JP5785709B2

JP5785709B2 - 燃料噴射ポンプ

Info

Publication number: JP5785709B2
Application number: JP2010270744A
Authority: JP
Inventors: 賢廣谷; 勲高岸; 裕二芝; 功一近藤; 亮太岩乃; 南光　政樹; 政樹南光
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2010-12-03
Filing date: 2010-12-03
Publication date: 2015-09-30
Anticipated expiration: 2030-12-03
Also published as: JP2012117502A

Description

本発明は、燃料噴射ポンプの技術に関する。より詳細には、大気圧が所定の値よりも低い場合に燃料の圧送量を減量させる燃料噴射ポンプの技術に関する。

従来より、ディーゼルエンジンの燃焼室へ燃料を圧送する燃料噴射ポンプが公知となっている（例えば特許文献１、特許文献２参照。）。燃料噴射ポンプは、大気圧が所定の範囲内にある場合に、ディーゼルエンジンが目標とする性能を発揮できるように設計されている。

しかし、大気圧が所定の値よりも低い場合においては、燃料噴射ポンプから圧送される燃料に対して燃焼室内の空気が不足するため、排気に含まれる粒子状物質が増加するという問題を生じていた。つまり、大気圧が所定の値よりも低い場合においては、燃料噴射ポンプから圧送される燃料に対して吸入される空気量が少ないために不完全燃焼が発生し、排気に含まれる粒子状物質が増加するという問題を生じていたのである。

特開２００８−３８８４９号公報特開２００９−２０９８０２号公報

本発明は、大気圧が所定の値よりも低い場合に燃料の圧送量を減量させる燃料噴射ポンプの技術を提供することを目的としている。

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、プランジャバレルと、前記プランジャバレルに摺動可能に内設されたプランジャと、前記プランジャを該プランジャの中心軸を中心として回転させるコントロールラックと、を具備し、前記コントロールラックが前記プランジャを回転させることで燃料の圧送量を調節する燃料噴射ポンプにおいて、大気圧を検出する気圧センサと、前記気圧センサの検出結果に基づいて駆動する電磁ソレノイドと、前記電磁ソレノイドによって回動される圧送量制限レバーと、前記圧送量制限レバーによって回動されるテンションレバーと、前記テンションレバーによって回動されて前記コントロールラックを駆動するガバナレバーと、を備え、大気圧が所定の値よりも低い場合に前記電磁ソレノイドを駆動することで燃料の圧送量を減量させ、前記圧送量制限レバーが回動した際に当接するトルクスプリングボルトを備え、前記トルクスプリングボルトの反発力によって、前記圧送量制限レバーを回動させて燃料の圧送量を増量するものである。

請求項２においては、プランジャバレルと、前記プランジャバレルに摺動可能に内設されたプランジャと、前記プランジャを該プランジャの中心軸を中心として回転させるコントロールラックと、を具備し、前記コントロールラックが前記プランジャを回転させることで燃料の圧送量を調節する燃料噴射ポンプにおいて、大気圧を検出する気圧センサと、前記気圧センサの検出結果に基づいて駆動する電磁ソレノイドと、前記電磁ソレノイドによって回動される圧送量制限レバーと、前記圧送量制限レバーによって回動されて前記コントロールラックを駆動するガバナレバーと、を備え、大気圧が所定の値よりも低い場合に前記電磁ソレノイドを駆動することで燃料の圧送量を減量させ、前記圧送量制限レバーが回動した際に当接するトルクスプリングボルトを備え、前記トルクスプリングボルトの反発力によって、前記圧送量制限レバーを回動させて燃料の圧送量を増量するものである。

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に記載の燃料噴射ポンプによれば、大気圧が所定の値よりも低い場合に電磁ソレノイドを駆動することで燃料の圧送量を減量させることができる。
これにより、燃料の不完全燃焼を防いで排気に含まれる粒子状物質を低減させることが可能となる。

また、電磁ソレノイドを駆動して燃料の圧送量を減量させた場合においても、ディーゼルエンジンにかかる負荷の増大に応じて燃料の圧送量を増量させることができる。これにより、エンジンストールの発生を回避することが可能となる。

