JP3757459B2 - ベローズ式燃料ポンプ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベローズ式燃料ポンプの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
筒内に臨むインジェクタを介して燃料を筒内に直接噴射するエンジンの場合、燃料の噴射圧力を十分に高められる小型の燃料ポンプとして、ベローズ式燃料ポンプを用いることが考えられる。
【０００３】
従来のベローズ式燃料ポンプとして、例えば特開平４−１８７８６５号公報に開示されたものは、伸縮可能な筒形をしたベローズを備え、ベローズの内側は空洞となっておりポンプ室を構成している。
【０００４】
ベローズの可動端を伸縮方向に往復動させる駆動機構を備え、ベローズの内側にはスプリングが収装され、駆動機構に追従させるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のベローズ式燃料ポンプにあっては、ポンプ室としてベローズ内が空洞になっているため、ポンプ室に多くの燃料が充填され、ポンプ回転数が上昇するのに伴ってベローズが伸長する吸入行程で大量の気泡が生じる。ベローズが伸長する吸入行程でポンプ室に大量の気泡が生じると、ポンプ室の圧力低下が少なくなり、入口側チェック弁を介してポンプ室に吸入される燃料量が不足して、ポンプ吐出量が不足するという問題点が考えられる。
【０００６】
また、駆動回転数が上昇するのに伴って、入口側チェック弁の閉じるタイミングが遅くなり、ベローズが収縮する吐出行程まで遅くなると、吸入通路に圧力変動が発生し、高圧レギュレータの調圧値が変動するという問題点が考えられる。
【０００７】
本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、ベローズ式燃料ポンプにおいて、吸入効率を高めることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のベローズ式燃料ポンプは、
伸縮可能な筒形をしたベローズと、
ベローズの固定端が固定されるハウジングと、
ベローズの可動端を伸縮方向に往復動させる駆動機構と、
ベローズに吸入される燃料を導く吸入通路と、
吸入通路を通ってベローズに流入する燃料に対して開弁する入口側チェック弁と、
ベローズから吐出される燃料を導く吐出通路と、
吐出通路を通ってベローズから流出する燃料に対して開弁する出口側チェック弁と、
を備えるベローズ式燃料ポンプにおいて、
前記ベローズ内の無駄容積を埋める埋設部材を備え、
前記ベローズの固定端に前記埋設部材の基端部を固定し、
前記埋設部材の先端面とベローズの可動端の間にポンプ室を画成し、
前記埋設部材の両端部を結ぶ第１連通路を配設し、
前記第１連通路の基端面に第２連通路を延設し、
吸入通路と吐出通路を独立して前記第２連通路に接続する。
【００１１】
請求項２に記載のベローズ式燃料ポンプは、請求項１に記載の発明において、
前記ベローズの固定端をハウジング側に固定する環状部材を備え、
環状部材に埋設部材の基端部を圧入する。
【００１２】
請求項３に記載のベローズ式燃料ポンプは、請求項１に記載の発明において、
前記ベローズの固定端をハウジング側に固定する環状部材を備え、
環状部材とハウジングの間に挟持されるフランジ部を埋設部材の基端部に形成する。
【００１３】
請求項４に記載のベローズ式燃料ポンプは、請求項１から３のいずれか一つに記載の発明において、
前記埋設部材に入口側チェック弁または出口側チェック弁の少なくとも一方を収装する。
【００１４】
請求項５に記載のベローズ式燃料ポンプは、
伸縮可能な筒形をしたベローズと、
ベローズの固定端が固定されるハウジングと、
ベローズの可動端を伸縮方向に往復動させる駆動機構と、
ベローズに吸入される燃料を導く吸入通路と、
吸入通路を通ってベローズに流入する燃料に対して開弁する入口側チェック弁と、
ベローズから吐出される燃料を導く吐出通路と、
吐出通路を通ってベローズから流出する燃料に対して開弁する出口側チェック弁と、
を備えるベローズ式燃料ポンプにおいて、
弾性材により形成され、前記ベローズ内の無駄容積を埋めて可動端側に充填された埋設部材を備える。
【００１５】
請求項６に記載のベローズ式燃料ポンプは、請求項５に記載の発明において、前記ベローズの可動端に埋設部材の先端部を固定する。
【００１６】
【作用】
請求項１に記載のベローズ式燃料ポンプにおいて、駆動機構を介してベローズが伸長することにより、吸入通路が入口側チェック弁によって開かれ、燃料がベローズと埋設部材の間で拡大するポンプ室に吸入される。
【００１７】
駆動機構を介してベローズが収縮することにより、ポンプ室の圧力が吐出通路より上昇すると、出口側チェック弁が開き、燃料がベローズと埋設部材の間で圧縮されるポンプ室から吐出通路に流出する。
【００１８】
ベローズ内の無駄容積を埋める埋設部材を備えるため、ベローズの伸縮に伴って生じるポンプ室の体積変化の割合（最大体積と最小体積の割合）が大きくなる。埋設部材がベローズ内の無駄容積を埋めてポンプ室に充填される燃料量が少なくなるため、ベローズが伸長する吸入行程でポンプ室に燃料から生じる気泡の量も少なくなる。ポンプ室に生じる気泡の量が少なくなることにより、ベローズの伸長に伴って生じるポンプ室の圧力低下が大きくなり、入口側チェック弁を介してポンプ室に吸入される燃料量が不足することが抑えられ、所期のポンプ吐出量が得られる。
【００１９】
また、燃料ポンプの駆動回転数が上昇するのに伴って、入口側チェック弁の閉じるタイミングが遅くなることが抑えられ、吸入通路に圧力変動が発生することを防止できる。
【００２０】
さらに、駆動機構を介してベローズが伸長することにより、吸入通路が入口側チェック弁によって開かれ、燃料が吸入通路から連通路を通って、埋設部材の先端面とベローズの間で拡大するポンプ室に吸入される。
【００２１】
駆動機構を介してベローズが収縮することにより、ポンプ室の圧力が吐出通路より上昇すると、出口側チェック弁が開き、燃料が埋設部材の先端面とベローズの間で圧縮されるポンプ室から連通路を通って吐出通路に流出する。
【００２２】
埋設部材の先端面とベローズの間で画成されるポンプ室は連通路を介して吸入通路と吐出通路に連通しているため、ポンプ室の伸縮に伴って燃料が連通路を通って円滑に流れ、燃料ポンプの圧力損失を低減することができる。
【００２３】
また、連通路を埋設部材の基端面に延設することにより、吸入通路と吐出通路を独立して連通路に接続することが可能となり、燃料ポンプの圧力損失を低減することができる。
【００２４】
請求項２に記載のベローズ式燃料ポンプにおいて、ベローズの固定端をハウジング側に固定する環状部材を備えることにより、環状部材に埋設部材の基端部を圧入することが可能となり、埋設部材の基端部をベローズの固定端に固定することができる。
【００２５】
請求項３に記載のベローズ式燃料ポンプにおいて、埋設部材の基端部に環状部材とハウジングの間に挟持されるフランジ部を形成することにより、埋設部材の基端部がベローズの固定端に固定され、埋設部材の軸方向の位置決めが確実に行われる。
【００２６】
請求項４に記載のベローズ式燃料ポンプにおいて、埋設部材にチェック弁を収装する構造により、ベローズと埋設部材およびチェック弁をユニット化して、生産性を高められる。
【００２７】
請求項５に記載のベローズ式燃料ポンプにおいて、埋設部材を弾性材により形成することにより、ベローズの可動端側に充填することが可能となる。
【００２８】
ベローズの可動端側に埋設部材を充填し、埋設部材の基端面とハウジングの間にポンプ室を画成する構造により、吸入通路と吐出通路をポンプ室に面して直接開口させることが可能となり、燃料ポンプの圧力損失を低減することができる。
