專利名稱：燃料供給裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種對旋轉(zhuǎn)斜板型軸向活塞泵進行馬達驅(qū)動的燃料供給裝置。
背景技術：
因環(huán)境問題，從廢氣限制、燃料費上升的觀點出發(fā)而將燃料供給裝置從機 械式的汽化器改變成了具有燃料噴射閥的電子控制式系統(tǒng)，近年來的汽車全部 采用了后者的系統(tǒng)。近年來，環(huán)境問題的限制不僅局限于汽車，還逐漸擴大到 兩輪車、舷外掛機，此外還有特殊車輛，汽車中采用的燃料供給裝置是采用設 在燃料箱內(nèi)的離心泵的箱內(nèi)式燃料供給裝置(未圖示)成為了主流，但因此而 需要較大的燃料箱，因燃料箱小、排氣量小、裝設空間的問題而無法在燃料箱 中配置箱內(nèi)式燃料供給裝置的車輛很難應對環(huán)境問題，從而需要可裝設在燃料 箱外的直列式燃料供給裝置。
作為現(xiàn)有的燃料供給裝置，在例如像專利文獻1中公開的那樣由自吸性優(yōu) 良的容積型泵和直流有刷馬達構成的直列式燃料供給裝置中，泵包括吸入閥； 輸出閥；可與活塞滑動地嵌合的氣缸；與氣缸一起構成燃料加壓室的板；使活 塞在軸向上移動的斜板；在活塞與斜板之間與活塞連動、相對于斜板滑動的滑 塊；朝著斜板推壓活塞的彈簧；以及構成彈簧的底座面的彈簧保持件，馬達包 括永久磁體；固定永久磁體的構成磁力回路的軛；與斜板一體固定的旋轉(zhuǎn)的 軸；壓入固定在軸上、具有繞線的定子；構成電氣觸點的電刷；以及連接未圖 示的蓄電池與電刷的引線，利用裝置本體使泵與馬達固定成一體地配置在燃料 通路內(nèi)。
動作原理如下首先，馬達利用外部的蓄電池進行旋轉(zhuǎn)動作，使固定在其 軸上的斜板旋轉(zhuǎn)。接著，在斜板的旋轉(zhuǎn)下，被彈簧推壓在斜板上的活塞與氣缸 滑動移動。在活塞移動到下方時，由活塞、氣缸、吸入閥、輸出閥、板構成的燃料加壓室內(nèi)的容積增大，從而所述燃料加壓室內(nèi)減壓，在吸入閥成為開閥壓 力以下的時刻，燃料從吸入閥被吸引。接著，活塞向上方移動，從而所述燃料 加壓室內(nèi)加壓，在加壓到由設在外部的壓力調(diào)整裝置調(diào)整為規(guī)定壓力的輸送管 內(nèi)壓以上的階段，燃料從輸出閥輸出。該動作對應斜板的旋轉(zhuǎn)由同心狀配置的 多個活塞依次反復進行。
另外，例如還有像專利文獻2 4中公開的那樣，通過在斜板與活塞之間 及斜板與馬達之間等多個部位上設置分別獨立地承受徑向負載及推力負載的
滑動構件、滾動軸承來作為上述問題的對策，但存在零件加工形狀的復雜化和 高精度化問題，另外還存在因零件數(shù)增加而導致成本增加的嚴重問題。
另一方面，在泵部出現(xiàn)某一異常時，泵驅(qū)動轉(zhuǎn)矩可能會上升而使泵變?yōu)樽?鎖狀態(tài)，因此還需要減小泵驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。
專利文獻l:日本專利特開2001-65447號公報 專利文獻2:日本專利特開2001-3839號公報 專利文獻3;日本專利特開2001-221129號公報 專利文獻4:日本專利特開2006-112380號公報
