JP6837327B2 - 燃料噴射ポンプ、燃料噴射装置、内燃機関 - Google Patents

Description

本発明は、船舶に搭載される内燃機関に用いられる燃料噴射ポンプ、燃料噴射ポンプが適用される燃料噴射装置、燃料噴射装置が適用される内燃機関に関するものである。

船舶に搭載される内燃機関の燃料噴射装置は、燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁と、燃料噴射弁に燃料を圧送するプランジャが設けられた燃料噴射ポンプと、プランジャの作動を制御する蓄圧管制弁ブロックとを備えている。そして、燃料噴射ポンプは、ポンプケースと、プランジャバレルと、プランジャと、吸入弁と、吐出弁とを備えている。このような燃料噴射ポンプとしては、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。

特許第４９９１３５９号公報

上述した従来の燃料噴射ポンプは、プランジャがプランジャバレル内に軸方向に移動自在に支持されており、このプランジャが移動することで燃料を昇圧して吐出している。また、燃料噴射ポンプは、プランジャバレルとプランジャとの間に潤滑油が供給されて潤滑している。船舶が停止しているとき、また、船舶が低速で航行しているとき、内燃機関は低負荷で駆動することから、燃料噴射ポンプは、内燃機関への燃料の供給量が少なくなり、プランジャバレルに対するプランジャの移動ストロークも少なくなる。このとき、プランジャは、外周面に潤滑油が付着したままの状態となり、潤滑油の温度が低下してプランジャの外周面に固着してしまうことがある。特に、潤滑油として燃料（例えば、Ｃ重油）を使用している場合、温度の低下により燃料の粘度が高くなり、プランジャの外周面に固着しやすくなる。内燃機関が低負荷から高負荷に移動して駆動するとき、燃料噴射ポンプは、内燃機関への燃料の供給量が増加し、プランジャバレルに対するプランジャの移動ストロークも大きくなる。このとき、プランジャの外周面に潤滑油が固着していると、固着した潤滑油がプランジャバレルとプランジャの間に噛み込んでしまい、プランジャの作動不良が発生してしまうという問題がある。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、プランジャの作動不良の発生を抑制する燃料噴射ポンプ、燃料噴射装置、内燃機関を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明の燃料噴射ポンプは、ポンプケースと、前記ポンプケース内に配置されるプランジャバレルと、前記プランジャバレル内で軸方向に沿って移動自在に支持されるプランジャと、前記プランジャバレルと前記プランジャとの間に潤滑油を供給する潤滑油供給通路と、前記プランジャにおける前記プランジャバレルから露出する位置に凹形状をなして設けられる潤滑油貯留部と、を備えることを特徴とするものである。

従って、プランジャがプランジャバレル内を軸方向に沿って移動するとき、潤滑油が潤滑油供給通路からプランジャバレルとプランジャとの間に供給されて潤滑が行われる。このとき、プランジャバレルとプランジャとの間に供給された潤滑油は、プランジャバレルから露出するプランジャの表面に押し出されて付着し、時間の経過に伴って固着するおそれがある。しかし、プランジャバレルから露出するプランジャに凹形状をなす潤滑油貯留部が設けられていることから、潤滑油がこの潤滑油貯留部に溜まって固着する。そのため、プランジャの外面に付着した潤滑油が外方に突出するように固着し難くなり、プランジャのストロークが増加して潤滑油の固着部がプランジャバレル内に侵入しても、固着部がプランジャバレルとプランジャの間に噛み込むことはなく、プランジャの作動不良の発生を抑制することができる。

本発明の燃料噴射ポンプでは、前記プランジャの軸方向の一方側に外部からの圧力が作用する受圧部が設けられ、前記プランジャの軸方向の他方側に燃料圧縮室が配置され、前記潤滑油貯留部は、前記潤滑油供給通路による潤滑油の供給位置より前記受圧部側に設けられることを特徴としている。

従って、潤滑油貯留部が潤滑油供給通路による潤滑油の供給位置より受圧部側に設けられることから、潤滑油供給通路からプランジャバレルとプランジャとの間に供給された潤滑油が潤滑油貯留部により早期に排出されることはなく、潤滑性能を維持することができる。

本発明の燃料噴射ポンプでは、前記プランジャは、軸方向の一方側にばね受け部材が固定され、前記ポンプケースと前記ばね受け部材との間に圧縮ばねが張設されることで前記プランジャが前記燃料圧縮室から離間する方向に付勢支持され、前記潤滑油貯留部は、前記ばね受け部材の固定位置より前記燃料圧縮室側に設けられることを特徴としている。

