JPH03175158A - 低粘性燃料油用ラジアルピストンポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はラジアルピストンポンプとりわけ低粘性燃料油
を高圧圧送するのに好適なラジアルピストンポンプに関
するものである。

〔従来の技術及びその技術的課題〕

車輌等の内燃機関の排気ガスによる公害問題や資源枯渇
化対策として燃焼効率の改善が要望されている。その対
策として、ガソリンにあっては高圧化により噴霧の微粒
化を向上することが効果的であるとされ、また、ガソリ
ンに代わる燃料として、メタノールないしこれに類する
もの（以下単にメタノールと称す）の適用が検討されて
いる。

このメタノールは寒冷始動性が悪いため、やはり高圧化
による微粒化が必要である。

これを実現するには１通常の燃料ポンプの吐出圧力３〜
４　ｋｇｆ／ｃｉに代え、７０−７０−１Ｏ０／ａｊと
いう高吐出圧性能を発揮できるポンプが必要であり、そ
の−形式として、能力の面や効率の面からラジアルピス
トンポンプが考えられる。ところが、従来のラジアルピ
ストンポンプは、特開昭６４−３６７号公報で示される
ように、油圧ポンプすなわち高粘性オイル（粘度が３０
ｃｓｔ以上）の圧送手段として使用されるのが一般的で
あった。このような高粘性のオイルであれば性能的に問
題はないが、前記燃料油は粘度が約０　、５　ｃｓｔ程
度と非常に低粘性である。

かかる特性の燃料油を高圧吐出させようとした場合、ポ
ンプ構造をシリンダブロックが回転する回転式からシリ
ンダブロック固定でピストンのみ往復動する固定シリン
ダ式にしただけでは、卵動軸の軸受に封入したグリース
が低粘性油により洗浄・稀釈される問題や、ピストンと
シリンダバレル間、偏心カムとピストン先端間でかじり
や焼付きが生ずる問題を解消することができない。この
ため、従来の′ラジアルピストンポンプでは低粘性燃料
油を円滑に安定して高圧圧送することができなかった。

本発明は前記のような問題点を解消するために創案され
たもので、その目的とするところは、ガソリンやメタノ
ールなどで代表される低粘度の燃料油を、軸受部分の潤
滑性を損なわず、また、ピストン摺動部にかじりや焼付
きを起こさせることなく、７０ｋｇｆ／−以上の高圧に
ポンピングして安定的に圧送できる実用的なラジアルピ
ストンポンプを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため本発明は、固定シリンダとこれ
に放射状に配された複数本のピストンを有し、これらピ
ストンがポンプシャフトの偏心カムの回転で往復動され
る形式のポンプにおいて、複数本のピストンを配したシ
リンダを中心としてその前後に、吸入ポートを有するハ
ウジングと吐出ポートを有するカバーをそれぞれ一体に
連結するとともに、偏心カムを有するポンプシャフトを
前記カバーとハウジング内の軸受により支承させ、前記
偏心カムの外周とシリンダ内壁間および偏心カムより後
方のポンプシャフト外周とハウジング内壁間に、吸入ポ
ートを経由した低粘性燃料油を溜める環状室を一連に形
成すると共に、環状室の軸線方向には低粘性燃料油と軸
受用グリースの混合を遮断するオイルシールを設け、か
つ、ハウジングには、環状室を流路の一部として低粘性
燃料油を各ピストンの吸入孔に吸い込ませるための放射
状通路を穿設したものである。

〔実　施　例〕

以下本発明の実施例を添付図面に基いて説明する。

第１図ないし第１０図は本発明によるラジアルピストン
ポンプの第１実施例を示している。第１図と第２図は全
体の構造を示しており、第３図ないし第１０図は各部の
詳細を示している。

第１図と第２図において、Ａはシリンダ、Ｂはハウジン
グであり、シリンダＡの軸線方向片側端面にリーフバル
ブＤおよびガスケットＥを介して接している。Ｃはカバ
ーであり、シリンダＡの軸線方向他側端面にリーフバル
ブＤ′およびガスケットＥ′を介して接している。

前記シリンダＡ、ハウジングＢ、カバー〇、リーフバル
ブＤ、Ｄ’およびガスケットＥ′はそれぞれ同位置に複
数個のピン挿通穴１００とボルト穴１０１（図示するも
のでは５個であり、ハウジングＢはねじ穴となっている
。）を有し、それらピン挿通穴１００にピン１０２を嵌
めることで周方向の位置決めがなされるとともに、ボル
ト穴ｌＯ１にスタッドボルト１０３を通して締付けるこ
とにより一体化されている。Ｆはポンプシャフトであり
、外部のエンジンの開動により開動プーリＧを介して回
転されるようになっている。

