(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ部によりポンプ部を駆動し、前記ポンプ部が吸入した燃料を加圧して吐出する燃料供給装置において、
前記ポンプ部は、吸入ニップル及び吐出ニップルを有するハウジングと、前記ハウジング内に収容され、複数のピストンが配設されたシリンダと、前記モータ部のシャフトに設けられ、前記複数のピストンを往復運動させる傾斜プレートと、前記ピストンに対応して前記シリンダを軸方向に貫通するように設けられ、前記燃料を増圧室へ導く燃料通路となる複数の吸入ポートと、前記シリンダおよびモータ部に両端部を嵌入保持され、前記吸入ニップルから吸入された燃料を前記複数の吸入ポートへ案内する略円筒状のブッシュを備え、前記ピストンと前記吸入ポートは、それぞれが互いに仕切られた異なる空間に配置されている
ことを特徴とする燃料供給装置。
【請求項２】
前記空間は、前記ブッシュに設けられた隔壁によって形成されていることを特徴とする
請求項１記載の燃料供給装置。
【請求項３】
前記隔壁は、前記吸入ポートと前記ピストンとの間に形成されていることを特徴とする
請求項２記載の燃料供給装置。
【請求項４】
前記隔壁は、前記複数の吸入ポートの入口部を円筒状に囲うように形成されることを特徴とする請求項２記載の燃料供給装置。
【請求項５】
前記隔壁は、前記ピストンを円筒状に囲うように形成されることを特徴とする請求項２
記載の燃料供給装置。
【請求項６】
前記隔壁は、前記吸入ニップルから吸入された燃料を前記複数の吸入ポートへ案内する燃料通路を形成することを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一つに記載の燃料供給装置。
【請求項７】
前記隔壁により形成される燃料通路は、前記複数の吸入ポートをつなぐ凹み状に形成されていることを特徴とする請求項６記載の燃料供給装置。
【請求項８】
前記隔壁により形成される燃料通路は、前記シリンダの端面側において前記複数の吸入ポートをつなぐトンネル状に形成されていることを特徴とする請求項６記載の燃料供給装置。
【請求項９】
前記隔壁により形成される燃料通路は、その一端を前記吸入ニップルの前記ハウジング内面側端部に対向する位置に開口されていることを特徴とする請求項７または８記載の燃料供給装置。
【請求項１０】
前記ブッシュは、樹脂材の成形体からなることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一つに記載の燃料供給装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば内燃機関の燃料噴射装置に燃料を供給する燃料供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１または２に開示されているピストン式燃料ポンプは、電動モータにより駆動される斜板と、斜板の回転により往復運動される複数のピストンを有するシリンダを備え、シリンダの入り口側には、燃料を加圧室に導入するための吸入ポートが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2009-108683号公報
【特許文献２】特開2011- 26962号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の燃料供給装置においては、モータ回転子の回転や斜板の回転動作により、ポンプ内の燃料には旋回流が発生しやすく、シリンダの吸入ポートに吸引される前の燃料が、この旋回流に伴う流体摩擦による渦発生を起こす。
あるいはピストンもしくはピストンの戻り力を付勢するリターンスプリングの往復動作により、燃料が擾乱を受ける。これらはいずれも圧損を増加させることになり、燃料中にはベーパー（気泡）が発生しやすくなる。
さらにシリンダ端面にほぼ平行に形成された旋回流は、吸入ポートとは直角の方向になるため、吸入ポートに吸引される燃料は、旋回流の流れから急激に流れ方向を直角に曲げられて吸入ポートに吸引されることになり、圧損の増加を招く。
