JP2001107818A - 燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポンプ作動中の騒音を効果的に低減して、低
騒音化の要求を省エネルギー化の要求と共に満たすこと
ができるようにする。 【解決手段】 本体ハウジング１１内にポンプ室１３と
蓄圧室１４とを同軸状に形成する。モータ１９によって
ポンプ室１３のプランジャ１５を左方向（燃料吸入方
向）に駆動することで、ポンプ室１３内に燃料を吸入
し、吐出用コイルスプリング１６によってポンプ用プラ
ンジャ１５を右方向に駆動することで、ポンプ室１３内
の燃料を蓄圧室１４内に吐出する。蓄圧用コイルスプリ
ング１８によって蓄圧室１４のプランジャ１７を右方向
（燃料加圧方向）に付勢することで、蓄圧室１４内の燃
料を加圧しながら燃料圧力調整弁３７内に吐出する。燃
料圧力調整弁３７内に吐出された燃料は、一定の燃料圧
力に調整されて、燃料吐出パイプ３８から燃料噴射弁に
吐出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車のエ
ンジンに燃料を供給する燃料供給装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、この種の燃料供給装置として、例
えば、ドイツ特許第１９７０９４４６号公報に示すよう
に、燃料ポンプから吐出される燃料を燃料配管を通して
蓄圧室に供給して貯溜し、この蓄圧室で燃料を所定の燃
料圧力に加圧しながらエンジンに供給するようにしたも
のがある。このものは、蓄圧室からエンジンに燃料を供
給するので、蓄圧室内に燃料がある程度残っていれば、
燃料ポンプを停止させても、蓄圧室からエンジンに燃料
を供給することができる。このため、エンジン運転中に
燃料ポンプを間欠的に停止させることが可能となり、そ
れによって、燃料供給装置の低騒音化と省エネルギー化
を図るようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
で用いられている燃料ポンプは、モータでインペラ等を
高速回転させる構成であるため、燃料ポンプの作動音の
周波数が高く、耳障りな音を発生するという特徴があ
る。このため、エンジン運転中に燃料ポンプを間欠的に
停止させても、燃料ポンプ作動中に、騒音を発生すると
いう事情は変わらず、低騒音化の要求を十分に満たすこ
とができない。

【０００４】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、ポンプ作動中の騒音
を効果的に低減することができ、低騒音化の要求を省エ
ネルギー化の要求と共に満たすことができる燃料供給装
置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の燃料供給装置は、プランジャの
往復運動によりポンプ室で燃料を吸入／吐出し、ポンプ
室から吐出される燃料を蓄圧室内に一時的に貯溜しなが
ら、蓄圧用付勢手段によって蓄圧室の容積を小さくする
方向に付勢することで、蓄圧室内の燃料を加圧して吐出
する。

【０００６】この場合、ポンプ室ではプランジャの往復
運動により燃料を吸入／吐出するので、従来のようにイ
ンペラ等を高速回転させる燃料ポンプに比べて、作動音
の周波数が大幅に低くなり、耳障りな音が発生しない。
このため、ポンプ作動中の騒音を大幅に低減することが
でき、低騒音化の要求を十分に満たすことができる。し
かも、エンジン等への燃料供給中に、ポンプ機能を間欠
的に停止させることができるため、ポンプ作動時間を短
くでき、しかも、蓄圧室内の燃料を蓄圧用付勢手段によ
って加圧して吐出するので、必要な燃料供給圧力を確保
するのに電力を必要とせず、上述した短いポンプ作動時
間と相俟って、省エネルギー化の要求も満たすことがで
きる。

【０００７】この場合、請求項２のように、プランジャ
を燃料吐出方向に付勢する吐出用付勢手段を設け、ポン
プ室内に燃料を吸入するときはアクチュエータによって
プランジャを吐出用付勢手段の付勢力に抗して燃料吸入
方向に駆動し、ポンプ室内の燃料を吐出するときは吐出
用付勢手段によってプランジャを燃料吐出方向に駆動す
るようにしても良い。或は、請求項３のように、プラン
ジャを燃料吸入方向に付勢する吸入用付勢手段を設け、
ポンプ室内に燃料を吸入するときは吸入用付勢手段によ
ってプランジャを燃料吸入方向に駆動し、ポンプ室内の
燃料を吐出するときはアクチュエータによってプランジ
ャを吸入用付勢手段の付勢力に抗して燃料吐出方向に駆
動するようにしても良い。

【０００８】前者（請求項２）は、ポンプ室の燃料を吐
出するのに電力を必要とせず、後者（請求項３）は、ポ
ンプ室に燃料を吸入するのに電力を必要とせず、その
分、電力消費量を低減することができる。また、いずれ
の場合も、アクチュエータの作動時間を半減することが
でき、アクチュエータの作動音も低減できる。

【０００９】但し、本発明は、請求項４のように、ポン
プ室内に燃料を吸入するときと、ポンプ室内の燃料を吐
出するときの両方とも、アクチュエータによってプラン
ジャを駆動するようにしても良い。このようにすれば、
プランジャを付勢する付勢手段を設ける必要がなくな
り、構成を簡単化、小型化できる利点がある。

【００１０】ところで、前述した従来の燃料供給装置
（ドイツ特許第１９７０９４４６号公報参照）では、燃
料ポンプから離れた位置に蓄圧室を配置し、両者を燃料
配管で接続するようにしているので、これらを別々に車
両に組み付ける必要があり、組付作業に手間がかかると
共に、システム全体が大型化するという欠点もある。