従って、潤滑油貯留部がばね受け部材の固定位置より燃料圧縮室側に設けられることから、潤滑油貯留部をばね受け部材の固定位置から燃料圧縮室側方向の範囲に設けることで、潤滑油貯留部に入った潤滑油の排出性を維持することができる。また、潤滑油貯留部を軸方向に長く形成することにより、低負荷時でプランジャのリフトが小さい場合に、潤滑油の固着が発生しても、潤滑油貯留部に溜めることができ、プランジャの作動不良の発生を抑制することができる。

本発明の燃料噴射ポンプでは、前記プランジャは、軸方向の一方側が前記ばね受け部材を貫通して固定され、前記潤滑油貯留部は、前記プランジャにおける前記ばね受け部材から露出する位置より前記燃料圧縮室側に設けられることを特徴としている。

従って、潤滑油貯留部がプランジャにおける前記ばね受け部材から露出する位置より燃料圧縮室側に設けられることから、潤滑油貯留部の形成領域を限定することで周辺部材の変更点が減少し、コストの増加を抑制することができる。

本発明の燃料噴射ポンプでは、前記プランジャは、前記プランジャバレル内に嵌合して軸方向に沿って移動自在に支持される支持部が設けられ、前記潤滑油貯留部は、前記支持部より小径の細径部により構成されることを特徴としている。

従って、支持部より小径の細径部により潤滑油貯留部を構成することから、非摺動部となる潤滑油貯留部の粗度を緩和することができ、加工コストを低減することができる。

本発明の燃料噴射ポンプでは、前記支持部と前記細径部との間に傾斜部が設けられることを特徴としている。

従って、支持部と細径部との間に傾斜部が設けられることから、傾斜部により形成される支持部と細径部との間の段差のエッジがプランジャバレルの内面に接触することを抑制し、プランジャバレルの損傷やプランジャのスティックを防止することができる。

本発明の燃料噴射ポンプでは、前記燃料圧縮室は、前記プランジャバレルと前記プランジャとにより区画され、外部からの燃料を前記燃料圧縮室に供給する燃料吸入通路が設けられ、前記燃料圧縮室に供給される燃料が潤滑油として前記潤滑油供給通路により前記プランジャバレルと前記プランジャとの間に供給されることを特徴としている。

従って、燃料圧縮室に供給される燃料の一部を潤滑油として潤滑油供給通路からプランジャバレルとプランジャとの間に供給することから、別途潤滑油の供給通路を設ける必要がなく、製造コストの増加を抑制することができる。

また、本発明の燃料噴射装置は、内燃機関の燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記燃料噴射弁に燃料を供給する前記燃料噴射ポンプと、前記燃料噴射ポンプにおける前記プランジャの作動を制御する蓄圧管制弁装置と、を備えることを特徴とするものである。

従って、燃料噴射ポンプにて、プランジャバレルから露出するプランジャに凹形状をなす潤滑油貯留部を設けることから、潤滑油供給通路によりプランジャバレルとプランジャとの間に供給された潤滑油は、潤滑油貯留部に溜まって固着するため、潤滑油の固着部がプランジャバレルとプランジャの間に噛み込むことはなく、プランジャの作動不良の発生を抑制することができ、その結果、内燃機関の燃焼室に対して適量の燃料を噴射することができる。

また、本発明の内燃機関は、前記燃料噴射装置を備えることを特徴とするものである。

従って、燃料噴射ポンプにおけるプランジャの作動不良の発生を抑制することで、内燃機関の燃焼室に対して適量の燃料を噴射することができ、その結果、内燃機関の作動性を向上することができる。

本発明の燃料噴射ポンプ、燃料噴射装置、内燃機関によれば、燃料噴射ポンプにおけるプランジャの作動不良の発生を抑制することができる。

図１は、本実施形態の燃料噴射ポンプを表す概略断面図である。 図２は、本実施形態の燃料噴射ポンプにおける要部を表す断面図である。 図３は、燃料噴射ポンプにおけるプランジャのフルストローク状態を表す断面図である。 図４は、燃料噴射ポンプの作動状態を表す断面図である。 図５は、本実施形態の燃料噴射ポンプにおける変形例を表す要部の断面図である。 図６は、本実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る燃料噴射ポンプ、燃料噴射装置、内燃機関の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。

図６は、本実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図である。

本実施形態において、図６に示すように、燃料噴射装置１０は、船舶に搭載される舶用大型ディーゼルエンジン（内燃機関）に搭載されている。燃料噴射装置１０は、燃料噴射弁１１と、燃料噴射ポンプ１２と、蓄圧管制弁ブロック１３とを備えている。

燃料噴射弁１１は、図示しないディーゼルエンジンの燃焼室に燃料（Ｃ重油）を噴射するものである。燃料噴射ポンプ１２は、この燃料噴射弁１１に燃料を圧送するものであり、燃料配管１４を介して連結されている。蓄圧管制弁ブロック１３は、燃料噴射ポンプ１２を駆動制御するものであり、ディーゼルエンジンのシリンダブロック側面等に設置され、塔状に構成された燃料噴射ポンプ１２がこの蓄圧管制弁ブロック１３の上部に立設されている。

