JP4119128B2

JP4119128B2 - Fluid pump

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Publication number: JP4119128B2
Application number: JP2002011191A
Authority: JP
Inventors: 憲夫竹花; 賢一久保田; 浄佐藤; 伸斎藤
Original assignee: Mikuni Corp
Current assignee: Mikuni Corp
Priority date: 2001-01-24
Filing date: 2002-01-21
Publication date: 2008-07-16
Anticipated expiration: 2022-01-21
Also published as: JP2002295374A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体を圧送する流体ポンプに関し、特に、流体の吸入ライン側において圧力変動を生じる流体供給系に好適な流体ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ヒータの燃料、エンジンの燃料、あるいはその他の流体を圧送する従来の流体（圧送）ポンプとしては、ダイヤフラムを往復動させる機械式ポンプ、あるいは、ローラベーン式、円周流式、プランジャを電磁力によりポンピング動作させるソレノイド式等の電気式ポンプ（プランジャポンプ）等が知られている。
【０００３】
また、ディーゼルエンジンを搭載した車両において、エンジンへの燃料を供給する燃料供給系と、温気、温水等の暖房器に適用されるブースターヒータへの燃料を供給する燃料供給系として、図１１に示すものが知られている。この燃料供給系は、軽油が充填された燃料タンク１から、エンジン用の燃料を圧送する燃料ポンプ２及び噴射ポンプ３を介して、エンジン４の燃焼室に燃料が導かれる燃料供給経路と、燃料タンク１からヒータ用の燃料を圧送する流体ポンプとしての燃料ポンプ５を介して、ブースターヒータ６に燃料が導かれる燃料供給経路とにより形成されている。
すなわち、燃料ポンプ５は、その吸入側が燃料タンク１から導かれる吸入ライン７に直接接続され、その吐出側が吐出ライン８に接続されてブースターヒータ６に連通されている。したがって、燃料ポンプ５は、燃料ポンプ２あるいは噴射ポンプ３の影響を受けることなく、所望流量の燃料を吐出する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記燃料供給系において、配管等の簡略化、共用化等により、図１１において二点差線で示すように、燃料ポンプ２の下流側に吸入ライン７´を接続し、この吸入ライン７´に燃料ポンプ５の吸入側を接続して、ブースターヒータ６に燃料を供給する燃料供給系が考えられる。
【０００５】
このような燃料供給系では、燃料ポンプ２あるいは噴射ポンプ３の作動特性により、吸入ライン７´内に圧力変動が生じる。そして、この圧力変動の影響により、燃料ポンプ５から吐出される燃料の吐出量にバラツキを生じる。それ故に、ブースターヒータ６には必要に応じた一定の燃料が供給されず、ヒータ特性が不安定になる。
特に、燃料ポンプ２により圧送される燃料の圧力が６００〜７００ｋＰａと高圧になるため、燃料ポンプ５から吐出される燃料の吐出量が著しく増加し、ヒータ６の燃焼には好ましくない。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、装置の小型化、簡略化等を図りつつ、上流側における吸入ライン内の圧力変動等の影響を受けることなく、燃料等の流体を所定の吐出量にて圧送供給できる流体ポンプを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の流体ポンプは、流体を導く吸入ラインと、吸入ラインから流体を吸入し所望の圧力にて吐出する圧送ポンプと、圧送ポンプにより吐出された吐出流体をさらに下流側に向けて圧送供給する吐出ラインと、吐出ラインの通路を閉鎖する方向に付勢されかつ吐出ラインに向けて吐出された吐出流体が所定の圧力以上のときに吐出ラインの通路を開放するように配された開閉弁とを備えた流体ポンプであって、上記開閉弁は、吐出ラインを上流側吐出ラインと下流側吐出ラインに分離するように介在すると共に吐出流体をその開閉方向から流入させて側方に流出させるように開閉方向の一端側の面が上流側吐出ラインの通路と対向し、かつ、開閉方向の他端側の面が吸入ラインの通路と対向するように形成されている、ことを特徴としている。
この構成によれば、吸入ラインから吸入された流体は、圧送ポンプにより所定の圧力に高められて吐出ラインに向けて吐出される。そして、吐出流体が所定の圧力以上のとき開閉弁が通路を開放して流体を下流側に向けて供給する。
この際に、開閉弁には、吸入ライン内の流体の圧力が通路を閉鎖する方向に作用しているため、吸入ライン内の圧力が変動しても、その変動圧力は開閉弁を開く方向と閉じる方向すなわちその開閉方向の両側から作用してお互いにキャンセルされる。故に、開閉弁は、吸入ラインの圧力変動の影響を受けることなく、所定の吐出圧力によって開弁動作を行ない、流体の吐出量が安定する。
【０００８】
上記構成において、吸入ラインは、エンジンの燃料を圧送する燃料ポンプの下流側に連通されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、流体ポンプは、エンジンの燃料を圧送する燃料ポンプの下流側で発生する圧力変動の影響を受けることなく、所望の対象物（例えば、ブースターヒータ）に対して安定した吐出量で燃料を供給することができる。
【０００９】
上記構成において、開閉弁は、一端側の面に前記吐出流体の圧力が作用し、かつ、他端側の面にバネの付勢力及び吸入ライン内の流体の圧力が作用するように形成された往復動自在なピストンバルブを有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、ピストンバルブの一端側の面に吐出流体の圧力が作用し他端側の面に吸入ライン内の流体の圧力とバネの付勢力とが作用する。この際、吸入ライン内の変動圧力は、ピストンバルブの両側に作用してキャンセルされるため、ピストンバルブは、予め設定されたバネの付勢力と流体の吐出圧力との力関係のみにより、通路の開閉動作を行なう。
【００１０】
上記構成において、圧送ポンプは、回転駆動力により流体の吸入及び吐出を行なうプランジャを有するプランジャポンプであり、ピストンバルブは、プランジャの軸線方向と平行に往復動自在となるように、プランジャポンプに一体的に組み込まれている、構成を採用できる。
この構成によれば、吸入ラインの圧力をキャンセルするピストンバルブを、プランジャポンプに一体的に組み込んだことにより、取り扱い上の利便性が向上し、供給ラインを簡素化できる。また、ロータリタイプのプランジャの軸線方向と平行にピストンバルブを配置したことにより、プランジャポンプを小型化できる。
【００１１】
また、上記構成において、圧送ポンプは、電磁力により駆動されて往復動し流体の吸入及び吐出を行なうプランジャを有するプランジャポンプであり、ピストンバルブは、プランジャの軸線方向と略直角に往復動自在となるように、プランジャポンプに一体的に組み込まれている、構成を採用できる。
この構成によれば、吸入ラインの圧力をキャンセルするピストンバルブを、プランジャポンプに一体的に組み込んだことにより、取り扱い上の利便性が向上し、供給ラインを簡素化できる。また、プランジャの軸線方向と略直角方向にピストンバルブを配置したことにより、例えば、吸入口と吐出口とを一直線上に有し、プランジャがその直線上に沿って往復動するプランジャポンプにおいて、その外径寸法を抑えつつ全長を極力短く設定でき、全体としてプランジャポンプを小型化できる。
【００１２】
また、上記構成において、開閉弁は、一方側の面に吐出流体の圧力が作用し、かつ、他方側の面にバネの付勢力及び吸入ライン内の流体の圧力が作用するように形成されて、吐出ラインの通路を開閉するダイヤフラムを有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、ダイヤフラムの一方側の面に吐出流体の圧力が作用し他方側の面に吸入ライン内の流体の圧力とバネの付勢力とが作用する。この際、吸入ライン内の変動圧力は、ダイヤフラムの両側の面に作用してキャンセルされるため、ダイヤフラムは、予め設定されたバネの付勢力と流体の吐出圧力との力関係のみにより、通路の開閉動作を行なう。特に、吐出ライン側と吸入ライン側とが、ダイヤフラムを介して完全に遮断されるため、両者間でのリーク（洩れ）を完全に防止でき、より安定した吐出量を確保することができる。
【００１３】
さらに、上記構成において、開閉弁は、伸縮自在に形成されたベローズと、一方側の面に吐出流体の圧力が作用しかつ他方側の面にバネの付勢力及び吸入ライン内の流体の圧力が作用するようにベローズの端部に形成されて吐出ラインの通路を開閉するシール部とを有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、ベローズの端部に位置するシール部の一方側の面に吐出流体の圧力が作用し他方側の面に吸入ライン内の流体の圧力とバネの付勢力とが作用する。この際、吸入ライン内の変動圧力は、同一の受圧面積をなすシール部の両側の面に作用してキャンセルされるため、ベローズは、予め設定されたバネの付勢力と流体の吐出圧力との力関係のみにより伸縮して、シール部が通路の開閉動作を行なう。特に、吐出ライン側と吸入ライン側とがベローズ及びシール部を介して完全に遮断されるため、両者間でのリーク（洩れ）を完全に防止でき、又、シール部において吐出側と吸入側との受圧面積を同一にすることが容易であり、これにより、より安定した吐出量を確保することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１ないし図３は、本発明に係る流体ポンプの一実施形態を示すものであり、図１はシステム図、図２は動作説明図、図３は圧送ポンプの断面図である。
この実施形態に係る流体ポンプは、ディーゼルエンジンを搭載する車両のブースターヒータへの燃料供給に用いられるものである。図１に示すように、燃料の供給系は、軽油を充填した燃料タンク１０から燃料ポンプ２０及び噴射ポンプ３０を介して、エンジン４０の燃焼室に燃料が供給されるエンジン側供給経路と、燃料ポンプ２０の下流側でかつ噴射ポンプ３０の上流側から分岐し、流体ポンプ５０を介して、ブースターヒータ６０に燃料が供給されるヒータ側供給経路とにより構成されている。
【００１５】
流体ポンプ５０は、圧送ポンプとしてのプランジャポンプ９０と、吐出ライン８０の通路を開閉する開閉弁１００とにより構成されている。そして、プランジャポンプ９０の上流側（吸入側）が燃料ポンプ２０の下流側から分岐した吸入ライン７０に接続され、プランジャポンプ９０の下流側（吐出側）がブースターヒータ６０に連通する吐出ライン８０に接続されている。また、開閉弁１００は、その一端側が吐出ライン８０の途中に（上流側吐出ライン８１と下流側吐出ライン８２との間に）接続され、その他端側が吸入ライン７０に接続されている。