【００２９】
請求項６に記載のベローズ式燃料ポンプにおいて、ベローズの可動端に埋設部材の先端部を固定する構造により、駆動機構を介してベローズが伸長することにより、吸入通路が入口側チェック弁によって開かれ、燃料が吸入通路を通って、埋設部材の基端面とハウジングの間で拡大するポンプ室に吸入される。
【００３０】
駆動機構を介してベローズが収縮することにより、ポンプ室の圧力が吐出通路より上昇すると、出口側チェック弁が開き、燃料が埋設部材の基端面とハウジングの間で圧縮されるポンプ室から吐出通路に流出する。
【００３１】
ベローズの可動端に埋設部材の先端部を固定し、埋設部材の基端面とハウジングの間にポンプ室を画成する構造により、吸入通路と吐出通路をポンプ室に面して直接開口させることが可能となり、燃料ポンプの圧力損失を低減することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００３３】
図１において、１０は直接筒内噴射式火花点火エンジンに備えられるベローズ式燃料ポンプであり、各気筒内に臨む燃料噴射弁に燃料を圧送する。
【００３４】
燃料ポンプ１０は、図示しないシリンダヘッドに結合されるポンプハウジング１１と、ポンプハウジング１１に回転可能に支承されるポンプシャフト１２と、ポンプシャフト１２に一体形成されるアキシャルカム１３と、アキシャルカム１３に追従して往復動する複数のベローズ２０等を備える。
【００３５】
ポンプシャフト１２は、その端部がツメ１４等を介して図示しないカムシャフトの後端部に係合し、カムシャフトと共に回転するようになっている。
【００３６】
燃料ポンプ１０は、アキシャルカム１３の回転に伴ってベローズ２０が伸長することにより、吸入通路（低圧燃料供給通路）２１を介して導かれる燃料を吸い込む。吸入通路２１には図示しない低圧燃料ポンプから吐出される燃料が低圧レギュレータを介して所定圧力に調節されて供給される。
【００３７】
燃料ポンプ１０は、アキシャルカム１３の回転に伴ってベローズ２０が収縮することにより、加圧した燃料を吐出通路（高圧燃料供給通路）２２へと吐出する。吐出通路２２から圧送される燃料は、図示しない高圧レギュレータ等を介して所定圧力に調節され、各気筒の燃料噴射弁に供給される。
【００３８】
ベローズ２０はその断面がラビリンス状に曲折した円筒形をしており、軸方向に伸縮可能に構成される。
【００３９】
ベローズ２０の固定端は環状部材２３を介してポンプハウジング１１側に固定される。すなわち、ベローズ２０の固定端に環状部材２３が結合され、環状部材２３はポンプハウジング１１内に設けられた各ブロック２４，２５の間に挟持される。環状部材２３とブロック２５の間にはシールリング２９が介装される。
【００４０】
ベローズ２０の可動端はベローズガイド３１および斜板３２を介してアキシャルカム１３に追従して往復動する。すなわち、ベローズガイド３１と斜板３２およびアキシャルカム１３等によってベローズの可動端を伸縮方向に往復動させる駆動機構が構成される。なお、この駆動機構として、ベローズ２０の軸方向と直交する回転軸を持つラジアル式カム等を設けてもよい。
【００４１】
ベローズ２０の可動端は環状部材３３および冠面部材３４を介してベローズガイド３１の底部に結合される。
【００４２】
有底円筒状をしたベローズガイド３１はブロック２４に形成されたシリンダ２６に摺動可能に嵌合している。ベローズガイド３１の先端が斜板３２に当接する。斜板３２はスラストベアリング３５およびラジアルベアリング３６を介してアキシャルカム１３に対して回転可能に設けられる。これにより、アキシャルカム１３の回転に伴ってベローズガイド３１が斜板３２を介して伸縮方向に往復動して、ベローズ２０を伸縮するようになっている。
【００４３】
ベローズ２０の内部空間がポンプ室４０を構成する。ポンプ室４０は、入口側チェック弁４１を介して吸入通路２１に連通するとともに、出口側チェック弁４２を介して吐出通路２２に連通する。ブロック２５にはベローズ２０内のポンプ室４０に開口する出入口４３が形成される。出入口４３は、入口側チェック弁４１を介して吸入通路２１に接続するとともに、出口側チェック弁４２を介して吐出通路２２に接続する。
【００４４】
入口側チェック弁４１はスプリング４４の付勢力によりバルブシート４５に着座し、吸入通路２２から出入口４３を通ってポンプ室４０に流入する燃料に対して開弁する。
【００４５】
出口側チェック弁４２はスプリング４６の付勢力によりバルブシート４５に着座し、ポンプ室４０から出入口４３を通って吐出通路２２へと流出する燃料に対して開弁する。
【００４６】
ところで、従来のベローズ式燃料ポンプは、ベローズ内のポンプ室が円柱状の空洞になっているため、ポンプ室に多くの燃料が充填され、ポンプ回転数が上昇するのに伴ってベローズが伸長する吸入行程で大量の気泡が生じる。ベローズが伸長する吸入行程でポンプ室に大量の気泡が生じると、ポンプ室の圧力低下が少なくなり、入口側チェック弁を介してポンプ室に吸入される燃料量が不足して、ポンプ吐出量が不足するという問題点が考えられる。
【００４７】
また、駆動回転数が上昇するのに伴って、入口側チェック弁の閉じるタイミングが遅くなり、ベローズが収縮する吐出行程まで遅くなると、吸入通路に圧力変動が発生し、高圧レギュレータの調圧値が変動するという問題点が考えられる。
【００４８】
本発明はこれに対処して、ベローズ２０内の無駄容積を埋める埋設部材５０が設けられる。埋設部材５０は体積弾性率の高い材質により円柱状に形成される。
【００４９】
埋設部材５０はベローズ２０の内径よりわずかに小さい外径を持つ円柱状に形成される。埋設部材５０の基端部は環状部材２６の内周面に圧入される。すなわち、埋設部材５０の基端部は環状部材２６を介してベローズ２０の固定端と共にポンプハウジング１１側に固定される。
【００５０】
埋設部材５０の軸方向の長さはベローズ２０の最収縮時にブロック２５と冠面部材３４間の距離よりわずかに小さいく形成される。すなわち、図１に示すように、ベローズ２０が伸長するのに伴って、冠面部材３４と埋設部材５０の先端面の間に間隙が画成され、この間隙がポンプ室４０を構成するようになっている。
【００５１】
埋設部材５０にはその両端部を結ぶ連通路５１が形成される。図２にも示すように、連通路５１は埋設部材５０の外周面に刻まれた１条の溝５７によってベローズ２０との間に画成される。連通路５１はベローズ２０の伸縮方向に伸び、その一端がブロック２５の出入口４３に連通し、その他端が埋設部材５０の先端面と冠面部材３４の間隙に連通している。
【００５２】
図３にも示すように、埋設部材５０の基端面から突出するノックピン５２が設けられる一方、ブロック２５にノックピン５２を嵌合させる図示しない位置決め穴が形成される。ノックピン５２および位置決め穴は埋設部材５０の中心よりオフセットして設けられる。ノックピン５２がブロック２５の位置決め穴に嵌合することにより、埋設部材５０の回転方向の位置決めが行われ、連通路５１がブロック２５の出入口４３と連通する位置に保持される。
【００５３】
以上のように構成され、次に作用について説明する。
【００５４】
燃料ポンプ１０は、アキシャルカム１３の回転に伴ってベローズ２０が伸長することにより、吸入通路２１が入口側チェック弁４１によって開かれ、燃料が吸入通路２１から出入口４３と連通路５１を通って、拡大するポンプ室４０の間隙に吸入される。
【００５５】
燃料ポンプ１０は、アキシャルカム１３の回転に伴ってベローズ２０が収縮することにより、ポンプ室４０の圧力が吐出通路２２より上昇すると、出口側チェック弁４２が開き、ポンプ室４０の間隙で圧縮される燃料が連通路５１と出入口４３を通って吐出通路２２に流出し、吐出通路２２から各気筒に臨む燃料噴射弁に供給される。
【００５６】
