特開 2022-124033 燃料供給システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022124033

(43)【公開日】2022-08-25

(54)【発明の名称】燃料供給システム

(51)【国際特許分類】

   F02M 37/00 20060101AFI20220818BHJP

   F16K 17/10 20060101ALI20220818BHJP

【ＦＩ】

F02M37/00 R

F16K17/10

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021021562

(22)【出願日】2021-02-15

(71)【出願人】

【識別番号】000116574

【氏名又は名称】愛三工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000394

【氏名又は名称】弁理士法人岡田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】永滝 文宏

(72)【発明者】

【氏名】本田 義彦

(72)【発明者】

【氏名】宮部 善和

【テーマコード（参考）】

3H059

【Ｆターム（参考）】

3H059AA05

3H059AA06

3H059BB22

3H059CA13

3H059CB12

3H059CB14

3H059CD05

3H059EE01

3H059FF13

(57)【要約】

【課題】圧力調整装置のために燃料供給通路に複雑な分岐通路や逆止弁を設ける必要のない、コンパクトでより搭載設計が容易となる燃料供給システムを提供する。
【解決手段】燃料供給システム１は、燃料タンク２内の燃料ポンプ４と燃料利用装置３とを接続する一つの燃料供給通路５の途中に、圧力調整装置６を備える。圧力調整装置６は、燃料ポンプ４側から燃料が流入する第１室２２と、燃料利用装置３側へ燃料が流出する第２室２３と、余剰燃料を還流する還流出口２７と、第１室２２と還流出口２７の間を連通・遮断する第１弁体３１と、第１室２２と第２室２３の間を連通・遮断する第２弁体３２と、第１弁体３１を閉弁方向に付勢する第１付勢部材３３と、第２弁体３２を開弁方向に付勢する第２付勢部材３４とを備える。燃料ポンプ４の作動時は、第１弁体３１と第２弁体３２が一体となり開弁方向に移動し、第１室２２と第２室２３を通る燃料供給通路５が連通する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料タンクから燃料利用装置に燃料を供給する燃料供給システムにおいて、
前記燃料タンク内の燃料を前記燃料利用装置に圧送する燃料ポンプと、
前記燃料ポンプと前記燃料利用装置とを接続する一つの燃料供給通路と、
前記燃料供給通路の途中に設けられた圧力調整装置が備えられており、
前記圧力調整装置は、
前記燃料ポンプ側から燃料が流入する第１室と、
前記燃料利用装置側へ燃料が流出する第２室と、
前記燃料タンクに余剰燃料を還流するための還流出口と、
貫通孔を有し、前記第１室と前記還流出口との間を連通・遮断する第１弁体と、
前記第１弁体が着座する第１弁座を有し、前記第１室と前記第２室の間を連通・遮断する第２弁体と、
前記第２弁体が着座する第２弁座と、
前記第１弁体を閉弁方向に付勢し、前記第１弁体と前記第２弁体が閉弁状態であるときに前記第１弁体を介して前記第２弁体を前記第２弁座に着座した状態に保持する第１付勢部材と、
前記第２弁体を開弁方向に付勢する第２付勢部材と、を備え、
前記燃料ポンプの作動時には、前記第１室内の燃料の圧力が高まることにより前記第１弁体と前記第２弁体が一体となって開弁方向に移動し、前記第２弁体が前記第２弁座から離れて開弁し、前記第１室と前記第２室とを通る前記燃料供給通路が連通し、燃料が前記燃料利用装置に供給される、燃料供給システム。

【請求項2】

請求項１に記載の燃料供給システムであって、
前記圧力調整装置は、
前記第２弁体が前記第１弁体側への移動を規制する規制部材を備えており、
前記第１室内の燃料の圧力がさらに高まると、前記第１弁体がさらに開弁方向に移動する一方で前記第２弁体の移動が前記規制部材によって規制されることにより、前記第１弁体が前記第１弁座から離れて開弁し、余剰燃料が前記貫通孔と前記還流出口とを通して前記燃料タンクに還流する、燃料供給システム。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の燃料供給システムであって、
前記燃料ポンプが停止したときは前記第１弁体及び前記第２弁体が前記第１付勢部材の付勢によって閉弁し、前記燃料供給通路の前記第２室から前記燃料利用装置側における燃料の圧力が所定の範囲内で保持される、燃料供給システム。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の燃料供給システムであって、
前記第１弁体が前記第１室内の燃料から圧力を受ける受圧面積は、前記第２弁体が前記第１室内の燃料から圧力を受ける受圧面積よりも大きい、燃料供給システム。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の燃料供給システムであって、
前記燃料供給通路の前記圧力調整装置よりも前記燃料ポンプ側にリリーフ弁が設けられている、燃料供給システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示の技術は、内燃機関に燃料を供給する燃料供給システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、インジェクタに供給される燃料の圧力切換えが可能な圧力調整装置を備えた燃料供給システムが開示されている。燃料供給通路上には逆止弁が配置されている。逆止弁は、燃料ポンプユニットからインジェクタ側への燃料供給方向に開弁する一方で、逆方向には閉弁する。燃料供給通路からは分岐通路が分岐して圧力調整装置に向かい、圧力調整装置からは余剰燃料を燃料タンクに返すための燃料排出通路が設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２－２０２３８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の燃料供給システムのように、燃料供給通路と分岐通路を設けて逆止弁と圧力調整装置を配置することにより、インジェクタへ供給される燃料の圧力を調整できるとともに、燃料ポンプが停止した状態でもインジェクタ側の燃料の圧力を保持できる。しかしながら、燃料の流路が複雑になると、燃料供給システムの搭載設計の難易度が上がる傾向にある。また、圧力調整装置内と逆止弁の２か所でシール部の油密を確保することが必要になる。

