特許 6239094 燃料噴射ポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6239094

(24)【登録日】2017年11月10日

(45)【発行日】2017年11月29日

(54)【発明の名称】燃料噴射ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F02M 59/10 20060101AFI20171120BHJP

【ＦＩ】

   F02M59/10 A

【請求項の数】7

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2016-510205(P2016-510205)

(86)(22)【出願日】2015年3月9日

(86)【国際出願番号】JP2015056771

(87)【国際公開番号】WO2015146556

(87)【国際公開日】20151001

【審査請求日】2016年7月13日

(31)【優先権主張番号】特願2014-62884(P2014-62884)

(32)【優先日】2014年3月26日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000003333

【氏名又は名称】ボッシュ株式会社

(72)【発明者】

【氏名】小幡 喬幸

【審査官】 櫻田 正紀

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０６４３５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１４９４０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５３−０９８２３９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５８−１８６１６６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭６３−２１５８７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３４３３８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１００８２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｍ ５９／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハウジングと、
前記ハウジング内に収容され、エンジンに設けられたカムの回転運動が伝達されて往復直線運動するタペットと、
前記タペットと共に往復直線運動し、燃料を加圧してインジェクタに向けて送るプランジャと、
前記ハウジングからの前記タペットの離脱を防止すると共に、前記タペットの前記往復直線運動を案内する規制部材と、を備える燃料噴射ポンプであって、
前記タペットは、
前記カムに当接するローラを収容するローラ収容部と、
前記タペットの往復直線運動方向に沿って形成され、前記規制部材に係合する係合部と、
前記ローラ収容部と前記係合部との間における潤滑油の移動を遮断する壁部と、
を有し、
前記係合部は、前記規制部材が係合する溝であり、
前記溝は、前記タペット内における前記ローラ収容部とは仕切られたプランジャ収容部内に連通されていて、前記溝と前記ハウジング下端との間に形成される開口部からの前記潤滑油を前記プランジャ収容部内に導くことを特徴とする燃料噴射ポンプ。

【請求項2】

前記壁部は、前記タペットと一体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射ポンプ。

【請求項3】

前記規制部材は、ピン部材であることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料噴射ポンプ。

【請求項4】

前記ハウジング内には、前記プランジャを摺動自在に収容するバレルが設けられ、
前記プランジャにおける前記バレルとの摺動部は、前記プランジャの下死点位置において前記バレルの下端よりも上方に位置するように形成されていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の燃料噴射ポンプ。

【請求項5】

前記プランジャは、前記摺動部の下端が常に前記バレルの内側の摺動面に対向するように配置されていることを特徴とする請求項４に記載の燃料噴射ポンプ。

【請求項6】

前記プランジャは、前記摺動部の下端に連続し、前記タペットに接続される接続部を有し、
前記接続部は、前記摺動部の外縁よりも内側に外縁を有することを特徴とする請求項４又は５に記載の燃料噴射ポンプ。

【請求項7】

前記摺動部と前記接続部との段差によって形成される返し面と前記接続部の延在方向に沿った直線とが直角をなすことを特徴とする請求項６に記載の燃料噴射ポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃料噴射ポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

