JP3900505B2 - 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分配型の燃料噴射ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプとしては、駆動軸と、駆動軸と一緒に回転しかつ軸方向に往復運動するポンプ分配部材と、駆動軸をポンプ分配部材に結合する十字形のカップリングとを備えたディーゼル機関用の分配型燃料噴射ポンプが知られている。
【０００３】
駆動軸の出力側とポンプ分配部材の入力側とには、互いに向かい合った各一対の爪が形成されており、これらの爪の間にカップリングが設けられている。つまり、駆動トルクを駆動軸の爪からポンプ分配部材のへ伝達するカップリングの十字片が軸方向運動自在に駆動軸の爪とポンプ分配部材の爪との間に配置されている。このため、このカップリングによれば、駆動軸とポンプ分配部材とを軸回りに一体に回転可能に結合することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した燃料噴射ポンプは良好に作動する。しかし、ポンプ分配部材の圧送時、カップリングの十字片が、ポンプ分配部材の爪によって連行され、圧送終了時その慣性のためにポンプ分配部材の爪に対して余分に運動し、駆動軸の出力側の端面に繰返し衝突する場合がある。このため、ポンプの高回転域で聞こえる程度のカップリング異音（ラッセル音）が発生する恐れがある。近年、車両の品質の向上に伴い静粛性に対する要求が高まってきており、上記の異音の対策として、駆動軸にカップリングの衝突の際の衝撃を緩和する圧縮コイルバネを設けた燃料噴射ポンプが特公平６−１０６５号公報に開示されている。
【０００５】
しかしながら、特公平６−１０６５号公報に開示される燃料噴射ポンプでは、圧縮コイルバネの設計条件により圧縮コイルバネの突出長を比較的大きくすることができないため、カップリングが駆動軸に衝突するときのエネルギを減衰することはできても衝突そのものを回避することはできない。このため、カップリングの着座音の低減効果が低いという問題があった。また衝突後、カップリングが軸方向に自由となるために、圧縮コイルバネによりカップリングがポンプ分配部材方向に強く押し戻される。すると、駆動軸とカップリングとの間で急激な圧力低下が起こってキャビティが発生し、カップリングの駆動軸側端面にエロージョンによる不具合、すなわちカップリングの端面の一部が剥離するという問題があった。
【０００６】
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、カップリングの着座音の発生を良好に抑制することのできる燃料噴射ポンプを提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、カップリング端面のエロージョンの発生を防止することのできる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、駆動軸の回転力の出力側の端面から所定長ポンプ分配部材の軸方向に突出し、カップリングの前記駆動軸側への移動を規制する音低減部材を駆動軸の出力側の端面に軸方向に形成される切欠内に配置するので、ポンプ分配部材の圧送終了時、カップリングは音低減部材に着座する。このため、カップリングが駆動軸に着座するのを防止することができる。したがって、カップリングの着座音は間接的に駆動軸に伝達されるので、カップリングの着座音の発生を良好に抑制することができる。
【０００８】
さらに、本発明の請求項１記載の燃料噴射ポンプによると、駆動軸の出力側の端面に軸方向に形成される切欠の底部と音低減部材との間に緩衝部材を配置するので、カップリングの着座音が駆動軸に伝達されるのを低減することができる。したがって、カップリングの着座音の発生をさらに抑制することができる。
本発明の請求項２または３記載の燃料噴射ポンプによると、駆動軸の出力側の端面の切欠を形成する内壁と音低減部材との間に隙間を有するので、切欠の底部と音低減部材または緩衝部材とで形成される空間の容積変化により、カップリングが音低減部材に衝突するときのエネルギを減衰することができる。したがって、カップリングの着座音の発生をさらに抑制することができる。さらに、カップリングと音低減部材との衝突後、カップリングがポンプ分配部材方向に押し戻される力は比較的弱くなる。したがって、カップリング端面のエロージョンの発生を防止することができる。
