JP2016169690A - 燃料噴射ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】噴射時期を適切に制御できて製造コストも抑制できる燃料噴射ポンプを提供すること。
【解決手段】プランジャバレル１２が、プランジャ孔と燃料供給源とを連通させるためのメイン燃料給排孔５０と、プランジャ孔と燃料供給源とを連通させるためのサブ燃料給排孔９８とを有するようにする。サブ燃料給排孔９８のプランジャ孔側の開口が、軸方向においてメイン燃料給排孔５０のプランジャ孔側の開口よりも等圧弁部側に位置するようにする。
【選択図】図３

Description

本発明は、エンジンの燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射ポンプに関する。

従来、燃料噴射ポンプとしては、特開２０１２−１９７６９８号公報（特許文献１）に記載されているものがある。この燃料噴射ポンプは、プランジャと、プランジャバレルと、電磁スピル弁とを備える。

この燃料噴射ポンプは、プランジャの外周面を、プランジャバレルの内周面に内嵌している。プランジャの上端と、プランジャバレルの内面とで、燃料を圧縮するプランジャ室を画定している。上記プランジャを、プランジャバレルに対して一方向に進退させて、プランジャ室内の燃料を圧縮している。電磁スピル弁は、電子制御で開閉されている。プランジャ室内で圧縮した燃料を、電子制御によって電磁スピル弁を通過させて燃焼室に噴射している。このように、この燃料噴射ポンプは、噴射時期を電子制御している。

特開２０１２−１９７６９８号公報

上記従来の燃料噴射ポンプは、噴射時期を電子制御しているから、噴射時期を適切に制御できる。しかしながら、上記従来の燃料噴射ポンプは、電子制御を行うために、スピル弁等の電子機器が必要になり、製造コストが高くなる。

そこで、本発明の課題は、噴射時期を適切に制御できて製造コストも抑制できる燃料噴射ポンプを提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の燃料噴射ポンプは、
外周面を有するプランジャと、
上記プランジャを、上記外周面の軸方向に摺動可能かつ回転可能に収容するプランジャ孔を有するプランジャバレルと、
上記プランジャバレルに対する上記プランジャの上記軸方向の一方側の移動によって加圧される燃料の燃料噴射弁側への吐出を制御する吐出制御機構と
を備え、
上記プランジャバレルは、上記プランジャ孔と燃料供給源とを連通させるためのメイン燃料給排孔と、上記プランジャ孔と上記燃料供給源とを連通させるためのサブ燃料給排孔とを有し、
上記サブ燃料給排孔の上記プランジャ孔側の開口は、上記軸方向において上記メイン燃料給排孔の上記プランジャ孔側の開口よりも上記吐出制御機構側に位置することを特徴としている。

尚、上記「上記サブ燃料給排孔の上記プランジャ孔側の開口は、上記軸方向において上記メイン燃料給排孔の上記プランジャ孔側の開口よりも上記吐出制御機構側に位置する」との要件は、サブ燃料給排孔の開口において軸方向の最も吐出制御機構側に位置する部分が、メイン燃料給排孔の開口において軸方向の最も吐出制御機構側に位置する部分よりも上記軸方向の吐出制御機構側に位置していれば満たされるものとする。したがって、上記サブ燃料給排孔の上記開口は、メイン燃料給排孔の上記開口と、同じ軸方向の位置に存在する部分を有してもよい。

本発明によれば、メイン燃料給排孔のプランジャ孔側の開口よりも軸方向の吐出制御機構側に位置する開口を有するサブ燃料給排孔が存在する。したがって、プランジャの上端とプランジャバレルのプランジャ孔の内面とで画定される燃料加圧室が燃料の加圧時に燃料供給源に最後に連通するプランジャの軸方向の閉位置（ＦＩＣ）を、サブ燃料給排孔で機械的に制御できて、上記閉位置を変えることができる。したがって、サブ燃料給排孔を有さない場合と比較して、燃料加圧室内の燃料の時刻毎の圧力を変えることができて、噴射時期を機械的かつ適切に制御できる。

また、本発明によれば、燃料の噴射時期を機械的に制御するから、電子制御の際に必要となる電磁スピル弁等の電子機器を省略できる。したがって、製造コストを抑制できる。

また、一実施形態では、
上記プランジャ孔は、円筒孔部を有し、
上記メイン燃料給排孔は、上記円筒孔部の径方向に上記円筒孔部を介して対向すると共に、上記径方向に延在する第１および第２給排孔部を有する一方、上記サブ燃料給排孔は、上記径方向に延在し、
上記第１給排孔部の延在方向は、上記サブ燃料給排孔の延在方向に対して４０°以上かつ６０°以下の角度傾斜する。

上記実施形態によれば、第１給排孔部の延在方向が、上記サブ燃料給排孔の延在方向に対して４０°以上の角度傾斜している。したがって、サブ燃料給排孔と、サブ燃料給排孔とが近接するメイン燃料給排孔との間の肉厚（隣接肉厚）を確保できて、十分な強度を確保できる。

