JP3951796B2

JP3951796B2 - 燃料噴射ポンプ

Info

Publication number: JP3951796B2
Application number: JP2002136962A
Authority: JP
Inventors: 満長井
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-05-13
Filing date: 2002-05-13
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2022-05-13
Also published as: JP2003328895A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関（以下、エンジンと書く）に使用される燃料噴射ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンに搭載される燃料噴射ポンプは、燃料タンク内の燃料を吸入し高圧化して、エンジンに取付けられた燃料噴射弁に圧送している。そして燃料噴射弁は高圧燃料をエンジンの燃焼室内に噴射している。
【０００３】
従来の燃料噴射ポンプは、カムを備える駆動軸を回動可能に保持するハウジングに、カムの回転により往復運動するプランジャを摺動自在に保持するシリンダを、雄ねじ部材（たとえばボルト、あるいはスタッドボルト＋ナット）を介して、プランジャと同軸上に嵌合固定して構成されている。そして、ハウジングに設けられた第１燃料通路およびシリンダに設けられた第２燃料通路を経てシリンダ内に吸入された燃料をプランジャにより高圧化し、シリンダに配設された接続部材から吐出している。この接続部材に接続される高圧管を介して燃料噴射弁へ高圧燃料が送られ、エンジンの燃焼室内に噴射される。また、高圧管は、良好な噴射特性（噴射速度、噴霧粒系等）を得るために、その長さをできるだけ短くすることが望ましい。
【０００４】
また、ハウジングに設けられた第１燃料通路およびシリンダに設けられた第２燃料通路は、ハウジングとシリンダの接合面内において両燃料通路の開口部が重なることで連通している。したがって、両燃料通路の連通を確保するために、ハウジングとシリンダ間には位置決め手段（たとえばノックピン等）が設けられている。
【０００５】
ところで、エンジン上における燃料噴射ポンプの接続部材と燃料噴射弁の位置関係は、エンジン機種によって異なっている。そのため、燃料噴射ポンプにおいては、シリンダにおける接続部材の取付け位置を変えることにより、種々のエンジンへの搭載に対応している。つまり、接続部材取付け部の形状のみが異なる多種類のシリンダを設定している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、シリンダは合金鋼の鍛造により形成されているので、多種類のシリンダを設定すると、シリンダの種類の数だけ鍛造型が必要となって燃料噴射ポンプのコストを増大させるという問題が生じる。
【０００７】
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、シリンダの種類を増やさずに種々のエンジンへの搭載が可能な燃料噴射ポンプを提供することを目的とする。
【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ため、以下の技術的手段を採用する。
【０００９】
本発明の請求項１に記載の燃料噴射ポンプは、駆動軸を回動可能に保持すると共に、フィードポンプにより吸入された燃料が供給される第１燃料通路を有するハウジングと、駆動軸と共に回転するカムと、カムの回転により往復運動するプランジャと、このプランジャを往復運動自在に保持すると共に、プランジャの駆動軸と反対側の端部と燃料室を形成し、燃料室に第１燃料通路からの燃料を供給する第２燃料通路を有するシリンダとを備え、シリンダは、燃料室内の高圧燃料をシリンダの外周側へと吐出する吐出通路を有すると共に、ハウジングのガイド孔と嵌合するためのガイド部がプランジャと同軸上に形成されており、ハウジングに雄ねじ部材を介してプランジャと同軸上に嵌合固定され、ガイド部の外周側においてハウジングと接合し、このハウジングとシリンダとの接合面内において第１燃料通路と第２燃料通路とが連通する燃料噴射ポンプであって、シリンダまたはハウジングには、第１燃料通路および第２燃料通路と連通し且つプランジャと同軸上である環状溝が設けられ、環状溝は、ハウジングとシリンダとの接合面の内周と外周との間に設けられ、ハウジングには、雄ねじ部材と螺合する複数の雌ねじ孔がプランジャと同軸上のピッチ円周上に等角度間隔で設けられており、環状溝は、ガイド部の外周側且つ雌ねじ孔の内周側に位置している構成とした。これにより、燃料噴射ポンプにおいて、ハウジングとシリンダの固定位置関係を所定角度毎にプランジャ軸の周りに回転して設定できるので、シリンダの種類を増やさずに種々のエンジンへの搭載が可能な燃料噴射ポンプを実現できる。なお、所定角度とは、（３６０÷雌ねじ孔個数）である。たとえば、雌ねじ孔個数が４個の場合は９０度となる。
