JP4016237B2 - 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】
従来、特開平６−２４９１３４号公報に開示されているように、駆動軸に対し偏心して組み付けられるカムリング等の駆動力伝達部材を備え、この駆動力伝達部材が駆動軸の回転に伴い回転せずに公転運動することにより回転軸の周方向に等角度間隔に配置されたプランジャを往復駆動し、加圧室に吸入した燃料をプランジャが加圧する燃料噴射ポンプが知られている。
【０００３】
このような燃料噴射ポンプの一例を図４に示す。燃料噴射ポンプ１００は、駆動軸１１０の周囲に１２０°間隔で配置されたプランジャ１０２が往復移動することにより燃料加圧室１０６に吸入した燃料を加圧する所謂ラジアルポンプである。ただし、図４は他の二つのプランジャ１０２を省略している。プランジャ１０２はシリンダ１０１に往復摺動自在に支持されている。タペット１０３はカム１１３の外周に摺動自在に組み付けられたカムリング１１２と摺動する。ロアシート１０４はスプリング１０５の付勢力を受け、プランジャ１０２およびタペット１０３をカムリング１１２側に付勢している。プランジャ１０２、タペット１０３およびロアシート１０４は可動部材を構成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
エンジンが異常燃焼等により過回転（オーバーラン）すると、駆動軸１１０が過回転し、プランジャ１０２、タペット１０３およびロアシート１０４からなる可動部材の往復移動速度が速くなる。駆動軸１１０の回転速度が速くなり可動部材の往復速度が速くなると、スプリング１０５の付勢力よりも可動部材のリフト方向の慣性力が大きくなり、スプリング１０５の付勢力に抗しタペット１０３が駆動力伝達部材であるカムリング１１２から離れることがある。
【０００５】
タペット１０３がカムリング１１２から離れると、プランジャ１０２は上死点よりもさらにリフトするので、燃料噴射ポンプ１００から吐出する燃料量を高精度に制御できない。さらに、一旦カムリング１１２から離れたタペット１０３がカムリング１１２に衝突するときの衝撃により各部材が損傷を受ける恐れがある。
【０００６】
本発明の目的は、燃料を加圧する可動部材が上死点よりもリフトし可動部材が駆動力伝達部材から離れると、燃料供給を停止するとともに、駆動力伝達部材から離れた可動部材がこの伝達部材に衝突し各部材が損傷することを防止す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、駆動力伝達部材にてシリンダ内を往復移動することにより燃料加圧室に吸入した燃料を加圧する可動部材が上死点を越えてリフトすると、可動部材の往復移動を規制する規制手段を備えている。したがって、例えばエンジンの過回転等により駆動軸の回転速度が上昇し可動部材が上死点を越えてリフトすると、可動部材の往復移動が規制され燃料吐出を停止する。さらに、駆動力伝達部材から離れた後に可動部材が駆動力伝達部材に衝突することを防止するので、部材の損傷を防止できる。
尚、上述の駆動力伝達部材として、請求項４記載のようにカムの外周に摺動自在に組み付けられ、駆動軸の回転に伴い可動部材と摺動し可動部材を往復駆動するカムリングを採用してもよい。
【０００８】
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、可動部材が上死点を越えてリフトすると、プランジャまたは連結部材がシリンダに圧入することにより可動部材の往復移動が規制される。可動部材の往復移動を規制するための部材を新たに設けることなく、簡単な構成でプランジャの往復移動を規制することができる。
【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実施例による燃料噴射ポンプを図１に示す。燃料噴射ポンプ１０は、駆動軸３０の外周に１２０°間隔で三つの可動部材２０が配置されているディーゼルエンジン用のラジアルポンプである。図１は一つの可動部材２０周辺部の構成を示している。燃料噴射ポンプ１０から吐出された燃料は、図示しないコモンレールからインジェクタに供給される。
【００１０】
シリンダ１１に形成された収容孔１１ａは可動部材２０のプランジャ２１を往復移動自在に収容している。収容孔１１ａの一方の開口は封止栓１６で閉塞されている。プランジャ２１の封止栓１６側の収容孔１１ａは燃料加圧室１７を形成している。燃料加圧室１７は、図示しない燃料吸入路および燃料吐出路と連通しており、燃料流入方向および燃料吐出方向と反対方向の燃料流れを規制する逆止弁が各燃料路に配設されている。上記燃料吸入路には、燃料を所定のフィード圧に加圧し、燃料加圧室へ供給する図示しないフィードポンプが設けられている。そして、燃料加圧室１７へ供給される燃料量は、フィードポンプ下流側の燃料流入側に設置されている図示しない調量弁によりエンジン運転状態にしたがい制御される。