【００１１】そこで、請求項５のように、アクチュエー
タと、このアクチュエータで回転される回転体により燃
料を吸入／吐出するポンプ部と、このポンプ部から吐出
される燃料を一時的に蓄える蓄圧室と、この蓄圧室内の
燃料を加圧して吐出する蓄圧用付勢手段とを１つのハウ
ジング内に収納した構成としても良い。このようにすれ
ば、アクチュエータ、ポンプ部、蓄圧室及び蓄圧用付勢
手段からなる燃料供給装置が１つのユニットとなるた
め、車両への組付が極めて容易になると共に、燃料供給
装置全体をコンパクトに構成することができる。

【００１２】この場合、請求項６のように、ポンプ部
は、内歯車と、内周側に歯を有する環状の外歯車とを偏
心配置して両歯車を噛み合わせて構成したギヤポンプを
採用しても良い。このギヤポンプは、燃料の吐出圧力を
高圧にすることができるので、エンジンの要求燃料圧力
が高いシステムにも対応することができる。

【００１３】また、請求項７のように、ポンプ室と蓄圧
室とをつなぐ流路に逆止弁を設けると良い。この逆止弁
は、ポンプ室の圧力が蓄圧室の圧力よりも低くなると、
その圧力差で自動的に閉弁するので、蓄圧室からポンプ
室への燃料の逆流を防止できると共に、燃料の逆流防止
に電力を全く必要としない。

【００１４】更に、請求項８のように、蓄圧室内の燃料
残量を燃料残量検出手段で検出し、その検出値に基づい
てアクチュエータの作動タイミングをポンプ制御手段に
よって制御するようにすると良い。このようにすれば、
蓄圧室内の燃料残量に応じてアクチュエータを最適なタ
イミングで作動させることができ、ポンプ室から蓄圧室
への燃料供給を過不足なく安定して行うことができる。

【００１５】また、請求項９のように、蓄圧室の吐出側
に、燃料供給圧力を調整する燃料圧力調整弁を設けた構
成とすると良い。このようにすれば、燃料圧力調整弁に
よって燃料供給圧力を一定に保つことができ、安定した
燃料の供給が可能となる。

【００１６】ところで、燃料噴射量の制御には、燃料圧
力調整弁の燃料流量−燃料圧力特性が一定勾配であるこ
とが要求される。しかし、燃料圧力調整弁の燃料流量−
燃料圧力特性は、図４に示すように、燃料流量が所定流
量以上の範囲では一定勾配となるが、燃料流量が０に近
い範囲では急激に燃料圧力が上昇するため、一定勾配と
ならない。また、燃料圧力調整弁を通過する燃料流量が
少ないと、燃料圧力調整弁の弁体が弁座に接触しやすく
なり、圧力脈動等で弁体が弁座に衝突することが繰り返
され、弁体摩耗の原因となる。

【００１７】この対策として、請求項１０のように、燃
料圧力調整弁にその設定圧力以下の燃料圧力で開弁して
燃料圧力調整弁を通る燃料の一部を逃がすリリーフ弁を
設けるようにすると良い。このようにすれば、燃料圧力
調整弁を通過する燃料流量を所定流量以上にすることが
でき、燃料圧力調整弁の燃料流量−燃料圧力特性が一定
勾配となる範囲を使用することができると共に、燃料圧
力調整弁の弁体と弁座の接触も回避することができ、燃
料圧力調整弁の耐久性を向上できる。また、エンジン停
止後に、燃料圧力調整弁の吐出パイプの内圧がリリーフ
弁の開弁圧以下になると、リリーフ弁が自動的に閉弁し
て吐出パイプ内の残圧を保持することができ、再始動性
も良好となる。

【００１８】また、請求項１１のように、ポンプ室と蓄
圧室とを同軸状に配置すると良い。このようにすれば、
ポンプ室と蓄圧室とをコンパクトに一体化した構成とす
ることができ、燃料供給装置の小型化の要求も満たすこ
とができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】［実施形態（１）］以下、本発明
を内燃機関の燃料供給装置に適用した実施形態（１）を
図１に基づいて説明する。まず、図１に基づいて燃料供
給装置全体の構造を説明する。円筒状の本体ハウジング
１１内の右側部に円筒状のポンプシリンダ１２を同軸状
に配置することで、ポンプシリンダ１２の内周側と外周
側にそれぞれ略円柱状のポンプ室１３と円筒状の蓄圧室
１４が同軸状に形成されている。ポンプシリンダ１２
は、本体ハウジング１１の右側面にかしめ等で組み付け
られた右カバー３６に固定されている。ポンプ室１３に
は、燃料を吸入／吐出するためのポンプ用プランジャ１
５が嵌め込まれ、このポンプ用プランジャ１５が吐出用
コイルスプリング１６（吐出用付勢手段）の弾発力によ
って右方向（燃料吐出方向）に付勢されている。一方、
蓄圧室１４には、蓄圧室１４内の燃料を加圧するための
蓄圧用プランジャ１７が嵌め込まれ、この蓄圧用プラン
ジャ１７が蓄圧用コイルスプリング１８（蓄圧用付勢手
段）の弾発力によって右方向（燃料加圧方向）に付勢さ
れている。

