(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボトムボディとトップボディとの間とにダイアフラムを挟持し、偏心カムの回転によってピストンを往復移動させ、スプリングによって前記ピストンを前記偏心カムに常に接触するように付勢し、かつ前記スプリングによって前記ダイアフラムを前記偏心カム側に付勢する燃料ポンプにおいて、前記スプリングを、前記ピストンを前記偏心カムに接触するよう付勢するためのピストン追随用スプリングと、前記ダイアフラムを前記偏心カム側に付勢するためのダイアフラム引下げ用スプリングとから構成し、前記ダイアフラムと連結する第一係合部材と、前記ピストンに設けるものであって前記第一係合部材と係合する第二係合部材とを備え、前記第一係合部材と前記ダイアフラム引下げ用スプリングとの間に前記第一係合部材に対して移動自在なリング状のプレート部材を介在させることを特徴とする燃料ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン等の動力で駆動される燃料ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からエンジン等の動力を利用して偏心カムを回転させ、その偏心カムの回転運動をピストンの往復運動に変換した燃料ポンプが特開平２０００−２８２９９４号等に提供されている。ここで、従来既知の燃料ポンプを図６に示し、図６の要部断面図を図７に示す。燃料ポンプ１０は、主なボディとして、エンジンのシリンダヘッドカバー１２に固定されるボトムボディ１４と、その上に取り付けられるトップボディ１６と、その上に取り付けられるカバー１８と、ボトムボディ１４に対して往復移動可能なピストン２０とを有する。図6において、上方から下方に向けてカバー１８とトップボディ１６とボトムボディ１４の順に配置した状態で説明する。
【０００３】
ピストン２０の下方にはエンジンの動力によって回転するシャフト２２と、そのシャフト２２の先端に固定される偏心カム２４とを備える。ピストン２０とボトムボディ１４との間にピストンスプリング２６が備えられ、そのピストンスプリング２６によってピストン２０が常に偏心カム２４に接触させられる。偏心カム２４の回転によって、ピストン２０がボトムボディ１４に対して上下方向に往復移動する。
ピストン２０には、ダイアフラム２８を有するダイアフラムアッセンブリー３０が連結されている。ダイアフラムアッセンブリー３０は、ダイアフラム２８と連結するロッド３２を有し、そのロッド３２の先端には軸方向に長穴３４を形成した係合部材３６が固定されている。ピストン２０にはピン３８が固定されており、そのピン３８が係合部材３６の長穴３４に係合している。
【０００４】
ボトムボディ１４とトップボディ１６との間にダイアフラム２８を挟持し、トップボディ１６とカバー１８との間にガスケット等のシール部材４０を挟持する。それらダイアフラム２８とシール部材４０を挟持した状態で、ボトムボディ１４とトップボディ１６とカバー１８とを螺子４２で固定する。ボトムボディ１４とトップボディ１６とで挟持されるダイアフラム２８によって、ダイアフラム２８位置よりトップボディ１６側にポンプ室４４が形成される。ボトムボディ１４とダイアフラム２８との間には、ダイアフラム２８を常にポンプ室４４側に付勢するためのダイアフラムスプリング４６が備えられる。
【０００５】
トップボディ１６とシール部材４０との間に、シール部材４０の位置よりトップボディ１６側に、互いに独立した吸入室４８と吐出室５０が形成される。トップボディ１６には吸入室４８とポンプ室４４とを連絡する吸入連絡通路５２が形成されており、その吸入連絡通路５２は吸入弁５４によって開閉される。トップボディ１６には吐出室５０とポンプ室４４とを連絡する吐出連絡通路５６が形成されており、その吐出連絡通路５６は吐出弁５８によって開閉される。
【０００６】
この燃料ポンプ１０は、シャフト２２に固定された偏心カム２４の回転によってピストン２０が図６で上下方向に往復移動する。ピストン２０並びにダイアフラム２８が図６で下方へ移動することによって、吐出弁５８が吐出連絡通路５６を閉鎖すると共に吸入弁５４が開かれて、吸入室４８から吸入連絡通路５２を経てポンプ室４４に燃料が導入される。次に、ピストン２０並びにダイアフラム２８が図６で上方へ移動することによって、吸入弁５４が吸入連絡通路５２を閉鎖すると共に、吐出弁５８が吐出連絡通路５６を開いてポンプ室４４から吐出室５０へ燃料が移動する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ピストン２０を偏心カム２４に常に接触させるために、従来からピストンスプリング２６の強さを強くして、ピストン２０の偏心カム２４への追随性を確保している。また、ピストンスプリング２６は、ダイアフラム２８を図６で下方側に移動させる吸入作用にも関係するため、そのダイアフラム２８の下方への移動に抵抗するダイアフラムスプリング４６に打ち勝つ強さが必要である。更に、ダイアフラム２８の大きさが大きくなる程、ピストンスプリング２６にはより強いばね力が必要となる。このように、ピストンスプリング２６に必要とするばね力が強くなる程、ピストンスプリング２６に高価な材料を用いなければならず、ピストンスプリング２６のコストが高くなるという欠点があった。
