(57)【要約】【課題】プランジャポンプを含む燃料供給装置において、発生するベーパを効率良く排出し、又、ベーパにより燃料を冷却できるようにする。【解決手段】プランジャ１１２、プランジャ１１２を往復動自在に収容すると共にポンプ室Ｐを画定する筒体１１１、燃料の吸入を許容する吸入弁１２３、燃料の吐出を許容する吐出弁１２７を含み、燃料を吸入及び吐出するプランジャポンプ１１０に対して、吸入弁１２３の上流側においてフィルタ１５２を含む燃料溜め部１５０を一体的に設け、筒体１１１の排出口１２１ａと燃料溜め部１５０とを連通させる排出通路１７０ａを設けて、洩れる燃料又は発生したベーパを燃料溜め部１５０に向けて排出するようにした。これにより、ベーパを効率良く排出でき、又、ベーパにより燃料溜め部内の燃料を冷却することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクから導かれる燃料を濾過するフィルタと、電磁力により所定方向に往復動するプランジャ、前記プランジャを往復動自在に収容すると共にポンプ室を画定する筒体、前記ポンプ室への燃料の吸入を許容する吸入弁、前記ポンプ室からの燃料の吐出を許容する吐出弁を含み、燃料を吸入及び吐出するプランジャポンプと、を備えた燃料供給装置であって、
前記プランジャポンプには、前記吸入弁の上流側において燃料を一時的に溜める燃料溜め部が一体的に設けられ、
前記筒体と燃料溜め部との間には、前記プランジャの外周から洩れる燃料又は発生したベーパを前記燃料溜め部に向けて排出する排出通路が設けられている、ことを特徴とする燃料供給装置。
【請求項２】
前記筒体は、前記プランジャの一端側に対向して形成されかつ前記吸入弁により開閉される吸入口と、前記プランジャの他端側に対向して形成されかつ前記排出通路に連通する排出口と、前記ポンプ室の内壁面に形成されかつ前記吐出弁により開閉される吐出口と、を有する、
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】
前記フィルタは、前記燃料溜め部内に配置されており、
前記燃料溜め部は、前記フィルタよりも上流側において、前記排出通路を連通させる開口部を有する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料供給装置。
【請求項４】
前記開口部には、前記排出通路を流れてきたベーパを分散させるための分散手段が設けられている、
ことを特徴とする請求項３記載の燃料供給装置。
【請求項５】
前記分散手段は、メッシュ状のフィルタからなる、
ことを特徴とする請求項４記載の燃料供給装置。
【請求項６】
前記プランジャポンプには、吐出された燃料の圧力を調整する燃圧レギュレータが一体的に設けられている、
ことを特徴とする請求項１ないし５いずれかに記載の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁駆動型のプランジャポンプを備えた燃料供給装置に関し、特に、エンジンあるいは車両用のヒータ等に燃料を供給するために適用される燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ヒータ等の燃焼器に燃料を供給する従来の燃料供給装置としては、図５に示すように、燃料タンク１内の燃料をフィードパイプ２によりフィルタユニット３に導き、濾過された燃料を電磁駆動型のプランジャポンプ４で吸入及び圧送し、燃焼器５に供給するものが知られている。
