JP5288267B2 - Fuel injection pump - Google Patents
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Description
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。 The present invention relates to a fuel injection pump for an internal combustion engine (hereinafter referred to as an “internal combustion engine”).
従来、カムシャフトにカムが偏心して組み付けられ、駆動軸の回転に伴い公転するカムリングがプランジャを往復駆動し、プランジャが加圧室の燃料を加圧する燃料噴射ポンプが知られている(例えば、特許文献1および2参照)。このような燃料噴射ポンプにおいては、カムリングがカムに対して回転するためカムリングとカムとの摺動部分での摩耗及び焼き付きを防止する必要がある。 2. Description of the Related Art Conventionally, a fuel injection pump is known in which a cam is eccentrically assembled to a camshaft, a cam ring that revolves with the rotation of a drive shaft reciprocates a plunger, and the plunger pressurizes fuel in a pressurizing chamber (for example, a patent Reference 1 and 2). In such a fuel injection pump, since the cam ring rotates relative to the cam, it is necessary to prevent wear and seizure at the sliding portion between the cam ring and the cam.
例えば特許文献1には、燃料噴射ポンプにおけるカムの外周壁にカムリングとカムとの間に燃料を潤滑液として導くための溝を設け、潤滑液による油膜を形成することで摺動部分での摩耗及び焼き付きを防止する技術が開示されている。また、特許文献2においては、カムに接続されたカムシャフトとそれを支持する軸受け部との間に油膜を形成する目的で、上記同様の溝をカムシャフトに設けることが提案されている。 For example, in Patent Document 1, a groove for guiding fuel as a lubricating liquid is provided between a cam ring and a cam on the outer peripheral wall of a cam in a fuel injection pump, and an oil film is formed by the lubricating liquid, thereby causing wear at a sliding portion. And a technique for preventing seizure. In Patent Document 2, it is proposed to provide the camshaft with a groove similar to the above in order to form an oil film between the camshaft connected to the cam and the bearing portion that supports the camshaft.
特許文献1および特許文献2に開示された技術では、潤滑液を導く溝が延びる方向を、カムの回転軸に対して傾斜した方向とすることが提案されている。カムの回転軸に対して溝を傾斜させることによって、カムの回転速度の変動に伴い生じる慣性力を利用して溝に導入される潤滑液の流量を増加させ、潤滑性の向上を図っている。しかし最も焼付やすい、軸受中央部には効果が少なかった。 In the techniques disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, it is proposed that the direction in which the groove for guiding the lubricant extends is inclined with respect to the rotation axis of the cam. By inclining the groove with respect to the rotating shaft of the cam, the flow rate of the lubricating liquid introduced into the groove is increased by utilizing the inertial force generated with the fluctuation of the rotational speed of the cam, thereby improving the lubricity. . However, it was less effective at the center of the bearing, where it was most likely to seize.
上記の問題は、プランジャで燃料を加圧することに伴い燃料噴射ポンプ内部を流通する燃料の温度が上昇し、温度上昇によってその粘度が低下するため、たとえカムに形成された溝内に潤滑液として導入されても保持されにくくなることが原因で起こりうる。特に、カムの回転軸方向の一端と他端との間の中央部においては潤滑液の放熱が困難であるため、当該中央部では潤滑液の温度上昇に伴う粘度の低下を避けることができなかった。 The above problem is that as the fuel is pressurized with the plunger, the temperature of the fuel flowing through the fuel injection pump rises, and the viscosity decreases as the temperature rises. This can happen because it is difficult to hold even if it is introduced. In particular, since it is difficult to dissipate the lubricating liquid at the central portion between the one end and the other end in the rotational axis direction of the cam, it is impossible to avoid a decrease in viscosity due to an increase in the temperature of the lubricating liquid at the central portion. It was.
本発明は、カムとカムリングとの相対回転による摩耗を低減し焼き付きを防止する燃料噴射ポンプを提供することを目的とする。
さらに本発明は、カムとカムリングとの相対回転による焼き付きを防止し、かつ潤滑性の向上した燃料噴射ポンプを提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a fuel injection pump that reduces the wear caused by relative rotation between a cam and a cam ring and prevents seizure.
It is another object of the present invention to provide a fuel injection pump that prevents seizure due to relative rotation between a cam and a cam ring and has improved lubricity.
