(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクと燃料噴射装置との間に配設され上記燃料タンクの燃料を吸入孔を介して導入すると共に吐出孔を介して上記燃料噴射装置に供給する燃料供給装置において、
上記燃料供給装置は、シリンダおよび吸入孔を有するシリンダブロックと、上記シリンダ内を移動するピストンと、上記シリンダと吸入孔間を連通する吸入溝と上記吐出孔とを有するプレートと、上記吸入溝の吸入孔出口側に設けられ上記吸入孔を開閉する吸入弁体を有する吸入弁板と、上記吐出孔の出口側に設けられ上記吐出孔を開閉する吐出弁体を有する吐出弁板と、上記吸入孔から吸入溝を通り吐出孔に至る燃料通路であって、シリンダとピストンとで形成される空間と上記吐出孔との間の上記プレートを貫通して設けられたオリフィスとからなり、上記オリフィスの断面積Ｓ２は前記吸入溝の断面積Ｓ１より小さくしたことを特徴とする燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃料タンクの燃料を燃料噴射装置に供給する燃料供給装置に関し、特に、ピストン式ポンプを使用して燃料タンクと燃料噴射装置との間の配管に搭載できるインライン式燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化などの環境問題から、ガソリンエンジンへの燃費および排ガスに対する規制が厳しくなってきている。近年では、小型二輪などの小型排気量エンジンにも規制が行われつつあり、このような背景の中、四輪自動車や二輪自動車のエンジンへの燃料供給システムを、キャブレタを用いた従来の機械式のものから、エンジンの低燃費化、及び排ガスのクリーン化を目的として、電子制御化、つまりＦＩ（ＦｕｅｌＩｎｊｅｃｔｉｏｎ）化することが要求されている。
【０００３】
自動車、中大型二輪などでは、燃料タンク内に設置するインタンク式燃料供給装置が採用されている。しかし、小排気量のエンジンの場合、燃料タンクの容量が小さいので、インタンク式燃料供給装置を搭載するには、燃料タンクの大幅なレイアウトの見直しが必要となる。そこで、小排気量エンジンのＦＩ化には、燃料タンクと燃料噴射装置との間の配管に搭載できる小型、軽量のインライン式燃料供給装置が望まれている。
【０００４】
そして、インライン式燃料供給装置は、燃料タンク内の燃料を自吸する必要があることから、自吸性能に優れるピストン式ポンプが提案されている。
出願人は、このような燃料タンクと燃料噴射装置との間にインライン配置されたピストン式ポンプにおいて、シリンダと吸入孔とを連通する吸入溝の上記吸入孔を開閉する吸入弁体の背部に溝浅部を形成することにより、増圧室でのベーパの発生を抑制し、増圧室内容積比の規定により増圧室内で発生したベーパの排出性能を向上することを提案した。（特許文献１を参照）
【０００５】
しかしながら、特許文献１のものは、吸入側と吐出側の流体抵抗で考えると、吐出側の方が抵抗が小さく、吐出側へ先に圧力が伝達される傾向がある。このため、例えば燃料温度の上昇により増圧室内でベーパが発生した場合、圧力伝達が緩慢となり吸入弁体への圧力伝達が遅れ、吸入弁体の開弁遅れが生じる。この結果、燃料吸入量が減少しポンプの吐出流量が減少するという問題があった。
【０００６】
また、燃料供給装置の吐出流量を増加させるためにモータの回転速度を高くすると、ピストンの移動速度が上昇し、ピストンの吸入工程において発生する増圧室内のベーパの発生量が多くなる傾向がある。特許文献１のものでは、増圧室内で発生する多量のベーパが吸入弁体への圧力伝達を更に緩慢とし、吸入弁体の開弁遅れが生じることにより燃料吸入量が減少しポンプの吐出流量が低下する問題があることが分った。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２５０１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、吸入弁体から吐出孔に至る燃料通路を改良することにより、吐出側の抵抗を常に吸入側の抵抗より大きくなるように構成し、増圧室内でベーパが発生しても吸入弁体の開弁遅れが生じ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ものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る燃料供給装置は、燃料タンクと燃料噴射装置との間に配設され上記燃料タンクの燃料を吸入孔を介して導入すると共に吐出孔を介して上記燃料噴射装置に供給する燃料供給装置において、
