JP2004257251A - ディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】プランジャバレル８をその下部の広範囲に至って焼き嵌め等してハイドロリックベース４１内に嵌装した場合、燃料圧送時にプランジャバレル８の下部側の内径が縮小してプランジャ７の潤滑性が悪くなるため、プランジャバレル８内径を上下バランスよくして潤滑性の向上を図る。
【解決手段】燃料の吸排口が形成されるプランジャバレル８をハイドロリックベース内に焼き嵌めして、該プランジャバレル８内に摺動可能且つ回動可能に挿入されるとともに上端部と側面部にリード７ａ・７ｂを備えるプランジャ７を往復動させて圧送を行う燃料噴射ポンプにおいて、前記プランジャ７に、前記側面部のリード７ｂの下部に繋がる環状溝７ｄを設けた。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイドロリックベース内に嵌装されるプランジャバレルに摺動可能に嵌挿されるプランジャを往復動させて燃料を加圧する燃料噴射ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ハイドロリックベース内にプランジャバレルを嵌装して、該プランジャバレル内に嵌挿したプランジャを摺動させ、該プランジャによって燃料を加圧するように構成した燃料噴射ポンプは公知である。このような燃料噴射ポンプにおいては、プランジャ先端部側の外側周面に環状溝を設けてプランジャの傾きを防止して、プランジャバレルとプランジャ自身との摩耗を防止する技術が公開されている（例えば、特許文献１参照。）。
また、ハイドロリックベースにプランジャバレルを嵌挿する構成とする燃料噴射ポンプにおいては、ハイドロリックベースとプランジャバレルとの結合力及び気密性を確保するために、プランジャバレルをその下部の広範囲に至って焼き嵌め、又は冷やし嵌めによって油密に嵌装するようにしている。
また、プランジャバレル内を摺動するプランジャの上端部には、プランジャ上端部にエンジンの負荷に応じて噴射開始時期を変更させる機構（メイン上部リード）と、プランジャ上部に回転作用を持たせることで噴射開始時期を変更させる機構（サブ上部リード）とを備え、プランジャ先端側の外側周面には有効ストロークを決めるプランジャリードを具備するものも公知技術となっている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２８０６０１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、燃料圧送時においては、プランジャバレル上部側には圧力がかかるため、上部側の内径が押し広げられる一方、これに伴い、プランジャバレル下部側はその内径が縮小するという現象が生じる。この現象は、プランジャバレルをその下部の広範囲にわたって焼き嵌め等した場合においては特に顕著なものとなり、プランジャバレルの内径が上下で不均一となる結果、内部を摺動するプランジャの潤滑性が悪くなり、プランジャが摺動する際にプランジャ及びプランジャバレルが摩耗することがあった。そして、プランジャバレル内径の不均一化が過剰に進行すると、プランジャがプランジャバレル内部で焼き付くことがあった。
他方、上端部にメイン上部リードとサブ上部リードを有するプランジャを具備する場合、燃料圧送時において各リードにかかる圧力のバランスが均等でないため、プランジャがプランジャバレル内壁に押し付けられて、プランジャバレルとプランジャとが擦れて摩耗の原因となり、プランジャの焼きつきの原因ともなる。
【０００５】
以上のような課題を鑑み、本発明は、プランジャバレルをその下部の広範囲にわたって焼き嵌め等によりハイドロリックベースに嵌装した場合においても、プランジャの潤滑性を保ってプランジャやバレルの摩耗を防止するとともに、燃料圧送時にプランジャにかかる圧力バランスを均一にして、プランジャの撓みや摩耗を防止し、プランジャの焼きつきを防止する技術を提案するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００７】
