JP2008208826A - 燃料噴射ポンプ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】フィードポンプ7の吐出圧を調圧する第1の燃料調圧弁32は、フィードポンプ7のポンプケース22に形成された取付け孔にバルブボディが挿入されて、フィードポンプ7と共にポンプユニット1を構成している。また、第1の燃料調圧弁32は、バルブボディの内部を可動するピストンの可動方向(第1の燃料調圧弁32の長手方向)が、燃料噴射ポンプ2の軸方向と直交する向きに配置されている。つまり、フィードポンプ7が固定されるポンプハウジング3の外壁と平行に配置されている。
これにより、第1の燃料調圧弁32の取付けスペースを容易に確保できると共に、レイアウトの自由度が向上する。
【選択図】図3
Description
また、フィードポンプ140から吐出される燃料(=高圧ポンプ部120へ供給される燃料)の調圧は、燃料が所定圧力に達すると開弁して、燃料をフィードポンプ140の下流からフィードポンプ140の上流へ還流させるレギュレートバルブ150(燃料調圧弁)により行われている。このレギュレートバルブ150は、ポンプハウジング160に形成された取付け孔に挿入されてポンプハウジング160に搭載されている。
なお、図8に示すフィードポンプ140及びレギュレートバルブ150等は、カム軸100に対して90度展開した状態を示している。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、レギュレートバルブ(燃料調圧弁)の取付けスペースを容易に確保でき、且つ、レイアウトの自由度を向上できる燃料噴射ポンプを提供することにある。
本発明は、内部にカム室を形成すると共に、このカム室を挟んで一方側と他方側とにそれぞれ貫通孔が形成されたポンプハウジングと、軸上に偏心カムを有し、この偏心カムがカム室に配設されると共に、偏心カムより一端側の軸部が一方の貫通孔に挿通され、偏心カムより他端側の軸部が他方の貫通孔に挿通され、一端側の軸部に内燃機関の動力が伝達されて回転するカム軸と、偏心カムの回転運動に応じてシリンダの内部を往復動するプランジャを有し、このプランジャの往復動によって燃料を加圧圧送する高圧ポンプ部と、カム軸に駆動されて燃料タンクより汲み上げた燃料を高圧ポンプ部に供給するフィードポンプと、このフィードポンプより吐出される燃料の圧力を調圧する燃料調圧弁とを備える燃料噴射ポンプであって、他方の貫通孔が開口するポンプハウジングの外壁に固定されて、他方の貫通孔の開口部を塞ぐカバーを有し、燃料調圧弁は、カバーに取り付けられると共に、燃料調圧弁の長手方向がカム軸の長手方向に対し角度を有して配置されていることを特徴とする。
また、燃料調圧弁は、自身の長手方向がカム軸の長手方向(軸方向と呼ぶ)に対し角度を有して配置されるので、燃料調圧弁をポンプハウジングの外側に配置することによる軸方向の体格増加を抑制できる。なお、「燃料調圧弁の長手方向がカム軸の長手方向に対し角度を有して配置されている」とは、燃料調圧弁の長手方向が軸方向に対して傾いている状態であり、望ましくは、両者間の角度が90度、つまり、軸方向に対し燃料調圧弁の長手方向が直交する方向に燃料調圧弁を配置する、あるいは、燃料調圧弁の長手方向をポンプハウジングの外壁に沿った方向に配置することで、より軸方向の体格増加を抑えることが可能である。
請求項1に記載した燃料噴射ポンプにおいて、フィードポンプは、カム軸に駆動されて回転するポンプエレメントと、このポンプエレメントを内部に収容するポンプケースとを有し、このポンプケースがカバーであることを特徴とする。
上述の特許文献1に示される燃料噴射ポンプは、ポンプハウジングの外壁にフィードポンプが固定されているため、そのフィードポンプのポンプケースを利用して燃料調圧弁を取り付けることができる。
