JP2004285912A - 燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サーボタイマ機構と逆進角特性のロードタイマ機構とを有し、エロージョンの発生防止が可能な燃料噴射装置を提供する。
【解決手段】ロードタイマ機構は、ガバナシャフト４５に形成され、燃料の低圧側に連通する逃がし通路７６と、ガバナスリーブ４６に形成され、ガバナスリーブ４６の前進時、後退時に逃がし通路７６に対して遮断、連通する貫通孔７７とを有すると共に、タイマ機構２４は、タイマピストン５１に形成され、サーボバルブ挿入孔６１ａ、および高圧室５４に連通しサーボバルブ挿入孔６１ａに開口する燃料通路６２と、サーボバルブ挿入孔６１ａに摺動自在なサーボバルブ６０とを備え、サーボバルブ６０は、ポンプ室の燃料の圧力変化に応じて燃料通路６２と連通、遮断可能な排出通路６５を有し、排出通路６５には、流入した燃料が略大気圧以下で閉弁する制御弁６６を備える。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料噴射装置に関し、特に燃料噴射装置の燃料噴射時期制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料噴射装置は、例えばディーゼル機関の燃料噴射装置に用いられる分配型燃料噴射ポンプにおいて、燃料噴射時期制御装置に、サーボバルブを備えたものが知られている（特許文献１参照）。特許文献１の開示による技術では、タイマピストン内に形成された挿入孔に摺動可能にサーボバルブが支持されている。このサーボバルブは、フィードポンプから供給される燃料油の圧力変化により挿入孔内を摺動移動する。そして、その供給圧力が上昇したときには、フィードポンプから高圧室に燃料油が供給され、タイマピストンを進角側へ移動する。一方、その供給圧力が低下したときには、サーボバルブが開弁して高圧室と低圧室とを連通させ、タイマピストンを遅角側へ移動するように構成されている。この種の燃料噴射時期制御装置は、サーボバルブを有しないものに比べて制御力が高く、ポンプ駆動反力の影響を受けにくく、サーボタイマ機構として現在広く使用されている。
【０００３】
なお、高圧室と低圧室はタイマピストンを挟んで形成され、例えば高圧室はタイマピストンと高圧側タイマカバーとで形成される。
【０００４】
近年、建産機等の産業用機械においても、乗用車等の車両と同様にディーゼル機関の排気ガス規制が強化されつつある。これに伴い、低負荷域での排気ガス浄化対策として、逆進角特性が得られるロードタイマ機構（特許文献２参照）を実用化したいという要求がある。特許文献２の開示による技術では、従来の進角特性が負荷の減少に従い遅角したのに対して、逆に負荷の増加に従い遅角する。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭５８−３２９２８号公報
【０００６】
【特許文献２】
実開閉４−１６４４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報開示の技術では、サーボタイマ機構と逆進角特性のロードタイマ機構とを有する燃料噴射装置を実用化しようとすると、高負荷域にてタイマピストンが最遅角状態にあるため、タイマピストンが高圧側タイマカバーを押圧する。タイマピストンには高駆動反力が作用しているため、高圧側タイマカバーが歪むことにより高圧室内のキャビティ発生により、タイマピストン高圧側端面にキャビテーションエロージョンが発生する可能性がある。
