JP7769583B2 - 燃料噴射ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、燃料噴射ポンプに関する。

内燃機関の燃料噴射システムに用いられる燃料噴射ポンプには、カムの回転に伴って軸方向に往復移動し、プランジャを往復移動させるタペットが備えられている。タペットは、スプリングシートを介してプランジャスプリングの付勢力を受けてカムに押し付けられ、カムの回転に伴って、カムプロファイルにしたがって往復移動する。これにより、プランジャが往復移動し、加圧室へ燃料が吸入されるとともに、加圧室内の燃料が加圧されて圧送される（例えば特許文献１を参照）。

このような燃料噴射ポンプにおいて、プランジャがプランジャバレル内で固着した場合、プランジャの一端に連結されたスプリングシートがプランジャとともに上死点位置に残され、タペットとスプリングシートが離間する。このため、タペットに対して、プランジャスプリングによるカムへの押し付け荷重がかからず、タペットが自由移動可能な状態となる。そうすると、タペットがカムプロファイルの変化に追従することができず、カムによってタペットが打ち付けられてカムの破損を生じるおそれがある。

これに対して、図５に示すように、スプリングシート１０１及びタペットボディ１０３にそれぞれボルト穴１０５，１０７を形成し、スプリングシート１０１とタペットボディ１０３とを締結ボルト１０９により締結する対策が取られている。これにより、スプリングシート１０１とタペットボディ１０３とが離間しないようになり、タペットの損傷が抑制される。

特開平５－１０６５３２号公報

しかしながら、締結ボルトを用いた構造では、スプリングシート及びタペットにネジ溝を有するボルト穴を形成する加工が必要である。また、当該構造では、組付け時に締結ボルトを締め付ける作業が必要になり、作業効率が低くなるおそれがある。

本発明は、簡易な加工で済み、また、簡単な組付け作業でスプリングシートとタペットとを締結可能な構成の燃料噴射ポンプを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、プランジャバレル内に軸方向へ往復摺動可能に挿入され、軸方向の一端側に設けられた加圧室内の燃料を加圧するプランジャと、タペット摺動孔内を軸方向へ往復摺動可能に収容されたタペットと、タペットを加圧室側とは反対側へ付勢するプランジャスプリングと、プランジャの他端側に係止され、プランジャスプリングの一端を支持するスプリングシートと、を備え、カムの回転に伴ってプランジャ及びタペットが往復移動することで加圧室に燃料を導入するとともに当該燃料を加圧し圧送する燃料噴射ポンプであって、タペット及びスプリングシートは、それぞれ互いに連通する貫通孔を有し、貫通孔に挿入されてタペット及びスプリングシートのそれぞれに係止される係止部材により締結されている燃料噴射ポンプが提供される。

以上説明したように本発明によれば、簡易な加工で済み、また、簡単な組付け作業でスプリングシートとタペットとを締結することができる。

本発明の実施の形態に係る燃料噴射ポンプの構成例を示す断面図である。 同実施形態に係る燃料噴射ポンプのタペットを示す断面図である。 同実施形態に係る燃料噴射ポンプのタペットを示す別の断面図である。 同実施形態に係る係止部材の例を示す斜視図である。 従来の燃料噴射ポンプにおけるタペットを示す断面図である。

以下、本発明の燃料噴射ポンプに関する実施形態について具体的に説明する。ただし、この実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。なお、それぞれの図中、同じ符号を付してあるものについては同一の部材を示しており、適宜説明が省略されている。

図１は、本実施形態に係る燃料噴射ポンプの構成例を示す断面図である。図１において、本発明の説明に不要な構成要素の図示は省略されている。

燃料噴射ポンプ１は、加圧された高圧燃料を内燃機関に噴射供給するためのものである。燃料噴射ポンプ１は、ポンプハウジング２、ポンプハウジング２内に嵌め込まれたプランジャバレル５、プランジャ７、及びプランジャバレル５とプランジャ７とによって区画された加圧室６とを備えている。また、プランジャバレル５の上方側にはデリバリバルブ４及びホルダ１７が装着されており、ホルダ１７はポンプハウジング２にねじ止めされている。

