JP5840865B2 - 燃料ポンプ - Google Patents
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Description
本発明はエンジンの燃料供給システムに配置される燃料ポンプに関し、殊に、比較的粘度の低い燃料を加圧して燃料噴射弁に送りエンジンに供給する燃料ポンプに関する。
ガソリンなどの液体燃料を燃料ポンプで加圧して燃料噴射弁から噴射する燃料供給システムは特開平５−２３１１７９号公報に提示されているように周知であり、例えば特開２００３−１２０４４３号公報に記載されているように、ＬＰＧやＤＭＥなどの液化ガス燃料を高圧燃料ポンプで加圧して液体のまま燃料噴射弁からエンジンの吸気管路に噴射する燃料供給システムも広く実施されている。
このような燃料供給装置に用いる加圧性能に優れた燃料ポンプは、一般に図３に示すような機構を採用している。即ち、エンジンのクランクシャフト等に設けたカム１の回転により、加圧部である燃料室２のシリンダ３に挿入されたプランジャ４が直線往復動作を行うプランジャ方式であり、プランジャ４の往復動によりチェック弁５ａ，５ｂの間に形成された燃料室２の容積を拡大することで燃料タンク側から燃料を導入し、縮小することで高圧化された燃料がチェック弁５ｂを通ってエンジン側に送出されるようになっている。
ところが、斯かるプランジャ方式の燃料ポンプにより燃料をエンジンに供給する場合、エンジン駆動用の燃料は一般に作動油などに比べて粘度が低い流体であることから油膜が形成されにくくプランジャ４とシリンダ３との摺動部で潤滑性を発揮しにくく、特に、プランジャ４の基端面には当接するカム１の回転力が作用することから図４（ａ）に示すように、プランジャ４の往復動方向の力Ｆに対してプランジャ４の軸線とカム１の当接面とのずれによりプランジャ４とシリンダ３との間に横方向の力Ｆ２が作用することになり、前記力Ｆ２によりプランジャ４とシリンダ３との間に摩擦力が生じると図４（ｂ）に示すように更に横方向の力Ｆ３が発生するようになる。
そのため、作動効率が低下するとともに焼き付きや摩耗により装置の動作寿命を短縮してしまう、という問題があり、特に、粘度の低いＬＰＧやＤＭＥなどの低粘度の燃料では重要な問題となっている。
本発明は、上記のような問題を解決しようとするものであり、燃料通路の吸込側および吐出側にそれぞれ設けたチェック弁間に燃料を導入する燃料室を形成するとともに前記燃料室に連通して配置されるシリンダにプランジャを嵌挿し、前記プランジャの基端面に当接させたカムの駆動により前記プランジャを往復摺動させて前記燃料室の燃料に圧力変動を加えることにより前記燃料室の燃料を加圧しエンジンに送出する燃料ポンプにおいて、プランジャの往復動が摩擦なく円滑で焼き付きなどを生じない燃料ポンプを提供することを課題とする。
そこで、本発明は、燃料通路の吸込側および吐出側にそれぞれ設けたチェック弁間に燃料を導入する燃料室を形成するとともに前記燃料室に連通して配置されるシリンダにプランジャを嵌挿し、前記プランジャの基端面に当接させたカムの駆動により前記プランジャを往復摺動させて前記燃料室の燃料に圧力変動を加えることにより前記燃料室の燃料を加圧しエンジンに送出する燃料ポンプにおいて、前記プランジャが基端面に開口する有頂の円筒状穴を有するプランジャ本体と、基端面を前記カムに当接させて前記プランジャ本体の円筒状穴に遊嵌挿入されたロッドとからなり、前記カムにより往復動するロッドの先端を前記円筒状穴の頂部に当接させて前記プランジャ本体を前記シリンダに沿って往復摺動させることを特徴とする。
このようにプランジャーに直接、回転カムの駆動力を付与することなく、プランジャ本体の円筒状穴に嵌挿されたロッドにより回転カムの駆動力を往復動として付与することから、プランジャ本体がシリンダに対する摩擦力が働くことなく円滑な往復摺動が可能となる。
また、本発明において、前記カムを収容したカム室と前記ロッドを嵌挿した前記プランジャ本体の円筒状穴とが連通密閉されて内部に潤滑油が充填されている場合には、ロッドとプランジャ本体との摩擦の軽減が図れ、シール部材が前記シリンダの基端位置に具えられている場合、前記シリンダとプランジャ本体との間に漏洩する燃料室からの燃料の流出を防止することができる。
さらに、前記プランジャ本体に形成されている前記円筒状穴の頂面が山形であるとロッドの先端が前記頂面の中心に位置させて摩擦の軽減を図ることができる。
本発明によれば、燃料通路の吸込側および吐出側にそれぞれ設けたチェック弁間に燃料を導入する燃料室を形成するとともに前記燃料室に連通して配置されるシリンダにプランジャを嵌挿し、前記プランジャの基端面に当接させたカムの駆動により前記プランジャを往復摺動させて前記燃料室の燃料に圧力変動を加えることにより前記燃料室の燃料を加圧しエンジンに送出する燃料ポンプにおいて、プランジャの往復動が摩擦なく円滑に行うことができ、焼き付きなどを生じない燃料ポンプを提供することができる。
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を説明する。
