JPH02221675A - 燃料圧力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、内燃機関に対する燃料供給装置のうら、供
給燃料の圧力を制御するための制御装置に関するもので
ある。

［従来の技術］ この種の従来技術としては、特公昭４９〜３７０４９号
公報のものがある。このものは、ダイアフラムに取付け
られる弁部材を、バルブプレートとこれ・に固定された
ボールとから構成し、このボールをさらにダイヤフラム
に取付けられたホルダー中に回転自在に収容するととも
に、ボールをスプリングによって付勢している。これに
より開弁時においてバルブプレートとポートの弁座が密
着するようにするとともに、弁部材ががたつかないよう
にしている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記した従来の制御装置では、ボールを付勢するスプリ
ングに円筒ばねが使用されている。したがって、スプリ
ングがボールと接触する座巻き部分では全周に亘って均
一なばね力が保証されない。

このため、閉弁時にはバルブプレートと弁座が密着して
いても、開弁時には不均一なばね力によりボールが回転
してバルブプレートが傾いてしまうことがある。このた
めバルブプレートと弁座との間隙が不均一となる。これ
では、バルブプレートが開閉を繰り返して供給燃ｖ１の
圧力を制御するのであるが、弁部材の傾きが異なる毎に
制御圧力が異なることになってしまい、機関に対して安
定した燃料供給がなされない事態を生じていた。

そこで、本発明は燃料の供給圧力の安定性を図ることが
できる制御装置を提供することを目的とした。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するため、本発明はケーシング内がダ
イアフラムによって、ダイアフラムスプリングを内蔵す
る室と燃料室とに分割され、前記燃料室内には燃料排出
ポートが開口され、この排出ポートを開閉するための弁
部材は、同ポートの弁座に対して着座するバルブプレー
トと、このバルブプレート上面に取付けられたボールと
から形成されるとともに、前記ダイアフラムが前記ダイ
ヤフラムスプリングを内蔵した室外に変位したとき、前
記バルブプレートと前記弁座との間に所定高さの間隙が
保有されるように、前記ボールは前記ダイアフラムに取
付けられたホルダーに形成された凹部内に、前記ボール
の抜け止めのためのバルブ保持部材によって回転自在に
収容されかつ前記ボールをバルブ保持部材側へ押し付け
るばねを介して組込まれている燃料圧力制御装置であっ
て、前記ばねはそのばね力が前記ボールのほぼ中心に向
けて作用するように、ボールとの接触側が尖頭状に形成
される構成としたのである。

［作　用］ 燃料室内に燃料が流入すると、ダイアフラムが押し上げ
られ、これによって弁部材が持ち上げられ、燃料排出ポ
ートが開放する。この場合、ボールはばねによってバル
ブ保持部材側に押付けられているが、ばね力がボールの
ほぼ中心部分に向けて作用していることから、ボールと
バルブプレートとはＪｌ、に真っ直ぐ押される。すなわ
ら、弁部材は傾くことなく押されることになり、バルブ
プレートと弁座との量産は一様な高ざが得られる。従っ
て、燃料の流出断面が一様の面積となり、燃料　。

の供給圧が所望の設定圧に制御される。

［実施例］ 以下、本発明を具体化した実施例を図面に従って旺細に
説明する。

第１図において、１は円筒状のケーシングであり、本例
のものは二つのカバ一体１ａ、１ｂによって二分割され
ており、ダイアフラム２を挟み込んで結合されている。

これにより、ケーシング１の内部はダイアフラムスプリ
ング３が組込まれた負圧室４と、燃料室５とに区画され
る。そして、負圧苗４側のカバ一体１ａの側面には吸気
管負圧を取り込むための負圧接続管６が接続されている
。

一方、燃料室５側のカバ一体１ｂの側面には図示しない
燃料ポンプに連通する燃料吸入管７が接続されている。

また、このカバ一体１ｂの底面からはフランジ付きの円
筒状に形成されたシート保持材８が同軸で突入されてい
る。このシート保持材８の内孔は途中に形成された段差
部８ａによって内側と外側とで径が異にしてあり、燃料
吐出管９は径の大きい外側に挿入され、その一端をカラ
ー１０を介してこの段差部８ａまで突入されている。