請求項1に係る燃料噴射ポンプは、カムシャフトの中心軸周りを公転するカムリングがカムシャフトとともに回転するカムの外周に対して回転可能に組付けられており、カムリングの公転に追従して往復移動するプランジャによってハウジングの燃料加圧室に吸入した燃料を加圧し圧送するように構成されている。カムの外壁には、カムとカムリングとの間に潤滑液を導く凹部が形成されている。カムの凹部は、回転軸方向の一端および他端の少なくともいずれか一方に、ハウジングのカム室と連通する入口を有している。カム室は、カムを収容しているとともに、例えば燃料を潤滑液として有している空間である。カムの凹部は、カムの回転軸方向の一端と他端との間の中央部に潤滑液を導くように溝状に延びている。なお、凹部は入口から中央部までの範囲に形成された溝であってもよく、カムの一端側と他端側との両側に入口を有して当該カムの両側を連通するように形成された溝であってもよい。また、凹部は一本の溝であってもよく、カムに複数形成されたものであってもよい。 In the fuel injection pump according to claim 1, the cam ring that revolves around the central axis of the camshaft is assembled so as to be rotatable with respect to the outer periphery of the cam that rotates together with the camshaft, and reciprocates following the revolution of the camring. The plunger sucked into the fuel pressurizing chamber of the housing is pressurized and pumped. On the outer wall of the cam, a recess for guiding the lubricating liquid is formed between the cam and the cam ring. The recess of the cam has an inlet communicating with the cam chamber of the housing at at least one of one end and the other end in the direction of the rotation axis. The cam chamber is a space that houses the cam and has, for example, fuel as a lubricant. The concave portion of the cam extends in the shape of a groove so as to guide the lubricating liquid to a central portion between one end and the other end in the rotation axis direction of the cam. The recess may be a groove formed in a range from the inlet to the center, and is formed to have inlets on both sides of the one end side and the other end side of the cam so as to communicate with both sides of the cam. It may be a groove. Further, the recess may be a single groove or a plurality of recesses formed on the cam.
ここで、本発明の特徴は、凹部を流れる潤滑液の圧力が入口に比べて中央部で高圧となるように構成されている点である。一般的に、高温により潤滑液の粘度は小さくなるが、圧力を高めることにより潤滑液の粘度は大きくなる。よって、本発明の構成では、温度が上がりやすいカムの中央部においても、潤滑液の圧力を高めることによって局所的に粘度を向上させることができる。このように、ある程度潤滑液の粘度を向上させることによって、カムの中央部の油膜きれがおきやすい箇所においてもカムとカムリングとの間に油膜を形成することが可能となる。これにより、カムとカムリングとの焼き付きが起こりやすい部分でも摺動部分の潤滑性を向上させることができる。したがって、カムとカムリングとの相対回転による摩耗を低減し焼き付きを防止することができる。 Here, the feature of the present invention is that the pressure of the lubricating liquid flowing through the recess is configured to be higher in the central portion than in the inlet. In general, the viscosity of the lubricating liquid decreases at a high temperature, but the viscosity of the lubricating liquid increases by increasing the pressure. Therefore, in the configuration of the present invention, the viscosity can be locally improved by increasing the pressure of the lubricating liquid even in the central portion of the cam where the temperature is likely to rise. As described above, by improving the viscosity of the lubricating liquid to some extent, it is possible to form an oil film between the cam and the cam ring even at a location where the oil film is likely to be removed at the center of the cam. Accordingly, the lubricity of the sliding portion can be improved even in the portion where the cam and the cam ring are easily seized. Therefore, wear due to relative rotation between the cam and the cam ring can be reduced and seizure can be prevented.
ここで、凹部は、カムの外壁のうち、プランジャを燃料加圧室側に移動させる際の燃料圧送の反力が作用しない領域にのみ形成されている。燃料圧送による反力が作用しない領域は、例えば、回転中心軸からカム面輪郭までの距離が、カム回転方向遅角側へ向かうに従い短くなる領域に存在する。一方、回転中心軸からカム面輪郭までの距離が、カム回転方向遅角側へ向かうに従い長くなる領域は、カムがプランジャを高圧状態の燃料加圧室へ向けて押圧していく領域である。このため、後者の領域に凹部を形成すると、凹部の縁部分のエッジに燃料圧送の反力が集中し、当該エッジでの摩耗及び焼き付きが起こりやすくなってしまう。ここで、凹部を燃料圧送の反力が作用しない領域に形成することにより、凹部におけるエッジでの摩耗及び焼き付きを防ぐことができる。 Here, the concave portion is formed only in a region of the outer wall of the cam where the reaction force of the fuel pressure feeding when the plunger is moved to the fuel pressurizing chamber side does not act. The region where the reaction force due to the fuel pumping does not act exists, for example, in a region where the distance from the rotation center axis to the cam surface contour becomes shorter as the cam rotation direction retards. On the other hand, the region where the distance from the rotation center axis to the cam surface contour becomes longer as the cam rotation direction retards is the region where the cam presses the plunger toward the high-pressure fuel pressurizing chamber. For this reason, when the concave portion is formed in the latter region, the reaction force of the fuel pumping concentrates on the edge of the edge portion of the concave portion, and wear and seizure at the edge are likely to occur. Here, by forming the recess in the region where the reaction force of the fuel pumping does not act, it is possible to prevent wear and seizure at the edge of the recess.
