JP2002364479A - 燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高効率化を図り、体格を小型にする燃料供給
装置を提供する。 【解決手段】 フィードポンプカバー６９とインナロー
タ６３およびアウタロータ６４との間に揺動可能に設け
られるリアプレート６８は、インナロータ６３およびア
ウタロータ６４とのクリアランスを所定値に維持するこ
とが可能である。このため、インナロータ６３およびア
ウタロータ６４のサイドクリアランスを適正値に保持
し、燃料の漏れ量を低減して燃料の送油効率を高めるこ
とができる。したがって、インナロータ６３およびアウ
タロータ６４の容量を小さくして高効率化を図るととも
に、フィードポンプ６０の体格を小型にして搭載スペー
スを確保することが容易となる。また、リアプレート６
８が揺動することによりインナロータ６３およびアウタ
ロータ６４の回転を円滑にし、インナロータ６３および
アウタロータ６４の異常摩耗や焼き付きを防止して信頼
性を向上することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料供給装置に関
し、特に内燃機関（以下、「内燃機関」をエンジンとい
う。）用の燃料供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、燃料を直接筒内に噴射する筒内
噴射式エンジンにおいては、噴射燃料を微粒化するため
に噴射圧力を高圧にする必要があるため、燃料タンク内
の燃料をフィードポンプ等の回転式ポンプで汲み上げ、
その燃料を高圧燃料ポンプにより高圧にして燃料噴射弁
へ圧送するようにしている。

【０００３】一般に、高圧燃料ポンプは、エンジンのク
ランクシャフトにギヤ駆動またはベルト駆動される駆動
軸を有している。この駆動軸は、エンジンによって駆動
されながら、高圧燃料ポンプのプランジャおよびフィー
ドポンプを作動させる。このように、高圧燃料ポンプを
エンジンの動力で駆動することにより、燃圧の高圧化が
容易となる。

【０００４】フィードポンプは、インナギア式のトロコ
イドポンプの場合、トロコイド曲線によって形成された
インナロータとアウタロータとの歯間容積を変化させる
ことで、燃料タンク内の燃料を汲み上げて高圧燃料ポン
プに吐出する。このとき、フィードポンプからの吐出圧
であるフィード圧は圧力調整弁により所定範囲に安定化
される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記フィー
ドポンプにおいては、燃料の送油効率を高めるためにイ
ンナロータおよびアウタロータを内部に覆うフィードポ
ンプカバーの内壁とインナロータおよびアウタロータの
外壁との間のクリアランス（以下、サイドクリアランス
という）を小さくし、燃料の漏れ量を少なくして高効率
化を狙っている。しかし、インナロータおよびアウタロ
ータのサイドクリアランスを小さくし過ぎると、部材の
加工ばらつき等を吸収できず、部材の異常摩耗や焼き付
きの不具合が発生する恐れがある。このため、燃料の送
油効率を犠牲にし、上記サイドクリアランスを所定値以
上に設定する必要がある。その結果、装置の体格が大型
になり、搭載スペースを確保することが困難になるとい
う問題があった。

【０００６】本発明は、このような問題を解決するため
になされたものであり、高効率化を図り、体格を小型に
する燃料供給装置を提供することを目的とする。本発明
の他の目的は、部材の異常摩耗や焼き付きを防止し、信
頼性を向上する燃料供給装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
燃料供給装置によると、駆動軸により回転される被駆動
部材を内部に覆うカバー部材と上記被駆動部材との間に
揺動可能に設けられるプレート部材は、被駆動部材との
クリアランスを所定値に維持することが可能であるの
で、プレート部材と被駆動部材との間のサイドクリアラ
ンスを適正値に保持し、燃料の漏れ量を低減して燃料の
送油効率を高めることができる。これにより、被駆動部
材の容量を小さくして高効率化を図るとともに、装置の
体格を小型にして搭載スペースを確保することが容易と
なる。また、プレート部材が揺動することにより被駆動
部材の回転を円滑にし、被駆動部材の異常摩耗や焼き付
きを防止して信頼性を向上することができる。