図１は本発明の燃料ポンプの部分縦断面図であり、全体の構成は前記図３に示した従来例と同様に、エンジンのクランクシャフト１１等に設けたカム１の回転により、加圧部である燃料室２のシリンダ３に挿入されたプランジャ４が直線往復動作を行うプランジャ方式であり、プランジャ４の往復動によりチェック弁５ａ，５ｂの間に形成された燃料室２の容積を拡大することで燃料タンク側から燃料を導入し、縮小することで高圧化された燃料がチェック弁５ｂを通ってエンジン側に送出されるようになっている。
そして、前記プランジャ４が基端面に開口した有頂の円筒状穴５１を有するプランジャ本体５と、基端面６１をカム１に当接させてプランジャ本体５の円筒状穴５１に遊嵌挿入されたロッド６とから構成される。
プランジャ本体５は前記燃料室２に連通して配置されるシリンダ３に軸線方向往復動可能に配置され、先端において燃焼室２内に配置された弾発コイルばね８により基端側に押圧されており、円筒状穴５１に挿入したロッド６の基端面６１をカム１に当接させるとともにその先端６２をプランジャ本体５における円筒状穴５１の頂面５２に当接させてプランジャ４が形成されている。
また、本実施の形態では、プランジャ本体５に形成されている円筒状穴５１の頂面５２が山形であるとともに前記ロッド６の先端が半球状に形成されている。
さらに、カム１を収容したカム室１２とロッド６を嵌挿したプランジャ本体５の円筒状穴５１とが連通密閉されて内部に潤滑油が充填されており、シリンダ３とプランジャ本体５との間に漏洩する燃料室２からの燃料の流出を防止するためのシール部材７がシリンダ３の基端位置に具えられている。
このように構成される本実施の形態は、エンジンのクランクシャフト１１に設けたカム１の回転により、プランジャ４を直線往復動させてシリンダ３および燃料室２により形成される加圧部の容積を増減させ高圧化された燃料をチェック弁５ｂを通してエンジン側に送出するものであるが、本実施の形態では前記図３および図４に示したようにプランジャ４を直接カム１により往復動させるものでなく、図２に示すように、プランジャ本体５に形成されている円筒状穴５１に遊嵌挿入されたロッド６を介してプランジャ本体５を往復動させるものである。
従って、カム１により加えられる回転方向の力が図３および図４に示す従来の例のようにプランジャ４の基端面に直接加えられることなく、図２に示すようにプランジャ本体５に遊嵌挿入されたロッド６に加えられてプランジャ本体５に形成されている円筒状穴５１との間に形成される隙間により吸収される。
そのため、プランジャ本体５にはシリンダ３方向の摩擦力が生じることなく直線往復動方向の力だけが作用して円滑な往復摺動が可能となる。
特に、本実施の形態では、プランジャ本体５に形成されている円筒状穴５１の頂面５２が山形であるとともに前記ロッド６の先端が半球状に形成されているのでロッド６の先端がプランジャ本体５における円筒状穴５１の頂面５２の中心に向けて配置されているのでカム１からの直線往復動方向の力Ｆが有効にプランジャ本体５に伝達することが可能であり、プランジャ本体５に横方向、即ち、シリンダ３方向の力が作用することを確実に防止することができる。
さらに、本実施の形態では、シリンダ３とプランジャ４との間に漏洩する燃料室２からの燃料の流出を防止するためのシール部材７がシリンダ３の基端位置に具えられていることから、カム１を収容したカム室１１とロッド６を嵌挿したプランジャ本体５の円筒状穴５１とが連通密閉されて内部に潤滑油を充填することによりロッド６とプランジャ本体５との摩擦の軽減が図れ、シリンダ３とプランジャ本体５との間に漏洩する燃料室２からの燃料の流出を防止することができる。
尚、本実施の形態は、プランジャ４により直接燃料室２の容積を変化させる形式の燃料ポンプについて示したが、例えばダイヤフラムを用いた形式のものなど他の形式のプランジャを用いた燃料ポンプに適用できるものである。
１ カム、２ 燃焼室、３ シリンダ、４ プランジャ、５ プランジャ本体、６ ロ
ッド、７ シール部材、５１ 円筒状穴、５２ 頂面、６１ 基端面
ッド、７ シール部材、５１ 円筒状穴、５２ 頂面、６１ 基端面
Claims (4)
- 燃料通路の吸込側および吐出側にそれぞれ設けたチェック弁間に燃料を導入する燃料室を形成するとともに前記燃料室に連通して配置されるシリンダにプランジャを嵌挿し、前記プランジャの基端面に当接させたカムの駆動により前記プランジャを往復摺動させて前記燃料室の燃料に圧力変動を加えることにより前記燃料室の燃料を加圧しエンジンに送出する燃料ポンプにおいて、前記プランジャが、基端面に開口する有頂の円筒状穴を有するプランジャ本体と、基端面を前記カムに当接させて前記プランジャ本体の円筒状穴に遊嵌挿入されたロッドとからなり、前記カムにより往復動するロッドの先端を前記円筒状穴の頂部に当接させて前記プランジャ本体を前記シリンダに沿って往復摺動させることを特徴とする燃料ポンプ。
- 前記カムを収容したカム室と前記ロッドを嵌挿した前記プランジャ本体の円筒状穴とが連通密閉されて内部に潤滑油が充填されていることを特徴とする請求項１記載の燃料ポンプ。
- 前記シリンダとプランジャ本体との間に漏洩する燃料室からの燃料の流出を防止するためのシール部材が前記シリンダの基端位置に具えられている請求項１または２記載の燃料ポンプ。
- 前記プランジャ本体に形成されている前記円筒状穴の頂面が山形であることを特徴とする請求項１，２または３記載の燃料ポンプ。
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