請求項２に記載の燃料噴射ポンプによれば、大気圧が所定の値よりも低い場合に電磁ソレノイドを駆動することで燃料の圧送量を減量させることができる。
これにより、燃料の不完全燃焼を防いで排気に含まれる粒子状物質を低減させることが可能となる。

燃料噴射ポンプの全体構成を示す図。（Ａ）圧送装置を構成する燃料圧送機構の構造を示す図。（Ｂ）燃料圧送機構を構成するプランジャの動作を示す図。（Ａ）ガバナ機構によって燃料の圧送量が増量される場合の動作を示す図。（Ｂ）ガバナ機構によって燃料の圧送量が減量される場合の動作を示す図。（Ａ）コントロールレバーによって燃料の圧送量が増量される場合の動作を示す図。（Ｂ）コントロールレバーによって燃料の圧送量が減量される場合の動作を示す図。電磁ソレノイドによって燃料の圧送量が減量される場合の動作を示す図。電磁ソレノイドによって燃料の圧送量が減量される場合の動作を示す図。（Ａ）回動制限ボルトによって燃料の圧送量の減量幅を小さくした場合の動作を示す図。（Ｂ）回動制限ボルトによって燃料の圧送量の減量幅を大きくした場合の動作を示す図。（Ａ）偏心シャフトボルトによって燃料の圧送量の減量幅を小さくした場合の動作を示す図。（Ｂ）偏心シャフトボルトによって燃料の圧送量の減量幅を大きくした場合の動作を示す図。（Ａ）偏心シャフトボルトを示す正面図。（Ｂ）偏心シャフトボルトを示す側面図。（Ａ）電磁ソレノイドによって燃料の圧送量が減量される場合の動作を示す図。（Ｂ）トルクスプリングボルトによって燃料の圧送量が増量される場合の動作を示す図。トルクスプリングボルトを示す側面図。（Ａ）引張スプリングを備えることで摩耗を抑制する構造を示す図。（Ｂ）捻りスプリングを備えることで摩耗を抑制する構造を示す図。エンジン回転速度とコントロールラックの位置との関係を示す図。

まず、本発明の第一実施形態に係る燃料噴射ポンプ１００について簡単に説明する。

図１は、燃料噴射ポンプ１００の全体構成を示す図である。燃料噴射ポンプ１００は、主に圧送装置１と、調速装置２と、で構成される。なお、燃料噴射ポンプ１００の上下方向及び前後方向を定義して図中に示す。

圧送装置１は、ディーゼルエンジンの燃焼室へ燃料を圧送するものである。圧送装置１は、主に燃料圧送機構１１と、カムシャフト１２と、で構成されている。本実施形態に係る燃料噴射ポンプ１００は、直列３気筒エンジンに搭載されるため、三つの燃料圧送機構１１を備えている。三つの燃料圧送機構１１は、ディーゼルエンジンの動力を受けて回転するカムシャフト１２によって駆動される。詳細には、燃料圧送機構１１を構成するプランジャ１１１がカムシャフト１２によって上下方向に摺動される。

調速装置２は、燃料圧送機構１１を構成するプランジャ１１１を回転させて燃料の圧送量を調節するものである。調速装置２は、主にガバナ機構２１と、リンク機構２２と、で構成されている。ガバナ機構２１は、カムシャフト１２の回転速度に基づいてリンク機構２２を駆動する。リンク機構２２は、ガバナ機構２１からの入力やオペレータからの指示に基づいてプランジャ１１１を回転させる。詳細には、燃料圧送機構１１を構成するプランジャ１１１がリンク機構２２によって上下方向を中心として回転される。

次に、圧送装置１を構成する燃料圧送機構１１の構造を説明する。また、燃料圧送機構１１の作動態様について説明する。

図２（Ａ）は、圧送装置１を構成する燃料圧送機構１１の構造を示す図である。図２（Ｂ）は、燃料圧送機構１１を構成するプランジャ１１１の動作を示す図である。なお、図中の矢印は、プランジャ１１１の動作方向を示している。

図２（Ａ）に示すように、燃料圧送機構１１は、主にプランジャ１１１と、プランジャバレル１１２と、デリベリバルブ１１３と、コントロールスリーブ１１４と、スプリング１１５と、で構成されている。

