JPH03182679A - 燃料噴射ポンプ用の圧力調整弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ディーゼルエンジン用燃料噴射ポンプに使
用され、燃料噴射ポンプの加圧室と燃料噴射ノズルの間
に取付けられる圧力弁であって、噴射終了時の燃料噴射
ポンプの加圧室と燃料噴射ノズルの間のパイプ内圧力（
残圧）を所定の圧力に設定可能な圧力調整弁に関するも
のである。

〔従来の技術〕

近年、ディーゼル車の騒音、排気ガスによる環境汚染が
社会的問題となっており、燃料噴射ポンプとして、排気
ガス低減のためには高噴射圧化が必須条件となっている
。そこで、従来のポンプに対してカム速度のアップ、ノ
ズル噴射孔を小さくする等の手法により高噴射圧化を狙
っているのが現状である。しかしながら、高噴射圧化の
デメリットとして、二次噴射、キャビテーション発生が
あり、それらのデメリットを克服する方法として、特開
昭６０−１１９３６６号公報に示されているような圧力
調整弁（定残圧弁）が必要となっている。即ち、バネ力
に抗して燃料噴射ポンプの加圧室（プランジャ室）から
燃料噴射ノズルに燃料を供給する第１の弁体を設けると
ともに、第１の弁体内においてコイルスプリングのバネ
力に抗して燃料噴射ノズルから燃料噴射ポンプの加圧室
に燃料を戻す第２の弁体を設けるものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、ノズルからの反射波の高いエネルギーに
より第２の弁体のコイルスプリングに高負荷がかかりコ
イルスプリングのリフト量が予想以上に大きくなって第
２の弁体の応答性が悪化して本来の機能である定残圧を
維持できなくなり、性能が低下してしまう虞れがあった
。

又、第２の弁体のコイルスプリングの組み付は時におい
て、そのコイルスプリングが倒れた状態で組付けられる
とシール部の密着性が悪化して信頼性が低下したり、あ
るいは、コイルスプリング組付は後の運転時において、
ノズルからの反射波の高いエネルギーにより第２の弁体
のコイルスプリングに高負荷がかかりスプリングの倒れ
量が大きくなりコイルスプリング外周部での他部材との
干渉を招き、性能が低下してしまう虞れがあった。

この発明の目的は、第２の弁体の付勢手段に起因する性
能及び信頼性を向上させることができる燃料噴射ポンプ
用の圧力調整弁を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

第１の発明は、燃料噴射ポンプの加圧室と燃料噴射ノズ
ルとの間の燃料通路に設けられ、第１の付勢手段の付勢
力に抗して燃料噴射ポンプの加圧室から燃料噴射ノズル
に燃料を供給する第１の弁体と、前記第１の弁体内の弁
体収納室に設けられ、第２の付勢手段の付勢力に抗して
燃料噴射ノズルから燃料噴射ポンプの加圧室に燃料を戻
す第２の弁体とを備えた燃料噴射ポンプ用の圧力調整弁
において、 前記弁体収納室と第２の弁体にて凹凸部を形成し、その
凸部が第２の弁体に移動動作に伴い凹部内を摺動するよ
うにした燃料噴射ポンプ用の圧力調整弁をその要旨とす
る。

第２の発明は、燃料噴射ポンプの加圧室と燃料噴射ノズ
ルとの間の燃料通路に設けられ、付勢手段の付勢力に抗
して燃料噴射ポンプの加圧室から燃料噴射ノズルに燃料
を供給する第１の弁体と、前記第１の弁体内の弁体収納
室に設けられ、コイルスプリングの付勢力に抗して燃料
噴射ノズルから燃料噴射ポンプの加圧室に燃料を戻す第
２の弁体とを備えた燃料噴射ポンプ用の圧力調整弁にお
いて、 前記弁体収納室又は第２の弁体に、第２の弁体を所定の
方向にのみ移動させる案内部を形成した燃料噴射ポンプ
用の圧力調整弁をその要旨とする。