【0005】

本明細書に開示の技術が解決しようとする課題は、圧力調整装置のために燃料供給通路に複雑な分岐通路や逆止弁を設ける必要のない、コンパクトでより搭載設計が容易となる燃料供給システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため、本明細書が開示する技術は次の手段をとる。

【0007】

第１の手段は、燃料タンクから燃料利用装置に燃料を供給する燃料供給システムにおいて、前記燃料タンク内の燃料を前記燃料利用装置に圧送する燃料ポンプと、前記燃料ポンプと前記燃料利用装置とを接続する一つの燃料供給通路と、前記燃料供給通路の途中に設けられた圧力調整装置が備えられており、前記圧力調整装置は、前記燃料ポンプ側から燃料が流入する第１室と、前記燃料利用装置側へ燃料が流出する第２室と、前記燃料タンクに余剰燃料を還流するための還流出口と、貫通孔を有し、前記第１室と前記還流出口との間を連通・遮断する第１弁体と、前記第１弁体が着座する第１弁座を有し、前記第１室と前記第２室の間を連通・遮断する第２弁体と、前記第２弁体が着座する第２弁座と、前記第１弁体を閉弁方向に付勢し、前記第１弁体と前記第２弁体が閉弁状態であるときに前記第１弁体を介して前記第２弁体を前記第２弁座に着座した状態に保持する第１付勢部材と、前記第２弁体を開弁方向に付勢する第２付勢部材と、を備え、前記燃料ポンプの作動時には、前記第１室内の燃料の圧力が高まることにより前記第１弁体と前記第２弁体が一体となって開弁方向に移動し、前記第２弁体が前記第２弁座から離れて開弁し、前記第１室と前記第２室とを通る前記燃料供給通路が連通し、燃料が燃料利用装置に供給される、燃料供給システムである。

【0008】

第１の手段によると、燃料供給システムの燃料供給通路上に圧力調整装置が配置されている。圧力調整装置には第１弁体と第２弁体が備えられている。第１弁体は第１付勢部材によって閉弁方向に付勢され、第２弁体は第２付勢部材により開弁方向に付勢される。前記第１弁体と前記第２弁体が閉弁状態であるときは、第１付勢部材が前記第１弁体を介して前記第２弁体を前記第２弁座に着座した状態に保持する。この構成により、燃料ポンプが作動して燃料が第１室に流入し、第１室内の燃圧が所定の圧力より高くなると、第１室内の燃圧、第１付勢部材と第２付勢部材の付勢力の関係によって、第１弁体と第２弁体が一体となって第１弁体側に移動する。これにより、第２弁体は第２弁座から離れて開弁状態になり第１室と第２室が連通する。第１室から第２室に流入した燃料は燃料利用装置に供給される。このように圧力調整装置は燃料供給通路の一部として機能するとともに、従来必須であった逆止弁の機能をも内包する。そのため、燃料供給システムは燃料供給通路に複雑な分岐通路や逆止弁を必ずしも設ける必要がなく、コンパクトでより搭載設計が容易となる。

【0009】

第２の手段は、第１の手段の燃料供給システムであって、前記圧力調整装置は、前記第２弁体が前記第１弁体側への移動を規制する規制部材を備えており、前記第１室の燃料の圧力がさらに高まると、前記第１弁体がさらに開弁方向に移動する一方で前記第２弁体の移動が前記規制部材によって規制されることにより、前記第１弁体が前記第１弁座から離れて開弁し、余剰燃料が前記貫通孔と前記還流出口とを通して前記燃料タンクに還流する。

【0010】

第２の手段によると、圧力調整装置は、第２弁体の第１弁体側への移動が規制部材により規制される。そのため、第１室内の燃料の圧力が所定の圧力よりさらに高くなると、第１弁体は第２弁体の第１弁座から離れて還流出口側に移動する。これにより、第１弁体は開弁状態になり第１室と還流出口との間が連通する。よって、余剰燃料が第１弁体の貫通孔を通り還流出口から燃料タンクへ還流する。

【0011】

第３の手段は、第１の手段または第２の手段の燃料供給システムであって、前記燃料ポンプが停止したときは前記第１弁体及び前記第２弁体が前記第１付勢部材の付勢によって閉弁し、前記燃料供給通路の前記第２室から前記燃料利用装置側における燃料の圧力が所定の範囲内で保持される。

【0012】

第３の手段によると、燃料ポンプが停止することにより、第１室への燃料の流入が停止して第１室内の燃料の圧力が低下する。第１室内の燃料の圧力が所定の圧力より低くなると、第１弁体と第２弁体は第１付勢部材に押圧されて閉弁状態になる。これにより、圧力調整装置は逆止弁のように燃料利用装置側から燃料供給上流への流入を防止する。よって、燃料供給通路は第２室から燃料利用装置側において閉じられた状態となり、燃料利用装置内の燃圧を所定の圧力で保持できる。

