JPH10252658A - ポンプ及び燃料供給ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベローズの腐食を防止することができるポン
プ及び燃料供給ポンプを提供する。 【解決手段】 本発明による燃料供給ポンプ３は、プラ
ンジャ５とプランジャバレル３３との摺動クリアランス
からのリーク流体を受けるベローズ２７とを備えた燃料
供給ポンプ３において、ベローズ室２７ａ内には、流入
機構６３から流体が積極的に流入され、且つ流出機構６
３からベローズ室内の流体が流出されて、ベローズ室２
７ａ内の流体に流れを生じさせているので、流体がベロ
ーズ室内に長く留まって水を分離したり、長期の滞留に
よりベローズ２７が腐食するのを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プランジャバレル
内をプランジャが摺動して流体を圧縮するポンプに関
し、特に、筒内直接噴射式燃焼噴射装置等に装備される
燃料供給ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のポンプとして、プランジャバレ
ル内を摺動するプランジャ端部を覆い、プランジャバレ
ルとプランジャとの摺動クリアランスからのリーク燃料
を受けるベローズを設けて、リーク燃料が他に漏れない
ようにシールした構成のポンプが公知である。

【０００３】また、例えば、特開平８ー２３２８４８号
公報に開示されているように、プランジャによる流体の
作動室と、これと別の流体の作動室とをベローズにより
区画した構成のいわゆるベローズポンプが公知である。

【０００４】これらのポンプにおいて、ベローズが画定
するベローズ室内は、燃料（流体）を受けて燃料を溜
め、或いは燃料で満たされた状態になる。かかるベロー
ズには、伸縮による機械的強度が要求されることから、
一般的に、金属製のものが使用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一方、燃料等の流体に
は、わずかであるが水分が含まれていたり、水分が含ま
れていない場合でも燃料の分解等により、水分が生じる
ことがある。そして、ベローズ室内に水分が溜まると金
属製のベローズが腐食するという問題点がある。

【０００６】特に、ベローズがリークした燃料を受ける
構成の場合には、ベローズ室内（ベローズの内側）に流
れる燃料が微量であるため、ベローズ室内に溜められた
燃料の置換が行われにくいことから、局部的に水が溜ま
りやすく、ベローズの腐食が生じやすいという問題点が
ある。

【０００７】そこで、本発明の目的は、ベローズの腐食
を防止することができるポンプ及び燃料供給ポンプを提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、プランジャバレルと、プ
ランジャバレル内を摺動してポンプ室の流体を加圧する
プランジャと、プランジャとプランジャバレルとの摺動
クリアランスからのリーク流体を受けるベローズ室を形
成するベローズとを備えたポンプにおいて、前記ベロー
ス室内に流体を流入する流入機構及びベローズ室内の流
体を流出する流出機構とを備えることを特徴とするもの
である。

【０００９】この請求項１に記載の発明によれば、ベロ
ーズ室内には、プランジャとプランジャバレルとの摺動
クリアランスから漏れたリーク流体が溜められるが、流
入機構から、ベローズ室内に流体が積極的に流入され、
且つ流出機構からベローズ室内の流体が流出される。こ
のため、ベローズ室内の流体に流れが生じるので、同じ
流体が長く留まって水を分離したり、流体自体が腐食し
てベローズを腐食させるということが少ない。従って、
ベローズの腐食を防止できる。

【００１０】請求項２に記載の発明は、プランジャバレ
ル内をプランジャが摺動して、燃料を加圧するポンプ室
と、プランジャとプランジャを摺動させるプッシュロッ
ドとプランジャバレルとで画成される脈動低減空間と、
この脈動低減空間を燃料吸入部に連通する脈動低減通路
と、プランジャとプランジャバレルとの摺動クリアラン
スからのリーク流体を受けるベローズ室を形成するベロ
ーズと、ベローズ室内の流体を流出する流出通路とを備
えた燃料供給ポンプにおいて、前記プランジャバレルに
は、一端がプランジャバレルのプッシュロッド摺動面に
開口し、他端がベローズ室内に開口して燃料を流入する
流入通路を備えることを特徴とするものである。