【００１０】
本発明の請求項２に記載の燃料噴射ポンプは、シリンダに設けられる雄ねじ部材挿通用の孔は、プランジャと同軸上の円弧形状に形成される構成としている。これにより、シリンダをハウジングに固定した後に、さらに円弧状孔の円周角度範囲においてシリンダをプランジャ軸の周りに回転させて、両者の位置を調整できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による燃料噴射ポンプを車両に搭載されるディーゼルエンジン用燃料噴射ポンプに適用した場合を例に図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態による燃料噴射ポンプの断面図である。
【００１３】
図２は、本発明の一実施形態による燃料噴射ポンプのシリンダ１０の接合面１０ａの平面図であり、図１のＩＩ−ＩＩ線矢視図である。
【００１４】
図３は、本発明の一実施形態による燃料噴射ポンプのハウジング２０の接合面２０ａの平面図であり、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視図である。
【００１５】
燃料噴射ポンプ１は、車両（図示せず）のエンジン（図示せず）に搭載され、図１に示すように、カム２２を備える駆動軸２１を回動自在に保持するハウジング２０に、カム２２の回転により往復運動するプランジャ３０を摺動自在に保持するシリンダ１０を雄ねじ部材であるボルト４０を介してプランジャ３０と同軸上に嵌合固定して構成されている。そして、燃料タンク（図示せず）内の燃料を、駆動軸２１により駆動されるフィードポンプ２５によりハウジング２０内に吸入し、さらに、ハウジング２０に設けられた第１燃料通路２３およびシリンダ１０に設けられた第２燃料通路１１を経てシリンダ１０内に供給しプランジャ３０の移動により高圧化して、シリンダ１０内に設けられた燃料吐出通路１３、コネクタ１５を介して燃料噴射弁（図示せず）に送出している。
【００１６】
ハウジング２０は、金属材料、たとえばアルミニウム等から形成され、駆動軸２１を回動自在に保持している。駆動軸２１は、エンジン（図示せず）のクランクシャフト（図示せず）によってその回転に同期して駆動されている。駆動軸２１は、カム２２を備えており、カム２２は駆動軸２１と一体的に回動する。駆動軸２１のエンジン側と反対側（図１の右側）端部には、フィードポンプ２５が取付けられている。フィードポンプ２５は、ベーン式、トロコイド式あるいはギヤ式等から形成され、駆動軸２１により駆動されて、吸入コネクタ２８、吸入通路２７を介して燃料タンク（図示せず）から燃料を吸入し、ハウジング２０に設けられた第１燃料通路２３へ吐出している。また、フィードポンプ２５は、カバー２６により気密が確保されている。第１燃料通路２３は、図１に示すように、ハウジング２０の接合面２０ａに開口している。ハウジング２０には、後述するシリンダ１０のガイド部１０ｂと嵌合するガイド孔２０ｂが、接合面２０ａに開口し且つカム２２に対応して設けられている。ここで、シリンダ１０のガイド部１０ｂはプランジャ３０と同軸上に形成されており、したがって、ガイド孔２０ｂもプランジャ３０と同軸上となっている。また、接合面２０ａには、図３に示すように、シリンダ１０を固定するための雄ねじ部材であるボルト４０と螺合する雌ねじ孔２４が４個設けられている。雌ねじ孔２４のピッチ円２４ａは、ガイド孔２０ｂと同軸上、すなわちプランジャ３０と同軸上に形成されると共に、４個の雌ねじ孔２４は等角度間隔、すなわち図３に示すように、９０度間隔で設けられている。
【００１７】
