(57)【要約】【課題】  低温時においても燃料フィルタが目詰まりを引き起こさないリターン環流バルブを提供すること。【解決手段】  燃料タンクとエンジンとを連通する燃料供給通路と、エンジンと燃料タンクとを連通するリターン通路と、前記燃料供給通路と前記リターン通路とを連通する連絡通路と、前記燃料供給通路内に設けられる温度感応変位手段と、該温度感応変位手段に連動し前記連絡通路を開閉する開閉弁を有するリターン環流バルブであって、  前記開閉弁は、前記燃料供給通路内の燃料温度が所定値以上の時、前記連絡通路を閉鎖し、前記燃料供給通路内の燃料温度が所定値以下の時、前記連絡通路を開放して前記リターン通路の燃料の一部を前記燃料タンクからの燃料と共に燃料フィルタを介して前記エンジンに供給するリターン環流バルブ。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクとエンジンとを連通する燃料供給通路と、エンジンと燃料タンクとを連通するリターン通路と、前記燃料供給通路と前記リターン通路とを連通する連絡通路と、前記燃料供給通路内に設けられる温度感応変位手段と、該温度感応変位手段に連動し前記連絡通路を開閉する開閉弁を有するリターン環流バルブであって、
前記開閉弁は、前記燃料供給通路内の燃料温度が所定値以上の時、前記連絡通路を閉鎖し、前記燃料供給通路内の燃料温度が所定値以下の時、前記連絡通路を開放して前記リターン通路の燃料の一部を前記燃料タンクからの燃料と共に燃料フィルタを介して前記エンジンに供給することを特徴とするリターン環流バルブ。
【請求項２】
前記温度感応変位手段は、バイメタルであることを特徴とする請求項１記載のリターン環流バルブ。
【請求項３】
前記開閉弁は、ピン形状からなることを特徴とする請求項１または２記載のリターン環流バルブ。
【請求項４】
前記リターン環流バルブは、前記燃料フィルタと一体に形成されることを特徴とする請求項１ないし３いずれか一記載のリターン環流バルブ。
【請求項５】
前記リターン環流バルブは、自動車用燃料系に用いられることを特徴とする請求項１ないし４いずれか一記載のリターン環流バルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、リターン環流バルブ、例えば自動車等のエンジンに供給した余剰燃料の一部を、燃料タンクとエンジンとを連通する燃料供給通路に戻すことができるリターン環流バルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用燃料系のリターン環流バルブとして図５に示すものが知られている。エンジン２には、燃料タンク３の燃料が燃料供給通路５を介して常時必要以上の量が供給され、余剰燃料はリターン通路６より燃料タンク３に戻されている。図５に示すリターン環流バルブ１は、エンジン２と燃料タンク３との間に図に示すような形態で配置される。
【０００３】
リターン環流バルブ１は、燃料タンク３と燃料フィルタ４とを連結し、燃料タンク３の燃料を白抜き矢印（１）で示すように燃料フィルタ４を介してエンジン２に送る燃料供給通路５と、該エンジン２の余剰燃料を燃料タンク３に戻すためのリターン通路６と、燃料供給通路５とリターン通路６とを連通する連絡通路７を有し、リターン通路６と連絡通路７との合流部には環状室８が形成される。
【０００４】
環状室８には、リターン側ノズル８ａ及び連絡通路側ノズル８ｂが対向して設けられ、リターン側ノズル８ａ及び連絡通路側ノズル８ｂ間には、複数の狭持片９により外周を狭持される円盤状のバイメタル１０が配置されており、該バイメタル１０は湾曲形状をしており、燃料の温度が所定値以下になると図に示すように上方に湾曲し、リターン側ノズル８ａを閉鎖し、連絡通路側ノズル８ｂを開放する。そして、燃料の温度が所定値以上になると反対の下方側に湾曲し、リターン側ノズル８ａを開放し、連絡通路側ノズル８ｂを閉鎖する。
【０００５】
図に示す燃料の温度が所定値以下の場合には、エンジン２からの余剰燃料は黒塗り矢印（２）から環状室８に入り黒塗り矢印（３）、（４）に示すようにその全量が連絡通路側ノズル８ｂ及び連絡通路７を介して燃料供給通路５に流れ、エンジン２に送る燃料を加熱する。そのため、エンジン２の暖機運転が良好に行われる。
【０００６】