燃料ポンプ１０は、ベローズ２０内の無駄容積を埋める埋設部材５０を備えるため、ベローズ２０の伸縮に伴って生じるポンプ室４０の体積変化の割合が大きくなる。ポンプ室４０に充填される燃料量が少ないため、ベローズ２０が伸長する吸入行程でポンプ室４０に燃料から生じる気泡の量も少なくなる。ポンプ室４０に生じる気泡の量が少なくなることにより、ベローズ２０の伸長に伴って生じるポンプ室４０の圧力低下が大きくなり、入口側チェック弁４１を介してポンプ室４０に吸入される燃料量が不足することが抑えられ、所期のポンプ吐出量が得られる。
【００５７】
また、燃料ポンプ１０の駆動回転数が上昇するのに伴って、入口側チェック弁４１の閉じるタイミングが遅くなることが抑えられ、吸入通路２１に圧力変動が発生することを防止できる。
【００５８】
埋設部材５０の両端部を結ぶ連通路５１が出入口４３とポンプ室４０を連通しているため、ポンプ室４０の伸縮に伴って燃料が連通路５１を通って出入口４３から円滑に流れ、燃料ポンプ１０の圧力損失を低減することができる。
【００５９】
次に、図４、図５に示す実施形態について説明する。なお、図１との対応部分には同一符号を付す。
【００６０】
連通路５１は埋設部材５０の外周面に刻まれた溝５７と、埋設部材５０の基端面に刻まれた溝５８によって画成され、Ｌ字状に延びている。
【００６１】
ブロック２５には入口５４と出口５５が独立して形成される。入口５４と出口５５は溝５８によって画成された連通路５１に面してそれぞれ開口している。入口５４は、入口側チェック弁４１を介して吸入通路２１に接続する。出口５５は、出口側チェック弁４２を介して吐出通路２２に接続する。
【００６２】
埋設部材５０はノックピン５２を介して回転方向の位置決めが行われ、連通路５１がブロック２５の入口５４と出口５５と連通する位置に保持される。
【００６３】
この場合、埋設部材５０の基端面に刻まれた溝５８を介して、ポンプ室４０に燃料を導入する入口５４とポンプ室４０から燃料を吐出する出口５５を独立して配設することが可能となり、燃料ポンプの圧力損失をさらに低減することができる。
【００６４】
次に、図６に示す実施形態について説明する。なお、図１との対応部分には同一符号を付す。
【００６５】
埋設部材５０の基端面から中央突起６０が軸方向に突出し、中央突起６０のまわりに図示しないブロックとの間に環状間隙５９が画成される。この環状間隙５９と埋設部材５０の外周面に刻まれた溝５７によって連通路５１が画成される。
【００６６】
この場合も、埋設部材５０の基端面によって画成された環状間隙を介して、ポンプ室に燃料を導入する入口とポンプ室から燃料を吐出する出口を独立して配設することが可能となり、燃料ポンプの圧力損失をさらに低減することができる。
【００６７】
次に、図７、図８に示す実施形態について説明する。なお、図１との対応部分には同一符号を付す。
【００６８】
埋設部材５０はその基端側に環状に拡がるフランジ部６３を持つ円柱状に形成される。埋設部材５０のフランジ部６３は環状部材２６とブロック２５の間に挟持される。すなわち、埋設部材５０の基端部はフランジ部６３を介してベローズ２０の固定端と共にポンプハウジング１１側に固定される。
【００６９】
連通路５１は埋設部材５０の外周面に刻まれた溝５７と、埋設部材５０の基端面に開口した穴６４によって画成される。フランジ部６３とブロック２５の間にはシールリング６７が介装される。
【００７０】
ブロック２５には入口６５と出口６６がそれぞれブロック２５の穴６４に面して開口するように形成される。入口６５は、入口側チェック弁４１を介して吸入通路２１に接続する。出口６６は、出口側チェック弁４２を介して吐出通路２２に接続する。
【００７１】
埋設部材５０はノックピン５２を介して回転方向の位置決めが行われ、連通路５１がブロック２５の入口６５と出口６６と連通する位置に保持される。
【００７２】
この場合、埋設部材５０はフランジ部６３を介して軸方向の位置決めが確実に行われ、埋設部材５０の組み付け精度を高められる。
【００７３】
次に、図９、図１０に示す実施形態について説明する。なお、図１との対応部分には同一符号を付す。
【００７４】
埋設部材５０はその基端側に環状に拡がるフランジ部６３を持つ円柱状に形成される。埋設部材５０のフランジ部６３は環状部材２６とブロック２５の間に挟持され、埋設部材５０の組み付け精度を高められる。
【００７５】
連通路５１は埋設部材５０の外周面に刻まれた溝５７と、埋設部材５０の基端面に開口した穴６４と、埋設部材５０の基端面に円盤状に窪む凹部６８によって画成される。
【００７６】
ブロック２５には入口５４と出口５５が独立して形成される。入口５４と出口５５は凹部６８に面してそれぞれ開口している。入口５４は、入口側チェック弁４１を介して吸入通路２１に接続する。出口５５は、出口側チェック弁４２を介して吐出通路２２に接続する。
【００７７】
埋設部材５０はノックピン５２を介して回転方向の位置決めが行われ、連通路５１がブロック２５の入口５４と出口５５と連通する位置に保持される。
【００７８】
この場合、埋設部材５０の基端面に窪む凹部６８を介して、ポンプ室４０に燃料を導入する入口５４とポンプ室４０から燃料を吐出する出口５５を独立して配設することが可能となり、燃料ポンプの圧力損失を低減することができる。
【００７９】
次に、図１１に示す実施形態について説明する。なお、図１との対応部分には同一符号を付す。
【００８０】
埋設部材５０はその基端側に環状に拡がるフランジ部６３を持つ円柱状に形成される。埋設部材５０のフランジ部６３は環状部材２６とブロック２５の間に挟持され、埋設部材５０の組み付け精度を高められる。
【００８１】
埋設部材５０の内部に入口側チェック弁７１と出口側チェック弁７２が介装される。
【００８２】
入口側チェック弁７１はスプリング７４の付勢力によりバルブシート７５に着座し、吸入通路からポンプ室４０に流入する燃料に対して開弁する。
【００８３】
出口側チェック弁７２はスプリング７６の付勢力によりバルブシート７３に着座し、ポンプ室４０から吐出通路へと流出する燃料に対して開弁する。
【００８４】
この場合、埋設部材５０の内部に入口側チェック弁７１と出口側チェック弁７２が介装される構造により、これらをベローズ２０と共にユニット化して、生産性を高めることができる。
【００８５】
次に、図１２に示す実施形態について説明する。なお、図１との対応部分には同一符号を付す。
【００８６】
埋設部材８０はベローズ２０の内径よりわずかに小さい外径を持つ円柱状に形成される。埋設部材８０の先端部は環状部材３３の内周面に圧入される。すなわち、埋設部材８０の先端部は環状部材３３を介してベローズ２０の可動端に固定され、ベローズ２０と共に往復動する。
【００８７】
冠面部材３４には埋設部材８０に嵌合する突起８１が形成される。
【００８８】
埋設部材８０はベローズ２０の最収縮時にブロック２５と冠面部材３４間の距離よりわずかに小さい長さを持つ円柱状に形成される。すなわち、ベローズ２０が伸長するのに伴って、ポンプハウジング側に固定されたブロック２５と埋設部材８０の基端面の間に間隙が画成され、この間隙がポンプ室４０を構成する。
【００８９】
ブロック２５には入口５４と出口５５が独立して形成される。入口５４と出口５５はポンプ室４０に面してそれぞれ開口している。入口５４は、入口側チェック弁４１を介して吸入通路２１に接続する。出口５５は、出口側チェック弁４２を介して吐出通路２２に接続する。
【００９０】
以上のように構成され、次に作用について説明する。
【００９１】
燃料ポンプは、アキシャルカムの回転に伴ってベローズ２０が伸長することにより、吸入通路２１が入口側チェック弁４１によって開かれ、吸入通路２１から入口５４を通って、拡大するポンプ室４０に吸入される。
【００９２】
