(57)【要約】【課題】サプライポンプに互換性を備えて異なる機種のエンジンにも適用可能とする。【解決手段】エンジンのクランク軸に連動連結したカム軸４０の回転によりプランジャ３３を往復動させて、加圧室８でフィードポンプ９から圧送される燃料の吸入を行い、その燃料を加圧して蓄圧室２に圧送するサプライポンプ３を備えたエンジンの燃料噴射装置において、該サプライポンプ３をエンジン本体３０に対して別体として取り付け、該サプライポンプ３のエンジン本体３０と反対側にフィードポンプ９を取り付けて、該サプライポンプ３とフィードポンプ９とを一体的に構成し、前記カム軸４０の回転により両ポンプ３・１６を駆動するようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのクランク軸に連動連結したカム軸の回転によりプランジャを往復動させて、加圧室でフィードポンプから圧送される燃料の吸入を行い、その燃料を加圧して蓄圧室に圧送するサプライポンプを備えたエンジンの燃料噴射装置において、
前記サプライポンプをエンジン本体に対して別体として取り付け、該サプライポンプのエンジン本体と反対側にフィードポンプを取り付けて、該サプライポンプとフィードポンプとを一体的に構成し、前記カム軸の回転により両ポンプを駆動するようにしたことを特徴とするエンジンの燃料噴射装置。
【請求項２】
前記サプライポンプに、前記フィードポンプから圧送される燃料の加圧室への吸入量を調整する吸入量制御弁を内蔵したことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの燃料噴射装置。
【請求項３】
前記サプライポンプに、前記フィードポンプから加圧室へ燃料を圧送するための燃料通路を内蔵し、該燃料通路に前記吸入量制御弁を配設したことを特徴とする請求項２に記載のエンジンの燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのクランク軸に連動連結したカム軸の回転によりプランジャを往復動させて、加圧室で燃料の吸入と圧送とを行うサプライポンプを備えたエンジンの燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数のインジェクタと、高圧化した燃料を蓄えて各インジェクタに供給可能とする蓄圧室と、燃料を加圧して蓄圧室へ圧送するサプライポンプとを備えてなるエンジンの燃料噴射装置は公知となっている。このような燃料噴射装置においては、サプライポンプはカム軸の回転によりプランジャを往復動させて、加圧室で燃料の吸入と圧送とを行うように構成されていた（例えば、特許文献１参照。）。そして、燃料タンクとフィードポンプを介して連通する燃料通路に吸入量制御弁が設けられ、該吸入量制御弁はフィードポンプからサプライポンプの加圧室へ圧送される燃料を制御するようになっていた。
【特許文献１】特開平７−３３２１８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来の燃料噴射装置においては、サプライポンプがエンジン本体に一体構成とされていたため、互換性がなく、サプライポンプを異なる機種のエンジンに取り付けることができない場合があった。また、サプライポンプは、エンジン本体にフィードポンプと別々に設けて配管で接続する構成とすることもあり、この場合には組み立て工数が多くなり、十分な組み立て性を得られていなかった。さらに、配管の破損や接続不良により燃料をサプライポンプに吸入できないという不具合や、配管や吸入量制御弁をサプライポンプの外側に設けるため、燃料噴射装置を小型化できないという問題が生じることもあった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００５】