在如專利文獻l公開的現(xiàn)有的燃料供給裝置中，在上述動作中，燃料壓力 X活塞截面積及由彈簧產(chǎn)生的力、在斜板上產(chǎn)生的摩擦力、以及配置成同一直 徑的活塞的間距半徑產(chǎn)生驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，但由于活塞(滑塊)與斜板之間僅為滑動 而摩擦系數(shù)大，因此摩擦力也變大，存在不得不與此相應地使馬達大型化的問 題。另外，該摩擦力在活塞與氣缸的滑動部上也作為側(cè)力形成，因此還存在活 塞磨損的問題。
另外，在如專利文獻2 4公開的現(xiàn)有的燃料供給裝置中，存在零件加工 形狀的復雜化和高精度化、因零件數(shù)增加而導致成本增加的問題。
作為其它問題，在泵部出現(xiàn)某一異常時，泵驅(qū)動轉(zhuǎn)矩上升。若活塞變?yōu)樽?鎖的狀態(tài)，則馬達也會變?yōu)樽枣i狀態(tài)，從而在馬達中流過最大電流，馬達發(fā)熱， 最糟糕時會導致火災。(馬達的電流與轉(zhuǎn)矩成正比關系，自鎖時變?yōu)樽畲箅?流。)

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種小型、制造成本低、且可靠性高的燃料 供給裝置。
本發(fā)明的燃料供給裝置包括殼體，具有吸入口及輸出口；氣缸，在所述 殼體內(nèi)形成與所述吸入口及所述輸出口連通的泵室；柱塞，可滑動地設在所述 氣缸內(nèi)，使所述泵室容積可變；驅(qū)動軸，被所述殼體可旋轉(zhuǎn)地支撐；以及旋轉(zhuǎn) 斜板，在所述殼體內(nèi)相對于所述驅(qū)動軸傾斜地安裝在所述驅(qū)動軸上，作用于所 述柱塞，將所述驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成所述柱塞的往復運動，其特征在于， 所述旋轉(zhuǎn)斜板包括作用于所述柱塞的環(huán)狀旋轉(zhuǎn)板；以及軸心相對于所述驅(qū)動 軸傾斜的滾動軸承，該滾動軸承具有安裝在所述驅(qū)動軸上的內(nèi)圈、設在所述內(nèi) 圈上的多個軸承滾珠、以及設在所述軸承滾珠上并與所述環(huán)狀旋轉(zhuǎn)板相連的外 圈，所述旋轉(zhuǎn)斜板構成了所述驅(qū)動軸的軸心穿過所述滾動軸承的軸心與包括多 個軸承滾珠的中心在內(nèi)的平面的交點的位置關系。
采用本發(fā)明的燃料供給裝置，具有可減少零件數(shù)、可實現(xiàn)燃料供給裝置的 小型化的效果。


圖1是表示本發(fā)明的燃料供給裝置及其局部放大圖的剖視圖。 圖2是對本發(fā)明的燃料供給裝置的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩曲線與現(xiàn)有的燃料供給裝置 的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩曲線進行比較來表示的曲線圖。
圖3是表示本發(fā)明的另一燃料供給裝置及其局部放大圖的剖視圖。 圖4是表示本發(fā)明的又一燃料供給裝置及其局部放大圖的剖視圖。 (符號說明) 2吸入口 3輸出口 6殼體 21泵室 19氣缸
20柱塞
9驅(qū)動軸
28旋轉(zhuǎn)斜板
35環(huán)狀旋轉(zhuǎn)板
32內(nèi)圈
34外圈
30軸心
31滾動軸承
30軸心
33軸承滾珠
39平面
P交點
29安裝軸
41球狀部分
42、 43支撐面
44、 45襯套
50彈性構件
具體實施方式
實施形態(tài)1
