JP2009275599A - 燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】適用するエンジンの状態にかかわらず低圧燃料ポンプの吐出効率が低下することを防止して、高圧燃料ポンプの吐出量を適切に維持することができる燃料噴射装置を提供する。
【解決手段】燃料供給装置１に、高圧燃料を燃料噴射装置に供給する高圧燃料ポンプ１０と、低圧燃料を燃料供給源から高圧燃料ポンプ１０に供給する低圧燃料ポンプ６０と、を備えて、低圧燃料ポンプ６０を、ベローズポンプとして高圧燃料ポンプ１０と一体に構成し、同一のカム軸２１の回転により当該高圧燃料ポンプ１０とともに駆動させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、高圧燃料ポンプと低圧燃料ポンプとを備える燃料供給装置に関する。

従来、エンジンに適用される、燃料供給の手段としての燃料供給装置には高圧燃料ポンプと、低圧燃料ポンプ（フィードポンプ）とが備えられる。このような燃料供給手段のうち、高圧燃料ポンプをベローズポンプとしたものは公知となっている（例えば、特許文献１参照。）。一方、低圧燃料ポンプをプランジャポンプや、トロコイドポンプや、ギヤポンプや、ベーンポンなどとしたものが公知となっている。
特開９−１９５９４４号公報

従来のような燃料供給装置において、低圧燃料ポンプはエンジンにより駆動されることから、エンジンが例えば高温かつ低回転となる状態であるときに、低圧燃料ポンプの吐出量に対してポンプ室の隙間からの燃料のリークの割合が大きくなり、低圧燃料ポンプの吐出効率が低下して、高圧燃料ポンプへ供給する燃料の供給量が不足し、高圧燃料ポンプの吐出量が減少する不具合が生じていた。この不具合が例えばエンジンの再始動不良につながっていた。

そこで本発明は、適用するエンジンの状態にかかわらず低圧燃料ポンプの吐出効率が低下することを防止して、高圧燃料ポンプの吐出量を適切に維持することができる燃料噴射装置を提供することを目的とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、高圧燃料を燃料噴射装置に供給する高圧燃料ポンプと、低圧燃料を燃料供給源から前記高圧燃料ポンプに供給する低圧燃料ポンプと、を備える燃料供給装置であって、前記低圧燃料ポンプをベローズポンプとして前記高圧燃料ポンプと一体に構成し、同一のカム軸の回転により当該高圧燃料ポンプとともに駆動させるものである。

請求項２においては、前記低圧燃料ポンプは、前記高圧燃料ポンプに連設される低圧燃料ポンプハウジングと、前記低圧燃料ポンプハウジングに固定され、燃料吸入通路および燃料吐出通路を有するポンプヘッドと、前記低圧燃料ポンプハウジングの内部に前記カム軸と同軸心方向に伸縮可能に設けられ、基端部を前記ポンプヘッドに固着して、内部に前記燃料吸入通路および前記燃料吐出通路と連通されるポンプ室を構成する筒形状のベローズと、前記ベローズの先端部に前記カム軸の一端面と対向するように設けられ、該ベローズの先端部の開口部を閉塞するプレートと、を備え、前記ベローズを前記カム軸の回転により当該カム軸の一端面に設けられるフェイスカムに追従させて伸縮させるものである。

請求項３においては、前記低圧燃料ポンプは、前記ベローズの内部で前記ポンプヘッドと前記プレートとの間に、該プレートを介して当該ベローズを前記フェイスカム側に付勢するばねを備えるものである。

請求項４においては、前記低圧燃料ポンプは、前記低圧燃料ポンプハウジングの内部に、前記ベローズにその伸縮方向に摺動可能に外嵌され、該ベローズの動作方向をその伸縮方向のみに規制する筒形状のベローズガイドを備えるものである。

請求項５においては、前記低圧燃料ポンプは、前記ベローズガイドの先端部に、前記フェイスカムと対向するように設けられ、該ベローズガイドの先端部側の開口部を閉塞して前記プレートを覆う蓋部を備え、前記蓋部に、前記フェイスカムと当接可能な球状体を備えるものである。

請求項６においては、前記フェイスカムは、前記カム軸と別体で構成するものである。

請求項７においては、前記フェイスカムは、前記球状体と接する球状体側の側面を当該球状体側へ傾斜させた平面とするものである。

請求項８においては、前記低圧燃料ポンプは、前記球状体と前記フェイスカムとの間に、該球状体に固定され、該フェイスカムの球状体側の側面と平面で接する間座を備えるものである。

請求項９においては、前記低圧燃料ポンプは、前記ベローズを外部から伸縮させることが可能な操作手段を備えるものである。

請求項１０においては、前記操作手段は、前記低圧燃料ポンプハウジングの内部に、前記ベローズガイドの外周面から突設される突起と、該突起と当接されこれを前記ベローズの伸縮方向に移動可能とする揺動レバーと、を備え、前記低圧燃料ポンプハウジングの外部に、前記揺動レバーと連動連結され、該揺動レバーを揺動可能とする手動レバーを備えるものである。

請求項１１においては、前記操作手段は、前記低圧燃料ポンプハウジングの内部に、前記揺動レバーを前記突起に接しない揺動位置に付勢するばねを備えるものである。

請求項１２においては、前記低圧燃料ポンプは、前記ポンプヘッドと前記ベローズと前記プレートとを一つのユニットとして前記低圧燃料ポンプハウジングに対して着脱可能とし、前記ユニットを前記低圧燃料ポンプハウジングから外した場合、該ユニットに前記ベローズの伸縮を規制する規制手段を構成可能とするものである。

