JPS6153454A - 燃料ポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、圧縮点火機関に燃料を供給する燃料ポンプ装
置に関し、該装置は機関の噴射ノズルにそれぞれ接続す
る流出部をもつ高圧ポンプを含む。

既知の形式のポンプ装置は回転式分配器型であって、一
般に燃料を高圧ポンプに供給するための低圧ポンプを具
備し、この低圧ポンプは装置の駆動軸に連結された羽根
型または歯車型のものでらる。このような装置は、もし
関連の燃料供給タンクがドライ状態で使用されても機関
の広いクランキングを求めなけ几ばそ九自身重要ではな
いであろう。従って、燃料を装置の燃料流入部に供給す
るために通常はダイヤスラム型の別の低圧ポンプを設け
るのが実際の場合に行わ几できた。このようなポンプは
大きい排除容積をもち必要な、装置の燃料注入及び燃料
システムからの空気の排除は比較的迅速に達成できるの
で機関の電気システム及び始動モータへの負担は最小で
済む。機関に取付けられたダイヤスラム型ポンプの提供
は燃料システムの価格に付加される。機関が長距離トラ
ック駆動用である場合、この付加価格は償われるが、機
関が配達用パンや小型トランク用の場合には、この付加
価格は大きい不利点となる。しかし、このような車輛は
、実施さｎる短距離旅行を可能にさせるのに燃料タン内
に十分な燃料を要するような運転態度をしばしば運転者
が採るので、その使用命数中において燃料の欠乏を起こ
すことは大いにあり得る。

適切に設計することによって、燃料タンクから燃料を引
くために分配器ポンプの高圧ポンププランジャを使用す
ることができるが、燃料が圧送される速度は、シランジ
ャの最大排除量はしばしば機関へ排除される燃料の最大
量よりもそれ程多くはないという事実によって制限され
る。ゆえに燃料システムの注入及び排出は機関の広いク
ランキングを必要とする。

本発明の目的は、簡単かつ便利な形式の装置を提供する
にある。

本発明によルば、上記形式の燃料ポンプ装置は、ハウジ
ングと、ハウジング内に取付けられた回転式分配器部材
と１分配器部材に連結されかつハウジングの外部に延び
かつハウジング内に形成された燃料流入室を貫通する駆
動軸と１分配器部材内に形成された内孔内に配設された
プランジャと、使用時に装着機関と調時関係を保って内
孔内で確動的にプランジャを往復運動略せるカム装置と
、ここにおいて前記プランジャは前記内孔とで第１ポン
プ室を構成し、前記第１ポンプ室から排除された燃料を
頭次に流出ポートに搬送するために分配器部材及びハウ
ジングに形成された第１通路装置と、ここにおいて前記
流出ボートは使用時には装着機関の噴射ノズルそれぞれ
に接続さｎ、前記プランジャによって一部分が構成され
その容積が第１ポンプ室の容積が減少すると増大しまた
はその逆も事実である第２ポンプ室と、前記第２ポンプ
室から排除された燃料を前記第１ポンプ室に流通させる
ため分配器部材及びハウジングに形成された第２通路装
置と、第２室の容積が増大する間に前記燃料流入室を前
記第２ポンプ室に接続する第３弁装置と、ハウジングに
取付けられかつダイヤフラムによって一部が構成された
室を含むダイヤフラムポンプと、前記家の容積を減少す
るようにり゛イヤフラムに負荷するばねと、ばねの作用
に抗してダイヤフラムを押動するため前記駆動軸に担持
式れかつ前記第２ポンプ室の容積が増大する間にばねに
よるダイヤスラムの運動を許すように配置されたカムと
、カムによるダイヤフラムの運動中に燃料流入部と、及
びばねによるダイヤスラムの運動中に前記流入室と、ダ
イヤフラムポンプの室とを接続するように作用する第４
弁装置とを含む。

図面を参照しつつ１本発明による燃料ポンプ装置の一実
施例について以下に本発明を説明する。

図において、この装置は本体部分１ｏを含み。

本体１０内には回転式分配器部材１１が配設され、該分
配器部材は本体部分１０から突出しがつ使用時には装着
機関の回転部分に連結された駆動軸１２に連結され、そ
れにより分配器部材１１は機関と調時関係を保って回転
する。

