JP2009068396A - プライミング機構付燃料ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】手動レバー式のプライミング機構付燃料ポンプについて、必要最小限のスペックであってもダイヤフラムへの負荷を過大にすることなくより少ないプライミング操作で燃料の吸い上げを完了できるようにする。
【解決手段】操作レバー４０を有するプライミングシャフト５０Ａの先端側からポンプロッド３０Ａの係合部３３，３４に係合する係合突起５１が突設され、ポンプ始動に先立って操作レバー４０を手動で回すプライミング操作によりプライミングシャフト５０Ａを回動させ係合突起５１を介しポンプロッド３０Ａを作動させてダイヤフラム２１を変位させることにより、燃料加圧室２０まで燃料を導入するプライミング機構付燃料ポンプ１Ａにおいて、プライミング操作による操作レバー４０の動作範囲を略１８０°以上とし、１つのプライミング操作でダイヤフラム２１が上下両側に変位する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プライミング機構付燃料ポンプに関し、殊に、エンジン始動前にプライミング作業用の操作レバーを手動操作することにより燃料を吸い上げるプライミング機構を備えた、プライミング機構付燃料ポンプに関する。

汎用エンジン等においては、燃料を燃料タンクから燃料噴射用の高圧ポンプに送る目的でカム機構等を用いた比較的低圧の燃料ポンプが使用されるが、エンジン始動前に燃料タンクからこの燃料ポンプまで接続する燃料配管中の空気を抜いて燃料で満たしておく必要がある。殊に、エンジンの下方に燃料タンクがある場合には、燃料ポンプまで燃料を能動的に吸い上げることが必須となる。

この場合、例えば実開昭６３−６００５３号公報に記載されているように、予め燃料ポンプにプライミング機構（プライミングポンプ機構）を付設しておき、エンジン始動前に手動でプライミング機構を作動させて燃料を吸い上げる操作を行うことにより、燃料配管中の空気を抜く作業を実施するのが一般的である。

このような手動式のプライミング機構は、燃料通路に内部側を接続した半球状のゴム部材を外部から押すとともにその弾性反発力で燃料を吸い上げるプライミングポンプ式や、図５に示す燃料ポンプ１Ｃのようにプライミングレバー４０でポンプを手動的に駆動させる機構を備えたプライミングレバー式のものが知られている。これら機構のうち、構成の簡易さの観点ではプライミングポンプ式のものが優れ、操作の迅速性・確実性の観点ではプライミングレバー式のものが優れている。

このプライミングレバー式の燃料ポンプ１Ｃは、半円形の係合突起５２を先端面から突設したプライミングシャフト５０Ｂの基端側に設けたプライミングレバー４０を、図６（Ａ）の状態から図６（Ｂ）の状態まで９０°回動（旋回）させることにより、係合突起５２がポンプロッド３０Ｂの中途に設けた円盤状の係合部３５に係合してこれを押し下げ、ダイヤフラム２１を下方向に幅ｂ分変位させて燃料を燃料加圧室２０まで導入する仕組みとなっている。

ところで、６００〜３０００ｃｃクラスのエンジンに搭載されているカム式の燃料ポンプは共有化されているのが一般的であり、その外形（大きさ）及び燃料吐出能力の同じものを使用する場合が多い。そのため、低排気量（６００〜１２００ｃｃクラス）のエンジンにおいては、燃料ポンプが燃料吐出能力及び外形がオーバースペックの状態で搭載されることになる。

この場合、生産台数の少ないエンジンでは燃料ポンプを共有化することで製造コストや部品管理面におけるメリットが大きいものとなるが、生産台数が多いエンジンにおいてはオーバースペックの燃料ポンプを搭載することにより、搭載スペース・取付け性、さらには製造コスト（材料費）の面からデメリットの方が大きくなってしまう。そこで、エンジン要求流量を満足できる範囲で最も小型で搭載性に優れた燃料ポンプを搭載することが考えられる。

