(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上端側に弁部が設けられたシリンダと、このシリンダの側方に設けられ、前記シリンダ内に吸入する燃料を導くための燃料室と前記シリンダ内とを連通するようにシリンダの管壁に形成された吸入口と、前記シリンダ内に挿入されたプランジャと、このプランジャの上端面に開口して前記プランジャにて圧縮された燃料を逃がす逃げ孔に連通し、当該プランジャの外周部に形成されたリードとを備え、
前記プランジャの上端面と弁部との間を前記シリンダ内に吸入された燃料を加圧するプランジャ室とし、前記燃料室から吸入口を介して前記プランジャ室内に吸入された燃料を、前記プランジャの上昇により前記弁部より圧送し、前記リードが前記吸入口に連通した時に圧送行程が終了する燃料噴射ポンプにおいて、
圧送行程の開始前に前記プランジャ室から高速噴流が流れ込むプレフロー領域と圧送行程の終了時に前記プランジャ室内の燃料が高速噴流となって前記リードから前記燃料室内に逆流して流れ込むスピル領域とを区画する突壁を、前記吸入口に対向する前記燃料室の壁部に設け、
前記突壁は、その先端部が前記吸入口とクリアランスを介して対向し、前記燃料室を前記吸入口の上下に区画するように設けられ、区画された上部側の領域は前記スピル領域をなし、下部側の領域は前記プレフロー領域をなしており、
前記プレフロー領域をなす下部側の領域の壁面は、前記突壁に向かって円弧状に形成されており、
圧送行程の開始前に前記プレフロー領域に流れ込んだキャビティのスピル領域への移動を、前記突壁により阻止するようにしたことを特徴とする燃料噴射ポンプ。
【請求項２】
前記突壁は、前記吸入口に対向する前記燃料室の壁部に、全周に亘って形成されていることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射ポンプ。
【請求項３】
前記リード内に上下に対向するガイド面は、斜めに上向きに形成されており、
圧送行程の終了時に前記プランジャ室内の燃料が高速噴流となって前記リードから前記燃料室に斜め上向き流となって噴出することを特徴とする請求項１または２記載の燃料噴射ポンプ。
【請求項４】
前記燃料室の壁部のうち少なくとも前記吸入口に対向する部分は、前記燃料室の壁面を覆うように保護体を設けて構成されていることを特徴とする請求項１乃至３何れか１つに記載の燃料噴射ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃料噴射ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
燃料噴射ポンプは、燃料を燃焼室内に噴射するのに必要な圧力を与えると共に、エンジンの負荷や回転数の変化に応じた適切な量で各気筒に燃料を噴射供給するための装置である。自動車用ディーゼルエンジンの従来の燃料噴射ポンプについて図５及び図６を参照しながら、説明する。図５は燃料噴射ポンプの要部を示している。１はポンプハウジングであり、このハウジング１に形成さらたボア１１にはシリンダ２が嵌入されている。３１は弁座筒、３２はバルブホルダ、３３は弁体である。
【０００３】
シリンダ２の管壁には、プランジャ４の所定のストローク位置にリード４２と連通するようにフィードホール２１が径方向に貫設されている。前記ハウジング１のボア１１には、フィードホール２１に面して、内壁面が凹状に湾曲した燃料室５がシリンダ２を囲むようにリング状に形成されている。
このような燃料噴射ポンプにおいては、図６（ａ）に示すように、プランジャ４の降下により燃料室５内の燃料をフィードホール２１を通じてプランジャ室４３（プランジャ３の上端面と前記弁体３３との間の空間）内に吸い込み、図６（ｂ）に示すようにプランジャ４の上昇によりプランジャ室４３内の燃料を加圧して弁体３３をスプリング３４に対抗して押し上げ、図示しない燃料配管を通じて噴射弁に圧送する。その後図６（ｃ）に示すようにプランジャ４が上昇してプランジャ４のリード４２とフィードホール２１とが連通すると、プランジャ室４３内の燃料がプランジャ４の逃げ孔４１及びリード４２を介してフィードホール２１から燃料室５に逆流し、これによりプランジャ室４３内の圧力が低下して圧送行程を終了する。
