(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプハウジング内にダイヤフラムで仕切られてポンプ室が形成され、前記ポンプ室に開口させて前記ポンプハウジングの内壁に位置を異にして燃料入口室と燃料出口室とが設けられ、前記ポンプハウジングの内壁には前記燃料入口室に燃料を供給する燃料入口と前記燃料出口室から前記燃料を送り出す燃料出口とが設けられ、前記ポンプ室に開口する前記燃料入口室と前記燃料出口室を塞ぐように前記ポンプハウジングの内壁にはバルブシートが配置され、前記バルブシートには前記燃料入口室及び前記燃料出口室をそれぞれ開閉できる大きさで燃料入口室に対応する弁体及び燃料出口室に対応する弁体が片持ち支持の形状に形成され、前記バルブシートを押えるようにシート押え板が前記ポンプハウジングに固定され、前記シート押え板には前記燃料入口室と前記燃料出口室に対応させて貫通孔が設けられ、前記燃料入口室側の前記弁体に対応して前記シート押え板には該弁体を開放側に逃がす弁体逃がし凹部が設けられ、前記燃料出口室側の前記弁体に対応して前記ポンプハウジングの内壁には該弁体を開放側に逃がす弁体逃がし凹部が設けられ、前記ダイヤフラムの外方への変位時には前記燃料入口室に対応する弁体を前記ポンプハウジングの内壁側の弁座から離間させて前記燃料入口室から前記ポンプ室に燃料を入れ、前記ダイヤフラムの内方への変位時には前記燃料出口室に対応する弁体を前記シート押え板側の弁座から離間させて前記ポンプ室内の前記燃料を前記燃料出口室を経て外部に吐出させるように構成されている燃料ポンプにおいて、
前記バルブシートとして、前記燃料入口室に対応する弁体を備えたバルブシートと、前記燃料出口室に対応する弁体を備えたバルブシートとの２枚のバルブシートが設けられ、  前記２枚のバルブシートには少なくとも前記燃料入口室に対応する弁体及び燃料出口室に対応する弁体の部分に存在させてバックアップシートが重ね合わされ、
前記バックアップシートはその両面に前記２枚のバルブシートが存在するようにして前記２枚のバルブシートに重ね合わされていることを特徴とする燃料ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関等で使用される燃料ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４及び図５（Ａ）〜（Ｃ）は従来のこの種の燃料ポンプで、プランジャ駆動式の場合の構造を示したもので、図４は従来の燃料ポンプの縦断面図、図５は（Ａ）は従来の燃料ポンプにおけるポンプハウジングの平面図、図５（Ｂ）は従来の燃料ポンプで用いているバルブシートの平面図、図５（Ｃ）は従来の燃料ポンプで用いているシート押え板の底面図である。
【０００３】
この燃料ポンプは、アルミ鋳物の如き金属または合成樹脂等からなるポンプハウジング１を備え、このポンプハウジング１には一方に開口部２を設けて横断面形状が円形のポンプ室３が形成されている。ポンプハウジング１の開口部２側の端面には、該開口部２を液密に閉塞するようにゴム製のダイヤフラム４が配置されている。該ダイヤフラム４の周縁部はキャップ状のポンプ蓋５の周縁部で押えられ、該ポンプ蓋５をポンプハウジング１に締結するネジ等の締結手段の締め付けにより、ポンプハウジング１の開口部２は該ダイヤフラム４で液密に閉塞されている。ポンプ蓋５も、ポンプハウジング１と同様に、アルミ鋳物の如き金属または合成樹脂等で構成されている。
【０００４】
ポンプ蓋５の外面中央部にはボス部５ａが外向きに突設され、このボス部５ａにはダイヤフラム４に対して直交する向きでプランジャガイド孔６が設けられている。このプランジャガイド孔６には、プランジャ７が摺動自在に嵌め込まれている。このプランジャ７の内端は、取付け具８でダイヤフラム４の中央部に液密に固定されている。プランジャ７は、その外端が図示しない内燃機関のクランク軸に取付けられたカムにより周期的に押圧され、これによりダイヤフラム４が内方への変位させられるようになっている。ボス部５ａ内にはプランジャ７を外向きに付勢するスプリング９が組み込まれ、該プランジャ７がカムで押圧されていないときに該プランジャ７を待機位置に復帰させるようになっている。ポンプ蓋５の内面には、プランジャ７が待機位置で止まるようにストッパ５ｂが突設されている。
【０００５】
ダイヤフラム４に平行するポンプハウジング１の１つの内壁１ａには、ポンプ室３に開口させて位置を、横断面形状が円形のポンプ室３の径方向に異ならせて燃料入口室１０と燃料出口室１１とが設けられている。ポンプハウジング１には、燃料入口室１０に燃料を供給する燃料入口１２と、燃料出口室１１から燃料を送り出す燃料出口１３とが設けられている。燃料入口１２を包囲してポンプハウジング１の外面には筒状のホース継手１４が突設され、燃料出口１３を包囲してポンプハウジング１の外面には筒状のホース継手１５が突設されている。
