(57)【要約】【課題】雰囲気温度の関わらず空気室の内圧を一定に保ち、燃圧脈動の低減効果を確保する。【解決手段】本発明は、空気が密封された空気室６０１と、燃料が導入される燃料室６０２と、空気室６０１と燃料室６０２とを仕切る受圧部材６０３と、空気室６０１内に設けられ、受圧部材６０３を燃料室６０２側に付勢するスプリング６０５と、空気が密封された状態で、空気室６０１の容積を可変にする容積可変手段と、を有することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気が密封された空気室と、
燃料が導入される燃料室と、
前記空気室と前記燃料室とを仕切る受圧部材と、
前記空気室内に設けられ、前記受圧部材を前記燃料室側に付勢するスプリングと、
空気が密封された状態で、前記空気室の容積を可変にする容積可変手段と、
を有する燃料圧力脈動減衰装置。
【請求項２】
前記空気室を形成するハウジングの一部に弾性体を備え、
前記容積可変手段は、前記空気室の内圧変動に応じて、前記弾性体が大気側又は空気室側に変位することで、前記空気室内の内圧を一定に保つ
ことを特徴とする請求項１に記載の圧力脈動減衰装置。
【請求項３】
前記弾性体はダイアフラムである
ことを特徴とする請求項２に記載の圧力脈動減衰装置。
【請求項４】
前記受圧部材の剛性は、前記弾性体の剛性以上である
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の圧力脈動減衰装置。
【請求項５】
前記空気室を形成するハウジングに設けた筒形の保持器と、
前記保持器の内部に摺動可能に嵌合し、前記空気室を大気から区画する弾性体と、
前記弾性体が前記保持器から飛び出すことを防止し、前記保持器の径より小さい径の孔を有する前記保持器のカバーと、を備え、
前記容積可変手段は、前記空気室の内圧変動に応じて、前記弾性体が前記保持器の内部を大気側又は空気室側へ摺動することで、前記空気室内の内圧を一定に保つ
ことを特徴とする請求項１に記載の圧力脈動減衰装置。
【請求項６】
前記弾性体は耐ガソリン性を有する
ことを特徴とする請求項２から５のいずれか一つに記載の圧力脈動減衰装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧力脈動減衰装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンに燃料を供給する燃料配管内には、燃料ポンプ又はインジェクタの噴射により燃圧脈動が発生する。この燃圧脈動は燃料吐出量のバラツキの原因となり望ましくないので、これを低減するため、例えば特許文献１のような燃料ダンパが用いられている。
【特許文献１】２００４−２３２４７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前述した燃料ダンパは、燃料配管に連通する燃料室と、孔を通じて大気と連通する空気室との間に設けられたダイアフラムによって、燃料配管の燃圧脈動を低減する。空気室に設けられた大気連通孔には、移動栓が設けられる。ダイアフラム破損時には、この移動栓が流入してきた燃料によって力を受け、空気室の外方（大気側）に移動して大気連通孔を封じるようになっている。そのため、連続的に燃料が漏れ続けることはない。しかし、移動栓が大気連通孔を閉じるまでの期間は、多少なりとも大気連通孔から燃料が漏れる恐れがあった。
【０００４】
本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであり、ダイアフラム正常時は、空気室の内圧を一定に保つことで、雰囲気温度に関わらず、燃圧脈動の低減効果を確保する。そして、ダイアフラムが破損した場合も、燃料が漏れる恐れを解消することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、空気が密封された空気室と、燃料が導入される燃料室と、前記空気室と前記燃料室とを仕切る受圧部材と、前記空気室内に設けられ、前記受圧部材を前記燃料室側に付勢するスプリングと、空気が密封された状態で、前記空気室の容積を可変にする容積可変手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明では、空気が密封された状態で、空気室の容積を可変にする容積可変手段を有する。そのため、雰囲気温度の変化により空気室内の空気が膨張、収縮しても、それに応じて空気室の容積も変化する。したがって、空気室の内圧を一定に保て、雰囲気温度に関わらず、燃圧脈動の低減効果を確保できる。また、空気室は密封されているので、受圧部材が破損しても燃料が外部に漏れることはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面等を参照して本発明の実施形態について説明する。
