JP2000310183A - プランジャ式ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ポンプ室の容積を小さくすることによりポンプ
圧縮比が大きく自吸力およびエア排出能力の高くなるプ
ランジャ式ポンプを提供する。 【構成】シリンダ２内壁と摺動するプランジャ３内に有
底の液吸入路３ｃを設け、液吸入路３ｃの開放端に近接
してポンプ室１４を設け、液吸入路３ｃとポンプ室１４
との間を開閉する吸入弁８とポンプ室１４と吐出孔１３
ｂとの間を開閉する吐出弁９とを設けたプランジャ式ポ
ンプにおいて、プランジャ３に設けた軸方向に長い長穴
３ａを挿通するピン４をシリンダ２で支え、ピン４と液
吸入路３ｃの底との間に介装したばね５によりプランジ
ャ３をポンプ駆動カム２４に圧接した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプランジャ式ポンプ
に関わり、特に、ポンプ圧縮比が大きく自吸力およびエ
ア排出能力の高いプランジャ式ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、高圧の吐出圧力を得ることができ
るポンプとしてプランジャ式ポンプが知られている。近
年、エンジンの排ガス対策の１つとして燃料を直接エン
ジンシリンダに噴射する筒内噴射（Direct Injection)
が多く採用されているが、この場合一般的に燃料ポンプ
の吐出圧力は５００kPa 以上が必要となりプランジャ式
ポンプが使用される。

【０００３】特開平１０−３０５７５号公報および特開
平１０−３０５７６号公報に提案されたプランジャ式ポ
ンプでは、プランジャをポンプ駆動カムに圧接するばね
（リターンスプリング）を吸入弁と吐出弁との間の空間
であるポンプ室に配置している。

【０００４】このリターンスプリングはプランジャを駆
動するための大きい作動力が必要とされ圧縮時の長さが
長い。このためポンプ室の容積が大きくなり、圧縮比が
小さくなっていた。圧縮比が小さいと自吸力およびエア
排出能力が低くなるという問題があった。また、プラン
ジャとリターンスプリングが分離された状態で組み付け
が行われるために組み付けにくいという問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した点に
鑑みてなされたものであって、その目的とするところ
は、ポンプ室の容積を小さくすることによりポンプ圧縮
比が大きく自吸力およびエア排出能力の高くなるプラン
ジャ式ポンプを提供することである。

【０００６】本発明の他の目的はプランジャおよびリタ
ーンスプリングをシリンダに組み付けた状態でポンプボ
ディーに組み込むことにより、組み立てが容易になるプ
ランジャ式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】本発明のプランジャ式ポ
ンプは、シリンダ内壁と摺動するプランジャ内に有底の
液吸入路を設け、前記液吸入路の開放端に近接してポン
プ室を設け、前記液吸入路とポンプ室との間を開閉する
吸入弁と前記ポンプ室と吐出孔との間を開閉する吐出弁
とを設けたプランジャ式ポンプにおいて、前記プランジ
ャに設けた軸方向に長い長穴を挿通するピンを前記シリ
ンダで支え、前記ピンと前記液吸入路の底との間に介装
したばねにより前記プランジャをポンプ駆動カムに圧接
したものである。

【０００８】また、前記プランジャ式ポンプにおいて、
前記吸入弁を前記プランジャの液吸入路の開放端の端面
に圧接されるフラット弁としたものである。

【０００９】また、前記各プランジャ式ポンプにおい
て、前記シリンダ内壁で囲まれたシリンダ室と前記ポン
プ駆動カムを収容するカム室とが弾性シール部材で仕切
られ、前記カム室が分離潤滑オイルポンプの吸入路に配
置されているものである。

【００１０】さらに、前記プランジャ式ポンプにおい
て、前記カム室がオイルタンクの下方に配置され、カム
室の上部にエアベントが設けられているものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例である燃料
ポンプを図面に基いて説明する。図１は本発明の実施例
であるプランジャ式燃料ポンプを示す断面図、図２
（ａ）は同プランジャ式燃料ポンプの吸入フラット弁８
および吐出フラット弁９とその近傍を示す拡大断面図、
図２（ｂ）は同吸入フラット弁のおよび吐出フラット弁
を上から見た平面図、図３は図１におけるＡ−Ａ断面図
である。