【００１６】
すなわち、開閉弁１００は、図１及び図２に示すように、シリンダボア１０１内を往復動自在に配された弁体としてのピストンバルブ１１０と、吐出ライン８０の通路を閉鎖（上流側吐出ライン８１と下流側吐出ライン８２とを遮断）する方向にピストンバルブ１１０を付勢するコイルバネ１２０と、シリンダボア１０１の側面に形成されかつ下流側吐出ライン８２に連通する連通路１３０とにより形成されている。
また、シリンダボア１０１の一端側は、上流側吐出ライン８１に連通され、シリンダボア１０１の他端側は、吸入ライン７０に連通されている。
【００１７】
したがって、プランジャポンプ９０から吐出され上流側吐出ライン８１内に導かれた吐出燃料（吐出流体）の圧力が、ピストンバルブ１１０の一端側端面１１１に作用し、吸入ライン７０内の燃料（流体）の圧力とコイルバネ１２０の付勢力とが、ピストンバルブ１１０の他端側端面１１２に作用するようように（吸入ライン７０内の燃料の圧力が吐出燃料の圧力に抗する向きから作用するように）なっており、両側から作用する力がバランスする位置にピストンバルブ１１０が留まるようになっている。
【００１８】
開閉弁１００の作用を説明すると、図２（ａ）に示すように、プランジャポンプ９０が非作動の状態あるいはプランジャポンプ９０から吐出される吐出燃料の圧力が所定レベル以下の場合は、ピストンバルブ１１０がコイルバネ１２０の付勢力により閉鎖方向に移動して、吐出ライン８０を閉鎖している。
【００１９】
一方、プランジャポンプ９０の揚程圧力をＰ、吸入ライン７０内の燃料の圧力をＰｓとすると、プランジャポンプ９０が作動して吐出燃料の圧力が所定の圧力（Ｐ＋Ｐｓ）以上のときに、ピストンバルブ１１０がコイルバネ１２０の付勢力に抗して移動し、吐出ライン８０の連通路１３０を開放する。このとき、図２（ｂ）に示すように、ピストンバルブ１１０に対しては、一端側端面１１１に吐出燃料の圧力Ｐ＋Ｐｓが作用し、他端側端面１１２に吸入ライン７０内の燃料の圧力Ｐｓとコイルバネ１２０の付勢力とが作用している。
【００２０】
したがって、吸入ライン７０内の燃料の圧力Ｐｓは、ピストンバルブ１１０の両側から作用するためお互いに打ち消し合い、ピストンバルブ１１０に対しては圧力Ｐとコイルバネ１２０の付勢力のみが作用することになり、両者のバランスにより予め設定された位置にピストンバルブ１１０が移動して、所定の吐出量にて燃料を下流側吐出ライン８２に向けて供給することになる。
【００２１】
ここで、吸入ライン７０内の燃料に圧力変動ΔＰが生じた場合、上流側吐出ライン８１内の吐出燃料の圧力Ｐ＋（Ｐｓ＋ΔＰ）がピストンバルブ１１０の一端側端面１１１に作用し、吸入ライン７０内の燃料の圧力（Ｐｓ＋ΔＰ）がピストンバルブ１１０の他端側端面１１２に作用することになり、上述同様に、吸入ライン７０内の燃料の圧力（Ｐｓ＋ΔＰ）はお互いに打ち消し合うことになる。
これにより、プランジャポンプ９０は、吸入ライン７０内の燃料の圧力変動に影響されることなく、安定した吐出量にて燃料を供給することができる。また、開閉弁１００が、シリンダボア１０１内を摺動するピストンバルブ１１０とコイルバネ１２０とにより構成されることにより、流体ポンプ５０の小型化、構造の簡略化を行なうことができる。
【００２２】
圧送ポンプとしてのプランジャポンプ９０は、既知の構成をなすポンプであり、図３に示すように、吸入側パイプ９０ａ、アウタヨーク９０ｂ、エンドヨーク９０ｃ、励磁用のコイル９０ｄ、吐出側パイプ９０ｅ、スリーブ９０ｆ、スリーブ９０ｆ内に摺動自在に挿入されたプランジャ９１、プランジャ９１を上流側に向けて付勢するコイルバネ９２、プランジャ９１内の通路９１ａを開閉する吸入弁９３、吸入弁９３を閉鎖方向に付勢するコイルバネ９４、吐出弁９５、吐出弁９５を閉鎖方向に付勢するコイルバネ９６等により構成されている。
【００２３】
そして、コイル９０ｄが通電されると、プランジャ９１が下流側に移動し、この移動により圧縮された燃料は、コイルバネ９６の付勢力に抗して吐出弁９５を開放させ、吐出側パイプ９０ｅを経て吐出ライン８０に供給される。一方、コイル９０ｄへの通電が断たれると、吐出弁９５がコイルバネ９６の付勢力により通路を閉鎖すると共に、プランジャ９１はコイルバネ９２の付勢力により上流側に向けて移動する。このとき、吸入弁９３を境に、下流側の圧力が上流側の圧力よりも低くなり、吸入弁９３はコイルバネ９４の付勢力に抗して開放され、燃料が下流側に向けて吸入される。これら一連の動作により、所定の流量の燃料が吸入及び吐出されることになる。
【００２４】
図４は、吸入ライン７０内における燃料の圧力が変化した場合の吐出特性を示すグラフであり、図１１中の二点差線で示す吸入ライン７´に従来のプランジャポンプ９０のみを接続した場合の吐出特性を従来の特性として示し、プランジャポンプ９０に開閉弁１００を加えた本発明の流体ポンプ５０による吐出特性を本発明の特性として示している。尚、本発明の特性において、クリアランス大（例えば、１５μ程度）とクリアランス小（たとえば、５μ程度）とのグラフは、開閉弁１００のピストンバルブ１１０とシリンダボア１０１との間のクリアランス（隙間）の違いによる吐出特性を示したものである。
この結果から明らかなように、本発明の流体ポンプ５０によれば、吸入ライン７０内の圧力が変動しても、ほぼ一定の吐出量となる。
【００２５】
図５は、本発明に係る流体ポンプの他の実施形態を示すものである。この実施形態に係る流体ポンプ５０´は、圧送ポンプとしての前述のプランジャポンプ９０と、ダイヤフラム式の開閉弁２００とにより構成されている。
開閉弁２００は、図５に示すように、吐出側空間と吸入側空間とに二分するダイヤフラム２１０と、ダイヤフラム２１０を吐出側空間に向けて付勢するコイルバネ２２０とにより構成されている。吐出側空間には、上流側吐出ライン８１と下流側吐出ライン８２とが接続されており、ダイヤフラム２１０の上方に形成されたシール部２１１が上流側吐出ライン８１の開口部８１ａを開閉するようになっている。一方、吸入側空間には、コイルバネ２２０が配置され、又、吸入ライン７０が接続されている。
【００２６】
したがって、ダイヤフラム２１０の一方側の面には、プランジャポンプ９０から吐出される吐出燃料（吐出流体）の圧力が作用し、ダイヤフラム２１０の他方側の面には、コイルバネ２２０の付勢力と吸入ライン７０内の燃料の圧力とが作用するように（吸入ライン７０内の燃料の圧力が吐出燃料の圧力に抗する向きから作用するように）なっており、両側から作用する力関係により、シール部２１１が吐出ライン８０の通路を開閉するようになっている。
【００２７】
以上の構成からなる開閉弁２００を有する流体ポンプ５０´においても、前述の流体ポンプ５０と同様に、吸入ライン７０内の燃料に圧力変動ΔＰが生じた場合、上流側吐出ライン８１内の吐出燃料の圧力Ｐ＋（Ｐｓ＋ΔＰ）がダイヤフラム２１０の一方側の面に作用し、吸入ライン７０内の燃料の圧力（Ｐｓ＋ΔＰ）がダイヤフラム２１０の他方側の面に作用することになる。したがって、受圧面積の相違に応じた調整がされることにより、吸入ライン７０内の燃料の圧力（Ｐｓ＋ΔＰ）はお互いに打ち消されることになる。
これにより、プランジャポンプ９０は、吸入ライン７０内の燃料の圧力変動に影響されることなく、安定した吐出量にて燃料を供給することができる。特に、ダイヤフラム２１０により、吐出側空間と吸入側空間とが完全に遮断されているため、両者間でのリーク（洩れ）が無く、より安定した吐出特性を得ることができる。
【００２８】
図６は、本発明に係る流体ポンプのさらに他の実施形態を示すものである。この実施形態に係る流体ポンプ５０´´は、圧送ポンプとしての前述のプランジャポンプ９０と、ベローズ式の開閉弁３００とにより構成されている。
開閉弁３００は、図６に示すように、吐出側空間と吸入側空間とに二分すると共に一方向に伸縮自在なベローズ３１０と、ベローズ３１０を吐出側空間に向けて付勢するコイルバネ３２０とにより構成されている。吐出側空間には、上流側吐出ライン８１と下流側吐出ライン８２とが接続されており、ベローズ３１０の上方端部に形成されたシール部３１１が上流側吐出ライン８１の開口部領域を開閉するようになっている。一方、吸入側空間には、コイルバネ３２０が配置され、又、吸入ライン７０が接続されている。
【００２９】
したがって、ベローズ３１０の上端に位置するシール部３１１においては、その上面には、プランジャポンプ９０から吐出される吐出燃料（吐出流体）の圧力が作用し、その下面には、コイルバネ３２０の付勢力と吸入ライン７０内の燃料の圧力とが作用するように（吸入ライン７０内の燃料の圧力が吐出燃料の圧力に抗する向きから作用するように）なっており、両側から作用する力関係により、シール部３１１が吐出ライン８０の通路を開閉するようになっている。
【００３０】
以上の構成からなる開閉弁３００を有する流体ポンプ５０´´においても、前述の流体ポンプ５０，５０´と同様に、吸入ライン７０内の燃料に圧力変動ΔＰが生じた場合、上流側吐出ライン８１内の吐出燃料の圧力Ｐ＋（Ｐｓ＋ΔＰ）がシール部３１１の一方側の面（上面）に作用し、吸入ライン７０内の燃料の圧力（Ｐｓ＋ΔＰ）がシール部３１１の他方側の面（下面）に作用することになる。この構成においては、特に、シール部３１１における吐出側と吸入側との受圧面積が同一であるため、吸入ライン７０内の燃料の圧力（Ｐｓ＋ΔＰ）は、このシール部３１１を境にお互いに打ち消されることになる。
これにより、プランジャポンプ９０は、吸入ライン７０内の燃料の圧力変動に影響されることなく、安定した吐出量にて燃料を供給することができる。また、ベローズ３１０及びシール部３１１により、吐出側空間と吸入側空間とが完全に遮断されているため、両者間でのリーク（洩れ）が無く、より安定した吐出特性を得ることができる。
【００３１】
図７及び図８は、本発明に係る流体ポンプのさらに他の実施形態を示すものである。この実施形態に係る流体ポンプは、開閉弁を一体的に組み込んだプランジャポンプ（圧送ポンプ）５００からなるものである。
すなわち、プランジャポンプ５００は、回転及び往復動により燃料の吸入及び吐出を行なうロータリ形式のものであり、図７及び図８に示すように、吸入ライン７０に接続される吸入側パイプ５０１、吐出ライン８０に接続される吐出側パイプ５０２、燃料の通路を画定する本体５０３、本体５０３内に配置されたプランジャ５０４、圧力のキャンセル作用をなす開閉弁としてのピストンバルブ５０５及びコイルバネ５１７、プランジャ５０４に回転駆動力を及ぼすステップモータ５５０等を備えている。
【００３２】
図７及び図８に示すように、吸入側パイプ５０１には、吸入通路５０１ａが形成され、その途中にフィルタ５０１ｂが配置されている。吐出側パイプ５０２には、吐出通路５０２ａが形成され、その途中には、吐出通路５０２ａを開閉するストップ弁５０６及びストップ弁５０６を閉鎖方向に付勢するコイルバネ５０６ａが配置されている。ストップ弁５０６は、下流側が昇圧されたときに燃料の逆流を防止する。
【００３３】