プランジャ１１１は、プランジャバレル１１２に摺動可能に内設されている。プランジャ１１１は、スプリング１１５によってカムシャフト１２へ付勢されており、該カムシャフト１２の回転によって摺動される。プランジャ１１１の上下方向の中途部には、該プランジャ１１１と一体となって回転するコントロールスリーブ１１４が外嵌されている。そして、コントロールスリーブ１１４の外周に設けられたピニオンギヤは、リンク機構２２を構成するコントロールラック２２４のラックギヤと歯合されている。

図２（Ｂ）に示すように、燃料の圧送は、上下方向へ摺動するプランジャ１１１がプランジャバレル１１２のポート穴１１２ｐを塞ぐことで開始される。詳細に説明すると、プランジャ１１１が摺動してプランジャバレル１１２のポート穴１１２ｐを塞ぐと、燃料室ＦＣに注入された燃料の圧力が上昇する。そして、燃料室ＦＣにおける燃料の圧力が所定の値を超えると、デリベリバルブ１１３（図２（Ａ）参照）が開弁して燃料の圧送が開始される。

また、図２（Ｂ）に示すように、燃料の圧送量の調節は、プランジャ１１１がポート穴１１２ｐを塞ぐ時期と、再び連通する時期とを調節することで可能となる。詳細に説明すると、プランジャ１１１の上端面と中途部には、それぞれ所定の角度で切欠１１１ａ・１１１ｂが穿設されているため、プランジャ１１１を回転させることでポート穴１１２ｐを塞ぐ時期と連通する時期とを調節できる。そして、ポート穴１１２ｐを塞ぐ時期と連通する時期とを調節すると、デリベリバルブ１１３（図２（Ａ）参照）の開弁時期と閉弁時期とが変化して燃料の圧送量が調節される。

このような構成により、燃料圧送機構１１は、プランジャ１１１が上下方向に摺動することによって燃料を圧送可能としている。また、燃料圧送機構１１は、プランジャ１１１が上下方向を中心として回転することによって燃料の圧送量を調節可能としている。

次に、調速装置２を構成するガバナ機構２１及びリンク機構２２の構造を説明する。また、ガバナ機構２１及びリンク機構２２の作動態様について説明する。

図３（Ａ）は、ガバナ機構２１によって燃料の圧送量が増量される場合の動作を示す図である。図３（Ｂ）は、ガバナ機構２１によって燃料の圧送量が減量される場合の動作を示す図である。なお、図中の矢印は、ガバナ機構２１及びリンク機構２２を構成する各部材の動作方向を示している。

また、図４（Ａ）は、コントロールレバー２２１によって燃料の圧送量が増量される場合の動作を示す図である。図４（Ｂ）は、コントロールレバー２２１によって燃料の圧送量が減量される場合の動作を示す図である。なお、図中の矢印は、リンク機構２２を構成する各部材の動作方向を示している。

図３、図４に示すように、ガバナ機構２１は、主にガバナスリーブ２１１と、ガバナウエイト２１２と、で構成されている。また、リンク機構２２は、主にコントロールレバー２２１と、テンションレバー２２２と、ガバナレバー２２３と、コントロールラック２２４と、で構成されている。

ガバナスリーブ２１１は、カムシャフト１２に摺動可能に外嵌されている。ガバナスリーブ２１１は、爪部がガバナウエイト２１２の凹部に掛けられているため、該ガバナウエイト２１２が回動することによってカムシャフト１２の軸方向へ摺動される。なお、ガバナレバー２２３は、ガバナスリーブ２１１の一端部と当接しているため、該ガバナスリーブ２１１が摺動することによって回動軸ＳＨ２を中心に回動される。

コントロールレバー２２１は、回動軸ＳＨ１を中心として回動自在に支持されている。コントロールレバー２２１は、オペレータによって操作される図示しないコントロールワイヤによって回動される。テンションレバー２２２は、回動軸ＳＨ２を中心として回動自在に支持されている。テンションレバー２２２は、スプリングを介してコントロールレバー２２１と連結されており、該コントロールレバー２２１によって回動される。ガバナレバー２２３は、同じく回動軸ＳＨ２を中心として回動自在に支持されている。ガバナレバー２２３は、テンションレバー２２２と連結されており、該テンションレバー２２２によって回動される。そして、ガバナレバー２２３の一端部には、ガバナリンクを介してコントロールラック２２４が取り付けられている。