上記燃料供給装置は、シリンダおよび吸入孔を有するシリンダブロックと、上記シリンダ内を移動するピストンと、上記シリンダと吸入孔間を連通する吸入溝と上記吐出孔とを有するプレートと、上記吸入溝の吸入孔出口側に設けられ上記吸入孔を開閉する吸入弁体を有する吸入弁板と、上記吐出孔の出口側に設けられ上記吐出孔を開閉する吐出弁体を有する吐出弁板と、上記吸入孔から吸入溝を通り吐出孔に至る燃料通路であって、シリンダとピストンとで形成される空間と上記吐出孔との間の上記プレートを貫通して設けられたオリフィスとからなり、上記オリフィスの断面積Ｓ２は前記吸入溝の断面積Ｓ１より小さくしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に係る燃料供給装置によれば、オリフィスを設けることにより吐出側の抵抗を常に吸入側の抵抗より大きくなるよう維持できるので、増圧室内でベーパが発生しても吸入弁体の開弁遅れが生じることがなく、吸入弁体への圧力伝達を向上し、吐出流量の低下や吸入弁体の応答性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１に係る燃料供給装置を有する燃料供給システムの構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る燃料供給装置の断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る燃料供給装置の増圧部の要部拡大断面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ矢視正面図を示したものである。
【図５】図３Ｃ−Ｃ矢視断面を示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る燃料供給装置を有する燃料供給システムの構成図であり、図２はこの発明の実施の形態１に係る燃料供給装置の断面構造図であり、図３は図２の増圧部の主要部Ｘの拡大図である。
【００１３】
まず、燃料供給システム１の主な構成について説明する。図１において、燃料供給システム１は、燃料タンク２と、燃料タンク２の外部で低圧配管３を介して燃料タンク２に接続された燃料供給装置１０と、高圧配管４を介して燃料供給装置１０に接続され、燃料供給装置１０から供給された燃料を噴射する燃料噴射装置６と、高圧配管４と燃料タンク２を接続する連絡配管８のラインに配設された燃料圧力調整装置９と、燃料供給装置１０から燃料噴射装置６への燃料供給と燃料噴射装置６からの燃料の噴射タイミングを制御する駆動制御部７とから構成されている。
【００１４】
そして、燃料供給装置１０は、燃料噴射装置６に高圧の燃料を供給するための燃料ポンプ３０などがハウジング１１に対して一体に設けられている。なお、駆動制御部７は、燃料ポンプ３０の駆動制御を行うためのもので、ピストンの往復運動速度を調整して燃料噴射装置６への燃料の供給を制御する。
【００１５】
また、燃料圧力調整装置９は、高圧配管４内の燃料圧力と燃料タンク２の燃料圧力の差が規定値より大きくなると、高圧配管４と燃料タンク２との間を連通し、高圧配管４内の燃料を燃料タンク２に戻すように動作する。つまり、燃料噴射装置６に供給される燃料圧力が、燃料圧力調整装置９によって所定値に調整される。
【００１６】
次いで、図２により燃料供給装置１０の詳細について説明する。
図において、ハウジング１１は先に説明したように燃料タンク２と燃料噴射装置６との間の燃料配管中に配置され、燃料タンク２に連通する略円筒状の吸入通路１２（図１の３に相当）と、燃料噴射装置６に連通する吐出通路１３(図１の４に相当)と、燃料圧力調整装置９に連通する燃料戻し通路１４（図１の８に相当）とを外部との燃料伝達の手段として有している。ハウジング内部には燃料ポンプ部３０が形成され、モータ等からなる駆動部１５により駆動されるようになっている。
【００１７】
燃料ポンプ３０には、燃料の自吸性能に優れる容積型のアキシャルピストンポンプが用いられている。また、燃料ポンプ３０は、燃料溜め室１６内にモータシャフト１７の一端が挿入され、シャフト１７の回転に連動して回転する斜板１８を備えている。この斜板１８にはシリンダブロック１９内に穿孔されたシリンダ２６(図３を参照)に摺動自在に貫入されているピストン２０の一端が当接されている。
【００１８】
また、シリンダブロック１９には圧力調整装置９が内蔵され、高圧燃料通路２４を形成するケーシング２１との間に増圧部Ｘが形成されている。
増圧部Ｘは、図３にその拡大図が示されているとおり、シリンダブロック１９のシリンダ２６の開口側に配設され、後に詳しく説明する燃料通路を構成するプレート２２と、シリンダブロック１９とプレート２２との間に挟持、保持された吸入弁板２３と、プレート２２とケーシング２１の高圧燃料通路２４との間に挟持、保持された吐出弁板２９と、を備えている。
【００１９】
また、プレート２２は、シリンダブロック１９と吸入弁板２３を介して相対する面にシリンダ２６と吸入孔２５とを連通するように凹設された吸入溝２７と、シリンダ２６と相対する吸入溝２７内の部位に穿設された吐出孔２８とを有している。なお、吸入溝２７の深さ方向は、プレート２２の厚み方向に一致している。
【００２０】
吸入弁板２３は、弾性を有する金属材料の薄板を用いて構成された円盤状の吸入弁板２３と、吸入弁板２３の内側で吸入孔２５と相対する位置に構成された吸入弁体２３aを有している。
