(57)【要約】【課題】シール部材の近傍への粉塵等の堆積を抑制可能な燃料噴射ポンプを提供する。【解決手段】燃料噴射ポンプは、ポンプを駆動するカムシャフトと、カムシャフトを回転可能に支持する軸受部材と、軸受部材よりも外側でカムシャフトの外周面に接触するシール部材と、シール部材よりも外側でカムシャフトの軸方向端部に連結されてカムシャフトとともに回転するカップリング及びタイマと、を備え、カップリング及びタイマのうちの少なくとも一方の外面にフィンを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプを駆動するカムシャフトと、
前記カムシャフトを回転可能に支持する軸受部材と、
前記軸受部材よりも外側で前記カムシャフトの外周面に接触するシール部材と、
前記シール部材よりも外側で前記カムシャフトの軸方向端部に連結されて前記カムシャフトとともに回転するタイマと、を備え、
前記タイマの外面にフィンを備える、燃料噴射ポンプ。
【請求項２】
前記フィンは、前記タイマの外周面に設けられており、
前記フィンにおける、前記タイマの回転方向側を向く面は、前記シール部材側の端部から反対側の端部に向けて、前記タイマの回転方向とは逆方向に傾斜している、請求項１に記載の燃料噴射ポンプ。
【請求項３】
前記フィンは、前記タイマにおける、前記シール部材側の面に設けられており、
前記フィンにおける、前記タイマの回転方向側を向く面は、前記タイマの回転軸線側の端部から反対側の端部に向けて、前記タイマの回転方向とは逆方向に傾斜している、請求項１に記載の燃料噴射ポンプ。
【請求項４】
複数の前記フィンが、前記タイマの回転方向に等間隔で配置されている、請求項１〜３のいずれか１項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、内燃機関に燃料を供給する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等の内燃機関に燃料を供給する燃料供給システムとして、内燃機関の駆動力により駆動される燃料噴射ポンプを備えた燃料供給システムが知られている。かかる燃料噴射ポンプの一態様として、燃料の噴射時期を制御するタイマを備えた燃料噴射ポンプがある。タイマは、例えば内燃機関の回転により発生するフライウェイトの遠心力を利用し、回転数の上昇に伴って最適な燃料の噴射時期が得られるように作動する。このようなタイマを備えた燃料噴射ポンプにおいて、ポンプを駆動するカムシャフトは、カップリング及びタイマを介して内燃機関側の駆動軸に連結されている。
【０００３】
ところで、燃料噴射ポンプには、潤滑油等のオイルの漏れを防ぐためのシール部材が備えられている。シール部材の一つに、ポンプハウジングに軸受部材により支持されるカムシャフトの軸受部分からのオイル漏れを防ぐために、軸受部材よりも外側でカムシャフトの外周面に接触するシール部材がある。ダストや粉塵がシール部材のシール面に噛み込むと、シール部材の異常摩耗やシール面の損傷を生じ、オイル漏れを生じるおそれがある。
【０００４】
これに対して、特許文献１には、軸受の外周部近傍に環状の円錐状外周壁面を有する防塵カバーを備えた燃料噴射ポンプが開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、防塵カバーを用いる代わりに、軸受部材とカップリングブロックとの対向する面の一方の面にシール部材の位置よりも径方向外側に環状の凸部が設けられ、他方の面に凸部が相対回転可能に嵌合される凹溝が設けられている燃料噴射ポンプが開示されている。具体的に、かかる燃料噴射ポンプでは、ベアリングカバーとカップリングブロックとのすき間にひも状のゴミが入り込んだり、泥水を含むダストが直接にオイルシールに付着したりすることのないように、組付け状態で凸部が凹部に挿入された状態になるようにして、直接にカムシャフト及びオイルシールが見えないようにされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１２６００７号公報