【００２０】また、本体ハウジング１１の左側部には、
ポンプ用プランジャ１５を駆動するアクチュエータとし
てモータ１９が組み付けられている。このモータ１９
は、モータハウジング２０と、このモータハウジング２
０の内周部に固定されたマグネット２１と、このマグネ
ット２１と同軸状に回動自在に配置されたロータ２２と
から構成されている。ロータ２２の回転軸２３に形成さ
れた送りねじ部２４に、ポンプ用プランジャ１５の中心
部に形成された雌ねじ部が螺合され、モータ１９の回転
軸２３の回転運動が送りねじ部２４によってポンプ用プ
ランジャ１５の左右方向の直線運動に変換される。

【００２１】一方、モータハウジング２０の右端部に固
定されたモータカバー２５には、スライドガイド２６が
右方向に延びるように設けられ、このスライドガイド２
６をポンプ用プランジャ１５に形成されたガイド溝に挿
入することで、ポンプ用プランジャ１５を回り止めした
状態で左右方向にガイドするようになっている。

【００２２】本体ハウジング１１の左側面にかしめ等で
固定された左カバー２７には、コネクタハウジング２８
が形成され、このコネクタハウジング２８内のコネクタ
ピン２９にモータ１９のブラシ４８が接続されている。
このコネクタピン２９を介してモータ１９が図示しない
ポンプ制御装置（ポンプ制御手段）と電気的に接続され
る。

【００２３】また、左カバー２７には、燃料タンク（図
示せず）内から燃料を吸入する吸入口３０が形成され、
この吸入口３０に連通する吸入流路３１がモータハウジ
ング２０の内側面に沿って形成されている。この吸入流
路３１は、モータハウジング２０のカバー２５を貫通し
てポンプ用プランジャ１５の左側面まで延びている。ポ
ンプ用プランジャ１５には、この吸入流路３１とポンプ
室１３とを連通する吸入孔３２が形成されている。ま
た、ポンプシリンダ１２には、ポンプ室１３と蓄圧室１
４とを連通する吐出孔３３が形成されている。これら吸
入孔３２と吐出孔３３には、それぞれ逆止弁３４，３５
が設けられている。

【００２４】一方、本体ハウジング１１の右カバー３６
には、燃料圧力調整弁３７が蓄圧室１４の吐出孔８５と
連通するように組み付けられ、蓄圧室１４内の燃料が、
この燃料圧力調整弁３７を介して燃料吐出パイプ３８か
ら燃料噴射弁（図示せず）側に吐出される。燃料圧力調
整弁３７は、ハウジング３９内をダイアフラム４０によ
って背圧室４１と吐出燃料室４２とに仕切り、燃料流入
ポート４５を開閉するバルブ４４をダイアフラム４０の
中央部に固定し、このバルブ４４を背圧室４１内のコイ
ルスプリング４３によって燃料流入ポート４５を開弁す
る方向（左方向）に付勢している。蓄圧室１４から送ら
れてくる燃料は、燃料流入ポート４５を通って吐出燃料
室４２内に流入し、燃料吐出パイプ３８から燃料噴射弁
側に吐出される。

【００２５】燃料圧力調整弁３７は、吐出燃料室４２内
の燃料の圧力（燃料噴射弁への燃料供給圧力）がコイル
スプリング４３によって設定され、吐出燃料室４２内の
燃料圧力がこの設定圧力よりも低くなると、コイルスプ
リング４３によってバルブ４４が左方向に押し開かれ、
燃料流入ポート４５から吐出燃料室４２内に燃料が流入
する。これにより、吐出燃料室４２内の燃料圧力が上昇
し、設定圧力を越えると、その燃料圧力によってダイア
フラム４０が右方向に押されてバルブ４４が右方向に移
動し、燃料流入ポート４５が閉じられる。このようなバ
ルブ４４の動作によって、吐出燃料室４２内の燃料圧力
（燃料噴射弁への燃料供給圧力）が設定圧力に自動的に
調整される。

【００２６】また、燃料圧力調整弁３７の燃料吐出パイ
プ３８の途中には、リリーフ孔４９を開閉するリリーフ
弁５０がコイルスプリング５１で閉弁方向に付勢された
状態で設けられている。このリリーフ弁５０は、燃料圧
力調整弁３７の設定圧力より低い圧力で開弁するように
コイルスプリング５１のばね力が設定され、燃料圧力調
整弁３７の設定圧力で一定流量の燃料を逃し孔５２から
吐出パイプ３８外に逃がすように設定されている。

【００２７】一方、本体ハウジング１１のうちの蓄圧室
１４の内周壁となる部分には、燃料残量検出センサ４６
（燃料残量検出手段）が設置されている。この燃料残量
検出センサ４６は、蓄圧用プランジャ１７が右方向の限
界位置に到達したことを検出することで、蓄圧室１４内
の燃料残量が燃料の補給を必要とする下限レベルまで低
下したことを検出する。燃料残量検出センサ４６の検出
信号は、モータ１９の動作を制御するポンプ制御装置
（図示せず）に入力される。

【００２８】以上のように構成した燃料供給装置は、エ
ンジン運転中に、ポンプ制御装置によって次のように制
御される。ポンプ制御装置は、蓄圧室１４内の燃料残量
が下限レベルまで低下したか否かを燃料残量センサ４６
の出力によって判定する。もし、蓄圧室１４内の燃料残
量が下限レベルまで低下していれば、モータ１９に所定
時間だけ通電する。ここで、所定時間は、ポンプ用プラ
ンジャ１５を所定ストロークだけ左方向（燃料吸入方
向）に移動させるのに必要な時間である。

