JPH10131830A - 燃料噴射ポンプのプランジャ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料の高圧化に対応してタイミングスリ
ーブ１１の変形を防止可能とし、縦溝を削除しても無噴
射状態を確保するとともに、二次噴射の防止を可能とし
た燃料噴射ポンプのプランジャ２０を提供すること。 【解決手段】 プランジャ２０の可動にともないスピル
ポート１２が連通することができる開口部を縦溝に代わ
って形成すればよいことに着目したもので、傾斜リード
１０の下方に、傾斜リード１０とは別の開口部（水平開
口部２１）を設け、開口部２１は、これを中央燃料通路
８と連通させてあるとともに、コントロールラックの無
噴射位置においてスピルポート１２が開口部２１および
傾斜リード１０の少なくともいずれか一方に係合可能と
し、係合したときの開口面積が中央燃料通路８の通路面
積と同等であるようにしてあることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は燃料噴射ポンプのプ
ランジャにかかるもので、とくプランジャの傾斜リード
にかかわる縦溝を削除してその構成を改良した燃料噴射
ポンプのプランジャに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ディーゼルエンジンに装備す
る燃料噴射ポンプとくに列型燃料噴射ポンプにおいて
は、燃料噴射量制御のために、らせん状の溝から形成し
た傾斜リードをプランジャの外周面に形成するととも
に、この傾斜リードの部位に対応したタイミングスリー
ブの部位にスピルポートを形成する構成が一般的であ
る。たとえば、特表昭６３−５０３０７６号、特開平５
−８７０１１号、実開平４−１０００６３号などがあ
る。

【０００３】上記実開平４−１０００６３号を例に取っ
て、図５および図６により説明する。図５は、従来から
の燃料噴射ポンプ１の燃料噴射開始時の一部断面要部側
面図、図６は同、燃料噴射終了時の一部断面要部断面図
であって、燃料噴射ポンプ１は、デリバリバルブハウジ
ングないしはポンプハウジング２と、このポンプハウジ
ング２内に設けたプランジャバレル３と、を有し、内部
に燃料溜り室４を形成してある。

【０００４】このポンプハウジング２とプランジャバレ
ル３とにかけてプランジャ５を回転および往復動可能に
配置する。プランジャ５の上方部には高圧の燃料圧室な
いしはプランジャ室６を形成し、デリバリバルブ（図示
せず）に連通させてある。

【０００５】プランジャ５には燃料吸排ポート７と、燃
料吸排ポート７に連通してプランジャ室６に至る中央燃
料通路８と、燃料吸排ポート７に連通する周面上の縦溝
９と、この縦溝９に連通する同じく周面上の傾斜リード
１０と、を形成してある。

【０００６】プランジャ５に外嵌してタイミングスリー
ブ１１（制御スリーブ）を設ける。このタイミングスリ
ーブ１１は、コントロールロッド（図示せず）によりプ
ランジャ５との相対位置を変化させるように上下動可能
とすることによってプリストローク（プランジャ５の下
死点から噴射開始までのストローク）を可変としてい
る。タイミングスリーブ１１にはその半径方向にスピル
ポート１２を形成する。なおスピルポート１２は、傾斜
リード１０とプランジャ５の軸方向上で一致する部位に
これを形成する。

【０００７】なお、タイミングスリーブ１１に対してプ
ランジャ５をその軸心のまわりに回動させるコントロー
ルラック１３を設けてあり、このコントロールラック１
３の操作によってプランジャ５が回動しても、スピルポ
ート１２と傾斜リード１０とはプランジャ５の軸方向上
で一致可能である。

【０００８】こうした構成の燃料噴射ポンプ１におい
て、プランジャ５の下降により燃料溜り室４内の燃料を
燃料吸排ポート７から吸入し、プランジャ５の上昇によ
り燃料吸排ポート７がタイミングスリーブ１１の下端部
１１Ａによって閉鎖されてから、燃料の圧縮が開始され
る（図５）。プランジャ５がさらに上昇して、傾斜リー
ド１０がスピルポート１２に一致すると、プランジャ室
６と燃料溜り室４とが、中央燃料通路８、燃料吸排ポー
ト７、縦溝９および傾斜リード１０を介して連通するの
で、所定量の燃料がスピルポート１２から燃料溜り室４
内にスピルすることにより燃料噴射終了となる（図
６）。さらにプランジャ５が上昇することにより、縦溝
９がタイミングスリーブ１１の上端部１１Ｂから突出す
ることにより、この縦溝９部分からも燃料がスピルす
る。