【０００８】本発明の請求項２記載の燃料供給装置によ
ると、カバー部材およびプレート部材を連結する連結手
段は、プレート部材のカバー部材に対する回動を規制
し、プレート部材を軸方向に移動可能に支持するので、
プレート部材が被駆動部材の回転にともなって回転する
ことなく軸方向に移動する。これにより、プレート部材
と被駆動部材との間のサイドクリアランスを所望の適正
値に保持することが容易となり、簡単な構成で高効率化
を図り、簡便に装置の体格を小型にすることができる。

【０００９】本発明の請求項３記載の燃料供給装置によ
ると、カバー部材とプレート部材との間には、プレート
部材を被駆動部材側に付勢する付勢手段が設けられてい
るので、付勢手段の付勢力を被駆動部材の回転により発
生する燃料圧力に打ち勝つ程度の可能な限り小さい荷重
に設定することで、被駆動部材に焼き付きが生じないレ
ベルのサイドクリアランスに設定することができ、信頼
性をさらに向上することができる。なお、付勢手段とし
ては、板ばね等の簡便なばね部材やゴム部材等の弾性体
を用いることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
実施例を図に基づいて説明する。本発明の燃料供給装置
をディーゼルエンジン用の燃料噴射ポンプに適用した一
実施例を図１および図２に示す。なお、図２は、図１に
示す燃料噴射ポンプ１０からフィードポンプカバー６９
およびリアプレート６８を取り外した状態の左側面を示
している。

【００１１】図１に示すように、燃料噴射ポンプ１０の
ポンプハウジングは、ハウジング本体１１とシリンダヘ
ッド１２および１３とを有する。ハウジング本体１１は
アルミ製である。シリンダヘッド１２および１３は鉄製
であり、可動部材としてのプランジャ３０を往復移動自
在に支持している。シリンダヘッド１２および１３の内
周面と、逆止弁３５の逆止弁部材３６の端面と、プラン
ジャ３０の端面とにより燃料加圧室５０が形成されてい
る。

【００１２】軸受カバー１４は、ボルト２９でハウジン
グ本体１１に固定されており、駆動軸としてのカムシャ
フト２０の軸受けであるジャーナル１５を収容してい
る。軸受カバー１４とカムシャフト２０との間はオイル
シール１６によりシールされている。

【００１３】カムシャフト２０はハウジング本体１１お
よび軸受カバー１４に回転可能に収容されている。断面
円形状のカム２１はカムシャフト２０に対し偏心してお
り、カムシャフト２０と一体に形成されている。カムシ
ャフト２０を挟んで径方向の１８０°反対側にプランジ
ャ３０がそれぞれ配置されている。シュー１８は外形が
四角形状に形成されており、シュー１８とカム２１との
間にシュー１８およびカム２１と摺動自在にブッシュ１
９が介在している。プランジャ３０と対向するシュー１
８の外周面とプランジャヘッド３０ａの端面とは平面状
に形成され互いに接触している。

【００１４】円板部２２は、カム２１に対し、はす歯ギ
ア２３がカムシャフト２０を付勢する方向の前方にカム
シャフト２０と一体に形成されている。円板部２２はジ
ャーナル１５で軸受けされているカムシャフト２０の被
軸受部２０ａと同軸に形成されており、カム２１よりも
大径である。円板部２２と軸受カバー１４との間にはワ
ッシャ２５が配設されている。軸受カバー１４の円板部
２２側端部およびワッシャ２５は係止部材を構成してい
る。また、カム２１の反円板部側のハウジング本体１１
にワッシャ２６が配設されている。ワッシャ２５および
２６は高硬度かつ低摩擦の材質で形成されている。

【００１５】はす歯ギア２３はカムシャフト２０の一方
の端部に取り付けられており、カムシャフト２０ととも
に回転する。はす歯ギア２３は図示しないギア列により
エンジンのクランクシャフトから駆動力を受ける。はす
歯ギア２３は図１の矢印Ａ方向に回転する。はす歯ギア
２３が矢印Ａ方向に駆動力を受けることにより、カムシ
ャフト２０は図１の矢印Ｂ方向に付勢される。