【0013】

第４の手段は、第１の手段から第３の手段のいずれか一の燃料供給システムであって、前記第１弁体が前記第１室内の燃料から圧力を受ける受圧面積は、前記第２弁体が前記第１室内の燃料から圧力を受ける受圧面積よりも大きい。

【0014】

第４の手段によると、燃料ポンプの作動時においては、第１弁体と第２弁体は、第１室内に流入した燃料から圧力を受ける。第１弁体は第２弁体よりも第１室内の燃料から圧力を受ける受圧面積が大きいため、第１室内の燃料が第１弁体を押す力は、第１室内の燃料が第２弁体を押す力より常に大きくなる。その差は第１室内の燃料の圧力が大きくなるほど拡大するため、第２付勢部材の付勢力も手伝って、第１弁体と第２弁体は一体的に開弁方向に押される。よって、圧力調整装置内に流入する燃料の圧力に応じて第２弁体を開閉できる。

【0015】

第５の手段は、第１の手段から第４の手段のいずれか一の燃料供給システムであって、前記燃料供給通路の前記圧力調整装置よりも前記燃料ポンプ側にリリーフ弁が設けられている。

【0016】

第５の手段によると、燃料供給通路の圧力調整装置よりも燃料ポンプ側にリリーフ弁が設けられている。これにより、高い燃圧に上昇した場合にリリーフ弁が開弁し、圧力が解放される。よって、燃料の圧力を配管の耐圧性能から見て過剰圧力にならない範囲に制御できる。

【発明の効果】

【0017】

本明細書に開示の技術によると、圧力調整装置のために燃料供給通路に複雑な分岐通路や逆止弁を設ける必要のない、コンパクトでより搭載設計が容易となる燃料供給システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】燃料ポンプの始動直後における実施形態にかかる燃料供給システムの構成図である。圧力調整装置の２つの弁体の位置は後述の第１状態にある。

【図2】燃料ポンプ作動時において燃料供給通路が連通したときにおける燃料供給システムの構成図である。圧力調整装置の２つの弁体の位置は後述の第２状態にある。

【図3】燃料ポンプ作動時において圧力調整装置によって燃料の圧力が調整されているときにおける燃料供給システムの構成図である。圧力調整装置の２つの弁体の位置は後述の第３状態にある。

【図4】燃料ポンプ停止時において圧力調整装置の閉弁によって下流側に残圧が保持されたときにおける燃料供給システムの構成図である。圧力調整装置は第１状態にある。

【図5】燃料ポンプ停止時において圧力調整装置によって下流側に保持された残圧が調整されているときにおける燃料供給システムの構成図である。圧力調整装置は第２状態にある。

【図6】燃料ポンプ再作動時の燃料供給システムの構成図である。圧力調整装置は第１状態にある。

【図7】圧力調整装置内の燃料通過流量と配管圧力との関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本明細書に開示の技術を実施するための実施形態について図面を用いて説明する。実施形態にかかる燃料供給システムは、自動車等の車両において、燃料タンク内の燃料を内燃機関であるエンジンに供給するものである。

【0020】

（燃料供給システムの概要）
図１は燃料供給システムの概要を示す構成図である。図１に示すように、燃料供給システム１は、燃料タンク２内の燃料をエンジン３（燃料利用装置）に圧送する燃料ポンプ４と、燃料ポンプ４とエンジン３とを接続する一つの燃料供給通路５と、燃料供給通路５の途中に設けられた圧力調整装置６と、燃料供給通路５の圧力調整装置６よりも燃料ポンプ４側に設けられたリリーフ弁７とを備えている。

【0021】

燃料タンク２内には燃料ポンプ４が設置されている。燃料ポンプ４は、例えばモータ一体型の電動式の燃料ポンプである。燃料ポンプ４は、燃料タンク２内に貯留されている燃料を吸入して加圧しながら、燃料供給通路５を介してエンジン３に供給する。燃料ポンプ４によって送り出される燃料は、電子制御装置（ＥＣＵ）で燃料ポンプ４の回転速度を制御することにより流量を変えることができる。燃料供給通路５のエンジン３付近には高圧ポンプ１１が設置されている。高圧ポンプ１１は、燃料供給通路５を流れる燃料の圧力を上昇させて、エンジン３側に排出する。エンジン３のデリバリパイプ１２は、燃料供給通路５から供給された燃料を複数のインジェクタ１３に分配する。各インジェクタ１３は、エンジン３の吸気通路又は燃焼室に燃料を噴射する。

【0022】

燃料供給通路５の途中には、圧力調整装置６が接続されている。以下の説明では、燃料供給通路５の圧力調整装置６より燃料ポンプ４側を上流側部分５ａ、エンジン３側を下流側部分５ｂと呼ぶ。圧力調整装置６は、燃料ポンプ４の作動時において燃料供給通路５を流れる燃料をエンジン３へ供給すると共に、供給される燃料の圧力を所定の圧力に調整する。一方、燃料ポンプ４の停止時（非作動時）において、下流側部分５ｂ内の燃料が上流側部分５ａへ流れるのを阻止すると共に、下流側部分５ｂ内の燃料の圧力を所定の圧力に調整する。