【００１２】図に示すポンプボディー１はプラグ１３お
よびシリンダ２を収容する縦方向のシリンダ収容孔１ａ
と駆動軸２２を収容するカム室２７とが連通した状態に
形成されている。シリンダ収容孔１ａの段差部にはシリ
ンダ２の下端面が当接し、シリンダ２の上端面とポンプ
ボディー１にねじ１３ａを螺合させてねじ込まれたプラ
グ１３とでバルブシート１０とバルブケース１１が挾持
されている。

【００１３】シリンダ２の内周面には有底円筒状のプラ
ンジャ３が摺動自在に嵌合している。ダイヤフラム１６
の内周はプランジャ３の小径部を圧入させた押え部材１
７とプランジャ３とで挾持され、ダイヤフラム１６の外
周はシリンダ２とポンプボディ１で挾持されている。ダ
イヤフラム１６はシリンダ収容孔１ａとカム室２７との
空間を仕切っている。

【００１４】シリンダ２の半径方向の孔に挿通されたピ
ン４はプランジャ３の長穴３ａをも挿通しておりプラン
ジャ３の中心部に形成された吸入路３ｃに入り込んでい
る。ピン４とプランジャ３の底面との間に嵌装された圧
縮コイルばね５はプランジャ３の小径部下端をベアリン
グ２４に圧接している。ポンプボディ１およびポンプボ
ディカバー２０に夫々嵌合したベアリング２３、２３は
駆動軸２２を回転自在に支持しており、駆動軸２２の偏
心部２２ａに嵌着されたベアリング２４は偏心カムを構
成している。

【００１５】駆動軸２２はカップリング２６を介してエ
ンジンにより駆動される軸により回転駆動される。ポン
プボディカバー２０は皿ねじ２１によりポンプボディー
１に締着されており、ポンプボディー１との間にＯリン
グ３１を挾持しカム室２７を塞いでいる。また、ポンプ
ボディカバー２０と駆動軸２２の間はオイルシール２５
でシールされている。

【００１６】ポンプボディー１にはニップル２８とニッ
プル２９が圧入されており、ニップル２８はカム室２７
より上方に配置された図示しないオイルタンクと連通さ
れ、ニップル２９は分離潤滑オイルポンプの吸入側へ連
結される。このようにカム室２７は図示しない分離潤滑
オイルポンプの吸入路になるが、カム室２７の上方には
図１に示すようにねじ３０で塞がれるエアーベントが設
けられている。すなわち、ねじ３０を外すことによりカ
ム室２７内の空気を排除できる。

【００１７】ポンプボディ１に形成された吸入口１ｂは
シリンダ２の流入路２ａと連通し、流入路２ａはシリン
ダ２の内周に設けられた流入溝２ｂと連通している。流
入溝２ｂはプランジャ３に形成された流入孔３ｂを介し
て常時プランジャ３の吸入路３ｃと連通している。流入
路２ａはダイヤフラム１６の上部空間とも連通してお
り、ダイヤフラム１６の上下運動による容積変化に対応
できるようになっている。なお、流入路２ａと吸入口１
ｂとの位置合わせは図示していない位置決め部により行
われる。

【００１８】図２に詳しく示すように、バルブシート１
０とプランジャ３との間に吸入フラット弁８が配置さ
れ、圧縮コイルばね６によりプランジャ３の上端面に圧
接されるように付勢されている。また、バルブシート１
０とバルブケース１１との間に吐出フラット弁９が配置
され、バルブケースプラグ１２との間に配置された圧縮
コイルばね７によりバルブシート１０の上面に圧接され
るように付勢されている。

【００１９】吸入フラット弁８と吐出フラット弁９は同
形状であり、図２（ａ）では側面図が示されている。図
２（ｂ）に示すように、吸入フラット弁８および吐出フ
ラット弁９には位置決めのための十文字状の大径部８
ａ、９ａがあり、その間は流路を形成する小径部８ｂ、
９ｂとなっている。

【００２０】プランジャ３の往復動に従って開閉する吸
入フラット弁８および吐出フラット弁９の間の空間はポ
ンプ室１４を形成しており、吐出フラット弁９の下流側
はバルブケースプラグ１２およびプラグ１３に形成され
た孔により吐出孔１３ｂと連通している。また、ポンプ
室１４はバルブケース１とプラグ１３との間に介装され
たＯリング１５により外部に対してシールされている。

