JP4324906B2 - 脈動式ダイヤフラム燃料ポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジン運転に伴ってクランクケース内や吸気管内に発生する脈動圧力により駆動されてエンジンに供給するための燃料を輸送する脈動式ダイヤフラム燃料ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
２サイクルまたは４サイクルの小形ガソリンエンジンに供給する燃料の輸送手段として、構造が簡単であるとともに機械的損失を伴わずに駆動できる、という利点を有する脈動式ダイヤフラム燃料ポンプが広く使用されている。
【０００３】
図１は従来から知られており、且つ本発明が適用される脈動式ダイヤフラム燃料ポンプの一例を示す縦断面図であって、ポンプ本体１の一つの面にポンプダイヤフラム２とダイヤフラムカバー体３とが重ねられており、ポンプ本体１側の空間およびダイヤフラムカバー体３側の空間はポンプ室４および脈圧室５をそれぞれ形成している。 脈圧室５はエンジンのクランクケースまたは吸気管に接続される脈圧導入口６を有している。
【０００４】
ポンプ本体１のもう一つの面にはパルセータダイヤフラム７とキャップ体８とが重ねられており、ポンプ本体１に設けられてパルセータダイヤフラム７で覆われた二つのくぼみは吸込室９および吐出室１０をそれぞれ形成し、キャップ体８の内部は空気室１１を形成している。また、ポンプ本体１に形成されているポンプ室４と吸込室９、吐出室１０とを区画する仕切壁１２には吸込弁１３および吐出弁１４が設けられている。
【０００５】
エンジンの運転に伴ってクランクケース内や吸気管内に発生する脈動圧力、一般にはクランクケース内の脈動圧力が脈圧室５に導入されてポンプダイヤフラム２を往復変位させ、図示しない燃料タンクの燃料を燃料入口１５から吸込室９、吸込弁１３、ポンプ室４、吐出弁１４、吐出室１０を経て燃料出口１６へと送り、図示しない気化器によりエンジンに供給する。
【０００６】
前記ポンプの構造部分であるポンプ本体１、ダイヤフラムカバー体３およびキャップ体８は一般に金属で作られるが、エンジン熱の影響を受けてベーパロックを生じさせやすいので、その心配を避けるため成形性にすぐれた熱可塑性樹脂で作り、且つねじを用いる組立てではクリープを発生させる心配を解消するため例えば超音波溶着により互いに溶着して組立てることが知られている。
【０００７】
図８および図９は前記燃料ポンプなどの構造部分を熱可塑性樹脂で作った場合に、ポンプ本体である第一ハウジング５１とダイヤフラムカバー体である第二ハウジング５３とをダイヤフラム５２の周縁部を挟み込んで溶着する従来の方法を説明する図であって、ダイヤフラム５２は気・液密保持のガスケットおよびずれ動き防止のストッパとして働くリブ、係止縁とも称されるビード部５２Ａ，５２Ｂを外側周縁に有している。
【０００８】
図８（Ａ），（Ｂ）に示したダイヤフラム５２はビード部５２Ａを第一ハウジング５１側へ突出させており、第一ハウジング５１はビード部５２Ａを受け入れる溝５４を上方へ開放させて有している。そして、ビード部５２Ａを溝５４に嵌め込み、第二ハウジング５３の下面５３ａをダイヤフラム５２の周縁部上面５２ａに押し付けてビード部５２Ａを圧縮させ、その状態で第一ハウジング５１の立上がり内向き面５１ａとこれに向かい合った第二ハウジング５３の外向き面５３ｂとを溶着するものである。これにより、第一ハウジング５１第二ハウジング５３とがダイヤフラム５２の面に直角の溶着面５５によって互いに結合し組立てられたものとなる。このような組立ては実開昭５７−５３１７５号公報、実開昭５７−６１２８５号公報、実開昭５７−６１２８６号公報に記載されている。
【０００９】