【特許文献２】特開平１１−６２７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、例えば内燃機関が、劣悪な環境下で使用され得る産業機械等に搭載されるものである場合、燃料噴射ポンプのカムシャフトの軸受部分の周囲に多くのダストや粉塵が堆積するおそれがある。特に、内燃機関の駆動時に機関室内に生じる気流により粉塵等が機関室内に吸い込まれやすい状態では、粉塵等の堆積が顕著に現れやすい。粉塵等の堆積が放置されたままになると、やはり粉塵等がシール面に噛み込み、シール部材の異常摩耗やシール面の損傷を生じるおそれがある。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、シール部材の近傍への粉塵等の堆積を抑制可能な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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、ポンプを駆動するカムシャフトと、カムシャフトを回転可能に支持する軸受部材と、軸受部材よりも外側でカムシャフトの外周面に接触するシール部材と、シール部材よりも外側でカムシャフトの軸方向端部に連結されてカムシャフトとともに回転するカップリング及びタイマと、を備え、カップリング及びタイマのうちの少なくとも一方の外面にフィンを備える、燃料噴射ポンプが提供される。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように本発明によれば、燃料噴射ポンプのシール部材の近傍への粉塵等の堆積を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る燃料噴射ポンプを備えた燃料供給システムの構成例を示す説明図である。
【図２】同実施形態に係る燃料噴射ポンプの構成例を示す説明図である。
【図３】タイマハウジングの外周面に設けられたフィンを示す説明図である。
【図４】同実施形態の変形例に係る燃料噴射ポンプの構成例を示す説明図である。
【図５】フィンプレートを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１３】
＜燃料供給システム＞
まず、本実施形態に係る燃料噴射ポンプを備えた内燃機関の燃料供給システムの概略構成の一例を簡単に説明する。図１は、ディーゼルエンジンの燃料供給システム１００の概略構成を示す説明図である。
【００１４】
燃料供給システム１００は、燃料噴射ポンプ１を備えている。燃料噴射ポンプ１は、ディーゼルエンジン２００が有するシリンダ３１の数と同じ数のポンプエレメント２を備えている。フィードポンプ５は、燃料タンク４に貯留されているディーゼル燃料を、所定の圧力に加圧してフィードパイプ５２へ送出する。フィードパイプ５２へ送出されたディーゼル燃料は、フィルタ５１で濾過され、燃料噴射ポンプ１へ送出される。燃料油圧を一定にするために、フィルタ５１にはオーバーフローバルブ５５が設けられている。オーバーフローバルブ５５からオーバーフローした余剰のディーゼル燃料は、リターンパイプ７を経由し、燃料タンク４へ戻される。
【００１５】
燃料タンク４からフィードポンプ５によって所定の圧力に加圧されて送出されたディーゼル燃料は、燃料噴射ポンプ１の各ポンプエレメント２から吐出パイプ３を経由して、所定のタイミングで所定量だけディーゼルエンジン２００の各シリンダ３１に配設されている燃料噴射ノズル３２へ圧送される。燃料噴射ポンプ１からオーバーフローしたディーゼル燃料は、リターンパイプ８を経由し、燃料タンク４へ戻される。また、各燃料噴射ノズル３２からオーバーフローしたディーゼル燃料は、リターンパイプ９を経由し、燃料タンク４へ戻される。
【００１６】
燃料噴射ポンプ１の下部には、各ポンプエレメント２を駆動するための図示しないカムシャフトが備えられている。カムシャフトには、ポンプエレメント２の数と同じ数のカムが設けられている。カムシャフトには、図示しないカップリング及びタイマ７０を介してディーゼルエンジン２００の回転が伝達される。燃料噴射ポンプ１に備えられた各ポンプエレメント２は、カムシャフトの回転により作動する。カムシャフトが収容されるカム室には、例えばディーゼルエンジンの潤滑油（オイル）が循環され、オイルが貯留されている。
【００１７】
燃料噴射ポンプ１にはガバナ６４が備えられている。ガバナ６４によりコントロールラックの位置を調節することによって、各ポンプエレメント２から燃料噴射ノズル３２へ圧送するディーゼル燃料の量が調節される。ガバナ６４は、機械式のガバナであってもよく、電子ガバナであってもよい。
【００１８】
タイマ７０は、燃料噴射ノズル３２からディーゼルエンジン２００のシリンダへの噴射時期を制御する。例えば、タイマ７０は、ディーゼルエンジン２００の回転により発生するフライウェイトの遠心力を利用し、回転数の上昇に応じた最適な噴射時期となるようにカムシャフトの位相を制御する。タイマ７０は、機械式のタイマであってもよく、電子タイマであってもよい。タイマ７０は、ディーゼルエンジン２００側の駆動軸と燃料噴射ポンプ１のカムシャフトとの間に介在し、カムシャフトの回転に伴って回転する。
