JP3871031B2 - 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。）の燃料噴射ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばディーゼルエンジンなどに燃料を供給するシステムとしてコモンレール式の燃料噴射システムが公知である。このコモンレール式の燃料噴射システムは燃料噴射ポンプを備えており、燃料噴射ポンプでは駆動軸の回転にともない可動部材としてのプランジャが往復駆動され、加圧室に吸入された燃料がプランジャにより加圧される。加圧された燃料は所定の圧力に達すると、加圧室からコモンレールへ吐出される。
【０００３】
上記のような燃料噴射ポンプの場合、プランジャとともに加圧室を形成しているハウジングに加圧室へ燃料を供給する給送ポンプが設けられている。給送ポンプは、プランジャを往復駆動する駆動軸の端部に設けられ、駆動軸の回転にともなって駆動される。これにより、燃料タンクに蓄えられている燃料は加圧室へ給送される。
【０００４】
従来の燃料噴射ポンプの場合、燃料に含まれている異物は、燃料タンクに設置されている燃料フィルタにより除去される。一方、燃料タンクから給送ポンプまでの燃料配管から発生する異物ならびに燃料フィルタ自体から発生する異物は、燃料噴射ポンプのハウジングの燃料入口側に設置されたフィルタ部材により給送ポンプへ流入する前に除去が図られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、燃料噴射ポンプの形状から、燃料噴射ポンプのハウジングにはフィルタ部材を設置するための十分な空間が確保されていない。そのため、フィルタ部材を小型にする必要があり、かつフィルタ部材による燃料の圧力損失を低減するため、メッシュの大きなフィルタ部材が使用されている。フィルタ部材のメッシュが大きくなると、微小な異物を除去することができず、異物の捕集効率を高めることができない。フィルタ部材を通過した異物が燃料噴射ポンプの各部に形成されている摺動部に侵入すると、摺動部の円滑な作動が阻害され、燃料噴射ポンプの流量の高精度な調整が困難になるおそれがある。
また、従来、フィルタ部材は例えば燃料噴射ポンプのハウジングなどに形成されている通路中に設けられているため、通路中のフィルタ部材を交換することは困難であるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、圧力損失を招くことなく微小な異物が除去され、高精度の流量制御が可能であり、かつフィルタ部材の交換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記載の燃料噴射ポンプによると、給送ポンプを収容するケーシングは、ハウジングに設けられ、給送ポンプの反駆動軸側にフィルタ収容部を有している。給送ポンプの反駆動軸側には、十分な空間があるため、フィルタ収容部ならびにフィルタ収容部に収容されるフィルタ部材を大型化することができる。これにより、給送ポンプへ流れる燃料の流路の面積が拡大され、フィルタ部材のメッシュが小さな場合でも燃料の圧力損失は低減される。したがって、メッシュの小さなフィルタ部材を用いることができ、圧力損失を招くことなく燃料に含まれる微小な異物を除去することができる。そのため、摺動する各部への異物の侵入が防止され、燃料噴射ポンプから吐出される燃料の流量を高精度に制御することができる。
また、ケーシングの反駆動軸側には取り外し可能なカバーが設けられている。そのため、カバーを取り外すことによりフィルタ収容部に収容されているフィルタ部材を容易に交換することができる。
【０００８】
本発明の請求項２記載の燃料噴射ポンプによると、フィルタ部材の外径はフィルタ収容部に燃料が導入される燃料インレットの内径よりも大きい。そのため、燃料の流路はフィルタ部材で拡大し、フィルタ収容部における燃料の圧力損失が低減される。したがって、フィルタ収容部にメッシュの小さなフィルタ部材を設けることができる。
【０００９】
本発明の請求項３記載の燃料噴射ポンプによると、ポンプ収容部の内径とフィルタ収容部の内径とは概ね同一である。ポンプ収容部の内径は、給送ポンプの外径よりやや大きく形成されているため、フィルタ収容部の内径は給送ポンプの外径と同程度まで拡大することができる。そのため、フィルタ収容部における燃料の流路を拡大することができ、燃料の圧力損失を低減することができる。したがって、フィルタ収容部にメッシュの小さなフィルタ部材を設けることができる。
【００１０】
本発明の請求項４記載の燃料噴射ポンプによると、ケーシングは筒状の本体が仕切部によりポンプ収容部とフィルタ収容部とに仕切られている。そのため、構造が簡単であり、ハウジングへの組み付けならびにフィルタ部材の組み付けを容易にすることができる。
