(57)【要約】【課題】燃料噴射ポンプ内に結露が生じ、それが凍結した状態でエンジンが始動できなくなることを防止する技術を提供する。【解決手段】本発明は、ポンプ本体とハイドロリックヘッドを備え、エンジンに駆動される燃料噴射ポンプに関し、前記エンジン運転中に、前記ハイドロリックヘッドの温度を露点温度以上に昇温することを特徴とする。これにより、エンジン運転中にハイドロリックヘッドを昇温させて、燃料噴射ポンプ内の水分を除去できる。したがって、燃料噴射ポンプ内に結露が生じ、それが凍結した状態でエンジンが始動できなくなることを防止できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ本体とハイドロリックヘッドを備え、エンジンに駆動される燃料噴射ポンプであって、前記エンジン運転中に、前記ハイドロリックヘッドの温度を露点温度以上に昇温することを特徴とする燃料噴射ポンプ。
【請求項２】
前記エンジンを冷却する冷却水の通路を、当該冷却水と前記ハイドロリックヘッドの外側面に設けられる部品とが接するように分岐して、前記エンジンの運転に伴って昇温する冷却水を用いて前記部品を昇温することによって、前記ハイドロリックヘッドを昇温する請求項１に記載の燃料噴射ポンプ。
【請求項３】
前記エンジン冷却水の通路には、前記ハイドロリックヘッドの部品に分岐する通路をバイパスする切換弁が設けられ、前記ハイドロリックヘッドの温度が所定温度以上に昇温された場合に、前記切換弁を作動させて、前記エンジン冷却水の前記ハイドロリックヘッドの部品への流れを遮断する請求項２に記載の燃料噴射ポンプ。
【請求項４】
前記ハイドロリックヘッドの内部に、前記エンジンを冷却する冷却水を循環させる水路を設け、前記エンジンの運転に伴って昇温する冷却水を用いて前記ハイドロリックヘッドを昇温する請求項１から３の何れか一項に記載の燃料噴射ポンプ。
【請求項５】
前記エンジン冷却水の通路には、前記水路をバイパスする切換弁が設けられ、前記ハイドロリックヘッドの温度が所定温度以上に昇温された場合に、前記切換弁を作動させて、前記エンジン冷却水の前記水路への流れを遮断する請求項４に記載の燃料噴射ポンプ。
【請求項６】
燃料噴射ポンプに供給される潤滑油の油路を、当該潤滑油と前記ハイドロリックヘッドの外側面に設けられる部品とが接するように分岐して、前記エンジンの運転に伴って昇温する潤滑油を用いて前記部品を昇温することによって、前記ハイドロリックヘッドを昇温する請求項１に記載の燃料噴射ポンプ。
【請求項７】
前記ハイドロリックヘッドの内部に、燃料噴射ポンプに供給される潤滑油を循環する油路を設け、前記エンジンの運転に伴って昇温する潤滑油を用いて前記ハイドロリックヘッドを昇温する請求項１に記載の燃料噴射ポンプ。
【請求項８】
前記潤滑油の油路には、前記油路をバイパスする切換弁が設けられ、前記ハイドロリックヘッドの温度が所定温度以上に昇温された場合に、前記切換弁を作動させて、前記潤滑油の前記油路への流れを遮断する請求項６又は７に記載の燃料噴射ポンプ。
【請求項９】
前記ハイドロリックヘッドを加熱するヒータを有する請求項１から８の何れか一項に記載の燃料噴射ポンプ。
【請求項１０】
前記ハイドロリックヘッドの温度が所定温度以上に昇温された場合に、前記ヒータを停止する請求項９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】
特許文献１には、燃料噴射ポンプのハイドロリックヘッド内に設けられるラック室にコントロールラックを配置する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１２８３３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
燃料噴射ポンプのハウジング内は、ブローバイガス等に含まれる水分や水蒸気によって結露する可能性がある。例えば、ラック室の温度が０℃から露点温度の範囲内にあるときにエンジンを停止した場合、ラック室内に結露が生じる。さらに、外気温度が氷点よりも低くなると、結露が凍結してコントロールラックが動かなくなることがある。
そこで、本発明は、燃料噴射ポンプ内に結露が生じ、それが凍結した状態でエンジンが始動できなくなることを防止する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、ポンプ本体とハイドロリックヘッドを備え、エンジンに駆動される燃料噴射ポンプに関し、前記エンジン運転中に、前記ハイドロリックヘッドの温度を露点温度以上に昇温することを特徴とする。