ディーゼルエンジンに設けられ、燃料を加圧してインジェクタに送る燃料噴射ポンプが知られている。
このような燃料噴射ポンプは、エンジン側のカムシャフトに設けられたカムの回転により、プランジャが往復直線運動し、プランジャの往復直線運動により加圧室内の燃料が加圧されてインジェクタに送られるように構成されている。ここで、カムとプランジャとの間には、カムの回転運動をプランジャの往復直線運動に変換するタペットが設けられており、タペットに収容された回転自在のローラがカムに当接している。
図６は、従来の燃料噴射ポンプにおけるタペット近傍の断面図である。タペット１０１に収容されているローラ１０２の周囲には、潤滑油Ｏが供給されており、焼き付きを防止している。また、タペット１０１の側壁には、内側から外側に貫通された溝１０３が形成されており、潤滑油Ｏは溝１０３を介してタペット１０１の周囲の部品（例えば、図６におけるプランジャ１０４）にも流れ込むように構成されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開昭５５−１０１７６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、近年は、燃焼効率をより向上させるため、燃料をできるだけ高圧で噴射することが望まれている。そのためには、プランジャ径アップやリフト量アップ等の手法を用いて、できるだけ高圧で噴射できるような構造にすることが好ましい。
しかし、図６に示すように、プランジャ１０４のリフト量アップに伴い、タペット１０１がハウジング１０５内に潜り込んだ状態が長く維持されるため、ローラ１０２の周囲の潤滑油Ｏがタペット１０１内から抜けにくくなってしまう。その結果、大量の潤滑油Ｏが溝１０３を介してプランジャ１０４に向けて、すなわち、燃料の噴射側に向けて移動してしまう（いわゆる、オイルアップ）。このような潤滑油Ｏの移動により、加圧室内の燃料に潤滑油が混ざってしまうおそれがあり、燃焼不良を生じるという問題があった。

【0005】

そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、タペット１０１がハウジング１０５内に潜り込んだ状態が長くなっても、タペット１０１の周囲の潤滑油が燃料に混ざることを抑制することができる燃料噴射ポンプを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため、本発明は、ハウジングと、前記ハウジング内に収容され、エンジンに設けられたカムの回転運動が伝達されて往復直線運動するタペットと、前記タペットと共に往復直線運動し、燃料を加圧してインジェクタに向けて送るプランジャと、前記ハウジングからの前記タペットの離脱を防止すると共に、前記タペットの前記往復直線運動を案内する規制部材と、を備える燃料噴射装置であって、前記タペットは、前記カムに当接するローラを収容するローラ収容部と、前記タペットの往復直線運動方向に沿って形成され、前記規制部材に係合する係合部と、前記ローラ収容部と前記係合部との間における潤滑油の移動を遮断する壁部と、を有することを特徴としている。

【0007】

この発明の一態様として、前記壁部は、前記タペットと一体に形成されていることが好ましい。

【0008】

この発明の一態様として、前記規制部材は、ピン部材であり、前記係合部は、前記ピン部材が係合する溝であることが好ましい。

【0009】

この発明の一態様として、前記溝は、前記タペットにおける前記ローラ収容部とは仕切られたプランジャ収容部内に連通されていることが好ましい。

【0010】

この発明の一態様として、前記ハウジング内には、前記プランジャを摺動自在に収容するバレルが設けられ、前記プランジャにおける前記バレルとの摺動部は、前記プランジャの下死点位置において前記バレルの下端よりも上方に位置するように形成されていることが好ましい。

【0011】

この発明の一態様として、前記プランジャは、前記摺動部の下端が常に前記バレルの内側の摺動面に対向するように配置されていることが好ましい。

【0012】

この発明の一態様として、前記プランジャは、前記摺動部の下端に連続し、前記タペットに接続される接続部を有し、前記接続部は、前記摺動部の外縁よりも内側に外縁を有することが好ましい。

【0013】

この発明の一態様として、前記摺動部と前記接続部との段差によって形成される返し面と前記接続部の延在方向に沿った直線とが直角をなすことが好ましい。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、タペットがハウジング内に潜り込んだ状態が長くなっても、タペットの周囲の潤滑油が燃料に混ざることを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】燃料噴射ポンプの一部を断面視した斜視図。

【図2】燃料噴射ポンプの断面図。

【図3】図２のタペット近傍を拡大視した断面図。

【図4】タペットの斜視図。

【図5】プランジャの斜視図。

【図6】従来の燃料噴射ポンプにおけるタペット近傍を拡大視した断面図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に示す実施形態は一つの例示であり、本発明の範囲において、種々の実施形態をとり得る。

