JP5080316B2 - 燃料噴射ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、燃料噴射ポンプの技術に関し、特に燃料の噴射タイミングを変化させるタイマー機構を備え、サブリードを具備する燃料噴射ポンプの技術に関する。

従来、プランジャバレル内にてプランジャを上下摺動させることで、分配軸に圧送される燃料を、分配軸により複数のデリベリバルブへ圧送し、各デリベリバルブからエンジンのシリンダヘッド部に設けられる燃料噴射弁を介してエンジンのシリンダ内に噴射する構成とするディーゼルエンジン用の燃料噴射ポンプが知られている。
また、この燃料噴射ポンプにおいては、前記プランジャバレルにサブポートを形成し、進角用アクチュエータを作動させて、前記サブポートの開閉を行うことにより、燃料の噴射タイミングを変化させるタイマー機構として低温始動進角機構（以下、ＣＳＤ（Ｃｏｌｄ Ｓｔａｒｔ Ｄｅｖｉｃｅ）とする）を備えるものが知られており、低温始動時においては、前記サブポートを閉じることにより、噴射時期を進める制御、即ち、進角制御を行うことでエンジンの始動性を向上させている（例えば、特許文献１参照。）。

前記ＣＳＤを備えた燃料噴射ポンプ１０１の構成は、例えば、図１１に示すごとくの構成であり、プランジャ１０７とプランジャバレル１０８との間に燃料圧室１３１を形成し、前記プランジャ１０７の往復運動によって、燃料ギャラリ１４７からメインポート１１４を介して燃料圧室１３１に燃料を吸い込み、分配軸への連絡通路へ圧送するものである。
前記プランジャバレル１０８の内壁面にはサブポート１３６が開口されている。また、前記サブポート１３６と連通する油路１３８がプランジャバレル１０８に径方向に設けられており、該油路１３８はプランジャバレル１０８の外周面に向かって斜め上方向に穿設された連通路１３９に接続される。前記連通路１３９は前記ハイドロリックヘッド１０３及びピストンバレル１３４に設けた連通路１４３を介して弁室油路１４１に連通させており、該弁室油路１４１は前記ハイドロリックヘッド１０３及びピストンバレル１３４に設けた戻し油路１４２を介して前記燃料ギャラリ１４７に連通させている。
また、前記プランジャバレル８の側方にピストンバレル１３４が設けられており、該ピストンバレル１３４にはピストン１３５が設けられており、前記ピストン１３５が上下摺動することにより、前記プランジャバレル１０８に設けたサブポート１３６が開閉され、燃料がサブポート１３６からスピルされるように構成されている。
そして、該燃料噴射ポンプ１０１に、温度変化に伴って駆動するアクチュエータとしてサーモエレメント式の低温始動進角機構（以下、「ＣＳＤ１３０」とする）を備えるものとしている。
前記ＣＳＤ１３０は、エンジンが低温のときはピストン１３５によってサブポート１３６を閉じて、燃料がスピルしないようにし、燃料噴射開始時期を早めて進角側とする。また、前記ＣＳＤ１３０は、エンジンが常温のときはピストン１３５によってサブポート１３６を開いて一部の燃料をスピルし、燃料噴射時期を通常の時期に戻す。
この構成によれば、エンジンが低温のときは燃料噴射時期を進角側に制御することで、失火を抑制して低温始動性を向上できるとともに、エンジンの通常運転時等、エンジン温度が一定温度以上に高くなっているときは、燃料噴射時期を遅角側に制御するために、窒素酸化物の排出量を低減できる。
特開２００４―１６９６４０号公報

近年の燃料の高圧噴射化の流れにおいて、上記構成の燃料噴射ポンプ１０１においては、噴射終了時に発生するスピル圧力が燃料ギャラリ１４７内へ伝わることにより、安定した燃料噴射に悪影響が及ぼされるといった問題がある。
そして、前記燃料ギャラリ１４７内へ伝わったスピル圧力は、前記サブポート１３６まで到達し、該サブポート１３６の口元においてキャビテーションを発生させてしまい、該キャビテーションにより、サブポート１３６の口元に壊食（エロージョン）を発生させるといった問題がある。このようなキャビテーションによるエロージョンは噴射量の減少や、噴射時期の遅れといった不具合を発生し、エンジン性能に悪影響を及ぼすことになる。
前記課題の解決方法として、従来、図１１に示すように、サブポート１３６と連結する油路１３８に鋼球１５０を用いたプロテクタを設け、ハイドロリックヘッド１０３側のキャビテーションによるエロージョンを防止する構成が知られている。
しかし、前記鋼球１５０を用いたプロテクタを設けるために前記油路１３８に加工を行う必要があり、コストもかかっていた。

