(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１歯車と第２歯車との歯間容積を変化させることで、燃料タンク内の燃料を吸入口より吸入し内部で加圧して吐出口より噴射ポンプに吐出するフィードポンプと、
前記燃料タンクと前記噴射ポンプとを前記フィードポンプを介して連通する燃料配管と、
この燃料配管の途中に設けられて、前記フィードポンプ、前記噴射ポンプおよび前記燃料配管中の空気抜きを行うプライミングポンプと
を備え、
前記フィードポンプは、前記第１歯車と前記第２歯車との噛合部分に、歯間ギャップよりも流路断面積を広くし、前記吸入口と前記吐出口とを連通させる連通路を設けた燃料供給装置において、
前記フィードポンプは、前記第１歯車を形成する外歯歯車、前記第２歯車を形成する内歯歯車を有する内接歯車ポンプであり、
前記連通路は、前記外歯歯車の一部の歯を他の歯よりも短くして、前記外歯歯車と前記内歯歯車との歯間に設けられることを特徴とする燃料供給装置。
【請求項２】
第１歯車と第２歯車との歯間容積を変化させることで、燃料タンク内の燃料を吸入口より吸入し内部で加圧して吐出口より噴射ポンプに吐出するフィードポンプと、
前記燃料タンクと前記噴射ポンプとを前記フィードポンプを介して連通する燃料配管と、
この燃料配管の途中に設けられて、前記フィードポンプ、前記噴射ポンプおよび前記燃料配管中の空気抜きを行うプライミングポンプと
を備え、
前記フィードポンプは、前記第１歯車と前記第２歯車との噛合部分に、歯間ギャップよりも流路断面積を広くし、前記吸入口と前記吐出口とを連通させる連通路を設けた燃料供給装置において、
前記フィードポンプは、前記第１歯車を形成する外歯歯車、前記第２歯車を形成する内歯歯車を有する内接歯車ポンプであり、
前記連通路は、前記外歯歯車の一部の歯の両側面を連通する連通穴であることを特徴とする燃料供給装置。
【請求項３】
第１歯車と第２歯車との歯間容積を変化させることで、燃料タンク内の燃料を吸入口より吸入し内部で加圧して吐出口より噴射ポンプに吐出するフィードポンプと、
前記燃料タンクと前記噴射ポンプとを前記フィードポンプを介して連通する燃料配管と、
この燃料配管の途中に設けられて、前記フィードポンプ、前記噴射ポンプおよび前記燃料配管中の空気抜きを行うプライミングポンプと
を備え、
前記フィードポンプは、前記第１歯車と前記第２歯車との噛合部分に、歯間ギャップよりも流路断面積を広くし、前記吸入口と前記吐出口とを連通させる連通路を設けた燃料供給装置において、
前記噴射ポンプは、内燃機関に回転駆動されて、前記フィードポンプの第１歯車を回転させるカムシャフトを有し、
前記カムシャフトの所定の位置に前記第１歯車を固定する際に使用するキー溝の位置と前記連通路の位置とを一致させて空気抜き作業を行うことを特徴とする燃料供給装置。
【請求項４】
請求項３に記載の燃料供給装置において、
前記フィードポンプは、前記第１歯車を形成する外歯歯車、前記第２歯車を形成する内歯歯車を有する内接歯車ポンプであることを特徴とする燃料供給装置。
【請求項５】
請求項３に記載の燃料供給装置において、
前記フィードポンプは、前記第１歯車を形成する駆動歯車、前記第２歯車を形成する従動歯車を有する外接歯車ポンプで、
前記連通路は、前記駆動歯車の一部の歯および前記従動歯車の一部の歯を他の歯よりも短くして、前記駆動歯車と前記従動歯車との歯間に設けられることを特徴とする燃料供給装置。
【請求項６】
第１歯車と第２歯車との歯間容積を変化させることで、燃料タンク内の燃料を吸入口より吸入し内部で加圧して吐出口より噴射ポンプに吐出するフィードポンプと、
前記燃料タンクと前記噴射ポンプとを前記フィードポンプを介して連通する燃料配管と、
この燃料配管の途中に設けられて、前記フィードポンプ、前記噴射ポンプおよび前記燃料配管中の空気抜きを行うプライミングポンプと
を備え、
前記フィードポンプは、前記第１歯車と前記第２歯車との噛合部分に、歯間ギャップよりも流路断面積を広くし、前記吸入口と前記吐出口とを連通させる連通路を設けた燃料供給装置において、
