(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）第１歯車と第２歯車の回転によって歯間容積が増大する空間に開口する吸入ポートを備えるとともに、前記第１歯車と前記第２歯車の回転によって歯間容積が減少する空間に開口する吐出ポートを備え、前記第１歯車と前記第２歯車の噛合回転によって燃料タンク内の燃料を前記歯間容積が増大する空間に吸引し、前記歯間容積が減少する空間で圧縮された燃料を噴射ポンプに吐出するフィードポンプと、
（ｂ）前記燃料タンクと前記噴射ポンプを前記フィードポンプを介して連通させる燃料配管と、
（ｃ）この燃料配管の途中に設けられて、前記燃料タンク内の燃料を前記噴射ポンプに圧送するエア抜き用のプライミングポンプと、
（ｄ）前記歯間容積が増大する空間に直接連通するとともに、前記歯間容積が減少する空間にも直接連通して、前記歯間容積が増大する空間と前記歯間容積が減少する空間を連通接続させるエア抜きバイパスと、
（ｅ）このエア抜きバイパスに設けられ、前記歯間容積が増大する空間側から前記歯間容積が減少する空間側へのみ燃料を流すチェックバルブとを備え、
前記フィードポンプは、前記第１歯車を形成するインナーロータと、前記第２歯車を形成するアウターロータと、前記インナーロータおよび前記アウターロータを回転自在に収容するハウジングと、前記インナーロータを回転駆動する回転軸とを備えるものであり、 前記エア抜きバイパスの少なくとも一部は、前記ハウジングに設けた通路によって区画形成されることを特徴とする燃料供給装置。
【請求項２】
請求項１の燃料供給装置において、
前記エア抜きバイパスは、
前記ハウジングに形成され、前記歯間容積が増大する空間から前記インナーロータと前記回転軸の間の隙間に燃料を導く第１通路と、
前記インナーロータと前記回転軸との間の隙間に形成される第２通路と、
前記インナーロータの対向位置に２つ設けられ、前記第２通路と前記インナーロータの歯底を連通する第３通路とからなり、
前記チェックバルブは、前記第３通路内にそれぞれ設けられたことを特徴とする燃料供給装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２の燃料供給装置において、
前記エア抜きバイパスの少なくとも一部は、前記ハウジングの前記インナーロータの回転摺動面に形成された溝であることを特徴とする燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料供給装置に関するものであり、特に燃料タンクと噴射ポンプの間に介在されたフィードポンプおよびこれらを接続する燃料通路内のエア抜きを行う技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料供給装置は、燃料タンク内の燃料をフィードポンプを用いて噴射ポンプに供給している。燃料タンクとフィードポンプとを結ぶ燃料通路には、手動のプライミングポンプが設けられており、このプライミングポンプによって燃料タンクから燃料ポンプまでのエア抜きを行うようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、フィードポンプ内のギヤポンプは、クリアランスが狭く設けられているため、プライミングポンプでエア抜き作業を行う場合、プライミングポンプを押す力が非常に大きくなり、エア抜き効率が悪い。
この改善策として、特開平１１−８２２１３号公報に開示された技術が知られている。この技術は、図２に示すように、燃料タンクＪ1 とフィードポンプＪ2 を結ぶ燃料吸入通路Ｊ3 と、フィードポンプＪ2 と噴射ポンプＪ4 を結ぶ燃料吐出通路Ｊ5 とをバイパス通路Ｊ6 で接続し、プライミングポンプＪ7 によるエア抜き時は、そのバイパス通路Ｊ6 を用いて燃料を充填させるものである。
【０００４】
しかし、上記の技術では、ギヤポンプＪ8 の外にバイパス通路Ｊ6 を設定しているためにギヤポンプＪ8 内のエアが抜けない。このため、エア抜き作業後に運転しても、ギヤポンプＪ8 内に残されたエアのためにフィードポンプＪ2 の燃料吐出効率がなかなか上がらない不具合があった。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、エア抜き作業時のプライミングポンプの操作力を低減するとともに、フィードポンプのギヤポンプ内のエア抜きもできる燃料供給装置の提供にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の発明によれば、フィードポンプの歯間容積が増大する空間と歯間容積が減少する空間がエア抜きバイパスで直接接続されているので、プライミングポンプの操作時燃料がエア抜きバイパスを通ることでエア抜き作業時のプライミングポンプの操作力を低減できる。このエア抜き時には、燃料がギヤポンプ内の歯間容積が増大する空間から歯間容積が減少する空間に流れるため、フィードポンプのギヤポンプ内のエアが抜ける。このため、エア抜き作業後の運転時にフィードポンプが燃料を効率良く噴射ポンプに供給できる。