シリンダ１０は、金属材料、たとえば合金鋼等から形成され、プランジャ３０を摺動自在に保持している。シリンダ１０には、図１に示すように、ハウジング２０のガイド孔２０ｂと嵌合するためのガイド部１０ｂがプランジャ３０と同軸上に形成されている。シリンダ１０は、このガイド部１０ｂをハウジング２０のガイド孔２０ｂに嵌合させつつその接合面１０ａをハウジング２０の接合面２０ａに密着させて、ハウジング２０にボルト４０を締付けることにより固定されている。プランジャ３０は、金属材料、たとえば合金鋼等から形成されている。プランジャ３０の駆動軸２１側の端部は、プランジャスプリング３１により駆動軸２１に向けて付勢されているため、常にカム２２に当接している。これにより、プランジャ３０は、カム２２の回転に対応してシリンダ１０内において往復運動をすることができる。また、プランジャ３０の駆動軸２１と反対側の端部とシリンダ１０とにより燃料室１２が形成されている。シリンダ１０には、プラグ１７が固定されて燃料室１２の気密を維持している。また、シリンダ１０には、図１および図２に示すように、燃料室１２と接合面１０ａとを連通する第２燃料通路１１が設けられている。また、燃料室１２には、吐出通路１３が開口しており、この吐出通路１３は、シリンダ１０に固定される吐出コネクタ１５、高圧管（図示せず）を介して燃料噴射ポンプ１外の燃料噴射弁（図示せず）に連通している。また、シリンダ１０の接合面１０ａには、図１および図２に示すように、第２燃料通路１１とハウジング２０に設けられた第１燃料通路２３の両者に連通する環状溝１４が、プランジャ３０と同軸上に設けられている。また、シリンダ１０には、シリンダ１０をハウジング２０に固定するための貫通孔１８が、図２に示すように、設けられている。貫通孔１８は、ハウジング２０に設けられた雌ねじ孔２４に対応して４個設けられている。すなわち、貫通孔１８のピッチ円１８ａの直径Ｄ２は、ピッチ円２４ａの直径Ｄ１と同一且つプランジャ３０と同軸上に形成されると共に、４個の貫通孔１８は等角度間隔、つまり図２に示すように、９０度間隔で設けられている。
【００１８】
次に、本発明の一実施形態による燃料噴射ポンプ１の燃料圧送動作について簡単に説明する。
【００１９】
（１）吸入工程。
【００２０】
図４には、本発明の一実施形態による燃料噴射ポンプ１においてプランジャ３０が下死点、つまりプランジャ３０の往復運動中最も駆動軸２１側の位置にある場合における断面図を示す。この場合、シリンダ１０の第２燃料通路１１は燃料室１２に開口している。吸入コネクタ２８、吸入通路２７を介してフィードポンプ２５により燃料タンク（図示せず）から吸入された燃料は、ハウジング２０の第１燃料通路２３、シリンダ１０の環状溝１４、第２燃料通路１１を経て燃料室１２内に供給される。
【００２１】
（２）圧送工程。
【００２２】
駆動軸２１の回転と共にカム２２が回転するとプランジャ３０は図４の上方へ移動して、第２燃料通路１１の燃料室１２側開口部がプランジャ３０により塞がれて、燃料室１２内の燃料圧力が上昇する。そして、燃料室１２内の高圧燃料は、吐出通路１３、逆止弁１６、吐出コネクタ１５を介して燃料噴射ポンプ１から燃料噴射弁（図示せず）へ供給される。さらにプランジャ３０が図４の上方へ移動して、図１に示す上死点、つまりプランジャ３０の往復運動中最も駆動軸２１から遠ざかる位置に達した時点で高圧燃料の圧送が終了する。
【００２３】
以上説明した、本発明の一実施形態による燃料噴射ポンプ１においては、シリンダ１０の接合面１０ａに、ハウジング２０に設けられた第１燃料通路２３およびシリンダ１０に設けられた第２燃料通路１１と連通し且つプランジャ３０と同軸上である環状溝１４を設けた。さらに、ハウジング２０には、シリンダ１０をハウジング２０に固定するための雄ねじ部材であるボルト４０と螺合する雌ねじ孔２４を、プランジャ３０と同軸上のピッチ円２４ａ周上に等角度間隔、すなわち９０度間隔に４個設ける構成とした。これにより、燃料噴射ポンプ１において、ハウジング２０とシリンダ１０の固定位置関係をプランジャ３０の軸の周りに回転させた場合、ハウジング２０に設けられた第１燃料通路２３を、シリンダ１０に設けられた環状溝１４を介して、常にシリンダ１０に設けられた第２燃料通路１１と連通させることができると同時に、シリンダ１０とハウジング２０との位置関係、すなわちハウジング２０に対するシリンダ１０に固定されている吐出コネクタ１５の軸方向をプランジャ３０の周方向に９０度毎に選択して設定できる。したがって、従来の燃料噴射ポンプでは異なるエンジンに対応する場合、ハウジングに対するシリンダの吐出コネクタの軸方向角度が変わるためシリンダを新規に設定する必要があったが、本発明の一実施形態による燃料噴射ポンプ１においては、シリンダの種類を増やさずに異なるエンジンへの搭載が可能となる。
【００２４】
次に、本発明の一実施形態による燃料噴射ポンプ１の変形例について説明する。図５は、本発明の一実施形態による燃料噴射ポンプ１の変形例におけるシリンダ１０の接合面１０ａの平面図である。この変形例においては、シリンダ１０の貫通孔１８を円弧状の長孔１９に変更している。また、長孔１９のピッチ円１９ａの直径Ｄ３は、ハウジング２０の雌ねじ孔２４のピッチ円２４ａ直径Ｄ１と等しく設定されていると共に、その円周角は、図５に示すように、３０度である。したがって、シリンダ１０をハウジング２０に固定した後、シリンダ１０のハウジング２０に対するプランジャ３０の周方向取付け角度を、さらに３０度の範囲において微調整することができるので、上述の本発明の一実施形態による燃料噴射ポンプ１の場合よりも、異なるエンジンに対するシリンダの吐出コネクタの軸方向角度の適合範囲を広げられるので、シリンダの種類を増やさずに異なるエンジンへの搭載が可能となる。