プランジャポンプ４は、図５に示すように、シリンダ４ａ内を往復動するプランジャ４ｂ、励磁用のコイル４ｃ、ヨーク４ｄ、プランジャ４ａを付勢するコイルスプリング（不図示）等を備え、プランジャ４ｂの前後に位置する空間の圧力差でチェックバルブを開閉させて燃料の吸入及び吐出を行うものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２１８０７６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようなプランジャポンプ４では、圧送の際にプランジャ４ｂの外周から上流側（後方）に向けて洩れ出る燃料が急激に減圧されて、又、通電時にコイル４ｃから発生する熱によりあるいはプランジャ４ｂの摺動による摩擦熱により燃料が加熱されて、連続的にベーパが発生する。
これら発生したベーパは、フィードパイプ２を通って燃料タンク１に戻される他に、その発生が連続的であるが故に、ポンプ室に吸引され燃料に混じって吐出される。その結果、特に雰囲気温度、燃料温度が高温の場合には、所望の吐出量又は吐出圧が得られず、燃料が安定して供給されなくなる。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、発生するベーパを効率良く排出でき、又、この発生するベーパを利用して燃料の冷却を行うことで、特に高温時のポンプ吐出性能を向上させることができる燃料供給装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の燃料供給装置は、燃料タンクから導かれる燃料を濾過するフィルタと、電磁力により所定方向に往復動するプランジャ、プランジャを往復動自在に収容すると共にポンプ室を画定する筒体、ポンプ室への燃料の吸入を許容する吸入弁、ポンプ室からの燃料の吐出を許容する吐出弁を含み、燃料を吸入及び吐出するプランジャポンプと、を備えた燃料供給装置であって、上記プランジャポンプには、吸入弁の上流側において燃料を一時的に溜める燃料溜め部が一体的に設けられ、上記筒体と燃料溜め部との間には、プランジャの外周から洩れる燃料又は発生したベーパを燃料溜め部に向けて排出する排出通路が設けられている、構成となっている。
【０００７】
この構成によれば、フィルタにより濾過された燃料は、燃料溜め部に一時的に溜められ、プランジャの往復動により吸入弁からポンプ室に吸入されかつ吐出弁から吐出される。この際に、プランジャの外周からプランジャの他端側空間に洩れ出た燃料又は発生したベーパは、排出通路を通って燃料溜め部に排出される。これにより、ベーパが燃料と共に吐出されるを防止でき、又、ベーパにより燃料溜め部内の燃料を冷却することができるため、特に高温時のポンプ吐出性能を向上させることができる。
また、燃料溜め部がプランジャポンプに一体的に設けられているため、外部雰囲気の影響を極力抑制しつつ、ベーパにより冷却された燃料を素早くポンプ室に導くことができる。
【０００８】
上記構成において、筒体は、プランジャの一端側に対向して形成されかつ吸入弁により開閉される吸入口と、プランジャの他端側に対向して形成されかつ排出通路に連通する排出口と、ポンプ室の内壁面に形成されかつ吐出弁により開閉される吐出口と、を有する、構成を採用できる。
この構成によれば、燃料溜め部、吸入口（吸入弁）、プランジャ、及び排出口が略直線的に配列されるように構成されるため、構成部品の集約化、装置の小型化を達成することができる。
【０００９】
上記構成において、フィルタは、燃料溜め部内に配置されており、燃料溜め部は、フィルタよりも上流側において排出通路を連通させる開口部を有する、構成を採用できる。
この構成によれば、フィルタを収容するための別個のケース（例えば、単体のフィルタユニットを形成するケース）及びこのケースとプランジャポンプとを接続する配管等を設ける必要がないため、装置を簡略化できる。また、筒体内において洩れ出た燃料及びベーパは、フィルタの上流側に設けられた開口部から燃料溜め部内に流れ込み、燃料はフィルタにより再び濾過されて吸入され、発生したベーパは、その気化により燃料を冷却しつつ、その浮力により燃料タンクに向けて排出される。
【００１０】
上記構成において、開口部には、排出通路を流れてきたベーパを分散させるための分散手段が設けられている、構成を採用できる。
