JPWO2003100246A1 - 燃料供給装置及び燃料圧力調整器 - Google Patents

Abstract

燃料ポンプ（４）から吐出された燃料の圧力を所定の圧力に調整する燃料圧力調整器（６０）とを備えた燃料供給装置において、燃料圧力調整器（６０）は、ケース（６１）内に形成され燃料ポンプ（４）から吐出された燃料が流入する第１室（６２）およびこの第１室（６２）を介して燃料が流入する第２室（６３）と、第１室（６２）と第２室（６３）との間に配設されて第１室（６２）から第２室（６３）流入する燃料を制限する燃料制限手段（６４）と、第２室（６３）内の燃料圧力が第１の設定圧力（Ｐｐ）以上のときに開路して燃料を燃料タンク（２）へ排出パイロット弁部（６５）と、第１室（６２）内の燃料圧力が第１の設定圧力（Ｐｐ）と所定の圧力（Ｐｉ）との間の第２の設定圧力（Ｐｍ）のときに開路して燃料を燃料タンク（２）へ排出するメイン弁部（６６）とを備えたので、リターン流量が低下した場合に、インジェクタへ圧送される燃料の圧力が低下しない。

Description

技術分野
この発明は、自動車等の燃料タンク内に装着され、エンジンに燃料を噴射するインジェクタに燃料を加圧して供給する燃料供給装置、および燃料圧力を所定の値に調整する燃料圧力調整器に関するものである。
背景技術
第４図は国際公開番号ＷＯ９６／２３９６７号公報に示された従来の燃料供給装置の側断面図である。
図において、１は燃料供給装置で、蓋３、燃料ポンプ４、燃料フィルタ５、燃料圧力調整器６、吐出パイプ７、図示しない燃料液面計及び電気コネクタにより一体的に構成され、金属或いは樹脂により形成された燃料タンク２の開口部２ａに懸吊されている。
燃料フィルタ５は導電性樹脂で形成された保持部材５ａと内部に収納した濾過エレメント５ｂにより形成され、蓋３と境界部８で液密に溶着されている。保持部材５ａは中央部に燃料ポンプ４を、下端部に燃料圧力調整器６と図示しない燃料液面計を保持している。蓋３と燃料タンク２との間には気密保持のためのガスケット９が介装されている。
燃料フィルタ５の保持部材５ａには、燃料フィルタ５の燃料入口としての入口部１０が保持部材５ａの内周側上方に設けられており、シール材１０ａを介して燃料ポンプ４の吐出管１１と接続されている。
また、燃料フィルタ５の保持部材５ａは二つの燃料出口を有しており、第１の燃料出口を形成する配管１２（１点鎖線で表示）は保持部材５ａの下端から軸方向に沿って上方向へ延びている。配管１２は蓋３に設けられた吐出パイプ７に連通しており、燃料濾過後の燃料をインジェクタに供給する。第２の燃料出口を形成するリターン路１３は、保持部材５ａの下側部に設けられており、燃料圧力調整器６に接続されている。
１４はポンプフィルタで燃料タンク２内の燃料が燃料ポンプ４内に吸い込まれる時に鉄粉等、燃料タンク２内の異物を濾過するものである。
燃料圧力調整器６は保持部材５ａの底部から下方に延びる挿入部５ｃにベース６ａが挿入され固定されている。ベース６ａの開口端とハウジング６ｂとの間にはダイヤフラム６ｃが挟持され、このダイヤフラム６ｃには排出穴６ｄを設けた可動弁座６ｅが支持されている。
ベース６ａ内には可動弁座６ｅと共働する固定弁座６ｆが固定されている。ハウジング６ｂとダイヤフラム６ｃの間にはスプリング６ｇが収容され、ハウジング６ｂの下部には排出穴６ｄからの燃料が燃料タンク２内に排出される排出口６ｈが配設されている。
４ａは燃料ポンプ４の図示しないモータへ電流を供給するための電流供給部で、蓋３と一体的に成形された図示しない電気コネクタに電気的に接続されている。
このように構成した燃料供給装置１では、図示しない蓄電池などの電源から電流供給部４ａを介して燃料ポンプ４の図示しないモータに電流が供給され、モータが回転すると、燃料タンク２内の燃料はポンプフィルタ１４を通して吸入され、吐出管１１から吐出された後、通路１５を矢印Ａ方向に流れ、濾過エレメント５ｂを通過して濾過エレメント５ｂ下の下部空間１６に達する。