前記フィードポンプは、前記第１歯車を形成する駆動歯車、前記第２歯車を形成する従動歯車を有する外接歯車ポンプで、
前記連通路は、前記駆動歯車の一部の歯および前記従動歯車の一部の歯を他の歯よりも短くして、前記駆動歯車と前記従動歯車との歯間に設けられ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、燃料タンク内の燃料を噴射ポンプに供給するフィードポンプの燃料吸入配管の途中に、フィードポンプ、噴射ポンプおよび燃料配管の空気抜きに使用される手動操作式のプライミングポンプを設置した燃料供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術として、図４に示したような内燃機関用燃料供給装置１００がある。一般的に、車両組立時には、プライミングポンプ１０１を燃料タンク１０２とフィードポンプ１０３とを結ぶ燃料吸入通路１０４に取り付けて、フィードポンプ１０３、噴射ポンプ１０５および燃料配管１０６内の空気を抜くプライミング作業（空気抜き作業）を実施することにより、燃料配管系内に燃料を充填するようにしている。
【０００３】
また、プライミングポンプ１０１は、燃料吸入通路１０４に連通するポンプ室１１１を形成するシリンダ１１２と、ポンプ室１１１の膨張、収縮を手作業により行うためのプランジャ１１３とから構成されている。ここで、１０７はコモンレールで、１０８はインジェクタで、１１４、１１５はチェックバルブである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の内燃機関用燃料供給装置１００においては、フィードポンプ１０３内の燃料通路面積が他の箇所に比べて非常に小さいため、空気抜き作業をする際、プライミングポンプ１０１から吐出された燃料が流れる時に大きな抵抗となってしまう。この結果、空気抜き作業時のプライミングポンプ１０１の操作力が大きくなることにより、プライミングポンプ１０１の操作性が悪くなっている。
【０００５】
ここで、実公昭６２−１５４８６号公報に記載の技術では、空気抜き作業の完了後にプライミングポンプのプランジャをシリンダにねじ込んで固定する際の作業抵抗を低減するものであるが、空気抜き作業自体の作業抵抗を改善する効果は全くない。
【０００６】
【発明の目的】
本発明の目的は、空気抜き作業時のプライミングポンプの操作力を低減することで、プライミングポンプの操作性を向上させることのできる燃料供給装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、フィードポンプの第１歯車と第２歯車との噛合部分に、歯間ギャップよりも流路断面積を広くした連通路を設けることにより、フィードポンプの吸入口と吐出口とが流路断面積の広い状態で連通する。それによって、プライミングポンプの手動操作時に燃料が連通路を通ることで、空気抜き作業時の作業抵抗が低減されるので、プライミングポンプの操作力を低減できる。この結果、空気抜き作業時のプライミングポンプの操作性を向上させることができるので、燃料配管系内の空気抜き作業の作業効率を向上することができる。
また、フィードポンプが内接歯車ポンプの場合には、外歯歯車の一部の歯を他の歯よりも短くして、外歯歯車と内歯歯車との歯間に連通路を設けることにより、フィードポンプの吸入口と吐出口とを流路断面積の広い状態で連通させることができる。これにより、空気抜き作業時の作業抵抗を低減することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明によれば、フィードポンプが内接歯車ポンプの場合に、外歯歯車の一部の歯の両側面を連通する連通穴を連通路として使用することにより、フィードポンプの吸入口と吐出口とを流路断面積の広い状態で連通させることができる。これにより、空気抜き作業時の作業抵抗を低減することができる。
【０００９】
請求項３ないし請求項５に記載の発明によれば、カムシャフトの所定の位置に第１歯車を固定する際に使用するキー溝の位置と連通路の位置とを一致させることにより、容易に流路断面積の広い位置で作業抵抗を小さくした状態で空気抜き作業を行うことができる。