この構成によれば、排出通路を流れてきたベーパは、分散手段により分散（微細化）されるため、燃料と接触する表面積が増加して燃料の冷却作用が高められ、又、燃料タンクへ向けてのベーパの排出効率も高められる。
【００１１】
上記構成において、分散手段は、メッシュ状のフィルタからなる、構成を採用できる。
この構成によれば、排出通路を流れてきたベーパは、メッシュ状のフィルタにより分散化（微細化）され、又、非作動時には、燃料タンク内に混入したゴミ等の異物が開口部から排出通路内に流れ込むのを防止できる。
【００１２】
上記構成において、プランジャポンプには、吐出された燃料の圧力を調整する燃圧レギュレータが一体的に設けられている、構成を採用できる。
この構成によれば、この装置がエンジン等の噴射ノズル（インジェクタ）と共に用いられる場合に、噴射前において燃圧の入口制御を行うことができる。また、燃圧レギュレータがプランジャポンプと一体的に設けられているため、プランジャポンプ、燃圧レギュレータ等をモジュール化して装置を小型化、簡略化でき、装置のインライン設置を容易に行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１ないし図４は、本発明に係る燃料供給装置の一実施形態を示すものであり、図１は装置がエンジンに適用された場合のシステム図、図２は装置の構造を示す断面図、図３は装置の一部を示す断面図、図４は装置の作用を説明するための模式図である。
【００１４】
このシステムは、図１に示すように、燃料タンク１０、燃料タンク１０よりも下方に配置されるエンジンＥに燃料を噴射するインジェクタ２０、燃料タンク１０とインジェクタ２０との間を接続するフィードパイプ３０，３０´、フィードパイプ３０，３０´の途中に配置された燃料供給装置１００、システムの制御を行う制御回路２００等を備えている。
【００１５】
燃料供給装置１００は、図１及び図２に示すように、燃料を吸入及び吐出するプランジャポンプ１１０、燃料を一時的に溜める燃料溜め部１５０、洩れ出た燃料及びベーパを燃料溜め部１５０に向けて排出する排出パイプ１７０、燃料の圧力を制御する入口制御型の燃圧レギュレータ１８０等により形成されている。
このように、装置１００は、プランジャポンプ１１０、燃料溜め部１５０、排出パイプ１７０、燃圧レギュレータ１８０を一体的に含むようにモジュール化されているため、全体として小型化、構造の簡略化が行え、インライン設置を容易に行うことができる。
【００１６】
プランジャポンプ１１０は、電磁駆動による容積型ポンプであり、図１及び図２に示すように、筒体の一部をなすシリンダ１１１、シリンダ１１１内を摺動して直線的に往復動するように配置された円柱状のプランジャ１１２、シリンダ１１１の外周に嵌合され磁路を形成するヨーク１１３，１１４、ヨーク１１３，１１４の周りに配置されるボビン１１５に巻回された励磁用のコイル１１６、コイル１１６の外周を覆うべく樹脂材料等により成形されたケース１１７、ケース１１７の周りに取り付けられ磁路を形成するブラケット１１８及び掛止プレート１１９、ボビン１１５とブラケット１１８との間に配置されたウエーブワッシャ１２０等を備えている。
【００１７】
図２に示すように、筒体の端部を画定するヨーク１１３の端部には、端面壁１１３ａが形成され、端面壁１１３ａには嵌合孔１１３ａ´が形成され、嵌合孔１１３ａに対して排出口１２１ａを画定するコネクタパイプ１２１が連結されている。端面壁１１３ａとプランジャ１１２との間にはリターンスプリング１２２が配置されている。
【００１８】
図２に示すように、ヨーク１１４の端部には、吸入口１２３ａを画定すると共に筒体の一部をなす通路部材１２３が嵌合されている。通路部材１２３は、吸入口１２３ａを開閉する吸入弁１２４を保持すると共に燃料の流れを許容する保持部材１２５を有する。保持部材１２５は、吸入弁１２４をスプリング１２４ａにより閉じ方向に付勢した状態で保持している。保持部材１２５とプランジャ１１２との間には、リターンスプリング１２２が配置されている。
