JPH05133302A - 内燃機関用燃料噴射ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃料噴射ポンプのポンプエレメントの燃料室
に発生するスピル圧力の反射波を早期に減衰させ、噴射
量の安定化を図る。 【構成】 燃料噴射ポンプ１の燃料吸入口４９に固定し
た弁ハウジング３内に摺動自在の摺動体４は第１のスプ
リング７の弾力で栓体６側に付勢され、摺動体４の弁座
１５に着座する弁体５は第２のスプリング８の弾力で押
されている。ポンプハウジング４５の燃料室４８内にス
ピル圧力の反射波が発生すると、摺動体４の摺動抵抗と
第１のスプリング７の弾力がこれを吸収し減衰させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関用燃料噴射ポ
ンプに関する。

【従来の技術】従来、列型の燃料噴射ポンプの燃料供給
方式は、図５に示すように噴射ポンプのカム軸３２で駆
動される燃料フイードポンプ３１により送り込まれた燃
料を、燃料フイルタ３３および逆止弁３４を介し、シリ
ンダ３５とプランジヤ３６とにより構成されるポンプエ
レメントのシリンダ３５内に充填し、該シリンダ３５内
を往復動するプランジヤ３６によりデリバリバルブ３
７、バルブホルダ３８先端に配設された高圧配管３９お
よび噴射ノズル４０を介して内燃機関の燃焼室に送り込
まれるが、プランジヤ３６より高圧配管３９に送り込ま
れる燃料以外の燃料でシリンダ３５の周囲に形成された
燃料室内の余剰燃料は、単純なオーバフローバルブによ
つて燃料タンク３０へ戻される。この場合燃料フイード
ポンプ３１より燃料ポンプに供給される燃料が少なくな
る低速域では、燃料タンク３０へ戻る経路が働いてしま
うと燃料充填効率が不安定になり、始動性の悪化及び噴
射量のバラツキを生じていた。そこでこの問題を解決す
るために図５に示す燃料オーバフローバルブ４１が開発
された（特開昭６２−１３１９７０号公報参照）。この
オーバフローバルブ４１は、フイードポンプの供給量の
少ない低速域では燃料流出量を適度に押さえた小さな絞
りの径の孔４２を持ち、かつ比較的低い燃料圧力で開弁
できる第１調圧弁４３と、燃料供給量の多い高速域では
できるだけ多くの燃料を燃料タンク３０へ戻すための、
前記第１調圧弁４３の開弁圧より高い燃料圧力で開弁で
きる第２調圧弁４４とを備えている。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の燃料噴射ポ
ンプの燃料供給方式は、オーバーフローバルブにより燃
料噴射ポンプの燃料流出側の調圧を行なうもので、この
種の燃料噴射ポンプにおいては、前記シリンダに流入す
る燃料を前記プランジヤにより燃料噴射弁に圧送した
後、該プランジヤが下降すると、余剰燃料がスピル圧力
を伴つて前記燃料室に排出され、該燃料室内にスピル圧
力の反射波が図６に示すように発生して燃料室内の燃料
圧力を不安定にし、次のプランジヤの上昇による燃料噴
射量を不安定とするとともに、前記スピル圧力の反射波
の減衰に長い時間を必要とした。本発明は、燃料流入側
に逆止弁機能を有する調圧弁を設けることにより、燃料
室内のスピル圧力の反射波を減衰させ、ポンプ吸入量を
一定に保ち、噴射量の安定化を計つた燃料噴射ポンプを
提供することを目的とする。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明の内燃機関用噴射
ポンプは、ポンプハウジングにシリンダを固定するとと
もに、該シリンダと該シリンダ内を軸方向に往復動自在
としたプランジヤとによりポンプエレメントを構成し、
前記ポンプハウジング内に前記シリンダを囲んで形成し
た燃料室に連通する燃料供給口から前記シリンダに形成
したフイードホールを介して前記シリンダに流入する燃
料を前記プランジヤにより燃料噴射弁に圧送すべくした
内燃機関用燃料噴射装置において、筒状壁と、該筒状壁
の軸方向一端にその軸方向を横切る方向の端壁とを有
し、前記筒状壁の軸方向他端を開口せしめて開口部を形
成した、内部に筒状の孔を備える中空状の弁ハウジング
と、該弁ハウジングの筒状の孔を形成する前記筒状壁の
内壁に液密にかつ該筒状壁に摺動自在に摺接する筒状の
外周壁と、軸心部に形成した第１の貫通孔と該貫通孔の
前記弁ハウジングの筒状壁の開口部側に連設して形成し
た弁座とを備えた摺動体と、該摺動体の前記弁座に離着
座して前記貫通孔を開放または閉塞すべき弁体と、前記
弁ハウジングの前記筒状壁の開口部の内壁に外周壁によ
り固定され軸心部に第２の貫通孔を備えるとともに、先
端部を前記摺動体に当接して前記弁体の可動空間を形成
する支承部を備えた栓体と、前記弁ハウジングの前記筒
状の孔内において前記筒状壁の一端に備えた前記端壁と
前記摺動体の間に配設され、該摺動体を前記栓体に向け
て付勢せしめる第１のスプリングと、前記弁体と前記栓
体との間に配設され、前記弁体を前記摺動体に形成した
前記弁座に着座せしめる第２のスプリングと、前記弁ハ
ウジングの筒状壁に対する前記摺動体の摺動範囲より前
記端壁側の位置において、前記筒状の孔に連通せしめて
前記弁ハウジングに形成した第３の貫通孔を有する調圧
弁を備え、該調圧弁の前記弁ハウジングは、前記筒状壁
の開口部を前記ポンプハウジングに形成した前記燃料供
給口に連通せしめて液密に固定し、前記第２のスプリン
グは前記第３の貫通孔を介して前記弁ハウジング内の筒
状の孔に供給される燃料圧に対し容易に前記弁体を前記
弁座より離座させるが、前記第１の貫通孔から第３の貫
通孔に流れる燃料流を阻止する弾力を有するものとした
ことを特徴とするものである。

