(57)【要約】【課題】燃料供給部の設置場所を任意に選定することができるようにすることで、エンジン等の熱からの影響を低く抑えることができる燃料供給装置を提供する。【解決手段】燃料タンク４から被燃料供給部５に液体燃料を供給する燃料供給部２と脈動発生部１７を備えた燃料供給装置１であって、燃料供給部２は、ポンプ室１３と、作動室１２と、このポンプ室１３と作動室１２の相互間に設けたダイアフラム１４を有し、ポンプ室１３を、燃料タンク４及び被燃料供給部５と連通させ、脈動発生部１７は、作動室１２と連通する変動室１８を有し、エンジンの回転に応じて変動室１８内の体積を変動させることにより、脈動を発生させ、この生じた脈動によりダイアフラム１４を振動させ、燃料タンク４から被燃料供給部５に液体燃料を供給する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクから被燃料供給部に液体燃料を供給する燃料供給部と脈動発生部を備えた燃料供給装置であって、
前記燃料供給部は、ポンプ室と、作動室と、このポンプ室と作動室の相互間に設けたダイアフラムを有し、前記ポンプ室を、前記燃料タンク及び被燃料供給部と連通させ、
前記脈動発生部は、前記作動室と連通する変動室を有し、エンジンの回転に応じて前記変動室内の体積を変動させることにより、脈動を発生させ、この生じた脈動によりダイアフラムを振動させ、前記燃料タンクから前記被燃料供給部に液体燃料を供給することを特徴とする燃料供給装置。
【請求項２】
前記変動室は、気抜き穴を通じて大気と連通していることを特徴とする請求項１記載の燃料供給装置。
【請求項３】
エンジンの回転に応じて、摺動部材を往復運動させることにより、変動室内の体積を変動させるようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の燃料供給装置。
【請求項４】
エンジンの回転に応じて、脈動発生用ダイアフラムを撓み振動動させることにより、変動室内の体積を変動させるようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図１０に示すように、４サイクルエンジン１０１において、液体燃料を、燃料タンク１０２から一時的に貯蔵する補助タンク１０３に供給する燃料供給装置として、エンジン１０１のカムシャフト１０５により駆動されるロッカーアーム１０６の動きを利用して、機械的に燃料供給部１０４内のダイアフラムを動かし、このダイアフラムの動きにより、補助タンク１０３に液体燃料を供給する燃料供給装置１０７が知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記従来の燃料供給装置１０７においては、ロッカーアーム１０６の動きを利用して燃料供給部１０４内のダイアフラムを動かすため、燃料供給部１０４をエンジン１０１の近くに設置する必要がある。そのため、燃料供給部１０４内を通る液体燃料が、エンジンから生じる熱により、その体積が変動し、補助タンク１０３に供給される液体燃料の量が安定しない恐れがある。
【０００４】
そこで、本発明は、燃料供給部の設置場所を任意に選定することができるようにすることで、エンジン等の熱からの影響を低く抑えることができる燃料供給装置を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記の課題を解決するために、本願発明は、燃料タンクから被燃料供給部に液体燃料を供給する燃料供給部と脈動発生部を備えた燃料供給装置であって、
前記燃料供給部は、ポンプ室と、作動室と、このポンプ室と作動室の相互間に設けたダイアフラムを有し、前記ポンプ室を、前記燃料タンク及び被燃料供給部と連通させ、
前記脈動発生部は、前記作動室と連通する変動室を有し、エンジンの回転に応じて前記変動室内の体積を変動させることにより、脈動を発生させ、この生じた脈動によりダイアフラムを振動させ、前記燃料タンクから前記被燃料供給部に液体燃料を供給することを特徴とするものである。