【０００８】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、したがってその目的は、サーボタイマ機構と逆進角特性のロードタイマ機構とを有するとともに、エロージョンの発生防止が可能な燃料噴射装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１によれば、ポンプ室内に燃料を供給するフィードポンプと、ポンプ室内に配置されたガバナシャフト、およびガバナシャフトの外周に摺動自在に外嵌され、フライウェイトの開動作に連動して軸方向に前進し、フライウェイトの閉動作に連動して軸方向に後退するガバナスリーブを有するガバナと、ポンプ室内の燃料が高圧であるときには燃料噴射時期を進角させ、低圧であるときには燃料噴射時期を遅角させるタイマ機構とを備えた燃料噴射装置において、ガバナシャフトの内部に形成され、一端がガバナシャフトの外周面に開口し、他端が燃料の低圧側に連通する逃がし通路と、ガバナスリーブに形成され、ガバナシャフトとの嵌合部における内外面を貫通し、ガバナスリーブの前進時には逃がし通路に対して遮断され、後退時には逃がし通路と連通する貫通孔とを有するとともに、
タイマ機構は、燃料噴射時期を調整可能なローラリングに係合されたタイマピストンと、タイマピストンの最遅角位置を規定する高圧側カバーとを備え、タイマピストンを摺動自在に支持する摺動孔が二つの圧力室に分けられ、圧力室の一方をローラリングに作用する駆動トルク反力をタイマピストンを介して受け、高圧側タイマカバーとで区画される高圧室とし、他方を燃料の低圧側に通じる低圧室とし、タイマピストン内に形成され、低圧室に開口するサーボバルブ挿入孔、ポンプ室の燃料が供給される流入通路、および高圧室に連通し、サーボバルブ挿入孔に開口する燃料通路と、サーボバルブ挿入孔に摺動自在なサーボバルブとを備え、
サーボバルブは、その一端で流入通路から導かれるポンプ室の燃料の圧力を受け、その他端でその燃料圧力に対抗してサーボバルブスプリングが付勢され、ポンプ室の燃料の圧力変化に応じて燃料通路と連通、遮断可能な排出通路を有し、排出通路には、燃料通路を介して流入した燃料が略大気圧以下になると閉弁する制御弁を備えている。
【００１０】
まず、ガバナスリーブの貫通孔は、ガバナスリーブの前進時に逃がし通路に対して遮断され、後退時に逃がし通路と連通するロードタイマ構造を構成するため、ガバナスリーブの後退つまり内燃機関の負荷の増加に従ってポンプ室内の燃料を、逃がし通路を介して低圧側へ流出させる。結果として、このロードタイマ構造により、高負荷状態で、タイマ機構における燃料噴射時期を、低負荷域に比べて遅角させる。
【００１１】
さらに、タイマ機構は、タイマピストンに形成されたサーボバルブ挿入孔に摺動自在に支持されるサーボバルブと、前記サーボバルブの一端側に加わるポンプ室の燃料圧力に対抗して他端側を付勢するサーボバルブスプリングを備え、ポンプ室の燃料の圧力変化に応じてサーボバルブの位置を移動させる。その結果、サーボバルブに形成された排出通路と、高圧室と連通する燃料通路とが連通、遮断を切換えるタイマピストン位置にタイマピストンを制御する。
【００１２】
その排出通路には、燃料通路を介して流入したポンプ室の燃料が略大気圧以下になると閉弁する制御弁を備えているので、高負荷域でタイマピストンが最遅角状態にあるとき、駆動トルク反力によってタイマピストンが高圧側タイマカバーを押圧することで、高圧側タイマカバーが変形して高圧室内の体積が増加する。この際、制御弁の閉弁動作によって、排出通路を介して高圧室から低圧室への燃料の流出が防止される。したがって、高圧室内の燃料の負圧の発生が防止でき、負圧発生により生じるキャビティの形成を防止するので、キャビテーションエロージョンの発生防止が図れる。
【００１３】
なお、高圧室の燃料は、例えばタイマピストン内に形成されるオリフィスを通じて、ポンプ室に流入できる。
【００１４】
本発明の請求項２によれば、制御弁は、排出通路内に形成された弁座に当接、離間可能な弁体部と、弁体部を弁座側に所定押圧力で付勢する付勢スプリングとを備え、所定押圧力を、ほぼ０．１ＭＰａにできる。
【００１５】
本発明の請求項３によれば、制御弁は、排出通路を塞ぐことが可能な薄板状のリードバルブで形成できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の燃料噴射装置を、具体化した実施形態を図面に従って説明する。
【００１７】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の燃料噴射装置に係るタイマ機構を示す横断面図である。図２は、図１中のサーボバルブを示す拡大断面図である。図３は、本実施形態に係わるロードタイマ機構を示す縦断面図である。図４は、ロードタイマ機構により進角特性を表すグラフであって、図４（ａ）は負荷の増加に従い遅角する逆進角特性、図４（ｂ）は負荷の減少に従い遅角する比較例の進角特性を示すグラフである。図５は、実施形態の燃料噴射装置を示す縦断面図である。
