(57)【特許請求の範囲】
【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、
前記コントロールラックが前記プランジャを回動して前記プランジャがその燃料圧縮作用を行わない無噴射位置において、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前記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、当該プランジャのリフト工程において前記スピルポートが前記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してゆくときの当該プランジャの開口面積が前記中央燃料通路の通路面積より大きく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。
【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１３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３０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１１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
【図１】
0003612585.tif 000002
【図２】
0003612585.tif 000003
【図３】
0003612585.tif 000004
【図４】
0003612585.tif 000005
【図５】
0003612585.tif 000006
【図６】
0003612585.tif 000007
【図７】
0003612585.tif 000008
【図８】
0003612585.tif 000009