【0023】

燃料供給通路５の上流側部分５ａからは、燃料タンク２内に連通する燃料排出通路５ｃが分岐されている。燃料排出通路５ｃにはリリーフ弁７が設けられている。リリーフ弁７は、通常時に閉弁しており、上流側部分５ａ内の燃料の圧力が所定の圧力よりも高くなると開弁し、上流側部分５ａを流れる燃料の一部を燃料排出通路５ｃから燃料タンク２内に排出させる。

【0024】

（圧力調整装置）
図１に示すように、圧力調整装置６は、略円筒状の内部空間を形成するケーシング２１を備えている。ケーシング２１は、燃料ポンプ４側から燃料が流入する主調圧室２２（第１室）と、エンジン３（燃料利用装置）側へ燃料が流出する副調圧室２３（第２室）と、主調圧室２２から余剰燃料が流出する背圧室２４を備えている。主調圧室２２には燃料供給通路５の上流側部分５ａと接続される燃料入口２５が設けられている。副調圧室２３には下流側部分５ｂと接続される供給出口２６が設けられている。背圧室２４には余剰燃料を燃料タンク２へ還流させる還流出口２７が設けられている。

【0025】

ケーシング２１内には、主調圧室２２と還流出口２７との間を連通・遮断する第１弁体３１と、主調圧室２２と副調圧室２３の間を連通・遮断する第２弁体３２と、第１弁体３１を閉弁方向に付勢する大スプリング３３（第１付勢部材）と、第２弁体３２を開弁方向に付勢する小スプリング３４（第２付勢部材）と、第２弁体３２の移動を規制する規制部材３５が配置されている。

【0026】

ケーシング２１は、主調圧室２２と副調圧室２３を形成する第１ケース部材３６と、背圧室２４を形成する第２ケース部材３７と、を結合してなる。両ケース部材３６，３７の結合部には、径方向外方へ円環状に突出するフランジ部３８が形成されている。ケーシング２１は金属製である。

【0027】

第１ケース部材３６と第２ケース部材３７との間には、可撓性を有する円環板状のダイヤフラム３９の外周部が挟持されている。ダイヤフラム３９により、ケーシング２１の内部空間が第１ケース部材３６側の主調圧室２２と第２ケース部材３７側の背圧室２４とに区画されている。

【0028】

第１ケース部材３６は、フランジ部３８から軸方向に沿って延出する大径筒部３６ａと、中径筒部３６ｂと、小径筒部３６ｃと、大径筒部３６ａと中径筒部３６ｂとを接続する大径段付き部３６ｄと、大径筒部３６ａと中径筒部３６ｂとを接続する小径段付き部３６ｅと、を有する段付円筒状に形成されている。大径筒部３６ａには主調圧室２２が設けられている。大径段付き部３６ｄには、燃料入口２５が形成されている。燃料入口２５は燃料供給通路５の上流側部分５ａと接続される。小径筒部３６ｃの端部には、供給出口２６が形成されている。供給出口２６は下流側部分５ｂと接続される。

【0029】

主調圧室２２内にはホルダ４０が設けられている。ホルダ４０は、軸方向に延びる円筒状の柱状部４０ａと、柱状部４０ａの一端部（後述の第２弁体３２側）から径方向外方へフランジ状に突出する弁座部４０ｂ（第２弁座）と、を有する。柱状部４０ａの他端部（弁座部４０ｂと反対側）は、第１ケース部材３６の中径筒部３６ｂの内部に圧入されている。弁座部４０ｂは、第１ケース部材３６の大径筒部３６ａの内径よりも小さい外径を有する。ホルダ４０の内部空間は副調圧室２３に区画される。

【0030】

第２ケース部材３７は、第１ケース部材３６のフランジ部３８側の開口部を閉鎖する略円筒状に形成されている。第２ケース部材３７は、軸方向においてフランジ部３８と対向する位置に還流出口２７が形成されている。還流出口２７は背圧室２４に流出した余剰燃料を燃料タンク２に還流する。

【0031】

ダイヤフラム３９の内周部には第１弁体３１が設けられている。第１弁体３１は、ダイヤフラム３９の背圧室２４側に配置された円環板状の挟持部材４３と結合されている。第１弁体３１と挟持部材４３とによりダイヤフラム３９が挟持されている。第１弁体３１は軸方向に貫通する貫通孔３１ａを有する。貫通孔３１ａの中央は狭くなっており、背圧室２４への燃料の流量を抑制する絞りとなっている。第１弁体３１の主調圧室２２側の開口端部には、後述する第２弁体３２の弁座部３２ｃ（第１弁座）に対して着座及び離座可能な弁部３１ｂが形成されている。第１弁体３１は、主調圧室２２と背圧室２４及び還流出口２７との間を連通・遮断する構成となっている。

【0032】

ホルダ４０の弁座部４０ｂと第１弁体３１の間には第２弁体３２が配置されている。第２弁体３２は、円板状の弁板部３２ａと、弁板部３２ａの外周部にホルダ４０側に延出して形成された円環状の弁部３２ｂと、弁板部３２ａの中央部に形成された球状の弁座部３２ｃ（第１弁座）と、を有する。弁部３２ｂは、ホルダ４０の弁座部４０ｂ（第２弁座）に対して着座及び離座可能である。第２弁体３２は、主調圧室２２と副調圧室２３の間を連通・遮断する構成となっている。