【００１０】
請求項６に記載の発明によれば、フィードポンプが外接歯車ポンプの場合には、駆動歯車の一部の歯および従動歯車の一部の歯を他の歯よりも短くして、駆動歯車と従動歯車との歯間に連通路を設けることにより、フィードポンプの吸入口と吐出口とを流路断面積の広い状態で連通させることができる。これにより、空気抜き作業時の作業抵抗を低減することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
〔実施例の構成〕
発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。ここで、図１は内燃機関用燃料供給装置の燃料配管系を示した図で、図２はフィードポンプの全体構造を示した図で、図３はフィードポンプの主要構造を示した図である。
【００１２】
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、自動車の組み立て時等の初期噴射ポンプ取付時に燃料配管系内の空気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とを結ぶ燃料配管６とを備えている。
【００１３】
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、吸入した燃料を高圧にしてコモンレール７に圧送する。そのコモンレール７は、比較的に高い圧力の高圧燃料を蓄えるサージタンクの一種で、自動車に搭載された内燃機関（図示せず）の各気筒毎に取り付けられた各燃料噴射ノズル（インジェクタ）９と連結されている。
【００１４】
また、噴射ポンプ３は、内燃機関のクランクシャフト（図示せず）にギヤ駆動またはベルト駆動されるカムシャフト（フィードポンプ４の駆動軸）１０を有している。このカムシャフト１０は、内燃機関によって駆動されながら、噴射ポンプ３のプランジャ（図示せず）およびフィードポンプ４を作動させる。
【００１５】
フィードポンプ４は、トロコイドポンプ本体（以下ポンプ本体と略す）１１と、このポンプ本体１１を回転自在に支持する円環状部１２を有するハウジング１３とから構成される内接式のトロコイドポンプである。ポンプ本体１１は、トロコイド曲線によって形成されたインナロータ１４とアウタロータ１５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に吐出する。
【００１６】
インナロータ１４は、本発明の第１歯車、外歯歯車に相当するもので、噴射ポンプ３より突出したカムシャフト１０の先端部の外周に、キー溝１６にキー１７を嵌め合わすことで固定されている。このインナロータ１４の外周には、複数個（本例では６個）の歯１８が例えば２２ｍｍの幅で設けられており、そのうちの１個の歯は欠け歯１９となっている。欠け歯１９は、キー１７の外周側に位置する歯で、その他の歯１８よりも例えば１ｍｍ〜３ｍｍだけ短い。
【００１７】
アウタロータ１５は、本発明の第２歯車、内歯歯車に相当するもので、インナロータ１４の複数個の歯１８および欠け歯１９に噛み合うことが可能な複数個（本例では６個）の歯２０が例えば２２ｍｍの幅で設けられている。そして、歯２０と歯１８との歯間ギャップは、例えば５０μｍ〜１００μｍである。
【００１８】
また、歯２０と欠け歯１９との間には、空気抜き作業（プライミング作業）時に、ポンプ本体１１に形成された吸入ポート（本発明の吸入口に相当する）２１と吐出ポート（本発明の吐出口に相当する）２２とを連通する連通路２３が形成される。なお、連通路２３は、歯２０と欠け歯１９との間に形成される歯間ギャップ（隙間）である。そして、フィードポンプ４のハウジング１３の前壁面には、吸入ポート２１に連通する燃料入口２４、および吐出ポート２２に連通する燃料出口２５が形成されている。
【００１９】
