JP2005299527A

JP2005299527A - 燃料噴射ポンプ

Info

Publication number: JP2005299527A
Application number: JP2004117658A
Authority: JP
Inventors: Masamichi Tanaka; 雅道田中
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2004-04-13
Filing date: 2004-04-13
Publication date: 2005-10-27

Abstract

【課題】低温始動進角機構のピストンのフレッチング摩耗に対する新規な解決策を提案する。
【解決手段】ハイドロリックヘッド１に設けたピストンバレル３内にてピストン５が移動され、該ピストン５により、高圧燃料の溢流を規制することで、噴射タイミングを進角させる構成の低温始動進角機構３０を備える燃料噴射ポンプであって、前記ピストン５に、前記高圧燃料６６・６６・・の流体圧力を受ける受圧部５５・５５を形成し、前記ピストン５が前記流体圧力によって、同ピストン５の軸５６を回転軸として回転するように構成される。
【選択図】図３

Description

本発明は、いわゆる低温始動進角機構を備える燃料噴射ポンプに関し、より詳しくは、低温始動進角機構のピストンの構造に関するものである。

従来、プランジャバレル内で摺動するプランジャーにより燃料を圧送する構成の燃料噴射ポンプが知られている。
そして、この燃料噴射ポンプにおいては、低温始動進角機構を備えるものが知られている。該低温始動進角機構は、前記プランジャバレルに溢流用サブポートを形成し、該溢流用サブポートをピストン動作にて開閉させて燃料の噴射タイミングを変化させるものであり、低温始動時においては、前記サブポートが閉じられて、噴射時期を進める制御、即ち、進角制御が行なわれ、エンジンの始動性の向上が図られるものである（例えば、特許文献１参照。）。

また、下記特許文献１の他、特願２００３−１３４７８９号において、ハイドロリックヘッドにピストンバレルを螺嵌し、該ピストンバレル内においてピストンを摺動させることにより、前記溢流用サブポートの開閉を行う構成について提案がされている。
そして、この文献においては、（１）前記ピストンの摺動抵抗、（２）前記溢流用サブポートからの高圧燃料の溢流より受ける流体圧力、といった二つの要素がピストンの円滑な動作を妨げることを問題点として掲げており、この問題点に対し、（１）ピストンにラビリンス溝を形設する、（２）ピストンに対して複数の方向から溢流を流し込むべく高圧連絡孔を複数設ける、といった二つの解決策を提案している。

特開２００３−１０６２４０号公報

しかし、前記ピストンに関し、新たな問題点が確認された。
即ち、溢流された高圧燃料によりピストンがシリンダ面に押し付けられ、当該押し付けられた箇所において、燃料を介在せずにピストンとシリンダの金属面同士が直接的に当着し、この当着状態が維持されたままにおいて、エンジンの振動が燃料噴射ポンプに伝達されることにより、ピストン及びシリンダの内面にフレッチング摩耗が発生してしまうといった問題である。
この点、特願２００３−１３４７８９号の上記（２）の構成を採用することによれば、複数方向から受ける流体圧力が作用し合うことにより、場合によっては、ピストンのシリンダの内面から離間されることもあると考えることもできるが、常に、確実に離間されるものとはいい難いものである。つまり、上記（２）の構成を採用した場合であっても、ピストンがシリンダの内面に当着し、さらに、その当着状態が維持され得るため、フレッチング摩耗に対する直接的な解決策にはならないものである。
そこで、本発明は以上の問題点に鑑み、上記のピストンのフレッチング摩耗に対する新規な解決策を提案するものである。

本発明の解決しようとする課題は以上のごとくであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１に記載のごとく、ハイドロリックヘッドに設けたピストンバレル内にてピストンが移動され、該ピストンにより高圧燃料の溢流を規制することで、噴射タイミングを進角させる構成の低温始動進角機構を備える燃料噴射ポンプであって、前記ピストンに、前記高圧燃料の流体圧力を受ける受圧部を形成し、前記ピストンが前記流体圧力によって、同ピストンの軸を回転軸として回転するように構成することである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

即ち、請求項１に記載の発明では、低温時において低温始動進角機構が作動して高圧燃料が溢流される際には、該溢流の流体圧力を前記受圧部にて受けてピストンが回転されることになり、「ピストンがシリンダの内面に当着され、その当着状態が維持される」といったことがない。そして、これにより、「エンジンの振動、そして、燃料噴射ポンプの振動に基づくピストンのフレッチング摩耗の発生」といった不具合の発生を防止できる。
そして、このフレッチング摩耗の防止により、ピストンの耐用時間の拡大が図られ、また、ピストンを確実に動作させることが可能となり、低温始動進角機構の信頼性の向上を図ることができる。