図９（Ａ），（Ｂ）に示したダイヤフラム５２はビード部５２Ｂを両表面から突出させており、第一ハウジング５１と第二ハウジング５３とはビード部５２Ｂの二分の一ずつを受入れる溝５６，５７を向かい合わせに有している。そして、ビード部５２Ｂを溝５６，５７に嵌め込み、溝５６，５７を開放させている第一ハウジング５１の上面５１Ａと第二ハウジング５３の下面５３Ａとをビード部５２Ｂの外側方において重ね合わせることにより、ビード部５２Ｂを圧縮させ、その状態で上方５１Ａと下面５３Ａとを溶着するものである。これにより、第一ハウジング５１と第二ハウジング５３とがダイヤフラム５２の面に平行の溶着面５８によって互いに結合し組立てられたものとなる。このような組立ては特開平９−２１７６６２号公報に記載されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
前記の組立てによると、ビード部５２Ａ，５２Ｂは圧縮されたとき外側方および内側方へ押し拡げられて扁平となり、ダイヤフラム５２のビード部５２Ａ，５２Ｂ内側方領域は内側方へ押し拡げられた分だけ小径となり、図８（Ｂ），図９（Ｂ）に誇張して示したように緩みを有する状態となる。脈動式ダイヤフラム燃料ポンプにおいては、ポンプダイヤフラムは脈動圧力に鋭敏且つ忠実に反応して往復変位し所定の燃料吐出量を与えることが要求され、ダイヤフラムスプリングを作用させて緩みをなくしたものはこの要求を満足させることができる。
【００１１】
しかしながら、ポンプダイヤフラムにダイヤフラムスプリングを作用させない形式のポンプにおいては、前述の緩みによって吐出量を減少させ、エンジン要求流量の燃料を供給できない場合を生じる心配がある。
【００１２】
本発明は熱可塑性樹脂のポンプ本体とダイヤフラムカバー体とをそれらの合わせ面にポンプダイヤフラムのビード部を圧縮状態で挟み込んで溶着することにより組立てたものがもっている、ダイヤフラムに緩みを生じて吐出量を減少させる、という前述の問題点を解決するためになされたものであって、ポンプダイヤフラムが緩みをもたずに設置され、従って所定のポンプ性能を発揮させることができるものとすることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
ポンプ本体とダイヤフラムカバー体とが熱可塑性樹脂で作られており、これらが重ね合わせ部分でポンプダイヤフラム外側周縁のビード部を圧縮状態で挟み込んで互いに溶着されることにより結合し組立てられている脈動式ダイヤフラム燃料ポンプについて、ポンプ本体とダイヤフラムカバー体との重ね合わせ部分に押し曲げ縁を設け、この押し曲げ縁は圧縮状態のビード部内側隣接部位を厚さ方向へ屈曲させてポンプダイヤフラムを緊張状態で張設させているものとしたことを課題解決のための第一手段とした。
【００１４】
また、前記の脈動式ダイヤフラム燃料ポンプについて、ポンプ本体とダイヤフラムカバー体との重ね合わせ部分に互いに向かい合って設けられビード部を挟み込んで圧縮する押圧面を互いの間隔が外側方へ向かって次第に大きくなるように形成し、この押圧面がビード部を外側方へ押しながら圧縮することによりポンプダイヤフラムを緊張状態で張設させているものとしたことを課題解決のための第二手段とした。
【００１５】
第一手段では圧縮によるビード部の内側方への拡がり分を押し曲げ縁で屈曲させることにより、第二手段では圧縮によるビード部の内側方への広がりを生じさせないことにより、いずれもダイヤフラムを緊張状態で設置して所要の吐出圧力、吐出量を与え、従ってダイヤフラムスプリングを使用しないものについて所定のポンプ性能を発揮させる、という目的を達成させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の実施の形態を説明すると、図２，図３，図４は請求項１，２，３，４に記載した本発明の第一手段についてのそれぞれ異なる実勢の形態を示す図、図５，図６，図７は請求項５，６，７，８に記載した本発明の第二手段についてのそれぞれ異なる実施の形態を示す図であって、いずれも図１の符号Ａで示した部分を拡大したものである。