分配器部材は大径部分１３′ｌｒもち、その中に横方向
に延びる内孔１４が形成され、この内孔内には一対のプ
ランジャ１５が配設され、該プランジャはカムフォロワ
１６と確実に連結され、各カム７オロワ１６はローラを
拘束取付けたシューを含む。環状カムリング１８が分配
器部材の大径部分を囲み、カムリング１８の内周面には
１％定の例として、四つの等角度に間隔を保って配置さ
れたカム山部分が設けられ、カム山部分はプランジャ１
５に内向き運動を与え、このような内向き運動は、ポン
プ作用方向への運動と称される。そのうえ、別の対にな
ったカムリング１９がカムフォロワの両側にそｎぞれ本
体内に取付けられ、これらはローラに面したカム面を有
し、こ几らのカム面はカムリング１８の内側面と補合関
係にある。カムリング１９上の面は、カムフォロワ及び
ポンププランジャに外向き運動を与え、このような外向
き運動は充填方向への運動と称される。もちろん。

装着機関のシリンダと同数のカム山部分が設けられるこ
とが理解される。

両方のプランジャ間には、いわゆる第１ポンプ室２０が
構成さ几、かつ第２ポンプ室２１は本体部分が有する空
所によって形成されその中にプランジャ１５の外方端が
延びる。プランジャ１５が内向きに移動されると室２０
の容積は減少し、かつ室２１の容積は前記減少量だけ増
大することが分かる。

室２１は既述のようにプランジャの内向き運動中に本体
部分に形成された燃料流入室２２と連通ずるように配鰺
嘔れる。

さらに、アキュムレータが配設され、このアキュムレー
タは本体部分に形成された室２４を含み。

この室内にばね負荷型ピストン２５が滑動可能に収容さ
れ、ピストン２５はアキュムレータの流入開口２６に向
って偏倚さ几る。さらに、この室の側壁に逃がしポート
２７が形成され、ピストン２５がそのばねの作用に抗し
て所定距離だけ移動されたとき、流入開口２６を通って
流動した余分の燃料がこの逃がしボート２７を通って塞
２１に流動する。

ポンプ室１４は分配器部材の縦方向通路２８によって分
配器部材の周辺の円周溝２９と連通ずる。

溝３０がこの円周溝から延び、溝３０はプランジャ１５
の内向き運動中に、ハウジングの外部まで延びかつ図示
のようにその一つが普通構造の送用弁３２と協働するよ
うに関係づけられた複数の流出通路３１と順次に整合す
るように配置される。

溝３０及び流出部３１はいわゆる第１弁装＃を形成する
。こルらの流出部は、使用時には装着機関の噴射ノズル
に接続さｎかり従って装着機関の燃焼室と同数だけ流出
部３１が存在す−ることが理解されるであろう。

溝２９は、通路３３によって１本体部分に形成された弁
室３４と常時連通し、この溝内に制御可能なめふれ弁３
５の弁頭部が配置される。あふれ弁の弁頭部は弁座と接
触状態に移動可能であり、この弁は図では開き位置で示
さｎている。弁座の下方には弁室３４から通路３６が延
びこの通路は分配器部材の周辺上に開口する。通路３６
はアキュムレータの流入部２６に接続されかつ、この特
定の実施例では１分配器部材に四つの縦方向に延びる溝
３７が形成きれ、溝３７は室２１と常時連通されるが、
プランジャ１５の外向き運動中通路３６と順次に接続す
る。溝３７と通路３６はいわゆる第２弁装置を形成する
。

あふれ弁３５の弁部材は大径部分の円筒呈３９内に開口
する内孔３８での運動に対して案内てれる。カップ形ピ
ストン４０の裾部がこの室内を滑動可能にしかし弁部材
から離反する方向にばね偏倚される。室３９は通路３３
と連通する大径部分４１をもつ。凹部４３が大径部分４
１の端壁４２に面するピストンの底部に形成され、かつ
通路４４が前記端壁上に開口する。ンレノイド作動弁４
５は通路４４と室の大径部分４１との間の連通を制御で
きる。弁４５の閉じ位置において、通路４４は流入室２
２との制限された連通をもつ。同様の弁４６は弁室３４
と弁室３４の端壁上に開口する通路４７との間の連通を
制御し、かつ同様に。