また、凹部が中央部に向かうに従いカムの回転方向遅角側へと延びる溝として形成されている。例えば、凹部が一端側と他端側との両側に入口を有している場合、凹部はカムの中央部で折れ曲がる形状の溝であることが例示される。この構成では、カムの回転とともに生じる慣性力を利用して、溝内の潤滑液を中央部に向けて流し込むことができる。これにより、カムの中央部で溝内の潤滑液の圧力を高めて粘度を増大させることができるので、焼き付きが起こりやすい中央部において、カムとカムリングとの間で油膜が形成されやすくなる。したがって、油膜の形成によって摺動部分の潤滑性を向上させることが可能となり、カムとカムリングとの相対回転による摩耗を低減し焼き付きを防止することができる。
請求項2に係る燃料噴射ポンプのように、凹部のカム室と連通する入口側では、当該凹部が溝状に延びる方向がカムの回転軸に対して傾斜した方向であることが望ましい。カムの回転速度の変動に伴い生じる慣性力によって潤滑液が入口から中央部に向かって流れ込みやすくなるからである。
Further , the concave portion is formed as a groove extending toward the retarding direction of the cam rotation direction toward the center portion. For example, when the recess has inlets on both sides of the one end side and the other end side, it is exemplified that the recess is a groove that is bent at the center of the cam. In this configuration, the inertial force generated with the rotation of the cam can be used to flow the lubricating liquid in the groove toward the center. As a result, the viscosity of the lubricating liquid in the groove can be increased at the central portion of the cam to increase the viscosity, so that an oil film is easily formed between the cam and the cam ring in the central portion where seizure is likely to occur. Therefore, it is possible to improve the lubricity of the sliding portion by forming the oil film, and it is possible to reduce wear due to relative rotation between the cam and the cam ring and prevent seizure.
As in the fuel injection pump according to the second aspect, on the inlet side communicating with the cam chamber of the recess, it is desirable that the direction in which the recess extends in a groove shape is inclined with respect to the rotation axis of the cam. This is because the lubricating liquid easily flows from the inlet toward the central portion due to the inertial force generated with the fluctuation of the rotational speed of the cam.
請求項3に係る燃料噴射ポンプでは、凹部が平面視略V字状に折れ曲がる溝として形成されている。
請求項4に係る燃料噴射ポンプでは、凹部が平面視略U字状に折れ曲がる溝として形成されている。
請求項5に係る燃料噴射ポンプでは、凹部が平面視略台形状に折れ曲がる溝として形成されている。なお、ここでいう平面視略台形状とは、例えば、凹部が一端側と他端側との両側に入口を有しているとき、次のような溝形状をいう。すなわち、カムの一端側および他端側にはそれぞれ、入口から中央部へ近づくに従いカムの回転方向における一箇所へ向かうように傾斜した方向で溝が延びている。カムの中央部には、それぞれの入口から延びた溝同士をカムの回転方向における一箇所で結ぶ溝が延びている。すなわち、このように、凹部は二箇所で折れ曲がる溝であってもよい。なお、凹部が平面視略台形状に折れ曲がる溝である場合、中央部においては溝がカムの回転軸と平行に延びていてもよい。
In the fuel injection pump according to the third aspect , the recess is formed as a groove that is bent in a substantially V shape in plan view.
In the fuel injection pump according to the fourth aspect , the recess is formed as a groove that is bent in a substantially U shape in plan view.
In the fuel injection pump according to the fifth aspect , the recess is formed as a groove that is bent into a substantially trapezoidal shape in plan view. Here, the substantially trapezoidal shape in plan view here refers to the following groove shape when the recess has inlets on both sides of one end side and the other end side, for example. That is, the groove extends in a direction inclined toward one place in the rotational direction of the cam as it approaches the central portion from the inlet, on one end side and the other end side of the cam. At the center of the cam, a groove that connects the grooves extending from the respective inlets at one place in the cam rotation direction extends. That is, in this way, the recess may be a groove that bends at two locations. When the concave portion is a groove that is bent into a substantially trapezoidal shape in plan view, the groove may extend in parallel with the rotation axis of the cam in the central portion.
このように、凹部を折れ曲がる形状の溝として形成する場合、平面視による溝の形状は、種々の形状とすることができる。本発明では、上記いずれの形状とする場合も、カムの中央部で溝内の潤滑液の圧力を高めることを目的としている。なお、カムの中央部で凹部が配置される回転方向の位置は、凹部の入口側よりもカムの回転方向遅角側であることが望ましいものの、これに限定されない。いずれの場合においても、カムの中央部に潤滑液を導くとともに当該潤滑液の圧力を高めることによって、カムとカムリングとの間に油膜を形成しやすくすることができる。したがって、上述したようにカムとカムリングとの相対回転による摩耗を低減し焼き付きを防止する効果が得られる。 Thus, when forming a recessed part as a groove | channel of the shape bent, the shape of the groove | channel by planar view can be made into various shapes. The present invention aims to increase the pressure of the lubricating liquid in the groove at the center of the cam in any of the above shapes. In addition, although it is desirable that the rotational position at which the concave portion is arranged at the center portion of the cam is on the retard side in the rotational direction of the cam with respect to the inlet side of the concave portion, it is not limited thereto. In either case, it is possible to easily form an oil film between the cam and the cam ring by introducing the lubricating liquid to the central portion of the cam and increasing the pressure of the lubricating liquid. Therefore, as described above, the effect of reducing the wear due to the relative rotation between the cam and the cam ring and preventing seizure can be obtained.
