JP4224667B2 - 燃料噴射ポンプ - Google Patents
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Description
【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】
従来より、駆動軸に対し駆動力伝達部材が偏心して組み付けられ、駆動軸の回転にともない回転せずに公転運動する駆動力伝達部材によりプランジャを往復駆動する燃料噴射ポンプが公知である。プランジャが往復駆動されることにより、燃料加圧室に吸入された燃料は加圧され給送される。
燃料噴射ポンプの駆動軸に加えられる径方向の荷重はベアリングなどの軸受け部材により支持されている。また、燃料噴射ポンプの駆動軸とエンジンの駆動軸とは例えばはす歯歯車などにより接続されている。そのため、エンジンの回転数の変化により燃料噴射ポンプの駆動軸には軸方向への力いわゆるスラスト力が発生する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
スラスト力が発生すると、駆動軸に組み付けられている駆動力伝達部材は、軸方向へ移動し燃料噴射ポンプのハウジングと当接する。そのため、駆動軸とともに回転する駆動力伝達部材はハウジングと当接した状態で回転する。燃料噴射ポンプのハウジングは、軽量化ならびに加工性の向上のため、アルミニウムなどから形成されている。スラスト力の発生により駆動力伝達部材とハウジングとが当接した状態で回転すると、比較的軟らかい材質から形成されているハウジングの摩耗が進行する。ハウジングの摩耗が進行すると、スラスト力による駆動軸および駆動力伝達部材の移動距離が増大し、さらならスラスト力の増大ならびに摩耗の進行を招き、燃料噴射ポンプの寿命が短縮するという問題がある。
【0004】
そこで、本発明の目的は、接触部における摩耗が低減され、寿命の長い燃料噴射ポンプを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1または2記載の燃料噴射ポンプによると、ワッシャ部材はハウジングに形成されている収容部に固定されている。そのため、駆動力伝達部材とワッシャ部材との摺動にともなってワッシャ部材とハウジングとの間に相対運動が発生することがない。その結果、ワッシャ部材とハウジングとの間の相対運動によるハウジングの摩耗が低減される。また、発生するスラスト力は、駆動力伝達部材とハウジングとの間に設置されるワッシャ部材が受けることになる。そのため、ハウジングと駆動力伝達部材との間にワッシャ部材が介在し、ハウジングへ加わるスラスト力が低減される。したがって、駆動力伝達部材とハウジングとの直接の接触による摩耗の進行、ならびにワッシャ部材とハウジングとの相対運動による摩耗の進行のいずれも低減することができ、燃料噴射ポンプの寿命を延長することができる。
また、本発明の請求項1記載の燃料噴射ポンプによると、収容部およびワッシャ部材は少なくとも周方向の1カ所に径方向外側へ突出する突出部を有している。ワッシャ部材の突出部は収容部の突出部に収容されるため、ワッシャ部材の周方向への移動が規制される。その結果、ワッシャ部材とハウジングとの間の相対運動が防止され、ハウジングの摩耗を低減することができる。
【0006】
本発明の請求項3記載の燃料噴射ポンプによると、ワッシャ部材は固定部材により少なくとも周方向の2カ所でハウジングに固定されている。そのため、ワッシャ部材とハウジングとの間の相対運動が防止され、ハウジングの摩耗を低減することができる。
また、ワッシャ部材と固定部材とは一体に形成されている。そのため、ワッシャ部材および固定部材の取り扱いが容易になり、部品点数を低減することができる。
【0009】
本発明の請求項4記載の燃料噴射ポンプによると、ワッシャ部材は収容部に嵌合されている。そのため、部品点数の増大を招くことなく、簡単な構成でワッシャ部材をハウジングに組み付けることができる。
本発明の請求項5記載の燃料噴射ポンプによると、カムカバーには挟持部が形成されている。挟持部は収容部の周囲に形成され、ワッシャ部材をカム側からカムカバーとの間に挟持する。挟持部とカムカバーとの間にワッシャ部材を挟持することにより、ワッシャ部材の回転ならびに駆動軸方向への移動が規制される。そのため、ワッシャ部材とハウジングとの間の相対運動が防止され、ハウジングの摩耗を低減することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例を図面に基づいて説明する。
(第1参考例)
本発明の第1参考例によるディーゼルエンジン用の燃料噴射ポンプを図1に示す。
燃料噴射ポンプ1のポンプハウジングはハウジング本体10と、シリンダヘッド20と、カムカバー30とを有している。ハウジング本体10およびカムカバー30はアルミニウム製である。シリンダヘッド20は鉄製であり、プランジャ21を往復移動可能に支持している。シリンダヘッド20の内周面、封止栓22の端面、ならびにプランジャ21の端面などから燃料加圧室23が形成されている。