アキシャルカムの回転に伴ってベローズが収縮することにより、ポンプ室４０の圧力が吐出通路２２より上昇すると、出口側チェック弁４２が開き、ポンプ室４０の間隙で圧縮される燃料が出口５５を通って吐出通路２２に流出し、吐出通路２２から各気筒に臨む燃料噴射弁に供給される。
【００９３】
燃料ポンプは、ベローズ２０内の無駄容積を埋める埋設部材８０を備えるため、ベローズ２０の伸縮に伴って生じるポンプ室４０の体積変化の割合が大きくなり、ポンプ室４０に生じる気泡の量が少なくなることにより、所期のポンプ吐出量が得られる。
【００９４】
この場合、埋設部材８０の先端部をベローズ２０の可動端に固定され、埋設部材８０の基端面によってポンプ室４０を画成する構造のため、前記実施形態における埋設部材の両端部を結ぶ連通路を廃止し、入口５４と出口５５をポンプ室４０に面してそれぞれ開口させることが可能となり、燃料ポンプの圧力損失をさらに低減することができる。
【００９５】
次に、図１３に示す実施形態について説明する。なお、図１との対応部分には同一符号を付す。
【００９６】
埋設部材９０は例えばフッ素ゴム等の弾性材により形成され、ベローズ２０の内部に充填され、ベローズ２０と共に伸縮する。埋設部材９０はベローズ２０の固定端側から充填され、ポンプハウジング側に固定されたブロック２５と埋設部材９０の基端面の間に間隙が画成され、この間隙がポンプ室４０を構成する。
【００９７】
ブロック２５には入口５４と出口５５が独立して形成される。入口５４と出口５５はポンプ室４０に面してそれぞれ開口している。入口５４は、入口側チェック弁４１を介して吸入通路２１に接続する。出口５５は、出口側チェック弁４２を介して吐出通路２２に接続する。
【００９８】
以上のように構成され、次に作用について説明する。
【００９９】
燃料ポンプは、アキシャルカムの回転に伴ってベローズ２０が埋設部材９０と共に伸長することにより、吸入通路２１が入口側チェック弁４１によって開かれ、吸入通路２１から入口５４を通って、拡大するポンプ室４０に吸入される。
【０１００】
アキシャルカムの回転に伴ってベローズが埋設部材９０と共に収縮することにより、ポンプ室４０の圧力が吐出通路２２より上昇すると、出口側チェック弁４２が開き、ポンプ室４０の間隙で圧縮される燃料が出口５５を通って吐出通路２２に流出し、吐出通路２２から各気筒に臨む燃料噴射弁に供給される。
【０１０１】
燃料ポンプは、ベローズ２０内の無駄容積を埋める埋設部材９０を備えるため、ベローズ２０の伸縮に伴って生じるポンプ室４０の体積変化の割合が大きくなり、ポンプ室４０に生じる気泡の量が少なくなることにより、所期のポンプ吐出量が得られる。
【０１０２】
この場合、埋設部材９０の先端部をベローズ２０の可動端に固定され、埋設部材９０の基端面によってポンプ室４０を画成する構造のため、前記実施形態における埋設部材の両端部を結ぶ連通路を廃止し、入口５４と出口５５をポンプ室４０に面してそれぞれ開口させることが可能となり、燃料ポンプの圧力損失をさらに低減することができる。
【０１０３】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載のベローズ式燃料ポンプによれば、ベローズ内の無駄容積を埋める埋設部材を備えるため、ベローズが伸長する吸入行程でポンプ室に燃料から生じる気泡の量も少なくなり、入口側チェック弁を介してポンプ室に吸入される燃料量が不足することが抑えられ、所期のポンプ吐出量が得られる。また、燃料ポンプの駆動回転数が上昇するのに伴って、入口側チェック弁の閉じるタイミングが遅くなることが抑えられ、吸入通路に圧力変動が発生することを防止できる。
【０１０４】
また、埋設部材の先端面とベローズの間で画成されるポンプ室は連通路を介して吸入通路と吐出通路に連通しているため、ポンプ室の伸縮に伴って燃料が連通路を通って円滑に流れ、燃料ポンプの吸入効率を高められる。
【０１０５】
さらに、連通路を埋設部材の基端面に延設することにより、吸入通路と吐出通路を独立して連通路に接続することが可能となり、燃料ポンプの吸入効率を高められる。
【０１０６】
請求項２に記載のベローズ式燃料ポンプによれば、ベローズの固定端をハウジング側に固定する環状部材を備えるため、環状部材に埋設部材の基端部を圧入することが可能となり、埋設部材の基端部をベローズの固定端に固定することができる。
【０１０７】
請求項３に記載のベローズ式燃料ポンプによれば、埋設部材の基端部に環状部材とハウジングの間に挟持されるフランジ部を形成するため、埋設部材の基端部がベローズの固定端に固定され、埋設部材の軸方向の位置決めが確実に行われる。
【０１０８】
請求項４に記載のベローズ式燃料ポンプによれば、ベローズの可動端に埋設部材の先端部を固定し、埋設部材の基端面とハウジングの間にポンプ室を画成する構造のため、吸入通路と吐出通路をポンプ室に面して直接開口させることが可能となり、燃料ポンプの圧力損失を低減することができる。
【０１０９】
請求項６に記載のベローズ式燃料ポンプによれば、ベローズの可動端側に埋設部材を充填し、埋設部材の基端面とハウジングの間にポンプ室を画成する構造のため、吸入通路と吐出通路をポンプ室に面して直接開口させることが可能となり、燃料ポンプの圧力損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す燃料ポンプの断面図。
【図２】同じくベローズおよび埋設部材等の断面図。
【図３】同じく埋設部材の正面図。
【図４】他の実施形態を示すベローズおよび埋設部材等の断面図。
【図５】同じく埋設部材の正面図。
【図６】さらに他の実施形態を示すベローズおよび埋設部材等の断面図。
【図７】さらに他の実施形態を示すベローズおよび埋設部材等の断面図。
【図８】同じく埋設部材の正面図。
【図９】さらに他の実施形態を示すベローズおよび埋設部材等の断面図。
【図１０】同じく埋設部材の正面図。
【図１１】さらに他の実施形態を示すベローズおよび埋設部材等の断面図。
【図１２】さらに他の実施形態を示すベローズおよび埋設部材等の断面図。
【図１３】さらに他の実施形態を示すベローズおよび埋設部材等の断面図。
【符号の説明】
１０ 燃料ポンプ
１１ ポンプハウジング
１３ アキシャルカム
２０ ベローズ
２１ 吸入通路
２２ 吐出通路
２３ 環状部材
３１ ベローズガイド
３２ 斜板
３３ 環状部材
３４ 冠面部材
４０ ポンプ室
４１ 入口側チェック弁
４２ 出入口チェック弁
４３ 出入口
５０ 埋設部材
５１ 連通路
５２ ノックピン
５４ 入口
５５ 出口
６３ フランジ部
８０ 埋設部材
９０ 埋設部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベローズ式燃料ポンプの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
筒内に臨むインジェクタを介して燃料を筒内に直接噴射するエンジンの場合、燃料の噴射圧力を十分に高められる小型の燃料ポンプとして、ベローズ式燃料ポンプを用いることが考えられる。
【０００３】
従来のベローズ式燃料ポンプとして、例えば特開平４−１８７８６５号公報に開示されたものは、伸縮可能な筒形をしたベローズを備え、ベローズの内側は空洞となっておりポンプ室を構成している。
【０００４】
ベローズの可動端を伸縮方向に往復動させる駆動機構を備え、ベローズの内側にはスプリングが収装され、駆動機構に追従させるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のベローズ式燃料ポンプにあっては、ポンプ室としてベローズ内が空洞になっているため、ポンプ室に多くの燃料が充填され、ポンプ回転数が上昇するのに伴ってベローズが伸長する吸入行程で大量の気泡が生じる。ベローズが伸長する吸入行程でポンプ室に大量の気泡が生じると、ポンプ室の圧力低下が少なくなり、入口側チェック弁を介してポンプ室に吸入される燃料量が不足して、ポンプ吐出量が不足するという問題点が考えられる。