【0033】

弁座部４０ｂには、第２弁体３２を覆うキャップ状の規制部材３５が装着されている。規制部材３５の中央部には第１開口孔３５ａが形成されている。規制部材３５の第１開口孔３５ａから第２弁体３２の弁座部３２ｃが露出されている。規制部材３５と弁座部４０ｂとにより第２弁体３２の軸方向の移動量が所定量に規制される。規制部材３５の第１開口孔３５ａの周囲には、複数個の第２開口孔３５ｂが形成されている。

【0034】

背圧室２４内には、コイルスプリングからなる大スプリング３３（第１付勢部材）が配置されている。大スプリング３３は、第２ケース部材３７と挟持部材４３との対向面間に介装されている。大スプリング３３は、第１弁体３１を閉弁方向に付勢する。大スプリング３３は、第１弁体３１を閉弁状態すなわち弁部３１ｂが第２弁体３２の弁座部３２ｃに着座するとともに、第２弁体３２の弁部３２ｂがホルダ４０の弁座部４０ｂに着座する状態に保持する。

【0035】

第２弁体３２は、弁座部３２ｃが球面状に形成されることにより調心機能を有している。開弁時に第２弁体３２の軸がホルダ４０の弁座部４０ｂに対してずれたとしても、第１弁体３１の弁部３１ｂの円錐面が第２弁体３２の弁座部３２ｃに着座することにより、軸のずれが修正される。

【0036】

第１ケース部材３６の大径筒部３６ａ内には、燃料入口２５から主調圧室２２に流入する燃料をろ過する主フィルタ４１が配置されている。第１ケース部材３６の中径筒部３６ｂ内には、供給出口２６から副調圧室２３に流入する燃料をろ過する副フィルタ４２が配置されている。

【0037】

ホルダ４０の副調圧室２３内には、コイルスプリングからなる小スプリング３４（第２付勢部材）が配置されている。小スプリング３４は、副フィルタ４２と第２弁体３２の弁板部３２ａとの間に介在されている。小スプリング３４は、第２弁体３２を開弁方向に付勢しつつ副フィルタ４２に押圧している。小スプリング３４の付勢力Ｗ２は、大スプリング３３の付勢力Ｗ１よりも小さい。

【0038】

第１弁体３１と第２弁体３２は、スプリングと燃料の圧力との力関係にに基づいて所望の開弁圧でもって後述の開閉動作を実現できるよう、適切な受圧面積が設定されている。なお、受圧面積とは、当業者であれば理解できるように、燃料の圧力によって各弁体を開弁方向または閉弁方向（軸方向）に移動させる力に寄与する面積である。ここでは第１弁体３１が主調圧室２２内の燃料から圧力を受ける受圧面積を「第１受圧面積Ａ１」、第２弁体３２が副調圧室２３内の燃料から圧力を受ける受圧面積を「第２受圧面積Ａ２」、第２弁体３２が主調圧室２２内の燃料から圧力を受ける受圧面積を「第３受圧面積Ａ３」と呼ぶ。

【0039】

第１受圧面積Ａ１は、第３受圧面積Ａ３より大きい。すなわち第１受圧面積Ａ１と第３受圧面積Ａ３は、主調圧室２２内の燃料が第１弁体３１を押す力Ｆ１の方が第２弁体３２を押す力Ｆ３よりも大きくなるように設定されている（図１参照）。燃料ポンプ４の作動時には、第１弁体３１と第２弁体３２は、主調圧室２２内に流入した燃料の圧力Ｐ１を受ける。このとき第２弁体３２が開弁する条件は、小スプリング３４の付勢力Ｗ２が、主調圧室２２の燃料が第２弁体を押す力Ｆ３（＝Ｐ１×Ａ３）と第１弁体が第２弁体を押す力Ｗ１－Ｐ１×Ａ１との合計を上回ることであり、Ｗ２＞Ｐ１×Ａ３＋Ｗ１－Ｐ１×Ａ１と表される。第１弁体３１が開弁する条件は、主調圧室２２内の燃料が第１弁体３１を押す力Ｆ１（＝Ｐ１×Ａ１）が第１弁体３１にかかる大スプリング３３の付勢力Ｗ１を上回ることであり、Ｐ１×Ａ１＞Ｗ１と表される（図２，３参照）。

【0040】

燃料ポンプ４の作動を停止すると、主調圧室２２内の燃料の圧力Ｐ１が燃料ポンプ４を通して抜けるため、燃料タンク２のタンク内圧（Ｐ１＝０）まで低下する。これに伴い第１弁体３１を押す力Ｆ１が低下し、大スプリング３３の付勢力Ｗ１を下回り、Ｐ１×Ａ１＜Ｗ１の力関係となる。第１弁体３１と第２弁体３２が閉弁状態であるとき、第２弁体３２は副調圧室２３内の燃料の圧力Ｐ２を受ける。このときは副調圧室２３内の燃料が第２弁体３２を押す力Ｆ２（＝Ｐ２×Ａ２）と小スプリング３４の付勢力Ｗ２の合計が大スプリング３３の付勢力Ｗ１を下回り、Ｐ２×Ａ２＋Ｗ２＜Ｗ１の力関係となる（図４参照）。

【0041】

燃料ポンプ４の停止後、エンジン３や高圧ポンプ１１からの受熱による燃料の温度上昇により燃料供給通路５の下流側部分５ｂ及び副調圧室２３の燃料の圧力（残圧）Ｐ２が高くなる場合がある。この状態で第２弁体３２が開弁する条件は、副調圧室２３内の燃料が第２弁体３２を押す力Ｆ２と小スプリング３４の付勢力Ｗ２の合計が大スプリング３３の付勢力Ｗ１を上回ることであり、Ｐ２×Ａ２＋Ｗ２＞Ｗ１と表される（図５参照）。