請求項2に記載した燃料噴射ポンプにおいて、ポンプケースには、ポンプエレメントによって加圧された燃料を吐出する燃料吐出口が設けられていることを特徴とする。
ポンプケースに燃料吐出口を設けることにより、フィードポンプと燃料調圧弁との間で燃料通路を一部共有できるので、効率的なレイアウトを実現できる。
請求項2または3に記載した燃料噴射ポンプにおいて、ポンプケースには、燃料タンクから汲み上げた燃料を吸入する燃料吸入口が設けられていることを特徴とする。
ポンプケースに燃料吸入口を設けることにより、フィードポンプと燃料調圧弁との間で燃料通路を一部共有できるので、効率的なレイアウトを実現できる。
請求項2〜4に記載した何れかの燃料噴射ポンプにおいて、ポンプケースには、ポンプエレメントの軸方向反ポンプハウジング側に燃料調圧弁を取り付けるための取付け孔が形成され、燃料調圧弁は、燃料流量を制御するための弁体と、この弁体を内部に収容する弁ボディとを有し、この弁ボディが取付け孔に挿入された状態でポンプケースに取り付けられていることを特徴とする。
この場合、燃料調圧弁をポンプケースの内部に組み込んで、両者を一つのポンプユニットとして構成できるので、フィードポンプと燃料調圧弁との間を接続する燃料通路を容易に形成できる。
また、フィードポンプを必要としない燃料噴射システムにおいては、上記ポンプユニットを取り外すことにより、高圧ポンプ部だけの燃料噴射ポンプを容易に製作できる。
請求項2〜4に記載した何れかの燃料噴射ポンプにおいて、燃料調圧弁は、燃料流量を制御するための弁体と、この弁体を内部に収容する弁ボディとを有し、この弁ボディがポンプケースと一体に形成されていることを特徴とする。
この場合、燃料調圧弁の弁ボディとフィードポンプのポンプケースとを一体に形成することで、両者を一つのポンプユニットとして構成できるので、フィードポンプと燃料調圧弁との間を接続する燃料通路を容易に形成できる。
また、フィードポンプを必要としない燃料噴射システムにおいては、上記ポンプユニットを取り外すことにより、高圧ポンプ部だけの燃料噴射ポンプを容易に製作できる。
請求項5または6に記載した燃料噴射ポンプにおいて、ポンプケースには、ポンプエレメントより吐出された燃料の一部を燃料調圧弁に導く導入通路と、燃料調圧弁より流出する燃料をポンプエレメントの吸入側に導くリリーフ通路とが形成されていることを特徴とする。
燃料調圧弁をフィードポンプのポンプケースに取り付けることによって、ポンプエレメントより吐出された燃料の一部を燃料調圧弁に導く導入通路と、燃料調圧弁より流出する燃料をポンプエレメントの吸入側に導くリリーフ通路とを、ポンプケースに容易に形成できる。
請求項1に記載した燃料噴射ポンプにおいて、燃料調圧弁は、燃料流量を制御するための弁体と、この弁体を内部に収容する弁ボディとを有し、この弁ボディがカバーと一体に設けられていることを特徴とする。
燃料調圧弁をカバーと別体に設けた場合、カバーに対して燃料調圧弁を取り付けるために何らかの固定手段を必要とする。これに対し、本発明では、燃料調圧弁の弁ボディをカバーと一体に設けることにより、燃料調圧弁をカバーに取り付ける手間が不要であり、且つ、構成を簡略化できる。
請求項1〜8に記載した何れかの燃料噴射ポンプにおいて、燃料調圧弁は、弁体として働くピストンを有し、このピストンが弁ボディの内部を可動すると共に、弁ボディの側壁にピストンによって開閉されるリリーフ孔が形成されており、ピストンは、フィードポンプより吐出される燃料圧に応じてリリーフ孔を開口する割合を変化させることにより、リリーフ孔より流出する燃料流量を制御することを特徴とする。
請求項3に記載した燃料噴射ポンプにおいて、燃料吐出口は、カム軸の長手方向に開口していることを特徴とする。
