JP2006308091A - バイパス圧力調整器 - Google Patents

Abstract

【課題】一様に調整された出力圧と流量とを生じるバイパス圧力調整器を提供する。
【解決手段】液体燃料バイパス圧力調整器が、ボディと、該ボディにより形成された弁チャンバと弁座と内側連続周面とを有する。該内側連続周面は、該弁チャンバを部分的に形成し、該弁座の軸方向下流に配置され、該弁座の軸方向下流に向かって半径が増加する。該圧力調整器の拡幅弁頭が、少なくとも部分的に該弁チャンバ内に配置され、該弁座に係合する閉位置と、該弁座から離間した閉位置との間を軸方向に可動である。該弁頭は外周エッジを有する。該弁頭が閉位置にある時に、該外周エッジは、該弁チャンバの該内側連続周面に近接して位置する。該内側連続周面に、円筒部と、該円筒部の下流に配置された拡大部とが設けられる。該弁頭の該外周エッジは、該弁頭が閉位置にある時、該円筒部と軸方向に並列し、該弁頭が開位置にある時、該拡大部と軸方向に並列する。
【選択図】図３

Description

この発明は、圧力調整器に関し、特に、液体の圧力と流量とを制御するバイパス圧力調整器に関する。

多くの液体供給装置、特に、内燃エンジンの燃料噴射装置では、液体燃料を燃料ポンプから燃料インジェクタに供給する。その燃料ポンプは連続的にある量の液体燃料を送り、エンジンの最大燃料デマンドを満たす。その結果、エンジンがより少ない燃料を要求している運転状態では、燃料ポンプがから過剰燃料が供給される。これはエンジンがアイドリング状態の時にとくに著しく、燃料ポンプが大量の燃料を供給している間、極端に低い燃料デマンドである。

その様なシステムでは、バイパス圧力調整器が使用されて、エンジンに消費される必要燃料供給より過剰な燃料が、分岐又はバイパスされる。好ましくは、バイパス液体燃料は、燃料タンクなどの液体燃料供給源に分岐して戻される。燃料系統のある用途では、燃料ポンプは典型的には、燃料タンク内に配置される。バイパス圧力調整器は、燃料タンク内に配置され得て、燃料ポンプの直ぐ下流に配置され、バイパス燃料を燃料タンクに燃料を直接分岐・迂回して戻す。又は、バイパス圧力調整器は燃料ポンプの更に下流に配置され、インジェクタに通じるマニホールドとして使用されるインジェクタ燃料主給筒の下流に配置される。バイパス圧力調整器が、燃料インジェクタの下流に搭載されると、バイパス燃料戻しラインが必要とされ、過剰燃料を燃料タンクに戻す。圧力調整器を使用する時、バイパス圧力調整器が燃料タンク内に又は外にあるかに関わらず、燃料ポンプは連続的に運転され、燃料の高出力量を維持し、エンジンの急速なデマンド変化に対応する。

前述のバイパス圧力調整器のある例が、特許文献１に開示されていて、缶内のフレキシブルダイアフラムを使用し、そのダイアフラムはスプリングにより偏倚されて、迂回路を閉じる。そのダイアフラムはそこに作用する燃料圧に応答して、偏倚すると、燃料がバイパス路を通って流れて燃料タンクに戻る。これらのバイパス圧力調整器は、性能的には良い方であり、熱で膨張する又は過剰燃料に対応する能力の長所があるが、ダイアフラムや多くの部品により、製作費が高い。更に、ダイアフラム圧力調整器が、比較的大きく、比較的に反応が遅いので、好ましくない圧力脈動を生じて、エンジンの性能に影響を与えて、燃料系統又は他の液体系統内での、好ましくないレベルの騒音を生じ得る。

他のあるバイパス圧力調整器では、例えば特許文献２に開示されているように、ダイアフラムを使用していない。この開示をここで引用する。図１の従来技術に明瞭に図示されているように、バイパス圧力調整器２０は、典型的には、弁ボディ２２を有し、その弁ボディ２２にはバイパス路２４が形成され、そのバイパス路２４の入口２６は燃料ポンプ（非図示）に通じ、その出口２８は燃料タンク（非図示）に通じる。弁アセンブリ３０が設けられて、バイパス路２４を通る燃料流を制御する。弁アセンブリ３０は、多くの製作が難しい部品で構成され、その部品には、拡幅されたディスク状弁頭３２を含み、その弁頭３２は一端が弁シャンク３４に同心に取付けられ、他端にディスク３６が取付けられる。スプリング３８は、圧力調整器を閉位置に偏倚し、ディスク３６と、弁ボディ２２の径方向内側に突出する肩４０との間に、軸方向に圧縮される。弁ボディ２２内に弁シャンク３４が上流方向に突出する。弁ボディ２２に保持された弁座４２は、概してバイパス燃料流（矢印４４で示す）に面する。弁頭３２に取付けられた円形リング４６は、離脱可能に弁座４２をシールして、バイパス圧力調整器２０が閉じられる。バイパス路２４を通る燃料流４４を邪魔しないように、弁頭３２を燃料圧に曝すために、多くのオリフイス４８がディスク３６と弁ボディ２２の肩４０内に形成されて、製作費と難しさが付加される。