【００１９】
＜燃料噴射ポンプ＞
次に、本実施形態に係る燃料噴射ポンプ１の構成を説明する。図２は、燃料噴射ポンプ１におけるタイマ７０の周辺を示す説明図であり、図１の一点鎖線で囲んだ領域Ｘを拡大して示す部分断面図である。また、図３は、図２に示したタイマ７０を図２の右側から軸方向に見た図であり、カムシャフト１７及びタイマ７０の回転方向が示されている。
【００２０】
燃料噴射ポンプ１のポンプハウジング１１の側壁には、カム室１５に通じる挿通孔１３が設けられている。挿通孔１３には、内周部に軸受部材２１を保持するベアリングカバー２２がボルト等により固定されている。ベアリングカバー２２は、図示しないシールリングによりポンプハウジング１１に油密に取り付けられている。軸受部材２１は、カムシャフト１７を回転可能に支持している。カムシャフト１７は、ポンプハウジング１１の外部からベアリングカバー２２を介してカム室１５に導入されている。カム室１５には潤滑油が貯留されており、カムシャフト１７に設けられたカムの下部は、潤滑油に浸漬されている。
【００２１】
ベアリングカバー２２には、シール部材としてのオイルシール２３が圧入されている。オイルシール２３は、軸受部材２１よりも外側の位置で、カムシャフト１７の外周面に摺接可能にベアリングカバー２２に嵌め込まれている。カムシャフト１７の軸方向端部は、噴射時期を制御するタイマ７０に接続されている。タイマ７０は、図示しないディーゼルエンジン側の駆動軸に連結されるカップリング８０を備えている。ディーゼルエンジンの回転は、カップリング８０及びタイマ７０を介して、燃料噴射ポンプ１のカムシャフト１７に伝達される。タイマ７０は、ディーゼルエンジンの回転速度に応じてカムシャフト１７を進角又は遅角制御する。
【００２２】
タイマ７０の外面には、複数のフィン７３が備えられている。図２に示した例では、８個のフィン７３が、タイマハウジング７１の外周面に４５°等間隔に設けられている。各フィン７３は、タイマハウジング７１の外周面から径方向外側に向かって立設している。各フィン７３における、タイマ７０の回転方向側を向く面７３ａは、オイルシール２３側（図２の左側）の端部から反対側の端部に向けて、タイマ７０の回転方向とは逆方向に傾斜している。図２に示したフィン７３は、タイマ７０の回転方向とは逆方向に向かって凸をなすように湾曲状に形成されている。
【００２３】
このため、ディーゼルエンジンの駆動時にカムシャフト１７及びタイマ７０が回転すると、複数のフィン７３により気流が発生する。この気流は、オイルシール２３が配置されたポンプハウジング１１側から図示しないディーゼルエンジン側の駆動軸の方向へと、つまり、図２の左から右へと流れる（図２中の矢印を参照。）。このため、機関室内に入り込むダストや粉塵等が、タイマ７０とポンプハウジング１１との間に入り込みにくくなり、当該領域に粉塵等が堆積することを抑制することができる。その結果、オイルシール２３のシール面に粉塵等が噛み込むことを抑制することができ、オイルシール２３の異常摩耗やシール面の損傷を低減することができる。
【００２４】
各フィン７３は、例えば、金属や樹脂等により成形されて、タイマハウジング７１に接合されていてもよい。また、タイマハウジング７１における各フィン７３の取付位置あるいは長さは、特に限定されない。ただし、ポンプハウジング１１とタイマ７０との間に粉塵等が入り込むことを抑制するには、タイマハウジング７１の外周面のうちのポンプハウジング１１に近い位置にフィン７３を設けることが好ましい。フィン７３がポンプハウジング１１に近いほど、発生する気流に粉塵等を載せて、ポンプハウジング１１とタイマ７０との間への侵入を抑制する効果が高められるからである。
【００２５】
また、設けられるフィン７３の数は特に限定されるものではなく、適切に気流を発生させることができるように適宜の数のフィン７３が設けられてよい。ただし、フィン７３の数が多すぎたり、フィン７３の大きさが大きすぎたりすると、タイマ７０の回転に対する抵抗が大きくなることから、この点を考慮して数を選択することが好ましい。また、複数のフィン７３を設ける場合には、周方向に等間隔でフィン７３を設けることが好ましい。複数のフィン７３が等間隔で配置されていない場合、タイマ７０の回転により振動が発生したり、進角又は遅角量が変化したりするおそれがあるからである。
【００２６】
（変形例）