本体５０３には、図７及び図８に示すように、吸入通路５０１ａ及び吐出通路５０２ａに対して略垂直方向に伸長する軸線をもつ円筒状の案内路５０７が形成され、案内路５０７の周りには燃料通路５０８が形成されている。そして、プランジャ５０４が案内路５０７に挿入されて、往復動かつ回動自在に支持されている。
【００３４】
プランジャ５０４は、図７及び図８に示すように、案内路５０７に摺動自在に嵌合された拡径部５０４ａと軸受５０９により回動自在に支持された縮径部５０４ｂとにより形成され、縮径部５０４ｂの先端にはマグネット５１０が固着されている。一方、拡径部５０４ａには、燃料通路５０４ｃが形成され、さらに燃料通路５０４ｃに連通すると共に端部にて開口する挿入部５０４ｄが形成され、挿入部５０４ｄには、サブプランジャ５１１が往復動自在に嵌合されている。
燃料通路５０４ｃは、プランジャ５０４が所定の回転角度の範囲にあるとき、案内路５０７に開口する連通孔５０７ａを通して、燃料通路５０８と連通し得るようになっている。
【００３５】
サブプランジャ５１１には、図８に示すように、その外側にキャップ５１２が固着され、キャップ５１２とプランジャ５０４（拡径部５０４ａ）との間にコイルバネ５１３が配置されている。サブプランジャ５１１の外側端面は、コイルバネ５１３の付勢力により、本体５０３に固着されたカバー５１４に当接した状態で保持されている。すなわち、サブプランジャ５１１は、コイルバネ５１３により、プランジャ５０４の挿入部５０４ｄから飛び出す方向に付勢されている。
【００３６】
プランジャ５０４の拡径部５０４ａと縮径部５０４ｂの境には、図８に示すように、プランジャ５０４の軸線方向においてカム作用をなすカム面５０４ｅが形成されている。カム面５０４ｅは、コイルバネ５１３の付勢力により、本体５０３に植設されたピン５１５に常時接触している。
したがって、プランジャ５０４が回転すると、カム面５０４ｅとピン５１５とのカム作用により、プランジャ５０４が軸線方向に往復動して、サブプランジャ５１１の右側端面５１１ａと燃料通路５０４ｃとの間に画定される挿入部５０４ｄの空間が膨縮するようになっている。
尚、プランジャ５０４の往復動による燃料の吸入及び加圧動作については、後述するプランジャポンプ５００の動作説明において詳細に示す。
【００３７】
案内路５０７の下方には、その軸線方向と平行に伸長する円筒状の案内路５１６が形成され、案内路５１６に対してピストンバルブ５０５が往復動自在に嵌合されている。また、案内路５１６の右側には上流側吐出ラインとしての燃料通路５１６ａが形成され、ピストンバルブ５０５の右側端面５０５ａが面している。そして、燃料通路５１６ａは、プランジャ５０４が所定の回転角度の範囲にあるとき、燃料通路５０４ｃと連通し得るようになっている。
【００３８】
一方、ピストンバルブ５０５の左側端面５０５ｂとカバー５１４との間には、コイルバネ５１７が配置されて、ピストンバルブ５０５が案内路５１６の内部に向けて付勢されている。案内路５１６の下側には、下流側吐出ラインとしての吐出通路５０２ａに通じる連通孔５１６ｂが形成されており、コイルバネ５１７の付勢力に抗して、ピストンバルブ５０５が左向きの所定位置まで移動すると、連通孔５１６ｂを介して燃料通路５１６ａと吐出通路５０２ａとが連通するようになっている。
【００３９】
したがって、プランジャ５０４が回転して、吸入通路５０１ａ、燃料通路５０８を介して燃料を吸入し、かつ、燃料通路５１６ａに向けて加圧した燃料を吐出すると、その吐出圧によりピストンバルブ５０５がコイルバネ５１７の付勢力に抗して左向きに移動させられる。そして、加圧された燃料が、連通孔５１６ｂを通して燃料通路５１６ａから吐出通路５０２ａに流れ出る。
【００４０】
この際、ピストンバルブ５０５の右側端面５０５ａ（一方側）には、プランジャ５０４のポンプ作用により吐出される燃料（吐出流体）の圧力が作用し、ピストンバルブ５０５の左側端面５０５ｂ（他端側）には、コイルバネ５１７の付勢力と燃料通路５０８内の燃料の圧力すなわち吸入ライン７０内の燃料の圧力とが、吐出燃料の圧力に抗する向きから作用するようになっており、吐出時において、ピストンバルブ５０５は両側から作用する力がバランスする位置に留まる。
【００４１】
ステップモータ５５０は、図７に示すように、モータ部５５１、ロータ５５２、ロータ５５２を囲繞する樹脂製のカバーキャップ５５３等により形成されている。ロータ５５２は円筒状をなし、その内周面には、プランジャ５０４のマグネット５１０と吸引及び反発をなすマグネットあるいは磁性材料からなる作用片５５２ａが固着されている。
【００４２】
カバーキャップ５５３は、プランジャ５０４のマグネット５１０を収容する凹部５５３ａを有し、シール部材５５４を介して、本体５０３に結合されている。上記のように結合されたステップモータ５５０は、プランジャ５０４に対して、非接触すなわちマグネットカップリングにより回転駆動力を及ぼすようになっている。したがって、燃料が仮に燃料通路５０８から軸受５０９を通って凹部５５３ａ内に漏れ出たとしても、凹部５５３ａから外部あるいはステップモータ５５０の内部には漏れないように密閉（シール）されている。
【００４３】
次に、上記プランジャポンプ（流体ポンプ）５００の動作について説明する。先ず、ステップモータ５５０が駆動されて、ロータ５５２が回転すると、マグネット５１０を介してプランジャ５０４が回転すると共に、カム面５０４ｅの作用によりプランジャ５０４が軸線方向右向きに移動し、サブプランジャ５１１の先端に位置する挿入部５０４ｄの空間が膨張し始める。これにより、吸入通路５０１ａから燃料通路５０８に導かれた燃料は、連通孔５０７ａを通って燃料通路５０４ｃ及び挿入部５０４ｄに吸入される。
【００４４】
さらにプランジャ５０４が回転すると、燃料通路５０４ｃが連通孔５０７ａから逸脱して案内路５０７の内壁面により閉塞されると共に、カム面５０４ｅの作用によりプランジャ５０４が軸線方向左向きに移動し、サブプランジャ５１１と協働して燃料通路５０４ｃ及び挿入部５０４ｄ内の燃料を圧縮し始める。
【００４５】
そして、プランジャ５０４が所定の回転角度位置に達した時点で、燃料通路５０４ｃが燃料通路５１６ａと連通する。これにより、加圧された燃料は、ピストンバルブ５０５の右側端面５０５ａに作用し、コイルバネ５１７の付勢力に抗してピストンバルブ５０５を軸線方向左向きに移動させる。
【００４６】
そして、ピストンバルブ５０５が所定量移動した時点で、燃料通路５１６ａが吐出通路５０２ａに連通する。これにより、加圧された燃料は、ストップ弁５０６を開放させて、吐出通路５０２ａから吐出ライン８０に圧送される。
【００４７】
上記のプランジャポンプ（流体ポンプ）５００においても、前述の流体ポンプ５０，５０´，５０´´と同様に、吸入ライン７０（吸入通路５０１ａ及び燃料通路５０８）内の燃料に圧力変動ΔＰが生じた場合、燃料通路５０４ｃ，５１６ａ内の吐出燃料の圧力Ｐ＋（Ｐｓ＋ΔＰ）がピストンバルブ５０５の右側端面５０５ａに作用し、吸入ライン７０（吸入通路５０１ａ及び燃料通路５０８）内の燃料の圧力（Ｐｓ＋ΔＰ）がピストンバルブ５０５の左側端面５０５ｂに作用することになり、前述同様に、吸入ライン７０内の燃料の圧力（Ｐｓ＋ΔＰ）はお互いに打ち消し合うことになる。
【００４８】
これにより、プランジャポンプ５００は、吸入ライン７０内の燃料の圧力変動等に影響されることなく、安定した吐出量にて燃料を供給することができる。また、開閉弁としてのピストンバルブ５０５及びコイルバネ５１７が、プランジャポンプ５００の一部として本体５０３内に組み込まれているため取り扱い上の利便性が向上すると共に、燃料の供給ラインを簡素化でき、又、案内路５０７すなわちプランジャ５０４の軸線方向と平行な方向に往復動自在となるように配置されているため、プランジャポンプ５００を小型化できる。
【００４９】
図９は、本発明に係る流体ポンプのさらに他の実施形態を示すものである。この実施形態に係る流体ポンプは、開閉弁が一体的に組み込まれかつ電磁力により往復動されるプランジャを備えたプランジャポンプ（圧送ポンプ）６００からなるものである。
このプランジャポンプ６００は、図９に示すように、吸入ライン７０に接続される吸入側パイプ６０１、燃料通路を画定するケース６０２、アウタヨーク６０３、インナーヨーク６０４，６０５、ケース６０２及びインナーヨーク６０４，６０５に嵌合されたスリーブ６０６、スリーブ６０６内でかつケース６０２及びインナーヨーク６０４に摺動自在に支持されて軸線方向に往復動自在なプランジャ６０７、インナーヨーク６０４内の燃料通路に配置された吸入弁６０８及び吐出弁６０９、スリーブ６０６の外側において巻回された励磁用のコイル６１０、インナーヨーク６０５を収容するケース６１１、インナーヨーク６０５内において往復動自在に配置された開閉弁としてのピストンバルブ６１２及びコイルバネ６１９、吐出ライン８０に接続される吐出側パイプ６１３、吐出側パイプ６１３内に配置されたストップ弁６１４等を備えている。ストップ弁６１４は、上流側が昇圧されたときに燃料の逆流を防止する。
【００５０】
吸入側パイプ６０１には、吸入通路６０１ａが形成され、その途中にフィルタ６０１ｂが配置されている。吐出側パイプ６１３には、吐出通路６１３ａが形成され、その途中には、吐出通路６１３ａを開閉するストップ弁６１４及びストップ弁６１４を閉鎖方向に付勢するコイルバネ６１４ａが配置されている。ストップ弁６１４には、吐出通路６１３ａと連通する燃料通路６１４ｂが形成され、燃料通路６１４ｂの上流側に、コイルバネ６１４ａが配置されている。
【００５１】
ケース６０２には、プランジャ６０７を摺動自在に案内する案内路６０２ａが形成され、案内路６０２ａの上流側には通路形成部材６１５及びそれに隣接してストッパゴム６１６が配置されている。通路形成部材６１５には、吸入通路６０１ａに連通する燃料通路６１５ａ及び燃料通路６１５ａから径方向に伸長する燃料通路６１５ｂが形成されている。
また、案内路６０２ａの内壁面には、スリーブ６０６により画定される燃料通路６０６ａと燃料通路６１５ｂとを連通させる溝状の燃料通路６０２ｂが形成されている。
【００５２】
インナーヨーク６０４には、プランジャ６０７を摺動自在に案内する案内路６０４ａが形成され、案内路６０４ａの下流側には、吸入弁６０８及び吸入弁６０８を上流側に向けて付勢するコイルバネ６０８ａが配置されている。インナーヨーク６０４の上流側端面には、ストッパゴム６１７が配置されている。また、インナーヨーク６０４の外周面には、燃料通路６０６ａに連通する溝状の燃料通路６０４ｂが形成されている。
【００５３】
プランジャ６０７には、軸心を貫通する燃料通路６０７ａが形成されており、燃料通路６０７ａの上流端は燃料通路６１５ａに連通し、一方、燃料通路６０７ａの下流端は、吸入弁６０８により開閉されるようになっている。プランジャ６０７とインナーヨーク６０４との間には、コイルバネ６１８が配置されて、プランジャ６０７を上流側に向けて常時付勢している。
【００５４】
インナーヨーク６０５には、燃料通路６０４ａに連通され得る燃料通路６０５ａ、燃料通路６０４ｂに連通する燃料通路６０５ｂ、ピストンバルブ６１２を摺動自在に案内する案内路６０５ｃ等が形成されている。案内路６０５ｃは、プランジャ６０７の軸線方向と略直角方向に、ピストンバルブ６１２を往復動自在に案内するように形成されている。
【００５５】