【０００６】
また、前記変動室は、気抜き穴を通じて大気と連通するようにしてもよい。
【０００７】
また、エンジンの回転に応じて、摺動部材を往復運動させることにより、変動室内の体積を変動させるようにしてもよい。
【０００８】
また、エンジンの回転に応じて、脈動発生用ダイアフラムを撓み振動させることにより、変動室内の体積を変動させるようにしてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、燃料供給部と脈動発生部を備え、脈動発生部は、前記作動室と連通する変動室を有し、エンジンの回転に応じて前記変動室内の体積を変動させることにより、脈動を発生させ、この生じた脈動によりダイアフラムを振動させ、前記燃料タンクから前記被燃料供給部に液体燃料を供給するようにしたこにより、燃料供給部をエンジン等の熱影響が少ない任意の場所に設置することができ、燃料供給部内を通る液体燃料が熱影響を受けることを抑制できるとともに、前記従来技術のものよりも設置レイアウトの自由度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例１に係る燃料供給装置の概略図。
【図２】本発明の実施例１に用いる燃料供給部の上面図。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図。
【図４】本発明の実施例１に用いる脈動発生部の部分断面図。
【図５】図４の状態からピストンを上方へ移動させた状態の部分断面図。
【図６】本発明の実施例２に用いる脈動発生部の部分断面図。
【図７】本発明の実施例３に用いる脈動発生部の部分断面図。
【図８】本発明の実施例４に用いる脈動発生部の部分断面図の一例。
【図９】本発明の実施例４に用いる脈動発生部の部分断面図の他例。
【図１０】従来技術に係る燃料供給装置の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明を実施するための形態を図に示す実施例に基づいて説明する。
［実施例１］
図１乃至図５は本発明の実施例１を示す。
【００１２】
図１は、本発明の実施例１に係る燃料供給装置１の概略図を示し、この燃料供給装置１は、燃料供給部２と内燃機関である４サイクルエンジン３を有する。
【００１３】
燃料供給部２は、燃料タンク４内の液体燃料を一時的に貯蔵する被燃料供給部である補助タンク５に供給するものである。補助タンク５内の液体燃料は、補助タンク５内に設けられた高圧燃料ポンプ５ａにより燃料噴射部６に供給され、燃料噴射部６によりエンジン３の吸気通路７内に噴射されるようになっている。
【００１４】
補助タンク５内には、上下方向に遊動可能なフロート５ｂが設けられている。フロート５ｂは液体燃料に対して浮くように形成され、液体燃料の液面の変位に追従して昇降し、液体燃料の液面が所定以上の高さになると、燃料供給部２から補助タンク５へ液体燃料を供給する吐出管１０の端部を、後述する所定の圧力で閉塞し、所定以下の高さになると、吐出管１０の端部を開放するようになっている。
【００１５】
次に、燃料供給部２について説明する。
【００１６】
燃料供給部２は、図３に示すように、ケーシング１１を有し、ケーシング１１は、第１ケース１１ａと第２ケース１１ｂと第３ケース１１ｃを、第２ケース１１ｂを中間に介在するように重合して構成されている。
【００１７】
第１ケース１１ａ内には、第２ケース１１ｂ側が開口する作動室１２が形成され、第２ケース１１ｂには、第１ケース１１ａ側が開口するとともに、作動室１２に対向する位置にポンプ室１３が形成され、第１ケース１１ａと第２ケース１１ｂ間には、ゴム、樹脂、金属等で形成された可撓性を有する燃料供給用ダイアフラム１４が挟持され、この燃料供給用ダイアフラム１４により作動室１２の開口部とポンプ室１３の開口部を閉塞するとともに、作動室１２とポンプ室１３間を区画している。
【００１８】
作動室１２は、図３，４に示すように、連通管１６により脈動発生部１７の変動室１８内と連通し、作動室１２の開口部は、燃料供給用ダイアフラム１４により密閉されている。