【０００８】
（第１実施形態）
図１は本発明による圧力脈動減衰装置を設けた内燃機関の燃料供給装置の概略構成図である。
【０００９】
内燃機関の燃料供給装置は、燃料を貯蓄する燃料タンク１を有する。燃料タンク１には、燃料ポンプ２が内蔵される。燃料ポンプ２は、燃料タンク１内の燃料をくみ上げ、くみ上げた燃料を燃料配管３に圧送する。燃料配管３は、燃料タンク１とデリバリパイプ４とに接続している。燃料配管３に圧送された燃料は、デリバリパイプ４に導入される。デリバリパイプ４は、導入された燃料を各インジェクタ５に供給する。
【００１０】
インジェクタ５は、気筒ごとに設けられる。インジェクタ５の先端部は、図示しない吸気マニホールドに挿入される。インジェクタ５から噴射された燃料は、吸気マニホールド内を流れる吸気と混合し、図示しない燃焼室に吸入される。
【００１１】
インジェクタ５は、図示しないコントロールユニットからの駆動電流により、エンジン回転に同期したタイミングで開閉作動する。そして、その開弁期間がエンジン運転状態に応じて調節されることにより、燃料噴射量が制御される。
【００１２】
インジェクタ５に供給された燃料には、燃料ポンプ２によって、一定の圧力がかけられている。以下、この燃料にかけられた圧力を燃圧という。燃圧は、インジェクタ５が開弁して燃料が噴射されると下がる。インジェクタ５が閉弁すると、もとの一定の圧力に戻る。このように、各インジェクタ５の開閉動作に伴って、燃圧に変動が生じる。各インジェクタ５は所定のタイミングでそれぞれ燃料を噴射するため、この燃圧変動によって、燃料配管３やデリバリパイプ５の内部で燃圧脈動が発生する。この脈動は、車両のボディに振動として伝わって異音を発生させることがあり、運転者に不快感を与えるという問題がある。また、この脈動により、インジェクタ５に供給する燃料の圧力を一定に保てず、燃料噴射量にばらつきが生じるという問題がある。
【００１３】
そのため、インジェクタ５の燃料噴射に伴う燃圧脈動を抑制する燃料ダンパ６が、デリバリパイプ５に備えられる。
【００１４】
図２は、本発明の第１実施形態による燃料ダンパ６を示した図である。
【００１５】
燃料ダンパ６は、空気が密封されている空気室６０１と、デリバリパイプ５と連通する燃料室６０２とを備える。空気室６０１と燃料室６０２とは、受圧部材として機能するダイアフラム６０３（受圧部材）によって仕切られている。
【００１６】
空気室６０１は空気が密封された空間である。円筒形のハウジング６１０の一部には、空気室用ダイアフラム６０４（容積可変手段）が設けられる。空気室用ダイアフラム６０４は、空気室６０１の容積を可変にして、空気室６０１の内圧を一定に保つ機能を有する。
【００１７】
空気室用ダイアフラム６０４は、ハウジング６１０の上部のくぼみ６１２に形成した孔６１０ａのかしめ部分６１０ｂに固定される。空気室用ダイアフラム６０４は、耐ガソリン性を有するフッ素系のゴム等の膜である。そのため、空気室６０１内の雰囲気温度の上昇・下降に伴い、密封された空気が膨張・収縮すると、それに応じて空気室用ダイアフラム６０４が上下に変位する。したがって、雰囲気温度に関わらず、空気室６０１の内圧を一定に保つことができる。なお、空気室用ダイアフラム６０４は、耐ガソリン性を有する材質として、テフロン(登録商標）といったフッ素樹脂からなる膜でもよい。
【００１８】
空気室６０１には、スプリング６０５とその受け皿６０６が設けられる。スプリング６０５の一端は、受け皿６０６に固定される。スプリング６０５の他端は、ハウジング６１０の内壁面６１０ｃに固定される。スプリング６０５は、所定のセット長に設定され、受け皿６０６を燃料室６０２側へ押圧する。
【００１９】
燃料室６０２はデリバリパイプ５と連通している。したがって、燃料室６０２には、デリバリパイプ５から燃料が送り込まれる。そのため、インジェクタ５で発生した燃圧脈動は、デリバリパイプ５を介して、燃料室６０２にも伝達される。
【００２０】
