JPH10318068A - 燃料供給ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な構成で燃料漏れを確実に防止するとと
もにコストを低減できる燃料供給ポンプを提供する。 【解決手段】 本発明による燃料供給ポンプ３は、プッ
シュロッド２４とバレル３３との間を弾性シール部材３
０によりシールして燃料漏れを防止する。この場合、脈
動低減空間２６の燃料は、燃料供給路１９に導入される
一方、脈動低減空間２６と弾性シール部材３０との間
は、燃料供給路１９よりも更に低圧の燃料タンク４０に
連通された第２低圧通路３２が形成されている。従っ
て、弾性シール部材３０に作用する燃料圧力は極めて小
さくなり、弾性シール部材からの燃料漏れを確実に防止
することができる。従って、プッシュロッドの周囲をベ
ローズで覆うことなく、弾性シール部材を装着するとい
う簡易な構成で、燃料漏れを確実に防止するとともに、
コストを低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、単気筒ポンプ、ピ
ストンシリンダ等の燃料供給ポンプに関し、特に、筒内
直接噴射式燃料噴射装置等に装備される燃料供給ポンプ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、特開平７ー７７１６０号公報に
開示されているように、燃料供給ポンプとしてのプラン
ジャポンプには、バレル（シリンダ）にプランジャが摺
動して燃料を加圧する燃料圧縮室が形成されており、プ
ランジャは、カムの回転により往復動するようになって
いる。そして、この公報に開示されているバレルには、
所定の容積を有する副室を形成し、プランジャに形成さ
れた吸入ポートが、所定の位置で副室に連通させてサー
ジ圧を低減する構成が開示されている。

【０００３】一方、出願人は先の出願（特願平８ー３１
１２６１号）において、プッシュロッドを移動させるカ
ムが設けられたカム室のオイルと、プッシュロッドとバ
レルとの間の燃料とをシールするため、プッシュロッド
の下端部の周囲をベローズで囲む構成を提案している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した公報
に開示の技術では、プランジャとバレルとの間隙から燃
料が漏れるおそれがあり、カム室のオイルに燃料が混入
するという不都合がある。

【０００５】また、上述したように、プッシュロッドに
おける燃料のシールをベローズで覆っておこなう構成で
あると、構成が複雑になるとともに、ベローズはその伸
縮による破損を防止するために高価な材料を用いる必要
があり、コスト高になるという問題点がある。

【０００６】そこで、本発明の目的は、簡易な構成で燃
料漏れを確実に防止するとともにコストを低減できる燃
料供給ポンプを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、バレル内をプランジャが
摺動して、燃料を加圧する燃料圧縮室と、プランジャと
プランジャを摺動させるプッシュロッドとバレルとで画
成される脈動低減空間と、を備え、脈動低減空間は第１
低圧部に第１低圧通路を介して連通された燃料供給ポン
プにおいて、前記プッシュロッドとバレルとの間をシー
ルする弾性シール部材を配置し、この弾性シール部材と
前記脈動低減空間との間に、前記第１低圧部よりも低圧
の第２低圧部に連通する第２低圧通路を形成したもので
ある。

【０００８】この請求項１に記載の発明によれば、プッ
シュロッドとバレルとの間を弾性シール部材によりシー
ルしてプッシュロッドとバレルとの間からの燃料漏れを
防止する。この場合、脈動低減空間に案内された燃料
は、低圧部に導入される一方、脈動低減空間と弾性シー
ル部材との間は、低圧部よりも更に低圧の第２低圧通路
に連通されており、脈動低減空間から弾性シール部材に
向かう燃料は第２低圧部に流れるので、弾性シール部材
に作用する燃料圧力は極めて小さくなり、弾性シール部
材からの燃料漏れを確実に防止することができる。従っ
て、従来なされていたように、プッシュロッドの周囲を
ベローズで覆うことなく、弾性シール部材を装着すると
いう簡易な構成で、燃料漏れを確実に防止する。更に、
ベローズ等を使用する必要がないのでコストの低減を図
ることができる。