更に不都合には、バイパス圧力調整器２０のような公知のバイパス圧力調整器は、流量が変動する状態では弁の前後の一定の圧力降下を維持できない。運転状態で、スプリング力及び暴露された弁頭３２の面積は、弁が開き始める燃料圧を決める。弁アセンブリ３０が開き始めると、弁頭３２と弁座４２との間の輪を通る流れは、周囲の燃料に対して高速になる。この高速は、低圧域５０を生じて、弁アセンブリ３０に力を及ぼして、スプリング力に付加されて、弁アセンブリ３０を閉じる傾向にある。公知のあるバイパス圧力調整器では、この低圧域は弁アセンブリ３０の不安定な振動を生じ得て、流量が不安定となり、弁アセンブリから騒音が生じる。極端な場合には、圧力調整器はハンマー現象により、弁構成品に損傷が生じ得る。更に、公知のあるバイパス圧力調整器は、内燃エンジンの燃料系統やポンプモジュールの構成品に組みこむのが難しく、比較的複雑であり、比較的に制作費が高い。
米国特許第5,727,529号公報 米国特許第5,975,061号公報

前述の従来技術の問題点を解消するために、本発明の目的は、より一様に調整された出力圧と流量とを生じるバイパス圧力調整器を提供することを含み、その圧力調整器は、振動しにくい弁頭を有する。

発明の概要
内燃エンジン用の、好ましくは非戻り燃料系統内を流れる液体燃料のための、低コストバイパス圧力調整器は、導管又は貯蔵容器に作動的に通じ、その燃料系統の燃料ポンプから、内燃エンジンの少なくとも一つの燃料インジェクタに燃料を送る。圧力調整器は好ましくは弁頭を有し、その弁頭は少なくとも部分的に弁チャンバ内に配置され、その弁チャンバは、弁ボディの周方向に連続した内面により形成されており、中央軸に対して、下流方向に、径方向外側に推移している。弁頭は好ましくは、中央軸に対して、上流方向に径方向内側に、ヘッドの周縁の外側エッジから傾斜している。

弁頭が閉位置にある時、弁頭は弁ボディに形成された弁座にシールするように座する。弁座から径方向下流に離間した周縁外側エッジは、弁ボディの連続内側面から径方向に離間し、しかし接近していて、それらの間に近接域を形成する。弁頭が開位置にある時、傾斜した弁頭は弁座から明らかに離間しており、周縁外側エッジは、弁ボディの連続内面から明らかに内側に離間していて、それらの間に自由流域を形成する。弁頭が閉位置から開位置に動くのは下向きの動作であり、従って、その自由流域はその連続内面の概して下流に位置する。その連続内面は、弁頭が閉じた時に部分的に近接域を形成する。弁座から下流に軸方向に離間した流路断面は、弁頭が開いている時は概して拡大していくので、高速の液体流が弁座から離れて、そうでないと生じる弁座での低圧を減少する。弁座での低圧を減らし又は無くすことにより、弁頭の振動が減り又は無くなる。これはまた、燃料圧力と流量のゆらぎと騒音とを減少する。

好ましくは、弁ボディの連続内面は円形の稜線部を有し、その稜線部は、略円筒部と、その連続内側面の略円錐又は傾斜部との合流部により形成される。弁頭が閉じた位置にある時、その周縁の外側エッジは略軸方向にその円形の稜線部と心が合っていて、近接域を形成する。弁頭が開いた位置にある時、外周エッジは軸方向下流に移動して、連続内側面の円錐部内に十分に入り、より大きい自由流域を形成する。

好ましくは、近接域により形成される流路断面は、略一定であり、弁頭の弁座に対する磨耗と製作誤差に影響されるだけである。何故ならば、この領域の連続内面は円筒面である。従って、長期間に渡る使用により弁頭の閉じた位置が移動（磨耗）しても、外周エッジを少し上流に移動するだけであり、そのエッジは円筒部と軸方向に心が合ったままである。

好ましくは、弁頭は、従来のダイアフラムではなく、圧縮スプリングにより偏倚されて閉じられる。そのスプリングは、弁頭と弁頭の下流に概して配置された、弁ボディのガイド部材との間に、軸方向に圧縮される。弁ステムは好ましくは、弁頭からガイド部材を通り、好ましくはそのスプリングを通って延設される。

本発明の目的・特徴・利点は、より一様に調整された出力圧と流量とを生じるバイパス圧力調整器を提供することを含み、比較的安価であり、容易に使用され、より静かであり、騒音を生じにくく、振動しにくい弁頭を有し、丈夫で、信頼性・耐久性があり、保守が不要であり、比較的簡明なデザインであり、容易に組立てられ、経済的に製作組立てができて、有効使用寿命が長い。

この発明のこれら及び他の目的・特徴・利点は、以下の好適実施例及び最適様態、請求項の記載、添付図により明らかにされる。

図３は本発明のバイパス圧力調整器１２０を図示し、その圧力調整器は、供給流路又はチャネル１３８を形成する流体導管１２２内に好ましくは使用される。図２はバイパス圧力調整器１２０の好適使用例を図示していて、燃料噴射内燃エンジン１２６用の好ましくは非戻り燃料供給装置１２４に設けられる。この特別な用途では、燃料供給装置１２４は、好ましくは燃料タンク１３０内に配置されたモジュール内に、燃料ポンプ１２８を有する。予備フィルタ１３２が、燃料ポンプ１２８の入口１３４に一般的には配置される。燃料ポンプ１２８は加圧した燃料を出口１３６に供給し、出口１３６は、流体導管１２２により形成されるチャネル１３８にバイパス圧力調整器１２０を介して通じる。燃料ポンプ１２８から出る燃料は（矢印１３９で示す）、バイパス圧力調整器１２０に分岐され、エンジンへの供給燃料（矢印１４０で示す）と迂回燃料（矢印１４２で示す）に分けられる。全出力燃料出力１３９は、バイパス圧力調整器１２０内に流れ、又は、圧力調整器の入口に至る。バイパス圧力調整器１２０は、バイパス燃料１４２を分岐して燃料タンク１３０に戻し、一方、供給燃料１４０の燃料圧を調整して、供給路１３８に送って、内燃エンジン１２６の燃料主給筒１４６に搭載された、少なくとも一つの燃料インジェクタ１４４に送られる。好ましくは、供給燃料は、バイパス圧力調整器１２０の下流に、流体導管１２２に配置されたフィルタ１４８を通って流れる。

