JP2551174B2 - 燃料噴射ポンプ用の圧力調整弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ディーゼルエンジン用燃料噴射ポンプに
使用され、燃料噴射ポンプの加圧室と燃料噴射ノズルの
間に取付けられる圧力弁であって、噴射終了時の燃料噴
射ポンプの加圧室と燃料噴射ノズルの間のパイプ内圧力
（残圧）を所定の圧力に設定可能な圧力調整弁に関する
ものである、 〔従来の技術〕 近年、ディーゼル車の騒音、排気ガスによる環境汚染
が社会的問題となっており、燃料噴射ポンプとして、排
気ガス低減のためには高噴射圧化が必須条件となってい
る。そこで、従来のポンプに対してカム速度のアップ、
ノズル噴射孔小さくする等の手法により高噴射圧化を狙
っているのが現状である。しかしながら、高噴射圧化の
デメリットとして、二次噴射、キャビテーション発生が
あり、それらのデメリットを克服する方法として、特開
昭60−119366号公報に示されているような圧力調整弁
（定残圧弁）が必要となっている。即ち、バネ力に抗し
て燃料噴射ポンプの加圧室（プランジャ室）から燃料噴
射ノズルに燃料を供給する第１の弁体を設けるととも
に、第１の弁体内においてコイルスプリングのバネ力に
抗して燃料噴射ノズルから燃料噴射ポンプの加圧室に燃
料を戻す第２の弁体を設けるものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、ノズルからの反射波の高いエネルギー
により第２の弁体のコイルスプンリングに高負荷がかか
りコイルスプリングのリフト量が予想以上に大きくなっ
て第２の弁体の応答性が悪化して本来の機能である定残
圧を維持できなくなり、性能が低下してしまう虞れがあ
った。

この発明の目的は、ノズルからの反射波の高いエネル
ギーにより第２の弁体の付勢手段に高負荷がかかって
も、同付勢手段のリフト量を抑制して、同付勢手段の応
答性の悪化を未然に防止し、第２の弁体の閉弁時には、
第２の弁体の着座応力を小さくして第２の弁体のシート
部の信頼性を向上することができる燃料噴射ポンプ用の
圧力調整弁を提供することにある、 〔課題を解決するための手段〕 この発明は上記目的を達成するため、燃料噴射装置ポ
ンプの加圧室と燃料噴射ノズルとの間の燃料通路に設け
られ、第１の付勢手段の付勢力に抗して燃料噴射ポンプ
の加圧室から燃料噴射ノズルに燃料を供給する第１の弁
体と、 前記第１の弁体内の弁体収納室に設けられ、第２の付
勢手段の付勢力に抗して燃料噴射ノズルから燃料噴射ポ
ンプの加圧室に燃料を戻す第２の弁体とを備えた燃料噴
射ポンプ用の圧力調整弁において、前記弁体収納室と第
２の弁体にて凹凸部を設け、凸部が第２の弁体の移動動
作に伴い凹部内を摺動するように、かつ凹部内周面と凸
部外周面間には油密が保持できるクリアランスを有する
ように両凹凸部を形成したことを要旨としている。

〔作用〕

上記の構成により、燃料噴射ノズルから反射波により
第２の付勢手段の付勢力に抗して第２の弁体が開弁して
その燃料が燃料噴射ポンプの加圧室に戻される。この第
２の弁体の移動動作に伴い凸部が凹部内を摺動するが、
凹部内周面と凸部外周面間には油密が保持できるクリア
ランスが設けられ、凹部内の閉塞された空間内の燃料の
ダンピング効果により、第２の弁体の過大な移動が抑制
される。

又、反射波の消勢に伴い第２の弁体は第２の付勢手段
の付勢力により閉弁作動するが、凹部内周面と凸部外周
面間には油密が保持できるクリアランスが設けられ、凹
部内の閉塞された空間内の燃料ダンピング効果により、
第２の付勢手段の付勢力は抑制され、シート部に対して
着座時の応力を小さくする。