次に、燃料は燃料圧力調整器６に流れ込み、ベース６ａ内の燃料圧力がスプリング６ｇの設定圧力より高くなると、ダイヤフラム６ｃがハウジング６ｂ側へ移動して、可動弁座６ｅの排出穴６ｄが開き、ベース６ａ内の燃料が排出口６ｈを介して、再び燃料タンク２内に排出（リターン流量）され、残部が配管１２を矢印Ｂ方向に流れ、吐出配管７を通って図示しないエンジンに装着された燃料噴射装置のインジェクタに所定の圧力で供給される。
第５図は従来の燃料供給装置の、燃料圧力調整器６から燃料タンク２へ排出されるリターン流量（Ｑ）とインジェクタへ供給される燃料の圧力（Ｐ）との関係を示す圧力特性図で、以上のように構成された従来の燃料供給装置１は、リターン流量（Ｑ）がＱｍ以上流れている場合にはインジェクタへ圧送される燃料は所定の圧力Ｐｉ以上を確保してエンジンに装着された燃料噴射装置のインジェクタに供給する。
しかし、例えば、燃料ポンプ４に供給する電圧が急激に低下し燃料ポンプ４の吐出性能が低下した場合、またはエンジンへ供給する燃料が急激に増加した場合にはリターン流量が低下（図の左方向へ移動）することにより、インジェクタへ圧送される燃料が所定の圧力Ｐｉを確保できなくなり、エンジンが必要とする燃料をインジェクタが噴射できなくなるという問題があった。
この発明は、上述のような問題点を解決するためになされたもので、リターン流量（Ｑ）が低下した場合に、インジェクタへ圧送される燃料の圧力が低下することのない燃料供給装置を提供することを目的とする。
発明の開示
この発明に係わる燃料供給装置は、燃料タンクの開口部に填装され、吐出パイプが配設された蓋部と、前記燃料タンク内の燃料を前記吐出パイプを介してエンジンのインジェクタへ圧送する燃料ポンプと、この燃料ポンプから吐出された燃料を濾過する燃料フィルタと、前記燃料ポンプから吐出された燃料の圧力を所定の圧力に調整する燃料圧力調整器とを備えた燃料供給装置において、前記燃料圧力調整器は、ケース内に形成され前記燃料ポンプから吐出された燃料が流入する第１室およびこの第１室を介して燃料が流入する第２室と、前記第１室と前記第２室との間に配設されて前記第１室から前記第２室流入する燃料を制限する燃料制限手段と、前記第２室内の燃料圧力が第１の設定圧力以上のときに開路して燃料を前記燃料タンクへ排出するパイロット弁部と、前記第１室内の燃料圧力が前記第１の設定圧力と前記所定の圧力との間の第２の設定圧力のときに開路して燃料を前記燃料タンクへ排出するメイン弁部とを備えたものである。
このことによって、リターン流量が低下した場合に、インジェクタへ圧送される燃料の圧力が低下しないものである。
好ましくは、メイン弁部は、第１室から燃料タンク内へ連通する第１の連通孔を開閉する第１のバルブと、この第１のバルブを押圧する第１の弾性部材とにより構成され、前記第１のバルブはケースの摺動部に摺動自在に保持されると共に前記摺動部との間に形成された間隙により燃料制御手段を形成させたものである。
このことによって、第１のバルブが滑らかに摺動する共に、燃料制御手段が簡素な構造で形成できる。
好ましくは、メイン弁部から燃料タンクへ戻される燃料を拡散する拡散部材を配設したものである。
このことによって、メイン弁部から吐出された燃料が燃料タンクや燃料供給装置の構成部品に高い圧力で噴射されることがないので、燃料の衝突による異音の発生がない。
好ましくは、第１のバルブに小孔を配設したものである。
このことによって、第１室から第２室へ流入する燃料の制御が容易であり、燃料供給装置の圧力特性を所望の特性に設定することができる。