【００１１】この請求項２に記載の発明によれば、脈動
低減機構を有する燃料供給ポンプにおいて、バレルに
は、プッシュロッドの摺動面とベローズ室とを連通して
燃料をベローズ室に導入する流入通路を設けているの
で、ベローズ室には、リーク流体の他、流入通路から積
極的に燃料が流入される。そして、ベローズ室内の燃料
は流出通路から流出されるので、ベローズ室内ではここ
に溜められる燃料に積極的な流れが生じるので、流体が
長く留まって水を分離してベローズを腐食させることが
少ない。従って、ベローズの腐食を防止できる。しか
も、プランジャバレルに流入通路の開口を形成するだけ
であるから、構成が簡易であり且つ製造が容易である。

【００１２】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の発明において、前記流入通路におけるプッシュロッド
摺動面側の開口は、ベローズが伸びる方向にプッシュロ
ッドが移動すると開いて前記脈動低減空間に連通し、ベ
ローズが縮む方向に移動すると前記開口が閉じる位置に
形成されていることを特徴とするものである。

【００１３】この請求項３に記載の発明によれば、ベロ
ーズ室に燃料を流入する流入通路の開口は、プランジャ
バレルに対するプッシュロッドの移動に連動して、開閉
する。従って、流入通路の開口時期が限定されるから、
燃料置換に必要な量のみをベローズ室に流入できるの
で、燃料の流出入により他に与える影響、例えば、燃料
供給ポンプやこの燃料供給ポンプに燃料を供給する低圧
供給ポンプ等に与える影響を最小限度にすることができ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、添付図面の図１乃至図３
を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
尚、図１は本発明の実施の形態にかかる燃料供給ポンプ
を正面側から切断した断面図であり、図２はプランジャ
バレル及びベローズを含む部分を拡大して示す断面図で
あり、図３はプッシュロッドとベローズとの作動状態を
示す図である。

【００１５】本実施の形態にかかる燃料供給ポンプ３
は、ガソリンエンジンの燃焼室にガソリンを直接噴射す
るもので、いわゆる直接噴射式ガソリンエンジンと言わ
れる燃料供給系に使用され、高圧のガソリンを圧送する
ものである。

【００１６】この燃料供給ポンプ３は、プランジャー５
を収納したポンプハウジング７と、このプランジャー５
を駆動するカム９を収納した下本体部１０とを備えてい
る。カム９は、図示しないエンジンによって駆動される
シャフト８に連結されており、エンジンの駆動によりカ
ム９が回転し、プランジャー５の下端に配置されたカム
当接シュー１１に周接してプランジャー５を上下に駆動
する構成になっている。

【００１７】ポンプハウジング７には、低圧の燃料が供
給される吸入ポート１３と、プランジャー５により加圧
された燃料を吐出する吐出ポート１７とが設けられてい
る。吸入ポート１３は、ポンプハウジング７に形成され
た燃料供給路１９を介してポンプ室（燃料圧縮室）２１
に連通されており、吐出ポート１７は燃料吐出通路２３
を介してポンプ室２１に連通されて、弁の開閉により、
ポンプ室２１で圧縮した燃料を吐出ポート１７から吐出
している。

【００１８】ポンプハウジング７に形成された大径孔に
は、固装部材２９がねじ噛合されており、この固装部材
２９の内側にプランジャー５の摺動を案内するプランジ
ャバレル３３が固定されている。固装部材２９の下側に
はベローズ２７が、その軸線をプランジャー５の軸線と
略一致させて配置されている。ベローズ２７の上端はポ
ンプハウジング７に組み付けられた固装部材２９に固定
されており、ベローズ２７の下端は、プランジャー５の
下端に当接する支持部材３１に固定されている。このべ
ローズ２７はプランジャー５の上下動に連動して伸縮
し、プランジャー５とプランジャバレル３３との摺動ク
リアランスからリークした燃料を受けるものであり、ベ
ローズ２７の内側に形成されたベローズ室２７ａ内にリ
ーク燃料を受けて、カム室９ａに対してシールするもの
であり、金属製の蛇腹形状をなして構成されている。

【００１９】ベローズ２７の上端部が固定された固装部
材２９には、リターンポート１４に連通された開口（流
出機構）６１が形成されており（図１参照）、この開口
６１はベローズ空間２７ａに連通されて、ベローズ空間
２７ａ内の流体をリターンポート１４に流出させるよう
になっている。

