JPH07293386A - エンジン燃料送出装置用逆止弁 - Google Patents

エンジン燃料送出装置用逆止弁

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JPH07293386A
JPH07293386A JP7036536A JP3653695A JPH07293386A JP H07293386 A JPH07293386 A JP H07293386A JP 7036536 A JP7036536 A JP 7036536A JP 3653695 A JP3653695 A JP 3653695A JP H07293386 A JPH07293386 A JP H07293386A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 燃料ポンプとエンジンの間に設けられた逆止
弁の燃料送出ラインにおける圧力と流れの脈動を減少ま
たは無くし、流体圧に対し対応する弁体の動きが連続的
にまたはほぼ連続的に増加する流路断面を生じさせる。 【構成】 ポンプ２２とエンジン２６の間に配置され、
エンジンからポンプへの燃料の逆流を阻止する逆止弁は
中央軸と、ポンプから離れる方向に向けられた弁座３４
を有する流路３２とを具備する。そして、弁体３６がそ
の流路内に設けられ、ポンプからの燃料の流れの関数と
して、コイルばねに抗して軸方向に動く。その弁体の周
囲の流路部分における流路の断面積は、そのスプリング
３８に抗するその弁体の少なくとも最大行程に対応する
の軸方向距離の間、弁座からほぼ単調に増加する。その
流路部分に連設するほぼ円筒形の流路部分に保持部材４
０を設け、その保持部材内にその弁体は滑動するように
配設される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は内燃エンジンの燃料送
出装置に関し、より特定すると燃料ポンプとエンジンの
間に設けられた逆止弁の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】この主題の燃料装給装置は一般的には内
燃エンジンのような燃料消費機器の補給タンクから加圧
した燃料を送出するポンプを備えている。エンジンに於
ける余剰燃料は圧力調整器を通って補給タンクに戻され
る。逆止弁がポンプとエンジンの間に連結され、ポンプ
が止められた時、エンジンからポンプに燃料が逆流する
のを防ぐ。燃料圧はそれによりエンジン内で維持され、
始動立ち上げ時間を減少させる。一般的には、その逆止
弁は燃料流路内に弁座に相対する、スプリングにより変
位した弁体を有している。その弁体を囲むその弁座から
延びる流路部分は、一様な円筒の輪郭であり、それ故、
その弁座からその弁体が浮上した後、弁体とその周囲の
壁との間の流体の流れの断面積は、ほぼ一定に維持され
弁のリフトから独立している。米国特許第４６９７９９
５号は燃料ポンプのハウジングに保持された前述の構造
の逆止弁を開示している。そして、ポンプと一体的に組
み立てられた構成となっている。
【０００３】前記米国特許に図示されているように、前
述の特徴を持つ燃料送出装置はかなり市場で受け入れら
れて成功しているが、改良することが望ましい。例え
ば、自動車エンジンの燃料送出装置で従来便利に使われ
ている押し出し排量式燃料ポンプは、一般的には断続的
な燃料の流れそしてあるいはまたは圧力の脈動を、一定
または平均レベル以上で、伝達する構造のものである。
これらの脈動は、エンジンの運転に影響を与え車両内に
騒音を発生させる可能性がある。それ故これらを除くか
減少させることが望ましい。更に、その特定の従来の逆
止弁は、流体の流れの断面積が弁体の位置にほぼ無関係
なため、弁体が平均位置を挟んで振動する傾向が著し
く、ポンプの出力側の圧力と流れの脈動の問題を減少さ
せるというよりむしろ悪化させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この発明の一般的な目
的は、それ故その主題の特定の燃料送出装置に特に使わ
れるが、また同様の性質の他の流れ制御状況において広
く適用できる逆止弁を提供し、そして、燃料送出ライン
において圧力と流れの脈動を減少または無くすのに役立
