５６，５８を分割している可動壁に対す
る正味の力を生じさせ、可動壁中央区域を入口室５６の
容量を増す方向で上昇させて、出口室５８の容積の減少
させると、ばね９６は、球７０を隆起部９２に接触した
状態に維持するように働くので、球は弁座６８から離間
する。これにより、過剰燃料は、球７０と弁座６８との
間隙を通り、入口室５６から出口室５８へ流入し、穴８
６の１つからタンクへ戻される。図示のような円錐台形
のばね９６の使用が有利な理由は、球７０との接触個所
が、弁座６８と球７０との間に生じる間隙から間隔を置
いた内方に位置することにある。圧力が解放されると、
可動壁の中央区域が下降し、弁座６８を球７０に接近さ
せる。

【００１７】図５〜図９の第３実施例の場合、弁部材
は、球７０ではなく、扁平なディスク７０Ａである。デ
ィスク７０Ａは部材６０に掴まれている。部材６０の構
成も、第１及び第２の実施例の対応部材６０の構成と、
いくぶん異なっている。部材６０は、円筒形のそう入ス
リーブ９８を有するボディを備え、このスリーブ９８
が、出口室５８へ通じる貫通穴６６の一部を形成してい
る。ディスク７０Ａの、穴の無い中央区域に向い合った
そう入スリーブ９８の端部は、図２の弁座６８に似た突
出部として構成された弁座６８を形成している。ディス
ク７０Ａは、弁座６８の下方で、フランジ１０１として
構成された部材６０の外縁部により、外周縁部が掴まれ
ているが、部材６０に対して僅かな軸方向変位が可能で
ある。部材６０のボディの肩とディスク７０Ａの外周縁
部との間には、波形のばねワッシャ１０２が配置され、
フランジ１０１の方向へディスク７０Ａに対し弾性的な
予圧を与えている。

【００１８】図５に示されている閉弁位置では、ばね８
２の優勢なばね力により可動壁部中央区域が押下げら
れ、ディスク７０Ａの中央区域１００の下面が隆起部９
２に対して押付けられ、他方、上面には弁座６８が押付
けられる。燃料入口室５６に導入された燃料が、図５に
示された位置から可動壁部中央区域を僅かだけ押上げる
のに十分な圧力に達すると、ばねワッシャ１０２が、隆
起部９２に対しディスク７０Ａ中央区域１００に接触し
たままの状態に維持するように働き、他方、部材６０
は、そう入スリーブ６６を含めて、ディスク７０Ａの中
央区域１００の上面から離れ、弁座６８が離間する。こ
のため、燃料が、ディスクの半径方向中間位置に設けら
れた弓形の３個のスロット１０４を通り、更に、中央区
域１００の上面と弁座６８との間隙を通って流れること
ができる。この流れは、出口室５８へ流入し、ここから
開口８６の１つを通り、タンクへ戻ることができる。入
口室５６内の圧力レベルが降下して、過剰燃料をタンク
ヘ戻す必要がなくなると、ばね８２が、可動壁部の中央
区域を押下げ、弁座６８がディスク７０Ａの中央区域１
００に密着し、閉弁される。

【００１９】以上に開示した実施例は、非回帰システム
に用いられる場合、先行特許４，９２８，７２９による
燃料圧力調整器よりも部材数が少ないという利点を有し
ている。以上、現時点で有利な図示の実施例につき説明
したが、本発明の原理は、他の実施例に対しても適用可
能であるのは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】内燃機関用の代表的な燃料供給装置の部分略示
図。

