JPH1137040A - アキシャルプランジャポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造コストの増大を招くことなく、斜板、シ
ュー、プランジャの各摺動部の耐摩耗性、及び、耐焼付
性を確実に高める。 【解決手段】 複数個のプランジャ１７を軸方向に沿っ
て進退自在に保持するシリンダブロック１０を、スラス
トプレート３２に対向して配設し、スラストプレート３
２を駆動軸１２と一体の斜板本体１４に支持させる。ス
ラストプレート３２と各プランジャ１７の間に、一端が
スラストプレート３２の端面に摺接し他端がプランジャ
１７の頭部に摺動自在に球面支持されるシュー１８を介
装する。スラストプレート３２とプランジャ１７に対す
るシュー１８側の摺動部のみに高硬度の表面処理を施
す。これにより、各摺動部の耐摩耗性、及び、耐焼付性
は向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の燃料噴射
装置の燃料加圧用ポンプ等に用いられる低粘性流体加圧
用のアキシャルプランジャポンプに関し、とりわけ、各
プランジャに対する動力伝達部の耐摩耗性を向上させる
改良を施したアキシャルプランジャポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、アキシャルプランジャポンプ
は、斜板とシリンダブロックが対向して配置され、この
斜板とシリンダブロックのいずれか一方が駆動軸と一体
に回転するようになっており、斜板に対してシリンダブ
ロックが相対回転すると、シリンダブロックに軸方向に
沿って進退自在に収容された複数個のプランジャが前記
斜板に順次押圧されてポンプ作用を行う。そして、この
プランジャポンプは、通常、斜板から各プランジャへの
動力伝達を円滑にするために、斜板と各プランジャの間
に、一端が斜板に摺接し他端が各プランジャの頭部に摺
動自在に球面支持されるシューが介装されている。

【０００３】尚、この類似技術は、例えば、実開平４−
１１２６４号公報等に示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種のア
キシャルプランジャポンプは、近年、自動車の燃料噴射
装置の燃料加圧用ポンプとして用いられるようになって
きている。ところが、ガソリンのようなアルコール系の
低粘性流体を扱う場合には、その流体自体の潤滑性が低
いことからポンプ内の摺動部、特に、大きな入力荷重の
作用する斜板とシューの摺動部やシューとプランジャの
摺動部に摩耗や焼き付きを生じることが考えられ、さら
に、焼き付きを生じた場合には、摺動抵抗の増大によっ
て動力損失が大きくなることが懸念される。

【０００５】そこで、これに対処するための手段とし
て、斜板、シュー、プランジャの三者の摺動部のすべて
にクロムナイドライド処理等の耐摩耗性に優れた高硬度
の表面処理を施すことが考えられるが、この場合には、
表面処理を施す部分の面積が大きいことから製造コスト
が大幅に高騰するという別の不具合を生じる。

【０００６】また、表面処理の箇所を減らすために斜板
のみに高硬度の表面処理を施すことが考えられるが、こ
の場合、シューと斜板の間の摺動面の耐摩耗性は向上さ
せることができるが、シュー球面部とプランジャの間の
摺動部の耐摩耗性は向上させることができないため、シ
ュー球面部とプランジャの間の摺動部にも別に表面処理
を施さなければならない。

【０００７】さらにまた、表面処理面積を削減する手段
として、斜板、シュー、プランジャの各摺動面以外の部
分にマスキングを施して表面処理を行うことも考えられ
るが、この場合には、表面処理面積は削減されるもの
の、マスキング面積が大きくなると、マスキングのため
の段取作業が煩雑になるうえに、マスキング材料を多量
に必要とし、結局、製造コストを思うように削減するこ
とはできない。特に、斜板やプランジャは、部品自体が
大型であるうえに、外表面全体に対する摺動面の割合が
極く小さいことから、マスキングのためのコストアップ
は決して小さくない。