第３の発明は、燃料噴射ポンプの加圧室と燃料噴射ノズ
ルとの間の燃料通路に設けられ、付勢手段の付勢力に抗
して燃料噴射ポンプの加圧室から燃料噴射ノズルに燃料
を供給する第１の弁体と、前記第１の弁体内の弁体収納
室に設けられ、コイルスプリングの付勢力に抗して燃料
噴射ノズルから燃料噴射ポンプの加圧室に燃料を戻す第
２の弁体とを備えた燃料噴射ポンプ用の圧力調整弁にお
いて、 前記弁体収納室に前記コイルスプリングの端部を固定す
る固定部を形成した燃料噴射ポンプ用の圧力調整弁をそ
の要旨とするものである。

〔作用〕

第１の発明は、燃料噴射ノズルからの反射波により第２
の付勢手段の付勢力に抗して第２の弁体が開弁してその
燃料が燃料噴射ポンプの加圧室に戻されるが、この第２
の弁体の移動動作に伴い凸部が凹部内を摺動してダッシ
ュポットとして機能し、第２の弁体の過大な移動が抑制
される。

第２の発明は、燃料噴射ノズルからの反射波によりコイ
ルスプリングの付勢力に抗して第２の弁体が開弁してそ
の燃料が燃料噴射ポンプの加圧室に戻されるが、案内部
により第２の弁体が所定の方向にしか移動せずコイルス
プリングの倒れが防止される。

第３の発明は、燃料噴射ノズルからの反射波によりコイ
ルスプリングの付勢力に抗して第２の弁体が開弁じてそ
の燃料が燃料噴射ポンプの加圧室に戻されるが、コイル
スプリングは端部が固定されているのでその倒れが防止
される。

〔第１実施例〕 以下、この発明を具体化した一実施例を図面に従って説
明する。

第１図にはボッシュタイプの燃料噴射ポンプｌの吐出側
に設けられる燃料噴射ポンプ用の圧力調整弁２を示し、
第２図には圧力調整弁２の要部の断面を示す。

燃料噴射ポンプ１のポンプハウジング３には加圧室とし
てのプランジャ室４に連通ずる取付溝５が形成され、こ
の取付溝５内に台座６が配設されている。又、この台座
６には貫通孔７が形成されている。さらに、取付溝５に
は弁ハウジング８が螺着され、この弁ハウジング８には
台座６の貫通孔７に開口する凹部９が形成されている。

又、弁ハウジング８には凹部９と連通ずる連通孔１ｏが
形成され、この連通孔１０とパイプ１１を介して燃料噴
射ノズル１２が接続されている。

凹部９内には第１の弁体１３が配設され、この第１の弁
体１３は中央部に円錐部１３ａを有し、下端部にガイド
部１３ｂが形成されている。第１の弁体１３のガイド部
１３ｂは台座６の貫通孔７内を摺動する。又、凹部９内
おいて弁体ストッパ１４と第１の弁体１３の円錐部１３
ａとの間には第１の付勢手段としてのコイルスプリング
１５が配設され、このコイルスプリング１５により第１
の弁体１３が弁座１６に着座している。

第１の弁体１３内には弁体収納室１７が形成され、その
弁体収納室１７内には貫通孔１８を有する栓体１９が圧
入固定されている。又、弁体収納室１７内には第２の弁
体を構成するボール弁体２０が配置され、このボール弁
体２０は第２の弁体を構成するバネ受は部材２１により
支持されている。バネ受は部材２１には第２の付勢手段
としてのコイルスプリング２２が配設され、このコイル
スプリング２２によりボール弁体２０が栓体１９の貫通
孔１８を閉じている。

第１の弁体１３には第１の弁体１３が着座した状態で弁
体収納室Ｉ７と燃料噴射ポンプ１のプランジャ室４と連
通ずる連通孔２３が設けられている。又、第１の弁体１
３の弁体収納室１７の底部には凹部２４が形成されると
ともにその凹部２４の底部には案内部としての案内孔２
５が下方に延設されている。又、バネ受は部材２１の下
端部には凹部２４内を摺動する凸部としての摺動部２６
が形成され、さらに、その摺動部２６の下端には案内孔
２５内を摺動する案内部としての案内ロッド２７が形成
されている。