次に、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１は本発明にかかる低温始動進角機構の構成について示す側面断面図、図２はピストンの受圧部付近の拡大側面図、図３は同じくピストンの軸断面図である。
尚、以下の説明においては、図１における紙面上方向を上、紙面下方向を下とするものとする。

図１に示す構成につき、１はハイドロリックヘッドであり、該ハイドロリックヘッド１に嵌設されるプランジャバレル２内にてプランジャー２０が上下摺動されて、燃料圧送が行われるものとなっている。
また、プランジャバレル２と平行にピストンバレル３が設けられ、該ピストンバレル３のシリンダ４内にてピストン５が上下摺動されるものとし、これにより低温始動進角機構３０が構成されるものとしている。
また、ピストン５の上部には、該ピストン５よりも大径の円盤状のスプリング受け部５ｄが設けられており、該スプリング受け部５ｄと、ピストンガイド部３Ａの上端面との間に、ピストン５を外環するようにスプリング６が配される。そして、低温時においては、該スプリング６によって、ピストン５が全体として上方に付勢されている（図１の状態）。
また、該ピストン５の上部から上方に向かって作動棒体６ａが設けられ、該作動棒体６ａは、ピストンバレル３の上部に取り付けたサーモエレメント７の内部に挿入されている。該サーモエレメント７においては、作動室７ａ内にワックスが封入されており、暖態時では、該ワックスが膨張し、作動棒体６ａ・ピストン５が押し下げられるようになっている。

また、前記ピストンバレル３には、シリンダ４の円形断面の半径方向に、溢流用高圧連絡路１１・１１が形設されている。該溢流用高圧連絡路１１・１１は、ハイドロリックヘッド１に設けた高圧連絡路１ａを介してプランジャバレル２に設けた溢流用サブポート２ａと連通される。該溢流用サブポート２ａは、プランジャバレル２内の燃料圧室２２に開口されている。
また、前記ピストンバレル３には、シリンダ４の円形断面の半径方向に、溢流用低圧連絡路１２・１２が形設されている。該溢流用低圧連絡路１２・１２は、前記溢流用高圧連絡路１１・１１の下方に形設され、ハイドロリックヘッド１に設けた低圧燃料室１ｂに連通されている。

また、前記ピストン５には、他の部位よりも径の小さい小径部５ａが形成され、該小径部５ａの両側に大径部５ｂ・５ｃが形成されるものとしており、図１に示す低温時では、大径部５ｂが溢流用低圧連絡路１２・１２に対向し、該溢流用低圧連絡路１２・１２の開口が閉じられるようになっている。また、シリンダ４内と、該シリンダ４の上方の低圧室２４との間は、大径部５ｃにより閉じられるようになっている。

また、前記ピストン５には、上下方向に連通路５１が形成されており、該連通孔５１は、ピストン５の下部の大径部５ｂの下方の空間と、前記シリンダ４の上方の低圧室２４内の空間とが連通されるようになっている。これにより、ピストン５が下方に移動される場合には、該ピストン５の下方のシリンダ４内の燃料を、連通路５１を介して低圧室２４へ逃がすことが可能となり、ピストン５をスムーズに摺動させることを可能としている。尚、この連通路５１を設けることによる効果により、低温始動進角機構３０の信頼性の向上が図られるものである。

また、図３に示すごとく、大径部５ｂ・５ｃには、それぞれ、ラビリンス溝５７・５７・・・が刻設されており、ピストン５とシリンダ４との間に生じる摺動抵抗を削減し、ピストン５をスムーズに摺動させることを可能としている。尚、このラビリンス溝５７・５７・・・を設けることによる効果により、低温始動進角機構３０の信頼性の向上が図られるものである。

以上の構成により、低温時においては、前記サーモエレメント７が作動せず、前記スプリング６の付勢力によってピストン５が上方に移動させれ、大径部５ｃが、溢流用低圧連絡路１２・１２を塞ぐことになる。これにより、前記溢流用高圧連絡路１１・１１が溢流用低圧連絡路１２・１２へ流れることが規制され、溢流用サブポート２ａから低圧燃料室１ｂへの燃料の溢流が規制され、噴射タイミングが進角されるようになっている。

一方、暖態時においては、前記サーモエレメント７がピストン５を下方に押し下げ、小径部５ａが溢流用高圧連絡路１１・１１・溢流用低圧連絡路１２・１２を跨ぐ位置に配される。これにより、シリンダ４の内部空間を介して溢流用高圧連絡路１１・１１・溢流用低圧連絡路１２・１２が連通され、前記燃料圧室２２内の燃料が、溢流用サブポート２ａ、溢流用高圧連絡路１１・１１、シリンダ４、溢流用低圧連絡路１２・１２を介して低圧燃料室１ｂに溢流される、つまりは、噴射タイミングの進角が行われないようになっている。