また、上記実施形態によれば、第１給排孔部の延在方向が、上記サブ燃料給排孔の延在方向に対して６０°以下の角度傾斜するから、第１および第２給排孔部のうちでサブ燃料給排孔から遠い位置に存在する給排孔部が、サブ燃料給排孔と、１２０°以上の角度で傾斜する。ここで、プランジャの吐出制御機構側の上端に一以上の切欠きを設け、その一以上の切欠きを、燃料噴射装置のラックピニオン機構でプランジャバレルに対してプランジャを相対回転させている間にサブ燃料給排孔に連通させるようにする。この場合、ラックピニオン機構で、プランジャバレルに対してプランジャが１００°程度回転したとしても、その一以上の切欠きが、上記遠い位置に存在する給排孔部に連通することを防止できる。したがって、上記一以上の切欠きを設けた場合、燃料の噴射時期を、その一以上の切欠きおよびサブ燃料給排孔のみで制御できるから、燃料の噴射時期を適切に制御できる。

また、一実施形態では、
上記サブ燃料供給孔の断面積の最大の直径は、上記メイン燃料給排孔の断面積の最小の直径の１／２以下である。

上記実施形態によれば、サブ燃料供給孔の断面積の最大の直径が、上記メイン燃料給排孔の断面積の最小の直径の１／２以下であるから、サブ燃料給排孔と燃料加圧室との間を流動する燃料の量をより細かく制御できる。したがって、これに起因して、加圧室の圧力を適切に制御できて、燃料の噴射時期を適切に制御できる。

また、一実施形態では、
上記プランジャの上記軸方向の上記吐出制御機構側の端部は、一以上の切欠きを有し、
上記サブ燃料供給孔の上記開口において最も上記軸方向の上記吐出制御機構側に位置する点と、上記メイン燃料給排孔の上記開口において最も上記軸方向の上記吐出制御機構側に位置する点との上記軸方向の距離は、上記一以上の切欠きの上記軸方向の最大の深さよりも長い。

上記実施形態によれば、各切欠きが、サブ燃料給排孔と、メイン燃料給排孔とに同時に連通することを防止できる。したがって、燃料の加圧時に燃料供給源と燃料給排孔との連通の遮断を最後に行う閉位置を、サブ燃料給排孔で制御できる。したがって、燃料の噴射時期を適切に制御できる。

また、一実施形態では、
上記プランジャの上記軸方向の上記吐出制御機構側の端部は、一以上の切欠きを有し、
上記一以上の切欠きは、上記プランジャの外周面の径方向から見たときに略三角形の形状の開口を有する切欠きを含んでいる。

プランジャバレルに対するプランジャの回動の回動角は、負荷に応じて変動させることができる。

上記実施形態によれば、プランジャバレルに対するプランジャが相対回転可能な回動角の周方向の範囲が三角形の形状の開口の周方向の存在範囲を含むようにできるから、回動角に対する上記閉位置の軸方向の位置を一次関数的に変動させることができる。したがって、燃料の噴射時期を、回動角の小さい範囲で制御できる。

本発明の燃料噴射装置によれば、噴射時期を機械的かつ適切に制御できて、製造コストも抑制できる。

本発明の一実施形態の燃料噴射ポンプの軸方向の模式断面図である。 プランジャバレルにおいてプランジャ孔と燃料給排室とを連通する構造を示す模式図である。 図２に矢印Ａで示す方向から、プランジャバレルを見たときの模式半断面図である。 プランジャの上端部を示す模式図である。 プランジャの上端面を、図４に矢印Ｂで示す方向から見たときの模式図である。 ラックピニオン機構によるプランジャバレルに対するプランジャの相対回転角と、燃料加圧室が燃料の加圧時に燃料供給源に最後に連通する時刻との関係を定性的に示す模式図である。 変形例のプランジャにおける図４に対応する図である。 図７に示す変形例のプランジャにおける図６に対応する模式図である。 変形例のプランジャにおける図４に対応する図である。 変形例のプランジャにおける図４に対応する図である。 変形例のプランジャにおける図４に対応する図である。 変形例のプランジャにおける図４に対応する図である。 変形例のプランジャの一部を示す模式図である。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態の燃料噴射ポンプの軸方向の模式断面図である。

燃料噴射ポンプは、図示しない低圧ポンプ（フィードポンプ）と連結されている。燃料噴射ポンプは、低圧ポンプによって燃料タンク等からなる燃料供給源から供給された燃料を加圧して図示しない燃料噴射ノズルへ供給する。また、上記燃料噴射ノズルは、加圧された燃料をディーゼルエンジン等のエンジンの燃焼室へ噴射する。燃料噴射ポンプは、本体部１０と、吐出制御機構の一例としての等圧弁部３０とを備える。等圧弁部３０は、本体部１０の軸方向（燃料噴射ポンプの軸方向）の一方側に位置している。以下、燃料噴射ポンプの軸方向の等圧弁部３０側を上側として言及し、燃料噴射ポンプの軸方向の本体部１０側を下側として言及する。

本体部１０は、ポンプ本体１１と、プランジャバレル１２と、デフレクタ１３と、プランジャ１４と、プランジャばね１５と、プランジャガイド１６と、ピニオンスリーブ１７と、コントロールラック１８と、図示しないカムとを備える。

ポンプ本体１１は、略円筒状の形状を有する。ポンプ本体１１の内周面の軸方向の下側の端部は、プランジャばね室４０を画定している。プランジャばね室４０は、プランジャばね１５およびプランジャガイド１６を収容している。

