JPH09324745A - アキシャルプランジャポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作動液のリークを招くことなく、シリンダ室
内部のエアを排出する。 【解決手段】 駆動軸１３と一体の斜板１６に対向して
複数個のプランジャ１９を配設する。斜板１６によって
プランジャ１９を順次押圧してポンプ作動させる。シリ
ンダ室５０の、プランジャ端部の最大突出ストローク位
置の近傍に、プランジャ１９によって開閉されるエア抜
き通路５１を形成する。プランジャ１９が最大突出スト
ロークの近傍にあるときだけエア抜き通路５１が開き、
シリンダ室５０内のエアが排出される。プランジャ１９
による作動液の加圧時にはエア抜き通路５１がプランジ
ャ１９によって閉塞されるため、作動液がエア抜き通路
５１からリークすることがない。

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アキシャルプラ
ンジャポンプに関し、とりわけ、ポンプ内部に入り込ん
だエアを効率良く排出できるように改良したアキシャル
プランジャポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のポンプ装置として、例えば実開
平２−９２０７３号公報に示されるようなアキシャルプ
ランジャポンプが案出されている。このアキシャルプラ
ンジャポンプは、駆動軸の端部に斜板が一体に設けられ
る一方で、ハウジング内のこの斜板に対向する位置に複
数個のプランジャが進退自在に配設され、駆動軸の回転
に伴って斜板が揺動回転すると、複数個のプランジャが
斜板で順次押圧されて突出と後退を繰り返し、各プラン
ジャが突出する際にシリンダ室内に吸い入れた作動液を
つづくプランジャの後退動作時に吐出するようになって
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなアキシャルプランジャポンプにおいては、ポンプ内
部にエアが滞留するとポンプ性能が低下していまい、特
に、シリンダ室内にエアが滞留すると、吐出流量の低下
やばら付き、脈圧の発生等を招く原因となり易い。これ
に対して、シリンダ室にエア抜き通路を形成することが
考えられるが、シリンダ室に単純にエア抜き通路を形成
すると、プランジャの吐出工程時に、エア抜き通路から
エアと共に多量の作動液がリークし、ポンプ効率が低下
するという別の不具合を招く。

【０００４】そこで本発明は、シリンダ室内部に流入し
たエアを作動液のリークを招くことなく確実に排出でき
るようにして、安定したポンプ性能を得ることのできる
ポンプ装置を提供しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上述した課題を
解決するための手段として、駆動軸と一体に回転する斜
板に対向して複数個のプランジャが進退自在に配設さ
れ、この各プランジャが斜板に順次押圧されてシリンダ
室内で突出と後退を繰り返すアキシャルプランジャポン
プにおいて、前記シリンダ室の、プランジャ端部の最大
突出ストローク位置の近傍に、プランジャによって開閉
されるエア抜き通路を形成した。プランジャの突出動作
時に、プランジャが最大ストローク位置の近傍に達する
と、今までプランジャで閉じられていたエア抜き通路が
開かれ、シリンダ室内の滞留エアがこのエア抜き通路か
らポンプ外部に排出される。そして、プランジャが後退
動作に移行すると、エア抜き通路がプランジャによって
再び閉じられ、加圧された作動液がエア抜き通路からリ
ークすることが無くなる。

【０００６】また、前記エア抜き通路は、各シリンダ室
の鉛直方向最上部近傍から上方に向けて形成するように
しても良い。この場合、シリンダ室内のエアはその鉛直
方向最上部近傍に集まり、そこからエア抜き通路を通っ
て速やかにポンプ外部に排出される。

【０００７】さらにまた、プランジャの内壁は開口端側
の内径が大きくなるようにテーパ状に形成するようにし
ても良い。この場合、プランジャの内部のエアはテーパ
状の内壁沿ってプランジャの外部に移動し、エア抜き通
路から速やかにポンプ外部に排出される。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【０００９】この実施の形態は、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、図１に示すよう
に、燃料タンク２から供給ポンプ３を介して低圧状態で
供給されたガソリン等の燃料（作動液）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、余剰燃料をインジェクター４からポンプ１の吸入通
路５に戻すようになっている。

【００１０】この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７を有するハウジング本体８
と、その前端部に取り付けられるフロントカバー９とか
ら成り、ハウジング本体８の凹部７内には、後述するポ
ンプ機能ブロック６０が固定されている。また、フロン
トカバー９には、駆動軸１３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１４，１５を介
して支持されており、この駆動軸１３のハウジング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１６が一体に形成され、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１７が設
けられている。