【００２１】このように形成された燃料ポンプの吸入口
１ｂを図示しない燃料タンクに接続し、吐出孔１３ｂを
図示しないエンジンの燃料分配管と接続することにより
エンジンに燃料を供給することができる。すなわち、プ
ランジャ３が下降する吸入行程では、プランジャ３に追
従して吸入フラット弁８も下降するが、ポンプ室１４の
負圧が大きくなると、吸入フラット弁８とプランジャ３
の間に燃料が流れ込むだけの隙間が生じポンプ室１４の
増大した容積に燃料が満たされる。この間は吐出フラッ
ト弁９は圧縮コイルばね７の弾力にポンプ室１４と吐出
孔１３ｂ側との圧力差による力が加わりバルブシート１
０に圧接され流路を閉じている。

【００２２】プランジャ３が上昇する吐出行程では、吸
入フラット弁８はプランジャ３に圧接され流路を閉じポ
ンプ室１４の容積が縮小される。ポンプ室１４内の圧力
は増大し、吐出フラット弁９を圧縮コイルばね７の弾力
に抗して持ち上げて、吐出フラット弁９が開かれる。そ
してポンプ室１４の燃料が吐出孔１３ｂから吐出され
る。

【００２３】このように構成された燃料ポンプは大きい
弾力と圧縮時の高さを必要とするプランジャ戻し用の圧
縮コイルばね５（リターンスプリング）がポンプ室１４
内にないため、ポンプ室１４の最小容積（デッドスペー
ス）を小さくして、圧縮比を大きくすることができ、自
吸力およびエア排出能力を高めることができる。

【００２４】なお、プランジャ戻し用の圧縮コイルばね
５がプランジャ３の吸入路３ｃ内にあるためプランジャ
３の直径を余り小さくできないが、背の低い吸入フラッ
ト弁８を用いているため、ポンプ室１４のデッドスペー
スをボール弁を用いたときよりもさらに小さくできる。
さらに、圧縮コイルばね５をプランジャ３の吸入路３ｃ
内配置したためポンプの高さを小さくしてポンプを小型
化することが可能となる。実施例で示したように、吐出
弁もフラット弁とするとポンプ全体の高さ寸法を小さく
することができる。

【００２５】また、圧縮コイルばね５をピン４とプラン
ジャ３の底面に介装した状態に圧縮コイルばね５、ピン
４、プランジャ３およびシリンダ２をサブアセンブリし
てポンプボディー１に組み込むことができるので、これ
らが分離された状態で組み込むよりも組立て作業が容易
になる。また、ピン４はプランジャ３およびシリンダ２
の穴を挿通しているので、プランジャ３は回り止めさ
れ、ダイヤフラム１６の捩れ変形が防止される。

【００２６】また、カム室２７は分離潤滑オイルポンプ
の吸入側に配置されるのでプランジャ３の駆動部の潤滑
が十分に行われる。そして、カム室２７にエアベントを
設けているので、分離潤滑オイルポンプの吸入路のエア
抜きが容易となる。

【００２７】図４は、本発明の第２の実施例であるプラ
ンジャ式燃料ポンプを示す部分断面図である。この例で
は第１の実施例でのダイヤフラム１６のシール機能をＯ
リング３２および３３で代行させている。すなわち、ポ
ンプボディー１とシリンダ２との間に挾持されたＯリン
グ３３はカム室２７とポンプボディー１とシリンダ２の
隙間との間をシールし、Ｏリング３２はカム室２７とプ
ランジャ３とシリンダ２の隙間との間をシールする。他
の構成は第１の実施例と同様であり、同一部材には同一
の符号を付してあり、その説明を省略する。このように
ダイヤフラムの代わりにＯリングを用いることで製造コ
ストを安くすることができる。

【００２８】実施例として、この発明をエンジンの燃料
ポンプに適用した場合について説明したが、この発明を
水、オイル等を比較的高圧で送るポンプに適用すること
もできる。

【００２９】

【発明の効果】本発明のプランジャ式ポンプによると、
プランジャ戻し用の圧縮コイルばねがポンプ室内にない
ため、ポンプ室の最小容積（デッドスペース）を小さく
して、圧縮比を大きくすることができ、自吸力およびエ
ア排出能力を高めることができる。なお、吸入フラット
弁を用いたので球状弁を用いた場合に比べて、ポンプ室
の容積を小さくすることができる。また、圧縮コイルば
ねをプランジャの吸入路内配置したためポンプの高さを
小さくしてポンプを小型化することが可能となる。

