JP2707929B2 - 燃料噴射ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼルエンジンに
使用される燃料噴射ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の燃料噴射ポンプは、図１０に示す
ように、ポンプハウジング１００に内蔵されたシリンダ
１０１にプランジャ１０２が擢動自在に嵌合され、この
プランジャ１０２をラック１０３で回転させることによ
り噴射量の調節が行われる。

【０００３】シリンダ１０１の上方には、燃料圧送時に
開弁するデリバリバルブ１０４が配置され、このデリバ
リバルブ１０４がバルブシート１０５によって保持され
ている。また、バルブシート１０５は、ポンプハウジン
グ１００の頭部に螺着されたバルブホルダ１０６によっ
て、シリンダ１０１との間に押圧保持されている。

【０００４】従って、バルブホルダ１０６の締め付けに
より、軸方向（図１０の上下方向）におけるシリンダ１
０１とバルブシート１０５、およびバルブシート１０５
とバルブホルダ１０６との間がシールされて、シリンダ
１０１内の燃料圧送室１０７の油密が保たれている。な
お、バルブシート１０５とバルブホルダ１０６との間に
はガスケット１０８が装着されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ポンプハウ
ジング１００の頭部にバルブホルダ１０６を螺着する際
に、バルブホルダ１０６を所定の締め付けトルク以上で
締め付けたり、またはポンプの耐圧を上げる（油密を上
げる）ために締め付けトルクを上げたりすると、バルブ
ホルダ１０６の締め付け時にシリンダ１０１にかかる軸
力が、ポンプハウジング１００内でシリンダ１０１を受
け止める座面１００ａより内側に作用することから、シ
リンダ１０１に曲げ応力が動き、図１０の破線で示すよ
うに、シリンダ１０１の内側に歪みδが生じることにな
る。

【０００６】この結果、プランジャ１０２の擢動が悪く
なるために、噴射量調節の応答性が低下し、特に低温時
の始動性が悪化する。また、シリンダ１０１とプランジ
ャ１０２との隙間が小さくなることで焼き付きの問題も
生じる。これに対応する手法として、シリンダ１０１の
直径方向の肉厚を増すことで歪みδを低減することは可
能であるが、この方法では、ポンプハウジング１００の
形状や体格を変更する必要が生じるため、大幅なコスト
の増加を招くことになり、現実的な対応策とは言えな
い。

【０００７】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、ポンプハウジングの形状や体格を変
更することなく、パルブホルダの過度な締め付けトクル
に対するシリンダの歪みを低減することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するものであり、プランジャを擢動自在に嵌合するシ
リンダと、このシリンダを嵌合する嵌装孔が形成された
ポンプハウジングと、デリバリバルブを保持して前記シ
リンダの上部に配置されたバルブシートと、前記ポンプ
ハウジングの上端部に螺着されて、前記シリンダおよび
前記バルブシートを固定するバルブホルダとを備え、前
記シリンダには大径部が設けられており、かつ前記嵌装
孔の内周には上向きの座面が設けられており、前記大径
部が前記座面に当接することで前記シリンダの前記ポン
プハウジングに対する軸方向の位置決めが行われる燃料
ポンプにおいて、第１の発明は前記バルブホルダの締め
付けによって前記シリンダに作用する軸力を、前記シリ
ンダが前記座面のほぼ垂直上方部位で受け止められるよ
うに、前記座面より内周側で、前記シリンダの上端面と
前記バルブシートの下端面との間に隙間を設けたもので
ある。

【０００９】また、第２発明は、バルブシート及び前記
バルブホルダが互いに圧接する圧接部を有するものであ
って、前記バルブホルダの締め付けによってシリンダに
作用する軸力を、シリンダが座面のほぼ垂直上方部位で
受け止められるように、前記圧接部を座面に対して軸方
向で同位置に設けたものである。

【００１０】

【作用】上記第１，第２発明によると、バルブホルダの
締め付けによってシリンダに作用する軸力が、座面のほ
ぼ垂直上方部位にかかる。つまり、シリンダを介して軸
力を受け止める座面と、シリンダにかかる軸力の作用点
とが垂直線上に位置することになる。