ポンプ本体１１の内周面は、プランジャばね室４０の上側でピニオン室４１を画定している。ピニオンスリーブ１７は、ピニオン室４１の内周面に内嵌されている。ピニオン室４１の内周面の内径は、プランジャばね室４０の内周面の内径よりも小さくなっている。ポンプ本体１１の内周面は、ピニオン室４１の上側でプランジャバレル保持室４２を画定している。プランジャバレル保持室４２は、プランジャバレル１２を保持している。

プランジャバレル１２は、プランジャ孔４３を有する。プランジャ１４は、プランジャ孔４３と略同径の略円柱状の形状を有する。プランジャ１４は、プランジャ孔４３にプランジャ孔４３の軸方向に摺動可能かつプランジャ孔４３の軸心回りに回転可能に収容されている。プランジャバレル１２は、上側にフランジ５６を有する。プランジャバレル１２は、プランジャバレル保持室４２に挿入されている。フランジ５６は、ポンプ本体１１の上端部にボルト等で固定されている。ポンプ本体１１の上側の内周面と、その内周面に径方向に対向するプランジャバレル１２の外周面とは、円環状の燃料給排室２０を画定している。

プランジャバレル１２の上端部は、ばね室４８を有する。ばね室４８は、軸方向の上側に開口している。ばね室４８は、プランジャ孔４３にプランジャバレル燃料供給路４６を介して連通している。プランジャバレル１２は、メイン燃料給排孔５０を有し、メイン燃料給排孔５０は、第１給排孔部９１と、第２給排孔部９２とを有する。プランジャ孔４３は、プランジャ１４が摺動する範囲に断面略円形の円筒孔部９３を有する。第１および第２給排孔部９１,９２の夫々は、円筒孔部９３に開口している。

第１および第２給排孔部９１,９２は、直線上に位置する。第１および第２給排孔部９１,９２は、円筒孔部９３の内周面の径方向に延在している。上記直線は、円筒孔部９３の中心軸に直交し、かつ、円筒孔部９３の中心軸を通過している。第１および第２給排孔部９１,９２は、上記直線の延在方向に円筒孔部９３を介して対向している。第１および第２給排孔部９１,９２の夫々は、プランジャ孔４３側に向けて縮径している。第１および第２給排孔部９１,９２の夫々は、プランジャ孔４３と、燃料給排室２０とを連通している。

第１給排孔部９１は、第２給排孔部９２と同一の形状および大きさを有する。第１給排孔部９１の軸方向の存在位置は、第２給排孔部９１の軸方向の存在位置と一致している。メイン燃料給排孔５０の下側で、プランジャ孔４３と、燃料給排室２０とが、燃料リーク回収孔５１を介して連通している。デフレクタ１３は、排出される高速で高圧の燃料を衝突させる。デフレクタ１３を、燃料給排室２０内においてメイン燃料給排孔５０と対向するようにポンプ本体１１に螺合している。

プランジャ１４は、燃料を圧送する役割を果たす。プランジャ１４の軸方向の上側の上端面５５と、プランジャ孔４３とは、燃料を加圧する加圧室５３を画定している。プランジャ１４の軸方向の上端部の側面は、燃料の噴射量を決定するリード部４５を有する。リード部４５は、上端面５５から下方に延設される上下溝と、上端面５５から円周に沿って斜め下方へ螺旋状に延設されるヘリカルリード（斜め溝）とを有する。

プランジャばね１５は、プランジャ１４をポンプ本体１１に対して下側（カム側）に付勢する。プランジャばね１５は、ポンプ本体１１のプランジャばね室４０に内装されると共に、プランジャ１４の下部に外嵌される。プランジャばね１５の上端部は、上部ばね受け２２を介して、プランジャばね室４０の段部に係止され、プランジャばね１５の下端部は、下部ばね受け２３を介して、プランジャ１４の係止部６０に係止される。

プランジャガイド１６は、図示しないカムからの動力をプランジャ１４に伝える。プランジャガイド１６は、上方を開放したカップ状の形状を有する。プランジャガイド１６は、ポンプ本体１１のプランジャばね室４０に内装される一方、下部ばね受け２３およびプランジャばね１５の下部に外嵌される。プランジャガイド１６は、プランジャばね１５の付勢力によって、プランジャ１４の下側の端部と当接している。プランジャガイド１６は、図示しないカムが、図示しないディーゼルエンジンのクランク軸からの動力によって回動されると、プランジャ１４を上下に摺動（往復運動）させる。

プランジャガイド１６は、上下方向に延在する排出孔６１を有する。プランジャばね室４０に浸入した油を、排出孔６１を介して下方に排出する。

コントロールラック１８は、図示しないガバナの移動に連動して図１の紙面に垂直な方向に一直線上を移動する。ピニオンスリーブ１７を、コントロールラック１８に対して摺動させることにより、プランジャ１４を回転させるようになっている。

詳しくは、ピニオンスリーブ１７は、円筒状の形状を有している。ピニオンスリーブ１７は、ポンプ本体１１のピニオン室４１に内装される一方、プランジャバレル１２に外嵌される。ピニオンスリーブ１７の上端部の外周面は、ピニオン部６４を有する。ピニオン部６４は、コントロールラック１８と噛合している。ピニオンスリーブ１７の下部には、軸方向に延在する二つの縦長溝６７が存在する。また、各縦長溝６７は、下方に開口している。二つの縦長溝６７は、ピニオンスリーブ１７の周方向で互いにπ［ｒａｄ］の間隔をおいた状態で配置されている。これら縦長溝６７は、プランジャ１４の鍔部６９と係合している。