【０００９】なお燃料の噴射量の制御は、コントロール
ラック１３を操作し、プランジャ５をその軸心のまわり
に回動させることによって傾斜リード１０とスピルポー
ト１２との係合位置を変化させ、燃料吐出の有効ストロ
ークＳ（図５）を調整することによりこれを行う。ま
た、タイミングスリーブ１１を上下に操作してプリスト
ロークを調節することにより燃料噴射のタイミングを進
角あるいは遅角させることができる。

【００１０】図７は、、燃料噴射ポンプ１の無噴射状態
における、プランジャ５の縦溝９とタイミングスリーブ
１１のスピルポート１２との関係を示す要部側面展開図
であって、縦溝９は、この無噴射状態を確保するための
ものである。すなわち、プランジャ５をタイミングスリ
ーブ１１に対して回動させてスピルポート１２を軸線上
で縦溝９に一致可能な位置に位置させると、プランジャ
５が所定の上昇位置以上においては、プランジャ室６と
燃料溜まり室４とは、中央燃料通路８、燃料吸排ポート
７、縦溝９およびスピルポート１２を介して互いに連通
状態にあり、プランジャ５はプランジャ室６における燃
料圧縮作用を行うことができず、無噴射状態を実現し、
緊急自体その他任意の必要時に燃料噴射ポンプ１の燃料
吐出機能を停止させることができる。

【００１１】なお、縦溝９は、その通路面積を所定値以
上とすることにより、燃料がスピルポート１２からスピ
ルする際に縦溝９の部分が通過燃料に対して絞りとなら
ないようにして燃料の二次噴射を回避する機能も有して
いる。

【００１２】しかしながら、縦溝９が以上のような機能
を発揮するためにプランジャ５の外周面に比較的大きな
割合を持ってこれを形成してある結果、タイミングスリ
ーブ１１が変形するという問題がある。すなわち図８
は、プランジャ５およびタイミングスリーブ１１部分の
横断面図であって、図示のように、プランジャ５の中央
燃料通路８側からその傾斜リード１０およびとくに縦溝
９に作用する燃料圧力によってタイミングスリーブ１１
が楕円形に変形することがわかっており（図中仮想
線）、燃料噴射ポンプ１の高圧化にともなってこうした
傾向は一段と強まって、プランジャ５とタイミングスリ
ーブ１１が固着してしまうプランジャスティック、ある
いはタイミングスリーブ１１の破損の原因となっている
という問題がある。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
諸問題にかんがみなされたもので、燃料の高圧化に対応
してタイミングスリーブの変形を防止可能とするように
した燃料噴射ポンプのプランジャを提供することを課題
とする。

【００１４】また本発明は、タイミングスリーブ変形の
最大の原因となっている縦溝を削除しても無噴射状態を
確保することができる燃料噴射ポンプのプランジャを提
供することを課題とする。

【００１５】また本発明は、無噴射状態におけるスピル
ポートの開口面積を確保して、無噴射の確保とともに、
二次噴射の防止を可能とした燃料噴射ポンプのプランジ
ャを提供することを課題とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、プラ
ンジャの可動にともないスピルポートが連通することが
できる開口部を縦溝に代わって形成すればよいこと、お
よび傾斜リードがスピルポートと燃料噴射量を制御する
ために機能する部分はその上端縁部であってこの開口部
を傾斜リードの下方部分に形成すれば通常の燃料噴射機
能に影響を与えずに無噴射状態が実現することができる
ことに着目したもので、高圧のプランジャ室内を往復動
して燃料を吸入吐出するプランジャと、このプランジャ
に外嵌するとともにスピルポートを形成したタイミング
スリーブと、このタイミングスリーブに対して上記プラ
ンジャをその軸心のまわりに回動させるコントロールラ
ックと、を有するとともに、上記プランジャに上記スピ
ルポートに係合可能な傾斜リードおよび上記プランジャ
室に連通している中央燃料通路を形成し、上記コントロ
ールラックを操作してこの傾斜リードと上記スピルポー
トとの係合位置を調節することにより燃料噴射量を制御
するようにした燃料噴射ポンプのプランジャであって、
上記傾斜リードの下方に、この傾斜リードとは別の開口
部を設け、この開口部は、これを上記中央燃料通路と連
通させてあるとともに、上記コントロールラックの無噴
射位置において上記スピルポートがこの開口部および上
記傾斜リードの少なくともいずれか一方に係合可能と
し、係合したときの開口面積が上記中央燃料通路の通路
面積と同等であるようにしてあることを特徴とする燃料
噴射ポンプのプランジャである。

【００１７】上記開口部としては、傾斜リードに連通状
態の水平開口部あるいは傾斜開口部などの、いわゆる傾
斜リードにつながる枝状の開口部であってもよいが、ス
ピルポートが係合したときにその開口面積が中央燃料通
路の通路面積と同等であれば、傾斜リードとは独立した
円形開口部、その他任意の形状ないし形態の開口部を採
用することができる。