【０００９】請求項２に記載の発明は、バレル内をプラ
ンジャが摺動して、燃料を加圧する燃料圧縮室と、プラ
ンジャとプランジャを摺動させるプッシュロッドとバレ
ルとで画成される脈動低減空間と、を備え、脈動低減空
間は第１低圧部に第１低圧通路を介して連通された燃料
供給ポンプにおいて、前記プッシュロッドと前記バレル
との摺動部側を含む燃料空間を区画してシールするダイ
ヤフラムを配置し、この燃料空間を前記第１低圧部より
も低圧の第２低圧部に連通させる第２低圧通路を形成し
たものである。

【００１０】この請求項２に記載の発明は、プッシュロ
ッドとバレルとの摺動部側の燃料空間をダイヤフラムで
シールして区画し（以下、この空間を「ダイヤフラム
室」という）、摺動部から漏れた燃料をダイヤフラム室
で受けている。このダイヤフラム室は、第２低圧通路を
介して第１低圧部よりも更に低圧の第２低圧部に連通し
ているので、ダイヤフラム室内に流入された燃料は積極
的に第２低圧部に流出する。従って、ダイヤフラム室に
多量の燃料が溜まることが少なく、ダイヤフラムが破損
した場合であっても、そこから燃料が漏れることを防止
する。

【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載の発明において、前記第２低圧部は燃料タンクで
あり、第２低圧通路は燃料タンクに連通されていること
を特徴とするものである。

【００１２】この請求項３に記載の発明によれば、第２
低圧部を燃料タンクとしているので、第２低圧通路を略
大気開放状態に等しい低い圧力にすることができるとと
もに、脈動低減空間から漏れた燃料を燃料タンクに戻す
ので、漏れ出た燃料の無駄がない。尚、第２低圧部は、
第１低圧室よりも低圧であればよく、例えば、吸気マニ
ホールド等であってもよい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、添付図面を参照して、本
発明の実施の形態を説明するが、まず、図１乃至図５を
参照して、本発明の第１実施の形態を詳細に説明する。
尚、図１は本発明の第１実施の形態にかかる燃料供給ポ
ンプを正面側から切断した断面図であり、図２は図１に
示す燃料供給ポンプの一部を拡大して示す断面図であ
り、図３は第１実施の形態の構成を模式的に示した断面
図であり、図４は脈動低減空間における作用を説明する
図表であり、図５は脈動低減空間の作用を説明するグラ
フ図である。

【００１４】本実施の形態にかかる燃料供給ポンプ３
は、ガソリンエンジンの燃焼室にガソリンを直接噴射す
るもので、いわゆる直接噴射式ガソリンエンジンと言わ
れる燃料供給系に使用され、高圧のガソリンを圧送する
ものである。

【００１５】この燃料供給ポンプ３は、プランジャ５を
収納したポンプハウジング７と、このプランジャ５を駆
動するカム９を収納した下本体部１０とを備えている。
カム９は、図示しないエンジンによって駆動されるシャ
フト８に連結されており、エンジンの駆動によりカム９
が回転し、プランジャ５の下端に配置されたカム当接シ
ュー１１に周接してプランジャ５を上下に駆動する構成
になっている。

【００１６】ポンプハウジング７には、低圧の燃料が供
給される吸入ポート１３と、リーク燃料を燃料タンク４
０に戻すタンクポート１５及び、プランジャ５により加
圧された燃料を吐出する吐出ポート１７とが設けられて
いる。

【００１７】吸入ポート１３は、ポンプハウジング７に
形成された燃料供給路１９を介してポンプ室（燃料圧縮
室）２１に連通されており、吐出ポート１７は燃料吐出
通路２３を介してポンプ室２１に連通されて、弁の開閉
により、ポンプ室２１で圧縮した燃料を吐出ポート１７
から吐出している。

【００１８】ポンプハウジング７に形成された大径孔に
は、固装部材２９がねじ噛合されており、この固装部材
２９の内側にプランジャ５の摺動を案内するバレル３３
が固定されている。