そこで、本発明はかかる課題に鑑み、スピル圧力がサブポートまで伝達することによって発生するキャビテーションが引起すエロージョンを防止することができる燃料噴射ポンプを提供する。

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。

請求項１においては、プランジャバレル（８）と、該プランジャバレル（８）内に上下摺動可能に設けられたプランジャ（７）と、該プランジャ（７）上方で前記プランジャバレル（８）内の空間に設けられた燃料圧室（３１）と、前記プランジャバレル（８）に設けられたメインポート（１４）と、該メインポート（１４）と連通する燃料ギャラリ（４７）と、該燃料ギャラリ（４７）と連通するサブポート（３６）と、該サブポート（３６）と前記燃料ギャラリ（４７）との連通を分断することにより進角制御を行い燃料の噴射タイミングを変化させるタイマー機構（３０）と、を備えた燃料噴射ポンプ（１）において、前記プランジャ（７）にメインポート（１４）と燃料圧室（３１）とを連通するメインリード（１６）と、前記サブポート（３６）と燃料圧室（３１）とを連通するサブリード（５６）とを設け、前記サブリード（５６）を、前記プランジャ（７）の回動可能域であって、エンジン運転時の最小燃料噴射量でのサブポート（３６）と連通可能な位置から、最大燃料噴射量でのサブポート（３６）と連通可能な位置にわたって、該プランジャ（７）の外周面に設け、前記メインポート（１４）と前記メインリード（１６）とが連通して高圧燃料を前記燃料ギャラリ（４７）へスピルした直後に、前記サブポート（３６）と前記サブリード（５６）とが連通して高圧燃料を燃料ギャラリへスピルするように構成したものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、プランジャバレル（８）と、該プランジャバレル（８）内に上下摺動可能に設けられたプランジャ（７）と、該プランジャ（７）上方で前記プランジャバレル（８）内の空間に設けられた燃料圧室（３１）と、前記プランジャバレル（８）に設けられたメインポート（１４）と、該メインポート（１４）と連通する燃料ギャラリ（４７）と、該燃料ギャラリ（４７）と連通するサブポート（３６）と、該サブポート（３６）と前記燃料ギャラリ（４７）との連通を分断することにより進角制御を行い燃料の噴射タイミングを変化させるタイマー機構（３０）と、を備えた燃料噴射ポンプ（１）において、前記プランジャ（７）にメインポート（１４）と燃料圧室（３１）とを連通するメインリード（１６）と、前記サブポート（３６）と燃料圧室（３１）とを連通するサブリード（５６）とを設け、前記サブリード（５６）を、前記プランジャ（７）の回動可能域であって、エンジン運転時の最小燃料噴射量でのサブポート（３６）と連通可能な位置から、最大燃料噴射量でのサブポート（３６）と連通可能な位置にわたって、該プランジャ（７）の外周面に設け、前記メインポート（１４）と前記メインリード（１６）とが連通して高圧燃料を前記燃料ギャラリ（４７）へスピルした直後に、前記サブポート（３６）と前記サブリード（５６）とが連通して高圧燃料を燃料ギャラリへスピルするように構成したので、メインポートからスピル圧力が発生した直後にサブポートとサブリードとが連通することととなるため、サブポート内にキャビテーションが発生することがなくなり、サブポートの口元におけるキャビテーションによるエロージョンを防止することができる。

また、従来のような鋼球によるプロテクタを設ける必要がなくなるため、低コストでキャビテーションによるエロージョンを防止することができる。
また、タイマー機構作用時の、サブポート及びタイマー機構を構成するピストンバレルの圧力上昇を防止することができるため、サブポート及びタイマー機構の耐久性が向上し、ピストンバレルの変形を防止することができる。

