JPH10153166A - アキシャルプランジャポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プランジャ６の数が３個以上であっても
ベローズ１１の使用個数を１個とし、低コストで確実な
燃料シールを実現することができるアキシャルプランジ
ャポンプを提供すること。 【解決手段】 燃料シール用のベローズ１１を単一部材
とすること、およびこの単一のベローズ１１によってプ
ランジャ６のすべてを駆動軸４側に対してシール可能と
することに着目したもので、ベローズ１１は、これを単
一部材として設けるとともに、このベローズ１１の一端
を斜板５側に取り付け、かつこのベローズ１１によりプ
ランジャ６のすべてを駆動軸４側に対してシール可能と
したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はアキシャルプランジ
ャポンプにかかるもので、とくに筒内直接噴射式燃料噴
射装置その他の燃料噴射装置に高圧ポンプとして装備さ
れるアキシャルプランジャポンプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のアキシャルプランジャポンプにお
いては、駆動軸の回転を斜板を介してプランジャに伝
え、プランジャを軸方向に往復動させることによってポ
ンプ作用を行うものであるが、プランジャが往復動する
燃料側と駆動軸が回転する潤滑用オイル側との分離のた
めにベローズを採用している。ベローズを用いて燃料の
シールを行うポンプとしては、特開昭６０−２５６５７
０号などがある。

【０００３】こうしたベローズシール式のアキシャルプ
ランジャポンプにおいて、各プランジャをそれぞれ被覆
するように、たとえば金属製のベローズを一個ずつ使用
しており、一般に複数個の（たとえば３個以上の）プラ
ンジャを採用しているアキシャルプランジャポンプでは
当然のことながら金属ベローズも３個以上となり、この
使用個数が多いほどコストアップとなるという問題があ
る。

【０００４】この問題に対処するためにプランジャの数
を１個あるいは２個に減らせば、ポンプ全体としての圧
力変動が大きく性能要求値を満足することができないと
いう問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
諸問題にかんがみなされたもので、プランジャ数が３個
以上であってもベローズの使用個数を１個としたアキシ
ャルプランジャポンプを提供することを課題とする。

【０００６】また本発明は、低コストで確実な燃料シー
ルを実現することができるアキシャルプランジャポンプ
を提供することを課題とする。

【０００７】また本発明は、駆動軸の回転にともなう、
ベローズの固定部のラジアル方向におけるぶれを防止可
能なアキシャルプランジャポンプを提供することを課題
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、燃料
シール用のベローズを単一部材とすること、およびこの
単一のベローズによってプランジャのすべてを駆動軸側
に対してシール可能とすることに着目したもので、駆動
軸と、この駆動軸に所定の傾斜角をもって取り付けた斜
板と、上記駆動軸によるこの斜板の回転により軸方向に
往復動してポンプ作用を行う複数のプランジャと、これ
らのプランジャ側を上記駆動軸側に対してシールする燃
料シール用のベローズと、を有するアキシャルプランジ
ャポンプであって、上記ベローズは、これを単一部材と
して設けるとともに、このベローズの一端を上記斜板側
に取り付け、かつこのベローズにより上記プランジャの
すべてを上記駆動軸側に対してシール可能としたことを
特徴とするアキシャルプランジャポンプである。

【０００９】上記斜板に対向する斜板プレートを設ける
とともに、この斜板プレートに上記ベローズの上記一端
を固定し、この斜板プレートおよび上記斜板の互いの嵌
合部を球面受け構造とすることができる。

【００１０】上記斜板側に取り付けた上記ベローズの一
端とは反対側の他端は、これを上記駆動軸側に配置して
取り付けることもできるし、あるいは上記プランジャ側
にこれを配置して取り付けることもできる。いずれにし
ても、当該単一のベローズにより、プランジャのすべて
を駆動軸側に対してシール可能とすれば足りる。

【００１１】なお、当該アキシャルプランジャポンプに
燃料を供給する低圧ポンプの低圧プレッシャレギュレー
タを一体に組み込むことにより、ベローズにかかる燃料
圧力をタンク圧とし、ベローズの耐久性を向上させるこ
とができる。