ここで、凹部２４の内周面と摺動部２６の外周面とは、
油密か保持できるようクリアランスが小さく、かつ上下
方向に良好に摺動するように高精度の表面仕上げが行わ
れている。同様に、案内孔２５の内周面と案内ロッド２
７の外周面とは、油密か保持できるようクリアランスが
小さく、かつ上下方向に良好に摺動するように高精度の
表面仕上げが行われている。

又、ボール弁体２０が着座した状態において、弁体収納
室１７の底面とバネ受は部材２１の摺動部２６の下端と
は、距離りだけ離間している。さらに、ボール弁体２０
が着座した状態において、バネ受は部材２１の案内ロッ
ド２７は案内孔２５内に挿入されている。

次に、このように構成した燃料噴射ポンプ用の圧力調整
弁の作用を説明する。

燃料噴射ポンプ１の駆動によりプランジャ室４の燃料か
加圧され、その高圧燃料がコイルスプリング１５の付勢
力に抗して第１の弁体１３を開弁じて弁体ストッパ１４
の貫通孔１４ａ、弁ハウジング８の連通孔ＩＯ及びパイ
プ１１を介して燃料噴射ノズル１２に供給される。そし
て、燃料噴射ノズル１２から内燃機関に燃料の噴射が行
われる。

この燃料圧送終了時に、第１の弁体１３が弁座１６に着
座すると、燃料噴射ノズル１２から高エネルギーの反射
波（圧ツノ波）が圧力調整弁２に向かって戻ってくる。

そして、この高圧の圧力波によりコイルスプリング２２
の付勢力に抗してボール弁体２０が開弁じてパイプ内圧
力をボール弁の付勢力により所定の圧力（定残圧）に設
定されるよう燃料が栓体１９の貫通孔１８、弁体収納室
１７、連通孔２３を経てプランジャ室４に戻される。

この際、圧力波の高いエネルギーによりバネ受は部材２
１が下方に移動（リフト）シて所定の移動量りになると
、摺動部２６が凹部２４内に入り込み、凹部２４内の閉
塞された燃料のダンピング効果により摺動部２６が凹部
２４内に入り込んだ後のバネ受は部材２１の移動速度は
急激に小さくなる。その結果、バネ受は部材２１のオー
バシュートを抑制することにより所定量以上の燃料が凹
部９円からプランジャ室４に戻るのが防止される。

一方、ボール弁体２０が開弁じて燃料を戻す際に、案内
ロッド２７が案内孔２５に僅かなりリアランスをもって
嵌合しているので、圧力波の高いエネルギーによりボー
ル弁体２０が横荷重を受けてコイルスプリング２２が倒
れて弁体収納室１７の壁面と干渉することはない。

又、コイルスプリング２２を弁体収納室１７内に組付け
る際には、コイルスプリング２２を弁体収納室１７の底
面（バネ受は面）に垂直に配置し、栓体１９を圧入した
後にプレス族め又は溶接等によりコイルスプリング２２
が組付けられるが、栓体１９の圧入深さによってコイル
スプリング２２のプレロードが調整可能となり、ボール
弁体２０の開弁圧が調整可能となる。この取り付けの際
に、バネ受は部材２１の案内ロッド２７を案内孔２５内
に挿入しつつ行うことができるので、バネ受は部材２１
を弁体収納室１７の中心を下動させ、コイルスプリング
２２を垂直に配設することができる。即ち、バネ受は面
が弁体収納室１７の底部にあるため栓体１９を圧入した
後ではコイルスプリング２２が垂直に組付けられている
かどうか確認できないが、コイルスプリング２２を常に
垂直に組付けることができる。よって、もし、コイルス
プリング２２が倒れた状態のまま栓体１９を組付けると
、ボール弁体２０の着座が不安定となりシール部の気密
性が悪化し開弁圧の調整ができないことがあるが、本実
施例ではそのようなことがない。