【０００４】

【作用】調圧弁の弁ハウジングの筒状壁に対する摺動体
の摺動範囲より前記筒状壁の端壁側の位置において、前
記弁ハウジングに形成した第３の貫通孔を通つて前記弁
ハウジングの筒状の孔内にフイードポンプより送られた
燃料は、前記摺動体の軸心部に形成した第１の貫通孔を
通り、該貫通孔の前記弁ハウジングの筒状壁の開口部側
に連設して形成された弁座に着座している弁体を第２の
スプリングの弾性に抗して開弁させ、前記弁ハウジング
の筒状壁の開口部に固定されている栓体の軸心部に形成
した第２の貫通孔を通りポンプハウジングに形成された
燃料供給口に導入される。ポンプハウジングの燃料供給
口に導入された燃料は、前記燃料供給口に連通する燃料
室からポンプエレメントを構成するシリンダのフイード
ホールを介して前記シリンダ内に入り、該シリンダ内を
軸方向に往復動自在のプランジヤの上昇により燃料噴射
弁に圧送される。プランジヤが下降する際に前記シリン
ダ内に残つた燃料がスピル圧力を伴つて燃料室に排出さ
れ、燃料室内にスピル圧力の反射波が発生する。このス
ピル圧力の反射波はポンプハウジングの燃料供給口から
調圧弁の栓体の第２の貫通孔を通り、弁体および摺動体
に達する。この時弁体は摺動体の弁座に着座して第１の
貫通孔を閉じているので、前記スピル圧力の反射波のエ
ネルギーは、前記弁ハウジングの筒状壁の内壁に液密に
シールされた摺動体の摺動と該摺動体の前記ハウジング
の端壁の間に配設されて前記摺動体を栓体に向けて付勢
している第１のスプリングの弾力とにより減衰され吸収
されるに至る。燃料フイードポンプからの燃料が弁ハウ
ジングに形成した第３の貫通孔より筒状の孔内に供給さ
れてポンプハウジングの燃料供給口に導入される際に
は、前記弁体を摺動体の弁座に着座せしめている第２の
スプリングは、容易に前記弁体を弁座から離座せしめて
燃料供給の抵抗にはならない。