エンジン２の暖機運転が良好に行われ、エンジン２が暖まると燃料タンク３に戻される余剰燃料の温度が高くなり所定値以上になると環状室８のバイメタル１０は、下方側に湾曲しリターン側ノズル８ａを開放し、連絡通路側ノズル８ｂを閉鎖する。そのため、燃料は破線の黒塗り矢印（５）、（６）に示すようにその全量がリターン側ノズル８ａ及びリターン通路６を介して燃料タンク３に戻される。その結果、加熱された燃料がエンジン２に送られないため、エンジン２の過度の温度上昇を防止することができる（特許文献１参照）。
【０００７】
このように従来のものは、燃料の温度が所定値より高くなるとリターン燃料の全てがリターン通路６を介して燃料タンク３に戻されるため、切り換え直後は燃料タンク３内の加熱されていない燃料が燃料供給通路５より燃料フィルタ４を介してエンジン２に供給されることになる。
【０００８】
ところで、エンジン２の燃料である軽油等は、温度が略−５℃以下になると軽油中のワックスが析出することが知られている。そのため、外気温が略−５℃以下になる寒冷地で上記従来のリターン環流バルブ１を使用した場合、燃料の温度が所定値より高くなりリターン燃料の全てがリターン通路６を介して燃料タンク３に戻される切り換え直後からのしばらくの間は、略−５℃以下の燃料と共に析出されたワックスが燃料供給通路５を介して燃料フィルタ４に送られることになる。するとワックスが燃料フィルタ４の表面に付着し燃料フィルタ４が目詰まりを引き起こすという問題が発生する。
【特許文献１】独特許第３４２７３９６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本願発明の目的は、エンジンの暖機運転を良好にするとともに、低温時においても燃料フィルタが目詰まりを引き起こさないリターン環流バルブを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本願発明は以下の構成を採用する。
【００１１】
請求項１に係る発明では、燃料タンクとエンジンとを連通する燃料供給通路と、エンジンと燃料タンクとを連通するリターン通路と、前記燃料供給通路と前記リターン通路とを連通する連絡通路と、前記燃料供給通路内に設けられる温度感応変位手段と、該温度感応変位手段に連動し前記連絡通路を開閉する開閉弁を有するリターン環流バルブであって、前記開閉弁は、前記燃料供給通路内の燃料温度が所定値以上の時、前記連絡通路を閉鎖し、前記燃料供給通路内の燃料温度が所定値以下の時、前記連絡通路を開放して前記リターン通路の燃料の一部を前記燃料タンクからの燃料と共に燃料フィルタを介して前記エンジンに供給する構成であり、請求項２に係る発明では、前記温度感応変位手段は、バイメタルである構成であり、請求項３に係る発明では、前記開閉弁は、ピン形状からなる構成。
【００１２】
請求項４に係る発明では、前記リターン環流バルブは、前記燃料フィルタと一体に形成される構成であり、請求項５に係る発明では、前記リターン環流バルブは、自動車用燃料系に用いられる構成。
【００１３】
そしてこれらの構成により、外気温が略−５℃以下になる寒冷地であっても、燃料タンクから送られる燃料の温度が所定値、例えば略２０℃以下の場合、常にリターン燃料の一部が混合されて燃料フィルタに送られるため、燃料からワックスが析出されたまま燃料フィルタに供給されることはなくなる。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１〜３に係る発明では、燃料供給通路内の燃料温度が所定値以上の時、連絡通路を閉鎖し、所定値以下の時には連絡通路を開放してリターン通路の燃料の一部を燃料タンクからの燃料と共に燃料フィルタを介してエンジンに供給することにより、例え外気温が略−５℃以下になる寒冷地であっても、エンジンの暖機運転は良好に行われるとともに、燃料からワックスが析出されたまま燃料フィルタに供給されることはなくなるため、ワックスによる燃料フィルタの目詰まりを防止することができる。その結果、燃料フィルタは勿論のこと、エンジンの信頼性を高めることができる。
【００１５】
請求項４に係る発明では、リターン環流バルブを燃料フィルタと一体に形成することにより、リターン環流バルブの配置を特に考慮する必要がなくなるとともに、部品点数を低減することができ、更には生産コストを低減することができる。
【００１６】
請求項５に係る発明では、リターン環流バルブを自動車用燃料系に用いることにより、燃料フィルタが目詰まりし自動車がエンストを引き起こすような弊害を防止することができる。
【実施例】
【００１７】