バイパス圧力調整器１２０は、非戻り燃料供給装置１２４の流体導管１２２内に組み入れられる。バイパス圧力調整器１２０の機能は、バイパス圧力調整器１２０の弁ボディ１５０により達成され、バイパス圧力調整器１２０は、好ましくは３個の構成品からなる。それらは、開口１５４で流体導管１２２にシールされるように係合する輪状リテーナ１５２と、ドーム構造１５６と、ガイド部材１６２とである。ドーム構造１５６は、中心軸１５８の周りに配置され、連続基部又は端リム１６０を有する。端リム１６０は輪状リテーナ１５２にシールするように取付けられる。ガイド部材１６２は、好ましくはドーム構造１５６の端リム１６０と開口１５４との間に、軸方向に取付けられる。ドーム構造１５６は、端リム１６０から軸方向に流体導管１２２の開口１５４を通って供給路１３８内に延びていて、そこに、弁ボディ１５０の先端又は円形の頂部１６４が位置する。

図３〜５に明瞭に図示したように、バイパス圧力調整器１２０は好ましくは拡幅した弁頭１６６を有する。弁頭１６６は弁チャンバ１６８内に配置される。弁チャンバ１６８は、周方向に連続した内面１６７により形成され、下流方向に径方向外側に広がっている。内側連続周面１６７は弁ボディ１５０により形成され、中心軸１５８と略同心に向いている。弁頭１６６は、好ましくは下流に面する輪状棚１７０から、先端１７２に上流に向かって径方向内側に傾斜している。弁頭１６６が閉位置１７８の時に、弁頭１６６の先端１７２は、弁チャンバ１６８の入口ポート１７４を通って延びていて、略入口ポート１７４まで達している。入口ポート１７４は、ドーム構造１５６の輪状弁座１７６により形成され、傾斜した弁頭１６６に開放可能にシールされる。

弁ステム又は弁シャンク１８０は、中心軸１５８に同心に配置され、拡幅弁頭１６６により形成された輪状棚１７０から下流に軸方向に、ドーム構造１５６内のバイパス路１８２を通って延設されている。バイパス路１８２は、弁チャンバ１６８の出口ポート１８４で、弁チャンバ１６８と軸方向に通じる。弁シャンク１８０は、ガイド部材１６２の略円筒のカラー部１８６により、案内され支持される。ガイド部材１６２はバイパス路１８２内に位置する。ガイド部材１６２の支持構造１８８は、カラー部１８６の基端２４６から径方向外側に延設され、、バイパス路１８２に通じる輪状リテーナ１５２の孔１９０を横切り、ドーム構造１５６及び／又は輪状リテーナ１５２に固定される。弁頭１６６は、圧縮スプリング１９２により、弁座１７６に対して偏倚されて閉じられる。圧縮スプリング１９２は、弁頭１６６の輪状棚１７０と、ガイド部材１６２のカラー部１８６の上流端１９３との間に圧縮されている。

弁チャンバ１６８は、上流のボール型又は丸い部分１９４と、下流の円錐台部１９６を有する。丸い部分１９４は入口ポート１７４に直接通じ、円錐台部１９６は丸い部分１９４から径方向外側に広がり、丸い部分１９４と出口ポート１８４との間に軸方向に延設されている。バイパス路１８２は、円錐台部１９６から直接下流に同心に位置していて、出口ポート１８４に通じている。丸い部分１９４が、環状凹部１９８と、内側連続周面１６７の円筒部２００とにより形成される。環状凹部１９８は、輪状弁座１７６から径方向外側に延設され、下流方向に円筒部２００まで軸方向に延びている。弁チャンバ１６８の円錐台部１９６は、内側連続周面１６７の径方向に広がる円錐台部２０２により概して形成され、軸方向に延び、下流方向に径方向に広がって、円筒部２００からドーム構造１５６の円筒壁２０４に向けて、バイパス路１８２を形成する。バイパス路１８２は端リム１６０まで軸方向に延びている。図では、円筒壁２０４から内側連続周面１６７の円筒部２００までは、出口ポート１８４と同心としている。

弁頭１６６が閉位置１７８にある時、輪状棚１７０の外縁を形成する周縁外側エッジ２０６は、内側連続周面１６７の円筒部２００と軸方向に並んでいて、外側エッジ２０６は、好ましくは内側連続周面１６７の周縁内側エッジ又は円形稜線２０８の少し上流にある。その周縁内側エッジは、円筒部２００と円錐台部２０２との合流部により形成される。弁頭１６６の周縁外側エッジ２０６とドーム構造１５６の円筒部２００とは、互いに径方向に少し離間していて、接触しないようになっていて、弁頭１６６が輪状シート１７６で非接触シールを提供する。この径方向の小間隙又は近接域２１０は、弁頭１６６が閉位置１７８から開位置２１４に動くと、周縁外側エッジ２０６と円形稜線２０８との間の自由流域２１２を拡大する（図５に明瞭に示す）。