また、この発明に係わる燃料圧力調整器は、ケース内に形成され、燃料ポンプから吐出された燃料が流入する第１室およびこの第１室を介して燃料が流入する第２室と、前記第１室と前記第２室との間に配設されて前記第１室から前記第２室流入する燃料を制限する燃料制限手段と、前記第１室から前記ケース外へ連通された第１の連通孔と、前記第２室から前記ケース外へ連通された第２の連通孔と、前記第２室内の燃料圧力が第１の設定圧力以上のときに第２の連通孔を開路して燃料を前記ケース外へ排出するパイロット弁部と、前記第１室内の燃料圧力が前記第１の設定圧力と前記所定の圧力との間の第２の設定圧力のときに第１の連通孔を開閉して燃料を前記ケース外へ排出するメイン弁部とを備えたものである。
このことによって、燃料圧力調整器の圧力特性において、リターン流量が低下した場合に燃料の圧力が低下しないものである。
好ましくは、メイン弁部からケース外へ排出する燃料を拡散する拡散部材を配設したものである。
このことによって、メイン弁部から排出された燃料が高い圧力で噴射されることがないので、燃料の衝突による異音の発生がない。
発明を実施するための最良の形態
第１図はこの発明の一実施の形態における燃料供給装置の側断面図であり、図において、１００は燃料供給装置で、蓋３、燃料ポンプ４、燃料フィルタ５、吐出パイプ７、ポンプフィルタ１４、燃料圧力調整器６０、及び燃料液面計（図示しない）により、一体的に構成され、金属或いは樹脂により形成された燃料タンク２の開口部２ａに懸吊されている。
燃料フィルタ５は導電性樹脂で形成された保持部材５ａと内部に収納した濾過エレメント５ｂにより形成され、蓋３と境界部８で液密に溶着されている。保持部材５ａは中央部に燃料ポンプ４を、下端部に図示しない燃料液面計を保持している。蓋３と燃料タンク２との間には気密保持のためのガスケット９が介装されている。
燃料フィルタ５の保持部材５ａには燃料フィルタ５の燃料入口としての入口部１０が保持部材５ａの内周側上方に設けられており、シール材１０ａを介して、燃料ポンプ４の吐出管１１と接続されている。保持部材５ａには燃料フィルタ５の燃料出口である配管１２（１点鎖線で表示）が配設されており、保持部材５ａの下端から軸方向に沿って上方向へ延びている。
配管１２は蓋３に設けられた吐出パイプ７に連通しており、燃料濾過後の燃料をインジェクタに供給する。燃料圧力調整器６０は配管１２から吐出パイプ７を介しインジェクタに通じる燃料が流れる通路（以下燃料配管）の蓋３の上面に配設され、燃料圧力を検出する。１４はポンプフィルタで、燃料タンク２内の燃料が燃料ポンプ４内に吸い込まれる時に鉄粉等の異物を濾過するものである。
第２図は第１図の燃料圧力調整器の拡大側断面図、第３図はこの発明の一実施の形態における燃料供給装置の圧力特性図である。
図において、燃料圧力調整器６０は、ケース６１内に形成され燃料ポンプ４から吐出された燃料が流入する第１室６２およびこの第１室６２を介して燃料が流入する第２室６３と、第２室６３内の燃料圧力が第１の設定圧力Ｐｐ（第３図に示す）以上のときに開路して燃料を燃料タンク２へ排出するパイロット弁部６５と、第１室６２内の燃料圧力が第１の設定圧力Ｐｐ（第３図に示す）と所定の圧力Ｐｉ（第３図に示す）との間の第２の設定圧力Ｐｍ（第３図に示す）のときに開路して燃料を燃料タンク２へ排出するメイン弁部６６とにより構成されている。
メイン弁部６６は、第１室６２から燃料タンク２内へ連通する第１の連通孔６６ａを開閉する第１のバルブ６６ｂと、この第１のバルブ６６ｂを押圧する第１の弾性部材６６ｃとにより構成され、第１のバルブ６６ｂの筒状部６６ｂ１はケース６１の摺動部６１ａに摺動自在に保持され、筒状部６６ｂ１と摺動部６１ａとの間には燃料制御手段である間隙６４が形成されており、間隙６４により第１室６２から第２室６３流入する燃料が制限される。