例えば、請求項6に係る燃料噴射ポンプでは、凹部が平面視略ハ字状の溝として形成されている。請求項7に係る燃料噴射ポンプでは、凹部が平面視略ハ字状の半分だけの溝として形成され、つまり、平面視略「ノ」字状の溝として形成されている。
このようにしても、潤滑液がカムの両端部からカムの中央部に導かれ、カムの中央部における当該潤滑液の圧力が高まることによって、カムとカムリングとの間に油膜を形成しやすくなる。したがって、カムとカムリングとの相対回転による摩耗を低減し焼き付きを防止する効果が得られる。
For example, in the fuel injection pump according to claim 6 , the recess is formed as a groove having a substantially C shape in plan view. In the fuel injection pump according to the seventh aspect , the concave portion is formed as a groove having a substantially half-shaped shape in a plan view, that is, a groove having a substantially “no” shape in a plan view.
Even in this case, the lubricating liquid is guided from the both end portions of the cam to the central portion of the cam, and the pressure of the lubricating liquid in the central portion of the cam increases, so that an oil film is easily formed between the cam and the cam ring. . Therefore, the effect of reducing the wear due to the relative rotation of the cam and the cam ring and preventing seizure can be obtained.
なお、請求項8によれば、本発明の燃料噴射ポンプをディーゼルエンジンのコモンレール式燃料噴射装置のコモンレールへの高圧燃料供給に適用することが例示される。ディーゼルエンジンのコモンレールに燃料供給を行う場合、コモンレール内に供給される燃料の圧力は高圧であることが要求される。したがって、燃料噴射ポンプによる燃料の吐出圧はコモンレールの内圧よりも大きくなければならず、加圧室の燃料の圧力はプランジャによって大きく高められることになる。このような加圧に伴い、潤滑液としての燃料の温度は上昇し、カムの燃料圧送による反力が作用する領域には大きな面圧がかかる。したがって、カムとカムリングとの間で焼き付きが起こりやすいという問題は、従来、ディーゼルエンジンのコモンレールへの高圧燃料供給を行う燃料噴射ポンプで特に顕著であった。これに対し、本発明の構成を適用すれば、凹部でカムとカムリングとの間に潤滑液を導き、かつ、カムの中央部で潤滑液の圧力を高めることにより、カムとカムリングの相対回転による摩耗を低減し焼き付きを防止する燃料噴射ポンプを提供することが可能となる。 In addition, according to Claim 8 , applying the fuel injection pump of this invention to the high pressure fuel supply to the common rail of the common rail type fuel injection device of a diesel engine is illustrated. When supplying fuel to the common rail of a diesel engine, the pressure of the fuel supplied into the common rail is required to be high. Therefore, the fuel discharge pressure by the fuel injection pump must be larger than the internal pressure of the common rail, and the fuel pressure in the pressurizing chamber is greatly increased by the plunger. With such pressurization, the temperature of the fuel as the lubricating liquid rises, and a large surface pressure is applied to the region where the reaction force due to the fuel pump feeding of the cam acts. Therefore, the problem that seizure is likely to occur between the cam and the cam ring has hitherto been particularly noticeable in a fuel injection pump that supplies high-pressure fuel to a common rail of a diesel engine. On the other hand, when the configuration of the present invention is applied, the lubricating liquid is guided between the cam and the cam ring by the concave portion, and the pressure of the lubricating liquid is increased at the central portion of the cam, thereby causing the relative rotation of the cam and the cam ring. It is possible to provide a fuel injection pump that reduces wear and prevents seizure.