【０００８】そこで本発明は、製造コストの増大を招く
ことなく、斜板、シュー、プランジャの各摺動部の耐摩
耗性、及び、耐焼付性を確実に高めることのできる低粘
性流体加圧用のアキシャルプランジャポンプを提供しよ
うとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ための手段として請求項１の発明は、複数個のプランジ
ャを軸方向に沿って進退自在に保持するシリンダブロッ
クが斜板に対向して配設されると共に、このシリンダと
斜板のいずれか一方が駆動軸に結合され、前記斜板と各
プランジャの間に、一端が斜板の端面に摺接し他端がプ
ランジャの頭部に摺動自在に球面支持されるシューが介
装された低粘性流体加圧用のアキシャルプランジャポン
プにおいて、前記斜板，シュー，プランジャの三者のう
ちのシューのみに高硬度の表面処理を施すようにした。
各シューは、斜板の端面に対する摺動部と、プランジャ
の頭部に対する摺動部が表面処理によって高硬度に加工
されるため、斜板とシュー、シューとプランジャの各間
の耐摩耗性、及び、耐焼付性は向上する。

【００１０】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、シューの外表面全体に高硬度の表面処理を施すよう
にした。この場合、シューに高硬度の表面処理を行うに
際してマスキング等の段取作業の必要が無くなる。

【００１１】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、シューの斜板とプランジャに対する摺動部のみに高
硬度の表面処理を施すようにした。この場合、高硬度の
表面処理を施す部分の面積を最小限に抑えることができ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施例を図１，
図２に基づいて説明する。

【００１３】この実施例は、自動車の燃料噴射装置の燃
料加圧用のポンプに本発明にかかるアキシャルプランジ
ャポンプ１を適用したもので、モータＭ駆動する供給ポ
ンプ２を介して燃料タンク３から供給されたガソリン等
の燃料をこのアキシャルプランジャポンプ１によって所
定の圧力に加圧してインジェクター４に供給し、その燃
料をインジェクター４でエンジンのシリンダ（図示せ
ず。）内に噴射すると共に、インジェクター４での噴射
圧を調整する高圧レギュレータ７０において余剰燃料を
ポンプ１の吸入通路５に戻すようになっている。

【００１４】アキシャルプランジャポンプ１は、ポンプ
ハウジング６が凹部を有するハウジング本体７と、その
前端部に取り付けられるフロントカバー８とから成り、
ハウジング本体７の凹部内には、バルブブロック９とシ
リンダブロック１０とが重合状態でボルト１１によって
結合されている。また、フロントカバー８には、駆動軸
１２がニードルベアリング及びメタルベアリングから成
るラジアル軸受１３ａ，１３ｂを介して支持されてお
り、この駆動軸１２のポンプハウジング６内に臨む側の
端部には、その端面が軸線に対して所定角度に傾斜した
斜板本体１４が一体に形成され、ポンプハウジング６の
外部に突出する側の端部には、エンジンのカムシャフト
（図示せず。）と結合するためのカップリング１５が設
けられている。

【００１５】前記シリンダブロック１０は、軸方向に沿
ったシリンダ孔１６が周方向等間隔に複数個形成されて
おり、この各シリンダ孔１６に、前記斜板本体１４方向
にスプリング付勢されたプランジャ１７が進退自在に収
容されている。そして、各プランジャ１７は、その頭部
に半球状の凹部１７ａが形成され、この凹部１７ａに後
述するシュー１８が摺動自在に嵌合保持されている。