なお、フィードポンプの運転時は、歯間容積が増大する空間側より歯間容積が減少する空間側の圧力が上昇してチェックバルブが閉じるため、歯間容積が減少する空間側からエア抜きバイパスを介して歯間容積が増大する空間に逆流する不具合は発生しない。
【０００７】
〔請求項２の手段〕
請求項２に記載の発明を採用し、エア抜きバイパスを、ハウジングに形成される第１通路と、インナーロータと回転軸との間に形成される第２通路と、インナーロータの対向位置に設けた２つの第３通路とから構成し、チェックバルブを第３通路に設けても良い。
このように設けることにより、チェックバルブの組付けが容易になる。
【０００８】
〔請求項３の手段〕
請求項３に記載の発明を採用し、エア抜きバイパスの少なくとも一部を、ハウジングのインナーロータの回転摺動面に形成された溝によって設けても良い。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。
〔実施例の構成〕
図１は内燃機関用燃料供給装置の配管系およびフィードポンプの主要構造を示した図である。
【００１０】
本実施例の内燃機関用燃料供給装置１は、燃料タンク２内の燃料を噴射ポンプ３に供給するフィードポンプ４と、組付け時において燃料配管系のエア抜きを行うプライミングポンプ５と、フィードポンプ４を介して燃料タンク２と噴射ポンプ３を結ぶ燃料配管６とを備えている。
【００１１】
燃料タンク２は、自動車の例えばリヤシートの下側に搭載されている。
噴射ポンプ３は、フィードポンプ４によって供給された燃料を高圧にして、自動車に搭載された内燃機関の各気筒毎に取り付けられた各インジェクタ（図示しない）と連結されている。
【００１２】
また、噴射ポンプ３は、内燃機関のクランクシャフト（図示しない）によって直接、あるいはギヤまたはベルトによって駆動されるカムシャフト７（フィードポンプ４の駆動軸であり、本発明の回転軸に相当する）を有している。
このカムシャフト７は、内燃機関に駆動されながら、噴射ポンプ３のプランジャ（図示しない）およびフィードポンプ４を作動させる。
【００１３】
フィードポンプ４は、内接式のトロコイドポンプであり、トロコイド本体（以下、ギヤポンプと称す）８と、このギヤポンプ８を回転自在に支持するハウジング９とから構成される。
ギヤポンプ８は、トロコイド曲線によって形成されたインナーロータ１１とアウターロータ１２との歯間容積を変化させることで、燃料タンク２内の燃料を汲み上げて噴射ポンプ３に供給する。
【００１４】
インナーロータ１１は、本発明の第１歯車に相当するものであり、噴射ポンプ３より突出したカムシャフト７の先端部の外周のキー溝１３に、キー１４を嵌め合わすことで固定されている。このインナーロータ１１の外周には、複数個（この実施例では６個）の歯１６が等間隔幅（例えば２２ｍｍの幅）で設けられている。
アウターロータ１２は、本発明の第２歯車に相当するものであり、内側のインナーロータ１１によって回転駆動される。このアウターロータ１２の内周には、インナーロータ１１の歯１６に噛み合う複数個（この実施例では７個）の歯１７が等間隔幅（例えば２２ｍｍの幅）で設けられている。
【００１５】
ギヤポンプ８が摺接するハウジング９の側面には、インナーロータ１１とアウターロータ１２の回転によって歯間容積が増大する空間に開口する吸入ポート２１と、歯間容積が減少する空間に開口する吐出ポート２２が形成されている。
吸入ポート２１は、燃料吸入通路２３を介して燃料タンク２内に接続されるものであり、インナーロータ１１とアウターロータ１２の歯間容積の増大によって燃料タンク２内の燃料をギヤポンプ８内に導くものである。
吐出ポート２２は、燃料吐出通路２４を介して噴射ポンプ３に接続されるものであり、歯間容積の減少によって燃料を噴射ポンプ３に圧送するものである。
【００１６】
プライミングポンプ５は、燃料タンク２とフィードポンプ４との間の燃料吸入通路２３（燃料配管６）に連通するポンプ室２５を形成する円筒形状のシリンダ２６と、このシリンダ２６内に摺動自在に組み付けられてポンプ室２５を拡張、収縮させるピストン（プランジャ）２７とから構成されている。
なお、プライミングポンプ５の不使用時、ピストン２７は、ポンプ室２５を収縮させた状態でハウジング９にネジ込んでおくものである。
【００１７】