そして、吸入弁１２４とプランジャ１１２との間には、燃料の吸入及び吐出を行うためのポンプ室Ｐが画定されている。
【００１９】
すなわち、筒体（シリンダ１１１、ヨーク１１３、通路部材１２３）には、プランジャ１１２の一端側に対向する位置において吸入弁１２４により開閉される吸入口１２３ａ、プランジャ１１２の他端側に対向する位置において後述する排出通路１７０ａに連通する排出口１２１ａ、ポンプ室Ｐの内壁面において吐出弁１２７により開閉される吐出口１２６ａが、それぞれ形成されている。
このように、燃料溜め部１５０、吸入口１２３ａ（吸入弁１２４）、プランジャ１１２、及び排出口１２１ａが、プランジャ１１２の往復動方向に略直線的に配列されるように形成されているため、構成部品の集約化、装置の小型化を達成することができる。
【００２０】
図２に示すように、通路部材１２３の内壁面には、プランジャ１１２の往復動方向に対して垂直方向に伸長すると共に吐出口１２６ａを画定する吐出通路１２６が形成されている。そして、吐出通路１２６には、吐出口１２６ａを開閉する吐出弁１２７を保持すると共に燃料の流れを許容する保持部材１２８が配置され、保持部材１２８は、吐出弁１２７をスプリング１２７ａにより閉じ方向に付勢した状態で保持している。
【００２１】
燃料溜め部１５０は、図２に示すように、吸入弁１２４に隣接する上流側の位置において、通路部材１２３に嵌合され吸入口１２３ａに連通する開口部１５１ａを有するケース１５１、ケース１５１内に配置され開口部１５１ａを覆うと共にベーパ排出弁１５２ａを有するメッシュ状のフィルタ１５２、ケース１５１の上端に設けられフィードパイプ３０を接続するコネクタパイプ１５１ｂ、ケース１５１の上方側壁に設けられ開口部１５１ｃ´を画定するコネクタパイプ１５１ｃ、フィルタ１５２の上方において開口部１５１ｃ´を覆うように配置された分散手段としてのメッシュ状のフィルタ１５５等を備えている。
【００２２】
そして、図２に示すように、コネクタパイプ１２０とコネクタパイプ１５１ｃとには、排出パイプ１７０が接続されている。排出パイプ１７０は、プランジャ１１２の外周から洩れた燃料又は発生したベーパを燃料溜め部１５０（ケース１５１）に向けて排出する排出通路１７０ａを画定する。
【００２３】
したがって、プランジャ１１２の外周から洩れ出た燃料及び発生したベーパは、排出口１２１ａから排出通路１７０ａを通って、フィルタ１５２の上流側に位置する開口部１５１ｃ´からケース１５１内に流れ込む。そして、燃料はフィルタ１５２により再び濾過されてポンプ室Ｐに吸入される。一方、発生したベーパは、その気化により燃料を冷却しつつ、自らの浮力によりフィードパイプ３０を通って燃料タンク１０に排出される。
【００２４】
ここで、開口部１５１ｃ´に、ベーパを分散させるためのメッシュ状のフィルタ１５５が配置されているため、図４（ａ），（ｂ）に示すように、排出通路１７０ａを流れてきたベーパは、フィルタ１５５により分散（微細化）される。それ故に、燃料と接触する表面積が増加して、燃料の冷却作用が高められ、又、燃料タンク１０へ向けてのベーパの排出効率も高められる。さらに、非作動時には、燃料タンク１０内に混入したゴミ等の異物が開口部１５１ｃ´から排出通路１７０ａ内に流れ込むのを防止できる。
【００２５】
また、ここでは、フィルタ１５２が燃料溜め部１５０（ケース１５１）内に配置されているため、従来のように単体のフィルタユニット３を採用する場合に比べて、別個のケース及びこのケースとプランジャポンプ１１０とを接続する配管等が不要になり、その分だけ装置を簡略化できる。
【００２６】