即ち、請求項１においては、メインポート及びサブポートが形成されるプランジャバレルをハイドロリックベース内に嵌装し、上端部にメイン上部リードとサブ上部リードが形成され、周面にプランジャリードが形成されるプランジャを、前記プランジャバレル内で往復動させることにより燃料圧送を行う構成とするディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプにおいて、前記プランジャに、前記プランジャリードと連通する環状溝を設けたものである。
【０００８】
請求項２においては、前記環状溝は、プランジャが圧送工程で燃料給排口を塞いだ状態において、前記燃料給排口よりも下方となる位置に設けられる。
【０００９】
請求項３においては、メインポート及びサブポートが形成されるプランジャバレルをハイドロリックベース内に嵌装し、上端部にメイン上部リードとサブ上部リードが形成され、周面にプランジャリードが形成されるプランジャを前記プランジャバレル内で往復動させることにより燃料圧送を行う構成とするディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプにおいて、
前記プランジャ上部に、メイン上部リードとサブ上部リードにて受ける内圧による荷重の合力に対向する内圧による荷重を受ける対抗リードを設けたものである。
【００１０】
請求項４においては、前記対抗リードは、プランジャ上端部であって、メインポートの開口と、サブポートの開口との間の位置に配設されるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明に係る燃料噴射ポンプの構成を示す全体断面図、図２はプランジャ最上昇時における加圧部を示す断面図、図３は同じく燃料圧送時における加圧部を示す断面図、図４は同じく圧送前の燃料供給時を示す断面図である。
【００１２】
まず、本発明の燃料噴射ポンプ１の概略構成について、図１を用いて説明する。
図１に示す燃料噴射ポンプ１の下部にはカム５が固設されるカム軸４が横設され、該カム軸４の一端部は、カム軸受１８を介してポンプハウジング４２に回転自在に軸支されている。
カム５の上方には、プランジャバレル８に上下摺動自在且つ回動自在に挿嵌されたプランジャ７が配設され、該プランジャ７の下端にはタペット１１が付設されている。
プランジャ７及びタペット１１はプランジャバネ１３等の付勢手段により下方へ付勢され、該タペット１１がカム５に当接しており、該カム５の回転によりプランジャ７が上下往復動するように構成している。
【００１３】
また、プランジャ７の側方には、分配軸９が該プランジャ７と軸心を平行に配設されており、該分配軸９は分配軸スリーブ２７に回転自在に挿嵌されるとともに、該分配軸９の下端部に連結した分配駆動軸３９により回転駆動される。該分配駆動軸３９及び分配軸９はカム軸４と直交する方向に配置されている。
【００１４】
前記プランジャ７の外周面には、燃料噴射量を調節するための傾斜リードが形成されている。該傾斜リードについて詳しくは後述するものとする。
また、該プランジャ７の上方においては、該プランジャ７とプランジャバレル８との間にプランジャ室１０が形成されており、プランジャバレル８には、プランジャ７の下降時にプランジャ室１０と燃料ギャラリ１６とを連通可能とする吸排口であるメインポート１２が形成されている。
【００１５】
そして、燃料ギャラリ１６内へ圧送された燃料は、前記プランジャ７の下降時にメインポート１２を通じてプランジャ室１０内に吸い込まれ、その後のプランジャ７の上昇によって、燃料圧送通路１７を通じて分配軸９へ圧送される。
分配軸９へ圧送された燃料は、該分配軸９に形成される環状溝２２及び分配用溝２３を通過し、該分配用溝２３とデリバリバルブ２６とを接続する燃料分配通路２４を通じて、該デリバリバルブ２６へ供給される。デリバリバルブ２６に供給された燃料は、噴射ノズルへ圧送されて噴射される。
【００１６】
続いて、プランジャ７を備える燃料加圧部について説明する。
ハイドロリックベース４１内には、筒状に形成されるプランジャバレル８が嵌装され、該プランジャバレル８内に、プランジャ７が上下方向に摺動自在に挿入されている。プランジャバレル８は高圧通路を形成しており、ハイドロリックベース４１に焼き嵌め、冷やし嵌め等によって油密に嵌装している。
【００１７】
また、前記の燃料圧送時より更にプランジャ７が上方へ摺動すると、プランジャ７の上部側側面に切り込み状に形成したプランジャリード７ｂ（上記の傾斜リード）とメインポート１２とが連通して、該プランジャリード７ｂよりサブポート１４を介して圧燃料が逃げ、プランジャ室１０が加圧状態から開放され、燃料噴射が終了する。