【００３０】また、プランジャリターン用の圧縮コイル
ばね、プランジャおよびシリンダをサブアセンブリして
ポンプボディーに組み込むことができるので、これらが
分離された状態で組み込むよりも組立て作業が容易にな
る。また、そのピンはプランジャおよびシリンダの穴を
挿通しているので、プランジャが回り止めされ、シリン
ダ室とカム室を仕切る弾性シール部材の捩れ変形が防止
される。

【００３１】また、カム室は分離潤滑オイルポンプの吸
入側に配置されるのでプランジャ駆動部の潤滑が十分に
行われる。そして、カム室にエアベントを設けているの
で、分離潤滑オイルポンプの吸入路のエア抜きが容易と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例であるプランジャ式燃料
ポンプを示す断面図である。

【図２】図２（ａ）は同プランジャ式燃料ポンプの吸入
弁および吐出弁とその近傍を示す拡大断面図、図２
（ｂ）は同吸入弁および吐出弁を上方より見た平面図で
ある。

【図３】図１におけるＡ−Ａ断面図である。

【図４】本発明の第２の実施例であるプランジャ式燃料
ポンプを示す部分断面図である。

【符号の説明】

１ ポンプボディー、１ａ シリンダ収容孔、１ｂ 吸
入口 ２ シリンダ、２ａ 流入路、２ｂ 流入溝 ３ プランジャ、３ａ 長穴、３ｂ 流入孔、３ｃ 吸
入路 ４ ピン ５、６、７ 圧縮コイルばね ８ 吸入フラット弁、８ａ 大径部、８ｂ 小径部 ９ 吐出フラット弁、９ａ 大径部、９ｂ 小径部 １０ バルブシート １１ バルブケース １２ バルブケースプラグ １３ プラグ、１３ａ ねじ、１３ｂ 吐出孔 １４ ポンプ室 １５ Ｏリング １６ ダイヤフラム １７ 押え部材 ２０ ポンプボディーカバー ２１ 皿ねじ ２２ 駆動軸、２２ａ 偏心部 ２３、２４ ベアリング ２５ オイルシール ２６ カップリング ２７ カム室 ２８、２９ ニップル ３０ ねじ ３１、３２、３３ Ｏリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 隆 岩手県岩手郡滝沢村滝沢字外山309番地株 式会社ミクニアデック内 (72)発明者 志知 亮 岩手県岩手郡滝沢村滝沢字外山309番地株 式会社ミクニアデック内 Ｆターム(参考） 3H070 AA02 BB02 BB07 CC04 CC22 CC37 DD17 DD35 DD66 3H071 AA07 BB01 CC24 CC47 DD03 DD42 3H075 AA03 BB03 BB13 CC01 CC40 DA09 DB03 DB24

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ内壁と摺動するプランジャ内に
   有底の液吸入路を設け、前記液吸入路の開放端に近接し
   てポンプ室を設け、前記液吸入路とポンプ室との間を開
   閉する吸入弁と前記ポンプ室と吐出孔との間を開閉する
   吐出弁とを設けたプランジャ式ポンプにおいて、前記プ
   ランジャに設けた軸方向に長い長穴を挿通するピンを前
   記シリンダで支え、前記ピンと前記液吸入路の底との間
   に介装したばねにより前記プランジャをポンプ駆動カム
   に圧接したことを特徴とするプランジャ式ポンプ。
2. 【請求項２】 前記吸入弁は前記プランジャの液吸入路
   の開放端の端面に圧接されるフラット弁である請求項１
   のプランジャ式ポンプ。
3. 【請求項３】 前記シリンダ内壁で囲まれたシリンダ室
   と前記ポンプ駆動カムを収容するカム室とが弾性シール
   部材で仕切られ、前記カム室が分離潤滑オイルポンプの
   吸入路に配置されている請求項１または２のプランジャ
   式ポンプ。
4. 【請求項４】 前記カム室がオイルタンクの下方に配置
   され、カム室の上部にエアベントが設けられている請求
   項３のプランジャ式ポンプ。