【０００５】

【実施例】図１において、符号１は本発明による燃料噴
射ポンプの一実施例を総括的に示すもので、符号２はそ
の調圧弁の一実施例を総括的に示す。図２には前記調圧
弁２を拡大断面図により示す。燃料噴射ポンプ１は、図
５にその一部を示した公知の構成のものであつて、同一
部分には図５に付した符号を付して説明する。前記燃料
噴射ポンプ１はポンプハウジング４５に形成したポンプ
エレメント組付孔４６に形成した段部を利用して、プラ
ンジヤ３６とともにポンプエレメントを構成するシリン
ダ３５を固定し、デリバリバルブ３７の環状弁座とスプ
リング４７とを収容したバルブホルダ３８を螺装したも
ので、前記ポンプハウジング４５には前記シリンダ３５
の周囲に燃料室４８と該燃料室４８に連通する燃料供給
口４９が形成される。プランジヤ３６がシリンダ３５の
軸方向に沿つて、カムシヤフトのカム（ともに図示せ
ず）に駆動されて上下方向に往復動すると、シリンダ３
５に形成したフイードホール５０からシリンダ３５のプ
ランジヤ３６を支承する軸孔内に導入された燃料は、デ
リバリバルブ３７を通り、バルブホルダ３８に形成した
燃料吐出口５１に連通されている前記高圧配管３９を介
して燃料噴射弁４０に送られる。

【０００６】ポンプハウジング４５のポンプエレメント
組付孔４６の下方位置には、前記段部とプランジヤリタ
ーンスプリング５２のスプリングシートとを利用して、
コントロールスリーブ５３が回動自在に支承され、該コ
ントロールスリーブ５３には下端に前記プランジヤ３６
に形成した多角形のドライビングフエースに密嵌する多
角形部５４が形成されるとともに、その外周に形成した
ピニオンラツクをポンプハウジング４５に往復動自在に
支承せしめたコントロールラツク５５に噛合せしめる。
前記プランジヤ３６は内燃機関により駆動されるカムシ
ヤフトのカム（図示せず）にローラ５６を介して当接す
るタペツトと前記プランジヤリターンスプリング５２と
により前記シリンダ３５内を往復動して燃料室４８の燃
料を燃料噴射弁４０に圧送する。前記コントロールラツ
ク５５の往復動によりコントロールスリーブ５３が回動
されると、プランジヤ３６の頂部外壁に刻設されたコン
トロールグルーブ５７とシリンダ３５に形成したフイー
ドホール５０との相対位置が変更されて、燃料噴射量が
調整される。

【０００７】調圧弁２は、弁ハウジング３、摺動体４、
弁体５、栓体６、第１のスプリング７および第２のスプ
リング８とを備える。前記弁ハウジング３は、円筒状の
筒状壁９と、該筒状壁９の軸方向一端部において、その
軸方向に垂直な端壁１０を備える頭部１１で閉塞され、
前記筒状壁９の軸方向の他端部は開放された開口部１２
とされ、弁ハウジング３の内部は前記筒状壁９で囲まれ
てかつ開口部１２において開口している円筒状の孔１３
が形成されている。前記摺動体４は、その外周壁が前記
円筒状の筒状壁９の内壁に液密に、かつ該筒状壁９の軸
方向に摺動自在に摺動するように、平面形状を円形とさ
れて前記円筒状の孔１３内に挿入される。該摺動体４に
は、その中心軸部にその中心軸に沿つて第１の貫通孔１
４が形成され、その前記筒状壁９の開口部１２に面する
面には、前記第１の貫通孔１４の開口部に連設して截頭
円錐状に拡大する弁座１５が形成される。

【０００８】前記弁ハウジング３の筒状壁９の開口部１
２には、前記栓体６がその外周壁部で前記筒状壁９の開
口部１２の内壁に螺装され、固定される。該栓体６の中
心軸部にはその中心軸に沿つて第２の貫通孔１６が形成
される。また前記栓体６の筒状壁９に螺装される外周壁
部は摺動体４側に延長されて、薄壁の円筒壁状の支承部
１７を形成し、該支承部１７の先端において前記摺動体
４を支承可能としている。前記摺動体４の前記弁ハウジ
ング３の頭部１１に面する面と前記端壁１０との間に前
記第１のスプリング７が配設され、前記摺動体４を前記
端壁１０から離間する方向に付勢している。前記弁体５
は前記摺動体４に形成された弁座１５に着座するよう
に、スプリング受け１８に支承され、かつ該スプリング
受け１８と前記栓体６の円筒形の孔１３に面する底壁１
９との間に前記第２のスプリング８が配設される。

