JPH0642425A - 燃料噴射ポンプの振動防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 駆動系の共振を抑えて有害な振動を防止す
る。 【構成】 燃料噴射ポンプ１のカム軸５にフライホイー
ル機能を有した回転部材２１を設ける。回転部材２１に
所定の間隙を以て周方向に摺動自在に嵌合する環状質量
体２２を設ける。その間隙に高粘性の流体であるシリコ
ンオイル２３を充填させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼルエンジンに
備えられる燃料噴射ポンプの振動防止装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図５に示すように燃料噴射ポンプ１は、
フィードポンプ２によって送られてきた燃料をプランジ
ャ（図示せず）により加圧して、吐出口３から噴射鋼管
４及び噴射ノズル（図示せず）を介してエンジンの各シ
リンダーに噴射するようになっており、その噴射量を制
御するためのガバナ６が備えられている。

【０００３】プランジャを駆動するためのカム軸５に
は、軸受箱７により支持された駆動シャフト８が駆動ギ
ア９からの回転を伝達するようになっており、その間に
はカップリング１０が設けられている。そして近来にあ
っては、排ガス改善の厳しい要求に応えるために、タイ
マによる噴射制御に代えてプリストローク可変型の燃料
噴射ポンプが主流となってきており、従来のタイマーの
位置には、軸トルクを平均化して回転を円滑にするため
のフライホイール１１が取り付けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところでこのような燃
料噴射ポンプの駆動系においては、周期的に変動する駆
動トルクを加振源に、フライホイール１１或いはタイマ
ーを慣性マスとし、駆動ギア９や駆動シャフト８、カッ
プリング１０をねじりバネとしたねじり振動が発生す
る。この振動により、図６に示すように、その周波数が
駆動系の固有振動数に近づくことで振幅が急激に増加す
るねじり共振（図中駆動トルクのピークとして現れてい
る）が発生し、駆動系に過大なトルクが発生すると共
に、大きな騒音源となっていた。近来にあっては、排ガ
ス規制に対応するために高圧噴射化が促進され、駆動ト
ルクが増大しているために、共振対策は非常に重要なも
のとなってきている。図６にはタイマーを備えた駆動系
のトルクも示しているが、タイマーにはバネやフライウ
エイト等が内蔵されているために、駆動トルクの大きさ
は低減するものの、やはり共振は抑えきれず、同様に大
きなトルクピークが発生している。

【０００５】また共振対策として、フライホイール１１
のマスを大幅に小さくし、固有振動数を高くして共振回
転数が常用回転域外となるようにすることも考えられ
る。しかしながらこのような構成にあっても、図６に示
したように大きな共振が発生する。このマス小のフライ
ホイールの共振周波数は、大きなフライホイールのもの
が噴射の四次、五次、六次であるのに対し、六次、七
次、八次と通常は加振力が小さくなる高次側であるが、
図７のトルク波形図に示すように、噴射ポンプのカム軸
に発生する加振トルクは極めて衝撃的であるため、加振
次数が非常に高くなるものである。

【０００６】また図７には慣性マス小のカム軸のトルク
波形も示しているが、マス大のものに比べてトルク変動
が大きなものとなっている。このため噴射ポンプの駆動
に伴う騒音が悪化すると共に、ガバナ５の安定性、さら
には耐久性にも影響を及ぼすという問題が生じる。

【０００７】このほか共振を抑えるものとしては、エン
ジンのクランク軸に使用されるラバーダンパがあるが、
このダンパーは減衰力が小さく、クランク軸の固有振動
数をダンパーというマスを負荷して固有振動数を二分
し、低減することが基本原理であり、常用域で発生する
共振点を、回転数が低く加振力の小さい回転域に下げる
ものである。従ってこの種のダンパを噴射ポンプの駆動
系に採用しても、高次の加振力と共振してしまい、目的
を達することができない。

【０００８】そこで本発明は、噴射ポンプの駆動系は
充分大きなフライホイールを必要とする、噴射ポンプ
の駆動力は高次加振成分が大きく、ラバーダンパーでは
対応不可能である、という事情を踏まえ、駆動系の共振
を抑えて有害な振動を防止する燃料噴射ポンプの振動防
止装置を提供すべく創案されたものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、燃料噴射ポン
プのカム軸にフライホイール機能を有した回転部材を設
け、この回転部材に所定の間隙を以て周方向に摺動自在
に嵌合する環状質量体を設けると共に、間隙に高粘性の
流体を充填させたものである。

【００１０】上記回転部材は、カム軸に取り付けられた
タイマーのケースであってよい。

【００１１】

【作用】上記構成によって、回転部材はカム軸のトルク
平均化を行うと共に、環状質量体との間の相対変位を高
粘性流体で吸収させてねじり振動を減衰させる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に従って説
明する。

【００１３】図１は、本発明に係わる燃料噴射ポンプの
振動防止装置の第一の実施例を示したものである。この
振動防止装置は、燃料噴射ポンプ１のカム軸５にフライ
ホイール機能を有した回転部材２１が設けられ、この回
転部材２１に所定の間隙を以て周方向に摺動自在に嵌合
する環状質量体２２が設けられていると共に、その間隙
に高粘性の流体たるシリコンオイル２３が充填されて構
成されている。

【００１４】燃料噴射ポンプ１は、タイマーが不要なプ
リストローク機能を有した構成でなり、カム軸５に回転
駆動力が伝達されることで高圧の燃料噴射を行うように
なっている。回転部材２１は、充分大きな質量を有した
短円柱体で成り、軸中央に形成された凹部２４にカム軸
５の端部が貫通してナット２５により締結されている。
また反対側の端面には、駆動シャフト８に接続されたカ
ップリング１０がボルト２６により連結されている。