【００１７】
図２（Ａ），（Ｂ）はビード部２Ａをポンプ本体１側へ突出させたポンプダイヤフラム２について、ポンプ本体１のダイヤフラムカバー体３と重ね合わせられる部分の上面１Ａに開放してビード部２Ａを受け入れる溝２１を設けるとともに、この溝２１の内側周縁に沿って上面１Ａより上方へ突出した押し曲げ縁２２をポンプ本体１に一体成形により設けたものである。ダイヤフラムカバー体３のポンプ本体１と重ね合わせられる部分の下面は溝２１の底面と協力してビード部２Ａを挟み込み圧縮するように働き、これらの下面と底面とは互いに平行な押圧面２３Ａ，２１Ａを形成する。また、押圧面２３Ａの内側周縁側に段状の切欠き３Ｂが設けられている。
【００１８】
ビード部２Ａは溝２１に緩い状態で嵌め込まれ、ダイヤフラムカバー体３をポンプ本体１に重ねて押し付けるとビード部２Ａが圧縮されて外側方および内側方へ押し拡げられ、上面１Ａに押圧面２３Ａが密着したときダイヤフラム２のビード部２Ａの内側に隣接する部位は符号２Ｃで示すように押し曲げ縁２２によって上方へ屈曲させられ、ダイヤフラム２は切欠き３Ｂの内側を通って図１のポンプ室４と脈圧室５とを区画して張設される。この状態で上面１Ａと押圧面２３Ａとをビード部２Ａの外側方領域で溶着し、この溶着部２４によってポンプ本体１とダイヤフラムカバー体３とが結合されたものとする。
【００１９】
図３（Ａ），（Ｂ）は図２と同様に、ビード部２Ａをポンプ本体１側へ突出させたポンプダイヤフラム２について、ポンプ本体１のダイヤフラムカバー体３と重ね合わせられる部分の上面１Ａに開放してビード部２Ａを受入れる溝２１を設けるとともに、溝２１の外側周縁に沿って切欠き段部１Ｂを形成した。ダイヤフラムカバー体３のポンプ本体１と重ね合わせられる部分の下面は溝２１の底面である押圧面２１Ａと協力してビード部２Ａを圧縮する押圧面２３Ａを形成し、その内側周縁に沿って押し曲げ縁２６が下向きに突出形成されているとともに外側周縁に溝２１の外側周面を形成する壁体３Ｃが下向きに突設されている。
【００２０】
ビード部２Ａを溝２１に嵌め込んでダイヤフラムカバー体３をポンプ本体１に重ね押し付けると、互いに平行な押圧面２１Ａ，２３Ａにビード部２Ａが挟まれ圧縮されて外側方および内側方へ押し拡げられ、押圧面２３Ａがダイヤフラム２を挟んで上面１Ａに密着したときダイヤフラム２のビード部２Ａの内側に隣接する部位は符号２Ｄで示すように押し曲げ縁２６によって下方へ屈曲させられ、ダイヤフラム２は図１のポンプ室４と脈圧室５とを区画して張設される。この状態で切欠き段部１Ｂの外側面とそこへ嵌め込まれた壁体３Ｃの内側面とを溶着し、この溶着部２７によってポンプ本体１とダイヤフラムカバー体３とが結合されたものとする。
【００２１】
図４（Ａ），（Ｂ）はビード部２Ｂを両表面に突出させたポンプダイヤフラム２について、ポンプ本体１とダイヤフラムカバー体３との重ね合わせ部分にビード部２Ｂの二分の一ずつを受け入れる溝２８，２９を向かい合わせに設けたものであり、ポンプ本体１の上面１Ａに開放した溝２８の底面は押圧面２８Ａを形成している。ダイヤフラムカバー体３の下面３Ａに開放した溝２９の底面は押圧面２８と平行な押圧面２９Ａを形成し、またこの溝２９の内側周面に沿って逃し溝３０が設けられ、更に逃し溝３０の内側周面に沿って押し曲げ縁３１が下面３Ａよりも下方へ突出形成されている。
【００２２】