流体導管１２２の供給路１３８内燃料圧が、ガイド部材１６２のカラー部１８６の上流端１９３と弁頭１６６の輪状棚１７０との間に、軸方向に圧縮された圧縮スプリング１９２の偏倚力を超えると、偏倚して閉じた弁頭は、輪状弁座１７６から開位置２１４の方に軸方向に離れて、弁を開けて、圧縮スプリング２１６を軸方向に少し圧縮する。又、開く時、弁頭１６６の周縁外側エッジ２０６は、円形稜線２０８を軸方向に過ぎて動いて、弁チャンバ１６８の円錐台部１９６に入る。従って、バイパス圧力調整器１２０が開く最初の時に、近接域２１０は拡大し始める。何故ならば、周縁外側エッジ２０６とドーム構造１５６との径方向距離は、内側連続周面１６７の円錐台部２０２により増加する。自由流域２１２に対して近接域２１０を移動すると、高速の燃料が輪状弁座１７６から動く。そうでない場合は、低圧域を生じて弁頭１６６の開閉を繰り返し、又は振動させる。自由流域２１２に対して近接域２１０を拡大すると、弁頭１６６の振動を著しく減少し略妨げて、騒音と弁座の磨耗を減少する。

弁の騒音を減少させ、輪状弁座１７６と弁頭１６６との間の磨耗・シールを改良するために、弁頭は弾力性先端カバー２２０を有し、弁頭１６６の基部２２２を被う。カバー２２０は、円形肩２２４を有し、径方向内側に突出して、基部２２２の円形溝２２６内にプレスばめされる。円形溝２２６は、輪状棚１７０から軸方向上流に離間していて、径方向外側に開いていて、円形肩２２４を収容する。弁シャンク１８０と基部２２２とは好ましくは一体であり、好ましくは耐久性のある金属で形成される。しかし、射出成形のプラスチック又は他の堅固な材料で形成され得る。カバー２２０は好ましくは耐燃料性合成ゴム又はポリマー材製である。

好ましくは、近接域２１０により形成される流路断面は、略一定であり、弁頭の弁座に対する磨耗、製作誤差を補償する。何故ならば、近接域２１０内の連続内側連続周面１６７は、円筒であることによる。長期間に使用により、閉位置１７８で弁頭１６６が軸方向にシフト（磨耗）しても、周縁外側エッジ２０６が少し上流に移動するだけであり、そのエッジは円筒壁２０４と軸方向に心が合っている。

図５、６に明瞭に図示したように、バイパス圧力調整器１２０は、三個の仮想の略平行な面２２８、２３０、２３２を使用して更に説明し得る。その三個の仮想面は互いに軸方向に離間し、中心軸１５８に垂直に配置されている。輪状弁座１７６と入口ポート１７４とは、略第一仮想面２２８内に位置する。円形稜線２０８は、第二仮想面２３０内に位置する。周縁外側エッジ２０６と円錐台部２０２との間の径方向の間隙は、自由流域２１２を形成し、圧力調整器が開位置２１４の時に、概して第三仮想面２３２内に位置する。概して、弁チャンバ１６８の丸い部分１９４は、軸方向に第一・第二仮想面２２８、２３０の間に形成される。弁チャンバ１６８の台形の拡大部円錐台部１９６は、第二仮想面２３０から延びていて、第三仮想面２３２を通過して、その下流に位置する出口ポート１８４に至る。弁頭１６６が閉位置１７８にある時（図４に示す）、周縁外側エッジ２０６と輪状棚棚１７０とは、概して第二仮想面２３０内に位置し、傾斜した弁頭１６６は、好ましくは軸方向に、第二仮想面２３０を貫通して突出している。弁頭１６６が開位置２１４の時は、周縁外側エッジ２０６と輪状棚１７０とは第三仮想面２３２内に概してある。

弁頭１６６は傾斜しているので、第一仮想面２２８内の輪状弁座１７６の直径２３４は、周縁外側エッジ２０６の直径２３６より小さい。弁頭１６６を閉じた時に、近接域２１０を生じさせるために、直径２３６は、円筒部２００の頂部直径２３８より、又、内側連続周面１６７の円形稜線２０８より少し小さい。内側連続周面１６７の円錐台部２０２は、下流方向に径方向外側に傾斜しているので、稜線２０８の頂部直径２３８は、第三仮想面２３２内の円錐台部２０２の直径２４０より明かにに小さい。好ましくは、弁頭１６６が開位置２１４にある時に、第二仮想面２３０での輪状流域は、入口ポート１７４で、第一仮想面２２８の輪状流域より以上であり、自由流域２１２での第三仮想面２３２の輪状流域以下である。これは、弁の位置に係わらず、第二仮想面２３０、第三仮想面２３２で圧力降下の過渡現象を無くして、動的な流体の流れを安定させ、入口ポート１７４での弁のデザインに影響して、用途が変わってもバイパス圧力調整器１２０の寸法を簡明にする。

弁頭１６６とドーム構造１５６との堅固なデザインは、軸方向に誤差を許容して、カバー２２０の輪状弁座１７６に対する軸方向の圧縮及び／又は磨耗に対応する。カバー２２０が少し磨耗し又は軸方向に圧縮されると、弁頭１６６と周縁外側エッジ２０６とを少し上流に移動し、閉位置１７８を少し上流に移動する。しかし、近接域２１０の流路断面は略一定である。何故ならば、円形稜線２０８に軸方向に最初に心が合っている周縁外側エッジ２０６が、磨耗により少し上流に移動するが、内側連続周面１６７の円筒部２００に軸方向に心が合ったままである。