前記シリンダＡは、第１図と第３図および第４図に示さ
れているように筒状をなし、内壁１から外壁を貫通する
ごとく複数本（実施例では５本）のシリンダ穴２が等間
隔かつ放射状に形成され、各シリンダ穴２にはキャップ
状ピストン３がそれぞれ活動自由に嵌められ、それらキ
ャップ状ピストン３は、シリンダ穴２にねじ込み固定さ
れたプラグ４に一端を支持されたスプリング５により求
心方向に付勢されている。

ハウジングＢは筒状をなし、第１図のように前記シリン
ダＡの内壁ｌと整合する径の内壁６を有すると共に、半
部から先には段部を介して拡大穴７が形成されている。

カバー〇は前記シリンダＡおよびハウジングＢと同心状
でかっ細径の段付き袋穴８が形成されている。

ポンプシャフトＦは、第１図のように、先端から後方に
かけて細径部９ａと、シリンダ域に対応する位置の偏心
カム部９ｂと、細径部９ａと同心状の大径部９ｃおよび
段付き径部９ｄを有しており、細径部９ａは段付き袋穴
８の大成に配したスラスト軸受１０で受は止められると
共に、穴内周に配したラジアル軸受１１により支持され
、また。

段付き径部９ｄは拡大穴７に配したラジアル軸受１２に
より支持されている。

前記偏心カム部９ｂと太径部９ｃはシリンダＡおよびハ
ウジングＢの内壁１，６よりも径が細く。

偏心カム部９ｂと太径部９ｃの各外周とシリンダＡおよ
びハウジングＢの内壁１，６との間には低粘性燃料油を
溜める環状室上３が形成されている。

この環状室１３の軸線方向は前記段付き袋穴８と拡大穴
７の各入口域にそれぞれ設けたオイルシール１４．１５
により軸受側と分離され、これによりラジアル軸受１１
．１２に封入したグリースが洗浄性のある低活性ｍ料油
で稀釈されるのを防止している。

前記偏心カム部９ｂは、第１図と第３図に示されるよう
に、カム本体９０と、これに相対回転可能に外嵌したメ
タルブシュ９１と、該メタルブシュ９１に圧入等任意の
方法で一体化した（もちろん別体でもよいが）高硬度の
ガイドリング９２とを備え、このガイドリング９２に前
記キャップ状ピストン３の曲率先端部が接触するように
なっている。

前記メタルブシュ９１とガイドリング９２は、右端側が
大径部９ｃにより、左端側がカム本体９０に取付けた止
め環９３によりそれぞれ移動が阻止されている。メタル
ブシュ９１は第２ａ図のように内面に微小な螺旋油溝９
１０が形成され、この螺旋油溝９１０による低粘性燃料
油の流れでカム本体９０との間の潤滑を図っている。

高硬度のガイドリング９２はたとえばＳＵＪ材やファイ
ンセラミックスなどが用いられる。カム本体９０は第１
図のようにボンブシャフｌ−Ｆと一体形成され１表面に
焼入れを施すことで構成してもよいし、第３図仮想線で
示すようにポンプシャフトＦと別体とし、圧入とキーに
より一体化してもよいものである。

各キャップ状ピストン３の上端部位に相当するシリンダ
穴部位には径の拡大された加圧室３０がそれぞれ形成さ
れており、各加圧室３０に対応するシリンダ右端面には
第工図と第４図のように前記加圧室３０に通じる吸込み
測道路孔３３を穿った座ぐり穴３１が形成され、また、
吸込み測道路孔３３と反対側にはシリンダ左端面に開孔
する吐出側通路孔３４が穿設されている。

一方、ハウジングＢには、前記座ぐり穴３１−に対応す
る位置に、第１図と第５図に示す如く左端面に開孔する
吸入通路１６がそれぞれ穿設されており、それら各吸入
通路１６は奥側が屈曲し、放射状通路１６０として前記
環状室１３に通じ、ここから低粘性燃料油を吸い込むよ
うになっている。

そして、一つの吸入通路１６には内部にフィルタ１７０
を備えた吸入ポート部材１７が連通されており、該吸入
ポート部材１７は図示しない導管により低粘性燃料油タ
ンクと接続されている。