即ち、請求項１においては、エンジンのクランク軸に連動連結したカム軸の回転によりプランジャを往復動させて、加圧室でフィードポンプから圧送される燃料の吸入を行い、その燃料を加圧して蓄圧室に圧送するサプライポンプを備えたエンジンの燃料噴射装置において、前記サプライポンプをエンジン本体に対して別体として取り付け、該サプライポンプのエンジン本体と反対側にフィードポンプを取り付けて、該サプライポンプとフィードポンプとを一体的に構成し、前記カム軸の回転により両ポンプを駆動するようにしたものである。
【０００６】
請求項２においては、前記サプライポンプに、前記フィードポンプから圧送される燃料の加圧室への吸入量を調整する吸入量制御弁を内蔵したものである。
【０００７】
請求項３においては、前記サプライポンプに、前記フィードポンプから加圧室へ燃料を圧送するための燃料通路を内蔵し、該燃料通路に前記吸入量制御弁を配設したものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【０００９】
請求項１においては、前記サプライポンプとフィードポンプとを一つのユニットとして扱うことが可能となり、組み立て工数を減少させて、燃料噴射装置の組み立て性を向上させることができる。また、互換性を備えて、サプライポンプを異なる機種のエンジンにも適用可能とすることができる。
【００１０】
請求項２においては、前記吸入量制御弁をサプライポンプの外側に取り付けたものに比べて、燃料噴射装置を小型化することができる。
【００１１】
請求項３においては、前記サプライポンプとフィードポンプとを接続する配管が不要となり、燃料噴射装置を小型化することができ、またその組み立て性を向上させることができる。さらに、配管の損傷や接続不良による、燃料をサプライポンプに吸入できないという不具合をなくすことができるため、燃料噴射装置の信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
図１は本発明の一実施例に係る燃料噴射装置の全体構成を示す図、図２はサプライポンプの正面断面図、図３は図２におけるＡ−Ａ矢視断面図、図４は図２におけるＢ−Ｂ矢視断面図、図５は図２におけるＣ−Ｃ矢視断面図、図６は図２におけるＤ−Ｄ矢視断面図、図７は図２におけるＥ−Ｅ矢視断面図である。
【００１４】
まず、本発明の一実施例に係るエンジンの燃料噴射装置について説明する。
【００１５】
図１に示すように、燃料噴射装置は、複数のインジェクタ１・１・１・１や、高圧化した燃料を蓄えて各インジェクタ１・１・１・１に供給可能とする蓄圧室２や、燃料を加圧して蓄圧室２へ圧送するサプライポンプ３や、燃料タンク１０からサプライポンプ３に燃料を圧送するフィードポンプ９などから構成されている。サプライポンプ３はプランジャ３３を備え、クランク軸にギヤなどを介して連動して駆動されるカム４１の回転によりタペット３６を介して該プランジャ３３を往復動させることで、加圧室８に燃料を吸入して加圧し、高圧化した燃料を蓄圧室２へ圧送することができるようになっている。
【００１６】
前記サプライポンプ３の加圧室８と燃料タンク１０との間には吸入側燃料通路１１が形成され、該吸入側燃料通路１１にはフィードポンプ９と吸入量制御弁１２と逆止弁１３とが配置されて、燃料タンク１０からフィードポンプ９により汲み上げられた燃料が吸入量制御弁１２と逆止弁１３とを介して加圧室８へ吸入可能とされている。そして、加圧室８と蓄圧室２とは吐出側燃料通路１５にて接続されて、該吐出側燃料通路１５を通じて高圧化された燃料が加圧室８から蓄圧室２へ逆止弁１６を介して圧送可能とされている。
【００１７】
前記吸入側燃料通路１１におけるフィードポンプ９の吐出側と吸入側との間にはバイパス通路１８が設けられ、該バイパス通路１８に調圧弁１９が配設されて、該調圧弁１９によりサプライポンプ３の加圧室８に吸入される燃料の圧力を調整することができるようになっている。また、吸入側燃料通路１１には、温度センサ２０が設けられ、該温度センサ２０により燃料の温度を測定できるようになっている。
【００１８】