図１にリターン環流バルブが組み込まれた燃料供給系の概略図を示し、図２に燃料温度が低い場合のリターン環流バルブの拡大断面図を示し、図３に燃料温度が高い場合のリターン環流バルブの拡大断面図示す。本願発明のリターン環流バルブは、どのような用途の燃料系に用いられるものでも良いが、以下においては、自動車用の燃料系に用いられるものについて説明する。
【００１８】
エンジン２０には、燃料タンク２１の燃料が図示しないポンプにより燃料供給通路２３及び燃料フィルタ２２を介して常時必要以上の量が供給され、余剰燃料はリターン通路２４より燃料タンク２１に戻されている。リターン環流バルブ３０は、エンジン２０と燃料タンク３との間に図１に示すような形態で配置される。
【００１９】
リターン環流バルブ３０は、図２及び図３に示すようにバルブ本体３１と、スペーサ部材４０と、シート部材５０と、バイメタル６０と、開閉弁６５等から形成される。バルブ本体３１は、リターン環流バルブ３０の外郭等を形成するアルミ製の部材であり、その上部にはリターン通路部３２が形成されるとともに、その両端部には管部材３３が圧入され、リターン通路部３２と管部材３３とでリターン通路２４の一部を形成する。
【００２０】
また、バルブ本体３１の中央部には、下方が開放した環状溝３４が形成され、更に該環状溝３４には径方向で且つ前記リターン通路部３２に平行な燃料供給通路部３５が形成されるとともに、その両端部には管部材３６が圧入され、燃料供給通路部３５と管部材３６とで燃料供給通路２３の一部を形成する。環状溝３４とリターン通路部３２との間には余剰燃料の一部を環状溝３４内に導入可能な細孔の連絡通路３７が設けられる。
【００２１】
前記スペーサ部材４０は、環状溝３４の内径より若干小さい外径を有する底部４１と、該底部４１の外径より小さい外径を有する円筒部４２と、図において円筒部４２の下方に延設し、円筒部４２の外径と同じ外径で且つ内径が大きい先端円筒部４３とを有する下方が開放したアルミ製の円筒状部材である。
【００２２】
スペーサ部材４０には、図に示すように底部４１の上面から円筒部４２の外周面の窪み４５にかけて余剰燃料を燃料供給通路部３５に戻すための細孔の連絡路４４が設けられ、更に円筒部４２と先端円筒部４３にかけて燃料タンク２１の燃料をエンジン２０に送るための横長の穴４６が同一円周上に３個設けられる。また、底部４１の中央には、上下方向に貫通し後記の開閉弁６５を挿通するための弁孔４７が設けられる。
【００２３】
前記シート部材５０は、環状溝３４の内径より若干小さく且つスペーサ部材４０の底部４１の外径と同じ外径を有する円筒体部５１と、該円筒体部５１の下端部に水平に張り出して形成されるフランジ５２と、円筒体部５１の上面に立設され且つスペーサ部材４０の先端円筒部４３の内径よりは若干小さい外径を有する環状突起５３とを有する上方が開放したアルミ製の略円筒状部材である。
【００２４】
シート部材５０の環状突起５３には、その頂面から下方にかけて同一円周上に横長な３個の凹部５４が形成され、環状突起５３の外周上にスペーサ部材４０の先端円筒部４３が圧入されたときには該３個の凹部５４はスペーサ部材４０の３個の穴４６に合致し、燃料の流出入口を形成する。また、円筒体部５１の外周には燃料シール用のＯリング５５が配設される。
【００２５】
前記バイメタル６０は、温度により変形する円盤状の感応変位手段であり、燃料の温度が上昇する場合、例えば３０℃以上になると図３に示すように上方へ略０．５ｍｍ湾曲し、燃料の温度が下降する場合、例えば２０℃以下になると図２に示すように下方へ略０．５ｍｍ湾曲する性質、即ち、２０℃及び３０℃の２つの変位温度を有している。別言すれば、温度が上昇する場合と下降する場合とで１０℃のヒステリシスを有している。そして、スペーサ部材４０の先端円筒部４３がシート部材５０の環状突起５３の外周上に圧入される際該バイメタル６０は、シート部材５０の環状突起５３の先端部と、スペーサ部材４０の先端円筒部４３内周面と円筒部４２内周面との間に形成される段部５６とで狭持される。なお、バイメタル４０の変位温度はヒステリシスを有するものとして説明したが、ヒステリシスを有しないものでもよいし、変位温度は本願発明の作用効果を奏する範囲内で必要に応じて適宜可変することができる。
【００２６】
バイメタル６０がスペーサ部材４０とシート部材５０とで狭持される際、ピン形状の開閉弁６５がその弁頭６５ａをバイメタル６０に当接し、弁軸６５ｂをスペーサ部材４０の弁孔４７に挿通する形態で配置されるとともに、スペーサ部材４０と弁頭６５ａとの間にはスプリング６６が介在し開閉弁６５をバイメタル６０方向に押圧する。
【００２７】