なお、前記プランジャリード７ｂとメインポート１２との連通時期は、プランジャ７の回動操作により変更することができ、連通時期を変更することで燃料噴射量の調整を行うことができる。
【００１８】
ここで、本発明に係るプランジャ７の構成について詳しく説明する。
図２、図５に示すように、プランジャ７の上端部にはメイン上部リード７ａを設けており、該メイン上部リード７ａはプランジャ７の一定上下摺動範囲にてメインポート１２と連通可能として、燃料噴射開始時期を変更できるようにしている。
同様に、プランジャ７の上端部であって、前記メイン上部リード７ａと対向する位置にはサブ上部リード７１（図５）を設け、プランジャ７の一定上下摺動範囲にてサブ上部リード７１とサブポート１４とを連通可能としている。そして、プランジャバレル８に形成されるメインポート１２がプランジャ７の外周面にて閉鎖されている場合にも、サブ上部リード７１を介してプランジャ室１０とサブポート１４とを連通可能としている。
【００１９】
また、プランジャ７の外周面上には環状溝７ｄを形成しており、該環状溝７ｄは傾斜した切り込み状のプランジャリード７ｂの下部に形成している。
さらに、環状溝７ｄが形成される位置は、燃料圧送時において、メインポート１２よりも下側に位置するように配置してある。これは、燃料圧送時において、環状溝７ｄとメインポート１２とが連通した状態であると、圧燃料が抜けてしまい燃料を圧送することができないためである。
【００２０】
より具体的には、図２乃至図４に示すように、プランジャ７が圧送を終えて最上部に移動したとき（プランジャリード７ｂとメインポート１２が連通したとき）には、メインポート１２と環状溝７ｄとの上下位置が重なった状態で両者が連通するため、環状溝７ｄに溜まった圧燃料はメインポート１２を通じて燃料ギャラリ１６に戻る。
また、図３に示すように、燃料圧送時において、環状溝７ｄはメインポート１２より完全に下側に位置してメインポート１２から燃料が漏れ出さないようにしている。
尚、図４では、プランジャ７か下方に位置している圧送前の状態を示している。この時メインポート１２は直接プランジャ室１０と連通しており、メインポート１２を通じて燃料ギャラリ１６からプランジャ室１０へ燃料を供給できるようにしている。
【００２１】
このように環状溝７ｄを形成したプランジャ７の作用について説明する。
図６は燃料圧送時におけるプランジャバレルの内径変形量を示す図であり（ａ）は本発明のプランジャを使用した場合のプランジャバレルの内径変形量を示す図、（ｂ）は従来構成のプランジャを使用した場合のプランジャバレルの内径変形量を示す図である。また、図６に示す境界線Ｌより右側は外側への変形量を示し、境界線Ｌ左側は内側への変形量を示す。
図６（ｂ）に示す従来構成のプランジャにおいては、プランジャリード７ｂが設けられる矢視Ａ部分に圧力が多くかかりプランジャバレル８上部側の内径を押し広げている。逆に、プランジャバレル８上部側が押し広げられるため、焼き嵌め部（矢視Ｂ部分）となる下部側は縮小する傾向にあり、元の内径より狭くなっていることが確認できる。
【００２２】
これに対比し、図６（ａ）に示す本発明のプランジャ７を使用した場合においては、プランジャリード７ｂが設けられる矢視Ａ部分だけでなく、その下方の環状溝７ｄが形成される矢視Ｃ部分に圧力が多くかかり、この矢視Ｃ部分において、プランジャバレル８の内径が押し広げられていることが確認できる。そして、該環状溝７ｄが設けられる矢視Ｃ部分の内径が押し広げられるとともに、プランジャバレル８下部側（矢視Ｂ）の内径が押し広げられていることが確認できる。
【００２３】
以上のように、図１乃至４図に示すごとく、メインポート１２及びサブポート１４が形成されるプランジャバレル８をハイドロリックベース４１内に嵌装し、上端部にメイン上部リード７ａとサブ上部リード７１が形成され、周面にプランジャリード７ｂが形成されるプランジャ７を、前記プランジャバレル８内で往復動させることにより燃料圧送を行う構成とするディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプ１において、前記プランジャ７に、前記プランジャリード７ｂの下部に連通する環状溝を設けたので、従来構成に対比してプランジャバレル８下部側の内径が押し広げられるため、プランジャ７の摺動が円滑になり内径の縮小によるプランジャ７及び、プランジャバレル８の摩耗を防止することができ、焼きつきを予防することができる。
