| 【発明の名称】 |
分配型燃料噴射ポンプ |
| 【発明者】 |
【氏名】矢田 俊樹
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| 【要約】 |
【課題】燃料スピル弁の全閉故障時においてエンジン停止を確実に行わせる。
【解決手段】フェイスカム式の分配型燃料噴射ポンプ１において、ポンプヘッド９に配設されたシリンダ１１には、エンジンの運転に同期して回転及び往復動するプランジャ１４が収容されている。吸入通路２８の途中には燃料カット弁４０が配設されている。燃料カット弁４０とポンプヘッド９との間には、高圧燃料をシールするためのゴム製のガスケット４４が配設されている。シリンダ１１には、プランジャ１４を挟んで吸気通路２８の１８０度反対側の位置と、吸気通路２８から９０度回転した位置との２箇所に吸入ポート２６が形成されている。電磁スピル弁３０が全閉状態で故障した場合、燃料スピル圧はポンプヘッド内壁に当たって減圧された後、燃料カット弁４０に作用する。そのため、ガスケット４４が破損し、それが原因でエンジン停止が不可能になるという不具合が回避できる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】エンジンの回転に伴い往復動してポンプ高圧室内の燃料を圧縮するプランジャと、そのプランジャを収容するシリンダとを有し、前記ポンプ高圧室に燃料を吸入するための吸入通路の途中には燃料カット弁が設けられると共に、前記ポンプ高圧室での圧縮燃料をスピルするためのスピル通路の途中には電磁式燃料スピル弁が設けられる分配型燃料噴射ポンプにおいて、前記シリンダには、前記燃料カット弁に直結しない部位に燃料吸入部が設けられることを特徴とする分配型燃料噴射ポンプ。
【請求項２】前記燃料カット弁とそれが組み付けられるポンプヘッドとの間には高圧燃料をシールするためのゴム部材が配設されてなる請求項１に記載の分配型燃料噴射ポンプ。
【請求項３】前記シリンダはポンプヘッドに密接状態で挿入配置され、前記シリンダに設けられる燃料吸入部は、プランジャ外壁とポンプヘッド内壁とにより仕切れられてなる請求項１又は請求項２に記載の分配型燃料噴射ポンプ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジンに高圧燃料を供給するための分配型燃料噴射ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】多気筒ディーゼルエンジンの燃料噴射ノズルに対して高圧燃料を供給するポンプとして、フェイスカム式或いはインナカム式の分配型燃料噴射ポンプが知られている。また近年では、ポンプハウジングに燃料スピル通路を設けると共にこの燃料スピル通路の途中に電磁式燃料スピル弁を配設した、燃料スピル式の燃料噴射ポンプも多用化されている。燃料スピル式の燃料噴射ポンプでは、電磁式燃料スピル弁の通電ＯＮ／ＯＦＦに伴い燃料の圧送と圧送停止とが行われ、それにより燃料噴射量が制御されるようになっている。
【０００３】また一般に燃料噴射ポンプにおいては、燃料スピル通路とは別に、燃料室からポンプ高圧室に燃料を吸入するための吸入通路が設けられ、この吸入通路の途中にはエンジン停止時においてポンプ高圧室への燃料供給を停止するための電磁式の燃料カット弁が設けられる。つまり、燃料カット弁は、イグニッションキー（ＩＧキー）のＯＮ操作に従い開弁されて燃料供給を許容し、同ＩＧキーのＯＦＦ操作に従い閉弁されて燃料供給を停止する。また、燃料カット弁は、電磁式燃料スピル弁が全閉状態で故障した際、閉弁されてエンジンオーバーランを防止する手段としても利用される。
