JP2017020363A - 燃料ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】コイルバネの圧縮に応じてプランジャに加わる横力を低減することのできる燃料ポンプを提供する。【解決手段】ポンプボディに設けられたシート面２３に対するコイルバネ１９の座面Ｓを、コイルバネ１９の径方向内側に向うほどポンプ下側に向うように傾斜した面とする。そして、プランジャ１２の往復動に伴うコイルバネ１９の圧縮量が最大となったときに同コイルバネ１９がプレート１８に加える横力の方向を最圧縮時横力方向としたとき、コイルバネ１９の中心軸Ｌから見て最圧縮時横力方向に位置する部分では、その反対方向に位置する部分よりも、コイルバネ１９の径方向における座面Ｓの幅を大きくするようにした。【選択図】図１

Description

本発明は、燃料ポンプに関する。

車載等の内燃機関に供される燃料を加圧する燃料ポンプとして、特許文献１に記載のものが知られている。同文献に記載の燃料ポンプは、円柱状のプランジャと、そのプランジャが、一端が内部に挿入されるとともに他端が外部に突出された状態で、同プランジャの中心軸の延伸方向に往復動可能に配設されたシリンダを有したポンプボディと、を備える。また、プランジャにおけるシリンダから突出した側の端部には、同プランジャと一体となって往復動可能にプレートが設けられている。そして、ポンプボディに設けられたシート面とプレートとの間には、プランジャの中心軸の延伸方向に伸縮するコイルバネが介設されている。

特開２００９−２０９８３８号公報

こうした燃料ポンプに設置されるコイルバネには、バネ巻線の間隔が、巻端に近づくにつれて狭くなっているものがある。こうしたコイルバネでは、コイルバネが圧縮されたときに、圧縮時に巻端付近のバネ巻線の間隔が詰まってバネ巻線が重なり合う。そして、バネ巻線が重なり合った部分では、コイルバネの剛性が高くなり、圧縮時に発生するバネ荷重がより大きくなる。

そのため、コイルバネが圧縮されたときに、コイルバネの座面に当接された相手部材に対してコイルバネが加えるバネ荷重の荷重中心の位置は、その座面が位置する平面におけるコイルバネの中心軸の位置からずれるようになる。具体的には、荷重中心の位置は、コイルバネの中心軸の位置から、巻線が重なり合う巻端の位置側にずれる。なお、荷重中心の位置とは、コイルバネの座面全体に作用する圧縮荷重が一点に集中して作用すると見做したときの、その一点の位置をいう。

コイルバネが圧縮時に発生するバネ荷重の方向は、上下の座面のそれぞれの荷重中心の位置を通る直線に沿った方向となる。こうしたバネ荷重の方向が、コイルバネの伸縮方向（中心軸に沿った方向）に対して傾いていると、バネ荷重に水平成分（中心軸に垂直な方向の成分）が含まれるようになる。

図１１は、有効巻数が整数の、いわゆる整数巻きのコイルバネの圧縮時の状態を示す。整数巻きのコイルバネでは、中心軸Ｌから見て、その上下の巻端がほぼ同じ方向に位置している。そのため、整数巻きのコイルバネでは、その上下の座面の荷重中心の位置Ｐの、中心軸Ｌに対するずれの方向もほぼ同じとなる。そのため、整数巻きのコイルバネでは、圧縮時に発生するバネ荷重の方向は、同コイルバネの伸縮方向（中心軸Ｌに沿った方向）とほぼ同じとなる。

図１２は、有効巻数が「Ｎ＋０．５（Ｎは任意の整数）」の、いわゆる半巻のコイルバネの圧縮時の状態を示す。こうした半巻のコイルバネでは、中心軸Ｌから見て、その上下の巻端が逆方向に位置している。そのため、半巻のコイルバネでは、上下の座面で、中心軸Ｌに対する荷重中心の位置Ｐのずれの方向も逆となる。したがって、圧縮時にコイルバネが発生するバネ荷重Ｆの方向が、中心軸Ｌに対して傾いた方向となる。そのため、こうした半巻のコイルバネでは、バネ荷重Ｆに水平成分Ｆｘ（中心軸Ｌに垂直な方向の成分）が含まれるようになる。なお、同図の「Ｆｙ」は、バネ荷重Ｆの垂直成分（中心軸Ｌに沿った方向の成分）を表している。