【0042】

圧力調整装置６の下流側に残圧Ｐ２が保持された状態で燃料ポンプ４を再び作動（エンジン３を高温で再始動）するときは、残圧が解放されている場合よりも燃料ポンプ４を高い回転速度で作動させる。これにより、開弁直後に圧力調整装置６内を通過する燃料の流量が多くなり、下流側に保持されていた高い残圧を維持したまま燃料を供給することができる。このように残圧Ｐ２が保持された状態で第２弁体が開弁する条件は、前述した燃料ポンプ４の作動時における条件式に、副調圧室２３内の燃料が第２弁体３２を押す力Ｆ２（＝Ｐ２×Ａ２）を加えた条件式であり、Ｐ１×Ａ１＋Ｐ２×Ａ２＋Ｗ２＞Ｗ１＋Ｐ１×Ａ３と表される（図６参照）。第２弁体が開弁すると副調圧室２３内の燃料の圧力Ｐ２はすぐに主調圧室２２内の燃料の圧力Ｐ１と同じになるため、第１弁体が開弁する条件は前述の通常のエンジン始動時と同じ式Ｐ１×Ａ１＞Ｗ１で表される。

【0043】

（燃料供給システム１及び圧力調整装置６の作用）
燃料供給システム１では、燃料供給通路５を通じてエンジン３に燃料が供給されるとともに、燃料供給通路５上の圧力調整装置６により燃料の圧力が調整される。圧力調整装置６は、通常時は、図１に示すように、大スプリング３３により、第１弁体３１の弁部３１ｂが第２弁体３２の弁座部３２ｃに着座すると共に、第２弁体３２の弁部３２ｂがホルダ４０の弁座部４０ｂに着座する状態に保持されている。この状態すなわち第１弁体３１及び第２弁体３２が共に閉弁した状態を「第１状態」という。

【0044】

（燃料ポンプ４の作動時）
圧力調整装置６の第１状態（図１参照）において、燃料ポンプ４の作動により燃料供給通路５の上流側部分５ａに送出された燃料は、圧力調整装置６の燃料入口２５を通じて主調圧室２２に流入する。

【0045】

主調圧室２２の燃料の圧力Ｐ１が上昇して、主調圧室２２内の燃料が第１弁体３１を押す力Ｆ１が大スプリング３３の付勢力Ｗ１を上回ると、第１弁体３１が背圧室２４側すなわち開弁方向に押圧される。これにともない、小スプリング３４の付勢力Ｗ２によって第２弁体３２が第１弁体３１と共に背圧室２４側すなわち開弁方向に移動する。これにより、第２弁体３２の弁部３２ｂがホルダ４０の弁座部４０ｂから離座し、弁板部３２ａが規制部材３５に当接する（図２参照）。この状態すなわち第１弁体３１が閉弁したまま第２弁体３２が開弁する状態を「第２状態」という。第２状態では、主調圧室２２と副調圧室２３とが規制部材３５の第１開口孔３５ａと第２開口孔３５ｂを介して連通する。主調圧室２２内の燃料は副調圧室２３に流入し、供給出口２６、燃料供給通路５の下流側部分５ｂを通じてエンジン３に供給される。

【0046】

さらに、大スプリング３３の付勢に抗して、第１弁体３１が背圧室２４側に向かって押圧されると第１弁体３１の弁部３１ｂが第２弁体３２の弁座部３２ｃから離座する（図３参照）。この状態すなわち第１弁体３１及び第２弁体３２が共に開弁する状態を「第３状態」という。第３状態では、主調圧室２２の燃料の一部が、余剰燃料として第１弁体３１の貫通孔３１ａを通じて背圧室２４に流出し、還流出口２７から排出される。

【0047】

燃料ポンプ４が低圧運転の状態、すなわち圧力調整装置６内の燃料の通過流量Ｖが図７に示すＶａからＶｂの範囲であるときは、第１弁体３１の貫通孔３１ａの絞りによって通過流量Ｖが抑制されることなく、圧力調整される。

【0048】

主調圧室２２内の燃料の圧力Ｐ１が低下すると、主調圧室２２内の燃料が第１弁体３１を押す力Ｆ１が低下し、大スプリング３３の付勢により第１弁体３１は閉弁方向に移動する。圧力Ｐ１が大スプリング３３の付勢力Ｗ１を下回ると、第１弁体３１の弁部３１ｂが第２弁体３２の弁座部３２ｃに着座し、第２状態となる（図２参照）。

【0049】

（燃料ポンプ４の停止時）
燃料ポンプ４を停止すると、主調圧室２２内の燃料の圧力Ｐ１が低下するため、第１弁体３１は上述の通り大スプリング３３の付勢により閉弁する。また副調圧室２３内の燃料の圧力Ｐ１も低下するため、副調圧室２３内の燃料が第２弁体３２を押す力Ｆ２が低下し、大スプリング３３の付勢により第２弁体３２は閉弁方向に移動する。最終的には第２弁体３２の弁部３２ｂがホルダ４０の弁座部４０ｂに着座し、第１状態となる（図４参照）。一方で、主調圧室２２内の燃料の圧力は燃料ポンプ４を通して抜け、タンク内圧まで低下する。