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との間の燃料配管６に連通するポンプ室３０を形成する円筒形状のシリンダ３１と、このシリンダ３１内に摺動自在に組み付けられてポンプ室３０を膨張、収縮するピストン（プランジャ）３２とから構成されている。なお、プライミングポンプ５の不使用時には、ピストン３２によりポンプ室３０を収縮させた状態でシリンダ３１をハウジング１３にねじ込んでおく。
【００２０】
燃料配管６およびハウジング１３内に形成される燃料通路は、フィードポンプ４の燃料吸入通路３３、およびフィードポンプ４の燃料吐出通路３４等を有している。燃料吸入通路３３は、燃料タンク２内の燃料を吸入ポート２１を経てフィードポンプ４のポンプ本体１１内に導く燃料通路で、途中にチェックバルブ３５、３６が設置されている。
【００２１】
そして、ハウジング１３には、プライミングポンプ５のポンプ室３０に連通する燃料通路２９が燃料吸入通路３３の途中から分岐するように形成されている。燃料吐出通路３４は、ポンプ本体１１の吐出ポート２２より吐出された高圧燃料を噴射ポンプ３に導く燃料通路である。
【００２２】
チェックバルブ３５、３６は、シート３７、３８、このシート３７、３８に着座すると燃料吸入通路３３を閉じるボール弁（弁体）３９、４０、およびばね荷重が例えば２００ｇ〜３００ｇのスプリング４１、４２等から構成されている。したがって、チェックバルブ３５、３６は、燃料タンク２側の圧力がフィードポンプ４側の圧力よりも設定値以上高くなると、ボール弁３９、４０がフィードポンプ４側に変位して開弁する。
【００２３】
〔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ないし図３に基づいて簡単に説明する。
【００２４】
イ）燃料配管系の空気抜き作業時
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には、先ず、作業者がピストン３２を引き上げることにより、チェックバルブ３５の上流側の圧力よりも下流側の圧力が低下する（負圧となる）。これにより、スプリング４１の付勢力に打ち勝ってボール弁３９が図示右側に変位してチェックバルブ３５が開弁する。
【００２５】
この結果、燃料タンク２内の燃料が、燃料吸入通路３３および燃料通路２９を通ってシリンダ３１のポンプ室３０内に吸い上げられる。このとき、チェックバルブ３６の上流側の圧力が下流側の圧力よりも低いので、チェックバルブ３６は閉弁状態が継続される。
【００２６】
次に、プライミングポンプ５により噴射ポンプ３側へ燃料を吐出する時には、作業者がピストン３２を押し下げることにより、チェックバルブ３６の上流側の圧力よりも下流側の圧力が低下する（負圧となる）。これにより、スプリング４２の付勢力に打ち勝ってボール弁４０が図示右側に変位してチェックバルブ３６が開弁する。
【００２７】
このため、プライミングポンプ５のポンプ室３０内の燃料は、燃料通路３７、燃料吸入通路３３、吸入ポート２１、連通路２３、吐出ポート２２および燃料吐出通路３４を通って噴射ポンプ３内に供給される。これにより、燃料タンク２から噴射ポンプ３までの燃料配管系内の空気抜きがなされる。
【００２８】
ロ）通常運転時
フィードポンプ４のインナロータ１４が内燃機関により回転駆動されるカムシャフト１０にて回されることで、ポンプ本体１１の吐出側が正圧となり、ポンプ本体１１の吸入側が負圧となる。したがって、ポンプ本体１１の上流側の圧力（燃料吸入通路３３の内部圧力）が低くなり、ポンプ本体１１の下流側の圧力（燃料吐出通路３４の内部圧力）が高くなる。これにより、チェックバルブ３５、３６が開弁する。
【００２９】
このため、燃料タンク２内の燃料は、燃料吸入通路３３、吸入ポート２１、連通路２３、吐出ポート２２および燃料吐出通路３４を通って噴射ポンプ３内に供給され、更に噴射ポンプ３により加圧された高圧燃料がコモンレール７に送られる。そして、コモンレール７で蓄圧された高圧燃料は、各インジェクタ９に送られて内燃機関の各気筒内に高圧燃料が噴射される。
【００３０】
〔実施例の効果〕
以上のように、本実施例の内燃機関用燃料供給装置１は、空気抜き作業時に、プライミングポンプ５のポンプ室３０より吐出された燃料が、流路断面積が他の箇所に比べて非常に小さいポンプ本体１１のインナロータ１４の歯１８とアウタロータ１５の歯２０との歯間ギャップよりも流路断面積が広い連通路２３を流れる。