パイロット弁部６５は、第２室６３から燃料タンク２内へ連通する第２の連通孔６５ａを開閉する第２のバルブ６５ｂと、この第２のバルブ６５ｂを押圧する第２の弾性部材６５ｃとにより構成されている。
６７は第１のバルブ６６ｂに配設された所定の断面積を有する小孔で、間隙６４と同様に燃料制御手段を形成するものであり、第１室６２から第２室６３流入する燃料を制限し、第３図に示す燃料供給装置の圧力特性が決定される。なお、小孔６７は必要に応じて配設されるものであり、間隙６４だけで燃料制御手段を形成させても良い。
６８は、例えば複数の孔が配設された円板で形成された拡散部材で、ケース６１の凸設部６１ｂに固着されており、第１の連通孔６６ａから燃料タンク２へ排出された燃料を複数の抜孔６８ａで拡散することにより、燃料が燃料供給装置１００や燃料タンク２へ高い圧力で噴射されることによる異音の発生を防止する。
次に、第１図から第３図を用いて、このように構成された燃料供給装置１００の動作について説明する。
図示しない蓄電池などの電源から電流供給部４ａを介して燃料ポンプ４の図示しないモータに電流が供給され、モータが回転すると燃料ポンプ４が駆動し、燃料タンク２内の燃料はポンプフィルタ１４を通して吸入された後、吐出管１１から吐出され、通路１５を矢印Ａ方向（第１図に示す）に流れ、濾過エレメント５ｂを通過して濾過エレメント５ｂ下の下部空間１６に達し、さらに燃料は配管１２を矢印Ｂ方向に流れ吐出配管７を通って図示しないエンジンに装着された燃料噴射装置のインジェクタに供給される。
この燃料送出工程において、燃料は矢印Ｂ方向に流れると共に矢印Ｃ方向に流れ燃料圧力調整器６０の第１室６２に流入した後、燃料制御手段である間隙６４または小孔６７を通り第２室６３に流入する。
リターン流量（Ｑ）が増加することにより、第２室６３内の燃料圧力が第１の設定圧力Ｐｐ（第３図に示す）に達すると、第２のバルブ６５ｂが第２の弾性部材６５ｃの付勢力に抗して第２図の右方向に移動して開路し、第２室６３内の燃料が矢印Ｄ方向（第１図に示す）に流れ燃料タンク２内への排出を開始する。
更にリターン流量が増加し、第１室６２内の燃料圧力が第１の設定圧力Ｐｐ（第３図に示す）と所定の圧力Ｐｉとの間の第２の設定圧力Ｐｍに達すると、第１室６２内の燃料圧力と第２室６３内の燃料圧力の差圧により第１のバルブ６６ｂが第１の弾性部材６６ｃの付勢力に抗し筒状部６６ｂ１がケース６１の摺動部６１ａを摺動し、第２図の右方向に移動して開路し、第１室６２内の燃料が矢印Ｅ方向（第１図に示す）に流れ燃料タンク２内へ排出する。
更にリターン流量が増加してＱｒ（第３図に示す）に達すると、筒状部６６ｂ１がケース６１の摺動部６１ａを移動し矢印Ｅを流れる燃料が増加して、第１室６２内の燃料圧力が所定の圧力Ｐｉに調整される。
このような第１室６２内の燃料圧力が所定の圧力Ｐｉに調整された状態においては、図示しないエンジンに装着された燃料噴射装置のインジェクタには安定した燃料が供給されるものである。
ここで、燃料ポンプ４に供給する電圧が急激に低下し燃料ポンプ４の吐出性能が低下した場合、またはエンジンへ供給する燃料が急激に増加した場合に、リターン流量が低下（第３図の左方向へ移動）すると、流量低下に伴ってインジェクタへ供給する燃料圧力が低下するが、この時の圧力低下勾配（第３図のＦに示す）が少ないため、エンジンに装着された燃料噴射装置のインジェクタには安定した燃料が供給される。
なお、上記の圧力低下勾配Ｆは、燃料制御手段である間隙６４及び小孔６７の断面積、長さ、形状、並びに第２の設定圧力Ｐｍを設定する第１の弾性部材６６ｃの付勢力により左右されるため、これらを最適の値にすることで、圧力低下勾配Ｆがなるべく小さくなるように設定する。
産業上の利用可能性