請求項１３においては、前記規制手段は、前記ユニットに、前記プレートの前記ポンプ室側面に設けられる第一被固定部と、前記ポンプヘッドに前記ベローズの伸縮方向に設けられる第二被固定部と、前記第一被固定部と固定される固定具と、を備えて構成するものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、低圧燃料ポンプでポンプ室の隙間がなくなるため、燃料供給装置を適用するエンジンが高温かつ低回転となる状態であっても、燃料がポンプ室からリークすることを防止することができる。したがって、エンジンの状態にかかわらず低圧燃料ポンプの吐出効率が低下することを防止して、高圧燃料ポンプの吐出量を適切に維持することができる。

請求項２においては、低圧燃料ポンプでポンプ室の隙間がなくなるため、燃料供給装置を適用するエンジンが高温かつ低回転となる状態であっても、燃料がポンプ室からリークすることを防止することができる。したがって、エンジンの状態にかかわらず低圧燃料ポンプの吐出効率が低下することを防止して、高圧燃料ポンプの吐出量を適切に維持することができる。

さらに、低圧燃料ポンプと高圧燃料ポンプとがカム軸の軸心方向に沿って配置されるため、燃料供給装置の一方向の幅を抑制して、燃料供給装置の小型化を図ることができる。

請求項３においては、圧縮ばねの荷重を任意に設定して、ベローズのばね作用による付勢力に圧縮ばねによる適切な付勢力を加えて、ベローズをフェイスカム側に付勢することができる。したがって、ベローズをフェイスカムに確実に追従させて伸縮させることが可能となり、低圧燃料ポンプの吐出効率の低下を防止することができる。

請求項４においては、燃料供給装置を適用するエンジンの運転時、ベローズにその伸縮方向と直交する方向に力がかかり、ベローズが破損することを防ぐことができる。

請求項５においては、フェイスカムの回転時に、球状体が球面でフェイスカムの球状体側の側面に接することになるため、球状体とフェイスカムとの動きが滑らかになり、互いの接触部の摩耗を防ぐことができる。

請求項６においては、カム軸の加工を容易に行うことができる。

請求項７においては、フェイスカムを安価に製作することができる。

請求項８においては、フェイスカムの回転時に、間座が平面でフェイスカムの球状体側の側面と接することになるため、球状体とフェイスカムとの接触部の面圧を下げて、接触部の摩耗を防止することができる。

請求項９においては、エンジン停止時に、低圧燃料ポンプを外部から強制的に駆動させることができる。

請求項１０においては、操作手段による低圧燃料ポンプの操作時に、ベローズにその伸縮方向と直交する方向に力がかかり、ベローズが破損することを防止することができる。

請求項１１においては、燃料供給装置を適用するエンジンの運転時に生じる振動にて揺動レバーと突起とが接することを防ぐことができ、低圧燃料ポンプによる不規則な燃料の供給を阻止することができる。そのため、エンジンを安定して運転することが可能となる。

請求項１２においては、低圧燃料ポンプの分解時に、ベローズが限度範囲を超えて伸び、破損することを防止することができる。

請求項１３においては、規制手段を簡単な構造で構成することができる。

次に、発明の実施の形態を説明する。

本発明の一実施形態に係る燃料供給装置１は、ディーゼルエンジンにおいて、燃料を燃料供給源から燃料噴射装置へ供給するための手段であり、エンジン本体に付設される。この燃料供給装置１は低圧燃料ポンプ６０と高圧燃料ポンプ１０とを備え、低圧燃料ポンプ６０により燃料供給源から高圧燃料ポンプ１０に低圧燃料を供給し、高圧燃料ポンプ１０により燃料噴射装置に高圧燃料を供給するように構成される。

まず、高圧燃料ポンプ１０について説明する。なお、以下の説明では図１における高圧燃料ポンプ１０側を前側とし、低圧燃料ポンプ６０側を後側とする。

高圧燃料ポンプ１０においては、図１に示すように、高圧燃料ポンプハウジング１１の上部に複数のプランジャバレル１２が挿嵌される。各プランジャバレル１２の下部内にはプランジャ１３が上下方向に往復動自在に設けられ、プランジャ１３の下部が当該プランジャバレル１２の下端部から下方へ突出される。プランジャバレル１２及びプランジャ１３の下方にはばね受け１４が配設される。

ばね受け１４はプランジャ１３の下端部と嵌合されて、プランジャ１３とともに上下方向に往復動可能とされる。ばね受け１４とプランジャバレル１２の下端部との間にはばね１５が介装され、プランジャ１３の軸心方向、即ち上下方向に伸縮可能とされる。このばね１５の付勢力によりプランジャ１３がばね受け１４を介して下方へ付勢される。

プランジャバレル１２の下方にはまた、タペット１６がプランジャ１３と同一軸心上に配置され、高圧燃料ポンプハウジング１１に上下方向に往復動自在に設けられる。タペット１６は有底筒形状のタペットガイド１６ａと、タペットローラ１６ｂとを有し、タペットガイド１６ａの底部内にタペットローラ１６ｂをその下部が下方へ突出するように回転自在に支持して構成される。

タペットガイド１６ａの上部内にはばね受け１４が嵌設される。これにより、タペット１６がばね受け１４を介してプランジャ１３とともにばね１５の付勢力により下方へ付勢され、タペットローラ１６ｂにてその下方に設けられたカム軸２１上のカム２２に圧接される。

カム軸２１はプランジャ１３の軸心方向に対して直交する方向、即ち前後方向へ延出され、高圧燃料ポンプハウジング１１の下部に回転自在に支持される。カム軸２１の後端側には低圧燃料ポンプ６０が設けられ、前端側には駆動ギヤが設けられる。駆動ギヤにはディーゼルエンジンのクランク軸からの動力が伝達可能とされ、この動力伝達時にカム軸２１が駆動ギヤとともに回転される。

さらに、カム軸２１の各タペット１６に対向する位置にはカム２２がそれぞれ互いに適切な位相差をもって並列に設けられる。カム２２には前述のようにタペット１６のタペットローラ１６ｂが圧接されており、この圧接状態でカム２２がカム軸２１の回転にともなって当該カム軸２１と一体的に回転される。