【０００６】
また、駆動回転数が上昇するのに伴って、入口側チェック弁の閉じるタイミングが遅くなり、ベローズが収縮する吐出行程まで遅くなると、吸入通路に圧力変動が発生し、高圧レギュレータの調圧値が変動するという問題点が考えられる。
【０００７】
本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、ベローズ式燃料ポンプにおいて、吸入効率を高めることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のベローズ式燃料ポンプは、
伸縮可能な筒形をしたベローズと、
ベローズの固定端が固定されるハウジングと、
ベローズの可動端を伸縮方向に往復動させる駆動機構と、
ベローズに吸入される燃料を導く吸入通路と、
吸入通路を通ってベローズに流入する燃料に対して開弁する入口側チェック弁と、
ベローズから吐出される燃料を導く吐出通路と、
吐出通路を通ってベローズから流出する燃料に対して開弁する出口側チェック弁と、
を備えるベローズ式燃料ポンプにおいて、
前記ベローズ内の無駄容積を埋める埋設部材を備え、
前記ベローズの固定端に前記埋設部材の基端部を固定し、
前記埋設部材の先端面とベローズの可動端の間にポンプ室を画成し、
前記埋設部材の両端部を結ぶ第１連通路を配設し、
前記第１連通路の基端面に第２連通路を延設し、
吸入通路と吐出通路を独立して前記第２連通路に接続する。
【００１１】
請求項２に記載のベローズ式燃料ポンプは、請求項１に記載の発明において、
前記ベローズの固定端をハウジング側に固定する環状部材を備え、
環状部材に埋設部材の基端部を圧入する。
【００１２】
請求項３に記載のベローズ式燃料ポンプは、請求項１に記載の発明において、
前記ベローズの固定端をハウジング側に固定する環状部材を備え、
環状部材とハウジングの間に挟持されるフランジ部を埋設部材の基端部に形成する。
【００１３】
請求項４に記載のベローズ式燃料ポンプは、請求項１から３のいずれか一つに記載の発明において、
前記埋設部材に入口側チェック弁または出口側チェック弁の少なくとも一方を収装する。
【００１４】
請求項５に記載のベローズ式燃料ポンプは、
伸縮可能な筒形をしたベローズと、
ベローズの固定端が固定されるハウジングと、
ベローズの可動端を伸縮方向に往復動させる駆動機構と、
ベローズに吸入される燃料を導く吸入通路と、
吸入通路を通ってベローズに流入する燃料に対して開弁する入口側チェック弁と、
ベローズから吐出される燃料を導く吐出通路と、
吐出通路を通ってベローズから流出する燃料に対して開弁する出口側チェック弁と、
を備えるベローズ式燃料ポンプにおいて、
弾性材により形成され、前記ベローズ内の無駄容積を埋めて可動端側に充填された埋設部材を備える。
【００１５】
請求項６に記載のベローズ式燃料ポンプは、請求項５に記載の発明において、前記ベローズの可動端に埋設部材の先端部を固定する。
【００１６】
【作用】
請求項１に記載のベローズ式燃料ポンプにおいて、駆動機構を介してベローズが伸長することにより、吸入通路が入口側チェック弁によって開かれ、燃料がベローズと埋設部材の間で拡大するポンプ室に吸入される。
【００１７】
駆動機構を介してベローズが収縮することにより、ポンプ室の圧力が吐出通路より上昇すると、出口側チェック弁が開き、燃料がベローズと埋設部材の間で圧縮されるポンプ室から吐出通路に流出する。
【００１８】
ベローズ内の無駄容積を埋める埋設部材を備えるため、ベローズの伸縮に伴って生じるポンプ室の体積変化の割合（最大体積と最小体積の割合）が大きくなる。埋設部材がベローズ内の無駄容積を埋めてポンプ室に充填される燃料量が少なくなるため、ベローズが伸長する吸入行程でポンプ室に燃料から生じる気泡の量も少なくなる。ポンプ室に生じる気泡の量が少なくなることにより、ベローズの伸長に伴って生じるポンプ室の圧力低下が大きくなり、入口側チェック弁を介してポンプ室に吸入される燃料量が不足することが抑えられ、所期のポンプ吐出量が得られる。
【００１９】
また、燃料ポンプの駆動回転数が上昇するのに伴って、入口側チェック弁の閉じるタイミングが遅くなることが抑えられ、吸入通路に圧力変動が発生することを防止できる。
【００２０】
さらに、駆動機構を介してベローズが伸長することにより、吸入通路が入口側チェック弁によって開かれ、燃料が吸入通路から連通路を通って、埋設部材の先端面とベローズの間で拡大するポンプ室に吸入される。
【００２１】
駆動機構を介してベローズが収縮することにより、ポンプ室の圧力が吐出通路より上昇すると、出口側チェック弁が開き、燃料が埋設部材の先端面とベローズの間で圧縮されるポンプ室から連通路を通って吐出通路に流出する。
【００２２】
埋設部材の先端面とベローズの間で画成されるポンプ室は連通路を介して吸入通路と吐出通路に連通しているため、ポンプ室の伸縮に伴って燃料が連通路を通って円滑に流れ、燃料ポンプの圧力損失を低減することができる。
【００２３】
また、連通路を埋設部材の基端面に延設することにより、吸入通路と吐出通路を独立して連通路に接続することが可能となり、燃料ポンプの圧力損失を低減することができる。
【００２４】
請求項２に記載のベローズ式燃料ポンプにおいて、ベローズの固定端をハウジング側に固定する環状部材を備えることにより、環状部材に埋設部材の基端部を圧入することが可能となり、埋設部材の基端部をベローズの固定端に固定することができる。
【００２５】
請求項３に記載のベローズ式燃料ポンプにおいて、埋設部材の基端部に環状部材とハウジングの間に挟持されるフランジ部を形成することにより、埋設部材の基端部がベローズの固定端に固定され、埋設部材の軸方向の位置決めが確実に行われる。
【００２６】
請求項４に記載のベローズ式燃料ポンプにおいて、埋設部材にチェック弁を収装する構造により、ベローズと埋設部材およびチェック弁をユニット化して、生産性を高められる。
【００２７】
請求項５に記載のベローズ式燃料ポンプにおいて、埋設部材を弾性材により形成することにより、ベローズの可動端側に充填することが可能となる。
【００２８】
ベローズの可動端側に埋設部材を充填し、埋設部材の基端面とハウジングの間にポンプ室を画成する構造により、吸入通路と吐出通路をポンプ室に面して直接開口させることが可能となり、燃料ポンプの圧力損失を低減することができる。
【００２９】
請求項６に記載のベローズ式燃料ポンプにおいて、ベローズの可動端に埋設部材の先端部を固定する構造により、駆動機構を介してベローズが伸長することにより、吸入通路が入口側チェック弁によって開かれ、燃料が吸入通路を通って、埋設部材の基端面とハウジングの間で拡大するポンプ室に吸入される。
【００３０】
駆動機構を介してベローズが収縮することにより、ポンプ室の圧力が吐出通路より上昇すると、出口側チェック弁が開き、燃料が埋設部材の基端面とハウジングの間で圧縮されるポンプ室から吐出通路に流出する。
【００３１】
ベローズの可動端に埋設部材の先端部を固定し、埋設部材の基端面とハウジングの間にポンプ室を画成する構造により、吸入通路と吐出通路をポンプ室に面して直接開口させることが可能となり、燃料ポンプの圧力損失を低減することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００３３】
図１において、１０は直接筒内噴射式火花点火エンジンに備えられるベローズ式燃料ポンプであり、各気筒内に臨む燃料噴射弁に燃料を圧送する。
【００３４】