【０００９】
本発明の請求項４記載の燃料噴射ポンプによると、駆動軸の出力側の端面の切欠を形成する内壁と音低減部材との間の隙間の間隔は１０〜５０μｍの範囲であるので、カップリングが音低減部材に衝突するときのエネルギを効果的に減衰することができる。したがって、カップリングの着座音の発生を効果的に抑制することができ、且つカップリング端面のエロージョンの発生を効果的に防止することができる。
【００１０】
【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。
（第１実施例）
図１〜図３は、本発明の第１実施例を表わす分配型燃料噴射ポンプの概略構成を示している。第１実施例の燃料噴射ポンプは、ローラと接触しているフェイスカムが回転するときに、その表面の端面カムの波形によってプランジャに往復運動を与えて、燃料を噴射ノズルに分配して供給する形式のものである。
【００１１】
図１に示すように、燃料噴射ポンプ１は、フィードポンプ３２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ギャラリ３５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３７からディーゼル機関の噴射ノズルに圧送する。
燃料噴射ポンプ１のポンプハウジング１１の内部には、駆動軸としてのドライブシャフト２が回転自在に支承されており、ドライブシャフト２は、カップリング３を介して、ポンプ分配部材としてのディスク状のフェイスカム４に連結されている。このフェイスカム４は、ポンプハウジング１１に内蔵された円筒状のシリンダ５の内部に滑動可能に案内されたプランジャ６に結合されることにより、プランジャ６と共に移動するように１ユニットを形成している。よって、フェイスカム４およびプランジャ６は、一体となって回転しかつ往復動する。また、プランジャ６で加圧された燃料を加圧室３３から溢流通路４３を経由して溢流させるスピル電磁弁３６が燃料噴射ポンプ１の内部に設けられている。
【００１２】
フェイスカム４は、機関の気筒数に相当する数の端面カムを有しており、ポンプハウジング１１に固定されたローラリング７の内部に保持されたローラ８に接している。このフェイスカム４は、ヨーク３１を介してプランジャスプリング９によって付勢されて、ローラ８に圧着されている。
図２に示すように、ドライブシャフト２の出力側の端部にはフランジ３８が設けられており、ドライブシャフト２の出力側の端面２４には軸方向に切欠２０が形成されている。この切欠２０はフェイスカム４側で大径に形成されており、切欠２０には、緩衝部材としての円板状の金属製シム１２が挿入され、さらに音低減部材としての円筒状の金属製カップ１３が挿入されている。したがって、シム１２は切欠２０の底部２１とカップ１３との間に配置されており、シム１２と切欠２０の底部２１とで空間２３が形成されている。また、カップ１３は、ドライブシャフト２の出力側の端面２４から所定長だけフェイスカム４側に軸方向に突出している。なお、カップ１３と切欠２０を形成する内壁２２との間には間隔Ｌ＝１０〜５０μｍの隙間２５が形成されている。
【００１３】
そして、このカップ１３のフェイスカム４側の端部１３ａには、カップリング３が圧接されている。したがって、フェイスカム４およびプランジャ６の往復運動時、カップリング３が後述するフェイスカム４の爪１４により軸方向に往復連行され、続いてカップリング３がドライブシャフト２の端面２４へ向かって移動したとき、カップリング３はカップ１３の端部１３ａに着座する。また、カップリング３がカップ１３の端部１３ａに着座したとき、カップ１３とシム１２とが切欠２０の底部２１に向かって移動する。したがって、このとき空間２３の容積は、カップリング３がカップ１３の端部１３ａに着座する前に比べて減少する。また、カップリング３がカップ１３の端部１３ａに着座した後、カップリング３がフェイスカム４の方向に押し戻される力は比較的弱くなる。
【００１４】