【００１６】プランジャ３０は、カムシャフト２０の回
転にともないシュー１８を介しカム２１により往復駆動
され、燃料流入通路５１から逆止弁３５を通り燃料加圧
室５０に吸入した燃料を加圧する。逆止弁３５は燃料加
圧室５０から燃料流入通路５１に燃料が逆流することを
防止する。

【００１７】スプリング３１はシュー１８側にプランジ
ャ３０を付勢している。シュー１８およびプランジャ３
０のそれぞれの接触面が平面状に形成されているので、
シュー１８とプランジャ３０との面圧が低下する。さら
に、カム２１の回転にともないシュー１８はカム２１と
摺動しながら自転することなく公転する。

【００１８】シリンダヘッド１２および１３にそれぞれ
配管接続用の接続部材４１および４２が接続されてい
る。シリンダヘッド１２および１３と、接続部材４１お
よび４２とにより燃料吐出通路５２が形成されている。
燃料吐出通路５２の途中に逆止弁部材３８を有する逆止
弁３７が構成されている。逆止弁３７は燃料吐出通路５
２から燃料加圧室５０に燃料が逆流することを防止す
る。各燃料加圧室５０で加圧された燃料は、接続部材４
１および４２から燃料配管を介し図示しないコモンレー
ルに供給される。

【００１９】図２に示すように、回転式ポンプとしての
インナギア式フィードポンプ６０は、カムシャフト２０
の他方の端部に遊嵌合され、キー６２によって回転する
インナロータ６３と、このインナロータ６３により遊星
するアウタロータ６４とを有している。フィードポンプ
６０は、インナロータ６３およびアウタロータ６４のギ
アの圧縮・拡張の動きにより、図示しない燃料タンクか
ら吸入ポート６５を経由して吸入した燃料を加圧し、排
出ポート６６に送出する。フィードポンプ６０内の燃料
圧力が所定圧以上になると図示しない調量弁が開弁し、
余剰燃料が燃料タンクにリターンされる。ここで、イン
ナロータ６３およびアウタロータ６４は、被駆動部材を
構成している。

【００２０】インナロータ６３およびアウタロータ６４
の図１に示す右側面には、上述の吸入ポート６５および
排出ポート６６を有するフロントプレート６７が配設さ
れている。また、インナロータ６３およびアウタロータ
６４の図１に示す左側面には、リアプレート６８が揺動
可能に配設されている。図３および図４に示すように、
リアプレート６８のインナロータ６３およびアウタロー
タ６４側の面には、フロントプレート６７の吸入ポート
６５および排出ポート６６に対向する位置に吸入ポート
６５および排出ポート６６と概略同一形状のバランスポ
ート６８ａおよび６８ｂが形成されている。このバラン
スポート６８ａおよび６８ｂは、インナロータ６３およ
びアウタロータ６４の回転により発生する燃料圧力がイ
ンナロータ６３およびアウタロータ６４の両端面にほぼ
均等に加わるようにするためのものである。リアプレー
ト６８の反インナロータおよびアウタロータ側の面には
凹部６８ｃが形成され、この凹部６８ｃの内壁に後述す
る板ばね６１が当接している。また、リアプレート６８
には、後述するピン７０が遊嵌合するピン孔８０が形成
されている。さらに、リアプレート６８の表面には、燐
酸亜鉛皮膜やＮｉ−Ｐめっき、あるいはＣｒＮ、ＷＣ／
Ｃ等のセラミックコーティングなどの表面処理が施さ
れ、摩擦係数の低減、表面硬度の向上等が図られてい
る。なお、上記表面処理は、少なくともリアプレート６
８のインナロータ６３およびアウタロータ６４側の面に
施されておればよい。