以上のように、この発明に係わる燃料供給装置は、燃料圧力調整器から燃料タンクへ戻されるリターン流量が低下した場合にもインジェクタへ圧送される燃料の圧力が低下しないものとして。適するものである。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の一実施の形態における燃料供給装置の側断面図である。
第２図は第１図の燃料圧力調整器の拡大側断面図である。
第３図はこの発明の一実施の形態における燃料供給装置の圧力特性図である。
第４図は従来の燃料供給装置の側断面図である。
第５図は従来の燃料供給装置の圧力特性図である。

Claims (6)

1. 燃料タンク（２）の開口部（２ａ）に填装され、吐出パイプ（７）が配設された蓋部（３）と、前記燃料タンク（２）内の燃料を前記吐出パイプ（７）を介してエンジンのインジェクタへ圧送する燃料ポンプ（４）と、この燃料ポンプ（４）から吐出された燃料を濾過する燃料フィルタ（５）と、前記燃料ポンプ（４）から吐出された燃料の圧力を所定の圧力（Ｐｉ）に調整する燃料圧力調整器（６０）とを備えた燃料供給装置において、前記燃料圧力調整器（６０）は、ケース（６１）内に形成され前記燃料ポンプ（４）から吐出された燃料が流入する第１室（６２）およびこの第１室（６２）を介して燃料が流入する第２室（６３）と、前記第１室（６２）と前記第２室（６３）との間に配設されて前記第１室（６２）から前記第２室（６３）流入する燃料を制限する燃料制限手段（６４）と、前記第２室（６３）内の燃料圧力が第１の設定圧力（Ｐｐ）以上のときに開路して燃料を前記燃料タンク（２）へ排出するパイロット弁部（６５）と、前記第１室（６２）内の燃料圧力が前記第１の設定圧力（Ｐｐ）と前記所定の圧力（Ｐｉ）との間の第２の設定圧力（Ｐｍ）のときに開閉して燃料を前記燃料タンク（２）へ排出するメイン弁部（６６）とを備えたことを特徴とする燃料供給装置。
2. 請求項１に記載の燃料供給装置において、メイン弁部（６６）は、第１室（６２）から燃料タンク（２）内へ連通する第１の連通孔（６６ａ）を開閉する第１のバルブ（６６ｂ）と、この第１のバルブ（６６ｂ）を押圧する第１の弾性部材（６６ｃ）とにより構成され、前記第１のバルブ（６６ｂ）はケース（６１）の摺動部（６１ａ）に摺動自在に保持されると共に前記摺動部（６１ａ）との間に形成された間隙（６４）により燃料制御手段を形成させたことを特徴とする。
3. 請求項１に記載の燃料供給装置において、メイン弁部（６６）から燃料タンク（２）へ戻される燃料を拡散する拡散部材（６８）を配設したことを特徴とする。
4. 請求項２に記載の燃料供給装置において、第１のバルブ（６６ｂ）に小孔（６７）を配設したことを特徴とする。
5. 燃料ポンプ（４）から吐出された燃料の圧力を所定の圧力（Ｐｉ）に調整する燃料圧力調整器において、ケース（６１）内に形成され、燃料ポンプ（４）から吐出された燃料が流入する第１室（６２）およびこの第１室（６２）を介して燃料が流入する第２室（６３）と、前記第１室（６２）と前記第２室（６３）との間に配設されて前記第１室（６２）から前記第２室（６３）流入する燃料を制限する燃料制限手段（６４）と、前記第１室（６２）から前記ケース（６１）外へ連通された第１の連通孔（６６ａ）と、前記第２室（６３）から前記ケース（６１）外へ連通された第２の連通孔（６５ａ）と、前記第２室（６３）内の燃料圧力が第１の設定圧力（Ｐｐ）以上のときに第２の連通孔（６５ａ）を開路して燃料を前記ケース（６１）外へ排出するパイロット弁部（６５）と、前記第１室（６２）内の燃料圧力が前記第１の設定圧力（Ｐｐ）と前記所定の圧力（Ｐｉ）との間の第２の設定圧力（Ｐｍ）のときに第１の連通孔（６６ａ）を開路して燃料を前記ケース（６１）外へ排出するメイン弁部（６６）とを備えたことを特徴とする燃料圧力調整器。
6. 請求項５に記載の燃料圧力調整器において、メイン弁部（６６）からケース（６１）外へ排出する燃料を拡散する拡散部材（６８）を配設したことを特徴とする。

Images