(57)【要約】【課題】燃料噴射ポンプ１において、プランジャ１４、１５による燃料圧送工程で生じる熱による熱ひずみに伴って発生するシリンダ孔２７、２９と燃料吐出孔との交差部の応力集中を低減する。【解決手段】燃料噴射ポンプ１は、シリンダボディ２５、２６に加圧前の燃料をシリンダ孔２７、２９に導入するための導入流路４８、４９が形成されており、導入流路４８、４９は複数に分岐してそれぞれシリンダ孔２７、２９の周囲に配設されている。これにより、加圧前の温度の低い燃料をシリンダボディ２５、２６内の広範囲に流すことでシリンダボディ２５、２６を効率よく冷却することができる。このため、圧送工程でのシリンダボディ２５、２６の温度上昇を抑制することができ、シリンダ孔２７と第１燃料吐出孔２８との交差部５６、シリンダ孔２９と第２燃料吐出孔との交差部での熱ひずみによる応力集中を低減することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ孔及びこのシリンダ孔に交差して連通する燃料吐出孔を有するハウジングと、
前記シリンダ孔内を往復動することにより、前記シリンダ孔内に供給される燃料を加圧して圧送するプランジャとを備え、
前記プランジャの往復動により加圧された燃料が前記燃料吐出孔から外部へ圧送される燃料噴射ポンプにおいて、
前記ハウジングには、加圧前の燃料を前記シリンダ孔に導入するための導入流路が形成されており、
前記導入流路は、複数に分岐して前記シリンダ孔の周囲に配設されていることを特徴とする燃料噴射ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料噴射ポンプにおいて、
前記導入流路の少なくとも一部が、前記シリンダ孔と前記燃料吐出孔の交差部の近傍に形成されることを特徴とする燃料噴射ポンプ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の燃料噴射ポンプにおいて、
前記導入流路は、
前記シリンダ孔を囲むように形成された環状流路と、
前記環状流路から分岐して前記環状流路を前記シリンダ孔へ連通させる放射流路とからなることを特徴とする燃料噴射ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料噴射ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の燃料噴射ポンプ１００として、図４に示すように、プランジャ１０１、１０２の往復動により、フィードポンプ１０３によって送り出された燃料をシリンダ孔１０４、１０５内で加圧して、燃料吐出孔１０７から外部へ圧送するものがある。そして、このような燃料噴射ポンプ１００では、シリンダボディ１０８にシリンダ孔１０４と燃料吐出孔１０７とが交差して設けられており、例えば、プランジャ１０１の往復方向（図示上下方向）と直交して燃料吐出孔１０７が形成されている。
【０００３】
このため、プランジャ１０１の移動による燃料の加圧に伴い、シリンダ孔１０４内の温度が上昇することで、シリンダ孔１０４及び燃料吐出孔１０７が熱により径大側にひずみ、このひずみによりシリンダ孔１０４と燃料吐出孔１０７との交差部１０９に応力集中が生じる虞がある。尚、シリンダボディ１１０にもシリンダ孔１０５と交差する燃料噴射孔（図示せず）が設けられているため、シリンダボディ１１０に形成されたシリンダ孔１０５と燃料吐出孔（図示せず）との交差部にも同様に応力集中の虞がある。
【０００４】
尚、燃料噴射ポンプ１００に関連した冷却技術としては、燃料噴射ポンプ１００の潤滑用作動油をエンジン冷却水により冷却するもの（特許文献１参照）、加圧前の燃料を電磁弁に導いて電磁弁の温度を下げるもの（特許文献２参照）がある。
しかし、前者の技術では、エンジン冷却水を用いるため構造が複雑且つ大掛りとなる。また、後者の技術でも電磁弁に加圧前の燃料を導くためにパイプを配設しなければならず構造が複雑となる。また、前者の技術でも後者の技術でも、上記した交差部１０９、及び、シリンダボディ１１０に形成されたシリンダ孔１０５と燃料吐出孔との交差部の熱ひずみによる応力集中を低減することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１５９３５０号公報
【特許文献２】特開２００２−１７４１５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、プランジャによる燃料の圧送工程に発生する熱によって、シリンダ孔と燃料吐出孔とがひずむことによるシリンダ孔と燃料吐出孔との交差部の応力集中を低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の燃料噴射ポンプは、シリンダ孔及びこのシリンダ孔に交差して連通する燃料吐出孔を有するハウジングと、シリンダ孔内を往復動することにより、シリンダ孔内に供給される燃料を加圧して圧送するプランジャとを備え、プランジャの往復動により加圧された燃料が燃料吐出孔から外部へ圧送される。
