JPH07109187B2 - 燃料噴射ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ディーゼル機関やガソリン機関用の燃料噴射
ポンプに係り、プランジヤとプランジャバレルとの摺動
面におけるリーク燃料戻し通路および潤滑油通路の構造
に関する。

［従来の技術］ 一般に、縦型（ボッシュ型）燃料噴射ポンプにおいて
は、カムにより往復駆動されるプランジャの先端面と、
プランジャバレルの内面との間にポンプ室を形成し、こ
のポンプ室に吸入した燃料を上記プランジャの往復動に
もとづき吐出弁を介して機関に圧送するようになってい
る。また、プランジャの先端部外周には、全周に達しな
い傾斜した制御縁を設け、上記プランジヤによる燃料圧
送過程でこの制御縁が上記プランジャバレルに開口した
燃料吸排孔を開閉するように設定してあり、ポンプの外
部に設けたガバナによりラックおよびピニオンを介して
プランジャを回転させて上記制御縁が上記燃料吸排孔を
開閉するタイミングを調整するようになっており、これ
により燃料噴射量を制御するように構成されている。

ところで、最近ではディーゼル機関およびガソリン機関
とも排ガス対策が強く要請されており、この一環として
燃料噴射ポンプでは燃料の送油圧力を高圧化する傾向に
ある。しかしながら、このような高圧送油はプランジャ
やプランジャバレルの変形を招き易くなり、この結果、
プランジャとプランジャバレルとの間で燃料のリークや
潤滑不良に伴う焼付き等を発生する問題が生じてきた。

従来においては、たとえば実公昭57−13405号公報に示
されているように、プランジャバレルとプランジャとの
摺動面にリーク燃料戻し系路を設けるとともに、この下
方に潤滑油用系路を形成する提案がなされている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記公報に記載された技術は、プランジ
ャバレルの壁内に、軸方向に沿う潤滑油供給用の縦孔を
形成しており、このような構造によるとプランジャバレ
ルの周壁は、上記縦孔を形成するに充分な肉厚にしてお
かなければならない。

ところが、最近の燃料噴射ポンプでは、前述した高圧化
のため、プランジャの径は大きくなりつつあり、これに
対しプランジャバレルの肉厚は薄くする傾向にあるた
め、このような薄肉のプランジャバレルに上記公報のご
とき縦孔を形成することは不可能になってきた。縦孔を
設けるためプランジャバレルの肉厚を大きくすると、プ
ランジャバレルの外径が大きくなり、これに伴って外周
囲に配置されるコントロールスリーブなどの関連部品の
径を大きくしなければならず、ポンプ全体が大型化する
不具合が生じる。

一方、リーク燃料戻し溝は、リーク燃料が潤滑油を稀釈
しないようにプランジャバレルの内面にしかも潤滑油用
溝よりも上方に形成されるものであるが、プランジャバ
レルに上記リーク燃料戻し溝および前記潤滑油供給用縦
孔ならびにこの縦孔に連通する潤滑油供給用横孔を加工
しなければならず、これらの加工時にはこれらが干渉す
る心配がある。

これを避けるため、上記横孔はリーク燃料戻し溝に対し
て軸方向に離しておく必要があり、このためリーク燃料
戻し溝と潤滑油溝とが軸方向に大きく離間し、プランジ
ャの長さを大きくする必要がある。したがって、この点
でもポンプの大型化を招く。

本発明においては、ポンプの大型化を回避して燃料リー
クおよび焼付きを防止する燃料噴射ポンプを提供しよう
とするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明においては、プランジャの外周面もしくはプラン
ジャバレルの内周面に、上記プランジャに形成した制御
縁に近接して周方向に向かって全周に達しないリーク燃
料戻し用周溝を形成するとともに、上記プランジャバレ
ルの内周面に上記制御縁の非連続部に位置して上記リー
ク燃料戻し用周溝に連通するリーク燃料戻し用縦溝を形
成し、かつこのプランジャバレルの側壁に上記リーク燃
料戻し用縦溝に連通するリーク燃料戻し孔を開設し、ま
た、上記プランジャの外周面もしくはプランジヤバレル
の内周面に、上記燃料戻し用周溝よりも上記制御縁から
遠い位置に全周に亘って連続する潤滑油用周溝を形成
し、上記プランジャバレルの内周面に上記制御縁の非連
続部に位置して上記潤滑油周溝に連通する潤滑油用縦孔
を設け、かつこのプランジャバレル側壁に上記潤滑油用
縦溝に連通する潤滑油供給孔を形成したことを特徴とす
る。

