JPH0547420U - ディーゼルエンジン用燃料噴射ポンプのダンパ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃料噴射ポンプの噴射圧を高くしても、クラ
ンク軸の回転を燃料噴射ポンプに伝達する噴射ポンプギ
ヤから騒音が発生することを防止したディーゼルエンジ
ン用燃料噴射ポンプのダンパ装置を提供する。 【構成】 燃料噴射ポンプ13のカムシャフト12を入力部
12aと駆動部12bとに分割し、これら入力部12aと駆動部1
2bとを、慣性体21、バネ22、ダンパ23とからなるダンパ
カップリング20を介して連結する。これら慣性体21の慣
性モーメント、バネ22のバネ定数、ダンパ23のダンピン
グの値を適宜に設定し、該ダンパカップリング20の特性
値を、燃料噴射ポンプ13の噴射による起振周波数領域よ
りも小さい周波数に設定する。例えば、起振周波数が20
0〜300Hzである場合には、ダンパカップリング20を付加
することにより、軸系のねじり振動伝達率のピークを約
150Hz以下とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、ディーゼルエンジンの出力を燃料噴射ポンプに伝達するためのタ イミングギヤが嵌着されたカムシャフトに取り付けられるダンパ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

燃料噴射ポンプは、エンジンのクランクシャフトの出力回転を適宜な歯車列か らなるタイミングギヤによってカムシャフトに伝達されて駆動される。図７は従 来の燃料噴射ポンプのカムシャフトに関する軸系を示す概略図で、上記歯車列の １つを形成する噴射ポンプギヤ１がカムシャフト２に嵌着されている。そして、 このカムシャフト２の回転によって燃料噴射ポンプ３に内蔵されたプランジャが 昇降し、燃料がノズルに圧送されてエンジンのシリンダ内に噴射される。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上述した従来の燃料噴射ポンプ３を駆動するめの軸系では、エ ンジンの排気ガス対策として該燃料噴射ポンプ３の噴射圧を高くした場合に、噴 射ポンプギヤ１に噛合する歯車列の騒音を大きくしてしまうおそれが生じる。

【０００４】 燃料噴射ポンプの噴射圧が高くなると、この燃料噴射ポンプに係る駆動トルク の変動が大きくなる。また、例えば６気筒のエンジンに用いられる噴射ポンプの 場合、カムシャフト２が１回転する場合に燃料は６回噴射されることになり、こ の燃料噴射のために該カムシャフト２が偏心しながら回転する。そして、このカ ムシャフト２の偏心が脈動を生じることになる。このカムシャフト２の脈動が起 振力となり、噴射圧を高くすることによるトルクの変動に作用して、カムシャフ ト２に嵌着された噴射ポンプギヤ１を同様に偏心させて回転させることになるか ら、該噴射ポンプギヤ１の回転による騒音を増大させることになるのである。

【０００５】 そこで、この考案の目的は、燃料噴射ポンプの噴射圧を高くした場合であって もカムシャフトに係る軸系の振動を極力低減させて、噴射ポンプギヤから騒音が 発せられることを防止することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するための技術的手段として、この考案に係るディーゼルエ ンジン用燃料噴射ポンプのダンパ装置は、エンジンのクランクシャフトの回転を 適宜な歯車列を介して噴射ポンプギヤに伝達し、該噴射ポンプギヤが嵌着された カムシャフトを回転させることにより駆動されるディーゼルエンジン用燃料噴射 ポンプにおいて、前記カムシャフトを前記噴射ポンプギヤが嵌着された入力部と カム部が設けられた駆動部とに分割し、これら入力部と駆動部との間に慣性系と バネ系とダンパ系とからなるダンパカップリングを介在させ、上記噴射ポンプギ ヤの回転を上記入力部から該ダンパカップリングを介して上記駆動部に伝達させ 、該駆動部の回転によって燃料噴射ポンプを駆動させることを特徴としている。

【０００７】

【作用】

エンジンの回転は適宜な歯車列を介して上記噴射ポンプギヤに伝達されて、該 噴射ポンプギヤが回転する。この回転は、該噴射ポンプギヤから上記入力部に伝 達され、該入力部から上記ダンパカップリングを介して上記駆動部に伝達されて 該駆動部が回転する。この駆動部の回転によってカム部が回転し、燃料噴射ポン プが作動して燃料が圧送される。

【０００８】 そして、上記ダンパカップリングの慣性系とバネ系、ダンパ系との特性値を適 宜な大きさに設定することによって、この軸系のねじり固有振動数を、燃料噴射 ポンプの噴射の際の起振力による振動領域より低くなるようにすれば、燃料噴射 ポンプの振動が噴射ポンプギヤに伝達されず、該ギヤの騒音が減少する。

【０００９】

【実施例】

以下、図１ないし図６に示した実施例に基づいて、この考案に係るダンパ装置 を具体的に説明する。

【００１０】 図１はこのダンパ装置を備えた燃料噴射ポンプの軸系の概略図で、図示しない エンジンのクランク軸の回転が、適宜な歯車列（図示せず）を介して噴射ポンプ ギヤ11に伝達される。この噴射ポンプギヤ11は、カムシャフト12の入力部12a に 嵌着されている。また、カムシャフト12の駆動部12b にはカム部（図示せず）が 設けられて、該駆動部12b の回転によって燃料噴射ポンプ13のプランジャを駆動 する。