以下、本実施形態の燃料噴射ポンプ１２について詳細に説明する。図１は、本実施形態の燃料噴射ポンプを表す概略断面図、図２は、本実施形態の燃料噴射ポンプにおける要部を表す断面図、図３は、燃料噴射ポンプにおけるプランジャのフルストローク状態を表す断面図、図４は、燃料噴射ポンプの作動状態を表す断面図である。

本実施形態の燃料噴射ポンプ１２は、図１に示すように、ポンプケース２１と、プランジャバレル２２と、プランジャ２３と、吸入弁２４と、吐出弁２５とを備えている。そして、このプランジャバレル２２と吸入弁２４と吐出弁２５は、ポンプケース２１内で長手方向に沿って直線状をなすように直列に配置されると共に、外壁面がポンプケース２１の内壁面に支持されている。

ポンプケース２１は、円筒形状をなすケース本体３１と、円筒形状をなすケース取付台３２と、円柱形状をなす押え部材３３とを備えている。ケース本体３１は、プランジャバレル２２の大部分と吸入弁２４と吐出弁２５などを収容する第１収容部３４と、プランジャ２３などを収容する第２収容部３５とが設けられている。第１収容部３４及び第２収容部３５は、連続した空間部により構成され、第１収容部３４が第２収容部３５より上方に位置し、第１収容部３４の内径寸法より第２収容部３５の内径寸法が大きく設定されている。

ケース取付台３２は、上端部の外周面がケース本体３１における下端部（第２収容部３５）の内周面に嵌合して連結ボルト（図示略）により連結されている。ケース取付台３２は、径方向における中心部に軸方向に沿ってプランジャ２３を移動自在に支持する支持孔３６が形成されている。そして、このケース取付台３２は、下端部が蓄圧管制弁ブロック１３（図６参照）の上面部に固定されている。

押え部材３３は、下端部の外周面がケース本体３１における上端部（第１収容部３４）の内周面に嵌合して固定されている。押え部材３３は、外径寸法がケース本体３１の外径寸法と同じであり、ケース本体３１における第１収容部３４の上端部に嵌合して吐出弁２５を押圧する嵌合部３７が設けられると共に、外周面側に軸方向に沿う取付孔３８が周方向に所定間隔で複数形成されている。そして、押え部材３３は、嵌合部３７がケース本体３１の第１収容部３４に嵌合し、ケース本体３１の上端面に密着した状態で、複数の締結ボルト３９が各取付孔３８を貫通し、ケース本体３１に形成されたねじ穴４０に螺合することでケース本体３１に固定される。

プランジャバレル２２は、ポンプケース２１におけるケース本体３１内に配置されている。プランジャバレル２２は、上部側の大径部４１と下部側の小径部４２とが設けられ、大径部４１と小径部４２との間に大径部４１の外周面と小径部４２の外周面とを連続させる傾斜面４３が形成されている。一方、ポンプケース２１は、第１収容部３４の内周面において径方向の中心部側に突出する突出部（ストッパ）４４が設けられている。突出部４４は、リング形状をなし、上部に傾斜面４５が形成されている。この突出部４４の傾斜面４５は、プランジャバレル２２の傾斜面４３と同じ角度に設定されている。また、プランジャバレル２２は、径方向における中心部に軸方向に沿ってプランジャ２３を移動自在に支持する支持孔４６が形成されている。

そのため、プランジャバレル２２は、ポンプケース２１内に配置され、傾斜面４３が突出部４４の傾斜面４５に当接することで位置決めがなされ、ここから第１方向（軸方向における下方）Ａへの移動が拘束される。

プランジャ２３は、上部側の小径部４７と下部側の大径部４８とが設けられ、小径部４７の上面が加圧面４９となり、大径部４８の下面が受圧面（受圧部）５０となる。プランジャ２３は、ポンプケース２１におけるケース本体３１内に配置され、小径部４７がプランジャバレル２２の支持孔４６内で軸方向に沿って移動自在に支持されると共に、大径部４８がケース取付台３２の支持孔３６内で軸方向に沿って移動自在に支持されている。

また、プランジャ２３は、リターンスプリング５１の付勢力により第１方向Ａに付勢支持されている。このリターンスプリング５１は、圧縮コイルばねであり、プランジャ２３とケース本体３１との間に配置されている。プランジャ２３は、小径部４７と大径部４８との段部にばね受け部材５２が固定されている。一方、ケース本体３１は、第１収容部３４の内壁面と第２収容部３５の内壁面との間の段部にばね受け部５３が形成されている。そして、リターンスプリング５１は、下端部がばね受け部材５２に弾圧し、上端部がばね受け部５３に弾圧することで、プランジャ２３を第１方向Ａに付勢している。なお、プランジャ２３は、蓄圧管制弁ブロック１３（図４参照）により第１方向Ａとは逆方向の第２方向Ｂ（軸方向における上方）に移動することができる。