コントロールラック１８は、プランジャ１４を回動させて、燃料噴射量を調整するものである。コントロールラック１８は、円柱部材である。コントロールラック１８の軸心方向は、上下方向に対して直交する方向に延在している。コントロールラック１８、ピニオンスリーブ１７の上端部の側面に隣接する位置に配置されている。コントロールラック１８は、長手方向の側面にラック部７０を有する。ラック部７０は、ピニオンスリーブ１７のピニオン部６４と噛合している。このことから、コントロールラック１８が一直線上を移動して、コントロールラック１８が回転すると、プランジャ１４は、ピニオンスリーブ１７と一体的に回転するようになっている。

等圧弁部３０は、燃料の吐出および噴射終了後の燃料圧力を所定の値に維持するものである。等圧弁部３０は、等圧弁本体３１と、吐出弁３２と、等圧弁３３と、吐出弁ばね３４と、等圧弁ばね３６とを有する。等圧弁部３０には、高圧燃料を燃料噴射ノズルへ供給する高圧管継手が接続される。

等圧弁本体３１の下端面は、プランジャバレル１２の上端面と当接している。等圧弁本体３１の下端面は、ボルト等でプランジャバレル１２の上端面に固定されている。等圧弁本体３１は、吐出弁ばね室８０と、吐出口８１とを有する。吐出口８１は、吐出弁ばね室８０の上方に位置し、吐出弁ばね室８０に連通している。

吐出弁３２は、略円筒状の形状を有する。吐出弁３２の内径は、ばね室４８の内径と同程度の内径になっている。吐出弁３２および吐出弁ばね３４は、吐出弁ばね室８０に内装される。吐出弁ばね室８０と吐出弁３２との間には、高圧燃料が通過可能な隙間が存在する。吐出弁３２の下端面は、プランジャバレル１２の上端面に着座している。吐出弁３２の下端面は、吐出弁ばね３４により、下側（プランジャバレル１２側）に付勢されている。

吐出弁３２の上部は、縮径されている。吐出弁３２の内周面は、等圧弁通路８３を画定している。さらに、吐出弁３２の断面カップ上の下端面と、ばね室４８とは、等圧弁室３５を画定している。等圧弁室３５は、等圧弁通路８３と連通している。

等圧弁３３は、ボール３７と、ボール３７を受ける受部材３８とを有する。等圧弁３３および等圧弁ばね３６は、等圧弁室３５に内装されている。受部材３８と等圧弁室３５との間には、燃料が通過可能な隙間が存在している。ボール３７は、等圧弁室３５の上側に着座している。ボール３７は、等圧弁ばね３６により、受部材３８を介して上側に付勢されている。

上記構成において、カムの回転動作により、プランジャガイド１６が下降すると、プランジャばね１５の付勢力により、プランジャ１４が下降する。これにより、燃料が、低圧ポンプから各デフレクタ１３を介して、加圧室５３に向かって送油される。

そして、カムの回転動作により、プランジャガイド１６が上昇すると、プランジャばね１５の付勢力に抗して、プランジャ１４が上昇する。プランジャ１４の上端面が、加圧室５３と燃料給排室２０との連通を遮蔽する位置から燃料の加圧が開始される。燃料圧力による吐出弁３２に加わる力が、吐出弁ばね３４の付勢力より大きくなると、吐出弁３２が上昇して開弁する。これにより、加圧室５３内の高圧燃料が、プランジャバレル燃料供給路４６、等圧弁室３５、吐出弁ばね室８０、吐出口８１を順次介して、燃料噴射ノズルへ送油される。

その後、プランジャ１４が更に上方に移動して、リード部４５が、メイン燃料給排孔５０と連通されると、加圧室５３内の高圧燃料がリード部４５および燃料給排孔５０を介して、燃料給排室２０に戻される。燃料圧力の放圧により吐出弁３２に加わる力が、吐出弁ばね３４の付勢力より小さくなると、吐出弁ばね３４の付勢力により吐出弁３２が下降して、吐出弁３２が閉弁する。これ以降は、プランジャ１４が上昇しても、燃料は燃料給排室２０に流出する。

また、コントロールラック１８は、エンジンに掛かっている負荷の度合に応じて、図１の紙面の手前側または紙面の奥側に摺動する。コントロールラック１８が摺動すると、ピニオンスリーブ１７が、図１に矢印Ａで示す方向に回動する。このことから、ピニオンスリーブ１７に係合しているプランジャ１４が、図１に矢印Ａで示す方向に回動する。これにより、リード部４５が、プランジャバレル１２に対して回転するから、リードにおいてメイン燃料給排孔５０と対向するヘリカルリードの位置が変わる。これにより、プランジャ１４における有効ストローク、すなわち、圧送開始位置から圧送終了位置までのストロークが変更されて、燃料噴射量が調節される。

図２は、プランジャバレル１２においてプランジャ孔４３と燃料給排室２０（図１参照）とを連通する構造を示す模式図であり、円筒孔部９３の内周面の周方向における、第１および第２給排孔部９１,９２と、サブ燃料給排孔９８との位置関係を示す模式図である。