【０００４】
また上述の燃料噴射ポンプの他に、本発明に関連する技術として特公昭５８−５５３４９号公報に記載されたものがある。この公報における燃料噴射ポンプでは、シリンダの管壁に互に１８０度ずれた位置に、燃料室からプランジャ室に燃料を吸入する吸入孔とプランジャ室から燃料室に燃料を吐出する吐出孔とを形成し、吐出孔をそのまま燃料室に開口せず、吐出孔と９０度に交差する横穴を介して燃料室に連通させる構造を採用している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで列型燃料噴射ポンプでは、圧送行程の終了時にプランジャ室４３内の高圧燃料がプランジャ４のリ−ド４２から高速噴流状態で逆流（スピル）するため、この高速噴流が燃料室５の壁面に射突することにより壁面が侵食されるという問題がある。本発明者等は、この原因について検討した結果次のことを把握した。即ち圧送行程開始直前にプランジャ室４３内の余分な燃料が高速噴流となって図６（ｂ）に矢印で示すように燃料室５内に噴出するが、このときキャビティＣが発生し、高速噴流と共に燃料室５内に入り込む。この高速噴流は、湾曲した壁面に沿って上方へ向かうためキャビティＣも燃料室５の壁面に沿って上方へ移動し、圧送行程終了時にリ−ド４２から逆流した高速噴流が前記キャビティＣに射突してキャビティＣが崩壊する。このときの衝撃により侵食が発生する。
【０００６】
また上述の特公昭５８−５５３４９号公報の燃料ポンプでは、吸入口からの高速噴流が一旦横穴に衝突するようにして燃料室の壁面の侵食を低減させるようにしているが、この場合横穴の内面に侵食が発生するおそれがあり、侵食そのものを防止するという課題の解決にはなっていない。
ここにディ−ゼルエンジンの排ガス規制がますます厳しくなってきていることからエンジン気筒内の燃料粒子をより微細化して完全燃焼化を図るために、燃料噴射ポンプに対して高圧力噴射化の要請が強まってきており、侵食の問題は一層深刻になるおそれがある。
【０００７】
本発明は、このような事情の下になされたものであり、その目的は、燃料室の侵食を低減することのできる燃料噴射ポンプを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
即ち本発明では、燃料室においてキャビティが流れ込む領域とリードからの高速噴流が流れ込む領域（スピル領域）とを区画する突壁を、吸入口と対向する側の燃料の壁部に設ける。この場合燃料室内に流れ込んだキャビティは、前記突壁により、前記スピル領域への移動が阻止されるので、燃料室の壁部の侵食を低減することができる。
【０００９】
更にまた本発明では、燃料室の壁部のうち少なくとも吸入口に対向する部分について、燃料室の壁面を覆うように保護体を設けてもよく、この場合より一層壁面の侵食を低減することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施の形態を示す図であり、図５と同一部分については同符号を付してある。ポンプハウジング１の上部中央に形成されたボア１１には、シリンダ２及び弁部をなすデリバリバルブ３が下からこの順に嵌入されており、更にボア１１の上端部にはデリバリバルブ３を覆うようにバルブホルダ３２が螺入されている。バルブホルダ３２には軸方向に中央貫通孔１２が形成されており、この中央貫通孔１２の上端部は図示しない燃料配管に接続されている。
【００１１】
デリバリバルブ３は、弁孔を有する弁座筒３１と、弁座筒３１内に嵌入された弁体３３と、弁座筒３１の上端開口面を押し付けて弁孔を閉じるスプリング３４とからなり、スプリング３４の上端はバルブホルダ３２の中央貫通孔１２内の段差面に係止されている。そしてこのバルブホルダ３２を緊締することにより、バルブホルダ３２の下端面は、ガスケットＧおよびデリバリバルブ３の弁座筒３１を通じてシリンダ２を下方側に付勢し、この付勢によりシリンダ２の外周面の段差部がボア１１の段差部に押し付けられてシリンダ２及びデリバリバルブ３の弁座筒３１が固定されている。