【０００４】フェイスカム式燃料噴射ポンプにおける燃料吸入系の構成について図３を用いて簡単に説明する。図３において、ポンプヘッド５１には円筒状のシリンダ５２が収容され、そのシリンダ５２内にはエンジンの運転に同期して回転し且つ、紙面に直交する方向に往復動するプランジャ５３が配設されている。プランジャ５３には、図示しないポンプ高圧室に燃料を吸入するための吸入グルーブ５４が気筒数分（図では、４つ）だけ設けられている。ポンプヘッド５１には吸入通路５５が形成され、その吸入通路５５の途中には電磁式の燃料カット弁５６が配設されている。燃料カット弁５６とポンプヘッド５１との間には、燃料カット弁５６をポンプヘッド５１に密着させ、高圧燃料をシールするためのゴム部材５７が配設されている。シリンダ５２には、吸入通路５５に直結する位置と吸入通路５５から９０度回転した位置との２箇所に、吸入ポート５８が形成されている。
【０００５】通常の動作時には、ＩＧキーのオン操作に伴い燃料カット弁５６が開弁され、燃料カット弁５６→吸入通路５５→吸入ポート５８→吸入グルーブ５４という経路を辿って図示しない燃料室からポンプ高圧室に燃料が吸入される。そして、ポンプ高圧室で燃料が圧縮された後、燃料噴射ノズルからその時々の燃焼気筒に対して圧縮燃料が噴射供給される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、異物の混入などが原因で電磁式燃料スピル弁が全閉状態で故障した場合において、ポンプ高圧室に残った圧力（燃料スピル圧）が大きいと、その燃料スピル圧で燃料カット弁５６が損傷し、エンジン停止が不可能になるおそれがある。すなわち、図示されるように、シリンダ５２の吸入ポート５８は燃料カット弁５６に対して直結されるような位置関係にある。このため、燃料スピル弁が全閉状態で故障した場合には、プランジャ５３の吸入グルーブ５４とシリンダ５２の吸入ポート５８とが連通する際に、ポンプ高圧室に残った高圧燃料がスピル圧として燃料カット弁５６に直接作用する（図の矢印方向の力）。このとき、高圧の燃料スピル圧により燃料カット弁５６とポンプヘッド５１との間のゴム部材５７が破損する。これにより、ＩＧキーをＯＦＦ操作しても燃料室とポンプ高圧室とが連通状態のままとなって燃料供給が停止できず、エンジン停止が不可能になる。
【０００７】本発明は、上記問題に着目してなされたものであって、その目的とするところは、燃料スピル弁の全閉故障時においてエンジン停止を確実に行わせることができる分配型燃料噴射ポンプを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の分配型燃料噴射ポンプでは、エンジンの回転に伴いシリンダ内に収容されたプランジャが往復動し、ポンプ高圧室内の燃料を圧縮する。吸入通路の途中には燃料カット弁が設けられ、燃料カット弁が開弁されるとポンプ高圧室への燃料供給が許容され、燃料カット弁が閉弁されるとポンプ高圧室への燃料供給が停止される。また、スピル通路の途中には電磁式燃料スピル弁が設けられ、燃料スピル弁が閉弁されるとポンプ高圧室内で燃料が圧縮され、燃料スピル弁が開弁されるとポンプ高圧室から圧縮燃料がスピル（溢流）される。
【０００９】こうした基本構成の燃料噴射ポンプにおいて、請求項１に記載の発明では、燃料カット弁に直結しない部位に、シリンダの燃料吸入部が設けられる。また実際には、請求項２に記載したように、燃料カット弁とそれが組み付けられるポンプヘッドとの間において、高圧燃料をシールするためのゴム部材が配設される。
【００１０】要するに、前記図３に示されるような従来技術では、電磁式燃料スピル弁が全閉状態で故障した場合において、高圧の燃料スピル圧が燃料カット弁に直接作用し、ゴム部材が破損するなどの不具合を招く。これに対し、本発明によれば、高圧の燃料スピル圧が燃料カット弁に直接作用するようなことはない。従って、例えばゴム部材が破損し、それが原因でエンジン停止が不可能になるといった不具合が回避できる。その結果、燃料スピル弁の全閉故障時においてエンジン停止を確実に行わせることができる。