また、各プランジャバレル１２の上部内には吸入側逆止弁３１と、吐出側逆止弁３２と、継手３３とがプランジャ１３と同一軸心上に配置され、該プランジャ１３側から順に上方に向かって設けられる。これらの部材のうち上側に位置する継手３３はプランジャバレル１２から上方へ突出され、配管などと接続可能とされる。

一方、下側に位置する吸入側逆止弁３１の下方では、プランジャバレル１２とプランジャ１３とにより加圧室３５が形成される。この加圧室３５は、高圧燃料ポンプハウジング１１やプランジャバレル１２等に形成された燃料吸入通路４１を通じて低圧燃料ポンプ６０に連通され、かつ継手３３やこれに接続された配管などで形成された燃料吐出通路４２を通じ燃料噴射装置に連通される。

燃料吸入通路４１には吸入側逆止弁３１が配置され、この吸入側逆止弁３１を介して低圧燃料ポンプ６０から吐出される低圧燃料が加圧室に吸入される。また、燃料吐出通路４２には吐出側逆止弁３２が配置され、加圧室３５で高圧化された高圧燃料が当該加圧室３５から吐出側逆止弁３２を介して吐出される。

このような構成において、カム軸２１が回転されるにともなって、低圧燃料ポンプ６０が後述するように駆動されるとともに、該カム軸２１上のカム２２が回転される。このカム２２の回転により、プランジャ１３がタペット１６とともにばね１５で下方へ付勢された状態でプランジャバレル１２の下部内を上下方向に往復動され、加圧室３５への燃料の吸入と、加圧室３５からの燃料の吐出とが交互に行われる。

すなわち、カム２２の回転に応じて、プランジャ１３がばね１５の付勢力によりプランジャバレル１２内で最上位置から下降する際に、燃料の吸入行程が開始され、低圧燃料ポンプ６０から吐出され燃料吸入通路４１を通じて圧送される低圧燃料が、吸入側逆止弁３１を介して加圧室３５に吸入される。

一方、プランジャ１３がタペット１６とともにばね１５の付勢力に抗してカム２２にて押し上げられ、最下位置から上昇する際に、燃料の吐出行程が開始され、加圧室３５に吸入された燃料が加圧されて、高圧化された高圧燃料が吐出側逆止弁３２を介して吐出され、燃料吐出通路４２を通じて燃料噴射装置へ圧送される。

つづいて、低圧燃料ポンプ６０について説明する。

図１及び図２に示すように、低圧燃料ポンプ６０はベローズポンプであり、高圧燃料ポンプ１０の後部に固設され、高圧燃料ポンプ１０と一体に構成される。この低圧燃料ポンプ６０においては、高圧燃料ポンプハウジング１１の後部に低圧燃料ポンプハウジング６１が連設され、低圧燃料ポンプハウジング６１の後部にポンプヘッド６２が固設される。

低圧燃料ポンプハウジング６１の前部中央付近には前方に開口する前開口部６１ａが設けられ、前部外周付近には前後方向へ貫通する複数のボルト貫通孔６１ｂが設けられる。また、後部中央付近には後方に向かって開口する後開口部６１ｃが設けられ、後部外周付近に後方に開口するボルト固定孔が設けられる。これらの前開口部６１ａと後開口部６１ｃとは連通されて、低圧燃料ポンプハウジング６１が中央部を中空とする中空形状とされる。

さらに、低圧燃料ポンプハウジング６１の上部には両端の開口部をそれぞれ前方と後方とに開口させる連通孔６１ｄが前後方向へ直線状に延びるように設けられる。この連通孔６１ｄに燃料吐出通路７２の前部が構成可能とされる。

ここで、高圧燃料ポンプハウジング１１のうち、低圧燃料ポンプハウジング６１の前開口部６１ａと対向する部分には後方に開口する開口部１１ａが設けられる。そして、前述のカム軸２１が開口部１１ａ内に後端部が位置する、もしくは後端面が臨むように配置される。

ポンプヘッド６２の前部下寄りには前方へ突出する突出部６２ａが設けられ、前部外周付近に前後方向へ貫通する複数のボルト貫通孔が設けられる。突出部６２ａには両端の開口部をそれぞれ前方と後方とに開口させる挿入孔６２ｂが前後方向へ直線状に延びるように設けられ、この挿入孔６２ｂに燃料吸入通路７１の一部が構成可能とされる。

さらに、ポンプヘッド６２の上部には両端の開口部をともに前方に開口させる連通孔６２ｃが突出部６２ａ付近から前部外周付近にまで屈曲しながら延びるように設けられ、低圧燃料ポンプハウジング６１の連通孔６１ｄと連通される。この連通孔６２ｃに燃料吐出通路７２の後部が構成可能とされる。

そして、低圧燃料ポンプ６０の前側において、低圧燃料ポンプハウジング６１の前開口部６１ａの縁部が前方へ突出されて、高圧燃料ポンプ１０の開口部１１ａに嵌入される。加えて、複数の各ボルト貫通孔６１ｂが開口部１１ａ周辺に設けられたボルト固定孔１１ｂと一致するように配置されて、ボルトがボルト貫通孔６１ｂに挿入され、ボルト固定孔１１ｂに螺入される。

こうして、低圧燃料ポンプハウジング６１が高圧燃料ポンプハウジング１１に前開口部６１ａを開口部１１ａに連通させるとともに、連通孔６１ｄを高圧燃料ポンプハウジング１１で燃料吸入通路４１を構成する連通孔１１ｃに連通させた状態で固定される。

低圧燃料ポンプ６０の後側では、ポンプヘッド６２の突出部６２ａが、低圧燃料ポンプハウジング６１の後開口部６１ｃに嵌入される。加えて、複数の各ボルト貫通孔が低圧燃料ポンプハウジング６１のボルト固定孔と一致するように配置されて、ボルトがボルト貫通孔に挿入され、ボルト固定孔に螺入される。

