(57)【要約】【課題】破損などにより圧送側逆止弁５の閉止が不充分になっても、プランジャタペット３６とカムリング１５との摺動部の焼き付きを防止することができる燃料噴射装置１を提供することにある。【解決手段】燃料噴射装置１は、圧送側逆止弁５と噴射弁との間の燃料流路に、燃料の逆流を制限するフローリミッタ７を備える。これにより、圧送側逆止弁５が破損して充分に閉止されなくなっても、フローリミッタ７により高圧燃料の逆流が遮断される。この結果、加圧室３が常に高圧状態になることを阻止できるので、プランジャタペット３６とカムリング１５との摺動部の焼き付きを防止することができる。【選択図】図１
2005256625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに燃料を噴射して供給する燃料噴射装置において、
拡縮自在の加圧室が形成され、この加圧室に燃料を吸入するとともに吸入した燃料を下流の噴射弁へ圧送するポンプエレメントと、
このポンプエレメントと前記噴射弁との間の燃料流路に取り付けられて、燃料の逆流を防止する圧送側逆止弁と、
この圧送側逆止弁と前記噴射弁との間の前記燃料流路に取り付けられて、燃料の逆流を制限するフローリミッタとを備え、
このフローリミッタは、
弁体により開閉される上流側ポート、およびこの上流側ポートよりも開口面積が小さい下流側ポートを有し、
前記加圧室に燃料が吸入されているときに、前記下流側ポートにより燃料の逆流を阻害するとともに、前記弁体を背圧により上流側へ変位させて前記上流側ポートを閉止すること
を特徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料噴射装置において、
前記圧送側逆止弁と前記噴射弁との間の前記燃料流路に取り付けられ、前記ポンプエレメントから圧送された燃料を蓄圧するコモンレールを備え、
前記フローリミッタは、前記圧送側逆止弁と前記コモンレールとの間の前記燃料流路に取り付けられていることを特徴とする燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンに燃料を噴射して供給する燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
〔従来の技術〕
従来より、燃料噴射装置１００は、図３（ａ）に示すように、拡縮自在の第１、第２加圧室１０１、１０２が形成され、この第１、第２加圧室１０１、１０２に燃料を吸入するとともに吸入した燃料を下流の噴射弁へ圧送するポンプエレメント１０３と、ポンプエレメント１０３と噴射弁との間の燃料流路に取り付けられて、燃料の逆流を防止する第１、第２圧送側逆止弁１０４、１０５とを備えている。
【０００３】
ポンプエレメント１０３は、エンジンにより駆動されるカム機構１０６と、第１、第２加圧室１０１、１０２が形成されるとともに、カム機構１０６により作動して第１、第２加圧室１０１、１０２の燃料を圧送する第１、第２加圧部１０７、１０８とを有する。カム機構１０６は、エンジンにより回転駆動される回転軸１０９、回転軸１０９に偏心して組みつけられた円柱状のカム１１０、カム１１０を摺動自在に収容するカムリング１１１を具備する。第１、第２加圧部１０７、１０８は、第１、第２シリンダ１１２、１１３に摺動自在に収容され、カム機構１０６により反回転軸方向に駆動される第１、第２プランジャ１１４、１１５と、第１、第２プランジャ１１４、１１５を回転軸方向へ付勢するスプリング等の第１、第２付勢手段１１６、１１７とを具備する。なお、第１、第２加圧室１０１、１０２は、第１、第２シリンダ１１２、１１３の内周面や、第１、第２プランジャ１１４、１１５の反回転軸側端面などにより形成されている。また、第１、第２加圧部１０７、１０８は、回転軸１０９を中心として１８０°間隔ごとに配置されている。
【０００４】
そして、回転軸１０９がエンジンにより回転駆動され、カム１１０が回転軸１０９の軸心を中心として公転すると、第１、第２プランジャ１１４、１１５が第１、第２シリンダ１１２、１１３内を往復動する。これにより、回転軸１０９が１回転する間に、第１、第２プランジャ１１４、１１５は第１、第２シリンダ１１２、１１３内を１往復する。この間、第１、第２プランジャ１１４、１１５の回転軸側先端に設けられた第１、第２プランジャタペット１１８、１１９は、カムリング１１１の外周に形成された摺動面を摺動する。
【０００５】