【００１９】一方、プランジャ５と上述のカム当接シュ
ー１１との間には、プッシュロッド２４が介在されてお
り、このプッシュロッド２４を介してプランジャ５を押
圧してバレル３３内に摺動させている。本実施の形態で
は、このプッシュロッド２４は、プランジャ５と別体に
設けられているが、プランジャ５の下端に当接してプラ
ンジャ５と一体に往復動するものであり、実質的にプラ
ンジャ５と一体のものである。そして、プランジャ５
は、このバレル３３に沿って上下に摺動するようになっ
ている。プランジャ５には、スプリング３５の下端部が
当接されている。このスプリング３５は、プランジャ５
を常時下方に付勢するものであり、スプリング３５の上
端は固定部材３７の下面に支持されている。そして、固
定部材３７の下面とプランジャ５との間に燃料を加圧す
るポンプ室２１を形成している。

【００２０】バレル３３には、プランジャ５の下端側
（ポンプ室と反対の側）であってプランジャ５とプッシ
ュロッド２４とで画定される脈動低減空間２６が形成さ
れている。この脈動低減空間２６は、第１低圧通路２８
を介して燃料吸入ポート１３に連通されており、ポンプ
室２１の往復動作により発生する低圧側の脈動を低減す
るようになっている。即ち、脈動低減空間２６は、プラ
ンジャ５の下部に形成されており、プランジャ５が下降
動作すると、脈動低減空間２６内の燃料が第１低圧通路
２８を介して、燃料吸入通路１９に戻され、プランジャ
５が上昇すると燃料供給ポート１３側から第１低圧通路
２８を介して脈動低減空間２６に燃料を吸入するもので
ある。本実施の形態では、脈動低減空間２６とポンプ室
２１との容積比が例えば１：２となっており、図４に示
すように、燃料供給ポート１３における吸入量は、プラ
ンジャ５の下降時には、ポンプ室２１に吸入される燃料
の容積比２に対して脈動低減空間２６からの戻し量１と
なり、プランジャ５の上昇時には、燃料供給ポート１３
側から第１低圧通路２８を介して脈動低減空間２６にの
み燃料が供給されるので、燃料供給ポート１３への戻し
量が−１になる。従って、図５に示すように、燃料供給
ポート１３から吸入される燃料の容積比は、プランジャ
５の下降時及び上昇時において、それぞれの場合に全体
的には１になる。

【００２１】プッシュロッド２４の下側にはバレル３３
との間をシールする弾性シール部材３０が設けられてお
り、プッシュロッド２４とバレル３３との間をシールし
ている。この弾性シール部材３０は、Ｏーリング等の汎
用のシール部材であり、プッシュロッド２４とバレル３
３との間の間隙からカム室９ａに燃料が漏れるのを防止
するものである。

【００２２】バレル３３において、弾性シール部材３０
と脈動低減空間２６との間には、プッシュロッド２４の
周面に開口する第２低圧通路３２が形成されている。こ
の第２低圧通路３２は、タンクポート１５を介して燃料
タンク４０に連通されており、プッシュロッド２４とバ
レル３３との間隙に漏れ出た燃料圧を燃料タンク４０に
逃し、弾性シール部材３０に燃料圧がかからないように
している。従って、弾性シール部材３０には、燃料タン
ク４０の圧力である略大気圧程度の燃料圧がかかるのみ
であるから、シールを確実におこなうことができる。

【００２３】一方、燃料吐出通路２３は、ポンプハウジ
ング７の上部に設けられた高圧ダンパ３９を通るように
なっており、この高圧ダンパ３９が燃料吐出通路２３に
おける高圧の脈動を抑制している。高圧ダンパ３９はガ
スが封入されたガス封入室４１を備えており、このガス
封入室４１は、ケース４５とダイヤフラム４３とで画定
されている。そして、ガス封入室４１側にはダイヤフラ
ム４３の背面にストッパ４６を備えており、ガス封入室
４１側へのダイヤフラム４３の変形が過大になって破損
するのを防止している。尚、燃料吐出通路２３側への変
形はその通路が形成されているポンプ本体７により過大
の変形を防止している。

