JP2000329033A - 燃料噴射ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料圧送量の変動、ならびに部材の損傷を防
止する燃料噴射ポンプを提供する。 【解決手段】 カムリング３２は駆動カム３１に嵌合し
ており、カムリング３２の各摺動平面３２ａは、各タペ
ット２５に形成されている摺動平面２５ａと摺動する。
案内カム３６は摺動凹部３２ｂに嵌合しており、支持軸
３５は摺動凹部３２ｂと摺動自在に案内カム３６を支持
している。駆動軸３０と駆動カム３１、ならびに支持軸
３５と案内カム３６との偏心量は等しい。駆動軸３０が
回転すると、カムリング３２と案内カム３６とは同一半
径の円である公転軌道１００、１０１を通る。駆動カム
３１を中心として自転する方向に力を受けてもカムリン
グ３２は揺動せず、常にタペット２５の摺動平面２５ａ
に対し摺動平面３２ａを平面接触させながら公転する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関（以下、
「内燃機関」をエンジンという）用の燃料噴射ポンプに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、特開平６−２４９１３４号公報に
開示されているように、駆動軸に対し駆動力伝達部材を
偏心して組み付け、駆動軸の回転に伴い回転せずに公転
運動する駆動力伝達部材が周方向に等角度間隔に配置さ
れたプランジャを往復駆動し、燃料加圧室に吸入した燃
料をプランジャが加圧する燃料噴射ポンプが知られてい
る。

【０００３】このような燃料噴射ポンプには、低圧燃料
ポンプから吸い上げられた燃料を燃料加圧室に調量する
ことなく吸入し全量圧送するものがある。全量圧送する
燃料噴射ポンプでは、余剰燃料を圧力制御弁等で低圧側
に還流しているので、燃料噴射ポンプを駆動するために
多大なエネルギーを要し、燃費が悪化するという問題が
ある。

【０００４】全量圧送に対し、燃料加圧室に供給する燃
料を調量し、必要量の燃料を圧送することにより駆動エ
ネルギーを低減し、燃費を向上させる燃料噴射ポンプが
考えられている。例えば、低圧燃料ポンプの上流側に流
量制御弁を設け、流量制御弁を制御することにより流量
制御弁下流の流量を調量し、必要量の燃料を圧送するも
のが考えられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】燃料吸入量を所定量以
上に調量する場合、吸入燃料を加圧し圧送する圧送行程
期間が長くなる。したがって、カムリングの周囲に複数
のプランジャを配設し各プランジャが位相をずらして燃
料を圧送する場合、同時に圧送行程中であるプランジャ
が複数存在する期間がある。圧送行程中の複数のプラン
ジャを駆動することによりカムリングは異なる方向から
複数の反力を同時に受けるので、カムリングは自転方向
に揺動することを低減され公転する。

【０００６】しかしながら、燃料吸入量を少量に調量す
る場合、プランジャによる圧送行程期間が短くなる。圧
送行程期間が短くなると、各プランジャの圧送行程が重
複しなくなり、圧送行程中であるプランジャが常に１個
になる。つまり、１つのプランジャの圧送行程が終了し
てから、次のプランジャの圧送行程が始まる。すると、
プランジャを駆動することによりカムリングが受ける反
力が一方向のみになるため、カムリングに偏った力が加
わりカムリングが揺動し傾くことがある。カムリングが
揺動すると、プランジャとカムリングとが偏って摺動
し、部材が損傷するおそれがある。また、プランジャの
リフト量が変動するので所望量の燃料を圧送できない。

