JP3685317B2 - 燃料噴射ポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関（以下、「内燃機関」をエンジンという）用の燃料噴射ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
燃料噴射ポンプのカムシャフトはエンジンのクランクシャフトからベルトやギア等により駆動力を伝達される。カムシャフトに取り付けられているカムが可動部材を駆動し可動部材が往復移動することにより、燃料噴射ポンプは燃料加圧室に吸入した燃料を加圧し圧送する。
【０００３】
燃料噴射ポンプのカムシャフトが回転しているとき、カムシャフトが軸方向に移動し、例えば燃料噴射ポンプのハウジングと衝突し打音を発生することがある。この打音の発生を防止するため、カムシャフトを一方の軸方向に付勢する付勢手段を燃料噴射ポンプに備え、カムシャフトが軸方向に移動することを防止することが考えられる。
【０００４】
駆動力の小さい小型のエンジンでは、ベルト等でカムシャフトに駆動力を伝達することは可能である。大型のエンジンは駆動力が大きいので、クランクシャフトからカムシャフトが駆動力を受ける場合、ギアで受けることが一般的である。ギアで駆動力を受ける場合、カムが可動部材を駆動するときに発生するバックラッシュを小さくし、カムに伝達される駆動力を平坦化するため、はす歯ギアで駆動力を受けることが望ましい。はす歯ギアで駆動力を受けると、カムシャフトが一方の軸方向に付勢されるので、はす歯が付勢手段を兼ねることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、エンジンの大きさに関わらずカムシャフトが一方の軸方向に付勢され、カムが係止部材に係止されることによりカムシャフトの移動を規制する構成では、カムシャフトの回転によりカムが係止部材と摺動する。カムと係止部材との摺動面積、特にカム山の低い部分の摺動面積は小さいので、カムおよび摺動部材の摺動面に加わる面圧が大きくなる。さらに、カムと摺動する係止部材の摺動面の領域はカム山の高低により変化する。したがって、両部材が摩耗しやすくなり、部材寿命が短くなるという問題がある。
【０００６】
また、カムシャフトが一方の軸方向に付勢されカムが係止部材に係止された状態においても、反動でカムシャフトが他方の軸方向に移動することを極力防止するため、カムの反係止部材側に形成される間隙は極力小さいことが望ましい。しかし、カムを収容するハウジングとカムとの間で間隙を最適に調整することは困難である。
本発明の目的は、カムシャフトが打音を発生することを防止し、部材の摩耗を低減する燃料噴射ポンプを提供することにある。
本発明の他の目的は、円板部を収容する間隙の調整が容易な燃料噴射ポンプを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１または３記載の燃料噴射ポンプによると、カムシャフトはカムと異なる軸方向位置に円板部を有し、一方の軸方向にカムシャフトを付勢する付勢手段の付勢力により円板部が係止部材に係止される。円板部が係止部材に係止されるので、カムが他部材と摺動することを防止できる。円板部を大径にすることにより円板部と係止部材との摺動面積をカムよりも大きくすることができるので、円板部と係止部材との摺動面に加わる面圧が低下する。さらに、円板部はカムシャフトに同軸に配設されているので、円板部および係止部材の摺動面の領域が同じである。したがって、円板部および係止部材の摩耗を低減し、部材寿命を延ばすことができる。
【０００８】
本発明の請求項２記載の燃料噴射ポンプによると、カムシャフトとともに同軸で回転するはす歯ギアがカムシャフトを回転する駆動力を受ける。はす歯で駆動力を受けることにより、カムが可動部材を駆動する際に発生するバックラッシュが小さくなり、可動部材に加わる駆動力が平坦化される。さらに、カムシャフトを付勢する付勢手段をはす歯が兼ねるので、付勢手段を新たに設ける必要がなく、部品点数が減少する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例を図に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例によるディーゼルエンジン用の燃料噴射ポンプを図１および図２に示す。
図１に示すように、燃料噴射ポンプ１０のポンプハウジングは、ハウジング本体１１とシリンダヘッド１２、１３とを有する。ハウジング本体１１はアルミ製である。シリンダヘッド１２、１３は鉄製であり、可動部材としてのプランジャ３０を往復移動自在に支持している。シリンダヘッド１２、１３の内周面と、逆止弁３５の逆止弁部材３６の端面と、プランジャ３０の端面とにより燃料加圧室５０が形成されている。
【００１１】