又、本実施例ではコイルスプリング２２のバネ定数が大
きく設定してあり、バネ受は部材２１のリフトのオーバ
シュートを抑制している。即ち、バネ定数を０．　５８
　ｋ　ｇ／ｍｍから１．５ｋｇ／ｍｍにすることにより
、バネ受は部材２１のリフト量を０．４ｍｍから０．２
ｍｍにすることができることを確認している。

このように本実施例によれば、第１の弁体１３内の弁体
収納室１７に凹部２４を形成するとともに、バネ受は部
材２１　（第２の弁体）にこのバネ受は部材２１の移動
動作に伴い凹部２４内を摺動する摺動部２６（凸部）を
形成した。よって、燃料噴射ノズル１２からの反射波に
よりコイルスプリング２２（第２の付勢手段）の付勢力
に抗してボール弁体２０（第２の弁体）が開弁してその
燃料が燃料噴射ポンプｌのプランジャ室４（加圧室）に
戻されるが、摺動部２６が凹部２４内を摺動してダッシ
ュポットとして機能し、バネ受は部材２１の過大な移動
が抑制されコイルスプリング２２の応答性の悪化を未然
に防止して性能を向上させることができる。

又、第１の弁体１３の弁体収納室１７に案内孔２５（案
内部）を形成するとともに、バネ受は部材２１（第２の
弁体）にこのバネ受は部材２１の移動動作に伴い案内孔
２５内を摺動する案内ロッド２７（案内部）を形成した
。その結果、コイルスプリング２２の組付けの際に、案
内ロッド２７が案内孔２５内を摺動してバネ受は部材２
１の外周部に位置するコイルスプリング２２が常に垂直
となり一様な組付は状態を確保できるるとともに、組付
は後の運転時においてもコイルスプリング２２の倒れが
防止される。よって、ボール弁体２０のシール部の密着
性の悪化やコイルスプリング２２の外周部と弁体収納室
１７の壁面との干渉を未然に防止でき信頼性が向上する
。

このことは、コイルスプリング２２の外周と弁体収納室
１７の壁面との隙間を小さくてきることによって弁体収
納室１７内の余分な容積を小さくすることができること
ともなる。

尚、この実施例の応用例としては、ダンピング用の特別
の油を使用してもよい。又、上記実施例ではバネ受は部
材２Ｉが所定の移動量りだけ移動した後にダンピング効
果が現れるようにしたが、第３図に示すように、ボール
弁体２０が閉弁した状態で、凹部２４内に摺動部２６が
位置するようにし、移動初期からダンピング効果が現れ
るようにしてもよい。

又、第４図に示すように、第１の弁体１３内の弁体収納
室Ｉ７に凹部２８を形成するとともに、バネ受は部材２
１にこのバネ受は部材２１の移動動作に伴い凹部２８内
を摺動する摺動部２９を形成し、ダンピング効果とガイ
ド機能を１つ部材にて行わせてもよい。

又、第５図に示すように、栓体１９から下方に案内部３
０を突設するとともにバネ受は部材２１にその案内部３
０内を摺動する摺動部３１を形成してもよい。さらに、
第６図に示すように、バネ受は部材２１の側面に案内部
３２を形成し、バネ受は部材２１の移動に伴い弁体収納
室１７の壁面を案内部３２が摺動するようにしてもよい
。さらには、第７図に示すように、バネ受は部材２１の
側面に弁体収納室１７の壁面を摺動するとともにコイル
スプリング２２の上部外周部を覆う案内部３３を形成し
てもよい。

又、本実施例ではボール弁体２０とバネ受は部材２１を
別体構造としたが、一体構造としてもよい。

〔第２実施例〕 次に、第３の発明に対応する第２実施例を説明する。こ
の実施例においては、前記第１実施例と同一の構成をな
すものについては同一の符号を付すことによりその詳細
な説明は省略する。

第８図に示すように、第１の弁体１３内の弁体収納室１
７の下部には、コイルスプリング２２の外径とほぼ同寸
法の固定部としての縮径部３４が形成されている。そし
て、この縮径部３４にコイルスプリング２２の下端部が
挿入支持されている。