つことである。もう一つのより特定したこの発明の目的
は、流体圧とそれに対応する弁体の動きが、スプリング
の反発力に抗して連続的にまたはほぼ連続的に、好まし
くはほぼ線型に、増加する流体の流れの断面積を具現
し、しかも前述の特徴を持つ逆止弁を提供することであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明の現在の好まし
い実施例による逆止弁は、弁体と、その弁体の廻りにあ
り内部に弁体に相対してある弁座を有する流体の流路
と、その弁体をその弁座に押しつけるその流路内に設け
られたスプリングとを具備する。弁体の下流に延びる流
路の内側壁面の輪郭は弁体と協調し、その弁体の周囲の
流路を通る流体の流れの断面積が、その流路内の弁体の
動きのほぼ全範囲に渡って弁体の動きにつれてほぼ連続
して増加する。好ましくは、その弁座の下流側の流路の
壁の面は、その流路の中央軸を囲む連続した回転面であ
る。その弁体の周囲の流路の壁面部の直径は、そのスプ
リングに抗する弁体の最大の行程にほぼ対応した軸方向
距離の間、その弁座からほぼ単調に増加する。
【０００６】この発明の好ましい実施例では、燃料タン
クから内燃エンジンに加圧した燃料を送出する燃料ポン
プを備えた燃料送出装置において、逆止弁がポンプとエ
ンジンの間に配置され、エンジンからポンプへの燃料の
逆流を阻止する。エンジンの余剰燃料は、圧力調整器を
通って、燃料タンクに戻る。その調整器はまたポンプの
運転圧力を調整する。その弁は中央軸と、ポンプから離
れる方向をに向いた弁座のある流路とを有する。そし
て、その弁体はその流路内に配置され、ポンプからの燃
料の流れの関数として、スプリングに抗して軸方向に動
く。その弁体の周囲の流路のその弁座に直接隣接する第
一の小さい部分はほぼ円筒形である。その行程の主部分
である弁体の周囲の壁面の第二の部分は、好ましくは円
錐形であり、弁座からそのスプリングに抗する弁体の行
程に少なくとも対応する軸方向距離に渡って、その弁に
要求される流れの限度内で、ほぼ単調に増加する流路断
面を有する。弁流路のほぼ円筒形の第三の部分は、弁体
を囲み第二の部分に隣接して設けられ、そしてその弁体
はその流路のこの第三の円筒形部分にある保持部材内に
滑動するように配設される。
【０００７】この発明の好ましい実施例における弁体は
円錐形の弁頭部を有し、その弁体がその流路のどの位置
にあっても、流体の流れの断面積、即ち弁頭部とその周
囲流路面の間の半径方向の間隔は、流れ方向に一様に減
少する。この構造により基本的に、弁体は運転中にそれ
自体のセンタリングンを行う。このようにして、その弁
体の軸方向そして半径方向の動きはこの発明のその好ま
しい実施例において安定していて、ポンプからエンジン
に送られる圧力の脈動を大きく減少させる。その弁体は
プラスチックまたは黄銅製でもよく、変わる燃料に適用
される場合にはステンレス鋼製がよい。その弁頭部はそ
の弁体上に形成された又は嵌め込まれた中空のゴム円錐
挿入体を有する。
【０００８】その発明は、その追加の目的、特徴、優位
性と共に、以下の記述または添付図により最良に理解さ
れるであろう。
【０００９】
【実施例】図１はこの発明の目下の好ましい実施例によ
る燃料送出装置２０を図示していて、燃料ポンプ２２を
備え、そのポンプは内燃エンジンのような燃料消費機器
２６に連結した燃料分配溜２５に燃料元またはタンク２
４から加圧した燃料を送出する。逆止弁２８はポンプ２
２と燃料分配溜２５との間の燃料ライン内に連結され、
そのポンプからその燃料分配溜に燃料は自由に流れる
が、ポンプが止まった時、その燃料分配溜からポンプに
燃料が逆流するのを防ぐ。燃料分配溜２５の余剰燃料
は、圧力調整器２７によって、タンク２４に戻される。
一般に、弁２８は弁座３４を設けた内部流路３２を有す
るスリーブまたは金具３０を具備する。弁体３６は弁座
３４の下流側の流路３２内に、ポンプ２２からエンジン
２６に流れる燃料の方向に配置される。
【００１０】スプリング３８は、流路３２内に弁体３６
と保持部材４０の間に圧縮されて捕捉され、弁体３６を
弁座３４に押しつけている。ポンプ２２からの燃料の流
れは、弁体３６をスプリング３８の力に抗して、図１に