こうして、ポンプヘッド６２が低圧燃料ポンプハウジング６１に後開口部６１ｃを閉塞し、かつ挿入孔６２ｂおよび連通孔６２ｃを後開口部６１ｃ内に連通させるとともに、連通孔６２ｃを連通孔６１ｄに連通させた状態で固定される。

このような低圧燃料ポンプハウジング６１の内部、すなわち前開口部６１ａおよび後開口部６１ｃ内に、筒形状のベローズ８１がカム軸２１に対し平行に、かつカム軸２１と同軸心方向、即ち前後方向へ延出するように設けられ、この方向に伸縮可能とされる。ベローズ８１は基端部が後開口部６１ｃ内に位置し、先端部が前開口部６１ａ内に位置するように配置される。

ベローズ８１の基端部はポンプヘッド６２の突出部６２ａ外周付近に固定され、先端部は自由端とされる。このベローズ８１の先端部にはプレート８２が固定される。これらのポンプヘッド６２とプレート８２とによりベローズ８１の後端部および先端部の開口部がそれぞれ閉塞されて、ベローズ８１の内部にポンプ室８１ａが構成される。

ポンプ室８１ａは、ポンプヘッド６２の燃料吸入通路７１と連通されるとともに、燃料吐出通路７２と連通される。燃料吸入通路７１は、挿入孔６２ｂに挿入された継手７５や、継手７５に接続された配管などで構成され、燃料供給源とも連通される。燃料吸入通路７１には逆止弁７６が配置されて、燃料供給源から燃料吸入通路７１を通じて送られる燃料が、逆止弁７６を介してポンプ室８１ａに吸入される。

一方、燃料吐出通路７２は連通孔６２ｃおよび連通孔６１ｄで構成され、高圧燃料ポンプハウジング１１の燃料吸入通路４１とも連通される。燃料吐出通路７２には逆止弁７７が配置されて、ポンプ室８１ａから燃料吐出通路７２へ吐出され燃料が、逆止弁７７を介して燃料吸入通路４１に圧送される。

ベローズ８１の内部、即ちポンプ室８１ａ内でポンプヘッド６２とプレート８２との間に、圧縮ばね８３が介装される。圧縮ばね８３は基端部がポンプヘッド６２に圧接し、先端部がプレート８２に圧接するように配置され、前後方向に伸縮可能とされる。つまり、圧縮ばね８３の伸縮方向がベローズ８１の伸縮方向と同一とされて、この圧縮ばね８３の付勢力によりベローズ８１がプレート８２を介して前方へ付勢される。

低圧燃料ポンプハウジング６１の内部、すなわち前開口部６１ａおよび後開口部６１ｃ内には、筒形状のベローズガイド８５が前後方向へ延出するように設けられる。ベローズガイド８５はベローズ８１の動作可能な方向を伸縮方向のみに規制するものであり、ベローズ８１にこれと同程度の前後幅をもって前後方向へ移動可能に外嵌される。ここで、ベローズガイド８５は基端部が後開口部６１ｃ内に位置し、先端部が前開口部６１ａ内に位置するように配置される。

ベローズガイド８５の後端部には径方向へ突出する係止部８５ａが形成され、低圧燃料ポンプハウジング６１の前開口部６１ａと後開口部６１ｃとの間に形成された段形状の被係止部６１ｅと係止可能とされる。ベローズガイド８５は、係止部８５ａがポンプヘッド６２に接する位置から被係止部６１ｅと係止する位置までの範囲で前後方向に移動可能とされており、係止部８５ａが被係止部６１ｅに係止することで、前方への移動を規制される。

ベローズガイド８５の先端部には蓋部８５ｂが備えられる。蓋部８５ｂはカム軸２１の後端部に面し、かつプレート８２を覆うように配置される。蓋部８５ｂのカム軸２１側には、金属製またはセラミック製の球状体８６が嵌合され固定される。球状体８６はベローズガイド８５及びプレート８２を介して圧縮ばね８３の付勢力により前方へ押されて、開口部１１ａ内でフェイスカム９０に圧接される。

フェイスカム９０はカム軸２１の後端部に設けられる。フェイスカム９０は、カム軸２１と別体に構成されて、カム軸２１の後端面に固定具となるボルト９１等により固定され、カム軸２１と一体的に回転可能とされる。このフェイスカム９０の回転は当該フェイスカム９０にベローズガイド８５の球状体８６が圧接された状態で行われる。なお、フェイスカム９０はカム軸２１と一体に構成することも可能である。

フェイスカム９０は、本実施形態においては、球状体８６側の側面に周方向に一定の間隔、ここでは９０度ごとにカム山９０ａを有して構成される。但し、カム山の数は限定するものではなく、適宜変更可能である。フェイスカム９０の回転に際し、フェイスカム９０のカム山９０ａが球状体８６に圧接されることで、球状体８６が圧縮ばね８３の付勢力に抗して後方へ押されて後位置に移動され、これにともなってベローズ８１が収縮される。

そして、フェイスカム９０のカム山９０ａが球状体８６から離れることで、球状体８６がベローズ８１及び圧縮ばね８３の付勢力により前方へ押されて後位置から前位置に移動され、これにともなってベローズ８１が伸長される。こうして、カム軸２１の回転時に、このカム軸２１と一体的に回転するフェイスカム９０に追従して、ベローズ８１が伸縮される。

このような構成において、カム軸２１が回転されるにともなって、前述のように高圧燃料ポンプ１０が駆動されるとともに、カム軸２１の後端面に備えられたフェイスカム９０が回転される。低圧燃料ポンプ６０では、フェイスカム９０の回転により、球状体８６が前後へ移動されて、ベローズ８１が前後方向に伸縮される。このベローズ８１の伸縮により、ポンプ室８１ａへの燃料の吸入と、ポンプ室８１ａからの燃料の吐出とが交互に行われ、燃料が燃料供給源から高圧燃料ポンプ１０に供給される。

