(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング（１）の内部に固定されるバレル（３）と、該バレル（３）の内部に摺動自在に収容され該バレル（３）の内壁とでポンプ室（１６）を形成するプランジャ（１５）と、前記ハウジング（１）と前記バレル（３）との間に形成される油溜室（５）と、前記バレル（３）に穿設され前記ポンプ室（１６）及び該油溜室（５）を連通させる燃料油流出入口（７）と、前記ハウジング（１）に穿設され前記油溜室（５）及びハウジング（１）外を連通させる螺子穴（４１）と、該螺子穴（４１）に液密に螺合されるデフレクタ（３１）とを具備した燃料噴射ポンプ（５３）において、
前記デフレクタ（３１）は、前記燃料噴射ポンプ（５３）への燃料供給口及び燃料戻し口（２６，２７，２８，２９）と干渉しない位置に設けられ、
前記デフレクタ（３１）は、頭部（３７）を有するホローボルト（３３）とスリーブ（３５）からなり、前記ホローボルト（３３）は、軸線方向に凹部（４３）が形成され、該凹部（４３）は先端が前記油溜室（５）で開口するとともに前記油溜室（５）の内壁の一部を形成して凹部（４３）の形成された分だけ前記油溜室（５）の容積を増大させ、
前記スリーブ（３５）は、内径側に前記ホローボルト（３３）が挿通されるとともに、その内径側には円周方向に周溝（４５）が形成されて、該スリーブ（３５）の一端面とハウジング（１）との間及び他端面と前記頭部（３７）との間は液密にシールされてスリーブ（３５）の内周とホローボルト（３３）の外周との間には密閉間隙（４７）が形成され、
該密閉間隙（４７）と前記凹部（４３）とを連通させる連通孔（５１）を前記ホローボルト（３３）に穿設することにより、前記凹部（４３）に加えて前記密閉間隙（４７）の容積で前記油溜室（５）の容積を更に増大させることにより、
プランジャの下降時、前記油溜室（５）から燃料が前記ポンプ室（１６）に流入する際に前記油溜室（５）の圧力の低下を少なくして前記油溜室（５）でのキャビテーションの発生を抑え、プランジャの上昇時、高圧の燃料が前記油溜室（５）に流れる際に前記油溜室（５）の圧力上昇を抑えて前記油溜室（５）でのエロージョンの発生を抑制するように構成したことを特徴とする燃料噴射ポンプ（５３）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばディーゼル機関等の内燃機関に用いられる燃料噴射ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼル機関の大きな特徴の一つに、燃料を燃料噴射ノズルに送る燃料噴射ポンプを備えることが挙げられる。図５は従来のボッシュ型の燃料噴射ポンプの構造を示す断面図である。この燃料噴射ポンプは、円筒形のハウジング１内に固定されたバレル３を有する。バレル３とハウジング１の間には供給源から送られた燃料油が溜まる油溜室５が形成されている。ハウジング１にはボルト状のデフレクタ６が螺合され、デフレクタ６の先端は油溜室５の内壁の一部を形成している。デフレクタ６は、回転調整されることにより油溜室５の容積を可変して、噴射による圧力波を減衰させる。第５図に示すデフレクタ６は、燃料油供給口と燃料油戻し口を兼ね備えている。バレル３の内周面には燃料油流出入口７が開口している。前記燃料油流出入口７は油溜室５に連通している。バレル３の上端には等圧弁９が設けられている。等圧弁９は、加圧された燃料油の圧力で作動して燃料油をバレル３外に吐出させる吐出側チェックバルブ１１と、戻り側チェックバルブ１３を有している。
【０００３】
バレル３の内部には、プランジャ１５が上下摺動可能に設けられている。プランジャ１５の上方のバレル３内は、ポンプ室１６となっている。プランジャ１５の上端の周面には、前記燃料油流出入口７を適当なストロークで開閉するための切り欠き部１７が形成されている。この切り欠き部１７は、プランジャ１５の上端面と螺旋状の下端縁に区画されてバレル３の内周面に摺接する周面部１９と、周面部１９よりも凹んだ略周状の逃げ部２１と、プランジャ１５の上端面と前記逃げ部２１を連通する縦溝２３とからなる。
【０００４】
このように構成される従来の燃料噴射ポンプ２５の動作は、プランジャ１５の周面部１９がバレル３の燃料油流出入口７を塞ぐと、プランジャ１５の逃げ部２１と油溜室５は遮断され、プランジャ１５の上昇とともにバレル３内の燃料油の圧力が上昇していく。プランジャ１５の周面部１９が燃料油流出入口７を塞いだ瞬間を圧送始めと呼ぶ。更にプランジャ１５が上昇すると、燃料油の圧力によって等圧弁９の吐出側チェックバルブ１１が開き、燃料油は図示しないノズルに圧送される。
【０００５】