【００１２】本発明によるアキシャルプランジャポンプ
においては、複数のプランジャに対して単一のベローズ
により燃料シールを行うこととしたので、プランジャと
同じ複数のベローズを採用することなく、コストを低減
することができる。

【００１３】駆動軸の回転にともなってプランジャが往
復運動をおこなっても、従来のようにプランジャそれぞ
れにベローズが覆われているわけではないので、ベロー
ズの内部における容積は一定であり、プランジャの往復
運動にともなったポンプ作用をせず、従来のようにそれ
ぞれのプランジャをそれぞれのベローズで被覆する場合
に比較して、駆動トルクを低減させることができる。

【００１４】さらに、プランジャが何本となっても、ベ
ローズは一個でよいため、ポンプ全体の組立て性を向上
させることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】つぎに本発明の第１の実施の形態
によるアキシャルプランジャポンプ１を図１および図２
にもとづき説明する。図１は、アキシャルプランジャポ
ンプ１の断面図であって、アキシャルプランジャポンプ
１は、カバー２と、フランジ３と、駆動軸４と、斜板５
と、複数本のプランジャ６（図１ではその２本のみを描
いてある）と、それぞれのプランジャ６のプランジャバ
レル７と、吸入弁８および吐出弁９を形成したリーフバ
ルブ１０と、単一のベローズ１１と、を有する。

【００１６】カバー２には、燃料タンク（図示せず）か
らの燃料を吸入するための吸入口１２、およびコモンレ
ール（蓄圧器）を介して燃料噴射弁（ともに図示せず）
に燃料を圧送するための吐出口１３を形成してある。

【００１７】フランジ３は、ベアリング１４を介して駆
動軸４を回転可能に支持するとともに、カバー２との間
に燃料室１５を形成する。

【００１８】駆動軸４は、エンジン（図示せず）により
これを回転駆動するものとし、その軸方向に直角な方向
に所定の傾斜角を有する斜板５を固定してある。

【００１９】斜板５は、駆動軸４の端部に所定の傾斜角
度をもって、かつ一体回転可能にこれを設けてあるもの
で、この斜板５部分にベローズ１１の一端を取り付けて
ある。すなわち、斜板５と、フランジ３および斜板プレ
ート１６（斜板側ベローズ取付け金具）との間にコロ軸
受け１７（ニードルベアリング）を介在させてあるとと
もに、この斜板プレート１６の周縁部にベローズ１１の
一端を溶接により固定してある。なお、ベローズ１１の
他端は、取付け金具１８にこれを溶接し、取付け金具１
８をフランジ３の環状の取付け穴部１９に圧入する。か
くして、ベローズ１１は、斜板プレート１６と取付け金
具１８とを両端として、フランジ３、駆動軸４、斜板５
および斜板プレート１６との間にオイル室２０を形成し
ている。

【００２０】なお、本発明におけるアキシャルプランジ
ャポンプ１においては、オイル室２０中の潤滑オイルは
そのタンク（図示せず）との間に循環していてもよい
し、貯留タイプであってもよい。

【００２１】斜板プレート１６は、その駆動軸４側（斜
板５側）の中央部におけるオイル室２０側に嵌合凹部２
１を有し、この嵌合凹部２１が斜板５の嵌合突出部２２
と嵌合している。

【００２２】また斜板プレート１６には、その燃料室１
５側の表面にスチールプレートによる摺動板２３を取り
付けてあり、摺動板２３において、複数本のプランジャ
６がその傾斜面に等円周角度間隔をもって当接してい
る。したがって、駆動軸４の回転駆動によりそれぞれの
プランジャ６を軸方向に順次往復動させ、吸入口１２か
ら吸入弁８を介して加圧室２４に燃料（たとえばガソリ
ン）を吸入するとともに、吐出弁９を介して吐出口１３
に吐出する。

【００２３】なお、リーフバルブ１０は、一対のプレー
ト（内側プレート２５および外側プレート２６）にこれ
を挟んで、取付けボルト２７によりカバー２の吸入口１
２および吐出口１３側に固定してある。