【００２４】次に、第１実施の形態の作用について説明
する。カム９が回転すると、カム当接シュー１１を介し
てプランジャ５が上下動し、これによって、燃料供給路
１９を通ってポンプ室２１に燃料が供給されるととも
に、ポンプ室２１内の燃料が加圧され、吐出通路２３へ
吐出される。

【００２５】プランジャ５が上昇すると燃料供給ポート
１３側から脈動低減空間２６に燃料を吸入する。プラン
ジャ５の下降時には、燃料供給通路１９からポンプ室２
１に燃料が供給されるが、脈動低減空間２６の燃料も燃
料供給通路１９を介してポンプ室２１に供給されるの
で、燃料供給ポート１３からの燃料供給量は、プランジ
ャ５の下降時及び上昇時において、それぞれ同じにな
り、吸入ポート１３から吸入される燃料の量が、図５に
示すように均等化ないし平準化されるので、吸入脈動を
低減する。

【００２６】一方、脈動低減空間２６にかかる低圧は、
プッシュロッド２４とバレル３３との周動面における隙
間を通ってカム室９ａ側に向かって、弾性シール部材３
０へ流れ、この弾性シール部材３０の手前で、第２低圧
通路３２に至る。この第２低圧通路３２では、大気圧状
態に略等しい圧力の燃料タンク４０に連通されており、
脈動低減空間２６から弾性シール部材３０に向かう燃料
は第２低圧通路３２に流れる。従って、弾性シール部材
３０には、第２低圧通路３２にかかる圧力と略等しい力
がかかるので、弾性シール部材３０に作用する燃料圧力
は極めて小さくなり、弾性シール部材３０からの燃料漏
れを確実に防止することができる。特に、弾性シール部
材３０がシールするカム室９ａ側は、ミスト状のオイル
で満たされており、燃料タンク４０と略等しい圧力であ
るため、弾性シール部材３０の前後における圧力差が小
さいので、燃料がカム室９ａ側に漏れ難い。

【００２７】即ち、第１実施の形態によれば、プッシュ
ロッド２４の周囲をベローズで覆うことなく、弾性シー
ル部材を装着するという簡易な構成で、燃料漏れを確実
に防止することができる。

【００２８】次に、図６及び図７を参照して、本発明の
第２及び第３実施の形態について説明するが、以下に示
す第２及び第３実施の形態において、上述した第１実施
の形態と同一部分には同一の符号を付することによっ
て、その部分の詳細な説明を省略する。

【００２９】図６に示す第２実施の形態では、第１実施
の形態と異なり、プッシュロッド２４とバレル３３との
摺動部５０に弾性シール部材を設けず、且つカム当接シ
ューの上部にダイヤフラム５１を配置して、プッシュロ
ッド２４とバレル３３との摺動部５０側を含むダイヤフ
ラム室５３を区画している。更に、ダイヤフラム空間５
３に、インテークマニホールド５５に連通する第２低圧
通路５７が連通されている。

【００３０】ダイヤフラム５１は、カム当接シュー１１
の上部と下本体部（駆動台）１０とに固定されており、
プッシュロッド２４とバレル３３側の空間をダイヤフラ
ム室５３として規定するものである。このダイヤフラム
室５３は、プッシュロッド２４とバレル３３との摺動部
５０から漏れ出る燃料を受けている。ダイヤフラム５１
は、保持座金６１によりカム当接シュー１１との間に圧
接挟持されており、この保持座金６１は一端部が下本体
部１０に固定された回り止めワイヤー６３の他端に固定
されて、ダイヤフラム５１のねじれが防止されている。
即ち、加工上カム当接シュー１１の中心と、カム９の中
心とにずれが生じやすく、このずれのために、ダイヤフ
ラム５１の周方向に回ろうとするため、ダイヤフラムの
ねじれの原因になり、かかるねじれによりダイヤフラム
５１が破損することがある。しかし、本実施の形態で
は、回り止めワイヤー６３により、ダイヤフラム５１の
ねじれが防止されているので、ダイヤフラム５１の破損
を防ぐ構成になっている。