ビード部２Ｂを溝２８，２９に嵌め込んでダイヤフラムカバー体３をポンプ本体１に重ね押し付けると、ビード部２Ｂが圧縮されて外側方および内側方へ押し拡げられ、下面３Ａが上面１Ａに密着したときダイヤフラム２のビード部２Ｂに隣接する部分は逃し溝３０を通り、次に符号２Ｅで示すように押し曲げ縁３１によって下方へ屈曲させられ、ダイヤフラム２は図１のポンプ室４と脈圧室５とを区画して張設される。この状態でビード部２Ｂの外側方で重ね合わせられている上面１Ａと下面３Ａとを溶着し、この溶着部３２によってポンプ本体１とダイヤフラムカバー体３とが結合されたものとする。
【００２３】
前記図２，図３，図４の実施の形態によると、ビード部２Ａ，２Ｂを圧縮したとき内側方へ拡げられることによって生じる緩みが押し曲げ縁２２，２６，３１により厚さ方向へ曲げられることによって解消され、ダイヤフラム２を適度の緊張状態で設置することができるものである。
【００２４】
図５（Ａ），（Ｂ）はビード部２Ａをポンプ本体１側へ突出させたダイヤフラム２について、ポンプ本体１のダイヤフラムカバー体３と重ね合わせられる部分の上面１Ａに開放してビード部２Ａを受入れる溝３５を設け、その底面を外側方へ向かって溝３５が次第に深くなるように傾斜させて押圧面３５Ａとするとともに、ダイヤフラムカバー体３のポンプ本体１と重ね合わせられる部分の下面３Ａに押圧面３５Ａとポンプダイヤフラム２の面に対して同方向に傾斜し且つ外側方へ向かって次第に押圧面３５Ａとの間隔が大きくなるようにした押圧面３６Ａを設けたものである。即ち、ポンプ本体１の押圧面３５Ａはダイヤフラムカバー体３の押圧面３６Ａよりも大きい傾斜角度とされ、それらの間隔は外側方へ向かって次第に大きくなる。
【００２５】
ビード部２Ａを溝３５に嵌め込んでダイヤフラムカバー体３をポンプ本体１に重ね押し付けるとき、先ずビード部２Ａの内側周縁部分が押圧面３５Ａ，３６Ａに挟まれて圧縮を開始し、次に圧縮される領域が外側周縁に向かって拡がる。そして、下面３Ａが上面１Ａに密着したときこの部分を溶着し、この溶着部３７によってポンプ本体１とダイヤフラムカバー体３とが結合されたものとする。
【００２６】
図６（Ａ），（Ｂ）はビード部２Ｂを両表面に突出させたポンプダイヤフラム２について、ポンプ本体１とダイヤフラムカバー体３との重ね合わせ部分にビード部２Ｂの二分の一ずつを受入れる溝３８，３９を向かい合わせに設けたものであり、ポンプ本体１の上面１Ａに開放した溝３８の底面は外側方へ向かって溝３８が次第に深くなるように傾斜させて押圧面３８Ａとしているとともに、ダイヤフラムカバー体３の下面３Ａに開放した溝３９の底面も外側方へ向かって溝３９が次第に深くなるように傾斜させて押圧面３９Ａとしたものである。即ち、二つの押圧面３８Ａ，３９Ａはポンプダイヤフラム２の面に対して互いに反対方向へ傾斜し、従ってこれらの間隔は外側方へ向かって次第に大きくなっている。
【００２７】
ビード部２Ｂを溝３８，３９に嵌め込んでダイヤフラムカバー体３をポンプ本体１に重ね押し付けるとき、先ずビード部２Ｂの内側周縁部分が押圧面３８Ａ，３９Ａに挟まれて圧縮を開始し、次に圧縮される領域が外側周縁に向かって拡がる。そして、下面３Ａが上面１Ａに密着したときこの部分を溶着し、この溶着部４０によってポンプ本体１とダイヤフラムカバー体３とが結合されたものとする。
【００２８】
図７（Ａ），（Ｂ）はビード部２Ａをポンプ本体１側へ突出させたポンプダイヤフラム２について、ポンプ本体１のダイヤフラムカバー体３と重ね合わせられる部分の上面１Ａに開放してビード部２Ａを受け入れる溝４１を設け、その底面を外側方へ向かって溝４１が次第に深くなるように傾斜させて押圧面４１Ａとするとともに、ダイヤフラムカバー体３のポンプ本体１と重ね合わせられる部分の下面３Ａの押圧面４１Ａと向かい合う部分をそのまま押圧面４２Ａとしたものである。即ち、一方の押圧面４１Ａはポンプダイヤフラム２の面に対して傾斜し、もう一方の押圧面４２Ａはポンプダイヤフラム２の面と平行とされていることにより、これらの間隔が外側方へ向かって次第に大きくなっている。
【００２９】