これにより、エンジンが運転開始した後に、ハイドロリックヘッドの温度を上昇させて、燃料噴射ポンプ内部の水分を蒸発させ、内部に水分が残らない状態にすることができる。したがって、燃料噴射ポンプ内の結露を防止し、内部部品の凍結を防止でき、エンジンの始動性を確保できる。
【０００６】
燃料噴射ポンプの第一実施形態では、前記エンジンを冷却する冷却水の通路を、当該冷却水と前記ハイドロリックヘッドの外側面に設けられる部品とが接するように分岐して、前記エンジンの運転に伴って昇温する冷却水を用いて前記部品を昇温することによって、前記ハイドロリックヘッドを昇温する。
【０００７】
第一実施形態において、前記エンジン冷却水の通路には、前記ハイドロリックヘッドの部品に分岐する通路をバイパスする切換弁が設けられ、前記ハイドロリックヘッドの温度が所定温度以上に昇温された場合に、前記切換弁を作動させて、前記エンジン冷却水の前記ハイドロリックヘッドの部品への流れを遮断することが好ましい。
【０００８】
燃料噴射ポンプの第二実施形態では、前記ハイドロリックヘッドの内部に、前記エンジンを冷却する冷却水を循環させる水路を設け、前記エンジンの運転に伴って昇温する冷却水を用いて前記ハイドロリックヘッドを昇温する。
【０００９】
第二実施形態において、前記エンジン冷却水の通路には、前記水路をバイパスする切換弁が設けられ、前記ハイドロリックヘッドの温度が所定温度以上に昇温された場合に、前記切換弁を作動させて、前記エンジン冷却水の前記水路への流れを遮断することが好ましい。
【００１０】
第三実施形態は、燃料噴射ポンプに供給される潤滑油の油路を、当該潤滑油と前記ハイドロリックヘッドの外側面に設けられる部品とが接するように分岐して、前記エンジンの運転に伴って昇温する潤滑油を用いて前記部品を昇温することによって、前記ハイドロリックヘッドを昇温する。
【００１１】
第四実施形態は、前記ハイドロリックヘッドの内部に、燃料噴射ポンプに供給される潤滑油を循環する油路を設け、前記エンジンの運転に伴って昇温する潤滑油を用いて前記ハイドロリックヘッドを昇温する。
【００１２】
第三実施形態又は第四実施形態において、前記潤滑油の油路には、前記油路をバイパスする切換弁が設けられ、前記ハイドロリックヘッドの温度が所定温度以上に昇温された場合に、前記切換弁を作動させて、前記潤滑油の前記油路への流れを遮断することが好ましい。
【００１３】
燃料噴射ポンプの第五実施形態は、前記ハイドロリックヘッドを加熱するヒータを有する。
【００１４】
第五実施形態において、前記ハイドロリックヘッドの温度が所定温度以上に昇温された場合に、前記ヒータを停止することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、エンジン運転中にハイドロリックヘッドを昇温させて、燃料噴射ポンプ内の水分を除去できる。したがって、燃料噴射ポンプ内に結露が生じ、それが凍結した状態でエンジンが始動できなくなることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】燃料噴射ポンプを示す図である。
【図２】燃料噴射ポンプの第一実施形態を示す図である。
【図３】流路部材の構成を示す分解斜視図である。
【図４】エンジンの運転による各部位の温度上昇を示すグラフである。
【図５】流路部材への冷却水の流れを切り換える構成を示す図である。
【図６】燃料噴射ポンプの第二実施形態を示す図である。
【図７】水路への冷却水の流れを切り換える構成を示す図である。
【図８】燃料噴射ポンプの第三実施形態を示す図である。
【図９】流路部材への潤滑油の流れを切り換える構成を示す図である。
【図１０】燃料噴射ポンプの第四実施形態を示す図である。
【図１１】油路への潤滑油の流れを切り換える構成を示す図である。
【図１２】燃料噴射ポンプの第五実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１に示すように、燃料噴射ポンプ１は、ポンプ本体２の上部にハイドロリックヘッド３が取り付けられて構成される。燃料噴射ポンプ１の側部には、燃料噴射量を調量するガバナ４が取り付けられる。
ポンプ本体２の内部には、エンジンのクランクシャフトからの駆動力が伝達されるカム、カムの回転を伝達するタペット等が収容される。ハイドロリックヘッド３の内部には、タペットに連動して上下運動するプランジャ、プランジャを回転させて燃料噴射量を変更するコントロールラック等が収容される。
【００１８】
［第一実施形態］