このようにコイルバネでは、その巻き数によって、圧縮時に発生するバネ荷重に水平成分が含まれることがある。よって、そうしたコイルバネを燃料ポンプに採用すると、コイルバネの圧縮に応じて、そのコイルバネの径方向に作用する横力がプレートに、ひいてはそのプレートを介してプランジャに加わるようになる。そして、そうした横力がプランジャに加わると、シリンダに対して傾きを生じさせる方向のモーメントがプランジャに働いてそれらの摺動面間の摩擦が局所的に増大するようになる。そしてその結果、プランジャやシリンダに異常摩耗や異常発熱が生じる虞がある。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、コイルバネの圧縮に応じてプランジャに加わる横力を低減することのできる燃料ポンプを提供することにある。

上記課題を解決する燃料ポンプは、円柱状のプランジャと、そのプランジャが、一端が内部に挿入されるとともに他端が外部に突出された状態で、同プランジャの中心軸の延伸方向に往復動可能に配設されたシリンダを有したポンプボディと、前記プランジャにおける前記シリンダから突出した側の端部に同プランジャと一体となって往復動可能に設けられたプレートと、前記ポンプボディに設けられたシート面と、前記プランジャの往復動の方向が伸縮方向となるように前記シート面と前記プレートとの間に介設されたコイルバネと、を備える。

ここで、前記コイルバネの中心軸の延伸方向において前記シリンダから見たときの前記プランジャの突出方向をポンプ下方とし、その反対方向をポンプ上方とする。また、燃料ポンプに設置された状態でコイルバネが最も圧縮されたときに同コイルバネがプレートに加える同コイルバネの径方向の力である横力の方向を最圧縮時横力方向とする。

上記燃料ポンプでは、前記シート面に対する前記コイルバネの座面が、同コイルバネの径方向内側に向かうほど前記ポンプ下方に向うように傾斜した面とされている。ここで、前記座面の径方向内側の縁から径方向外側の縁までの前記コイルバネの径方向における距離を同座面の幅とする。このとき、上記燃料ポンプでは、前記座面にあって、前記コイルバネの中心軸から見たときに前記最圧縮時横力方向に位置する部分では、同座面にあって、前記コイルバネの中心軸から見たときの前記再圧縮時横力方向の反対方向に位置する部分よりも、前記幅が大きくされている。

上述のように、コイルバネが圧縮時に発生するバネ荷重の方向が、コイルバネの中心軸に対して傾いていると、バネ荷重に水平成分が含まれて、コイルバネの圧縮時にプレートに横力が加えられるようになる。こうした横力は、コイルバネの中心軸に対するバネ荷重の方向の傾きが小さくなれば、すなわち上下座面の荷重中心の位置のコイルバネ径方向における距離が小さくなれば、低減されるようになる。

一方、上記燃料ポンプでは、シート面に対するコイルバネの座面のコイルバネ径方向における幅が、コイルバネの中心軸から見て最圧縮時横力方向に位置する部分では広く、その反対側に位置する部分では狭くされている。そのため、コイルバネが圧縮時にシート面に加えるバネ荷重の荷重中心の位置が最圧縮時横力方向に寄ることに、ひいては上下座面の荷重中心の位置のコイルバネ径方向における距離がより小さくなる。したがって、上記燃料ポンプによれば、コイルバネの圧縮に応じてプランジャに加わる横力を低減することができる。