軸受カバー１４は、ボルト２９でハウジング本体１１に固定されており、カムシャフト２０の軸受けであるジャーナル１５を収容している。軸受カバー１４とカムシャフト２０との間はオイルシール１６によりシールされている。
カムシャフト２０はハウジング本体１１および軸受カバー１４に回転可能に収容されている。図２に示すように、断面円形状のカム２１はカムシャフト２０に対し偏心しており、カムシャフト２０と一体に形成されている。カムシャフト２０を挟んで径方向の１８０°反対側にプランジャ３０がそれぞれ配置されている。シュー１８は外形が四角形状に形成されており、シュー１８とカム２１との間にシュー１８およびカム２１と摺動自在にブッシュ１９が介在している。プランジャ３０と対向するシュー１８の外周面とプランジャヘッド３０ａの端面とは平面状に形成され互いに接触している。
【００１２】
図１に示すように円板部２２は、カム２１に対し、はす歯ギア２３がカムシャフト２０を付勢する方向の前方にカムシャフト２０と一体に形成されている。円板部２２はジャーナル１５で軸受けされているカムシャフト２０の被軸受部２０ａと同軸に形成されており、カム２１よりも大径である。円板部２２と軸受カバー１４との間にはワッシャ２５が配設されている。ワッシャ２５は係止部材を構成している。また、カム２１の反円板部側のハウジング１１にワッシャ２６が配設されている。ワッシャ２５、２６は高硬度かつ低摩擦の材質で形成されている。
【００１３】
はす歯ギア２３はカムシャフト２０の端部に取り付けられており、カムシャフト２０とともに回転する。はす歯ギア２３は図示しないギア列によりエンジンのクランクシャフトから駆動力を受ける。はす歯ギア２３は図１の矢印Ａ方向に回転する。はす歯ギア２３が矢印Ａ方向に駆動力を受けることにより、カムシャフト２０は図１の矢印Ｂ方向に付勢される。
【００１４】
プランジャ３０は、カムシャフト２０の回転にともないシュー１８を介しカム２１により往復駆動され、燃料流入通路５１から逆止弁３５を通り燃料加圧室５０に吸入した燃料を加圧する。逆止弁３５は燃料加圧室５０から燃料流入通路５１に燃料が逆流することを防止する。
【００１５】
スプリング３１はシュー１８側にプランジャ３０を付勢している。シュー１８およびプランジャ３０のそれぞれの接触面が平面状に形成されているので、シュー１８とプランジャ３０との面圧が低下する。さらに、カム２１の回転にともないシュー１８はカム２１と摺動しながら自転することなく公転する。
【００１６】
シリンダヘッド１２、１３にそれぞれ配管接続用の接続部材４１、４２が接続されている。シリンダヘッド１２、１３および接続部材４１、４２により燃料吐出通路５２が形成されている。燃料吐出通路５２の途中に逆止弁部材３８を有する逆止弁３７が構成されている。逆止弁３７は燃料吐出通路５２から燃料加圧室５０に燃料が逆流することを防止する。各燃料加圧室５０で加圧された燃料は、接続部材４１、４２から燃料配管を介し図示しないコモンレールに供給される。
【００１７】
次に、燃料噴射ポンプ１０の作動について説明する。
カムシャフト２０の回転に伴いカム２１が回転し、カム２１の回転に伴いシュー１８が自転することなく公転する。このシュー１８の公転に伴いシュー１８およびプランジャ３０に形成されている平面状の接触面同士が摺動することによりプランジャ３０が往復移動する。
【００１８】
シュー１８の公転に伴い上死点にあるプランジャ３０が下降すると、フィードポンプ６０からの吐出燃料が図示しない調量弁によって調整され、その調整された燃料が燃料流入通路５１から逆止弁３５を経て燃料加圧室５０に流入する。下死点に達したプランジャ３０が再び上死点に向けて上昇すると逆止弁３５が閉じ、燃料加圧室５０の燃料圧力が上昇する。燃料加圧室５０の燃料圧力が逆止弁３７の下流側の燃料圧力よりも上昇すると各逆止弁３７が交互に開弁する。接続部材４１、４２から燃料配管を通りコモンレールに供給された燃料はコモンレールで畜圧され一定圧に保持される。そして、コモンレールから図示しないインジェクタに高圧燃料が供給される。
【００１９】
はす歯ギア２３がエンジンのクランクシャフトから駆動力を受け矢印Ａ方向に回転することにより、カムシャフト２０は矢印Ｂ方向に付勢される。カム２１がワッシャ２５に係止される構成に比べ、カム２１よりも大径の円板部２２がワッシャ２５に係止されるので、円板部２２とワッシャ２５との摺動面積が大きくなる。さらに、円板部２２はジャーナル１５で軸受けされているカムシャフト２０の被軸受部２０ａと同軸に形成されているので、円板部２２とワッシャ２５とが同じ摺動面の領域で摺動する。したがって、摺動による円板部２２の摩耗を低減することができる。
第１実施例では、カム２１に対し、はす歯ギア２３から受ける付勢力の付勢方向前方に円板部２２を配置したが、付勢方向後方に円板部２３を配置してもよい。また、カム２１の軸方向両側に円板部を配置してもよい。
【００２０】
（第２実施例）
本発明の第２実施例による燃料噴射ポンプを図３に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