吸入弁２４は、吸入弁本体６１と、弁体６２と、圧縮ばね６３とから構成されている。吸入弁本体６１は、径方向における中心部に軸方向に沿って燃料通路６４が形成されている。吸入弁２４は、吸入弁本体６１の下面がプランジャバレル２２の上面に密着することで、吸入弁２４とプランジャバレル２２とプランジャ２３とにより径方向の中心部に位置して燃料圧縮室６５が区画されている。また、吸入弁２４における吸入弁本体６１とケース本体３１との間に燃料給排室６６が区画されている。この燃料給排室６６は、リング形状をなす空間部であり、吸入弁本体６１を径方向に貫通する複数の燃料吸入通路６７を介して燃料圧縮室６５に連通されている。また、ポンプケース２１は、ケース本体３１を径方向に貫通する燃料供給路６８と燃料排出路６９が周方向に所定間隔を空けて形成されており、燃料供給路６８及び燃料排出路６９は、一端部が燃料給排室６６に連通し、他端部が燃料供給装置（図示略）に連結されている。

吸入弁２４は、外部から燃料供給路６８を通して燃料給排室６６に供給された燃料を燃料吸入通路６７から燃料圧縮室６５に吸入することができる。即ち、弁体６２は、吸入弁本体６１における燃料通路６４に配置され、軸方向に移動自在であると共に、圧縮ばね６３の付勢力により吸入弁座に押圧され、燃料吸入通路６７と燃料圧縮室６５の連通を遮断している。そのため、燃料供給装置により燃料供給路６８から燃料給排室６６に供給され、燃料吸入通路６７から弁体６２に作用する燃料の圧力が高くなると、弁体６２が圧縮ばね６３の付勢力に抗して上昇して吸入弁座から離れ、燃料吸入通路６７と燃料圧縮室６５が連通する。すると、燃料給排室６６の燃料が燃料吸入通路６７を通して燃料圧縮室６５に吸入される。

吐出弁２５は、吐出弁本体７１と、弁体７２と、圧縮ばね７３とから構成されている。吐出弁本体７１は、径方向における中心部に軸方向に沿って燃料通路７４が形成されており、下面が吸入弁２４の上面に密着することで、各燃料通路６４，７４が直列に連通している。吐出弁２５は、燃料圧縮室６５に供給された燃料を外部に吐出することができる。即ち、弁体７２は、吐出弁本体７１における燃料通路７４に配置され、軸方向に移動自在であると共に、圧縮ばね７３の付勢力により吐出弁座に押圧し、燃料通路６４と燃料通路７４の連通を遮断している。

また、押え部材３３は、径方向における中心部に燃料吐出通路７５が設けられると共に、燃料吐出通路７５の周囲にばね収容部７６が設けられている。燃料吐出通路７５は、一端部が燃料通路７４に連通し、他端部に連結プラグ７７が連結されている。ばね収容部７６は、吐出弁２５側に開口し、圧縮ばね７３が収容されている。

そのため、プランジャ２３が第２方向Ｂに移動し、燃料圧縮室６５内の燃料圧力が上昇すると、燃料圧縮室６５内の燃料圧力が燃料通路６４を通して弁体７２に作用する。そして、燃料圧縮室６５内の燃料圧力が更に高くなると、弁体７２が圧縮ばね７３の付勢力に抗して上昇して吐出弁座から離れ、燃料通路６４と燃料通路７４が連通する。すると、燃料圧縮室６５内の燃料が燃料通路６４を通して燃料通路７４に流れ、燃料吐出通路７５を通して連結プラグ７７から外部に吐出される。

また、燃料噴射ポンプ１２は、燃料（Ｃ重油）を潤滑油としてプランジャ２３に供給している。プランジャバレル２２は、プランジャ２３の外周面とプランジャバレル２２の支持孔４６の内壁面に潤滑油としての燃料を供給する潤滑油供給通路８１が設けられている。潤滑油供給通路８１は、プランジャバレル２２の軸方向に沿う第１通路８２と、径方向に沿う第２通路８３から構成されている。第１通路８２と第２通路８３は、各一端部が連通し、第１通路８２の他端部がプランジャバレル２２上面に開口し、第２通路８３の他端部がプランジャバレル２２内壁面に開口している。そして、第１通路８２は、他端部の開口がプランジャバレル２２の上面と吸入弁本体６１の下面との間に形成された通路（図示略）を介して燃料給排室６６に連通している。