【００３１】
それによって、空気抜き作業時の作業抵抗が低減されるので、プライミングポンプ５のピストン３２の操作力を低減できる。したがって、空気抜き作業時のプライミングポンプ５のピストン３２の操作性を向上させることができるので、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内の空気抜き作業の作業効率を向上することができる。
【００３２】
なお、通常空気抜き作業は、初期噴射ポンプ取付時（またはガス欠時）が多いため、内燃機関のクランク角度と噴射ポンプ３のカムシャフト１０の角度とを所定の角度に一致させ、その所定の角度にインナロータ１４の欠け歯１９の位置を一致させる。具体的には、カムシャフト１０のキー溝１６の位置は、内燃機関の所定のクランク角度に対応しているため、そのカムシャフト１０のキー溝１６の位置とインナロータ１４の欠け歯１９の位置とを本実施例のように半径方向に一致させる等により、インナロータ１４の回転位置の位置決めを行えば、容易に流路断面積の広い位置、つまり欠け歯１９の位置で作業抵抗なく空気抜き作業を行うことができる。
【００３３】
ここで、インナロータ１４に欠け歯１９を設けることでプライミング作業を容易にすることができるが、欠け歯１９によって通常運転時のフィードポンプ４の圧送能力は若干ながら低下する。仮に粘性を考えない場合には、６個の歯１８のうちの１個を欠け歯１９とすると、圧送能力が１／６分だけ減少することになるが、燃料には粘性があるため、１ｍｍだけ他の歯１８よりも削った欠け歯１９を１個有するフィードポンプ４の場合、実際は１０％以下の圧送能力の低下ですむ。
【００３４】
〔変形例〕
本実施例では、フィードポンプ４のポンプ本体１１としてトロコイドポンプを使用したが、フィードポンプ４のポンプ本体として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。
【００３５】
ここで、連通路としては、フィードポンプ４のポンプ本体として内接歯車ポンプを使用した場合には、外歯歯車の一部の歯を他の歯よりも短くして（欠け歯１９を設けて）、外歯歯車と内歯歯車との歯間に連通路２３を設けたり、外歯歯車の一部の歯の両側面または内歯歯車の一部の歯の両側面を連通する連通穴を設けて、その連通穴を連通路として使用したりしても良い。
【００３６】
また、フィードポンプ４のポンプ本体として外接歯車ポンプを使用した場合には、駆動歯車の一部の歯を他の歯よりも短くし（欠け歯を設け）、且つ従動歯車の一部の歯を通常の歯よりも短くし（欠け歯を設け）て、駆動歯車と従動歯車との歯間に連通路を設けるようにしても良い。なお、駆動歯車と従動歯車との歯数が同数の場合、駆動歯車または従動歯車の片方の位置をカムシャフト１０のキー溝に合わせておけば容易に連通路の位置決めを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関用燃料供給装置の燃料配管系を示した構成図である（実施例）。
【図２】フィードポンプの全体構造を示した断面図である（実施例）。
【図３】フィードポンプの主要構造を示した断面図である（実施例）。
【図４】内燃機関用燃料供給装置の燃料配管系を示した構成図である（従来の技術）。
【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
９  インジェクタ
１０  カムシャフト
１４  インナロータ（第１歯車、外歯歯車）
１５  アウタロータ（第２歯車、内歯歯車）
１８  歯
１９  欠け歯
２０  歯
２１  吸入ポート（吸入口）
２２  吐出ポート（吐出口）
２３  連通路
３３  燃料吸入通路
３４  燃料吐出通路
【図１】
0003861470.tif 000002
【図２】
0003861470.tif 000003
【図３】
0003861470.tif 000004
【図４】
0003861470.tif 000005