【００１８】
ディーゼル機関（図示せず）の各気筒ごとに燃料を圧送する燃料噴射装置１には、図５に示すように、ディーゼル機関によって回転駆動されるドライブシャフト２が装着されている。ドライブシャフト２の途中には、ベーン式のフィードポンプ３が設けられ、このフィードポンプ３は、ドライブシャフト２の回転に伴って回転駆動される。
【００１９】
ドライブシャフト２の基端側には、ガバナ４を駆動するための駆動ギヤ５が取付けられている。ガバナ４については後述する。駆動ギヤ５とカムプレート６との間には、ローラリング７が配置されている。このローラリング７には、カムプレート６のカム山フェイス６ａに対向する複数のカムローラ８が取付けられている。カム山フェイス６ａは、ディーゼル機関の気筒数と同数設けられている。また、カムプレート６はスプリング９によってカムローラ８に押付けられている。
【００２０】
カムプレート６は、燃料加圧用のプランジャ１０が取付けられており、カップリング１１を介してドライブシャフト２と一体的に回転する。このカップリング１１には、カムプレート６に設けられた爪部６ｂおよびドライブシャフト２に設けられた爪部５ａがそれぞれ挿通されており、カムプレート６はドライブシャフトにより一体回転する。
【００２１】
カム山フェイス６ａは、カムローラ８に転接している。このカムローラ８がカム山フェイス６ａに転接することにより、カムプレート６およびプランジャ１０は、ドライブシャフトによる１回転中に複数回、すなわち機関の気筒数に応じて複数回往復移動する。つまり、カム山フェイス６ａがローラリング７のカムローラ８に乗り上げる過程で往動（リフトアップ）され、逆にカム山フェイス６ａがローラリング７のカムローラ８を乗り下げる過程でプランジャ１０が復動（リフトダウン）される。
【００２２】
ポンプハウジング１２には、プランジャ１０が挿入した状態で配置されるシリンダ１３が設けられている。そして、プランジャ１０の先端とシリンダ１３の底面を形成するヘッドプラグ１３ａとの間がプランジャ高圧室１４となっている。プランジャ１０の先端側の外周には、気筒数と同数の吸入溝１５ａが形成されている。この吸入溝１５ａは、プランジャ１０が復動して高圧室１４が減圧されるときに、ポンプハウジング１２に形成された吸入ポート１５を介して後述するポンプ室１６に連通して、そのポンプ室１６の燃料をプランジャ高圧室１４に導くためのものである。また、プランジャ１０の先端側の内部には、圧縮された燃料をポンプハウジング１２に形成された吐出ポート１７に導くための分配ポートが形成されている。吐出ポート１７は、ディーゼル機関の気筒数だけ等間隔にシリンダ１３内に開口するものである。
【００２３】
吐出ポート１７の出口部分には、デリバリバルブ２０が配置されている。このデリバリバルブ２０は、吐出ポート１７から燃料圧送配管（図示せず）へ圧送される燃料の逆流を防ぐためのものであり、ある一定の燃料圧力に達した際に開弁して、吐出ポート１７に圧送された高圧燃料を燃料圧送配管へ導くものである。
【００２４】
また、ポンプハウジング１２には、燃料タンク（図示せず）に連通されたインレット（図示せず）が取付けられている。このインレットは、フィードポンプ３の吸入側と導入ポート２３（燃料の低圧側に相当）を介して連通する。なお、この導入ポート２３は、後述するタイマ機構２４の低圧室２５（図１参照）にも連通している。
【００２５】
ポンプハウジング１２の内部には、フィードポンプ３から燃料の供給を受けるポンプ室１６が形成されている。このポンプ室１６は、プランジャ高圧室１４に吸い込まれる燃料を蓄えるとともに、プランジャ１０、シリンダ１３等の機械的な摺動部に燃料を満たすものである。
【００２６】
フィードポンプ３はドライブシャフト２の回転によって駆動されると、燃料を燃料タンクからインレットを経て導入ポート２３に導入して、フィードポンプ３へ吸い込む。フィードポンプ３へ吸い込まれた燃料は導出ポート（図示せず）に圧送されてポンプ室１６に供給される。