ピストンバルブ６１２は、その右側端面（一端側）６１２ａが上流側吐出ラインとしての燃料通路６０５ａに面し、その左側端面（他端側）６１２ｂが吸入ラインとしての燃料通路６０５ｂに面している。そして、左側端面６１２ｂには、ピストンバルブ６１２を常時右向きに付勢するコイルバネ６１９が配置されている。
ピストンバルブ６１２には、右側端面６１２ａに開口するＴ字状の燃料通路６１２ｃが形成されており、ピストンバルブ６１２がコイルバネ６１９の付勢力に抗して左向きに所定量移動することで、下流側吐出ラインとしての燃料通路６０５ｄを介して燃料通路６１４ｂに連通し得るようになっている。
【００５６】
すなわち、ピストンバルブ６１２の右側端面６１２ａには、プランジャ６０７のポンプ作用により吐出される燃料（吐出流体）の圧力が作用し、ピストンバルブ６１２の左側端面６１２ｂには、コイルバネ６１９の付勢力と燃料通路６０１ａ，６１５ａ，６１５ｂ，６０２ｂ，６０６ａ，６０４ｂ，６０５ｂ内の燃料の圧力すなわち吸入ライン７０内の燃料の圧力とが、吐出燃料の圧力に抗する向きから作用するようになっており、吐出時において、ピストンバルブ６１２は、両側から作用する力がバランスする位置に留まる。
【００５７】
次に、上記プランジャポンプ６００の動作について説明する。
先ず、コイル６１０への非通電状態において、プランジャ６０７はコイルバネ６１８に付勢されて移動範囲の上流端に（すなわち、ストッパゴム６１６に当接した位置に）位置し、ピストンバルブ６１２、吸入弁６０８、吐出弁６０９、及びストップ弁６１４は全て閉鎖位置に位置している。
【００５８】
ここで、コイル６１０が通電されると、アウターヨーク６０３〜ケース６０２〜プランジャ６０７〜インナーヨーク６０４〜インナーヨーク６０５〜ストップ弁６１４〜吐出側パイプ６１３〜アウターヨーク６０３において磁路が形成され、プランジャ６０７とインナーヨーク６０４との間で発生する電磁力（吸引力）により、プランジャ６０７はストッパゴム６１７に当接するまで下流側に向けて移動する。そして、電磁力によりストップ弁６１４も上流側へ移動して開弁し、燃料通路６０５ｄと吐出通路６１３ａとを連通させる。
【００５９】
これにより、燃料通路６０４ａ内の燃料が加圧されて吐出弁６０９が開弁し、かつ、加圧された燃料が右側端面６１２ａに作用し、コイルバネ６１９の付勢力に抗して、ピストンバルブ６１２を左向きに移動させる。このとき、ピストンバルブ６１２の左側端面６１２ｂには、燃料通路６１５ｂ，６０２ｂ，６０６ａ，６０４ｂ，６０５ｂを通して、吸入通路６０１ａ（吸入ライン７０）内の燃料の圧力が作用している。
そして、燃料通路６１２ｃが燃料通路６０５ｄに連通すると、加圧された燃料は、燃料通路６１４ｂに流れ込んで、吐出通路６１３ａから吐出ライン８０に向けて圧送される。
【００６０】
一方、コイル６１０への通電が断たれると、それに同期して、ストップ弁６１４がコイルバネ６１４ａの付勢力により上流側に移動して燃料通路を閉鎖し、吐出弁６０９がコイルバネ６０９ａの付勢力により燃料通路を閉鎖すると共に、プランジャ６０７はコイルバネ６１８の付勢力により上流側に向けて移動する。
このとき、吸入弁６０８を境に、下流側の圧力が上流側の圧力よりも低くなり、吸入弁６０８はコイルバネ６０８ａの付勢力に抗して開放され、燃料が下流側に向けて吸入される。これら一連の動作により、所定の流量の燃料が吸入及び吐出されることになる。
【００６１】
このプランジャポンプ（流体ポンプ）６００においても、前述の流体ポンプ５０，５０´，５０´´，５００と同様に、吸入ライン７０（吸入通路６０１ａ及び燃料通路６１５ａ）内の燃料に圧力変動ΔＰが生じた場合、燃料通路６０５ａ内の吐出燃料の圧力Ｐ＋（Ｐｓ＋ΔＰ）がピストンバルブ６１２の右側端面６１２ａに作用し、吸入ライン７０（吸入通路６０１ａ及び燃料通路６１５ａ）内の燃料の圧力（Ｐｓ＋ΔＰ）がピストンバルブ６１２の左側端面６１２ｂに作用することになり、前述同様に、吸入ライン７０内の燃料の圧力（Ｐｓ＋ΔＰ）はお互いに打ち消し合うことになる。
【００６２】
これにより、プランジャポンプ６００は、吸入ライン７０内の燃料の圧力変動等に影響されることなく、安定した吐出量にて燃料を供給することができる。特に、図１０に示すように、開閉弁としてのピストンバルブ６１２を組み込まない従来のプランジャポンプを流体ポンプとして適用した従来例に比べ、ピストンバルブ６１２を組み込んだプランジャポンプ６００を適用した本発明では、吸入ライン７０内の燃料の圧力変動に拘わらず、吐出される燃料流量が略一定となることが理解される。
【００６３】
また、開閉弁としてのピストンバルブ６１２及びコイルバネ６１９が、プランジャポンプ６００の一部としてインナーヨーク６０５内に組み込まれているため取り扱い上の利便性が向上すると共に燃料の供給ラインを簡素化でき、又、プランジャ６０７の往復動方向（軸線方向）と略直角方向に往復動自在となるように配置されているため、その外径寸法を抑えつつ全長を極力短く設定でき、全体としてプランジャポンプを小型化できる。
【００６４】
上記実施形態においては、流体ポンプ５０，５０´，５０´´の一部を構成する圧送ポンプとしてプランジャポンプ９０、あるいは、開閉弁を一体的に組み込んだプランジャポンプ５００，６００を示したが、これに限定されるものではなく、その他従来の機械式あるいは電気式の流体ポンプ（圧送ポンプ）を適用することができる。
【００６５】
また、上記実施形態においては、流体ポンプ５０，５０´，５０´´，５００，６００を適用する流体供給系として、ブースターヒータ６０に燃料を供給する燃料供給系を示したが、これに限定されるものではなく、吸入ラインにおいて圧力変動等の影響を受ける供給系であれば、流体が軽油に限らず、燃料としてのガソリン、あるいは、作動媒体としてのオイル、さらには、水、蒸気、ガス（気体）等を流体として供給する供給系にも適用することができる。
【００６６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の流体ポンプによれば、流体を導く吸入ラインと、吸入ラインから流体を吸入し所望の圧力にて吐出する圧送ポンプと、圧送ポンプにより吐出された吐出流体をさらに下流側に向けて圧送供給する吐出ラインと、吐出ラインの通路を閉鎖する方向に付勢されかつ吐出ラインに向けて吐出された吐出流体が所定の圧力以上のときに吐出ラインの通路を開放するように配された開閉弁とを備え、開閉弁は、吐出ラインを上流側吐出ラインと下流側吐出ラインに分離するように介在すると共に吐出流体をその開閉方向から流入させて側方に流出させるように開閉方向の一端側の面が上流側吐出ラインの通路と対向し、かつ、開閉方向の他端側の面が吸入ラインの通路と対向するように形成されている、すなわち、開閉弁に対して、吸入ライン内の流体の圧力が吐出流体の圧力に抗する向きから作用するように導かれていることにより、吸入ライン側に圧力変動を生じるような流体供給系においても、その圧力変動の影響を受けることなくあるいは影響が抑制されて、所望の安定した吐出量にて流体を供給することができる。
特に、車両におけるエンジンへの燃料供給系の途中から分岐した経路を吸入ラインとしたヒータへの燃料供給系に適用する場合は、燃料供給系での脈動等による圧力変動の影響を受けることなく、安定した燃料をヒータに供給することができる。
【００６７】
また、流体ポンプを構成する開閉弁を、ピストンバルブ及びバネ等により形成することにより、装置の小型化、簡略化が行なえ、又、ダイヤフラムあるいはベローズ等により形成することにより、吐出側と吸入側との間のリークを防止でき、より安定した吐出特性を得ることができる。
さらに、吸入ラインの圧力変動等をキャンセルする開閉弁をプランジャポンプに一体的に組み込んで流体ポンプを構成することにより、供給ラインの簡素化、取り扱い上の利便性の向上、流体ポンプの小型化等を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る流体ポンプを示す概略システム図である。
【図２】流体ポンプの一部を構成する開閉弁の作動原理を説明するものであり、（ａ）は圧送ポンプが非作動の状態における開閉弁の状態、（ｂ）は圧送ポンプが作動した状態における開閉弁の状態を示す図である。
【図３】流体ポンプの一部を構成する圧送ポンプを示す断面図である。
【図４】流体ポンプの吐出特性を示す図である。
【図５】本発明に係る流体ポンプの他の実施形態を示す概略システム図である。
【図６】本発明に係る流体ポンプのさらに他の実施形態を示す概略システム図である。
【図７】本発明に係る流体ポンプとして、開閉弁をプランジャポンプに一体的に組み込んだ実施形態を示す概略構成断面図である。
【図８】図７に示すプランジャポンプの一部を拡大した拡大断面図である。
【図９】本発明に係る流体ポンプとして、開閉弁をプランジャポンプに一体的に組み込んだ他の実施形態を示す概略構成断面図である。
【図１０】図９に示すプランジャポンプの吐出性能を示すグラフである。
【図１１】従来の燃料供給系における流体ポンプを示す概略システム図である。
【符号の説明】
１０燃料タンク
２０燃料ポンプ
３０噴射ポンプ
４０エンジン
５０，５０´，５０´´ 流体ポンプ
６０ブースターヒータ
７０吸入ライン
８０吐出ライン
８１上流側吐出ライン
８２下流側吐出ライン
９０プランジャポンプ（圧送ポンプ）
１００開閉弁
１０１シリンダボア
１１０ピストンバルブ
１１１一端側端面
１１２他端側端面
１２０，２２０，３２０コイルバネ
１３０連通路
２００，３００開閉弁
２１０ダイヤフラム
２１１シール部
３１０ベローズ
３１１シール部
５００プランジャポンプ（圧送ポンプ）
５０１ａ吸入通路
５０２ａ吐出通路
５０３本体
５０４プランジャ
５０４ｃ燃料通路
５０４ｄ挿入部
５０４ｅカム面
５０５ピストンバルブ
５０５ａ右側端面（一端側）
５０５ｂ左側端面（他端側）
５０６ストップ弁
５０６ａ，５１３，５１７コイルバネ
５０７案内路
５０７ａ連通孔
５０８，５１６ａ，５１６ｂ，燃料通路
５１０マグネット
５１１サブプランジャ
５１５ピン
５１６，６０５ｃ案内路
５５０ステップモータ
６００プランジャポンプ（圧送ポンプ）
６０１ａ吸入通路
６０３アウターヨーク
６０４，６０５インナーヨーク
６０４ａ，６０４ｂ，６０５ａ，６０５ｂ，６０５ｄ燃料通路
６０６スリーブ
６０６ａ，６０７ａ，６１２ｃ，６１４ｂ，６１５ａ，６１５ｂ燃料通路
６０７プランジャ
６０８吸入弁
６０８ａ，６０９ａ，６１４ａ，６１８，６１９コイルバネ
６０９吐出弁
６１０励磁用のコイル
６１２ピストンバルブ
６１２ａ右側端面（一端側）
６１２ｂ左側端面（他端側）
６１３ａ吐出通路
６１４ストップ弁
６１５通路形成部材
６１６，６１７ストッパゴム[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fluid pump that pumps fluid, and more particularly, to a fluid pump suitable for a fluid supply system that causes pressure fluctuations on the fluid suction line side.