【００２９】モータ１９に通電すると、回転軸２３が正
回転して、ポンプ用プランジャ１５が吐出用コイルスプ
リング１６の弾発力に抗して左方向に移動する。これに
より、ポンプ室１３内の容積が拡大され、ポンプ室１３
内の圧力が負圧になって吸入孔３２の逆止弁３４が開放
され、燃料タンク内の燃料が吸入口３０から吸入流路３
１と吸入孔３２を通ってポンプ室１３に吸入される。こ
の吸入行程では、ポンプ室１３の吐出孔３３の逆止弁３
５が閉鎖状態に維持され、蓄圧室１４からポンプ室１３
内ヘの燃料の逆流が防止される。

【００３０】その後、モータ１９への通電が終了する
と、ポンプ用プランジャ１５が吐出用コイルスプリング
１６の弾発力によって右方向に移動する。これにより、
ポンプ室１３内の燃料圧力が上昇し、吐出孔３３の逆止
弁３５が開放されて、ポンプ室１３内の燃料が蓄圧室１
４内に吐出される。これにより、蓄圧室１４内の燃料残
量が増加するに従って、蓄圧用プランジャ１７が蓄圧用
コイルスプリング１８の弾発力に抗して左方向に移動
し、蓄圧室１４の容積が拡大する。このような動作を実
現するため、吐出用コイルスプリング１６の弾発力（ポ
ンプ室１３の燃料吐出圧力）は、蓄圧用コイルスプリン
グ１８の弾発力（蓄圧室１４の燃料圧力）よりも大きく
なるように設定されている。この吐出行程では、ポンプ
室１３の吸入孔３２の逆止弁３４が閉鎖状態に維持さ
れ、ポンプ室１３から燃料タンク側ヘの燃料の逆流が防
止される。

【００３１】一方、蓄圧室１４内では、蓄圧用コイルス
プリング１８の弾発力によって蓄圧用プランジャ１７が
右方向に付勢されることで、蓄圧室１４内の燃料が所定
の燃料圧力に加圧され、蓄圧室１４の吐出孔８５から燃
料圧力調整弁３７内に燃料が吐出される。この場合、蓄
圧用コイルスプリング１８によって設定される蓄圧室１
４内の燃料圧力は、燃料圧力調整弁３７の設定圧力より
も高く設定されている。そして、エンジンの燃料消費に
よって燃料圧力調整弁３７の吐出燃料室４２内の燃料圧
力が設定圧力よりも低下すると、燃料圧力調整弁３７の
バルブ４４が開放され、蓄圧室１４から燃料圧力調整弁
３７内に送られてくる燃料が吐出燃料室４２内に流入す
る。その後、吐出燃料室４２内の燃料圧力が設定圧力よ
りも高くなると、バルブ４４が閉弁して吐出燃料室４２
側への燃料の流入を遮断する。このようなバルブ４４の
動作によって、吐出燃料室４２内の燃料圧力（燃料噴射
弁への燃料供給圧力）が設定圧力に自動的に調整され
る。

【００３２】蓄圧室１４内の燃料残量が少なくなるに従
って、蓄圧用コイルスプリング１８によって蓄圧用プラ
ンジャ１７が右方向に移動して蓄圧室１４の容積が減少
する。その後、蓄圧室１４内の燃料残量が下限レベルま
で低下する毎に、モータ１９に所定時間だけ通電する動
作を繰り返し、その都度、ポンプ室１３内に燃料を吸入
して蓄圧室１４内に補給する動作を繰り返す。

【００３３】以上説明した実施形態（１）によれば、ポ
ンプ室１３ではポンプ用プランジャ１５の往復運動によ
り燃料を吸入／吐出するので、従来のようにインペラ等
を高速回転させる燃料ポンプに比べて、作動音の周波数
が大幅に低くなり、耳障りな音を発生しない。この結
果、ポンプ作動中の騒音を大幅に低減することができ、
効果的に低騒音化することができる。しかも、ポンプ室
１３から吐出される燃料を一旦、蓄圧室１４に貯溜し、
この蓄圧室１４からエンジンに燃料を供給するようにし
ているので、エンジン運転中にポンプ機能を間欠的に停
止させて、ポンプ作動時間を短くすることができ、更
に、蓄圧室１４内の燃料を蓄圧用コイルスプリング１８
によって加圧して吐出するので、燃料供給圧力を確保す
るのに電力を必要とせず、総じて、省エネルギー化を実
現することができる。

【００３４】更に、本実施形態（１）では、ポンプ室１
３内の燃料を吐出するときに吐出用コイルスプリング１
６によってポンプ用プランジャ１５を駆動するので、ポ
ンプ室１３の燃料を吐出するのに電力を必要とせず、そ
の分、電力消費量を低減することができる。また、モー
タ１９の作動時間を半減することができ、モータ１９の
作動音も低減することができる。

【００３５】また、本実施形態（１）では、蓄圧室１４
内の燃料残量を燃料残量センサ４６で検出し、蓄圧室１
４内の燃料残量が下限レベルまで低下した時に、モータ
１９に通電するようにしたので、モータ１９を最適なタ
イミングで作動させることができ、ポンプ室１３から蓄
圧室１４への燃料供給を過不足なく安定して行うことが
でき、装置の動作信頼性も向上することができる。