【００１１】前記ポンプ機能ブロック６０は、複数個の
プランジャ１９を軸方向に沿って収容するシリンダブロ
ック１１と、吸入チェック弁２４及び吐出チェック弁２
５を収容するバルブブロック１０とに軸方向で分割さ
れ、これらのブロック１０，１１が重合状態で両ブロッ
ク１０，１１の中央部を貫通するボルト１２によってハ
ウジング６の底部に固定されている。尚、シリンダブロ
ック１１は硬度の高い鉄系の金属材料によって形成さ
れ、バルブブロック１０はアルミ材料によって形成され
ている。

【００１２】このうち、シリンダブロック１１には、軸
方向に沿ったシリンダ孔１８が周方向等間隔に複数個設
けられ、この各シリンダ孔１８にプランジャ１９とその
プランジャ１９を斜板１６方向に付勢するためのスプリ
ング３２とが収容されるが、各シリンダ孔１８の底壁は
バルブブロック１０の端面によって閉塞され、この各シ
リンダ孔１８とバルブブロック１０の端面とにより本発
明におけるシリンダ室５０を構成するようになってい
る。そして、シリンダブロック１１に収容される各プラ
ンジャ１９は、その頂部面に半球状の凹部２０が形成さ
れ、この凹部２０に後述するシュー２１が摺動自在に嵌
合されている。

【００１３】他方、バルブブロック１０には、シリンダ
ブロック１１の各シリンダ孔１８に連通する複数個の吸
入ポート２２と吐出ポート２３が形成されており、各吸
入ポート２２には吸入チェック弁２４が、また、各吐出
ポート２３には吐出チェック弁２５が夫々設けられてい
る。このうち吸入ポート２２は、対応するシリンダ孔１
８からバルブブロック１０の軸方向に沿って形成され、
バルブブロック１０の背面において、ハウジング本体８
の底壁内面に形成された吸入側環状溝２６に連通し、こ
の環状溝２６を介してハウジング本体８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２３は、
対応するシリンダ孔１８からバルブブロック１０の径方
向外側に放射状に形成され、バルブブロック１０の外周
面に形成された吐出側環状溝２７に連通し、この環状溝
２７を介してハウジング本体８の吐出通路２８に連通し
ている。したがって、各プランジャ１９がシリンダ孔１
８（シリンダ室５０）内で進退動作した場合には、吸入
側環状溝２６を介して各シリンダ孔１８内に作動液が吸
い入れられ、その作動液が吐出側環状溝２７を通して吐
出通路２８に送り出される。

【００１４】尚、図中２９は、吸入通路５のうちの図示
しない吸入配管接続口と前記吸入側環状溝２６の間に設
けられて、吸入圧を一定低圧に維持する低圧レギュレー
タであり、この低圧レギュレータ２９のドレンポート３
０は戻し配管３１を通して燃料タンク２に連通してい
る。

【００１５】一方、駆動軸１３に形成された斜板１６の
端面には、円盤状の補助プレート３８が相対回転可能に
取り付けられている。この補助プレート３８はその中央
部にボス３９が設けられ、このボス３９が、斜板１６の
端面中央に形成された支持穴４０に相対回転可能に嵌入
されている。そして、この補助プレート３８のシリンダ
ブロック１１側の端面には、硬度が高く、摩擦係数の小
さいスラストプレート４１がボルト４２によって回転可
能に取り付けられ、このスラストプレート４１に前記各
プランジャ１９に嵌合保持されたシュー２１が摺動自在
に当接するようになっている。各プランジャ１９は前述
のように斜板１６方向にスプリング付勢されているた
め、各シュー２１はこのプランジャ１９の付勢力を受け
て常時スラストプレート４１に押し付けられている。ま
た、フロントカバー９の斜板１６の背面位置には荷重支
持フランジ４３が設けられており、この荷重支持フラン
ジ４３と斜板１６の間、及び、斜板１６と補助プレート
３８の間には、ニードルベアリングから成るスラスト軸
受４４ａ，４４ｂが介装されている。このスラスト軸受
４４ａ，４４ｂは、補助プレート３８がプランジャ１９
から受ける反力のうちの軸方向成分をフロントカバー９
の荷重支持フランジ４３に支持させるためのものであ
り、プランジャ１９から受ける反力の径方向成分は、補
助プレート３８のボス３９と駆動軸１３の支持穴４０と
の嵌合部によって支持されるようになっている。