【００２１】プレート部材としてのリアプレート６８
は、フィードポンプカバー６９に固定されるピン７０を
介してフィードポンプカバー６９に連結されている。連
結手段としてのピン７０は、リアプレート６８のピン孔
８０に遊嵌合しているので、リアプレート６８の回動を
規制し、リアプレート６８を軸方向に移動可能に支持し
ている。リアプレート６８は、インナロータ６３および
アウタロータ６４のリアプレート６８側端面にほぼ密着
する所定のクリアランスを維持する位置まで移動可能で
あり、インナロータ６３およびアウタロータ６４の回転
により発生する燃料圧力と、板ばね６１の付勢力とを受
けて揺動する。

【００２２】図１に示すように、カバー部材としてのフ
ィードポンプカバー６９は、インナロータ６３およびア
ウタロータ６４、リアプレート６８、板ばね６１を内蔵
し、ボルト７１等によりフロントプレート６７を挟んで
ハウジング本体１１に固定されている。付勢手段として
の板ばね６１は、一端がフィードポンプカバー６９の内
壁に当接し、他端がリアプレート６８の凹部６８ｃの内
壁に当接している。板ばね６１は、リアプレート６８を
インナロータ６３およびアウタロータ６４側に付勢して
おり、板ばね６１の付勢力は、インナロータ６３および
アウタロータ６４の回転により発生する燃料圧力に打ち
勝つ程度の可能な限り小さい荷重に設定されている。

【００２３】次に、上記構成の燃料噴射ポンプ１０の作
動について説明する。カムシャフト２０の回転に伴いカ
ム２１が回転し、カム２１の回転に伴いシュー１８が自
転することなく公転する。このシュー１８の公転に伴い
シュー１８およびプランジャ３０に形成されている平面
状の接触面同士が摺動することによりプランジャ３０が
往復移動する。

【００２４】シュー１８の公転に伴い上死点にあるプラ
ンジャ３０が下降すると、フィードポンプ６０からの吐
出燃料が図示しない調量弁によって調整され、その調整
された燃料が燃料流入通路５１から逆止弁３５を経て燃
料加圧室５０に流入する。下死点に達したプランジャ３
０が再び上死点に向けて上昇すると逆止弁３５が閉じ、
燃料加圧室５０の燃料圧力が上昇する。燃料加圧室５０
の燃料圧力が逆止弁３７の下流側の燃料圧力よりも上昇
すると各逆止弁３７が交互に開弁する。接続部材４１お
よび４２から燃料配管を通りコモンレールに供給された
燃料はコモンレールで畜圧され一定圧に保持される。そ
して、コモンレールから燃料噴射弁としての図示しない
インジェクタに高圧燃料が供給される。

【００２５】以上説明した本発明の一実施例において
は、フィードポンプカバー６９とインナロータ６３およ
びアウタロータ６４との間にリアプレート６８が揺動可
能に設けられ、このリアプレート６８は、インナロータ
６３およびアウタロータ６４とのクリアランスを所定値
に維持することが可能である。このため、リアプレート
６８とインナロータ６３およびアウタロータ６４との間
のサイドクリアランスを適正値に保持し、燃料の漏れ量
を低減して燃料の送油効率を高めることができる。した
がって、インナロータ６３およびアウタロータ６４の容
量を小さくして高効率化を図るとともに、フィードポン
プ６０の体格を小型にして搭載スペースを確保すること
が容易となる。また、リアプレート６８が揺動すること
によりインナロータ６３およびアウタロータ６４の回転
を円滑にし、インナロータ６３およびアウタロータ６４
の異常摩耗や焼き付きを防止して信頼性を向上すること
ができる。

【００２６】さらに本実施例においては、ピン７０によ
り、リアプレート６８の回動を規制し、リアプレート６
８を軸方向に移動可能に支持しているので、リアプレー
ト６８がインナロータ６３およびアウタロータ６４の回
転にともなって回転することなく軸方向に移動する。こ
れにより、リアプレート６８とインナロータ６３および
アウタロータ６４との間のサイドクリアランスを所望の
適正値に保持することが容易となり、簡単な構成で高効
率化を図り、簡便にフィードポンプ６０の体格を小型に
することができる。