【0011】
カムカバー30は、ボルト31でハウジング本体10に固定されており、駆動軸としてのカムシャフト41の軸受けであるジャーナル32を収容している。
カムシャフト41はハウジング本体10およびカムカバー30に回転可能に収容されている。断面が円形状のカム42はカムシャフト41に対し偏心して組み付けられており、カムシャフト41と一体に形成されている。カムシャフト41を挟んで180°反対側にプランジャ21がそれぞれ配置されている。なお、本実施例ではプランジャ21がカムシャフト41を挟んで2つ配置されている例について説明しているが、例えばプランジャをカムシャフトの周囲に120°間隔で3つ配置する場合のように、プランジャをカムシャフトの周囲に2つ以上配置してもよい。シュー43は外形が四角形状に形成されており、シュー43とカム42との間にシュー43およびカム42と摺動可能なブッシュ44が介在している。プランジャ21と対向するシュー43の外周面とプランジャヘッド211の端面とは平面状に形成され互いに接触している。カム42およびシュー43は、駆動力伝達部材を構成している。
【0012】
カムシャフト41の端部にははす歯ギア45が取り付けられており、カムシャフト41とともに回転する。はす歯ギア45は図示しないギア列により図示しないエンジンのクランクシャフトから駆動力を受ける。はす歯ギア45は図1の矢印A方向へ回転する。はす歯ギア45が矢印A方向に駆動力を受けることにより、カムシャフト41は図1の矢印B方向へ付勢される。
プランジャ21は、カムシャフト41の回転にともないシュー43を介してカム42により往復駆動される。プランジャ21が往復駆動されることにより、燃料流入通路24の逆止弁241を通り燃料加圧室23へ吸入された燃料は加圧される。逆止弁241は燃料加圧室23から燃料流入通路24に燃料が逆流することを防止する。
【0013】
燃料加圧室23には燃料流入通路24だけでなく燃料吐出通路25が連通している。燃料吐出通路25には逆止弁251が設置されており、燃料吐出通路25から燃料加圧室23への燃料の逆流を防止する。燃料加圧室23で加圧された燃料は燃料吐出通路25から吐出され、図示しないコモンレールに蓄えられる。
【0014】
スプリング26はプランジャ21をシュー43方向へ付勢している。シュー43およびプランジャ21のそれぞれの接触面が平面状に形成されているため、シュー43とプランジャ21との間の面圧は低減される。さらに、カム42の回転にともないシュー43はカム42と摺動しながら自転することなく公転する。
【0015】
ハウジング本体10およびカムカバー30には、それぞれワッシャ部材50を収容する収容部11、33が形成されている。収容部11、33は、ハウジング本体10のカム42側の端部ならびにカムカバー30のカム42側の端部にそれぞれ形成されている。収容部11、33にはワッシャ部材50が収容されており、ワッシャ部材50の一方の面はハウジング本体10またはカムカバー30と当接し、他方の面はカム42と当接している。ワッシャ部材50のカム42側の面は、カムシャフト41の回転にともなって回転するカム42と摺動する。
【0016】
次に、ワッシャ部材50および収容部11、33について詳細に説明する。図2では、カムカバー30に形成されている収容部33ならびにその収容部33に収容されるワッシャ部材50について説明する。なお、ハウジング本体10に形成される収容部11ならびにその収容部11に収容されるワッシャ部材50も、カムカバー30に形成される収容部33およびワッシャ部材50と同様であるので説明を省略する。
【0017】
図2に示すように、ワッシャ部材50はワッシャ本体51とワッシャ部材50をカムカバー30に固定するための固定部材としてのピン部材52とから構成されている。ワッシャ本体51にピン部材52が嵌合固定されることでワッシャ本体51とピン部材52とは一体になっている。ワッシャ本体51は、円形状に形成ており、周方向の2カ所にピン部材52が設けられている。ピン部材52はワッシャ本体51の面と垂直に突出して設けられている。
【0018】
カムカバー30のカム42側の端部には収容部33が形成されている。収容部33はカムカバー30のカム側の端面30aから反カム方向へ窪んで形成されている。収容部33は、深さがワッシャ本体51の厚さと同一またはワッシャ本体51の厚さよりやや小さく形成されている。収容部33はワッシャ本体51の外形に対応した円形状に形成されており、収容部33の内部にワッシャ本体51が収容される。収容部33はワッシャ本体51の外形よりもやや大きく形成されている。
【0019】
カムカバー30にはピン部材52が打ち込まれる穴部34が形成されている。穴部34にはワッシャ部材50のピン部材52が圧入され、これによりワッシャ部材50はカムカバー30に固定される。