次に、第１、第２加圧部１０７、１０８の作動による燃料の圧送と吸入とを、図３を用いて説明する（なお、以後の説明では、第１加圧部１０７の作動を説明するが、第２加圧部１０８の作動も第１加圧部１０７と同様である）。ここで、図３（ｂ）のリフト量とは、第１プランジャ１１４が第１シリンダ１１２内を往復動するときの基準位置からの変位量である。まず、リフト量が最小の状態（図３（ａ）に示された第２プランジャ１１５と同様の状態）になると、第１加圧室１０１への燃料の吸入が終わって第１吸入側逆止弁１２０が閉じられる。同時に、第１圧送側逆止弁１０４が開かれて第１加圧室１０１からの燃料の圧送が始まる。なお、このとき第１加圧室１０１の容積は最大になっている。そして、リフト量が最小の状態から最大の状態になるまでの間（図３（ｂ）の区間Ｂ１）、第１加圧室１０１の燃料圧力は高圧状態で推移し、高圧の燃料が第１加圧室１０１から圧送される。
【０００６】
そして、リフト量が最大の状態（図３（ａ）に示された第１プランジャ１１４の状態）になると、第１加圧室１０１からの高圧燃料の圧送が終わって第１圧送側逆止弁１０４が閉じられる。同時に、第１吸入側逆止弁１２０が開かれて第１加圧室１０１への燃料の吸入が始まる。なお、このとき第１加圧室１０１の容積は最小になっている。そして、リフト量が最大の状態から最小の状態になるまでの間（図３（ｂ）の区間Ｂ２）、第１加圧室１０１の燃料圧力は低圧状態で推移し、低圧の燃料が第１加圧室１０１に吸入される。なお、第１加圧室１０１への低圧燃料の供給は、回転軸１０９により回転駆動される周知の低圧ポンプにより行われる。
【０００７】
〔従来技術の不具合〕
しかし、図４（ａ）に示すように、例えば、第２圧送側逆止弁１０５が、異物の噛み込みにより破損して閉止を充分に行えなくなると、第２加圧室１０２への低圧燃料の吸入時に上流の高圧燃料が第２加圧室１０２へ流れ込む。これにより、図４（ｂ）に示すように、第２加圧室１０２の燃料圧力は、リフト量が増加する区間Ｃ１でも、リフト量が減少する区間Ｃ２でも高圧状態になる。このため、第２吸入側逆止弁１２１が開かなくなり、燃料の吸入が充分に行われなくなる。また、第２プランジャタペット１１９とカムリング１１１とが、常時、高圧状態で摺動するようになるため、第２プランジャタペット１１９の摺動面とカムリング１１１の摺動面との間である摺動部に潤滑油が流入しにくくなり、焼き付きが発生する虞がある。
【０００８】
なお、ポンプエレメント１０３における焼き付き防止対策として、ポンプエレメント１０３からの燃料の圧送量が多いとき、すなわち回転軸１０９が高回転のときに潤滑油の供給量を増加させる技術がある。しかし、潤滑油は、通常、低圧ポンプにより供給されるため、例えば、第２圧送側逆止弁１０５の破損などにより第２加圧室１０２が、常時、高圧になった場合には、潤滑油の供給量が増えても摺動部への潤滑油の流入状態は改善されず、焼き付きが生じてしまう（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３２２９６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、破損などにより圧送側逆止弁の閉止が不充分になっても、プランジャタペットとカムリングとの摺動部の焼き付きを防止することができる燃料噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
〔請求項１の手段〕
請求項１の手段によると、燃料噴射装置は、圧送側逆止弁と噴射弁との間の燃料流路に、燃料の逆流を制限するフローリミッタを備える。そして、フローリミッタは、弁体により開閉される上流側ポート、およびこの上流側ポートよりも開口面積が小さい下流側ポートを有し、加圧室に燃料が吸入されているときに、下流側ポートにより燃料の逆流を阻害するとともに、弁体を背圧により上流側へ変位させて上流側ポートを閉止する。
これにより、圧送側逆止弁が破損して充分に閉止されなくなっても、フローリミッタにより高圧燃料の逆流が遮断される。この結果、加圧室が常に高圧状態になることを阻止できるので、プランジャタペットとカムリングとの摺動部の焼き付きを防止することができる。
【００１１】
〔請求項２の手段〕
請求項２の手段によると、燃料噴射装置は、圧送側逆止弁と噴射弁との間の燃料流路に取り付けられ、ポンプエレメントから圧送された燃料を蓄圧するコモンレールを備え、フローリミッタは、圧送側逆止弁とコモンレールとの間の燃料流路に取り付けられている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