また、ハウジングには、加圧前の燃料をシリンダ孔に導入するための導入流路が形成されており、導入流路は、複数に分岐してシリンダ孔の周囲に配設されている。
【０００８】
これによれば、導入流路を複数に分岐させて加圧前の温度の低い燃料をハウジング内に流すことでハウジングを効率よく冷却することができる。このため、プランジャにより燃料が加圧されて圧送される工程（圧送工程）で発生する熱によるハウジングの温度上昇を抑制することができる。この結果、シリンダ孔及び燃料吐出孔の熱によるひずみ発生を抑えることができるので、シリンダ孔と燃料吐出孔との交差部の応力集中を低減することができる。
また、導入流路をハウジング冷却用の流路として兼ねているため構造が複雑にならず、ハウジング冷却のために別部材を要することもない。
【０００９】
〔請求項２の手段〕
請求項２に記載の燃料噴射ポンプでは、導入流路の少なくとも一部が、シリンダ孔と燃料吐出孔の交差部の近傍に形成される。
【００１０】
これによれば、シリンダ孔と燃料吐出孔との交差部を確実に冷却することで、シリンダ孔及び燃料吐出孔の熱による変形を防ぐことができる。このため、シリンダ孔と燃料吐出孔との交差部の応力集中を低減することができる。
【００１１】
〔請求項３の手段〕
請求項３に記載の燃料噴射ポンプでは、導入流路が、シリンダ孔を囲むように形成された環状流路と、環状流路から分岐して環状流路をシリンダ孔へ連通させる放射流路とからなる。
【００１２】
これによれば、シリンダ孔をより効率よく導入流路を流れる加圧前の燃料によって冷却することができる。また、環状の環状流路と環状流路をシリンダ孔へ連通させる複数の流路でなる放射流路を介して加圧前の燃料がシリンダ孔内に供給されるため、加圧前の燃料は堰き止められることなく流れを形成することができる。このため、圧送工程で発生する熱の影響を受けることなく、冷却効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】燃料噴射ポンプの構成図である（実施例１）。
【図２】本発明の燃料噴射ポンプを搭載する蓄圧式燃料噴射システムの説明図である（実施例１）。
【図３】燃料噴射ポンプのシリンダボディの上面図である（実施例１）。
【図４】燃料噴射ポンプの構成図である（従来例）。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の燃料噴射ポンプは、シリンダ孔及びこのシリンダ孔に交差して連通する燃料吐出孔を有するハウジングと、シリンダ孔内を往復動することにより、シリンダ孔内に供給される燃料を加圧して圧送するプランジャとを備え、プランジャの往復動により加圧された燃料が燃料吐出孔から外部へ圧送される。
また、ハウジングには、加圧前の燃料をシリンダ孔に導入するための導入流路が形成されており、導入流路は、複数に分岐してシリンダ孔の周囲に配設されている。
【００１５】
導入流路の少なくとも一部が、シリンダ孔と燃料吐出孔の交差部の近傍に形成される。
また、導入流路は、シリンダ孔を囲むように形成された環状流路と、環状流路から分岐して環状流路をシリンダ孔へ連通させる放射流路とからなる。
【実施例１】
【００１６】
〔実施例１の構成〕
実施例１の燃料噴射ポンプ１の構成を、図１〜３を用いて説明する。
燃料噴射ポンプ１は、例えば、ディーゼル機関用の蓄圧式燃料噴射システムに用いられ、燃料を加圧してコモンレール２に供給するものである。そして、コモンレール２内に蓄圧された燃料はインジェクタ３によりエンジンの燃焼室に噴射される。
【００１７】
燃料噴射ポンプ１は、燃料タンク４から燃料を吸い上げるフィードポンプ７、フィードポンプ７により吸い上げられた燃料を加圧して圧送する圧送部８等がハウジング９内に内臓されて構成される。
【００１８】
フィードポンプ７は、例えば、周知のトロコイドポンプによって構成され、カムシャフト１０に駆動されて、燃料タンク４より汲み上げた燃料をフィルタ１３を通して吸引し、所定の圧力まで加圧して吐出する。尚、燃料経路の作図の都合上、図１及び２でフィードポンプ７は９０度展開された形で開示されている。
【００１９】
圧送部８は、カムシャフト１０の回転運動を往復運動に変換するカム手段（以下で詳述する）と、このカム手段の往復運動が伝達されるプランジャ１４、１５とを有する。
カム手段は、カムシャフト１０に設けられた偏心カム１８と、この偏心カム１８の外周に相対回転自在に嵌合するリングカム１９等により構成されている。