ところが、燃料ポンプが小型になるとダイヤフラム径も小さくなることから、プライミングレバー１操作（１ストローク）当たりのプライミング流量が小さくなって操作回数が増えてしまうという問題がある。また、図６に示すように、従来のレバー式プライミング機構では、プライミングレバー４０を９０°回転させてダイヤフラム２１を１方向（下方向）にのみ作動させることから、１操作当たりのプライミング流量を稼ぐためには、ダイヤフラム２１の変位幅（作動ストローク）ｂを大きくする必要が生じる。

そのため、加わる負担の大きさに応じて耐久性を高めた高価格のダイヤフラム２１を採用する必要性も生じる。また、小型の燃料ポンプでプライミング時のダイヤフラム２１の変位が１方向のみの場合においては、その変位幅ｂを増やすのにも限界があることから、１操作当たりのプライミング流量にも自ずと限界がある。
実開昭６３−６００５３号公報

本発明は、上記のような問題点を解決しようとするものであり、手動レバー式のプライミング機構付燃料ポンプについて、必要最小限のスペックであってもダイヤフラムへの負荷を過大にすることなく、より少ないプライミング操作で燃料の吸い上げを完了できるようにすることを課題とする。

そこで、本発明は、基端側に操作レバーを有するプライミングシャフトの先端側からポンプロッドの係合部に係合する係合突起が突設され、ポンプの始動に先立って前記操作レバーを手動で回すプライミング操作により前記プライミングシャフトを回動させ前記係合突起を介して前記ポンプロッドを作動させて燃料加圧室の一部を構成するダイヤフラムを変位させることにより、前記燃料加圧室まで燃料を導入するプライミング機構付燃料ポンプにおいて、プライミング操作による前記操作レバーの動作範囲が略１８０°以上とされ、１つのプライミング操作で前記ダイヤフラムが上下両側に変位することを特徴とする。

従来のプライミング機構付燃料ポンプにおいては、１つのプライミング操作によるレバーの動作範囲が約９０°であり、これによるダイヤフラムの変位は片側のみであるため、必要最小限のスペックの燃料ポンプを用いて短時間で燃料加圧室まで燃料を導入するには、多数のプライミング操作を行うか或いは１回当たりの変位量を大きくしてダイヤフラムに過大な負荷をかけていたのに対し、操作レバーの動作範囲を略１８０°以上としてこれによるダイヤフラムの変位を上下両側としたことで、ダイヤフラムの１方向当たりの変位幅を少なくすることを可能としてその負荷を軽減しながら充分なプライミング流量を確保することができる。

また、そのポンプロッドの係合部は、ポンプロッド側面に長さ方向所定の間隔を有して上下２カ所に設けられ、これらの間に挿入された係合突起がプライミングシャフトの回動における所定位置で下側の係合部を下向きに押してポンプロッドが下死点となり、その対角位置で上側の係合部を上向きに押してポンプロッドが上死点となることを特徴とするものとすれば、１つのプライミング操作で確実にダイヤフラムを上下両側に変位させることができる。

さらにこの場合、操作レバーは回転ハンドルであってその動作範囲は３６０°以上とされ、プライミングシャフトが３６０°以上連続的に回動可能とされており、操作レバーを同一方向に連続的に回転させることにより、ダイヤフラムの上下変位動作を連続的に実施可能としたことを特徴とするものとすれば、同一時間でより多量のプライミング流量を確保することが可能となる。

プライミング操作による操作レバーの動作範囲を略１８０°以上として１つのプライミング操作でダイヤフラムが上下両側に変位するものとした本発明によると、必要最小限のスペックであってもダイヤフラムへの負荷を過大にすることなく、より少ないプライミング操作で燃料の吸い上げを完了できるものである。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。