【００１１】従って、シリンダには垂直応力が作用する
ことから、曲げ応力は発生しなくなり歪みは低減する。

【００１２】

【実施例】次に、本発明の燃料噴射ポンプの実施例を図
面に基づき説明する。

【００１３】

【第１実施例】図１は燃料噴射ポンプの断面図である。
本実施例の燃料噴射ポンプ１は、ポンプハウジング２に
内蔵されたシリンダ３と、このシリンダ３に擢動自在に
嵌合されて、図示しないカムの回転に応じてシリンダ３
内を往復動するプランジャ４とを備え、このプランジャ
４の上昇（圧送工程）によって高圧化された燃料が、噴
射管５を介して噴射ノズル６へ圧送される。

【００１４】ポンプハウジング２には、シリンダ３を含
む内部部品を組み込むための嵌装孔７が形成されてい
る。その嵌装孔７の一部は、径方向に拡大されて環状の
フューエルチャンバ８として設けられている。

【００１５】シリンダ３は、その上端に薄肉状に形成さ
れた小径円筒部３ａを有し、この小径円筒部３ａの下側
に、ポンプハウジング２に対する軸方向（図１の上下方
向）の位置決めを行う大径部（以下「ガイド部」）３ｂ
を有する。ガイド部３ｂは、所定の厚みを有して、シリ
ンダ３の外周面よりフランジ状に張り出して設けられ、
その下面３ｃが、フューエルチャンバ８へ拡大する嵌装
孔７の座面７ａに当接することでシリンダ３の位置決め
を行う。

【００１６】シリンダ３の小径円筒部３ａの外周には、
シリンダ３と同じ材質で形成されたリング９が極微少の
クリアランスで嵌合されている。このリング９の外径は
ガイト部３ｂの外径と同一であり、またその軸長は、小
径円筒部３ａに嵌合された状態で上端面が小径円筒部３
ａの上端面より若干上方へ突出する長さに設計されてい
る。

【００１７】シリンダ３の小径円筒部３ａおよびリング
９の周壁には、上記フューエルチャンバ８とシリンダ３
内部に形成される燃料圧送室１０とを連通するフィード
ホール１１、１２が形成されている。従って、リング９
は、小径円筒部３ａに形成されたフィードホール１１と
リング９に形成されたフィードホール１２とが一致する
ように小径円筒部３ａの外周に嵌合されている。

【００１８】シリンダ３の上部には、デリバリバルブ１
３を保持するバルブシート１４が組み込まれ、そのバル
ブシート１４は、ポンプハウジング２の頭部にバルブホ
ルダ１５、ガスケット１６を介して締め付け固定されて
いる。尚バルブホルダ１４は、その上部がバルブホルダ
１５の下部に遊嵌合することにより、バルブホルダ１５
に対して位置決めされている。

【００１９】デリバリバルブ１３は、燃料圧送時に開弁
するもので、スプリング１７によってシリンダ３側へ付
勢されている。プランジャ４の上端部には、プランジャ
４の有効ストロークを決定する螺旋状のリード４ａが形
成され、プランジャ４の回転位置に応じて、そのリード
４ａからフィードホール１１までの距離が変わることで
燃料噴射量（圧送量）が変化する。なお、プランジャ４
の回転は、コントロールラック１８を介して、図示しな
いガバナにより制御される。

【００２０】次に、この燃料噴射ポンプ１の内部部品の
組付け方法および作用について説明する。シリンダ３と
プランジャ４およびリング９をそれぞれ嵌合させた状態
でポンプハウジング２の嵌装孔７に挿入した後、デリバ
リバルブ１３を嵌合したバルブシート１４、スプリング
１７、ガスケット１６をバルブホルダ１５に組付けてシ
リンダ３の上方より嵌装孔７に挿入する。そして、ポン
プハウジング２にバルブホルダ１５を締め付けて固定す
る。

【００２１】この時、シリンダ３の上方に位置するバル
ブシート１４は、その上端面がバルブホルダ１５の下端
面に圧接しており、その下端面がシリンダ３小径円筒部
３ａに嵌合されたリング９の上端面と圧接している。そ
して、シリンダ３の上端面（小径円筒部３ａの上端面）
と、バルブシート１４の下端面との間には、一定の隙間
Ｓが形成される。