図1に示すように、カムカバー30と同様にハウジング本体10にも収容部11が形成され、収容部11にワッシャ部材50が固定されている。
【0020】
次に、燃料噴射ポンプ1の作動について説明する。
カムシャフト41の回転にともないカム42が回転し、カム42の回転にともないシュー43が自転することなく公転する。このシュー43の公転にともないシュー43およびプランジャ21に形成されている平面状の接触面同士が摺動しプランジャ21が往復駆動される。
【0021】
シュー43の公転にともない上死点にあるプランジャ21が下降すると、図示しないフィードポンプからの吐出燃料が図示しない調量弁によって流量が調整され、流量が調整された燃料が燃料流入通路24から逆止弁241を経由して燃料加圧室23へ流入する。下死点に達したプランジャ21が再び上死点に向けて上昇すると逆止弁241が閉じ、燃料加圧室23の燃料圧力が上昇する。燃料加圧室23の燃料圧力が逆止弁251の下流側の燃料圧力よりも大きくなると逆止弁251が開弁する。逆止弁251が開弁することにより燃料加圧室23の燃料は燃料吐出通路25に吐出され、吐出された燃料は図示しないコモンレールで蓄圧され一定圧に保持される。そして、コモンレールに蓄えられた燃料は図示しないインジェクタに供給される。
【0022】
はす歯ギア45がエンジンのクランクシャフトからの駆動力によって図1に示す矢印A方向に回転することにより、カムシャフト41は矢印B方向へ付勢される。図示しないエンジンのクランクシャフトの回転数が変化することによりカムシャフト41へ加わる付勢力の変化し、カムシャフト41へは軸方向のスラスト力が加えられる。カム42およびシュー43とハウジング本体10およびカムカバー30との間にワッシャ部材50を介在させることにより、スラスト力によりカムシャフト41が軸方向への移動した場合、カム42またはシュー43とハウジング本体10またはカムカバー30とが直接接触することはない。また、ワッシャ部材50をハウジング本体10またはカムカバー30に固定しているため、カム42の回転にともなうワッシャ部材50とハウジング本体10またはカムカバー30との間における相対運動の発生が防止される。
【0023】
第1参考例では、ワッシャ部材50を設けることによりカム42およびシュー43とハウジング本体10およびカムカバー30とが直接接触することを防止し、接触によるハウジング本体10およびカムカバー30の摩耗を低減することができる。また、ワッシャ部材50をハウジング本体10またはカムカバー30に固定し、ハウジング本体10またはカムカバー30の収容部11、33の内部でワッシャ部材50が回転することを防止している。そのため、ワッシャ部材50とハウジング本体10またはカムカバー30との間の相対運動の発生を防止することができる。したがって、カムシャフト41にスラスト力が加わる場合でも、ワッシャ部材50とハウジング本体10またはカムカバー30との間の相対運動による摩耗の進行を低減でき、燃料噴射ポンプ1の寿命を延長することができる。
【0024】
ワッシャ部材50は、周方向の2カ所でピン部材52によりハウジング本体10またはカムカバー30に固定されている。そのため、カムシャフト41の回転にともなってカム42が回転ならびにシュー43が移動しても、ワッシャ部材50の回転およびがたつきを防止することができる。
【0025】
(第2参考例)
本発明の第2参考例による燃料噴射ポンプを図3に示す。第1参考例と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第2参考例による燃料噴射ポンプは、ワッシャ部材60を構成するワッシャ本体61とピン部材62とが別体になっている点で第1参考例と異なる。
【0026】
第2参考例では、ピン部材62のカム42側の端部にヘッド部63が形成されている。ワッシャ本体61には、ピン部材62のヘッド部63を収容するための凹部61aが形成されている。ピン部材62によりワッシャ本体61をハウジング本体10またはカムカバー30に組み付けたとき、ピン部材62のヘッド部63はワッシャ本体61の凹部61aに収容される。これにより、ワッシャ部材60のカム42側の端面は平面状となり、部材の突出によるカム42の摩耗などが防止される。
【0027】
以上、説明した第1参考例および第2参考例ではワッシャ本体の周方向の2カ所をピン部材により固定する場合について説明したが、2カ所に限らず2カ所以上の複数カ所を固定してもよい。
【0028】
(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4に示す。第1参考例と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第1実施例による燃料噴射ポンプは、ワッシャ部材70および収容部35の形状が第1参考例と異なる。
【0029】