空気室６０１と燃料室６０２とは、この燃圧脈動の受圧部材として機能するダイアフラム６０３によって仕切られている。円形のダイアフラム６０３は、その周囲がハウジング６１０、６１１のかしめ部分６１０ｄ、６１１ｄに固定される。ダイアフラム６０３は、弾性を有するゴム等からなる。そのため、ダイアフラム６０３は、燃圧脈動を受けて上下に変位し、振動する。基本的に燃圧は気圧よりも高いため、ダイアフラム６０３の剛性は、空気室ダイアフラム６０４の剛性よりも高いほうが望ましい。
【００２１】
ダイアフラム６０３は、バルブ６０７とそれに固定された受け皿６０６とに侠持された構造となっている。したがって、バルブ６０７と受け皿６０６は、ダイアフラム６０３と一体となって上下に変位し、振動する。上述したように、受け皿６０６はスプリング６０５から押圧力を受けている。すなわち、ダイアフラム６０３は、スプリング６０５によって、燃料室６０２側に押圧されている。そのため、燃圧脈動によるダイアフラム６０３の振動は、この押圧力によって抑制されることになる。
【００２２】
燃料室６０２には、ダイアフラム６０３の移動範囲を規制するストッパ６０８が設けられる。ストッパ６０８は円筒形のハウジング６１１に固定される。ダイアフラム６０３が燃圧を受けていない状態では、バルブ６０７の燃料室６０２側の端面６０７ａは、スプリング６０５の押圧力により、ストッパ６０８の端面６０８ａと当接している。これにより、ダイアフラム６０３の移動範囲が規制される。
【００２３】
次に、本発明の第１実施形態による燃料ダンパ６の作用について説明する。
【００２４】
インジェクタ５の燃料噴射によって発生した燃圧脈動は、デリバリパイプ５を介して、燃料室６０２に伝達される。燃料室６０２に伝達された燃圧脈動を受けて、ダイアフラム６０３は上下に変位し、振動する。
【００２５】
ここで、ダイアフラム６０３は受け皿６０６と一体に形成される。受け皿６０６はスプリング６０５から押圧力を受ける。すなわち、ダイアフラム６０３は、スプリング６０５によって、燃料室６０２側に押圧される。そのため、燃圧脈動によるダイアフラム６０３の振動は、このスプリング６０５の押圧力によって抑制される。これにより、燃料配管３やデリバリパイプ５の内部の燃圧脈動を低減することができる。
【００２６】
ところで、燃料ダンパ６は、常温時に最も効果的に燃圧脈動を低減できるように設計されている。すなわち、常温時における空気室６０１の内圧を基準として、ダイアフラム６０３の変位量が最も大きくなるように、スプリング６０５のセット長が決定される。なお、ここでいう常温とは、本発明による燃料ダンパ６が使用される地域によって変わるため、その地域ごとにスプリング６０５のセット長が決定される。
【００２７】
空気室６０１は密封された空間なので、空気室６０１内の雰囲気温度が常温と比較して上昇・下降すると、空気室６０１内の空気が膨張・収縮する。このとき、空気室６０１の容積が一定ならば、空気室６０１内の内圧も常温時の内圧と比較して上昇、下降する。このような空気室６０１内の内圧変動の結果、ダイアフラム６０３の変位量が常温時と比較して減少することになり、燃圧脈動の低減効果が十分に発揮できなくなる。
【００２８】
そこで本発明では、雰囲気温度に関わらず、空気室６０１の内圧を常温時の内圧に保つため、空気室６０１の容積を可変とする。具体的には、ハウジング６１０の一部に、空気室用ダイアフラム６０４を設けた。
【００２９】
図３は、空気室用ダイアフラム６０４の作用を説明する模式図であり、図２の燃料ダンパ６の空気室６０１の拡大図である。
【００３０】
図３（Ａ）は、常温時における空気室用ダイアフラム６０４の状態を表す。空気室用ダイアフラム６０４は、常温時には上下のどちらにも変位していない。
【００３１】
図３（Ｂ）は、空気室６０１内の雰囲気温度が、常温と比較して高い場合の空気室用ダイアフラム６０４の状態を表す。空気室６０１内の温度上昇に伴って、空気室６０１内の空気の体積が膨張する。それに応じて、空気室６０１内の内圧も上昇するため、空気室用ダイアフラム６０４は、常温のときと比較して、外側（大気側）に変位する。
【００３２】
図３（Ｃ）は、空気室６０１内の雰囲気温度が常温と比較して低い場合の空気室用ダイアフラム６０４の状態を表す。空気室６０１内の温度下降に伴って、空気室６０１内の空気の体積が減少する。それに応じて、空気室６０１内の内圧も下降するため、空気室用ダイアフラム６０４は、常温のときと比較して、内側（空気室６０１側）に変位する。
【００３３】
このように、雰囲気温度の変化に応じて、空気室６０１内の空気が膨張・収縮すると、空気室用ダイアフラム６０４が上下に変位する。その結果、雰囲気温度の変化に応じて空気室６０１の容積も変化するため、空気室６０１の内圧を一定に保つことができる。