【００２４】こうした構成のアキシャルプランジャポン
プ１において、上述のように駆動軸４および斜板５の回
転駆動にともなってプランジャ６がポンプ作用を行う
が、この際、斜板プレート１６が、嵌合凹部２１および
嵌合突出部２２の部分を中心として図２に示すように揺
動運動を行う。図２は、ベローズ１１および斜板プレー
ト１６部分の要部断面図であって、図中実線の斜板プレ
ート１６はベローズ１１の中立状態でその伸縮力が発生
していない状態を示し、点線は斜板５が回転したときの
斜板プレート１６の揺動状態を示している。すなわち、
駆動軸４および斜板５の回転駆動にともない、斜板５の
嵌合突出部２２に嵌合凹部２１の部分で嵌合している斜
板プレート１６は、この嵌合部分を中心として揺動運動
を行い、摺動板２３を介してプランジャ６を軸線方向に
往復動させる。

【００２５】したがって、駆動軸４の回転を斜板５、斜
板プレート１６および摺動板２３を介してプランジャ６
に伝達することができるとともに、ベローズ１１によっ
てプランジャ６のすべてをオイル室２０に対して燃料室
１５側に位置させ、燃料室１５とオイル室２０とが確実
に分離されて燃料室１５内に燃料をシールすることがで
きる。

【００２６】しかも、駆動軸４および斜板５とベローズ
１１の斜板プレート１６との間は、コロ軸受け１７によ
ってころがり作用で相対運動をするため、ベローズ１１
にねじりが加わらず、その耐久性を向上させることがで
きる。またプランジャ６と摺動板２３との間は理論上点
接触であり、この接触点が摺動板２３上で円形状の軌跡
を描くだけであるので、両部材の間に滑り作用がなく、
さらに耐久性が向上する。なおベローズ１１および斜板
プレート１６は、斜板５の回転によっても回転すること
はなく、摺動板２３も回転しない。

【００２７】ただし、駆動軸４の軸線４Ｃと、斜板プレ
ート１６の嵌合凹部２１における軸線４Ｃとの交点１６
Ｃは、斜板５の回転にともなって事実上移動することが
ないが、プランジャ６と摺動板２３との間の接触による
ラジアル方向の分力がわずかにあって無視可能ではある
が、嵌合凹部２１と嵌合突出部２２との間のわずかのす
き間があれば、斜板プレート１６がわずかにぶれること
がある。このぶれ、ないしずれは、以下に説明する他の
実施の形態により解消可能である。

【００２８】本発明においては、斜板プレート１６およ
び取付け金具１８の取付け方法や取付け部位については
任意である。すなわち、図３は、本発明の第２の実施の
形態によるアキシャルプランジャポンプ３０の断面図で
あって、以下、図１および図２と同様の部分には同一の
符号を付し、その詳述はこれを省略して説明する。アキ
シャルプランジャポンプ３０においては、斜板５に相当
する斜板３１の先端中央部に弧状の嵌合凹部３１Ａを形
成するとともに、斜板プレート１６に相当する斜板プレ
ート３２の内側中央部に弧状の嵌合突出部３２Ａを形成
し、嵌合凹部３１Ａおよび嵌合突出部３２Ａを互いの球
面部で嵌合させてある。

【００２９】この斜板３１と斜板プレート３２との嵌合
部は、上述のように球面受け構造となっているが、互い
の凹凸形態は反対であってもよい。なお、斜板プレート
３２の燃料室１５側に環状の摺動板２３を取り付けてあ
る。

【００３０】ベローズ１１の一端は、この斜板プレート
３２にこれを溶接し、その他端はこれを取付け金具１８
に溶接し、取付け金具１８を取付け穴部１９に圧入固定
してある。

【００３１】プランジャ６に相当するプランジャ３３
は、プランジャ部３４と当接ボール３５とからこれを構
成し、当接ボール３５が摺動板２３に当接している。

【００３２】なお、プランジャバレル７の代わりに、単
一のシリンダーブロック３６を採用し、このシリンダー
ブロック３６に等角度間隔でプランジャ３３（図３）を
配置するとともに、リリーフ弁３７を設けてある。

【００３３】こうした構成のアキシャルプランジャポン
プ３０において、駆動軸４側に設けた単一のベローズ１
１によりすべてのプランジャ３３をオイル室２０に対し
て燃料室１５側に位置させ、燃料を燃料室１５内にシー
ルし、駆動軸４側に漏洩することを防止可能である。