バイパス圧力調整器１２０の組立て中に、カバー２２０は、好ましくは弁頭１６６の基部２２２内の円形溝２２６内に、プレスばめ又は被せて形成される。弁シャンク１８０は軸方向のコイル圧縮スプリング２１６を通り、ガイド部材１６２のカラー部１８６を通って軸方向に挿入される。予め組立てられたカラー部１８６、弁シャンク１８０、弁頭１６６、圧縮スプリング１９２は、円筒壁２０４の端リム１６０からドーム構造１５６内に挿入される。カラー部１８６は、ガイド部材１６２の支持構造１８８の二つの脚２４４の先端２４２を位置づけることにより、中心軸１５８に簡単に心が合わされる。その脚２４４は、カラー部の基端２４６から外側にドーム構造１５６の端リム１６０まで延びている。先端２４２を取付ける時、弁頭１６６の傾斜した特徴は、弁頭を輪状弁座１７６に、従って中心軸１５８に中心を合わせる。又、圧縮スプリング１９２は、軸方向に輪状棚１７０とカラー部１８６の上流端１９３との間に、軸方向に保持されて、弁頭１６６を輪状弁座１７６に押しつけて保持する。ドーム構造１５６の基部又は端リム１６０は、輪状リテーナ１５２の対向ボア２４８内に軸方向に嵌入し、端リム１６０が、輪状リテーナ１５２の径方向内側に延びる輪状肩２５０に軸方向に接触する。肩２５０はボア又は孔１９０を形成し、バイパス燃料１４２をバイパス圧力調整器１２０から送出する。

組立てられると、バイパス圧力調整器１２０は完成したユニットであり、種々の用途において容易に統合される。好ましくは、図３に図示したように、輪状リテーナ１５２は、雌ねじ又はねじ付外面２５２を有し、流体導管１２２により形成された雌ねじ２５４内に、開口１５４で、ねじ込まれ、又は、加圧液体を保持する他の形式の容器にねじ込まれる。置換例として、輪状リテーナ１５２は、流体導管１２２内にプレスばめされる。付加的なシール部材として、流体導管１２２は径方向内側に延設された円形棚２５６を有して、ガスケット２５８に当接して軸方向にシールする。ガスケット２５８は、好ましくは輪状リテーナ１５２に形成された軸方向外側に開いた円形溝２６０内に配置されたO−リングである。

図７〜９を説明すると、第二使用例バイパス圧力調整器１２０’を図示していて、第一使用例と同様な要素は同じ番号で表されて、符号（’）を加えている。内燃エンジン用の非戻り燃料供給装置１２４’は、燃料チャンバ３００を形成する燃料タンク１３０’と、そのチャンバ内に配置された多機能燃料ポンプモジュール３０２とを有する。組立てる時に、燃料ポンプモジュール３０２は、燃料タンク１３０’のアクセス穴３０４を通して挿入され、アクセス穴３０４は燃料ポンプモジュール３０２のフランジ３０６により被われてシールされる。

スプリングで付勢された二つの鉛直移動用ストラット３０８（一つを示す）が、燃料タンク１３０’の燃料チャンバ３００内のフランジ３０６から、堅く吊るされている。ストラット３０８は、構造ポッド３１０のストラットガイド（一つを示す）に滑動可能に嵌合されて、燃料ポンプモジュール３０２の構造ポッド３１０を付勢して支持する。従って、ポッドの底又は底カバー３８１は、燃料タンク１３０’の底壁に配置され支持され、タンク壁の少しの撓み、膨張、又は接触が可能となっている。構造ポッド３１０は多くの構成品を保持する。それらの構成品は、燃料ポンプ１２８’と、そのポンプに連結された電気モータ３１２と、フィルタカートリッジ３１４とを含む。フィルタカートリッジ３１４は、フィルタ部材３１６と一体型のバイパス圧力調整器１２０’を有する。燃料は構造ポッド３１０を介して各構成品の間を流れて、従来のホース、チューブ、金物を無くす。電力線３１８が、電気モータ３１２からフランジ３０６のシールグロメット３２０を通って導かれる。

構造ポッド３１０は、円筒第一面３２２を有して第一ボア３２４を形成し、その第一ボア３２４は、略鉛直に延びる中心線３２６を有する。又、構造ポッド３１０は、内側円筒第二面３２８を有して第二ボア３３０を形成する。第二ボア３３０は、第一ボア３２４から径方向外側に離間して、第一ボア３２４の中心線３２６に略平行に配置された中心軸１５８’を有する。ポンプ燃料ポンプ１２８’とモータ電気モータ３１２が第一ボア３２４内に組み付けられ、フィルタカートリッジ３１４は第二ボア３３０内に組み付けられる。

製作時に燃料ポンプ１２８’の構成品は、好ましくは開いた頂部を通って第一ボア３２４内に組み付けられ、連続肩３３２に配置される。肩３３２は円筒第一面３２２から内側に径方向に一体に延設されている。燃料ポンプ１２８’が組み付けられた後に、電気モータ３１２が、上方から第一ボア３２４内に挿入され、燃料ポンプ１２８’に機械的に連結される。電気モータ３１２は、一対の軸受で支持された駆動軸３３４を有する電機子と、それを囲む固定子を有する。開いた端は、キャップ３３６によりシールされ、主端リテーナ３３８は、好ましくは一対にベアリングを有する。少なくとも一つの電線３１８が、キャップ３３６を通って延設される。運転時には、燃料が、構造ポッド３１０の肩３３２により形成された入口又は底ポート１３４’を通って燃料ポンプ１２８’に入り、加圧された燃料は、燃料ポンプ１２８’を出て出口１３６’を通って第二ボア３３０に流れる。出口１３６’は、構造ポッド３１０により形成され、第一・第二面３２２、３２８を連通させる。