【００２２】また、バルブホルダ１５の締め付けによ
り、軸方向におけるリング９とバルブシート１４、およ
びガスケット１６を介してバルブシート１４とバルブホ
ルダ１５との間がそれぞれシールされて、シリンダ３内
の燃料圧送室１０が油密に保たれている。

【００２３】この燃料噴射ポンプ１では、バルブホルダ
１５の締め付けにより生じる軸力を嵌装孔７の座面７ａ
で受け止める構造であるが、シリンダ３にかかる軸力
は、バルブシート１４に当接するリング９を介してガイ
ド部３ｂに作用する。このガイド部３ｂは、下面３ｃが
嵌装孔７の座面７ａに当接した状態であるため、軸力が
作用するガイド部３ｂの上端面と軸力を受ける嵌装孔７
の座面７ａとの距離が短く、且つ座面７ａの垂直上方部
位に軸力が作用為る。

【００２４】従って、バルブホルダ１５を所定の締め付
けトルク以上で締め付けたり、あるいはポンプの耐圧を
上げる（油密を上げる）ために締め付けトルクを上げた
りした場合でも、シリンダ３には垂直応力が作用するこ
とから、従来のような曲げ応力により生じる歪みを低減
させることができる。

【００２５】また、本実施例で示したリング９は、その
外径が、ガイド部３ｂの外径と同一に設けられている。
つまり、リング９の外径が従来のシリンダの外径と同じ
大きさであることから、従来のシリンダをリング９とシ
リンダ３に組み換えるのみで、燃料噴射ポンプ１の形状
および体格を変更することなくシリンダ３の歪みを低減
することが可能である。

【００２６】なお、リング９は、必ずしもシリンダ３と
同じ材質である必要はなく、同等の強度を持った他の材
質を使用しても良い。

【００２７】

【第２実施例】図２に本発明の第２実施例を示す。本実
施例は、図２に示すように、第１実施例で示したリング
９とバルブシート１４とを一体化した構造で、その一体
化されたバルブシート１４の下端面がシリンダ３のガイ
ド部３ｂに当接されており、第１実施例と同様の効果を
奏する。

【００２８】

【第３実施例】図３に本発明の第３実施例を示す。本実
施例では、図３に示すように、第１実施例で示したリン
グ９とシリンダ３とを一体化した構造である。この場合
でも、第１実施例のリング９に相当する部分の内周側で
シリンダ３とバルブシート１４との間に一定の隙間Ｓが
形成されるため、シリンダ３にかかる軸力は、バルブシ
ート１４に当接した外周部分に作用する。従って、軸力
のかかる部位が、従来より外周側で、嵌装孔７の座面７
ａのほぼ垂直上方部位であることから、第１実施例およ
び第２実施例と同様に、シリンダ３の歪みを低減するこ
とが可能である。

【００２９】

【第４実施例】図４に本発明の第４実施例を示す。本実
施例は、バルブホルダとバルブシート３との圧接部を径
方向外方向に移したものである。図に示す如く、バルブ
シート１４の大径部（以下「圧接部」）１４ａにてバル
ブホルダ１５と圧接している。そして、バルブシート１
４の圧接部１４ａおよびバルブホルダ１５の圧接部１５
ａはシリンダ３とハウジング２の圧接部つまり嵌装孔７
の座面７ａの垂直上方部位に位置している。従って、バ
ルブホルダ１５の締付による生じる軸力は、嵌装孔７の
座面７ａに垂直にかかるため、従来のような曲げ応力に
より生じる歪みを低減させることができる。

【００３０】また、下記の如く、本実施例によりと組付
性も良好である。すなわち、図５に示すように、バルブ
ホルダ１５のガスケット挿入部から下側にテーパ部１５
ｂを設け、これに対応するテーパ部３ａをバルブシート
３に設けたことにより、図６の如く、ガスケット１６が
ずれている場合でも、バルブホルダ１５のテーパ部１５
ｂによりガスケット１６が誘導されて、ガスケット１６
が所定の位置に組付けられる。