【００３４】また、ベローズ１１の斜板プレート３２
は、嵌合突出部３２Ａの表面側（燃料室側）中心部３２
Ｂに対してその外縁部は軸線４Ｃから偏心しているため
嵌合部自体は振れ回るが、嵌合突出部３２Ａおよび嵌合
凹部３１Ａは互いに球面受け構造として嵌合しているの
で、すなわち両者の嵌合部を弧状とすることによって斜
板プレート３２が駆動軸４のラジアル方向にはずれない
ようになっている。

【００３５】つぎに図４は、本発明の第３の実施の形態
によるアキシャルプランジャポンプ４０の断面図であっ
て、このアキシャルプランジャポンプ４０においては、
ベローズ１１の斜板プレート３２側の構造は、図３のア
キシャルプランジャポンプ３０の場合と同様であるが、
ベローズ１１の取付け金具１８に相当する取付け金具４
１をカバー２と内側プレート２５との間に挟むととも
に、取付けボルト２７により固定してある。

【００３６】こうした構成のアキシャルプランジャポン
プ４０においても、斜板３１および斜板プレート３２の
嵌合部分は斜板プレート３２のラジアル方向のぶれを防
止することができる。さらに、ベローズ１１内に燃料室
１５を形成するとともに、ベローズ１１の外部とカバー
２およびフランジ３との間にオイル室２０を形成してい
るので、ベローズ１１の内側に燃料室１５を位置させ、
燃料シールを行うことができる。

【００３７】つぎに図５は、本発明の第４の実施の形態
によるアキシャルプランジャポンプ５０の断面図であっ
て、このアキシャルプランジャポンプ５０においては、
斜板プレート３２に相当する斜板プレート５１を圧入ピ
ン５２を介して駆動軸４の斜板３１に嵌合している。す
なわち、斜板３１の圧入穴５３に圧入した圧入ピン５２
は、その端部に嵌合球面部５２Ａを有し、斜板プレート
５１はその中心部に嵌合凹部５１Ａを有し、嵌合凹部５
１Ａに嵌合球面部５２Ａを嵌合してある。

【００３８】なお、ベローズ１１の取付け金具１８には
円筒状のプレート５４を溶接し、取付け穴部１９への取
付け金具１８の圧入作業性を良好にするとともに、圧入
確実性を高めている。なおプレート５４の取付け金具１
８と反対側の端部は、フランジ３の接触部をかしめてこ
れを固定してある。

【００３９】さらにアキシャルプランジャポンプ５０の
カバー２に、低圧プレッシャレギュレータ５５を一体に
組み込んである。すなわち、吸入口１２から吸入弁８へ
の吸入通路５６および低圧プレッシャレギュレータ５５
へのレギュレータ通路５７を分岐して、レギュレータハ
ウジング５８内の制御室５９に連通する。

【００４０】制御室５９は、ダイヤフラム６０によりこ
れをスプリング室６１とは分画し、スプリング室６１に
スプリング６２を設けるとともに、制御室５９側に制御
用ボール弁６３を設ける。前記低圧ポンプ（図示せず）
による燃料供給により制御室５９内が所定開弁圧より高
圧になると、制御用ボール弁６３が開弁して低圧側通路
６４を介して前記燃料タンク（図示せず）に連通し、低
圧ポンプによるアキシャルプランジャポンプ５０への燃
料供給圧を一定化する。

【００４１】こうした構成のアキシャルプランジャポン
プ５０においても、斜板プレート５１は圧入ピン５２を
介して斜板３１に球面受け構造をもって嵌合しており、
既述のアキシャルプランジャポンプ３０（図３）および
４０（図４）と同様に、斜板プレート５１が駆動軸４の
ラジアル方向にずれることがない。しかも、この球面受
け構造を実現するための圧入ピン５２を、斜板３１およ
び斜板プレート５１とは別個に加工することができるた
め、加工性ないし生産性がよい。