【００２７】
ここで、プランジャ１０が復動してプランジャ高圧室１４が減圧される吸入行程では、プランジャ１０の先端外周に形成された吸入溝１５ａの１つが吸入ポート１５を介してポンプ室１６に連通して、ポンプ室１６の燃料がプランジャ高圧室１４に吸入される。逆に、プランジャ１０が往動してプランジャ高圧室１４が加圧される圧縮行程では、高圧室１４で加圧された高圧の燃料が、吐出ポート１７、デリバリバルブ２０、燃料圧送配管を経て、機関の気筒ごとに取付けられた燃料噴射ノズル（図示せず）の１つに圧送される。この圧送された燃料の圧力がノズル開弁圧に達すると、その燃料噴射ノズルが燃料を気筒内に噴射する。
【００２８】
一方、プランジャ１０には、一端が分配ポート１８に連通して高圧室１４で圧縮された高圧燃料をポンプ室に溢流する（以下、スピルするという）スピルポート３２が形成されている。このスピルポート３２の他端は、ポンプ室１６内で開口するものであり、プランジャ１０の周囲には、スピルポート３２を開閉するリング状のスピルリング３３が摺動自在に外嵌されている。プランジャ１０の圧送行程においてスピルポート３２がスピルリングから露出すると燃料噴射が終了することから、スピルリング３３を図５の右側へ移動させると燃料噴射量が増大し、逆に左側へ移動させると燃料噴射量が減少する。
【００２９】
このスピルリング３３は、レバーアセンブリ３５のコントロールレバー３４の端部に係合されており、コントロールレバー３４の回動位置に応じて位置が設定される。レバーアセンブリ３５は、ポンプハウジウング１２に対して回転位置が設定されるガイドレバー３６と、このガイドレバー３６の支持軸３７を介して回転自在に取付けられたテンションレバー３８およびコントロールレバー３４とを主要な構成要素とするものである。
【００３０】
コントロールレバー３４は、テンションレバー３８に対してスタートスプリング３９を介して接触している。このコントロールレバー３４は、始動時以外はスタートスプリング３９が撓んでテンションレバー３８とともに支持軸３７を中心にして回動する。コントレールレバー３４の下端は、スピルリング３３に係合しており、図５の左回転方向へ回動すると、スピルリング３３が右方へ移動して燃料噴射量が増大する。逆に図示右回転方向へ回転すると、スピルリング３３が左方へ移動して燃料噴射量が減少する。
【００３１】
ポンプハウジング１２には、テンションレバー３８に操作力を与えるアジャスティングレバー４０が軸４１を介して回動自在に回動自在に取付けられている。ポンプ室１６内に突出する軸４１の一端には、偏心ピン４２が取付けられており、この偏心ピン４２とテンションレバー３８との間には、テンションレバー３８を図５の左方向に引きつけるコントロールスプリング４３が介在されている。このコントロールスプリング４３の張力は、アジャスティングレバー４０を燃料噴射量の増量側へ回動させると増大し、減量側へ回動させると減少するものである。
【００３２】
また、コントレールレバー３４は、遠心力を利用したガバナ４の作用を受ける。このガバナ４は、ポンプ室１６内に突出するようにポンプハウジング１２に固定されたガバナシャフト４５と、このガバナシャフト４５の外周に摺動自在に外嵌されているガナバスリーブ４６と、フライウェイト４７とを主要な構成要素とする。
【００３３】
ガバナスリーブ４６は、一端がコントロールレバー３４に当接し、他端がワッシャ４８を介してフライウェイト４７に当接するものであり、フライウェイト４７の開動作に連動して軸方向に前進（図５の右方向へ移動）し、フライウェイト４７の閉動作に連動して軸方向に後退（図５の左方向へ移動）する。
【００３４】
フライウェイト４７は、ドライブシャフト２と一体に回転する駆動ギヤ５によって駆動される従動ギヤ４９によって回転するものであり、その回転の遠心力によって開閉する。
【００３５】
コントロールレバー３４およびテンションレバー３８の回転位置は、コントロールスプリング４３と、フライウェイト４７によるガバナスリーブ４６の押圧力との釣合いによって決定されることになる。その結果、スピルリング３３のプランジャ１０上の軸方向位置が決定されて燃料噴射量の調整がなされる。