また、径の小さい内側には円筒状のシート部材１１がカ
ラー１０に至るまで同軸で突入されている。

このシート部材１１の先端側は燃料室５内に若干突出し
ており、燃料排出ポート１２として開口し、その開口縁
が後述するバルブプレート１３に対する弁座１４となる
。

前記ダイアフラム２は第３図に示すように３層構造を有
する一体成形品となっている。すなわち、中央の層には
軟質樹脂あるいは布にて形成されたＭ層１５を有し、こ
れを挟む表層１６８．１６ｂは燃料室５側のものＩ６ｂ
が耐ガソリン性を考慮してフッ素ゴムが使用され、負圧
室４側のもの１６ａは耐ガソリン性を考慮する必要に乏
しいため、低温時にも硬化しにくいニトリルゴムが使用
されている。そして、ダイアフラム２全体の厚さ（第３
図に示す１寸法）は０゜１５〜０．２５ａｗに設定され
ている。この点、従来のものが０．３〜０．５１１Ｉと
厚かったのに比べ、充分に薄肉に設定されている。理由
は、次のようである。従来のようにダイアラム２の肉厚
が大きいものでは、特にフッ素ゴムの肉厚が大ぎいもの
では、雰囲気温度が一３０℃程度に低くなると、フッ素
ゴム層が硬化して燃料室５の圧力が相当程度に高まらな
いとダイヤフラムが変位しないことになり、燃料の制御
圧力が高められてしまう。この結果、燃料噴射弁（図示
しない）に供給される燃料圧力が高くなり、設定値より
も噴射最が多くなって、混合比が濃くなってしまう。

これに対し、本例のように薄肉に設定したもの、特にフ
ッ素ゴム層を薄クシたものではフッ素ゴム層が硬化して
もその硬化によるダイヤフラムの剛性変化はダイヤフラ
ムスプリングのばね力に対しては小さなものに抑えられ
、上記した弊害が解消される。

ところで、前記排出ポート１２を開閉するための弁部材
１７は、弁座１４に対して着座可能なバルブプレート１
３と、この上面の中央部に溶着されたボール１８とから
なっている。そして、ボール１８はダイアフラム保持部
材１９の凹部２０内に収納されている。このダイアフラ
ム保持部材１９はダイアフラムスプリング３を受承する
ばね受は部材２１と共にダイアフラム２を挟み込むホル
ダーを構成しており、両者はダイアフラム保持部材１９
をばね受は部材２１側へ圧入して結合されている。また
、ダイアフラム保持部材１９はその下面の中央部に播り
林状の凹部２０が形成されている。また、ダイアフラム
保持部材１９の下面にはボール１８の抜け止めのための
バルブ保持部材２２が取付けられている。このバルブ保
持部材２２は凹部２０と同軸に円孔２３を有していると
ともに、その周縁は下向きに穴広げ加工されている。

これによって、ボール１８が軸方向に関する所定ストロ
ークの上下動（ダイアフラム２の撓み世よりは小さい）
及び回転が許容された状態で収納される。また、凹部２
０の底にはざらに収納部２４が形成され、ここには第２
図に良く示すように、バルブスプリング２５が収納され
ている。このバルブスプリング２５はボール１８に接触
する側を尖端とする円錐ばねが使用されており、その付
勢力はボール１８の中心に向けてボール１８をバルブ保
持部材２２側へ押付けるような設定となっている。

次に、上記のように構成された本例の作用効果を具体的
に説明する。

第１図に示されるように、図示しない燃料ポンプから燃
料が圧送される前の状態では、ダイアフラムスプリング
３によりダイアフラム２は燃料室５側へ撓んでいる。こ
のため、排出ポート１２はバルブプレート１３によって
閉止されており、燃料吐出管９からの燃料の吐出がなさ
れないようになっている。また、弁部材１７におい、で
は、バルブプレート１３が弁座１４に着座していること
から、バルブスプリング２５は圧縮されてボール１８が
バルブ保持部材２２の円孔２３から離れ、凹部２０の壁
面に圧接された状態にある。

上記の状態から燃料が圧送され、燃料吸入管７より燃料
室５内に流入すると、同室５内の圧力が高まり、これが
ダイアフラムスプリング３のばね力を上回ると、ダイア
フラム２は負圧室４側へ撓む。これに伴い、バルブプレ
ート１３は弁座１４から離れるため、燃料は排出ポート
１２よりシート部材１１内に流入し、燃料吐出管９を介
して図示しない燃料タンク側へ送られる。

一方、バルブプレート１３が弁座１４から離れることに
伴って、ボール１８はバルブスプリング２５のばね力に
よって凹部２０から離れ、バルブ保持部材２２の円孔２
３の周縁に圧接される。そして、この場合バルブスプリ
ング２５の付勢力はボール１８に対する求心性が確保さ
れているため、弁部材１７全体は真っ直ぐに押され、す
なわちバルブプレート１３は傾くことなく、弁座１４に
対する平行度を保持したまま変位するため、バルブプレ
ート１３に対する弁座１４回りの開口高さ（間隙）はほ
ぼ−様なものとなる。したがって、流通面積が全周に亘
って均一となり、排出ポート１２への流入速度が周方向
に沿って均一となる。