プランジャ１５の上昇に伴って切り欠き部１７の周面部１９の下端縁が燃料油流出入口７を通過し、燃料油流出入口７が切り欠き部１７の逃げ部２１に開口すると、プランジャ１５内の高圧の燃料油は切り欠き部１７の縦溝２３から逃げ部２１を通り、燃料油流出入口７を介して油溜室５に戻される。プランジャ１５が上昇して燃料油流出入口７がプランジャ１５の周面部１９の逃げ部２１に開口した瞬間を圧送終わりと呼ぶ。圧送始めから圧送終わりまで、実際に燃料油を圧送しているプランジャ１５の移動範囲の長さを有効ストロークと呼ぶ。プランジャ１５の有効ストロークは噴射量に比例する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の燃料噴射ポンプ２５では、プランジャ１５の下降時、油溜室５の燃料油が燃料油流出入口７を通過しポンプ室１６に流入する。その際、燃料油流出入口７とデフレクタ６の内壁面には、圧力の低下によって、燃料油の中に溶解していた空気が遊離して気泡（キャビティ）となり、キャビテーション（ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ）を発生させる。次いで、プランジャ１５が上昇すると、ポンプ室１６の燃料が燃料油流出入口７を通過して燃料油供給管に流入し、キャビティを発生させる。プランジャ１５が更に上昇すると、燃料油流出入口７を塞ぎ、燃料油は吐出側チェックバルブ１１を通過して、図示しないノズルから噴射される。噴射が終わると、ポンプ室１６の高圧の燃料油が燃料油流出入口７を通過して油溜室５へと流れる。この際、キャビティが再び燃料油に溶解してつぶれ、この衝撃が繰り返し内壁に作用することにより、内壁が次第に破壊されるエロージョン  （壊食；ｅｒｏｓｉｏｎ）の発生する問題があった。
また、前述した燃料噴射ポンプ２５への燃料供給口及び燃料戻し口は、通常、燃料噴射ポンプ２５の両側に対向して設けられているが、燃料噴射ポンプ２５の周辺レイアウトによっては、他の機器が干渉しないように配置しなければならない場合があり、また燃料供給上、入口配管の取付性改善のための構造をとらなければならない場合もある。図６〜図８はこれらの場合を模式的に例示したものである。図６の例は燃料供給口２６及び燃料戻し口２７を直角方向に配置せざるを得ない場合であり、図７の例はブロック型の燃料供給出入り口管２８を配置せざるを得ない場合であり、図８の例は燃料噴射ポンプ２５の下部に燃料供給配管２９を配置せざるを得ない場合を示す。このような場合に、特に油溜室でキャビテーション及びエロージョンが発生する場合があった。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、油溜室で発生するキャビテーション及びエロージョンが抑制できる燃料噴射ポンプを提供し、もって、燃料噴射ポンプの耐久性、信頼性の向上を図ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の構成を、実施形態に対応する図を用いて説明すると、請求項１記載の燃料噴射ポンプ５３は、ハウジング１の内部に固定されるバレル３と、該バレル３の内部に摺動自在に収容され該バレル３の内壁とでポンプ室１６を形成するプランジャ１５と、前記ハウジング１と前記バレル３との間に形成される油溜室５と、前記バレル３に穿設され前記ポンプ室１６及び該油溜室５を連通させる燃料油流出入口７と、前記ハウジング１に穿設され前記油溜室５及びハウジング１外を連通させる螺子穴４１と、該螺子穴４１に液密に螺合されるデフレクタ３１とを具備した燃料噴射ポンプ５３において、
前記デフレクタ３１は、前記燃料噴射ポンプ５３への燃料供給口及び燃料戻し口２６，２７，２８，２９と干渉しない位置に設けられ、
前記デフレクタ３１は、頭部３７を有するホローボルト３３とスリーブ３５からなり、前記ホローボルト３３は、軸線方向に凹部４３が形成され、該凹部４３は先端が前記油溜室５で開口するとともに前記油溜室５の内壁の一部を形成して凹部４３の形成された分だけ前記油溜室５の容積を増大させ、
前記スリーブ３５は、内径側に前記ホローボルト３３が挿通されるとともに、その内径側には円周方向に周溝４５が形成されて、該スリーブ３５の一端面とハウジング１との間及び他端面と前記頭部３７との間は液密にシールされてスリーブ３５の内周とホローボルト３３の外周との間には密閉間隙４７が形成され、
該密閉間隙４７と前記凹部４３とを連通させる連通孔５１を前記ホローボルト３３に穿設することにより、前記凹部４３に加えて前記密閉間隙４７の容積で前記油溜室５の容積を更に増大させることにより、
プランジャの下降時、前記油溜室５から燃料が前記ポンプ室１６に流入する際に前記油溜室５の圧力の低下を少なくして前記油溜室５でのキャビテーションの発生を抑え、プランジャの上昇時、高圧の燃料が前記油溜室５に流れる際に前記油溜室５の圧力上昇を抑えて前記油溜室５でのエロージョンの発生を抑制するように構成したことを特徴とする。