[0002]
[Prior art]
Conventional fluid (pumping) pumps that pump heater fuel, engine fuel, or other fluids are mechanical pumps that reciprocate the diaphragm, or roller vane type, circumferential flow type, and plunger pumping by electromagnetic force An electric pump (plunger pump) such as a solenoid type that operates is known.
[0003]
Further, in a vehicle equipped with a diesel engine, a fuel supply system for supplying fuel to the engine and a fuel supply system for supplying fuel to a booster heater applied to a heater such as warm air and hot water are shown in FIG. What is shown is known. This fuel supply system includes a fuel supply path through which fuel is guided from a fuel tank 1 filled with light oil to a combustion chamber of an engine 4 via a fuel pump 2 and an injection pump 3 that pump fuel for the engine. It is formed by a fuel supply path through which fuel is guided to a booster heater 6 via a fuel pump 5 as a fluid pump that pumps fuel for heater from the tank 1.
That is, the fuel pump 5 is directly connected to the suction line 7 led from the fuel tank 1 on the suction side, and connected to the booster heater 6 on the discharge side connected to the discharge line 8. Therefore, the fuel pump 5 discharges fuel at a desired flow rate without being affected by the fuel pump 2 or the injection pump 3.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the fuel supply system, the suction line 7 'is connected to the downstream side of the fuel pump 2 as shown by a two-dotted line in FIG. A fuel supply system for connecting the suction side of the fuel pump 5 to supply fuel to the booster heater 6 is conceivable.
[0005]
In such a fuel supply system, pressure fluctuation occurs in the suction line 7 ′ due to the operating characteristics of the fuel pump 2 or the injection pump 3. Due to the influence of this pressure fluctuation, the amount of fuel discharged from the fuel pump 5 varies. Therefore, the booster heater 6 is not supplied with a certain amount of fuel as necessary, and the heater characteristics become unstable.
In particular, since the pressure of the fuel pumped by the fuel pump 2 becomes as high as 600 to 700 kPa, the discharge amount of the fuel discharged from the fuel pump 5 is remarkably increased, which is not preferable for the combustion of the heater 6.
[0006]
The present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is to be affected by pressure fluctuations in the suction line on the upstream side while miniaturizing and simplifying the apparatus. It is another object of the present invention to provide a fluid pump that can pump and supply a fluid such as fuel at a predetermined discharge amount.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  The fluid pump of the present invention isGuide the fluidInhalation lineAnd inhalation lineInhale fluid fromPlaceTo the pressure of hopeVomitingA pump to pump out,A discharge line for pumping the discharge fluid discharged by the pressure pump toward the downstream side;A fluid provided with an on-off valve that is urged in a direction to close the passage of the discharge line and is arranged to open the passage of the discharge line when the discharge fluid discharged toward the discharge line is equal to or higher than a predetermined pressure A pump that opens and closesThe valve is interposed so as to separate the discharge line into the upstream discharge line and the downstream discharge line, and the surface on one end side in the opening / closing direction is upstream so that the discharge fluid flows in from the opening / closing direction and flows out to the side It is formed so as to face the passage of the discharge line and the surface on the other end side in the opening and closing direction to face the passage of the suction line.It is characterized by that.
  According to this configuration, the fluid sucked from the suction line is increased to a predetermined pressure by the pressure feed pump and discharged toward the discharge line. When the discharged fluid is equal to or higher than a predetermined pressure, the on-off valve opens the passage and supplies the fluid toward the downstream side.
  At this time, since the pressure of the fluid in the suction line acts on the on-off valve in the direction of closing the passage, even if the pressure in the suction line fluctuates, the fluctuating pressure is the same as the direction of opening the on-off valve. Close directionThat is, the opening and closing directionActing from both sides and cancel each other. Therefore, the on-off valve is opened by a predetermined discharge pressure without being affected by the pressure fluctuation of the suction line, and the fluid discharge amount is stabilized.
[0008]
In the above configuration, a configuration in which the suction line communicates with the downstream side of the fuel pump that pumps the fuel of the engine can be adopted.
According to this configuration, the fluid pump can stably discharge a desired object (for example, a booster heater) without being affected by pressure fluctuations generated downstream of the fuel pump that pumps engine fuel. Can supply fuel.
[0009]
  In the above configuration, the on-off valve is on one end sideFace ofThe pressure of the discharged fluid acts on the other end sideFace ofIt is possible to adopt a configuration having a reciprocally movable piston valve formed so that the biasing force of the spring and the pressure of the fluid in the suction line act.
  According to this configuration, one end side of the piston valveFace ofThe pressure of the discharged fluid acts on the other end sideFace ofThe pressure of the fluid in the suction line and the biasing force of the spring act on this. At this time, the fluctuating pressure in the suction line is canceled by acting on both sides of the piston valve. Therefore, the piston valve is connected only to the predetermined force relationship between the spring biasing force and the fluid discharge pressure. Open and close operation.
[0010]
In the above configuration, the pressure pump is a plunger pump having a plunger that sucks and discharges fluid by a rotational driving force, and the piston valve is integrated with the plunger pump so as to be reciprocally movable in parallel with the axial direction of the plunger. Can be adopted.
According to this configuration, since the piston valve for canceling the pressure in the suction line is integrated into the plunger pump, the convenience in handling is improved and the supply line can be simplified. Further, the plunger pump can be reduced in size by arranging the piston valve in parallel with the axial direction of the rotary type plunger.
[0011]
Further, in the above configuration, the pressure pump is a plunger pump having a plunger that is driven by electromagnetic force to reciprocate and sucks and discharges fluid, and the piston valve is reciprocable substantially at right angles to the axial direction of the plunger. As such, a configuration that is integrated into the plunger pump can be employed.
According to this configuration, since the piston valve for canceling the pressure in the suction line is integrated into the plunger pump, the convenience in handling is improved and the supply line can be simplified. In addition, since the piston valve is arranged in a direction substantially perpendicular to the axial direction of the plunger, for example, in a plunger pump having a suction port and a discharge port on a straight line, and the plunger reciprocates along the straight line. The overall length can be set as short as possible while suppressing the outer diameter, and the plunger pump can be downsized as a whole.
[0012]
In the above configuration, the on-off valve is formed such that the pressure of the discharged fluid acts on one side surface, and the biasing force of the spring and the fluid pressure in the suction line act on the other side surface. A configuration having a diaphragm that opens and closes the passage of the discharge line can be adopted.
According to this configuration, the pressure of the discharged fluid acts on one surface of the diaphragm, and the pressure of the fluid in the suction line and the biasing force of the spring act on the other surface. At this time, since the fluctuating pressure in the suction line acts on both sides of the diaphragm and is canceled, the diaphragm is only in contact with the passage by the force relationship between the preset spring biasing force and the fluid discharge pressure. Open and close operation. In particular, since the discharge line side and the suction line side are completely cut off via the diaphragm, leakage between the two can be completely prevented, and a more stable discharge amount can be secured.
[0013]
Further, in the above-described configuration, the on-off valve has a bellows formed to be extendable and contracted, the pressure of the discharged fluid acts on one surface, and the urging force of the spring and the pressure of the fluid in the suction line on the other surface. It is possible to adopt a configuration having a seal portion which is formed at the end of the bellows so as to act and opens and closes the passage of the discharge line.
According to this configuration, the pressure of the discharged fluid acts on one surface of the seal portion located at the end of the bellows, and the pressure of the fluid in the suction line and the biasing force of the spring act on the other surface. At this time, since the fluctuating pressure in the suction line is canceled by acting on both sides of the seal portion having the same pressure receiving area, the bellows has a predetermined spring biasing force and fluid discharge pressure. The seal portion opens and closes only by the force relationship and opens and closes the passage. In particular, since the discharge line side and the suction line side are completely shut off via the bellows and the seal part, it is possible to completely prevent leakage between the two, and the discharge part and the suction side in the seal part. It is easy to make the pressure receiving areas the same, thereby ensuring a more stable discharge amount.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIGS. 1 to 3 show an embodiment of a fluid pump according to the present invention. FIG. 1 is a system diagram, FIG. 2 is an operation explanatory diagram, and FIG. 3 is a sectional view of a pressure pump.
The fluid pump according to this embodiment is used for supplying fuel to a booster heater of a vehicle equipped with a diesel engine. As shown in FIG. 1, the fuel supply system includes an engine-side supply path through which fuel is supplied from a fuel tank 10 filled with light oil to a combustion chamber of an engine 40 via a fuel pump 20 and an injection pump 30, and a fuel. A heater-side supply path that branches from the downstream side of the pump 20 and the upstream side of the injection pump 30 and that supplies fuel to the booster heater 60 via the fluid pump 50.
[0015]
The fluid pump 50 includes a plunger pump 90 as a pressure pump and an on-off valve 100 that opens and closes the passage of the discharge line 80. The upstream side (suction side) of the plunger pump 90 is connected to a suction line 70 branched from the downstream side of the fuel pump 20, and the downstream side (discharge side) of the plunger pump 90 is connected to a discharge line 80 communicating with the booster heater 60. It is connected. The on-off valve 100 has one end connected to the middle of the discharge line 80 (between the upstream discharge line 81 and the downstream discharge line 82) and the other end connected to the suction line 70.
[0016]
That is, as shown in FIGS. 1 and 2, the on-off valve 100 closes the passage of the piston valve 110 serving as a valve body that is reciprocally movable in the cylinder bore 101 and the discharge line 80 (upstream discharge line 81). And the downstream discharge line 82 are formed by a coil spring 120 that urges the piston valve 110 in a direction that cuts off the downstream discharge line 82, and a communication passage 130 that is formed on the side surface of the cylinder bore 101 and communicates with the downstream discharge line 82.