第1実施例による燃料噴射ポンプのワッシャ部材70は、ワッシャ部材70の本体71から突出する突出部72を有している。突出部72は、ワッシャ部材70の周方向の2カ所に外周部から径方向外側へ突出して形成されている。一方、カムカバー30の収容部35にもワッシャ部材70の突出部72に対応する形状の突出部35aが形成されている。そのため、ワッシャ部材70は収容部35に収容される。
【0030】
収容部35の突出部35aはワッシャ部材70の突出部72の外形とほぼ同一の形状に形成されている。そのため、ワッシャ部材70の突出部72と収容部35の突出部35aとを対応させてワッシャ部材70を収容部35に組み付けることにより、ワッシャ部材70はカムカバー30に嵌合される。
【0031】
第1実施例では、ワッシャ部材70に突出部72ならびに収容部35に突出部35aを形成することにより、ワッシャ部材70の突出部72と収容部35の突出部35aとが嵌合される。そのため、ワッシャ部材70の周方向への回転が防止される。そのため、ワッシャ部材70とカムカバー30との間の相対運動を防止することができる。第1実施例では、ピン部材が不要であるので、部品点数の減少ならびにワッシャ部材70の組み付けの簡略化を図ることができる。なお、ハウジング本体10にもカムカバー30と同様に収容部を形成し、ワッシャ部材70を収容することができる。
第1実施例では、突出部35a、72を周方向の2カ所に形成した例について説明したが、突出部は周方向に少なくとも1カ所形成すればよい。
【0032】
(第3参考例)
本発明の第3参考例による燃料噴射ポンプを図5に示す。第1参考例と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第3参考例による燃料噴射ポンプは、ワッシャ部材80および収容部36の形状が第1参考例と異なる。
【0033】
第3参考例による燃料噴射ポンプのワッシャ部材80は、中心がカムシャフト41の中心と異なる位置に配置されている。すなわち、ワッシャ部材80とカムシャフト41とは偏心状態に配置されている。カムカバー30に形成されている収容部36の形状もワッシャ部材80にあわせてカムシャフト41と偏心して形成されている。
【0034】
第3参考例では、ワッシャ部材80および収容部36とカムシャフト41とを偏心させることにより、カムシャフト41の回転にともなってワッシャ部材80が回転することが防止される。そのため、ワッシャ部材80とカムカバー30との間の相対運動を防止することができる。なお、ハウジング本体10にもカムカバー30と同様に収容部を形成し、ワッシャ部材80を収容することができる。
【0035】
(第4参考例)
本発明の第4参考例による燃料噴射ポンプを図6に示す。第1参考例と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第4参考例による燃料噴射ポンプは、ワッシャ部材90および収容部37の形状が第1参考例と異なる。
【0036】
第4参考例による燃料噴射ポンプのワッシャ部材90は、ワッシャ部材90および収容部37の外形が多角形状に形成されている。第4参考例の場合、ワッシャ部材90および収容部37はR部91、371が形成された四角形状に形成されている。ワッシャ部材90と収容部37は、ほぼ同一の形状または図6に示すようにR部91、371が半径が異なる形状に形成されている。
【0037】
第4参考例では、ワッシャ部材90および収容部37を多角形状に形成することによりワッシャ部材90の回転が防止される。そのため、ワッシャ部材90とカムカバー30との間の相対運動を防止することができる。なお、ハウジング本体10にもカムカバー30と同様に収容部を形成し、ワッシャ部材90を収容することができる。
【0038】
第4参考例では、ワッシャ部材90および収容部37を四角形状に形成する場合について説明したが、ワッシャ部材90および収容部37の形状は概略三角形状あるいは概略五角形状など多角形状であればいずれでもよい。また、R部91の有無あるいはR部91の半径は任意に設定することができる。
【0039】
(第5参考例)
本発明の第5参考例による燃料噴射ポンプを図7に示す。第1参考例と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第5参考例による燃料噴射ポンプは、カムカバー30にワッシャ部材100を固定するための挟持部38が形成されている点で第1参考例と異なる。
【0040】
第5参考例による燃料噴射ポンプのワッシャ部材100は円盤形状に形成され、カムカバー30の収容部39はワッシャ部材100の外形に対応する形状に形成されている。カムカバー30は、収容部39の外周側にワッシャ部材100を挟持する挟持部38を有している。挟持部38は、ワッシャ部材100の周方向に等間隔で3カ所すなわち120°間隔で形成され、ワッシャ部材100のカム42側からカムカバー30との間にワッシャ部材100を挟持している。挟持部38はワッシャ部材100をカムカバー30側へ押し付けているため、ワッシャ部材100は周方向への回転ならびにカムシャフト41の軸方向への移動が規制される。