プランジャ２３は、小径部４７に周方向に沿う油溝８４が軸方向に所定間隔を空けて複数（本実施形態では、６個）形成されている。各油溝８４は、プランジャ２３が軸方向に移動することで、潤滑油供給通路８１を構成する第２通路８３の他端部が一時的に連通し、潤滑油を各油溝８４に供給することができる。潤滑油供給通路８１から各油溝８４に供給された潤滑油は、プランジャ２３が軸方向に移動するときにプランジャ２３の外周面とプランジャバレル２２の支持孔４６の内壁面との間に供給される。

なお、図示しないが、ケース取付台３２も、プランジャバレル２２と同様に、プランジャ２３の外周面とケース取付台３２の支持孔３６の内壁面に潤滑油としての燃料を供給する潤滑油供給通路が設けられている。

そして、プランジャ２３は、プランジャバレル２２から露出する位置に凹形状をなして潤滑油貯留部９１が設けられている。図２に示すように、プランジャ２３は、小径部４７と大径部４８とが設けられ、小径部４７は、プランジャバレル２２の支持孔４６に嵌合して軸方向に沿って移動自在に支持される支持部として機能する。潤滑油貯留部９１は、小径部４７より小径の細径部９２として形成され、周方向に沿う溝部である。

潤滑油貯留部９１は、プランジャ２３の小径部４７にて、軸方向における所定の範囲（長さ）、つまり、各油溝８４より下方（受圧面５０側）で、且つ、大径部４８より上方（加圧面４９側、燃料圧縮室６５側）に設けられている。具体的に、潤滑油貯留部９１は、潤滑油供給通路８１による潤滑油の供給位置より受圧面５０側に設けることが望ましい。即ち、図３に示すように、プランジャ２３が第２方向Ｂにフルストローク移動してばね受け部材５２がプランジャバレル２２に当接しても、潤滑油供給通路８１の第２通路８３が連通しない位置に設けられている。

また、図２に示すように、プランジャ２３は、ばね受け部材５２を貫通し、小径部４７と大径部４８の間に設けられたねじ部４７ａがばね受け部材５２の貫通孔５２ａに螺合することで、プランジャ２３とばね受け部材５２が一体に固定されている。潤滑油貯留部９１は、このばね受け部材５２の固定位置（ねじ部４７ａ）より燃料圧縮室６５側に設けられている。即ち、プランジャ２３は、ねじ部４７ａの上部に段付部４７ｂが形成され、小径部４７の下端部が段付部４７ｂの上面部に連結されている。潤滑油貯留部９１は、プランジャ２３の小径部４７の下端部を所定の長さにわたって更に細径化して細径部９２を形成することで構成している。

そして、潤滑油貯留部９１は、小径部４７と細径部９２との間に傾斜部９３が設けられている。この傾斜部９３は、プランジャ２３の軸方方向の小径部４７側に設けられる第１傾斜部９３ａと、細径部９２側に設けられる第２傾斜部９３ｂとから構成されている。この場合、第１傾斜部９３ａは、第２傾斜部９３ｂよりプランジャ２３の軸方向における長さが長く、且つ、プランジャ２３の軸方向に対する角度が小さく設定されている。なお、細径部９２と段付部４７ｂとの間に傾斜部を設けてもよい。また、この傾斜部９３は、周方向に沿って設けられており、軸方向に対して所定角度だけ傾斜した直線形状をなす平面であるが、凹部形状または凸部形状をなす曲面であってもよい。

なお、本実施形態では、潤滑油貯留部９１は、プランジャ２３が第２方向Ｂにフルストローク移動したとき、第２通路８３の開口より下方の位置から段付部４７ｂの位置まで設けたが、この領域に限定されるものではない。図５は、本実施形態の燃料噴射ポンプにおける変形例を表す要部の断面図である。

本実施形態の燃料噴射ポンプにおける変形例において、図５に示すように、潤滑油貯留部９６は、プランジャ２３におけるばね受け部材５２から露出する位置より燃料圧縮室６５側に設けられている。潤滑油貯留部９６は、小径部４７より小径の細径部９７として形成され、周方向に沿う溝部である。潤滑油貯留部９６は、プランジャ２３が第２方向Ｂにフルストローク移動してばね受け部材５２がプランジャバレル２２に当接しても、潤滑油供給通路８１の第２通路８３が連通しない位置に設けられている。また、プランジャ２３は、ねじ部４７ａがばね受け部材５２の貫通孔５２ａに螺合することで、ばね受け部材５２が一体に固定されており、潤滑油貯留部９６は、このばね受け部材５２から露出する位置まで設けられている。そして、潤滑油貯留部９６は、細径部９７の上下端部と小径部４７との間に傾斜部９８，９９が設けられている。傾斜部９８は、プランジャ２３の軸方方向の小径部４７側に設けられる第１傾斜部９８ａと、細径部９２側に設けられる第２傾斜部９８ｂとから構成されている。

