JP3859034B2 - 分配型燃料噴射ポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼル機関等に用いられる溢流式分配型燃料噴射ポンプに関するもので、詳細には、溢流弁が故障したときディーゼル機関の停止を可能とする分配型燃料噴射ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、プランジャを往復運動させる駆動機構をもった分配型燃料噴射ポンプとして、フェイスカム式、インナカム式等のものがある。このいずれの方式のものも、シリンダ内をロータが摺接しながら回転し、ロータに形成される分配ポートがシリンダの分配通路に連通したとき、プランジャによる加圧燃料が分配ポートから分配通路を経由してデリバリバルブよりディーゼル機関に供給されるようになっている。ここで、フェイスカム式分配型燃料噴射ポンプでは、前記ロータが回転運動と往復運動を行うプランジャになる。
【０００３】
このような分配型燃料噴射ポンプにおいて、燃料加圧室の加圧燃料を溢流通路から溢流可能な溢流弁が全閉する位置で故障した場合、アクセル開度に関係なく燃料噴射量が過大となり、ディーゼル機関はオーバーランが発生する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなディーゼル機関のオーバーランを防止するため、燃料加圧室に連通する吸入通路に電磁弁を設け、ディーゼル機関が所定回転数をオーバーしたことを検知して、上記電磁弁により吸入通路を閉鎖する構成の分配型燃料噴射ポンプが知られている。
【０００５】
しかしながら、このような従来の分配型燃料噴射ポンプによると、吸入通路に電磁弁を設ける必要があるため、高価になるという問題があった。
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、溢流弁の全閉故障による過大な燃料噴射を簡便にしかも確実に防止することができる分配型燃料噴射ポンプを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の分配型燃料噴射ポンプによると、プランジャによる加圧室と低圧室とを連通する第１の通路に設けられ、燃料噴射終了時、第１の通路を開にするスピル電磁弁と、スピル電磁弁の全閉故障時、プランジャによる加圧室と低圧室とを連通する第２の通路と加圧室に連通する吸入ポートとの連通を阻止する燃料供給阻止手段とを備える。このため、スピル電磁弁の弁体が全閉する位置で故障した場合、燃料の吸入が行われなくなり、燃料噴射量がゼロとなるので、ディーゼル機関のオーバーランを防止することができる。さらに燃料供給阻止手段は、第２の通路と吸入ポートとの間に設けられるハウジングと、このハウジング内に摺動可能に設けられ第２の通路と吸入ポートとを連通可能な貫通穴を有するピストンと、このピストンの外周に圧縮して装着される弾性部材とを有するので、弾性部材の弾性係数、形状あるいは外径を適当な値とすることにより、スピル電磁弁の全閉故障による過大な燃料噴射を防止することができる。したがって、簡便な構成でディーゼル機関のオーバーランを防止することができる。
【０００７】
本発明の請求項２記載の分配型燃料噴射ポンプによると、ハウジングは、ピストンの外径と略同一の内径を有する第１のハウジングと、ピストンの外径よりも大きな穴径の穴部を有する第２のハウジングとを備え、スピル電磁弁の全閉故障時、ピストンの弾性部材の装着部が第２のハウジングの穴部に位置することにより、第２の通路と吸入ポートとの連通を阻止する。このため、スピル電磁弁の全閉故障による過大な燃料噴射を確実に防止し、ディーゼル機関のオーバーランを確実に防止することができる。さらに、ハウジングを分割したので、燃料供給阻止手段の設計が容易になり、組付け工数を低減することができ、安価な燃料噴射ポンプとすることができる。
【０００８】