【０００８】
この燃料噴射ポンプでは、ハウジングやバレルの形状が変更されることなく、デフレクタの形状変更のみで容易に油溜室の容積が増大可能になる。そして、油溜室の容積が増大すれば、高圧燃料流入時における油溜室の圧力が低下され、キャビテーションの発生が抑えられることになり、キャビテーションに伴って発生するエロージョンが抑制されて、油溜室の耐久性が高められることになる。また、デフレクタの交換による容易な部品交換施工によって、油溜室の容積が増大可能になる。
【００１０】
この燃料噴射ポンプでは、デフレクタの外周とスリーブの内周との間に密閉間隙が形成され、この密閉間隙と凹部とが連通孔によって連通されることで、凹部に加えて更に密閉間隙分の容積が、油溜室の容積増大分に加えられることになり、凹部のみを形成する場合に比べて更に油溜室の圧力を低下させることができるようになり、キャビテーション、エロージョンの発生がより効果的に抑えられることになる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る燃料噴射ポンプの好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る燃料噴射ポンプの構造を示す断面図である。なお、図５に示した部材と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略するものとする。
【００１２】
ハウジング１にはボルト状のデフレクタ３１が螺合され、デフレクタ３１の先端は油溜室５の内壁の一部を形成している。デフレクタ３１は、ホローボルト３３と、円筒状のスリーブ（アイ）３５とからなる。
【００１３】
ホローボルト３３の一端には例えば六角形状の頭部３７が形成され、頭部３７に連設される先端側の外周には雄螺子３９が形成されている。この雄螺子３９は、従来のデフレクタに形成される雄螺子と同一のもので形成されている。つまり、デフレクタ３１のホローボルト３３は、ハウジング１に形成された螺子穴４１に、従来のデフレクタ３１と同様に螺合されるようになっている。
【００１４】
デフレクタ３１には軸線方向に凹部４３が形成され、凹部４３は先端が油溜室５で開口している。つまり、油溜室５は、凹部４３の形成された分、容積が増大されている。
【００１５】
アイ３５は、円環状に形成され、内径側にホローボルト３３が挿通される。アイ３５の内径側には円周方向に周溝４５が形成されている。アイ３５は、ホローボルト３３に挿通されて、ホローボルト３３が螺子穴４１に螺合されると、一端がハウジング１の外面、他端がホローボルト３３の頭部３７に当接する。アイ３５の一端面とハウジング１との間、及びアイ３５の他端面と頭部３７との間にはＯリング４９が介装され、Ｏリング４９はアイ３５の両端を液密にシールしている。つまり、アイ３５がホローボルト３３に挿着されることで、アイ３５の内周とホローボルト３３の外周との間には密閉間隙４７が形成される。
【００１６】
更に、ホローボルト３３には径方向の連通孔５１が穿設され、連通孔５１は一端が凹部４３に開口し、他端が密閉間隙４７に開口している。つまり、油溜室５は、凹部４３と密閉間隙４７と連通して、その分、容積が増大されている。
【００１７】
次に、このように構成された燃料噴射ポンプ５３の動作を説明する。
プランジャ１５の下降時、油溜室５の燃料が燃料油流出入口７を通過しポンプ室１６に流入する。その際、燃料油流出入口７とデフレクタ３１の内壁面には、圧力の低下によって、燃料油の中に溶解していた空気が遊離してキャビテーションが発生しようとするが、油溜室５の容積が大きいため、圧力の低下が少なく、キャビテーションの発生が抑えられることになる。
【００１８】
次いで、プランジャ１５が上昇すると、ポンプ室１６の燃料油が燃料油流出入口７を通過して燃料油供給管に流入する。プランジャ１５が更に上昇すると、燃料油流出入口７を塞ぎ、燃料油は吐出側チェックバルブ１１を通過して、図示しないノズルから噴射される。噴射が終わると、ポンプ室１６の高圧の燃料油が燃料油流出入口７を通過して油溜室５へと流れる。この際、油溜室５の圧力は上昇するが、凹部４３及び密閉間隙４７の容積が増大された分、油溜室５の圧力上昇が抑えられる。これにより、キャビティのつぶれによる衝撃の繰り返し、即ち、エロージョンの発生が抑制される。
【００１９】