図３（Ａ）に示すように、カムシャフト１２の回転速度が減速した場合には、ガバナスリーブ２１１が摺動してガバナレバー２２３を回動させるため、燃料の圧送量が増量される。詳細に説明すると、カムシャフト１２の回転速度が減速した場合には、ガバナウエイト２１２にはたらく遠心力が低下するため、該ガバナウエイト２１２は互いに近接する閉方向に回動する。すると、ガバナスリーブ２１１は、ガバナウエイト２１２の回動によって一方向に摺動するため（図１で示す前方向）、ガバナレバー２２３が回動されてコントロールラック２２４を引くのである（図１で示す後方向）。そして、コントロールラック２２４によってプランジャ１１１が回転すると、燃料の圧送量が増量される。

一方、図３（Ｂ）に示すように、カムシャフト１２の回転速度が増速した場合には、ガバナスリーブ２１１が摺動してガバナレバー２２３を回動させるため、燃料の圧送量が減量される。詳細に説明すると、カムシャフト１２の回転速度が増速した場合には、ガバナウエイト２１２にはたらく遠心力が増加するため、該ガバナウエイト２１２は互いに離間する開方向に回動する。すると、ガバナスリーブ２１１は、ガバナウエイト２１２の回動によって他方向に摺動するため（図１で示す後方向）、ガバナレバー２２３が回動されてコントロールラック２２４を押すのである（図１で示す前方向）。そして、コントロールラック２２４によってプランジャ１１１が回転すると、燃料の圧送量が減量される。

このような構成により、燃料噴射ポンプ１００は、ディーゼルエンジンにかかる負荷の変化、即ち、カムシャフト１２の回転速度の変化に応じて燃料の圧送量を調節でき、ディーゼルエンジンの運転状態を安定させることを可能としている。

また、図４（Ａ）に示すように、オペレータがコントロールレバー２２１を一方向に回動した場合には、テンションレバー２２２がガバナレバー２２３を回動させるため、燃料の圧送量が増量される。詳細に説明すると、オペレータがコントロールレバー２２１を一方向に回動した場合には、該コントロールレバー２２１によってテンションレバー２２２が回動される。すると、ガバナレバー２２３は、テンションレバー２２２に連結されているため、該テンションレバー２２２とともに回動されてコントロールラック２２４を引くのである（図１で示す後方向）。そして、コントロールラック２２４によってプランジャ１１１が回転すると、燃料の圧送量が増量される。

一方、図４（Ｂ）に示すように、オペレータがコントロールレバー２２１を他方向に回動した場合には、テンションレバー２２２がガバナレバー２２３を回動させるため、燃料の圧送量が減量される。詳細に説明すると、オペレータがコントロールレバー２２１を他方向に回動した場合には、該コントロールレバー２２１によってテンションレバー２２２が回動される。すると、ガバナレバー２２３は、テンションレバー２２２に連結されているため、該テンションレバー２２２とともに回動されてコントロールラック２２４を押すのである（図１で示す前方向）。そして、コントロールラック２２４によってプランジャ１１１が回転すると、燃料の圧送量が減量される。

このような構成により、燃料噴射ポンプ１００は、オペレータの要求に応じて燃料の圧送量を調節でき、ディーゼルエンジンの運転状態を変更することを可能としている。

次に、大気圧が所定の値よりも低い場合に燃料の圧送量を減量させる構造について説明する。

図５は、電磁ソレノイド２２５によって燃料の圧送量が減量される場合の動作を示す図である。なお、図中の矢印は、リンク機構２２を構成する各部材の動作方向を示している。

本実施形態に係る燃料噴射ポンプ１００には、リンク機構２２の一部として電磁ソレノイド２２５と、圧送量制限レバー２２６と、が備えられている。電磁ソレノイド２２５は、調速装置２の外郭ケースに固定されている。圧送量制限レバー２２６は、シャフトボルトＳＨ３を中心として回動自在に支持されている。なお、電磁ソレノイド２２５は、電気回線を介して制御装置ＥＣＵと接続されており、制御装置ＥＣＵは、電気回線を介して気圧センサＰＳと接続されている。制御装置ＥＣＵは、気圧センサＰＳの検出結果に基づいて作成した電気信号を電磁ソレノイド２２５へ送信する。