【００３６】ところで、燃料噴射量の制御には、燃料圧
力調整弁３７の燃料流量−燃料圧力特性が一定勾配であ
ることが要求される。しかし、図４に示すように、燃料
圧力調整弁３７の燃料流量−燃料圧力特性は、燃料流量
が所定流量以上の範囲では一定勾配となるが、燃料流量
が０に近い範囲では急激に燃料圧力が上昇するため、一
定勾配とならない。また、燃料圧力調整弁３７を通過す
る燃料流量が少ないと燃料圧力調整弁３７のバルブ４４
が弁座に接触しやすくなり、圧力脈動等でバルブ４４が
弁座に衝突することが繰り返され、バルブ４４が摩耗す
る原因となる。

【００３７】そこで、本実施形態（１）では、燃料圧力
調整弁３７の吐出パイプ３８に、燃料圧力調整弁３７の
設定圧力より低い圧力で開弁するリリーフ弁５０を設
け、燃料圧力調整弁３７の設定圧力で一定流量の燃料を
リリーフ弁５０により吐出パイプ３８外に逃がすように
したので、燃料圧力調整弁３７を通過する燃料流量を所
定流量以上とすることができ、燃料圧力調整弁３７の燃
料流量−燃料圧力特性が一定勾配となる範囲を使用する
ことができると共に、燃料圧力調整弁３７のバルブ４４
と弁座の接触も回避することができ、バルブ４４の摩耗
を防止することができる。また、エンジン停止後に、吐
出パイプ３８の内圧がリリーフ弁５０の開弁圧以下にな
ると、リリーフ弁５０がコイルスプリング５１のばね力
により閉弁して吐出パイプ３８内の残圧を保持すること
ができ、再始動性も良好となる。

【００３８】また、本実施形態（１）では、ポンプ室１
３と蓄圧室１４とを１つの本体ハウジング１１内に同軸
状に配置しているので、ポンプ室１３と蓄圧室１４とを
コンパクトに一体化した構成とすることができ、燃料供
給装置の小型化による省スペース化、組付性向上の要求
も満たすことができる。

【００３９】［実施形態（２）］次に、図２を用いて本
発明の実施形態（２）を説明する。但し、前記実施形態
（１）と実質的に同じ部分には、同一符号を付して説明
を省略する。

【００４０】前記実施形態（１）では、ポンプ室１３内
に燃料を吸入するときにモータ１９によってポンプ用プ
ランジャ１５を左方向（燃料吸入方向）に駆動し、ポン
プ室１３内の燃料を吐出するときに吐出用コイルスプリ
ング１６によってポンプ用プランジャ１５を右方向（燃
料吐出方向）に駆動するようにしたが、本実施形態
（２）では、ポンプ室１３内に燃料を吸入するときに渦
巻きスプリング４７（吸入用付勢手段）によってポンプ
用プランジャ１５を左方向（燃料吸入方向）に駆動し、
ポンプ室１３内の燃料を吐出するときにモータ１９によ
ってポンプ用プランジャ１５を右方向（燃料吐出方向）
に駆動するようにしている。

【００４１】具体的には、渦巻きスプリング４７の内周
端をモータ１９の回転軸２３に固定し、該渦巻きスプリ
ング４７の外周端をモータハウジング２０に固定してい
る。これにより、渦巻きスプリング４７でモータ１９の
回転軸２３を正回転方向に付勢することで、ポンプ用プ
ランジャ１５を左方向に付勢する。

【００４２】この場合、モータ１９の非通電時には、回
転軸２３が渦巻きスプリング４７のばね力によって正方
向に回転する。これにより、ポンプ用プランジャ１５が
左方向に移動して、燃料タンク内の燃料がポンプ室１３
に吸入される。その後、蓄圧室１４内の燃料残量が下限
レベルまで低下したことを燃料量センサ４６で検出する
と、モータ１９に所定時間だけ通電する。ここで、所定
時間は、ポンプ用プランジャ１５を所定ストロークだけ
右方向（燃料吐出方向）に移動させるのに必要な時間で
ある。

【００４３】モータ１９に通電すると、回転軸２３が前
記実施形態（１）とは逆方向に回転する。これにより、
ポンプ用プランジャ１５が右方向に移動して、ポンプ室
１３内の燃料が蓄圧室１４内に吐出される。その後、モ
ータ１９への通電が終了すると、回転軸２３が渦巻きス
プリング４７のばね力によって正回転してポンプ室１３
内に燃料を吸入する。以後、蓄圧室１４内の燃料残量が
下限レベルまで低下する毎に、モータ１９に所定時間だ
け通電する動作を繰り返し、その都度、ポンプ室１３内
の燃料を蓄圧室１４内に補給する動作を繰り返す。以上
説明した実施形態（２）においても、前記実施形態
（１）と同じ効果を得ることができる。

【００４４】尚、上記実施形態（２）では、渦巻きスプ
リング４７によりポンプ用プランジャ１５を左方向（燃
料吸入方向）に付勢するようにしたが、渦巻きスプリン
グ４７に代えて、ポンプ室１３内にポンプ用プランジャ
１５を左方向（燃料吸入方向）に付勢するコイルスプリ
ングを配置しても良い。