第１実施形態の燃料ポンプの断面図。 同燃料ポンプに設けられたバネ受け部材の断面図。 同燃料ポンプに設けられたコイルバネのポンプ上方の部分の断面図。 （ａ）は、燃料ポンプの比較例におけるコイルバネのポンプ上方の座面形状を示す平面図であり、（ｂ）は、上記実施形態の燃料ポンプにおけるコイルバネのポンプ上方の座面形状を示す平面図である。 （ａ）は、燃料ポンプの比較例におけるコイルバネの最圧縮時の状態を示す断面図であり、（ｂ）は、上記実施形態の燃料ポンプにおけるコイルバネの最圧縮時の状態を示す断面図である。 第１実施形態の燃料ポンプにおける圧縮時にコイルバネの座面に作用するバネ荷重の状態を示す図。 燃料ポンプの比較例におけるコイルバネの圧縮量と横力との関係を示すグラフ。 第１実施形態の燃料ポンプにおけるコイルバネの圧縮量と横力との関係を示すグラフ。 第２実施形態の燃料ポンプの断面図。 同燃料ポンプに設けられたシート部材の断面図。 整数巻のコイルバネの圧縮時の状態を示す断面図。 半巻のコイルバネの圧縮時の状態を示す断面図。

（第１実施形態）
以下、燃料ポンプの第１実施形態を、図１〜図８を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態の燃料ポンプは、車載等の筒内噴射式内燃機関にあって、フィードポンプが燃料タンクから組み上げた燃料を加圧してデリバリパイプに向けて吐出する高圧燃料ポンプとして使用されるものとなっている。

図１に示すように、この燃料ポンプは、ポンプボディ１０を備える。ポンプボディ１０には、図中下方に開口し、図中上下方向に延びるシリンダ１１が設けられている。こうしたポンプボディ１０は、筒内噴射式内燃機関のシリンダヘッドカバーに取り付けられる。

シリンダ１１の内部には、一端がシリンダ１１の内部に挿入されるとともに他端がシリンダ１１の外部に突出された状態で、略円柱形状のプランジャ１２が往復摺動可能に配設されている。そして、シリンダ１１の内部には、同シリンダ１１の最奥部と、同シリンダ１１に挿入された側のプランジャ１２の端面との間に、燃料を加圧するための加圧室１３が区画形成されている。

ポンプボディ１０の内部には、燃料室１４が設けられている。この燃料室１４には、筒内噴射式内燃機関への設置に際して、フィードポンプへと繋がる低圧燃料配管が接続されている。そして、燃料室１４には、フィードポンプが燃料タンクから汲み上げた燃料が導入されるようになっている。

また、ポンプボディ１０には、電磁吸入弁１５が取り付けられている。そして、燃料室１４は、電磁吸入弁１５を介して加圧室１３に接続されている。電磁吸入弁１５は、通電に応じて閉弁して燃料室１４と加圧室１３との間の燃料の流通を遮断するとともに、通電の停止に応じて開弁して燃料室１４と加圧室１３との間の燃料の流通を許容する。

さらにポンプボディ１０には、チェック弁１６が取り付けられている。ポンプボディ１０の内部において、加圧室１３は、チェック弁１６にも接続されている。チェック弁１６は、常閉式の差圧弁であり、加圧室１３内の燃料の圧力が規定の開弁圧以上となったときに開弁する。筒内噴射式内燃機関への設置に際して、チェック弁１６には、デリバリパイプへと繋がる高圧燃料配管が接続され、チェック弁１６の開弁に応じて加圧室１３内の燃料がデリバリパイプに向けて吐出されるようになっている。

また、プランジャ１２のポンプ下方の端部には、穴あき円板状のプレート１８が、プランジャ１２と一体となって往復動可能に取り付けられている。そして、プレート１８と上記ポンプボディ１０との間には、コイルバネ１９が圧縮状態で介設されており、プレート１８はそのコイルバネ１９により図中下方に向けて押圧されている。

ポンプボディ１０の図中下側の部分には、コイルバネ１９を受けるバネ受け部材１７が一体に設けられている。バネ受け部材１７は、プランジャ１２が内周部分に挿通された略円管形状に形成されている。また、バネ受け部材１７の図中下側の端面からは、環状の溝２２が形成されており、その溝２２の最奥部は、コイルバネ１９を受けるシート面２３となっている。