この構成によれば、車両側の燃料配管を燃料吐出口に接続する際に、燃料噴射ポンプのシリンダヘッドに接続される燃料配管や、燃料噴射ポンプの周辺に近接するエンジンブロック等の車両側部品と干渉しないため、燃料吐出口に車両側の燃料配管を繋ぎやすくなり、燃料配管の取り回しが容易になる。
請求項4に記載した燃料噴射ポンプにおいて、燃料吸入口は、カム軸の長手方向に開口していることを特徴とする。 この構成によれば、車両側の燃料配管を燃料吸入口に接続する際に、燃料噴射ポンプのシリンダヘッドに接続される燃料配管や、燃料噴射ポンプの周辺に近接するエンジンブロック等の車両側部品と干渉しないため、燃料吸入口に車両側の燃料配管を繋ぎやすくなり、燃料配管の取り回しが容易になる。
請求項1〜11に記載した何れかの燃料噴射ポンプにおいて、フィードポンプから高圧ポンプ部へ供給される燃料の圧力を調圧する第2の燃料調圧弁と、燃料調圧弁と第2の燃料調圧弁との間を連通する燃料通路と、この燃料通路の通路径を絞るオリフィスとを有し、燃料調圧弁は、オリフィスより上流側の燃料圧力を調圧することを特徴とする。
本実施例の燃料噴射ポンプ2は、図2に示す様に、ポンプハウジング3(図3参照)に回転自在に支持されるカム軸4と、このカム軸4に駆動されて燃料を加圧圧送する高圧ポンプ部5と、燃料タンク6より汲み上げた燃料を高圧ポンプ部5へ供給するフィードポンプ7と、このフィードポンプ7より吐出される燃料を調圧する燃料調圧手段(後述する)等より構成される。
カム軸4は、軸上に偏心カム4aが設けられ、この偏心カム4aがカム室9に配設されると共に、偏心カム4aより一端側(図示左側)の軸部がブッシュ12を介してポンプハウジング3の一方の貫通孔に挿通され、偏心カム4aより他端側の軸部がブッシュ13を介してポンプハウジング3の他方の貫通孔に挿通されている。このカム軸4は、ポンプハウジング3の一方の貫通孔より突き出る一端側の軸部にディーゼル機関の動力が伝達されて回転する。
シリンダヘッド8には、プランジャ15がシリンダ14の内部を往復動することによって内容積が増減する加圧室16が形成されると共に、この加圧室16に燃料を吸入する際に開弁する吸入弁17と、加圧室16より燃料が吐出される際に開弁する吐出弁18とが設けられている。
プランジャ15は、偏心カム4aの回転運動がカムリング19により直線運動に変換され、その直線運動を受けてシリンダ14の内部を往復動する。
フィードポンプ7の上流側には、図2に示す様に、燃料タンク6より汲み上げた燃料を濾過するプレフィルタ24と、車両の組立時等に配管内のエアー抜きを行うためのプライミングポンプ25と、プレフィルタ24より下流の配管内で燃料中に混入する異物を除去するためのゴーズフィルタ26等が設けられている。
フィードポンプ7の下流側には、フィードポンプ7より吐出された燃料を濾過する燃料フィルタ29とエア抜き用のリリーフバルブ30とが設けられている。なお、上記のプレフィルタ24とゴーズフィルタ26は、例えば、金属メッシュ等で構成される比較的目の粗いフィルタであるのに対し、燃料フィルタ29は、プレフィルタ24やゴーズフィルタ26より濾過性能に優れ、プレフィルタ24やゴーズフィルタ26で除去できない小さな異物や水分等を取り除くことができる。
リリーフバルブ30は、例えば、フィードポンプ7の吐出圧を受けて開弁する逆止弁であり、燃料と共に配管内に吸引されたエア(空気)を排出する働きを有する。
燃料フィルタ29で濾過された後、燃料噴射ポンプ2の内部に取り入れられた燃料は、ポンプハウジング3の内部に組み付けられた吸入調量弁31を経て高圧ポンプ部5へ供給される。吸入調量弁31は、高圧ポンプ部5へ供給される燃料量を調量する電磁弁であり、ディーゼル機関の運転状態に基づいて弁開度が制御される。