このようにすることにより、燃料噴射ノズル１２からの
反射波によりコイルスプリング２２の付勢力に抗してボ
ール弁体２０が開弁してその燃料が燃料噴射ポンプのプ
ランジャ室４に戻されるが、コイルスプリング２２は一
端が固定されているので倒れが防止される。同様に、コ
イルスプリング２２の組付けの際にもコイルスプリング
２２は一端が固定されてコイルスプリング２２が常に垂
直となり一様な組付は状態を確保できる。よって、ボー
ル弁体２０のシール部の密着性の悪化やコイルスプリン
グ２２の外周部と弁体収納室１７の壁面との干渉を未然
に防止でき信頼性が向上する。

〔発明の効果〕

以上詳述したようにこの発明によれば、第２の弁体の付
勢手段に起因する信頼性を向上させることができる優れ
た効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例の燃料噴射ポンプ用の圧力調整弁の
断面図、第２図は圧力調整弁の要部断面図、第３図は圧
力調整弁の要部断面図、第４図は圧力調整弁の要部断面
図、第５図は圧力調整弁の断面図、第６図は圧力調整弁
の断面図、第７図は圧力調整弁の断面図、第８図は第２
実施例の圧力調整弁の断面図である。 ｌは燃料噴射ポンプ、４は加圧室としてのプランジャ室
、１２は燃料噴射ノズル、１３は第１の弁体、１５は第
１の付勢手段としてのコイルスプリング、１７は弁体収
納室、２０は第２の弁体を構成するボール弁体、２１は
第２の弁体を構成するバネ受は部材、２２は第２の付勢
手段としてのコイルスプリング、２４は凹部、２５は案
内部としての案内孔、２６は摺動部、２７は案内部とし
ての案内ロッド、３４は固定部としての縮径部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、燃料噴射ポンプの加圧室と燃料噴射ノズルとの間の
   燃料通路に設けられ、第１の付勢手段の付勢力に抗して
   燃料噴射ポンプの加圧室から燃料噴射ノズルに燃料を供
   給する第１の弁体と、 前記第１の弁体内の弁体収納室に設けられ、第２の付勢
   手段の付勢力に抗して燃料噴射ノズルから燃料噴射ポン
   プの加圧室に燃料を戻す第２の弁体と を備えた燃料噴射ポンプ用の圧力調整弁において、前記
   弁体収納室と第２の弁体にて凹凸部を形成し、その凸部
   が第２の弁体に移動動作に伴い凹部内を摺動するように
   したことを特徴とする燃料噴射ポンプ用の圧力調整弁。 ２、燃料噴射ポンプの加圧室と燃料噴射ノズルとの間の
   燃料通路に設けられ、付勢手段の付勢力に抗して燃料噴
   射ポンプの加圧室から燃料噴射ノズルに燃料を供給する
   第１の弁体と、 前記第１の弁体内の弁体収納室に設けられ、コイルスプ
   リングの付勢力に抗して燃料噴射ノズルから燃料噴射ポ
   ンプの加圧室に燃料を戻す第２の弁体と を備えた燃料噴射ポンプ用の圧力調整弁において、前記
   弁体収納室又は第２の弁体に、第２の弁体を所定の方向
   にのみ移動させる案内部を形成したことを特徴とする燃
   料噴射ポンプ用の圧力調整弁。 ３、燃料噴射ポンプの加圧室と燃料噴射ノズルとの間の
   燃料通路に設けられ、付勢手段の付勢力に抗して燃料噴
   射ポンプの加圧室から燃料噴射ノズルに燃料を供給する
   第１の弁体と、 前記第１の弁体内の弁体収納室に設けられ、コイルスプ
   リングの付勢力に抗して燃料噴射ノズルから燃料噴射ポ
   ンプの加圧室に燃料を戻す第２の弁体と を備えた燃料噴射ポンプ用の圧力調整弁において、前記
   弁体収納室に前記コイルスプリングの端部を固定する固
   定部を形成したことを特徴とする燃料噴射ポンプ用の圧
   力調整弁。