図１は、本発明における実施の形態であるプライミング機構付きの燃料ポンプ１Ａの縦断面図を示している。燃料ポンプ１Ａは、ダイヤフラム２１とこれを上下に変位（脈動）させるポンプロッド３０Ａを備えたダイヤフラム式（膜式）の燃料ポンプであり、手動レバー式のプライミング機構を備えてエンジン始動前にプライミングレバー４０を手動で操作することにより、図示しない燃料タンクと燃料ポンプ１Ａとを接続する燃料配管中の空気を抜いて燃料加圧室２０を燃料で満たすためのプライミング機能を有している。

燃料ポンプ１Ａは、ポンプロッド３０Ａを摺動自在に保持するシリンダを形成した下側ボディ１０の上面側と上側ボディ９下面側との合わせ面にダイヤフラム２１を挟み込み、図示しないカム等の回転動作によりポンプロッド３０Ａを上下動させて、その先端側でダイヤフラム２１を上下に変位させて脈動させることにより、燃料の吸込み・圧送を行う。

また、プライミングレバー４０が設けられたプライミングシャフト５０Ａが、下側ボディ１０において筒状に突出して形成されたレバー軸保持部の軸孔に回動自在に挿入されており、プライミングレバー４０を所定範囲で回す（旋回させる）ことによりプライミングシャフト５０Ａ先端面から偏心して設けた係合突起５１でポンプロッド３０Ａの係合部３３，３４に係合して、これを強制的に上下動させるようになっており、これらでプライミング機構を構成している。

そして、この係合突起５１が、従来例と異なりプライミングシャフト５０Ａ先端面から軸線方向に沿って突設した円柱状とされ、また、ポンプロッド３０Ａ側面に設けた係合部３３，３４がロッドの長さ方向に所定間隔で中心軸線に直角に設けた２枚の円盤で構成されており、その間に係合突起５１を挿入した状態で配設されている点が特徴部分となっている。さらに、プライミングレバー４０は１８０°の範囲で揺動可能とされ、その先端側を旋回させることによりプライミングシャフト５０Ａもその軸線を中心に１８０°の範囲で回動するようになっている。

このプライミング機構付きの燃料ポンプ１Ａの動作を説明するための図２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の各縦断面部分図を参照して、破線で示したプライミングレバー４０が直立したダイヤフラム２１未変位の位置から、プライミングレバー４０を図中左周りに９０°回すことで、係合突起５１が下側の係合部３４内側面を押してポンプロッド３０Ａが下死点となり、ダイヤフラム２１が下側に幅ａ分変位する。これにより、燃料加圧室２０に配管中の空気を吸引しながら燃料を持ち上げることができる（図Ａ）。

次に、プライミングレバー４０を元の直立位置に戻すことによりダイヤフラムは元の未変位位置に戻り（図Ｂ）、さらにプライミングレバー４０を図中右回りに９０°（図Ａの位置からは１８０°）回すことにより、係合突起５１が上側の係合部３３内側面を押してポンプロッド３０Ａが上死点となってダイヤフラムが上側に幅ａ分変位する。これにより、燃料加圧室２０内に吸引・導入された空気がエンジン方向に送出される。

この図Ａの位置から図Ｃの位置までのプライミングレバー４０の１８０°の回動（旋回）操作中にダイヤフラム２１は上下両側に変位することになるが、その各変位幅ａは、図５の従来の燃料ポンプ１Ｃにおいて１つのプライミング操作による片側のみの変位幅ｂと比べて、上下両方の動作であるために少なく抑えることができる。

即ち、１操作当たりのプライミング流量が同じであれば、幅ａは幅ｂの２分の１で済み、或いはａ＝ｂであれば２倍のプライミング流量を確保できるものとなる。そのため、大きな変位量に耐える高機能で高価なダイヤフラムを使用する必要がなくコスト面で有利なものとなり、或いは、従来例においてもダイヤフラムの変位量には限界があることから従来例よりも少ないプライミング操作で充分なプライミング流量を確保しやすいという利点がある。