最良の形態の燃料噴射装置は、拡縮自在の加圧室が形成され、加圧室に燃料を吸入するとともに吸入した燃料を下流の噴射弁へ圧送するポンプエレメントと、ポンプエレメントと噴射弁との間の燃料流路に取り付けられて、燃料の逆流を防止する圧送側逆止弁と、圧送側逆止弁と噴射弁との間の燃料流路に取り付けられて、ポンプエレメントから圧送された燃料を蓄圧するコモンレールと、圧送側逆止弁とコモンレールとの間の燃料流路に取り付けられて、燃料の逆流を制限するフローリミッタとを備える。そして、フローリミッタは、弁体により開閉される上流側ポート、および上流側ポートよりも開口面積が小さい下流側ポートを有し、加圧室に燃料が吸入されているときに、下流側ポートにより燃料の逆流を阻害するとともに、弁体を背圧により上流側へ変位させて上流側ポートを閉止する。
【実施例１】
【００１３】
〔実施例１の構成〕
実施例１の燃料噴射装置１の構成を、図１および図２に基づいて説明する。燃料噴射装置１は、図１（ａ）に示すように、例えば、燃料を高圧状態で蓄圧するコモンレール２を介してディーゼルエンジン（図示せず、以下、エンジンと呼ぶ）に高圧燃料を供給する蓄圧式燃料噴射装置に用いられている。
【００１４】
燃料噴射装置１は、図１（ａ）に示すように、拡縮自在の複数の加圧室３が形成され、加圧室３に燃料を吸入するとともに吸入した燃料を下流の噴射弁（図示せず）へ圧送するポンプエレメント４と、ポンプエレメント４と噴射弁との間の燃料流路に取り付けられて、燃料の逆流を防止する圧送側逆止弁５と、ポンプエレメント４よりも上流の燃料流路に取り付けられて、加圧室３から上流へ燃料の逆流を防止する吸入側逆止弁６と、圧送側逆止弁５と噴射弁との間の燃料流路に取り付けられて、ポンプエレメント４から圧送された燃料を蓄圧するコモンレール２と、圧送側逆止弁５とコモンレール２との間の燃料流路に取り付けられて、燃料の逆流を制限するフローリミッタ７とを備える。
【００１５】
ポンプエレメント４は、エンジンにより駆動されるカム機構１１と、加圧室３が形成され、カム機構１１により作動して加圧室３へ燃料を吸入するとともに吸入した燃料を圧送する複数の加圧部１２とを有する。カム機構１１は、エンジンにより回転駆動される回転軸１３、回転軸１３に偏心して組みつけられた円柱状のカム１４、カム１４を摺動自在に収容するカムリング１５を具備する。加圧部１２は、シリンダ１６に摺動自在に収容され、カム機構１１により反回転軸方向に駆動されるプランジャ１７と、プランジャ１７を回転軸方向へ付勢するスプリング２１とを具備する。なお、加圧室３は、シリンダ１６の内周面や、プランジャ１７の反回転軸側端面などにより形成されている。また、回転軸１３は、軸受２２により回転自在に支持されている。また、複数の加圧部１２は、回転軸１３を中心として等角度間隔ごと（例えば、１８０°または１２０°間隔ごと）に配置されている。なお、複数の加圧部１２から伸びる燃料流路は、１つに合流してコモンレール２に接続されている。
【００１６】
圧送側逆止弁５は、ボール状の弁部材２３と、弁部材２３が着座することができる弁座が形成された弁座部材２４と、弁部材２３を弁座部材２４の方に付勢するスプリング２５とを有している。また、吸入側逆止弁６も、圧送側逆止弁５と同様に、弁部材２６、弁座部材２７およびスプリング２８を有している。なお、１つの加圧部１２に対し、１つの圧送側逆止弁５および１つの吸入側逆止弁６が備えられている。
【００１７】
フローリミッタ７は、図２に示すように上流側ポート３１を具備する弁ボディ３２と、上流側ポート３１よりも開口面積が小さい下流側ポート３３を具備し、上流側ポート３１を開閉する弁体３４と、上流側ポート３１を開く方向に弁体３４を付勢するスプリング３５とを有する。なお、１つの加圧部１２に対し、１つのフローリミッタ７が備えられている。各々のフローリミッタ７は、各加圧部１２から伸びる燃料流路が１つに合流する前の燃料流路に取り付けられている。
【００１８】
〔実施例１の作用〕
実施例１の燃料噴射装置１の作用を、図１および図２に基づいて説明する。まず、ポンプエレメント４の作用を説明する。
回転軸１３がエンジンにより回転駆動され、カム１４が回転軸１３の軸心を中心として公転すると、プランジャ１７がシリンダ１６内を往復動する。これにより、回転軸１３が１回転する間に、プランジャ１７はシリンダ１６内を１往復する。この間、ポンプエレメント４により、燃料の圧送および吸入が行われる。なお、プランジャ１７の回転軸側先端に設けられたプランジャタペット３６は、プランジャ１７がシリンダ１６内を往復動する間、カムリング１５の外周に形成された摺動面を摺動する。
【００１９】
そして、リフト量（図１（ｂ）参照）が最小の状態になると、加圧室３への燃料の吸入が終わって吸入側逆止弁６が閉じられる。同時に、圧送側逆止弁５が開かれて加圧室３からの燃料の圧送が始まる。なお、このとき加圧室３の容積は最大になっている。そして、リフト量が最小の状態から最大の状態になるまでの間、加圧室３の燃料圧力は高圧状態で推移し、高圧の燃料が加圧室３から圧送される（図１（ｂ）の区間Ａ１を参照）。