第1の燃料調圧弁32は、燃料フィルタ29に作用する燃料圧力が燃料フィルタ29の許容耐圧を超えない様に、フィードポンプ7より吐出される燃料の圧力(吐出圧と呼ぶ)を調圧する働きを有する。この第1の燃料調圧弁32は、フィードポンプ7のポンプケース22に組み込まれ、フィードポンプ7と共に一つのポンプユニット1(下述する)として構成されている。
第2の燃料調圧弁33は、高圧ポンプ部5へ供給される燃料の圧力を調圧する働きを有している。この第2の燃料調圧弁33は、ポンプハウジング3の内部に搭載されている。 また、第1の燃料調圧弁32と第2の燃料調圧弁33との間を連通する燃料通路には、燃料フィルタ29の下流側に通路径を絞るオリフィス47(図2参照)が設けられている。つまり、第1の燃料調圧弁32は、オリフィス47より上流側の燃料圧力を調圧している。
第1の燃料調圧弁32は、図2に示す様に、筒状に設けられたバルブボディ34(本発明の弁ボディ)と、このバルブボディ34の内部に収容されるピストン35及びスプリング36等より構成される。
バルブボディ34には、フィードポンプ7の吐出側に通じる流入口34aと、フィードポンプ7の吸入側に通じるリリーフ孔34bとが形成されている。
この第1の燃料調圧弁32は、図1に示す様に、フィードポンプ7のポンプケース22に形成された取付け孔38にバルブボディ34が挿入された状態でポンプケース22に組み付けられ、フィードポンプ7と共にポンプユニット1を構成している。
本実施例に示す第1の燃料調圧弁32は、フィードポンプ7のポンプケース22に形成された取付け孔38にバルブボディ34を挿入してポンプケース22の内部に組み込まれ、フィードポンプ7と共にポンプユニット1として構成されている。即ち、第1の燃料調圧弁32は、レイアウト上の制約を受けるポンプハウジング3の内部に搭載するのではなく、ポンプハウジング3の外壁3aに固定されるフィードポンプ7のポンプケース22に組み付けているので、第1の燃料調圧弁32の取付けスペースを容易に確保できる。
また、第1の燃料調圧弁32は、自身の長手方向(ピストン35の可動方向)が燃料噴射ポンプ2の軸方向と直交する方向、つまり、ポンプハウジング3の外壁3aと平行に配置されているので、第1の燃料調圧弁32をポンプケース22に組み付けたことによる軸方向の体格増加を最小限に抑えることが可能である。
また、第1の燃料調圧弁32をフィードポンプ7のポンプケース22に組み付けたことにより、ポンプハウジング3にスペース的な余裕が生じるため、そのポンプハウジング3に新たな機能を追加することもできる。つまり、実施例1では、新たな機能として、第2の燃料調圧弁33をポンプハウジング3の内部に搭載することができる。
実施例1では、フィードポンプ7の吐出側ポート40と燃料吐出口39とを連通する流出通路41から分岐して、バルブボディ34に形成された流入口34aに通じる導入通路42を形成している、つまり、燃料通路の一部を共有しているが、この実施例2では、図5に示す様に、吐出側ポート40と燃料吐出口39とを連通する流出通路41と、吐出側ポート40と流入口34aとを連通する導入通路42とを独立して形成した一例である。 本実施例の構成においても、実施例1と同様の効果を得ることができ、第1の燃料調圧弁32の効率的なレイアウトを実現できる。
この実施例3に係るポンプユニット1は、図6(b)に示す様に、ポンプケース22に燃料吐出口39と燃料吸入口45とを設けた一例である。
燃料吐出口39には、第1実施例と同じく、燃料フィルタ29との間を繋ぐ燃料配管が接続される。燃料吸入口45には、燃料タンク6との間を繋ぐ燃料配管が接続され、この燃料配管を通って燃料タンク6より汲み上げられた燃料が燃料吸入口45より吸入側ポート43へ流入する。