図２に示すように、ハイドロリックヘッド３の側面には、部品の一つであるプラグ１０が取り付けられている。プラグ１０は、ハイドロリックヘッド３の内部空間に燃料フィルタ等の部品を配置する際に設けられる孔を塞ぐ部品であり、コントロールラックが収容されるラック室の近傍に取り付けられている。
図２に示すように、プラグ１０の一側には、ハイドロリックヘッド３の側面に取り付けるため、そして前記孔を塞ぐためのおねじ部が突出して形成され、その反対側には、ハイドロリックヘッド３の外方に向けて突出するおねじ部１０ａが形成される。
プラグ１０には、流路部材１１が取り付けられる。流路部材１１には、プラグ１０のおねじ部１０ａに対応するめねじが形成されており、これらを螺合することにより流路部材１１がプラグ１０に取り付けられる。
【００１９】
図２及び図３に示すように、流路部材１１は、締結部１２及び流路部１３を備える。プラグ１０に対して流路部１３及びＯリング１４を挟み込んだ状態で、締結部１２をプラグ１０に締結することにより、流路部材１１がハイドロリックヘッド３に固定される。
締結部１２は、一側が開口する円筒状のねじ部材であり、開口側にプラグ１０のおねじ部１０ａに対応するめねじ部１２ａが形成されている。また、円筒部分の側面に複数の孔が形成され、内部空間と外部とを連通する通路が部分的に設けられている。
流路部１３は、締結部１２を外周側から覆うことによって、プラグ１０に面し、かつ、密閉された内部空間を形成する。また、流路部１３の外周には、流入口１５及び流出口１６が設けられる。流入口１５及び流出口１６を通じて、水、油等の流体が流路部材１１の内部空間に流通可能である。
Ｏリング１４・１７は、締結部１２と流路部１３との間、流路部１３とプラグ１０との間にそれぞれ配置され、流路部材１１内の気密性を確保している。
【００２０】
エンジンを冷却する冷却水の通路は流路部材１１に向けて分岐されている。つまり、流入口１５及び流出口１６には、エンジンを冷却する冷却水通路の一部から分岐する分岐流路１８が接続され、シリンダヘッド等のエンジンの各部位を通過した冷却水が分岐流路１８を介して流路部材１１の内部に流入する。そして、流路部材１１の内部空間に導入された冷却水の熱が、プラグ１０を介してハイドロリックヘッド３に伝達される。
【００２１】
図４は、エンジンの運転に伴う各部位の温度上昇を示す。図３の実線は、流路部材１１に冷却水を流した場合のハイドロリックヘッド３の温度上昇を示し、一点鎖線は、流路部材１１への冷却水の流入がない場合の（従来構成の）ハイドロリックヘッドの温度上昇を示す。また、冷却水の温度上昇を破線で示している。
図４に示すように、エンジンの運転に伴って、冷却水温はハイドロリックヘッド３よりも速く上昇する。この冷却水の温度上昇による熱が、流路部材１１からプラグ１０を経てハイドロリックヘッド３に伝達されることにより、ハイドロリックヘッド３の温度が間接的に昇温される。
【００２２】
以上の構成により、寒冷地等の外気温が低い状態（例えば−２０℃程度）でエンジン運転を開始した場合でも、ハイドロリックヘッド３をエンジン冷却水の温度上昇と同等の速度で昇温することができ、エンジン運転開始直後から短時間で露点温度以上に昇温することができる。
このように、エンジン運転中にハイドロリックヘッド３を露点温度以上に昇温することで、水分が残った状態でエンジンが停止され、残った水分が凍結することを防止できるとともに、凍結によりエンジンが始動できなくなることを防止できる。
【００２３】
ハイドロリックヘッド３の外側面に設けられている一部品であるプラグ１０を用いて、ハイドロリックヘッド３を間接的に昇温するため、既存の構成にも簡単に応用することができる。
また、コントロールラック近傍に配置されるプラグ１０を介してハイドロリックヘッド３を温めることによって、コントロールラック付近の温度を優先的に上昇させることができる。これにより、コントロールラックの凍結を確実に防止でき、燃料噴射系のエンジントラブルを未然に防ぐことができる。
このとき、ハイドロリックヘッド３自体の熱をプラグ１０から内側に伝達されることで、ハイドロリックヘッド３を効率的に温めることができる。
【００２４】
図５に示すように、流路部材１１に分岐する冷却水通路の分岐点には、流路を切り換える切換弁２０が設けられる。切換弁２０は、流路部材１１側への冷却水の流れを遮断して、流路部材１１をバイパスするための電磁弁である。また、ハイドロリックヘッド３には、ハイドロリックヘッド３の温度を検出する温度センサ２１が設けられる。温度センサ２１は、ハイドロリックヘッド３の表面温度を測定し、その測定温度に基づいて切換弁２０に対して制御信号を送信してその作動を制御する。