【００２４】
次に、第二実施例の燃料噴射ポンプについて説明する。
図７は第二実施例の燃料噴射ポンプが備えるプランジャの上端面の構造を示す斜視図、図８は同じく平面図である。
本実施例においては、プランジャ７の上端部に形成したメイン上部リード７ａとサブ上部リード７１によってプランジャ７にかかる不均一な圧力を修正して、プランジャ７がプランジャバレル８内を偏りなく摺動するように構成したものである。
図７、図８に示すように、プランジャ７上端部には、メイン上部リード７ａ、サブ上部リード７１、縦溝７２・７２、対抗リード７５を設けている。メイン上部リード７ａとサブ上部リード７１はプランジャ７の上端部を一部斜めに切り取って形成され、該メイン上部リード７ａの略対向する位置にサブ上部リード７１が前記メイン上部リード７ａと同様に斜めに切り取って形成されている。縦溝７２・７２は、プランジャ７上端面の周面に沿って前記メイン上部リード７ａとサブ上部リード７１の間に設けている。
【００２５】
このようにメイン上部リード７ａ、サブ上部リード７１を設けたプランジャ７では、メイン上部リード７ａには内圧による荷重９３が、サブ上部リード７１には内圧による荷重９１がかかり、各リード７ａ・７１から受ける内圧による荷重の大きさ・方向が不均一であることから、プランジャ７がバレルの内壁に押し付けられ、プランジャ自体が撓むことがある。尚、縦溝７２・７２によって受ける内圧による荷重は、縦溝７２・７２を同一形状とするため、互いに打ち消しあうことになる。
このため、本発明においては各リード７１・７ａから受ける内圧による荷重９１・９３の合力を打ち消す方向に圧力をかける対抗リード７５を設けたものである。
【００２６】
即ち、前記プランジャ上部に、メイン上部リード７ａとサブ上部リード７１にて受ける内圧による荷重９１・９３の合力９５ａに対向する内圧による荷重９５を受けるための対抗リード７５を設けた構成としている。
図８における矢視は内圧による荷重がかかる方向を示しており、この内圧による荷重と対向し、負荷の大きさが略同じとなる対抗リード７５を設けている。
また、前記対抗リード７５はプランジャ７を回動してもメインポート１２及び、サブポート１４にかからない位置、即ち、プランジャ７の回動範囲においてプランジャバレル８に形成される燃料給排口であるメインポート１２の開口と、同じく燃料給排口であるサブポート１４の開口の間の位置に配設しており、燃料圧送時に該対抗リード７５から各ポート１２・１４へ燃料が漏出して圧が抜けないようにしている。さらに、プランジャ７の回動に影響しないため燃料噴射時期特性に影響しないのである。なお、前記対抗リード７５の形状及び、深さ等はプランジャ７の径の大きさやプランジャ７上端部に設けられたメイン上部リード７ａ、サブ上部リード７１等の各要素により決定される。
【００２７】
このように、プランジャ７上端部に対抗リード７５を設けたので、プランジャ７上部にかかる内圧による荷重の合力をプランジャ７の軸心方向で打ち消すことができ、プランジャ７の撓みや、プランジャ７が傾くことでプランジャバレル８内壁に押し付けられることを防止することができる。このため、プランジャバレル８内のプランジャ７を円滑に摺動することができ、焼きつき等のおそれがないのである。
なお、第一実施例にて適用した環状溝７ｄを備えたプランジャ７を使用してもよく、作用効果には特に影響しないものである。
【００２８】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
【００２９】
即ち、請求項１に示す如く、メインポート及びサブポートが形成されるプランジャバレルをハイドロリックベース内に嵌装し、上端部にメイン上部リードとサブ上部リードが形成され、周面にプランジャリードが形成されるプランジャを、前記プランジャバレル内で往復動させることにより燃料圧送を行う構成とするディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプにおいて、前記プランジャに、前記プランジャリードと連通する環状溝を設けたので、
燃料圧送時に前記環状溝に噴射圧力がかかり、プランジャバレル下部側の内径が押し広げられるため、プランジャの摺動の潤滑性が保たれる。このため、プランジャバレル内径の縮小によるプランジャ及びバレルの摩耗、焼きつきを防止することができるのである。