【００１９】
ポンプ室１３内は、第２ケーシング１１ｂに形成された吸入穴（図示せず）を通じて吸入室２１と連通し、吸入室２１は、図１，３に示すように、吸入管２３を通じて燃料タンク３内と連通している。
【００２０】
この吸入穴には板バネからなる吸入弁２０が開閉可能に設けられ、吸入弁２０は、ポンプ室１３内が減圧状態となると開弁して、燃料タンク３内の液体燃料が、吸入管２３、吸入室２１、吸入弁２０を通ってポンプ室１３内に流入し、また、ポンプ室１３内が加圧状態となると閉弁する逆止弁で構成され、液体燃料が、ポンプ室１３から吸入室２１へ逆流することを抑止している。なお、吸入弁２０は、板バネ以外にも、吸入穴を開閉することができれる任意の部材で構成することができる。
【００２１】
また、吸入室２１の第３ケース１１ｃ側には第１調整室２５が形成され、予備ダイアフラム２６により吸入室２１と第１調整室２５間が区画されている。  
【００２２】
第１調整室２５と予備ダイアフラム２６を設けたことにより、ポンプ室１３内が減圧状態から加圧状態となった際に、吸入弁２０の閉動作を早期に行い、ポンプ室１３の圧力変化に対する追従性を良くするようになっている。
【００２３】
ポンプ室１３内は、第２ケーシング１１ｂに形成された吐出穴（図示せず）を通じて吐出室３１と連通し、吐出室３１は、図１，３に示すように、吐出管１０を通じて補助タンク５内と連通している。
【００２４】
この吐出穴には板バネからなる吐出弁３０が開閉可能に設けられ、吐出弁３０は、ポンプ室１３内が加圧状態となると開弁し、ポンプ室１３内の液体燃料が、吐出室３１に供給されるとともに、吐出管１０を通じて補助タンク５内へと供給され、また、ポンプ室１３内が減圧状態となると閉弁する逆止弁で構成され、吐出室３１からポンプ室１３へと液体燃料が逆流することを抑止している。なお、吐出弁３０は、板バネ以外にも、吐出穴を開閉することができれる任意の部材で構成することができる。
【００２５】
また、吐出室３１の第３ケース１１ｃ側には第２調整室３５が形成され、予備ダイアフラム２６により、吐出室３１と第２調整室３５間が区画されている。
【００２６】
第２調整室３５と予備ダイアフラム２６を設けたことにより、ポンプ室１３内が加圧状態から減圧状態となった際に、吐出弁３０の閉動作を早期に行い、ポンプ室１３の圧力変化に対する追従性を良くするようになっている。
【００２７】
なお、補助タンク５内における液体燃料の液面の高さが所定以上の場合には、フロート５ｂにより吐出管１０の端部は、ポンプ室１３内の燃料供給用ダイアフラム１４により生じる最大の圧力より高い所定の圧力で閉塞されているため、ポンプ室１３から補助タンク５へは液体燃料が供給されないようになっている。
【００２８】
次に、脈動発生部１７について説明する。
【００２９】
脈動発生部１７は、図４，図５に示すように、エンジン３のヘッドカバー３ａと一体に形成されたケーシング４０を有し、ケーシング４０内には空間室４１が形成されている。空間室４１内には、エンジン３のロッカーアーム４３側とヘッドカバー３ａ側（図４の上下方向）へ往復運動するピストン４２が設けられている。ピストン４２におけるロッカーアーム４３側にはロッド４２ａが固設されている。
【００３０】
空間室４１におけるケーシング４０とピストン４２の間には変動室１８が形成され、この変動室１８は、連通管１６により燃料供給部２の作動室１２と連通している。摺動部材であるピストン４２が、変動室１８の軸方向（図４の上下方向）に往復運動することにより、変動室１８内の体積が変動するようになっている。空間室４１，変動室１８，ピストン４２の形状は任意に形成することができる。
【００３１】
ケーシング４０には気抜き穴４０ａが形成され、変動室１８内は大気と連通し、エンジン３の周囲の温度の変動により、変動室１８内の体積が影響を受けることを抑制するようになっている。なお、気抜き穴４０ａは設けなくてもよい。
【００３２】