【０００９】前記弁ハウジング３の筒状壁９に対して摺
動体４が摺動可能の範囲、即ち、摺動体４が前記第１の
スプリング７の弾力により前記栓体６の支承部１７に押
圧停止される位置から、前記第１のスプリング７の弾力
に抗して摺動体４が前記端壁１０に近接する位置までの
前記筒状壁９の軸方向範囲より端壁１０側に、前記筒状
壁９の内外を貫通して該筒状壁９に囲まれる円筒状の孔
１３に連通する、第３の貫通孔２０を複数個形成する。
前記弁ハウジング３は、その筒状壁９の開口部１２を燃
料噴射ポンプ１のポンプハウジング４５に形成した燃料
供給口４９に挿入し、前記筒状壁９の外周壁に形成した
雄螺糸部２１を前記燃料供給口４９の内周壁に形成した
雌螺糸部２２に螺装して固着される（図１）。

【００１０】このように燃料噴射ポンプ１に組付けられ
た調圧弁２は、その弁ハウジング３に形成した第３の貫
通孔２０を燃料フイードポンプ３１に連通せしめられ
て、燃料噴射ポンプ１の作動時には、燃料は前記第３の
貫通孔２０より弁ハウジング３の円筒形の孔１３に供給
される。前記摺動体４に形成されている弁座１５に弁体
５を着座せしめるように付勢している第２のスプリング
８の弾力は、前記第３の貫通孔２０から摺動体４に形成
されている第１の貫通孔１４および栓体６に形成されて
いる第２の貫通孔１６を介して燃料供給口４９に供給さ
れる燃料の供給圧に対しては、容易に弁体５を弁座１５
より離座させるが、前記第１の貫通孔１４から第３の貫
通孔２０に流れる燃料流を阻止する弾力とする。従つて
燃料噴射ポンプ１の作動中に、燃料フイードポンプ３１
から調圧弁２に供給される燃料は抵抗なくポンプボデイ
４５の燃料供給口４９から燃料室４８に供給され、一方
プランジヤ３６の作動で燃料室４８内にスピル圧力が発
生し、その反射波が調圧弁２内の摺動体４に達したとき
は、弁体５は弁座１５に着座して第１の貫通孔１４を閉
塞しているので、スピル圧力の反射波を伴つた燃料の波
動は前記摺動体４を弁ハウジング３の筒状壁９の軸方向
に摺動させる。この燃料の波動は、摺動体４の外周壁と
筒状壁９の内周壁の液密摺動と前記第１のスプリング７
の撓みによつて減衰され、吸収される。

【００１１】燃料室４８内のスピル圧力の反射波の状況
を図４および図６に基いて説明すると、図５に示す従来
技術の場合は、燃料噴射ポンプ１の燃料流入側には単純
な逆止弁を設けたのみであるので、プランジヤ３６の下
降時に燃料フイードポンプ３１の吐出圧Ｐ₂より高いＰ₁
のスピル圧力を伴つた余剰燃料が燃料室４８内に排出さ
れたとき、スピル圧力の反射波が図６に示すようにプラ
ンジヤの下降に伴うシリンダ３５内への燃料吸入時に反
復して発生し、この圧力の波動を吸収する構成を備えな
いため減衰が悪く、次のプランジヤ３６の上昇に伴う燃
料の圧送時の燃料室４８内の圧力が安定性を欠くことに
なる。これに対し本発明においては、図４に示すように
燃料室４８内に圧力Ｐ₁のスピル圧力を伴う余剰燃料が
排出されたときは、調圧弁２内の摺動体４の摺動抵抗と
第１のスプリング７の弾力とによりそのピーク圧力を吸
収し、図４に示すように減衰させるので、次のプランジ
ヤ３６の上昇による燃料圧送時には、燃料室４８内の圧
力は燃料フイードポンプ３１の吐出圧Ｐ₂まで低下し、
燃料室４８内の圧力を安定させ、燃料噴射ポンプ１の噴
射量を安定させるものである。前記第２のスプリング８
の弾力は燃料フイードポンプの吐出圧の１／２程度、第
１のスプリング７の弾力は、スピル圧力の最大値Ｐ₁の
１／４ないし１／２程度にセツトするとよい。