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において、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。
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
(第1実施形態)
本形態による燃料噴射ポンプを図1及び図2に示す。本形態の燃料噴射ポンプ10は、例えば、ディーゼルエンジンのコモンレール式燃料噴射装置のコモンレールへの高圧燃料供給に用いられる。本形態では、カムシャフト20の外周には二つのプランジャ30が配置されている。図1は二つのプランジャ30の軸断面を見る方向から見た燃料噴射ポンプ10の構成を示している。
Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that, in a plurality of embodiments, substantially the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
A fuel injection pump according to this embodiment is shown in FIGS. The fuel injection pump 10 of this embodiment is used for supplying high-pressure fuel to a common rail of a common rail fuel injection device for a diesel engine, for example. In this embodiment, two
図1に示すように、燃料噴射ポンプ10のハウジングは、ハウジング本体11、シリンダヘッド12、軸受けカバー14等から構成される。シリンダヘッド12はプランジャ30を往復移動自在に支持している。シリンダヘッド12の内面と、逆止弁35の逆止弁部材36の端面と、プランジャ30の端面とにより燃料加圧室50が形成されている。また、ハウジング本体11と、軸受けカバー14と、プランジャ30の反燃料加圧室50側の端面とにより、カム室53が形成されている。
As shown in FIG. 1, the housing of the
軸受カバー14は、ボルト29でハウジング本体11に固定されており、カムシャフト20の軸受けであるメタルブッシュ15を収容している。カムシャフト20のもう1つの軸受けであるメタルブッシュ16はハウジング本体11に収容されている。軸受カバー14とカムシャフト20との間はオイルシール13によりシールされている。
The bearing cover 14 is fixed to the
カムシャフト20はハウジング本体11および軸受カバー14に収容され、メタルブッシュ15に回転自在に支持されている。図2に示すようにカムシャフト20には、カム輪郭が円形で、かつカムシャフト20の中心軸に対し偏心するカム21が形成されている。カム21は、カム室53に収容されている。カム室53において、ハウジング本体11及び軸受けカバー14の内壁にはそれぞれカム21の軸方向端面に摺接する環状の摺動プレート171、172が設けられている。カムシャフト20の周囲には複数のプランジャ30が配置されている。カムリング18は外側輪郭が多角形状に形成され内側輪郭が円形に形成されている。カムリング18の内周壁にカム21と摺動自在に環状のメタルブッシュ19が設けられている。メタルブッシュ19はカムリング18の内周壁に圧入固定され、特許請求の範囲に記載されたカムリングの一部を構成する。これらカムリング18及びメタルブッシュ19は、カム21に回転可能に嵌め込まれている。
The
プランジャ30と対向するカムリング18の外周面とプランジャ30の端面とは平面状に形成され互いに平面で接触している。カムリング18およびプランジャ30のそれぞれの接触面が平面状に形成されているので、カムリング18とプランジャ30との面圧が低下する。このようなカムシャフト20、カム21、メタルブッシュ19及びカムリング18の構成により、カムシャフト20の回転によるカム21の動きに従ってカムリング18はカムシャフト20の中心軸の周りを公転する。さらに、カム21に対してカムリング18は相対的に回転できるが、プランジャ30に押さえつけられることでカムリング18は自転せず、カム21がカムリング18内で回転する。
The outer peripheral surface of the
プランジャ30は、スプリング31によりカムリング18側に付勢されているため、カムリング18の公転に追従し、燃料流入通路51から逆止弁35を通り燃料加圧室50に吸入した燃料を加圧する。逆止弁35は燃料加圧室50から燃料流入通路51に燃料が逆流することを防止する。
Since the
シリンダヘッド12にそれぞれ配管接続用の接続部材41が接続されている。シリンダヘッド12および接続部材41により燃料吐出通路52が形成されている。燃料吐出通路52の途中に逆止弁部材38を有する逆止弁が構成されている。この逆止弁は燃料吐出通路52から燃料加圧室50に燃料が逆流することを防止する。各燃料加圧室50で加圧された燃料は、接続部材41から燃料配管を介し図示しないコモンレールに供給される。
A
ここでカム21とメタルブッシュ19との摺動について詳細に説明する。カム21及びメタルブッシュ19は前述したように相手部材に対して回転可能に組み付けられている。これらの部材間の潤滑性を確保するため、図1〜3に示す如く、本形態ではカム21の外壁に溝221を形成している。カム21等はカム室53内に満たされた潤滑液としての燃料に浸っている。このため、溝221には燃料が満たされ、溝221内の燃料がカム21の外壁面とメタルブッシュ19の内壁面との間に燃料膜を形成する。この燃料によりカム21とメタルブッシュ19の潤滑性が確保される。
Here, sliding between the
溝221はカム21の回転軸方向の一端211からカム21の回転軸方向の他端212に到るように形成され、溝221内の燃料をカム21の両端間で流通させることが望ましい。溝221内の燃料を流通させることにより、金属粉等の異物が溝221内に滞留することを防止し潤滑性を向上させるためである。溝221の断面積は潤滑性を確保するために必要な大きさとすればよい。断面積をある程度大きく設定すれば溝221は1本で足りる。また、断面積を小さく設定し溝221を複数本形成しても良い。なお、溝221は特許請求の範囲に記載された凹部を構成する。
The
本形態における凹部としての溝221について、さらに詳細に説明する。溝221は、カム21の回転軸方向の一端211および他端212に、カム室53とそれぞれ連通する入口221a、221bを有している。溝221は、両側の入口221a、221bから流入する燃料をカム21の中央部23に導くように平面視略V字状に延び、当該V字の頂点部分は入口221a、221bよりもカム21の回転方向遅角側に位置するとともに折曲部221cを形成している。このため、溝221が入口221aから折曲部221cまで延びている方向、および入口221bから折曲部221cまで延びている方向は、いずれも、カム21の回転軸に対して傾斜し、中央部23に向かうに従いカム21の回転方向遅角側となっている。