【０００６】
ポンプ室３に開口する燃料入口室１０と燃料出口室１１を塞ぐように、ポンプハウジング１の内壁１ａには円板状のゴム薄膜よりなるバルブシート１６が配置されている。このバルブシート１６には、図５（Ｂ）に示すように燃料入口室１０と燃料出口室１１を開閉できる大きさで弁体１６ａ，１６ｂが片持ち支持の形状に周囲が打ち抜かれて形成されている。即ち、バルブシート１６は、周囲に環状のシール環部１６ｃが存在し、このシール環部１６ｃの中央を横切ってブリッジ部１６ｄが存在し、このブリッジ部１６ｄの中央の両側に弁体１６ａ，１６ｂが逆向きで片持ち支持されて存在するようにして、不要部分を除去して形成されている。
【０００７】
このバルブシート１６を押えるようにシート押え板１７が、ポンプハウジング１の内壁１ａに固定ネジ１８で固定されている。即ち、シート押え板１７とバルブシート１６のブリッジ部１６ｄに設けられたネジ通し孔１９にシート押え板１７側から固定ネジ１８を通し、この固定ネジ１８の先端を、ポンプハウジング１の内壁１ａに設けられているネジ孔２０に螺合することにより、シート押え板１７がポンプハウジング１の内壁１ａに固定されている。
【０００８】
シート押え板１７には、燃料入口室１０と燃料出口室１１に対応させて貫通孔２１，２２が設けられている。燃料入口室１０側の弁体１６ａに対応してシート押え板１７には、弁体１６ａを開放側に逃がす弁体逃がし凹部２３が設けられている。一方、燃料出口室１１側の弁体１６ｂに対応してポンプハウジング１の内壁１ａには、該弁体１６ｂを開放側に逃がす弁体逃がし凹部２４が設けられている。
【０００９】
このような燃料ポンプは、プランジャ７の外端が、図示しない内燃機関のクランク軸に取付けられたカムにより押圧されると、ダイヤフラム４が内方へ変位し、これによりポンプ室３内の燃料が加圧され、その圧力により弁体１６ｂが燃料出口室１１の弁体逃がし凹部２４側に押されてシート押え板１７側の弁座２５ｂから離間され、ポンプ室３内の燃料が燃料出口室１１を経て外部に吐出させられて内燃機関に供給される。このカムによるプランジャ７の押圧時に、スプリング９が圧縮状態になり、蓄勢される。
【００１０】
カムによる押圧がなくなると、スプリング９の反発力によりプランジャ７が待機位置に戻される。この動作で、ダイヤフラム４が外方へ変位し、これによりポンプ室３内が減圧されて、燃料入口室１０の弁体１６ａがポンプハウジング１の内壁１ａ側の弁座２５ａから離間させられて燃料入口室１０からポンプ室３に燃料が供給される。
【００１１】
このような動作が内燃機関のクランク軸の回転につれて繰り返されて、燃料が内燃機関に供給されることになる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の燃料ポンプにあっては、弁体１６ａ，１６ｂがゴム薄膜のみで構成されていたので、ダイヤフラム４の作動に対する追従が不十分であったり、永久変形が起こってしまったりして、弁作用が低下し、ポンプ性能が低下してしまう問題点があった。
【００１３】
これを解消するため、バルブシート１６をゴムでなく、ステンレス薄板や合成樹脂薄板で構成する例もあったが、このようなステンレス等の弾性金属薄板や弾性合成樹脂薄板からなる弁体では、弁座に対するシール性能が不十分となる問題点があった。
【００１４】
本発明の目的は、弁座に対するシール性能が十分に得られ、しかもダイヤフラムの作動に十分に追従させることができる弁体をもつ燃料ポンプを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ポンプハウジング内にダイヤフラムで仕切られてポンプ室が形成され、ポンプ室に開口させてポンプハウジングの内壁に位置を異にして燃料入口室と燃料出口室とが設けられ、ポンプハウジングの内壁には燃料入口室に燃料を供給する燃料入口と燃料出口室から燃料を送り出す燃料出口とが設けられ、ポンプ室に開口する燃料入口室と燃料出口室を塞ぐようにポンプハウジングの内壁にはバルブシートが配置され、バルブシートには燃料入口室及び燃料出口室をそれぞれ開閉できる大きさで燃料入口室に対応する弁体及び燃料出口室に対応する弁体が片持ち支持の形状に形成され、バルブシートを押えるようにシート押え板がポンプハウジングに固定され、シート押え板には燃料入口室と燃料出口室に対応させて貫通孔が設けられ、燃料入口室側の弁体に対応してシート押え板には該弁体を開放側に逃がす弁体逃がし凹部が設けられ、燃料出口室側の弁体に対応してポンプハウジングの内壁には該弁体を開放側に逃がす弁体逃がし凹部が設けられ、ダイヤフラムの外方への変位時には燃料入口室に対応する弁体をポンプハウジングの内壁側の弁座から離間させて燃料入口室からポンプ室に燃料を入れ、ダイヤフラムの内方への変位時には燃料出口室に対応する弁体をシート押え板側の弁座から離間させてポンプ室内の燃料を燃料出口室を経て外部に吐出させるように構成されている燃料ポンプを改良するものである。