【００２０】一方、プランジャ５と上述のカム当接シュ
ー１１との間には、プッシュロッド２４が介在されてお
り、このプッシュロッド２４を介してプランジャ５を押
圧してプランジャバレル３３内に摺動させている。本実
施の形態では、このプッシュロッド２４は、プランジャ
５と別体に設けられているが、プランジャ５の下端に当
接してプランジャ５と一体に往復動するものであり、実
質的にプランジャ５と一体のものでもよい。そして、プ
ランジャー５は、このプランジャバレル３３に沿って上
下に摺動するようになっている。プランジャー５には、
スプリング３５の下端部が当接されている。このスプリ
ング３５は、プランジャー５を常時下方に付勢するもの
であり、図１に示すように、スプリング３５の上端は固
定部材３７の下面に支持されている。そして、固定部材
３７の下面とプランジャー５との間に燃料を加圧するポ
ンプ室２１を形成している。

【００２１】プランジャバレル３３には、プランジャ５
の下端側（ポンプ室と反対の側）であってプランジャ５
とプッシュロッド２４とで画定される脈動低減空間２６
が形成されている。この脈動低減空間２６は、第１低圧
通路２８を介して燃料吸入ポート１３に連通されてお
り、ポンプ室２１の往復動作により発生する低圧側の脈
動を低減するようになっている。即ち、脈動低減空間２
６は、プランジャ５の下部に形成されており、プランジ
ャ５が下降動作すると、脈動低減空間２６内の燃料が第
１低圧通路２８を介して、燃料吸入通路１９に戻され、
プランジャ５が上昇すると燃料供給ポート１３側から燃
料供給通路１９を通って脈動低減空間２６に燃料を吸入
するものである。本実施の形態では、脈動低減空間２６
とポンプ室２１との容積比が例えば１：２となってお
り、燃料供給ポート１３における吸入量は、プランジャ
５の下降時には、ポンプ室２１に吸入される燃料の容積
比２に対して脈動低減空間２６からの戻し量１となり、
プランジャ５の上昇時には、燃料供給通路１９から脈動
低減空間２６にのみ燃料が供給されるので、燃料供給ポ
ート１３への戻し量が−１になる。従って、燃料供給ポ
ート１３から吸入される燃料の容積比は、プランジャ５
の下降時及び上昇時において、それぞれの場合に全体的
には１になる。これにより、吸入の間欠脈動を解消して
いる。

【００２２】プランジャバレル３３には、更に、プッシ
ュロッド２４の摺動部位に流入通路６３が形成されてお
り、この流入通路６３は一端６３ａがプッシュロッド２
４の摺動面に開口され、他端６３ｂがベローズ室２７ａ
内に開口している。この流入通路６３は、プッシュロッ
ド２４が下端位置にある場合には脈動低減空間２６に連
通され、プッシュロッド２４が上端位置にある場合には
一端６３ａの開口をプッシュロッド２４が塞いで脈動低
減空間２６との連通を遮断する位置に形成されている。
換言すれば、ベローズ室２７ａの燃料はエンジンを運転
するごとに置換する構成になっている。

【００２３】この流入通路６３は、プランジャバレルの
周面に直線状の孔を形成するだけで容易に形成すること
ができる。

【００２４】一方、燃料吐出通路２３は、ポンプハウジ
ング７の上部に設けられた高圧ダンパ３９を通るように
なっており、この高圧ダンパ３９が燃料吐出通路２３に
おける高圧の脈動を抑制している。高圧ダンパ３９はガ
スが封入された受圧部４１を備えており、この受圧部４
１は、ケース４５とダイヤフラム４３とで画定されてい
る。そして、受圧部４１側にはダイヤフラム４３の背面
にストッパ（規制部材）４６を備えており、受圧部４１
側へのダイヤフラム４３の変形が過大になって破損する
のを防止している。尚、燃料吐出通路２３側への変形は
その通路が形成されているポンプ本体７により過大の変
形を防止している。

【００２５】次に、本実施の形態の作用について説明す
る。カム９が回転すると、カム当接シュー１１を介して
プランジャー５が上下動し、これによって、燃料供給路
１９を通ってポンプ室２１に燃料が供給されるととも
に、ポンプ室２１内の燃料が加圧され、燃料吐出通路２
３へ吐出される。