また、メインポートからスピル圧力が発生してから最適時間後にサブポートにおいてもスピル圧力が発生することとなるため、サブポート内と燃料ギャラリ内の圧力差がなくなって、サブポート内にキャビテーションが発生することがなくなり、サブポートの口元におけるキャビテーションによるエロージョンを防止することができる。

また、タイマー機構作用時の、サブポート及びタイマー機構を構成するピストンバレルの圧力上昇を防止することができるため、サブポート及びタイマー機構の耐久性が向上し、ピストンバレルの変形を防止することができる。

また、サブリードを小さく構成することができるため、設計自由度が増大する。

次に、発明の実施の形態を説明する。

図１は本発明の一実施例に係る燃料噴射ポンプの全体的な構成を示した側面断面図、図２はＣＳＤの側面一部断面図である。

図３はプランジャの斜視図、図４はプランジャの側面展開図、図５は噴射圧力とサブポート内の圧力の時間変化を表したグラフ図である。

図６は（ａ）プランジャの正面斜視図、（ｂ）プランジャの背面斜視図、図７はプランジャにおけるメインリード及びサブリードの位置を表した平面概略図である。

図８はプランジャの正面斜視図、図９はプランジャにおけるメインリード及びサブリードの位置を表した平面概略図である。

図１０は他の構成例にかかるプランジャの側面展開図、図１１は従来技術にかかるＣＳＤの側面一部断面図である。

なお、本発明では図１の左右方向を燃料噴射ポンプ１の前後方向とし、図１の紙面上下方向を燃料噴射ポンプ１の上下方向とする。

図１に示すように、燃料噴射ポンプ１は、ポンプハウジング２とハイドロリックヘッド３を上下に接合して構成されている。ポンプハウジング２の前側（図１における左側）には、ガバナ装置４が配設されており、ポンプハウジング２の後側には、図示せぬギヤケースが配設されている。

前記ハイドロリックヘッド３には、プランジャバレル８が挿嵌されており、該プランジャバレル８内にプランジャ７が上下摺動自在に内装され、カムシャフト５に形成したカム６の回転により、タペット１２を介してプランジャ７が上下摺動するように構成されている。また、プランジャ７上方のプランジャバレル８内の空間には、燃料ギャラリ４７（図２参照）より流入される燃料をプランジャ７により圧縮する燃料圧室３１が形成されている。

また、ポンプハウジング２において、カムシャフト５に形成されるカム６の上方、プランジャバレル８の下方には、上下方向に摺動孔１５ａが形成されており、該摺動孔１５ａ内にタペット１２とプランジャ７の下部とプランジャスプリング２４と上部スプリング受け２３とを収納し、該タペット１２とプランジャバレル８との間、言い換えれば、タペット１２の内側の空間をタペット室１５として構成している。また、前記カム６は、ポンプハウジング２に形成されたカム室１３に配設されている。該カム室１３はタペット１２の下方の外側の空間である。

前記プランジャバレル８に設けられるメインポート１４に前記燃料ギャラリ４７から圧送された燃料が供給される構成となっており、プランジャ７が上下摺動範囲の下端部（下死点）に位置すると、プランジャバレル８内にて燃料圧室３１と前記メインポート１４とが連通して、前記燃料圧室３１に燃料が導入される。そして、プランジャ７がカム６により押し上げられて上昇すると、該プランジャ７の外壁により前記メインポート１４の燃料圧室３１への連通口が閉ざされ、燃料圧室３１内の燃料はプランジャ７の上昇に伴って図示せぬ分配ポートより分配軸９を介してデリベリバルブ１８へ圧送され、該デリベリバルブ１８からエンジンのシリンダヘッド部に設けられる燃料噴射弁を介してエンジンのシリンダ内に噴射される構成となっている。この場合、カムシャフト５と連動して回転する分配軸９により、燃料は複数のデリベリバルブ１８へ分配されて圧送される。

