JP4658278B2 - 一体型ポンプおよびタペット装置 - Google Patents

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Description

【発明の属する技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料供給システム用の一体型ポンプおよびタペット装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
本明細書で言及する大型ディーゼルエンジンとは、例えば、主推力エンジンや、船舶や発電所の発熱用あるいは発電用の補助エンジンに適用し得るものである。
【０００３】
エンジン気筒に燃料を高圧噴射するために、高圧ポンプを設ける必要があると共に、気筒の動作サイクルに応じてポンプの作動を調整する必要がある。この作動の調整は、エンジンのカムシャフト等で制御されるタペット部材で行われる。
いわゆる共通圧力システムや共通マニホルドシステムならびにこれらの応用システムでは、この種の作動調整の必要は無いが、しかしてポンプの作動は、それ相当の部材で制御する必要がある。既知の技術では、ポンプとタペットは、別々の単体でそれぞれ構成されている。この場合に、専用の潤滑がポンプに必要となる。このため燃料、すなわち近代のエンジンでは重油であるが、これをタペット装置に侵入させて、潤滑油と混ぜないようにする必要がある。または、それぞれそに本体部を必要とするものであり、これによりコストの上昇および所要スペースの増大を招く。
【０００４】
ポンプとタペットとを相互に結合することは既知である。これにより構造が簡単になり、コストの低減が可能である。しかしながら、ポンプとタペットとを結合する既知の構成のものは、燃料と潤滑油が混ざる恐れがあり、このため、潤滑油の品質低下を招き、潤滑の循環に支障をきたしてポンプとタペットを固着させたり、クランクシャフトベアリングを含む各種ベアリングを損傷させる恐れがある。
【０００５】
【発明が解決しようとしている課題】
本発明の目的は、改良したポンプおよびタペット装置を提供し、一体型の長所を甘受するとともに、既知の構成の欠点を解消可能とするものである。本発明の更なる目的は、燃料の高圧供給に適用し得る、エンジンの少なくとも２つの気筒に共用する蓄圧器が設けられた燃料供給システムの一部として結合可能であり、燃料を初めに低圧で燃料タンクから当該システムに送出する構成を提供することである。
【０００６】
【課題を解決する手段】
本発明によれば、ポンプおよびタペット本体は、一体鋳造のものであり、タペット部材とピストン部材は、本体に固定されたフランジ部材を流体密に貫通するタペットアームを介して互いに接続され、燃料室からタペット部材側への燃料の侵入を防止する。ポンプおよびタペットの機能に必要なこれら部材は、一体型のポンプおよびタペット本体の内部に配置する場合は、簡単で廉価の構成が可能となる。
【０００７】
複数の構成部品の組立に対して、一体鋳造のものは、特に均質的なものである。ポンプおよびタペット本体を一体鋳造とすることにより、一体鋳造、製造および構成が簡単で廉価であるからであり、かつ複数の構成部品の組立品の製造に関わる短所、すなわち燃料漏れを引き起こす接合ならびに価格問題などを回避できるからである。
【０００８】
フランジ部材は、タペットアームに隣接する潤滑溝に潤滑油を導く流路を効果的に設ける。また潤滑溝と燃料室との間でフランジ部材にシールリングを設けることにより、燃料と潤滑油の混ざりが防止でき、装置の作動に支障をきたす結果を効果的に防止できる。本体は、さらにフランジ部材とビストン部材との間に燃料室からの漏れ燃料を収集する室を設けても良い。さらに該収集室に排出流路を設けて、フランジ部材上方のスペースを減圧状態に維持できる。これによりフランジ部材の流体密な構成が効果的に得られ、本発明の目的をさらに助長させ得る。
【０００９】
燃料室は、好適に逆止め弁を介して、燃料タンクから燃料室へ燃料を導く燃料供給システムを含む低圧燃料ラインに逆止め弁を介して接続される。さらに、低圧燃料供給ラインに、逆止め弁の上流で制御弁を接続する。これにより、本発明の構成は、好適に燃料供給システムの一部となる。これにより燃料タンクからエンジンの気筒に燃料が、燃料供給システムの低圧部と高圧部の双方を介して供給できる。