【0017】

＜燃料噴射ポンプ＞
図１は、燃料噴射ポンプ１００の一部を断面視した斜視図であり、図２は、燃料噴射ポンプ１００の断面図であり、図３は、図２のタペット近傍を拡大視した断面図である。
燃料噴射ポンプ１００は、燃料タンク（図示略）から燃料加圧室１２内に供給された燃料をプランジャ４の運動によって加圧し、燃料吐出弁９２を介してインジェクタに送るものである。燃料噴射ポンプ１００は、エンジンに着脱自在に構成されており、エンジンのカムシャフトの上方に装着される。なお、図１に示されている燃料噴射ポンプ１００は、プランジャ４が４本のポンプであるが、本発明においては、プランジャ４の数量を限定する必要はない。
図１、図２に示すように、燃料噴射ポンプ１００は、主に、ハウジング１と、タペット２と、ローラ３と、プランジャ４と、バレル５と、スプリング６と、スリーブフランジ７等を備えている。

【0018】

（ハウジング）
ハウジング１は、タペット２、プランジャ４等の各機構を収容するものである。ハウジング１には、タペット２やプランジャ４を収容する収容部１１が形成されている。
収容部１１は、収容されるプランジャ４の軸線方向（すなわち、往復直線運動方向）に延びるように略円柱状に形成されており、上端がハウジング１の上面で開口されている。
収容部１１は、収容される各機構に応じて、場所によって大きさが変化しており、その一部においては、上端の開口部分よりも縮径されている。
ハウジング１における収容部１１の下端部近傍には、ハウジング１からのタペット２の離脱を防止すると共に、タペット２の往復直線運動を案内する規制部材としてのピン部材８が設けられている。このピン部材８の先端部は、後述するタペット２の溝２３に係合されており、タペット２の収容部１１からの抜け止めと、タペット２の収容部１１内での回り止めとしての機能を果たしている。

【0019】

（タペット）
図１、図２に示すように、タペット２は、エンジンのカムシャフトに設けられたカム９の回転運動をプランジャ４の往復直線運動に変換するものである。タペット２は、プランジャ４とカム９との間に介在し、収容部１１内に配置されており、収容部１１内を往復直線運動する。
図４は、タペット２の斜視図である。タペット２は、円筒状に形成されており、軸線方向一端側において、外周面から内周面に貫通する円形状の貫通孔２１が２カ所に形成されている。両貫通孔２１は、軸線を共有しており、両貫通孔２１にローラ３を支持する１本の軸部３ａを挿通できるように構成されている。
タペット２の軸線方向中央近傍には、タペット２内の空間を上下の２つの空間に仕切るプレート２２が載置される。プレート２２は、タペット２の内周面に形成された段部２ｃ上面に載置される。タペット２内に載置されるプレート２２よりも上方の空間２ａは、プランジャ４の下端部が収容され、プランジャ収容部２ａとして機能する。タペット２内に載置されるプレート２２よりも下方の空間２ｂは、ローラ３と、ローラ３を回転自在に支持する軸部３ａとが収容され、ローラ収容部２ｂとして機能する。

【0020】

タペット２の外周面には、タペット２の軸線方向（すなわち、タペット２の往復直線運動方向）に沿って延びる溝２３が形成されている。溝２３は、載置されるプレート２２よりも上方から当該プレート２２よりも下方にわたって延びるように形成されている。溝２３のうち、プレート２２よりも上方の領域においては、タペット２の内周面まで貫通されている。すなわち、溝２３におけるプレート２２よりも上方の領域は、プランジャ収容部２ａ内に連通されている。
プレート２２よりも下方の領域においては、ローラ収容部２ｂと溝２３との間に壁部２４が形成されている。壁部２４は、タペット２と一体に形成されている。
溝２３には、ピン部材８が係合されている。すなわち、溝２３は係合部として機能する。
壁部２４は、タペット２におけるローラ収容部２ｂと溝２３とを完全に仕切っており、ローラ収容部２ｂ内に収容されるローラ３に供給される潤滑油Ｏが溝２３からタペット２の外部に流出しない構成となっている。