【００１１】
プランジャ２１を往復移動自在に支持するシリンダ１１の支持部１２は、プランジャ２１と摺動する摺動内壁１３と、摺動内壁１３よりも大径の嵌合内壁１４とを有する。嵌合内壁１４は摺動内壁１３のカムリング３２側に形成されている。
【００１２】
可動部材２０は、プランジャ２１、タペット２５および連結部材としてのロアシート２６を有する。プランジャ２１は、燃料加圧室１７側からカムリング３２側に向け、摺動外壁を有する小径部２２、嵌合外壁を有する大径部２３および頭部２４を有している。大径部２３は小径部２２のカムリング３２側に形成されており、小径部２２と大径部２３との間は、小径部２２から大径部２３に向かうにしたがい拡径するテーパ状に形成されている。大径部２３の外径Ｄ1は小径部２２の外径ｄより大きく、頭部２４の外径より小さい。シリンダ１１の嵌合内壁１４と大径部２３の嵌合外壁とは規制手段を構成している。
【００１３】
プランジャ２１の小径部２２の外径ｄはシリンダ１１の嵌合内壁１４の内径Ｄ2より小さく、プランジャ２１の大径部２３の外径Ｄ1はシリンダ１１の嵌合内壁１４の内径Ｄ2より僅かに大きい。
【００１４】
タペット２５は頭部２４と当接しており、連結部材としてのロアシート２６に圧入している。ロアシート２６の内周壁は、プランジャ２１の大径部２３および頭部２４周囲の形状に内径を合わせ、小径内壁２６ａ、中径内壁２６ｂ、大径内壁２６ｃを形成している。小径内壁２６ａの内径は、プランジャ２１の大径部２３の外径Ｄ1とほぼ同一径であり、頭部２４の外径より小さい。中径内壁２６ｂの内径はプランジャ２１の頭部２４の外径より大きい。大径内壁２６ｃの内径は中径内壁２６ｂより大きく、大径内壁２６ｃにタペット２５が圧入している。
【００１５】
付勢手段としてのスプリング２７はシリンダ１１に形成したスプリング凹部１５に一方の端部を当接し、他方の端部をロアシート２６に当接している。スプリング２７がカムリング３２に向けてロアシート２６を付勢することにより、プランジャ２１およびタペット２５はカムリング３２に向けて付勢されている。
【００１６】
断面円形状のカム３１は駆動軸３０に対し偏心して一体形成されている。環状に形成された駆動力伝達部材としてのカムリング３２の内周にブッシュ３３が圧入されており、ブッシュ３３の内周壁とカム３１の外周壁とが摺動自在になるようにカムリング３２はカム３１に嵌合している。カムリング３２の外周壁に１２０°間隔に摺動平面３２ａが形成されている。各摺動平面３２ａは、各タペット２５に形成されている摺動平面２５ａと摺動する。
【００１７】
駆動軸３０およびカム３１の回転にともないカムリング３２が自転することなく公転運動すると、摺動平面３２ａと摺動平面２５ａとが摺動する。プランジャ２１はロアシート２６を介しスプリング２７によりカムリング３２に向けて付勢されているので、プランジャ２１はカムリング３２の公転運動にともない往復移動する。プランジャ２１が下降すると燃料加圧室１７内に燃料が供給され、プランジャ２１が上昇すると燃料加圧室１７の燃料が加圧される。加圧された燃料は図示しないコモンレールに供給され、コモンレールから図示しないインジェクタに供給される。
【００１８】
異常燃焼等によりエンジンが過回転すると駆動軸３０が過回転し、それに伴いカムリング３２の公転速度が上昇する。カムリング３２の公転速度が上昇するとプランジャ２１、タペット２５およびロアシート２６からなる可動部材２０の往復移動速度が上昇する。可動部材２０の往復移動速度が上昇し可動部材２０のリフト方向への慣性力がスプリング２７の付勢力を越えると、可動部材２０のリフト時にタペット２５がカムリング３２から離れることがある。つまり、プランジャ２１が上死点を越えてリフトすることになる。プランジャ２１の大径部２３の外径Ｄ1はシリンダ１１の嵌合内壁１４の内径Ｄ2よりも僅かに大きいので、タペット２５がカムリング３２から離れプランジャ２１が上死点を越えてリフトすると、嵌合外壁を有する大径部２３が嵌合内壁１４に圧入する。タペット２５はロアシート２６に圧入されており、ロアシート２６はプランジャ２１の頭部２４に係止されるので、プランジャ２１がシリンダ１１に圧入すると、プランジャ２１、タペット２５およびロアシート２６は往復移動を停止し、燃料噴射ポンプ１０からの燃料吐出を停止する。
【００１９】