具体的には、温度センサ２１によって検出される温度が露点温度より高い温度に設定される所定温度以上となった場合に、切換弁２０を作動させて、流路部材１１への流路をバイパスし、流路部材１１への冷却水の流れを遮断する。これにより、冷却水による過度の昇温を抑制し、ハイドロリックヘッド３の余分な温度上昇を抑制している。
【００２５】
［第二実施形態］
図６に示すように、ハイドロリックヘッド３の内部に水路３０が設けられる。水路３０は、平面方向から見てハイドロリックヘッド３を略一周するように配置される。つまり、水路３０は、ハイドロリックヘッド３の平面方向の略全域に渡って形成される。
水路３０には、エンジンの冷却水通路の一部から分岐点を介して分岐流路が接続されており、水路３０内にはエンジン冷却水が循環する。そして、水路３０に導入される冷却水の熱が、ハイドロリックヘッド３に伝達される。
【００２６】
以上の構成により、寒冷地等の外気温が低い状態（例えば−２０℃程度）でエンジン運転を開始した場合でも、ハイドロリックヘッド３をエンジン冷却水の温度上昇と同等の速度で昇温することができ、エンジン運転開始直後から短時間で露点温度以上に昇温することができる。
このように、エンジン運転中にハイドロリックヘッド３を露点温度以上に昇温することで、水分が残った状態でエンジンが停止され、残った水分が凍結することを防止できるとともに、凍結によりエンジンが始動できなくなることを防止できる。
【００２７】
図７に示すように、水路３０に分岐する冷却水通路の分岐点には、流路を切り換える切換弁３１が設けられる。切換弁３１は、水路３０側への冷却水の流れを遮断して、水路３０をバイパスするための電磁弁である。また、ハイドロリックヘッド３には、ハイドロリックヘッド３の温度を検出する温度センサ３２が設けられる。温度センサ３２は、ハイドロリックヘッド３の表面温度を測定し、その測定温度に基づいて切換弁３１に対して制御信号を送信してその作動を制御する。
具体的には、温度センサ３２によって検出される温度が露点温度より高い温度に設定される所定温度以上となった場合に、切換弁３１を作動させて、水路３０への流路をバイパスし、水路３０への冷却水の流れを止める。これにより、冷却水による過度の昇温を抑制し、ハイドロリックヘッド３の余分な温度上昇を抑制している。
【００２８】
また、図６に示すように、第二実施形態に記載の水路３０を用いてハイドロリックヘッド３を内部から直接的に昇温する構成と、第一実施形態に記載の流路部材１１を用いてハイドロリックヘッド３を間接的に昇温する構成を併せて実施しても良い。この場合、切換弁２０・３１を共通化することも可能である。
【００２９】
［第三実施形態］
図８に示すように、流路部材１１の内部に潤滑油を供給し、エンジン運転に伴って昇温する潤滑油を用いてハイドロリックヘッド３を昇温することも可能である。
この場合、例えば燃料噴射ポンプ１への注油口５から流路部材１１の流入口１２に向けて分岐し、流路部材１１の流出口１３を経てガバナ４への注油口６に接続する。
【００３０】
エンジン運転に伴って、燃料噴射ポンプ１に供給される潤滑油の温度はハイドロリックヘッド３よりも速く上昇する。この潤滑油の温度上昇による熱が、流路部材１１からプラグ１０を経てハイドロリックヘッド３に伝達されることにより、ハイドロリックヘッド３の温度が間接的に昇温される。
これにより、寒冷地等の外気温が低い状態（例えば−２０℃程度）でエンジン運転を開始した場合でも、ハイドロリックヘッド３を潤滑油の温度上昇と同等の速度で昇温することができ、エンジン運転開始直後から短時間で露点温度以上に昇温することができる。
このように、エンジン運転中にハイドロリックヘッド３を露点温度以上に昇温することで、水分が残った状態でエンジンが停止され、残った水分が凍結することを防止できるとともに、凍結によりエンジンが始動できなくなることを防止できる。
【００３１】
図９に示すように、注油口５における分岐点には、潤滑油の油路を切り換える切換弁４０が設けられる。切換弁４０は、流路部材１１側への潤滑油の流れを遮断して、流路部材１１をバイパスするための電磁弁である。また、ハイドロリックヘッド３には、ハイドロリックヘッド３の温度を検出する温度センサ４１が設けられる。温度センサ４１は、ハイドロリックヘッド３の表面温度を測定し、その測定温度に基づいて切換弁４０に対して制御信号を送信してその作動を制御する。