ピストン４２はロッカーアーム４３側に所定以上移動しないように抑え板４５がヘッドカバー３ａの内周面に固設されている。また、ピストン４２は、付勢部材であるコイルばね４４により、ロッカーアーム４３側へ常に付勢されている。
【００３３】
ピストン４２のロッド４２ａは、ロッカーアーム４３におけるピストン４２側端部に当接するように設けられている。
【００３４】
これにより、ピストン４２は、エンジン３の回転に応じて往復運動するロッカーアーム４３におけるピストン４２側端部が、空間室４１側へ移動した際に、ロッド４２ａが図４の上方に押され、ピストン４２が図４の上方へ移動し、また、ロッカーアーム４３におけるピストン４２側端部が、エンジン３のシリンダー３ｂ側へ移動した際には、コイルばね４４により、抑え板４５側に移動するようになっている。
【００３５】
このように、ピストン４２は、エンジン３が運転状態の間は、エンジン３の回転に応じて、往復運動するようになっている。
【００３６】
エンジン３が運転状態の間は、ピストン４２の往復運動により、変動室１８内の体積が変動することで変動室１８内の圧力が変動し、空気脈動が発生する。この発生した脈動は、連通管１６を通じて、燃料供給部２の作動室１２内に伝達し、作動室１２内に減圧状態と加圧状態を交互に繰り返し生じ、燃料供給用ダイアフラム１４が撓み振動するようになっている。この燃料供給用ダイアフラム１４の撓み振動により、ポンプ室１３内には、加圧状態と減圧状態が交互に繰り返し生じ、燃料供給部２は、燃料タンク４内の液体燃料を補助タンク５に供給する。
【００３７】
上記の構成により、本発明の燃料供給装置１においては、エンジン３の運転中に変動室１８内に脈動を発生させることができるとともに、エンジン３の回転数が変化しても、常に、変動室１８内で発生させた脈動を利用して、作動室１２内に対して所定以上の圧力変動を生じさせ、燃料供給用ダイアフラム１４を撓み振動させ、ポンプ室１３内に加圧状態と減圧状態を交互に繰り返し生じさせることで、燃料タンク３内の燃料を補助タンク５へと供給することができる。
【００３８】
また、変動室１８内で生じた脈動を用いて、直接燃料供給用ダイアフラム１４を振動させるため、上記従来技術の燃料供給装置と比較して、燃料供給部２の構造を簡略化できるとともに、小型化、軽量化、製造コストの低減を図ることができる。
【００３９】
また、ピストン４２は、エンジン３の回転に応じて、燃料供給用ダイアフラム１４が撓み振動できるだけの脈動を発生させることができればよいため、変動室１８内の体積を変化を大きく設定する必要がなく、脈動発生部１７を小型化できるとともに、エンジン３やロッカーアーム４３に与える影響を小さく抑え、エンジン出力の一部がロスすることを低く抑えることができる。
【００４０】
また、本発明の燃料供給部２は、その作動室１２内と排気通路１８内とを連通することができれば、エンジン３に対して、任意の位置に設置することができ、従来技術のものと比較して、設置レイアウトの自由度を向上することができる。
【００４１】
また、燃料供給部２を、エンジン３からの熱影響を受けることが少ない位置に設置することができるため、燃料供給部２へのエンジン３からの熱影響を、上記従来技術の燃料供給装置より低く抑えることができ、燃料タンク４内の液体燃料を補助タンク５に安定して供給することができる。
【００４２】
なお、本発明の燃料供給部２は、４サイクルエンジン以外においても、燃料噴射部を有する２サイクルエンジン等の内燃機関に用いることができ、特に、エンジン３に対して、燃料タンク３を取外すことができる、船外機などの汎用エンジンに対して好適に用いることができる。
【００４３】
また、本発明を、燃料噴射部を有するエンジンに燃料供給装置１を適用したが、気化器を有するエンジンに適用し、燃料供給部２により、燃料タンク３内の液体燃料を気化器のフロート室に供給し、このフロート室を被燃料供給部としてもよい。
【００４４】
［実施例２］