レギュレータ１８０は、図２に示すように、吐出弁１２７の下流側において、通路１８１を開閉する調整弁１８２、調整弁１８２を閉じ方向に付勢するスプリング１８２ａ、フィードパイプ３０´を接続するコネクタパイプ１８３により画定される通路１８３内の圧力と外気圧力との差圧により作動するダイヤフラム１８４及びスプリング１８４ａ等により形成されている。
【００２７】
すなわち、通路１８３ａ内の圧力が所定レベル以下に下がると、ダイヤフラム１８４が調整弁１８２のニードル１８２´に当接して、スプリング１８２ａの付勢力に抗して調整弁１８２を開弁させる。これにより、上流側の燃料が、通路１８１を通って通路１８３ａに流れ出て、噴射ノズル２０に供給される。
そして、通路１８３ａ内の燃料の圧力が所定レベル以上になると、その圧力によりダイヤフラム１８４が作動して、調整弁１８２を閉弁させる。
【００２８】
このように、プランジャポンプ１１０と一体的に燃圧レギュレータ１８０が設けられてモジュール化されているため、この装置１００がエンジンＥのインジェクタ２０と共に用いられる場合に、燃圧の入口制御を行うことができるのは勿論のこと、装置１００を小型化、簡略化でき、インライン設置を容易に行うことができる。
【００２９】
制御回路２００は、図１に示すように、種々の演算処理を行うと共に制御信号を発する制御部２０１、プランジャポンプ１１０を駆動する駆動回路２０２、エンジンＥの状態（例えば、エンジン回転数、水温、吸気温度、吸気圧力等）を検出するセンサ２０３、センサ２０３の出力信号を検出する検出回路２０４、種々の制御マップ等が記憶された記憶部２０５等により形成されている。
【００３０】
次に、この装置の動作について説明すると、先ず、コイル１１６への通電により発生する電磁力により、プランジャ１１２が図２中の右向きに移動すると、圧力差によりスプリング１２４ａの付勢力に抗して吸入弁１２４が開弁し、フィルタ１５２で濾過された燃料溜め部１５０内の燃料が、吸入口１２３ａから吸入されてポンプ室Ｐに流れ込む。
【００３１】
そして、コイル１１６への通電が断たれると、プランジャ１１２が停止して吸入弁１２４が閉弁すると同時に、リターンスプリング１２２の付勢力により、プランジャ１１２は逆向き（図２中の左向き）に移動してポンプ室Ｐ内の燃料を圧縮する。そして、燃料が所定の圧力を超えて圧縮されると、スプリング１２７ａの付勢力に抗して吐出弁１２７が開弁し、吐出口１２６ａから圧縮された燃料が吐出される。その後、リターンスプリング１２２の付勢力がバランスしたところで、プランジャ１１２が停止する。
【００３２】
そして、吐出口１２６ａから燃圧レギュレータ１８０に流れ込んだ燃料は、圧力が調整されつつ、インジェクタ２０に供給され、エンジンＥに向けて所定のタイミングで噴射される。
尚、上記動作は、プランジャ１１２が１回往復動した場合の基本動作について説明したが、通常の動作においては、プランジャ１１２が連続的に往復動されることにより、その移動ストロークに応じた所定の容積の燃料が、連続して吸入及び圧送される。
【００３３】
ところで、プランジャ１１２の連続的な吸入及び吐出動作において、プランジャ１１２の外周から洩れ出た燃料及び発生したベーパは、排出口１２１ａから排出通路１７０ａを通って燃料溜め部１５０（ケース１５１）内に導かれる。このとき、ベーパは、フィルタ１５５により分散（微細化）されて燃料を効率良く冷却しつつ、フィードパイプ３０を通って燃料タンク１０に排出される。一方、燃料は、燃料溜め部１５０内の燃料と混じって冷却されつつ、再びフィルタ１５２により濾過されて吸入口１２３ａからポンプ室Ｐに吸入される。
また、フィルタ１５２内において発生したベーパは、その浮力によりベーパ排出弁１５２ａを開弁させてフィルタ１５２の外部に流れ出て、フィードパイプ３０を通り燃料タンク１０に排出される。
【００３４】