【００１６】また、このシリンダブロック１０の背部の
バルブブロック９には、シリンダブロック１０の各シリ
ンダ孔１６に連通する複数個の吸入ポート１９と吐出ポ
ート２０が形成されており、各吸入ポート１９には吸入
チェック弁２１が、また、各吐出ポート２０には吐出チ
ェック弁２２が夫々設けられている。このうち吸入ポー
ト１９は、対応するシリンダ孔１６からバルブブロック
９の軸方向に沿って形成され、バルブブロック９の背部
において、ハウジング本体７の底壁内面に形成された吸
入側環状溝２３に連通し、この環状溝２３を介してハウ
ジング本体７の吸入通路５に連通している。これに対し
て、前記吐出ポート２０は、対応するシリンダ孔１６か
らバルブブロック９の径方向外側に放射状に形成され、
バルブブロック９の外周面に形成された吐出側環状溝２
４に連通し、この環状溝２４を介してハウジング本体７
の吐出通路２５に連通している。したがって、各プラン
ジャ１７がシリンダ孔１６内で進退動作した場合には、
吸入側環状溝２３を介して各シリンダ孔１６内に燃料が
吸い入れられ、その燃料が吐出側環状溝２４を通して吐
出通路２５に送り出される。

【００１７】尚、前記ハウジング本体７の吸入通路５
は、供給ポンプ２に配管接続される吸入配管接続口２６
（図２参照。）と前記吸入側環状溝２３（図１参照。）
とを連通する通路であり、その通路途中には、供給ポン
プ２から送られた燃料を所定低圧に調圧するための低圧
レギュレータ２７が介装されている。この低圧レギュレ
ータ２７は、ハウジング本体７の最上部に組付けられ、
吸入通路５の圧力が設定圧以上になると、余剰分の燃料
をドレーン通路２８に排出し、残余の燃料を吸入通路５
の後流側（環状溝２３側）に流すようになっている。

【００１８】一方、駆動軸１２に形成された斜板本体１
４の端面には、円盤状の補助プレート２９が相対回動可
能に取り付けられている。この補助プレート２９は、そ
の斜板本体１４側の端面の中央にボス３０が突設され、
このボス３０が、斜板本体１４の端面中央に形成された
支持穴３１に回転可能に嵌入されている。そして、この
補助プレート２９のシリンダブロック１０側の端面に
は、硬度が高く、摩擦係数の小さい円環状のスラストプ
レート３２が嵌合保持されており、このスラストプレー
ト３２に、前記シュー１８の端面が摺動自在に当接する
ようになっている。各プランジャ１７は前述のように斜
板１４方向にスプリング付勢されているため、各シュー
１８はこのプランジャ１７の付勢力を受けて常時スラス
トプレート３２に押し付けられている。また、フロント
カバー８と斜板本体１４の間、及び、斜板本体１４と補
助プレート２９の間にはスラスト軸受３３ａ，３３ｂが
夫々介装されている。尚、この実施例においては、斜板
本体１４、補助プレート２９、及び、スラストプレート
３２が本発明における斜板を構成している。

【００１９】また、前記補助プレート２９の外周縁部に
は、斜板本体１４の周域を囲繞する金属製のベローズ３
４の一端が密閉状態で結合されており、このベローズ３
４の他端はハウジング本体７とフロントカバー８の間に
挾持された取付フランジ３５に同様に密閉状態で結合さ
れている。そして、ベローズ３４に囲繞された空間部内
には所定粘度の潤滑液が充填されており、駆動軸１２と
斜板本体１４の周域をシリンダブロック１０からの漏出
燃料から隔離し、その周域を常時この潤滑液で潤滑する
ようになっている。

【００２０】ところで、前記各プランジャ１７とスラス
トプレート３２の間に介在されるシュー１８は、プラン
ジャ１７の半球状の凹部１７ａに摺動自在に嵌合される
球状頭部１８ａと、この球状頭部１８ａに連設されてそ
の端面がスラストプレート３２に摺接するプレート部１
８ｂとを備えている。そして、このシュー１８は、その
外表面全体に高硬度の表面処理、例えば、クロムナイド
ライド処理（Ｃｒ−Ｎ処理）やチッ化ナイドライド処理
（Ｔｉ−Ｎ処理）、ダイヤモンドライクカーボン処理
（ＤＬＣ処理）、硬質クロムメッキ処理、無電解ニッケ
ルメッキ処理等が施されている。