【００３０】
請求項２に示す如く、前記環状溝は、プランジャが圧送工程で燃料給排口を塞いだ状態において、前記燃料給排口よりも下方となる位置に設けられるので、
燃料圧送時に前記環状溝に噴射圧力がかかり、プランジャバレル下部側の内径が押し広げられるため、プランジャの摺動の潤滑性が保たれる。また、燃料圧送時に燃料給排口と連通しないため、圧抜けなどのおそれがないのである。
【００３１】
請求項３に示す如く、メインポート及びサブポートが形成されるプランジャバレルをハイドロリックベース内に嵌装し、上端部にメイン上部リードとサブ上部リードが形成され、周面にプランジャリードが形成されるプランジャを前記プランジャバレル内で往復動させることにより燃料圧送を行う構成とするディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプにおいて、
前記プランジャ上部に、メイン上部リードとサブ上部リードにて受ける内圧による荷重の合力に対向する内圧による荷重を受ける対抗リードを設けたので、
メイン上部リードにかかる内圧による荷重と、サブ上部リードにかかる内圧による荷重の合力が打ち消され、プランジャの撓みや、プランジャバレル及びプランジャの摩耗を防止できる。
【００３２】
請求項４に示す如く、前記対抗リードは、プランジャ上端部であって、メインポートの開口と、サブポートの開口との間の位置に配設されるで、
燃料圧送時に前記対抗リードから各ポートへ燃料が漏出して圧が抜けないので、前記対抗リードを設けることによっても燃料噴射時期特性に影響することはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る燃料噴射ポンプを示す全体断面図。
【図２】プランジャ最上昇時における加圧部を示す断面図。
【図３】同じく燃料圧送時における加圧部を示す断面図。
【図４】同じく圧送前の燃料供給時を示す断面図。
【図５】プランジャを９０°回転した時の加圧部を示す断面図。
【図６】燃料圧送時におけるプランジャバレルの変形量を示す図。
【図７】第二実施例の燃料噴射ポンプが備えるプランジャの上端面の構造を示す斜視図。
【図８】同じく平面図。
【符号の説明】
７ プランジャ
７ａ メイン上部リード
７ｂ プランジャリード
８ プランジャバレル
１２ メインポート
４１ ハイドロリックベース
７１ サブ上部リード

Claims (4)

1. メインポート及びサブポートが形成されるプランジャバレルをハイドロリックベース内に嵌装し、
   上端部にメイン上部リードとサブ上部リードが形成され、周面にプランジャリードが形成されるプランジャを、前記プランジャバレル内で往復動させることにより燃料圧送を行う構成とするディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプにおいて、
   前記プランジャに、前記プランジャリードと連通する環状溝を設けた、ことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプ。
2. 前記環状溝は、プランジャが圧送工程で燃料給排口を塞いだ状態において、前記燃料給排口よりも下方となる位置に設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプ。
3. メインポート及びサブポートが形成されるプランジャバレルをハイドロリックベース内に嵌装し、
   上端部にメイン上部リードとサブ上部リードが形成され、周面にプランジャリードが形成されるプランジャを前記プランジャバレル内で往復動させることにより燃料圧送を行う構成とするディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプにおいて、
   前記プランジャ上部に、メイン上部リードとサブ上部リードにて受ける内圧による荷重の合力に対向する内圧による荷重を受ける対抗リードを設けた、ことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプ。
4. 前記対抗リードは、プランジャ上端部であって、メインポートの開口と、サブポートの開口との間の位置に配設される、ことを特徴とする請求項３に記載の燃料噴射ポンプ。

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