【００１６】また、前記補助プレート３８の外周縁部に
は、ハウジング６の駆動軸支持部の周域から斜板１６の
周域にかけてを覆う金属製のベローズ４５の一端が密閉
状態で接合されている。そして、このベローズ４５の他
端側は環状の取付フランジ４６に同様に密閉状態で接合
されており、この取付フランジ４６の外周縁部がハウジ
ング本体８とフロントカバー９の接合部間に介装され、
ボルト４７によってフロントカバー９と共にハウジング
本体８に結合されている。そして、前記ベローズ４５に
囲繞された駆動軸周域の空間には比較的高粘度の潤滑液
が封入されている。つまり、ベローズ４５は、ハウジン
グ６の内部を、シリンダブロック１１からの漏出作動液
（燃料）で満たされる作動液室４８と、潤滑液で満たさ
れる潤滑液室４９とに隔成している。

【００１７】さらにまた、前記ハウジング本体８の凹部
７の上壁部分には、作動液室４８と前記低圧レギュレー
タ２９のドレーンポート３０を連通する戻し通路５３が
形成されている。この戻し通路５３は、シリンダ孔１８
とプランジャ１９との摺動隙間等から作動液室４８内に
漏出した作動液を燃料タンク２に戻すためのもので、凹
部７の上壁部分から斜め上方に延出してドレーンポート
３０に連通している。

【００１８】ところで、プランジャ１９を収容する前記
各シリンダ室５０には、シリンダ室内部のエアをポンプ
外部に排出するためのエア抜き通路５１が開口形成され
ている。このエア抜き通路５１はすべて、図３に示すよ
うに各シリンダ孔１８の鉛直方向最上部近傍から斜め上
方に向かうようにシリンダブロック１１に形成されてお
り、シリンダブロック１１の外周側の端部がポンプハウ
ジング６の作動液室４８に開口し、これらのエア抜き通
路５１から抜け出たエアが作動液室４８からさらに戻し
通５３、ドレーンポート３０、戻し配管３１を通って燃
料タンク２内に排出されるようになっている。また、各
エア抜き通路５１のシリンダ孔１８に臨む部分には、図
１の円形の破線で囲った拡大部分に示すように、オリフ
ィス５２が設けられている。このオリフィス５２は、シ
リンダ孔１８内の、プランジャ１９端部の最大突出スト
ローク位置の近傍に開口し、プランジャ１９の外周面に
よって開閉されるようになっている。したがって、この
オリフィス５２は、その開口位置の関係から、通常状態
ではプランジャ１９によって閉塞されており、プランジ
ャ１９が最大突出ストローク位置の近傍に変位したとき
にだけ開かれる。

【００１９】また、各シリンダ孔１８に収容されるプラ
ンジャ１９は、その内壁５４が、開口端側の内径が底部
側の内径よりも大きくなるようにテーパ状に形成され、
プランジャ１９の内部のエアをそのテーパ状の内壁５４
に沿って円滑にプランジャ１９の外部に排出できるよう
になっている。さらにまた、前記戻し通路５３の作動液
室４８側の端部は、エア抜き通路５１のシリンダブロッ
ク外周面側の端部の真上（同端部と同一軸方向位置）に
開口しており、各エア抜き通路５１から作動液室４８に
抜けたエアが作動液室４８の内周面に沿って戻し通路５
３に集まるようになっている。

【００２０】以上の構成において、エンジンの始動によ
って駆動軸１３が回転すると、駆動軸１３と一体の斜板
１６が回転し、これにより、補助プレート３８がベロー
ズ４５に回転を阻止されて斜板１６と相対回転しつつこ
の斜板１６と一体に揺動（首振り）する。そして、こう
して補助プレート３８が揺動すると、スラストプレート
４１とそれに摺接するシュー２１を介してシリンダブロ
ック１１上のプランジャ１９が順次進退動作を繰り返
し、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２から供給ポンプ３を介して吸入通路５
に供給された作動液（燃料）は、吸入通路５の途中にお
いて低圧レギュレータ２９で設定低圧に調圧された後、
吸入側環状溝２６、吸入ポート２２、吸入チェック弁２
４を順次介してシリンダ孔１８に吸い入れられ、ここで
プランジャ１９によって加圧された後にシリンダ孔１８
から吐出チェック弁２５、吐出ポート２３、吐出側環状
溝２７、吐出通路２８を順次通ってインジェクター４へ
と供給され、インジェクター４で使用された作動液の余
剰分は吸入通路５へと戻される。

【００２１】また、作動液（燃料）に混入しているエア
やポンプ内部に滞留しているエアは、ポンプ運転時に各
シリンダ室５０から以下のようにしてポンプ外部に排出
される。尚、図面において、エアは符号ａで示す。