【００１１】
本発明の請求項５記載の燃料噴射ポンプによると、仕切部には連通孔が形成されている。そのため、フィルタ収容部に流入した燃料はフィルタ部材により異物が除去された後、給送ポンプへ流入する。したがって、燃料に含まれる微小な異物を確実に除去することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す一実施例を図面に基づいて説明する。
本発明の一実施例による燃料噴射ポンプを図１に示す。本実施例による燃料噴射ポンプは、コモンレール式の燃料噴射システムに適用される。
図１に示すように、燃料噴射ポンプ１のハウジングは、ハウジング本体１０、ハウジングカバー２０およびシリンダヘッド３０とを有する。ハウジング本体１０およびハウジングカバー２０はアルミニウムから形成されている。シリンダヘッド３０は鉄から形成されており、内部にはシリンダ３１が形成されている。シリンダ３１には、可動部材としてのプランジャ４１が往復移動可能に収容されている。シリンダヘッド３０にはシリンダ３１の端部を封止する逆止弁３２が設置されており、逆止弁３２は封止部材３３によりシリンダヘッド３０に固定されている。シリンダヘッド３０の内周面と、逆止弁３２の端面と、プランジャ４１の端面とにより加圧室３４が形成されている。
【００１３】
駆動軸２はジャーナル２１を介してハウジングカバー２０およびハウジング本体１０に回転可能に支持されている。ハウジングカバー２０と駆動軸２との間はオイルシール２２によりシールされている。図２に示すように、駆動軸２には断面が円形状のカム５１が偏心して一体に形成されている。なお、図２は図１に示す燃料噴射ポンプを９０°回転させた状態、すなわち駆動軸２に垂直な断面においてプランジャ４１とカム５１との摺動部付近を示す図である。図１に示すように、プランジャ４１は駆動軸２を挟んで一対で配置されている。図２に示すように、カムリング５２は外径が四角形状に形成されており、カムリング５２とカム５１との間にカムリング５２およびカム５１の双方と摺動可能なブッシュ５３が介在している。プランジャ４１と対向するカムリング５２の外周面５２ａとプランジャ４１の端面４１ａとは平面状に形成され、互いに接触し摺動部を形成している。ハウジングを構成するハウジング本体１０、ハウジングカバー２０およびシリンダヘッド３０の内部は燃料である軽油により満たされており、カムリング５２とプランジャ４１とにより形成される摺動部は燃料による潤滑が図られている。
【００１４】
プランジャ４１は、駆動軸２の回転にともないカムリング５２を介してカム５１により往復駆動され、図示しない燃料流入通路から逆止弁３２を通り加圧室３４へ吸入された燃料を加圧する。逆止弁３２は弁部材３２１を有し、加圧室３４から燃料流入通路へ燃料が逆流することを防止する。図示しない燃料流入通路はハウジング本体１０およびシリンダヘッド３０の内部に形成され、一方の端部が逆止弁３２を介して加圧室３４に連通し、他方の端部が給送ポンプ６０に連通している。加圧室３４と給送ポンプ６０とを連通する燃料流入通路の途中には、図示しない調量弁が設置されている。調量弁は、加圧室３４から図示しないコモンレールへ吐出される燃料が所定の流量となるように加圧室３４へ供給される燃料の流量を調整する。調量弁としては、コイルに印加される電流値に応じて弁体が駆動され、弁体が移動することにより燃料が流れる流路の面積が変化するスプール弁が用いられる。
【００１５】
スプリング４２はカムリング５２方向へプランジャ４１を付勢している。カムリング５２は、カム５１の回転にともないカム５１と摺動しながら自転することなく公転する。これにより、摺動部を形成するカムリング５２とプランジャ４１とは図２の左右方向へ往復移動しながら摺動するとともに、プランジャ４１はシリンダ３１の内部を上下方向へ往復移動する。
【００１６】
シリンダヘッド３０には、図示しない燃料吐出通路が形成されている。燃料吐出通路は加圧室３４から図１の紙面前方または後方へ伸びて形成されている。燃料吐出通路は一方の端部が加圧室３４に連通し、他方の端部が図示しないコモンレールに連通している。燃料吐出通路には図示しない逆止弁が設置されており、逆止弁は加圧室３４内の燃料の圧力が所定の圧力に達すると開弁し加圧室３４からコモンレールへの燃料の流れを開放するとともに、コモンレール側から加圧室３４への燃料の逆流を防止する。
【００１７】
駆動軸２の一方の端部には、給送ポンプ６０が設けられている。給送ポンプ６０はインナロータ６１およびアウタロータ６２を有している。インナロータ６１およびアウタロータ６２は相対回転可能に設けられており、インナロータ６１が駆動軸２とともに回転することにより図示しない燃料タンクから加圧室３４へ燃料が供給される。駆動軸２の他方の端部には伝達部２ａが形成されており、エンジンから伝達部２ａへ伝達された駆動力により駆動軸２は回転駆動される。