前記各吸入通路１６は、第４図や第８図から明らかなよ
うに、ガスケットＥに配設した通孔１８と連通し、さら
にその先はリーフバルブＤに配設した舌片状スプリング
からなる吸入弁上９により閉じられるようになっている
。第１０図（ａ）はガスケットＥを示し、同図（ｂ）は
リーフバルブＤを示している。

そして、前記多座ぐり穴３１にはリーフバルブＤの吸入
弁１９が開弁じたときにこれを受は止めるストッパ２０
が嵌め込まれている。該ストッパ２０は第８図と第９図
に示すごとく、座ぐり穴内壁との間に隙間を有せしめる
ように幅狭となっており、座ぐり穴３１の大成に面する
側には吸入側通路孔３３にほぼ合致する通油溝２００が
形成され、この位置関係を設定するためピン２１により
シリンダＡに位置決め保持されている。前記り一フバル
ブＤの吸入弁１９は第９図のようにストッパ２０とほぼ
同幅になっていることが好ましい。

一方、吐出側通路孔３４の先端は、第６図と第７図の如
く、第１０図（ｂ）に示すものと中心孔径が異なるほか
同じ構成のガスケットＥ′の通孔１８′に通じ、その先
は第６図と第７図のようにリーフバルブＤ′の吐出弁１
９’により常態において閉じられるようになっている。

リーフバルブＤ′は第１０図（ａ）に示すものと同じ構
成すなわち共用部品である。

一方、カバー〇の右端面には、前記座ぐり穴３１と半径
方向および円周方向で同位置に座ぐり穴３１′が形成さ
れるとともに、多座ぐり穴３１′には前記ストッパ２０
と同構成のストッパ２０″が嵌め込まれ、ピン２１′に
よりカバーＣに位置決め保持されている。そして、多座
ぐり穴３１′穴底には吐出孔２３が形成され、それら吐
出孔２３は第６図のように集合孔２４により環状に接続
されるとともに、任意の吐出孔２３には第６図と第７図
のようにカバー軸線方向に伸びる吐出通路２５が接続さ
れ、該吐出通路２５の先端はカバー〇に挿着した吐出ポ
ート部材２６に通じ、図示しない噴射系等に高圧吐出油
を供給するようになっている。

前記吐出通路２５の途中には第７図のようにリリーフ弁
２７が設けられている。このリリーフ弁２７はスプリン
グ２７ａにより開弁圧が調整される針弁２７ｂを有し、
開弁位置には前記環状室１３に通じる戻し孔２６０が穿
設されている。

なお、キャップ状ピストン３は必要に応じ、曲率先端部
を貫くように微細な通路孔３００を穿設してもよく、こ
れにより加圧室３０内の燃料油の一部がガイドリング９
２との接触面に導かれるため、潤滑性をより高めること
ができる。

なお１図示するものは本発明の一例であり、ガスケット
Ｅ、Ｅ’　をリーフバルブＤ、Ｄ’　を間に挟むように
両側に配してもよく、あるいは逆にガスケットＥ、Ｅ’
　を省略してもよい。

第１１図と第１２図は本発明の第２実施例を示している
。この第２実施例においては、吐出側については第１実
施例の第６図と同様、シリンダＡとカバー〇との間にガ
スケットＥ′を介してリーフバルブＤ′を介装し、舌片
状の吐出弁１９′により吐出側通路孔３４と吐出孔２３
とを連通・遮断させているが、吸入側はリーフバルブ方
式でなくピストン３の動きそのもので通路を開閉させる
ようにしている。

すなわち、この第２実施例ではシリンダＡとハウジング
ＢがガスケットＥを介して結合され、シリンダＡの加圧
室３０には一端がガスケットＥの通孔１８と通じるよう
に吸込み測道路孔３３が穿設されている。この吸込み測
道路孔３３の開孔は、第１１図の上側に示すようにピス
トンが上死点位置に達した状態ではピストン周面により
閉じられ、同図下側のピストン下死点位置ではピストン
周面から外れて開かれる関係に設けられている。したが
って、ピストンが移動して吸込み測道路孔３３を塞いだ
位置から上死点位置までが有効ストロークとなる。

〔実施例の作用〕

使用に当っては、吸入ポート部材１７を低粘度燃料油の
タンク類と接続し、吐出ポート部材２５を噴射系と接続
する。低粘度燃料油はフィルタ１７０を通り、吸入通路
１６から放射状通路１６０を介して環状室上３に流入し
、さらに環状室１３からそれぞれ放射状通路１６０を通
って各吸入通路１６に流れる。このときには、第１実施
例ではリーフバルブＤの吸入弁１９がスプリング力で閉
弁しており、第２実施例ではピストン３で吸込み測道路
孔３３が閉じられているため、低粘度燃料油は加圧室３
０には流入しない。