Further, one end side of the cylinder bore 101 is connected to the upstream discharge line 81, and the other end side of the cylinder bore 101 is connected to the suction line 70.
[0017]
Therefore, the pressure of the discharged fuel (discharge fluid) discharged from the plunger pump 90 and guided into the upstream discharge line 81 acts on the one end surface 111 of the piston valve 110, and the fuel (fluid) in the suction line 70 is The pressure and the urging force of the coil spring 120 act on the other end surface 112 of the piston valve 110 (so that the fuel pressure in the suction line 70 acts in a direction against the pressure of the discharged fuel). The piston valve 110 remains in a position where the forces acting from both sides are balanced.
[0018]
The operation of the on-off valve 100 will be described. As shown in FIG. 2A, when the plunger pump 90 is not in operation or the pressure of the discharged fuel discharged from the plunger pump 90 is below a predetermined level, the piston valve 110 Is moved in the closing direction by the biasing force of the coil spring 120 to close the discharge line 80.
[0019]
On the other hand, when the lift pressure of the plunger pump 90 is P and the fuel pressure in the suction line 70 is Ps, the piston valve 110 is operated when the plunger pump 90 is operated and the pressure of the discharged fuel is equal to or higher than a predetermined pressure (P + Ps). Moves against the biasing force of the coil spring 120 and opens the communication passage 130 of the discharge line 80. At this time, as shown in FIG. 2B, the pressure P + Ps of the discharged fuel acts on the end face 111 on the one end side, and the pressure Ps of the fuel in the suction line 70 on the end face 112 on the other end. The urging force of the coil spring 120 is acting.
[0020]
Therefore, since the fuel pressure Ps in the suction line 70 acts from both sides of the piston valve 110, they cancel each other, and only the pressure P and the urging force of the coil spring 120 act on the piston valve 110. The piston valve 110 moves to a preset position according to the balance between the two, and the fuel is supplied toward the downstream discharge line 82 at a predetermined discharge amount.
[0021]
Here, when the pressure fluctuation ΔP occurs in the fuel in the suction line 70, the pressure P + (Ps + ΔP) of the discharged fuel in the upstream discharge line 81 acts on the end surface 111 on the one end side of the piston valve 110. The fuel pressure (Ps + ΔP) acts on the other end surface 112 of the piston valve 110, and the fuel pressures (Ps + ΔP) in the suction line 70 cancel each other out as described above.
Thereby, the plunger pump 90 can supply the fuel with a stable discharge amount without being affected by the pressure fluctuation of the fuel in the suction line 70. Further, since the on-off valve 100 includes the piston valve 110 and the coil spring 120 that slide in the cylinder bore 101, the fluid pump 50 can be downsized and the structure thereof can be simplified.
[0022]
A plunger pump 90 as a pressure pump is a pump having a known configuration. As shown in FIG. 3, a suction side pipe 90a, an outer yoke 90b, an end yoke 90c, an exciting coil 90d, a discharge side pipe 90e, and a sleeve 90f. The plunger 91 slidably inserted into the sleeve 90f, the coil spring 92 that urges the plunger 91 toward the upstream side, the suction valve 93 that opens and closes the passage 91a in the plunger 91, and the suction valve 93 are attached in the closing direction. The coil spring 94, the discharge valve 95, and the coil spring 96 that urges the discharge valve 95 in the closing direction are configured.
[0023]
When the coil 90d is energized, the plunger 91 moves downstream, and the fuel compressed by this movement opens the discharge valve 95 against the urging force of the coil spring 96 and passes through the discharge side pipe 90e. It is supplied to the discharge line 80. On the other hand, when the coil 90 d is de-energized, the discharge valve 95 closes the passage by the biasing force of the coil spring 96 and the plunger 91 moves toward the upstream side by the biasing force of the coil spring 92. At this time, the pressure on the downstream side becomes lower than the pressure on the upstream side with the suction valve 93 as a boundary, the suction valve 93 is opened against the urging force of the coil spring 94, and the fuel is sucked toward the downstream side. . Through a series of these operations, a predetermined flow rate of fuel is sucked and discharged.
[0024]
FIG. 4 is a graph showing the discharge characteristics when the fuel pressure in the suction line 70 changes. When only the conventional plunger pump 90 is connected to the suction line 7 'shown by the two-dot difference line in FIG. The discharge characteristic is shown as a conventional characteristic, and the discharge characteristic by the fluid pump 50 of the present invention in which the on / off valve 100 is added to the plunger pump 90 is shown as the characteristic of the present invention. In the characteristics of the present invention, a graph of a large clearance (for example, about 15 μ) and a small clearance (for example, about 5 μ) indicates a difference in clearance (gap) between the piston valve 110 and the cylinder bore 101 of the on-off valve 100. It shows the discharge characteristics by.
As is apparent from this result, according to the fluid pump 50 of the present invention, even if the pressure in the suction line 70 fluctuates, the discharge amount becomes substantially constant.
[0025]
FIG. 5 shows another embodiment of the fluid pump according to the present invention. The fluid pump 50 ′ according to this embodiment includes the above-described plunger pump 90 as a pressure pump and a diaphragm type on-off valve 200.
As shown in FIG. 5, the on-off valve 200 includes a diaphragm 210 that bisects the discharge side space and the suction side space, and a coil spring 220 that urges the diaphragm 210 toward the discharge side space. The upstream side discharge line 81 and the downstream side discharge line 82 are connected to the discharge side space, and the seal portion 211 formed above the diaphragm 210 opens and closes the opening 81 a of the upstream side discharge line 81. It has become. On the other hand, a coil spring 220 is disposed in the suction side space, and a suction line 70 is connected thereto.
[0026]
Accordingly, the pressure of the discharged fuel (discharge fluid) discharged from the plunger pump 90 acts on one surface of the diaphragm 210, and the biasing force of the coil spring 220 and the suction line 70 are applied to the other surface of the diaphragm 210. The pressure of the fuel in the suction line 70 acts so that the pressure of the fuel in the suction line 70 acts against the pressure of the discharged fuel. Opens and closes the passage of the discharge line 80.
[0027]
Also in the fluid pump 50 ′ having the on-off valve 200 having the above configuration, as in the above-described fluid pump 50, when the pressure fluctuation ΔP occurs in the fuel in the suction line 70, the discharged fuel in the upstream discharge line 81. Pressure P + (Ps + ΔP) acts on one surface of the diaphragm 210, and the fuel pressure (Ps + ΔP) in the suction line 70 acts on the other surface of the diaphragm 210. Therefore, by adjusting according to the difference in pressure receiving area, the pressure (Ps + ΔP) of the fuel in the suction line 70 is canceled out.
Thereby, the plunger pump 90 can supply the fuel with a stable discharge amount without being affected by the pressure fluctuation of the fuel in the suction line 70. In particular, since the discharge side space and the suction side space are completely blocked by the diaphragm 210, there is no leakage between the two, and more stable discharge characteristics can be obtained.
[0028]
FIG. 6 shows still another embodiment of the fluid pump according to the present invention. The fluid pump 50 ″ according to this embodiment includes the above-described plunger pump 90 as a pressure pump and a bellows type on-off valve 300.
As shown in FIG. 6, the on-off valve 300 includes a bellows 310 that bisects into a discharge side space and a suction side space and can be expanded and contracted in one direction, and a coil spring 320 that biases the bellows 310 toward the discharge side space. It is configured. An upstream discharge line 81 and a downstream discharge line 82 are connected to the discharge side space, and a seal portion 311 formed at the upper end of the bellows 310 opens and closes the opening area of the upstream discharge line 81. It is like that. On the other hand, a coil spring 320 is disposed in the suction side space, and the suction line 70 is connected thereto.
[0029]
Therefore, in the seal portion 311 located at the upper end of the bellows 310, the pressure of the discharged fuel (discharge fluid) discharged from the plunger pump 90 acts on the upper surface, and the biasing force of the coil spring 320 is applied on the lower surface. The pressure of the fuel in the suction line 70 acts (so that the pressure of the fuel in the suction line 70 acts from the direction against the pressure of the discharged fuel). A seal portion 311 opens and closes the passage of the discharge line 80.
[0030]
Also in the fluid pump 50 ″ having the on-off valve 300 having the above configuration, when the pressure fluctuation ΔP occurs in the fuel in the suction line 70, as in the above-described fluid pumps 50, 50 ′, the upstream discharge line 81. The pressure P + (Ps + ΔP) of the discharged fuel inside acts on one surface (upper surface) of the seal portion 311, and the fuel pressure (Ps + ΔP) in the suction line 70 acts on the other surface (lower surface) of the seal portion 311. Will work. In this configuration, in particular, since the pressure receiving areas of the discharge side and the suction side in the seal portion 311 are the same, the fuel pressure (Ps + ΔP) in the suction line 70 cancels each other with the seal portion 311 as a boundary. It will be.
Thereby, the plunger pump 90 can supply the fuel with a stable discharge amount without being affected by the pressure fluctuation of the fuel in the suction line 70. In addition, since the discharge side space and the suction side space are completely blocked by the bellows 310 and the seal portion 311, there is no leakage between them, and more stable discharge characteristics can be obtained.
[0031]
7 and 8 show still another embodiment of the fluid pump according to the present invention. The fluid pump according to this embodiment includes a plunger pump (pressure feed pump) 500 in which an on-off valve is integrated.
That is, the plunger pump 500 is of a rotary type that sucks and discharges fuel by rotation and reciprocation. As shown in FIGS. 7 and 8, the suction side pipe 501 connected to the suction line 70, the discharge line, and the like. 80, a discharge side pipe 502 connected to 80, a main body 503 defining a fuel passage, a plunger 504 disposed in the main body 503, a piston valve 505 serving as an on-off valve for canceling pressure, a coil spring 517, and a plunger 504 A step motor 550 that exerts a driving force is provided.
[0032]
As shown in FIGS. 7 and 8, a suction passage 501a is formed in the suction side pipe 501, and a filter 501b is arranged in the middle thereof. A discharge passage 502a is formed in the discharge side pipe 502, and a stop valve 506 that opens and closes the discharge passage 502a and a coil spring 506a that biases the stop valve 506 in the closing direction are disposed in the middle of the discharge side pipe 502. The stop valve 506 prevents the back flow of fuel when the downstream side is pressurized.
[0033]
As shown in FIGS. 7 and 8, the main body 503 is formed with a cylindrical guide passage 507 having an axis extending in a direction substantially perpendicular to the suction passage 501a and the discharge passage 502a, and around the guide passage 507. A fuel passage 508 is formed. And the plunger 504 is inserted in the guide path 507, and is supported so that reciprocation and rotation are possible.
[0034]
As shown in FIGS. 7 and 8, the plunger 504 is formed by a diameter-enlarged portion 504 a that is slidably fitted in the guide path 507 and a diameter-reduced portion 504 b that is rotatably supported by a bearing 509. A magnet 510 is fixed to the tip of the reduced diameter portion 504b. On the other hand, a fuel passage 504c is formed in the enlarged diameter portion 504a, and an insertion portion 504d communicating with the fuel passage 504c and opening at the end portion is formed, and the sub plunger 511 can reciprocate in the insertion portion 504d. Is fitted.