［作 用］ 本発明によれば、リーク燃料戻し用縦溝および潤滑油用
縦溝はプランジャバレルの内面に形成するので、プラン
ジャバレルの肉厚を大きくする必要がなく、よってポン
プの外径を小さくすることができる。また上記リーク燃
料戻し用縦溝および潤滑油用縦溝は、それぞれ制御縁の
非連続部に位置して軸方向に形成するので、制御縁の非
連続部におけるデッドスペースを有効に利用することが
でき、これら制御縁および両縦溝が相互に干渉すること
もなく、よって潤滑油供給孔をリーク燃料戻し用周溝よ
りも上部位置に形成することができてリーク燃料戻し用
周溝および潤滑油用周溝を少なくともプランジャのスト
ローク近くまで近づけて形成することができ、プランジ
ャの長さを短かくすることができる。

［実施例］ 以下本発明について、第１図ないし第４図に示す一実施
例にもとづき説明する。

図において１はポンプハウジングであり、下端にカム室
２が形成されている。カム室２には機関のクランク軸に
連動するカム軸３が挿通されており、このカム軸３には
カム４が形成されている。

ポンプハウジング１内にはプランジャバレル５が取り付
けられており、このプランジャバレル５内にはプランジ
ャ６が往復動自在に嵌挿されている。プランジャ６の上
端とプランジャバレル５の内面との間にはポンプ室７が
形成され、このポンプ室７はプランジャバレル５の側壁
に形成した燃料吸排孔８に連通している。燃料吸排孔８
は、プランジャバレル７とポンプハウジング１の間に形
成された燃料溜り９に連通している。

ポンプハウジング１の上端には吐出弁10が取り付けられ
ており、この吐出弁10は上記ポンプ室７に連通してい
る。ポンプ室７内で加圧された燃料は上記吐出弁10の弁
体11を復帰用スプリング12の付勢力に抗して押し開き、
これにより燃料は吐出口体13を通じて図示しない機関へ
供給される。

プランジャ６の下端は弁座15に連結されており、この弁
座15は復帰用スプリング16によって摺動子17に押し付け
られている。摺動子17はカムローラ18を有し、該カムロ
ーラ18は前記カム４に摺接している。したがってカム軸
３の回転によりカム４が回転すると、カムローラ18およ
び弁座15を通じてプランジャ６が往復駆動される。な
お、プランジャ６の往復ストロークは上記カム４の高低
差により決定される。

プランジャ６の上端部には、第４図にも展開して示す通
り、制御縁20が形成されている。制御縁20は、プランジ
ャ６の外周面に傾斜して切欠した溝21によって形成さ
れ、この制御縁20はプランジャ６の全周に達しない範囲
で形成されている。プランジャ６が軸中心線を中心とし
てプランジャバレル５に対して回転されると、上記制御
縁20はプランジャバレル５に形成した燃料吸排孔８と相
対的に変位し、したがって燃料噴射量を制御する。すな
わち、プランジャ６の往動に伴ってポンプ室７内の燃料
が加圧供給されるが、この途中で上記制御縁20の溝21が
燃料吸排孔８に連通するとポンプ室７内の燃料は、溝21
から燃料吸排孔８を通じて燃料溜り９へ戻され、このた
め燃料の圧送を停止する。上記プランジャ６の回転は、
傾斜した制御縁20が燃料吸排孔８を開くタイミングを変
えることになり、よってプランジャ６の回転角に応じて
吐出燃料の量が制御される。

プランジャ６の下端は、コントロールスリーブ22に係合
されている。コントロールスリーブ22は上記プランジャ
バレル５の外周部に回転自在に取り付けられており、こ
のコントロールスリーブ22の下端と上記プランジャ６の
下端は、回転方向に対して一体的に回転するが、プラン
ジャ６の往復移動はコントロールスリーブ22が制限する
ことなく自在に動き得るようになっている。

コントロールスリーブ22にはピニオン23が設けられてお
り、このピニオン23にはラック24が噛み合っている。ラ
ック24はポンプハウジング１の外部に設置したガバナに
連結されている。このガバナは機関の回転速度等の運転
状況に応じて作動し、これによりラック24を移動させ
る。したがって、ラック24の動きはピニオン23を通じて
コントロールスリーブ22を回転させ、このコントロール
スリーブ22はプランジャ６を回転させるため、前述した
燃料噴射量の制御を行うことができる。