そして、プランジャ７が更に上昇すると、図１から図３に示すように、該プランジャ７に形成したメインリード１６とメインポート１４とが連通し、これにより、プランジャバレル８内と燃料ギャラリ４７とが連通して、該プランジャバレル８内に圧送された燃料は燃料ギャラリ４７内へ逆流する。なお、ガバナ装置４によりプランジャ７を軸心回りに回動させることで、メインリード１６とメインポート１４とが連通する際のプランジャ７の上下位置を変化させることができ、これにより、燃料噴射弁から噴射する燃料噴射量を調節することができる。

また、図１及び図２に示すように、前記プランジャバレル８の内壁面にはサブポート３６が開口されている。また、前記サブポート３６と連通する油路３８がプランジャバレル８に径方向に設けられており、該油路３８はプランジャバレル８外周面に軸方向に平行に穿設された溝３９に接続される。前記溝３９は前記ハイドロリックヘッド３及びピストンバレル３４に設けた連通路４３を介して弁室油路４１に連通させており、該弁室油路４１は前記ハイドロリックヘッド３及びピストンバレル３４に設けた戻し油路４２を介して前記燃料ギャラリ４７に連通させている。

また、図１及び図２に示すように、前記燃料噴射ポンプ１にはタイマー機構が備えられている。本実施例ではタイマー機構として低温時の噴射タイミングを進角化させる低温始動進角機構（以下、「ＣＳＤ３０」とする）が備えられている。該ＣＳＤ３０は燃料噴射ポンプ１の上側部に配設されており、前記プランジャバレル８の側方にピストンバレル３４が設けられており、該ピストンバレル３４には、ピストン３５が上下摺動可能かつ油密的に嵌合されている。前記ピストン３５は、上部を大径のピストン本体３５ａで構成しており、前記ピストン本体３５ａの中心部より下方に突設した弁室油路調節部材３５ｂが前記ピストン本体３５ａの上下摺動に連動して弁室油路４１内を上下摺動する構成としている。このように構成したＣＳＤ３０は、ピストン３５を上下摺動させることで、プランジャバレル８に設けたサブポート３６を開閉し、低温時の噴射タイミングを進角させるものとしている。

本実施例にかかるＣＳＤ３０は、サーモエレメント式のＣＳＤとしており、検知部となるサーモエレメントとしてワックス３２を内蔵し、低温域では収縮し、高温域では膨張するワックス３２の特性を利用して、ピストン３５を上下摺動させるものである。上方に突出するピストンロッド３７はピストン３５の上部に当接されており、温度に応じて膨張・収縮する前記ワックス３２により、ピストン３５が上下に摺動するものである。また、ＣＳＤ３０のピストン３５を挟んで反対側には戻しバネ４８が設けられており、前記ピストン３５を上方へ付勢している。但し、前記ＣＳＤ３０は、サーモエレメント式のＣＳＤに限定するものではなく、温度センサーとソレノイド等のアクチュエータを用いてピストン３５を上下摺動させる構成とすることもできる。

この構成において、前記検知部となるワックス３２が温度上昇を検知してピストンロッド３７を伸張させると、前記ピストン３５が戻しバネ４８を圧縮して、該戻しバネ４８はその反発力を増大させることになる。従って、前記ピストン３５は、前記ワックス３２の伸張力と前記戻しバネ４８の反発力とがつりあう平衡位置にて静止される。前記連通路４３の一端は、前記弁室油路４１の壁面に開口しており、該開口は前記ピストン３５の弁室油路調節部材３５ｂの外周面によって開閉可能とされている。

この構成において、エンジンが低温環境下にあると、前記ワックス３２は、ピストンロッド３７を縮退させるので、戻しバネ４８により上方へ付勢された前記ピストン３５が上方へ摺動し、前記弁室油路調節部材３５ｂの外周面が前記開口を完全に閉鎖する。従って、サブポート３６が閉じられて燃料がスピルされず、燃料圧送の開始タイミングが遅延されない。また、エンジンが常温環境下にあると、前記ワックス３２は、ピストンロッド３７を伸張させるので、ピストン３５を下方へ摺動させ、前記弁室油路調節部材３５ｂの外周面が前記開口を徐々に開き、前記連通路４３の通路面積を徐々に増加させる。従って温度上昇に伴ってサブポート３６の開度が増大して燃料のスピル量が多くなり、燃料圧送の開始タイミングが徐々に遅延されていく。そして、エンジンの温度が一定以上に上昇すると、前記ＣＳＤ３０は開口を完全に開放して、サブポート３６を完全に開放し、開始タイミングは所定のタイミングだけ遅延されることになる。