The
溝221を形成することで溝221の縁部にはエッジが形成されるため、エッジ部分でカム21とメタルブッシュ19の潤滑性が低下しないように溝221を形成する領域を設定する。すなわち、カム21の外壁のうち他の領域に比べてメタルブッシュ19から受ける圧力が低い領域に溝221を形成する。また、溝221の縁部にアール加工をするなどの方法で、当該縁部にかかるメタルブッシュ19からの圧力を適宜分散させることも有効である。
Since the edge is formed at the edge of the
図9は、カム21の外周壁におけるA〜Fの各領域についてメタルブッシュ19から受ける圧力を説明するためのものである。領域Dの真上にプランジャ30があるとき、燃料加圧室50内の燃料圧力によって、プランジャ30が領域Aの真上にあるときよりメタルブッシュ19から高い圧力を受ける。プランジャ30が領域Aの真上にあるとき、メタルブッシュ19からカム21に作用する燃料圧送による反力は実質的に生じない。すなわち、この領域が、特許請求の範囲でいう「燃料圧送による反力が作用しない領域」に相当する。なお、逆に、回転中心軸からカム21のカム面輪郭までの距離がカム21の回転方向遅角側へ向かうに従い長くなる領域は、カム21がプランジャ30を高圧状態の燃料加圧室50へ向けて押圧していく領域である。このため、回転中心軸からカム面輪郭までの距離がカム21の回転方向遅角側へ向かうに従い長くなる領域は、燃料圧送の反力を集中して受けるため、溝221を形成すべき領域から除外することが好ましい。
FIG. 9 is a view for explaining the pressure received from the
次に、燃料噴射ポンプ10の作動について説明する。
カムシャフト20の回転に伴いカム21が回転し、カム21の回転に伴いカムリング18が公転する。このカムリング18の公転に追従しプランジャ30が往復移動する。カムリング18の公転に伴い上死点にあるプランジャ30が下降すると、フィードポンプ54からの吐出燃料が調量弁55によって調量され、その調量された燃料が燃料流入通路51から逆止弁35を経て燃料加圧室50に流入する。下死点に達したプランジャ30が再び上死点に向けて上昇すると逆止弁35が閉じ、燃料加圧室50の燃料圧力が上昇する。燃料加圧室50の燃料圧力が逆止弁部材38の下流側の燃料圧力よりも上昇するとプランジャ30ごとに設けられた各逆止弁部材38が交互に開弁する。接続部材41から燃料配管を通りコモンレールに供給された燃料はコモンレールで畜圧され一定圧に保持される。そして、コモンレールから図示しないインジェクタに高圧燃料が供給される。
Next, the operation of the
The
カム21に形成されている溝221をカム21の一端211から他端212まで形成し溝221をカム21の回転軸方向両端で開口させることにより、溝221の入口221a、221bから溝221内にカム室53内の燃料を流入させることができる。ここで、溝221の入口221a、221b側はカム21の回転軸に対して傾斜した方向へ延びているので、カム21の回転速度の変動に伴い生じる慣性力によって燃料が中央部23へ向かって流れやすい。溝221内の燃料がメタルブッシュ19の内壁面とカム21の外壁面との間に漏れ出ることにより、メタルブッシュ19の内壁面とカム21の外壁面との間に燃料膜が形成される。燃料は潤滑液として機能するため、メタルブッシュ19とカム21との潤滑性が向上する。これにより、カム21とカムリング18の相対回転によるメタルブッシュ19及びカム21の摩耗を低減し、焼き付きを防止することができる。
A
なお、上述したように、カム21は溝221を燃料圧送の反力が作用しない領域に有することにより、溝221の縁部のエッジにおける摩耗および焼き付きを防ぐように構成されている。また、溝221をカム21の回転軸方向両端で開口させることにより、溝221内に十分な燃料を満たすことができ、さらにその燃料を入れ替えることができるためメタルブッシュ19とカムリング18の摩擦により溝221内にスラッジが堆積することがなく、メタルブッシュ19とカムリング18の摩擦により生ずるスラッジをメタルブッシュ19とカムリング18の間から排出することができる。
As described above, the
また、溝221は、中央部23に向かうに従い、カム21の回転方向の遅角側へと伸びていることにより、カム21の回転とともに生じる慣性力を利用して、溝221内の燃料が中央部23に向けて流れるようにすることができる。これにより、カム21の中央部23で溝221内の燃料の圧力を高めて粘度を増大させることができ、焼き付きが起こりやすいカム21の中央部23において、カム21とカムリング18との間で油膜が形成されやすくなる。したがって、油膜の形成によって摺動部分の潤滑性を向上させることができる。
Further, the
さらに、本形態では、溝221が平面視略V字状に折れ曲がる形として形成され、溝221内を流れる燃料の圧力が入口221a、221bに比べて折曲部221cで高圧となるように構成されている。よって、カム21に形成された溝221のうち、特に温度が下がりにくいカム21の中央部23において、燃料の圧力が高まる。このため、局所的に燃料の粘度を向上させることができる。このように、ある程度燃料の粘度を向上させることによって、カム21の中央部23で面圧が大きくなる箇所においてもカム21とカムリング18との間に油膜を形成することが可能となる。これにより、カム21とカムリング18との間で油膜切れが起こることを防ぎ、焼き付きが起こりやすい部分でも摺動部分の潤滑性を向上させることができる。したがって、カム21とカムリング18との相対回転による摩耗を低減し焼き付きを防止することができる。
Furthermore, in this embodiment, the
(第2実施形態)
本形態による燃料噴射ポンプを図4に示す。上記形態と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、説明を省略する。本形態の溝222は、平面視略台形状に折れ曲がる形として形成されている。なお、ここでいう平面視略台形状とは、溝222が一端211側と他端212側との両側に入口222a、222bを有しているとき、図4(a)に示すような溝222の形状をいう。すなわち、カム21の一端211側および他端212側にはそれぞれ、入口222a、222bから中央部23へ近づくに従い、カム21の回転方向遅角側へ傾斜して溝222が延びている。カム21の中央部には、それぞれの入口222a、222bから延びてきた溝222同士をカム21の回転方向遅角側における一箇所で結ぶ。すなわち、本形態の溝222は二箇所で折れ曲がって、中央部23においてカム21の回転軸と平行に延びている直線溝222cを有する。