【００２５】
なお、以上説明した、本発明の一実施形態による燃料噴射ポンプ１、およびその変形例においては、シリンダ１０をハウジング２０に固定するためのボルト４０の本数を４本としているが、４本に限る必要はなく、複数本であれば何本であってもよい。
【００２６】
また、本発明の一実施形態による燃料噴射ポンプ１、およびその変形例においては、シリンダ１０の接合面１０ａに環状溝１４を設けているが、これを、ハウジング２０の接合面２０ａに設けてもよい。
【００２７】
また、本発明の一実施形態による燃料噴射ポンプ１、およびその変形例においては、シリンダ１０をハウジング２０に固定する雄ねじ部材としてボルト４０を用いているが、これに代えて、図６に示すように、植込みボルト４１およびナット４２を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による燃料噴射ポンプ１のプランジャ３０が上死点にある状態における断面図であり、図２および図３のＩ−Ｉ線断面図である。
【図２】本発明の一実施形態による燃料噴射ポンプ１におけるシリンダ１０の接合面１０ａの平面図であり、図１のＩＩ−ＩＩ線矢視図である。
【図３】本発明の一実施形態による燃料噴射ポンプ１におけるハウジング２０の接合面２０ａの平面図であり、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視図である。
【図４】本発明の一実施形態による燃料噴射ポンプ１における断面図であり、プランジャ３０が下死点にある状態を示す。
【図５】本発明の一実施形態による燃料噴射ポンプ１の変形例におけるシリンダ１０の接合面１０ａの平面図である。
【図６】本発明の一実施形態による燃料噴射ポンプ１の他の変形例における部分断面図である。
【符号の説明】
１燃料噴射ポンプ
１０シリンダ
１０ａ接合面
１０ｂガイド部
１１第２燃料通路
１２燃料室
１３吐出通路
１４環状溝
１５吐出コネクタ
１６逆止弁
１７プラグ
１８貫通孔（孔）
１８ａピッチ円
１９長孔（孔）
１９ａピッチ円
２０ハウジング
２０ａ接合面
２０ｂガイド孔
２１駆動軸
２２カム
２３第１燃料通路
２４雌ねじ孔
２４ａピッチ円
２５フィードポンプ
２６カバー
２７吸入通路
２８吸入コネクタ
３０プランジャ
３１プランジャスプリング
４０ボルト（雄ねじ部材）
４１植込みボルト（雄ねじ部材）
４２ナット
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３直径

Claims

駆動軸を回動可能に保持すると共に、フィードポンプにより吸入された燃料が供給される第１燃料通路を有するハウジングと、
前記駆動軸と共に回転するカムと、
前記カムの回転により往復運動するプランジャと、
前記プランジャを往復運動自在に保持すると共に、前記プランジャの前記駆動軸と反対側の端部と燃料室を形成し、前記燃料室に前記第１燃料通路からの燃料を供給する第２燃料通路を有するシリンダとを備え、
前記シリンダは、前記燃料室内の高圧燃料を前記シリンダの外周側へと吐出する吐出通路を有すると共に、前記ハウジングのガイド孔と嵌合するためのガイド部が前記プランジャと同軸上に形成されており、前記ハウジングに雄ねじ部材を介して前記プランジャと同軸上に嵌合固定され、前記ガイド部の外周側において前記ハウジングと接合し、この前記ハウジングと前記シリンダとの接合面内において前記第１燃料通路と前記第２燃料通路とが連通する燃料噴射ポンプであって、
前記シリンダまたは前記ハウジングには、前記第１燃料通路および前記第２燃料通路と連通し且つ前記プランジャと同軸上である環状溝が設けられ、
前記環状溝は、前記ハウジングと前記シリンダとの接合面の内周と外周との間に設けられ、
前記ハウジングには、前記雄ねじ部材と螺合する複数の雌ねじ孔が前記プランジャと同軸上のピッチ円周上に等角度間隔で設けられており、
前記環状溝は、前記ガイド部の外周側且つ前記雌ねじ孔の内周側に位置していることを特徴とする燃料噴射ポンプ。
前記シリンダに設けられる前記雄ねじ部材挿通用の孔は、前記プランジャと同軸上の円弧形状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射ポンプ。