ここで、燃料噴射ポンプ１２及び燃料噴射装置１０の作動について説明する。

図１に示すように、燃料噴射ポンプ１２において、燃料噴射装置１０により燃料供給路６８及び燃料吸入通路６７を通して吸入弁２４の弁体６２に所定圧力の燃料が供給されると、この弁体６２が圧縮ばね６３の付勢力に抗して移動することで燃料吸入通路６７と燃料圧縮室６５が連通するため、燃料給排室６６の燃料が燃料吸入通路６７から燃料圧縮室６５に吸入される。この状態で、蓄圧管制弁ブロック１３によりプランジャ２３を第２方向Ｂに移動して燃料圧縮室６５内の燃料が加圧され、燃料圧力が所定圧力を超えると、吐出弁２５の弁体７２が圧縮ばね７３の付勢力に抗して移動することで燃料通路６４と燃料通路７４が連通するため、燃料圧縮室６５内の燃料が燃料通路６４を通して燃料通路７４に流れ、燃料吐出通路７５を通して外部に吐出される。すると、燃料噴射弁１１は、ディーゼルエンジンの燃焼室に燃料を噴射することができる。

また、燃料給排室６６に供給された燃料は、一部が潤滑油供給通路８１から複数の油溝８４に供給される。各油溝８４に供給された燃料（潤滑油）は、プランジャバレル２２に対するプランジャ２３の移動によりプランジャ２３の外周面とプランジャバレル２２の支持孔４６の内壁面との間に供給されて潤滑される。そして、プランジャ２３とプランジャバレル２２との間を潤滑した燃料は、自重によりプランジャバレル２２からプランジャ２３の表面を伝って下方に流れ落ちる。このとき、プランジャ２３の表面を伝って流れ落ちる燃料は、潤滑油貯留部９１（９６）を通って更に流れ落ち、図示しない貯留部に貯留される。

船舶に搭載される舶用大型ディーゼルエンジンは、一般に所定負荷で運転されており、燃料噴射ポンプ１２は、その負荷に見合った燃料を吐出している。プランジャ２３は、図１及び図２に示す位置が燃料を吐出していない初期位置（停止位置）であり、図３に示す位置が燃料を最大量吐出しているフルストローク位置であり、図４に示す位置が燃料を所定負荷だけ吐出しているストローク位置である。このとき、プランジャ２３は、全てがプランジャバレル２２内に入り込まずに、長期間にわたって露出している領域が発生する。すると、プランジャ２３の表面に付着した燃料は、プランジャバレル２２により掻き落とされずにそのまま付着して固着してしまうことがある。特に、潤滑油としてＣ重油を使用している場合、温度の低下により燃料の粘度が高くなり、プランジャ２３の外周面に固着しやすくなる。

しかし、本実施形態では、プランジャ２３の露出した外周面に細径化した潤滑油貯留部９１が設けられていることから、プランジャ２３の表面を流れ落ちる燃料は、潤滑油貯留部９１に入り込んで固着する。この潤滑油貯留部９１は、小径部４７よりも細径であることから、燃料が入り込んで固着しても、固着した燃料の外径が小径部４７の外径より大きくなるまでには所定期間がかかる。そのため、舶用大型ディーゼルエンジンの負荷が増加して燃料噴射ポンプ１２による燃料の吐出量が増加し、プランジャ２３がフルストローク位置まで移動しても、潤滑油貯留部９１に入り込んで固着した燃料の外径が小径部４７の外径より大きくなるまでは、固着した燃料がプランジャバレル２２とプランジャ２３の間に噛み込むことはない。

ところで、潤滑油貯留部９１（９６）は、小径部４７を細径化して細径部９２（９７）を形成することで構成しているが、その軸方向長さと径方向深さは、燃料の性状（粘度など）を考慮し、実験などにより設定することが望ましい。例えば、舶用大型ディーゼルエンジンは、所定期間ごとに分解してメンテナンスを実施するが、メンテナンス間に堆積する燃料の固着量を実験などにより把握し、燃料の固着量が小径部４７の外径を超えないように潤滑油貯留部９１（９６）の軸方向長さと径方向深さを決定する。

例えば、本実施形態の舶用大型ディーゼルエンジンが搭載された船舶が約５０００時間運航後に燃料噴射ポンプ１２を点検すると、外径が４０ｍｍのプランジャ２３の外周面に、長さ１５ｍｍで、厚さ０．０５ｍｍ程度のスラッジ（燃料の固着物）が堆積していた。そのため、潤滑油貯留部９１（９６）の径方向深さは、プランジャ２３の外径の１．０ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲で、潤滑油貯留部９１（９６）の軸方向長さは、少なくとも１５．０ｍｍに設定することが望ましい。