燃料ポンプ１０は、図示しないシリンダヘッドに結合されるポンプハウジング１１と、ポンプハウジング１１に回転可能に支承されるポンプシャフト１２と、ポンプシャフト１２に一体形成されるアキシャルカム１３と、アキシャルカム１３に追従して往復動する複数のベローズ２０等を備える。
【００３５】
ポンプシャフト１２は、その端部がツメ１４等を介して図示しないカムシャフトの後端部に係合し、カムシャフトと共に回転するようになっている。
【００３６】
燃料ポンプ１０は、アキシャルカム１３の回転に伴ってベローズ２０が伸長することにより、吸入通路（低圧燃料供給通路）２１を介して導かれる燃料を吸い込む。吸入通路２１には図示しない低圧燃料ポンプから吐出される燃料が低圧レギュレータを介して所定圧力に調節されて供給される。
【００３７】
燃料ポンプ１０は、アキシャルカム１３の回転に伴ってベローズ２０が収縮することにより、加圧した燃料を吐出通路（高圧燃料供給通路）２２へと吐出する。吐出通路２２から圧送される燃料は、図示しない高圧レギュレータ等を介して所定圧力に調節され、各気筒の燃料噴射弁に供給される。
【００３８】
ベローズ２０はその断面がラビリンス状に曲折した円筒形をしており、軸方向に伸縮可能に構成される。
【００３９】
ベローズ２０の固定端は環状部材２３を介してポンプハウジング１１側に固定される。すなわち、ベローズ２０の固定端に環状部材２３が結合され、環状部材２３はポンプハウジング１１内に設けられた各ブロック２４，２５の間に挟持される。環状部材２３とブロック２５の間にはシールリング２９が介装される。
【００４０】
ベローズ２０の可動端はベローズガイド３１および斜板３２を介してアキシャルカム１３に追従して往復動する。すなわち、ベローズガイド３１と斜板３２およびアキシャルカム１３等によってベローズの可動端を伸縮方向に往復動させる駆動機構が構成される。なお、この駆動機構として、ベローズ２０の軸方向と直交する回転軸を持つラジアル式カム等を設けてもよい。
【００４１】
ベローズ２０の可動端は環状部材３３および冠面部材３４を介してベローズガイド３１の底部に結合される。
【００４２】
有底円筒状をしたベローズガイド３１はブロック２４に形成されたシリンダ２６に摺動可能に嵌合している。ベローズガイド３１の先端が斜板３２に当接する。斜板３２はスラストベアリング３５およびラジアルベアリング３６を介してアキシャルカム１３に対して回転可能に設けられる。これにより、アキシャルカム１３の回転に伴ってベローズガイド３１が斜板３２を介して伸縮方向に往復動して、ベローズ２０を伸縮するようになっている。
【００４３】
ベローズ２０の内部空間がポンプ室４０を構成する。ポンプ室４０は、入口側チェック弁４１を介して吸入通路２１に連通するとともに、出口側チェック弁４２を介して吐出通路２２に連通する。ブロック２５にはベローズ２０内のポンプ室４０に開口する出入口４３が形成される。出入口４３は、入口側チェック弁４１を介して吸入通路２１に接続するとともに、出口側チェック弁４２を介して吐出通路２２に接続する。
【００４４】
入口側チェック弁４１はスプリング４４の付勢力によりバルブシート４５に着座し、吸入通路２２から出入口４３を通ってポンプ室４０に流入する燃料に対して開弁する。
【００４５】
出口側チェック弁４２はスプリング４６の付勢力によりバルブシート４５に着座し、ポンプ室４０から出入口４３を通って吐出通路２２へと流出する燃料に対して開弁する。
【００４６】
ところで、従来のベローズ式燃料ポンプは、ベローズ内のポンプ室が円柱状の空洞になっているため、ポンプ室に多くの燃料が充填され、ポンプ回転数が上昇するのに伴ってベローズが伸長する吸入行程で大量の気泡が生じる。ベローズが伸長する吸入行程でポンプ室に大量の気泡が生じると、ポンプ室の圧力低下が少なくなり、入口側チェック弁を介してポンプ室に吸入される燃料量が不足して、ポンプ吐出量が不足するという問題点が考えられる。
【００４７】
また、駆動回転数が上昇するのに伴って、入口側チェック弁の閉じるタイミングが遅くなり、ベローズが収縮する吐出行程まで遅くなると、吸入通路に圧力変動が発生し、高圧レギュレータの調圧値が変動するという問題点が考えられる。
【００４８】
本発明はこれに対処して、ベローズ２０内の無駄容積を埋める埋設部材５０が設けられる。埋設部材５０は体積弾性率の高い材質により円柱状に形成される。
【００４９】
埋設部材５０はベローズ２０の内径よりわずかに小さい外径を持つ円柱状に形成される。埋設部材５０の基端部は環状部材２６の内周面に圧入される。すなわち、埋設部材５０の基端部は環状部材２６を介してベローズ２０の固定端と共にポンプハウジング１１側に固定される。
【００５０】
埋設部材５０の軸方向の長さはベローズ２０の最収縮時にブロック２５と冠面部材３４間の距離よりわずかに小さいく形成される。すなわち、図１に示すように、ベローズ２０が伸長するのに伴って、冠面部材３４と埋設部材５０の先端面の間に間隙が画成され、この間隙がポンプ室４０を構成するようになっている。
【００５１】
埋設部材５０にはその両端部を結ぶ連通路５１が形成される。図２にも示すように、連通路５１は埋設部材５０の外周面に刻まれた１条の溝５７によってベローズ２０との間に画成される。連通路５１はベローズ２０の伸縮方向に伸び、その一端がブロック２５の出入口４３に連通し、その他端が埋設部材５０の先端面と冠面部材３４の間隙に連通している。
【００５２】
図３にも示すように、埋設部材５０の基端面から突出するノックピン５２が設けられる一方、ブロック２５にノックピン５２を嵌合させる図示しない位置決め穴が形成される。ノックピン５２および位置決め穴は埋設部材５０の中心よりオフセットして設けられる。ノックピン５２がブロック２５の位置決め穴に嵌合することにより、埋設部材５０の回転方向の位置決めが行われ、連通路５１がブロック２５の出入口４３と連通する位置に保持される。
【００５３】
以上のように構成され、次に作用について説明する。
【００５４】
燃料ポンプ１０は、アキシャルカム１３の回転に伴ってベローズ２０が伸長することにより、吸入通路２１が入口側チェック弁４１によって開かれ、燃料が吸入通路２１から出入口４３と連通路５１を通って、拡大するポンプ室４０の間隙に吸入される。
【００５５】
燃料ポンプ１０は、アキシャルカム１３の回転に伴ってベローズ２０が収縮することにより、ポンプ室４０の圧力が吐出通路２２より上昇すると、出口側チェック弁４２が開き、ポンプ室４０の間隙で圧縮される燃料が連通路５１と出入口４３を通って吐出通路２２に流出し、吐出通路２２から各気筒に臨む燃料噴射弁に供給される。
【００５６】
燃料ポンプ１０は、ベローズ２０内の無駄容積を埋める埋設部材５０を備えるため、ベローズ２０の伸縮に伴って生じるポンプ室４０の体積変化の割合が大きくなる。ポンプ室４０に充填される燃料量が少ないため、ベローズ２０が伸長する吸入行程でポンプ室４０に燃料から生じる気泡の量も少なくなる。ポンプ室４０に生じる気泡の量が少なくなることにより、ベローズ２０の伸長に伴って生じるポンプ室４０の圧力低下が大きくなり、入口側チェック弁４１を介してポンプ室４０に吸入される燃料量が不足することが抑えられ、所期のポンプ吐出量が得られる。
【００５７】
また、燃料ポンプ１０の駆動回転数が上昇するのに伴って、入口側チェック弁４１の閉じるタイミングが遅くなることが抑えられ、吸入通路２１に圧力変動が発生することを防止できる。
【００５８】
埋設部材５０の両端部を結ぶ連通路５１が出入口４３とポンプ室４０を連通しているため、ポンプ室４０の伸縮に伴って燃料が連通路５１を通って出入口４３から円滑に流れ、燃料ポンプ１０の圧力損失を低減することができる。
【００５９】
次に、図４、図５に示す実施形態について説明する。なお、図１との対応部分には同一符号を付す。
【００６０】