あふれ弁の弁頭部は凹部をもつ。そのうえ、あふれ弁の
弁部材は延長部４８をもち、そのまわりにピストン４０
のばねが配役さ几、これらのばねは。

後述するようにばねの作用に抗するピストン４゜の運動
中に、ピストンによって保合はれる。一つのばねがピス
トン４０とらふｎ弁の弁部材間に配設され、かつ別のば
ねがピストンと室３９の環状の端壁間に配設されている
ことが分かる。

上記第２室２１は、駆動軸１２の周辺上に形成さｎた第
１組の縦方向溝４９を含むいわゆる第３弁装置によって
ポンプ作用方向、すなわち内向きにプランジャ１５が運
動中に、流入室２２と連通状゛態にもたらされる。溝４
９は、駆動軸の近傍の流入室２２の下方部分と室２１の
下方部分との間の連通を達成し、一方、これも第３弁装
盗の部分を形成する駆動軸に設けられた別の縦方向溝５
０は駆動軸の近傍の高い位置における室２２と室２１の
上方部分との間の連通を達成する。

流入室２２の上方部分は、制限オリフィス５２及び不還
弁５３を有するドレン流出部５１をもつ。

燃料は本体に取付けら几かつ全体を５４で示すダイヤフ
ラム弁によって流入室２２に送出され、ダイヤフラム５
５は駆動軸上のカム５６によって作動さ几る。このダイ
ヤフラムは、ばね負荷され。

かつダイヤフラムポンプのポンプ室５７は不還弁５９を
介して燃料流入部５８に接続される。ポンプの室５７は
、駆動軸の溝６０を含む流入弁装置によって流入室２２
に接続さ几る。

この装置の作用について以下に述べる。図において矢印
の方向は、室２０が燃料をもって満たされ、従ってプラ
ンジャ１５は外向きに移動てれ、溝３７は通路３６と連
通し、かつ溝３０は流出部３１との整合から外れている
ものとする。ざら□□□溝４９と５０は室２２と室２１
との間の連通は存在しないように位置づけら几ている。

シランジャの外向き運動中、燃料は室２１から排除され
、溝３７、通路３６．開いているあふれ弁３５及び通路
３３を通って円周溝２９に、さらに通路２８を通って室
２０に流入する。ゆえに、実際に燃料はプランジャの両
端間で移送される。プランジャの外向き運動の終りにお
いて、室２０は完全に燃料で満たさ几る。駆動軸と分配
器部材は回転し続けているので、溝３７は通路３６との
整せから外れて動き、かつ溝３０は流出部３１と整合状
態になるように動くであろう。プランジャが内向きに運
動し始めると、燃料は室２０から排除され、通路２８を
通って円周溝２９に流動するであろう。この燃料は溝３
０を通って流出部３１に流動するが、このような流動は
、もしあふｎ弁３５が図のように開かれていれば行われ
ないであろう。この場合、燃料は通路３３を通って弁室
３４に、さらにこの室からアキュムレータの流入部２６
に流動し、それによってピストン２５を移動する。

燃料の送出が要求てれると、あふれ弁３５は閉じられ、
これを実施する機構については後述する。

あふれ弁が閉じた状態では、燃料は溝３０を通って流出
部３１の選択された一つに流れ、それから装着機関に燃
料が供給さ八る。機関に流入する燃料量は分配器部材の
回転度であられされた時間の長さに左右され、あふれ弁
は閉じられ、及び燃料の送出し始めのタイミングはあふ
れ弁の閉じる瞬間に左右でれる。燃料の流量を止めるた
めには、ピストン部材４０を端壁４２から離反させるが
、その実施方法については後述する。ピストン部材が端
壁から離れ動くと、その全端面ば高圧にざらされて、ピ
ストンは急速に移動しそ几によって圧力の低下を来たし
て送出弁３２を閉じる。これと同時に、ピストン部材は
あふれ弁の延長部４８と係合し、かつあふれ弁部材を開
き位置に動かすであろう。ゆえに、ピストン４０の運動
によって若干量の燃料は貯留されるが、燃料の主として
アキュムレータへのあぶれが行わ几る。ひとたびらふれ
弁が開かれると、ピストンはそのばねの作用により１図
示の、すなわち端壁４２と接触した位置に戻され、排除
された燃料はアキュムレータ内に貯留でルる。