上記実施形態においては、燃料を濾過するフィルタ１５２を燃料溜め部１５０内に配置する構成を示したが、これに限定されるものではなく、従来のように別個のフィルタユニットを設け、プランジャポンプ１１０と燃料溜め部１５０とを一体的に形成し、排出口１５１ｃ´を燃料溜め部１５０に連通させる排出通路１７０ａを設ける構成においても、前述同様に、発生したベーパを効率良く排出させることができ、又、ベーパにより燃料を冷却することができる。
【００３５】
上記実施形態においては、プランジャポンプ１１０に対して燃圧レギュレータ１８０を一体的に設ける構成を示したが、これに限定されるものではなく、燃圧レギュレータ１８０を別体に形成しても、前述同様に、発生したベーパを効率良く排出させることができ、又、ベーパにより燃料を冷却することができる。
【００３６】
上記実施形態においては、ベーパを分散させる分散手段として、メッシュ状のフィルタ１５５を採用したが、これに限定されるものではなく、ケース１５１に格子状の構造を一体的に形成してもよく、又、ベーパの塊を分散（微細化）できるものであれば、その他の構成を採用することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の燃料供給装置によれば、プランジャポンプには、吸入弁の上流側において燃料を一時的に溜める燃料溜め部が一体的に設けられ、筒体と燃料溜め部との間には、プランジャの外周から洩れる燃料又は発生したベーパを燃料溜め部に向けて排出する排出通路が設けられているため、プランジャの外周から洩れ出た燃料又は発生したベーパは、排出通路を通って燃料溜め部に排出される。これにより、ベーパが燃料と共に吐出されるを防止でき、又、ベーパにより燃料溜め部内の燃料を冷却することができるため、特に高温時のポンプ吐出性能を向上させることができる。
また、燃料溜め部がプランジャポンプに一体的に設けられているため、外部雰囲気の影響を極力抑制しつつ、ベーパにより冷却された燃料を素早くポンプ室に導くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る燃料供給装置をエンジンの燃料供給システムに採用したシステム図である。
【図２】燃料供給装置の一実施形態を示す断面図である。
【図３】燃料供給装置の一部を示す断面図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は燃料供給装置の作用を説明するための模式図である。
【図５】従来の燃料供給装置を示すシステム図である。
【符号の説明】
Ｅ  エンジン
１０  燃料タンク
２０  インジェクタ
３０，３０´  フィードパイプ
１００  燃料供給装置
１１０  プランジャポンプ
１１１  シリンダ（筒体）
１１２  プランジャ
１１３  ヨーク（筒体）
１１４  ヨーク
１１６  コイル
１２１  コネクタパイプ
１２１ａ  排出口
１２２  リターンスプリング
１２３  通路部材（筒体）
１２３ａ  吸入口
１２４  吸入弁
１２４ａ  スプリング
１２５  保持部材
１２６  吐出通路
１２６ａ  吐出口
１２７  吐出弁
１２７ａ  スプリング
１２８  保持部材
１５０  燃料溜め部
１５１  ケース
１５１ａ  開口部
１５１ｂ，１５１ｃ  コネクタパイプ
１５１ｃ´  開口部
１５２  フィルタ
１５２ａ  ベーパ排出弁
１５５  フィルタ（分散手段）
１７０  排出パイプ
１７０ａ  排出通路
１８０  燃圧レギュレータ
１８１  通路
１８２  調整弁
１８２ａ  スプリング
１８３  コネクタパイプ
１８３ａ  通路
１８４  ダイヤフラム
１８４ａ  スプリング
２００  制御回路
２０１  制御部
２０２  駆動回路
２０３  センサ
２０４  検出回路
２０５  記憶部
【図１】
2004316536.tif 000003
【図２】
2004316536.tif 000004
【図３】
2004316536.tif 000005
【図４】
2004316536.tif 000006
【図５】
2004316536.tif 000007