【００４２】さらに低圧プレッシャレギュレータ５５を
アキシャルプランジャポンプ５０に一体化しているの
で、ベローズ１１に外側からかかる燃料圧力をタンク圧
力に維持することができるためベローズ１１の耐久性を
向上させることができる。

【００４３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、複数のプ
ランジャに対して単一のベローズを用いて燃料室とオイ
ル室との分離を行うようにしたので、コストダウンを図
ることが可能となるとともに、ベローズを取り付ける斜
板プレートも斜板に合わせて揺動し、プランジャのポン
プ作用を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態によるアキシャルプ
ランジャポンプ１の断面図である。

【図２】同、ベローズ１１および斜板プレート１６部分
の要部断面図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態によるアキシャルプ
ランジャポンプ３０の断面図である。

【図４】本発明の第３の実施の形態によるアキシャルプ
ランジャポンプ４０の断面図である。

【図５】本発明の第４の実施の形態によるアキシャルプ
ランジャポンプ５０の断面図である。

【符号の説明】

１ アキシャルプランジャポンプ（第１の実施の形態、
図１） ２ カバー ３ フランジ ４ 駆動軸 ４Ｃ 駆動軸４の軸線 ５ 斜板 ６ プランジャ ７ プランジャバレル ８ 吸入弁 ９ 吐出弁 １０ リーフバルブ １１ ベローズ １２ 吸入口 １３ 吐出口 １４ ベアリング １５ 燃料室 １６ 斜板プレート（斜板側ベローズ取付け金具） １６Ｃ 斜板プレート１６の嵌合凹部２１における軸線
４Ｃとの交点 １７ コロ軸受け（ニードルベアリング） １８ 取付け金具 １９ フランジ３の環状の取付け穴部 ２０ オイル室 ２１ 斜板プレート１６の嵌合凹部 ２２ 斜板５の嵌合突出部 ２３ 摺動板（スチールプレート） ２４ 加圧室 ２５ 内側プレート ２６ 外側プレート ２７ 取付けボルト ３０ アキシャルプランジャポンプ（第２の実施の形
態、図３） ３１ 斜板 ３１Ａ 斜板３１の嵌合凹部 ３２ 斜板プレート ３２Ａ 斜板プレート３２の嵌合突出部 ３２Ｂ 嵌合突出部３２Ａの表面側（燃料室側）中心部 ３３ プランジャ ３４ プランジャ部 ３５ 当接ボール ３６ シリンダーブロック ３７ リリーフ弁 ４０ アキシャルプランジャポンプ（第３の実施の形
態、図４） ４１ 取付け金具 ５０ アキシャルプランジャポンプ（第４の実施の形
態、図５） ５１ 斜板プレート ５１Ａ 斜板プレート５１の嵌合凹部 ５２ 圧入ピン ５２Ａ 圧入ピン５２の嵌合球面部 ５３ 圧入穴 ５４ プレート ５５ 低圧プレッシャレギュレータ ５６ 吸入通路 ５７ レギュレータ通路 ５８ レギュレータハウジング ５９ 制御室 ６０ ダイヤフラム ６１ スプリング室 ６２ スプリング ６３ 制御用ボール弁 ６４ 低圧側通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 峯岸 昭直 埼玉県東松山市箭弓町３丁目13番26号 株 式会社ゼクセル東松山工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動軸と、 この駆動軸に所定の傾斜角をもって取り付けた斜板と、 前記駆動軸によるこの斜板の回転により軸方向に往復動
   してポンプ作用を行う複数のプランジャと、 これらのプランジャ側を前記駆動軸側に対してシールす
   る燃料シール用のベローズと、を有するアキシャルプラ
   ンジャポンプであって、 前記ベローズは、これを単一部材として設けるととも
   に、 このベローズの一端を前記斜板側に取り付け、かつこの
   ベローズにより前記プランジャのすべてを前記駆動軸側
   に対してシール可能としたことを特徴とするアキシャル
   プランジャポンプ。
2. 【請求項２】 前記斜板に対向する斜板プレートを設
   けるとともに、 この斜板プレートに前記ベローズの前記一端を固定し、 この斜板プレートおよび前記斜板の互いの嵌合部を球面
   受け構造としたことを特徴とする請求項１記載のアキシ
   ャルプランジャポンプ。