なお、以下では、コイルバネ１９の中心軸Ｌの延伸方向においてシリンダ１１から見たときのプランジャ１２の突出方向（図中下方）をポンプ下方と記載する。また、中心軸Ｌの延伸方向におけるポンプ下方の反対方向（図中上方）をポンプ上方と記載する。

燃料ポンプにおけるプランジャ１２のポンプ下方の端部の周りの部分には、図中上方が開口した有底円筒形状をなしたリフタ２０が、プレート１８が取り付けられたプランジャ１２の端部を囲むように設置されている。リフタ２０の内底面２０ａは、プランジャ１２のポンプ下方の端面に当接されている。また、リフタ２０のポンプ下方の部分には、ローラー２１が回転可能に軸支されている。筒内噴射式内燃機関に設置された際に、リフタ２０のローラー２１は、圧縮された状態のコイルバネ１９が発生するバネ荷重により、同内燃機関のカムシャフト上に設けられたポンプ駆動用のカムに押し当てられる。

以上のように構成された燃料ポンプでは、筒内噴射式内燃機関の運転が開始されてカムシャフトが回転すると、そのカムシャフトに設けられたポンプ駆動用のカムのプロフィール形状に倣ってリフタ２０が上下動するようになる。そして、それにより、コイルバネ１９によってリフタ２０の内底面にそのポンプ下方の端面が押し付けられたプランジャ１２がシリンダ１１の内部を往復摺動するようになる。

このときの加圧室１３の容積は、ポンプ上方へのプランジャ１２の移動（以下、この移動をプランジャ１２の上昇と記載する）に応じて縮小し、ポンプ下方へのプランジャ１２の移動（以下、この移動をプランジャ１２の下降と記載する）に応じて拡大する。電磁吸入弁１５が開弁した状態でプランジャ１２が下降すると、加圧室１３の容積の拡大に応じて、燃料室１４内の燃料が加圧室１３に導入される。また、電磁吸入弁１５が開弁した状態でプランジャ１２が上昇すると、加圧室１３の容積の縮小に応じて、加圧室１３内に導入された燃料が燃料室１４に戻される。こうしたプランジャ１２の上昇中に電磁吸入弁１５を閉弁すると、加圧室１３は密閉された状態となり、その容積の縮小に応じて、内部に導入された燃料が加圧される。そして、加圧室１３内の燃料の圧力が上記チェック弁１６の開弁圧に達すると、チェック弁１６が開弁して、加圧された燃料が吐出される。この燃料ポンプは、こうした燃料の吸引、吐出の繰り返しにより、加圧した燃料をデリバリパイプに送り出している。そして、プランジャ１２の上昇中における電磁吸入弁１５の閉弁期間を、すなわち同電磁吸入弁１５の通電期間を変更することで、デリバリパイプへの燃料の圧送量が調整されるようになっている。

こうした燃料ポンプでは、プランジャ１２の上昇に応じてコイルバネ１９が圧縮時に発生するバネ荷重には、水平成分（中心軸Ｌに垂直な方向の成分）が含まれる。そして、そうしたバネ荷重の水平成分により、コイルバネ１９の径方向の力、すなわち横力がプレート１８に、ひいてはそのプレート１８を介してプランジャ１２に加えられる。

上記のような横力がプランジャ１２に加わると、シリンダ１１に対して傾きを生じさせるモーメントがプランジャ１２に働き、プランジャ１２とシリンダ１１との摺動面間の摩擦が局所的に増大するようになる。そして、その結果、プランジャ１２やシリンダ１１の異常摩耗や異常発熱を招く虞がある。本実施形態の燃料ポンプでは、コイルバネ１９とシート面２３との接触面を後述の形状とすることで、プランジャ１２に加わる横力の低減を図るようにしている。なお、以下の説明では、プランジャ１２がその往復動範囲のポンプ上方の端に位置し、プランジャ１２の往復動に伴うコイルバネ１９の圧縮量が最大となったときに、コイルバネ１９がプレート１８に加える横力の方向を「最圧縮時横力方向Ｆｔ」と記載する。