図２に示すように、上記プランジャバレル１２は、サブ燃料給排孔９８を有する。サブ燃料給排孔９８は、プランジャ孔４３と、燃料給排室２０とを連通している。サブ燃料給排孔９８は、円筒孔部９３の内周面の径方向に延在している。

図２に示すように、第１給排孔部９１は、連通孔部８４と、拡径孔部８５とを有する。連通孔部８４は、プランジャ孔４３に連通する。拡径孔部８５は、連通孔部８４のプランジャ孔４３側とは反対側に連通する。また、同様に、第２給排孔部９２は、連通孔部８６と、拡径孔部８７とを有する。連通孔部８６は、プランジャ孔４３に連通する。拡径孔部８７は、連通孔部８６のプランジャ孔４３側とは反対側に連通する。第１給排孔部９１の連通孔部８４は、円筒形状を有し、第２給排孔部９２の連通孔部８５も、円筒形状を有する。また、サブ燃料給排孔９８においてプランジャ孔４３に連通する部分も、円筒孔８８となっている。

図２において、ｄｍ１［ｍｍ］は、第１給排孔部９１のメインポート径を示し、第１給排孔部９１の連通孔部８４の直径を示す。また、ｄｍ２［ｍｍ］は、第２給排孔部９２のメインポート径を示し、第２給排孔部９２の連通孔部８６の直径を示す。ｄｓ［ｍｍ］は、サブ燃料給排孔９８のサブポート径を示し、サブ燃料給排孔９８の円筒孔８８の直径を示す。また、Ｄｐは、プランジャ径［ｍｍ］を示す。

図２に示すように、ｄｍ１は、ｄｍ２と同一の値である。また、（ｄｍ１）／２＞ｄｓの関係が成立している。サブ燃料供給孔９８の延在方向に垂直な断面での最大の直径（孔が、円筒孔でない場合には、外接円で定義する）は、メイン燃料給排孔５０の延在方向に垂直な断面での最小の直径（孔が、円筒孔でない場合には、外接円で定義する）の１／２以下となっている。また、サブ燃料供給孔９８の延在方向に垂直な断面での最小の直径も、メイン燃料給排孔５０の延在方向に垂直な断面での最小の直径の１／２以下となっている。

尚、図２において、７７は、第１給排孔部９１のプランジャ孔４３側の開口を示し、７８は、第２給排孔部９２のプランジャ孔４３側の開口を示す。また、７９は、サブ燃料給排孔９８のプランジャ孔４３側の開口を示す。

図３は、図２に矢印Ａで示す方向から、プランジャバレル１２を見たときの模式半断面図である。

サブ燃料給排孔９８のプランジャ孔４３側の開口７９は、軸方向においてメイン燃料給排孔５０のプランジャ孔４３側の全ての開口７７,７８（図２参照）よりも上側（上側は、等圧弁部３０側（図１参照）に一致）に位置している。詳しくは、サブ燃料給排孔９８のプランジャ孔４３側の開口７９は、軸方向においてメイン燃料給排孔５０の第１給排孔部９１のプランジャ孔４３側の開口７７よりも上側に位置し、また、軸方向においてメイン燃料給排孔５０の第２給排孔部９２のプランジャ孔４３側の開口７８（図２参照）よりも上側に位置している。

図２において、７１は、第１直線を示し、７２は、第２直線を示す。第１給排孔部９１および第２給排孔部９２は、第１直線７１上を延在している。また、第１直線７１を含むと共に円筒孔部９３の中心軸に直交する平面は、第２直線７２を含む。第２直線７２は、サブ燃料給排孔９８の延在方向に平行である。図２に示すように、円筒孔部９３の内周面の周方向において、第２直線７２は、第１直線７１に対して４０［°］以上かつ６０［°］以下の角度θ傾斜している。このように、第１給排孔部９１の延在方向は、サブ燃料給排孔９８の延在方向に対して４０°以上かつ６０°以下の角度傾斜している。

図４は、プランジャ１４の上端部を示す模式図であり、図５は、プランジャの上端面５５を、図４に矢印Ｂで示す方向から見たときの模式図である。

図３および図４を参照して、７３は、一の切欠きを構成する上部リードを示す。上部リード７３は、プランジャ１４の上端部に存在している。図４に示すように、上部リード７３は、軸方向の上方に開口すると共に、径方向にも開口している。図４に示すように、径方向の外部から上部リード７３を見たとき、上部リード７３の開口は、略矩形の形状を有している。図５に示すように、上部リード７３は、径方向の一方側のみに開口している。

図３において、ｌ［ｍｍ］は、最長リード高さ（上部リード７３の最大の深さ）を示し、Ｌ［ｍｍ］は、サブポート相対高さ、すなわち、サブ燃料供給孔のプランジャ孔４３側の開口７９において最も軸方向の上側に位置する点と、メイン燃料給排孔５０のプランジャ孔４３側の開口７７,７８において最も軸方向の上側に位置する点との軸方向の距離を示す。図３に示すように、Ｌ＞ｌの関係が成立している。

図３を参照して、ｍ［ｍｍ］は、上部リード７３の図３の紙面における左右方向の幅を示す。図３に示すように、ｍ＞ｄｓの関係が成立している。したがって、上部リード７３の周方向（プランジャ１４の外周面の周方向）の長さが、ｍ［ｍｍ］よりも長いことから、上部リード７３の周方向の長さが、サブ燃料給排孔９８のサブポート径ｄｓよりも長くなっている。