次に、本発明の要部にかかる、メインリード１６及びサブリード５６の配置について図３及び図４を用いて説明する。図４は前記メインリード１６がメインポート１４と連通する際のプランジャ７の側面展開図である。前記メインリード１６及びサブリード５６は、前記プランジャ７側面部に形成されており、メインリード１６は上下溝１６ａと斜め溝１６ｂとからなり、上下溝１６ａはプランジャ７の上面まで延設されて、燃料圧室３１に連通するように構成し、斜め溝１６ｂは上下溝１６ａの上下中途部から円周に沿って斜め下方へ螺旋状に延設されている。但し、斜め溝１６ｂは上下溝１６ａを設ける代わりに軸心に形成した連通溝を介して燃料圧室３１と連通する構成とすることも可能である。また、サブリード５６は前記斜め溝１６ｂと略同形状に形成されて、プランジャ７の外周の前記斜め溝１６ｂの側方に配設され、下部において前記上下溝１６ａの下部と連通する構成としている。そして、プランジャ７の上昇により、メインリード１６がメインポート１４と連通することにより、プランジャバレル８内に設けられた燃料圧室３１と燃料ギャラリ４７とが連通される。また、サブリード５６がサブポート３６と連通することにより、燃料圧室３１と前記ＣＳＤ３０の弁室油路４１とが連通される。図４に示すように、メインポート１４はメインリード１６の斜め溝１６ｂの下部側に位置し、サブポート３６はサブリード５６の中途部に位置し、サプポート３６の上下位置は、メインポート１４の上部と略同じ高さの位置に配置され、プランジャ７が上昇して前記メインリード１６がメインポート１４と連通する際に、前記サブポート３６は未だ前記サブリード５６と連通しておらず、メインポート１４がメインリード１６連通して所定量プランジャ７が上昇した後にサブポート３６がサブリード５６と連通するように構成している。

次に、燃料噴射ポンプ１の噴射圧力及びサブポート３６内の圧力の時間変化について図５を用いて説明する。なお、ＣＳＤ３０は低温環境下にある状態とする。まず、図５に示すように、プランジャ７が下死点ではメインリード１６とメインポート１４とが連通して燃料が燃料圧室３１に流入し、噴射圧力が上昇する。また、サブポート３６内の圧力は、サブリード５６とサブポート３６が連通しているので、燃料ギャラリ４７を介して前記サブポート３６に噴射圧力が伝播することにより噴射圧力と等圧になって上昇する。プランジャ７が上昇して、メインポート１４が閉じた時点（Ｔ１）から燃料圧室３１内の圧力（噴射圧力）が上昇する。そして、サブリード５６とサブポート３６が連通しなくなる、すなわち、サブポート３６が閉まる時点（Ｔ２）から更に噴射圧力の圧力上昇が大きくなる。一方、サブポート３６内の圧力は、サブポート３６が閉まる時点（Ｔ２）まで、燃料ギャラリ４７を介して前記サブポート３６に噴射圧力が伝播することにより上昇する。そして、プランジャ７が上昇してサブポート３６が閉まると、燃料は閉じ込められた状態となるので、その時点（Ｔ２）からサブポート３６が開く時点（Ｔ４）までの時間で、サブポート３６内の圧力は一定となる。他方、噴射圧力は、引き続きメインポート１４が閉じた状態であることから上昇しつづける。そして、噴射が完了して上死点近傍に至ると、メインポート１４とメインリード１６とが連通して開き（Ｔ３）、噴射圧力は急激に下降する。すなわち、メインポート１４と燃料ギャラリ４７が連通することにより、燃料圧室３１内と燃料ギャラリ４７とが連通して、該燃料圧室３１内に圧送された燃料は燃料ギャラリ４７内へ逆流する。

前記メインポート１４が開いた時点（Ｔ３）の直後にサブポート３６が開く時点（Ｔ４）となり、サブポート３６が開くことにより、サブポート３６内の燃料はサブリード５６から燃料圧室３１に流入し、一時的にサブポート３６内の圧力が上昇して、その後、メインリード１６から燃料ギャラリ４７へ流入して、噴射圧力とサブポート３６内の圧力は等圧となり、ともに圧力が降下することとなる。