フィルタカートリッジ３１４は、好ましくは円筒形フィルタ部材３１６から径方向内側に位置する一体のバイパス圧力調整器１２０’と、予め組み付けられる。フィルタ部材３１６は、軸方向に逆煙突形主端リテーナ３３８と、フィルタカートリッジ３１４の輪状リテーナ１５２’との間に配置され、矢印１４０’で表される供給燃料を流す。輪状リテーナ１５２’は、矢印１４２’で表される迂回燃料を流す。ディスク状主端リテーナ３３８と輪状リテーナ１５２’の各々は、円形溝３４０（図８に明瞭に示す）を形成し、軸方向に相対して、円筒形フィルタ部材３１６の各端３４２に座して、内側円筒第二面３２８から径方向内側にそのフィルタエレメントを配置し、フィルタ効率とフィルタ面積を最大にする。この構造は、第二ボア３３０内でのフィルタ部材３１６の移動を妨げて、フィルタ部材３１６の周りの燃料が迂回するのを妨げる。

主端リテーナ３３８は逆ボール状基部３４０を有し、その基部は円筒内側面３４２を有して、供給路１３８’の燃料洞３４４を部分的に構成する。供給路１３８’はバイパス圧力調整器１２０’により系統運転圧に維持される。主端リテーナ３３８は、円形溝３４０から上方に突出するカラー部３４６を有し、供給路１３８’の燃料出口路３５０を形成して、燃料洞３４４と軸方向に通じる。カラー部３４６は、構造ポッド３１０の円筒第三面３５４に形成された対向ボア３５２内に突出している。円形溝３４０の径方向外側面３５６は、連続スロット３５８が形成され、弾力性シール部材、好ましくはＯ−リング３６０を収容し、第二ボア３３０の内側円筒第二面３２８をシールする。カラー部３４６の径方向外側面３６２は、連続スロット３６４が形成され、そこにＯ−リング３６６が座して、対向ボア３５２の円筒第三面３５４をシールする。同様に、輪状リテーナ１５２’のねじ付外面２５２’は、連続スロット又は円形溝２６０’を形成し、Ｏ−リング２５８’を座して、第二ボア３３０の内側円筒第二面３２８をシールする。この３個のＯ−リング３６０、３６６、２５８’と、フィルタ部材３１６をリテーナ１５２’、３３８によりシールする配置により、出口１３６’から流入する全ての燃料が、供給路１３８’の加圧燃料洞３４４に入る前に確実に濾される。

フィルタを通した後、燃料洞３４４に入る燃料は、主として上方に流れ、カラー部３４６の燃料出口路３５０を通って、構造ポッド３１０のニップル３６８を通り、フレキシブルチューブ３７０内に流れる。流体導管１２２’のフレキシブルチューブ３７０は、ニップル３６８にプレスばめされ、上方に延びて、フランジ３０６から下向きに延びる同様のニップルに連結される（図７に明瞭に図示）。フレキシブルチューブ３７０からの燃料はタンクから出る。燃料系統圧が燃料ポンプ１２８’により過剰になると、バイパス圧力調整器１２０’が開いて、バイパス燃料１４２’が燃料洞３４４から流れて、輪状リテーナ１５２’を通って燃料チャンバ３００に戻る。

バイパス圧力調整器１２０’のドーム構造１５６’は、輪状リテーナ１５２’から同心に上向きに軸方向に延設され、フィルタ部材３１６とは、軸方向に心が合い、径方向には内側に離間している。加圧燃料燃料洞３４４は、概して軸方向に主端リテーナ３３８と輪状リテーナ１５２’の輪状面３７２との間に形成されている。燃料洞３４４は、径方向には、ドーム構造１５６’の端リムを収容する連続溝３７４と、ドーム構造１５６’との間の幅である。燃料洞３４４は、概してドーム構造１５６’とフィルタ部材３１６との間に径方向に形成される。

燃料圧が過剰になると、偏倚して閉じていたバイパス圧力調整器１２０’が開いて、圧縮スプリング１９２’を軸方向に圧縮して、弁頭１６６’がドーム構造１５６’に形成された輪状弁座１７６’から離れて下向きに動く。バイパス燃料１４２’は、輪状弁座１７６’により形成された入口ポート１７４’を通って流れ、弁チャンバ１６８’を通って下向きに流れ、バイパス路１８２’に通じる。弁チャンバ１６８’とバイパス路１８２’とは、ドーム構造１５６’により形成されている。バイパス燃料１４２’は、輪状リテーナ１５２’の孔１９０’を通って、第二ボア３３０を出る。底カバー３８１は、第二ボア３３０内で軸方向にフィルタカートリッジ３１４を保持している。製作中に、底カバー３８１から、少なくとも一つ好ましくは３個の上向きに延びるフレキシブルアーム３７８が、構造ポッド３１０にスナップばめされ、フィルタカートリッジ３１４を第二ボア３３０内にロックする。好ましくは、各フレキシブルアーム３７８はスロット３８０を有し、スロット３８０は、構造ポッド３１０から外側に延びる***タブ３８２を収容して、底カバー３８１を所定位置にロックする。

ここで開示した発明の形態は、現在好適な実施例であり、多くの変化例が可能である。例えば、流体導管１２２は、液体貯蔵圧力容器でも良く、供給路１３８は液体を流すためでなく液体を溜める圧力チャンバでも良い。その用途では、バイパス圧力調整器１２０は、実際には圧力リリーフ調整器として機能する。ここでは本発明の全ての同等の又は変化例を記載することは、意図していない。ここで使用した術語は、発明を限定することよりも説明のためのものである。この発明の主旨と範囲から離れずに、種々の変化例が可能なのが理解される。