図６は、ラックピニオン機構によるプランジャバレル１２に対するプランジャ１４の相対回転角と、燃料の加圧室５３が燃料の加圧時に燃料供給源に最後に連通する時刻との関係を定性的に示す模式図である。

図６を参照して、時刻ｔ１は、プランジャ１４の上端面５５において上部リード７３を有さない部分が、サブ燃料給排孔９８を塞ぐ時刻を示す。ここで、プランジャバレル１２に対してプランジャ１４が、図６にα１［°］で示す角度だけ回転すると、図４にβ１で示す上部リード７３の周方向の一端が、サブ燃料給排孔９８に径方向に対向する。すると、燃料の加圧室５３が燃料の加圧時に燃料供給源に最後に連通する時刻が、上部リード７３の底面７５がサブ燃料給排孔９８を塞ぐ時刻まで遅れる。そして、上記最後に連通する時刻が、上記ｔ１から図６にｔ２で示す時刻まで遅れる。

また、プランジャバレル１２に対してプランジャ１４が、図６にα２［°］で示す角度だけ回転すると、図４にβ２で示す上部リード７３の周方向の他端が、サブ燃料給排孔９８に径方向に対向する。その後、プランジャバレル１２に対してプランジャ１４が、前記α２［°］より大きい角度だけ回転すると、燃料の加圧室５３が、燃料の加圧時に燃料供給源に最後に連通する時刻が、上記ｔ２から、上記時刻ｔ１まで速くなる。

このことから、エンジンに掛かっている負荷に応じて、燃料の加圧室５３が燃料の加圧時に燃料供給源に最後に連通するプランジャ１４の軸方向の閉位置（以下、単に、ＦＩＣ位置という）を変えることができる。そして、エンジンに掛かっている負荷に応じて、燃料の加圧室５３が、燃料の加圧時に燃料供給源に最後に連通するタイミングを変えることができる。

上記実施形態によれば、メイン燃料給排孔５０のプランジャ孔４３側の開口７７,７８よりも軸方向の等圧弁部３０側に位置する開口７９を有するサブ燃料給排孔９８が存在するから、プランジャ１４のＦＩＣ位置を機械的に変えることができる。したがって、サブ燃料給排孔９８を有さない場合と比較して、燃料の加圧室５３内の燃料の時刻毎の圧力を機械的に変えることができて、噴射時期を機械的かつ適切に制御できる。

また、上記実施形態によれば、燃料の噴射時期を機械的に制御するから、電子制御の際に必要となる電磁スピル弁等の電子機器を省略できる。したがって、製造コストを抑制できる。

また、上記実施形態によれば、第２直線７２が、第１直線７１に対して４０°以上の角度傾斜しているから、サブ燃料給排孔９８と、サブ燃料給排孔９８が近接するメイン燃料給排孔である第１給排孔部９１との間の肉厚（隣接肉厚）を確保できる。したがって、十分な強度を確保できる。

また、上記実施形態によれば、第２直線７２が、第１直線７１に対して６０°以下の角度傾斜するから、第１および第２給排孔部９１,９２のうちでサブ燃料給排孔９８から遠い位置に存在する第２給排孔部９２が、サブ燃料給排孔９８と、１２０°以上の角度を有した状態で傾斜する。したがって、上部リード７３がラックピニオン機構でプランジャバレル１２に対してプランジャ１４を相対回転させている間にサブ燃料給排孔９８に連通するから、ラックピニオン機構で、プランジャバレルに対してプランジャが１００°程度回転したとしても、上部リード７３が、第２給排孔部９２に連通することを防止できる。したがって、燃料の噴射時期を、上部リード７３およびサブ燃料給排孔９８のみで制御できるから、燃料の噴射時期を適切に制御できる。

尚、ピニオンのピッチが、４８で、ラックの作動範囲が４１［ｍｍ］であるとすると、プランジャ１４の回動角は、（４１／（π×４８））×３６０＝９７.９［°］≒１００［°］となる。しかし、プランジャバレル１２に対してプランジャ１４が１００［°］以外の如何なる角度回転してもよいことは、言うまでもない。

また、上記実施形態によれば、サブ燃料供給孔９８の断面積の最大の直径が、メイン燃料給排孔５０の断面積の最小の直径の１／２以下であるから、サブ燃料給排孔９８と燃料の加圧室５３との間を流動する燃料の量をより細かく制御できる。したがって、これに起因して、加圧室５３の圧力を適切に制御できて、燃料の噴射時期を適切に制御できる。

また、上記実施形態によれば、最長リード高さｌ［ｍｍ］と、サブポート相対高さＬ［ｍｍ］に関し、Ｌ＞ｌが成立しているから、上部リード７３が、サブ燃料給排孔９８と、メイン燃料給排孔５０とに同時に連通することを防止できる。したがって、燃料の加圧時に燃料供給源と燃料給排孔５０,９８との連通の遮断を最後に行う閉位置を、サブ燃料給排孔９８で制御できる。したがって、燃料の噴射時期を適切に制御できる。

