JP2636483B2 - 燃料噴射ポンプ用吐出弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、内燃機関に燃料を圧送する燃料噴射ポンプ
用吐出弁に関し、例えば高圧パイプ内の圧力を常に一定
に保つ圧力調整機能を持つ燃料噴射ポンプ用吐出弁にか
かわる。

［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要件となっている。

そこで、従来の燃料噴射ポンプに対して、カム速度ア
ップ、ノズル噴孔を小さくする等の方法により高噴射圧
化を狙っているのが現状である。

そして、高噴射圧化を図った燃料噴射ポンプ用吐出弁
として、以下のものがある。

例えば、日本電装公開技報70−097（発行日1990年２
月15日）においては、テーパ状のシート部を有する筒状
第１バルブおよび弁座を有する筒状部材を備えた燃料噴
射ポンプ用吐出弁が記載されている。この吐出弁は、燃
料の圧送終了時に、第１バルブ内に形成された吸い戻し
通路をプランジャの下方への移動により発生する負圧で
第２バルブを開いて、高圧パイプ内の残燃料をプランジ
ャ室側に吸い戻している。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、従来の燃料噴射ポンプ用吐出弁のプランジ
ャ室は、通常正圧であるが、燃料の圧送終了後は、プラ
ンジャにより燃料の吸い戻しが行われたときに大きな負
圧が生ずる。このように、プランジャ室内が正圧から大
きな負圧へと急激に圧力変動することによって、プラン
ジャ室内および第１バルブのシート部に極めて近い同一
平面上のテーパ部分の周囲に気泡（キャビテーション）
が発生する。

そして、フィードホールの開口時に他気筒のスピル波
やギャラリー室の圧力液によりキャビテーションが潰さ
れることによる水撃作用で、テーパ部分表面に腐食（キ
ャビテーションエロージョン）が発生する。

その上、このテーパ部分のキャビテーションエロージ
ョン発生部分が進行してシート部にキャビテーションエ
ロージョンが発生してしまうと、シート部が気密不良と
なる可能性があった。

本発明は、第１バルブのシート部の気密不良を防止で
きる燃料噴射ポンプ用吐出弁の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の燃料噴射ポンプ用吐出弁は、 内部に、燃料噴射ポンプのプランジャ室に連通する第
１連通室、高圧パイプ内に連通する第２連通室、および
前記第１連通室と前記第２連通室との間に配設された弁
座を有するバルブボディと、 このバルブボディ内を摺動自在に往復変移するととも
に、前記弁座に当接した際に前記第１連通室内と前記第
２連通室内とを気密的に区画するテーパ状のシート部、
および内部に前記第１連通室内と前記第２連通室内とを
連通する連通路を有する筒状の第１バルブと、 この第１バルブ内に配設され、前記第１連通室内と前
記第２連通室内との圧力差に応じて前記連通路を開閉す
る第２バルブと を備えた燃料噴射ポンプ用吐出弁において、 前記第１バルブには、前記シート部が前記弁座に当接
した際に、前記シート部が前記第１連通室側に大きく食
み出さないようにするための段付部が設けられいる技術
手段を採用した。

［作用］ 第１バルブに、シート部が弁座に当接した際に、シー
ト部が第１連通室側に大きく食み出さないようにするた
めの段付部を設けることにより、シート部とキャビテー
ションエロージョンが発生する部分と同一平面上に位置
しない。このため、第１バルブのキャビテーションエロ
ージョンが進行してもシート部にキャビテーションエロ
ージョンが発生することはないので、シート部の気密を
保てる。

［発明の効果］ たとえ第１にバルブにキャビテーションエロージョン
が発生しても、第１バルブのシート部の気密不良を防止
できる。

［実施例］ 本発明の燃料噴射ポンプ用吐出弁を第１図ないし第７
図に示す実施例に基づき説明する。

第１図および第２図は本発明の第１実施例を示す。第
１図はディーゼルエンジン用燃料噴射ポンプの吐出弁を
示す図である。

吐出弁１は、燃料噴射ポンプのプランジャ室11と先端
ノズル12を装着した高圧パイプ13との間に配設され、高
圧パイプ13内の燃料がプランジャ14側に逆流するのを防
ぐとともに、ノズル12の後流れを防ぐための吸い戻しを
行う。

この吐出弁１は、筒状部材２、第１バルブ３、第１ス
プリング４、第２バルブ５および第２スプリング６から
構成されている。

筒状部材２は、バルブシート21およびバルブホルダ22
を有する。

バルブシート21は、燃料噴射ポンプのシリンダ15の図
示上端部内に嵌め込まれている。このバルブシート21の
内部には、軸方向にプランジャ室11に連通する円形状の
第１連通室が23が形成されている。またバルブシート21
の図示上端部には、第１バルブ３がシートする漏斗状の
弁座24が形成されている。