おいて右側に押し付ける。それにより、弁体が弁座から
持ち上げられ、燃料がそこを通って流れるのを許容す
る。
【００１１】保持部材４０は、中央のスリーブ４２を備
え、そこからリブ４４が半径方向に延びていて、そのリ
ブは弁座３４の下流側の流路３２に嵌合する。保持部材
４０の拡幅端部４６は、弁座と反対側の金具３０端で、
沈め穴４８にプレスばめされている。弁体３６は延長弁
棒５０を有し、その棒は保持部材４０の内部通路５２を
通って延び、棒５０の拡幅端部５４でその内部通路内に
保持されている。スプリング３８は棒５０の周囲にあ
り、弁体３６の頭部５６と保持部材４０の内部肩部５８
との間に捕捉されている。弾力性のあるゴムまたは他の
適切な材料の円錐キャップ６０は内部リップ６２を有す
る、そのリップはキャップ６０を頭部５６に保持するよ
うに、頭部５６の円周溝に収容される。流路３２には弁
座３４を形成する円錐部６６がある。小さいほぼ円筒の
円筒部６８は頭部５６の周囲にあり円錐部６６に連続し
ている。円錐面７０は、弁体３６と同軸の円筒部６８の
下流側に開いている。保持部材４０の軸方向端面７１は
弁頭部５６の軸止まりを形成し、スプリング３８に抗す
るその動きを制限する。面７０の軸方向の寸法は、金具
３０内で弁体３６の行程と一致していて、弁体３６の廻
りの流路３２内の流体の流れの断面積が金具３０内の弁
体３６のほぼ行程全体に渡って連続的に増加する。
【００１２】図３は図１の弁２８の一部拡大断面図であ
り、弁座３４に対しスプリング３８によって封じられる
弁体３６を示している。ポンプ２２（図１）からの燃料
の流れの増加に従って、弁体３６はスプリング力に抗し
て弁座３４から最初は持ち上げられ、弁体３６と円筒部
６８の間に流体の流れの最小環状面７２（図４）が生じ
る。燃料の流れが増加し続け、そして弁体３６がスプリ
ング力に抗して弁座３４から浮上しつずけると、内面７
０の円錐の形状は、その内面と弁体３６の相対する端部
との間の間隔が増加する。このようにして、弁体とその
周囲面との間の流体の流れの環状断面積が連続的に増加
する。そのような流量断面積は弁体の動きまたは浮上と
共に、その弁体の行程の少なくともほぼ限度まで増加し
続け、その限度点（図５）で最大の間隔となり、弁体と
その周囲の流路の壁面の間の燃料の流れの最大環状断面
を生じる。
【００１３】図６は、図１から５の弁２８のリフトと流
れの特性を図示する。最小リフト（図４）と最大リフト
（図５）の設計作用範囲に渡って、圧力調整器２７とも
に弁２８はほぼ線型の流れ特性に従うように設計され
る。全体の設計の流れの範囲に渡って、ポンプ２２（図
１）と圧力調整器２７と燃料温度とポンプの運転電圧と
の変化に対応できるようにする。普通の運転状態におい
ては、リフト量はエンジンのデマンドの関数として通常
の流量面積範囲８０の対応して、点７６と７８の間で振
れることが期待される。最小の期待されるリフト８２
は、低電圧または燃料の高い温度のとき起こり得る。一
方最大の期待されるリフト８４は、例えば高電圧または
燃料の低温度状態で起こり得る。弁２８は設計運転状態
では開そして閉位置の間を振動しないのが重要である。
これはその流れと圧力の脈動を防ぐのに役立つ。図４と
５の運転状態はこの様に最小最大の流量状態に対応し、
弁２８の寸法はこれらの段階での実際の流体の流れの要
求に応じて選択される。
【００１４】図１および図３から５において記載してい
るように、円錐キャップ６０は弁体フランジ６３の外側
端部と共に燃料の流れに相対するほぼ円錐状の弁体面を
形成する。即ち、フランジ６３の外周は基本的にキャッ
プ６０の円錐面を連続させる輪郭となっている。好まし
くは、フランジ６３の円錐の外周はキャップ６０の外面
よりも軸に対していくらか小さい角度である。このよう
にして図５にみられるように、流体の流れの断面積、即
ち面７０とキャップ６０またはフランジ６３との間の径
方向の間隔は、弁体が如何なる位置にあっても、フラン
ジ６３の面の最小面積まで、流体の流れ方向に一様に減
少する。この構造は弁体３６を基本的に流路３２内でそ
れ自体でセンタリングさせ、弁頭部の半径方向の動きと
振動による騒音を基本的に無くす。
【００１５】図１から５の実施例において、弁体３６の
本体は黄銅製であり、また、変わる燃料に適用される場