【００１６】
本発明においては、前記バルブシートとして、前記燃料入口室に対応する弁体を備えたバルブシートと、前記燃料出口室に対応する弁体を備えたバルブシートとの２枚のバルブシートが設けられ、これら２枚のバルブシートには少なくとも燃料入口室に対応する弁体及び燃料出口室に対応する弁体の部分に存在させてバックアップシートが重ね合わされる。このバックアップシートはその両面に前記２枚のバルブシートが存在するようにして前記２枚のバルブシートに重ね合わされる。
【００１７】
このようにバルブシートに少なくとも弁体の部分に存在させてバックアップシートを重ね合わせて該バルブシートをバックアップすると、弁座に対するシール性能が十分に得られ、しかもダイヤフラムの作動に十分に弁体を追従させることができ、耐久性能のよい燃料ポンプを得ることができる。
【００１８】
また上記のように、バックアップシートの両面にバルブシートが存在するような重ね合わせた構造であると、燃料入口室側と燃料出口室側とで弁座がバックアップシートに対して反対側にある構造のこの燃料ポンプに十分に対応させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１及び図２（Ａ）（Ｂ）は本発明に係る燃料ポンプにおける実施の形態の第１例を示したもので、図１は本例の燃料ポンプの縦断面図、図２（Ａ）（Ｂ）は本例で用いている２枚のバルブシートの平面図である。なお、前述した図４及び図５（Ａ）（Ｂ）と対応する部分には、同一符号を付けて示している。
【００２０】
この燃料ポンプにおいては、前述した図５（Ｂ）に示すバルブシート１６と対応部分の寸法が同じ図２（Ａ）（Ｂ）に示す２枚のバルブシート１６Ａ，１６Ｂが用いられている。
【００２１】
バルブシート１６Ａは、周囲に環状のシール環部１６Ａｃが存在し、このシール環部１６Ａｃの中央を横切ってブリッジ部１６Ａｄが存在し、このブリッジ部１６Ａｄの中央の片側のみに燃料入口室１０に対応する弁体１６Ａａが片持ち支持されて存在するようにして、不要部分を除去して形成されている。ブリッジ部１６Ａｄには、ネジ通し孔１９Ａが設けられている。
【００２２】
バルブシート１６Ｂは、周囲に環状のシール環部１６Ｂｃが存在し、このシール環部１６Ｂｃの中央を横切ってブリッジ部１６Ｂｄが存在し、このブリッジ部１６Ｂｄの中央の片側のみに燃料出口室１１に対応する弁体１６Ｂａが片持ち支持されて存在するようにして、不要部分を除去して形成されている。ブリッジ部１６Ｂｄには、ネジ通し孔１９Ａに対応させてネジ通し孔１９Ｂが設けられている。
【００２３】
本例では、図５（Ｂ）に示すバルブシート１６と同じ形状で、対応部分が同じ寸法のバックアップシート２６が用いられている。このバックアップシート２６の両面には、図２（Ａ）（Ｂ）に示すバルブシート１６Ａ，１６Ｂがその弁体１６Ａａ，１６Ｂａが逆向きに存在するように位置決めされて重ね合わされている。
【００２４】
このようなバルブシート１６Ａ，１６Ｂとバルブシート１６との重ね合わせ体は、弁体１６Ａａがポンプハウジング１の内壁１ａ側の弁座２５ａに対向し、弁体１６Ｂａがシート押え板１７側の弁座２５ｂに対向するようにして、ポンプハウジング１の内壁１ａとシート押え板１７との間に挟み込まれて、固定ネジ１８によりポンプハウジング１の内壁１ａに取付けられている。
【００２５】
このようにシート状の弁体１６Ａａ，１６Ｂｂにバックアップシート２６を重ね合わせてバックアップすると、弁座２５ａ，２５ｂに対するシール性能が十分に得られ、しかもダイヤフラム４の作動に十分に弁体１６Ａａ，１６Ｂｂを追従させることができ、耐久性能のよい燃料ポンプを得ることができる。本例のように、バルブシート１６Ａ，１６Ｂに全体的にバックアップシート２６を重ね合わせて該バルブシート１６Ａ，１６Ｂをバックアップすると、弁体１６Ａａ，１６Ｂｂを含めて全体をバックアップすることができる。また、バックアップシート２６の両面にバルブシート１６Ａ，１６Ｂが存在する重ね合わせ構造であると、燃料入口室１０側と燃料出口室１１側とで弁座２５ａ，２５ｂがバックアップシート２６に対して反対側にある構造のこの燃料ポンプに十分に対応させることができる。
【００２６】