【００４５】また、渦巻きスプリングを、ポンプ用プラ
ンジャ１５を右方向（燃料吐出方向）に付勢するように
取り付けて、前記実施形態（１）のように、モータ１９
によってポンプ用プランジャ１５を左方向（燃料吸入方
向）に駆動し、渦巻きスプリングによってポンプ用プラ
ンジャ１５を右方向（燃料吐出方向）に駆動するように
しても良い。

【００４６】［実施形態（３）］上記各実施形態
（１），（２）では、ポンプ用プランジャ１５の燃料吸
入動作と燃料吐出動作のいずれか一方のみをモータ１９
で行い、他方をスプリングで行うようにしているが、図
３に示す本発明の実施形態（３）では、ポンプ用プラン
ジャ１５の燃料吸入動作と燃料吐出動作の両方をモータ
１９により行うようにしている。このため、本実施形態
（３）では、ポンプ用プランジャ１５を燃料吸入方向や
燃料吐出方向に付勢するコイルスプリングを設ける必要
がない。

【００４７】この場合、ポンプ室１３に燃料を吸入する
時は、モータ１９を所定時間だけ正回転させて、ポンプ
用プランジャ１５を左方向に移動させる。その後、蓄圧
室１４内の燃料残量が下限レベルまで低下したことを燃
料量センサ４６で検出すると、モータ１９を所定時間だ
け逆回転させて、ポンプ用プランジャ１５を右方向に移
動させ、ポンプ室１３内の燃料を蓄圧室１４内に吐出す
る。その後、モータ１９を所定時間だけ正回転させてポ
ンプ室１３に燃料を吸入する。以後、蓄圧室１４内の燃
料残量が下限レベルまで低下する毎に、上述したモータ
１９の逆回転、正回転を繰り返す。

【００４８】以上説明した実施形態（３）においても、
ポンプ室１３内では、ポンプ用プランジャ１５の往復運
動により燃料を吸入／吐出するので、ポンプ作動中の騒
音を大幅に低減することができる。しかも、ポンプ用プ
ランジャ１５を付勢するスプリングを設ける必要がない
ため、構成を簡単化、小型化できる利点がある。

【００４９】尚、上記各実施形態（１）〜（３）では、
ポンプ用プランジャ１５を駆動するアクチュエータとし
てモータ１９を用い、モータ１９の回転運動をポンプ用
プランジャ１５の直線運動に変換するようにしたが、例
えば、ポンプ用プランジャ１５を直接、直線運動させる
ソレノイド等を用いるようにしても良い。

【００５０】［実施形態（４）］次に、図５及び図６を
用いて本発明の実施形態（４）を説明する。但し、前記
実施形態（１）と実質的に同じ部分には、同一符号を付
して説明を省略する。図５に示すように、本体ハウジン
グ１１内には、ギヤポンプ５３（ポンプ部）、モータ１
９、蓄圧用コイルスプリング８３（蓄圧用付勢手段）及
び蓄圧室７３を仕切り形成するダイアフラム７９等が同
軸状に組み付けられている。ギヤポンプ５３は、ポンプ
ケース５４と本体ハウジング１１の左カバー５５とポン
プカバー５６とによってポンプケーシングが形成され、
このポンプケーシング内に、内周側にトロコイド歯６２
（図６参照）が形成された環状のアウターロータ５８
（外歯車）と、外周側にトロコイド歯６３（図６参照）
が形成されたインナーロータ５９（内歯車）とが収納さ
れている。インナーロータ５９は、カップリング６０を
介してモータ１９の回転軸６１に連結されている。これ
により、モータ１９の回転軸６１が回転すると、これと
一体的にインナーロータ５９が回転軸５７の回りを回転
し、更に、インナーロータ５９と噛合うアウターロータ
５８も回転する。

【００５１】図６に示すように、インナーロータ５９の
トロコイド歯６３の歯数は、アウターロータ５８のトロ
コイド歯６２の歯数よりも１つ少なく形成されている。
また、アウターロータ５８とインナーロータ５９とが互
いに偏心配置されているため、回転時には、両ロータ５
８，５９のトロコイド歯６２，６３の噛合い又は接触に
よって形成される各燃料室６４の容積が、連続的に増加
・減少する動作を１回転を周期として繰り返す。この場
合、両ロータ５８，５９のトロコイド歯６２，６３の歯
数を少なくする（例えば４〜６とする）ことで、ギヤポ
ンプ５３の吐出脈動の周波数がエンジン音でマスキング
可能な周波数領域となるように設定されている。

【００５２】図５に示すように、左カバー５５の上側部
には、燃料タンク（図示せず）内の燃料をギヤポンプ５
３の燃料室６４内に吸い込む吸入ポート６６が形成され
ている。この吸入ポート６６は、両ロータ５８，５９の
回転により容積が増加する複数の燃料室６４に連通する
ように形成されている。また、左カバー５５の下側部に
は、吐出ポート６７が、両ロータ５８，５９の回転によ
り容積が減少する複数の燃料室６４に連通するように形
成されている。吐出ポート６７から吐出される燃料は、
ポンプケース５４に形成された流路６８を通ってモータ
ハウジング２０内に流入し、モータハウジング２０内周
面に沿って形成された吐出流路６９を流れる。

【００５３】モータハウジング２０の右端部は、モータ
支持部材７０によって支持され、このモータ支持部材７
０と本体ハウジング１１の右カバー７１との間に円盤部
材７２が配置されている。モータ支持部材７０と円盤部
材７２には、吐出流路６９と後述する蓄圧室７３とを連
通する連通路７４，７５が形成され、モータ支持部材７
０の連通路７４には、逆止弁７６が設けられている。
尚、モータ１９の端子４８は、右カバー７１に形成され
たコネクタハウジング７７内のコネクタピン７８に接続
されている。