【００２１】一方、この実施例の場合、プランジャ１７
やスラストプレート３２には特別な表面処理は施されて
いないが、シュー１８側に上述のような高硬度の表面処
理が施されているため、スラストプレート３２とシュー
１８、シュー１８とプランジャ１７の各摺動部の耐摩耗
性、及び、耐焼付性はこのシュー１８側の表面処理によ
って保障されている。尚、ポンプ作動時にはプランジャ
１７の外周面がシリンダ孔１６に対して摺動するが、こ
のプランジャ１７とシリンダ孔１６の摺動部は、スラス
トプレート３２とシュー１８の摺動部や、シュー１８と
プランジャ１７の摺動部のようにシリンダ孔１６内から
漏れ出た燃料が滞留している部分ではなく、シリンダ孔
１６内から漏れ出る燃料が常時流動する部分であって、
充分な潤滑性能を得ることができるため、特別な表面処
理を施さなくてもある程度の耐摩耗性、及び、耐焼付性
が保障されている。

【００２２】以上の構成において、エンジンの始動に伴
って駆動軸１２が回転すると、駆動軸１２と一体の斜板
本体１４が回転し、これにより、補助プレート２９が斜
板本体１４と相対回転しつつこの斜板本体１４と一体に
揺動（首振り）する。こうして補助プレート２９が揺動
すると、スラストプレート３２とそれに摺接するシュー
１８を介してシリンダブロック１０上のプランジャ１７
が順次進退動作を繰り返し、それによってポンプ作用が
連続的に為されるようになる。このとき、燃料タンク３
から供給ポンプ２を介して吸入通路５に供給された燃料
は、低圧レギュレータ２７で設定低圧に調圧された後、
吸入側環状溝２３、吸入ポート１９、吸入チェック弁２
１を順次介してシリンダ孔１６に吸い入れられ、ここで
プランジャ１７によって加圧された後にシリンダ孔１６
から吐出チェック弁２２、吐出ポート２０、吐出側環状
溝２４を順次通り、さらに吐出通路２５からインジェク
ター４へと供給される。

【００２３】ところで、ポンプ１の作動中には、シュー
１８とプランジャ１７やスラストプレート３２との摺動
部には常に非常に大きな荷重が入力されるために、この
部分に摩耗や焼き付きが生じやすくなるが、このアキシ
ャルプランジャポンプ１においては、シュー１８の外表
面全体にクロムナイドライド処理等の高硬度の表面処理
が施されているため、これらの部位の摩耗や焼き付きは
このシュー１８側の表面処理によって確実に防止され
る。

【００２４】そして、このアキシャルプランジャポンプ
１の場合、その外表面の大半が他部材との摺動部となる
小型部品であるシュー１８に高硬度の表面処理を施すよ
うにしたため、一度に多量に無駄無く表面処理を行うこ
とができ、その分製造コストの大幅な削減を図ることが
可能である。また、この実施例の場合、シュー１８の外
表面全体に表面処理を行うようにしたため、表面処理を
行う前のマスキング等の煩雑な段取作業の必要がなく、
したがって、その分迅速にかつ低コストで加工を行うこ
とが可能である。

【００２５】また、高硬度の表面処理を施す部分の面積
を削減するには、シュー１８に対する表面処理を止め
て、スラストプレート３２やプランジャ１７の外表面全
体に表面処理を施すことも考えられるが、このアキシャ
ルプランジャポンプ１のようにシュー１８の外表面のみ
に表面処理を施すようにした場合には、不必要な部分へ
の表面処理面積が少なくなりより低コストでの製造が可
能になる。即ち、スラストプレート３２とプランジャ１
７の外表面全体に表面処理を施してシュー１８の表面処
理を止めれば確かに表面処理面積は縮小されるが、この
場合には、プランジャ１７の外周面のように常時燃料の
流動があり表面処理の必要のない部分にも処理を施すこ
ととなり、意味のない表面処理部分が増大して加工コス
トが増大することとなる。しかし、このアキシャルプラ
ンジャポンプ１のようにシュー１８の外表面全体に表面
処理を施すようにした場合には、このような無駄はほと
んどなくなる。