【０００７】全量圧送の場合、圧送行程期間が長いの
で、カムリングの周囲に複数のプランジャが配設されて
いる場合、同時に圧送行程中になるプランジャが複数存
在する期間がある。したがって、カムリングが受ける反
力は複数の方向から作用するので、カムリングが揺動す
ることを防止できる。しかし、全量圧送の場合も、例え
ばプランジャの数が少なく１個の場合、圧送行程中であ
るプランジャが常に１個になるので、カムリングが揺動
することがある。本発明の目的は、燃料圧送量の変動、
ならびに部材の損傷を防止す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】本発明の請求項１、２ま
たは３記載の燃料噴射ポンプによると、カムリングと同
一の公転軌道で公転しカムリングの公転を案内する案内
構造を備えている。可動部材を駆動するときにカムリン
グに偏った力が働いても、案内構造によりカムリングが
揺動することを防止する。可動部材が一定のリフト量で
燃料を加圧するので、圧送量の変動を防止できる。さら
に、カムリングと可動部材とが偏った位置で摺動するこ
とを防止するので、部材の損傷を防止できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
複数の実施例を図に基づいて説明する。 （第１実施例）本発明の第１実施例によるディーゼルエ
ンジン用の燃料噴射ポンプを用いた燃料供給システムを
図２に示す。燃料噴射ポンプ１０は、駆動軸３０の外周
に１２０°間隔で３個の可動部材２０が配置されている
所謂ラジアルポンプである。調量手段３は電磁弁等で構
成され、エンジン運転状態に応じて制御手段４から送出
される制御信号により、燃料噴射ポンプ１０に供給する
燃料量を調量する。燃料加圧室１７で加圧された燃料
は、蓄圧室を有する蓄圧容器５に供給される。蓄圧容器
５は燃料を所定圧に蓄圧し、エンジン７の各気筒に配設
されている噴射弁６に高圧燃料を供給する。制御手段４
は、蓄圧室の圧力やエンジン回転数等のセンサ信号を入
力し、調量手段３および噴射弁６に制御信号を送出す
る。図２は、燃料ポンプ１０から吐出された燃料を一つ
の調量手段で一括して調量する例である。これに対し、
図３は、各燃料加圧室１７に供給する燃料をそれぞれ専
用の調量手段３で調量する例である。

【００１０】図１に示すように、シリンダ１１に形成さ
れた収容孔１１ａは可動部材２０のプランジャ２１を往
復移動自在に収容している。収容孔１１ａの一方の開口
は封止栓１６で閉塞されている。プランジャ２１の封止
栓１６側の収容孔１１ａは燃料加圧室１７を形成してい
る。燃料加圧室１７は、調量手段３で調量された燃料を
吸入する。燃料加圧室１７と連通する燃料流入路および
燃料流出路に、燃料吸入方向および燃料圧送方向と反対
方向の燃料流れを規制する逆止弁が配設されている。

【００１１】可動部材２０は、プランジャ２１およびタ
ペット２５を有する。プランジャ２１の頭部２１ａはタ
ペット２５に嵌合している。付勢手段としてのスプリン
グ２７がカムリング３２に向けてタペット２５を付勢す
ることにより、プランジャ２１およびタペット２５はカ
ムリング３２に向けて付勢されている。

【００１２】断面円形状の駆動カム３１は駆動軸３０に
対し偏心して一体形成されている。カムリング３２の内
周壁と駆動カム３１の外周壁とが摺動自在になるように
カムリング３２は駆動カム３１に嵌合している。カムリ
ング３２の外周壁に１２０°間隔に摺動平面３２ａが形
成されている。各摺動平面３２ａは、各タペット２５に
形成されている摺動平面２５ａと摺動する。

【００１３】支持軸３５はシリンダ１１に両端を支持さ
れている。カムリング３２内に円筒状の摺動凹部３２ｂ
が形成されており、案内カム３６は摺動凹部３２ｂに嵌
合している。支持軸３５は摺動凹部３２ｂと摺動自在に
案内カム３６を支持している。支持軸３５および案内カ
ム３６は案内構造を構成している。駆動軸３０と駆動カ
ム３１との中心距離と、支持軸３５と案内カム３６との
中心距離、つまり各軸に対する各カムの偏心量は等し
い。したがって、駆動軸３０が回転すると、駆動カムリ
ング３２と案内カム３６とは同一半径の円である公転軌
道１００、１０１を通る。