このように構成することにより、メインポート１４からスピル圧力が発生した直後にサブポート３６においてもスピル圧力が発生することとなるため、サブポート３６内と燃料ギャラリ４７内の圧力差がなくなって、キャビテーションが発生することがなくなり、サブポート３６の口元におけるキャビテーションによるエロージョンを防止することができる。また、ＣＳＤ３０作用時の、サブポート３６内の圧力上昇を防止することができるため、サブポート３６及びＣＳＤ３０の耐久性が向上し、プランジャバレル８の変形を防止することができる。

本実施例では、図４に示すように、前記メインポート１４とメインリード１６とが連通した際のプランジャ７の位置から、前記サブポート３６とサブリード５６とが連通する際のプランジャ７の位置までのプランジャ７の摺動距離（プランジャストローク）Ｄは０．１〜０．８ｍｍの間に構成している。このように構成することにより、前記メインポート１４からスピル圧力が発生した直後にサブポート３６とサブリード５６とが連通することととなるため、サブポート３６内と燃料ギャラリ４７内の圧力差がなくなって、サブポート３６内にキャビテーションが発生することがなくなり、サブポート３６の口元におけるキャビテーションによるエロージョンを防止することができる。
また、前記ＣＳＤ３０作用時の、サブポート３６及びＣＳＤ３０を構成するピストンバレル３４の圧力上昇を防止することができるため、サブポート３６及びＣＳＤ３０の耐久性が向上し、ピストンバレル３４の変形を防止することができる。

次に前記プランジャ７の外周面におけるサブリード５６の配置について図６及び図７を用いて説明する。前記サブリード５６は、プランジャ７の回動可能域であって、エンジン運転時の最小燃料噴射量でのプランジャ７の回動位置においてサブポート３６と連通可能な位置から、最大燃料噴射量でのプランジャ７の回動位置においてサブポート３６と連通可能な位置にわたって前記プランジャ７の外周面に設けている。即ち、エンジン運転時でのプランジャ７の回動範囲外においてサブリード５６がサブポート３６と連通する必要はないため、サブリード５６の幅を最低限必要な幅で構成したものである。このように構成することにより、サブリード５６を小さく構成することができるため、設計自由度が増大する。

また、図６及び図７に示すように、前記サブリード５６のプランジャ７軸心に対して平面視点対称となる部分に、荷重バランス用リード６６を設けている。言い換えれば、サブリード５６から１８０度位相がずれた位置に荷重バランス用リード６６を設けている。前記メインリード１６は本構成例ではプランジャ７の外周面に二ヶ所設けている。ここでサブリード５６を一ヶ所のみ設けた場合には、プランジャ７に加わる側圧が偏ることとなり、プランジャバレル８と金属接触することによって、焼き付きを起こすことがあった。そこで、サブリード５６のプランジャ７軸心に対して平面視点対称となる部分に、荷重バランス用リード６６を設けることにより、プランジャ７の荷重アンバランスを解消するものである。このように構成することにより、メインリード１６及びサブリード５６から受ける側圧によりプランジャ７の荷重バランスが崩れることなくサブリード５６を設けることができるため、プランジャ７の偏心による焼き付きを防止することが可能となる。

また、前記プランジャ７の荷重アンバランスを解消する別の構成例として、図８及び図９に示すように、二ヶ所に設けたメインリード１６と、一ヶ所に設けたサブリード５６とをプランジャ７の外周面に荷重バランス的に均等になるように配置することも可能である。言い換えれば、二ヶ所のメインリード１６と一ヶ所のサブリード５６を前記プランジャ７の外周面に荷重がバランスする位相に設けるものである。このように構成することにより、メインリード１６及びサブリード５６から受ける側圧によりプランジャ７の荷重バランスが崩れることなくサブリード５６を設けることができるため、プランジャ７の偏心による焼き付きを防止することが可能となる。