【００３１】また、両テーパ１５ｂ，３ａ同士の当接に
よる組付不良を防止するために、組付状態で両テーパ間
に隙間ができるよう設計している。また、ホルダ１５の
テーパ部１５ｂの角度θ１とバルブシート３のテーパ部
３ａの角度θ２との関係をθ１≧θ２とすることによ
り、さらに、組付不良を防止することができる。

【００３２】また、図６に示すように、バルブシート３
の外周面３ｂがハウジング２のバルブシートのガイド面
２ａに接し、かつその接している面に対し１８０°反対
方向のバルブの３ｃ部にガスケット１６が接する場合つ
まり、ガスケット１６の位置が最もずれている場合のガ
スケット外周部の距離Ｒ２（ハウジングのネジ２ｂの中
心線とバルブシート３がハウジング２に接している方向
のガスケット外周との距離）に対し、バルブホルダ１の
テーパ部１ａの下端部の半径Ｒ１との関係がＲ１＞Ｒ２
となるようにすれば、ホルダ締付時にガスケット１６の
位置が大きくずれた際にもホルダテーパ部１５ｂにより
ガスケット１６が確実に所定位置に誘導される。

【００３３】また、本実施例において、バルブホルダ１
５の圧接部１５ａに、図７に示すようにテーパ（テーパ
角α：１〜１０°程度）を設けることにより、図８に示
すようにホルダテーパ部を弾性変形させガスケット１６
にかかる面圧の分布を均一にしてシール性を高めること
ができる。

【００３４】つまり、ガスケット密着部１５ｂにテーパ
を設けない場合、図９に示すように面圧の分布が偏るの
に対し、テーパを設けた場合、図８に示すように面圧の
分布が均一となりシール性に優れる。

【００３５】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明によると、ポン
プハウジング形状および体格を変更することなく、バル
ブホルダの過度な締め付けトクルに対するシリンダの歪
みを低減させることができる。

【００３６】従って、プランジャの擢動が悪くなること
もなく、それに伴う噴射量調節の応答性の低下やプラン
ジャの焼き付き等も防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す燃料噴射ポンプの断
面図である。