前記吸入側燃料通路１１のフィードポンプ９の吐出側には吸入量制御弁１２が設けられ、該吸入量制御弁１２によりサプライポンプ３の加圧室８に吸入される燃料の吸入量を調整することができるようになっている。そして、吸入側燃料通路１１の吸入量制御弁１２と加圧室８との間に逆止弁１３が設けられ、該吸入側逆止弁１３によりフィードポンプ９にて加圧室８へ圧送される燃料の逆流が防止されるようになっている。
【００１９】
前記吐出側燃料通路１５の加圧室８と蓄圧室２との間には逆止弁１６が設けられ、該吐出側逆止弁１６によりサプライポンプ３にて蓄圧室２へ圧送される、加圧室８で加圧した燃料の逆流が防止されるようになっている。そして、蓄圧室２に複数のインジェクタ１・１・１・１が接続されて、該蓄圧室２から各インジェクタ１に高圧化した燃料が供給され、各インジェクタ１にて燃料噴射が行われるようになっている。
【００２０】
また、前記蓄圧室２では当該蓄圧室２の燃料圧力を制御する圧力制御弁２２が設けられ、これを開くことで燃料が蓄圧室２から燃料逃がし通路２３を通じて燃料タンク１０に逃がされて、蓄圧室２の燃料圧力が設定圧力に制御されるようになっている。蓄圧室２では更に当該蓄圧室２の燃料圧力を検出するための圧力センサ２４が設けられ、圧力制御弁２２とともにコントローラ２５に接続されている。そして、コントローラ２５が圧力センサ２４による燃料圧力の検出値に基づいて圧力制御弁２２の開閉制御を行って、燃料の逃がし量を調整することで、該蓄圧室２の燃料圧力を設定圧力に保持するように構成されている。
【００２１】
そして本実施例では、前述のように圧力制御弁２２から逃がす燃料の逃がし量を調整することにより蓄圧室２の燃料圧力を制御するとともに、その逃がした燃料で前記吸入量制御弁１２を制御して、サプライポンプ３の加圧室８への燃料の吸入量を調整することができるように構成されている。なお、吸入量制御弁は電磁弁で構成し、本実施例のように圧力制御弁２２ではなく、前記コントローラ２５で制御するようにすることもできる。
【００２２】
前記吸入量制御弁１２は、具体的には図７にも示すように、蓄圧室２から圧力制御弁２２により逃がされた燃料を燃料逃がし通路２３を通じて制御室１２ａに導入して、その燃料の圧力をピストン２８の背圧とし、これでスプリング２７のバネ力に抗してピストン２８を燃料出口１２ｃを一部だけもしくは完全に閉じる方向に移動させて、燃料入口１２ｄから供給室１２ｂに流入した燃料を燃料出口１２ｃから流出させる量を調整することができるように構成されている。つまり、吸入量制御弁１２を流れる燃料の流量を調整することができるようになっている。こうして圧力制御弁２２を制御することによって、吸入量制御弁１２を制御して加圧室８への燃料の吸入量が調整可能とされ、これにより蓄圧室２の燃料圧力を制御することができるようになっている。
【００２３】
次に、前記燃料噴射装置に備えたサプライポンプ３の具体的な構成について説明する。
【００２４】
図２、図３に示すように、サプライポンプ３は、エンジン本体３０と別体として構成され、エンジン本体３０に着脱可能に取り付けられる。サプライポンプ３においては、サプライポンプ本体３１の上部にプランジャバレル３２・３２が挿嵌され、各プランジャバレル３２内にプランジャ３３が上下方向に往復動可能に設けられている。各プランジャバレル３２の下方にはスプリング受け３４が配置され、該スプリング受け３４にプランジャバレル３２から突出するプランジャ３３の下端部が係合されている。そして、プランジャバレル３２の下端部とスプリング受け３４との間にスプリング３５がプランジャ３３の軸心方向に伸縮するように介装されて、該スプリング３５の付勢力によりプランジャ３３が下方へ付勢されている。
【００２５】