図５に示すように、制御装置ＥＣＵが電磁ソレノイド２２５を駆動した場合には、圧送量制限レバー２２６がテンションレバー２２２を介してガバナレバー２２３を回動させるため、燃料の圧送量が減量される。詳細に説明すると、制御装置ＥＣＵが電磁ソレノイド２２５を駆動した場合には、該電磁ソレノイド２２５の可動鉄心によって圧送量制限レバー２２６が回動される。圧送量制限レバー２２６は、回動した際にテンションレバー２２２に取り付けられた延長板ＥＰ１と当接するため、該テンションレバー２２２を回動させる。すると、ガバナレバー２２３は、テンションレバー２２２に連結されているため、該テンションレバー２２２とともに回動されてコントロールラック２２４を押すのである（図１で示す前方向）。そして、コントロールラック２２４によってプランジャ１１１が回転すると、燃料の圧送量が減量される。

このような構成により、本実施形態に係る燃料噴射ポンプ１００は、大気圧が所定の値よりも低い場合に電磁ソレノイド２２５を駆動することで燃料の圧送量を減量させることができる。これにより、燃料の不完全燃焼を防いで排気に含まれる粒子状物質を低減させることが可能となるのである。

次に、本発明の第二実施形態に係る燃料噴射ポンプ２００について説明する。但し、第一実施形態に係る燃料噴射ポンプ１００の構成と同様の部分については同一の符号を付し、異なる部分を中心に説明する。

図６は、電磁ソレノイド２２５によって燃料の圧送量が減量される場合の動作を示す図である。なお、図中の矢印は、リンク機構２２を構成する各部材の動作方向を示している。

本燃料噴射ポンプ２００は、第一実施形態に係る燃料噴射ポンプ１００と比較して、ガバナレバー２２３に延長板ＥＰ２が取り付けられている点で相異する。従って、電磁ソレノイド２２５の可動鉄心によって圧送量制限レバー２２６が回動された場合、圧送量制限レバー２２６は、ガバナレバー２２３に取り付けられた延長板ＥＰ２に当接する。

図６に示すように、制御装置ＥＣＵが電磁ソレノイド２２５を駆動した場合には、圧送量制限レバー２２６がガバナレバー２２３を回動させるため、燃料の圧送量が減量される。詳細に説明すると、制御装置ＥＣＵが電磁ソレノイド２２５を駆動した場合には、該電磁ソレノイド２２５の可動鉄心によって圧送量制限レバー２２６が回動される。圧送量制限レバー２２６は、回動した際にガバナレバー２２３に取り付けられた延長板ＥＰ２と当接するため、該ガバナレバー２２３を回動させてコントロールラック２２４を押すのである（図１で示す前方向）。そして、コントロールラック２２４によってプランジャ１１１が回転すると、燃料の圧送量が減量される。

このような構成により、本実施形態に係る燃料噴射ポンプ２００は、大気圧が所定の値よりも低い場合に電磁ソレノイド２２５を駆動することで燃料の圧送量を減量させることができる。これにより、燃料の不完全燃焼を防いで排気に含まれる粒子状物質を低減させることが可能となるのである。

次に、電磁ソレノイド２２５を駆動して燃料の圧送量を減量させた場合の減量幅を調節できる構造について説明する。なお、以下の説明は、第一実施形態に係る燃料噴射ポンプ１００を用いて行なうが、第二実施形態に係る燃料噴射ポンプ２００においても適用可能である。

図７（Ａ）は、回動制限ボルト３１１によって燃料の圧送量の減量幅を小さくした場合の動作を示す図である。図７（Ｂ）は、回動制限ボルト３１１によって燃料の圧送量の減量幅を大きくした場合の動作を示す図である。なお、図中の矢印は、リンク機構２２を構成する各部材の動作方向を示している。

本燃料噴射ポンプ１００には、回動制限ボルト３１１が備えられている。回動制限ボルト３１１は、調速装置２の外郭ケースに固定されて、その先端部が外郭ケースの内部に突き出すように配置されている。回動制限ボルト３１１の先端部は、圧送量制限レバー２２６が回動した際に該圧送量制限レバー２２６と当接する場所に位置する。また、回動制限ボルト３１１の突き出し量Ｌは、任意の長さに変更することが可能とされる。