【００１２】
前記シリンダ２内には、プランジャ４が上下方向（軸方向）に摺動自在にかつ回転自在に嵌挿されている。このプランジャ４は、偏心カム１３の回転がタペット１４を通じて伝達されることにより上下動すると共に、コントロールラック１５によりスリーブ１６を介して回転する。
図２に示すように、前記プランジャ４の上部には、上端面中央に開口し、軸方向に伸びる逃げ孔４１が形成されていると共に、プランジャ４の上端より少し下がった位置には、周方向に沿って斜めに伸びかつ前記逃げ孔４１に連通する溝部よりなるリード４２が形成されている。
【００１３】
一方シリンダ２の管壁には、プランジャ４の所定のストローク位置にてリード４２と連通するようにフィードホール（燃料の吸入口を兼用する吐出口）２１が径方向に貫設され、このフィードホール２１の外側開口縁は口径が拡大するように成形されている。
前記リード４２は、シリンダ２のフィードホール２１に連通したときにシリンダ２内の燃料を後述の燃料室に溢流させるためのものであり、プランジャ４の回転角に応じてフィードホール２１との連通のタイミングが変わり、これにより燃料噴射量を調整する機能を有する。またリード４２内に上下に対抗するガイド面４２ａ、４２ｂは、いずれも斜めに上向きに形成され、従ってシリンダ２内から逃げ孔４１を通ってきた高圧燃料は、このリード４２を通ることにより後述の燃料室に斜め上向き流となって噴出する。
【００１４】
前記ハウジング１のボア１１には、フィードホール２１に面してシリンダ２を取り囲むようにリング状の燃料室５が形成されている。この燃料室５における吸入口２１と対向する側の壁部には、フィードホール２１の上下方向の略中心部に相当する高さ位置にて全周に亘って突壁５０が形成され、上部室５１と下部室５２とに区画されている。上部室５１は、圧送終了時にプランジャ室４３内の燃料がリード４２を介して高速噴流となって溢流して流れ込む、つまりスピル燃料が流れ込むスピル室に相当するものであり、また下部室５２は圧送開始直前に、弁体３３とプランジャ４の上端面との間の空間であるプランジャ室（ポンプ室）４３から余分な燃料が流れ込む、つまりプレフロー燃料が流れ込むプレフロー室に相当するものである。
【００１５】
次に上述の燃料噴射ポンプの動作について図３を参照しながら説明する。図３（ａ）はプランジャ４がほぼ下死点に位置している状態を示し、プランジャ室４３には燃料室５からフィ−ドホ−ル２１を通じて燃料が吸込まれて（供給されて）いる。プランジャ４が上昇すると当該プランジャ４によりプランジャ室４３とフィ−ドホ−ル２１とが遮断され、プランジャ室４３内の燃料が加圧される。プランジャ室２１内が所定圧力に達すると、スプリング３４に抗してデリバリバルブ３の弁体３３が上動し、弁座筒３１の弁孔を開く。これによりプランジャ室４３内の燃料は、バルブホルダ３２内の中央貫通孔１２を経て図示しない燃料配管を通って噴射弁に圧送される。
【００１６】
ここで図３（ｂ）に示すように、圧送開始直前にプランジャ４の上昇によりフィ−ドホ−ル２１が閉じかけて、フィ−ドホ−ル２１の開口面積が徐々に絞られると、プランジャ室４３内の余分な燃料が高速噴流（プレフロ−）Ｐとなり、燃料室５のプレフロ−室５２へ流入する。このプレフロ−Ｐの剪断力により燃料中の飽和成分や溶存酸素が気泡化してキャビティＣが発生するが、このキャビティＣはプレフロ−Ｐとともにプレフロ−室５２内に流入する。そしてキャビティＣは突壁５０により上方への移動が阻止され、当該プレフロ−室５２内に閉じ込められることになる。
【００１７】
その後更にプランジャ４が上昇すると、プランジャ４のリ−ド４２がフィ−ドホ−ル２１に連通しプランジャ室４３内の燃料が逃げ孔４１、リ−ド４２及びフィ−ドホ−ル２１を通じて燃料室４内へ高速噴流Ｓとなって逆流（スピル）する。これによりプランジャ室４３内の圧力が低下してデリバリバルブ３の弁体３３が閉じ、圧送行程が終了する。
【００１８】