圖1是表示本發(fā)明的燃料供給裝置的一實施形態(tài)的概略剖視圖，圖示的燃 料供給裝置整體呈中空圓筒形，具有殼體6，該殼體6包括圓筒壁l;以及 設在兩端上、分別具有吸入口2及輸出口3的第一端壁4及第二端壁5。燃料 供給裝置還包括設在殼體6內(nèi)的吸入口 2偵ij、由軸承7及軸承8來支撐驅(qū)動 軸9并具有在定子10內(nèi)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子11的電動機即驅(qū)動裝置12;以及設在殼體 6內(nèi)的輸出口 3側(cè)、由驅(qū)動裝置12驅(qū)動的泵裝置13。驅(qū)動裝置12的軸心14 與泵裝置13的軸心15—致。
從吸入口 2進入殼體6內(nèi)的燃料在配置有驅(qū)動裝置12的殼體6內(nèi)的驅(qū)動
裝置室16、即在驅(qū)動裝置12內(nèi)的構成要素間的間隙中總體地軸向流動，從而 到達殼體6內(nèi)的配置有泵裝置13的泵裝置空間17。
泵裝置13具有被圓筒壁1和第二端壁5支撐的較厚的圓板狀的氣缸體18。 在氣缸體18上繞軸心15設置有與軸心15平行的多個氣缸(缸孔)19，由一 端插入氣缸19內(nèi)的可滑動的柱塞(活塞)20形成容積可變的泵室21。
在氣缸體18上還設置有使與吸入口 2連通的殼體6內(nèi)的泵裝置空間17 與泵室21的底部連通的吸入通路22、以及使泵室21的底部與設在端壁5上的 輸出口 3連通的輸出通路23。在所述吸入通路22內(nèi)設置有吸入閥24，從而將 需要送入泵中的燃料吸引到氣缸19內(nèi)的泵室21中，在輸出通路23內(nèi)設置有 輸出閥25，在泵室21內(nèi)被柱塞20壓縮的燃料從輸出口 3輸出。
在柱塞20的從氣缸19突出的突出端上設置有彈簧止動器26，在彈簧止 動器26與氣缸體18之間設置有壓縮彈簧27，使柱塞20始終向從氣缸19拔出 的方向偏倚。柱塞20的前端部加工成光滑的半球狀，可滑動地與被驅(qū)動裝置 12的驅(qū)動軸9支撐并一起旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)斜板28接觸。
本發(fā)明的泵裝置13的旋轉(zhuǎn)斜板28安裝在作為小徑軸部的安裝軸29上， 該小徑軸部設在電動機即驅(qū)動裝置12的驅(qū)動軸9的突入泵裝置空間17內(nèi)的前 端部上。在圖l所示的例中，驅(qū)動裝置12的驅(qū)動軸9是支撐并驅(qū)動泵裝置13 的旋轉(zhuǎn)斜板28的軸，因此也是泵裝置13的驅(qū)動軸。安裝軸29例如是通過削 去而與驅(qū)動軸9 一體地作為一個部件進行設置的。
安裝軸29的軸心30相對于驅(qū)動軸9的軸心14傾斜一定角度，在圖示的 例中，利用壓力嵌合來支撐作為球軸承的滾動軸承31的內(nèi)圈32。在內(nèi)圈32 的外周隔著軸承滾珠33嵌合有外圈34，外圈34用其外周來支撐與柱塞20滑 動接觸的環(huán)狀旋轉(zhuǎn)板35，作為整體構成了旋轉(zhuǎn)斜板28。在安裝軸29的前端部 上設置有卡合有螺母36的螺紋部37，滾動軸承31的內(nèi)圈32通過墊圈38牢固 地安裝在驅(qū)動軸9上。
'如圖1的局部放大圖明確所示，驅(qū)動軸9與旋轉(zhuǎn)斜板28的軸心的位置關 系是驅(qū)動軸9的軸心14穿過滾動軸承31的徑向及軸向的中心P、即滾動軸 承31的軸心(即安裝軸29的軸心30)與包括多個軸承滾珠33的中心在內(nèi)的
平面39的交點。在這種位置關系下，環(huán)狀旋轉(zhuǎn)板35能相對于安裝軸29可靠 且平滑地旋轉(zhuǎn)，只需使用一個可承受一般的徑向及推力負載的球軸承就可將環(huán) 狀旋轉(zhuǎn)板35作為旋轉(zhuǎn)斜板28起作用。