【0021】

（ローラ）
ローラ３は、略円柱状に形成されており、その外周面がカム９の外周面に当接するように配置されている。ローラ３は、自身の軸線方向がカムシャフトの軸線方向とほぼ平行になるように配置されている。ローラ３は、カムシャフトの回転により、カム９に押され、カム９に追随するように動作する。その結果、ローラ３は、カム９がローラ３を押す力のうち、図２の紙面における上下方向の成分によって、プランジャ４の軸線方向に沿って往復直線運動をする。
ローラ３は、タペット２のローラ収容部２ｂ内に収容されている。ローラ３は、自身の回転軸線と軸線を共有する軸部３ａによって回転自在に支持されている。軸部３ａの各端部は、それぞれがタペット２に形成された貫通孔２１に挿通されており、ローラ３を回転自在に支持している。
ここで、ローラ３と接触してローラ３に駆動を伝達するカム９について説明すると、カム９はカムシャフト（図視略）に設けられており、カムシャフトは、エンジンのクランクシャフトにギヤを介して連結されている。これにより、エンジンの駆動によってカムシャフトが回転し、その結果、カム９も回転する。

【0022】

（プランジャ）
図５は、プランジャ４の斜視図である。プランジャ４は、燃料加圧室１２の一部を構成しており、自身の軸線方向が上下方向に沿うように収容部１１内に配置されている。図５に示すように、プランジャ４は、略円柱状に形成されている。プランジャ４は、その下端部がスプリングシート６１によってタペット２のプレート２２の上面に取り付けられている。このスプリングシート６１により、プランジャ４はローラ３側に引き下げられている。
プランジャ４は、下方側にタペット２のプレート２２に接続される接続部４１を有しており、上方側にバレル５の内周面に摺動する摺動部４２を有している。摺動部４２は、接続部４１に連続して形成されており、摺動部４２は接続部４１に比べて拡径されている。すなわち、接続部４１は、摺動部４２の外縁よりも内側に外縁を有している。
プランジャ４の軸線方向中央近傍には、外周面から外側に向けて突出したつば部４３が形成されている。ここで、摺動部４２は、プランジャ４が下死点まで移動した場合であっても、摺動部４２の下端部がバレル５の下端部から下方に突出しない、すなわち、バレル５の下端部よりも上方にあるようにその長さが決められている。よって、プランジャ４は、その摺動部４２の下端が常にバレル５の内側の摺動面に対向するように配置されている。

【0023】

プランジャ４は、摺動部４２の下端を境界として外径が変化することで段差が形成されている。この段差によって形成される返し面４４は、プランジャ４の軸線方向（上下方向）に直交する方向に延びるように形成されている。すなわち、段差によって形成される返し面４４の面方向に沿った直線と接続部４１の延在方向に沿った直線とが直角をなしている。返し面４４は、プランジャ４の下方から上昇してきた潤滑油Ｏを跳ね返すことで、潤滑油Ｏがプランジャ４の上方に向かわないようにするものである。
プランジャ４は、タペット２のハウジング１内での往復直線運動と共に往復直線運動し、燃料加圧室１２内の燃料に高い圧力をかけるものである。このようなプランジャ４の運動によって加圧された燃料をインジェクタに送ることができる。プランジャ４の上端部は、燃料に高い圧力を加えるための燃料加圧室１２の壁面の一部を形成している。

【0024】

（バレル）
バレル５は、その一部がハウジング１の収容部１１内に収容されている。バレル５は、筒状に形成されており、その軸線方向に沿って貫通されている。バレル５の内部空間には、プランジャ４がその軸線方向（長手方向）に摺動自在となるように、かつ、周方向に回転自在となるように収容されている。バレル５の軸線方向（長手方向）途中には、吸排ポート５１が設けられている。バレル５の外周面には、コントロールスリーブ５２が嵌め込まれており、このコントロールスリーブ５２の下部には、プランジャ４のつば部４３が嵌合される溝（図示略）が形成されている。コントロールスリーブ５２の外側には、コントロールスリーブ５２に噛み合うコントロールラック５３が設けられており、コントロールラック５３の操作によってコントロールスリーブ５２を回動させることができるようになっている。
バレル５は、ハウジング１の収容部１１内に固定されたスリーブフランジ７の収容部７１に挿入されている。