特に燃料が高温となった場合、揮発性の高い燃料ではこれによるベーパー発生が多くなる。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、吸入ポートの近傍における旋回流の影響を抑え、燃料吸入圧損の低減や、ベーパー吸入の抑制等を図った燃料供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、モータ部によりポンプ部を駆動し、前記ポンプ部が吸入した燃料を加圧して吐出する燃料供給装置において、前記ポンプ部は、吸入ニップル及び吐出ニップルを有するハウジングと、前記ハウジング内に収容され、複数のピストンが配設されたシリンダと、前記モータ部のシャフトに設けられ、前記複数のピストンを往復運動させる傾斜プレートと、前記ピストンに対応して前記シリンダを軸方向に貫通するように設けられ、前記燃料を増圧室へ導く燃料通路となる複数の吸入ポートと、前記シリンダおよびモータ部に両端部を嵌入保持され、前記吸入ニップルから吸入された燃料を前記複数の吸入ポートへ案内する略円筒状のブッシュを備え、前記ピストンと前記吸入ポートは、互いに仕切られた異なる空間に配置されるように構成したものである。 
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、簡単な構成で、燃料吸入圧損の低減や、ベーパー吸入の抑制、ポンプ内のベーパー滞留の防止、ポンプ吐出量の安定化、制御燃圧の安定化等を図れる燃料供給装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の燃料供給装置が使用される燃料系システムを示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１の燃料供給装置を示す要部断面構造図である。
【図３】実施の形態１におけるシリンダを示す上面図である。
【図４】実施の形態１におけるブッシュ及びシリンダを含む側面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ断面図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】実施の形態１におけるポンプ吐出流量特性の一例を示す特性図である。
【図８】この発明の実施の形態２におけるブッシュをシリンダと共に示す上面図である。
【図９】図８のＣ−Ｃ断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態３におけるブッシュをシリンダと共に示す上面図である。
【図１１】図１０のＤ−Ｄ断面図である。
【図１２】実施の形態３におけるブッシュと吸入ニップルとの位置関係を示す断面図である。
【図１３】この発明の実施の形態４におけるブッシュをシリンダと共に示す上面図である。
【図１４】図１３のＥ−Ｅ断面図である。
【図１５】実施の形態４におけるブッシュと吸入ニップルとの位置関係を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１はこの発明の燃料供給装置が使用される燃料系システムの構成図である。
制御ユニット５からの駆動信号により燃料供給装置２が駆動され、燃料供給装置２は燃料タンク１からフィルタを介して燃料を吸入し吐出する。
吐出された燃料は、圧力調整装置３により所定圧力に調整され、高圧燃料配管を通り、燃料噴射装置４に供給される。
燃料噴射装置４は、エンジンの回転速度や負荷などに基づいて、制御ユニット５からの駆動信号により、噴射タイミング及び噴射量が制御され、吸気管へ燃料を噴射する。
【００１０】
図２は、この発明の実施の形態１の燃料供給装置２を示す構造図である。図３は実施の形態１におけるシリンダの上面図、図４は実施の形態１におけるブッシュ及びシリンダを含む側面図、図５は図４のＡ−Ａ断面図、図６は図５のＢ−Ｂ断面図である。
燃料供給装置２はモータ部１０とポンプ部２０とで構成されている。
モータ部１０はステータおよびロータ（図示せず）から構成される。ステータにはコイルが巻回され、制御ユニット５からの駆動信号により励磁相を切り替えて行くことで回転磁界を発生させる。
ロータは、シャフト、マグネット、傾斜プレートから構成され、シャフト１１の先端には傾斜プレート１２が所定角度に傾斜されて固定されている。
ステータとマグネットとの間の空間には、円筒状の隔壁体１３が設けられ、ステータおよびコイルは燃料から隔絶される。
【００１１】
ポンプ部２０は、隔壁体１３のフランジ１３ａを介してモータ部１０に気密に結合するハウジング２１を備え、ネジ２２によりモータ部１０と一体に結合されている。
ハウジング２１は燃料タンク１につながる吸入ニップル２３と、燃料噴射装置４につながる吐出ニップル２４を有する。
ハウジング２１内には、シャフト１１の軸端に固定されて回転する傾斜プレート１２と、傾斜プレート１２により駆動される複数のピストン２５が配設されたシリンダ２６と、各ピストン２５を付勢するスプリング２７が設けられている。
シリンダ２６には円周上に等ピッチで複数のピストン孔２６ａが配置されると共に、これらのピストン孔２６ａと対に、燃料を増圧室へ導く燃料通路となる複数の吸入ポート２６ｂが設けられている。
【００１２】