(Second Embodiment)
A fuel injection pump according to this embodiment is shown in FIG. Components that are substantially the same as those in the above embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted. The
本形態の直線溝222cがカム21の中央部23を渡って形成されることによって、カム21の中央部23に燃料が導かれ、直線溝222c内の燃料の圧力が高まる。よって、カム21とカムリング18との間に油膜が、カム21の中央部23を渡って容易にかつ幅広く形成することができる。
By forming the
(第3実施形態)
本形態による燃料噴射ポンプを図5に示す。上記形態と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、説明を省略する。本形態の溝223は、平面視略U字状に折れ曲がる形として形成されている。溝223は、一端211側と他端212側との両側に入口223a、223bを有し、カム21の中央部23を渡って湾曲部223cを有する。溝223が入口223aから湾曲部223cまで延びている方向、および入口223bから湾曲部223cまで延びている方向は、いずれも、中央部23に向かうに従いカム21の回転方向遅角側となっている。
(Third embodiment)
A fuel injection pump according to this embodiment is shown in FIG. Components that are substantially the same as those in the above embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted. The
このように、溝221、222、223を折れ曲がる形状の形として形成する場合、平面視による溝221、222、223の形状は、種々の形状とすることができる。本発明では、上記いずれの形状とする場合も、カム21の中央部23で溝221、222、223内の燃料の圧力を高めることを目的としている。なお、カム21の中央部23での溝221、222、223の位置は、溝221、222、223の入口側よりもカム21の回転方向遅角側であることが望ましい。いずれの場合においても、カム21の中央部23に燃料を導くとともに当該燃料の圧力を高めることによって、カム21とカムリング18との間に油膜を形成しやすくすることができる。したがって、上述したようにカム21とカムリング18との相対回転による摩耗を低減し焼き付きを防止する効果が得られる。
As described above, when the
(第4実施形態)
本形態による燃料噴射ポンプを図6に示す。上記形態と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、説明を省略する。本形態の場合、カム21の外壁には、二つの溝224、225を有する。二つの溝224、225は、平面視略ハ字状で形成され、それぞれ、入口224a、225bと末端部224c、225cとを有する。溝224が入口224aから末端部224cまで延びている方向、および溝225が入口225bから中央部末端部225cまで延びている方向は、いずれも、カム21の回転軸に対して傾斜し、中央部23に向かうに従いカム21の回転方向遅角側となっている。
また、図7及び図8に示すように、カム21の外壁に、溝224又は溝225を片側のみ有しても構わない。
(Fourth embodiment)
A fuel injection pump according to this embodiment is shown in FIG. Components that are substantially the same as those in the above embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted. In the case of this embodiment, the outer wall of the
Further, as shown in FIGS. 7 and 8, the outer wall of the
このように、溝224、225を、カム21の一端211及び/又は他端212から中央部23まで形成しても、カム21の中央部23で溝224、225内の燃料の圧力を高めることができる。なお、カム21の中央部23での溝224、225の末端部の位置は、溝224、225の入口側よりもカム21の回転方向遅角側であることが望ましい。いずれの場合においても、カム21の中央部23に燃料を導くとともに当該燃料の圧力を高めることによって、カム21とカムリング18との間に油膜を形成しやすくすることができる。したがって、上述したようにカム21とカムリング18との相対回転による摩耗を低減し焼き付きを防止する効果が得られる。
As described above, even if the
(他の実施形態)
溝221、222、223、224、225の数は複数でも構わない。溝221、222、223、224、225は、一端211か他端212の一方のみがカム室53に連通していて、溝221、222、223、224、225がカム21の中央部23までとなっていてもよい。(但し、一端211と他端212両方がカム室53に連通している方が、溝221、222、223、224、225内に溜まる金属粉を燃料の流れで流出させて溝221から排出することができるので好ましい。)油膜形成用の潤滑液としてディーゼルエンジンの燃料を用いたが、他の種類の潤滑液であってもよい。上記実施形態ではプランジャが2つであったが、本発明の燃料噴射ポンプは、プランジャが1つのものでもよく、プランジャが3つ以上のものでもよい。ディーゼルエンジンのコモンレールへの燃料噴射用の燃料噴射ポンプ以外の高圧ポンプに、カムシャフトとカムリングとの摺動部分に本発明の溝221、222、223、224、225を採用してもよい。
(Other embodiments)
There may be a plurality of
以上、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々なる形態で実施できる。 As mentioned above, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the meaning of invention, it can implement with a various form.