カップリング３は、ドライブシャフト２からフェイスカム４およびプランジャ６への回転駆動力の伝達のために使用されるものである。ドライブシャフト２とフェイスカム４との間に配置された十字状のカップリング３は、その周面に均一に分配された４つの所定幅の溝を備えており、これらの４つの溝には、ドライブシャフト２のフランジ３８から軸平行に突起した爪１５と、フェイスカム４から軸平行に突起した爪１４とが係合している。このため、カップリング３は、ドライブシャフト２とフェイスカム４とを軸回りに一体に回転可能に接続している。
【００１５】
図１および図３に示すように、シリンダ５の内部には、ギャラリ３５から連通路を介して加圧室３３に燃料を供給するための吸入ポート７３、加圧室３３で加圧された燃料を分配通路４４を経由してデリバリバルブ３７に圧送するための吐出通路４２、燃料噴射量を調節するために加圧室３３からギャラリ３５に燃料を逃がす溢流通路４３がそれぞれ設けられ、これらの通路４２、４３は、シリンダ内周壁面５０にて摺動するプランジャ６の外周面にそれぞれ開口されている。
【００１６】
燃料を分配するプランジャ６には、加圧室３３に供給される燃料を各デリバリバルブ３７に対応する吐出通路４２に分配する分配ポート４４、加圧室３３で加圧された高圧燃料を分配ポート４４から吐出通路４２に吐出する吐出ポート５２がそれぞれ設けられている。
図３に示すように、ポンプハウジング１１には、燃料温度センサ７２が取り付けられている。プランジャ６の加圧室３３に燃料を供給する吸入ポート７３がシリンダ５に開口され、この吸入ポート７３は、ポンプハウジング１１に形成される吸入通路７４に連通されている。この吸入通路７４の途中に形成される室７５の燃料の温度を燃料温度センサ７２が検知する。
【００１７】
次に、上記のように構成された第１実施例の燃料噴射ポンプ１の作動について説明する。
ディーゼル機関の回転によってドライブシャフト２が回転されると、プランジャ６がフェイスカム４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３５から吸入通路７４、吸入ポート７３を経由して加圧室３３に燃料を吸入する吸入行程と、加圧室３３から分配ポート４４、吐出ポート５２、吐出通路４２を経由してデリバリバルブ３７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３６の開により加圧室３３から溢流通路４３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。
【００１８】
第１実施例の燃料噴射ポンプ１では、フェイスカム４の往復運動時にカップリング３が軸方向に連行され、遊びの終りでドライブシャフト２の端面２４に向かって運動したとき、カップリング３はカップ１３の端部１３ａに着座し、カップ１３はカップリング３が端面２４に着座するのを防止する。したがって、カップリング３の着座音は間接的にドライブシャフト２に伝達されるので、カップリング３の着座音の発生を良好に抑制することができる。
【００１９】
また第１実施例では、カップリング３がカップ１３の端部１３ａに着座したとき、カップ１３とシム１２とが切欠２０の底部２１に向かって移動し、空間２３の容積がカップリング３がカップ１３の端部１３ａに着座する前に比べて減少するので、カップリング３がカップ１３に衝突するときのエネルギを減衰することができる。したがって、カップリング３の着座音の発生をさらに抑制することができる。さらに、カップリング３とカップ１３との衝突後、カップリング３がフェイスカム４の方向に押し戻される力は比較的弱くなる。したがって、カップリング３のカップ１３側の端面のエロージョンの発生を防止することができる。
【００２０】
さらに第１実施例では、カップリング３の着座音がドライブシャフト２に伝達されるのをシム１２により抑制することができる。したがって、カップリング３の着座音の発生をさらに抑制することができる。
次に、第１実施例の効果を比較例と比較して説明する。比較例は、第１実施例からカップ１３とシム１２とを取り外したものである。その他の構成は第１実施例と同一である。したがって比較例では、フェイスカムの往復運動時にカップリングが軸方向に連行され、遊びの終りでドライブシャフトの端面に向かって運動したとき、カップリングがドライブシャフトの端面に着座する。図４にその実験結果を示す。
【００２１】
