(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンク(12)から内燃機関へ燃料を供給するために、低圧ポンプ(10)と、内部室(23)を有する本体(20)及び内部室(23)に収容された制御要素(39)によって作動される少なくとも１つのピストン(42)を有する高圧ポンプ(15)と、低圧ポンプ(10)と高圧ポンプ(15)との接続部に収容され、低圧ポンプ(10)からの燃料によって作動されて接続部(13，14，54−57)内の取入経路(57)を開放して、余剰燃料を内部室(23)内に供給する供給部材(72)を有する開閉弁(71)とを具えた燃料ポンプ装置であって、
低圧ポンプ(10)が内燃機関のシャフトに接続された作動手段(75)によって作動され、供給部材(72)が内燃機関の低クラッキング速度でも急速作動が可能な小さな直径を有する燃料取入れ用の第１チョーク(76)を具えたことを特徴とする燃料ポンプ装置。
【請求項２】
開閉弁(71)が内部室(23)に連通した開口部を有していて、作動されると供給部材(72)も内部室(23)と連通した別の開口部(77)を開放するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の燃料ポンプ装置。
【請求項３】
高圧ポンプ(15)の本体(20)が開閉弁(71)の本体も構成しており、別の開口部が本体(20)内の別の開口部(77)を形成していることを特徴とする請求項２に記載の燃料ポンプ装置。
【請求項４】
供給部材(72)が台座(58)の横方向壁(63)に沿って移動可能となっており、取入経路(57)が横方向壁(63)に設けられ、開口部(77)も横方向壁(63)に設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の燃料ポンプ装置。
【請求項５】
取入経路(57)、開口部(77)が供給部材(72)によって同時に開放され、開口部(77)が較正用の第２チョーク(78)を介して内部室(23)と連通していることを特徴とする請求項４に記載の燃料ポンプ装置。
【請求項６】
第２チョーク(78)の直径が、第１チョーク(76)の直径の３〜５倍であることを特徴とする請求項５に記載の燃料ポンプ装置。
【請求項７】
第１チョーク(76)の直径が、0.2mm程度で、第２チョーク(78)の直径が0.8mm程度であることを特徴とする請求項６に記載の燃料ポンプ装置。
【請求項８】
低圧ポンプ(10)と開閉弁(71)との間に、内燃機関が誤作動した場合に、開閉弁(71)への燃料供給を遮断するように作動するソレノイド弁(79)が設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の燃料ポンプ装置。
【請求項９】
ソレノイド弁(79)が故障した場合に、排出導管(80)によって該タンク(12)に接続されて、低圧ポンプ(10)の燃料を燃料タンク(12)に排出することを特徴とする請求項８に記載の燃料ポンプ装置。
【請求項１０】
ピストン(42)はラジアルピストンからなり、前記制御要素は内部室(23)内で回転する偏心要素(35)を有し、余剰燃料が偏心要素(35)を潤滑、冷却することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の燃料ポンプ装置。
【請求項１１】
供給部材(72)はカップ型ピストンを有し、台座(58)は円筒形であって開口部(74)を有する円筒形の底板(70)を包んでおり、そしてらせん形のばね(73)が底板(70)と前記カップ型ピストンとの間に予め搭載されており、開口部(74)と、第１チョーク(76)がばね(73)の内部に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の燃料ポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はタンクから内燃機関に燃料を供給するための、高圧ポンプとその上流側に接続された低圧ポンプとによって構成された燃料ポンプ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
前記のタイプの燃料ポンプ装置は、例えば本出願人が1995年１月10日に出願したイタリア特許出願No.Ｔ095Ａ000010に開示されており、アイドリング時には前記２つのポンプを切り離して、低圧ポンプの燃料圧力で開放されてエンジンに給油し、同様に潤滑及び冷却の目的で、前記高圧ポンプの内部室内に余剰燃料を供給するようになっている開閉弁を有する燃料噴射システムの一部として用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この公知の燃料ポンプ装置においては、高圧ポンプは駆動シャフトによって起動されるピストンタイプであり、低圧ポンプは電気モータによって作動され、開閉弁も高圧ポンプ及び内部室にクラッキング段階で必要な量の燃料を供給するようなサイズになっている。しかしながら低圧ポンプを駆動する電気モータは、一般的には信頼性が低く、さらにクラッキング段階でバッテリーに応力を加えてしまうという問題がある。
【０００４】