〔第１実施例〕 以下、この発明を具体化した一実施例を図面に従って
説明する。

第１図にはボッシュタイプの燃料噴射ポンプ１の吐出
側に設けられる燃料噴射ポンプ用の圧力調整弁２を示
し、第２図には圧力調整弁２の要部の断面を示す。

燃料噴射ポンプ１のポンプハウジング３には加圧室と
してプランジャ室４に連通する取付溝５が形成され、こ
の取付溝５内に台座６が配設されている。又、この台座
６には貫通孔７が形成されている。さらに、取付溝５に
は弁ハウジング８が螺着され、この弁ハウジング８には
台座６の貫通孔７に開口する凹部９が形成されている。
又、弁ハウジング８には凹部９と連通する連通孔10が形
成され、この連通孔10とパイプ11を介して燃料噴射ノズ
ル12が接続されている。

凹部９内には第１の弁体13が配設され、この第１の弁
体13は中央部に円錐部13aを有し、下端部にガイド部13b
形成されている。第１の弁体13のガイド部13bは台座６
の貫通孔７内を摺動する。又、凹部９内おいて弁体スト
ッパ14と第１の弁体13の円錐部13aとの間には第１の付
勢手段としてのコイルスプリング15が配設され、このコ
イルスプリング15により第１の弁体13が弁座16に着座し
ている。

第１の弁体13内には弁体収納室17が形成され、その弁
体収納室17内には貫通孔18を有する栓体19が圧入固定さ
れている。又、弁体収納室17内には第２の弁体を構成す
るボール弁体20が配置され、このボール弁体20は第２の
弁体を構成するバネ受け部材21により支持されている。
バネ受け部材21には第２の付勢手段としてのコイルスプ
リング22が配設され、このコイルスプリング22によりボ
ール弁体20が栓体19の貫通孔18を閉じている。

第１の弁体13には第１の弁体13が着座した状態で弁体
収納室17と燃料噴射ポンプ１のプランジャ室４と連通す
る連通孔23が設けられている。又、第１の弁体13の弁体
収納室17の底部には凹部24が形成されるとともにその凹
部24の底部には案内部としての案内孔25が下方に延設さ
れている。又、バネ受け部材21の下端部には凹部24内を
摺動する凸部としての摺動部26が形成され、さらに、そ
の摺動部26の下端には案内孔25内を摺動する案内部とし
ての案内ロッド27が形成されている。

ここで、凹部24の内周面と摺動部26の外周面とは、油
密が保持できるようクリアランスが小さく、かつ上下方
向に良好に摺動するように高精度の表面仕上げが行われ
ている。同様に、案内孔25の内周面と案内ロッド27の外
周面とは、油密が保持できるようクリアランスが小さ
く、かつ上下方向に良好に摺動するように高精度の表面
仕上げが行われている。

又、ボール弁体20が着座した状態において、弁体収納
室17の底面とバネ受け部材21の摺動部26の下端とは、距
離Ｌだけ離間している。さらに、ボール弁体20が着座し
た状態において、バネ受け部材21の案内ロッド27は案内
孔25内に挿入されている。

次に、このように構成した燃料噴射ポンプ用の圧力調
整弁の作用を説明する。

燃料噴射ポンプ１の駆動によりプランジャ室４の燃料
が加圧され、その高圧燃料がコイルスプリング15の付勢
力に抗して第１の弁体13を開弁して弁体ストッパ14の貫
通孔14a、弁ハウジング８の連通孔10及びパイプ11を介
して燃料噴射ノズル12に供給される。そして、燃料噴射
ノズルから内燃機関に燃料の噴射が行われる。

この燃料圧送終了時に、第１の弁体13が弁座16に着座
すると、燃料噴射ノズル12から高エネルギーの反射波
（圧力波）が圧力調整弁２に向かって戻ってくる。そし
て、この高圧の圧力波によりコイルスプリング22の付勢
力に抗してボール弁体20が開弁してパイプ内圧力をボー
ル弁の付勢力により所定の圧力（定残圧）に設定される
ように燃料が栓体19の貫通孔18、弁体収納室17、連通孔
23を経てプランジャ室４に戻される。