また、実施例1では、フィードポンプ7の吸入側ポート43とバルブボディ34に形成されたリリーフ孔34bとを連通するリリーフ通路44をポンプケース22に形成しているが、この実施例3では、図6(a)に示す様に、燃料吸入口45と吸入側ポート43とを連通する流入通路46を形成して、この流入通路46とリリーフ孔34bとを連通するリリーフ通路44を形成することもできる。
なお、燃料吸入口45は、燃料吐出口39と同様、図4に示すホロスクリュ形式、パイプ形式などから適宜に採用できる。
この実施例4は、ポンプケース22に設けられる燃料吐出口39をカム軸4(図3参照)の長手方向(紙面に対し垂直方向)に向けて配置した一例である。
なお、本実施例の燃料噴射ポンプ2は、図7に示す様に、3つのシリンダヘッド8を有し、この3つのシリンダヘッド8が、ポンプハウジング3に対し120度間隔に放射状に取り付けられた3気筒であり、各シリンダヘッド8には、接続部材48を介して2本の燃料配管49が接続されている。
ポンプケース22には、フィードポンプ7で加圧された燃料を吐出する燃料吐出口39が設けられ、この燃料吐出口39が、図7に示す様に、カム軸4の長手方向に開口している。なお、燃料吐出口39と同様に、燃料吸入口45(図6参照)をカム軸4の長手方向に開口して配置しても良い。
上記の構成によれば、燃料吐出口39に接続される車両側の燃料配管(図示せず)と、2本の燃料配管49とが干渉することはなく、且つ、燃料噴射ポンプ2の側方に近接するエンジンブロック等の車両側部品とも干渉しないので、車両側の燃料配管を燃料吐出口39に繋ぎやすくなり、燃料配管の取り回しが容易になる。
実施例1では、第1の燃料調圧弁32の長手方向(ピストン35の可動方向)を燃料噴射ポンプ2の軸方向と直交する方向に配置しているが、第1の燃料調圧弁32の長手方向が軸方向に対し角度を有して配置されている状態、言い換えると、第1の燃料調圧弁32の長手方向が軸方向に対して傾いている状態であれば良い。
上記の実施例1〜3では、ポンプケース22に燃料吐出口39を設ける例を記載したが、燃料吐出口39を廃止して、実施例3に記載した燃料吸入口45だけをポンプケース22に設けても良い。あるいは、燃料吐出口39と燃料吸入口45の両方を設けない構成でも良い。
実施例1に記載した燃料噴射ポンプ2は、2個の燃料調圧弁(第1の燃料調圧弁32と第2の燃料調圧弁33)を有する構成であるが、本発明は、フィードポンプ7より吐出される燃料の圧力を調圧する第1の燃料調圧弁32だけを有する燃料噴射ポンプにも適用できる。
2 燃料噴射ポンプ
3 ポンプハウジング
3a ポンプハウジングの外壁
4 カム軸
5 高圧ポンプ部
6 燃料タンク
7 フィードポンプ
9 カム室
10 偏心カム
14 シリンダ
15 プランジャ
20 インナロータ(ポンプエレメント)
21 アウタロータ(ポンプエレメント)
22 ポンプケース(カバー)
32 第1の燃料調圧弁(燃料調圧弁)
33 第2の燃料調圧弁
34 バルブボディ(弁ボディ)
35 ピストン(弁体)
38 取付け孔
39 燃料吐出口
42 導入通路
44 リリーフ通路
45 燃料吸入口
47 オリフィス
Claims (12)
- 内部にカム室を形成すると共に、このカム室を挟んで一方側と他方側とにそれぞれ貫通孔が形成されたポンプハウジングと、
軸上に偏心カムを有し、この偏心カムが前記カム室に配設されると共に、前記偏心カムより一端側の軸部が前記一方の貫通孔に挿通され、前記偏心カムより他端側の軸部が前記他方の貫通孔に挿通され、前記一端側の軸部に内燃機関の動力が伝達されて回転するカム軸と、
前記偏心カムの回転運動に応じてシリンダの内部を往復動するプランジャを有し、このプランジャの往復動によって燃料を加圧圧送する高圧ポンプ部と、
前記カム軸に駆動されて燃料タンクより汲み上げた燃料を前記高圧ポンプ部に供給するフィードポンプと、