【００１８】
給送ポンプ６０は、ハウジング本体１０に着脱可能に設けられているケーシング７０に収容されている。ケーシング７０にはポンプ収容部８１が形成されており、ポンプ収容部８１に給送ポンプ６０のインナロータ６１およびアウタロータ６２が収容されている。ケーシング７０および給送ポンプ６０とハウジング本体１０との間にはブッシュ１１が設置されており、ハウジング本体１０と給送ポンプ６０との間から燃料が漏出するのを防止している。
【００１９】
ケーシング７０は概ね円筒形状に形成されている。ケーシング７０は筒状の本体７１を有しており、本体７１には内部を仕切る仕切部７２が形成されている。すなわち、ケーシング７０は図１に示すように軸方向に沿った断面が概ねＨ字形状となる。ケーシング７０の駆動軸２側すなわちハウジング本体１０側の空間は上述のように給送ポンプ６０が収容されるポンプ収容部８１となる。一方、ケーシング７０の反駆動軸側すなわちハウジング本体１０とは反対側の空間はフィルタ部材３が収容されるフィルタ収容部８２となる。仕切部７２には給送ポンプ６０の燃料入口に連通する連通孔７３が形成されており、連通孔７３はフィルタ収容部８２とポンプ収容部８１とを連通している。本体７１の内径は軸方向に沿ってほぼ同一に形成されているため、ポンプ収容部８１の内径とフィルタ収容部８２の内径とは概ね同一である。
【００２０】
ケーシング７０に形成されているフィルタ収容部８２の反駆動軸側の端部には、フィルタ収容部８２を閉塞するカバー７４が設けられている。カバー７４は、ケーシング７０の反駆動軸側の端部に着脱可能に設けられている。カバー７４はケーシング７０の外形に対応する円板状に形成されており、フィルタ収容部８２に連通する燃料インレット７５が形成されている。燃料インレット７５は、反フィルタ収容部側の端部が図示しない燃料タンクに連通しており、燃料タンクに蓄えられている燃料は燃料インレット７５からフィルタ収容部８２へ流入する。燃料インレット７５は、フィルタ収容部８２に連通する位置であればカバー７４のいずれの位置に形成してもよい。
【００２１】
燃料インレット７５は図示しない燃料タンクと燃料噴射ポンプ１とを接続する図示しない燃料供給路と接続され、燃料インレット７５の内径と図示しない燃料供給路の内径とは概ね同一である。一方、上述のようにフィルタ収容部８２の内径はポンプ収容部８１の内径と概ね同一であるため、燃料インレット７５の流路面積とフィルタ収容部８２の流路面積とを比較すると、フィルタ収容部８２の流路面積は大きくなる。
【００２２】
カバー７４は、例えばボルトなどの固定部材７６によりケーシング７０に固定されている。図３に示すようにケーシング７０には、取付部７７が形成されており、取付部７７に固定部材７６を取り付けることができる。これにより、カバー７４はケーシング７０に容易に脱着することができる。したがって、フィルタ収容部８２に収容されているフィルタ部材３は容易に交換することができる。
【００２３】
ポンプ収容部８１には給送ポンプ６０が収容されており、給送ポンプ６０のアウタロータ６２とケーシング７０の内壁との間には所定のクリアランスが形成されている。フィルタ収容部８２にはフィルタ部材３が収容されている。フィルタ部材３は、ケーシング７０の内壁との間の隙間が小さくなるように密に設置されている。フィルタ部材３は、フィルタ収容部８２の形状に合わせて円柱状に形成されている。フィルタ部材３は、燃料タンクよりも燃料噴射ポンプ１側の配管、あるいは燃料タンクに設置されている図示しない燃料フィルタから発生した異物などを除去する。フィルタ部材３は、例えばろ紙、繊維塊あるいは金属製の網などから形成されている。
【００２４】
次に、燃料噴射ポンプ１の作動について簡単に説明する。
駆動軸２の回転にともない給送ポンプ６０のインナロータ６１が回転し、インナロータ６１とアウタロータ６２とが相対的に回転することにより、給送ポンプ６０が駆動される。給送ポンプ６０が駆動されることにより、燃料タンクに蓄えられている燃料は、図示しない燃料供給路を経由して燃料インレット７５からフィルタ部材３が収容されているフィルタ収容部８２へ吸入される。フィルタ収容部８２へ吸入された燃料は、フィルタ部材３を通過し異物が除去された後、連通孔７３を経由して給送ポンプ６０へ流入する。給送ポンプ６０では、インナロータ６１とアウタロータ６２との相対的な回転により燃料が加圧される。給送ポンプ６０で加圧された燃料は、ハウジング本体１０およびシリンダヘッド３０に形成されている図示しない燃料流入通路を経て加圧室３４へ供給される。給送ポンプ６０と加圧室３４との間には図示しない調量弁が設置されており、加圧室３４へ流入する燃料の流量は調量弁により調整される。
【００２５】