第１の結合部材である軸受カバー８０はハウジング本体１１にボルト２９で結合されている。第２の結合部材であるスクリュウ８１は軸受カバー８０にねじ結合している。スクリュウ８１はカムシャフト７０を軸受けするジャーナル８２を収容している。カム２１に対し、円板部７１は、はす歯ギア２３から受ける付勢力の付勢方向前方に離隔してカムシャフト７０と一体に形成されている。円板部７１は、軸受カバー８０とスクリュウ８１との間に軸方向に形成される間隙１００に収容されている。円板部７１を挟んで、ワッシャ８３はスクリュウ８１側に取り付けられ、ワッシャ８４は軸受カバー８０側に取り付けられている。はす歯ギア２３から受ける付勢力により円板部７１はワッシャ８３に係止されている。スクリュウ８１の円板部７１側端部およびワッシャ８３は係止部材を構成している。
【００２１】
軸受カバー８０およびスクリュウ８１がハウジング本体１１と別部材であるから、ハウジング本体１１とシリンダヘッド１２、１３とを組み付けた構造体にカムシャフト２０を組み付ける前に、軸受カバー８０とスクリュウ８１との間に形成される間隙１００の軸方向の幅を、広すぎず、かつ狭すぎないように最適に調整することが容易である。したがって、クランクシャフトから受ける駆動力の反動によりはす歯ギア２３の付勢方向と反対方向にカムシャフト２０が移動しても、打音が小さくなる。また、円板部７１がワッシャ８３、８４の両方と摺動しないので、円板部７１の摩耗を低減できる。
【００２２】
ハウジング本体１１と別部材である軸受カバー８０とスクリュウ８１とが形成する間隙１００に円板部７１を収容することにより間隙１００の調整を容易にするという効果は、燃料噴射ポンプのカムシャフトをいずれの軸方向に付勢する場合においても有効である。
【００２３】
以上説明した本発明の実施の形態を示す上記複数の実施例では、はすギア歯２３から受ける付勢力により、カム２１ではなくカム２１と異なる軸方向位置に配置した円板部がワッシャに係止される。円板部とワッシャとが摺動する面積をカム２１とワッシャとが摺動する場合よりも大きくすることができるので、摺動面に加わる面圧が小さくなる。さらに、円板部はカムシャフト２０の被軸受部２０ａと同軸に配設されているので、円板部とワッシャとが同じ領域で摺動する。したがって、円板部の摩耗を低減できるので、部材寿命が延びる。
【００２４】
本発明では、はす歯でエンジンの駆動力をカムシャフトに伝達したが、エンジンの駆動力の大きさにより、ベルト等でカムシャフトに駆動力を伝達することも可能である。この場合、カムシャフトを一方に付勢する付勢手段、例えばスプリング等を配設する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による燃料噴射ポンプを示す断面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】本発明の第２実施例による燃料噴射ポンプを示す断面図である。
【符号の説明】
１０ 燃料噴射ポンプ
１１ ハウジング本体（ハウジング）
１２、１３ シリンダヘッド（ハウジング）
１４ 軸受カバー
２０、７０ カムシャフト
２１ カム
２２、７１ 円板部
２３ はす歯ギア（付勢手段）
２５ ワッシャ（係止部材）
３０ プランジャ（可動部材）
３１ スプリング
５０ 燃料加圧室
５１ 燃料流入通路
５２ 燃料吐出通路
８０ 軸受カバー（第１の結合部材）
８１ スクリュウ（第２の結合部材、係止部材）

Claims (3)

1. カムシャフトと、
   前記カムシャフトとともに回転するカムと、
   前記カムを収容し、燃料加圧室を有するハウジングと、
   前記カムにより駆動され、往復移動することより前記燃料加圧室に吸入した燃料を加圧し圧送する可動部材と、
   一方の軸方向に前記カムシャフトを付勢する付勢手段と、
   前記カムおよび前記カムシャフトが軸受けされる被軸受部とは異なる前記カムシャフトの軸方向位置に、前記被軸受部と同軸に配設されている円板部と、
   前記ハウジングと別部材であり、前記カムシャフトの一端を支持する軸受カバーと、
   前記カムシャフトを軸受けする軸受と別部材であり、前記カムシャフトが前記一方の軸方向に移動することを規制する係止部材と、
   を備え、
   前記係止部材は、前記円板部を係止することにより前記一方の軸方向への前記カムシャフトの移動を規制し、前記係止部材および前記円板部は前記軸受カバーが形成する空間に配設されていることを特徴とする燃料噴射ポンプ。
2. 前記付勢手段は前記カムシャフトとともに同軸で回転するはす歯ギアであり、前記はす歯が受ける駆動力により前記カムシャフトは回転することを特徴とする請求項１記載の燃料噴射ポンプ。
3. 前記カムに対し、前記付勢手段の付勢方向前方に前記円板部を配設していることを特徴とする請求項１または２記載の燃料噴射ポンプ。

Images