【００３６】
例えばコントロールスプリング４３の張力を一定に維持した状態の場合では、ドライブシャフト２の回転速度が高まると、フライウェイト４７が遠心力によって開いてガバナスリーブ４６を前進させ、コントロールレバー３４をコントロールスプリング４３に抗して図５の右回転方向へ回動させる。その結果、スピルリング３３が図示左方向へ移動し、燃料噴射量が減少する。逆に、
ドライブシャフト２の回転速度が低下すると、フライウェイト４７に作用する遠心力が弱まり、コントロールスプリング４３がコントロールレバー３４を図５の左回転方向へ回動させる。その結果、スピルリング３３が図示右方向へ移動し、燃料噴射量が増加する。
【００３７】
一方、ドライブシャフト２の回転速度を一定にした状態の場合では、アジャスティングレバー４０を燃料噴射量の増量側へ回動させると、コントロールスプリング４３の張力が増加するため、コントロールレバー３４が図５の左回転方向へ回動してスピルリング３３が図示右方向へ移動し、燃料噴射量が増加する。このとき、ガバナスリーブ４６は、コントロールレバー３４の回動に伴って後退し、その分だけフライウェイト４７が閉じる。逆に、アジャスティングレバー４０を燃料噴射量の減量側へ回動させると、コントロールスプリング４３の張力が減少するため、コントロールレバー３４に対するガバナスリーブ４６の押圧力が相対的に大きくなる。その結果、コントロールレバー３４が図５の右回転方向へ回動してスピルリング３３が図示左方向へ移動し、燃料噴射量が減少する。
【００３８】
ポンプハウジング１２の下側には、燃料噴射時期をポンプ室１６内の圧力によって進角側あるいは遅角側へ調整するためのタイマ機構２４が設けられている。このタイマ機構２４は、ドライブシャフト２の回転方向に対するローラリング７の回転位置を変更することにより、カム山フェイス６ａがカムローラ８に乗り上げる時期および乗り下げる時期、すなわちプランジャ１０が往復動される時期を変更するものである。
【００３９】
このタイマ機構２４は、図１に示すように、タイマピストン５１を備え、ポンプハウジング１２内にドライブシャフト２と略直交する方向に形成された摺動孔１２ａに摺動自在に挿入されて支持されている。このタイマピストン５１は、スライドピン５２を介してローラリング７に連結されている。このタイマピストン５１により摺動孔１２ａ内が圧力室（以下、タイマ高圧室）５４と低圧室（以下、タイマ低圧室）２５とに分けられている。タイマ圧力室５４は、タイマピストン５１、摺動孔１２ａ、および高圧側タイマカバー５６とで区画されている。高圧側タイマカバー５６はタイマピストン５１の最遅角位置を規定している。タイマ低圧室２５は、タイマピストン５１、摺動孔１２ａ、および低圧側タイマカバー５７とで区画されている。
【００４０】
タイマピストン５１内には、図１に示すように、高圧側オリフィス５３、サーボバルブ６０、流入通路６３、燃料通路６２とが設けられている。高圧側オリフィス５３は、ポンプ室１６の燃料をタイマ高圧室５４へ導く。サーボバルブ６０は、タイマピストン５１内に軸方向に配置されたサーボバルブ挿入孔６１ａに摺動自在に支持されている。サーボバルブ挿入孔６１ａは燃料通路６２が連通しており、燃料通路６２がサーボバルブ挿入孔６１ａに開口している。なお、サーボバルブ挿入孔６１ａは、タイマピストン５１内に形成さていても、サーボバルブ６０とタイマピストン５１の間に挿嵌したブッシュ６１内に形成されるものであってもよい。
【００４１】
以下、本実施例では、図１および図２に示すように、ブッシュ６１内にサーボバルブ挿入孔６１ａが形成されているものとする。ブッシュ６１はタイマピストン５１の一部を構成している。図２に示すように、ブッシュ６１内の外周には周方向に延びる略環状溝６１ｂが形成され、内外面を貫通する連絡孔６１ｃが設けられている。なお、略環状溝６１ｂおよび連絡孔６１ｃは、燃料通路６２の一部を構成し、連絡孔６１は、燃料通路６２がサーボバルブ挿入孔６１ａの内周面に開口する開口部を形成している。さらになお、この連絡孔６１ｃは複数設けられ、複数の連絡孔６１ｃからサーボバルブ挿入孔６１ａに流入する燃料によるサーボバルブ６０への作用力が打ち消し合う方向に連通孔６１ｃが配置されていることが好ましい。サーボバルブ挿入孔６１ａに支持されるサーボバルブ６０の摺動性を向上させ、サーボバルブ６０とサーボバルブ挿入孔６１ａとの摺動による局部的磨耗を防止する等の波及効果がある。