本発明の請求項３記載の分配型燃料噴射ポンプによると、ピストンは外周に貫通穴と連通して形成される環状溝を有するので、ピストンの周方向の移動による吸入燃料の方向付けが減少し、ピストンの周方向の位置に係わらず吸入通路が確保される。したがって、燃料が加圧室に安定して吸入される。
本発明の請求項４記載の分配型燃料噴射ポンプによると、弾性部材は開放時に外径が大きくなるＯ字型またはＣ字型の弾性リングであるので、スピル電磁弁の全閉故障による過大な燃料噴射を簡便にしかも確実に防止し、ディーゼル機関のオーバーランを簡便にしかも確実に防止することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説明する。
図１および図２は、本発明の一実施例によるフェイスカム式分配型燃料噴射ポンプの概略構成を示している。
図２に示すように、分配型燃料噴射ポンプ１は、フィードポンプ２により燃料タンクからポンプ低圧側通路に汲み上げた燃料をポンプ高圧側通路を経て低圧室としてのギャラリ５に取り込み、噴射時期と噴射量を後述するように調節した高圧燃料をデリバリバルブ７からディーゼル機関の噴射ノズルに圧送する。
【００１０】
分配型燃料噴射ポンプ１の内部は、ポンプハウジング１１に内蔵された円筒状のシリンダ１２、シリンダ１２の内周面に回動自在に嵌装されて燃料通路の切替を行なうプランジャ３６、プランジャ３６で加圧された燃料を加圧室１３から第１の通路としての溢流通路２３を経由して溢流させるスピル電磁弁１６等から構成されている。ここで、プランジャ３６は、特許請求の範囲に記載された分配部材に相当する。
【００１１】
シリンダ１２の内部には、ギャラリ５から連通路を介して加圧室１３に燃料を供給するための図１に示す吸入ポート３３と、加圧室１３で加圧された燃料を分配通路２４を経由してデリバリバルブ７に圧送するための吐出通路２２と、燃料噴射量を調節するために加圧室１３からギャラリ５に燃料を逃がす溢流通路２３とがそれぞれ設けられ、吐出通路２２と溢流通路２３とは、シリンダ内周壁面１２ａにて摺動するプランジャ３６の外周面にそれぞれ開口されている。
【００１２】
燃料を分配するプランジャ３６には、吸入ポート３３から吸入される燃料を加圧室１３に供給する吸入グルーブ３５と、加圧室１３に供給される燃料を各デリバリバルブ７に対応する吐出通路２２に分配する分配ポート２４と、加圧室１３で加圧された高圧燃料を分配ポート２４から吐出通路２２に吐出する吐出ポート３２とがそれぞれ設けられている。
【００１３】
ディーゼル機関の回転によってドライブシャフト１７が回転されると、プランジャ３６がフェイスカム４０のカムプロフィールに沿って軸方向に往復動し、これに伴いギャラリ５から図１に示す吸入通路３４、吸入ポート３３および吸入グルーブ３５を経由して加圧室１３に燃料を吸入する吸入行程と、加圧室１３から分配ポート２４、吐出ポート３２および吐出通路２２を経由してデリバリバルブ７から高圧燃料をノズルに送出する圧送行程とを繰り返し、これに同期してスピル電磁弁１６の開により加圧室１３から溢流通路２３を経由して溢流する燃料の溢流時期の調整、すなわち燃料噴射量の制御がなされる。ここで、吸入通路３４は、特許請求の範囲に記載された第２の通路に相当する。
【００１４】
そして、図１に示すように、ポンプハウジング１１には、燃料供給阻止手段としての燃料供給停止部材５０が取り付けられている。ここで、ポンプハウジング１１は特許請求の範囲に記載された第１のハウジングに相当する。図１において、プランジャ３６の加圧室１３に吸入グルーブ３５を介して燃料を供給する吸入ポート３３がシリンダ１２に開口され、この吸入ポート３３は、燃料供給停止部材５０の後述するピストン５４に形成されるピストン通路５１に連通される。
【００１５】
燃料供給停止部材５０は、ポンプハウジング１１と、ピストン５４と、弾性部材としてのＯリング５３と、第２のハウジングとしてのプラグ５５とから構成されている。