【００２６】尚、本発明の実施例は以上で説明したもの
に限るものでなく、例えば、以上ではシュー１８の外表
面全体にクロムナイドライド処理等の高硬度の表面処理
を施し、スラストプレート３２やプランジャ１７にまっ
たく表面処理を施さない場合について説明したが、クロ
ムナイドライド処理等の表面処理に比較して硬度面では
劣るが低コストでの処理が可能なチッ化処理等をさらに
スラストプレート３２とプランジャ１７に施すようにし
ても良い。

【００２７】また、シュー１８の外表面全体に高硬度の
表面処理を施すのではなく、シュー１８の球状頭部１８
ａとプレート部１８ｂの各摺動部のみに高硬度の表面処
理を施すようにしても良い。この場合には、マスキング
等の段取作業は要するものの高硬度の表面処理を施す面
積を最小限に抑えることができ、しかも、マスキング面
積自体も非常に小さくて済む。

【００２８】さらに、以上ではシリンダブロックが回転
せずに斜板が回転するタイプのアキシャルプランジャポ
ンプについて説明したが、逆に斜板が固定されて、シリ
ンダブロックが駆動軸と一体に回転するタイプのポンプ
であっても良い。

【００２９】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明は、斜板，
シュー，プランジャの三者のうちのシューのみに高硬度
の表面処理を施すようにしたため、高硬度の表面処理を
施す部分の面積を削減しつつ、斜板とシュー、シューと
プランジャの各間の耐摩耗性、及び、耐焼付性を確実に
向上させることができる。さらに、摺動部以外の部分に
表面処理前にマスキングを行う場合であっても、シュー
は非常に小型で、外表面全体に対する摺動部の割合が大
きいために、マスキング面積を非常に小さくすることが
できる。また、シューが小型の部品であることから、一
度に多量に表面処理を行うことができ、処理効率も向上
する。したがって、この発明によれば、製造コストの高
騰を招くことなく、摺動部の耐摩耗性、及び、耐焼付性
を向上させることができる。

【００３０】また、請求項２の発明は、請求項１の発明
において、シューの外表面全体に高硬度の表面処理を施
すようにしたため、高硬度の表面処理を施す面積を削減
し、かつ、マスキング等の煩雑な段取作業を無くすこと
ができる。したがって、この発明によりば、製造コスト
のより一層の削減を図ることが可能である。

【００３１】さらに、請求項３の発明は、請求項１の発
明において、シューの斜板とプランジャに対する摺動部
のみに高硬度の表面処理を施すようにしたため、高硬度
の表面処理を施す部分の面積を最小限に抑えて、製造コ
ストを削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図。

【図２】同実施例を示す図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。

【符号の説明】

１…アキシャルプランジャポンプ、 １０…シリンダブロック、 １２…駆動軸、 １４…斜板本体（斜板）、 １７…プランジャ、 １８…シュー、 ２９…補助プレート（斜板）、 ３２…スラストプレート（斜板）。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数個のプランジャを軸方向に沿って進
   退自在に保持するシリンダブロックが斜板に対向して配
   設されると共に、このシリンダと斜板のいずれか一方が
   駆動軸に結合され、前記斜板と各プランジャの間に、一
   端が斜板の端面に摺接し他端がプランジャの頭部に摺動
   自在に球面支持されるシューが介装された低粘性流体加
   圧用のアキシャルプランジャポンプにおいて、前記斜
   板，シュー，プランジャの三者のうちのシューのみに高
   硬度の表面処理を施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】 前記シューの外表面全体に高硬度の表面
   処理を施したことを特徴とする請求項１に記載のアキシ
   ャルプランジャポンプ。
3. 【請求項３】 前記シューの斜板とプランジャに対する
   摺動部のみに高硬度の表面処理を施したことを特徴とす
   る請求項１に記載のアキシャルプランジャポンプ。