【0050】

燃料ポンプ４の停止時には、上述のように圧力調整装置６の両弁体３１，３２が閉弁するだけでなく、各インジェクタ１３も閉弁するため、燃料供給通路５の下流側部分５ｂにおいて燃料の残圧Ｐ２が保持される。この状態において、例えば、エンジン３や高圧ポンプ１１が発する熱の影響によって、下流側部分５ｂ内の燃料の圧力が再び高くなる場合がある。下流側部分５ｂ内の燃料の圧力が高くなるにともない、副調圧室２３の燃料の圧力Ｐ２も高くなる。

【0051】

副調圧室２３の燃料の圧力Ｐ２が上昇し、副調圧室２３の燃料が第２弁体３２を押す力Ｆ２と小スプリング３４の付勢力Ｗ２の合計が大スプリング３３の付勢力Ｗ１を上回ると、大スプリング３３の付勢に抗して、第２弁体３２の弁部３２ｂがホルダ４０の弁座部４０ｂから離座し、第２状態となる（図５参照）。この状態では、副調圧室２３の燃料が、余剰燃料として規制部材３５の第２開口孔３５ｂを介して主調圧室２２に流出した後、燃料入口２５から燃料供給通路５の上流側部分５ａへ排出される。その燃料は、停止している燃料ポンプ４を逆流して燃料タンク２内へ排出される。

【0052】

副調圧室２３の燃料の圧力Ｐ２が低下し、副調圧室２３の燃料が第２弁体３２を押す力Ｆ２と小スプリング３４の付勢力Ｗ２の合計が大スプリング３３の付勢力Ｗ１を下回ると、大スプリング３３の付勢によって、第２弁体３２の弁部３２ｂがホルダ４０の弁座部４０ｂに着座し、第１状態となる（図４参照）。

【0053】

（燃料ポンプ４の再作動時）
圧力調整装置６の下流側に残圧が保持された状態でエンジン３を再始動する場合、燃料ポンプ４を通常の始動よりも高い回転速度で作動させる（図６参照）。これにより、開弁後に圧力調整装置６内を通過する燃料の流量が多くなり、圧力が高い状態で燃料を供給することができる。主調圧室２２内の燃料が第１弁体３１を押す力Ｆ１が大スプリング３３の付勢力Ｗ１を上回ると、第１弁体３１は大スプリング３３の付勢に抗して背圧室２４側すなわち開弁方向に向かって押圧される。第２弁体３２は、副調圧室２３内に保持された燃料の残圧Ｐ２を受けており、第１弁体３１が開弁方向に押圧されるにともない、この残圧Ｐ２によるＦ２及び小スプリング３４の付勢力Ｗ２によって、開弁方向に移動する。これにより、第１弁体３１と第２弁体３２は第２状態になり、主調圧室２２と副調圧室２３が連通する。さらに第１弁体３１が開弁方向に向かって押圧されると、第３状態になる。

【0054】

燃料ポンプ４から圧力調整装置６へ送られる燃料の通過流量Ｖが多くなると、余剰燃料が第１弁体３１の貫通孔３１ａを介して背圧室２４に流出する（図３参照）。通過流量Ｖが図７に示すＶｂを超えて増加すると第１弁体３１の貫通孔３１ａの絞りにより背圧室２４への流量が抑制される。さらに通過流量Ｖが増加してＶｃに達し、背圧室２４へ流出する燃料の圧力が所定の圧力まで上昇すると、リリーフ弁７が開弁する。燃料供給通路５の上流側部分５ａの燃料は、燃料排出通路５ｃから燃料タンク２内へ排出される。これにより、燃料の圧力が過剰圧力にならないよう制御される。

【0055】

（実施形態による利点）
上記実施形態に係る燃料供給システム１は、一つの燃料供給通路５上に圧力調整装置６が配置されている。圧力調整装置６には第１弁体３１と第２弁体３２が備えられている。第１弁体３１は大スプリング３３（第１付勢部材）によって閉弁方向に付勢され、第２弁体３２は小スプリング３４（第２付勢部材）により開弁方向に付勢される。第１弁体３１と第２弁体３２が閉弁状態であるときは、大スプリング３３が第１弁体３１を介して第２弁体３２をホルダ４０の弁座部４０ｂ（第２弁座）に着座した状態に保持する。

【0056】

この構成により、燃料ポンプ４が作動して燃料が主調圧室２２（第１室）に流入し、主調圧室２２内の燃料の圧力が所定の圧力より高くなると、主調圧室２２内の燃料の圧力、大スプリング３３と小スプリング３４の付勢力の関係によって、第１弁体３１と第２弁体３２が一体となって第１弁体３１側に移動する。これにより、第２弁体３２はホルダ４０の弁座部４０ｂから離れて開弁状態になり主調圧室２２と副調圧室２３（第２室）とを通る燃料供給通路５が連通する。主調圧室２２から副調圧室２３に流入した燃料は供給出口２６からエンジン３（燃料利用装置）に供給される。このように圧力調整装置６は燃料供給通路５の一部として機能するとともに、従来必須であった逆止弁の機能をも内包する。そのため、燃料供給システム１は燃料供給通路５に複雑な分岐通路や逆止弁を必ずしも設ける必要がなく、コンパクトでより搭載設計が容易となる。