すなわち、フェイスカム９０の回転に応じて球状体８６が前位置へと移動される際に、ベローズ８１がベローズ自体および圧縮ばね８３の付勢力により伸長される。このベローズ８１の伸長にともなって、燃料の吸入工程が開始され、ポンプ室８１ａが拡大されることで、燃料が燃料供給源から吸い上げられ、燃料吸入通路７１を通じてポンプ室８１ａに吸入される。

ついで、フェイスカム９０の回転に応じて球状体８６が前位置から後位置へと移動される際に、ベローズ８１がベローズ自体および圧縮ばね８３の付勢力に抗して収縮される。このベローズ８１の収縮にともなって、燃料の吐出工程が開始され、ポンプ室８１ａが縮小されることで、低圧燃料がポンプ室８１ａから燃料吐出通路７２へ吐出され、高圧燃料ポンプに供給される。

以上のように、本発明の一実施形態に係る燃料供給装置１は、高圧燃料を燃料噴射装置に供給する高圧燃料ポンプ１０と、低圧燃料を燃料供給源から高圧燃料ポンプ１０に供給する低圧燃料ポンプ６０と、を備えるものであって、低圧燃料ポンプ６０をベローズポンプとして高圧燃料ポンプ１０と一体に構成し、同一のカム軸２１の回転により当該高圧燃料ポンプ１０とともに駆動させるようになっている。

これにより、低圧燃料ポンプ６０でポンプ室８１ａの隙間がなくなるため、燃料供給装置１を適用するディーゼルエンジンが高温かつ低回転となる状態であっても、燃料がポンプ室８１ａからリークすることを防止することができる。したがって、ディーゼルエンジンの状態にかかわらず低圧燃料ポンプ６０の吐出効率が低下することを防止して、高圧燃料ポンプ１０の吐出量を適切に維持することができる。

そのため、たとえばエンスト後に再始動する場合において、ディーゼルエンジンが高温かつ低回転となる状態であるときでも、燃料供給装置１では、燃料が所定の供給圧力で低圧燃料ポンプ６０により高圧燃料ポンプ１０に確実に供給され、適量の燃料が高圧燃料ポンプ１０により燃料噴射装置に供給されるため、ディーゼルエンジンの再始動不良が防止される。

また、燃料供給装置１において、低圧燃料ポンプ６０は、高圧燃料ポンプ１０にカム軸２１の軸心方向に連設される低圧燃料ポンプハウジング６１と、低圧燃料ポンプハウジング６１に固定され、燃料吸入通路７１および燃料吐出通路７２を有するポンプヘッド６２と、低圧燃料ポンプハウジング６１の内部にカム軸２１と同軸心方向に伸縮可能に設けられ、基端部をポンプヘッド６２に固着して、内部に燃料吸入通路７１および燃料吐出通路７２と連通されるポンプ室８１ａを構成する筒形状のベローズ８１と、ベローズ８１の先端部にカム軸２１の一端面と対向するように設けられ、ベローズ８１の先端部の開口部を閉塞するプレート８２と、を備え、ベローズ８１をカム軸２１の回転により当該カム軸２１の一端面に設けられるフェイスカム９０に追従させて伸縮させるように構成される。

これにより、低圧燃料ポンプ６０でポンプ室８１ａの隙間がなくなるため、燃料供給装置１を適用するディーゼルエンジンが高温かつ低回転となる状態であっても、燃料がポンプ室８１ａからリークすることを防止することができる。したがって、ディーゼルエンジンの状態にかかわらず低圧燃料ポンプ６０の吐出効率が低下することを防止して、高圧燃料ポンプ１０の吐出量を適切に維持することができる。

さらに、低圧燃料ポンプ６０と高圧燃料ポンプ１０とがカム軸２１の軸心方向に沿って配置されるため、燃料供給装置１の一方向の幅を抑制して、燃料供給装置１の小型化を図ることができる。

また、燃料供給装置１において、低圧燃料ポンプ６０は、ベローズ８１の内部でポンプヘッド６２とプレート８２との間に、プレート８２を介してベローズ８１をフェイスカム９０側に付勢する圧縮ばね８３を備えるように構成される。

これにより、圧縮ばね８３の荷重を任意に設定して、ベローズ８１のばね作用による付勢力に圧縮ばね８３による適切な付勢力を加えて、ベローズ８１をフェイスカム９０側に付勢することができる。したがって、ベローズ８１をフェイスカム９０に確実に追従させて伸縮させることが可能となり、低圧燃料ポンプ６０の吐出効率の低下を防止することができる。

また、燃料供給装置１において、低圧燃料ポンプ６０は、低圧燃料ポンプハウジング６１の内部に、ベローズ８１にその伸縮方向に摺動可能に外嵌され、ベローズ８１の動作方向をその伸縮方向のみに規制する筒形状のベローズガイド８５を備えるように構成される。

これにより、燃料供給装置１を適用するディーゼルエンジンの運転時、ベローズ８１にその伸縮方向と直交する方向に力がかかり、ベローズ８１が破損することを防ぐことができる。

また、燃料供給装置１において、低圧燃料ポンプ６０は、ベローズガイド８５の先端部に、前記フェイスカム９０と対向するように設けられ、該ベローズガイド８５の先端部の開口部を閉塞して前記プレート８２を覆う蓋部８５ｂを備え、蓋部８５ｂに、前記フェイスカム９０と当接可能な球状体８６を備えるように構成される。

これにより、フェイスカム９０の回転時に、球状体８６が球面でフェイスカム９０の球状体８６側の側面に接することになるため、球状体８６とフェイスカム９０との動きが滑らかになり、互いの接触部の摩耗を防ぐことができる。