【００１８】本発明による燃料噴射ポンプのプランジャ
においては、傾斜リードの下方に傾斜リードとは別に開
口部を形成したので、コントロールラックを無噴射状態
の位置まで操作しプランジャが所定回動位置にあると
き、当該プランジャが所定の高さ位置まで達したときに
は、タイミングスリーブのスピルポートが必ずこの開口
部に連通し、無噴射状態を確保することができる。しか
も、この開口部は、傾斜リードとともにスピルポートと
係合するように構成すれば、従来の縦溝に比較してプラ
ンジャの外周面を大きく削り取ることによりこれを形成
する必要はないので、燃料の高圧化にともなってタイミ
ングスリーブが変形する程度は縦溝より少なく、タイミ
ングスリーブの変形の程度を所定範囲に抑えることがで
きる。

【００１９】さらに、開口部がスピルポートと係合した
ときの開口面積がプランジャの中央燃料通路の通路面積
と同等であるようにしてあるので、開口部が燃料スピル
時における絞り部分となることがなく、二次噴射を的確
に回避することもできる。

【００２０】

【発明の実施の形態】つぎに本発明の第１の実施の形態
による燃料噴射ポンプのプランジャ２０を図１ないし図
３にもとづき説明する。ただし、図５ないし図８と同様
の部分には同一符号を付し、その詳述はこれを省略す
る。図１は、有効ストロークがゼロの状態におけるプラ
ンジャ２０の側面展開図、図２は、同状態においてプラ
ンジャ２０がリフトした状態の側面展開図であって、プ
ランジャ２０においては、プランジャ５の場合のように
縦溝９をその外周面に形成することなく、これに代わっ
て傾斜リード１０に連通した状態で水平開口部２１を形
成してある。なお、傾斜リード１０の最下部に位置し
て、傾斜リード１０に連通状態の燃料吸排ポート７を形
成してある。

【００２１】水平開口部２１は、傾斜リード１０の傾斜
部分の下方部であって、タイミングスリーブ１１の下端
部１１Ａに係合しない範囲にこれを形成するものとし、
少なくともプランジャ２０の無噴射位置においてプラン
ジャ２０のリフトにともなって、必ずタイミングスリー
ブ１１のスピルポート１２と係合して、プランジャ室６
と燃料溜まり室４との連通状態を実現することができる
形状、位置、および大きさを有するものとする。

【００２２】さらに、この水平開口部２１がスピルポー
ト１２と係合したときの開口面積がプランジャ２０の中
央燃料通路８の通路面積と同等であるようにする。すな
わち、水平開口部２１が傾斜リード１０とともに、ある
いは水平開口部２１が単独で、スピルポート１２に重な
り合ったときに、その総合の開口面積がプランジャ２０
の中央燃料通路８の通路面積と同等であれば、燃料噴射
が終了して燃料がスピルする際にこの重なり部分から燃
料が絞られることなくプランジャ室６が燃料溜まり室４
に連通することができるため、燃料スピル時の二次噴射
を回避することができる。

【００２３】こうした構成のプランジャ２０を採用する
ことにより、従来のプランジャ５に形成されていた縦溝
９と同様の機能を維持しつつ、タイミングスリーブ１１
の変形を防止することができる。図３は、前記コントロ
ールラック１３を無噴射位置にしたときのプランジャの
プリストロークからのリフト量（燃料噴射開始時点から
のリフト量）に対するプランジャの開口面積の関係を示
すグラフであり、図示の仮想線のように、縦溝９を有す
る従来のプランジャ５の場合には、スピルポート１２が
傾斜リード１０とともに縦溝９に一致した時点で開口面
積が最大となり、プランジャ５の上昇にともなってスピ
ルポート１２および傾斜リード１０が互いにずれてその
開口面積が若干減少し、さらに縦溝９がタイミングスリ
ーブ１１の上端部１１Ｂをこえて突き抜けると、開口面
積は増加してゆく。

【００２４】これに対して、単純に縦溝９を削除した場
合のプランジャにおいては、点線で示すように、プラン
ジャのリフト量の所定範囲において開口面積が中央燃料
通路８の面積より小さくなる場合があり、したがって、
スピルポート１２と傾斜リード１０との係合部分が燃料
の絞り部分となる可能性があり、二次噴射の発生を含む
性能低下のおそれがある。