前記プランジャバレル３２の下方には、タペット３６がプランジャ３３と同一軸心上に配置されて、該プランジャ３３の下方でサプライポンプ本体３１に上下に往復動可能に設けられている。タペット３６は、筒形状のタペットガイド３６ａとタペットローラ３６ｂとからなり、タペットガイド３６ａ内の下部にタペットローラ３６ｂを一部が下方へ突出するように回転自在に支持して構成されている。そして、タペットガイド３６ａ内の上部に前記スプリング受け３４が嵌設されて、タペット３６がプランジャ３３とともにスプリング３５の付勢力により下方へ付勢されて、タペットローラ３６ｂでその下方に配置されたカム軸４０上のカム４１と圧接可能とされている。
【００２６】
前記カム軸４０は、サプライポンプ本体３１の下部にプランジャ３３の軸心方向と直交する方向に配置されて、回転自在に支持されている。カム軸４０の一端はエンジン本体３０に突入されて、そこに固設した駆動ギヤや当該駆動ギヤに噛合するギヤなどのその他の動力伝達機構を介して、エンジン本体３０に備えられたクランク軸と連動連結されている。これにより、クランク軸からカム軸４０に動力が伝達されて、該カム軸４０が回転可能とされている。そして、カム軸４０の各タペット３６に対向する位置にカム４１がそれぞれ互いに適切な位相差をもって並列に配置され、クランク軸からカム軸４０に動力が伝達されると、該カム軸４０と一体回転するように構成されている。
【００２７】
また、前記プランジャバレル３２内の上部には、前記吸入側逆止弁１３、前記吐出側逆止弁１６、継手４３がプランジャ３３側から上方に向かって順に設けられている。これらの吸入側逆止弁１３、前記吐出側逆止弁１６、継手４３は、プランジャ３３の上方でこれと同一軸心上に配置され、該プランジャ３３と吸入側逆止弁１３との間に形成された加圧室８に前記フィードポンプ９から吸入側燃料通路１１を通じて圧送される燃料を吸入側逆止弁１３を介して吸入し、該加圧室８でプランジャ３３にて加圧された燃料を吐出側逆止弁１６を介して継手４３から吐出側燃料通路１５を通じて蓄圧室２に圧送できるように構成されている。
【００２８】
こうして、前記カム軸４０の回転にともなって各カム４１が回転することによって、各プランジャ３３が適宜プランジャバレル３２内を上下方向に往復動して、各プランジャ３３による加圧室８への燃料の吸入と、加圧室８からの燃料の圧送とが交互に行われるようになっている。すなわち、プランジャ３３がスプリング３５の付勢力により付勢されて最上位置から下方へ移動を開始することで燃料の吸入行程となり、燃料タンク１０からフィードポンプ９にて吸入側燃料通路１１を通じて圧送される燃料が、加圧室８に吸入側逆止弁１３を介して吸入されるようになっている。一方、プランジャ３３がカム４１に押し上げられることによりスプリング３５の付勢力に抗して最下位置から上方に移動を開始することで圧送行程となり、加圧室８の燃料が吐出側逆止弁１６を介して継手４３から蓄圧室２に圧送されるようになっている。
【００２９】
また、前記サプライポンプ３では、そのエンジン本体３０と反対側にフィードポンプ９が一体的に着脱可能に取り付けられている。フィードポンプ９は、フィードポンプ本体４５の一側面をサプライポンプ本体３１のエンジン本体３０と反対側面に接して固定することで、サプライポンプ３と一つのユニットとして構成されている。フィードポンプ本体４５には、ポンプ駆動軸４６がサプライポンプ本体３１のカム軸４０と同一軸心上に配置されて、回転自在に支持されている。そして、ポンプ駆動軸４６の一端がカム軸４０にカップリング等を介して連動連結されて、該ポンプ駆動軸４６とカム軸４０とが一体回転可能とされている。こうして、カム軸４０の回転にともなうポンプ駆動軸４６の回転によりフィードポンプ９が駆動され、燃料を燃料タンク１０から汲み上げ、サプライポンプ３に吸入側燃料通路１１を通じて圧送することができるようになっている。なお、本実施例のフィードポンプはトロコイドポンプまたはギヤポンプまたはベーンポンプ等が使用されるが限定するものではない。
【００３０】
つづいて、サプライポンプとフィードポンプとを用いて燃料タンク１０から蓄圧室２に燃料を圧送するための燃料通路について説明する。
【００３１】