【0025】

（スプリング）
スプリング６は、自身の弾性から生まれる付勢力によりプランジャ４を下方に付勢する。スプリング６は、ハウジング１内に配置されており、一端がハウジング１内に設けられたスプリングシート６０に当接し、他端がタペット２内に載置されたプレート２２上のスプリングシート６１に接続されている。

【0026】

（スリーブフランジ）
スリーブフランジ７は、その一部がハウジング１の収容部１１内に収容されている。スリーブフランジ７は、筒状に形成されており、その軸線方向に沿って貫通されている。スリーブフランジ７の収容部７１には、プランジャ４やバレル５が収容されている。
スリーブフランジ７の上端は途中で屈曲形成されており、その屈曲形成された部分がハウジング１にボルトＢで固定されている。

【0027】

（その他の構成）
バレル５の上端には、筒状に形成されたデリバリバルブシート９０が設けられており、このデリバリバルブシート９０を外側から包み込むようにデリバリバルブホルダ９１が設けられている。デリバリバルブシート９０及びデリバリバルブホルダ９１内には燃料吐出弁９２が設けられており、プランジャ４の往復直線運動により加圧された燃料は、燃料吐出弁９２から吐出ポート９３を通ってインジェクタに送られる。

【0028】

以上のような構成を備える燃料噴射ポンプ１００によれば、カム９とローラ３との当接部には、焼き付きを防止するために潤滑油Ｏが供給される。カム９及びローラ３の回転により、潤滑油Ｏはローラ３が収容されているタペット２のローラ収容部２ｂ内に行き渡る。プランジャ４が上死点近傍に長くいると、ローラ収容部２ｂ内の潤滑油Ｏは溝２３を介して上方に流れようとする。しかし、ローラ収容部２ｂと溝２３との間には壁部２４が設けられているので、潤滑油Ｏの溝２３への流れは壁部２４によって遮られ、潤滑油Ｏはプランジャ４が収容されるタペット２のプランジャ収容部２ａに流れにくくなる。その結果、潤滑油Ｏが燃料加圧室１２の燃料に混ざって燃焼不良を起こす可能性を抑制することができる。
また、壁部２４をタペット２と一体に形成することにより、壁部２４を別途タペット２に取り付ける手間を省くことができる。
また、タペット２は、ピン部材８と溝２３との係合によって、ハウジング１からの離脱防止と往復直線運動の案内を同時に実現できるので、簡易な構成で必要な機能を発揮することができる。

【0029】

また、溝２３は、タペット２におけるプランジャ収容部２ａに連通されているので、潤滑油Ｏをプランジャ４に導くことができる。
また、摺動部４２は、プランジャ４の下死点位置においてバレル５の下端よりも上方に位置するように形成されているので、摺動部４２の下端は、常にバレル５の内側の摺動面に対向することになる。これにより、摺動部４２がバレル５の外側に露出することにより摺動部４２に付着した潤滑油Ｏがバレル５との摺動面を介して上方に運ばれて燃料に混ざるおそれを著しく低減することができる。その結果、燃焼不良を抑制することができる。
また、摺動部４２と接続部４１との段差によって形成される返し面４４と接続部４１の延在方向に沿った直線とが直角をなすように形成されているので、接続部４１を伝って潤滑油Ｏが上昇してきたとしても、返し面４４で潤滑油Ｏを跳ね返すことにより、潤滑油Ｏの摺動部４２の外面への上昇を抑制することができる。その結果、燃焼不良を抑制することができる。

【0030】

＜その他＞
なお、本発明は上記実施形態に限られるものではない。規制部材と係合部の係合に関する構成は、タペットの往復直線運動を案内し、ハウジングからのタペットの抜けを防止する機能を発揮するものであれば、どのようなものであってもよい。
また、タペット、プランジャ、バレル等の構成は本発明の燃料噴射ポンプとしての機能を果たしていれば、他の構成を採用することも可能である。
その他、本発明の範囲を超えない範囲で適宜変更が可能である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】