如上所述，圖1所示的本發(fā)明的燃料供給裝置包括具有吸入口 2及輸出 口3的殼體6;設在殼體6內(nèi)、形成與吸入口 2及輸出口 3分別連通的泵室21 的氣缸19;以及可滑動地設在氣缸19內(nèi)、使泵室21容積可變的柱塞20。燃 料供給裝置還包括由殼體6可旋轉(zhuǎn)地支撐的驅(qū)動軸9;以及在殼體6內(nèi)相對 于驅(qū)動軸9傾斜地安裝在驅(qū)動軸9上、作用于柱塞20而將驅(qū)動軸9的旋轉(zhuǎn)運 動轉(zhuǎn)換成柱塞20的往復運動的旋轉(zhuǎn)斜板28。燃料供給裝置還具有滾動軸承31， 該滾動軸承31包括通過安裝軸29安裝在驅(qū)動軸9上而一起旋轉(zhuǎn)的內(nèi)圈32、 與旋轉(zhuǎn)斜板28相連的外圈34、以及相對于驅(qū)動軸9傾斜的軸心30。另外，旋 轉(zhuǎn)斜板28構成了驅(qū)動軸9的軸心穿過滾動軸承31的軸心與包括多個軸承滾珠 的中心在內(nèi)的平面的交點P的位置關系。
驅(qū)動軸9具有相對于驅(qū)動軸9傾斜的小徑軸部即安裝軸29，將滾動軸承 31嵌合安裝在該安裝軸29上。
采用本發(fā)明，不用增加零件數(shù)，可提供一種小型、制造成本低、且可靠性 高的燃料供給裝置。
圖2中表示的是將為了驅(qū)動本發(fā)明的燃料供給裝置而必需的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩 (N，m)作為相對于旋轉(zhuǎn)斜板的旋轉(zhuǎn)角度(度)的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩曲線A來進行表示 的曲線圖。在該曲線圖中，作為比較例，還表示了具有與專利文獻l (日本專 利特開2001-65447號公報)公開的技術相同的旋轉(zhuǎn)斜板的現(xiàn)有的燃料供給裝 置的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩曲線B。
一般來說，旋轉(zhuǎn)斜板型燃料供給裝置的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩(T)可利用下式來計算。
T= ( (1+/0 (Fs + Fp) si") cos " L
式中，A是柱塞與旋轉(zhuǎn)斜板之間的動摩擦系數(shù)，F(xiàn)s是作用在柱塞上的彈 簧力，F(xiàn)p是作用在柱塞上的燃料壓力，《是旋轉(zhuǎn)斜板相對于與驅(qū)動軸垂直的面 的傾角，L是柱塞的節(jié)圓半徑。
在圖2中，本發(fā)明的燃料供給裝置的柱塞與旋轉(zhuǎn)斜板之間的動摩擦系數(shù)^ 為0.05，構成驅(qū)動轉(zhuǎn)矩曲線A,現(xiàn)有的燃料供給裝置的柱塞與旋轉(zhuǎn)斜板之間的 動摩擦系數(shù)A為0.4,構成驅(qū)動轉(zhuǎn)矩曲線B。由這些驅(qū)動轉(zhuǎn)矩曲線A及B可知， 本發(fā)明的燃料供給裝置的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩與現(xiàn)有的燃料供給裝置的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩相比明 顯減小。