図２に、本実施形態の燃料ポンプにおけるバネ受け部材１７の断面構造を示す。同図に示すように、バネ受け部材１７にあってコイルバネ１９を受けるシート面２３は、径方向内側に向うほどポンプ下方に向うように傾斜した面とされている。

図３は、コイルバネ１９のポンプ上方部分の断面構造を示している。同図に示すように、コイルバネ１９のポンプ上方の端部における径方向内側の部分（Ｓ）は、同コイルバネ１９の径方向内側に向うほどポンプ下方に向う傾斜した面となるように面取り加工されている。コイルバネ１９は、こうした面取り加工された部分がバネ受け部材１７のシート面２３に当接するように燃料ポンプに設置される。よって、この燃料ポンプでは、こうした傾斜面がシート面２３に対するコイルバネ１９の座面Ｓとなっている。

ここで、こうした座面Ｓにおける、径方向内側の縁から径方向外側の縁までのコイルバネ１９の径方向における距離を同座面Ｓの幅Ｗとする。また、コイルバネ１９の中心軸Ｌに垂直な面に対する座面Ｓの傾きの角度を同座面Ｓの傾斜角θとする。

本実施形態の燃料ポンプでは、座面Ｓは、その部位により、幅Ｗ及び傾斜角θが異なるように形成されている。具体的には、座面Ｓにおける図中右側の部分の幅Ｗ２は、同座面Ｓにおける図中左側の部分の幅Ｗ１よりも大きくされている（Ｗ１＜Ｗ２）。また、座面Ｓにおける図中右側の部分の傾斜角θ２は、同座面Ｓにおける図中左側の部分の傾斜角θ１よりも大きくされている。なお、図３では、図中右方が上述の最圧縮時横力方向Ｆｔとされている。よって、座面Ｓにあって、コイルバネ１９の中心軸Ｌから見たときに最圧縮時横力方向Ｆｔに位置する部分では、同座面Ｓにあって、コイルバネ１９の中心軸Ｌから見たときに最圧縮時横力方向Ｆｔの反対方向に位置する部分よりも、幅Ｗ及び傾斜角θが大きくされている。

次に、ポンプ上側の端面に面取り加工された部分が設けられていないコイルバネ１９’を採用し、バネ受け部材１７’のシート面２３’に対するコイルバネの座面Ｓ’がコイルバネ１９’の中心軸Ｌ’に垂直な平面となった燃料ポンプを比較例として、これとの比較を通じて本実施形態の燃料ポンプの作用を説明する。

図４（ａ）は、上記燃料ポンプの比較例におけるポンプ上方から見たコイルバネ１９’の平面構造を、図４（ｂ）は、本実施形態の燃料ポンプにおけるポンプ上方から見たコイルバネ１９の平面構造を、それぞれ示している。なお、これらの図では、シート面に対するコイルバネの座面が、それぞれハッチングで示されている。

コイルバネのバネ巻線の巻端付近の部分では、コイルバネの圧縮時にバネ巻線が重なり合ってその剛性が高くなる。そのため、そうした巻端付近の部分では、コイルバネが圧縮時に発生するバネ荷重が局所的に大きくなり、その結果、シート面に加わるバネ荷重の荷重中心の位置は、コイルバネの中心軸からずれた位置となる。コイルバネが圧縮時に発生するバネ荷重の方向は、上下の座面のバネ荷重の荷重中心の位置を通る直線に沿った方向となる。よって、上下の座面のバネ荷重の荷重中心の位置が、コイルバネの径方向において離間していれば、コイルバネが圧縮時に発生するバネ荷重に水平成分が含まれるようになる。そして、その結果、コイルバネは圧縮時に、プレートを介してプランジャに横力を加えるようになる。