【００１２】図２に示した調圧弁２の実施例において
は、弁ハウジング３に形成した第３の貫通孔２０を、摺
動体４の摺動範囲から端壁１０側の位置の筒状壁９に形
成すると説明したが、これは第３の貫通孔２０の位置を
摺動体４により閉塞されない位置であるとする趣旨であ
るので、前記筒状壁９に第３の貫通孔２０を形成するに
代えて、弁ハウジング３の頭部１１に破線で示すように
端壁１０に開口するように第３の貫通孔２３を形成して
もよい。なお本実施例において、弁ハウジング３の頭部
を、筒状壁９をポンプハウジング４５に螺装するに適し
た多角形のボルト頭部状に形成し、栓体６の頭部は筒状
壁９のポンプハウジング４５への螺装の邪魔とならない
小寸法の多角形のボルト頭部状に形成する。また弁ハウ
ジング３の筒状壁９をポンプハウジング４５に螺装する
にあたり、筒状壁９の雄螺糸部２１および／または燃料
供給口４９の雌螺糸部２２に接着剤、特に充填材として
の性質を有する接着剤を塗布して行なうと、シール用の
Ｏリングを省略することができ、栓体６と筒状壁９との
固着は、接着剤を用いた場合、螺糸を省略することもで
きる。図３は本発明における調圧弁２の変形例を示す。
この変形例は図２に示す調圧弁２において、スプリング
受け１８を省略したもので、その他の構成は図２に示す
ものと同一である。

【００１３】

【発明の効果】本発明は、ポンプハウジングにシリンダ
を固定するとともに、該シリンダと該シリンダ内を軸方
向に往復動自在としたプランジヤとによりポンプエレメ
ントを構成し、前記ハウジング内に前記シリンダを囲ん
で形成した燃料室に連通する燃料供給口から前記シリン
ダに形成したフイードホールを介して前記シリンダに流
入する燃料を前記プランジヤにより燃料噴射弁に圧送す
べくした従来広く使用されている内燃機関用燃料噴射ポ
ンプに係るものである。本発明においては、燃料噴射ポ
ンプの燃料吸入側に調圧弁を設け、該調圧弁は、一端に
端壁を形成し他端を開放した開口端とした筒状壁を有す
る弁ハウジングを、前記開口端を燃料噴射ポンプのポン
プハウジングに形成した燃料供給口に連通せしめて固定
され、前記弁ハウジングの筒状壁で囲まれる筒状の孔に
は摺動体が筒状壁の軸方向に摺動自在にかつ液密に摺接
され、前記摺動体と弁ハウジングの端壁との間に配設さ
れた第１のスプリングは、前記摺動体を前記栓体に向け
て付勢しているとともに、前記筒状壁の開口部内壁に固
定された栓体と前記摺動体との間に配設された第２のス
プリングは、前記摺動体に形成した第１の貫通孔を閉塞
する弁体を着座する方向に付勢しているから、弁ハウジ
ングに形成した第３の貫通孔から燃料噴射弁の燃料噴射
口を介して燃料室への燃料の供給は円滑に行なわれると
ともに、燃料室内への余剰燃料の排出の際に燃料室内の
燃料にスピル圧力およびその反射波が作用しても、該ス
ピル圧力およびその反射波を摺動体に受け、弁ハウジン
グの筒状壁に対する摺動体の摺動抵抗および該摺動体を
栓体に向けて付勢している第１のスプリングの弾力によ
り前記スピル圧力およびその反射波を吸収して早期に減
衰させることができる。その為プランジヤの下降に伴う
燃料吸入の際に燃料室内にスピル圧力を伴う余剰燃料の
排出があつたとしても、次のプランジヤの上昇による吐
出圧送までの間に前記スピル圧力による反射波を減衰さ
せて燃料噴射ポンプの吸入量を一定に保ち、噴射量を安
定させる効果を奏するものである。