【0057】

圧力調整装置６は、第２弁体３２の第１弁体３１側への移動が規制部材３５により規制される。そのため、主調圧室２２内の燃圧が所定の圧力よりさらに高くなると、第１弁体３１は第２弁体３２の弁座部３２ｃ（第１弁座）から離れて還流出口２７側に移動する。これにより、第１弁体３１は開弁状態になり主調圧室２２と還流出口２７との間が連通する。主調圧室２２内の余剰燃料は、第１弁体３１の貫通孔３１ａを通り還流出口２７から燃料タンクへ還流する。

【0058】

燃料ポンプ４が停止することにより、主調圧室２２への燃料の流入が停止して主調圧室２２内の燃料の圧力Ｐ１が低下する。主調圧室２２内の燃料の圧力Ｐ１が所定の圧力より低くなると、第１弁体３１と第２弁体３２は大スプリング３３に押圧されて閉弁状態になる。これにより、圧力調整装置６は逆止弁のようにエンジン３側から燃料供給通路５の上流側部分５ａへの流入を防止する。よって、燃料供給通路５は副調圧室２３からエンジン３側において閉じられた状態となり、エンジン３内の燃圧を所定の圧力で保持できる。

【0059】

燃料ポンプ４の作動時においては、第１弁体３１と第２弁体３２は、主調圧室２２内に流入した燃料から圧力を受ける。第１弁体３１が主調圧室２２内の燃料から圧力を受ける第１受圧面積Ａ１は、第２弁体３２が主調圧室２２内の燃料から圧力を受ける第３受圧面積Ａ３よりも大きい。そのため、主調圧室２２内の燃料が第１弁体３１を押す力Ｆ１は、主調圧室２２内の燃料が第２弁体３２を押す力Ｆ３より常に大きくなる。その差Ｆ１－Ｆ３は主調圧室２２内の燃料の圧力が大きくなるほど拡大するため、小スプリング３４の付勢力Ｗ２も手伝って、第１弁体３１と第２弁体３２は一体的に開弁方向に押される。よって、圧力調整装置６内に流入する燃料の圧力に応じて第２弁体３２を開閉できる。

【0060】

燃料供給通路５の圧力調整装置６よりも燃料ポンプ４側にリリーフ弁７が設けられている。これにより、高い燃圧に上昇した場合にリリーフ弁７が開弁し、圧力が解放される。よって、燃料の圧力を配管の耐圧性能から見て過剰圧力にならない範囲に制御できる。

【0061】

燃料供給システム１は、燃料タンク２内の燃料をエンジン３へ供給する燃料供給通路５の途中に圧力調整装置６が設けられている。圧力調整装置６は燃料ポンプ４の作動時に燃料供給通路として機能し、燃料ポンプ４の停止時に燃料ポンプ４側への逆流を防止する逆止弁として機能する。これにより、圧力調整装置６内でのみ燃料供給通路５の下流側部分５ｂの残圧を保持するための油密を確保すればよく、圧力調整装置とは別に逆止弁を設けた場合のように、圧力調整装置内と逆止弁の２箇所においてそれぞれ油密を確保する必要がない。そのため、油密特性の向上を図ることができる。

【0062】

燃料供給通路５のエンジン３付近には、高圧ポンプ１１が設けられている。高圧ポンプ１１により燃料供給通路５内の燃料の圧力の低下を抑制し、燃料の気化を防ぐことができる。

【0063】

第２弁体３２は、弁座部３２ｃが球面状に形成されることにより調心機能を有している。開弁時に第２弁体３２の軸がホルダ４０の弁座部４０ｂに対してずれたとしても、第１弁体３１の弁部３１ｂの円錐面が第２弁体３２の弁座部３２ｃに着座することにより、軸のずれが修正される。第２弁体３２が調心されることにより、第２弁体３２とホルダ４０の弁座部４０ｂのシール性が向上する。

【0064】

［他の実施形態］
本明細書に開示の技術は、前記した実施形態に限定されるものではなく、その他各種の形態で実施可能である。また、実施形態で説明した外観、構成に限定されず、要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。

【符号の説明】

【0065】

１ 燃料供給システム
２ 燃料タンク
３ エンジン（燃料利用装置）
４ 燃料ポンプ
５ 燃料供給通路
６ 圧力調整装置
７ リリーフ弁
２２ 主調圧室（第１室）
２３ 副調圧室（第２室）
２４ 背圧室
２５ 燃料入口
２６ 供給出口
２７ 還流出口
３１ 第１弁体
３１ａ 貫通孔
３２ 第２弁体
３２ｃ 弁座部（第１弁座）
３３ 大スプリング（第１付勢部材）
３４ 小スプリング（第２付勢部材）
３５ 規制部材
４０ ホルダ
４０ｂ 弁座部（第２弁座）
Ａ１ 第１受圧面積（第１弁体が第１室内の燃料から圧力を受ける受圧面積）
Ａ２ 第２受圧面積（第２弁体が第２室内の燃料から圧力を受ける受圧面積）
Ａ３ 第３受圧面積（第２弁体が第１室内の燃料から圧力を受ける受圧面積）
Ｐ１ 主調圧室（第１室）内の燃料の圧力
Ｐ２ 副調圧室（第２室）内の燃料の圧力

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】