調量弁を通過した燃料は、駆動軸２の回転にともないプランジャ４１がシリンダ３１内を下降することにより加圧室３４へ吸入される。そして、プランジャ４１がシリンダ３１内を上昇することにより加圧室３４の燃料は加圧される。加圧室３４の燃料が所定の圧力に達すると、加圧室３４に連通する図示しない燃料吐出通路の逆止弁が開弁し、加圧室３４の燃料は図示しないコモンレールへ吐出される。コモンレールでは燃料噴射ポンプ１から供給された圧力変動を含む燃料が蓄圧状態で一定圧力に保持される。コモンレールに蓄えられている燃料は、図示しないインジェクタへ供給され、インジェクタからエンジンの各気筒へ噴射される。
【００２６】
以上説明したように、本発明の一実施例による燃料噴射ポンプ１によると、ハウジング本体１０の給送ポンプ６０の反駆動軸側にはケーシング７０が設けられ、ケーシング７０にはフィルタ部材３を収容するフィルタ収容部８２が形成されている。これにより、フィルタ収容部８２の内径を給送ポンプ６０を収容するポンプ収容部８１の内径と概ね同一にすることができ、フィルタ収容部８２においてフィルタ部材３を通過する燃料の流路面積を拡大することができる。その結果、フィルタ収容部８２における燃料の圧力損失が低減されるため、メッシュの小さなフィルタ部材３を用いることができ、燃料に含まれる異物を燃料噴射ポンプ１の駆動部分に侵入する前に除去することができる。これにより、例えば調量弁の摺動部、カムリング５２とプランジャ４１との間の摺動部など燃料噴射ポンプ１の複数の位置に形成される摺動部に異物が侵入することが防止される。したがって、摺動部の円滑な作動を確保することができ、流量制御の精度を高め、燃料噴射ポンプ１の信頼性を向上することができる。
【００２７】
また、本発明の一実施例では、カバー７４はケーシング７０から容易に脱着することができるため、フィルタ収容部８２に収容されているフィルタ部材３を容易に交換することができる。
さらに、ケーシング７０の本体７１を仕切部７２で仕切ることにより、単一のケーシング７０で給送ポンプ６０が収容されるポンプ収容部８１ならびにフィルタ部材３が収容されるフィルタ収容部８２を形成することができる。したがって、構造が簡単であり、部品点数の増大もなく、取り扱いを容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による燃料噴射ポンプを示す模式的な断面図である。
【図２】本発明の一実施例による燃料噴射ポンプのプランジャとカムリングとの摺動部付近を示す模式的な断面図であって、駆動軸に垂直な断面を示す図である。
【図３】図１のIII−III線で切断した断面図である。
【符号の説明】
１ 燃料噴射ポンプ
２ 駆動軸
３ フィルタ部材
１０ ハウジング本体（ハウジング）
２０ ハウジングカバー（ハウジング）
３０ シリンダヘッド（ハウジング）
３１ シリンダ
３４ 加圧室
４１ プランジャ（可動部材）
５１ カム
５２ カムリング
６０ 給送ポンプ
６１ インナロータ
６２ アウタロータ
７０ ケーシング
７１ 本体
７２ 仕切部
７３ 連通孔
７４ カバー
７５ 燃料インレット
８１ ポンプ収容部
８２ フィルタ収容部

Claims (5)

1. シリンダを有するハウジングと、
   前記シリンダに往復移動可能に収容され、前記ハウジングとともに加圧室を形成し、前記加圧室に吸入された燃料を加圧する可動部材と、
   伝達された駆動力により回転し前記可動部材を駆動する駆動軸と、
   前記駆動軸の一方の端部に設けられ、前記駆動軸の回転にともなって前記加圧室に燃料を供給する給送ポンプと、
   前記ハウジングに設けられ、前記給送ポンプを収容するポンプ収容部、ならびに前記ポンプ収容部の反駆動軸側に形成されているフィルタ収容部を有するケーシングと、
   前記フィルタ収容部に連通する燃料インレットが形成され、前記フィルタ収容部の反駆動軸側の端部を閉塞して前記ケーシングに設けられているカバーと、
   前記フィルタ収容部に収容されているフィルタ部材と、
   を備えることを特徴とする燃料噴射ポンプ。
2. 前記フィルタ部材の外径は、前記燃料インレットの内径よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射ポンプ。
3. 前記ポンプ収容部の内径と前記フィルタ収容部の内径とは、概ね同一であ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。
4. 前記ケーシングは、筒状の本体と、前記本体の内部を軸方向に前記ポンプ収容部および前記フィルタ収容部に仕切る仕切部とを有することを特徴とする請求項１、２または３記載の燃料噴射ポンプ。
5. 前記仕切部には、前記ポンプ収容部と前記フィルタ収容部とを連通する連通孔が形成されていることを特徴とする請求項４記載の燃料噴射ポンプ。

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