プランジャ１５の内向き運動中、溝４９及び５０は室２
１を呈２２と連通状態にさせ、かつ室２１の容積はプラ
ンジャが内向きに移動するにつれて減少するので、燃料
は室２２から室２１内へ引かｎて、室２１を完全に満た
す。アキュムレータピストンがポート２７を開くと、あ
ふれた燃料も室２１に流入しかつ燃料を室２２内に戻す
であろう。

このサイクルが次に反復され、アキュムレータはプラン
ジャが外向きに動かされると直ちに室２０の充填作用を
支援するのに用いられ、あふれ弁３５は開き位置を保つ
ことが考えられる。プランジャ１５の内向き運動中、カ
ム５６はダイヤフラム５５をそのばねの作用によって動
かし、それにより燃料は駆動軸の溝６０を通って室２２
内に室５７から燃料が排除される。

室２２は駆動軸から遠く離れた拡大部分をもつことが分
るであろう。駆動軸またはカム５６は６１で示す櫂部材
を装着し、正常使用状態でのその作用は駆動軸まわりに
空気を蓄積するように室の下方部分内に渦を起こさせる
ことにある。一般には。

蓄積された空気の体積は室２１に入るのには不十分であ
るが、供給タンク内の燃料の欠乏によって流入部５８ｔ
−通って空気が引入ｎらｎる場合には。

渦中の空気の体積は、室２１内に引入ｎられ始める点ま
で増大し、さらに室２１がら空気は燃料と共に装着機関
に供給される。これにより機関に出力の損失を与え、最
終的には燃料の量は機関の運転を維持するには不十分と
なるであろう。ゆえに機関は停止し、室２２内の燃料は
室の下方部分に落丁し、かつ空気はその中で上昇するで
あろう。

ひとたび燃料タンクが燃料で再充填さ几れば、運転者は
室２２の下方部分内に残留する燃料量を使つてクランキ
ング作業中に経験されるような低速度で機関を始動させ
ることができ、櫂装置は渦をつくることはできないであ
ろう。ダイヤフラムポンプは室２２内に可成りの量の空
気及び燃料を送出し、空気は室２２の上方部分に移行し
かつドレン５１からドレンまたは燃料タンクに押入され
る。

溝５０．すなわち室２２と連通している室２１の上方部
分に設けられた溝は、室２１及び２２内の燃料レベルを
、溝４９と５０がこれらの二つの室を接続する間に、平
衡させることによって、装置の低速度運転時に室２１が
ら空気を追出すのを支援する。

次に、ｆＤふ几弁３５及びピストン４０の作用について
述べる。図示の位置において、らふれ弁の弁部材の弁頭
部は室３４の端壁と接触し、及びピストンは端壁と接触
する。弁４５及び４６は付勢されかつ従って閉じられる
ので通路４４及び４７は流入室２２と連通ずる。あふれ
弁かれたときアキュムレータによって決定されたプラン
ジャ１５の外向き運動による圧力は、らふ汎弁の弁部材
及びピストン部材を前記端壁と接触するように偏倚する
。装着機関への燃料の送出金得るために、弁４６は除勢
さｎ、それにより通路４７を室３４と直接に接続させる
ので、あふｎ弁の弁部材はもはや開き位置に圧力平衡状
態とはならずに急速に閉じ位置に移動する。故に室３４
内、及び大径部分４１内の圧力はこの装置の送出圧力に
上昇する。