プランジャバレル５の内面には、プランジャ６が最下位
置に下がった状態で制御縁20に近接する位置に、リーク
燃料戻し用周溝25が周方向に沿って形成されている。こ
のリーク燃料戻し用周溝25は第４図にも展開して示す通
り、プランジャバレル５内面全周には達せず、270〜300
゜程度の範囲となるように刻設されている。そして、こ
のプランジャバレル５の内面には、軸方向に沿ってリー
ク燃料戻し用縦溝26が形成されている。リーク燃料戻し
用縦溝26は、プランジャ６が噴射量制御のために回転さ
れても制御溝21と連通することがないようにして、制御
溝21の周方向の非連通部に位置して形成されており、下
端が上記リーク燃料戻し用周溝25と連通している。そし
てこのリーク燃料戻し用縦溝26の上端は、プランジャバ
レル５の壁を貫通して形成されたリーク燃料戻し孔27に
連通している。なお、リーク燃料戻し孔27は燃料溜り９
に開口している。

一方、上記プランジャバレル５の内面には、上記燃料戻
し用周溝25の下方に位置して潤滑油用周溝30が形成され
ている。この潤滑油用周溝30は第４図にも展開して示す
通り、プランジャバレル５の全周に亘って連続して形成
されている（360゜）。そしてプランジャバレル５の内
面には軸方向に沿って潤滑油用縦溝31が形成されてい
る。潤滑油用縦溝31は、プランジャ６が回転されても制
御溝21と連通することがないようにして制御溝21の非連
通部に位置しており、かつ上記リーク燃料戻し用周溝25
の非連続部に位置して軸方向に沿って形成されている。
この潤滑油用縦溝31の下端は上記潤滑油用周溝30に連通
しているとともに、上端はプランジャバレル５の壁を貫
通して形成された潤滑油供給孔32に連通している。

潤滑油供給孔32は、ポンプハウジング１に形成した潤滑
油分配孔33に連通しており、この潤滑油分配孔33は、図
示しない潤滑油供給ポンプに連結されている。

このような構成による実施例の作用について説明する。

カム軸３の回転に伴って往復動されるプランジャ６は、
下降するときプランジャ先端部6a（第４図参照）もしく
は制御縁20が燃料吸排孔８を開くとポンプ室７に燃料を
導入し、上昇する際燃料吸排孔８を閉じるとポンプ室７
内の燃料を加圧する。ポンプ室７内の燃料圧力が吐出弁
10のスプリング12の力に打ち勝つと弁体11が押し開か
れ、したがってポンプ室７内の燃料は機関に圧送され
る。

ポンプ室７内の燃料を圧送中に、制御縁20が燃料吸排孔
８を開くと、加圧燃料がこの燃料吸排孔８から燃料溜り
９へ逃がされ、よってポンプ室７内の燃料圧力が低下す
るから、機関への燃料圧送を停止する。

ポンプ外部のガバナにより、ラック24およびピニオン３
を介してコントロールスリーブ22を回転させるとプラン
ジャ６も一体的に回転する。したがって傾斜して形成さ
れている制御縁20は燃料吸排孔８に対し、この吸排孔８
を開閉するタイミングを変えることになり、この結果燃
料噴射量を制御することになる。

しかして、燃料加圧時には、ポンプ室７で加圧された燃
料の一部がプランジヤバレル５の内面とプランジャ６の
外面との摺動面を通じてリークする。このリーク燃料
は、プランジャバレル５の内面に形成したリーク燃料戻
し用周溝25に流れ込み、リーク燃料戻し用縦溝26を通じ
てリーク燃料戻し孔27から燃料溜り９へ回収される。し
たがって潤滑油を稀釈することはない。

また、燃料噴射ポンプの運転中には、潤滑油供給ポンプ
から潤滑油が供給され、この潤滑油は分配孔33を経て潤
滑油供給孔32より潤滑油用縦溝31および潤滑油用周溝30
に供給される。このためプランジャバレル５とプランジ
ャ６の摺動面が潤滑されるので焼付きが防止される。

上記実施例の構造によると、リーク燃料用縦溝26および
潤滑油用縦溝31は、ともにプランジャバレル５の内面に
刻設してあるので、プランジャバレル５の肉厚を大きく
する必要がない。したがってプランジャバレル５の外径
を大きくしなくてもよいから、ポンプ全体を小径にする
ことができる。