【００１４】図４に示すように、駆動軸３０および駆動
カム３１の回転にともないカムリング３２が自転するこ
となく公転運動すると、摺動平面３２ａと摺動平面２５
ａとが摺動する。プランジャ２１はタペット２５を介し
スプリング２７によりカムリング３２に向けて付勢され
ているので、プランジャ２１はカムリング３２の公転運
動にともない往復移動する。プランジャ２１が下降する
と燃料流入路に配設されている逆止弁を通り燃料加圧室
１７内に燃料が吸入される。下死点に達したプランジャ
２１が上昇すると燃料加圧室１７の燃料が加圧される。
加圧された燃料圧力が燃料流出側の圧力よりも上昇する
と、燃料流出路に配設されている逆止弁を通り燃料が蓄
圧容器５に供給される。蓄圧容器５の蓄圧室で所定圧に
蓄圧された高圧燃料は噴射弁６に供給される。

【００１５】駆動軸３０と駆動カム３１との偏心量と、
支持軸３５と案内カム３６との偏心量とが等しく、駆動
カム３１と案内カム３６とは同一の公転軌道１００、１
０１を通るので、案内カム３６により公転軌道を案内さ
れながらカムリング３２は駆動カム３１に駆動される。

【００１６】例えば、燃料圧送量が少ない場合、圧送行
程の後半で燃料が所定圧以上に加圧され燃料が圧送され
る。つまり、一つのプランジャ２１の圧送行程が終了し
てから次のプランジャ２１の圧送行程が始まるので、単
独のプランジャ２１のみの駆動により一方向の反力しか
カムリング３２に作用しない。したがって、カムリング
３２は揺動、つまり自転する方向に力を受ける。しか
し、駆動カム３１および案内カム３６がカムリング３２
に嵌合しているので、駆動カム３１を中心として自転す
る方向に力を受けてもカムリング３２は揺動せず、常に
タペット２５の摺動平面２５ａに対し摺動平面３２ａを
平面接触させながら公転する。

【００１７】これにより、調量手段３により調量される
燃料吸入量に関わらずタペット２５とカムリング３２と
は平面摺動し、プランジャ２１を常に一定量リフトさせ
る。したがって、燃料吸入量に対し所定量の燃料を圧送
するので、燃料圧送量が変動しない。さらに、タペット
２５とカムリング３２とが偏った位置で摺動しないの
で、偏摩耗を防ぐとともに、摺動部材の損傷を防止でき
る。

【００１８】（第２実施例）本発明の第２実施例による
燃料噴射ポンプを図５に示す。第１実施例と実質的に同
一構成部分に同一符号を付し、説明を省略する。案内構
造としての案内軸４１は、第１軸４２および第２軸４３
を有する。第１軸４２と第２軸４３とは異なる軸上に形
成されている。第１軸４２はカムリング３２に形成され
た摺動穴３２ｃに嵌合している。第２軸４３はシリンダ
１１に形成された摺動穴１１ｂに嵌合し、摺動穴３２ｃ
に摺動自在に第１軸４２を支持している。両軸は異なる
軸上に位置しているので、カムリング３２が公転するの
に伴い第２軸４３を公転中心として第１軸４２が回転す
る。第１軸４２の公転軌道とカムリング３２の公転軌道
は同一半径の円１００、１０２であり、第１軸４２に案
内されながらカムリング３２は公転する。したがって、
駆動カム３１を中心として自転する方向に力を受けても
カムリング３２は揺動せず、常にタペット２５の摺動平
面２５ａに対し摺動平面３２ａを平面接触させながら公
転する。

【００１９】（第３実施例、第４実施例）本発明の第３
実施例による燃料噴射ポンプを図６に示し、第４実施例
による燃料噴射ポンプを図７に示す。第１実施例と実質
的に同一構成部分に同一符号を付し、説明を省略する。

【００２０】第３実施例では、カムリング３２の公転を
案内する案内カム３６を２個にしたことにより、カムリ
ング３２が揺動することをさらに確実に防止する。第４
実施例では、カムリング３２の公転を案内する案内軸を
２個にしたことにより、カムリング３２が揺動すること
をさらに確実に防止する。