尚、上記実施形態では、第２直線７２が、第１直線７１に対して４０°以上かつ６０°以下の角度傾斜した。しかしながら、第２直線を、一対の第１および第２給排孔部が位置する第１直線を含むと共にプランジャ孔の円筒孔部の中心軸に直交する平面上に位置する直線のうちでサブ燃料給排孔の延在方向に平行な直線とすると、その第２直線が、上記第１直線に対して４０［°］より小さい角度傾斜してもよく、６０［°］よりも大きい角度傾斜してもよい。

また、上記実施形態では、サブ燃料供給孔９８の断面積の最大の直径は、メイン燃料給排孔５０の断面積の最小の直径の１／２以下であった。しかしながら、この発明では、サブ燃料供給孔の断面積の最大の直径は、メイン燃料給排孔の断面積の最小の直径の１／２よりも大きくてもよい。

また、上記実施形態では、最長リード高さｌ［ｍｍ］と、サブポート相対高さＬ［ｍｍ］に関し、Ｌ＞ｌが成立した。しかしながら、この発明では、最長リード高さを、ｌ’［ｍｍ］とし、サブポート相対高さを、Ｌ’［ｍｍ］とするとき、Ｌ’≦ｌ’が成立してもよい。

また、上記実施形態では、メイン燃料給排孔５０が、軸方向の存在位置が等しい二つの燃料給排孔部９１,９２で構成された。しかしながら、この発明では、メイン燃料給排孔は、一つのみの燃料給排孔部で構成されてもよく、軸方向の存在位置が等しい三以上の燃料給排孔部で構成されてもよい。

また、上記実施形態では、吐出制御機構を、等圧弁部３０で構成した。しかしながら、吐出制御機構は、加圧室内の燃料の圧力が予め定められた圧力以上になると、加圧室内の燃料を、燃料噴射ノズル側に流動できる機構であれば、如何なる機構であってもよく、吐出制御機構を、等圧弁部３０と異なる機構で構成してもよい。尚、吐出制御機構が、逆止弁を含んでいれば、吐出制御機構を、簡素な機構で構成できて好ましい。

また、上記実施形態では、径方向から見たときに、上部リード７３が矩形の形状を有していた。しかし、この発明では、図７、すなわち、変形例のプランジャ１１４における図４に対応する図に示すように、一の切欠きを構成する上部リード１７３が、プランジャの外周面の径方向から見たときに略三角形の形状の開口を有してもよい。

図８は、図７に示す変形例のプランジャ１１４における図６に対応する模式図である。尚、図７にβ３で示す上部リード１７３の周方向の一端が、サブ燃料給排孔９８に径方向に対向する位置まで、プランジャ１１４がプランジャバレル１２（図１参照）に対して回転したときの回転角度が、図８に示すα３［°］である。また、図７にβ４で示す上部リード１７３において深さが最大となる上記三角形の頂点の位置が、サブ燃料給排孔９８に径方向に対向する位置まで、プランジャ１１４がプランジャバレル１２に対して回転したときの回転角度が、図８に示すα４［°］である。また、図７にβ５で示す上部リード１７３の周方向の他端が、サブ燃料給排孔９８に径方向に対向する位置まで、プランジャ１１４がプランジャバレル１２（図１参照）に対して回転したときの回転角度が、図８に示すα５［°］である。

この変形例では、サブ燃料給排孔９８に径方向に対向する上部リード１７３の位置のリード高さ（深さ）を一次関数的に序々に大きくできるから、プランジャ１１４のＦＩＣ位置を一次関数的に序々に等圧弁部３０側（上側）に移動させることができる。

したがって、図８にγで示す傾斜直線のように、プランジャバレル１２に対するプランジャ１１４の回転角度が大きくなるにしたがって、燃料供給源と、燃料の加圧室５３との連通を遮断するタイミングを一次関数的に序々に遅らせることができる。したがって、燃料の噴射時期を、適切かつ回動角の小さい範囲で制御できる。尚、図７において、１４５は、リード部のヘリカルリードを示している。

図９〜図１２の夫々は、互いに異なる変形例のプランジャ２１４,３１４,４１４,５１４における図４に対応する図である。尚、図９〜図１２において、２４５，３４５，４４５，５４５は、リード部のヘリカルリードを示している。

図９に示す変形例では、図７に示す変形例と比較して、プランジャ２１４において切欠きを構成する三角形状の上部リード２７３の周方向の向きが逆向きとなっている。また、図１０に示す変形例では、プランジャ３１４が、矩形の上部リード（切欠き）３７３と、図９に示す変形例で説明したのと同様の三角形状の上部リード（切欠き）３７４とを有している。また、図１１に示す変形例では、図７に示す変形例で説明したのと同様の三角形状の上部リード（切欠き）４７３と、図９に示す変形例で説明したのと同様の三角形状の上部リード（切欠き）４７４とを有する。図１１の紙面において、上部リード４７３,４７４は、図１１の紙面の上下方向に延在する一の直線に対して線対称となっている。また、図１２に示す変形例では、プランジャ５１４が、図７に示す変形例で説明したのと同様の三角形状の上部リード（切欠き）５７３と、矩形の上部リード（切欠き）５７４とを有する。図１２に示す変形例では、図１０に示す変形例と比較して、二の上部リード５７３,５７４を、周方向の向きが逆向きとなるように配置している。