上述の実施の形態によれば、圧送行程開始直前にプレフロ−Ｐにより発生したキャビティＣは、図３（ｂ）に示すように燃料室５のプレフロ−室５２内に流れ込んでここに閉じ込められる。詳しくいえば、プレフローＰはプレフロー室５２の壁面に沿って上方側に巻き込まれ、これによりキャビティＣは当該壁面に沿って上昇するが、突壁５０に阻まれてスピル室５１内へは直接流れ込まない。このため次にリード４２から高速噴流Ｓがスピル室５１内へ逆流する時点までの間で見れば、キャビティＣはプレフロー室５２内に閉じ込められている格好になる。従って圧送行程終了時に逆流する高速噴流Ｓが衝突する燃料室５の壁部付近には、図３（ｃ）に示すようにキャビティＣは全くあるいはほとんど全く存在しないので、燃料室壁部の侵食を大幅に低減することができる。
【００１９】
なお、キャビティＣは、プレフロー室５２に捕集された後、次回の圧送行程開始までの期間までには自然消滅するため、本実施例においては捕集したキャビティを積極的に排出させる構成を備えてはいない。
以上において上述の実施の形態では、燃料室５を突壁５０により上下に区画し、リード４２から溢流した高速噴流Ｓが流れ込む領域とプレフローＰが流れ込む領域との双方において、夫々燃料室５の壁部を凹状にしてスピル室５１とプレフロー室５２とを形成し、プレフロー室５２をキャビティ閉じ込め室として構成しているが、下部側領域のみを凹状にして、キャビティＣを、この凹部であるキャビティ閉じ込め室に閉じ込めるように構成してもよい。
【００２０】
またキャビティ閉じ込め室の形状や位置は、燃料室５内の燃料の流れ方などに応じて適宜決めればよく、例えば燃料室５１全周に亘って形成せずに、一部領域のみを凹状にしてキャビティ閉じ込め室を形成してもよいし、あるいは既述の突壁５０をフィードホール２１に臨む領域のみに設け、この突壁５１で区画された下部側の領域の両側に更に上下に伸びる突壁を設け、これら突壁で囲まれた部屋をキャビティ閉じ込め室としてもよい。
【００２１】
そしてまた本発明では、圧送開始直前のプレフローＰの流れの向きと圧終終了時のリード４２から逆流する高速噴流Ｓの向きとを左右方向（シリンダ２の周方向）に異ならせ、燃料室５の壁部に、例えばプレフローが流れ込む領域と高速噴射Ｓが流れ込む領域とを区画するように上下方向に伸びる突壁を設けてもよい。更にまた本発明は、図４に示すように燃料室５の壁面を覆うように保護体（スピルプロテクタ）６を設けた構造に対して適用してもよく、例えば燃料室５の壁面自体には突壁を形成せずに、保護体６の例えば上下方向中央部を突出させて突壁６０として構成してもよい。この場合には保護体６の侵食を低減できる効果がある。保護体６は、例えば半割りリング構造にして燃料室５の全周を覆うようにしてもよいが、フィードホール２１に臨む領域のみに設けてもよい。
【００２２】
なお本発明は、フィードホール２１を周方向に間隔をおいて複数個所に形成した燃料噴射ポンプや燃料室をシリンダ２の例えば直径方向にシリンダ２を挟んで２個所に形成した燃料噴射ポンプに対しても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の全体構成を示す断面図である。
【図２】プランジャの上部を示す斜視図である。
【図３】上記実施の形態に係る燃料噴射ポンプの作用を示す説明図である。
【図４】本発明の他の実施の形態の全体構成を示す断面図である。
【図５】従来の燃料噴射ポンプの全体構成を示す断面図である。
【図６】従来の燃料噴射ポンプの作用を示す説明図である。
【符号の説明】
１  ポンプハウジング
２  シリンダ
２１  吸入口
３  デリバリバルブ
３２  バルブホルダ
３３  弁体
４  プランジャ
４１    逃げ孔
４２    リード
４３    プランジャ室
５    燃料室
５０  突壁
５１  スピル室
５２  プレフロー室（キャビティ閉じ込め室）
６  保護体
６０    突壁
【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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