合はステンレス製である。図７から９は、変化例の弁体
９０を図示している。そこでは、本体９２はプラスチッ
クで構成され、キャップ９４はフランジ９３に隣接した
本体９２上に挿着形成されている。本体９２は弁棒９８
の両側面に平坦部９６を有し、拡幅部１００がリブによ
り形成され、保持部材４０（図１、２）内に弁体を保持
する。平坦部９６は鋳造工程のバリによる弁の性能低下
傾向を減少するのに役立つ。
【００１６】
【発明の効果】この発明は、主題の特定の燃料送出装置
に特に使われるが、また同様の性質の他の流れ制御状況
において広く適用できる逆止弁を提供し、そして、燃料
送出ラインにおいて、圧力と流れの脈動を減少または無
くすのに役立つ。また、流体圧に対し対応する弁体の動
きがスプリングの反発力に抗して、連続的にまたはほぼ
連続的に、好ましくはほぼ線型に増加する流路断面積を
生じる逆止弁を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の目下の好適な実施例による逆止弁を
有する燃料送出装置の一部図式図および一部側断面図で
ある。
【図２】図１の線２−２にほぼ沿った断面図である。
【図３】図１の逆止弁の作用を図示する拡大部分断面図
である。
【図４】図１の逆止弁の作用を図示する拡大部分断面図
である。
【図５】図１の逆止弁の作用を図示する拡大部分断面図
である。
【図６】この発明の逆止弁の作用を説明するグラフであ
る。
【図７】この発明の変化例における弁体の一部断面を示
す立面図である。
【図８】図７の線８−８にほぼ沿った断面図である。
【図９】図８の線９−９にほぼ沿った断面図である。
【符号の説明】
２０ 燃料送出装置 ２２ ポンプ ２４ 燃料タンク ２５ 燃料分配溜 ２６ エンジン ２７ 圧力調整器 ２８ 逆止弁 ３０ 金具 ３２ 流路 ３４ 弁座 ３６ 弁体 ３８ スプリング ４０ 保持部材 ４２ スリーブ ４４ リブ ４６ 拡幅端部 ４８ 沈め穴 ５０ 弁棒 ５２ 内部通路 ５６ 頭部 ５８ 肩部 ６０ 円錐キャップ ６２ 内部リップ ６３ 弁体フランジ ６６ 円錐部 ６８ 円筒部 ７０ 円錐面 ７１ 端面 ７２ 環状断面 ９０ 弁体 ９２ 本体 ９４ キャップ ９３ フランジ ９８ 弁棒 ９６ 平坦部 １００ 拡幅部

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃料タンクと、前記タンクからエンジン
    に加圧した燃料を送出する燃料ポンプと、ポンプとエン
    ジンの間に配設されエンジンからポンプへの燃料の逆流
    を阻止する逆止弁とを具備した、内燃エンジンのための
    燃料送出装置において、 前記逆止弁は最大直径面を有する弁体と、前記弁体の周
    囲に流路を形成し前記弁体に軸方向に相対する弁座と前
    記弁体の前記最大直径面の径方向周囲の流路壁とを有す
    る手段と、前記弁体を前記弁座に押しつけるばね手段と
    を具備し、前記ばね手段に抗して前記弁体が前記弁座か
    ら離れる動きが前記ポンプからの燃料流の関数であり、 前記流路壁は前記弁体の径方向を囲む内部輪郭を有して
    おり、前記弁体の前記最大直径面と前記流路壁との間の
    燃料流のための径方向断面積が、前記弁座から離れる前
    記流路内での前記弁体の動きの少なくとも主範囲に渡っ
    て、ほぼ連続的に増加するように造られたことを特徴と
    する燃料送出装置。
  2. 【請求項２】 前記弁は前記ばね手段に抗する前記弁体
    の動きを限度点に停止する手段を更に有し、前記流路
    は、燃料流のための前記径方向断面積がほぼ前記制限位
    置迄増加する輪郭を有する請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記流路がほぼ前記弁座から前記限度点
    の前記弁体の周囲迄連続的に増加する直径を有る請求項
    ２記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記内部輪郭が円錐形である請求項３記
    載の装置。
  5. 【請求項５】 前記弁体は前記弁座に相対する弁頭部を
    有し、前記弁頭部はほぼその全長に渡って円錐形の外周