エンジンを開動すれば、開動ブーＩＪ　Ｑを介してポン
プシャフトＦに動力が伝達され、ポンプシャフトＦはハ
ウジングＢとカバー〇に設けたラジアル軸受１１．１２
に支持されながら回転する。環状室１３はオイルシール
１４，１５により常時両側が閉じられているため、低粘
度燃料油はラジアル軸受１１．１２には流入せず、従っ
て低粘度燃料油の洗浄作用でグリースが稀釈されること
がなく、良好な潤滑状態を保つことができる。

ポンプシャフトＦの回転によりシリンダＡ内に放射状に
配置されている複数本のキャップ状ピストン３が往復動
する。すなわち、各キャップ状ピストン３はスプリング
５により常に偏心カム部９ｂに押し付けられており、従
って偏心カム部９ｂが上死点から下死点方向に回転する
とキャップ状ピストン３は上死点から下死点側に移動し
、これにより加圧室３ｏは負圧となる。

この負圧により吸入通路１６との差圧が生じ、第１実施
例では、この差圧に応じてリーフバルブＤの吸入弁１９
が開弁される。第２実施例ではピストンが下降すること
により上端が吸込み測道路孔３３から覗くため、吸入通
路１６と通じあう。

前記動作により第工実施例では低粘度燃料油は吸入弁１
９の側部から座ぐり穴３１に入り、通油溝２００を介し
て吸入側通路孔３３から加圧室３゜に流入し、第２実施
例では吸込み測道路孔３３から直接加圧室３０に流入す
る。なお、吐出弁１９′はそれ自身のばね力と加圧室３
ｏの負圧により閉弁されている。

加圧室３０に入った低粘度燃料油は、偏心カム部すが１
８０度回転する間で吸入行程、１８０〜３６０度間で圧
縮行程となるため高圧化される。

この圧縮行程すなわちピストンの上昇行程において、第
１実施例では吸入弁１９は加圧室圧力により閉弁し、吐
出弁１９′は開弁される。また、第２実施例では、ピス
トン３が上昇することにより吸込み測道路孔３３と加圧
室３０との連通が覆滅。

遮断され、この位置から上死点位置までが有効ストロー
クになる。

いずれにしても、高圧化した低粘度燃料油は吐出側通路
孔３４から吐出弁１９′の側部を経て座ぐり穴３１″に
入り１通油溝２００を介して吐出孔２３に吐出され、環
状の集合孔２３から吐出通路２５を通って吐出ポート部
材２６に送出される。

従って、高圧低粘度燃料油をエンジン筒内等に良好に微
粒化した状態で噴射することができる。低粘度燃料油が
異常高圧になった時には、その吐出圧でリリーフ弁２７
が開弁し、高圧は戻し孔２６０により環状室１３に戻さ
れる。

前記キャップ状ピストン３は低粘度燃料油を圧縮するた
め高圧となり、その反力によりガイドリング９２に点接
触する。この接触圧は非常に高いためピストン曲率状先
端部とガイドリング９２との間には相対的な滑りは発生
しに＜＜、従って摩耗を起こりにくくすることができる
。

キャップ状ピストン３とポンプシャフトＦとの相対回転
はカム本体９０とメタルブシュ９１との線接触で行われ
、カム本体９ｏとメタルブシュ９１は適度な長さを設定
できるため、全体の面圧を下げることができる。ポンプ
シャフトＦが高速回転するとカム本体９０とメタルブシ
ュ９１間の摺動面で高熱が発生するが、メタルブシュ９
１は環状室１３内の低粘度燃料油にどぶ漬けされされて
おり、しかも吸入ポート部材１７からの低粘度燃料油は
環状室１３を経由し、各放射状通路１６０を介してそれ
ぞれの吸入通路１６に吸い込まれる。

すなわち、環状室１３は吸入通路の一部として機能し、
常に低粘度燃料油の流れがある。このため、カム本体９
０とメタルブシュ９１１Ｊ、ガイドリング９２およびポ
ンプシャフトＦの良好な冷却と潤滑を行うことができる
。