図７（Ａ）に示すように、回動制限ボルト３１１の突き出し量Ｌを長くして突き出し量Ｌ１とした場合には（Ｌ＜Ｌ１）、回動制限ボルト３１１によって圧送量制限レバー２２６の回動が直ちに制限されるため、燃料の圧送量の減量幅が小さくなる。詳細に説明すると、回動制限ボルト３１１の突き出し量Ｌを長くして突き出し量Ｌ１とした場合には（Ｌ＜Ｌ１）、回動制限ボルト３１１によって圧送量制限レバー２２６の回動が直ちに制限されるため、該圧送量制限レバー２２６の回動角度が小さくなる。すると、圧送量制限レバー２２６によって回動されるテンションレバー２２２の回動角度が小さくなり、テンションレバー２２２によって回動されるガバナレバー２２３の回動角度も小さくなる。このため、ガバナレバー２２３によるコントロールラック２２４の駆動量が減ることとなり、燃料の圧送量の減量幅が小さくなるのである。

一方、図７（Ｂ）に示すように、回動制限ボルト３１１の突き出し量Ｌを短くして突き出し量Ｌ２とした場合には（Ｌ＞Ｌ２）、回動制限ボルト３１１によって圧送量制限レバー２２６の回動が直ちに制限されないため、燃料の圧送量の減量幅が大きくなる。詳細に説明すると、回動制限ボルト３１１の突き出し量Ｌを短くして突き出し量Ｌ２とした場合には（Ｌ＞Ｌ２）、回動制限ボルト３１１によって圧送量制限レバー２２６の回動が直ちに制限されないため、該圧送量制限レバー２２６の回動角度が大きくなる。すると、圧送量制限レバー２２６によって回動されるテンションレバー２２２の回動角度が大きくなり、テンションレバー２２２によって回動されるガバナレバー２２３の回動角度も大きくなる。このため、ガバナレバー２２３によるコントロールラック２２４の駆動量が増えることとなり、燃料の圧送量の減量幅が大きくなるのである。

このような構成により、本実施形態に係る燃料噴射ポンプ１００は、回動制限ボルト３１１の突き出し量Ｌを変更することで、電磁ソレノイド２２５を駆動して燃料の圧送量を減量させた場合の減量幅を調節できる。これにより、燃料の圧送量を大気圧に応じた最適な値に調節することが可能となるのである。

次に、電磁ソレノイド２２５を駆動して燃料の圧送量を減量させた場合の減量幅を調節できる他の構造について説明する。なお、以下の説明は、第一実施形態に係る燃料噴射ポンプ１００を用いて行なうが、第二実施形態に係る燃料噴射ポンプ２００においても適用可能である。

図８（Ａ）は、偏心シャフトボルト３１２によって燃料の圧送量の減量幅を小さくした場合の動作を示す図である。図８（Ｂ）は、偏心シャフトボルト３１２によって燃料の圧送量の減量幅を大きくした場合の動作を示す図である。なお、図中の矢印は、リンク機構２２を構成する各部材の動作方向を示している。

本燃料噴射ポンプ１００には、上述したシャフトボルトＳＨ３の代わりに偏心シャフトボルト３１２が備えられている。偏心シャフトボルト３１２は、調速装置２の外郭ケースに取り付けられて、そのシャフト部３１２ｓが外郭ケースの内部に突き出すように配置されている。偏心シャフトボルト３１２のシャフト部３１２ｓは、圧送量制限レバー２２６を回動自在に支持する。また、図９に示すように、偏心シャフトボルト３１２のシャフト部３１２ｓは、該偏心シャフトボルト３１２の中心軸ＡＸに対して偏心するように形成されているため、取り付けた際の位相を変更することで圧送量制限レバー２２６の回動時の中心位置を任意に変更することが可能とされる。