そして、リングカム１９の上下対称位置に２本のプランジャ１４、１５が配設されており、プランジャ１４、１５は、それぞれスプリング２０、２１によりリングカム１９の上下端面に押圧されている。
【００２０】
カム手段は、カムシャフト１０が回転すると、偏心カム１８とリングカム１９の回転によって回転運動が往復運動に変換され、その往復運動がプランジャ１４、１５に伝達される。
【００２１】
ハウジング９は、カムシャフト１０、リングカム１９、およびフィードポンプ７を収容するハウジング本体２４と、プランジャ１４、１５を往復動可能に収容するシリンダボディ２５、２６（ハウジング）とを有する。
シリンダボディ２５は、図示上下方向に形成されたシリンダ孔２７と、シリンダ孔２７の上部にシリンダ孔２７と直交して（図示左右方向）連通する第１燃料吐出孔２８を有する。また、シリンダボディ２６は、図示上下方向に形成されたシリンダ孔２９と、シリンダ孔２９と直交して連通する第２燃料吐出孔（図示せず）とを有する。
【００２２】
プランジャ１４、１５は、カム手段より往復運動が伝達されることでシリンダ孔２７、２９内を往復動し、シリンダ孔２７、２９内に燃料を吸入する吸入行程とシリンダ孔２７、２９内の燃料を加圧して圧送する圧送行程とを繰り返す。そして、シリンダ孔２７の上部及びシリンダ孔２９の下部は、燃料の加圧室として機能し、第１燃料吐出孔２８及び第２燃料吐出孔は加圧室に連通して設けられている。
【００２３】
圧送部８において、プランジャ１４、１５の吸入行程（プランジャ１４においては図示下方移動、プランジャ１５においては上方移動に相当）によって、フィードポンプ７より吐出された燃料が吸入弁３２、３３を押し開いてシリンダ孔２７、２９内に吸入され、プランジャ１４、１５の圧送行程（プランジャ１４においては図示上方移動、プランジャ１５においては下方移動に相当）によって、シリンダ孔２７、２９の内部に吸入された燃料が加圧され、加圧された燃料は第１燃料吐出孔２８を経て吐出弁３４を押し開いてコモンレール２へ圧送される。
【００２４】
ここで、吸入弁３２、３３は、燃料がフィードポンプ７側へ逆流するのを防止する逆止弁であり、吸入弁３２はシリンダ孔２７の上部、吸入弁３３はシリンダ孔２９の下部に配されるようにシリンダボディ２５、２６に装着されている。また、吐出弁３４は、圧送された燃料がシリンダ孔２７、２９に逆流するのを防止する逆止弁であり、第１燃料吐出孔２８を外部（コモンレール２側）に対して開閉可能に設けられている。
尚、第２燃料吐出孔も図示しない燃料配管により外部に開閉可能に連通している。
【００２５】
また、燃料噴射ポンプ１は、フィードポンプ７内の燃料圧を調整する圧力調整弁３７、フィードポンプ７と吸入弁３２との間に設けられてシリンダ孔２７内に供給される燃料の量を調整する吸入調量弁３８を備える。
【００２６】
〔燃料噴射ポンプ１の作動〕
燃料噴射ポンプ１の作動を図２を用いて以下に詳述する。
カムシャフト１０が回転してフィードポンプ７が駆動されることにより、燃料が、燃料タンク４からフィルタ１３、インレット４０を経て、燃料導入経路４１内に導入されて、フィードポンプ７の吸入側に吸い込まれる。そして、フィードポンプ７は吸入された燃料を所定の圧力に加圧して燃料導出経路４２を経て吸入調量弁３８の燃料溜まり室４３に送り出す。
【００２７】
また、フィードポンプ７より吐出された燃料の余剰分は、カム室４５に供給され、そのカム室４５から溢れ出た燃料が、燃料還流経路４６を通って燃料タンク４へ還流する。カム室４５には、上記のカム手段が配設され、カム室４５に供給された燃料は、カム手段の摺動部の潤滑に用いられる。
【００２８】
燃料溜まり室４３の燃料は、吸入調量弁３８、導入流路４８、４９（後に詳述する）、吸入弁３２、３３を経てシリンダ孔２７、２９に供給される。
そして、プランジャ１４の圧送行程によって、シリンダ孔２７の内部に供給された燃料が加圧され、加圧された燃料は第１燃料吐出孔２８を経て吐出弁３４を押し開いてコモンレール２へ圧送される。また、同様に、プランジャ１５の圧送行程によってシリンダ孔２９内の燃料が加圧され、加圧された燃料は第２燃料吐出孔を経てコモンレール２へ圧送される。
【００２９】
〔実施例１の特徴〕
加圧前の燃料をシリンダ孔２７に導入するための導入流路４８がシリンダボディ２５に形成されているが、この導入流路４８は、複数に分岐してシリンダ孔２７の周囲に配設されている。
本実施例では、導入流路４８は、シリンダ孔２７を囲むように形成された環状流路５０と、環状流路５０から分岐して環状流路５０の内周側に延び、環状流路５０を吸入弁３２を経てシリンダ孔２７へ連通させる複数の流路でなる放射流路５１とからなる。
【００３０】