プライミングポンプ５よりも燃料タンク２側の燃料吸入通路２３には、第１チェックバルブ３１が配置され、プライミングポンプ５よりもフィードポンプ４側の燃料吸入通路２３には、第２チェックバルブ３２が配置されている。
この第１、第２チェックバルブ３１、３２は、燃料を燃料タンク２側からフィードポンプ４側へのみ燃料を流すバルブであり、シート３３、３４、このシート３３、３４に着座すると燃料吸入通路２３を閉じるボール弁３５、３６、およびバネ荷重が例えば２００ｇ〜３００ｇのスプリング３７、３８等から構成されている。従って、第１、第２チェックバルブ３１、３２は、燃料タンク２側（上流側）の圧力がフィードポンプ４側（下流側）の圧力よりも設定値以上高くなると、ボール弁３５、３６がフィードポンプ４側に変位して開弁する。
【００１８】
ここで、フィードポンプ４には、インナーロータ１１とアウターロータ１２の回転によって歯間容積が増大する空間と歯間容積が減少する空間を連通接続させるエア抜きバイパス４１が形成されている。そして、このエア抜きバイパス４１には、歯間容積が増大する空間側から歯間容積が減少する空間側へのみ燃料を流す第３チェックバルブ４２が装着されている。
この実施例のエア抜きバイパス４１は、ハウジング９に形成された第１通路４３と、インナーロータ１１とカムシャフト７との間の隙間に形成される第２通路４４と、インナーロータ１１に形成された２つの第３通路４５とからなる。
【００１９】
第１通路４３は、歯間容積が増大する空間からインナーロータ１１とカムシャフト７の間の隙間に燃料を導く通路であり、ハウジング９におけるインナーロータ１１の摺動面に溝として形成されている。このように、第１通路４３を溝として設けているため、第１通路４３の加工が容易に実施できる。
第２通路４４は、インナーロータ１１とカムシャフト７との間に形成される隙間（例えば０．５ｍｍ程）を利用したものである。
第３通路４５は、インナーロータ１１の対向位置に２つ設けられた貫通孔であり、第２通路４４とインナーロータ１１の歯底を連通する位置に設けられている。
【００２０】
第３チェックバルブ４２は、第３通路４５のそれぞれに設けられるものであり、第３通路４５の段差によって形成されるシート４６、このシート４６に着座すると第３通路４５を閉じるボール弁４７、およびバネ荷重が例えば２００ｇ〜３００ｇのスプリング４８、このスプリング４８を固定するために第３通路４５内に圧入固定されたパイプ形状のストッパ４９から構成されている。
従って、第３通路４５内の第３チェックバルブ４２は、第２通路４４側の圧力が歯間容積が減少する空間側の圧力よりも設定値以上高くなると、ボール弁４７が歯間容積が減少する空間側に変位して開弁する。
【００２１】
〔実施例の作用〕
次に、本実施例の内燃機関用燃料供給装置１の作用を図１に基づいて説明する。
（イ）燃料配管系のエア抜き作業時
プライミングポンプ５により燃料タンク２側より燃料を吸い上げる時は、先ず、作業者がピストン２７を引き出すことにより、第１チェックバルブ３１の上流側（燃料タンク２側）の圧力よりも下流側の圧力が低下する。これにより、スプリング３７の付勢力に打ち勝ってボール弁３５がプライミングポンプ５側に変位して第１チェックバルブ３１が開弁する。
これによって、燃料タンク２内の燃料が、燃料吸入通路２３を通ってシリンダ２６のポンプ室２５内に吸い上げられる。この時、第２チェックバルブ３２の上流側（燃料タンク２側）の圧力が下流側よりも低いため、第２チェックバルブ３２は閉弁状態が継続される。
【００２２】
次に、プライミングポンプ５により噴射ポンプ３側へ燃料を圧送する時は、作業者がピストン２７を押し入れることにより、第２チェックバルブ３２の上流側の圧力が下流側の圧力よりも高くなる。これにより、スプリング３８の付勢力に打ち勝ってボール弁３６がフィードポンプ４側に変位して第２チェックバルブ３２が開弁する。
このため、プライミングポンプ５によって圧送される燃料は、燃料吸入通路２３を通ってフィードポンプ４に供給される。この時、第１チェックバルブ３１の下流側の圧力が上流側よりも高いため、第１チェックバルブ３１は閉弁し、プライミングポンプ５によって圧送される燃料が燃料タンク２へ戻らない。
【００２３】
プライミングポンプ５によってフィードポンプ４に圧送された燃料は、歯間容積が増大する空間、第１通路４３、第２通路４４を通って第３通路４５の第３チェックバルブ４２に作用する。
２つある第３チェックバルブ４２のうち、歯間容積が減少する空間側の第３チェックバルブ４２は、プライミングポンプ５によって圧送された燃料によって、第３チェックバルブ４２の上流側（第２通路４４側）の圧力が下流側（歯間容積が減少する空間側）の圧力よりも高くなる。これにより、歯間容積が減少する空間側の第３チェックバルブ４２は、スプリング４８の付勢力に打ち勝ってボール弁４７が歯間容積が減少する空間側に変位して第３チェックバルブ４２が開弁する。