また、ハウジング２１内には、ハウジング２１の内壁と間隙をおいて、円筒状のブッシュ２８がシリンダ２６の上部の段差部２６ｃとポンプ部２０の隔壁体１３のフランジ１３ａとの間に嵌入保持されている。
このブッシュ２８は、樹脂材の射出成形により外周形状が円筒形状に形成され、その外周面に燃料導入のための複数の開口部２８ａが設けられており、吸入ニップル２３から流入した燃料は、これらの開口部２８ａを経て吸入ニップル２３へ案内され、ポンプ内部へ導かれる。なお、複数の開口部２８ａには、不要物の侵入を防止するためのネットが設けられている。
ブッシュ２８の内径側には、各吸入ポート２６ｂと各ピストン２５との間において、径方向に伸びる複数の梁状の隔壁２８ｂが設けられ、各吸入ポート２６ｂと各ピストン２５を仕切る複数の空間が形成されている。
この隔壁２８ｂはモータ部１０のシャフト１１の回転方向による燃料の旋回流に対して、ピストン２５が吸入ポート２６ｂに対して上流側となるように配置される。 
【００１３】
このような構成において、吸入ニップル２３からポンプ部２０内へ流入した燃料は、モータ部１０によるシャフト１１の回転に伴って回転される傾斜プレート１２によって、ピストン２５が軸方向に往復動作をすることで、各吸入ポート２６ｂから吸入バルブ２９を経てピストン２５の下側の設けられた増圧室に送り込まれて加圧され、吐出バルブ３０を経て吐出ニップル２４から圧送される。
なお、吸入バルブ２９、吐出バルブ３０は、特許文献２の図４に示される吸入弁体、吐出弁体と同様に、弾性を有する金属材料の薄板で構成され、それらと同様の動作を行うものである。
【００１４】
上記のようなポンプ部２０の動作において、モータ部１０のシャフト１１の回転方向による旋回流に乗った燃料のうち、ピストン２５近傍の燃料は、ブッシュ２８の隔壁２８ｂによる仕切りによって吸入ポート２６ｂと隔てられているため、シリンダ２６端面の吸入ポート２６ｂの入口近傍の燃料は、モータ回転による旋回流の影響を受けにくくなることで、比較的緩やかな流れになる。
さらに、ピストン２５の往復動作などにより発生した燃料中のベーパーは、ブッシュ２８の隔壁２８ｂの存在によって、吸入ポート２６ｂに吸引されにくくなる。
【００１５】
ブッシュ２８の隔壁２８ｂがない場合には、シリンダ２６端面にほぼ平行に形成される旋回流は、吸入ポート２６ｂとは直角の方向になるため、吸入ポート２６ｂに吸引される燃料は、旋回流の流れから急激に流れ方向を直角に曲げられて吸入ポートに吸引されることになり、吸入ポートの入口において圧損の増加を招く。
この実施の形態１によれば、ブッシュ２８の隔壁２８ｂの存在により、吸入ポート２６ｂへ吸入される際の燃料における圧損が低減されるとともに、ベーパーの含有も少なくなるので、増圧室への燃料中のベーパー化を抑えポンプ吸入効率の低下を抑えることができる。これにより、ポンプ吐出量の安定化が図られる。
【００１６】
図７は、吸入燃料温度の昇温過程におけるポンプ吐出流量特性を示すものであり、例として２０℃時のポンプ吐出流量に対する各燃料温度での吐出流量の比を示す。
大気圧程度での環境下では４０℃付近から燃料の沸騰気化が始まり、燃料温度の上昇に伴い、ポンプが吸入する燃料には、燃料が気化して発生するベーパーの含有量が増加する。ピストンポンプは容積型ポンプであるため、燃料とともに吸入されるベーパー量が多くなるに伴い吐出流量が低下する。
本発明によれば、上述した実施の形態１のように、吸入ポートへのベーパーの流入抑制を行うことで、従来装置に比べ燃料温度の上昇に伴うポンプ吐出流量の低下を低減させることができる。
【００１７】
また、ブッシュ２８は樹脂材の射出成形により形成されているので、形状の自由度が増し、ピストン２５と吸入ポート２６ｂとの間の狭い隙間への隔壁２８ｂの形成や、複雑な隔壁形状の形成が可能となると共に、低コストで製作が可能となる。
【００１８】
以上のようにこの実施の形態１によれば、モータ部１０によりポンプ部２０を駆動し、ポンプ部２０が吸入した燃料を加圧して吐出する燃料供給装置において、ポンプ部２０は、吸入ニップル２３及び吐出ニップル２４を有するハウジング２１と、ハウジング内に収容され、複数のピストン２５が配設されたシリンダ２６と、モータ部１０のシャフト１１に設けられ、複数のピストンを往復運動させる傾斜プレート１２と、各ピストンに対応してシリンダを軸方向に貫通するように設けられ、燃料を増圧室へ導く燃料通路となる複数の吸入ポート２６ｂと、シリンダおよびモータ部に両端部を嵌入保持され、吸入ニップルから吸入された燃料を複数の吸入ポートへ案内する略円筒状のブッシュ２８を備え、ピストン２５と吸入ポート２６ｂは、それぞれが仕切られた異なる空間２８ｃに配置されるようにしたので、簡単な構成で、燃料吸入圧損の低減や、ベーパー吸入抑制、ポンプ内のベーパー滞留の防止、ポンプ吐出量の安定化、制御燃圧の安定化等を図ることができる。