この際、圧力波の高いエネルギーによりバネ受け部材
21が下方に移動（リフト）して所定の移動量Ｌになると
摺動部26が凹部24内に入り込み、凹部24内に閉塞された
燃料のダンピング効果により摺動部26が凹部24内に入り
込んだ後のバネ受け部材21の移動速度は急激に小さくな
る。その結果、バネ受け部材21のオーバシュートを抑制
することにより所定量以上の燃料が凹部９内からプラン
ジャ室４に戻るのが防止される。

一方、ボール弁体20が開弁して燃料を戻す際に、案内
ロッド27が案内孔25に僅かなクリアランスをもって嵌合
しているので、圧力波の高いエネルギーによりボール弁
体20が横荷重を受けてコイルスプリング22が倒れて弁体
収納室17の壁面と干渉することはない。

そして、反射波（圧力波）が消勢するに伴いボール弁
体20はコイルスプリング22に付勢力により閉弁作動す
る。このとき、凹部24内周面と摺動部26外周面間には油
密が保持できるクリアランスが設けられ、凹部24内の閉
塞された空間内の燃料のダンピング効果により、コイル
スプリング22の付勢力は抑制され、ボール弁体20の弁
座、すなわち、栓体19の貫通孔18の下端開口部（シート
部）に対する着座時の応力が小さいものとなり、同シー
ト部に対するポール弁体20の衝接が緩和される。

又、コイルスプリング22を弁体収納室17内に組付ける
際には、コイルスプリング22を弁体収納室17の底面（バ
ネ受け面）に垂直に配置し、栓体19を圧入した後にプレ
ス嵌め又は溶接等によりコイルスプリング22が組付けら
れるが、栓体19の圧入深さによってコイルスプリング22
のプレロードが調整可能となり、ボール弁体20の開弁圧
が調整可能となる。この取り付けの際に、バネ受け部材
21の案内ロッド27を案内孔25内に挿入しつつ行うことが
できるので、バネ受け部材21を弁体収納室17の中心を下
動させ、コイルスプリング22を垂直に配設することがで
きる。即ち、バネ受け面が弁体収納室17の底部にあるた
め栓体19を圧入した後ではコイルスプリング22が垂直に
組付けられているかどうか確認できないが、コイルスプ
リング22を常に垂直に組付けることができる。よって、
もし、コイルスプリング22が倒れた状態のまま栓体19を
組付けると、ボール弁体20の着座が不安定となりシール
部の気密性が悪化し開弁圧の調整ができないことがある
が、本実施例ではそのようなことがない。

又、本実施例ではコイルスプリング22のバネ定数が大
きく設定してあり、バネ受け部材21のリフトオーバシュ
ートを抑制している。即ち、バネ定数を0.58kg/mmから
1.5kg/mmにすることにより、バネ受け部材21のリフト量
を0.4mmから0.2mmにすることができることを確認してい
る。

このように本実施例によれば、第１の弁体13内の弁体
収納室17に凹部24を形成するとともに、バネ受け部材21
（第２の弁体）にこのバネ受け部材21の移動動作に伴い
凹部24内を摺動する摺動部26（凸部）を形成し、凹部24
の内周面と摺動部26の外周面間には油密保持できるクリ
アランスを設けたた。よって、燃料噴射ノズル12からの
反射波によりコイルスプリング22（第２の付勢手段）の
付勢力に抗してボール弁体20（第２の弁体）が開弁して
その燃料が燃料噴射ポンプ１のプランジャ室４（加圧
室）に戻されるが、摺動部26が凹部24内を摺動してダッ
シュポットとして機能し、バネ受け部材21の過大な移動
が抑制されコイルスプリング22の応答性の悪化を未然に
防止して性能を向上させることができる。