ビード部２Ａを溝４１に嵌め込んでダイヤフラムカバー体３をポンプ本体１に重ね押し付けるとき、先ずビード部２Ａの内側周縁部分が押圧面４１Ａ，４２Ａに挟まれて圧縮を開始し、次に圧縮される領域が外側周縁に向かって拡がる。そして下面３Ａが上方に密着したときこの部分を溶着し、この溶着部４３によってポンプ本体１とダイヤフラムカバー体３とが結合されたものとする。
【００３０】
図２，図３，図４に示した実施の形態では、向かい合った押圧面２１Ａと２３Ａ，２８Ａと２９Ａをそれぞれ互いに平行としており、そのためにビード部２Ａ，２Ｂは均等に圧縮されて内側方および外側方の両方へ拡げられる、これに対して、図５，図６，図７に示した実施の形態では、ビード部２Ａ，２Ｂは先ず内側周縁部が圧縮を開始し、それより外側周縁に向かって圧縮領域が拡がるようにしている。このとき、内側周縁部が最も大きく圧縮されそれより外側方へ向かって圧縮量が次第に小さくなっていること、および向かい合った押圧面３５Ａと３６Ａ，３８Ａと３９Ａ，４１Ａと４２Ａがくさび作用を有することにより、ビード部２Ａ，２Ｂは圧縮されながら外側方へ押される力を受け、外側方へのみ拡げられることとなる。
【００３１】
従って、図５，図６，図７に示した実施の形態によると、ポンプダイヤフラム２に緩みがない状態でビード部２Ａ，２Ｂを溝３５，３８，３９，４１に嵌め込みポンプ本体１とダイヤフラムカバー体３とを重ね合わせ結合することにより、適度の緊張状態で設置することができるものである。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によるとビード部を圧縮固定するポンプ本体とダイヤフラムカバー体との重ね合わせ部分に若干の追加、変更を施すというきわめて簡単な手段でポンプダイヤフラムを適度の緊張状態で設置することができ、脈動圧力に鋭敏且つ忠実に反応して所定の性能を発揮する燃料ポンプが得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される燃料ポンプの一例を示す縦断面図。
【図２】本発明の第一の実施の形態を示す縦断面部分図。
【図３】本発明の第二の実施の形態を示す縦断面部分図。
【図４】本発明の第三の実施の形態を示す縦断面部分図。
【図５】本発明の第四の実施の形態を示す縦断面部分図。
【図６】本発明の第五の実施の形態を示す縦断面部分図。
【図７】本発明の第六の実施の形態を示す縦断面部分図。
【図８】従来例を示す縦断面部分図。
【図９】異なる従来例を示す縦断面部分図。
【符号の説明】
１ ポンプ本体、１Ａ 上面、２ ポンプダイヤフラム、２Ａ，２Ｂ ビード部、３ ダイヤフラムカバー体、３Ａ 下面、２１，２８，２９，３５，４１ 溝、２１Ａ，２３Ａ，２８Ａ，２９Ａ，３５Ａ，３６Ａ，３８Ａ，３９Ａ，４１Ａ，４２Ａ 押圧面、２２，２６，３１ 押し曲げ縁、２４，２７，３２，３７，４０，４３ 溶着部

Claims (1)

1. ポンプ本体とダイヤフラムカバー体とが熱可塑性樹脂で作られており、これらが重ね合わせ部分でポンプでダイヤフラム外側周縁のビード部を圧縮状態で挟み込んで互いに溶着されることにより結合し組立てられ、前記ポンプ本体とダイヤフラムカバー体との前記重ね合わせ部分に押し曲げ縁が設けられており、前記押し曲げ縁は前記圧縮状態のビード部内側隣接部位を厚さ方向へ屈曲させて前記ポンプダイヤフラムを緊張状態で張設させている脈動式ダイヤフラム燃料ポンプにおいて、前記ポンプダイヤフラムが前記ビート部を一つの表面に突出させて有するものであり、前記ポンプ本体およびダイヤフラムカバー体の一方にビード部受入れ用の溝が設けられているとともに、もう一方に前記押し曲げ縁が設けられていることを特徴とする脈動式ダイヤフラム燃料ポンプ。

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