【００３１】第２低圧通路５７は、下本体部１０に形成
されて、燃料供給ポート１３よりも圧力の低い燃料タン
ク４０又はインテークマニホールド５５等の第２低圧部
に連通されており、この第２実施の形態では、インテー
クマニホールド５５に連通されている。尚、図６及び下
記する図７において、符号６０は低圧ダンパ、６２は圧
力制御弁、である。

【００３２】この第２実施の形態では、摺動部５０から
漏れた燃料をダイヤフラム室５３で受けるが、ダイヤフ
ラム室５３は、第２低圧通路５７によりインテークマニ
ホールド５５に連通しているので、ダイヤフラム室５３
内に流入された燃料は積極的にインテークマニホールド
５５に流出する。従って、ダイヤフラム室５３に多量の
燃料が溜まることがなく、万一、ダイヤフラム５１が破
損した場合であっても、そこからオイルミストで満たさ
れているカム室９ａに燃料が漏れることを防止する。

【００３３】また、ダイヤフラム５１が破損した場合に
は、摺動部５０からダイヤフラム室５３に漏れる燃料
は、下記（１）式で示される量である。

【００３４】

【数１】

【００３５】この式（１）におけるΔＰは第１低圧室Ｐ
１と第２低圧室Ｐ２との差圧であるため、極めて小さく
なるので、式（１）で示されるダイヤフラム室に漏れる
燃料の量は極めて少ない。しかも、ダイヤフラム室５３
内に漏れ出た燃料は、積極的に第２低圧通路５７を通っ
て、インテークマニホールド５５に流出する構造になっ
ているので、カム室９ａ側に燃料が漏れることを確実に
防止できる。

【００３６】図７に示す第３実施の形態では、燃料供給
ポンプ３を直接エンジンヘッド６５に搭載したもので、
下本体部（駆動台）１０を持たない直接駆動の場合を示
しており、更に、第２低圧通路５７は、ポンプハウジン
グ７に形成している点が上述した第２実施の形態と異な
る構成である。

【００３７】この第３実施の形態では、上述した第２実
施の形態と同様な効果を得ることができるとともに、直
接駆動であるから、ポンプハウジング７と下本体部１０
との間のシール用のＯリングが不要になり、構成が簡易
である。

【００３８】本発明は上述した実施例に限定されず、本
発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例
えば、本発明にかかる燃料供給ポンプは、ガソリン燃料
の噴射ポンプに用いることに限らず、ディーゼル機関に
用いられる軽油用の燃料噴射ポンプ等に用いるものであ
っても同様な効果を得ることができる。

【００３９】また、上述した実施の形態では、プランジ
ャ５とプッシュロッド２４とは、別体の構成としたが、
これらを一体に構成し、プッシュロッド２４が実質的に
プランジャ５の一部を形成している構成であっても同様
な効果を得ることができる。

【００４０】上述した第１実施の形態では、第２低圧部
として燃料タンク４０を例に用いて説明したが、これに
限らず、エンジンのシリンダ筒に設けられるインテーク
マニホールド５５を第２低圧部としても同様な効果を得
ることができる。

【００４１】上述した第２及び第３実施の形態では、回
り止めワイヤ６３は、保持座金６１によりプッシュロッ
ド２４側に取り付けたが、これに限らず、カム当接シュ
ーのホルダに直接取り付けるものであってもよい。

【００４２】更に、第１及び第２実施の形態において、
第２低圧通路３２、５７はバレル３３に形成するもので
あっても同様な効果を得ることができる。

【００４３】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、プラン
ジャとプッシュロッドとバレルとで画定される脈動低減
空間を、第１低圧通路を介して第１低圧部に連通し、プ
ッシュロッドとバレルとの間をシールする弾性シール部
材を配置するとともに、この弾性シール部材と脈動低減
空間との間に、第１低圧部よりも低圧の第２低圧部に連
通する第２低圧通路を形成した構成であるから、弾性シ
ール部材に作用する燃料圧力が極めて小さくなり、弾性
シール部材からの燃料漏れを確実に防止することができ
る。従って、プッシュロッドの周囲をベローズ等で覆う
ことなく、弾性シール部材を装着するという簡易な構成
で、燃料漏れを確実に防止する。更に、高価なベローズ
等を使用する必要がないので、コストの低減を図ること
ができる。