図４に示すように、比較例におけるポンプ回転数が１５００ｒｐｍでの可聴域の平均値であるオーバオール値は１０６ｄＢであった。これに比べて第１実施例におけるポンプ回転数が１５００ｒｐｍでの可聴域の平均値であるオーバオール値は１００ｄＢであった。したがって第１実施例では、カップリング３の着座音の抑制に優れた効果を発揮することが証明された。
【００２２】
（第２実施例）
本発明の第２実施例を図５に示す。第２実施例は、ドライブシャフト２の出力側の端面２４に軸方向に形成した切欠２０をカップ１３が配置される部分について直環状にしたものであり、その他の構成は第１実施例と同一である。
第２実施例では、カップ１３と切欠２０を形成する内壁２２との間に間隔Ｌ＝１０〜５０μｍを有する隙間２５がカップ１３の端部１３ａ近傍まで軸方向に比較的長く形成されている。したがって、空間２３のダンパ効果が第１実施例と比べてさらに高まり、カップリング３がカップ１３に衝突するときのエネルギをさらに減衰することができる。したがって、カップリング３の着座音の発生を効果的に抑制することができ、且つカップリング３のカップ１３側の端面のエロージョンの発生を効果的に防止することができる。
【００２３】
以上説明した本発明の上記各実施例では、ドライブシャフト２の出力側の端面２４に軸方向に形成した切欠２０の内部にカップ１３とシム１２とを配置したが、本発明では、シムを省略し、カップのみを配置する構成としてもよい。その場合、カップリングの着座音は図４における第１実施例と比較例との中間の値となり、カップのみを配置することによってもカップリングの着座音の発生を抑制することができる。
【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部分拡大部分破断図である。
【図３】本発明の第１実施例による燃料噴射ポンプを示す部分切り欠き正面図である。
【図４】本発明の第１実施例と比較例のカップリングの着座音の発生の実験結果を示すデータ図である。
【図５】本発明の第２実施例による燃料噴射ポンプを示す要部拡大部分破断図である。
【符号の説明】
１ 燃料噴射ポンプ
２ ドライブシャフト（駆動軸）
３ カップリング
４ フェイスカム（ポンプ分配部材）
５ シリンダ
６ プランジャ
７ ローラリング
８ ローラ
９ プランジャスプリング
１１ ポンプハウジング
１２ シム（緩衝部材）
１３ カップ（音低減部材）
１３ａ 端部
２０ 切欠
２１ 底部
２２ 内壁
２３ 空間
２４ 端面
２５ 隙間

Claims (4)

1. 外部より回転力が伝達される駆動軸と、
   前記駆動軸と共に回転し、かつ軸方向に往復運動するポンプ分配部材と、
   前記駆動軸と前記ポンプ分配部材とを軸回りに一体に回転可能に結合するカップリングと、
   前記駆動軸の前記回転力の出力側の端面に軸方向に形成される切欠内に配設され、前記端面から所定長前記ポンプ分配部材の軸方向に突出し、前記カップリングの前記駆動軸側への移動を規制する音低減部材と、
   前記切欠の底部と前記音低減部材との間に配置される緩衝部材と、
   を備え、
   前記駆動軸に形成される前記切欠の内部空間には、前記切欠の底部と前記緩衝部材との間に位置するダンパ室が構成されていることを特徴とする燃料噴射ポンプ。
2. 前記切欠を形成する内壁と前記音低減部材との間に隙間を有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. 外部より回転力が伝達される駆動軸と、
   前記駆動軸と共に回転し、かつ軸方向に往復運動するポンプ分配部材と、
   前記駆動軸と前記ポンプ分配部材とを軸回りに一体に回転可能に結合するカップリングと、
   前記駆動軸の前記回転力の出力側の端面に軸方向に形成される切欠内に配設され、前記端面から所定長前記ポンプ分配部材の軸方向に突出し、前記カップリングの前記駆動軸側への移動を規制する音低減部材とを備え、
   前記切欠を形成する内壁と前記音低減部材との間に隙間を有することを特徴とする燃料噴射ポンプ。
4. 前記隙間の間隔は、１０〜５０μｍの範囲であることを特徴とする請求項２または３記載の燃料噴射ポンプ。

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