前記サプライポンプ３と燃料タンク１０とを連通する吸入側燃料通路１１は、燃料タンク１０とフィードポンプ９とを接続する配管４８と、サプライポンプ本体３１およびフィードポンプ本体４５に形成される複数の連通孔１１ａ〜１１ｋとで構成される。サプライポンプ本体３１およびフィードポンプ本体４５においては、たとえば図２乃至図７に示すように、サプライポンプ本体３１に設けられた継手４９に燃料タンク１０から延設される配管４８の一端が接続されて、該配管４８がサプライポンプ本体３１のフィードポンプ本体４５側上部に形成された第一連通孔１１ａ（図４）と連通される。第一連通孔１１ａは継手４９から下方へ延設されて、フィードポンプ本体４５のサプライポンプ本体３１側部に形成された第二連通孔１１ｂ（図５）に連通される。
【００３２】
前記第二連通孔１１ｂはその途中に前述のようにバイパス通路１８と調圧弁１９とを備え、第一連通孔１１ａとの連通部から下方へ延設されて、フィードポンプ本体４５に形成されたフィードポンプ９の吸入口４５ａに接続される。そして、フィードポンプ９の吐出口４５ｂに、フィードポンプ本体４５のサプライポンプ本体３１側部に形成された第三連通孔１１ｃが連通される。第三連通孔１１ｃは吐出口４５ｂとの連通部から第二連通孔１１ｂと略平行に上方へ延設され、フィードポンプ本体４５上部に形成された第四連通孔１１ｄに連通される。第四連通孔１１ｄは第三連通孔１１ｃとの連通部から横一側に延設され、フィードポンプ本体４５に形成された第五連通孔１１ｅと連通される。
【００３３】
前記第五連通孔は第四連通孔１１ｄとの連通部からサプライポンプ本体３１側へ延設され、該サプライポンプ本体３１のフィードポンプ本体４５側部に形成された第六連通孔１１ｆ（図２）と連通される。第六連通孔１１ｆは第五連通孔１１ｅよりも大径とされ、その連通部からエンジン本体３０側に延設されて、サプライポンプ本体３１上部に形成された第七連通孔１１ｇと連通される。第七連通孔１１ｇはその途中にサプライポンプ本体３１に内蔵した前記吸入量制御弁１２を備え、第六連通孔１１ｆとの連通部から一方のプランジャバレル３２側へ延設され、該プランジャバレル３２とサプライポンプ本体３１とで形成された第八連通孔１１ｈに連通される。
【００３４】
前記第八連通孔１１ｈはプランジャバレル３２の周囲に環状に設けられ、該プランジャバレル３２に形成された連通孔３２ａと前記吸入側逆止弁１３とを介してプランジャ３３上方の加圧室８に連通されるとともに、サプライポンプ本体３１の両プランジャバレル３２・３２の間に形成された第九連通孔１１ｊと連通される。第九連通孔１１ｊは第八連通孔１１ｈとの連通部から他方のプランジャバレル３２側へ延設され、該プランジャバレル３２とサプライポンプ本体３１とで形成された第十連通孔１１ｋに連通される。第十連通孔は、第八連通孔１１ｈと同様に、他方のプランジャバレル３２の周囲に環状に設けられ、該プランジャバレル３２に形成された連通孔３２ａと前記吸入側逆支弁１３とを介してプランジャ３３上方の加圧室８に連通される。
【００３５】
このように吸入側燃料通路１１が、サプライポンプ本体３１およびフィードポンプ本体４５において、第一乃至第十連通孔１１ａ〜１１ｋで構成される。そして吸入側燃料通路１１では、燃料が燃料タンク１０からフィードポンプ９により配管４８とサプライポンプ本体３１の第一連通孔１１ａおよびフィードポンプ本体４５の第二連通孔１１ｂを通じて汲み上げられ、該フィードポンプ本体４５の第三連通孔１１ｃ、第四連通孔１１ｄ、第五連通孔１１ｅ、サプライポンプ本体３１の第六連通孔１１ｆを通じて第七連通孔１１ｇの吸入量制御弁１２に至り、該吸入量制御弁１２でその流量を調整された後、第八連通孔１１ｈから一方のプランジャバレル３２側の加圧室８に吸入側逆止弁１３を介して圧送され、同時に第八連通孔１１ｈ、第九連通孔１１ｊを経て第十連通孔１１ｋから他方のプランジャバレル３２側の加圧室８に吸入側逆止弁１３を介して圧送されるようになっている。
【００３６】