【００１０】
本体は、低圧燃料ラインの通るパイプ素子およびその構造が効果的に設けられるともに、このパイプ要素を燃料室と結ぶ流路も効果的に設ける。さらに、順次接続された複数のポンプおよびタペット装置の本体のパイプ素子を相互に接続することにより共用の低圧燃料ラインを構成することもできる。低圧弁などを介して燃料を燃料タンクに戻すことにより、閉ループで一定低圧燃料供給ラインを設けることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の好適実施例を添付図を参照して説明する。図中１は、エンジンの、特にはそのいわゆるコンソール（詳細に図示せず）にねじボルト２２により装着されたポンプおよびタペット本体を示す。ポンプおよびタペット本体１は、本体１中でばね６力に対抗して可動であり、スタブシャフト３を介してロールフォロワ４が軸承されたタペット部材２が設けられている。エンジンカムシャフト（図示せず）のカムに含まれるカムレース５と共動してロールフォロワ４が既知の方法でタペット部材２の往復運動を制御する。
【００１２】
タペット部材２に取りつけらたタペットアーム７は、その一端でピストン部材８に接続され、よってピストン部材８は、ばね９力に抗して移動可能となっている。燃料室１１を画成する円筒形部分を含むカバー素子１０は、ねじボルト２７により本体１に固定されており、円筒形部分は、本体１以内に存在し得るようにする。燃料室１１とストン部材８とは、共動し、よって燃料室１１から燃料が、逆止め弁１５および流路１６を通り、エンジンの一つあるいは複数の気筒へ直接的にあるいは蓄圧器（図示せず）を介して図１および図２に示す態様で送出される。蓄圧器構成については特願第（Ｒｅｆ．Ｎｏ．１８８０）号を参照されたい。他方エンジンの低圧燃料ラインから燃料室１１に燃料が、流路１２、制御弁１３ならびに逆止め弁１４を通って導入される（図３および図４を参照）。制御弁１３により、燃料室１１に送られる燃料の量が制御され、また必要時燃料供給は完全に遮断される。カバー素子のシリンダ状下部１０ａは、ばね９を定位置に保持するように構成されている。
【００１３】
タペットアーム７が貫通する独立のフランジ部材１７が、ネジ３５により本体１に固定されている。フランジ部材１７には、一つあるいは複数の潤滑流路１８が設けられ、これら流路１８によりリング状潤滑溝２１がタペットアーム７を取り囲む潤滑溝１９に接続されている。さらにフランジ部材１７には、シールリング２０が設けられ、フランジ部材とタペットアーム７との間でシールをしている。別のシールリングでフランジ部材と本体１との間にもシールがされている。フランジ１７の上方の室２８に溜まるであろう燃料および／もしくは潤滑油は、排出流路２９を通って流れる（図３）。この構成により、燃料が潤滑油と混ざるのが低減される。
【００１４】
特に図３と図４を参照するに、本体１は、パイプ要素１ａを含み、その流路２３は、エンジンの燃料供給システムの燃料ライン３２の一部となっている。さらには、燃料供給システムは、低圧ポンプ３１を包含し、これにより燃料タンク３０からポンプおよびタペット装置（簡略化のため図４ではその本体部のみ図示している）へと燃料が送出され、さらに燃料供給システムは、これらの装置をパイプ素子１ａならびに低圧弁あるいは絞り弁３４を介して相互に接続する複数のパイプ３３を包含し、これらパイプにより燃料ライン３２が燃料タンク３０へと回帰されている。
【００１５】
図３から明らかなように、各ポンプおよびタペット装置は、パイプ素子１ａの流路２３から燃料が流路２４、２５、２６を介して流路１２へと導かれている。
この流路１２は、図１および図２に概略図示するように、次いで燃料をポンプの燃料室１１に導く。パイプ素子１ａ、各燃料流路ならびに潤滑領路を一体鋳造で本体１と一体に製造することにより、単純な構造となり、省スペースならびに価格の低減が可能となる。
【００１６】
図３の実施例において、タペット部材２をピストン部材８に接続するタペットアーム７を多少異なる設計としてある。タペットアーム７は、二つの独立片から構成でき、しかしてばね９により機能上一体の構造が得られる。