シリンダボディ２５には、吸入調量弁３８から送出される燃料の燃料流路５４と吸入弁３２の燃料流路５５とを連通するように、導入流路４８が形成されている。燃料流路５４は吸入弁３２よりもカムシャフト側（図示下方）にあるため、燃料流路５４と燃料流路５５を接続する導入流路４８は、シリンダ孔２７の近傍を通過することになる。
【００３１】
そして、環状流路５０は、例えば燃料流路５４のすぐ下流側に円環状（図３（ａ）参照）又は四角形状（図３（ｂ）参照）に設けられる。また、放射流路５１は、環状流路５０から複数に分岐して燃料流路５５に連通するように放射状に設けられている。本実施例では放射流路５１は例えば４本であり、放射流路５１同士の間隔が等しく設けられている（図３参照）。
また、放射流路５１の少なくとも一部が、シリンダ孔２７と第１燃料吐出孔２８の交差部５６の近傍に形成される。
【００３２】
そして、シリンダボディ２６にも、シリンダボディ２５の導入流路４８と同様に導入流路４９が形成されており、環状流路５７、放射流路５８とが形成されている。
【００３３】
〔実施例１の効果〕
本実施例の燃料噴射ポンプ１によれば、シリンダボディ２５、２６には加圧前の燃料をシリンダ孔２７、２９に導入するための導入流路４８、４９が形成されており、導入流路４８、４９は複数に分岐してそれぞれシリンダ孔２７、２９の周囲に配設されている。
【００３４】
これによれば、シリンダボディ２５、２６内の広範囲に加圧前の温度の低い燃料を流すことができるので、シリンダボディ２５、２６、特に、シリンダ孔２７、２９の周辺を効率よく冷却することができる。このため、圧送工程での燃料加圧により発生する熱に伴うシリンダボディ２５、２６の温度上昇を抑制することができる。
【００３５】
この結果、シリンダ孔２７、第１燃料吐出孔２８、シリンダ孔２９、及び第２燃料吐出孔の熱によるひずみ発生を抑えることができるので、シリンダ孔２７と第１燃料吐出孔２８との交差部５６、シリンダ孔２９と第２燃料吐出孔との交差部での応力集中を低減することができる。このため、燃料噴射ポンプ１の信頼性は向上する。
また、導入流路４８、４９をシリンダボディ冷却用の流路として兼ねているため構造が複雑にならず、シリンダボディ冷却のために別部材を要することもない。
【００３６】
また、本実施例の燃料噴射ポンプ１では、放射流路５１の少なくとも一部が、シリンダ孔２７と第１燃料吐出孔２８の交差部５６の近傍に形成され、放射流路５８の少なくとも一部が、シリンダ孔２９と第２燃料吐出孔の交差部の近傍に形成される。
これによれば、シリンダ孔２７、２９をより効率よく導入流路４８、４９を流れる加圧前の燃料によって冷却することができる。
【００３７】
また、環状流路５０、５７と放射流路５１、５８を介して加圧前の燃料がシリンダ孔２７、２９内に供給されるため、加圧前の燃料は堰き止められることなく流れを形成することができる。このため、圧送工程で発生する熱の影響を受けることなく、冷却効率を向上することができる。
【００３８】
〔変形例〕
実施例１の燃料噴射ポンプ１において、２本の放射流路５１で第１燃料吐出孔２８をシリンダ孔２７の周方向において挟むような位置関係で放射流路５１を設けることによって、導入流路４８の少なくとも一部が、シリンダ孔２７と第１燃料吐出孔２８の交差部５６の近傍に形成されるようにしてもよい。また、実施例１では放射流路５１が４本等間隔に設けられていたが、何本でもよく４本に限らない。また、放射流路５１同士の間隔は等間隔でなくてもよい。
【００３９】
また、実施例１では導入流路４８は環状流路５０と放射流路５１とからなっていたが、導入流路４８がシリンダ孔２７の周囲で複数に分岐していればよく、この態様には限られない。例えば、複数に枝分かれした導入流路４８をシリンダ孔２７の周囲を巡らせてもよい。導入流路４９についても同様である。
【００４０】
また、実施例１の燃料噴射ポンプ１は、２本のプランジャ１４、１５とカム手段よりなる圧送部８を有するものであったが、プランジャによる加圧機構を有する圧送機構を備える燃料噴射ポンプであれば本発明は適用可能であり、圧送機構は本実施例の形態には限られない。
【符号の説明】
【００４１】
１            燃料噴射ポンプ
１４、１５    プランジャ
２５、２６    シリンダボディ（ハウジング）
２７、２９    シリンダ孔
２８          第１燃料吐出孔
４８、４９    導入流路
５０、５７    環状流路
５１、５８    放射流路
５６          交差部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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