吸入弁板２３は、以下に説明する増圧室４０と吸入孔２５との間の圧力差に応じてシリンダブロック１９の吸入孔２５側の端面に接離し、吸入孔２５を開閉するようになっている。
【００２１】
増圧室４０は、ピストン２０とシリンダ２６、吐出孔２８、及び吸入溝２７で画成される空間で構成される。また、吐出弁板２９は、弾性を有する金属材料を用いて円盤状に形成され、吐出孔２８に相対する位置に配置され、かつ、吐出弁板２９の厚み方向に変位可能に構成された吐出弁体２９aを有している。
【００２２】
ここで、高圧燃料通路２４は、吐出孔２８と相対する部位を含み、吐出孔２８と高圧配管４（図１を参照）とを連通するようにケーシング２１に凹設されている。そして、吐出弁体２９aは、増圧室４０と高圧燃料通路２４との間の圧力差に応じてプレート２２の吐出孔２８側の端面に接離して、吐出孔２８を開閉するようになっている。
【００２３】
ピストン２０はその一端側が前述したようにシリンダ２６に挿入され、シリンダ２６の孔方向に沿って摺動可能となっているが、ピストン２０の他端は、半球部２０ａで構成されており、半球部２０ａの曲面部側が斜板１８に向けられている。
さらに、付勢手段としてのスプリング３１がピストン２０の半球部２０ａ側とシリンダ２６との間に配設されている。このとき、スプリング３１の付勢力は、ピストン２０をシリンダ２６から抜き出す方向に働いており、半球部２０ａの曲面部は、斜板１８に押圧状態に当接している。
【００２４】
この発明の実施の形態１では、吸入孔２５から吸入溝２７を通り吐出孔２８に至る燃料通路となる吸入溝２７であって、シリンダ２６とピストン２０とで形成される空間に対抗する増圧室４０の一部と上記吐出孔２８との間にオリフィス５０を設けている。このオリフィス５０は、図３のＢ−Ｂ断面図である図４からその位置関係が理解されるように、プレート２２に穿孔される吐出孔２８の底部にこれと同心で極めて小さい貫通孔であって、これにより上記吐出孔２８と吸入溝２７とが連通されている。
【００２５】
次に、上記のように構成された燃料供給システム１における燃料噴射装置１０の燃料供給動作について図３により説明する。図３（Ａ）はポンプの吸入工程を、図３（Ｂ）は吐出工程をそれぞれ示している。
初期状態として燃料溜め室１６に燃料が充満されているものとする。モータ１５によりシャフト１７が回転されるのに連動して斜板１８が回転すると、ピストン２０は斜板１８の回転角度に応じて、上死点と下死点の間を往復移動する。
【００２６】
図３（Ａ）の吸入工程において、ピストン２０が下死点側へ移動すると増圧室４０内が負圧となり、吸入孔２５に張り付いている吸入弁体２３aの前後で圧力差が生じ、吸入弁体２３aがプレート２２側に開弁する。一方、吐出弁体２９aはピストン２０方向に力が生じ、閉弁した状態となる。
次に図３（Ｂ）の吐出工程においては、ピストン２０が上死点側へ移動すると増圧室４０内が正圧となり、吐出孔２８に張り付いている吐出弁体２９aの前後で圧力差が生じ、吐出弁体２９aがケーシング２１方向に開弁する。一方、吸入弁体２３aはピストン２０方向に力が生じ閉弁した状態となる。
【００２７】
そして、吸入弁体２３aによる吸入孔２５の塞口が解除されると、燃料は、吸入孔２５からシリンダ２６側に向かうように増圧室４０に流れ込むが、上記オリフィス５０の存在により燃料流路が絞られるためピストン２０直下の流体抵抗が大きくなり、吸入弁体２３aへの圧力伝達が速やかに行われる。
【００２８】
従って温度上昇や流量増大によってベーパが発生したとしても、上記オリフィス５０の存在により常に吐出側の抵抗を吸入側より大きく維持できるので、吸入弁体側への圧力伝達が従来のように緩慢となることがなく、吸入弁体の応答性、温度特性を向上し、吐出流量の低下を抑制することができる。
なお、上記オリフィス５０の断面積Ｓ２は吸入溝２７の断面積Ｓ１（図５を参照）より小さくすることで、確実に吐出側の抵抗を吸入側より大とすることができ、安定した圧力伝達を実現できる。
【符号の説明】
【００２９】
１   燃料供給装置、    ２  燃料タンク、    ６  燃料噴射装置、
１１  ハウジング、    １２   吸入通路、    １３   吐出通路、
１４   燃料戻し通路、 １５  駆動部、       １６  燃料溜め室、
１７  シャフト、      １８  斜板、         １９  シリンダブロック、
２０  ピストン、      ２１  ケーシング、   ２２  プレート、
２３  吸入弁板、      ２３a  吸入弁体、    ２４  高圧燃料通路、
２５   吸入孔、       ２６  シリンダ、     ２７  吸入溝、
２８  吐出孔、        ２９  吐出弁板、     ２９a  吐出弁体、
３０   ポンプ部、     ４０  増圧室、       ５０  オリフィス。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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