プランジャバレル５には燃料の吸排ポート５ｂが形成されている。ポンプハウジング２とプランジャバレル５との間には、吸排ポート５ｂに対向する位置に燃料溜まり室９が形成されている。プランジャ７は、プランジャバレル５のプランジャ挿入孔５ａ内に、軸回転方向に回転自在に、かつ、上下方向に摺動自在に挿入されている。プランジャ７には軸方向燃料通路７ｂと、当該軸方向燃料通路７ｂに連通する傾斜リード７ａが形成されている。

また、プランジャ７は、上側の上端エッジ部１１と下側の傾斜エッジ部１２とを有している。上端エッジ部１１は、プランジャ７の上端面の縁部により構成されている。傾斜エッジ部１２は、傾斜リード７ａの上端部により構成されている。プランジャ７の軸線方向の運動により、これらの上端エッジ部１１及び傾斜エッジ部１２が吸排ポート５ｂの開口部１４上を移動する。この場合、圧送開始を規定する上端エッジ部１１が吸排ポート５ｂの開口部１４を閉じることによって燃料圧送が開始され、圧送終了を規定する傾斜エッジ部１２が吸排ポート５ｂの開口部１４を開放することで、燃料圧送が終了する。

また、傾斜エッジ部１２は、プランジャ７の軸方向に対して傾斜して設けられており、プランジャ７の軸回転方向の位相を変えることによって、傾斜エッジ部１２が吸排ポート５ｂの開口部１４を開放するタイミングが変化し、ポンプによる燃料圧送量を調節することができる。なお、本実施形態においては、吸排ポート５ｂ、燃料溜まり室９及び傾斜エッジ部１２は１８０°の位相差をもって二組設けられている。

また、プランジャバレル５の外周にはコントロールスリーブＳ１が嵌合され、コントロールスリーブＳ１の下部には、プランジャ７のつば部７ｃが嵌合される溝Ｓｔが形成されている。したがって、コントロールスリーブＳ１をコントロールラックＬ１によって回動させることで、プランジャ７が軸回転方向に変位し、吸排ポート５ｂに対する軸方向燃料通路７ｂや傾斜リード７ａの相対位置が変化する。

また、プランジャ７の下端部７ｄにはスプリングシート８が係止されており、プランジャ７は、スプリングシート８を介してプランジャスプリング２９の弾性力により下方へ付勢されている。また、プランジャ７の下端部７ｄ及びスプリングシート８はタペット３０に押圧接触させられ、さらにタペット３０が図示しないカム軸に固定されたカムに押圧接触させられている。タペット３０は、ポンプハウジング２に設けられたタペット摺動孔２ａ内に、往復摺動可能に収容され、カム軸及びカムの回転に伴い、カムプロファイルにしたがってタペット３０が往復移動する。これにより、プランジャ７が軸方向に往復移動する。

図２～図３は、タペット３０及びスプリングシート８の締結構造を示す説明図である。図２及び図３は、それぞれ円筒状のタペット３０を軸方向に沿って切断した軸心を含む断面であって、位相が９０度異なる位置での断面図を示す。

タペット３０は、タペットボディ３１、ローラピン４１、軸受４３及びタペットローラ４５を有して構成されている。タペットボディ３１は、タペット摺動孔２ａの断面形状に適合する断面円形状の円筒形状を有する。タペットボディ３１の上部（プランジャ７側）には、スプリングシート８が配置される凹部３２が形成されている。凹部３２は、円形状のスプリングシート８を収容可能な円筒形状に形成されている。スプリングシート８は、プランジャ７の下端部が係合される係合部８ａを上面に有する。

また、タペットボディ３１の下部には、タペットローラ４５が配置されるローラ収容凹部３３が形成されている。ローラ収容凹部３３を挟んだ両側にはピン挿入孔３８ａ，３８ｂが形成され、ローラピン４１が挿入されている。ローラピン４１には、軸受４３を介してタペットローラ４５が回転自在に支持されている。タペットボディ３１及びローラピン４１には、互いに連通するピン挿入孔３９，４１ａがそれぞれ形成されており、二つのピン挿入孔３９，４１ａに亘って固定ピン４７が軽圧入されることで、ローラピン４１がタペットボディ３１に組付けられている。