【0041】
第5参考例では、挟持部38によりワッシャ部材100をカムカバー30との間に挟持している。そのため、ワッシャ部材100の回転が防止され、ワッシャ部材100とカムカバー30との間の相対運動を防止することができる。なお、ハウジング本体10にもカムカバー30と同様に挟持部を形成し、ワッシャ部材100を固定することができる。
【0042】
第5参考例では、挟持部38をワッシャ部材100の周方向へ等間隔に3カ所形成する場合について説明したが、挟持部38をワッシャ部材100の周方向に2カ所または3カ所以上形成してもよい。
【0043】
以上、説明した複数の実施例及び参考例では、ワッシャ部材はピン部材、嵌合、形状の相違または挟持により収容部に固定する場合について説明した。しかし、ワッシャ部材とハウジング本体またはカムカバーとが当接している部位を溶接することによりワッシャ部材をハウジング本体またはカムカバーに固定することも可能である。さらに、上記の実施例に参考例を組み合わせて適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1参考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】 本発明の第1参考例による燃料噴射ポンプのカムカバーに取り付けられたワッシャ部材を示す図であって、(A)はワッシャ部材をカム側から見た模式的な側面図であり、(B)は(A)のB−B線で切断した断面図である。
【図3】 本発明の第2参考例による燃料噴射ポンプのカムカバーに取り付けられたワッシャ部材を示す図であって、(A)はワッシャ部材をカム側から見た模式的な側面図であり、(B)は(A)のB−B線で切断した断面図である。
【図4】 本発明の第1実施例による燃料噴射ポンプのカムカバーに取り付けられたワッシャ部材を示す図であって、(A)はワッシャ部材をカム側から見た模式的な側面図であり、(B)は(A)のB−B線で切断した断面図である。
【図5】 本発明の第3参考例による燃料噴射ポンプのカムカバーに取り付けられたワッシャ部材を示す図であって、(A)はワッシャ部材をカム側から見た模式的な側面図であり、(B)は(A)のB−B線で切断した断面図である。
【図6】 本発明の第4参考例による燃料噴射ポンプのカムカバーに取り付けられたワッシャ部材を示す図であって、(A)はワッシャ部材をカム側から見た模式的な側面図であり、(B)は(A)のB−B線で切断した断面図である。
【図7】 本発明の第5参考例による燃料噴射ポンプのカムカバーに取り付けられたワッシャ部材を示す図であって、(A)はワッシャ部材をカム側から見た模式的な側面図であり、(B)は(A)のB−B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
10 ハウジング本体(ハウジング)
11 収容部
20 シリンダヘッド(ハウジング)
21 プランジャ
23 燃料加圧室
30 カムカバー(ハウジング)
33、33、35、36、37、39 収容部
35a 突出部
38 挟持部
41 カムシャフト(駆動軸)
42 カム(駆動力伝達部材)
43 シュー(駆動力伝達部材)
50、60、70、80、90、100 ワッシャ部材
52、62 ピン部材(固定部材)
72 突出部
Claims (5)
- 燃料加圧室に吸入した燃料を加圧するプランジャと、
前記プランジャを往復摺動可能に支持するシリンダと、
駆動軸とともに回転し前記駆動軸の駆動力を前記プランジャへ伝達する駆動力伝達部材と、
前記シリンダが形成され、内部に前記駆動軸および前記駆動力伝達部材が収容されているハウジングと、
前記駆動力伝達部材の軸方向の端部と前記ハウジングとの間に設けられ、前記ハウジングに形成されている収容部に固定され、前記ハウジングとの相対的な移動が規制されつつ前記駆動力伝達部材と摺動するワッシャ部材と、
を備え、
前記収容部および前記ワッシャ部材は、少なくとも周方向の1カ所に径方向外側へ突出する突出部を有することを特徴とする燃料噴射ポンプ。 - 前記ワッシャ部材は、円環形状に形成されていることを特徴とする請求項1記載の燃料噴射ポンプ。
- 前記ワッシャ部材は、固定部材により少なくとも周方向の2カ所で前記ハウジングに固定されており、
前記ワッシャ部材および前記固定部材は、一体に形成されてい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。 - 前記ワッシャ部材は、前記ハウジングに嵌合されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項記載の燃料噴射ポンプ。
- 前記カムカバーは、前記収容部の周囲に形成され前記ワッシャ部材を前記カム側から前記カムカバーとの間に挟持する挟持部を有することを特徴とする請求項1から4のいずれか一項記載の燃料噴射ポンプ。
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