【００４２】
流入通路６３は、サーボバルブ６０の一端６０ａにポンプ室１６の燃料を導くように構成されている。他端６０ｂには一端６０ａに作用するポンプ室１６の燃料圧力に対抗してサーボバルブスプリング６４が付勢されている。サーボバルブ６０は、一端がサーボバルブ挿入孔６１ａに対向するサーボバルブ６０の外周面に開口し、他端がタイマ低圧室２５に開口する排出通路６５を備えている。この排出通路６５は、サーボバルブ６０の軸方向移動に応じて、燃料通路６２の連絡孔６１ｃと連通、遮断可能である。この様な構成により、サーボバルブ６０は、その一端６０ａで流入通路６３を経て導かれるポンプ室１６の燃料圧力を受け、その他端６０ｂでその燃料圧力に対向するサーボバルブスプリング６４が付勢されるので、ポンプ室１６の燃料の圧力変化に応じて、サーボバルブ挿入孔６１ａ上のサーボバルブ６０の位置を移動させる。その結果、排出通路６５と連絡孔６１ｃとが連通、遮断を切換えるタイマピストン５１の位置にタイマピストン５１を制御する。
【００４３】
排出通路６５内には、図２に示すように、制御弁６６を備えている。この制御弁６６は、排出通路６５内に形成された弁座６５ａに当接、離間可能な弁体部としてのボール６７と、ボール６７を弁座６５ａ側に所定押圧力で付勢する付勢スプリング６８とを備えている。この付勢スリング６８の所定押圧力は、ほぼ０．１ＭＰａに設定されている。これにより、制御弁６６は、燃料通路を経て排出通路６５へ導かれたタイマ高圧室５４の燃料圧力がほぼ大気圧以下になると閉弁する。なお、ボール６７側とは反対側の付勢スリング６８には、排出通路６５に嵌合するストッパ６９が設けられ、排出通路６５内におけるストッパ６９の軸方向位置を調整することで上記所定押圧力が設定される。
【００４４】
なお、タイマ低圧室内には、図１に示すように、タイマピストン５１を高圧側カバー５６側へ付勢するアウタスプリング５５が設けられている。
【００４５】
燃料噴射装置１には、上記タイマ機構２４を利用し、内燃機関の負荷が大きい場合には遅角させ、負荷が小さい場合には進角させる逆進角特性を有するロードタイマ機構を備えている。
【００４６】
ロードタイマ機構は、図３に示すように、ガバナシャフト４５の内部に形成され、一端がガバナシャフト４５の外周面に開口し、他端が燃料の低圧側に連通する逃がし通路７６と、ガバナスリーブ４６に形成され、ガバナシャフト４５の嵌合部における内外面を貫通する貫通孔７７とを備えている。逃がし通路７６は、ガバナシャフト４５の略中心に形成された横孔７８と、この横孔７８に交差してガバナシャフト４５の径方向に延びる縦孔７９と、この縦孔７９の開口部が底面に開口する環状溝８０とから構成されている。横孔７８の図３の右先端は栓（図示せず）によって封止されている。また、横孔７８の基端側は、ポンプハフジング１２に形成された低圧ポート８２（図１参照）を介して導入ポート２３に接続されている。貫通孔７７は、ガバナシャフト４５との嵌合部に形成されており、ガバナスリーブ４６を貫通するポート８３と、ガバナスリーブ４６の内周面に形成されてポート８３が底面に開口する環状溝８４とから構成されている。
【００４７】
これら逃がし通路７６と貫通孔７７の位置関係は、図３に示すように、ガバナスリーブ４６の前進時には逃がし通路７６と貫通孔７７とが遮断され、後退時には逃がし通路７６と貫通孔７７とが連通するように配置されている。
【００４８】
上述の構成を有する燃料噴射装置１の作動について説明する。ここでは、本発明に係るタイマ機構およびロードタイマ機構の作動を中心に説明する。内燃機関を駆動すると、内燃機関の回転に同期してドライブシャフト２およびフィードポンプ３が回転する。すると、例えばローラリング７に配置されたカムローラ８を介してカムプレート６が図５の左方向にリフトダウンする。そして、再びカムローラ８を介してカムプレート６がカム山フェイス６ａに沿って上昇すると、プランジャ１０の回転を伴いながら、図５の右方向にリフトアップし、プランジャ高圧室１４内の燃料を加圧する。その結果、フィードポンプ３の回転により燃料タンクから汲み上げた燃料は、ポンプ室１６、プランジャ高圧室１４、吐出ポート、デリバリバルブ２０を介して、各気筒の燃料噴射ノズルに圧送される。