【図２】本発明の第２実施例を示すシリンダとバルブシ
ートの断面図である。

【図３】本発明の第３実施例を示すシリンダとバルブシ
ートの断面図である。

【図４】本発明の第４実施例を示す燃料噴射ポンプの断
面図である。

【図５】上記第４実施例の要部を示す断面図である。

【図６】上記第４実施例の要部を示す断面図である。

【図７】上記第４実施例の要部を示す断面図である。

【図８】上記第４実施例によるガスケットにかかる面圧
分布を示す断面図である。

【図９】上記第４実施例によるガスケットにかかる面圧
分布を示す断面図である。

【図１０】従来の燃料噴射ポンプを示す断面図ある。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料を加圧するプランジャ（４）を内部
   に摺動自在に嵌合するシリンダ（３）と、 このシリンダ（３）を上端部より嵌装する嵌装孔（７）
   が形成されたポンプハウジング（２）と、前記シリンダ（３）内にて加圧された燃料圧力に応動す
   る デリバリバルブ（１３）を上端内部に保持して前記シ
   リンダ（３）の上部に配置されたバルブシート（１４）
   と、 前記ポンプハウジング（２）の上端部より前記嵌装孔
   （７）内に螺着されて、前記シリンダ（３）および前記
   バルブシート（１４）を固定するバルブホルダ（１５）
   とを備え、 前記シリンダ（３）には、前記プランジャ（４）に内周
   面を摺動される位置に径方向に延出することでシリンダ
   の肉厚を厚くした大径部が形成されており、 前記ポンプハウジングの嵌装孔（７）の内周には上向き
   の座面（７ａ）が設けられ、前記バルブホルダ（１５）
   を前記ポンプハウジング（２）内に締め付けることによ
   って前記シリンダ大径部の下端周縁部を前記座面（７
   ａ）に当接させて前記シリンダ（３）の前記ポンプハウ
   ジング（２）に対する軸方向の位置決めを行うともに、
   前記シリンダ（３）と前記バルブシート（１４）との油
   密を維持する燃料噴射ポンプにおいて、 前記バルブホルダ（１５）の締め付けによって前記シリ
   ンダ（３）に作用する軸力を、前記シリンダ（３）が前
   記座面（７ａ）のほぼ垂直上方部位で受け止めるべく前
   記シリンダ（３）とバルブシート（１４）との油密を、
   前記シリンダの大径部の上端周縁部と前記バルブシート
   （１４）との当接のみにて維持し、この当接部よりも内
   周側のシリンダ（３）の上端面と前記バルブシート（１
   ４）の下端面との間に、前記バルブホルダ（１５）の締
   めつけによる前記シリンダの周縁部の変形分を吸収する
   ために必要な微小間隔（Ｓ）を設けたことを特徴とする
   燃料噴射ポンプ。
2. 【請求項２】 燃料を加圧するプランジャ（４）を内部
   に摺動自在に嵌合するシリンダ（３）と、 このシリンダ（３）を上端部より嵌装する嵌装孔（７）
   が形成されたポンプハウジング（２）と、前記シリンダ（３）内にて加圧された燃料圧力に応動す
   る デリバリバルブ（１３）を上端内部に保持して前記シ
   リンダ（３）の上部に配置されたバルブシート（１４）
   と、 前記ポンプハウジング（２）の上端部より前記嵌装孔
   （７）内に螺着されて、前記シリンダ（３）および前記
   バルブシート（１４）を固定するバルブホルダ（１５）
   とを備え、 前記シリンダ（３）には、前記プランジャ（４）に内周
   面を摺動される位置に径方向に延出することでシリンダ
   の肉厚を厚くした大径部が形成されており、 前記ポンプハウジングの嵌装孔（７）の内周には上向き
   の座面（７ａ）が設けられ、前記バルブホルダ（１５）
   を前記ポンプハウジング（２）内に締め付けることによ
   って前記シリンダ大径部の下端周縁部を前記座面（７
   ａ）に当接させて前記シリンダ（３）の前記ポンプハウ
   ジング（２）に対する軸方向の位置決めを行うともに、
   前記シリンダ（３）と前記バルブシート（１４）との油
   密を維持する燃料噴射ポンプにおいて、 前記バルブシート（１４）及び前記バルブホルダ（１
   ５）は互いに圧接する圧接部（１４ａ，１５ａ）を有
   し、前記バルブホルダ（１５）の締め付けによって前記
   シリンダ（３）に作用する軸力を、前記シリンダ（３）
   が前記座面（７ａ）のほぼ垂直上方部位で受け止められ
   るように、前記圧接部（１４ａ，１５ａ）を前記座面
   （７ａ）に対して軸方向で同位置に設けるとともに、こ
   の圧接部の面圧を均一化すべく、前記圧接部（１４ａ，
   １５ａ）より径方向外側に連続して形成される前記バル
   ブシート（１４）と前記バルブホルダ（１５）との対向
   面をテーパ部（１５ｂ，３ａ）としたことを特徴とする
   燃料噴射ポンプ。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の燃料噴射ポンプにおい
   て、前記シリンダ（３）の大径部は、前記座面（７ａ）
   に当接する下端周縁部をなすガイド部（３ｂ）、および
   このガイド部（３ｂ）の上端のシリンダ外周に嵌めこま
   れたリング（９）とからなり、このリング（９）の上端
   面が前記バルブシート（１４）の下端面に当接すべく、
   このリング（９）の軸長が、前記ガイド部（３ａ）より
   上方側 の前記シリンダ（３）軸長よりも前記微小間隔
   （Ｓ）分長く設定されていることを特徴とする燃料噴射
   ポンプ。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の燃料噴射ポンプにおい
   て、前記リング（９）とバルブシート（１４）とが一体
   化されており、この一体化されたバルブシート（１４）
   の下端面が前記シリンダ（３）のガイド部（３ｂ）に当
   接することを特徴とする燃料噴射ポンプ。
5. 【請求項５】 請求項３に記載の燃料噴射ポンプにおい
   て、前記シリンダ（３）が、前記リング（９）と共に一
   体的に形成されていることを特徴とする燃料噴射ポン
   プ。