一方、前記サプライポンプ３と蓄圧室２とを連通する吐出側燃料通路１５は、サプライポンプ３と蓄圧室２とを接続する配管５１（図５）で構成される。すなわち、サプライポンプ本体３１で各プランジャバレル３２に設けられた前記継手４３に蓄圧室２から延設される配管５１の一端が接続されて、該配管５１が継手４３と吐出側逆止弁１６を介して加圧室８と連通されて構成される。これにより吐出側燃料通路１５では、加圧室８でプランジャ３３により加圧された燃料が吐出側逆止弁１６を介して継手４３に至り、該継手４３から配管５１を通じて蓄圧室２に圧送されるようになっている。こうして、燃料通路が吸入側燃料通路１１と吐出側燃料通路１５とで構成され、該燃料通路を通じて燃料タンク１０の燃料がサプライポンプ３により加圧されて蓄圧室２に圧送可能とされている。
【００３７】
以上のように、エンジンのクランク軸に連動連結したカム軸４０の回転によりプランジャ３３を往復動させて、加圧室８でフィードポンプ９から圧送される燃料の吸入を行い、その燃料を加圧して蓄圧室２に圧送するサプライポンプ３を備えたエンジンの燃料噴射装置において、該サプライポンプ３をエンジン本体３０に対して別体として取り付け、該サプライポンプ３のエンジン本体３０と反対側にフィードポンプ９を取り付けて、該サプライポンプ３とフィードポンプ９とを一体的に構成し、該カム軸４０の回転により両ポンプ３・９を駆動するようにしたことにより、該サプライポンプ３とフィードポンプ９とを一つのユニットとして扱うことが可能となり、組み立て工数を減少させて、燃料噴射装置の組み立て性を向上させることができる。また、互換性を備えて、サプライポンプ３を異なる機種のエンジンにも適用可能とすることができる。
【００３８】
また、前記エンジンの燃料噴射装置において、前記サプライポンプ３に、前記フィードポンプ９から圧送される燃料の加圧室８への吸入量を調整する吸入量制御弁１２を内蔵したことにより、該吸入量制御弁１２をサプライポンプ３の外側に取り付けたものに比べて、燃料噴射装置を小型化することができる。
【００３９】
また、前記エンジンの燃料噴射装置において、前記サプライポンプ３に、前記フィードポンプ９から加圧室８へ燃料を圧送するための燃料通路、即ち複数の連通孔１１ａ〜１１ｋからなる吸入側燃料通路１１を内蔵し、該燃料通路１１に前記吸入量制御弁１２を配設したことにより、該サプライポンプ３とフィードポンプ９とを接続する配管が不要となり、燃料噴射装置を小型化することができ、またその組み立て性を向上させることができる。さらに、配管の損傷や接続不良による、燃料をサプライポンプ３に吸入できないという不具合をなくすことができるため、燃料噴射装置の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施例に係る燃料噴射装置の全体構成を示す図。
【図２】サプライポンプの正面断面図。
【図３】図２におけるＡ−Ａ矢視断面図。
【図４】図２におけるＢ−Ｂ矢視断面図。
【図５】図２におけるＣ−Ｃ矢視断面図。
【図６】図２におけるＤ−Ｄ矢視断面図。
【図７】図２におけるＥ−Ｅ矢視断面図。
【符号の説明】
【００４１】
２    蓄圧室
３    サプライポンプ
８    加圧室
９    フィードポンプ
１１    燃料通路
１２    吸入量制御弁
１５    燃料通路
３０    エンジン本体
３３    プランジャ
４０    カム軸
【図１】
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【図２】
2008045408.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008045408.tif 000006
【図５】
2008045408.tif 000007
【図６】
2008045408.tif 000008
【図７】
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