【００５４】一方、モータ支持部材７０の外周側と本体
ハウジング１１との間には、ゴム等の弾性材で形成され
たダイアフラム７９によって蓄圧室７３が環状に仕切り
形成されている。ダイアフラム７９の右端開口縁部は、
固定リング８０，８１と円盤部材７２との間に挟み込ま
れて固定され、ダイアフラム７９の左側面が押圧リング
８２を介して蓄圧用コイルスプリング８３の弾発力によ
って右方向（燃料加圧方向）に加圧されている。また、
ポンプケース５４と左カバー５５の外周部には、本体ハ
ウジング１１内の蓄圧室７３の外側の空間を燃料タンク
内に連通させる連通孔８４が形成され、蓄圧室７３の容
積変化に応じて該蓄圧室７３の外側の空間と燃料タンク
内との間で燃料（又は空気）が自由に出入りできるよう
になっている。

【００５５】本実施形態（４）の燃料供給装置では、ポ
ンプ制御装置は、蓄圧室７３内の燃料残量が下限レベル
まで低下したか否かを燃料残量センサ（図示せず）の出
力によって判定し、もし、蓄圧室７３内の燃料残量が下
限レベルまで低下していれば、モータ１９に所定時間だ
け通電する。ここで、所定時間は、蓄圧室７３内の燃料
量を上限レベルまで増加させるのに必要な時間である。

【００５６】モータ１９に通電すると、ギヤポンプ５３
のインナーロータ５９とアウターロータ５８が回転し、
容積が拡大する燃料室６４では、吸入ポート６６から燃
料を吸い込みながら吐出ポート６７の方向ヘ燃料を移送
し、容積が縮小する燃料室６４では、移送した燃料を吐
出ポート６７から流路６８を通して吐出流路６９に吐出
する。

【００５７】これにより、吐出流路６９内の燃料圧力が
上昇し、吐出孔７４の逆止弁７６が開放されて、吐出流
路６９内の燃料が蓄圧室７３内に吐出される。この際、
蓄圧室７３内の燃料残量が増加するに従って、ダイアフ
ラム７９の左側面が蓄圧用コイルスプリング８２の弾発
力に抗して左方向に移動し、蓄圧室７３の容積が拡大さ
れる。

【００５８】一方、蓄圧室７３内では、蓄圧用コイルス
プリング８２の弾発力によってダイアフラム７９の左側
面が右方向に加圧されることで、蓄圧室７３内の燃料が
所定の燃料圧力に加圧され、蓄圧室７３の吐出孔８５か
ら燃料圧力調整弁３７内に燃料が吐出される。

【００５９】蓄圧室７３内の燃料残量が少なくなるに従
って、蓄圧用コイルスプリング８２によってダイアフラ
ム７９の左側面が右方向に移動して蓄圧室７３の容積が
減少する。以後、蓄圧室７３内の燃料残量が下限レベル
まで低下する毎に、モータ１９に所定時間だけ通電する
動作を繰り返し、その都度、ギヤポンプ５３によって燃
料を蓄圧室７３内に補給する動作を繰り返す。

【００６０】以上説明した実施形態（４）では、ギヤポ
ンプ５３、モータ１９、ダイアフラム７９（蓄圧室７
３）及び蓄圧用コイルスプリング８２等を１つの本体ハ
ウジング１１内に収納するようにしたので、これらを１
つのユニットにすることができ、車両への組付が極めて
容易になると共に、燃料供給装置全体をコンパクトに構
成することができる。

【００６１】更に、本実施形態（４）では、ギヤポンプ
５３を採用したので、燃料の吐出圧力を高圧にすること
ができ、エンジンの要求燃料圧力が高いシステム（例え
ば１ＭＰａ以上）にも対応することができる。

【００６２】但し、本発明は、ギヤポンプに限定され
ず、他の容積式のポンプを用いるようにしても良い。ま
た、エンジンの要求燃料圧力が比較的低い場合は、ター
ビンポンプ等の非容積式のポンプを用いるようにしても
良い。

【００６３】また、本実施形態（４）では、ロータ５
８，５９のトロコイド歯６２，６３の歯数を少なくした
ので、ギヤポンプ５３の吐出脈動の周波数をエンジン音
でマスキング可能な周波数領域とすることができる。し
かも、蓄圧室７３をゴム等のダイアフラム７９によって
形成したので、ギヤポンプ５３の吐出脈動をダイアフラ
ム７９のダンパ効果によって吸収することができ、上述
した吐出脈動の周波数領域と相俟って、ギヤポンプ５３
の吐出脈動による騒音を効果的に低減することができ
る。

【００６４】但し、本実施形態（４）においても、前記
実施形態（１）〜（３）と同じく、蓄圧室を蓄圧用プラ
ンジャで仕切り形成しても良い。また、本発明は、ポン
プ室（ポンプ部）と蓄圧室とを同軸状に配置せずに、例
えば径方向に並べて配置したり、燃料圧力調整弁３７を
一体化しない構成としても良い。その他、本発明は、内
燃機関の燃料供給装置に限定されず、種々の燃料供給装
置に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態（１）を示す燃料供給装置の
縦断面図