また、前記メインリード１６及びサブリ−ド５６の別の構成例として、図１０に示すように、前記プランジャ７にメインポート１４と連通するためのメインリード１６と、サブポート３６と連通するためのサブリード５６とを兼用する兼用リード７６を設けることも可能である。前記兼用リード７６は、前記プランジャ７側面部に形成されており、上下溝７６ａと斜め溝７６ｂとからなり、上下溝７６ａは前記上下溝１６ａと同様にプランジャ７の上面まで延設されて、燃料圧室３１に連通するように構成している。また、斜め溝７６ｂは上下溝７６ａの上下中途部から円周に沿って斜め下方へ螺旋状に延設されている。前記斜め溝７６ｂは、前記メインポート１４及びサブポート３６と連通可能に構成しており、前記メインポート１４と前記燃料圧室３１、及び前記サブポート３６と前記燃料圧室３１とを時期をずらせて連通する。このように構成することにより、サブリード５６を設ける必要がないため、製造コストを抑制することができる。また、前記プランジャ７の使用範囲を犠牲にすることなく、サブリード５６を設けた場合と同等の効果を得ることができる。

以上より、前記燃料噴射ポンプ１は、プランジャバレル８と、該プランジャバレル８内に上下摺動可能に設けられたプランジャ７と、該プランジャ７上方でプランジャバレル８内の空間に設けられた燃料圧室３１と、前記プランジャバレル８に設けられたメインポート１４と、該メインポート１４と連通する燃料ギャラリ４７と、該燃料ギャラリ４７と連通するサブポート３６と、該サブポート３６と燃料ギャラリ４７との連通を分断することにより進角制御を行い燃料の噴射タイミングを変化させるＣＳＤ３０を備えた燃料噴射ポンプ１において、前記プランジャ７にメインポート１４と燃料圧室３１とを連通するためのメインリード１６と、前記サブポート３６と燃料圧室３１とを連通するためのサブリード５６とを設け、前記メインポート１４とメインリード１６とが連通して高圧燃料を燃料ギャラリ４７へスピルした後に、サブポート３６とサブリード５６とが連通して高圧燃料を燃料ギャラリ４７へスピルするように構成したものである。このように構成することにより、メインポート１４からスピル圧力が発生した直後にサブポート３６とサブリード５６とが連通することととなるため、サブポート３６内にキャビテーションが発生することがなくなり、サブポート３６の口元におけるキャビテーションによるエロージョンを防止することができる。また、鋼球によるプロテクタを設ける必要がなくなるため、低コストでキャビテーションによるエロージョンを防止することができる。また、ＣＳＤ３０作用時の、サブポート３６及びＣＳＤ３０を構成するピストンバレル３４の圧力上昇を防止することができるため、サブポート３６及びＣＳＤ３０の耐久性が向上し、ピストンバレル３４の変形を防止することができる。

また、前記メインポート１４と前記メインリード１６とが連通して高圧燃料を燃料ギャラリ４７へスピルした後、０．１〜０．８ｍｍのプランジャストロークの間に、前記サブポート３６と前記サブリード５６とが連通して高圧燃料を燃料ギャラリ４７へスピルするように構成したものである。このように構成することにより、メインポート１４からスピル圧力が発生してから最適時間後にサブポート３６においてもスピル圧力が発生することとなるため、サブポート３６内と燃料ギャラリ４７内の圧力差がなくなって、サブポート３６内にキャビテーションが発生することがなくなり、サブポート３６の口元におけるキャビテーションによるエロージョンを防止することができる。また、ＣＳＤ３０作用時の、サブポート３６及びＣＳＤ３０を構成するピストンバレル３４の圧力上昇を防止することができるため、サブポート３６及びＣＳＤ３０の耐久性が向上し、ピストンバレル３４の変形を防止することができる。

また、前記サブリード５６を、前記プランジャ７の回動可能域であって、エンジン運転時の最小燃料噴射量でのプランジャ７の回動位置において前記サブポート３６と連通可能な位置から、最大燃料噴射量でのプランジャ７の回動位置においてサブポート３６と連通可能な位置にわたって前記プランジャ７の外周面に設けたものである。このように構成することにより、サブリード５６を小さく構成することができるため、設計自由度が増大する。