【００２６】プランジャ５が上昇すると燃料供給ポート
１３側から脈動低減空間２６に燃料を吸入する。プラン
ジャ５の下降時には、燃料供給路１９からポンプ室２１
に燃料が供給されるが、脈動低減空間２６の燃料も燃料
供給路１９を介してポンプ室２１に供給されるので、燃
料供給路１９からの燃料供給量は、プランジャ５の下降
時及び上昇時において、それぞれ同じになり、吸入ポー
ト１３から吸入される燃料の量が、図５に示すように均
等化ないし平準化されるので、吸入脈動を低減する。

【００２７】一方、プッシュロッド２４とプランジャバ
レル３３との周動面における摺動クリアランスからは、
わずかであるが、ベローズ室２７ａ内に燃料が漏れて、
ベローズ室２７ａ内には次第に燃料が溜まる。更に、ベ
ローズ室２７ａ内には図３に示すように、プッシュロッ
ド２４が下方に移動して、ベローズ２７が伸びる位置で
は、流入通路６３の一端６３ａからプッシュロッド２４
がずれて一端６３ａが脈動低減空間２６に開口し、脈動
低減空間２６とベローズ室２７ａとが連通されるので、
脈動低減空間にある燃料がベローズ室２７ａへ流れる。
同時に、ベローズ室２７ａ内の燃料は流出機構である開
口６１からリターンポート１４へ導出される。従って、
流入通路６３の開口時期が限定されるから、燃料置換に
必要な量のみをベローズ室２７ａに流入できるので、こ
の高圧燃料ポンプに低圧の燃料を供給する低圧供給ポン
プ能力を損なうことがない。

【００２８】次に、図２に示すように、プッシュロッド
２４が上方に移動して、ベローズ２７が縮むと、プッシ
ュロッド２４は、流入通路６３の一端６３ａの開口をそ
の摺動面で閉じる。特に、ベローズ室２７ａが縮むの
で、ベローズ室２７ａ内の燃料は開口６１から積極的導
出される。

【００２９】即ち、本実施の形態によれば、エンジンを
運転するごとに、ベローズ室２７ａ内を燃料が積極的に
流入及び流出して、ベローズ室２７ａ内に流れを生じさ
せているので、ベローズ室２７ａに燃料が長い間滞留し
て生じる水分の分離を防止できる。従って、ベローズの
腐食を防止する。しかも、ベローズ室に常時燃料を流入
するのでなく、一定の時期に限って、燃料置換量を最小
限度にしているので、ポンプ能力に与える影響がほとん
どない。

【００３０】次に、図４及び図５を参照して、本実施の
形態の変形例について説明する。図４及び図５に示す変
形例では、上述した実施の形態と同一部分には同一の符
号を付することによって、その部分の詳細な説明を省略
することとし、特徴的部分のみを説明するものとする。

【００３１】図４に示す実施の形態では、プランジャバ
レル３３に形成する流入通路６３を直線状でなく、略Ｌ
字形状に形成してプッシュロッド２４の下側に向けて開
口したものである。この図５に示す変形例では、燃料が
滞留しやすいベローズ室２７ａの下側に向けて燃料を流
入することができるから、ベローズ室２７ａ全体に渡っ
て燃料の流通を高めることができる。

【００３２】図５に示す実施の形態では、プランジャバ
レルに形成する流入通路６３を略Ｔ字形状にするもので
あり、プランジャバレル３３の外側に向けて開口６３ｂ
させるほかプッシュロッド２４の下側に向けて開口６３
ｃしたものである。この図４に示す変形例では、プラン
ジャバレル３３の側方と下側との両方に向けてベローズ
室２７ａ内に燃料を流入しているから、より効果的にベ
ローズ室２７ａ内を流動させることができ、燃料の滞留
を確実に防止できる。

【００３３】本発明は上述した実施例に限定されず、本
発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例
えば、本発明にかかる燃料供給ポンプは、ガソリン燃料
の噴射ポンプに用いることに限らず、ディーゼル機関に
用いられる軽油用の燃料噴射ポンプ等や、オイルその他
の流体用のポンプであっても同様な効果を得ることがで
きる。

【００３４】また、ベローズ室の燃料をエンジンを運転
するごとに置換する構成に限らず、流入通路の開閉駆動
は、カム９により直接開閉する構成としたり、カムシャ
フト８の駆動により流入通路６３を開閉する開閉機構を
別途に設けるものであってもよい。