また、プランジャ２１がシリンダ１１に圧入されることによりカムリング３２から離れた可動部材２０がカムリング３２に衝突することを防止するので、可動部材２０がカムリング３２に衝突し部材が損傷することを防止する。
【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２に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分に同一符号を付し、説明を省略する。
燃料噴射ポンプ４０のシリンダ４１の支持部４２は、摺動内壁４３および摺動内壁４３よりも大径の嵌合内壁４４を有する。嵌合内壁４４は摺動内壁４３のカムリング３２側に形成されている。
【００２１】
可動部材４５は、プランジャ４６、タペット２５および連結部材としてのロアシート５０を有する。プランジャ４６は、燃料加圧室１７側から、摺動外壁を有する円柱部４７、および円柱部４７より大径の頭部２４を有している。
【００２２】
ロアシート５０の支持部４２側に形成された嵌合部５１の外径Ｄ3はシリンダ４１の嵌合内壁４４の内径Ｄ4より僅かに大きい。シリンダ４１の嵌合内壁４４とロアシート５０の嵌合部５１とは規制手段を構成している。
【００２３】
異常燃焼等によりエンジンが過回転すると、プランジャ４６、タペット２５およびロアシート５０からなる可動部材４５の往復移動速度が上昇し、可動部材４５のリフト時にタペット２５がカムリング３２から離れることがある。ロアシート５０の嵌合部５１の外径Ｄ3はシリンダ４１の嵌合内壁４４の内径Ｄ4よりも僅かに大きいので、タペット２５がカムリング３２から離れプランジャ４６が上死点よりもリフトすると、嵌合部５１が嵌合内壁４４に圧入する。タペット２５はロアシート５０に圧入されており、プランジャ４６はタペット２５に係止されるので、ロアシート５０がシリンダ４１に圧入すると、プランジャ４６、タペット２５およびロアシート５０は往復移動を停止し、燃料噴射ポンプ４０からの燃料吐出を停止する。
【００２４】
さらに、カムリング３２から離れた可動部材４５がカムリング３２に衝突することを防止するので、可動部材４５がカムリング３２に衝突し部材が損傷することを防止する。
【００２５】
（第３実施例）
本発明の第３実施例による燃料噴射ポンプを図３に示す。第２実施例と実質的に同一構成部分に同一符号を付し、説明を省略する。
燃料噴射ポンプ６０のシリンダ６１の支持部６２はプランジャ４６を往復移動自在に支持している。支持部６２の外周にスプリング２７を収容するスプリング凹部６３が形成されている。スプリング凹部６３は、カムリング３２側から大径内壁６３ａ、および大径内壁６３ａより小径の嵌合内壁６３ｂを有している。
【００２６】
可動部材６５は、プランジャ４６、タペット２５および連結部材としてのロアシート７０を有する。ロアシート７０のカムリング３２側に嵌合部７１が形成されている。嵌合部７１の外径Ｄ5はスプリング凹部６３の嵌合内壁６３ｂの内径Ｄ6より僅かに大きい。シリンダ６１の嵌合内壁６３ｂとロアシート７０の嵌合部７１とは規制手段を構成している。
【００２７】
異常燃焼等によりエンジンが過回転すると、プランジャ４６、タペット２５およびロアシート７０からなる可動部材６５の往復移動速度が上昇し、可動部材６５のリフト時にタペット２５がカムリング３２から離れることがある。ロアシート７０の嵌合部７１の外径Ｄ5はスプリング凹部６３の嵌合内壁６３ｂの内径Ｄ6よりも僅かに大きいので、タペット２５がカムリング３２から離れプランジャ４６が上死点よりもリフトすると、嵌合部７１が嵌合内壁６３ｂに圧入する。タペット２５はロアシート７に圧入されており、プランジャ４６はタペット２５に係止されるので、ロアシート７０がシリンダ６１に圧入すると、プランジャ４６、タペット２５およびロアシート７０は往復移動を停止し、燃料噴射ポンプ６０からの燃料吐出を停止する。
【００２８】
さらに、カムリング３２から離れた可動部材６５がカムリング３２に衝突することを防止するので、可動部材６５がカムリング３２に衝突し部材が損傷することを防止する。
【００２９】
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、異常燃焼等によりエンジンが過回転し、駆動軸の回転速度の上昇に伴い可動部材の往復移動速度が上昇し、可動部材がカムリングから離れ上死点よりもリフトすると、可動部材がシリンダに圧入される。これにより、エンジンが過回転したときの燃料吐出を防止する。さらに、カムリングから離れた可動部材がカムリングに衝突することを防止するので、部材の損傷を防止できる。
【００３０】