上記実施例１においては、脈動発生部１７のケーシング４０を、エンジン３のヘッドカバー３ａと一体に形成したが、図６に示すように、脈動発生部１７のケーシング４０Ａを、エンジン３のヘッドカバー３ａとは別部品で形成し、これらを組付けてもよい。
【００４５】
その他の構造は、上記実施例１と同様であるのでその説明を省略する。
【００４６】
本実施例２においても、上記実施例１と同様の作用、効果を奏する。
【００４７】
［実施例３］
上記実施例１では、ピストン４２は、ロッカーアーム４３に連結しないとともに、ロッカーアーム４３の動きとコイルばね４４により、ピストン４２を往復運動するようにしたが、図７に示すように、ピストン４２Ａにおけるロッド４２ａのエンジン３のシリンダー３ｂ側（図７の下側）端部４２ｂを、ロッカーアーム４３におけるピストン４２側端部に回動可能に連結し、コイルばね４４を用いることなく、ロッカーアーム４３の往復運動に応じて、ピストン４２が往復運動するようにしてもよい。
【００４８】
その他の構造は、上記実施例１，２と同様であるのでその説明を省略する。
【００４９】
本実施例３においても、上記実施例１，２と同様の作用、効果を奏する。
【００５０】
［実施例４］
上記実施例１〜３においては、ロッカーアーム４３の往復運動を利用してピストン４２を往復運動し、変動室１８内の体積を変動させて脈動を発生するようにしたが、ロッカーアーム４３の往復運動を利用して、変動室１８内の体積を変動させて脈動を発生するようにすればよく、変動室１８内の体積を変動させる方法は任意の方法を用いることができる。
【００５１】
例えば、図８，図９に示すように、脈動発生用ダイアフラム５０を、抑え金具５１，５２で挟持し、連結金具５３により脈動発生用ダイアフラム５０と抑え金具５１，５２を連結させ、この連結金具５３を、ロッカーアーム４３の往復運動に応じて、図８，図９の上下方向に往復運動させることで、脈動発生用ダイアフラム５０を撓み振動させ、変動室１８内の体積を変動させて脈動を発生するようにしてもよい。
【００５２】
連結金具５３と、ロッカーアーム４３は、上記実施例１のように連結しないように構成してもよいし、上記実施例３のように、連結金具５３にロッド５３ａを固設し、このロッド５３ａの一方の端部と、ロッカーアーム４３とを回動可能に連結するようにしてもよい。ロッド５３ａとロッカーアーム４３が非連結の適用例を図８に示し、ロッド５３ａとロッカーアーム４３を連結した適用例を図９に示す。
【００５３】
その他の構造は、上記実施例１〜３と同様であるのでその説明を省略する。
【００５４】
本実施例４においても、上記実施例１〜３と同様の作用、効果を奏する。
【００５５】
［実施例５］
上記実施例１〜４においては、ロッカーアーム４３の往復運動を利用して、変動室１８内の体積を変動させて脈動を発生するようにしたが、エンジン３の回転数に応じて、変動室１８内の体積を変動させて脈動を発生することができれば、任意の方法を用いて行うことができ、例えば、カムシャフトの回転に応じて、ピストン４２を往復運動させたり、脈動発生用ダイアフラム５０を撓み振動させることにより、変動室１８内の体積を変動させて脈動を発生するようにしてもよい。
【００５６】
その他の構造は、上記実施例１〜４と同様であるのでその説明を省略する。
【００５７】
本実施例５においても、上記実施例１〜４と同様の作用、効果を奏する。
【符号の説明】
【００５８】
１  燃料供給装置
３  エンジン
４  燃料タンク
５  被燃料供給部
１２  作動室
１３  ポンプ室
１４  ダイアフラム
１７  脈動発生部
１８  変動室
４０ａ  気抜き穴
【図１】
2019183790.tif 000003
【図２】
2019183790.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019183790.tif 000009
【図８】
2019183790.tif 000010
【図９】
2019183790.tif 000011
【図１０】
2019183790.tif 000012