【０００８】
ピストンスプリング２６の強さを弱くすると、ピストン２０が偏心カム２４に追随出来ない場合が発生し、その場合にはピストン２０と偏心カム２４との間に異音が発生する。これを防止するために、ピストンスプリング２６の強さを強くすると、ピストン２０に固定されたピン３８とロッド３２に固定された係合部材３６との間の衝撃が大きくなり、その衝突の際の打音が大きくなり、衝突箇所におけるピン３８やロッド３２に固定されたダイアフラム２８等の部材が破損するおそれがあった。
【０００９】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、ピストンスプリングに高価な材料を用いず、衝突の打音を小さくして、衝突箇所に関連する部材の破損のおそれを少なくした燃料ポンプを提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の燃料ポンプは、ボトムボディとトップボディとの間とにダイアフラムを挟持し、偏心カムの回転によってピストンを往復移動させ、スプリングによって前記ピストンを前記偏心カムに常に接触するように付勢し、かつ前記スプリングによって前記ダイアフラムを前記偏心カム側に付勢する燃料ポンプにおいて、前記スプリングを、前記ピストンを前記偏心カムに接触するよう付勢するためのピストン追随用スプリングと、前記ダイアフラムを前記偏心カム側に付勢するためのダイアフラム引下げ用スプリングとから構成し、前記ダイアフラムと連結する第一係合部材と、前記ピストンに設けるものであって前記第一係合部材と係合する第二係合部材とを備え、前記第一係合部材と前記ダイアフラム引下げ用スプリングとの間に前記第一係合部材に対して移動自在なリング状のプレート部材を介在させるようにしたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に本発明を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の燃料ポンプの一実施形態を示す断面図、図２は図１の要部断面図である。図１及び図２において、図６と同一符号は同一部材を示す。本発明の燃料ポンプ６０では、従来用いていた１個のスプリングに代えて、ダイアフラム引下げ用スプリング６２とピストン追随用スプリング６４との２個のスプリングを用いるものである。本発明の燃料ポンプ６０では、従来の燃料ポンプ１０と同様に、ボトムボディ１４や、トップボディ１６や、ダイアフラム２８や、ロッド３２や、ポンプ室４４や、吸入室４８や、吐出室５０を有するものである。図において、上方から下方に向けてトップボディ１６とボトムボディ１４とピストン７０と偏心カム２４の順に配置した状態で説明するが、上下の配置はこれに限るものではない。
【００１２】
ロッド３２の中心軸を同一中心軸として、ロッド３２の外側にダイアフラム引下げ用スプリング６２を備え、そのダイアフラム引下げ用スプリング６２の外側にピストン追随用スプリング６４を備える。ロッド３２の先端には第一係合部材としてのピン６６を固定し、そのロッド３２の外側にピン６６に接触するためのリング状のプレート部材６８が備えられている。ダイアフラム引下げ用スプリング６２は、一端をボトムボディ１４に接触し他端をプレート部材６８に接触させる。このダイアフラム引下げ用スプリング６２によって、通常時にプレート部材６８をピン６６に接触させる。
【００１３】
燃料ポンプ６０に備えられるピストン７０は、一端閉鎖の筒状となっており、その閉鎖端面７２が偏心カム２４に接触する。ピストン７０において、閉鎖端面７２の反対側の開口部は筒状の端面７４となっており、その端面７４にピストン追随用スプリング６４の一端を接触させる。ピストン追随用スプリング６４の他端はボトムボディ１４に接触させることによって、ピストン７０はピストン追随用スプリング６４によって常に偏心カム２４側に付勢される。
【００１４】
ピストン７０には、端面７４より半径方向の内側でしかもその端面７４より奥側に円周状の段部７６が形成されている。その段部７６にはリング状のプレート部材６８が接触できるよう設定されている。即ち、リング状のプレート部材６８は段部７６に接触してその段部７６の位置より閉鎖端面７２側には移動できないように設定されている。ピストン７０にはその上下移動方向と並行に第二係合部材としての溝７８が形成され、その溝７８内にロッド３２に固定されたピン６６が挿入されている。溝７８は段部７６の位置より閉鎖端面７２側と端面７４側とに伸びた状態に設けられている。
【００１５】
以上のように構成された本発明の燃料ポンプ６０は、ダイアフラム引下げ用スプリング６２とピストン追随用スプリング６４との２個のスプリングを有しており、一方のピストン追随用スプリング６４はピストン７０を下方側（偏心カム２４側）に付勢し、他方のダイアフラム引下げ用スプリング６２はプレート部材６８とピン６６とロッド３２を介してダイアフラム２８を下方側（偏心カム２４側）に引下げる方向に付勢している。