【００４９】
この様にカムプレート６のリフトダウンおよびリフトアップは、カム山フェイス６ａに対するカムローラ８の乗り上げ、乗り下げ動作を繰り返し、内燃機関への高圧燃料噴射終了時の駆動反力Ｆが、図１に示すように、カムプレート６からカムローラ８、ローラリング７、スライドピン５２を介してタイマピストン５１に作用する。その結果、タイマ高圧室５４はタイマピストン５１の高圧室側端面５１ａによって駆動反力Ｆによる押圧を受ける。なお、駆動反力Ｆは、ローラリング７に作用する駆動トルク反力を、ローラリング７からタイマピストン５１の中心距離で除したものである。
【００５０】
ロードタイマ機構において、逃がし通路７６と貫通孔７７の位置関係は、図３に示すように、ガバナスリーブ４６の前進時には逃がし通路７６と貫通孔７７とが遮断され、後退時には逃がし通路７６と貫通孔７７とが連通するように配置されているため、内燃機関の負荷の増加に従いタイマピストン５１を遅角させる（図４（ａ）参照）。
【００５１】
ここで、高負荷時に、上記ロードタイマ機構の動作によりポンプ室１６内の燃料圧力が低くなる。ポンプ室１６の燃料は高圧側オリフィス５３を通じてタイマ高圧室５４に導かれている。一方、タイマ高圧室５４の燃料は、サーボバルブ６０の連通、遮断動作によって、燃料通路６２を経て排出通路６５を通じて、タイマ低圧室２５へ排出される。このため、タイマ高圧室５４内の燃料圧力は上がらず、タイマピストン５１は、アウタスプリング５５の付勢力により高圧側タイマカバー５６に当接する場合がある。
【００５２】
駆動反力Ｆがタイマピストン５１に加わると、タイマピストン５１は高圧側タイマカバー５６を押圧し、高圧側タイマカバー５６に駆動反力Ｆが作用する。その結果、高圧燃料噴射に伴い発生する駆動反力Ｆによって、高圧側タイマカバー５６が歪んで変形し、タイマ高圧室５４の体積が増加する。タイマ高圧室５４がさらに低下する。このとき、サーボバルブ６０の排出通路には、燃料通路６２を介して流入した燃料が略大気圧以下になると閉弁する制御弁６６を備えているので、そのタイマ高圧室５４の圧力低下に伴って閉弁し、排出通路６５からタイマ低圧室２５への燃料流出を防止する。したがって、タイマ高圧室５４内の燃料の負圧発生の防止ができる。負圧発生により生じるキャビティの形成を防止するので、タイマピストン５１の高圧室側端面５１ａにおけるキャビテーションエロージョンの発生防止が図れる。
【００５３】
なお、ここで、タイマ機構２４およびロードタイマ機構は、燃料噴射装置１の燃料噴射時期を調整する燃料噴射時期制御装置を構成している。
【００５４】
（第２の実施形態）
第２の実施形態を、図６に従って説明する。なお、以下の説明では、第１の実施形態と同じもしくは均等の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。図６は、本実施形態に係るサーボバルブを示す拡大断面図である。
【００５５】
第２の実施形態では、第１の実施形態で説明した制御弁を、図６に示すように、薄板で形成されたリードバルブ９０とする。リードバルブ９０は、一端側が排出通路６５内を塞ぐように形成された形状を有し、他端が固定部材９１によって排出通路６５内に固定されている。なお、固定部材９１は、図６に示すように、排出通路６５に形成した孔９２に嵌合するピン等の嵌合部材で形成されている。リードバルブ９０はばね材で形成する。これにより、リードバルブ９０は、排出通路６５を連通、遮断可能な弁体部であるともに、ばね材で形成された薄板状の肉厚等を所定厚にすることで、所定押圧力を得ることが可能である。したがって、第１の実施形態と同様な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の燃料噴射装置に係るタイマ機構を示す横断面図である。
【図２】図１中のサーボバルブを示す拡大断面図である。