【００１１】 そして、カムシャフト12の上記入力部12aと駆動部12bとの間には、ダンパカッ プリング20が介在されている。このダンパカップリング20は、慣性体21とバネ22 とダンパ23とが組み合わされて構成されている。したがって、入力部12a と駆動 部12b とは該ダンパカップリング20を介して連結されており、上記噴射ポンプギ ヤ11から入力部12a に入力された回転は該ダンパカップリング20を介して駆動部 12b に伝達される。

【００１２】 上記ダンパカップリング20の構造の一実施例を、図２ないし図４に示してある 。入力部12a の先端部にはフランジ部24が形成されており、該フランジ部24には 、入力部12a の回転中心を中心とした円弧に沿ってほぼ矩形の透孔部25が適宜数 形成されている。また、この入力部12a のほぼ中央部は軸受14によって支持され ている。なお、この入力部12a の上記フランジ部24と反対側の端部に、前記噴射 ポンプギヤ11が嵌着されている。

【００１３】 他方、駆動部12bの先端部には、該駆動部12bとスプライン結合などによって慣 性体としてのディスクプレート21が取り付けられている。このディスクプレート 21の外径は上記フランジ部24の外径とほぼ等しくしてあり、また駆動部12b の回 転中心を中心とした円弧に沿って、前記フランジ部24に形成された透孔部25と合 致する位置に透孔部21a が形成されている。さらに、該ディスクプレート21の円 周部から中心に向って切込んだ切込み部21b が形成されている。

【００１４】 また、駆動部12b の端部であって上記ディスクプレート21よりも内側には、該 ディスクプレート21に対向したフランジ面26a を有するケーシング26が、該駆動 部12bに対して回動自在に嵌装されており、該フランジ面26a には、駆動部12bの 回転中心を中心とした円弧に沿って、前記ディスクプレート21の透孔部21a と合 致する位置に、適宜数の窪み部21b が形成されている。そして、前記フランジ部 24に形成した透孔部25と、ディスクプレート21に形成した透孔部21a と、フラン ジ面26aに形成した窪み部21bとに圧縮コイルバネ22が配設されている。

【００１５】 上記ケーシング26のフランジ面26a と反対側の端部の外周面にはハウジング27 の筒部27aが嵌着されている。また、該ハウジング27は駆動部12bに対して回動自 在に嵌装されている。そして、該筒部27a の内部にはカムリング28が収容されて おり、該カムリング28の内周面に、図３に示すようにカム面が形成されている。 他方、該カム面が対向した駆動軸12b の外周面にはロータ29が嵌着され、該ロー タ29に該ロータ29の外周面から出没自在に適宜枚数のベーン30が設けられている 。そして、上記カム面とロータ29、前記ケーシング26、ハウジング27とによって 形成された空間部31には作動油が封入されている。なお、駆動部12b の端部は軸 受15によって支持されている。

【００１６】 以上により構成したこの考案に係るダンパ装置の作用を、以下に説明する。

【００１７】 エンジンのクランク軸の回転は、図示しない歯車列を介して噴射ポンプギヤ11 に伝達される。このため、カムシャフト12の該噴射ポンプギヤ11が嵌着されてい る入力部12aが回転することになる。この入力部12aには、燃料噴射ポンプ13を駆 動させるカム部が設けられた駆動部12b が、ダンパカップリング20を介して連結 されているから、上記入力部12a の回転はダンパカップリング20を経由して駆動 部12b に伝達される。

【００１８】 上記入力部12aの回転によって、該入力部12aの先端部に形成したフランジ部24 も回転する。このフランジ部24には圧縮コイルバネ22を介してケーシング26が連 繋しているから、フランジ部24の回転は該圧縮コイルバネ22を圧縮し、適宜に圧 縮された状態でケーシング26に伝達されて、該ケーシング26を回転させることに なる。さらに、このケーシング26にはハウジング27が嵌着されているから、該ハ ウジング27もケーシング26とともに回転する。そして、ハウジング27の回転によ って、該ハウジング27に収容されているカムリング28が回転することになる。

【００１９】 上記カムリング28の内周面のカム面で形成された空間部31には作動油が封入さ れているから、該カムリング28に回転によって作動油も同方向に流動することに なる。そして、このカムリング28の回転によってベーン30が押動されるから、該 ベーン30が設けられたロータ29が回転し、このロータ29が嵌着された駆動部12b が回転することになる。なお、このとき上記作動油が適宜な抵抗として作用する 。したがって、該駆動部12b の回転によって燃料噴射ポンプ13の図示しないプラ ンジャが昇降して燃料が圧送されることになる。

【００２０】 このとき、プランジャの作動によって生じる振動は、上記ダンパカップリング 20によって緩衝されて入力部12a に伝達されることがほとんどない。このため、 前記噴射ポンプギヤ11の回転時の振動が減少し、該噴射ポンプギヤ11により発生 する騒音が極力減少する。