【図２】本発明の実施形態（２）を示す燃料供給装置の
縦断面図

【図３】本発明の実施形態（３）を示す燃料供給装置の
縦断面図

【図４】燃料圧力調整弁の燃料流量−燃料圧力特性を示
す図

【図５】本発明の実施形態（４）を示す燃料供給装置の
縦断面図

【図６】図５のＡ−Ａ線に沿って示すポンプ部分の縦断
面図

【符号の説明】

１１…本体ハウジング、１２…ポンプシリンダ、１３…
ポンプ室、１４…蓄圧室、１５…ポンプ用プランジャ、
１６…吐出用コイルスプリング（吐出用付勢手段）、１
７…蓄圧用プランジャ、１８…蓄圧用コイルスプリング
（蓄圧用付勢手段）、１９…モータ（アクチュエー
タ）、２４…送りねじ部、３０…燃料吸入パイプ、３１
…吸入流路、３２…吸入孔、３３…吐出孔、３４，３５
…逆止弁、３７…燃料圧力調整弁、３８…燃料吐出パイ
プ、４６…燃料残量検出センサ（燃料残量検出手段）、
４７…渦巻きスプリング（吸入用付勢手段）、５０…リ
リーフ弁、５３…ギヤポンプ（ポンプ部）、５８…アウ
ターロータ（外歯車）、５９…インナーロータ（内歯
車）、６２，６３…トロコイド歯、６４…燃料室、６９
…吐出流路、７３…蓄圧室、７４，７５…連通路、７６
…逆止弁、７９…ダイアフラム、８３…蓄圧用コイルス
プリング（蓄圧用付勢手段）。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G066 BA05 BA17 BA22 BA46 BA67 CA01U CA08 CA09 CA39T CB07T CB09 CB13T CB15 CD25 CD26 CE13 CE21 CE34 DB02 DC03

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アクチュエータと、 前記アクチュエータにより駆動されるプランジャと、 前記プランジャの往復運動により燃料を吸入／吐出する
   ポンプ室と、 前記ポンプ室から吐出される燃料を一時的に蓄える容積
   変化可能な蓄圧室と、 前記蓄圧室の容積を小さくする方向に付勢することで該
   蓄圧室内の燃料を加圧して吐出する蓄圧用付勢手段とを
   備えていることを特徴とする燃料供給装置。
2. 【請求項２】 前記プランジャを燃料吐出方向に付勢す
   る吐出用付勢手段を設け、 前記ポンプ室内に燃料を吸入するときは前記アクチュエ
   ータによって前記プランジャを前記吐出用付勢手段の付
   勢力に抗して燃料吸入方向に駆動し、前記ポンプ室内の
   燃料を吐出するときは前記吐出用付勢手段によって前記
   プランジャを燃料吐出方向に駆動することを特徴とする
   請求項１に記載の燃料供給装置。
3. 【請求項３】 前記プランジャを燃料吸入方向に付勢す
   る吸入用付勢手段を設け、 前記ポンプ室内に燃料を吸入するときは前記吸入用付勢
   手段によって前記プランジャを燃料吸入方向に駆動し、
   前記ポンプ室内の燃料を吐出するときは前記アクチュエ
   ータによって前記プランジャを前記吸入用付勢手段の付
   勢力に抗して燃料吐出方向に駆動することを特徴とする
   請求項１に記載の燃料供給装置。
4. 【請求項４】 前記アクチュエータは、前記プランジャ
   を燃料吸入／吐出の両方向に駆動することを特徴とする
   請求項１に記載の燃料供給装置。
5. 【請求項５】 アクチュエータと、 前記アクチュエータで回転される回転体により燃料を吸
   入／吐出するポンプ部と、 前記ポンプ部から吐出される燃料を一時的に蓄える容積
   変化可能な蓄圧室と、 前記蓄圧室の容積を小さくする方向に付勢することで該
   蓄圧室内の燃料を加圧して吐出する蓄圧用付勢手段とを
   １つのハウジング内に収納したことを特徴とする燃料供
   給装置。
6. 【請求項６】 前記ポンプ部は、前記回転体として、内
   歯車と、内周側に歯を有する環状の外歯車とを偏心配置
   して両歯車を噛み合わせて構成したギヤポンプであるこ
   とを特徴とする請求項５に記載の燃料供給装置。
7. 【請求項７】 前記ポンプ室と前記蓄圧室とをつなぐ流
   路に逆止弁を設けたことを特徴とする請求項１乃至６の
   いずれかに記載の燃料供給装置。
8. 【請求項８】 前記蓄圧室内の燃料残量を検出する燃料
   残量検出手段と、 前記燃料残量検出手段の検出値に基づいて前記アクチュ
   エータの作動タイミングを制御するポンプ制御手段とを
   備えていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか
   に記載の燃料供給装置。
9. 【請求項９】 前記蓄圧室の吐出側に燃料供給圧力を調
   整する燃料圧力調整弁を設けたことを特徴とする請求項
   １乃至８のいずれかに記載の燃料供給装置。
10. 【請求項１０】 前記燃料圧力調整弁に、該燃料圧力調
    整弁の設定圧力以下の燃料圧力で開弁して該燃料圧力調
    整弁を通る燃料の一部を逃がすリリーフ弁を設けたこと
    を特徴とする請求項９に記載の燃料供給装置。
11. 【請求項１１】 前記ポンプ室と前記蓄圧室とを同軸状
    に配置したことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれ
    かに記載の燃料供給装置。