ポンプハウジング１１には、プランジャ３６の軸中心と垂直な仮想平面上にピストン穴１１ａが形成され、このピストン穴１１ａは吸入ポート３３と吸入通路３４とを連通している。
【００１６】
ピストン５４は、ピストン穴１１ａの内径と略同一の外径を有しており、ポンプハウジング１１にピストン穴１１ａの内部を摺動可能に嵌挿されている。またピストン５４は、軸方向にピストン５４の下部の開口穴５１ａから略中央部まで形成されるピストン通路５１と、径方向にピストン５４の略中央部に貫通して形成されるピストン通路５２と、ピストン５４の外周に形成され、周方向にピストン通路５２の一方の開口と他方の開口とを連続させる環状溝５２ａとを有している。環状溝５２ａは、ピストン通路５１および５２と開口穴５１ａとを介して吸入ポート３３に連通している。また環状溝５２ａは、後述するように、燃料供給停止部材５０の非作動状態において、吸入通路３４と連通し、吸入ポート３３と吸入通路３４とが連通される。ここで、ピストン通路５１および５２は、特許請求の範囲に記載された貫通穴に相当する。
【００１７】
Ｏリング５３は、開放時に外径が大きくなる弾性体であって、ポンプハウジング内壁１１ａの内径およびピストン５４の外径よりも大きな外径を有しており、ピストン５４に形成された溝部５４ａに圧縮して装着されている。
プラグ５５は、ピストン５４の外径よりも大きな内径の穴部５６を有しており、ポンプハウジング１１にピストン穴１１ａをシールするように取り付けられている。このため、ポンプハウジング１１のピストン穴１１ａの開口部には段差部５７が形成される。
【００１８】
次に、上記のように構成された燃料供給停止部材５０の作動について、スピル電磁弁１６の正常作動時と全閉故障時とに分けて図３および図４を用いて説明する。
(1) スピル電磁弁正常作動時
スピル電磁弁１６が正常に作動しているとき、燃料の吸入行程と圧送行程とに同期してスピル電磁弁１６が開弁することにより、加圧室１３から溢流通路２３を経由して燃料が溢流され、燃料噴射量が調量される。このため、吸入ポート３３および吸入通路３４には溢流燃料の作用はなく、図３に示すように、ピストン５４はポンプハウジング１１のピストン穴１１ａに挿入された状態を維持し、燃料供給停止部材５０は作動しない。したがって、ピストン通路５１および５２を介して吸入ポート３３と吸入通路３４とは連通している。
【００１９】
(2) スピル電磁弁全閉故障時
スピル電磁弁１６が全閉する位置で故障したとき、スピル電磁弁１６から燃料が溢流されないため、燃料は吸入グルーブ３５から吸入ポート３３に溢流される。このとき、吸入ポート３３の内部にはジェット噴流すなわちスピル圧が作用する。このスピル圧により、ピストン５４は図３の上方向すなわちプラグ５５側に移動する。そして、ピストン５４のＯリング５３の装着部分がプラグ５５の穴部５６に達したとき、図４に示すように、それまで圧縮されていたＯリング５３は開放され、径方向に拡がり、外径が大きくなる。このため、Ｏリング５３が段差部５７に引掛かり、ピストン５４は図４に示す位置より下方向には下がらなくなる。これにより、ピストン通路５１および５２と吸入通路３４とは連通しなくなり、吸入ポート３３と吸入通路３４とも連通しなくなる。したがって、燃料の吸入が行われなくなり、燃料噴射量がゼロとなるので、ディーゼル機関のオーバーランを防止することができる。
【００２０】
以上説明したように、本実施例の分配型燃料噴射ポンプ１は、吸入ポート３３と吸入通路３４との間に燃料供給停止部材５０を配置し、スピル電磁弁１６の全閉故障時、吸入ポート３３の内部に発生するスピル圧を利用して吸入ポート３３と吸入通路３４との連通を阻止する構成としたので、スピル電磁弁１６の全閉故障による過大な燃料噴射を簡便にしかも確実に防止することができ、ディーゼル機関のオーバーランを防止することができる。さらに燃料供給停止部材５０は、ポンプハウジング１１と、ピストン５４と、Ｏリング５３と、プラグ５５とから構成されており、簡便な構成であるため、設計が容易であり、組付け工数を低減することができるので、安価な燃料噴射ポンプとすることができる。さらにまた、ピストン５４の外周にピストン通路５２と連通する環状溝５２ａを形成したので、ピストン５４の周方向の移動による吸入燃料の方向性が少ない。このため、ピストン５４の周方向の位置に係わらず吸入通路が確保される。したがって、燃料が加圧室１３に安定して吸入される。