【００１６】
次に、本発明の燃料ポンプの動作について説明する。図１に示すように、ピストン７０が偏心カム２４側に最大に下降した状態では、ダイアフラム２８が下降した状態となっている。この状態では、ダイアフラム引下げ用スプリング６２はプレート部材６８をピン６６に接触させると共に、プレート部材６８を段部７６に接触させる。この状態では、ピン６６は溝７８の長さの中間よりやや下方に位置する。
【００１７】
図１の状態から偏心カム２４が回転すると、ピストン７０が上昇し（図３）、ピストン追随用スプリング６４とダイアフラム引下げ用スプリング６２が圧縮される。この際、段部７６に接触するプレート部材６８がピストン７０と共に上昇するが、ロッド３２及びダイアフラム２８が上昇しないで、プレート部材６８とピン６６とが離れる。ピストン７０の上昇に伴って、ピン６６は溝７８の最下端に近づく。ピストン７０の上昇に伴ってダイアフラムスプリング４６は伸び方向に開放されるが、燃料の吐出抵抗がある為、ある程度の上昇時にはダイアフラム２８は図１と同じく下降した位置を保つ。
【００１８】
ピストン７０が最上端付近まで上昇すると、圧縮されたダイアフラムスプリング４６が伸び始め、そのダイアフラムスプリング４６の反発力によってダイアフラム２８が上昇させられる（図４）。ダイアフラム２８とロッド３２の上昇によって、ロッド３２に固定されたピン６６がプレート部材６８に接触する。
【００１９】
図４の状態から更に偏心カム２４が回転すると、ピストン追随用スプリング６４によってピストン７０を下降させる。この下降の始めにおいては、ダイアフラムスプリング４６と燃料の吸入抵抗によってダイアフラム２８は上昇した状態（図５の状態）を保つ。即ち、ロッド３２及びピン６６も上昇した位置にあり、ピン６６によってプレート部材６８は段部７６から離れた位置に保持される。
その後、ピストン７０が最下端位置まで下降すると、ダイアフラム引下げ用スプリング６２がプレート部材６８とピン６６を介してダイアフラムスプリング４６と燃料の吸入抵抗に抗してダイアフラム２８を下降させ、図１の状態になる。
【００２０】
このように本発明では、ピストン７０の下降時には、ピストン追随用スプリング６４によってピストン７０を下降させ、ダイアフラム引下げ用スプリング６２によってダイアフラム２８を引下げる。即ち、ピストン７０の下降とダイアフラム２８の引下げとを、別々のスプリングで行わせる。これによって、ピストン追随用スプリング６４もダイアフラム引下げ用スプリング６２も従来の１個のスプリングと比べて、ばね力を比較的弱いものにすることができる。
また、ダイアフラム引下げ用スプリング６２を係合手段であるピン６６に直接接触させないで、リング状のプレート部材６８を介して間接的に接触させるので、ダイアフラム引下げ用スプリング６２の力を均等にピン６６に及ぼすことができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係わる燃料ポンプによれば、ピストンの下降とダイアフラムの引下げとを従来の１個のスプリングで行わせていたものを、ピストンの下降を行わせるスプリングと、ダイアフラムの引下げを行わせるスプリングとの２個のスプリングで行わせるようにしたものである。これによって、ピストンの下降時の負荷と、ダイアフラムの引下げ時の負荷とをそれぞれ別のスプリングに持たせることができるので、各スプリングに安価な材料のものを使用することができ、スプリングのコストを低減することができる。
また、ピストンの下降とダイアフラムの引下げとの関連を無くしたので、ピストンの偏心カムに対する追随性が良くなり、追随遅れによる異音の発生のおそれが無くなる。
更に、ダイアフラムの引下げはピストンの下降より遅れて行われるため、ゆっくりとした吸入行程となり、ダイアフラムやピン等の各部材の耐久性が向上する。その上、ゆっくりした燃料吸入のため、燃料の吐出量が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る燃料ポンプの一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１の要部断面図である。
【図３】図１の状態からピストンが上昇した状態を示す断面図である。
【図４】図３の状態からダイアフラムが上昇した状態を示す構成図である。
【図５】図４の状態からピストンが下降した状態を示す構成図である。
【図６】従来の燃料ポンプを示す断面図である。
【図７】図６の要部断面図である。
【符号の説明】
１４  ボトムボディ
１６  トップボディ
２４  偏心カム
２８  ダイアフラム
３２  ロッド
４６  ダイアフラムスプリング
６０  燃料ポンプ
６２  ダイアフラム引下げ用スプリング
６４  ピストン追随用スプリング
６６  ピン
６８  プレート部材
７０  ピストン
７８  溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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