従来技術のバイパス圧力調整器の横断面図である。 本発明を具現するバイパス圧力調整器を使用した燃料系統の略図である。 そのバイパス圧力調整器の横断面図であり、閉鎖状態であり、圧力調整して燃料を流すための燃料供給導管に統合されている。 図３の円４内を見たそのバイパス圧力調整器の拡大部分横断面図である。 図４と同様なバイパス圧力調整器の部分横断面図であり、開状態を示している。 図４の線６−６に沿って見たバイパス圧力調整器の横断面図である。 バイパス圧力調整器の第二実施例であり、燃料タンク内の燃料ポンプモジュールに使用される燃料フィルタカートリッジに組込まれている。 図７のバイパス圧力調整器の分解断面斜視図である。 図７のバイパス圧力調整器の断面斜視図である。 バイパス圧力調整器の両実施例のガイド部材の斜視図である。

符号の説明

１２０、１２０’ バイパス圧力調整器
１２２、１２２’ 流体導管
１２４、１２４’ 燃料供給装置
１２６ 内燃エンジン
１２８、１２８’ 燃料ポンプ
１３０、１３０’ 燃料タンク
１３２ フィルタ
１３４、１３４’ 入口
１３６ 出口
１３８ 供給路
１４４ 燃料インジェクタ
１４６ 燃料主給筒
１４８ フィルタ
１５０ 弁ボディ
１５２、１５２’ 輪状リテーナ
１５４ 開口
１５６、１５６’ ドーム構造
１６０ 端リム
１６２ ガイド部材
１６６、１６６’ 弁頭
１６７ 内側連続周面
１６８、１６８’ 弁チャンバ
１７０ 輪状棚
１７４ １７４’ 入口ポート
１７６、１７６’ 輪状弁座
１８０ 弁シャンク
１８２、１８２’ バイパス路
１８４ 出口ポート
１８６ カラー部
１８８ 支持構造
１９０、１９０’ 孔
１９２、１９２’ 圧縮スプリング
１９３ 上流端
１９４ 丸い部分
１９６ 円錐台部
１９８ 環状凹部
２００ 円筒部
２０２ 円錐台部
２０４ 円筒壁
２０６ 周縁外側エッジ
２０８ 円形稜線
２１０ 近接域
２１２ 自由流域
２１６ 圧縮スプリング
２２０ カバー
２２２ 基部
２２４ 円形肩
２２６ 円形溝
２２８ 第一仮想面
２３０ 第二仮想面
２３２ 第三仮想面
３００ 燃料チャンバ
３０２ 燃料ポンプモジュール
３１２ 電気モータ
３１４ フィルタカートリッジ
３１６ フィルタ部材
３３４ 駆動軸
３３６ キャップ
３３８ 主端リテーナ
３４４ 燃料洞
３４６ カラー部
３５０ 燃料出口路

Claims (21)