バルブホルダ22は、燃料噴射ポンプのシリンダ15の図
示上端部に捩じ込まれている。このバルブホルダ22の内
部には、軸方向に高圧パイプ13内に連通する円形状の第
２連通室25および連通穴26が形成されている。第２連通
室25は、バルブシート21の第１連通室より径が大きい。

第１バルブ３は、筒状を呈し、円筒部31、大径部32、
シート部33、小径部34およびガイド部35から構成され、
内部に軸方向の連通路36を有する。そして、第１バルブ
３は、バルブシート21およびバルブホルダ22内に軸方向
に摺動可能に配設されている。

円筒部31の図示上端部の内部には、軸方向穴37が形成
された栓体38が嵌め込まれている。大径部32は、第１ス
プリング４の一端を支持する。

シート部33は、テーパ状を呈し、大径部32と小径部34
とを連結する部分である。また、シート部33は、バルブ
シート21の弁座24に当接した際に第１連通室23内に突出
した状態で第１連通室23内と第２連通室25内とを気密的
に区画する部分である。このシート部33と小径部34との
間には、第２図に示すように、弁座24に当接した際に第
１連通室23内に突出する部分のキャビテーションエロー
ジョンが発生する部分（図示破線部分）39を削除するこ
とによって、シート部33が弁座24な当接した際に、シー
ト部33が第１連通室23側に0.1mm以上大きく食み出さな
いようにするための円環状の段付部30が形成されてい
る。なお、段付部30は、シート部33に非常に近い部分で
あるので、切除面（キャビテーションエロージョンが発
生する部分39）とシート部33との距離Ｌが0mm〜0.1mmの
範囲内となるように研削加工する必要がある。

小径部34は、第１連通室23より径が小さく、シート部
33とガイド部35とを連結する部分である。ガイド部35
は、バルブシート21の内周に摺動することによって第１
バルブ３を軸方向に往復変移するように案内する。

連通路36は、燃料の圧送終了時に第１連通室23内と第
２連通室25内とを連通して、燃料の吸い戻しを行う通路
である。

第１スプリング４は、一端が第１バルブ３の大径部32
に支持され、他端が第２連通室25の図示上端に嵌め込ま
れた受け皿41に支持されている。この第１スプリング４
は、第１連通室23内の圧力が所定値以上に上昇した際
に、第１バルブ３が開弁するように所定のスプリング力
に設定されている。

第２バルブ５は、第１バルブ３の連通路36内に配設さ
れ、栓体38の軸方向穴37を開閉する弁である。この第２
バルブ５は、燃料の圧送終了時に、開弁して第１連通室
23と第２連通室25を連通させることによって燃料吸い戻
しを行う。

第２スプリング６は、第１バルブ３の連通路36内に配
設され、一端が第１バルブ３の内周壁に受け皿61を介し
て支持され、他端が受け皿62を介して第２バルブ５に支
持されている。この第２スプリング６は、第１連通室23
と第２連通室25との圧力差が所定の圧力以上になったと
きに、第２バルブ５が開弁するように所定のスプリング
力に設定されている。

なお、16はギャラリー室で、17は燃料噴射ポンプのシ
リンダ15に形成されたフィードホールである。

本実施例の燃料噴射ポンプの吐出弁１の作動を第１図
および第２図に基づき説明する。

プランジャ14が上昇してプランジャ14の上端面がフィ
ードホール17の上端と一致すると、プランジャ室11およ
び第１連通室23内の圧力が第１スプリングの付勢力に打
ち勝って第１バルブ３が図示上方に変移して燃料の圧送
が行われる。

そして、再度第１バルブ３のシート部33がバルブシー
ト21の弁座24に当接して燃料の圧送が終了する。その
後、プランジャ14が下降し始めると、プランジャ室11お
よび第１連通室23内の圧力が低下する。すると、第１連
通室23と第２連通室25との圧力差により、第２バルブ５
が第２スプリング６の付勢力に打ち勝って図示下方に変
移する。よって、高圧パイプ13内および第２連通室25内
の燃料が、第２バルブ５により設定された圧力になるま
で第１バルブ３の連通路36を通ってプランジャ室11およ
び第１連通室23内に戻される。このため、高圧パイプ13
内の圧力が一定に保たれる。

なお、この吸い戻しが行われると、プランジャ室11内
正圧から大きな負圧へと急激に圧力変動する。このた
め、プランジャ室11および第１連通室23内にキャビテー
ションが発生し、浮力によって第１バルブ３のシート部
33と小径部34との間の段付部30表面に集まる。

そして、フィードホール17の開口時に他気筒のスピル
波やギャラリー室16の圧力波によるキャビテーションが
潰されることによる水撃作用で、第１バルブ３の段付部
30表面にキャビテーションエロージョンこ発生する。