【００２５】本実施の形態によるプランジャ２０を採用
した場合には、図示の実線で示すように従来の縦溝９を
有するプランジャ５の場合と同様の開口面積を確保する
ことが可能となる。さらに、縦溝９を削除してあるの
で、タイミングスリーブ１１の楕円形状への変形を最小
限に抑えることができ、プランジャ２０のスティック、
およびタイミングスリーブ１１の破損を防止することが
でき、さらにタイミングスリーブ１１の変形に起因する
プランジャ室６からの燃料リークによる圧力低下を防止
することができる。

【００２６】本発明においては、傾斜リード１０の下方
に形成する開口部の形状、位置、形態などは任意であ
る。たとえば図４は、本発明の第２の実施の形態による
プランジャ３０の側面展開図であって、このプランジャ
３０においては、水平開口部２１の代わりに、傾斜リー
ド１０とは独立した位置に円形開口部３１を形成してあ
る。

【００２７】この円形開口部３１は、水平開口部２１と
同様に、プランジャ３０のリフトにともなって、必ずタ
イミングスリーブ１１のスピルポート１２と係合して、
プランジャ室６と燃料溜まり室４との連通状態を実現す
ることができる形状、位置、および大きさを有するもの
とする。さらに水平開口部２１の場合と同様に、円形開
口部３１が単独で、あるいは傾斜リード１０とともにス
ピルポート１２と係合したときの開口面積がプランジャ
２０の中央燃料通路８の通路面積と同等であるようにす
る。

【００２８】こうした構成のプランジャ３０において
も、水平開口部２１を有するプランジャ２０（図１）の
場合と同様に、縦溝９を削除してもタイミングスリーブ
１１の変形を防止しつつ、無噴射状態を確保することが
できる。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、プランジ
ャの外周面に縦溝を形成せずに、傾斜リードの下方部に
開口部を形成したので、タイミングスリーブの変形を防
止しつつ、無噴射状態を確保することができるため、ス
ピル面積を十分に確保してスピルポートの破損を防止す
るとともに二次噴射を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による燃料噴射ポン
プのプランジャ２０の、有効ストロークがゼロの状態に
おける側面展開図である。

【図２】同、同状態においてプランジャ２０がリフトし
た状態の側面展開図である。

【図３】同、コントロールラック１３を無噴射位置にし
たときのプランジャのプリストロークからのリフト量
（燃料噴射開始時点からのリフト量）に対するプランジ
ャの開口面積の関係を示すグラフである。

【図４】本発明の第２の実施の形態によるプランジャ３
０の側面展開図である。

【図５】従来の燃料噴射ポンプ１の燃料噴射開始時の一
部断面要部側面図である。

【図６】同、燃料噴射終了時の一部断面要部断面図であ
る。

【図７】同、燃料噴射ポンプ１の無噴射状態における、
プランジャ５の縦溝９とタイミングスリーブ１１のスピ
ルポート１２との関係を示す要部側面展開図である。

【図８】同、プランジャ５およびタイミングスリーブ１
１部分の横断面図である。

【符号の説明】

１ 燃料噴射ポンプ（図５） ２ デリバリバルブないしポンプハウジング ３ プランジャバレル ４ 燃料溜まり室 ５ プランジャ ６ プランジャ室 ７ 燃料吸排ポート ８ 中央燃料通路 ９ 縦溝 １０ 傾斜リード １１ タイミングスリーブ（制御スリーブ） １１Ａ タイミングスリーブ１１の下端部 １１Ｂ タイミングスリーブ１１の上端部 １２ スピルポート １３ コントロールラック ２０ プランジャ（第１の実施の形態、図１） ２１ 水平開口部 ３０ プランジャ（第２の実施の形態、図４） ３１ 円形開口部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高圧のプランジャ室内を往復動して燃
   料を吸入吐出するプランジャと、 このプランジャに外嵌するとともにスピルポートを形成
   したタイミングスリーブと、 このタイミングスリーブに対して前記プランジャをその
   軸心のまわりに回動させるコントロールラックと、を有
   するとともに、 前記プランジャに前記スピルポートに係合可能な傾斜リ
   ードおよび前記プランジャ室に連通している中央燃料通
   路を形成し、前記コントロールラックを操作してこの傾
   斜リードと前記スピルポートとの係合位置を調節するこ
   とにより燃料噴射量を制御するようにした燃料噴射ポン
   プのプランジャであって、 前記傾斜リードの下方に、この傾斜リードとは別の開口
   部を設け、 この開口部は、これを前記中央燃料通路と連通させてあ
   るとともに、前記コントロールラックの無噴射位置にお
   いて前記スピルポートがこの開口部および前記傾斜リー
   ドの少なくともいずれか一方に係合可能とし、係合した
   ときの開口面積が前記中央燃料通路の通路面積と同等で
   あるようにしてあることを特徴とする燃料噴射ポンプの
   プランジャ。