比較例の場合、コイルバネ１９’の最圧縮時における座面Ｓ’でのバネ荷重の荷重中心の位置Ｐ’は、コイルバネ１９’の中心軸Ｌ’に対して図中左側にずれた位置に位置している。本実施形態の燃料ポンプでも、コイルバネ１９の最圧縮時における座面Ｓでのバネ荷重の荷重中心の位置Ｐは、コイルバネ１９の中心軸Ｌに対して図中左側にずれた位置に位置している。ただし、本実施形態の燃料ポンプでは、シート面２３に対するコイルバネ１９の座面Ｓの幅Ｗが、同コイルバネ１９の中心軸Ｌから見て最圧縮時横力方向Ｆｔに位置する部分では広く、その反対側に位置する部分では狭くされている。そのため、バネ荷重の荷重中心の位置Ｐは、比較例の同位置Ｐ’よりも最圧縮時横力方向Ｆｔに寄った位置となる。

図５（ａ）に、上記燃料ポンプの比較例におけるコイルバネの最圧縮時の状態を、図５（ｂ）に、本実施形態の燃料ポンプにおけるコイルバネ１９の最圧縮時の状態を、それぞれ示す。なお、両図における矢印「Ｆ」は、上下の座面においてコイルバネ１９，１９’が加えるバネ荷重を、矢印「Ｆｘ」は、そうしたバネ荷重Ｆの水平成分（中心軸Ｌ，Ｌ’に垂直な方向の成分）を、矢印「Ｆｙ」は、そうしたバネ荷重Ｆの垂直成分（中心軸Ｌ，Ｌ’に沿った方向の成分）を、それぞれ示している。

これらの図に示されるように、プレート１８と当接するポンプ下側の座面Ｓ，S’における、コイルバネ１９，１９’の最圧縮時のバネ荷重の荷重中心の位置Ｐ”は、比較例、本実施形態のいずれにおいても、中心軸Ｌ，Ｌ’よりも図中右側にずれた位置に位置している。そのため、コイルバネ１９が最圧縮時にプレート１８に加える横力の方向、すなわち最圧縮時横力方向Ｆｔは、図中右方向となる。

一方、両図の比較から明らかなように、ポンプ上方の座面Ｓにおける荷重中心の位置Ｐがより最圧縮時横力方向Ｆｔに位置する本実施形態の燃料ポンプでは、比較例に比して、中心軸Ｌに対するバネ荷重の方向の傾きが小さくなる。したがって、本実施形態の燃料ポンプでは、比較例の場合よりも、圧縮時にコイルバネ１９が圧縮時に発生するバネ荷重に含まれる水平成分が小さくなり、プレート１８を介してプランジャ１２に加える横力も小さくなる。

さらに、本実施形態では、座面Ｓにあって、コイルバネ１９の中心軸Ｌから見たときに最圧縮時横力方向Ｆｔに位置する部分では、コイルバネ１９の中心軸Ｌから見たときに最圧縮時横力方向Ｆｔの反対方向に位置する部分よりも、傾斜角θが大きくされてもいる。そして、こうした傾斜角θの違いによっても、横力が低減されている。

図６に示すように、コイルバネ１９は、そのポンプ上方の座面Ｓでは、上記傾斜角θの違いにより、バネ受け部材１７の中心軸Ｌ１に対して、ひいては同コイルバネ１９の伸縮方向に対して、中心軸Ｌが若干傾いた状態で燃料ポンプに組み付けられる。そのため、圧縮時にコイルバネ１９が座面Sを通じてシート面２３に加える荷重について、その座面Ｓ全体での合力ＦＡを考えると、その合力ＦＡの方向は、同コイルバネ１９の伸縮方向に対して最圧縮時横力方向Ｆｔに若干傾いた方向となる。よって、コイルバネ１９が圧縮時に座面Ｓを通じてシート面２３に加えるバネ荷重は、最圧縮時横力方向の水平成分を含むようになり、それにより荷重中心の位置が最圧縮時横力方向にずれるようになる。したがって、上記傾斜角θの違いによっても、コイルバネ１９の最圧縮時のバネ荷重の荷重中心の位置Ｐは、最圧縮時横力方向Ｆｔに移動することになる。