【００１５】そして回転部材２１の内部には断面が略正
方形の環状室２７が同軸上に形成されており、この環状
室２７に、これと略同形状の環状質量体２２がシリコン
オイル２３を介して収容されている。従ってこの環状質
量体２２は、イナーシャリングとして機能するものであ
る。

【００１６】このほか駆動シャフト８には従来同様に駆
動ギア９が取り付けられ、軸受箱７によって回転自在に
支持されている。

【００１７】次に本実施例の作用を説明する。

【００１８】燃料噴射ポンプ１は、駆動シャフト８から
伝達された回転駆動力によりカム軸５が回転されて、こ
れに係合するプランジャ（図示略）が上下動することに
より燃料噴射を行う。この際の軸トルクは、回転部材２
１のフライホイール機能により均一化される。そして駆
動系には、駆動トルクを加振源とし回転部材２１を慣性
マスとしたねじり振動が発生するが、回転部材２１と環
状質量体２２との間の周方向の相対変位が、シリコンオ
イル２３の粘性（剪断抵抗力）により速やかに吸収さ
れ、減衰される。

【００１９】このように、フライホイールとなる回転部
材２１に、シリコンオイル２３を介して環状質量体２２
を設けてビスカスダンパとして構成したので、カム軸５
のトルク変動が抑えられると共に、有害なねじり振動が
減衰され、共振の発生が防止される。

【００２０】図２に、本発明者らが行った上記実施例に
おける駆動トルクの測定結果を示す。同図にはカム軸の
トルクと、従来のマス大のフライホイールを備えた駆動
系のトルクとを比較のため併記している。また図３に、
上記実施例の駆動シャフト及びカム軸のトルク波形を示
す。これら測定結果に明らかなように、本発明において
はカム軸のトルク変動が小さく抑えられていると共に、
駆動系の駆動トルクはなだらかな変化のみでピークが現
れておらず、共振が略完全に除去されていることがわか
る。すなわち、本発明の効果が実証された。

【００２１】次に本発明の第二の実施例を図４により説
明する。

【００２２】この実施例においては、燃料噴射ポンプに
タイマー３１が備えられた構成において、回転部材とし
てカム軸５に取り付けられたタイマーケース３２を用い
た場合を示している。タイマー３１は、外殻となるケー
ス３２としてカム軸５にホルダー３３を介して連結され
た円板状ケース３４と、有底筒体状を呈した駆動シャフ
ト側ケース３５とが形成され、これらは円板状ケース３
３の縁部において周方向に摺動可能に嵌め合わされてい
る。ホルダー３３は、カム軸５の端部に嵌合する筒部３
６とその一端に形成された円板部３７とで成り、筒部３
６の外周にはバネ（図示せず）を備えて二分割されたウ
エイト３８が嵌合されていると共に、円板部３７には適
宜偏心された大カム３９及び小カム４０が内設されてい
る。そして小カム４０と駆動シャフト側ケース３５とが
軸方向にのびたピン４１で連結され、大カム３９とウエ
イト３８とが他のピン４２で連結されている。すなわち
回転数が増大して、その遠心力によりウエイト３８がバ
ネに抗して径方向外方に移動すると、大カム３９及び小
カム４０がピン４１回りに回転することでホルダ３７が
軸回りに回転して、カム軸５側が駆動シャフト８に対し
て進角されるものである。

【００２３】そしてタイマー３１のケース３２は、フラ
イホイールの役割を果たすように所定の質量を以て成形
されており、この実施例にあっては円板状ケース３４の
内部に環状室４３が形成されて、前記第一の実施例と同
様にイナーシャリングとしての環状質量体４４が嵌合さ
れ、その隙間にシリコンオイル４５が充填されている。
従って円板状ケース３４によりトルク変動は抑制され、
シリコンオイル４５の振動減衰作用によりねじり振動の
発生が防止されて、共振が除去されるものである。

【００２４】なおこの実施例においては、図中二点鎖線
にて示したように、環状質量体５１を、駆動シャフト側
ケースに設けるようにしてもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。

【００２６】カム軸にフライホイール機能を有した回転
部材を設け、所定の間隙を以て嵌合する環状質量体を設
けると共に、間隙に高粘性の流体を充填させたので、ト
ルク変動が抑えられると共に、有害なねじり振動が速や
かに減衰されて、共振の発生が抑制される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる燃料噴射ポンプの振動防止装置
の第一の実施例を示した要部断面側面図である。

【図２】図１の作用効果を説明するための駆動トルク変
化図である。

【図３】図１の作用効果を説明するためのトルク波形図
である。

【図４】本発明の第二の実施例を示した側断面図であ
る。

【図５】従来の燃料噴射ポンプを示した側面図である。

【図６】従来技術の課題を説明するための駆動トルク変
化図である。

【図７】従来技術の課題を説明するためのトルク波形図
である。

【符号の説明】

１ 燃料噴射ポンプ ５ カム軸 ２１ 回転部材 ２２ 環状質量体 ２３ シリコンオイル（高粘性の流体）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料噴射ポンプのカム軸にフライホイー
   ル機能を有した回転部材を設け、該回転部材に所定の間
   隙を以て周方向に摺動自在に嵌合する環状質量体を設け
   ると共に、上記間隙に高粘性の流体を充填させたことを
   特徴とする燃料噴射ポンプの振動防止装置。
2. 【請求項２】 上記回転部材が、上記カム軸に取り付け
   られたタイマーのケースである請求項１記載の燃料噴射
   ポンプの振動防止装置。