このように、上述の燃料噴射ポンプ５３によれば、ハウジング１やバレル３の形状を変更することなく、デフレクタ３１の形状変更のみで容易に油溜室５の容積を増大させ、油溜室５の圧力を低下させてキャビテーションの発生を抑えることができる。この結果、エロージョンを抑制して燃料噴射ポンプ５３の耐久性、信頼性を向上させることができる。また、形状変更されたデフレクタ３１を、既存のデフレクタと交換するのみで、容易な交換施工によって油溜室５の容積を増大させることができる。
【００２０】
そして、凹部４３に加えて更に密閉間隙４７の容積も増大させることができるので、デフレクタ３１の体積以上の容積を増大させて、高圧燃料流入時における油溜室５の圧力を低下させることができ、エロージョンの発生をより効果的に抑えることができる。
【００２１】
【実施例】
次に、油溜室の内容積をパラメータとして、油溜室の圧力を計測した結果を図２乃至図４に基づき説明する。
図２は従来の中実のデフレクタを用いた場合の油溜室の圧力測定結果のグラフ、図３は発明に係るデフレクタを用いた場合の油溜室の圧力測定結果のグラフ、図４は容積と圧力との関係を旧形状と発明に係る形状とで対比したグラフである。
【００２２】
図２、図３において、縦軸は圧力、横軸は時間を示す。また、図中、Ｒ側とは、燃料入口であり、反Ｒとは戻り側である。
図２、図３から明らかなように、従来のデフレクタを用いた場合には、圧力ＰＧ  が比較的高いのに対し、本発明に係るデフレクタを用いた場合には、Ｒ側の圧力ＰＧ  、反Ｒ側の圧力ＰＧ  とも大幅な圧力低下が確認された。（Ｐ１  ＞Ｐ３  、Ｐ２  ＞Ｐ４  ）
また、この際の油溜室の容積は、図４に示すように、従来のデフレクタよりも、本発明に係るデフレクタは大きく増大している。
【００２３】
以上の結果から、油溜室の容積を増大させることにより、高圧燃料油流入時における油溜室の圧力を低下させることができ、この結果、キャビテーションの発生を抑えて、エロージョンの発生を抑制できることが分かった。
【００２４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る請求項１の燃料噴射ポンプは、油溜室に接するデフレクタの壁面に、油溜室の一部分となる凹部を形成したので、ハウジングやバレルの形状を変更することなく、デフレクタの形状変更のみで容易に油溜室の容積を増大させることができる。この結果、油溜室の圧力を低下させてキャビテーションの発生を抑えることができ、エロージョンを抑制して燃料噴射ポンプの耐久性、信頼性を向上させることができる。
また、デフレクタの形状変更のみで油溜室の容積を増大させることができるので、形状変更されたデフレクタを、既存のデフレクタと交換するのみで、容易な交換施工によって油溜室の容積を増大させることができる。更に、燃料供給用の配管レイアウトの自由度が向上する。
【００２５】
請求項２の燃料噴射ポンプは、筒状のスリーブをデフレクタの外周に挿着し、デフレクタの外周とスリーブの内周との間に密閉間隙を形成して、この密閉間隙と凹部とを連通孔によって連通させたので、凹部に加えて更に密閉間隙分の容積を増大させることができる。この結果、凹部のみを形成する場合に比べて更に油溜室の圧力を低下させることができ、キャビテーションを抑えて、エロージョンの発生をより効果的に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る燃料噴射ポンプの構造を示す断面図である。
【図２】従来のデフレクタを用いた場合の油溜室の圧力測定結果のグラフである。
【図３】本発明に係るデフレクタを用いた場合の油溜室の圧力測定結果のグラフである。
【図４】容積と圧力との関係を旧形状と発明に係る形状とで対比したグラフである。
【図５】従来のボッシュ型の燃料噴射ポンプの構造を示す断面図である。
【図６】燃料供給出入口が直角に配置された燃料噴射ポンプの取り付け配置例を示す図である。
【図７】燃料供給出入口をブロック型とした燃料噴射ポンプの取り付け配置例を示す図である。
【図８】燃料供給出入口を直角に配置された、燃料噴射ポンプの取り付け配置例を示す図である。
【符号の説明】
１  ハウジング
３  バレル
５  油溜室
７  燃料油流出入口
１５  プランジャ
１６  ポンプ室
３１  デフレクタ
３５  アイ（スリーブ）
３７  頭部
４１  螺子穴
４３  凹部
４７  密閉間隙
５１  連通孔
５３  燃料噴射ポンプ
【図１】
0003585784.tif 000002
【図２】
0003585784.tif 000003
【図３】
0003585784.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003585784.tif 000006
【図６】
0003585784.tif 000007
【図７】
0003585784.tif 000008
【図８】
0003585784.tif 000009