本発明は、図示の実施例にのみ言及されるものでなく、特許請求の範囲で言及される範囲で様々な変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のポンプおよびタペット装置の実施例を示す断面図であり、図中タペットが下方に移動している。
【図２】図１と同じ実施例を示す断面図であり、図中タペットは上方に移動している。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩに断面図。この図では、図１の実施例を多少変形されている。
【図４】本発明の装置を複数配列してエンジンの燃料供給システムの低圧燃料ラインの一部の構成を示す斜視図
【符号の説明】
１ ポンプおよびタペット装置本体
１ａ パイプ
２ タペット部材
３ スタブシャフト
４ ロールフォロワ
５ カムレース
６ ばね
７ タペットアーム
８ ピストン部材
９ ばね
１０ カバー素子
１１ 燃料室
１２ 流路
１３ 制御弁
１４，１５ 逆止め弁
１６ 流路
１７ フランジ部材
１８ 潤滑流路
１９ 潤滑溝
２０ シールリング
２１ リング状潤滑溝
２２ ネジおよびボルト
２３，２４，２５，２６ 流路
２７ ネジおよびボルト
２８ 室
２９ 排出流路
３０ 燃料タンク
３１ 低圧ポンプ
３２ 燃料ライン
３３ 管
３４ 絞り弁
３５ ネジおよびボルト

Claims (7)

  1. 内燃機関用の一体型ポンプおよびタペット装置であって、
    単体鋳造のポンプおよびタペット装置本体と、
    前記本体に嵌め込まれ、前記内燃機関により駆動されるタペット部材と、
    前記タペット部材に接続されたタペットアームと、
    前記タペットアームを介して前記タペット部材に連動し、前記本体中の燃料室から前記内燃機関の一つあるいは複数の気筒に燃料を高圧で送出するピストン部材と、
    前記ポンプおよびタペット装置本体に固定されて内部に前記燃料室を形成するカバー部材と、
    前記ポンプおよびタペット装置本体に固定され、前記タペット部材と前記ピストン部材とが両側に位置するように前記タペットアームが貫通するフランジ部材と、
    を有する一体型ポンプおよびタペット装置において、
    前記フランジ部材が前記タペットアームとシール関係にあり、もって該フランジ部材の前記ピストン部材側からタペット側への燃料流れを禁止するようになっており、また
    前記本体は、前記燃料室から漏出しうる燃料を収集するための、前記フランジ部材と前記カバー部材との間に位置する収集室と、収集された燃料を前記収集室から排出するための排出流路とを画成している一体型ポンプおよびタペット装置。
  2. 請求項１に記載の一体型ポンプおよびタペット装置において、前記フランジ部材には、前記タペットアームに隣接する潤滑溝と、潤滑油を該潤滑溝に導く流路とが形成されている一体型ポンプおよびタペット装置。
  3. 請求項２に記載の一体型ポンプおよびタペット装置において、前記フランジ部材は、前記潤滑溝と前記燃料室との間にシールリングが設けられ、燃料と潤滑油の混合を防止している一体型ポンプおよびタペット装置。
  4. 請求項１に記載の一体型ポンプおよびタペット装置において、低圧燃料ラインと前記燃料室とを接続する逆止め弁が設けられている一体型ポンプおよびタペット装置。
  5. 請求項４に記載の一体型ポンプおよびタペット装置において、前記逆止め弁の上流に制御弁を設けてなる一体型ポンプおよびタペット装置。
  6. 請求項４に記載の一体型ポンプおよびタペット装置において、前記ポンプおよびタペット装置本体は、低圧ラインの一部として接続するためのパイプ要素を含み、また前記パイプ要素を前記燃料室に接続する流路を形成している一体型ポンプおよびタペット装置。
  7. 多気筒内燃機関用の燃料供給システムにおいて、
    少なくとも２つの請求項４に記載のポンプおよびタペット装置を有し、
    前記各ポンプおよびタペット装置のポンプおよびタペット装置本体は、パイプ要素を含み、また該パイプ要素を燃料室と結ぶ流路を形成しており、また
    前記それぞれのポンプおよびタペット装置の前記ポンプおよびタペット装置本体の前記パイプ要素は、共通の低圧燃料ラインを構成するように互いに接続されている燃料供給システム。
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