このフィードポンプより吐出される燃料の圧力を調圧する燃料調圧弁とを備える燃料噴射ポンプであって、
前記他方の貫通孔が開口する前記ポンプハウジングの外壁に固定されて、前記他方の貫通孔の開口部を塞ぐカバーを有し、
前記燃料調圧弁は、前記カバーに取り付けられると共に、前記燃料調圧弁の長手方向が前記カム軸の長手方向に対し角度を有して配置されていることを特徴とする燃料噴射ポンプ。 - 請求項1に記載した燃料噴射ポンプにおいて、
前記フィードポンプは、前記カム軸に駆動されて回転するポンプエレメントと、このポンプエレメントを内部に収容するポンプケースとを有し、このポンプケースが前記カバーであることを特徴とする燃料噴射ポンプ。 - 請求項2に記載した燃料噴射ポンプにおいて、
前記ポンプケースには、前記ポンプエレメントによって加圧された燃料を吐出する燃料吐出口が設けられていることを特徴とする燃料噴射ポンプ。 - 請求項2または3に記載した燃料噴射ポンプにおいて、
前記ポンプケースには、前記燃料タンクから汲み上げた燃料を吸入する燃料吸入口が設けられていることを特徴とする燃料噴射ポンプ。 - 請求項2〜4に記載した何れかの燃料噴射ポンプにおいて、
前記ポンプケースには、前記ポンプエレメントの軸方向反ポンプハウジング側に前記燃料調圧弁を取り付けるための取付け孔が形成され、
前記燃料調圧弁は、燃料流量を制御するための弁体と、この弁体を内部に収容する弁ボディとを有し、この弁ボディが前記取付け孔に挿入された状態で前記ポンプケースに取り付けられていることを特徴とする燃料噴射ポンプ。 - 請求項2〜4に記載した何れかの燃料噴射ポンプにおいて、
前記燃料調圧弁は、燃料流量を制御するための弁体と、この弁体を内部に収容する弁ボディとを有し、この弁ボディが前記ポンプケースと一体に形成されていることを特徴とする燃料噴射ポンプ。 - 請求項5または6に記載した燃料噴射ポンプにおいて、
前記ポンプケースには、前記ポンプエレメントより吐出された燃料の一部を前記燃料調圧弁に導く導入通路と、前記燃料調圧弁より流出する燃料を前記ポンプエレメントの吸入側に導くリリーフ通路とが形成されていることを特徴とする燃料噴射ポンプ。 - 請求項1に記載した燃料噴射ポンプにおいて、
前記燃料調圧弁は、燃料流量を制御するための弁体と、この弁体を内部に収容する弁ボディとを有し、この弁ボディが前記カバーと一体に設けられていることを特徴とする燃料噴射ポンプ。 - 請求項1〜8に記載した何れかの燃料噴射ポンプにおいて、
前記燃料調圧弁は、前記弁体として働くピストンを有し、このピストンが前記弁ボディの内部を可動すると共に、前記弁ボディの側壁に前記ピストンによって開閉されるリリーフ孔が形成されており、前記ピストンは、前記フィードポンプより吐出される燃料圧に応じて前記リリーフ孔を開口する割合を変化させることにより、前記リリーフ孔より流出する燃料流量を制御することを特徴とする燃料噴射ポンプ。 - 請求項3に記載した燃料噴射ポンプにおいて、
前記燃料吐出口は、前記カム軸の長手方向に開口していることを特徴とする燃料噴射ポンプ。 - 請求項4に記載した燃料噴射ポンプにおいて、
前記燃料吸入口は、前記カム軸の長手方向に開口していることを特徴とする燃料噴射ポンプ。 - 請求項1〜11に記載した何れかの燃料噴射ポンプにおいて、
前記フィードポンプから前記高圧ポンプ部へ供給される燃料の圧力を調圧する第2の燃料調圧弁と、
前記燃料調圧弁と前記第2の燃料調圧弁との間を連通する燃料通路と、
この燃料通路の通路径を絞るオリフィスとを有し、
前記燃料調圧弁は、前記オリフィスより上流側の燃料圧力を調圧することを特徴とする燃料噴射ポンプ。
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