【００２１】 すなわち、図６に示すように、カムシャフト12に関する軸系のバネ定数を小さ くすることによってねじり固有振動数ｆ₀ を起振力による振動領域よりも小さく するものである。たとえば、燃料噴射ポンプ13の噴射による起振力の振動領域Ｄ は、図６に示すように 200〜300 Hzであり、本考案に示すようにバネ22を有する ダンパカップリング20をカムシャフト12に介在させることにより、軸系のねじり 固有振動数ｆ₀のピークを150Hz以下に設定する。これにより、起振力によるカム シャフト12の振動を減少させることができる。なお、図中破線で従来の軸系をね じり固有振動数の変化を示し、そのピークをｆ₁ で示してある。

【００２２】 しかし、バネ定数を低減させただけでは、軸系の速度変動が大きくなってしま うおそれがある。そこで、本考案のように、バネ22にディスクプレート21とダン パ23とを組み合わせて構成する。図５はエンジン出力が全負荷時であって回転数 が2200rpm の場合の軸系の回転速度の変化を示すもので、（ａ）は従来の構造に よる場合、（ｂ）はバネ定数を小さくした場合、（ｃ）はバネ定数を小さくして 慣性モーメントとダンピングとを大きくした場合を示している。図５（ａ）に示 すように、従来の構造では回転数2000rpm（回転速度115rad／sec）時には、約５ rad／secの速度変動が生じており、この範囲を許容範囲とする。バネ22を付加し てバネ定数を小さくした場合には図５（ｂ）に示すように、速度変動が約８ rad ／sec となって許容範囲よりも大きくなってしまう。そこで、適宜な大きさのデ ィスクプレート21とダンパ23とを付加して慣性モーメントとダンピングとを大き くすると、図５（ｃ）に示すように、速度変動の範囲が５rad／secとなって許容 範囲内に収まることになる。

【００２３】

【考案の効果】

以上説明したように、この考案に係るディーゼルエンジン用燃料噴射ポンプの ダンパ装置によれば、燃料噴射ポンプのカムシャフトを入力部と駆動部とに分割 し、これら入力部と駆動部とをダンパカップリングで連結したから、燃料噴射ポ ンプの噴射圧を高くしても、そのプランジャの作動によって生じる振動を減少さ せることができ、従って該燃料噴射ポンプの駆動を担う噴射ポンプギヤによる騒 音の発生を極力防止できる。

【００２４】 また、燃料噴射ポンプの噴射圧を高くすることができるから、エンジンにおけ る燃焼を確実にでき、排気ガスから不完全燃焼分を極力減じることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案に係るダンパカップリングを備えた燃
料噴射ポンプの軸系を示す概略図である。

【図２】この考案に係るダンパカップリングの好ましい
一実施例を示す図で、カムシャフトの回転軸を含む面で
切断した断面図である。

【図３】図２におけるＡ−Ａ線に沿って切断した断面図
である。

【図４】図２におけるＢ−Ｂ線に沿って切断した断面図
である。

【図５】軸系の回転数が2200rpm における、横軸で時間
を、縦軸で回転速度を示して回転速度の変動を説明する
ための図で、（ａ）が許容範囲として従来の軸系の速度
変動を示し、（ｂ）はバネ系のみを付加してバネ定数を
小さくした場合の速度変動を示し、（ｃ）はバネ定数を
小さくするとともに、慣性モーメントとダンピングとを
大きくした場合を示す。

【図６】横軸で周波数を、縦軸でねじり振動伝達率を示
す図で、実線でこの考案に係る燃料噴射ポンプの軸系の
ねじり振動伝達率の変化を示し、破線で従来の軸系のね
じり振動伝達率の変化を示している。

【図７】従来の燃料噴射ポンプの軸系を示す概略図で、
図１に相当する図である。

【符号の説明】

11 噴射ポンプギヤ 12 カムシャフト 12a 入力部 12b 駆動部 13 燃料噴射ポンプ 20 ダンパカップリング 21 ディスクプレート（慣性体） 22 バネ 23 ダンパ 26 ケーシング 27 ハウジング 28 カムリング 29 ロータ 30 ベーン

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンのクランクシャフトの回転を適
   宜な歯車列を介して噴射ポンプギヤに伝達し、該噴射ポ
   ンプギヤが嵌着されたカムシャフトを回転させることに
   より駆動されるディーゼルエンジン用燃料噴射ポンプに
   おいて、 前記カムシャフトを前記噴射ポンプギヤが嵌着された入
   力部とカム部が設けられた駆動部とに分割し、これら入
   力部と駆動部との間に慣性系とバネ系とダンパ系とから
   なるダンパカップリングを介在させ、上記噴射ポンプギ
   ヤの回転を上記入力部から該ダンパカップリングを介し
   て上記駆動部に伝達させ、該駆動部の回転によって燃料
   噴射ポンプを駆動させることを特徴とするディーゼルエ
   ンジン用燃料噴射ポンプのダンパ装置。