The fuel passage 504c can communicate with the fuel passage 508 through the communication hole 507a that opens to the guide passage 507 when the plunger 504 is within a predetermined rotation angle range.
[0035]
As shown in FIG. 8, a cap 512 is fixed to the outer side of the sub-plunger 511, and a coil spring 513 is disposed between the cap 512 and the plunger 504 (the enlarged diameter portion 504a). The outer end surface of the sub-plunger 511 is held in a state of being in contact with the cover 514 fixed to the main body 503 by the biasing force of the coil spring 513. That is, the sub-plunger 511 is urged by the coil spring 513 in the direction of protruding from the insertion portion 504d of the plunger 504.
[0036]
  As shown in FIG. 8, a cam surface 504e that forms a cam action in the axial direction of the plunger 504 is formed at the boundary between the enlarged diameter portion 504a and the reduced diameter portion 504b of the plunger 504. The cam surface 504e is always in contact with the pin 515 implanted in the main body 503 by the biasing force of the coil spring 513.
  Therefore, when the plunger 504 rotates, the cam action of the cam surface 504e and the pin 515 causes the plunger 504 to reciprocate in the axial direction, and the insertion defined between the right end surface 511a of the sub-plunger 511 and the fuel passage 504c. The space of the part 504d is expanded and contracted.
  The fuel suction and pressurization operation by the reciprocation of the plunger 504 will be described in detail in the operation description of the plunger pump 500 described later.
[0037]
  A cylindrical guide path 516 extending in parallel with the axial direction is formed below the guide path 507, and a piston valve 505 is reciprocally fitted to the guide path 516. Also on the right side of the guideway 516As upstream discharge lineA fuel passage 516a is formed, and the right end surface 505a of the piston valve 505 faces. The fuel passage 516a can communicate with the fuel passage 504c when the plunger 504 is within a predetermined rotation angle range.
[0038]
  On the other hand, a coil spring 517 is disposed between the left end surface 505 b of the piston valve 505 and the cover 514, and the piston valve 505 is urged toward the inside of the guide path 516. Below the guideway 516,It leads to a discharge passage 502a as a downstream discharge line.A communication hole 516b is formed so that the fuel passage 516a and the discharge passage 502a communicate with each other through the communication hole 516b when the piston valve 505 moves to a predetermined leftward position against the biasing force of the coil spring 517. It has become.
[0039]
Accordingly, when the plunger 504 rotates to suck fuel through the suction passage 501a and the fuel passage 508 and discharge the pressurized fuel toward the fuel passage 516a, the piston valve 505 is coiled by the discharge pressure. It is moved to the left against the urging force. The pressurized fuel flows out from the fuel passage 516a to the discharge passage 502a through the communication hole 516b.
[0040]
At this time, the pressure of the fuel (discharge fluid) discharged by the pump action of the plunger 504 acts on the right end surface 505a (one side) of the piston valve 505, and the left end surface 505b (the other end side) of the piston valve 505 acts. The urging force of the coil spring 517 and the pressure of the fuel in the fuel passage 508, that is, the pressure of the fuel in the suction line 70, act from the direction against the pressure of the discharged fuel. The valve 505 remains in a position where forces acting from both sides are balanced.
[0041]
As shown in FIG. 7, the step motor 550 is formed by a motor portion 551, a rotor 552, a resin cover cap 553 surrounding the rotor 552, and the like. The rotor 552 has a cylindrical shape, and an action piece 552a made of a magnet or magnetic material that attracts and repels the magnet 510 of the plunger 504 is fixed to the inner peripheral surface thereof.
[0042]
The cover cap 553 has a concave portion 553 a that accommodates the magnet 510 of the plunger 504, and is coupled to the main body 503 through a seal member 554. The step motor 550 coupled as described above applies a rotational driving force to the plunger 504 by non-contact, that is, by magnetic coupling. Therefore, even if fuel leaks from the fuel passage 508 through the bearing 509 and into the recess 553a, the fuel is sealed (sealed) so as not to leak from the recess 553a to the outside or the inside of the step motor 550.
[0043]
Next, the operation of the plunger pump (fluid pump) 500 will be described. First, when the step motor 550 is driven and the rotor 552 rotates, the plunger 504 rotates through the magnet 510, and the plunger 504 moves rightward in the axial direction by the action of the cam surface 504e. The space of the insertion portion 504d positioned begins to expand. As a result, the fuel guided from the suction passage 501a to the fuel passage 508 is sucked into the fuel passage 504c and the insertion portion 504d through the communication hole 507a.
[0044]
When the plunger 504 further rotates, the fuel passage 504c deviates from the communication hole 507a and is blocked by the inner wall surface of the guide passage 507, and the plunger 504 moves to the left in the axial direction by the action of the cam surface 504e. In cooperation, the fuel in the fuel passage 504c and the insertion portion 504d starts to be compressed.
[0045]
When the plunger 504 reaches a predetermined rotation angle position, the fuel passage 504c communicates with the fuel passage 516a. Accordingly, the pressurized fuel acts on the right end surface 505a of the piston valve 505, and moves the piston valve 505 leftward in the axial direction against the urging force of the coil spring 517.
[0046]
When the piston valve 505 moves by a predetermined amount, the fuel passage 516a communicates with the discharge passage 502a. As a result, the pressurized fuel is pumped to the discharge line 80 from the discharge passage 502a by opening the stop valve 506.
[0047]
In the plunger pump (fluid pump) 500 as well, the pressure fluctuation ΔP occurred in the fuel in the suction line 70 (the suction passage 501a and the fuel passage 508) as in the fluid pumps 50, 50 ′, 50 ″. In this case, the pressure P + (Ps + ΔP) of the discharged fuel in the fuel passages 504c and 516a acts on the right end surface 505a of the piston valve 505, and the pressure (Ps + ΔP) of the fuel in the suction line 70 (the suction passage 501a and the fuel passage 508). It acts on the left end surface 505b of the piston valve 505, and the fuel pressures (Ps + ΔP) in the suction line 70 cancel each other out as described above.
[0048]
Thereby, the plunger pump 500 can supply the fuel with a stable discharge amount without being affected by the pressure fluctuation of the fuel in the suction line 70 or the like. Further, since the piston valve 505 and the coil spring 517 as the on-off valve are incorporated in the main body 503 as a part of the plunger pump 500, the handling convenience is improved and the fuel supply line can be simplified. The plunger pump 500 can be reduced in size because it is arranged so as to be reciprocally movable in a direction parallel to the axial direction of the guide path 507, that is, the plunger 504.
[0049]
FIG. 9 shows still another embodiment of the fluid pump according to the present invention. The fluid pump according to this embodiment includes a plunger pump (pressure feed pump) 600 having a plunger that is integrated with an on-off valve and reciprocated by electromagnetic force.
As shown in FIG. 9, the plunger pump 600 includes a suction side pipe 601 connected to the suction line 70, a case 602 that defines a fuel passage, an outer yoke 603, inner yokes 604 and 605, a case 602, and inner yokes 604 and 605. Are inserted into the sleeve 606, the plunger 607 is slidably supported by the case 602 and the inner yoke 604, and is reciprocally movable in the axial direction. The intake valve is disposed in the fuel passage in the inner yoke 604. 608 and a discharge valve 609, an exciting coil 610 wound around the outside of the sleeve 606, a case 611 that houses the inner yoke 605, a piston valve 612 as an on-off valve that can be reciprocated in the inner yoke 605, and Coil spring 619, discharge line 8 Discharge side pipe 613 is connected to, and a like discharge side pipe 613 arranged stop valve 614. The stop valve 614 prevents fuel backflow when the upstream side is pressurized.
[0050]
A suction passage 601a is formed in the suction side pipe 601, and a filter 601b is disposed in the middle thereof. A discharge passage 613a is formed in the discharge side pipe 613, and a stop valve 614 for opening and closing the discharge passage 613a and a coil spring 614a for urging the stop valve 614 in the closing direction are disposed in the middle of the discharge side pipe 613. In the stop valve 614, a fuel passage 614b communicating with the discharge passage 613a is formed, and a coil spring 614a is disposed on the upstream side of the fuel passage 614b.
[0051]
The case 602 is formed with a guide path 602a that slidably guides the plunger 607, and a path forming member 615 and a stopper rubber 616 adjacent thereto are disposed on the upstream side of the guide path 602a. The passage forming member 615 is formed with a fuel passage 615a communicating with the suction passage 601a and a fuel passage 615b extending in the radial direction from the fuel passage 615a.
In addition, a groove-like fuel passage 602b that connects the fuel passage 606a and the fuel passage 615b defined by the sleeve 606 is formed on the inner wall surface of the guide passage 602a.
[0052]
A guide path 604a for slidably guiding the plunger 607 is formed in the inner yoke 604, and a suction valve 608 and a coil spring 608a for biasing the suction valve 608 toward the upstream side are formed on the downstream side of the guide path 604a. Has been placed. A stopper rubber 617 is disposed on the upstream end surface of the inner yoke 604. In addition, a groove-like fuel passage 604 b communicating with the fuel passage 606 a is formed on the outer peripheral surface of the inner yoke 604.
[0053]
The plunger 607 is formed with a fuel passage 607 a penetrating the shaft center. The upstream end of the fuel passage 607 a communicates with the fuel passage 615 a, while the downstream end of the fuel passage 607 a is opened and closed by a suction valve 608. It is like that. A coil spring 618 is disposed between the plunger 607 and the inner yoke 604, and constantly urges the plunger 607 toward the upstream side.
[0054]
The inner yoke 605 is formed with a fuel passage 605a that can communicate with the fuel passage 604a, a fuel passage 605b that communicates with the fuel passage 604b, a guide passage 605c that slidably guides the piston valve 612, and the like. The guide path 605c is formed so as to guide the piston valve 612 in a reciprocating manner in a direction substantially perpendicular to the axial direction of the plunger 607.
[0055]
  The piston valve 612 has a right end surface (one end side) 612a.As upstream discharge lineFacing the fuel passage 605a, its left end surface (the other end side) 612bAs an inhalation lineFacing the fuel passage 605b. A coil spring 619 that constantly biases the piston valve 612 rightward is disposed on the left end surface 612b.
  The piston valve 612 has a T-shaped fuel passage 612c that opens to the right end surface 612a, and the piston valve 612 moves to the left by a predetermined amount against the biasing force of the coil spring 619.As a downstream discharge lineThe fuel passage 614b can be communicated with the fuel passage 605d.
[0056]
That is, the pressure of the fuel (discharge fluid) discharged by the pump action of the plunger 607 acts on the right end surface 612a of the piston valve 612, and the urging force of the coil spring 619 and the fuel passage on the left end surface 612b of the piston valve 612. The pressure of the fuel in 601a, 615a, 615b, 602b, 606a, 604b, 605b, that is, the pressure of the fuel in the suction line 70 acts from the direction against the pressure of the discharged fuel. The piston valve 612 remains in a position where forces acting from both sides are balanced.
[0057]
Next, the operation of the plunger pump 600 will be described.