【００１９】
実施の形態２．
図８及び図９はこの発明の実施の形態２におけるブッシュをシリンダと共に示す上面図及びＣ−Ｃ断面図である。本実施の形態２におけるブッシュ２８は、図８，９に示すように、吸入ポート２６ｂの入口を円筒状に囲うように形成された隔壁２８ｄを有する。
【００２０】
本実施の形態２によれば、実施の形態１と同様に、吸入ポート２６ｂ近傍の燃料は、旋回流の影響を受けにくくなると共に、ピストン２５の往復動作により発生するベーパーが吸入ポート２６ｂへ吸引されるのを抑えることができる。
【００２１】
実施の形態３．
図１０及び図１１はこの発明の実施の形態３におけるブッシュをシリンダと共に示す上面図及びＤ−Ｄ断面図、図１２は実施の形態３におけるブッシュと吸入ニップルの位置関係を示す断面図である。
本実施の形態３におけるブッシュ２８は、ピストン２５の外周を囲う隔壁２８ｅ及び複数の吸入ポート２６ｂをつなぎ凹み状に形成された燃料通路２８ｆを設けている。
また、この燃料通路２８ｆの一端は、図１２に示すように、ハウジング２１に形成された吸入ニップル２３とおおよそ対向する位置に開口される。
【００２２】
本実施の形態３によれば、実施の形態１と同様に、吸入ポート２６ｂ近傍の燃料は、旋回流の影響を受けにくくなるとともに、ピストン２５がブッシュ２８の隔壁２８ｅに形成された孔２８ｇに嵌挿されるので、ピストン往復動作により発生するベーパーが吸入ポート２６ｂへ吸引されるのを抑えることができる。
また、吸入ニップル２３に対向した位置に燃料通路２８ｆを開口することで、吸入ニップル２３から吸入ポート２６ｂへの流入抵抗が低減される。
【００２３】
実施の形態４．
図１３及び図１４はこの発明の実施の形態４におけるブッシュをシリンダと共に示す上面図及びＥ−Ｅ断面図、図１５は実施の形態４におけるブッシュと吸入ニップルの位置を示す断面図である。
本実施の形態４では、図１３，１４に示すように、ブッシュ２８にピストン２５の外周を囲う隔壁２８ｅを設けると共に、複数の吸入ポート２６ｂにつながるトンネル状の燃料通路２８ｈを、ブッシュ２８のシリンダ端面側に構成する。
またこの燃料通路２８ｈの最下端部を、ポンプ搭載方向の地側に配置する。
【００２４】
実施の形態４によれば、吸入ニップル２３から流入して吸入ポート２６ｂに向かって流れる燃料は、シリンダ端面とブッシュ２８とで形成されるトンネル状の燃料通路２８ｈの内部を流動して吸入ポート２６ｂへ吸引されるので、旋回流の影響をさらに受けにくくなる。
また、この燃料通路２８ｈの両端開口部が、上向きに構成されるので、エンジン停止直後の高温デッドソークなどの環境にさらされても、トンネル状の燃料通路２８ｈ内で発生するベーパーは、浮力によって上方へ排出することができて流路内での滞留が防止されるので、エンジン再始動時のポンプのベーパー吸引を防ぐことができる。
また、吸入ニップル２３と対向した位置に、トンネル状の燃料通路２８ｈを開口することで、吸入ニップル２３から吸入ポート２６ｂへの流入抵抗が低減される。
【符号の説明】
【００２５】
１  燃料タンク
２  燃料供給装置
３  圧力調整装置
４  燃料噴射装置
５  制御ユニット
１０  モータ部
１１  シャフト
１２  傾斜プレート
１３  隔壁体、  １３ａ  フランジ
２０  ポンプ部
２１  ハウジング
２２  ネジ
２３  吸入ニップル
２４  吐出ニップル
２５  ピストン
２６  シリンダ、  ２６ａ  ピストン孔、  ２６ｂ  吸入ポート、  ２６ｃ  段差部
２７  スプリング
２８  ブッシュ、  ２８ａ  開口部、  ２８ｂ  隔壁、  ２８ｄ  隔壁、  ２８ｅ  隔壁、  ２８ｆ  燃料通路、  ２８ｇ  孔、  ２８ｈ  燃料通路
２９  吸入バルブ
３０  吐出バルブ
【図１】
0005367024.tif 000002
【図２】
0005367024.tif 000003
【図３】
0005367024.tif 000004
【図４】
0005367024.tif 000005
【図５】
0005367024.tif 000006
【図６】
0005367024.tif 000007
【図７】
0005367024.tif 000008
【図８】
0005367024.tif 000009
【図９】
0005367024.tif 000010
【図１０】
0005367024.tif 000011
【図１１】
0005367024.tif 000012
【図１２】
0005367024.tif 000013
【図１３】
0005367024.tif 000014
【図１４】
0005367024.tif 000015
【図１５】
0005367024.tif 000016