図７は、上記比較例の燃料ポンプにおけるコイルバネ１９’の圧縮量と、同コイルバネ１９’の圧縮に応じてプランジャ１２に加わる横力との関係を示している。なお、図７及び後述の図８に示されるグラフの縦軸は、最圧縮時横力方向Ｆｔをプラス（＋）側として、横力の大きさを表すものとなっている。なお、同図に示される「使用範囲」は、燃料ポンプの運転中におけるプランジャ１２の往復動に応じたコイルバネ１９，１９’の圧縮量の変化の範囲を示している。

ここで、ポンプ上方の座面Ｓにおけるバネ荷重の荷重中心の位置が最圧縮時横力方向Ｆｔに移動すると、同コイルバネの上下の座面におけるバネ荷重の荷重中心間の、コイルバネ径方向における距離が小さくなる。そしてその結果、圧縮時にコイルバネが発生するバネ荷重の方向の、コイルバネ中心軸に対する傾きが小さくなり、同バネ荷重の水平成分も小さくなる。ここで、コイルバネの最圧縮時における上記座面Ｓのバネ荷重の中心位置を最圧縮時横力方向Ｆｔに移動させれば、図中での圧縮量に対する横力の変化曲線が全体的にマイナス（−）側にオフセットされるようになる。

図８は、本実施形態の燃料ポンプにおけるコイルバネ１９の圧縮量と横力との関係を示している。なお、使用範囲内での横力の最大値と最小値の差が一定であれば、使用範囲内での横力の絶対値の最大値は、同使用範囲内の横力の中央値を「０」としたときに最小となる。そこで、同図に示すように、本実施形態の燃料ポンプでは、使用範囲内での横力の中央値が「０」となるように、座面Ｓの幅Ｗ及び傾斜角θが調整されている。

以上説明した本実施形態の燃料ポンプによれば、以下の効果を奏することができる。
（１）コイルバネ１９の圧縮に応じてプランジャ１２に加わる横力を低減することができる。

（２）上記横力の低減により、プランジャ１２及びシリンダ１１の摺接面間の局所的な摩擦の増大が抑制される。
（３）上記摺動面間の摩擦の局所的な増大の抑制により、プランジャ１２やシリンダ１１の異常摩耗や異常発熱を抑制できる。そしてその結果、燃料ポンプの耐久性を高められるようになる。

（４）シリンダ１１が設けられたポンプボディ１０やプランジャ１２の材料として、耐摩擦性や耐熱性の高い材料を用いずとも耐久性を確保できるため、耐摩耗性や耐熱性がより低いものの、より安価な材料を採用できるようになる。そのため、燃料ポンプの製造コストの低減が可能となる。

（５）使用範囲における横力の中央値が「０」となるように、コイルバネ１９の上端におけるバネ荷重の荷重中心の位置を調整しているため、燃料ポンプの運転中にプランジャ１２に加わる横力を効果的に低減することができる。

（第２実施形態）
次に、燃料ポンプの第２実施形態を、図９及び図１０を併せ参照して詳細に説明する。なお本実施形態にあって、上記実施形態と共通する構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

第１実施形態の燃料ポンプでは、コイルバネ１９のポンプ上方の座面Ｓを受けるシート面２３がバネ受け部材１７に一体に形成されている。これに対して本実施形態の燃料ポンプでは、バネ受け部材１７とは別の部材にシート面を設けるようにしている。

図９に示すように、本実施形態の燃料ポンプに設けられたバネ受け部材１１７では、その溝２２の最奥部は、コイルバネ１９の中心軸Ｌに垂直な平端面とされている。一方、バネ受け部材１１７には、その溝２２の奥部に、略円環板形状のシム１００が取り付けられている。そして、そのシム１００のポンプ下方の面が、コイルバネ１９を受けるシート面１２３とされている。

図１０に示すように、シム１００のポンプ下方の面１００ａにおける径方向外側の部分は、その中心軸Ｌ３に垂直な平端面とされている。一方、同面１００ａにおける径方向内側の部分は、径方向内側に向かうほどポンプ下方に向うように傾斜した面（１２３）とされている。そして、この傾斜した面が、コイルバネ１９のポンプ上方の座面Ｓを受けるシート面１２３とされている。