【００２０】
そして、リフト量が最大の状態になると、加圧室３からの高圧燃料の圧送が終わって圧送側逆止弁５が閉じられる。同時に、吸入側逆止弁６が開かれて加圧室３への燃料の吸入が始まる。なお、このとき加圧室３の容積は最小になっている。そして、リフト量が最大の状態から最小の状態になるまで、加圧室３の燃料圧力は低圧状態で推移し、低圧の燃料が加圧室３に吸入される。なお、加圧室３への低圧燃料の供給は、回転軸１３により回転駆動される周知の低圧ポンプ（図示せず）により行われる（図１（ｂ）の区間Ａ２を参照）。
【００２１】
次にフローリミッタ７の作用を説明する。
燃料圧送時は、図２（ａ）に示すように、加圧室３の燃料圧力とスプリング３５の付勢力とにより、弁体３４が下流側へ変位して上流側ポート３１が開かれ、上流から下流へ高圧燃料が流れる。また、燃料吸入時は、図２（ｂ）に示すように、下流側ポート３３により背圧に伴う高圧燃料の逆流が阻害されるとともに、背圧が加圧室３の燃料圧力とスプリング３５の付勢力とに打ち勝つことにより、弁体３４が上流側へ変位して上流側ポート３１が閉じられる。
【００２２】
そして、圧送側逆止弁５が破損して閉止が不充分になると、図１（ｂ）に示すように、圧送から吸入に変わった直後の初期時間ａの間は、背圧による弁体３４の変位が終了しておらず上流側ポート３１が開いているため、加圧室３の燃料圧力は高圧状態で推移する。しかし、背圧による弁体３４の変位が終了して上流側ポート３１が閉じられると、加圧室３の燃料圧力は高圧状態から低圧状態に変化する。このように、リフト量が増加する区間Ａ１の加圧室３の燃料圧力は高圧状態で推移する。また、リフト量が減少する区間Ａ２の初期時間ａの燃料圧力は高圧状態で推移するが、初期時間ａ以後の区間Ａ２の燃料圧力は低圧状態で推移する。
【００２３】
〔実施例１の効果〕
実施例１の燃料噴射装置１は、圧送側逆止弁５と噴射弁との間の燃料流路に、燃料の逆流を制限するフローリミッタ７を備える。そして、フローリミッタ７は、弁体３４により開閉される上流側ポート３１、およびこの上流側ポート３１よりも開口面積が小さい下流側ポート３３を有し、加圧室３に燃料が吸入されているときに、下流側ポート３３により燃料の逆流を阻害するとともに、弁体３４を背圧により上流側へ変位させて上流側ポート３１を閉止する。
これにより、圧送側逆止弁５が破損して充分に閉止されなくなっても、フローリミッタ７により高圧燃料の逆流が遮断される。この結果、加圧室３が常に高圧状態になることを阻止できるので、プランジャタペット３６とカムリング１５との摺動部の焼き付きを防止することができる。
また、弁体３４は背圧に応じて変位することができるので、コモンレール２や噴射弁などにおける高圧燃料の圧力の変動を、弁体３４の変位により吸収することができる。
また、１つの加圧部１２に対し、１つのフローリミッタ７が備えられているので、いずれの圧送側逆止弁５が破損しても、プランジャタペット３６とカムリング１５との摺動部の焼き付きを防止することができる。
【００２４】
〔変形例〕
実施例１では、燃料噴射装置１を、コモンレール２を介して燃料噴射を行う蓄圧式燃料噴射装置に用いたが、コモンレール２を介さない燃料噴射装置に用いてもよい。またガソリンエンジンへの燃料供給に用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】（ａ）は燃料噴射装置の構成を示す説明図であり、（ｂ）は燃料噴射装置の作用を示す説明図である（実施例１）。
【図２】（ａ）はフローリミッタの構成および燃料圧送時の作用を示す断面図であり、（ｂ）はフローリミッタの構成および燃料吸入時の作用を示す断面図である（実施例１）。
【図３】（ａ）は燃料噴射装置の構成を示す説明図であり、（ｂ）は燃料噴射装置の作用を示す説明図である（従来例）。
【図４】（ａ）は燃料噴射装置の構成を示す説明図であり、（ｂ）は燃料噴射装置の作用を示す説明図である（従来例）。
【符号の説明】
【００２６】
１    燃料噴射装置
２    コモンレール
３    加圧室
４    ポンプエレメント
５    圧送側逆止弁
７    フローリミッタ
３１  上流側ポート
３３  下流側ポート
３４  弁体
【図１】
2005256625.tif 000003
【図２】
2005256625.tif 000004
【図３】
2005256625.tif 000005
【図４】
2005256625.tif 000006