1. 液体燃料バイパス圧力調整器であって、
   ボディと、
   該ボディにより少なくとも部分的に形成された弁チャンバと、
   該弁チャンバは入口と出口とを有し、
   該ボディにより形成された弁座と、
   該弁座は該入口と該弁チャンバとに通じ、
   該ボディにより形成された内側連続周面と、
   該内側連続周面は、該弁チャンバを部分的に形成し、該弁座の軸方向下流に配置され、該弁座から軸方向下流に向かって径が増加し、
   拡幅弁頭と、
   該弁頭は、少なくとも部分的に該弁チャンバ内に配置され、該弁座に係合する閉位置と、該弁座から離間した閉位置との間を軸方向に可動であり、該弁頭は、該閉位置にある時は、該閉位置に付勢偏倚されて該弁座にシール接触し、
   該弁頭の外周エッジと、
   該弁頭が閉位置にある時に、該外周エッジは、該弁チャンバの前記内側連続周面に近接して位置する、ことを特徴とする上記バイパス圧力調整器。
2. 前記バイパス圧力調整器はフレキシブルダイヤフラムを有しない請求項１記載のバイパス圧力調整器。
3. 前記弁頭は略円錐形であり、
   前記内側連続周面の上流部と、
   該上流部から径方向外側に広がる前記内側連続周面の下流部と、
   該上流・下流部の間の合流部により形成された前記内側連続周面の周縁内側エッジと、
   前記弁頭の前記外周エッジは、前記弁頭が閉位置にある時、該周縁内側エッジと略軸方向に並列し、前記弁頭の前記外周エッジは、前記弁頭が開位置にある時、前記弁頭の該下流部と軸方向に並列し、該周縁内側エッジから軸方向に離れた、請求項１記載のバイパス圧力調整器。
4. 前記上流部は円筒形である請求項３記載のバイパス圧力調整器。
5. 前記ボディにより形成され、前記弁チャンバと前記出口とに通じるバイパス路と、
   前記拡幅弁頭から軸方向下流に延設され、該バイパス路内に少なくとも部分的に配置された弁シャンクと、
   該弁シャンクを案内するために前記ボディにより支持されたガイド部材と、
   前記拡幅弁頭と該ガイド部材との間に軸方向に配置され、前記拡幅弁頭を閉位置に偏倚する圧縮スプリングとを、具備した請求項４記載のバイパス圧力調整器。
6. 前記ボディにより形成され、前記弁チャンバと前記出口とに通じるバイパス路と、
   前記拡幅弁頭から軸方向下流に延設され、該バイパス路内に少なくとも部分的に配置された弁シャンクと、
   該弁シャンクを案内するために前記ボディにより支持されたガイド部材と、
   前記拡幅弁頭と該ガイド部材との間に軸方向に配置され、前記拡幅弁頭を閉位置に偏倚する圧縮スプリングとを、具備した請求項１記載のバイパス圧力調整器。
7. 前記圧縮スプリングが前記弁シャンクと同心に配置された、請求項５記載のバイパス圧力調整器。
8. 前記弁チャンバと前記バイパス路を形成する、前記ボディのドーム状構造部と、
   該ドーム状構造部は連続端リムを有し、
   該端リムにシールするように取付けられた、前記ボディの輪状リテーナと、
   該輪状リテーナは前記バイパス路と通じる孔を有し、
   前記弁シャンクを摺接して収容する、前記ガイド部材のカラー部と、
   該孔を越えて、該輪状リテーナから該カラー部に径方向に延設された、前記ガイド部材の構造部と、を具備した請求項６記載のバイパス圧力調整器。
9. 前記カラー部から径方向外側に延設された、前記構造部の第一脚を具備し、
   該第一脚の先端が、前記ドーム状構造部と、前記輪状リテーナの径方向内側に延設された棚との間にプレスばめされた、請求項８記載のバイパス圧力調整器。
10. 前記第一脚から直径方向に相対する第二脚を具備し、
    該第二脚の先端が、前記ドーム状構造部と前記輪状リテーナの前記棚と間に軸方向にプレスばめされた、請求項９記載のバイパス圧力調整器。
11. 前記弁座は輪状であり、略下流方向に面している、請求項１記載のバイパス圧力調整器。
12. 前記弁頭は、前記外周エッジまで、下流方向に略径方向外側に傾斜している、請求項１記載のバイパス圧力調整器。
13. 前記内側連続周面の円筒部と、
    前記内側連続周面の拡大部と、
    該拡大部は、該円筒部の下流に配置され該円筒部と合流し、
    該円筒部と該拡大部との間に形成された、前記内側連続周面の稜線部と、
    前記弁頭の前記外周エッジは、前記弁頭が閉位置にある時、該円筒部と軸方向に並列し、前記弁頭が開位置にある時、前記拡大部と軸方向に並列した、請求項１１記載のバイパス圧力調整器。
14. 前記外周エッジは前記円筒部に接触していない、請求項１３記載のバイパス圧力調整器。
15. 前記拡大部は円錐形であり、前記稜線部は円形である、請求項１３記載のバイパス圧力調整器。
16. 前記入口は、内燃エンジンの非戻り燃料系統の燃料供給導管に連結され、該導管を通じて、燃料ポンプが該エンジンの少なくとも一つの燃料インジェクタに加圧液体燃料を供給する、請求項１記載のバイパス圧力調整器。
17. 中心軸と垂直に配置された第一仮想面と、
    該第一仮想面から軸方向に離間し、該中心軸と垂直に配置された第二仮想面と、
    該第二仮想面から軸方向に離間し、該中心軸と垂直に配置された第三仮想面と、
    前記弁座は概して該第一仮想面内にあり、
    前記外周エッジは、前記弁頭が閉位置にある時、概して該第二仮想面内にあり、前記弁頭が開位置にある時、該第三仮想面内にあり、
    該第一仮想面内にある前記弁座のシート内径と、
    前記弁頭の前記外周エッジのエッジ直径と、
    該第二仮想面内にある前記内側連続周面の第一直径と、
    該第三仮想面内にある前記内側連続周面の第二直径と、を具備し、
    該シート内径は該エッジ直径より小さく、該エッジ直径は該第一直径より少し小さく、該第一直径 は該第二直径より小さい、請求項１記載のバイパス圧力調整器。
18. 前記弁頭は略円錐形であり、
    前記弁頭が閉位置にある時、前記内側連続周面の円錐部は、前記外周エッジの直ぐ下流に位置し、該円錐部は前記第二直径を有し、
    前記内側連続周面の円筒部が、該円錐部から直ぐ上流に位置し、前記第一直径を有する、請求項１７記載のバイパス圧力調整器。
19. 前記内側連続周面の環状凹部が、前記弁座と前記円筒部との間に軸方向に連続するように配置されて、前記弁チャンバを部分的に形成した、請求項１８記載のバイパス圧力調整器。
20. 前記弁チャンバと前記出口に通じるバイパス路と、
    前記弁チャンバと前記バイパス路を形成する、前記ボディのドーム状構造部と、
    該ドーム状構造部は連続端リムを有し、
    該ドーム状構造部の該端リムにシールするように取付けられた、前記ボディの輪状リテーナと、
    該輪状リテーナは、導管にシールして係合し、前記バイパス路と通じる孔を有し、
    弁シャンクを摺接して収容するガイド部材のカラー部と、
    該孔を越えて、該カラー部から径方向外側に延設され、該輪状リテーナに取付けられた、該ガイド部材の構造部と、を具備した請求項１記載のバイパス圧力調整器。
21. 請求項１記載のバイパス圧力調整器を有する非戻り式燃料装置であって、
    前記バイパス圧力調整器に統合された、燃料フィルタを有するフィルタカートリッジと、
    該燃料フィルタは、第一・第二端を有する円筒形フィルタであり、
    前記ボディのドーム状構造部と、
    該ドーム状構造部は、前記弁チャンバを形成し、該円筒形フィルタ内に配置され、前記出口付近に設けられた連続端リムを有し、
    前記ボディの輪状リテーナと、
    該輪状リテーナは、該ドーム状構造部の該端リムとシールするように係合し、導管とシールするように係合し、該輪状リテーナは、前記弁チャンバと通じる孔を有し、該ドーム状構造部から径方向外側に位置する連続溝を有して、該フィルタの該第一端をシールするように受け入れ、
    該導管は連続溝を有して、該フィルタの該第二端をシールして収容して、ポンプからの燃料が全て該フィルタを通るように構成された、上記装置。

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