【００３４】
以上説明したように、本発明の第１実施形態による燃料ダンパ６によれば、空気室６０１のハウジング６１０の一部に、空気室用ダイアフラム６０４を設けた。この空気室用ダイアフラム６０４は、耐ガソリン性を有するゴム等から形成される。そのため、雰囲気温度の変化に応じて、空気室６０１内の空気が膨張・収縮すると、空気室用ダイアフラム６０４が上下に変位する。その結果、雰囲気温度の変化に応じて空気室６０１の容積も変化するため、空気室６０１の内圧を一定に保つことができる。
【００３５】
したがって、空気室内の内圧変動に伴うダイアフラム６０３の変位量の減少を防ぐことができる。よって、雰囲気温度に関わらず、燃料ダンパ６は、燃圧脈動の低減効果を発揮することができる。また、現有の燃料ダンパの大きさを維持することができる。
【００３６】
また、空気室６０１は密封されているので、ダイアフラム６０３が破損して、空気室６０１に燃料が流入してきたとしても、その燃料が外部に漏れることはない。
【００３７】
（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態による燃料ダンパ２６を示した図である。第２実施形態による燃料ダンパ２６は、空気室６０１の内圧を一定に保つため、空気室６０１の内圧変動に応じて上下に移動する可動式の弾性体６２０とその保持器６２１とを配設した点で、第１実施形態と相違する。以下、その相違点について説明する。
【００３８】
なお、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を用いて重複する説明を適宜省略する。
【００３９】
第２実施形態による燃料ダンパ２６は、第１実施形態と同様に、空気が密封されている空気室６０１と、デリバリパイプ５と連通する燃料室６０２とを備える。空気室６０１と燃料室６０２とは、受圧部材として機能するダイアフラム６０３によって仕切られている。
【００４０】
空気室６０１のハウジング６１０の一部には、空気室６０１の内圧変動に応じて上下に移動する可動式の弾性体６２０（容積可変手段）の保持器６２１が設けられる。
【００４１】
弾性体６２０は、保持器６２１の内部に摺動可能に嵌合している。弾性体６２０は、耐ガソリン性を有するフッ素系のゴム等からなる。弾性体６２０は、通常は、常温時に保持器６２１の略中央に位置するように配設される。
【００４２】
保持器６２１は円筒形である。保持器６２１は、ハウジング６１０の上部のくぼみ６１２に形成した孔６１０ａに溶接固定される。保持器６２１は、スプリング６０５の軸心を通すように溶接される。保持器６２１の上面には、保持器の径より小さい孔６２１ａを有するカバー６２１ｃが一体に形成される。同様に、保持器６２１の下面には、孔６２１ａと同じ径の孔６２１ｂを有するカバー６２１ｄが一体に形成される。これにより、弾性体６２０は、保持器６２１に対して抜け止めされる。
【００４３】
孔６２１ａによって、保持器６２１の内部は大気と連通する。孔６２１ｂによって、保持器６２１の内部は空気室６０１と連通する。そのため、空気室６０１内の雰囲気温度の上昇・下降に伴い、密封された空気が膨張・収縮すると、それに応じて弾性体６２０が上下に移動する。すなわち、空気室６０１内の雰囲気温度が上昇すると、空気室６０１の内圧が上昇するため、弾性体６２０は空気室６０１側から力を受けて上（大気側）に移動する。一方、空気室６０１内の雰囲気温度が下降すると、空気室６０１の内圧が下降するため、弾性体６２０は大気側から力を受けて下（空気室６０１側）に移動する。したがって、雰囲気温度に関わらず、空気室６０１の内圧を一定に保つことができる。
【００４４】
図５は、弾性体６２０の作用を説明する模式図であり、図４の燃料ダンパ２６の空気室６０１側の拡大図である。
【００４５】
図５（Ａ）は、常温時における弾性体６２０の状態を表す。弾性体６２０は、常温時には保持器６２１の略中央に位置し、上下のどちらにも移動していない。
【００４６】
図５（Ｂ）は、空気室６０１内の雰囲気温度が、常温と比較して高い場合の弾性体６２０の状態を表す。空気室６０１内の温度上昇に伴って、空気室６０１内の空気の体積が膨張する。それに応じて、空気室６０１内の内圧も上昇するため、弾性体６２０は、常温のときと比較して、上側（大気側）に移動する。通常は、完暖後に、弾性体６２０が保持器６２１の上側の抜け止め６２１ｃに張り付くようになっている。