【００２７】さらにまた、本実施例においては、アプレ
ート６８をインナロータ６３およびアウタロータ６４側
に付勢する板ばね６１の付勢力がインナロータ６３およ
びアウタロータ６４の回転により発生する燃料圧力に打
ち勝つ程度の可能な限り小さい荷重に設定されているの
で、インナロータ６３およびアウタロータ６４に焼き付
きが生じないレベルのサイドクリアランスに設定するこ
とができ、信頼性をさらに向上することができる。な
お、本実施例では、付勢手段として板ばね６１を採用し
たが、ゴム部材等の弾性体を用いることは可能である。

【００２８】さらにまた、本実施例においては、リアプ
レート６８の表面に燐酸亜鉛皮膜やＮｉ−Ｐめっき、あ
るいはＣｒＮ、ＷＣ／Ｃ等のセラミックコーティングな
どの表面処理が施されているので、摩擦係数の低減、表
面硬度の向上等を図ることができ、リアプレート６８、
インナロータ６３およびアウタロータ６４の摩耗を低減
し、部材寿命を延ばして信頼性をさらに高めることがで
きる。

【００２９】本発明の上記実施例では、フィードポンプ
カバー６９とリアプレート６８との間に板ばね６１を配
設したが、本発明では、フィードポンプカバー６９の内
壁にリアプレート６８に当接可能な突出部を設けたり、
リアプレート６８のフィードポンプカバー６９側の外壁
にフィードポンプカバー６９に当接可能な突出部を設け
たりして、リアプレート６８が突出部を支点として揺動
可能な構成としてもよい。

【００３０】また、本実施例では、本発明の回転式ポン
プにインナギア式のトロコイドポンプを適用したが、本
発明では、ベーン式のフィードポンプを適用可能なこと
はいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の燃料供給装置をディーゼルエンジン用
の燃料噴射ポンプに適用した一実施例を示す断面図であ
る。

【図２】図１に示す燃料噴射ポンプからフィードポンプ
カバーおよびリアプレートを取り外した状態を示す左側
面図である。

【図３】本発明の一実施例のリアプレートを示す平面図
である。

【図４】図３のIV−IV線断面図である。

【符号の説明】

１０ 燃料噴射ポンプ １１ ハウジング本体（ハウジング） １２、１３ シリンダヘッド（ハウジング） ２０ カムシャフト（駆動軸） ２１ カム ３０ プランジャ（可動部材） ５０ 燃料加圧室 ６０ フィードポンプ（回転式ポンプ） ６１ 板ばね（付勢手段） ６３ インナロータ（被駆動部材） ６４ アウタロータ（被駆動部材） ６８ リアプレート（プレート部材） ６９ フィードポンプカバー（カバー部材） ７０ ピン（連結手段）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動軸と、 前記駆動軸とともに回転するカムと、 前記カムの回転にともない往復移動することにより燃料
   加圧室に吸入した燃料を加圧する可動部材と、 前記駆動軸により回転される被駆動部材を有し、前記被
   駆動部材の回転によって燃料タンク内の燃料を吸入し加
   圧して前記燃料加圧室に吐出する回転式ポンプとを備え
   た燃料供給装置であって、 前記被駆動部材を内部に覆うカバー部材と、 前記カバー部材と前記被駆動部材との間に揺動可能に設
   けられ、前記被駆動部材とのクリアランスを所定値に維
   持することが可能なプレート部材と、 を備えることを特徴とする燃料供給装置。
2. 【請求項２】 前記カバー部材および前記プレート部材
   を連結し、前記プレート部材の前記カバー部材に対する
   回動を規制し、前記プレート部材を軸方向に移動可能に
   支持する連結手段を備えることを特徴とする請求項１記
   載の燃料供給装置。
3. 【請求項３】 前記カバー部材と前記プレート部材との
   間に設けられ、前記プレート部材を前記被駆動部材側に
   付勢する付勢手段を備えることを特徴とする請求項１ま
   たは２記載の燃料供給装置。