【００２２】即ち、ポンプ運転時に、プランジャ１９の
変位が後退方向から突出方向に変化して、プランジャ１
９が図１に示すように最大ストローク位置の近傍に達す
ると、プランジャ１９の端部がエア抜き通路５１のオリ
フィス５２を開き、シリンダ室５０内に存在しているエ
アａをこのオリフィス５２（エア抜き通路５１）を通し
て作動液室４８に排出する。尚、オリフィス５２が開く
と、エアａばかりでなくシリンダ室５０内の作動液がオ
リフィス５２を通って作動液室４８内に流出することが
考えられるが、このときシリンダ室５０内の圧力は極め
て低いため、シリンダ室５０内から流出するとしてもそ
の量はごく少量となる。また、上記のように作動液室４
８に流入したエアａは、戻し通路５３、ドレーンポート
３０、戻し配管３１を順次通ってポンプ外部の燃料タン
グ２に排出される。

【００２３】そして、上記の状態からプランジャ１９の
変位が再び後退方向に変化して、プランジャ１９が僅か
に後退方向に変位すると、プランジャ１９が図２に示す
ように再びオリフィス５２を閉じるようになり、つづく
作動液の加圧の際にオリフィス５２を通して多量の作動
液がシリンダ室５０から作動液室４８に流出することが
なくなる。

【００２４】このアキシャルプランジャポンプ１は以上
のようにプランジャ１９が最大突出ストロークの近傍に
あるときにだけエア抜き通路５１を開くようにしている
ため、プランジャ１９の後退時（吐出工程時）に多量の
作動液のリークを生じることなく、シリンダ室５０内の
エアａを確実に排出することができる。このため、作動
液のリークによるポンプ効率の低下を招くことなく、シ
リンダ室５０内からエアａを排出することにより吐出流
量の低下やばら付き、脈圧の発生等を確実に防止するこ
とができる。特に、この実施の形態のように燃料等の低
粘度の作動液を高圧に加圧する場合には、僅かな孔であ
っても作動液のリークが問題となることが多いが、この
アキシャルポンプ１においてはこのリークの問題を上記
のように確実に解決することができる。

【００２５】尚、本発明の実施の形態は以上で説明した
ものに限るものではなく、例えば、図４に示すようにエ
ア抜き通路５１ａを各シリンダ孔１８から放射状に形成
するようにしたり、図５に示すようにすべてのエア抜き
通路５１ｂをシリンダ孔１８の最上部位置から鉛直方向
上方に向けて形成するようにしても良い。前者の場合に
は、すべての通路５１ａをシリンダブロック１１の中心
方向に向けて孔あけ加工することができるうえに、通路
５１ａ自体の長さも最短となるため、通路５１ａの形成
が容易になり、低コストでの製造が可能になる。また、
後者の場合には、エアａが上方に向かう特性により、シ
リンダ孔１８内のエアａを最も効率良くポンプ外部に排
出することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明は、シリンダ室の、
プランジャ端部の最大突出ストローク位置の近傍に、プ
ランジャによって開閉されるエア抜き通路を形成し、プ
ランジャが最大突出ストローク位置の近傍にあるときに
だけエア抜き通路が開くようにしたため、シリンダ室内
部に流入したエアを作動液のリークを招くことなく確実
に排出することができ、その結果、ポンプ効率の低下や
脈圧の発生等のない安定したポンプ性能を得ることがで
きる。

【００２７】また、前記エア抜き通路を、各シリンダ室
の鉛直方向最上部近傍から上方に向けて形成した場合に
は、各シリンダ室内のエアをより速やかにポンプ外部に
排出することができる。

【００２８】さらに、プランジャの内壁を開口端側の内
径が大きくなるようにテーパ状に形成した場合には、プ
ランジャの内部のエアをその内壁に沿って速やかに排出
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一つの実施の形態を示す断面図。

【図２】同実施の形態を示す断面図。

【図３】同実施の形態を示すシリンダブロックの断面
図。

【図４】本発明の他の実施の形態を示すシリンダブロッ
クの断面図。

【図５】本発明のさらに他の実施の形態を示すシリンダ
ブロックの断面図。

【符号の説明】

１…アキシャルプランジャポンプ、 １３…駆動軸、 １６…斜板、 １９…プランジャ、 ５０…シリンダ室、 ５１…エア抜き通路、 ５４…内壁。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動軸と一体に回転する斜板に対向して
   複数個のプランジャが進退自在に配設され、この各プラ
   ンジャが斜板に順次押圧されてシリンダ室内で突出と後
   退を繰り返すアキシャルプランジャポンプにおいて、前
   記シリンダ室の、プランジャ端部の最大突出ストローク
   位置の近傍に、プランジャによって開閉されるエア抜き
   通路を形成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】 エア抜き通路を、各シリンダ室の鉛直方
   向最上部近傍から上方に向けて形成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】 プランジャの内壁を開口端側の内径が大
   きくなるようにテーパ状に形成したことを特徴とする請
   求項１または２に記載のアキシャルプランジャポンプ。