連通路５１は埋設部材５０の外周面に刻まれた溝５７と、埋設部材５０の基端面に刻まれた溝５８によって画成され、Ｌ字状に延びている。
【００６１】
ブロック２５には入口５４と出口５５が独立して形成される。入口５４と出口５５は溝５８によって画成された連通路５１に面してそれぞれ開口している。入口５４は、入口側チェック弁４１を介して吸入通路２１に接続する。出口５５は、出口側チェック弁４２を介して吐出通路２２に接続する。
【００６２】
埋設部材５０はノックピン５２を介して回転方向の位置決めが行われ、連通路５１がブロック２５の入口５４と出口５５と連通する位置に保持される。
【００６３】
この場合、埋設部材５０の基端面に刻まれた溝５８を介して、ポンプ室４０に燃料を導入する入口５４とポンプ室４０から燃料を吐出する出口５５を独立して配設することが可能となり、燃料ポンプの圧力損失をさらに低減することができる。
【００６４】
次に、図６に示す実施形態について説明する。なお、図１との対応部分には同一符号を付す。
【００６５】
埋設部材５０の基端面から中央突起６０が軸方向に突出し、中央突起６０のまわりに図示しないブロックとの間に環状間隙５９が画成される。この環状間隙５９と埋設部材５０の外周面に刻まれた溝５７によって連通路５１が画成される。
【００６６】
この場合も、埋設部材５０の基端面によって画成された環状間隙を介して、ポンプ室に燃料を導入する入口とポンプ室から燃料を吐出する出口を独立して配設することが可能となり、燃料ポンプの圧力損失をさらに低減することができる。
【００６７】
次に、図７、図８に示す実施形態について説明する。なお、図１との対応部分には同一符号を付す。
【００６８】
埋設部材５０はその基端側に環状に拡がるフランジ部６３を持つ円柱状に形成される。埋設部材５０のフランジ部６３は環状部材２６とブロック２５の間に挟持される。すなわち、埋設部材５０の基端部はフランジ部６３を介してベローズ２０の固定端と共にポンプハウジング１１側に固定される。
【００６９】
連通路５１は埋設部材５０の外周面に刻まれた溝５７と、埋設部材５０の基端面に開口した穴６４によって画成される。フランジ部６３とブロック２５の間にはシールリング６７が介装される。
【００７０】
ブロック２５には入口６５と出口６６がそれぞれブロック２５の穴６４に面して開口するように形成される。入口６５は、入口側チェック弁４１を介して吸入通路２１に接続する。出口６６は、出口側チェック弁４２を介して吐出通路２２に接続する。
【００７１】
埋設部材５０はノックピン５２を介して回転方向の位置決めが行われ、連通路５１がブロック２５の入口６５と出口６６と連通する位置に保持される。
【００７２】
この場合、埋設部材５０はフランジ部６３を介して軸方向の位置決めが確実に行われ、埋設部材５０の組み付け精度を高められる。
【００７３】
次に、図９、図１０に示す実施形態について説明する。なお、図１との対応部分には同一符号を付す。
【００７４】
埋設部材５０はその基端側に環状に拡がるフランジ部６３を持つ円柱状に形成される。埋設部材５０のフランジ部６３は環状部材２６とブロック２５の間に挟持され、埋設部材５０の組み付け精度を高められる。
【００７５】
連通路５１は埋設部材５０の外周面に刻まれた溝５７と、埋設部材５０の基端面に開口した穴６４と、埋設部材５０の基端面に円盤状に窪む凹部６８によって画成される。
【００７６】
ブロック２５には入口５４と出口５５が独立して形成される。入口５４と出口５５は凹部６８に面してそれぞれ開口している。入口５４は、入口側チェック弁４１を介して吸入通路２１に接続する。出口５５は、出口側チェック弁４２を介して吐出通路２２に接続する。
【００７７】
埋設部材５０はノックピン５２を介して回転方向の位置決めが行われ、連通路５１がブロック２５の入口５４と出口５５と連通する位置に保持される。
【００７８】
この場合、埋設部材５０の基端面に窪む凹部６８を介して、ポンプ室４０に燃料を導入する入口５４とポンプ室４０から燃料を吐出する出口５５を独立して配設することが可能となり、燃料ポンプの圧力損失を低減することができる。
【００７９】
次に、図１１に示す実施形態について説明する。なお、図１との対応部分には同一符号を付す。
【００８０】
埋設部材５０はその基端側に環状に拡がるフランジ部６３を持つ円柱状に形成される。埋設部材５０のフランジ部６３は環状部材２６とブロック２５の間に挟持され、埋設部材５０の組み付け精度を高められる。
【００８１】
埋設部材５０の内部に入口側チェック弁７１と出口側チェック弁７２が介装される。
【００８２】
入口側チェック弁７１はスプリング７４の付勢力によりバルブシート７５に着座し、吸入通路からポンプ室４０に流入する燃料に対して開弁する。
【００８３】
出口側チェック弁７２はスプリング７６の付勢力によりバルブシート７３に着座し、ポンプ室４０から吐出通路へと流出する燃料に対して開弁する。
【００８４】
この場合、埋設部材５０の内部に入口側チェック弁７１と出口側チェック弁７２が介装される構造により、これらをベローズ２０と共にユニット化して、生産性を高めることができる。
【００８５】
次に、図１２に示す実施形態について説明する。なお、図１との対応部分には同一符号を付す。
【００８６】
埋設部材８０はベローズ２０の内径よりわずかに小さい外径を持つ円柱状に形成される。埋設部材８０の先端部は環状部材３３の内周面に圧入される。すなわち、埋設部材８０の先端部は環状部材３３を介してベローズ２０の可動端に固定され、ベローズ２０と共に往復動する。
【００８７】
冠面部材３４には埋設部材８０に嵌合する突起８１が形成される。
【００８８】
埋設部材８０はベローズ２０の最収縮時にブロック２５と冠面部材３４間の距離よりわずかに小さい長さを持つ円柱状に形成される。すなわち、ベローズ２０が伸長するのに伴って、ポンプハウジング側に固定されたブロック２５と埋設部材８０の基端面の間に間隙が画成され、この間隙がポンプ室４０を構成する。
【００８９】
ブロック２５には入口５４と出口５５が独立して形成される。入口５４と出口５５はポンプ室４０に面してそれぞれ開口している。入口５４は、入口側チェック弁４１を介して吸入通路２１に接続する。出口５５は、出口側チェック弁４２を介して吐出通路２２に接続する。
【００９０】
以上のように構成され、次に作用について説明する。
【００９１】
燃料ポンプは、アキシャルカムの回転に伴ってベローズ２０が伸長することにより、吸入通路２１が入口側チェック弁４１によって開かれ、吸入通路２１から入口５４を通って、拡大するポンプ室４０に吸入される。
【００９２】
アキシャルカムの回転に伴ってベローズが収縮することにより、ポンプ室４０の圧力が吐出通路２２より上昇すると、出口側チェック弁４２が開き、ポンプ室４０の間隙で圧縮される燃料が出口５５を通って吐出通路２２に流出し、吐出通路２２から各気筒に臨む燃料噴射弁に供給される。
【００９３】
燃料ポンプは、ベローズ２０内の無駄容積を埋める埋設部材８０を備えるため、ベローズ２０の伸縮に伴って生じるポンプ室４０の体積変化の割合が大きくなり、ポンプ室４０に生じる気泡の量が少なくなることにより、所期のポンプ吐出量が得られる。
【００９４】
この場合、埋設部材８０の先端部をベローズ２０の可動端に固定され、埋設部材８０の基端面によってポンプ室４０を画成する構造のため、前記実施形態における埋設部材の両端部を結ぶ連通路を廃止し、入口５４と出口５５をポンプ室４０に面してそれぞれ開口させることが可能となり、燃料ポンプの圧力損失をさらに低減することができる。
【００９５】
次に、図１３に示す実施形態について説明する。なお、図１との対応部分には同一符号を付す。
【００９６】
埋設部材９０は例えばフッ素ゴム等の弾性材により形成され、ベローズ２０の内部に充填され、ベローズ２０と共に伸縮する。埋設部材９０はベローズ２０の固定端側から充填され、ポンプハウジング側に固定されたブロック２５と埋設部材９０の基端面の間に間隙が画成され、この間隙がポンプ室４０を構成する。