【００２４】
このため、プライミングポンプ５によってフィードポンプ４に圧送される燃料は、歯間容積が増大する空間、第１通路４３、第２通路４４、第３通路４５、歯間容積が減少する空間を通り、さらに燃料吐出通路２４を通って噴射ポンプ３まで供給され、燃料配管系内のエア抜きがなされる。
なお、歯間容積が増大する空間側の第３チェックバルブ４２は、歯間容積が増大する空間側の圧力と第２通路４４側の圧力が同じであるため、閉弁状態が維持される。
【００２５】
（ロ）通常運転時
フィードポンプ４のインナーロータ１１が、内燃機関によって回転駆動されるカムシャフト７にて回されることで、ギヤポンプ８の吐出側が正圧となり、ギヤポンプ８の吸入側が負圧となる。従って、ギヤポンプ８の吸入側の圧力（燃料吸入通路２３の内部圧力）が低くなり、ギヤポンプ８の吐出側の圧力（燃料吐出通路２４の内部圧力）が高くなる。これによって、燃料吸入通路２３に設けられた第１、第２チェックバルブ３１、３２が開弁する。
また、インナーロータ１１の回転中、歯間容積が減少する空間側にある第３チェックバルブ４２は、歯間容積が減少する空間の圧力が第２通路４４側の圧力より高いため、歯間容積が減少する空間側の第３チェックバルブ４２が閉弁状態となる。このため、歯間容積が減少する空間の燃料がエア抜きバイパス４１を通って歯間容積が増大する空間側に逆流しない。
【００２６】
以上で示したように、燃料タンク２内の燃料は、燃料吸入通路２３、フィードポンプ４、燃料吐出通路２４を通って噴射ポンプ３に供給される。そして噴射ポンプ３では、フィードポンプ４から供給された燃料を加圧して各インジェクタに送り、内燃機関の各気筒内に高圧燃料を噴射させる。
【００２７】
〔実施例の効果〕
本実施例の内燃機関用燃料供給装置１によれば、エア抜き作業時にプライミングポンプ５のポンプ室２５から圧送された燃料が、ギヤポンプ８の狭いクリアランスよりも流路断面が大きいエア抜きバイパス４１を流れる。これによって、エア抜き作業時におけるプライミングポンプ５のピストン２７の操作力を低減できる。従って、エア抜き作業時のプライミングポンプ５の操作性が向上するので、噴射ポンプ３、フィードポンプ４および燃料配管６により構成される燃料配管系のエア抜き作業の作業効率が向上する。
【００２８】
一方、エア抜き作業時には、プライミングポンプ５によってフィードポンプ４の歯間容積が増大する空間に圧送された燃料は、エア抜きバイパス４１を通って歯間容積が減少する空間に流れた後に、歯間容積が減少する空間から噴射ポンプ３に供給されるため、ギヤポンプ８内のエアまで抜くことができる。このため、エア抜き作業後の運転時にフィードポンプ４の空回りが防がれ、運転開始初期から燃料を効率良く噴射ポンプ３に供給できる。
【００２９】
〔変形例〕
上記の実施例では、ハウジング９の第１通路４３、隙間による第２通路４４、インナーロータ１１の第３通路４５によってエア抜きバイパス４１を構成したが、例えば歯間容積が増大する空間と歯間容積が減少する空間を連通する連通孔をエア抜きバイパス４１としてハウジング９に形成しても良く、この場合はその連通孔（エア抜きバイパス４１）に第３チェックバルブ４２を配置する。
上記の実施例では、フィードポンプ４のギヤポンプ８としてトロコイドポンプを使用した例を示したが、内接歯車ポンプまたは外接歯車ポンプを使用しても良い。
上記の実施例では、プライミングポンプ５、第１、第２チェックバルブ３１、３２がフィードポンプ４の燃料タンク２側（上流側）にある例を示したが、フィードポンプ４の噴射ポンプ３側（下流側）にあっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関用燃料供給装置の配管系およびフィードポンプの主要構造を示した構成図である（実施例）。
【図２】内燃機関用燃料供給装置の配管系を示した構成図である（従来例）。
【符号の説明】
１  内燃機関用燃料供給装置
２  燃料タンク
３  噴射ポンプ
４  フィードポンプ
５  プライミングポンプ
６  燃料配管
７  カムシャフト（回転軸）
９  ハウジング
１１  インナーロータ（第１歯車）
１２  アウターロータ（第２歯車）
２１  吸入ポート
２２  吐出ポート
４１  エア抜きバイパス
４２  第３チェックバルブ（エア抜きバイパスのチェック弁）
４３  第１通路
４４  第２通路
４５  第３通路
【図１】
0003941479.tif 000002
【図２】
0003941479.tif 000003