【００３５】更に、上述した実施の形態では、プランジ
ャ５とプッシュロッド２４とは、別体の構成としたが、
これらを一体に構成し、プッシュロッド２４が実質的に
プランジャ５の一部を形成している構成であっても同様
な効果を得ることができる。

【００３６】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、ベロー
ズ室内には、流入機構から流体が積極的に流入し、且つ
流出機構からベローズ室内の流体が流出し、ベローズ室
内の流体に流れを生じさせているので、同じ流体がベロ
ーズ室内に長く留まって水を分離したり、長期の滞留に
よりベローズを腐食させるということが少ない。従っ
て、ベローズの腐食を防止できる。

【００３７】請求項２に記載の発明によれば、脈動低減
機構を有する燃料供給ポンプにおいて、バレルには、プ
ッシュロッドの摺動面とベローズ室とを連通して燃料を
ベローズ室に導入する流入通路を設けているので、ベロ
ーズ室には、リーク流体のほか、流入通路から積極的に
燃料が流入され、燃料流出通路から流出されるので、同
じ流体が長く留まって水を分離してベローズが腐食する
のを防止できる。しかも、プランジャバレルに流入通路
の開口を形成するだけであるから、構成が簡易であり且
つ製造が容易にである。

【００３８】請求項３に記載の発明によれば、ベローズ
室に燃料を流入する流入通路の開口は、プランジャバレ
ルに対するプッシュロッドの移動に連動して、開閉する
とともに、ベローズが伸びる位置で脈動低減空間に連通
して、縮む際に連通を閉じる構成であるから、ベローズ
の伸縮を利用して、積極的に脈動低減空間の燃料をベロ
ーズ室に吸入し又は流出できるので、ベローズ室内にお
ける流動をより活発にすることができる。

【００３９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる燃料供給ポンプを正面側から切
断した断面図である。

【図２】図１に示す燃料供給ポンプのベローズを含む部
分を拡大して示す断面図である。

【図３】図２に示すベローズを含む部分の作動状態を示
す断面図である。

【図４】本実施の形態にかかる燃料供給ポンプの変形例
を示す断面図である。

【図５】本実施の形態にかかる燃料供給ポンプの他の変
形例を示す断面図である。

【符号の説明】

３ 燃料供給ポンプ（ポンプ） ５ プランジャ ２１ ポンプ室（燃料圧縮室） ２４ プッシュロッド ２６ 脈動低減空間 ２７ ベローズ ２７ａ ベローズ室 ６１ 開口（流出機構） ６３ 流入通路（流入機構）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 峯岸 昭直 埼玉県東松山市箭弓町３丁目13番26号 株 式会社ゼクセル東松山工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プランジャバレルと、プランジャバレル
   内を摺動してポンプ室の流体を加圧するプランジャと、
   プランジャとプランジャバレルとの摺動クリアランスか
   らのリーク流体を受けるベローズ室を形成するベローズ
   とを備えたポンプにおいて、 前記ベロース室内に流体を流入する流入機構及びベロー
   ズ室内の流体を流出する流出機構とを備えることを特徴
   とするポンプ。
2. 【請求項２】 プランジャバレル内をプランジャが摺動
   して、燃料を加圧するポンプ室と、プランジャとプラン
   ジャを摺動させるプッシュロッドとプランジャバレルと
   で画成される脈動低減空間と、この脈動低減空間を燃料
   吸入部に連通する脈動低減通路と、プランジャとプラン
   ジャバレルとの摺動クリアランスからのリーク流体を受
   けるベローズ室を形成するベローズと、ベローズ室内の
   流体を流出する流出通路とを備えた燃料供給ポンプにお
   いて、 前記プランジャバレルには、一端がプランジャバレルの
   プッシュロッド摺動面に開口し、他端がベローズ室内に
   開口して燃料を流入する流入通路を備えることを特徴と
   する燃料供給ポンプ。
3. 【請求項３】 前記流入通路におけるプッシュロッド摺
   動面側の開口は、ベローズが伸びる方向にプッシュロッ
   ドが移動すると開いて前記脈動低減空間に連通し、ベロ
   ーズが縮む方向に移動すると前記開口が閉じる位置に形
   成されていることを特徴とする請求項２に記載の燃料供
   給ポンプ。