又、本実施例では、凹部24の内周面と摺動部26の外周
面間には油密が保持できるクリアランスを設けた。この
結果、反射波の消勢に伴いボール弁体20（第２の弁体）
はコイルスプリング22（第２の付勢手段）の付勢力によ
り開弁作動するとき、前記クリアランスと、凹部内の閉
塞された空間内の燃料のダンピング効果により、コイル
スプリング22の付勢力は抑制され、シート部に対して着
座時の応力を小さくできる。

又、第１の弁体13の弁体収納室17に案内孔25（案内
部）を形成するとともに、バネ受け部材21（第２の弁
体）にこのバネ受け部材21の移動動作に伴い案内孔25内
を摺動する案内ロッド27（案内部）を形成した。その結
果、コイルスプリング22の組付けの際に、案内ロッド27
が案内孔25内を摺動してバネ受け部材21の外周部に位置
するコイルスプリング22が常に垂直となり一様な組付け
状態を確保できるるとともに、組付け後の運転時におい
てもコイルスプリング22の倒れが防止される。よって、
ボール弁体20のシール部の密着性の悪化やコイルスプリ
ング22の外周部と弁体収納室17の壁面との干渉を未然に
防止でき信頼性が向上する。

このことは、コイルスプリング22の外周と弁体収納室
17の壁面との隙間を小さくできることによって弁大収納
室17内の余分な容積を小さくすることができることとも
なる。

尚、この実施例の応用例としては、ダンピング用の特
別の油を使用してもよい。又、上記実施例ではバネ受け
部材21が所定の移動量Ｌだけ移動した後はダンピング効
果が現れるようにしたが、第３図に示すように、ボール
弁体20が閉弁した状態で、凹部24内に摺動部26が位置す
るようにし、移動初期からダンピング効果が現れるよう
にしてもよい。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、この発明によれば、ノズルから
の反射波の高いエネルギーにより第２の弁体の付勢手段
に高負荷がかかっても、同付勢手段のリフト量を抑制し
て、同付勢手段の応答性の悪化を未然に防止することが
できる。

さらに、第２の弁体の閉弁時には、凹部内周面と凸部
外周面間には油密が保持できるクリアランスが設けら
れ、かつ凹部内の閉塞された空間内の燃料のダンピング
効果により、第２の付勢手段の付勢力を抑制でき、この
結果、第２の弁体の着座時の応力を小さくでき、第２の
弁体シート部の信頼性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例の燃料噴射ポンプ用の圧力調整弁の
断面図、第２図は圧力調整弁の要部断面図、第３図は圧
力調整弁の要部断面図である。 １は燃料噴射ポンプ、４は加圧室としてのプランジャ
室、12は燃料噴射ノズル、13は第１の弁体、15は第１の
付勢手段としてのコイルスプリング、17は弁体収納室、
20は第２の弁体を構成するボール弁体、21は第２の弁体
を構成するバネ受け部材、22は第２の付勢手段としての
コイルスプリング、24は凹部。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料噴射ポンプの加圧室と燃料噴射ノズル
   との間の燃料通路に設けられ、第１の付勢手段の付勢力
   に抗して燃料噴射ポンプの加圧室から燃料噴射ノズルに
   燃料を供給する第１の弁体と、 前記第１の弁体内の弁体収納室に設けられ、第２の付勢
   手段の付勢力に抗して燃料噴射ノズルから燃料噴射ポン
   プの加圧室に燃料を戻す第２の弁体と を備えた燃料噴射ポンプ用の圧力調整弁において、 前記弁体収納室と第２の弁体にて凹凸部を設け、 凸部が第２の弁体の移動動作に伴い凹部内を摺動するよ
   うに、かつ凹部内周面と凸部外周面間には油密が保持で
   きるクリアランスを有するように両凹凸部を形成したこ
   とを特徴とする燃料噴射ポンプ用の圧力調整弁。