【００４４】請求項２に記載の発明によれば、プッシュ
ロッドとバレルとの摺動部側の空間をダイヤフラムでシ
ールしてダイヤフラム室を規定し、摺動部から漏れた燃
料をダイヤフラム室で受けるとともに、ダイヤフラム室
を、第２低圧通路により第１低圧部よりも更に低圧の第
２低圧部に連通する構成であるから、ダイヤフラム室に
多量の燃料が溜まることがなく、ダイヤフラムが破損し
た場合であっても、ダイヤフラム室の燃料が漏れ出るの
を防止できる。

【００４５】請求項３に記載の発明によれば、低圧部を
燃料タンクとしているので、第２低圧通路を略大気圧程
度の十分に低い圧力にすることができ、弾性シール部材
により確実なシールを図ることができる。また、脈動低
減空間と弾性シール部材との間のから漏れた燃料を燃料
タンクに戻すので、漏れ出た燃料の無駄がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施の形態にかかる燃料供給ポン
プを正面側から切断した断面図である。

【図２】図１に示す燃料供給ポンプの一部を拡大して示
す断面図である。

【図３】第１実施の形態にかかる構成を模式的に示した
断面図である。

【図４】脈動低減空間における作用を説明する図表であ
る。

【図５】脈動低減空間の作用を説明するグラフ図であ
る。

【図６】本発明の第２実施の形態にかかる燃料供給ポン
プを正面側から切断した断面図である。

【図７】本発明の第３実施の形態にかかる燃料供給ポン
プを正面側から切断した断面図である。

【符号の説明】

３ 燃料供給ポンプ ５ プランジャ １９ 燃料供給路（第１低圧部） ２１ ポンプ室（燃料圧縮室） ２４ プッシュロッド ２６ 脈動低減空間 ２８ 第１低圧通路 ３０ 弾性シール部材 ３２，５７ 第２低圧通路 ３３ バレル ４０ 燃料タンク（第２低圧部） ５１ ダイヤフラム ５３ ダイヤフラム室（燃料空間） ５５ インテークマニホールド（第２低圧部）

───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者 串田 丈夫 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 (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バレル内をプランジャが摺動して、燃料
   を加圧する燃料圧縮室と、プランジャとプランジャを摺
   動させるプッシュロッドとバレルとで画成される脈動低
   減空間と、を備え、脈動低減空間は第１低圧部に第１低
   圧通路を介して連通された燃料供給ポンプにおいて、 前記プッシュロッドとバレルとの間をシールする弾性シ
   ール部材を配置し、この弾性シール部材と前記脈動低減
   空間との間に、前記第１低圧部よりも低圧の第２低圧部
   に連通する第２低圧通路を形成したことを特徴とする燃
   料供給ポンプ。
2. 【請求項２】 バレル内をプランジャが摺動して、燃料
   を加圧する燃料圧縮室と、プランジャとプランジャを摺
   動させるプッシュロッドとバレルとで画成される脈動低
   減空間と、を備え、脈動低減空間は第１低圧部に第１低
   圧通路を介して連通された燃料供給ポンプにおいて、 前記プッシュロッドと前記バレルとの摺動部側を含む燃
   料空間を区画してシールするダイヤフラムを配置し、こ
   の燃料空間を前記第１低圧部よりも低圧の第２低圧部に
   連通させる第２低圧通路を形成したことを特徴とする燃
   料供給ポンプ。
3. 【請求項３】 前記第２低圧部は燃料タンクであり、第
   ２低圧通路は燃料タンクに連通されていることを特徴と
   する請求項１又は２に記載の燃料供給ポンプ。