實施形態(tài)2
在圖3所示的燃料供給裝置中，驅(qū)動軸9的安裝軸40具有球狀部分41， 旋轉(zhuǎn)斜板28的滾動軸承31的內(nèi)圈32與球狀部分41嵌合，滾動軸承31被分 別具有傾斜的支撐面42及43的第一襯套44及第二襯套45支撐。
艮P，在圖3中，安裝軸40是從驅(qū)動軸9的泵裝置空間17側(cè)的端部起一體 同軸延伸的圓筒形的軸，球狀部分41是設在安裝軸40中間部的膨脹成球狀的 部分。球狀部分41的球面中心配置在與滾動軸承31的中心點P —致的位置上。 滾動軸承31與球狀部分41的球面在大致整個圓周上線接觸、用內(nèi)圈32得以 支撐，同時被夾持在第一襯套44和第二襯套45之間而傾斜地保持。
第一襯套44是與圓筒形的安裝軸40嵌合的中空圓筒體，用相對于中心軸 垂直的端面46與驅(qū)動軸9的端面47抵接，用相對于中心軸傾斜了旋轉(zhuǎn)斜板28 的傾角的支撐面42與滾動軸承31的內(nèi)圈32抵接。第二襯套45是與第一襯套 44相同的、與圓筒形的安裝軸40嵌合的中空圓筒體，配置成與第一襯套44 一起夾持旋轉(zhuǎn)斜板28，用相對于中心軸傾斜了旋轉(zhuǎn)斜板28的傾角的支撐面43 與滾動軸承31的內(nèi)圈32抵接，垂直于中心軸的端面48利用嵌合在螺紋部37 上的螺母36隔著墊圈38緊固。
圖3所示的燃料供給裝置的其它結(jié)構與圖1中相關的在前面所述的結(jié)構相同。
這樣，通過用安裝軸40的球狀部分41和具有傾斜的支撐面42、 43的襯 套44、 45來支撐旋轉(zhuǎn)斜板28，可一邊使安裝軸40與驅(qū)動軸9同軸一邊使旋轉(zhuǎn) 斜板28傾斜。采用該結(jié)構，由于安裝軸40為同軸，因此制作容易。另外，由 于旋轉(zhuǎn)斜板28的傾角由容易加工的襯套44、 45的傾角來規(guī)定，因此裝配性提 高，通過使用支撐面42、 43的傾角不同的襯套44、 45，對斜板角度變更的應 對措施也變得簡單。
另外，由于使襯套44、 45的扭轉(zhuǎn)破壞強度等同于或小于施加在驅(qū)動軸上 的馬達的自鎖轉(zhuǎn)矩，從而萬一泵自鎖時，會使襯套44、 45破壞，從而可避免 馬達的自鎖。
實施形態(tài)3
在圖4所示的燃料供給裝置中，滾動軸承31隔著彈性構件50支撐在驅(qū)動 軸9的安裝軸40上，以吸收沖擊。其它結(jié)構與圖3中相關的說明過的結(jié)構相 同。
彈性構件50在整體呈中空圓筒形的套筒51的一端上設有凸緣52，套筒 51與安裝軸40嵌合，其上嵌合有第二襯套45和墊圈38，凸緣52設置在墊圈 38與螺母36之間。彈性構件50未配置在滾動軸承31與驅(qū)動軸9之間，但由 于安裝在安裝軸40的球狀部分上的滾動軸承31的支撐通過第一及第二襯套 44、 45、墊圈38、彈性構件50、以及螺母36來實現(xiàn)，因此可以說滾動軸承31 隔著彈性構件50被安裝軸40支撐。這就意味著彈性構件50的形狀及配置位 置可在能吸收自鎖引起的沖擊的范圍內(nèi)進行各種變更，而且也可在具有相對于 圖1所示的驅(qū)動軸傾斜的安裝軸的燃料供給裝置中應用彈性構件50。
彈性構件50的材質(zhì)只要是具有在泵發(fā)生異常而產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)矩時能使驅(qū) 動軸9的安裝軸40與旋轉(zhuǎn)斜板28之間產(chǎn)生滑動那樣的彈性、以及可在燃料泵 內(nèi)使用的耐久性良好的材質(zhì)即可，但一般使用合成橡膠和合成樹脂。