【００１１】また、請求項３に記載の発明では、シリンダはポンプヘッドに密接状態で挿入配置される。そして、シリンダに設けられる燃料吸入部は、プランジャ外壁とポンプヘッド内壁とにより仕切れられるようになっている。この場合、燃料スピル弁の全閉故障時において、燃料スピル圧はポンプヘッド内壁に当たって減圧された後、燃料カット弁に作用する。そのため、ゴム部材の破損等による不具合が確実に防止できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、この発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。図１は、４気筒ディーゼルエンジンに採用されるフェイスカム式の分配型燃料噴射ポンプの概略構成を示す断面図である。なお、図１の燃料噴射ポンプ１においては要部のみを示し、燃料供給系から燃料を吸い上げると共に所定のフィード圧に加圧するためのフィードポンプや、燃料噴射時期を調整するためのタイマ機構等の図示を省略している。
【００１３】図１において、燃料噴射ポンプ１のポンプハウジング２内には、エンジンの図示しないクランクシャフトに同期して１／２の速度で回転するドライブシャフト３が配設され、同ドライブシャフト３には外周面に多数の歯を有するパルサ４が取り付けられている。そして、エンジンの回転に伴いドライブシャフト３が回転すると、図示しないフィードポンプが回転し燃料室５に所定のフィード圧の燃料が供給される。
【００１４】ドライブシャフト３の図中右端には図示しないカップリングを介してカムプレート６が連結されている。カムプレート６の一側面（図の左側面）には、ディーゼルエンジンの気筒数と同数（本実施の形態では、４つ）のカム山６ａが設けられている。パルサ４とカムプレート６との間にはローラリング７が配置され、同ローラリング７にはカムプレート６のカム山６ａに対向する複数のカムローラ８が取り付けられている。
【００１５】ポンプハウジング２において図中右方にはポンプヘッド９が取り付けられている。ポンプヘッド９に形成された孔部１０には円筒状のシリンダ１１が嵌挿され、シリンダ１１の右側開口端はヘッドプラグ１２により閉鎖されている。シリンダ１１に形成されたプランジャ孔１３には、プランジャ１４が摺動自在に配置されている。
【００１６】プランジャ１４にはフランジ１５が取り付けられ、このフランジ１５とポンプヘッド９との間には圧縮コイルバネ１６が配設されている。つまり、圧縮コイルバネ１６の付勢力によりカムプレート６は常にカムローラ８に付勢係合されている。従って、カムプレート６及びプランジャ１４は、ドライブシャフト３の回転に伴い一体的に回転運動すると共に、カム山６ａとカムローラ８との係合によって図中左右方向に往復運動する。
【００１７】ポンプ高圧室１７は、シリンダ１１の内壁とポンプヘッド１２及びプランジャ１４の端面とにより区画形成され、同高圧室１７はシリンダ１１の第１連通路１１ａを介してポンプヘッド９の燃料スピル通路１８ａ，１８ｂに連通している。燃料スピル通路１８ａ，１８ｂの途中には、電磁式燃料スピル弁（以下、電磁スピル弁という）３０が配設されており、電磁スピル弁３０の開閉動作に伴い、燃料スピル通路１８ａ，１８ｂを介して燃料室５とポンプ高圧室１７との間で燃料スピルが行われる。
【００１８】ここで、電磁スピル弁３０は周知の構成を有するものであるが、その構成を以下に略述する。すなわち、同電磁スピル弁３０は常開弁にて構成され、コイル３１の非通電時において、弁体３２は圧縮コイルバネ３３の付勢力により燃料通路３４を開放する位置に保持されている（図示の状態）。そして、コイル３１が通電されると、アーマチュア３６がステータ３５に吸引され、弁体３２が圧縮コイルバネ３３の付勢力に抗して閉弁位置（図示の下方）に移動する。これにより、燃料通路３４が閉鎖される。こうした電磁スピル弁３０の開閉動作は、その時々の必要燃料噴射量に応じて図示しない電子制御装置（ＥＣＵ）により制御される。なお、電磁スピル弁３０とポンプヘッド９との間には、高圧燃料をシールするためのスチール製のガスケット３７が配設されている。