10:燃料噴射ポンプ、11:ハウジング本体(ハウジング)、12:シリンダヘッド(ハウジング)、13:オイルシール、14:カバー、14:軸受カバー、15:メタルブッシュ、18:カムリング、19:メタルブッシュ(カムリング)、20:カムシャフト、21:カム、22:溝(凹部)、23:中央部、29:ボルト、30:プランジャ、31:スプリング、35:逆止弁、36:逆止弁部材、38:逆止弁部材、41:接続部材、50:燃料加圧室、51:燃料流入通路、52:燃料吐出通路、53:カム室、54:フィードポンプ、55:調量弁、171:摺動プレート、172:摺動プレート、211:一端、212:他端、221、222、223、224、225:溝、221a、222a、223a、224a:入口、221b、222b、223b、225b:入口、221c:折曲部、222c:直線溝、223c:湾曲部、224c、225c:末端部 10: Fuel injection pump, 11: Housing body (housing), 12: Cylinder head (housing), 13: Oil seal, 14: Cover, 14: Bearing cover, 15: Metal bush, 18: Cam ring, 19: Metal bush ( Cam ring), 20: camshaft, 21: cam, 22: groove (recess), 23: center, 29: bolt, 30: plunger, 31: spring, 35: check valve, 36: check valve member, 38 : Check valve member, 41: connecting member, 50: fuel pressurizing chamber, 51: fuel inflow passage, 52: fuel discharge passage, 53: cam chamber, 54: feed pump, 55: metering valve, 171: sliding Plate, 172: sliding plate, 211: one end, 212: other end, 221, 222, 223, 224, 225: groove, 221a, 222a, 223a, 224a: Mouth, 221b, 222b, 223b, 225b: inlet, 221c: bent portion, 222c: linear groove, 223c: curved portion, 224c, 225c: end
Claims (8)
前記カムシャフトとともに回転するカムと、
前記カムの外周に前記カムに対して回転可能に組付けられ、前記カムシャフトの中心軸周りを公転するカムリングと、
燃料加圧室およびカム室を有し、前記カム室に前記カムを収容するハウジングと、
前記カムリングの公転に追従して往復移動することにより前記燃料加圧室に吸入した燃料を加圧し圧送するプランジャと、
を備え、
前記カムの外壁のうち、前記プランジャを前記燃料加圧室側に移動させる際の燃料圧送の反力が作用しない領域にのみ、前記カムと前記カムリングとの間に前記カム室内の潤滑液を導く凹部が形成され、
前記凹部は、前記カムの回転軸方向の一端および他端の少なくともいずれか一方に前記カム室と連通する入口を有し、前記入口から流入する前記潤滑液を前記カムの前記一端と前記他端との間の中央部に導くように、前記中央部に向かうに従い前記カムの回転方向遅角側へと溝状に延び、当該凹部を流れる前記潤滑液の圧力が前記入口に比べて前記中央部で高圧となるように構成されていることを特徴とする燃料噴射ポンプ。 A camshaft,
A cam that rotates with the camshaft;
A cam ring that is rotatably assembled to the outer periphery of the cam and revolves around the central axis of the cam shaft;
A housing having a fuel pressurizing chamber and a cam chamber, and housing the cam in the cam chamber;
A plunger that pressurizes and pumps fuel sucked into the fuel pressurizing chamber by reciprocating following the revolution of the cam ring;
With
The lubricating fluid in the cam chamber is guided between the cam and the cam ring only in the region of the outer wall of the cam where the reaction force of fuel pumping when moving the plunger toward the fuel pressurizing chamber does not act. A recess is formed,
The recess has an inlet communicating with the cam chamber at at least one of one end and the other end of the cam in the rotation axis direction, and the lubricant flowing from the inlet is allowed to flow into the one end and the other end of the cam. to direct to the central portion, said extension toward the central portion to the rotational direction retard side of the cam groove beauty, the pressure of the lubricating fluid flowing through the recess than that of the inlet center between the A fuel injection pump, characterized in that it is configured to have a high pressure at the part.
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