采用這種結(jié)構，在泵發(fā)生異常時可在規(guī)定轉(zhuǎn)矩下使墊圈38、彈性構件50、 以及襯套45之間產(chǎn)生滑動。在實施形態(tài)2中，由于襯套的規(guī)格由扭轉(zhuǎn)破壞強 度(馬達的自鎖轉(zhuǎn)矩)和斜板傾角的組合來設定，因此襯套的規(guī)格增多，但在 實施形態(tài)3中，襯套的規(guī)格可由斜板的傾角來確定，馬達的自鎖防止可由彈性 構件規(guī)格來確定，從而可使對燃料供給裝置的規(guī)格變更的應對措施變得更為容 易。
權利要求
1.一種燃料供給裝置，包括殼體，具有吸入口及輸出口；氣缸，在所述殼體內(nèi)形成與所述吸入口及所述輸出口連通的泵室；柱塞，可滑動地設在所述氣缸內(nèi)，使所述泵室容積可變；驅(qū)動軸，被所述殼體可旋轉(zhuǎn)地支撐；以及旋轉(zhuǎn)斜板，在所述殼體內(nèi)相對于所述驅(qū)動軸傾斜地安裝在所述驅(qū)動軸上，作用于所述柱塞，將所述驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成所述柱塞的往復運動，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)斜板包括作用于所述柱塞的環(huán)狀旋轉(zhuǎn)板；以及軸心相對于所述驅(qū)動軸傾斜的滾動軸承，該滾動軸承具有安裝在所述驅(qū)動軸上的內(nèi)圈、設在所述內(nèi)圈上的多個軸承滾珠、以及設在所述軸承滾珠上并與所述環(huán)狀旋轉(zhuǎn)板相連的外圈，所述旋轉(zhuǎn)斜板構成了所述驅(qū)動軸的軸心穿過所述滾動軸承的軸心與包括多個軸承滾珠的中心在內(nèi)的平面的交點的位置關系。
2. 如權利要求l所述的燃料供給裝置，其特征在于，所述驅(qū)動軸具有相對 于所述驅(qū)動軸傾斜的安裝軸，所述滾動軸承與所述安裝軸嵌合。
3. 如權利要求1所述的燃料供給裝置，其特征在于，所述驅(qū)動軸具有球狀 部分，所述滾動軸承與所述球狀部分嵌合，所述滾動軸承被具有傾斜的支撐面 的襯套支撐。
4. 如權利要求3所述的燃料供給裝置，其特征在于，所述襯套的扭轉(zhuǎn)破壞 強度在施加于驅(qū)動軸的自鎖轉(zhuǎn)矩以下。
5. 如權利要求1至4中任一項所述的燃料供給裝置，其特征在于，所述滾 動軸承隔著彈性構件支撐在所述驅(qū)動軸上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種零件數(shù)少的小型燃料供給裝置。燃料供給裝置的旋轉(zhuǎn)斜板利用軸心相對于驅(qū)動軸傾斜的滾動軸承進行安裝，驅(qū)動軸的軸心穿過滾動軸承的軸心與包括多個軸承滾珠的中心在內(nèi)的平面的交點。旋轉(zhuǎn)斜板在與相對于驅(qū)動軸傾斜的安裝軸嵌合、或與驅(qū)動軸的球狀部分嵌合而傾斜的狀態(tài)下利用襯套的傾斜支撐面支撐而傾斜。也可使襯套的扭轉(zhuǎn)破壞強度在自鎖轉(zhuǎn)矩以下，或隔著彈性構件支撐旋轉(zhuǎn)斜板?？蓽p少零件數(shù)，實現(xiàn)燃料供給裝置的小型化。
文檔編號F04B1/16GK101191469SQ20071013986
公開日2008年6月4日 申請日期2007年7月23日 優(yōu)先權日2006年11月30日
發(fā)明者大西善彥, 楠本教志, 能瀨慎也 申請人:三菱電機株式會社