そして、以上のようにして低温始動進角機構３０が構成されるものであり、本発明においては、以下の構成を特徴としている。
即ち、図１乃至図３に示すごとく、ハイドロリックヘッド１に設けたピストンバレル３内にてピストン５が移動され、該ピストン５により、高圧燃料の流路となる溢流用低圧連絡路１２・１２を塞ぎ、高圧燃料の溢流を規制することで、噴射タイミングを進角させる構成の低温始動進角機構３０を備える燃料噴射ポンプであって、前記ピストン５に、前記高圧燃料の流体圧力を受ける受圧部５５・５５を形成し、前記ピストン５が前記流体圧力によって、同ピストン５の軸５６を回転軸として回転するように構成されるものとしている。
以上の構成で、低温時において低温始動進角機構３０が作動して高圧燃料が溢流される間は、該高圧燃料の流体圧力が受圧部５５・５５に作用してピストン５が回転され続けることになり、「ピストン５がシリンダ４の内面に当着され、その当着状態が維持される」といったことがない。これにより、「エンジンの振動、そして、燃料噴射ポンプの振動に基づくピストン５のフレッチング摩耗の発生」といった不具合の発生を防止できる。
そして、このフレッチング摩耗の防止により、ピストン５の耐用時間の拡大が図られ、また、ピストン５を確実に動作させることが可能となり、低温始動進角機構３０の信頼性の向上を図ることができる。

以下、ピストン５の構成について詳述すると、図２及び図３に示すごとく、ピストン５の軸５６は、ピストン５の軸断面視において、ピストン５の中心位置を通過する線に対応するものである。
また、前記ピストン５の小径部５ａには、前記軸５６を挟んで対向する二つの受圧部５５・５５が形成されている。該受圧部５５・５５は、軸断面視において、それぞれ、短幅面５５ａと、長幅面５５ｂとから略「Ｌ」字状の切り欠きが形成されるように構成されるものとしている。このように、短幅面５５ａと、長幅面５５ｂとを構成することにするのは、高圧燃料６６の受圧面積の大小を構成させることにより、図３に示すごとく、軸５６を回転軸とする回転力６０を発生させるためである。

以上の構成により、図３に示すごとく、低温始動進角機構３０が作動した際には、溢流用高圧連絡路１１・１１からシリンダ４内に高圧燃料６６・６６・・が溢流される。そして、この高圧燃料６６・６６・・の流体圧力６１・６１・・・が、各受圧部５５・５５の短幅面５５ａと、長幅面５５ｂを押圧し、また、この短幅面５５ａと、長幅面５５ｂとの受圧面積が異なることから、軸５６を回転軸とする回転力６０が発生し、該回転力６０により、ピストン５が回転されることとなる（図２の矢印６３参照）。
このようにして、低温始動進角機構３０の作動時には、ピストン５が回転され、フレッチング摩耗の発生を防止することができる。

尚、以上に述べた実施例では、前記ピストン５の小径部５ａに、略「Ｌ」字状の切り欠きを設けて受圧部５５・５５を構成するものとしたが、その位置や、形状、個数については特にこの例に限定されるものではない。
即ち、ピストン５を回転させることが可能であれば、ピストン５の大径部５ｂ・５ｃに受圧部５５・５５設けてもよいのである。また、ピストン５の小径部５ａにおいては、シリンダ４の内周面との間に空間が形成されるため、該空間に収まる範囲において小径部５ａの周面にリブを設ける等して、突設された受圧部を設けることとしてもよい。

本発明は、低温始動進角機構を備える燃料噴射ポンプに適用可能である。

本発明にかかる低温始動進角機構の構成について示す側面断面図である。ピストンの受圧部付近の拡大側面図である。同じくピストンの軸断面図である。

符号の説明

１ハイドロリックヘッド
３ピストンバレル
５ピストン
５５受圧部
５５ａ短幅面
５５ｂ長幅面
５６軸
６０回転力
６１流体圧力

Claims

ハイドロリックヘッドに設けたピストンバレル内にてピストンが移動され、該ピストンにより高圧燃料の溢流を規制することで、噴射タイミングを進角させる構成の低温始動進角機構を備える燃料噴射ポンプであって、
前記ピストンに、前記高圧燃料の流体圧力を受ける受圧部を形成し、前記ピストンが前記流体圧力によって、同ピストンの軸を回転軸として回転するように構成した、低温始動進角機構を備える燃料噴射ポンプ。