【００１９】プランジャ１４の先端部には、エンジン気筒数と同数（本実施の形態では、４つ）の吸入グルーブ２０が設けられており、シリンダ１１の吸入ポート２６を通って燃料室５から供給される燃料は吸入グルーブ２０を経由してポンプ高圧室１７内に吸入される。また、プランジャ１４には燃料通路２１が設けられており、その一端はポンプ高圧室１７に開口し、他端は分配ポート１９に開口している。
【００２０】シリンダ１１にはエンジン気筒数と同数の第２連通路１１ｂが形成され、この第２連通路１１ｂは気筒毎に形成された分配通路２２を介してデリバリバルブ２３に連通している。デリバリバルブ２３には燃料噴射ノズル２４が接続されている。従って、プランジャ１４の回転に伴い分配ポート１９が第２連通路１１ｂの一つに連通すると、ポンプ高圧室１７で圧縮された燃料が燃料通路２１、分配ポート１９、第２連通路１１ｂ、分配通路２２及びデリバリバルブ２３を介して燃料噴射ノズル２４に圧送され、同ノズル２４からエンジン燃焼室に噴射供給される。なお、図中の符号２５は、プランジャ１４に形成された均圧グルーブであり、燃料噴射後には、均圧グルーブ２５を介して分配通路２２と第３連通路１１ｃとが連通され、分配通路２２内の燃料圧が燃料室５内の燃料圧に等しくなるよう調整される。
【００２１】一方、図１中のＡ−Ａ線断面を図２に示す。図２に示されるように、ポンプヘッド９には吸入通路２８が形成され、その吸入通路２８の途中にはエンジン停止時においてポンプ高圧室１７への燃料供給を停止するための電磁式の燃料カット弁４０が設けられている。つまり、燃料カット弁４０は、ＩＧキーのＯＮ操作に従い開弁されてポンプ高圧室１７への燃料供給を許容し、同ＩＧキーのＯＦＦ操作に従い閉弁されてポンプ高圧室１７への燃料供給を停止する。
【００２２】燃料カット弁４０の構成については周知であるため、それを簡単に説明すれば、燃料カット弁４０の弁体４１は圧縮コイルバネ４２により常に閉弁位置に付勢されている。そして、コイル４３が通電されると、圧縮コイルバネ４２の付勢力に抗して弁体４１が開弁位置に移動する。これにより、吸入通路２８を介してポンプ高圧室１７に燃料が供給される。また、燃料カット弁４０とポンプヘッド９との間には、燃料カット弁４０をポンプヘッド９に密着させ、高圧燃料をシールするためのゴム製のガスケット４４が配設されている。
【００２３】シリンダ１１には吸入ポート２６が２箇所に形成されている。吸入ポート２６にはシリンダ外周面に形成された円周溝２７が連通され、円周溝２７の一端は吸入通路２８に開口している。吸入ポート２６は、プランジャ１４を挟んで吸気通路２８（燃料カット弁４０）の１８０度反対側の位置と、吸気通路２８（燃料カット弁４０）から９０度回転した位置との２箇所に形成されている。すなわち、吸入ポート２６は何れもその長手方向において、プランジャ外壁とポンプヘッド内壁とにより仕切れられるようになっている。
【００２４】上記構成の燃料噴射ポンプ１において、エンジンの始動（ＩＧキー＝オン）に伴い燃料カット弁４０が開弁されると、燃料室５→吸入通路２８→円周溝２７→吸入ポート２６→吸入グルーブ２０という経路を辿って燃料がポンプ高圧室１７に吸入される。
【００２５】そして、電磁スピル弁３０が非通電状態から通電状態に移行すると、燃料スピル通路１８ａ，１８ｂが閉鎖される。また、カムプレート６のカム山６ａがローラ８上に乗ってプランジャリフトが開始されると、ポンプ高圧室１７内の燃料が圧縮される。このとき、プランジャ１４の回転運動に伴い同プランジャ１４の燃料通路２１が全気筒の第２連通路１１ｂ並びに分配通路２２のうち何れか一つに連通する。そして、ポンプ高圧室１７内の燃料圧力がデリバリバルブ２３や燃料噴射ノズル２４の閉弁方向の圧力よりも大きくなると、高圧燃料が燃料噴射ノズル２４からエンジンの一気筒に対し噴射供給される。
【００２６】その後、噴射終了時において、電磁スピル弁３０の通電が遮断されると燃料スピル通路１８ａ，１８ｂが開放される。従って、シリンダ１１の第１連通路１１ａ及び燃料スピル通路１８ａ，１８ｂを通って燃料室５に燃料がスピル（溢流）される。