First, in a non-energized state of the coil 610, the plunger 607 is urged by the coil spring 618 and positioned at the upstream end of the movement range (that is, at a position in contact with the stopper rubber 616), and the piston valve 612 and the suction valve 608 are located. The discharge valve 609 and the stop valve 614 are all in the closed position.
[0058]
Here, when the coil 610 is energized, a magnetic path is formed in the outer yoke 603 to the case 602 to the plunger 607 to the inner yoke 604 to the inner yoke 605 to the stop valve 614 to the discharge side pipe 613 to the outer yoke 603. The plunger 607 moves toward the downstream side until it abuts against the stopper rubber 617 by electromagnetic force (attraction force) generated between the inner yoke 604 and the inner yoke 604. The stop valve 614 is also moved upstream by electromagnetic force to open, and the fuel passage 605d and the discharge passage 613a are communicated with each other.
[0059]
As a result, the fuel in the fuel passage 604a is pressurized, the discharge valve 609 is opened, and the pressurized fuel acts on the right end surface 612a, resisting the biasing force of the coil spring 619, and the piston valve 612. Move to the left. At this time, the pressure of the fuel in the suction passage 601a (suction line 70) acts on the left end surface 612b of the piston valve 612 through the fuel passages 615b, 602b, 606a, 604b, and 605b.
When the fuel passage 612c communicates with the fuel passage 605d, the pressurized fuel flows into the fuel passage 614b and is pumped from the discharge passage 613a toward the discharge line 80.
[0060]
On the other hand, when the power supply to the coil 610 is cut off, the stop valve 614 is moved upstream by the urging force of the coil spring 614a in synchronism with it to close the fuel passage, and the discharge valve 609 is urged by the urging force of the coil spring 609a. While closing the fuel passage, the plunger 607 moves toward the upstream side by the biasing force of the coil spring 618.
At this time, the pressure on the downstream side becomes lower than the pressure on the upstream side with respect to the suction valve 608, the suction valve 608 is opened against the biasing force of the coil spring 608a, and the fuel is sucked toward the downstream side. . Through a series of these operations, a predetermined flow rate of fuel is sucked and discharged.
[0061]
Also in the plunger pump (fluid pump) 600, the pressure fluctuation ΔP is generated in the fuel in the suction line 70 (the suction passage 601a and the fuel passage 615a), similarly to the fluid pumps 50, 50 ′, 50 ″, 500 described above. In this case, the pressure P + (Ps + ΔP) of the discharged fuel in the fuel passage 605a acts on the right end surface 612a of the piston valve 612, and the pressure (Ps + ΔP) of the fuel in the suction line 70 (suction passage 601a and fuel passage 615a) is the piston. This will act on the left end surface 612b of the valve 612, and the fuel pressure (Ps + ΔP) in the suction line 70 will cancel each other out as described above.
[0062]
Thereby, the plunger pump 600 can supply the fuel with a stable discharge amount without being affected by the pressure fluctuation of the fuel in the suction line 70 or the like. In particular, as shown in FIG. 10, in the present invention in which the plunger pump 600 incorporating the piston valve 612 is applied as compared with the conventional example in which the conventional plunger pump not incorporating the piston valve 612 as the on-off valve is applied as a fluid pump, It is understood that the flow rate of the discharged fuel is substantially constant regardless of the pressure fluctuation of the fuel in the suction line 70.
[0063]
Further, since the piston valve 612 and the coil spring 619 as the on-off valve are incorporated in the inner yoke 605 as a part of the plunger pump 600, the convenience in handling can be improved and the fuel supply line can be simplified. The plunger 607 is arranged so that it can reciprocate in a direction substantially perpendicular to the reciprocating direction (axial direction) of the plunger 607. Therefore, the overall length can be set as short as possible while suppressing the outer diameter, and the plunger pump can be downsized as a whole. it can.
[0064]
In the above-described embodiment, the plunger pump 90 or the plunger pump 500 or 600 in which an on-off valve is integrated is shown as a pressure pump constituting a part of the fluid pumps 50, 50 ′, 50 ″. However, other conventional mechanical or electrical fluid pumps (pressure feed pumps) can be applied.
[0065]
Moreover, in the said embodiment, although the fuel supply system which supplies a fuel to the booster heater 60 was shown as a fluid supply system which applies fluid pump 50,50 ', 50' ', 500,600, it is limited to this. However, if the supply system is affected by pressure fluctuations in the suction line, the fluid is not limited to light oil, gasoline as fuel, oil as working medium, water, steam, gas ( The present invention can also be applied to a supply system that supplies a gas or the like as a fluid.
[0066]
【The invention's effect】
  As described above, according to the fluid pump of the present invention,Guide the fluidInhalation lineAnd inhalation lineInhale fluid fromPlaceTo the pressure of hopeVomitingA pump to pump out,A discharge line for pumping the discharge fluid discharged by the pressure pump toward the downstream side;An open / close valve arranged to open the discharge line passage when the discharge fluid urged in the direction to close the discharge line passage and discharged toward the discharge line is equal to or higher than a predetermined pressure.The valve is interposed so as to separate the discharge line into the upstream discharge line and the downstream discharge line, and the surface on one end side in the opening / closing direction is upstream so that the discharge fluid flows in from the opening / closing direction and flows out to the side It is formed so as to face the passage of the discharge line and the surface on the other end side in the opening / closing direction to face the passage of the suction line, that is,Even in a fluid supply system that causes pressure fluctuations on the suction line side because the pressure of the fluid in the suction line is guided from the direction against the pressure of the discharge fluid with respect to the on-off valve, The fluid can be supplied at a desired stable discharge amount without being affected by the pressure fluctuation or with the influence suppressed.
  In particular, when applied to a fuel supply system to a heater that uses a passage branched from the middle of the fuel supply system to the engine in the vehicle as a suction line, it is not affected by pressure fluctuations due to pulsation or the like in the fuel supply system, Stable fuel can be supplied to the heater.
[0067]
In addition, the on-off valve constituting the fluid pump is formed by a piston valve and a spring, so that the apparatus can be reduced in size and simplified. Also, by being formed by a diaphragm or a bellows, the discharge side and the suction side Leakage can be prevented, and more stable ejection characteristics can be obtained.
In addition, by constructing a fluid pump by integrating an on-off valve that cancels pressure fluctuations in the suction line into the plunger pump, the supply line is simplified, handling convenience is improved, the fluid pump is downsized, etc. Can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic system diagram showing a fluid pump according to the present invention.
FIGS. 2A and 2B are diagrams for explaining the operating principle of an on-off valve that constitutes a part of a fluid pump. FIG. 2A shows the state of the on-off valve when the pressure pump is inactive, and FIG. It is a figure which shows the state of the on-off valve in a state.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a pressure feed pump constituting a part of the fluid pump.
FIG. 4 is a diagram showing discharge characteristics of a fluid pump.
FIG. 5 is a schematic system diagram showing another embodiment of the fluid pump according to the present invention.
FIG. 6 is a schematic system diagram showing still another embodiment of the fluid pump according to the present invention.
FIG. 7 is a schematic sectional view showing an embodiment in which an on-off valve is integrated with a plunger pump as a fluid pump according to the present invention.
8 is an enlarged cross-sectional view of a part of the plunger pump shown in FIG.
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment in which an on-off valve is integrated with a plunger pump as a fluid pump according to the present invention.
10 is a graph showing the discharge performance of the plunger pump shown in FIG. 9. FIG.
FIG. 11 is a schematic system diagram showing a fluid pump in a conventional fuel supply system.
[Explanation of symbols]
10 Fuel tank
20 Fuel pump
30 injection pump
40 engine
50, 50 ', 50 "fluid pump
60 Booster heater
70 Inhalation line
80 Discharge line
81 Upstream discharge line
82 Downstream discharge line
90 Plunger pump (pressure feed pump)
100 On-off valve
101 Cylinder bore
110 Piston valve
111 One end face
112 End surface on the other end
120, 220, 320 coil spring
130 communication path
200, 300 On-off valve
210 Diaphragm
211 Seal part
310 bellows
311 Sealing part
500 Plunger pump (pressure feed pump)
501a Suction passage
502a Discharge passage
503 body
504 Plunger
504c Fuel passage
504d insertion part
504e Cam surface
505 Piston valve
505a Right end surface (one end side)
505b Left end surface (other end side)
506 Stop valve
506a, 513, 517 coil spring
507 guideway
507a Communication hole
508, 516a, 516b, fuel passage
510 magnet
511 Sub plunger
515 pin
516,605c Guideway
550 step motor
600 Plunger pump (pressure feed pump)
601a Suction passage
603 Outer yoke
604,605 Inner yoke
604a, 604b, 605a, 605b, 605d Fuel passage
606 sleeve
606a, 607a, 612c, 614b, 615a, 615b Fuel passage
607 Plunger
608 Suction valve
608a, 609a, 614a, 618, 619 coil spring
609 Discharge valve
610 Coil for excitation
612 Piston valve
612a Right end surface (one end side)
612b Left end surface (other end side)
613a Discharge passage
614 Stop valve
615 Passage forming member
616,617 Stopper rubber

Claims

A suction line leading to the fluid, and pumping pump out ejection fluid Te in pressure in the suction and plants Nozomu from the suction line, and pumped supplies discharge line toward the further downstream side discharge fluid discharged by the pressure pump , said biased passage of the discharge line in the direction of closing and the discharge fluid discharged toward the discharge line is arranged to open the passage of the discharge line when the above predetermined pressure on-off valve A fluid pump comprising:
The open / close valve is interposed between the upstream discharge line and the downstream discharge line so as to separate the discharge line, and at one end in the open / close direction so that the discharge fluid flows in from the open / close direction and flows out to the side Is formed so that the surface on the other end side in the opening / closing direction faces the passage of the suction line.
A fluid pump characterized by that.

The suction line communicates with a downstream side of a fuel pump that pumps fuel to the engine.
The fluid pump according to claim 1.

The on-off valve, reciprocating the acts the pressure of the discharge fluid to the surface of one end side, and the pressure of the fluid in the other end surface in the biasing force and the suction line of the spring is formed so as to act Has a free piston valve,
The fluid pump according to claim 1 or 2, characterized by the above.

The pressure pump is a plunger pump having a plunger that sucks and discharges fluid by a rotational driving force,
The piston valve is integrally incorporated in the plunger pump so as to be reciprocally movable in parallel with the axial direction of the plunger.
The fluid pump according to claim 3.

The pressure pump is a plunger pump having a plunger which is driven by electromagnetic force to reciprocate and suck and discharge fluid.
The piston valve is integrally incorporated in the plunger pump so as to be reciprocally movable in a direction substantially perpendicular to the axial direction of the plunger.
The fluid pump according to claim 3.

The on-off valve is formed so that the pressure of the discharge fluid acts on one surface and the biasing force of a spring and the pressure of fluid in the suction line act on the other surface. Having a diaphragm to open and close the passage of the line,
The fluid pump according to claim 1 or 2, characterized by the above.

The on-off valve has a bellows formed to be extendable and retractable so that the pressure of the discharged fluid acts on one surface and the biasing force of the spring and the fluid pressure in the suction line act on the other surface. A seal portion that is formed at an end portion of the bellows and opens and closes the passage of the discharge line.
The fluid pump according to claim 1 or 2, characterized by the above.