このように本実施形態の燃料噴射ポンプにあっては、ポンプケース２１と、ポンプケース２１内に配置されるプランジャバレル２２と、プランジャバレル２２内で軸方向に沿って移動自在に支持されるプランジャ２３と、プランジャバレル２２とプランジャ２３との間に潤滑油（燃料）を供給する潤滑油供給通路８１と、プランジャ２３におけるプランジャバレル２２から露出する位置に凹形状をなして設けられる潤滑油貯留部９１（９６）とを設けている。

従って、プランジャバレル２２とプランジャ２３との間に供給された燃料（潤滑油）は、プランジャバレル２２から露出するプランジャ２３の表面に押し出され、潤滑油貯留部９１に溜まって固着しやすくなるが、潤滑油貯留部９１が凹形状をなしているため、固着した燃料がプランジャ２３の外周面より外方に突出し難くなり、プランジャ２３のストロークが増加して固着部がプランジャバレル２２内に侵入しても、固着部がプランジャバレル２２とプランジャ２３の間に噛み込むことはなく、プランジャ２３の作動不良の発生を抑制することができる。

本実施形態の燃料噴射ポンプでは、プランジャ２３の軸方向の一方側に外部からの圧力が作用する受圧面５０が設けられ、プランジャの軸方向の他方側に燃料圧縮室６５が配置され、潤滑油貯留部９１は、潤滑油供給通路８１による燃料の供給位置より受圧面５０側に設けられる。従って、潤滑油供給通路８１からプランジャバレル２２とプランジャ２３との間に供給された燃料が潤滑油貯留部９１により早期に排出されることはなく、潤滑性能を維持することができる。

本実施形態の燃料噴射ポンプでは、プランジャ２３にばね受け部材５２を固定し、ポンプケース２１とばね受け部材５２との間にリターンスプリング５１を張設することでプランジャ２３を燃料圧縮室６５から離間する方向に付勢支持し、潤滑油貯留部９１をばね受け部材５２の固定位置より燃料圧縮室６５側に設けている。従って、潤滑油貯留部９１をばね受け部材５２の固定位置から燃料圧縮室側方向の範囲に設けることで、潤滑油貯留部９１に入った潤滑油の排出性を維持することができる。また、潤滑油貯留部９１を軸方向に長く形成することにより、低負荷時でプランジャのリフトが小さい場合に、潤滑油の固着が発生しても、潤滑油貯留部９１に溜めることができ、プランジャの作動不良の発生を抑制することができる。

本実施形態の燃料噴射ポンプでは、プランジャ２３がばね受け部材５２を貫通して固定され、潤滑油貯留部９１をプランジャ２３におけるばね受け部材５２から露出する位置より燃料圧縮室６５側に設けている。従って、潤滑油貯留部９１の形成領域を限定することで周辺部材の変更点が減少し、コストの増加を抑制することができる。

本実施形態の燃料噴射ポンプでは、潤滑油貯留部９１を小径部４７より小径の細径部９２により構成している。従って、非摺動部となる潤滑油貯留部の粗度を緩和することができ、加工コストを低減することができる。

本実施形態の燃料噴射ポンプでは、小径部４７と細径部９２（９７）との間に傾斜部９３（９８）を設けている。従って、傾斜部９３（９８）により形成される小径部４７と細径部９２（９７）との間の段差のエッジがプランジャバレル４２の支持孔４６の内面に接触することを抑制し、プランジャバレル４２の損傷やプランジャ２３のスティックを防止することができる。

また、本実施形態の燃料噴射装置にあっては、ディーゼルエンジンの燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁１１と、燃料噴射弁１１に燃料を供給する燃料噴射ポンプ１２と、燃料噴射ポンプ１２におけるプランジャ２３の作動を制御する蓄圧管制弁ブロック１３とを備えている。従って、燃料噴射ポンプ１２にて、プランジャバレル２２から露出するプランジャ２３に凹形状をなす潤滑油貯留部９１を設けることから、潤滑油供給通路８１によりプランジャバレル２２とプランジャ２３との間に供給された燃料が潤滑油貯留部９１に溜まって固着するため、燃料固着部がプランジャバレル２２とプランジャ２３の間に噛み込むことはなく、プランジャ２３の作動不良の発生を抑制することができ、その結果、ディーゼルエンジンの燃焼室に対して適量の燃料を噴射することができる。

また、本実施形態の内燃機関にあっては、上述した燃料噴射装置１０を備えるので、燃料噴射ポンプ１２におけるプランジャ２３の作動不良の発生を抑制することで、ディーゼルエンジンの燃焼室に対して適量の燃料を噴射することができ、その結果、ディーゼルエンジンの作動性を向上することができる。