【００２１】
本発明では、弾性部材としてＣリングを用いてもよいのはもちろんのことである。
本実施例では、プランジャ３６の軸中心と垂直な仮想平面上にピストン穴１１ａを形成したが、本発明では、プランジャの軸中心と平行にピストン穴を形成してもよい。
【００２２】
また本実施例では、フェイスカム式分配型燃料噴射ポンプについて説明したが、本発明では、インナカム式分配型燃料噴射ポンプに応用することも可能である。
本発明では、弾性部材の形状を変えたり、弾性部材の弾性係数あるいは外径を適当な値とすることにより、様々な分配型燃料噴射ポンプに適合させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による分配型燃料噴射ポンプを示すものであって、図２のＩ−Ｉ線断面図である。
【図２】本発明の一実施例による分配型燃料噴射ポンプを示す断面図である。
【図３】本発明の一実施例のスピル電磁弁正常作動時の燃料供給停止部材を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施例のスピル電磁弁全閉故障時の燃料供給停止部材を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 分配型燃料噴射ポンプ
２ フィードポンプ
５ ギャラリ（低圧室）
１１ ポンプハウジング（第１のハウジング）
１１ａ ピストン穴
１２ シリンダ
１３ 加圧室
１６ スピル電磁弁
２２ 吐出通路
２３ 溢流通路（第１の通路）
２４ 分配ポート
３３ 吸入ポート
３４ 吸入通路（第２の通路）
３５ 吸入グルーブ
３６ プランジャ（分配部材）
５０ 燃料供給停止部材（燃料供給阻止手段）
５１、５２ ピストン通路（連通穴）
５２ａ 環状溝
５３ Ｏリング（弾性部材）
５４ ピストン
５５ プラグ（第２のハウジング）
５６ 穴部

Claims (4)

1. プランジャの往復運動および分配部材の回転運動により燃料を圧送し分配する分配型燃料噴射ポンプにおいて、
   プランジャによる加圧室と低圧室とを連通する第１の通路に設けられ、燃料噴射終了時、前記第１の通路を開にするスピル電磁弁と、
   前記プランジャによる加圧室と前記低圧室とを連通する第２の通路と前記加圧室に連通する吸入ポートとの間に設けられるハウジングと、前記ハウジング内に摺動可能に設けられ前記第２の通路と前記吸入ポートとを連通可能な貫通穴を有するピストンと、前記ピストンの外周に圧縮して装着される弾性部材とを有し、前記スピル電磁弁の全閉故障時、前記第２の通路と前記吸入ポートとの連通を阻止する燃料供給阻止手段と、
   を備えることを特徴とする分配型燃料噴射ポンプ。
2. 前記ハウジングは、前記ピストンの外径と略同一の内径を有する第１のハウジングと、前記ピストンの外径よりも大きな穴径の穴部を有する第２のハウジングとを備え、
   前記スピル電磁弁の全閉故障時、前記ピストンの前記弾性部材の装着部が前記第２のハウジングの前記穴部に位置することにより、前記第２の通路と前記吸入ポートとの連通を阻止することを特徴とする請求項１記載の分配型燃料噴射ポンプ。
3. 前記ピストンは、前記貫通穴と連通して形成される環状溝を外周に有することを特徴とする請求項１または２記載の分配型燃料噴射ポンプ。
4. 前記弾性部材は、開放時に外径が大きくなるＯ字型またはＣ字型の弾性リングであることを特徴とする請求項１、２または３記載の分配型燃料噴射ポンプ。

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