【００４７】
図５（Ｃ）は、空気室６０１内の雰囲気温度が常温と比較して低い場合の弾性体６２０の状態を表す。空気室６０１内の温度下降に伴って、空気室６０１内の空気の体積が減少する。それに応じて、空気室６０１内の内圧も下降するため、弾性体６２０は、常温のときと比較して、下側（空気室６０１側）に移動する。通常は、極低温時に、弾性体６２０が保持器６２１の下側の抜け止め６２１ｄに張り付くようになっている。
【００４８】
このように、雰囲気温度の変化に応じて、空気室６０１内の空気が膨張・収縮すると、弾性体６２０が上下に移動する。その結果、雰囲気温度の変化に応じて空気室６０１の容積も変化するため、空気室６０１の内圧を一定に保つことができる。
【００４９】
なお、弾性体６２０を、例えば、低温時に下側の抜け止め６２１ｃに張り付くようにするか、極低温時に下側の抜け止め６２１ｄに張り付くようにするか等は、本発明による燃料ダンパ６の使用される地域等によってセッティングする。
【００５０】
以上説明したように、本発明の第２実施形態による燃料ダンパ２６によれば、空気室６０１のハウジング６１０の一部に、空気室６０１の内圧変動に応じて上下に移動する可動式の弾性体６２０とその保持器６２１とを設けた。そのため、空気室６０１内の雰囲気温度が上昇すると、空気室６０１の内圧が上昇するため、弾性体６２０は空気室６０１側から力を受けて上（大気側）に移動する。一方、空気室６０１内の雰囲気温度が下降すると、空気室６０１の内圧が下降するため、弾性体６２０は大気側から力を受けて下（空気室６０１側）に移動する。その結果、雰囲気温度の変化に応じて空気室６０１の容積も変化するため、空気室６０１の内圧を一定に保つことができる。
【００５１】
したがって、空気室内の内圧変動に伴うダイアフラム６０３の変位量の減少を防ぐことができる。よって、雰囲気温度に関わらず、燃料ダンパ２６は、燃圧脈動の低減効果を発揮することができる。
【００５２】
ダイアフラム６０３は、材質強度の低下する高温時に発生し易い。しかし、高温時には、弾性体６２０は、保持器６２１の上側の付け止め６２１ｃに張り付く。このとき、空気室６０１は密封された状態となっている。そのため、高温時にダイアフラム６０３が破損して、空気室６０１に燃料が流入してきたとしても、その燃料が外部に漏れることはない。
【００５３】
一方、低温時に破損しても、空気室６０１に流入してきた燃料によって、弾性体６２０は、保持器６２１の上側の付け止め６２１ｃに張り付く。そのため、連続的な燃料漏れに至ることはない。また、基本的には、弾性体６２０と保持器６２１との間には隙間がないため、燃料漏れの量は小さい。
【００５４】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【００５５】
例えば、直噴エンジンにおいては、燃圧をより高圧にするために高圧燃料ポンプが備えられる。この高圧燃料ポンプの吸入、吐き戻しにより燃圧脈動が発生するが、これを抑えるために、燃料配管に本発明による燃料ダンパを備えても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明による内燃機関の燃料供給装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態による燃料ダンパを示した図である。
【図３】空気室用ダイアフラムの作用を説明する模式図である。
【図４】本発明の第２実施形態による燃料ダンパを示した図である。
【図５】弾性体の作用を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００５７】
６０１    空気室
６０２    燃料室
６０３    ダイアフラム（受圧部材）
６０４    ダイアフラム（弾性体）（容積可変手段）
６０５    スプリング
６１０    ハウジング
６２０    弾性体（容積可変手段）
６２１    保持器
６２１ｃ  カバー
６２１ｄ  カバー
【図１】
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【図２】
2007239552.tif 000004
【図３】
2007239552.tif 000005
【図４】
2007239552.tif 000006
【図５】
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