また、燃料供給装置１において、フェイスカム９０は、カム軸２１と別体で構成される。

これにより、カム軸２１の加工を容易に行うことができる。

図３に示すように、燃料供給装置１においてはまた、別実施形態のフェイスカムとして、フェイスカム９５を用いることも可能である。この場合、図３（ａ）に示すように、フェイスカム９５は、カム軸２１と別体に構成されて、カム軸２１の後端面に固定具となるボルト９６等により固定され、カム軸２１と一体的に回転可能とされる。このフェイスカム９５の回転は当該フェイスカム９５にベローズガイド８５の球状体８６が圧接された状態で行われる。なお、フェイスカム９５はカム軸２１と一体に構成することも可能である。

フェイスカム９５は球状体８６側の側面９５ａをプレート８２側に対して傾斜させた平面、即ちプレート８２側に対して突出量が漸次変化する平面状の斜面として構成され、この球状体８６側の側面９５ａにて球状体８６と摺接される。フェイスカム９５の回転に際しては、フェイスカム９５の球状体８６側の側面９５ａのうち、最大突出部分が球状体８６に圧接されることで、球状体８６がベローズ８１および圧縮ばね８３の付勢力に抗して後方へ押されて後位置に移動され、ベローズ８１が収縮される。

そして、フェイスカム９５が更に回転され、フェイスカム９５の球状体８６側の側面９５ａのうち、最小突出部分が球状体８６に圧接されることで、球状体８６がベローズ８１及び圧縮ばね８３の付勢力により前方へ押されて後位置から前位置に移動され、ベローズ８１が伸長される。こうして、カム軸２１の回転時に、このカム軸２１と一体的に回転するフェイスカム９５に追従して、ベローズ８１が伸縮される。

このように燃料供給装置１においてはまた、フェイスカム９５は、球状体８６と接する球状体８６側の側面９５ａを当該球状体８６側へ傾斜させた平面とするように構成される。

これにより、フェイスカム９５を安価に製作することができる。

さらに、図３（ｂ）に示すように、フェイスカム９５の球状体８６側の側面９５ａと球状体８６との間に、間座９８を介装することも可能である。この場合、間座９８はフェイスカム９５側の側面９８ａをプレート８２側に対して傾斜させた平面、即ちフェイスカム９５側に対して突出量が漸次変化する平面状の斜面として構成されて、このフェイスカム９５側の側面９８ａにてフェイスカム９５の球状体８６側の側面９５ａと平面で摺接される。また間座９８は、フェイスカム９５側の側面９８ａの前後反対側で球状体８６と嵌合され固定される。

こうして、間座９８がベローズガイド８５と球状体８６を介して連結され、圧縮ばね８３の付勢力によりフェイスカム９５側の側面９８ａでフェイスカム９５の球状体８６側の側面９５ａに圧接される。そして、前記同様にカム軸２１の回転時に、このカム軸２１と一体的に回転するフェイスカム９５に追従して、ベローズ８１が伸縮される。

このように燃料供給装置１においてはまた、低圧燃料ポンプ６０は、球状体８６とフェイスカム９５との間に、球状体８６に固定され、フェイスカム９５の球状体８６側の側面９５ａと平面で接する間座９８を備えるように構成される。

これにより、フェイスカム９５の回転時に、間座９８が平面でフェイスカム９５の球状体８６側の側面９５ａと接することになるため、球状体８６とフェイスカム９５との接触部の面圧を下げて、接触部の摩耗を防止することができる。

図１、図２、図４に示すように、このような低圧燃料ポンプ６０においてはまた、ベローズ８１を外部から手動で強制的に伸縮させるための操作手段が備えられる。この操作手段は低圧燃料ポンプハウジング６１の内部から外部にわたって設けられ、たとえば突起１０１と、揺動レバー１０２と、戻りばね１０３と、手動レバー１０４とを備えて構成される。

低圧燃料ポンプハウジング６１の内部のうち、前開口部６１ａ内では、突起１０１がベローズガイド８５の前後中途部にその外周面から径方向、ここでは下方へ突出するように設けられる。揺動レバー１０２は突起１０１の下方に上下方向へ延出するように設けられ、その基端部で支持軸１０５を介して低圧燃料ポンプハウジング６１の壁部に前後方向へ揺動可能に支持される。この支持軸１０５は低圧燃料ポンプハウジング６１の左右の壁部に前開口部６１ａ内を通って貫設される。

揺動レバー１０２の先端部は突起１０１の前方に配置され、揺動レバー１０２の揺動により突起１０１に当接可能とされる。そして、揺動レバー１０２の先端部が突起１０１に当接された状態で、揺動レバー１０２の更なる揺動に応じて突起１０１が後方へ押されることによって、ベローズ８１が圧縮ばね８３の付勢力に抗して収縮される。

揺動レバー１０２の基端部には戻りばね１０３が設けられる。この戻りばね１０３の付勢力により揺動レバー１０２が前方へ付勢され、ストッパ１０６に圧接可能とされる。揺動レバー１０２は通常ではストッパ１０６に圧接され、先端部が突起１０１に接しない揺動位置に保持される。

一方、低圧燃料ポンプハウジング６１の外部では、手動レバー１０４が低圧燃料ポンプハウジング６１から後方へ突出するよう設けられる。手動レバー１０４は、揺動レバー１０２と同一の支持軸１０５を介して低圧燃料ポンプハウジング６１の壁部に上下方向へ揺動可能に支持され、揺動レバー１０２と一体的に支持軸１０５を揺動支点として揺動される。

このような構成において、揺動レバー１０２は通常では戻りばね１０３の付勢力により先端部が突起１０１と当接しない揺動位置に保持され、これに連動して手動レバー１０４は最上位置に向かって上方へ揺動される。そして、手動レバー１０４が最上位置から最下位置に向かって下方へ動かされることによって、揺動レバー１０２が後方へ揺動され、まずその先端部が突起１０１と当接される。

揺動レバー１０２の先端部が突起１０１に当接された後、揺動レバー１０２が更に後方へ揺動され、つづいてその先端部により突起１０１が後方へ押される。この突起１０１の後方への移動にともなって、ベローズ８１がベローズ自体および圧縮ばね８３の付勢力に抗して収縮される。手動レバー１０４が最下位置に至ると、ベローズ８１が最も収縮される。