なお、第工実施例によれば、吸入機構は複雑となるが、
ピストン３が摩耗しても吸入側通路孔３３はリーフバル
ブＤを介して常に加圧室３０に円滑に吸い込まれるため
、有効ストロークが変化しないメリットがある。第２実
施例によれば、有効ストロークは第工実施例よりも少な
くなるが、吸込み側のリーフバルブ、ストッパ２０、座
ぐり穴３１およびピン２１をすべて省略できるため、機
構を大幅に簡略化することができる。

図示するものでは、ホンプがシリンダＡとハウジングＢ
とカバー〇の３体からなっているため、組立てが容易で
あり、偏心カム部９ｂとしてカム本体９０を別体とした
場合には、肉厚の異なるカム本体９０、メタルブシュ９
１、ガイドリング９２のアッセンブリを数組準備し、適
宜交換することによりポンプシャフトＦを変えることな
く、ビストンストロークすなわち吐出量を変更すること
ができる。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明によれば、複数本のピストンを配し
たシリンダの前後に、吸入ポートを有するハウジングと
吐出ポートを有するカバーをそれぞれ一体に連結し、偏
心カムを有するポンプシャフトを前記カバーとハウジン
グ内の軸受により支承させ、前記偏心カムの外周とシリ
ンダ内壁間および偏心カムより後方のポンプシャフト外
周とハウジング内壁間に、吸入ポートを経由した低粘性
燃料油を溜める環状室を一連に形成すると共に、その環
状室の軸線方向にオイルシールを設けて、低粘性燃料油
と軸受用グリースの混合を遮断し、かつ、ハウジングに
は、環状室を流路の一部として低粘性燃料油を各ピスト
ンの吸入孔に吸い込ませるための放射状通路を穿設して
いる。このため。

ガソリンやメタノールなどで代表される低粘度の燃料油
を、軸受部分の潤滑性を損なわず、また、ピストン摺動
部にかじりや焼付きを起こさせることなく、７０　ｋｇ
ｆ／ｃＪ以上の高圧にボンピングして安定的に圧送でき
るというすぐれた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるラジアルポンプの第１実施例を示
す縦断側面図、第２図は同じくその分解斜視図、第２ａ
図は偏心カム部の部分切欠分解斜視図、第３図は第１図
ｍ−ｍ線に沿う断面図、第４図はシリンダの部分切欠正
面図、第５図はハウジングの部分切欠背面図、第６図は
カバーの部分切欠正面図、第７図は第６図■−■線に沿
う断面図、第８図は吸入通路部分の拡大断面図、第９図
は第８図ＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図、第１０図（ａ）は
リリーフバルブの正面図、第１０図（ｂ）はガスケット
の正面図、第１１図は本発明の第２実施例を示す縦断側
面図、第１２図はその一部拡大図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定シリンダとこれに放射状に配された複数本の
   ピストンを有し、これらピストンがポンプシャフトの偏
   心カムの回転で往復動される形式のポンプにおいて、 吸入ポートを有するハウジングと吐出ポートを有するカ
   バーを、複数本のピストンを配したシリンダの前後にそ
   れぞれ一体に連結するとともに、 偏心カムを有するポンプシャフトを前記カバーとハウジ
   ング内の軸受により支承させ、 前記偏心カムの外周とシリンダ内壁間および偏心カムよ
   り後方のポンプシャフト外周とハウジング内壁間に、吸
   入ポートを経由した低粘性燃料油を溜める環状室を一連
   に形成すると共に、環状室の軸線方向には低粘性燃料油
   と軸受用グリースの混合を遮断するオイルシールを設け
   、かつ、ハウジングには、環状室を流路の一部として低
   粘性燃料油を各ピストンの吸入孔に吸い込ませるための
   放射状通路を穿設したことを特徴とする低粘性燃料油用
   ラジアルピストンポンプ。
2. （２）シリンダにはピストンの運動で加圧される加圧室
   が設けられるとともに、加圧室には吸込み側と吐出側の
   各通路孔が延び、それら吸込み側と吐出側の通路孔がそ
   れぞれリーフバルブを介して吸入通路と吐出通路に接続
   されている特許請求の範囲第１項記載の低粘性燃料油用
   ラジアルピストンポンプ。
3. （３）シリンダにはピストンの運動で加圧される加圧室
   が設けられるとともに、加圧室には吸込み側と吐出側の
   各通路孔が延び、吐出側の通路孔はリーフバルブを介し
   て吐出通路に接続され、吸入側の通路はピストンの周面
   で吸入通路と接続・遮断されるようになつている特許請
   求の範囲第１項記載の低粘性燃料油用ラジアルピストン
   ポンプ。