リターン環流バルブ３０の組み立ては以下のように行われる。まず、バルブ本体３１のリターン通路部３２に管部材３３を圧入し、燃料供給通路部３５に管部材３６を圧入したものを用意しておく。
【００２８】
次いで、スペーサ部材４０とシート部材５０とを一体に組み立てる。その組み立ては次のように行われる。まず、スペーサ部材４０を開放端を上にして置き、弁孔４７の回りにスプリング６６を載置し、開閉弁６５の弁軸６５ｂをスプリング６６が底部４１と弁頭６５ａとの間に介在するようにして挿通する。その後、先端円筒部４３内周面と円筒部４２内周面との間に形成される段部５６にバイメタル６０を載置する。なお、バイメタル６０を載置する際、湾曲方向を気にすることなく載置すればよい。
【００２９】
その後、先端円筒部４３の内周面にシート部材５０の環状突起５３の外周面が当接するようにスペーサ部材４０にシート部材５０を圧入し、段部５６と環状突起５３の先端部とでバイメタル６０を狭持する。スペーサ部材４０とシート部材５０とが一体化された後には、内部に内部空間６８が形成されるとともに、内部空間６８は穴４６を介して外周上の窪み４５と連通する。
【００３０】
次いで、一体にしたスペーサ部材４０及びシート部材５０をバルブ本体３１の環状溝３４内に挿入し、フランジ５２を２本のビス６７により締め付け固定する。その場合、円筒体部５１の外周にＯリング５５が取り付けられているため、燃料の漏れは防止される。
【００３１】
組み付け後の燃料の流れについて説明する。燃料タンク２１内の燃料の温度が上昇する方向にあり、その温度が３０℃以上になるとバイメタル６０は図３に示すように上に湾曲し（なお、組み付け時に上に湾曲した状態にあれば変位しない。）、開閉弁６５の弁軸６５ｂの先端は、連絡通路３７を閉鎖する。すると、燃料タンク２１からの燃料は、図３に示すように白抜き矢印（１）、内部空間６８内での白抜き矢印（２）、（３）、及び白抜き矢印（４）より燃料フィルタ２２を経てエンジン２０に供給される。エンジン２０からの余剰燃料は、連絡通路３７を介して内部空間６８に戻ることなく黒塗り矢印（５）で示すようにその全量は燃料タンク２１に戻る。
【００３２】
外気温等の変化により燃料タンク２１内の燃料の温度が３０℃以上より下がり２０℃以下になるとバイメタル６０は図２に示すように下に湾曲し（なお、組み付け時に下に湾曲した状態にあれば変位しない。）、開閉弁６５は自重並びにスプリング６６の作用により下動し、弁軸６５ｂの先端は連絡通路３７を開放する。
【００３３】
すると燃料タンク２１からの燃料は、図２に示すように白抜き矢印（１）、内部空間６８内での白抜き矢印（２）、（３）、及び白抜き矢印（４）より燃料フィルタ２２を経てエンジン２０に供給される。エンジン２０からの余剰燃料は黒塗りの矢印（８）で示すようにリターン通路部３２を介して燃料タンク２１に戻されるが、開閉弁６５は連絡通路３７を開放しているのでリターン通路部３２を流れる余剰燃料の一部は連絡通路３７（黒塗りの矢印（５））、連絡路４４（黒塗りの矢印（６））及び窪み４５を介して管部材３６（黒塗りの矢印（７））に流入し、白抜き矢印（４）の燃料と混合する。その結果、加熱された燃料が燃料フィルタ２２を介してエンジン２０に送られ、エンジン２０の暖機運転が良好に行われるとともに、例えば、寒冷地等で外気温がワックスが析出する略−５℃以下の時にも燃料フィルタ２２に送られる燃料はワックスが析出する温度以上になるため、ワックスにより燃料フィルタ２２が目詰まりすることはなくなる。
【００３４】
図４に燃料温度が低い場合のリターン環流バルブの変形例を示す。この例のものはリターン環流バルブ３０と燃料フィルタ７０とを一体にしたものである。なお、リターン環流バルブ３０は、図１乃至図３のものと同じものであるので説明は省略する。
【００３５】
ここで説明する燃料フィルタ７０は上記した燃料フィルタ２２と実質的に同じものである。燃料フィルタ７０は、ケース部７１と蓋部７２よりなる。ケース部７１は上方開放の円筒部材であり、内部上方にエレメント７３が取り付けられ、該エレメント７３の下方には下部空間７４が形成される。また、前記エレメント７３の中心部には管状部材７５が垂下されており、リターン環流バルブ３０と下部空間７４とを連通する。前記下部空間７４は燃料中の水等を分離貯留するための空間であり、必要に応じて図示しない水位センサ及びドレンコックが設けられる。
【００３６】