また電気的に駆動される低圧ポンプを、駆動シャフトによって作動されるものと取り替えることは、クラッキング段階での低エンジン速度で、低圧ポンプが開閉弁を開放するので十分な燃料を供給できないことから、これまでは実現不可能であった。一方低燃料供給状態でも開放されるように、開放弁のサイズを調節すると低圧ポンプによって安定した燃料供給状態がもたらされるが、低圧回路内の燃料圧力が増大するので２つのポンプ間に圧力レギュレータが必要になるという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、前記のような従来の燃料ポンプ装置のもつ問題を解消し、構造が簡単で、信頼性の高い燃料ポンプ装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の目的を達成するために、燃料タンク(12)から内燃機関へ燃料を供給するために、低圧ポンプ(10)と、内部室(23)を有する本体(20)及び内部室(23)に収容された制御要素(39)によって作動される少なくとも１つのピストン(42)を有する高圧ポンプ(15)と、低圧ポンプ(10)と高圧ポンプ(15)との接続部に収容され、低圧ポンプ(10)からの燃料によって作動されて接続部(13，14，54−57)内の取入経路(57)を開放して、余剰燃料を内部室(23)内に供給する供給部材(72)を有する開閉弁(71)とを具えた燃料ポンプ装置であって、低圧ポンプ(10)が内燃機関のシャフトに接続された作動手段(75)によって作動され、供給部材(72)が内燃機関の低クラッキング速度でも急速作動が可能な小さな直径を有する燃料取入れ用の第１チョーク(76)を具えたことを特徴とするものである。
本発明の好ましい、非限定的なひとつの実施の形態を燃料を内燃機関に供給するための本発明によるポンプ装置の一部図式化した部分断面図を参照して、例示のために以下に説明する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図面に示すこの発明の実施形態において、10は例えばギアポンプで構成され、車両等の内燃機関、特にディーゼルエンジンの通常の燃料タンク12に導管で接続された低圧ポンプを示している。このポンプ10は導管13によって、取付具14を介してラジアルポンプからなる高圧ポンプ15から燃料を取り出したり送り込んだりする。高圧ポンプ15は、本体20内部に収容されて、それぞれの軸線22が120度ずつ離されている３つのシリンダで構成されており、その中心部で本体20はカップ型のフランジ24で閉鎖された内部室23を有している。
【０００８】
高圧ポンプ15はフランジ24内の孔25及び本体20内部のデッドホール27内部で回転し、図示されていないトランスミッション手段を介してディーゼルエンジンの駆動シャフトで回転される駆動シャフト28を有している。駆動シャフト28は内部室23の内部に収容されて、高圧ポンプ15を制御するためのカムリングからなる制御要素39に回転可能に取り付けられ、制御要素39が装着された偏心要素35を有している。偏心要素35の軸線は駆動シャフト28の軸線から距離Ｅだけずれている。
【０００９】
制御要素39の外表面は、シリンダ21の軸線22に対して垂直な３つの平坦部40（１つだけを図示）を有しており、各シリンダ21は内部にシリンダ21から、駆動シャフト28の軸線37の方向に移動するピストン42が収納されている円筒型孔41を有しており、各ピストン42の突出部分は、ばね44で対応する平坦部40に押し付けられたパッド43に取り付けられている。そして駆動シャフト28が回転すると、制御要素39はパッド43によってその向きを維持するが、制御要素39は駆動シャフト28の軸線37の回りを回転するので、平坦部40は円形軌道上を相互に平行関係を維持しつつ回転し、そしてばね44と共働してピストン42を孔41内部で前後に移動させる。
【００１０】
孔41の内部で各ピストン42の制御要素39と反対側の表面は圧縮室45を形成し、その体積はピストン42の動きによって変化し、さらに各シリンダ21は給気弁50と送出弁51とを有しており、これらはいずれも対応するシリンダ21を閉鎖し、対応するヘッド53で本体20に取り付けられたプレート52に設けられている。ピストン42が半径方向内側に動くと、圧縮室45の体積が増大し、給気弁50から燃料を吸い込み、そしてピストン42が半径方向外側に動くと、室45の体積が減少して燃料を圧縮し、圧力下で送出弁51を通じて圧縮室45から燃料を送出する。
【００１１】
各給気弁50には対応するヘッド53の内部に形成された対応する軸方向の取入経路54及びフランジ24に内接された本体20内部に形成された対応する半径方向経路55を介して燃料が供給され、これら３つの半径方向経路55はフランジ24内に形成され、本体20内に形成されて取付具14と連通した取入経路57と連通している環状溝56と連通しており、３つの送出弁51は対応するヘッド53内に形成された対応する軸方向経路59及び半径方向経路60を介して、本体20内に形成された対応するに沿った軸方向凹部61と連通しており、そして圧力レギュレータ（図示）のバイパス弁から下流で凹部61が取付具64を介して燃料を燃料タンク12内に排出する排出導管65に接続されている。
【００１２】
開閉弁71は低圧ポンプ10と高圧ポンプ15との間に取り付けられており、高圧ポンプ15の本体20と一体化した部分を含んでいる。本体20は軸線37に対して半径方向に向けられており、内部室23と連通した円筒型の台座58を有している。台座58の外側部分は導管13の取付具14を包んでおり、台座58の内部室23に隣接した部分は、フランジ24の肩部62に固定され、余剰燃料を内部室23内に排出するための第１開口部74を有している。
【００１３】