【００２７】一方で、電磁スピル弁３０では、例えば弁体摺動部に異物が噛み込んだり、高温の環境下で弁体３２と摺動部との熱膨張率の差により弁体３２の摺動不良が生じたり、コイル３１がバッテリショートしたりすると、それが原因で全閉状態のまま動かなくなることが考えられる。このとき、電磁スピル弁３０が全閉状態のままで燃料噴射ポンプ１の動作が継続されると、すなわち燃料スピルができないままポンプ高圧室１７での燃料圧縮が継続されると、プランジャ１４の吸入グルーブ２０とシリンダ１１の吸入ポート２６とが連通した際に、ポンプ高圧室１７内に残った高圧燃料が吸入グルーブ２０から吸入ポート２６へと逆流する。
【００２８】かかる場合、前記図３に示されるような従来の燃料噴射ポンプでは高圧の燃料スピル圧が燃料カット弁に直接作用し、ゴム部材が破損するなどの不具合を招く。これに対し、図２の構成によれば、高圧の燃料スピル圧が燃料カット弁４０に直接作用することはない。つまり、燃料スピル圧はポンプヘッド９の孔部１０内壁に当たり円周溝２７を通って減圧された後、燃料カット弁４０に作用する。そのため、ポンプヘッド９と燃料カット弁４０との間に介在するゴム製のガスケット４４が破損することはない。
【００２９】以上詳述した本実施の形態によれば、以下に示す効果が得られる。本実施の形態では、燃料カット弁４０に直結しない部位に、すなわち燃料スピル圧の衝撃が燃料カット弁４０に直接作用しない部位に、シリンダ１１の吸入ポート（燃料吸入部）２６を設けるようにした。この構成により、電磁スピル弁３０が全閉状態で故障した際、高圧の燃料スピル圧により例えばガスケット４４が破損し、それが原因でエンジン停止が不可能になるといった不具合が回避できる。その結果、電磁スピル弁３０の全閉故障時においてエンジン停止を確実に行わせることができる。
【００３０】また特に、シリンダ１１の吸入ポート２６はその長手方向がプランジャ外壁とポンプヘッド内壁とにより仕切られている。よって、燃料スピル弁３０の全閉故障時には、ポンプヘッド内壁に当たって燃料スピル圧が減圧されるようになり、ガスケット４４の破損等による不具合が確実に防止できる。
【００３１】さらに、本実施の形態における燃料噴射ポンプ１では、従来既存の燃料噴射ポンプと比べて構成部材を追加する必要もなく、所望の効果を達成するためにコストアップが誘引されるなどの不都合もない。
【００３２】なお、本発明の実施の形態は、上記以外に次の形態にて具体化できる。上記実施の形態では、プランジャ１４を挟んで吸気通路２８の１８０度反対側の位置と、吸気通路２８から９０度回転した位置との２箇所に吸入ポート２６を形成したが（図２参照）、例えば吸気ポート２６を図２とは異なる位置に設けるなど、図２の構成を任意に変更してもよい。要は、燃料カット弁４０に直結しない部位に、すなわち燃料スピル圧の衝撃が燃料カット弁４０に直接作用しない部位に、シリンダ１１の吸入ポート（燃料吸入部）２６が設けられる構成であればよい。
【００３３】上記実施の形態では、フェイスカム式の燃料噴射ポンプに具体化したが、インナカム式の燃料噴射ポンプに具体化することも可能である。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４２６０
【氏名又は名称】株式会社デンソー
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）３月３１日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２８０５８６ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１０月１２日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−８６０５２ |
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