【図２】図１の一部、すなわち燃料調整器とその取付け
部とを示した拡大断面図。

【図３】第２実施例を示した、図２同様の拡大断面図。

【図４】図３の実施例の一部を、別の操作位置で示した
拡大部分図。

【図５】第３実施例を示した、図２同様の拡大断面図。

【図６】図５の実施例の一部を示した拡大部分図。

【図７】第３実施例の一部材を示した拡大平面図。

【図８】第３実施例の別の部材を示した拡大平面図。

【図９】図８の部材の立面図。

【符号の説明】

１ポンプ・モジュール１２燃料タンク１４燃料タンク１６吸込口１８加圧口２０供給管２２燃料レール２８受容部３０燃料圧力調整器３２，４８円形フランジ３４内側肩３６底壁３８ハウジング４２Ｏリング・シ−ル４４密封区域４６通路５０，５２金属製のシェル５４ダイアフラム６５燃料入口室５８燃料出口室６０環状の部材６２円形フランジ６４環状保持部材６６貫通孔６８シールリップ７０閉鎖部材７２円形面７４柱状部材７８肩８０ソケットのリム８２ばね８６穴９２隆起部９６円錐台形のコイルばね９８そう入スリーブ１００中央区域１０１フランジ１０２波形ばねワッシャ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関を有する自動車の燃料装置であ
って、液体燃料の供給を維持する燃料タンクと、このタ
ンクに取付けられ、ポンプ出口から圧力下の燃料を供給
するポンプと、エンジンに燃料を噴射するために、前記
ポンプ出口から、エンジンに取付けられた燃料噴射装置
へ燃料を給送する燃料管部材と、前記燃料噴射装置へポ
ンプにより送られる燃料の圧力を調整する圧力調整装置
とを有する形式のものにおいて、前記燃料圧力調整装置が、可動壁部により燃料入口室と
燃料出口室とに分割されたハウジングと、前記燃料管部
材内の燃料を前記燃料入口室へ連通させる手段と、前記
燃料タンクへ燃料出口室を連通させる手段と、前記燃料
入口室内の燃料により前記可動壁部に及ぼされる圧力に
抗して前記可動壁部の中央区域を前記燃料入口室のほう
へ弾性的に予圧を与えるため、前記燃料出口室内に配置
された弾性的な予圧ばね部材とを有しており、前記可動
壁部の前記中央区域には、燃料が前記入口室から前記可
動壁部を通過して前記出口室へ流れ、そこからタンクへ
戻るための貫通流路手段と、前記ハウジング内に配置さ
れた弁装置とが備えられ、この弁装置が前記可動壁部と
協働することによって、前記可動壁部の中央区域が、こ
の区域に作用する力の正味総和の関数として、前記ハウ
ジング内に選択的に位置決めされることにより、前記弁
装置が前記貫流通路手段を選択的に制限し、それによっ
て、前記入口室から前記出口室への過剰燃料流が選択的
に制限され、その結果として、前記燃料噴射装置へ送出
される燃料の所望圧力が得られることを特徴とする、内
燃機関を有する自動車用の燃料装置。
【請求項２】前記ハウジングが完全に前記タンク内に
配置されていることを特徴とする、請求項１記載の燃料
装置。
【請求項３】前記燃料管部材内の燃料を前記燃料入口
室へ連通させる前記手段が、前記燃料管にＴ字形に設け
られた受容部を有し、かつまた、前記手段内に前記入口
室を有する前記ハウジングの一部が配置されていること
を特徴とする、請求項２記載の燃料装置。
【請求項４】前記貫通流路手段が環状部材を有し、こ
の環状部材が、前記可動壁部の中央区域に、弾性的な前
記予圧ばね装置の中心軸線と事実上同軸的に取付けられ
ていることを特徴とする、請求項１記載の燃料装置。
【請求項５】前記弁装置が前記環状部材に弁座を有
し、この弁座が、前記環状部材内の中央貫通孔を取囲
み、かつまた前記環状部材の表面から突出しており、更
に、前記弁装置が弁閉鎖部材をも有しており、この弁閉
鎖部材が前記弁座と協働して、前記貫通流路手段を選択
的に制限することを特徴とする、請求項４記載の燃料装
置。
【請求項６】前記弁閉鎖部材が、弁座との協働のため
に弁座に向いた切頭面を備えた切頭球を有することを特
徴とする、請求項５記載の燃料装置。
【請求項７】前記切頭球が柱状部材の一端に自在取付
けされ、前記柱状部材の他端は前記ハウジングに取付け
られていることを特徴とする、請求項６記載の燃料装
置。