この状態で手動レバー１０４が最下位置から最上位置に向かって上方へ動かされることによって、揺動レバー１０２がまず前方へ揺動され、その先端部と突起１０１との当接状態が解除される。その後、手動レバー１０４が最上位置に至ると、揺動レバー１０２は戻りばね１０３の付勢力により先端部が突起１０１と当接しない揺動位置に保持される。

この手動レバー１０４の移動操作に際して、揺動レバー１０２の先端部と突起１０１との当接状態が解除されることから、ベローズ８１がベローズ自体および圧縮ばね８３の付勢力により伸長される。手動レバー１０４が最上位置に至ることで、ベローズ８１が最も伸長される。こうして、手動レバー１０４の移動操作が繰り返されることで、ベローズ８１が伸縮されて、外部から手動で低圧燃料ポンプ６０が駆動される。

以上のように、燃料供給装置１においてはまた、低圧燃料ポンプ６０は、ベローズ８１を外部から伸縮させることが可能な操作手段を備えるように構成される。

これにより、エンジン停止時に、低圧燃料ポンプ６０を外部から強制的に駆動させることができる。たとえば、低圧燃料ポンプ６０に空気が混入していると、低圧燃料ポンプ６０が正常に駆動せず、ディーゼルエンジンが始動しない。そこで、このような場合には、低圧燃料ポンプ６０を外部から手動で強制的に駆動させて、低圧燃料ポンプ６０から空気を抜くことにより、ディーゼルエンジンを始動させることが可能となる。

また、燃料供給装置１において、前記操作手段は、低圧燃料ポンプハウジング６１の内部に、ベローズガイド８５の外周面から突設される突起１０１と、突起１０１と当接されこれをベローズ８１の伸縮方向に移動可能とする揺動レバー１０２と、を備え、低圧燃料ポンプハウジング６１の外部に、揺動レバー１０２と連動連結され、揺動レバー１０２を揺動可能とする手動レバー１０４を備えるように構成される。

これにより、操作手段による低圧燃料ポンプ６０の操作時に、ベローズ８１にその伸縮方向と直交する方向に力がかかり、ベローズ８１が破損することを防止することができる。

また、燃料供給装置１において、操作手段は、低圧燃料ポンプハウジング６１の内部に、前記揺動レバー１０２を前記突起１０１に接しない揺動位置に付勢する戻りばね１０３を備えるように構成される。

これにより、燃料供給装置１を適用するディーゼルエンジンの運転時に生じる振動にて揺動レバー１０２と突起１０１とが接することを防ぐことができ、低圧燃料ポンプ６０による不規則な燃料の供給を阻止することができる。そのため、ディーゼルエンジンを安定して運転することが可能となる。

図５に示すように、このような低圧燃料ポンプ６０においてはまた、ポンプヘッド６２と、ベローズ８１と、プレート８２とが一つのユニット１１０とされる。そしてこのユニット１１０が低圧燃料ポンプハウジング６１に対して着脱可能とされ、低圧燃料ポンプ６０の組立性やメンテナンス性の向上が図られる。

ところが、ポンプヘッド６２と低圧燃料ポンプハウジング６１との固定状態が解除され、ユニット１１０が低圧燃料ポンプハウジング６１から外された場合、プレート８２と固定されたベローズ８１の先端部は自由端であることから、ベローズ８１が自由に伸長可能となり、限度範囲を超えて伸長し破損するおそれが生じる。

そこで、ユニット１１０にはベローズ８１の伸縮を規制する規制手段が構成可能とされる。この規制手段では、ユニット１１０に第一被固定部と、第二被固定部と、固定具とが備えられる。これらのうち、固定具は規制手段の構成時に別途用意される。

たとえば、第一被固定部は、プレート８２の前記ポンプ室側面の中央付近に設けられ、ポンプヘッド６２の挿入孔６２ｂと同軸心上で後方に開口する固定孔１１１として構成される。第二被固定部は、ポンプヘッド６２の挿入孔６２ｂの開口端面１１２として構成される。固定具は、ボルト１１３等で構成される。

ユニット１１０が低圧燃料ポンプハウジング６１から外されて、規制手段が構成される場合、ボルト１１３が、挿入孔６２ｂの開口端面１１２に外側から当接される間座１１４に挿入されたあとで、ポンプヘッド６２の挿入孔６２ｂからポンプ室８１ａ内に挿入され、プレート８２の固定孔１１１に螺入される。これにより、ボルト１１３が固定孔１１１に固定されるとともに、圧縮ばね８３の付勢力により間座１１４を介して挿入孔６２ｂの開口端面１１２に固定されて、ベローズ８１の伸長が規制され、その伸長状態（長さ）が保持される。

ここでは加えて、ナット１１５を間座１１４の外側に当接させてボルト１１３に螺合し、このナット１１５により挿入孔６２ｂの開口端面１１２でのボルト１１３の固定位置を変更することによって、ベローズ８１をより伸長させた状態、またはより収縮させた状態に保持するように、ベローズ８１の伸縮状態を任意に調整し、その伸縮を規制することが可能となっている。

以上のように、燃料供給装置１においてはまた、低圧燃料ポンプ６０は、ポンプヘッド６２とベローズ８１とプレート８２とを一つのユニット１１０として低圧燃料ポンプハウジング６１に対して着脱可能とし、ユニット１１０を低圧燃料ポンプハウジング６１から外した場合、ユニット１１０にベローズ８１の伸縮を規制する規制手段を構成可能とされる。

これにより、低圧燃料ポンプの分解時に、ベローズ８１が限度範囲を超えて伸び、破損することを防止することができる。

また、燃料供給装置１において、前記規制手段は、ユニット１１０に、プレート８２のポンプ室側面に設けられる固定孔（第一被固定部）１１１と、ポンプヘッド６２にベローズ８１の伸縮方向に設けられるポンプヘッド６２の開口端面１１２（第二被固定部）１１２と、固定孔１１１と固定されるボルト（固定具）１１３と、を備えて構成される。