一方、上記リーク燃料用縦溝26は制御縁20の周方向に連
続しない箇所に軸方向に沿って設けたので、リーク燃料
戻し用周溝25を、可能な限り制御縁20に近づけて形成す
ることができ、したがってプランジャバレル５とプラン
ジャ６との摺動面を通じてリークする燃料を、下方に波
及させることのない初期の段階で回収することができ
る。

また、潤滑油用縦溝31も制御縁20の非連続箇所に形成し
たから、潤滑油用周溝30を上記リーク燃料用周溝30に接
近して形成することができる。このことはプランジャ６
の軸方向に大きなスペースを必要としなくなり、したが
ってプランジャ６の軸方向寸法を小さくしてポンプ全体
を小型化できることになる。

なお、本発明は上記実施例には限らず、例えば、第５図
に実線で示す通り、潤滑油用縦溝31に、制御縁20および
リーク燃料戻し用縦溝26と連通しない範囲でこれらのデ
ッドスペースを利用して潤滑油用周溝40,41を形成する
ようにしてもよい。

また、潤滑油用周溝30を上記リーク燃料用周溝30に近づ
けることができるので、第５図に想像線で示すように、
この周溝30の下方に他の潤滑油用周溝42を形成すること
も可能となり、このようにすると広い面で潤滑を行うこ
ともできるから、焼付きの防止に有効となる。

また、上記実施例においては、リーク燃料戻し用周溝25
および潤滑油用周溝30は、プランジャバレル５の内面に
形成したが、これらは、ともにもしくは一方のみをプラ
ンジャ６の外周面に形成してもよい。ただし、この場合
プランジャ６の往復動にともなってリーク燃料と潤滑油
が混入しないように配慮することはもちろんである。

［発明の効果］ 以上説明した通り本発明によれば、リーク燃料戻し用縦
溝および潤滑油用縦溝は、ともにプランジヤバレルの内
面に形成したのでプランジャバレルの肉厚を大きくする
必要はなく、よって外径を小さくすることができる。し
かもこれら縦溝は、制御縁の非連続部に位置して軸方向
に沿って形成したので、リーク燃料戻し用周溝と潤滑油
用周溝を近づけて形成することができ、プランジャの軸
方向長さも小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示し、第１図
は全体の断面図、第２図および第３図はそれぞれ第１図
中II−II線およびIII−III線の断面図、第４図は展開
図、第５図は本発明の他の実施例を示す展開図である。 １……ポンプハウジング、５……プランジャバレル、６
……プランジャ、７……ポンプ室、８……燃料吸排孔、
20……制御縁、22……コントロールスリーブ、23……ピ
ニオン、24……ラック、25……リーク燃料戻し用周溝、
26……リーク燃料戻し用縦溝、27……リーク燃料戻し
孔、30……潤滑油用周溝、31……潤滑油用縦溝、32……
潤滑油供給孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プランジャの先端とプランジャバレルの内
   面とで形成されたポンプ室内の燃料を、上記プランジャ
   の往復動にもとづき圧送するとともに、このプランジャ
   の先端部外周面に形成した全周に達しない傾斜した制御
   縁により噴射量を制御する燃料噴射ポンプにおいて、 上記プランジャの外周面もしくはプランジャバレルの内
   周面に、上記制御縁に近接して周方向に向かって全周に
   達しないリーク燃料戻し用周溝を形成するとともに、上
   記プランジャバレルの内周面に、上記制御縁の非連続部
   に位置して上記リーク燃料戻し用周溝に連通するリーク
   燃料戻し用縦溝を設け、かつこのプランジャバレルの側
   壁に上記リーク燃料戻し用縦溝に連通するリーク燃料戻
   し孔を開設し、 上記プランジャの外周面もしくはプランジャバレルの内
   周面に、上記リーク燃料戻し用周溝より、上記制御縁か
   ら遠い位置に全周に亘って連続する潤滑油用周溝を形成
   し、上記プランジャバレルの内周面に上記制御縁の非連
   続部に位置して上記潤滑油用周溝に連通する潤滑油用縦
   溝を設け、かつこのプランジャバレルの側壁に上記潤滑
   油用縦溝に連通する潤滑油供給孔を開設したことを特徴
   とする燃料噴射ポンプ。