また、タペットボディ３１には、凹部３２とローラ収容凹部３３とを連通する油孔３７ａ，３７ｂが形成されている。油孔３７は、タペット３０が上昇する際に、ポンプハウジング２のタペット摺動孔２ａ内の潤滑油をカム室側へ流出させる一方、タペット３０が下降する際に潤滑油をタペット摺動孔２ａ内へ流入させる。これにより、タペット摺動孔２ａ内の圧力変動を抑制して、タペット３０及びプランジャ７の往復移動が阻害されないようになっている。

ここで、スプリングシート８及びタペットボディ３１には、それぞれ互いに連通する二組の貫通孔３５，３６が形成されている。二組の貫通孔３５，３６は、それぞれスプリングシート８に形成された大径孔部３５ａ，３６ａ及び小径孔部３５ｂ，３６ｂと、タペットボディ３１に形成された孔部３５ｃ，３６ｃとからなり、スプリングシート８の上面から、タペットボディ３１のローラ収容凹部３３まで貫通する。貫通孔３５，３６には、係止部材５０が挿入されている。

図４は、本実施形態に係る燃料噴射ポンプ１に用いられている係止部材５０の斜視図を示す。係止部材５０は、二つの脚部５１ａ，５１ｂと、二つの脚部５１ａ，５１ｂをつなぐ基部５５とを有する略Ｕ字状に構成されている。二つの脚部５１ａ，５１ｂの先端部には、屈曲して形成された屈曲部５３ａ，５３ｂが設けられている。二つの脚部５１ａ，５１ｂは、それぞれスプリングシート８及びタペットボディ３１に形成された貫通孔３５，３６に挿入される。二つの脚部５１ａ，５１ｂの先端の屈曲部５３ａ，５３ｂは、タペットボディ３１の孔部３５ｃ，３６ｃがローラ収容凹部３３に開口する部分のエッジに係止される（図２を参照）。

係止部材５０の基部５５は、半円形状に構成され、スプリングシート８におけるプランジャ７の下端部７ｄが係合される係合部８ａの外周に沿って配置される。当該基部５５の一部は、スプリングシート８の大径孔部３５ａ，３６ａがスプリングシート８の上面に開口する部分のエッジに係止される（図２及び図３を参照）。このように、本実施形態では、係止部材５０の基部５５がスプリングシート８に係止され、二つの脚部５１ａ，５１ｂの先端部に設けられた屈曲部５３ａ，５３ｂがタペットボディ３１に係止されて、タペット３０及びスプリングシート８が締結される。

係止部材５０は、燃料噴射ポンプ１の使用時の変形に対する耐性を有する素材を用いて構成される。係止部材５０は、例えば鋼材からなる線材を成形したものであってよい。また、係止部材５０が線材により構成されることで、係止部材５０が所定の弾性を有する。このため、係止部材５０を貫通孔３５，３６に挿入し、屈曲部５３ａ，５３ｂをタペットボディ３１に係止する作業を容易に行うことができる。具体的には、係止部材５０の二つの脚部５１ａ，５１ｂをＵ字の内側方向に撓ませた状態で、スプリングシート８及びタペットボディ３１の二つの貫通孔３５，３６に挿入し、係止部材５０の基部５５がスプリングシート８の上面に当接する位置まで係止部材５０を押し込んだ後で二つの脚部５１ａ，５１ｂの撓みを開放する。これにより、二つの脚部５１ａ，５１ｂの先端の屈曲部５３ａ，５３ｂが、タペットボディ３１の孔部３５ｃ，３６ｃのエッジに係止した状態となる。

このように構成される締結構造は、スプリングシート８をタペットボディ３１の凹部３２に配置した後、係止部材５０の二つの脚部５１ａ，５１ｂをスプリングシート８側からそれぞれ貫通孔３５，３６に挿入し、二つの脚部５１ａ，５１ｂの先端部の屈曲部５３ａ，５３ｂをタペットボディ３１の孔部３５ｃ，３６ｃのエッジに係止することにより構成される。したがって、スプリングシート８にプランジャ７の下端部７ｄを係合した状態であっても、スプリングシート８とタペット３０とを容易に締結することができる。さらに、係止部材５０が所定の弾性を有する構造であるため、スプリングシート８とタペット３０とを分解する際にも、容易に係止部材５０を取り外すことができる。