これにより、規制手段を簡単な構造で構成することができる。

本発明の一実施形態に係る燃料供給装置の構成を示す側面断面図。 低圧燃料ポンプの構成を示す側面断面図。 （ａ）別実施形態のフェイスカムを適用した場合におけるフェイスカム付近の構成を示す側面断面図。（ｂ）別実施形態のフェイスカム及び間座を適用した場合におけるフェイスカム付近の構成を示す側面断面図。 ベローズの操作手段付近の構成を示す正面断面図。 ユニットの構成を示す側面断面図。

符号の説明

１ 燃料供給装置
１０ 高圧燃料ポンプ
２１ カム軸
６０ 低圧燃料ポンプ
６１ 低圧燃料ポンプハウジング
６２ ポンプヘッド
７１ 燃料吸入通路
７２ 燃料吐出通路
８１ ベローズ
８１ａ ポンプ室
８２ プレート
８３ 圧縮ばね
８５ ベローズガイド
８５ｂ 蓋部
８６ 球状体
９０ フェイスカム
９５ フェイスカム
９５ａ 球状体側の側面
９８ 間座
１０１ 突起
１０２ 揺動レバー
１０３ 戻りばね
１０４ 手動レバー
１１０ ユニット
１１１ 固定孔（第一被固定部）
１１２ 挿入孔の開口端面（第二被固定部）
１１３ ボルト（固定具）

Claims (13)

1. 高圧燃料を燃料噴射装置に供給する高圧燃料ポンプと、
   低圧燃料を燃料供給源から前記高圧燃料ポンプに供給する低圧燃料ポンプと、を備える燃料供給装置であって、
   前記低圧燃料ポンプをベローズポンプとして前記高圧燃料ポンプと一体に構成し、同一のカム軸の回転により当該高圧燃料ポンプとともに駆動させる、燃料供給装置。
2. 前記低圧燃料ポンプは、
   前記高圧燃料ポンプに連設される低圧燃料ポンプハウジングと、
   前記低圧燃料ポンプハウジングに固定され、燃料吸入通路および燃料吐出通路を有するポンプヘッドと、
   前記低圧燃料ポンプハウジングの内部に前記カム軸と同軸心方向に伸縮可能に設けられ、基端部を前記ポンプヘッドに固着して、内部に前記燃料吸入通路および前記燃料吐出通路と連通されるポンプ室を構成する筒形状のベローズと、
   前記ベローズの先端部に前記カム軸の一端面と対向するように設けられ、該ベローズの先端部の開口部を閉塞するプレートと、を備え、
   前記ベローズを前記カム軸の回転により当該カム軸の一端面に設けられるフェイスカムに追従させて伸縮させる、請求項１に記載の燃料供給装置。
3. 前記低圧燃料ポンプは、
   前記ベローズの内部で前記ポンプヘッドと前記プレートとの間に、該プレートを介して当該ベローズを前記フェイスカム側に付勢するばねを備える、請求項２に記載の燃料供給装置。
4. 前記低圧燃料ポンプは、
   前記低圧燃料ポンプハウジングの内部に、前記ベローズにその伸縮方向に摺動可能に外嵌され、該ベローズの動作方向をその伸縮方向のみに規制する筒形状のベローズガイドを備える、請求項２または請求項３に記載の燃料供給装置。
5. 前記低圧燃料ポンプは、
   前記ベローズガイドの先端部に、前記フェイスカムと対向するように設けられ、該ベローズガイドの先端部側の開口部を閉塞して前記プレートを覆う蓋部を備え、
   前記蓋部に、前記フェイスカムと当接可能な球状体を備える、請求項４に記載の燃料供給装置。
6. 前記フェイスカムは、
   前記カム軸と別体で構成する、請求項２から請求項５のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
7. 前記フェイスカムは、
   前記球状体と接する球状体側の側面を当該球状体側へ傾斜させた平面とする、請求項５または請求項６に記載の燃料供給装置。
8. 前記低圧燃料ポンプは、
   前記球状体と前記フェイスカムとの間に、該球状体に固定され、該フェイスカムの球状体側の側面と平面で接する間座を備える、請求項７に記載の燃料供給装置。
9. 前記低圧燃料ポンプは、
   前記ベローズを外部から伸縮させることが可能な操作手段を備える、請求項２から請求項８のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
10. 前記操作手段は、
    前記低圧燃料ポンプハウジングの内部に、前記ベローズガイドの外周面から突設される突起と、該突起と当接されこれを前記ベローズの伸縮方向に移動可能とする揺動レバーと、を備え、
    前記低圧燃料ポンプハウジングの外部に、前記揺動レバーと連動連結され、該揺動レバーを揺動可能とする手動レバーを備える、請求項９に記載の燃料供給装置。
11. 前記操作手段は、
    前記低圧燃料ポンプハウジングの内部に、前記揺動レバーを前記突起に接しない揺動位置に付勢するばねを備える、請求項１０に記載の燃料供給装置。
12. 前記低圧燃料ポンプは、
    前記ポンプヘッドと前記ベローズと前記プレートとを一つのユニットとして前記低圧燃料ポンプハウジングに対して着脱可能とし、
    前記ユニットを前記低圧燃料ポンプハウジングから外した場合、該ユニットに前記ベローズの伸縮を規制する規制手段を構成可能とする、請求項２から請求項１１のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
13. 前記規制手段は、
    前記ユニットに、前記プレートの前記ポンプ室側面に設けられる第一被固定部と、前記ポンプヘッドに前記ベローズの伸縮方向に設けられる第二被固定部と、前記第一被固定部と固定される固定具と、を備えて構成する、請求項１２に記載の燃料供給装置。

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