図３は本発明に係る燃料ポンプの参考構成例を示す縦断面図である。なお、前述した図１及び図２（Ａ）（Ｂ）と対応する部分には、同一符号を付けて示している。
【００２７】
この燃料ポンプにおいては、バックアップシート２６の片面に、即ちバックアップシート２６のシート押え板１７側に面する側にバルブシート１６Ｂが重ね合わされている構造になっている。換言すれば、弁座２５ｂに対応する側のバルブシート１６Ｂにバックアップシート２６が重ね合わされている構造になっている。その他の構成は、第１例と同様である。
【００２８】
このようにバックアップシート２６がその片面を露出させてバルブシート１６Ｂに重ね合わされた簡単な構造であっても、このバルブシート１６Ｂにより形成された弁体１６Ｂｂをシート押え板１７側の弁座２５ｂに当接させる向きで配置されているので、十分なシールを必要とする燃料出口室１１側での弁座２５ｂと弁体１６Ｂｂとのシール性能を向上させることができ、コストアップを最少限にして本発明を実施することができる。
【００２９】
上記例では、バルブシート１６Ａ，１６Ｂの全体をバックアップシート２６でバックアップする例について示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、少なくとも弁体１６Ａａ，１６Ｂｂとその基部側で固定ネジ１８で固定される側の部分がバックアップシート２６でバックアップされていればよい。
【００３０】
また、上記例では本発明をダイヤフラム４をプランジャ７で駆動するタイプの燃料ポンプに適用した例について示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、図１においてプランジャ７がなく、ポンプ蓋５の中央部にプランジャガイド孔６の代わりに内燃機関のクランクケース内に連通させる連通孔を設け、この連通孔を通して内燃機関のピストンの往復運動による圧力変化をダイヤフラム４の右側の部屋に伝えてダイヤフラム４を駆動するタイプの燃料ポンプにも同様に適用することができるものである。
【００３１】
上記各例では、バルブシートにバックアップシートを単に重ね合わせた例について示したが、このような単なる重ね合わせ構造によれば、コストの増加を防止できる利点がある。
【００３２】
しかしながら、バルブシートとバックアップシートとは重ね合わせた状態で必要に応じて接着等により一体化してもよいことは勿論である。このようにバルブシートまたは弁体とバックアップシートとを一体化すると、バルブシートまたは弁体の弾性が増強され、バルブシートまたは弁体の性能をより一層向上させることができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明に係る燃料ポンプにおいては、シート状の弁体をバックアップシートでバックアップしているので、弁座に対するシール性能が十分に得られ、しかもダイヤフラムの作動に十分に弁体を追従させることができ、耐久性能のよい燃料ポンプを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る燃料ポンプにおける実施の形態の第１例を示す縦断面図である。
【図２】  （Ａ）（Ｂ）は本例で用いている２枚のバルブシートの平面図である。
【図３】  本発明に係る燃料ポンプの参考構成例を示す縦断面図である。
【図４】  従来の燃料ポンプの縦断面図である。
【図５】  （Ａ）は従来の燃料ポンプにおけるポンプハウジングの平面図、（Ｂ）は従来の燃料ポンプで用いているバルブシートの平面図、（Ｃ）は従来の燃料ポンプで用いているシート押え板の底面図である。
【符号の説明】
１ポンプハウジング
１ａ  内壁
２  開口部
３  ポンプ室
４  ダイヤフラム
５  ポンプ蓋
５ａ  ボス部
５ｂ  ストッパ
６  プランジャガイド孔
７  プランジャ
８  取付け具
９  スプリング
１０  燃料入口室
１１  燃料出口室
１２  燃料入口
１３  燃料出口
１４  ホース継手
１５  ホース継手
１６，１６Ａ，１６Ｂ  バルブシート
１６ａ，１６ｂ，１６Ａａ，１６Ｂｂ  弁体
１６ｃ，１６Ａｃ，１６Ｂｃ  シール環部
１６ｄ，１６Ａｄ，１６Ｂｄ  ブリッジ部
１７  シート押え板
１８  固定ネジ
１９，１９Ａ，１９Ｂ  ネジ通し孔
２０  ネジ孔
２１，２２  貫通孔
２３  弁体逃がし凹部
２４  弁体逃がし凹部
２５ａ，２５ｂ  弁座
２６  バックアップシート
【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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