前記サブリード５６のプランジャ７軸心に対して平面視点対称となる部分に、荷重バランス用リード６６を設けたものである。このように構成することにより、メインリード１６及びサブリード５６から受ける側圧によりプランジャ７の荷重バランスが崩れることなくことなくサブリード５６を設けることができるため、プランジャ７の偏心による焼き付きを防止することが可能となる。

前記サブリード５６及びメインリード１６を前記プランジャ７外周面に荷重バランス的に均等になるように配置したものである。このように構成することにより、メインリード１６及びサブリード５６から受ける側圧によりプランジャ７の荷重バランスが崩れることなくことなくサブリード５６を設けることができるため、プランジャ７の偏心による焼き付きを防止することが可能となる。

プランジャバレル８と、該プランジャバレル８内に上下摺動可能に設けられたプランジャ７と、該プランジャ７上方でプランジャバレル８内の空間に設けられた燃料圧室３１と、前記プランジャバレル８に設けられたメインポート１４と、該メインポート１４と連通する燃料ギャラリ４７と、該燃料ギャラリ４７と連通するサブポート３６と、該サブポート３６と燃料ギャラリ４７との連通を分断することにより進角制御を行い燃料の噴射タイミングを変化させるＣＳＤ３０を備えた燃料噴射ポンプ１において、前記プランジャ７にメインポート１４と燃料圧室３１、及び前記サブポート３６と燃料圧室３１とを時期をずらせて連通する兼用リード７６を斜めに延設して形成したものである。このように構成することにより、サブリード５６を設ける必要がないため、製造コストを抑制することができる。また、前記プランジャ７の使用範囲を犠牲にすることなく、サブリード５６を設けた場合と同等の効果を得ることができる。

本発明の一実施例に係る燃料噴射ポンプの全体的な構成を示した側面断面図。 ＣＳＤの側面一部断面図。 プランジャの斜視図。 プランジャの側面展開図。 噴射圧力とサブポート内の圧力の時間変化を表したグラフ図。 （ａ）プランジャの正面斜視図、（ｂ）プランジャの背面斜視図。 プランジャにおけるメインリード及びサブリードの位置を表した平面概略図。 プランジャの正面斜視図。 プランジャにおけるメインリード及びサブリードの位置を表した平面概略図。 他の構成例にかかるプランジャの側面展開図。 従来技術にかかるＣＳＤの側面一部断面図。

１ 燃料噴射ポンプ
７ プランジャ
８ プランジャバレル
１４ メインポート
１６ メインリード
３０ ＣＳＤ
３１ 燃料圧室
３４ ピストンバレル
３６ サブポート
４７ 燃料ギャラリ
５６ サブリード
６６ 荷重バランス用リード
７６ 兼用リード

Claims (1)

1. プランジャバレル（８）と、該プランジャバレル（８）内に上下摺動可能に設けられたプランジャ（７）と、該プランジャ（７）上方で前記プランジャバレル（８）内の空間に設けられた燃料圧室（３１）と、前記プランジャバレル（８）に設けられたメインポート（１４）と、該メインポート（１４）と連通する燃料ギャラリ（４７）と、該燃料ギャラリ（４７）と連通するサブポート（３６）と、該サブポート（３６）と前記燃料ギャラリ（４７）との連通を分断することにより進角制御を行い燃料の噴射タイミングを変化させるタイマー機構（３０）と、を備えた燃料噴射ポンプ（１）において、前記プランジャ（７）にメインポート（１４）と燃料圧室（３１）とを連通するメインリード（１６）と、前記サブポート（３６）と燃料圧室（３１）とを連通するサブリード（５６）とを設け、前記サブリード（５６）を、前記プランジャ（７）の回動可能域であって、エンジン運転時の最小燃料噴射量でのサブポート（３６）と連通可能な位置から、最大燃料噴射量でのサブポート（３６）と連通可能な位置にわたって、該プランジャ（７）の外周面に設け、前記メインポート（１４）と前記メインリード（１６）とが連通して高圧燃料を前記燃料ギャラリ（４７）へスピルした直後に、前記サブポート（３６）と前記サブリード（５６）とが連通して高圧燃料を燃料ギャラリへスピルするように構成したことを特徴とする燃料噴射ポンプ。

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