【００２１】以上説明した本発明の実施の形態を示す上
記複数の実施例では、駆動カム３１と異なる位置でカム
リング３２に嵌合している案内カム３６または第１軸４
２に案内されながらカムリング３２が公転する。カムリ
ング３２が自転、つまり揺動する方向に力を受けても案
内カム３６または第１軸４２がカムリング３２の揺動を
防止するので、カムリング３２の摺動平面３２ａはタペ
ット２５の摺動平面２５ａと常に平面摺動する。これに
より、プランジャ２１が一定量でリフトするので、燃料
吸入量に対し所定量の燃料を圧送できる。つまり、燃料
圧送量の変動を防止できる。また、タペット２５に対し
カムリング３２が傾いて摺動することを防止するので、
偏摩耗を防止するとともに摺動部材の損傷を防止でき
る。

【００２２】上記複数の実施例では、１個または２個の
案内カム３６または第１軸４２によりカムリング３２の
公転を案内した。可能ならば３個以上の案内カム３６ま
たは第１軸４２によりカムリング３２の公転を案内して
もよい。また、案内カム３６と第１軸４２とを組み合わ
せて用いてもよい。

【００２３】上記複数の実施例では、駆動軸の外周に放
射状に複数の可動部材を配置しラジアルポンプについて
説明したが、駆動軸の外周に可動部材が一つだけ配置さ
れている燃料噴射ポンプにも本発明の構成を適用するこ
とができる。また、燃料吸入量を調量しない全量圧送の
燃料噴射ポンプに本発明の構成を適用してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の第１実施例による燃料噴射ポ
ンプの一つのプランジャ周辺を示す断面図であり、
（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

【図２】第１実施例の燃料噴射ポンプを用いた燃料供給
システムを示す模式的構成図である。

【図３】第１実施例の燃料噴射ポンプを用いた他の燃料
供給システムを示す模式的構成図である。

【図４】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は異なる公転位置にお
ける第１実施例の燃料噴射ポンプの作動を示す断面図で
ある。

【図５】（Ａ）は本発明の第２実施例による燃料噴射ポ
ンプの一つのプランジャ周辺を示す断面図であり、
（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

【図６】本発明の第３実施例による燃料噴射ポンプの一
つのプランジャ周辺を示す断面図である。

【図７】本発明の第４実施例による燃料噴射ポンプの一
つのプランジャ周辺を示す断面図である。

【符号の説明】

１０ 燃料噴射ポンプ １１ シリンダ １７ 燃料加圧室 ２０ 可動部材 ２１ プランジャ（可動部材） ２５ タペット（可動部材） ２７ スプリング（付勢手段） ３０ 駆動軸 ３１ 駆動カム ３２ カムリング ３５ 支持軸（案内構造） ３６ 案内カム（案内構造） ４１ 案内軸（案内構造） ４２ 第１軸（案内構造） ４３ 第２軸（案内構造）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G066 AA07 AB02 AC09 AD12 BA29 BA49 BA51 CA01S CA08 CA09 CE03 CE05 DC09 DC18 3H075 AA03 BB03 BB13 BB16 BB20 BB21 CC18 CC19 CC36 DA03 DA04 DB04 DB29 DB50 EE03 EE04

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料加圧室に吸入した燃料を加圧する可
   動部材と、 前記可動部材を往復摺動自在に支持するシリンダと、 駆動軸に対し偏心しており、前記駆動軸とともに回転す
   る駆動カムと、 前記駆動カムの外周に前記駆動カムと摺動自在に組付け
   られ、前記駆動軸の回転に伴い前記可動部材と摺動しな
   がら公転運動し、前記可動部材を往復駆動するカムリン
   グと、 前記カムリングと同一の公転軌道で公転し、前記カムリ
   ングを案内する案内構造と、 を備えることを特徴とする燃料噴射ポンプ。
2. 【請求項２】 前記案内構造は、前記カムリング内に前
   記カムリングと摺動自在に組み付けられている案内カム
   と、前記カムリングと同一公転軌道で公転可能に前記案
   内カムを支持する支持軸とを有することを特徴とする請
   求項１記載の燃料噴射ポンプ。
3. 【請求項３】 前記案内構造は、軸位置がずれた第１軸
   および第２軸を有する案内軸であり、前記第１軸は前記
   カムリング内に前記カムリングと摺動自在に組み付けら
   れ、前記第２軸は前記カムリングと同一公転軌道で公転
   可能に前記第１軸を支持し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。