具体的には、温度センサ４１によって検出される温度が露点温度より高い温度に設定される所定温度以上となった場合に、切換弁４０を作動させて、流路部材１１への流路をバイパスし、流路部材１１への潤滑油の流れを止める。これにより、潤滑油による過度の昇温を抑制し、ハイドロリックヘッド３の余分な温度上昇を抑制している。
【００３２】
［第四実施形態］
図１０に示すように、ハイドロリックヘッド３の内部に油路５０が設けられる。油路５０は、ハイドロリックヘッド３内に既設される潤滑油の油路に追加的に設けられているものであり、燃料噴射ポンプ１への注油口５からの油路を分岐させて設けられている。
また、油路５０は、コントロールラックが収容されるラック室の近傍を通過するように設けられる。これにより、ラック室内を効率的に昇温させることができ、コントロールラックの結露を効果的に防止できる。
【００３３】
エンジン運転に伴って、燃料噴射ポンプ１に供給される潤滑油の温度は急激に上昇する。潤滑油が油路５０を流れることにより、潤滑油の熱がハイドロリックヘッド３に伝達されて、ハイドロリックヘッド３の温度が内部から直接的に昇温される。
これにより、寒冷地等の外気温が低い状態（例えば−２０℃程度）でエンジン運転を開始した場合でも、ハイドロリックヘッド３を潤滑油の温度上昇と同等の速度で昇温することができ、エンジン運転開始直後から短時間で露点温度以上に昇温することができる。
このように、エンジン運転中にハイドロリックヘッド３を露点温度以上に昇温することで、水分が残った状態でエンジンが停止され、残った水分が凍結することを防止できるとともに、凍結によりエンジンが始動できなくなることを防止できる。
【００３４】
図１１に示すように、ハイドロリックヘッド３の内部における油路５０の分岐点には、流路を切り換える切換弁５１が設けられる。切換弁５１は、油路５０側への潤滑油の流れを遮断して、油路５０をバイパスするための電磁弁である。また、ハイドロリックヘッド３には、ハイドロリックヘッド３の温度を検出する温度センサ５２が設けられる。温度センサ５２は、ハイドロリックヘッド３の表面温度を測定し、その測定温度に基づいて切換弁５１に対して制御信号を送信してその作動を制御する。
具体的には、温度センサ５２によって検出される温度が露点温度より高い温度に設定される所定温度以上となった場合に、切換弁５１を作動させて、水路３０への流路をバイパスし、油路５０への潤滑油の流れを止める。これにより、潤滑油による過度の昇温を抑制し、ハイドロリックヘッド３の余分な温度上昇を抑制している。
【００３５】
［第五実施形態］
図１２に示すように、ハイドロリックヘッド３にヒータ６０が設けられる。ヒータ６０は、ハイドロリックヘッド３を直接的に加熱する。ヒータ６０は、エンジン運転開始後に作動され、エンジン運転に伴ってハイドロリックヘッド３を昇温する。
このように、エンジン運転中にハイドロリックヘッド３を露点温度以上に昇温することで、水分が残った状態でエンジンが停止され、残った水分が凍結することを防止できるとともに、凍結によりエンジンが始動できなくなることを防止できる。
【００３６】
また、ハイドロリックヘッド３の表面温度を測定する温度センサ６１が設けられる。温度センサ６１は、ハイドロリックヘッド３の表面温度を測定し、その測定温度に基づいてヒータ６０に制御信号を送信してその作動を制御する。
具体的には、温度センサ６１によって検出される温度が露点温度より高い温度に設定される所定温度以上となった場合に、ヒータ６０を停止して、ハイドロリックヘッド３の加熱を止める。これにより、ヒータ６０による過度の昇温を抑制し、ハイドロリックヘッド３の余分の温度上昇を抑制している。
【００３７】
本実施形態のように、ヒータ６０の作動をエンジン運転後に行うことで、ヒータ６０に電力を供給するバッテリの容量を低減することができる。
また、ヒータ６０は、ハイドロリックヘッド３において、コントロールラックが収容されるラック室の近傍に配置される。これにより、ラック室内を効率的に昇温させることができ、コントロールラックの結露を効果的に防止できる。
【符号の説明】
【００３８】
１：燃料噴射ポンプ、２：ポンプ本体、３：ハイドロリックヘッド、４：ガバナ、１０：プラグ、１１：流路部材、１２：締結部、１３：流路部、１４：Ｏリング、１５：流入口、１６：流出口、１７：Ｏリング、１８：分岐流路、２０：切換弁、２１：温度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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