    面を有し、前記弁頭部は前記流路内で自己センタリング
    性を有し、前記流路内での前記頭部の径方向振動による
    騒音をほぼ無くす請求項４記載の装置。
  6. 【請求項６】 前記弁頭部は前記流路内で軸方向に配設
    され、前記流路内での前記頭部の軸方向振動による騒音
    を無くす請求項５記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記弁頭部が前記流路内に軸方向に配設
    され、前記弁座に対する前記頭部の振動に依る騒音をな
    くす請求項６記載の装置。
  8. 【請求項８】 前記弁体が一方の端でフランジを有する
    延長弁棒を具備し、前記頭部は前記フランジに隣接する
    前記弁体上に設けられた弾力性を有するキャップを具備
    し、前記キャップは円錐状の外面を有し、前記フランジ
    は前記円錐状の外面と連続する外直径を有し、前記頭部
    の最大直径が前記フランジ外直径以内である請求項５記
    載の装置。
  9. 【請求項９】 前記逆止弁は前記弁体の軸方向および横
    方向の動きを制限するために前記流路内に収容される保
    持部材を更に有する請求項３記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記弁体は前記保持部材を貫通し滑動
    するように延びる弁棒を有し、前記ばね手段が前記弁体
    と前記保持部材の間に捕捉されている前記弁棒を囲むス
    プリングを有して成る請求項９記載の装置。
  11. 【請求項１１】 前記弁体が前記弁座に係合する弾力性
    を有するキャップを具備する請求項１０記載の装置。
  12. 【請求項１２】 前記エンジンに連結された圧力調整器
    を更に具備し、それにより前記エンジンの燃料圧が予め
    定めた圧力を越えると余剰燃料を燃料タンクに戻し、そ
    して前記弁は零より大きい最小設計流速と最大設計流速
    との間で、前記弁体の動きの関数としてほぼ線型に変わ
    る流速で、前記エンジンに燃料を供給するように造られ
    た請求項１記載の燃料送出装置。
  13. 【請求項１３】 前記弁体は前記弁座に相対する弁頭部
    を有し、前記弁頭部は、ほぼその全長に渡って円錐形の
    外周面を有し、前記弁頭部は前記流路内で自己センタリ
    ング性を有し、前記流路内での前記頭部の径方向の振動
    による騒音をほぼなくす請求項１記載の装置。
  14. 【請求項１４】 前記弁体が一方の端でフランジを有す
    る延長弁棒を有し、前記弁体の頭部は前記フランジに隣
    接する前記弁体上に設けられた弾力性を有するキャップ
    を有し、前記キャップは円錐状の外面を有し、前記フラ
    ンジは前記円錐状の外面と連続する外直径を有し、前記
    頭部の最大直径が前記フランジの外直径以内である請求
    項１記載の装置。
  15. 【請求項１５】 前記流路に連設し前記弁体を囲むほぼ
    円筒形の流路を具備し、前記円筒形の流路に収容され前
    記弁体が滑動るように内設された保持部材を具備した請
    求項１記載の装置。
JP7036536A 1994-03-07 1995-02-24 エンジン燃料送出装置用逆止弁 Expired - Fee Related JP2634383B2 (ja)

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US08/206170 1994-03-07
US8/206170 1994-03-07

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JPH07293386A true JPH07293386A (ja) 1995-11-07
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US (1) US5421306A (ja)
JP (1) JP2634383B2 (ja)
DE (1) DE19507321C2 (ja)
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