こうして燃料が流出して燃料室５内の燃料圧力が低下す
ると、ダイアフラム２は再び燃料室５側へ撓み、バルブ
プレート１３によって排出ポート１２が閉止される。

このように、弁部材１７が上下動することにより、排出
ポート１２の開閉が繰り返されて内燃機関に対する燃料
供給がなされるのであるが、本例では弁座１７に対する
バルブプレート１３の平行度が確保されるため、弁座回
りの間隙の均一性が常に確保される。したがって、シー
ト部材１１への流入速度は一定速が維持され、供給燃料
圧の安定化が維持される。

また、本例の効果として次のことを挙げることができる
。それは、低温時においても安定した燃料圧力が得られ
ることである。すなわち、本例ではダイアフラム２の全
体としての厚みを０．２５ａｍ以下、というように従来
よりも薄く設定したため、剛性が低くなっている。した
がって、雰囲気温度が低くなっても、燃料室５への燃料
の流入があると、ダイアフラム２は設定圧近傍の圧力で
容易に負圧室４側へ撓む。つまり、剛性が低い分、雰囲
気温度の低下に伴う燃料室５内にとどまろうとする力の
増加分が小さく、その結果燃料圧力の増分が少なくて済
むわけである。実験によると、燃料の制御圧力とは第４
図に示すように、雰囲気温度が零下２０℃より低くなる
と、急激に増大するが本例ではこの増加が有効に抑制さ
れでいる（破線で示されているのが従来例、実線で示さ
れているのが本例による場合）。従って、従来よりも特
に低温時での燃料噴射装置に加わる燃料圧力を安定させ
ることができる。

なお、ダイアフラム２の全体の厚さは、第５図に示す実
験結果によると、０．２５＃ｌ１ｌｌを越えると満足な
制御圧力が得られないようであるので、これを基準に定
めた。

次に、第６図に示す本例の第２実施例について説明する
。第２実施例のものはバルブスプリング２５ａを円錐ば
ねに代えて板ばねを用い、ボール１８と接触する部分に
突起２５ｂを形成し、付勢力がボール１８の中心に向か
うようにしたものである。他の構成は第１実施例と同様
であり、同様の作用効果を奏する。

第７図及び第８図はダイアフラム２ａ、２ｂに関する第
３．第４実施例を示すものぐある。第３実施例のもの２
８は基層１５ａにおける燃料室５側の面のみにフッ素ゴ
ムよりなる表層１６Ｃを積層したものである。また、第
４実施例のもの２ｂは画表層１６ｄ、１６ｅを共にフッ
素ゴムにて形成したものである。但し、第３．第４いず
れの実施例においても、ダイアフラム２ａ、２ｂ全体の
厚みは０．１５〜０．２５麿となっている。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明ではボールに対
する付勢力の求心性が確保されるようにしたため、弁部
材を確実に軸方向に押すことができる。したがって、量
弁時にバルブプレートを弁座に対して平行に保持するこ
とができ、排出ポート回りの流入流速を均一にして燃料
供給圧の安定化の実現に寄与する。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例に係る燃料圧力制御装置の断面図、
第２図は弁部材の周辺を拡大して示す断面図、第３図は
ダイアフラムの断面図、第４図は燃料温度と供給燃料の
制御圧力との関係を示す特性図、第５図はダイアフラム
の厚さと供給燃料の上昇圧との関係を示す特性図、第６
図は第２実施例の要部を示す拡大断面図、第７図及び第
８図はそれぞれ第３．第４実施例の要部を示す断面図で
ある。 １・・・ケーシング ２．２ａ、２ｂ・・・ダイアフラム ３・・・ダイアフラムスプリング ４・・・負圧室 ５・・・燃料室 １３・・・バルブプレート ４・・・弁座 ７・・・弁部材 ８・・・ボール ９・・・ダイアフラム保持部材 ２０・・・凹部 ２４・・・収納部 ２５゜ ２５ａ・・・バルブスプリング

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　ケーシング内がダイアフラムによつて、ダイアフラム
   スプリングを内蔵する室と燃料室とに分割され、 前記燃料室内には燃料排出ポートが開口され、この排出
   ポートを開閉するための弁部材は、同ポートの弁座に対
   して着座するバルブプレートと、このバルブプレート上
   面に取付けられたボールとから形成されるとともに、 前記ダイアフラムが前記ダイヤフラムスプリングを内蔵
   した室側に変位したとき、前記バルブプレートと前記弁
   座との間に所定高さの間隙が保有されるように、前記ボ
   ールは前記ダイアフラムに取付けられたホルダーに形成
   された凹部内に、前記ボールの抜け止めのためのバルブ
   保持部材によつて回転自在に収容されかつ前記ボールを
   バルブ保持部材側へ押し付けるばねを介して組込まれて
   いる燃料圧力制御装置であつて、 前記ばねはそのばね力が前記ボールのほぼ中心に向けて
   作用するように、ボールとの接触側が尖頭状に形成され
   ていることを特徴とする燃料圧力制御装置。