なお、上述した実施形態では、潤滑油貯留部９１，９６を小径部４７より小径の細径部９２，９７としたが、潤滑油貯留部は、この形状に限定されるものではない。例えば、潤滑油貯留部を周方向に所定間隔を空けて設けた凹部としてもよい。また、細径部を軸方向に沿って徐々に深くしたり、浅くしたり、部分的に深くしてもよい。

また、上述した実施形態では、潤滑油を燃料としたが、燃料とは別の潤滑油を設けてもよい。

１０ 燃料噴射装置
１１ 燃料噴射弁
１２ 燃料噴射ポンプ
１３ 蓄圧管制弁ブロック
２１ ポンプケース
２２ プランジャバレル
２３ プランジャ
２４ 吸入弁
２５ 吐出弁
３１ ケース本体
３２ ケース取付台
３３ 押え部材
４６ 支持孔
４７ 小径部
４８ 大径部
４９ 加圧面
５０ 受圧面（受圧部）
５１ リターンスプリング
５２ ばね受け部材
５３ ばね受け部
６１ 吸入弁本体
６２ 弁体
６３ 圧縮ばね
６４ 燃料通路
６５ 燃料圧縮室
６６ 燃料給排室
６７ 燃料吸入通路
６８ 燃料供給路
６９ 燃料排出路
７１ 吐出弁本体
７２ 弁体
７３ 圧縮ばね
７４ 燃料通路
７５ 燃料吐出通路
８１ 潤滑油供給通路
８２ 第１通路
８３ 第２通路
８４ 油溝
９１，９６ 潤滑油貯留部
９２，９７ 細径部
９３，９８，９９ 傾斜部
９３ａ，９８ａ 第１傾斜部
９３ｂ，９８ｂ 第２傾斜部

Claims (8)

1. ポンプケースと、
   前記ポンプケース内に配置されるプランジャバレルと、
   前記プランジャバレル内で径方向における中心部に軸方向に形成された支持孔に沿って移動自在に支持されるプランジャと、
   前記プランジャバレルと前記プランジャとの間に潤滑油を供給する潤滑油供給通路と、
   前記プランジャの周囲に形成されて前記潤滑油供給通路と連通する油溝と、
   前記プランジャの前記潤滑油供給通路が連通しない位置に設けられると共に前記プランジャにおける前記プランジャバレルから露出する位置に凹形状をなして設けられる潤滑油貯留部と、
   を備え、
   前記プランジャには前記プランジャバレルの前記支持孔に嵌合して軸方向に沿って移動自在に支持される支持部が設けられ、前記潤滑油貯留部は、前記支持部より小径の細径部に構成され、前記支持孔の内径が前記プランジャの支持部の部分及び前記細径部が移動する部分で同じ径長に構成される、
   ことを特徴とする燃料噴射ポンプ。
2. 前記プランジャの軸方向の一方側に外部からの圧力が作用する受圧部が設けられ、前記プランジャの軸方向の他方側に燃料圧縮室が配置され、前記潤滑油貯留部は、前記潤滑油供給通路による潤滑油の供給位置より前記受圧部側に設けら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。
3. 前記プランジャは、軸方向の一方側にばね受け部材が固定され、前記ポンプケースと前記ばね受け部材との間に圧縮ばねが張設されることで前記プランジャが前記燃料圧縮室から離間する方向に付勢支持され、前記潤滑油貯留部は、前記ばね受け部材の固定位置より前記燃料圧縮室側に設けられることを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射ポンプ。
4. 前記プランジャは、軸方向の一方側が前記ばね受け部材を貫通して固定され、前記潤滑油貯留部は、前記プランジャにおける前記ばね受け部材から露出する位置より前記燃料圧縮室側に設けられることを特徴とする請求項３に記載の燃料噴射ポンプ。
5. 前記支持部と前記細径部との間に傾斜部が設けられることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の燃料噴射ポンプ。
6. 前記燃料圧縮室は、前記プランジャバレルと前記プランジャとにより区画され、外部からの燃料を前記燃料圧縮室に供給する燃料吸入通路が設けられ、前記燃料圧縮室に供給される燃料が潤滑油として前記潤滑油供給通路により前記プランジャバレルと前記プランジャとの間に供給されることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の燃料噴射ポンプ。
7. 内燃機関の燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
   前記燃料噴射弁に燃料を供給する請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の燃料噴射ポンプと、
   前記燃料噴射ポンプにおける前記プランジャの作動を制御する蓄圧管制弁装置と、
   を備えることを特徴とする燃料噴射装置。
8. 請求項７に記載の燃料噴射装置を備えることを特徴とする内燃機関。
   

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