なお、この第１バルブ３は、第２図に示すように、弁
座24に当接した際に第１連通室23内に突出する部分のキ
ャビテーションエロージョンが発生する部分（図示破線
部分）39を削除して、段付部30が形成されている。この
ため、たとえ段付部30表面のキャビテーションエロージ
ョンが運転中に進行しても、シート部33にキャビテーシ
ョンエロージョンが発生することはない。したがって、
第１バルブ３のシート部33の気密不良を防止できるの
で、高圧パイプ13内の燃料がプランジャ14側に逆流する
ことを確実に防止できる。

また、段付部30の存在によって、第１バルブ３とバル
ブシート21とで形成される、シート部33の近傍の第１連
通室23の通路面積が、急激に小さくならない構造のた
め、大きな負力から正力への圧力変動が抑制されるの
で、キャビテーションエロージョンの発生の原因となる
キャビテーションが発生し難くなるという効果も有す
る。

第３図は本発明の第２実施例を示し、吐出弁の主要部
を示す図である。

この実施例は、第１バルブ３のシート部33近傍とプラ
ンジャ室11および第１連通室23とを円環状の緩衝カラー
71によって遮り、ギャラリー室17の圧力波が第１バルブ
３のシート部33まで影響しないようにしたものである。

第４図は本発明の第３実施例を示し、吐出弁の主要部
を示す図である。

この実施例は、緩衝カラー71に標準バルブのように吸
い戻し作用を持たさないように、バルブシート21の図示
上端部に段差27を設けて、バルブシート21の内周と緩衝
カラー71の外周との間に、径で1mm程度のクリアランス
を形成している。

第５図は本発明の第４実施例を示し、吐出弁の主要部
を示す図である。

この実施例は、第１バルブ３のシート部33近傍とプラ
ンジャ室11および第１連通室23とを台形形状の緩衝カラ
ー72によって遮り、ギャラリー室17の圧力波が第１バル
ブ３のシート部33まで影響しないようにしたものであ
る。

なお、緩衝カラー72を台形形状とした理由は、緩衝カ
ラー72に標準バルブのように吸い戻し作用を持たさない
ように、バルブシート21の内周と緩衝カラー72の外周と
の重なり高さを０とすることを目的とする。

第６図は本発明の第５実施例を示し、吐出弁の主要部
を示す図である。

この実施例は、緩衝カラー72に吸い戻し作用を全く持
たさないように、バルブシート21の図示上端部に段差27
を設けて、バルブシート21の内周と緩衝カラー72の外周
との間にクリアランスを形成している。

第７図は本発明の第６実施例を示し、吐出弁の主要部
を示す図である。

この実施例は、第１バルブ３のキャビテーションエロ
ージョンが発生する部分39（第２図参照）に、Ｃリング
またはＯリング等の緩衝材73を挿入して、キャビテーシ
ョンエロージョンの進行がシート部33に影響しないよう
にしたものである。緩衝材73にキャビテーションエロー
ジョンが発生した場合には、緩衝材73を交換すれば良
い。

（変形例） シート部と小径部との間に形成される段付部は、２段
以上でも良い。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の第１実施例を示す。第１
図は燃料噴射ポンプの吐出弁を示す断面図、第２図は第
１図の要部拡大図である。 第３図ないし第７図は本発明の第２〜第６実施例を示
し、燃料噴射ポンプの吐出弁の主要部を示す断面図であ
る。 図中 １……吐出弁、２……筒状部材、３……第１バルブ、５
……第２バルブ、11……プランジャ室、13……高圧パイ
プ、23……第１連通室、24……弁座、25……第２連通
室、30……段付部、33……シート部、36……連通路、39
……キャビテーションエロージョンが発生する部分

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に、燃料噴射ポンプのプランジャ室に
   連通する第１連通室、高圧パイプ内に連通する第２連通
   室、および前記第１連通室と前記第２連通室との間に配
   設された弁座を有するバルブボディと、 このバルブボディ内を摺動自在に往復変移するととも
   に、 前記弁座に当接した際に前記第１連通室内と前記第２連
   通室内とを気密的に区画するテーパ状のシート部、およ
   び内部に前記第１連通室内と前記第２連通室内とを連通
   する連通路を有する筒状の第１バルブと、 この第１バルブ内に配設され、前記第１連通室内と前記
   第２連通室内との圧力差に応じて前記連通路を開閉する
   第２バルブと を備えた燃料噴射ポンプ用吐出弁において、 前記第１バルブには、前記シート部が前記弁座に当接し
   た際に、前記シート部が前記第１連通室側に大きく食み
   出さないようにするための段付部が設けられていること
   を特徴とする燃料噴射ポンプ用吐出弁。