また、スプリングシート８及びタペットボディ３１に形成される貫通孔３５，３６は、ネジ穴である必要がないことから、貫通孔３５，３６を形成する加工を簡易なものとすることができる。

以上説明したように、本実施形態に係る燃料噴射ポンプ１は、タペット３０とスプリングシート８とを締結する構造として、ネジ穴を加工する必要がないようになっている。また、スプリングシート８とタペット３０とを締結する構造として簡易な構成が採用され、スプリングシート８とタペット３０との組み立て作業及び分解作業を容易に行うことができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが本発明はこのような例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えばスプリングシートとタペットとを締結する係止部材の構成は上記実施形態の例に限られない。上記実施形態の係止部材は、二つの脚部を有するＵ字状に構成されていたが、二つの脚部が分離され、それぞれスプリングシート及びタペットに係止される複数の係止部材により構成されていてもよい。

また、上記実施形態で説明した燃料噴射ポンプの構成は一例にすぎず、各構成要素の構成や形状が異なっていてもよい。また、タペット及びスプリングシートを締結する構成のポンプであれば、ポンプの種類も限定されるものではない。

１：燃料噴射ポンプ、２：ポンプハウジング、４：デリバリバルブ、５：プランジャバレル、５ａ：プランジャ挿入孔、６：加圧室、７：プランジャ、７ａ：傾斜リード、７ｂ：軸方向燃料通路、８：スプリングシート、９：燃料溜まり室、１１：上端エッジ部、１２：傾斜エッジ部、１４：開口部、３０：タペット、３５・３６：貫通孔、５０：係止部材、５１ａ・５１ｂ：脚部、５３ａ・５３ｂ：屈曲部、５５：基部

Claims (2)

1. プランジャバレル（５）内に軸方向へ往復摺動可能に挿入され、軸方向の一端側に設けられた加圧室（６）内の燃料を加圧するプランジャ（７）と、タペット摺動孔（２ａ）内を軸方向へ往復摺動可能に収容されたタペット（３０）と、前記タペット（３０）を前記加圧室（６）側とは反対側へ付勢するプランジャスプリング（２９）と、前記プランジャ（７）の他端側に係止され、前記プランジャスプリング（２９）の一端を支持するスプリングシート（８）と、を備え、カムの回転に伴って前記プランジャ（７）及び前記タペット（３０）が往復移動することで前記加圧室（６）に燃料を導入するとともに当該燃料を加圧し圧送する燃料噴射ポンプ（１）において、
   前記タペット（３０）及び前記スプリングシート（８）は、それぞれ互いに連通する貫通孔（３５，３６）を有し、前記貫通孔（３５，３６）に挿入されて前記タペット（３０）及び前記スプリングシート（８）のそれぞれに係止される係止部材（５０）により締結されている、ことを特徴とする燃料噴射ポンプ。
2. 前記タペット（３０）及び前記スプリングシート（８）は、それぞれ互いに連通する二組の貫通孔（３５，３６）を有し、
   前記係止部材（５０）は、前記二組の貫通孔（３５，３６）にそれぞれ挿入される二つの脚部（５１ａ，５１ｂ）と、前記二つの脚部（５１ａ，５１ｂ）をつなぐ基部（５５）と、を有するＵ字状を成し、
   前記係止部材（５０）の前記二つの脚部（５１ａ，５１ｂ）は、前記スプリングシート（８）側から前記二組の貫通孔（３５，３６）にそれぞれ挿入され、
   前記基部（５５）が前記スプリングシート（８）に係止され、前記二つの脚部（５１ａ，５１ｂ）の先端部に設けられた屈曲部（５３ａ，５３ｂ）が前記タペット（３０）に係止されて、前記タペット（３０）及び前記スプリングシート（８）が締結される、請求項１に記載の燃料噴射ポンプ。