上記図９〜図１２に示す変形例のように、プランジャの頂部に、１つまたは２つの矩形形状や三角形の形状の上部リード（切欠き）を、適切に組み合わせて設けることにより、任意の負荷（噴射量）域の噴射時期（ＦＩＣ）を狭い範囲で制御することができる。サブ燃料給排孔での制御を行うことにより、狭い回動角での任意の制御が可能になるのである。

尚、実施形態および変形例では、切欠きを構成する上部リードは、プランジャの外周面の径方向の外方から見たときの形状が、三角形または矩形であった。また、プランジャは、上部リードを、一つか、または、二つ有していた。しかし、この発明では、プランジャは、切欠き（上部リード）を、三つ以上有してもよい。

また、この発明では、各切欠き（上部リード）は、プランジャの外周面の径方向の外方から見たときの形状が、三角形および矩形以外の如何なる多角形であってもよく、例えば、各切欠き（上部リード）は、プランジャの外周面の径方向の外方から見たときの形状が、等脚台形の形状であってもよく、図１３に示すように、各切欠き（上部リード）６７３は、プランジャ６１４の外周面の径方向の外方から見たときの形状が、三角形と矩形が統合してなる四角形の形状であってもよい。また、各切欠き（上部リード）は、プランジャの外周面の径方向の外方から見たときの形状が、半円形状や、半楕円形の形状等であってもよい。各切欠き（上部リード）は、プランジャの外周面の径方向の外方から見たときの形状が、多角形以外の如何なる形状であってもよい。

また、この発明では、プランジャは、切欠き（上部リード）を、一つも有さなくてもよい。また、上記実施形態および変形例で説明した全ての構成のうちの二以上の構成を組み合わせて新たな実施形態を構築できることは、勿論である。

１２ プランジャバレル
１４,１１４,２１４,３１４,４１４,５１４,６１４ プランジャ
１７ ピニオンスリーブ
１８ コントロールラック
２０ 燃料給排室
３０ 等圧弁部
４３ プランジャ孔
４５ リード部
５０ メイン燃料給排孔
５３ 燃料の加圧室
５５ プランジャの上端面
６４ ピニオン部
７０ ラック部
７１ 第１直線
７２ 第２直線
７３,１７３,２７３,３７３,３７４,４７３,４７４,５７３,５７４ 上部リード
７５ 上部リードの底面
７７ 第１給排孔部のプランジャ孔側の開口
７８ 第２給排孔部のプランジャ孔側の開口
７９ サブ燃料給排孔のプランジャ孔側の開口
９１ 第１給排孔部
９２ 第２供給孔部
９３ プランジャ孔の円筒孔部
９８ サブ燃料供給孔
９８ 燃料給排孔
１４５,２４５,３４５,４４５,５４５は、リード部のヘリカルリード

Claims (5)

1. 外周面を有するプランジャと、
   上記プランジャを、上記外周面の軸方向に摺動可能かつ回転可能に収容するプランジャ孔を有するプランジャバレルと、
   上記プランジャバレルに対する上記プランジャの上記軸方向の一方側の移動によって加圧される燃料の燃料噴射弁側への吐出を制御する吐出制御機構と
   を備え、
   上記プランジャバレルは、上記プランジャ孔と燃料供給源とを連通させるためのメイン燃料給排孔と、上記プランジャ孔と上記燃料供給源とを連通させるためのサブ燃料給排孔とを有し、
   上記サブ燃料給排孔の上記プランジャ孔側の開口は、上記軸方向において上記メイン燃料給排孔の上記プランジャ孔側の開口よりも上記吐出制御機構側に位置することを特徴とする燃料噴射ポンプ。
2. 請求項１に記載の燃料噴射ポンプにおいて、
   上記プランジャ孔は、円筒孔部を有し、
   上記メイン燃料給排孔は、上記円筒孔部の径方向に上記円筒孔部を介して対向すると共に、上記径方向に延在する第１および第２給排孔部を有する一方、上記サブ燃料給排孔は、上記径方向に延在し、
   上記第１給排孔部の延在方向は、上記サブ燃料給排孔の延在方向に対して４０°以上かつ６０°以下の角度傾斜することを特徴とする燃料噴射ポンプ。
3. 請求項１または２に記載の燃料噴射ポンプにおいて、
   上記サブ燃料供給孔の断面積の最大の直径は、上記メイン燃料給排孔の断面積の最小の直径の１／２以下であることを特徴とする燃料噴射ポンプ。
4. 請求項１乃至３のいずれか一つに記載の燃料噴射ポンプにおいて、
   上記プランジャの上記軸方向の上記吐出制御機構側の端部は、一以上の切欠きを有し、
   上記サブ燃料供給孔の上記開口において最も上記軸方向の上記吐出制御機構側に位置する点と、上記メイン燃料給排孔の上記開口において最も上記軸方向の上記吐出制御機構側に位置する点との上記軸方向の距離は、上記一以上の切欠きの上記軸方向の最大の深さよりも長いことを特徴とする燃料噴射ポンプ。
5. 請求項１乃至４のいずれか一つに記載の燃料噴射ポンプにおいて、
   上記プランジャの上記軸方向の上記吐出制御機構側の端部は、一以上の切欠きを有し、
   上記一以上の切欠きは、上記プランジャの外周面の径方向から見たときに略三角形の形状の開口を有する切欠きを含んでいることを特徴とする燃料噴射ポンプ。

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