台座58は横方向壁63を有し、開閉弁71を制御して燃料を内部室23内に流し込むための較正された第１チョーク76を有するカップ型ピストン72で構成されている制御部材が滑動する。底板70と供給部材72の間に、第１開口部74及び第１チョーク76と同軸のらせん形の弱いばね73が配置され、このばね73は供給部材72を取付具14の方向に押しやり、取入経路57と開閉弁71とを閉鎖する。
【００１４】
供給部材72は導管13に沿って低圧ポンプ10により供給される燃料の圧力で開閉弁71の開口方向に押される。燃料供給圧力がばね73によって行使される力を上回ると、供給部材72が底板70の方向に動かされて取入経路57を開放し、取入経路57を介して燃料が供給され、一方第１チョーク76を通じて流れる余剰燃料は、第１開口部74を介して内部室に送り込まれ、その室内部に収容された部材を潤滑する。逆に例えば低圧ポンプ10の誤作動、又は緊急措置によって任意の値に降下すると、ばね73は供給部材72を取付具14に押し付けて取入経路57を閉鎖し、それによって開閉弁71を閉鎖する。
【００１５】
本発明によれば、低圧ポンプ10は車両のディーゼルエンジンの駆動シャフトに接続されたトランスミッションからなる作動手段75によって物理的に作動され、そして、エンジンの駆動シャフトが低速で回転している場合に、クラッキング速度でも開閉弁71が開放されるように、供給部材72の第１チョーク76は0.2mm程度の非常に小さな直径を有している。
【００１６】
さらに、本体20は一方の側では台座58の横方向壁63を通じて出てきており、他方でそれに沿ってポンプ15の内側内部室23が出てきている第２開口部77を有している。第２開口部77は取入経路57と同じ直径であってもよく、取入経路57と同時に供給部材72によって開放、閉鎖されるように台座58に出てくるようにしてもよく、さらに第２チョーク78の直径が、第１チョーク76の直径の３〜５倍の範囲であってもよく、そして好適に0.8mm程度であってもよい。
【００１７】
ディーゼルエンジンの駆動シャフトは、クラッキング段階でバッテリーによって回転されるから、低圧ポンプ10は作動手段75を介して作動され、第１チョーク76の小さな直径のおかげで、クラッキング段階で低圧ポンプ10によって供給される少量の燃料はばね73を克服し、そして供給部材72を動かして開閉弁71を開放させるのに十分な圧力をつくりだすのに十分であり、こうした低速度でも、第１開口部74は内部室23の内部の部材が第１チョーク76を通じて流れる燃料によって潤滑されるようにする。
【００１８】
供給部材72が動かされるとすぐに、取入経路57が高圧ポンプ15の圧縮室45に燃料を供給し始めると、定常エンジン速度で内部室23内の部材を有効に冷却するように、第２開口部77の第２チョーク78が、内部室23にクランキング段階に続くエンジン速度の増大の結果としてポンプ10によって供給される余剰燃料を供給する。
【００１９】
開閉弁71に対する燃料供給を遮断するために、導管13は低圧ポンプ10と高圧ポンプ15との間に取り付けられ、ソレノイド弁79は排出導管80によってタンク12に接続されている。
【００２０】
ディーゼルエンジンが故障したり、又は不良状態に陥った場合、低圧ポンプ10を止めなくても、例えば、電気的中央制御装置によって自動的に作動される。より具体的には、故障が起きたり緊急事態においては、ソレノイド弁79が低圧ポンプ10から高圧ポンプ15への燃料供給を遮断し、そして供給部材72は内部室23内の燃料が圧縮室45に供給されるのを防ぐ。
【００２１】
本発明の範囲を逸脱せずに、ここに説明、図示した装置に変更を加え得ることは明らかである。例えば作動手段75を高圧ポンプ15のシャフト28で起動するようにしてもよく、その場合、ポンプ10と15の両方とも同じ本体20に一体化させることができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は前記のようであって、低圧ポンプ10は内燃機関によって作動されるようにしてもよく、クラッキング段階とエンジンの定常速度間の燃料供給時の低圧ポンプの振動によって起こされる問題が解決され、作動不良が起きた場合は開閉弁71に対する燃料供給が低圧ポンプ10の作動を停止しなくとも遮断され、構造が簡単で信頼性の高いという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施態様の縦断正面図である。
【符号の説明】
10  低圧ポンプ                  12  燃料タンク
15  高圧ポンプ                  20  本体
23  内部室                      35  偏心要素
39  制御要素                    42  ピストン
57  取入経路                    58  台座
63  横方向壁                    70  底板
71  開閉弁                      72  供給部材
73  ばね                        74  第１開口部
75  作動手段                    76  第１チョーク
77  第２開口部                  78  第２チョーク
79  ソレノイド弁
【図１】
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