蓋部７２は、ケース部７１内にエレメント７３を収納後、その上方開口部を閉鎖する部材で、ケース部７１内に嵌入後締付部材７７により一体に固定される。蓋部７２には、上記したように図１乃至図３で示すリターン環流バルブ３０が一体に形成される。図１乃至図３で示すものとの差異は、燃料フィルタ７０に連通する管部材３６を折り曲げ管状部材７５に直接連結している点である。
【００３７】
組み付け後の燃料の流れについて説明する。外気温等の変化により燃料タンク２１内の燃料の温度が３０℃以上より下がり２０℃以下になるとバイメタル６０は図に示すように下に湾曲し、開閉弁６５は自重並びにスプリング６６の作用により下動し、弁軸６５ｂの先端は連絡通路３７を開放する。
【００３８】
すると燃料タンク２１からの燃料は、白抜き矢印（１）、リターン環流バルブ３０、及び白抜き矢印（２）より管状部材７５を介してケース部７１下方の下部空間７４に流入する。下部空間７４に流入した燃料は下部空間７４内で白抜き矢印（３）で示すように反転し上方に向かうが、その時燃料中の水等が分離される。水等を分離した燃料はエレメント７３内を下方から上方に向かって通過し、ゴミ等の不純物を除去し白抜き矢印（４）、（５）で示すように流出管７６より流出しエンジン２０に送られる。
【００３９】
そしてエンジン２０からの余剰燃料は、その一部が図２で説明したように連絡通路３７、連絡路４４及び窪み４５を介して管部材３６に流入する。その結果、加熱された燃料が燃料フィルタ７０を介してエンジン２０に送られる。そのためエンジン２０の暖機運転が良好に行われるとともに、例えば、寒冷地等で外気温がワックスが析出する略−５℃以下の時にも燃料フィルタ２２に送られる燃料はワックスが析出する温度以上になるため、ワックスにより燃料フィルタ２２が目詰まりすることはなくなる。
【００４０】
なお、燃料タンク２１内の燃料の温度が上昇する方向にあり、その温度が３０℃以上になるとバイメタル６０は図３に示すように上に湾曲し、開閉弁６５の弁軸６５ｂの先端は、連絡通路３７を閉鎖する。すると、エンジン２０からの余剰燃料は、連絡通路３７を介して内部空間６８に環流することなく黒塗り矢印（６）で示すようにその全量は燃料タンク２１に戻される。
【００４１】
前記実施例の構成に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜設計変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本願発明のリターン環流バルブが組み込まれた燃料供給系の概略図
【図２】本願発明の燃料温度が低い場合のリターン環流バルブの拡大断面図
【図３】本願発明の燃料温度が高い場合のリターン環流バルブの拡大断面図
【図４】本願発明の燃料温度が低い場合の他のリターン環流バルブの拡大断面図
【図５】従来のリターン環流バルブが組み込まれた燃料供給系の概略図
【符号の説明】
【００４３】
２０…エンジン              ２１…燃料タンク
２２…燃料フィルタ          ２３…燃料供給通路
２４…リターン通路          ３０…リターン環流バルブ
３１…バルブ本体            ３２…リターン通路部
３３…管部材                ３４…環状溝
３５…燃料供給通路部        ３６…管部材
３７…連絡通路              ４０…スペーサ部材
４１…底部                  ４２…円筒部
４３…先端円筒部            ４４…連絡路
４５…窪み                  ４６…穴
４７…弁孔                  ５０…シート部材
５１…円筒体部              ５２…フランジ
５３…環状突起              ５４…凹部
５５…Ｏリング              ５６…段部
６０…バイメタル            ６５…開閉弁
６５ａ…弁頭                ６５ｂ…弁軸
６６…スプリング            ６７…ビス
６８…内部空間              ７０…燃料フィルタ
７１…ケース部              ７２…蓋部
７３…エレメント            ７４…下部空間
７５…管状部材              ７６…流出管
７７…締付部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
2007016658.tif 000005
【図４】
2007016658.tif 000006
【図５】
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