【００１４】このように本発明においては、燃料噴射ポ
ンプにおけるポンプエレメントのプランジヤによる燃料
の吸入の間に発生するスピル圧力とその反射波の影響に
よる燃料室内の圧力変化を早期に減衰し、燃料室内に流
入する燃料の流入量変化を小さくするため、ポンプエレ
メントへの燃料吸入を安定させ、燃料噴射量の安定化を
図ることができる。また多気筒型の燃料噴射ポンプにお
いても気筒間のスピル圧力の反射波の影響を小とするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の内燃機関用燃料噴射ポンプの一実施例
の断面図。

【図２】前記実施例における調圧弁の拡大断面図。

【図３】前記調圧弁の変形例の断面図。

【図４】前記実施例の燃料室内の圧力特性図。

【図５】従来技術におけるオーバーフローバルブを用い
た燃料供給方式の系統図。

【図６】従来技術における燃料室内の圧力特性図。

【符号の説明】

１ 燃料噴射ポンプ ２ 調圧弁 ３ 弁ハウジング ４ 摺動体 ５ 弁体 ６ 栓体 ７ 第１のスプリング ８ 第２のスプリング ９ 筒状壁 １４ 第１の貫通孔 １５ 弁座 １６ 第２の貫通孔 ２０ 第３の貫通孔 ３５ シリンダ ３６ プランジヤ ４５ ポンプハウジング ４８ 燃料室 ４９ 燃料供給口 ５０ フイードホール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプハウジングにシリンダを固定する
   とともに、該シリンダと該シリンダ内を軸方向に往復動
   自在としたプランジヤとによりポンプエレメントを構成
   し、前記ポンプハウジング内に前記シリンダを囲んで形
   成した燃料室に連通する燃料供給口から前記シリンダに
   形成したフイードホールを介して前記シリンダに流入す
   る燃料を前記プランジヤにより燃料噴射弁に圧送すべく
   した内燃機関用燃料噴射ポンプにおいて、 筒状壁と、該筒状壁の軸方向一端にその軸方向を横切る
   方向の端壁を有し、前記筒状壁の軸方向他端を開口せし
   めて開口部を形成し、内部に前記筒状壁で囲まれる筒状
   の孔を形成した中空状の弁ハウジングと、 該弁ハウジングの筒状の孔を形成する前記筒状壁の内壁
   に液密にかつ該筒状壁に摺動自在に摺接する筒状の外周
   壁と、軸心部に形成した第１の貫通孔と、該貫通孔の前
   記弁ハウジングの筒状壁の開口部側に連設して形成した
   弁座とを備えた摺動体と、 該摺動体の前記弁座に離着座して前記貫通孔を開放また
   は閉塞すべき弁体と、前記弁ハウジングの前記筒状壁の
   開口部の内壁に外周壁により固定され、軸心部に第２の
   貫通孔を備えるとともに、先端部を前記摺動体に当接し
   て前記弁体の可動空間を形成する支承部を備えた栓体
   と、 前記弁ハウジングの前記筒状の孔内において前記筒状壁
   の一端に備えた前記端壁と前記摺動体との間に配設さ
   れ、該摺動体を前記栓体に向けて付勢せしめる第１のス
   プリングと、 前記弁体と前記栓体との間に配設され、前記弁体を前記
   摺動体に形成した前記弁座に着座せしめる第２のスプリ
   ングと、 前記弁ハウジングの筒状壁に対する前記摺動体の摺動範
   囲より前記端壁側の位置において、前記筒状の孔に連通
   せしめて前記弁ハウジングに形成した第３の貫通孔とを
   有する調圧弁を備え、 該調圧弁の前記弁ハウジングは、前記筒状壁の開口部を
   前記ポンプハウジングに形成した前記燃料供給口に連通
   せしめて液密に固定され、前記第２のスプリングは前記
   第３の貫通孔を介して前記弁ハウジング内の筒状の孔に
   供給される燃料の供給圧に対し容易に前記弁体を前記弁
   座より離座させるが、前記第１の貫通孔から第３の貫通
   孔に流れる燃料流を阻止する弾力を有するものとしたこ
   とを特徴とする内燃機関用燃料噴射ポンプ。