次に、以上のように構成された本実施形態の燃料ポンプの作用を説明する。
従来における一般的な燃料ポンプでは、コイルバネ１９の上下の座面は、同コイルバネ１９の伸縮方向に垂直な平面とされており、そうしたコイルバネの座面を受けるシート面も同様にコイルバネ１９の伸縮方向に垂直な平面とされている。一方、上述のような横力低減のために傾斜面とされた座面Ｓを有したコイルバネ１９を採用する場合、その座面Sを受けるシート面も同様の傾斜面とする必要がある。シート面がバネ受け部材に一体に形成されている場合、既存の燃料ポンプの部品を流用して、横力を低減可能な上記コイルバネの接触形状を有した燃料ポンプを製造するには、コイルバネ１９に加え、バネ受け部材１７も、新規に設計し直す必要がある。

その点、本実施形態では、バネ受け部材１１７とは別体のシム１００にシート面１２３が形成されているため、バネ受け部材１１７については、既存の燃料ポンプのものを流用可能となる。一方、シム１００は比較的簡単な形状であり、その体格も比較的小さい部品であるため、部品追加に伴う設計、製造コストの増大は、バネ受け部材を新規に設計、製造する場合に比して比較的小さいものに留められる。

なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施形態では、使用範囲における横力の中央値が「０」となるように、コイルバネ１９の座面Ｓの幅W及び傾斜角θを調整していた。横力の中央値が「０」となっていなくても、コイルバネ１９の最圧縮時にプランジャ１２に加わる横力が低減されていれば、異常摩耗や異常発熱を抑えることは可能である。

・上記実施形態では、バネ受け部材１７，１１７に形成された溝２２の最奥部にシート面２３，１２３を設けていたが、コイルバネ１９の脱落を防止可能であれば、溝２２を割愛して、ポンプボディ１０の外部に露出した部分にシート面２３，１２３を設けるようにしてもよい。

Ｌ…コイルバネの中心軸、Ｓ…シート面に対するコイルバネの座面、１０…ポンプボディ、１１…シリンダ、１２…プランジャ、１３…加圧室、１４…燃料室、１５…電磁吸入弁、１６…チェック弁、１７，１１７…バネ受け部材、１８…プレート、１９…コイルバネ、２０…リフタ、２０ａ…内底面、２１…ローラー、２２…溝、２３，１２３…シート面、１００…シム。

Claims (1)

1. 円柱状のプランジャと、一端が内部に挿入されるとともに他端が外部に突出された状態で前記プランジャが往復摺動可能に配設されたシリンダを有したポンプボディと、前記プランジャにおける前記シリンダから突出した側の端部に同プランジャと一体となって往復動可能に設けられたプレートと、前記ポンプボディに設けられたシート面と、前記プランジャの往復動の方向が伸縮方向となるように前記シート面と前記プレートとの間に介設されたコイルバネと、を備える燃料ポンプにおいて、
   前記コイルバネの中心軸の延伸方向において、前記シリンダから見た前記プランジャの突出方向をポンプ下方とし、前記プランジャの往復動に伴う前記コイルバネの圧縮量が最大となったときに同コイルバネが前記プレートに加える同コイルバネの径方向の力である横力の方向を最圧縮時横力方向としたとき、
   前記シート面に対する前記コイルバネの座面が、同コイルバネの径方向内側に向かうほど前記ポンプ下方に向うように傾斜した面とされるとともに、
   前記座面のコイルバネ径方向内側の縁からコイルバネ径方向外側の縁までの前記コイルバネの径方向における距離を同座面の幅としたとき、前記座面にあって、前記コイルバネの中心軸から見たときに前記最圧縮時横力に位置する部分では、同座面にあって、前記コイルバネの中心軸から見たときの前記最圧縮時横力方向の反対方向に位置する部分よりも、前記幅が大きくされている
   ことを特徴とする燃料ポンプ。