図３は上述した実施の形態の変形例であって、プライミングレバー４０を回転ハンドル４１に変更して３６０°以上回動可能とした点を特徴とする燃料ポンプ１Ｂの縦断面図を示している。このような構成としたことにより、図４（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の燃料ポンプ１Ｂの動作を説明するための縦断面部分図に示すように、回転ハンドル４１を連続的に回転させることが可能となるとともに、回転ハンドル４１を直立位置から３６０°回転させる間にポンプロッド３０Ａを中間〜下死点〜中間〜上死点〜中間の位置としながら、ダイヤフラム２１を未変位〜下側変位〜未変位〜上側変位〜未変位の位置に連続的に動作させることができる。

そして、このように回転ハンドル４１を連続的に回転させることにより、連続的に吸い込み・吐出動作を行うことができ、効率的に燃料供給配管に溜まった空気を排出して燃料加圧室２０に燃料を充填することができ、極めて短時間でプライミング作業を完了することができる。

また、上述した燃料ポンプ１Ａ，１Ｂに共通して、このようして比較的少ないプライミング操作で充分なプライミング流量を確保できることから、ダイヤフラム径が小さく燃料吐出能力・サイズ（容積）を必要最小限に抑えたスペックの燃料ポンプであっても充分に足りるようになるため、実機への配置スペースを最小限に抑えて設計上の制約を回避しやすいものとなり、また、製造コストも低廉に抑えやすいものとなる。

以上、述べたように、手動レバー式のプライミング機構付燃料ポンプについて、本発明により、必要最小限のスペックであってもダイヤフラムへの負荷を過大にすることなく、より少ないプライミング操作で燃料の吸い上げを完了できるようになった。

本発明の実施の形態を示す縦断面図。 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は図１の燃料ポンプの動作を説明するための縦断面部分図。 図１の実施の形態の応用例を示す縦断面図。 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は図３の燃料ポンプの動作を説明するための縦断面部分図。 従来例を示す縦断面図。 （Ａ），（Ｂ）は図５の従来例の動作を説明するための縦断面部分図。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ 燃料ポンプ、２０ 燃料加圧室、２１ ダイヤフラム、３０Ａ ポンプロッド、３３，３４ 係合部、４０ プライミングレバー、４１ 回転ハンドル、５０Ａ プライミングシャフト、５１，５２ 係合突起

Claims (3)

1. 基端側に操作レバーを有するプライミングシャフトの先端側からポンプロッドの係合部に係合する係合突起が突設され、ポンプの始動に先立って前記操作レバーを手動で回すプライミング操作により前記プライミングシャフトを回動させ前記係合突起を介して前記ポンプロッドを作動させて燃料加圧室の一部を構成するダイヤフラムを変位させることにより、前記燃料加圧室まで燃料を導入するプライミング機構付燃料ポンプにおいて、プライミング操作による前記操作レバーの動作範囲が略１８０°以上とされ、１つのプライミング操作で前記ダイヤフラムが上下両側に変位することを特徴とするプライミング機構付燃料ポンプ。
2. 前記係合部が、前記ポンプロッド側面に長さ方向所定の間隔を有して上下２カ所に設けられ、該２つの係合部間に挿入された前記係合突起が、前記プライミングシャフトの回動における所定位置で下側の前記係合部を下向きに押して前記ポンプロッドが下死点となり、その対角位置で上側の前記係合部を上向きに押して前記ポンプロッドが上死点となることを特徴とする請求項１に記載したプライミング機構付燃料ポンプ。
3. 前記操作レバーが、回転ハンドルであってその動作範囲が３６０°以上とされ、前記プライミングシャフトが３６０°以上連続的に回動可能とされており、前記操作レバーを同一方向に連続的に回転させることにより、前記ダイヤフラムの上下変位動作を連続的に実施可能としたことを特徴とする請求項２に記載したプライミング機構付燃料ポンプ。
   

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