次に、本実施形態に係る燃料噴射ポンプ１の変形例を説明する。図４は、変形例に係る燃料噴射ポンプ１におけるタイマ７０の周辺を示す説明図であり、図１の一点鎖線で囲んだ領域Ｘを拡大して示す部分断面図である。また、図５は、図４に示したタイマ７０を図４の左側から軸方向に見た図であり、カムシャフト１７及びタイマ７０の回転方向が示されている。
【００２７】
タイマ７０の外面には、複数のフィン９３が備えられている。図４に示した例では、ポンプハウジング１１側、つまり、オイルシール２３側を向くタイマハウジング７１の一面に、４個のフィン９３が９０°等間隔に設けられたフィンプレート９０が取り付けられている。フィンプレート９０の中央には、カムシャフト１７を挿通可能な挿通孔９１が設けられている。各フィン９３は、ポンプハウジング１１側に向かって立設している。各フィン９３における、タイマ７０の回転方向側を向く面９３ａは、タイマ７０の回転軸線側の端部から反対側の端部に向けて、つまり、径方向内側から外側に向けて、タイマ７０の回転方向とは逆方向に傾斜している。
【００２８】
このため、ディーゼルエンジンの駆動時にカムシャフト１７及びタイマ７０が回転すると、複数のフィン９３により気流が発生する。この気流は、ポンプハウジング１１とタイマ７０との間の領域において、カムシャフト１７及びタイマ７０の回転軸線中心から外側の方向へと流れる（図５の矢印を参照。）。このため、機関室内に入り込むダストや粉塵等が、タイマ７０とポンプハウジング１１との間に入り込みにくくなり、当該領域に粉塵等が堆積することを抑制することができる。その結果、オイルシール２３のシール面に粉塵等が噛み込むことを抑制することができ、オイルシール２３の異常摩耗やシール面の損傷を低減することができる。
【００２９】
図４及び５に示したフィン９３は、フィンプレート９０を切り出して折り曲げることによって形成されており、直線状の平板となっている。なお、各フィン９３は、例えば、金属や樹脂等により成形されて、フィンプレート９０に接合されていてもよい。また、タイマ７０における各フィン９３の長さは、特に限定されない。ただし、ポンプハウジング１１とタイマ７０との間に粉塵等が入り込むことを抑制するには、フィン９３の長さを、フィンプレート９０の径方向に沿って比較的長くすることが好ましい。これにより、発生する気流に粉塵等を載せて、ポンプハウジング１１とタイマ７０との間から外部へ粉塵等を排出する効果が高められるからである。
【００３０】
また、設けられるフィン９３の数は特に限定されるものではなく、適切に気流を発生させることができるように適宜の数のフィン９３が設けられてよい。ただし、フィン９３の数が多すぎたり、フィン９３の大きさが大きすぎたりすると、タイマ７０の回転に対する抵抗が大きくなることから、この点を考慮して数を選択することが好ましい。また、複数のフィン９３を設ける場合には、周方向に等間隔でフィン９３を設けることが好ましい。複数のフィン９３が等間隔で配置されていない場合、タイマ７０の回転により振動が発生したり、進角又は遅角量が変化したりするおそれがあるからである。
【００３１】
以上説明したように、本実施形態に係る燃料噴射ポンプ１は、カムシャフト１７の軸方向端部に接続されたタイマ７０の外面にフィン７３，９３を備えている。このため、内燃機関の駆動時に回転するタイマ７０の回転力によって気流を発生させて、ポンプハウジング１１とタイマ７０との間にダストや粉塵が入り込むことを抑制することができる。したがって、オイルシール２３のシール面に粉塵等が噛み込むことによるシール面の異常摩耗やオイルシール２３の損傷を抑制することができる。
【００３２】
また、本実施形態に係る燃料噴射ポンプ１は、タイマ７０の外面にフィン７３又はフィンプレート９０を取り付けることにより気流を発生させることができる。このため、構成が複雑化することがなく、また、電子的な制御を要することなく、比較的簡易な構成で粉塵等をポンプハウジング１１とタイマ７０との間に入り込みにくくすることができる。
【００３３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００３４】
１・・・燃料噴射ポンプ、２・・・ポンプエレメント、１１・・・ポンプハウジング、１７・・・カムシャフト、２１・・・軸受部材、２２・・・ベアリングカバー、２３・・・オイルシール（シール部材）、７０・・・タイマ、７１・・・タイマハウジング、７３・・・フィン、９０・・・フィンプレート、９３・・・フィン
【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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