装着機関への燃料の送出を停止することが要求でれると
きは、弁４５が除勢され、それによりピストンの底壁の
凹部４３を室４１と連通状態になるように位置させ、そ
れにより、ピストンはそのばねの作用に抗して急速に移
動し、既述のように、あふれ弁部材を図に示す位置に移
動させる。圧力の減少に伴い、ピストン部材は端壁４２
と接触状態に戻され、弁４５及び４６は次の作用サイク
ルのために再付勢される。

【図面の簡単な説明】

図面は１本発明による燃料ポンプ装置の構成を示す切断
側面図である。 図中の符号： 手続ネｒｌｊ　　正　書　（方式） 昭和６０年　８月　１日 特許庁長官　宇賀　　苅ｎ部　殿 １、　事件の表示 昭和６０年特許願第１５１４３６号 ２、　発明の名称 燃料ポンプ装置 ３、　補正をする者 事件との関係：特許出願人 名　称　ルーカス・インダストリーズ・パブリック・リ
ミテッド・カンパニー ４、　代理人 （１）　図面の浄書。 ７、　補正の内容 （１）　別紙の通り（但し、図面の内容に変更なし）。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．　圧縮点火機関に燃料を供給する燃料ポンプ装置で
   あつて、ハウジングと、ハウジング内に取付けられた回
   転式分配器部材と、分配器部材に連結されかつハウジン
   グの外部に延びかつハウジング内に形成された燃料流入
   室を貫通する駆動軸と、分配器部材内に形成された内孔
   内に配設されたプランジヤと、使用時に装着機関に調時
   関係を保って内孔内で確動的にプランジヤを往復運動さ
   せるカム装置と、ここにおいて前記プランジヤは前記内
   孔とで第１ポンプ室を構成し、前記第１ポンプ室から排
   除された燃料を順次に流出ポートに搬送するために分配
   器部材及びハウジングに形成された第１通路装置と、こ
   こにおいて前記流出ポートは使用時には装着機関の噴射
   ノズルそれぞれに接続され、前記プランジヤによつて一
   部分が構成されその容積が第１ポンプ室の容積が減少す
   ると増大しまたその逆も事実である第２ポンプ室と、前
   記第２ポンプ室に流通させるため分配器部材及びハウジ
   ングに形成された第２通路装置と、第２室の容積が増大
   する間に前記燃料流入室を前記第２ポンプ室に接続する
   第３弁装置と、ハウジングに取付けられかつダイヤフラ
   ムによつて一部が構成された室を含むダイヤフラムポン
   プと、前記室の容積を減少するようにダイヤフラムに負
   荷するばねと、ばねの作用に抗してダイヤフラムを押動
   するため前記駆動軸に担持されかつ前記第２ポンプ室の
   容積が増大する間にばねによるダイヤフラムの運動を許
   すように配置されたカムと、カムによるダイヤフラムの
   運動中に燃料流入部と、及びばねによるダイヤフラムの
   運動中に前記流入室とダイヤフラムポンプの室とを接続
   するように作用する第４弁装置とを含む燃料ポンプ装置
   。
2. ２．　前記流入室の上方部分と連通する制限ドレン流出
   部を含み、該ドレン流出部を通り前記流入室内に集積す
   る空気が流出される特許請求の範囲第１項記載の燃料ポ
   ンプ装置。
3. ３．　前記ドレン流出部内に不還弁を含み、前記不還弁
   が前記室内への空気または燃料の流入を防止するように
   作用する特許請求の範囲第２項記載の燃料ポンプ装置。
4. ４．　前記第２ポンプ室が分配器部材を囲みかつ前記第
   ３弁装置が駆動軸の近傍の流入室の下方部分と第２ポン
   プ室の下方部分間、及び駆動軸の近傍の流入室内の高い
   位置と第２ポンプ室の上方部分間それぞれの連通を達成
   する前記駆動軸に形成された溝を含む特許請求の範囲上
   記各項のいずれか一項記載の燃料ポンプ装置。
5. ５．　前記流入室内に渦発生装置を含み、前記渦発生装
   置が駆動軸に担持され、それにより流入室内に集まる空
   気が駆動軸まわりに蓄積する特許請求の範囲第４項記載
   の燃料ポンプ装置。