【００９７】
ブロック２５には入口５４と出口５５が独立して形成される。入口５４と出口５５はポンプ室４０に面してそれぞれ開口している。入口５４は、入口側チェック弁４１を介して吸入通路２１に接続する。出口５５は、出口側チェック弁４２を介して吐出通路２２に接続する。
【００９８】
以上のように構成され、次に作用について説明する。
【００９９】
燃料ポンプは、アキシャルカムの回転に伴ってベローズ２０が埋設部材９０と共に伸長することにより、吸入通路２１が入口側チェック弁４１によって開かれ、吸入通路２１から入口５４を通って、拡大するポンプ室４０に吸入される。
【０１００】
アキシャルカムの回転に伴ってベローズが埋設部材９０と共に収縮することにより、ポンプ室４０の圧力が吐出通路２２より上昇すると、出口側チェック弁４２が開き、ポンプ室４０の間隙で圧縮される燃料が出口５５を通って吐出通路２２に流出し、吐出通路２２から各気筒に臨む燃料噴射弁に供給される。
【０１０１】
燃料ポンプは、ベローズ２０内の無駄容積を埋める埋設部材９０を備えるため、ベローズ２０の伸縮に伴って生じるポンプ室４０の体積変化の割合が大きくなり、ポンプ室４０に生じる気泡の量が少なくなることにより、所期のポンプ吐出量が得られる。
【０１０２】
この場合、埋設部材９０の先端部をベローズ２０の可動端に固定され、埋設部材９０の基端面によってポンプ室４０を画成する構造のため、前記実施形態における埋設部材の両端部を結ぶ連通路を廃止し、入口５４と出口５５をポンプ室４０に面してそれぞれ開口させることが可能となり、燃料ポンプの圧力損失をさらに低減することができる。
【０１０３】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載のベローズ式燃料ポンプによれば、ベローズ内の無駄容積を埋める埋設部材を備えるため、ベローズが伸長する吸入行程でポンプ室に燃料から生じる気泡の量も少なくなり、入口側チェック弁を介してポンプ室に吸入される燃料量が不足することが抑えられ、所期のポンプ吐出量が得られる。また、燃料ポンプの駆動回転数が上昇するのに伴って、入口側チェック弁の閉じるタイミングが遅くなることが抑えられ、吸入通路に圧力変動が発生することを防止できる。
【０１０４】
また、埋設部材の先端面とベローズの間で画成されるポンプ室は連通路を介して吸入通路と吐出通路に連通しているため、ポンプ室の伸縮に伴って燃料が連通路を通って円滑に流れ、燃料ポンプの吸入効率を高められる。
【０１０５】
さらに、連通路を埋設部材の基端面に延設することにより、吸入通路と吐出通路を独立して連通路に接続することが可能となり、燃料ポンプの吸入効率を高められる。
【０１０６】
請求項２に記載のベローズ式燃料ポンプによれば、ベローズの固定端をハウジング側に固定する環状部材を備えるため、環状部材に埋設部材の基端部を圧入することが可能となり、埋設部材の基端部をベローズの固定端に固定することができる。
【０１０７】
請求項３に記載のベローズ式燃料ポンプによれば、埋設部材の基端部に環状部材とハウジングの間に挟持されるフランジ部を形成するため、埋設部材の基端部がベローズの固定端に固定され、埋設部材の軸方向の位置決めが確実に行われる。
【０１０８】
請求項４に記載のベローズ式燃料ポンプによれば、ベローズの可動端に埋設部材の先端部を固定し、埋設部材の基端面とハウジングの間にポンプ室を画成する構造のため、吸入通路と吐出通路をポンプ室に面して直接開口させることが可能となり、燃料ポンプの圧力損失を低減することができる。
【０１０９】
請求項６に記載のベローズ式燃料ポンプによれば、ベローズの可動端側に埋設部材を充填し、埋設部材の基端面とハウジングの間にポンプ室を画成する構造のため、吸入通路と吐出通路をポンプ室に面して直接開口させることが可能となり、燃料ポンプの圧力損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す燃料ポンプの断面図。
【図２】同じくベローズおよび埋設部材等の断面図。
【図３】同じく埋設部材の正面図。
【図４】他の実施形態を示すベローズおよび埋設部材等の断面図。
【図５】同じく埋設部材の正面図。
【図６】さらに他の実施形態を示すベローズおよび埋設部材等の断面図。
【図７】さらに他の実施形態を示すベローズおよび埋設部材等の断面図。
【図８】同じく埋設部材の正面図。
【図９】さらに他の実施形態を示すベローズおよび埋設部材等の断面図。
【図１０】同じく埋設部材の正面図。
【図１１】さらに他の実施形態を示すベローズおよび埋設部材等の断面図。
【図１２】さらに他の実施形態を示すベローズおよび埋設部材等の断面図。
【図１３】さらに他の実施形態を示すベローズおよび埋設部材等の断面図。
【符号の説明】
１０ 燃料ポンプ
１１ ポンプハウジング
１３ アキシャルカム
２０ ベローズ
２１ 吸入通路
２２ 吐出通路
２３ 環状部材
３１ ベローズガイド
３２ 斜板
３３ 環状部材
３４ 冠面部材
４０ ポンプ室
４１ 入口側チェック弁
４２ 出入口チェック弁
４３ 出入口
５０ 埋設部材
５１ 連通路
５２ ノックピン
５４ 入口
５５ 出口
６３ フランジ部
８０ 埋設部材
９０ 埋設部材
Claims (6)
- 伸縮可能な筒形をしたベローズと、
ベローズの固定端が固定されるハウジングと、
ベローズの可動端を伸縮方向に往復動させる駆動機構と、
ベローズに吸入される燃料を導く吸入通路と、
吸入通路を通ってベローズに流入する燃料に対して開弁する入口側チェック弁と、
ベローズから吐出される燃料を導く吐出通路と、
吐出通路を通ってベローズから流出する燃料に対して開弁する出口側チェック弁と、
を備えるベローズ式燃料ポンプにおいて、
前記ベローズ内の無駄容積を埋める埋設部材を備え、
前記ベローズの固定端に前記埋設部材の基端部を固定し、
前記埋設部材の先端面とベローズの可動端の間にポンプ室を画成し、
前記埋設部材の両端部を結ぶ第１連通路を配設し、
前記第１連通路の基端面に第２連通路を延設し、
吸入通路と吐出通路を独立して前記第２連通路に接続した、
ことを特徴とするベローズ式燃料ポンプ。 - 前記ベローズの固定端をハウジング側に固定する環状部材を備え、
環状部材に埋設部材の基端部を圧入した
ことを特徴とする請求項１に記載のベローズ式燃料ポンプ。 - 前記ベローズの固定端をハウジング側に固定する環状部材を備え、
環状部材とハウジングの間に挟持されるフランジ部を埋設部材の基端部に形成した
ことを特徴とする請求項１に記載のベローズ式燃料ポンプ。 - 前記埋設部材に入口側チェック弁または出口側チェック弁の少なくとも一方を収装した
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のベローズ式燃料ポンプ。 - 伸縮可能な筒形をしたベローズと、
ベローズの固定端が固定されるハウジングと、
ベローズの可動端を伸縮方向に往復動させる駆動機構と、
ベローズに吸入される燃料を導く吸入通路と、
吸入通路を通ってベローズに流入する燃料に対して開弁する入口側チェック弁と、
ベローズから吐出される燃料を導く吐出通路と、
吐出通路を通ってベローズから流出する燃料に対して開弁する出口側チェック弁と、
を備えるベローズ式燃料ポンプにおいて、
弾性材により形成され、前記ベローズ内の無駄容積を埋めて可動端側に充填された埋設部材を備えた
ことを特徴とするベローズ式燃料ポンプ。 - 前記ベローズの可動端に埋設部材の先端部を固定した
ことを特徴とする請求項５に記載のベローズ式燃料ポンプ。
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