【図３】第１の実施形態に係わるロードタイマ機構を示す縦断面図である。
【図４】ロードタイマ機構により進角特性を表すグラフであって、図４（ａ）は負荷の増加に従い遅角する逆進角特性、図４（ｂ）は負荷の減少に従い遅角する比較例の進角特性を示すグラフである。
【図５】本発明の第１の実施形態の燃料噴射装置を示す縦断面図である。
【図６】第２の実施形態に係るサーボバルブを示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１ 燃料噴射装置
２ ドライブシャフト
３ フィードポンプ
４ ガバナ
６ カムプレート
７ ローラリング
８ カムローラ
１０ プランジャ
１２ ハウジング
１２ａ 摺動孔
１４ プランジャ高圧室
２４ タイマ機構
２５ タイマ低圧室（低圧室）
４５ ガバナシャフト
４６ ガバナスリーブ
４７ フライウェイト
５１ タイマピストン
５３ 高圧側オリフィス
５４ タイマ高圧室（高圧室）
５５ アウタスプリング
５６ 高圧側タイマカバー
６０ サーボバルブ
６１ａ サーボバルブ挿入孔
６１ｂ 略環状溝（燃料通路の一部）
６１ｃ 連絡孔（燃料通路の一部）
６２ 燃料通路
６３ 流入通路
６４ サーボバルブスプリング
６５ 排出通路
６６ 制御弁
６７ ボール（弁体部）
６８ 付勢スプリング
７６ 逃がし通路（ロードタイマ機構の一部）
７７ 貫通孔（ロードタイマ機構の一部）

Claims (3)

1. ポンプ室内に燃料を供給するフィードポンプと、
   前記ポンプ室内に配置されたガバナシャフト、および前記ガバナシャフトの外周に摺動自在に外嵌され、フライウェイトの開動作に連動して軸方向に前進し、前記フライウェイトの閉動作に連動して軸方向に後退するガバナスリーブを有するガバナと、
   前記ポンプ室内の燃料が高圧であるときには燃料噴射時期を進角させ、低圧であるときには燃料噴射時期を遅角させるタイマ機構とを備えた燃料噴射装置において、
   前記ガバナシャフトの内部に形成され、一端が前記ガバナシャフトの外周面に開口し、他端が燃料の低圧側に連通する逃がし通路と、前記ガバナスリーブに形成され、前記ガバナシャフトとの嵌合部における内外面を貫通し、前記ガバナスリーブの前進時には前記逃がし通路に対して遮断され、後退時には前記逃がし通路と連通する貫通孔とを有するとともに、
   前記タイマ機構は、燃料噴射時期を調整可能なローラリングに係合されたタイマピストンと、前記タイマピストンを摺動自在に支持する摺動孔が二つの圧力室に分けられ、前記圧力室の一方を前記ローラリングに作用する駆動トルク反力を前記タイマピストンを介して受ける高圧室とし、他方を燃料の低圧側に通じる低圧室とし、前記高圧室側に配置され、前記タイマピストンの最遅角位置を規定する高圧側カバーと、前記タイマピストン内に形成され、前記低圧室に開口するサーボバルブ挿入孔、前記ポンプ室の燃料が供給される流入通路、および前記高圧室に連通し、前記サーボバルブ挿入孔に開口する燃料通路と、前記サーボバルブ挿入孔に摺動自在なサーボバルブとを備え、
   前記サーボバルブは、その一端で前記流入通路から導かれる前記ポンプ室の燃料の圧力を受け、その他端で該燃料圧力に対抗してサーボバルブスプリングが付勢され、前記ポンプ室の燃料の圧力変化に応じて前記燃料通路と連通、遮断可能な排出通路を有し、
   前記排出通路には、前記燃料通路を介して流入した燃料が略大気圧以下になると閉弁する制御弁を備えていることを特徴とする燃料噴射装置。
2. 前記制御弁は、前記排出通路内に形成された弁座に当接、離間可能な弁体部と、前記弁体部を前記弁座側に所定押圧力で付勢する付勢スプリングとを備え、
   前記所定押圧力は、ほぼ０．１ＭＰａであることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。
3. 前記制御弁は、前記排出通路を塞ぐことが可能な薄板状のリードバルブであることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。

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