上記複数の実施例ではロアシートにタペットを圧入したが、ロアシートとタペットとを溶接してもよい。また、プランジャ、タペットおよびロアシートで可動部材を構成したが、プランジャ、タペットおよびロアシートを一体に形成し可動部材を構成してもよいし、プランジャとロアシート、あるいはプランジャとタペットとを一体に形成し可動部材を構成してもよい。
【００３１】
上記複数の実施例では、駆動軸の外周に放射状に可動部材を配置したラジアルポンプについて説明したが、駆動軸の外周に可動部材が一つだけ配置されている燃料噴射ポンプにも本発明の構成を適用することができる。
また、上記複数の実施例では、駆動力伝達部材としてカムリングを採用した燃料噴射ポンプで説明したが、このようなポンプだけでなく、いわゆる列型ポンプにも本発明の構成を適用することができる。
さらに、上記複数の実施例において、エンジンの過回転により、可動部材がシリンダに圧入されると、この可動部材によるコモンレールヘの燃料圧送が停止される。すると、この圧送停止により、エンジン回転数は低下する。このとき、燃料加圧室へ供給されるフィードポンプからの燃料の所定のフィード圧により、可動部材がシリンダから抜けて、正常な状態に復帰するように、シリンダと可動部材との嵌合度合いを調整するように構成してもよい。このように、回転数が低下した安全な状態で、可動部材を再びカムリングの方へ戻すことで、各部材を損傷することなく、再ぴポンプを正常状態に復帰させることができる。
【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の一つのプランジャ周辺を示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施例による燃料噴射ポンプの一つのプランジャ周辺を示す断面図である。
【図３】本発明の第３実施例による燃料噴射ポンプの一つのプランジャ周辺を示す断面図である。
【図４】従来の燃料噴射ポンプの一つのプランジャ周辺を示す断面図である。
【符号の説明】
１０、４０、６０ 燃料噴射ポンプ
１１、４１、６１ シリンダ
１３、４３ 摺動内壁
１４、４４ 嵌合内壁（規制手段）
１７ 燃料加圧室
２０、４５、６５ 可動部材
２１、４６ プランジャ
２３ 大径部（規制手段）
２５ タペット
２６、５０、７０ ロアシート（連結部材）
２７ スプリング（付勢手段）
３０ 駆動軸
３１ カム
３２ カムリング（駆動力伝達部材）
５１、７１ 嵌合部（規制手段）
６３ スプリング凹部
６３ｂ 嵌合内壁（規制手段）

Claims (4)

1. 燃料加圧室に吸入した燃料を加圧する可動部材と、
   前記可動部材を往復摺動自在に支持するシリンダと、
   駆動軸に設けられ、前記駆動軸とともに回転するカムと、
   前記カムと前記可動部材との間に設けられ、前記カムの回転に伴い前記可動部材を往復駆動させる駆動力伝達部材と、
   前記駆動力伝達部材に向け前記可動部材を付勢する付勢手段と、
   前記可動部材が上死点を越えてリフトすると、前記可動部材の往復移動を規制する規制手段と、
   を備えることを特徴とする燃料噴射ポンプ。
2. 前記可動部材は前記燃料加圧室に面しているプランジャを有し、
   前記プランジャは、前記シリンダと摺動する摺動外壁と、前記摺動外壁の前記駆動力伝達部材側に設けられ前記摺動外壁よりも大径の嵌合外壁とを有し、
   前記シリンダは、前記摺動外壁と摺動する摺動内壁と、前記摺動内壁の前記駆動力伝達部材側に設けられ前記摺動内壁よりも大径の嵌合内壁とを有し、
   前記可動部材が上死点を越えてリフトすると、前記嵌合内壁に前記嵌合外壁が圧入することにより前記可動部材の往復移動が規制されることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射ポンプ。
3. 前記可動部材は、前記燃料加圧室に面しているプランジャと、前記駆動力伝達部材に向けて前記付勢手段の付勢力を受け前記プランジャとともに往復移動する連結部材とを有し、
   前記シリンダは、前記プランジャと摺動する摺動内壁と、前記摺動内壁の前記駆動力伝達部材側に設けられ前記摺動内壁よりも大径の嵌合内壁とを有し、
   前記可動部材が上死点を越えてリフトすると、前記連結部材が前記嵌合内壁に圧入することにより前記可動部材の往復移動が規制されることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射ポンプ。
4. 前記駆動力伝達部材は、前記カムの外周に前記カムに対して摺動自在に組み付けられ、前記駆動軸の回転に伴い前記可動部材と摺動し前記可動部材を往復駆動するカムリングであることを特徴とする請求項１から３いずれか一項記載の燃料噴射ポンプ。

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