図８（Ａ）に示すように、圧送量制限レバー２２６の回動時の中心位置を後方（図１で示す後方向）に移動させた場合には、圧送量制限レバー２２６によるテンションレバー２２２の回動角度が小さくなるため、燃料の圧送量の減量幅が小さくなる。詳細に説明すると、圧送量制限レバー２２６の回動時の中心位置を後方（図１で示す後方向）に移動させた場合には、圧送量制限レバー２２６と延長板ＥＰ１との間隔が広くなるため、圧送量制限レバー２２６が回動しても直ちに延長板ＥＰ１と当接しない。すると、圧送量制限レバー２２６によって回動されるテンションレバー２２２の回動角度が小さくなり、テンションレバー２２２によって回動されるガバナレバー２２３の回動角度も小さくなる。このため、ガバナレバー２２３によるコントロールラック２２４の駆動量が減ることとなり、燃料の圧送量の減量幅が小さくなるのである。

一方、図８（Ｂ）に示すように、圧送量制限レバー２２６の回動時の中心位置を前方（図１で示す前方向）に移動させた場合には、圧送量制限レバー２２６によるテンションレバー２２２の回動角度が大きくなるため、燃料の圧送量の減量幅が大きくなる。詳細に説明すると、圧送量制限レバー２２６の回動時の中心位置を前方（図１で示す前方向）に移動させた場合には、圧送量制限レバー２２６と延長板ＥＰ１との間隔が狭くなるため、圧送量制限レバー２２６が回動すると直ちに延長板ＥＰ１と当接する。すると、圧送量制限レバー２２６によって回動されるテンションレバー２２２の回動角度が大きくなり、テンションレバー２２２によって回動されるガバナレバー２２３の回動角度も大きくなる。このため、ガバナレバー２２３によるコントロールラック２２４の駆動量が増えることとなり、燃料の圧送量の減量幅が大きくなるのである。

このような構成により、本実施形態に係る燃料噴射ポンプ１００は、圧送量制限レバー２２６の回動時の中心位置を変更することで、電磁ソレノイド２２５を駆動して燃料の圧送量を減量させる場合の減量幅を調節できる。これにより、燃料の圧送量を大気圧に応じた最適な値に調節することが可能となるのである。

次に、電磁ソレノイド２２５を駆動して燃料の圧送量を減量させた場合においても、ディーゼルエンジンにかかる負荷の増大に応じて燃料の圧送量を増量できる構造について説明する。なお、以下の説明は、第一実施形態に係る燃料噴射ポンプ１００を用いて行なうが、第二実施形態に係る燃料噴射ポンプ２００においても適用可能である。

図１０（Ａ）は、電磁ソレノイド２２５によって燃料の圧送量が減量される場合の動作を示す図である。図１０（Ｂ）は、トルクスプリングボルト３１３によって燃料の圧送量が増量される場合の動作を示す図である。なお、図中の矢印は、リンク機構２２及びトルクスプリングボルト３１３を構成する各部材の動作方向を示している。

本燃料噴射ポンプ１００には、上述した回動制限ボルト３１１の代わりにトルクスプリングボルト３１３が備えられている。トルクスプリングボルト３１３は、調速装置２の外郭ケースに固定されて、その先端部が外郭ケースの内部に突き出すように配置されている。トルクスプリングボルト３１３の先端部は、圧送量制限レバー２２６が回動した際に該圧送量制限レバー２２６と当接する場所に位置する。また、図１１に示すように、トルクスプリングボルト３１３には、圧送量制限レバー２２６によって収縮される圧縮スプリング３１３ｓが内設されているため、該圧縮スプリング３１３ｓの反発力によって圧送量制限レバー２２６を回動させることが可能とされる。

図１０（Ａ）に示すように、電磁ソレノイド２２５が駆動した場合には、トルクスプリングボルト３１３によって圧送量制限レバー２２６の回動が制限される。このとき、圧送量制限レバー２２６は、トルクスプリングボルト３１３の先端部に取り付けられた押動軸３１３ｐを介して圧縮スプリング３１３ｓを収縮する。

ここで、図３（Ａ）に示すように、ディーゼルエンジンにかかる負荷が増大してカムシャフト１２の回転速度が減速した場合を想定する。カムシャフト１２の回転速度が減速した場合には、ガバナウエイト２１２にはたらく遠心力が低下するため、該ガバナウエイト２１２は閉方向に回動する。すると、ガバナスリーブ２１１は、ガバナウエイト２１２の回動によって一方向に摺動するため（図１で示す前方向）、ガバナレバー２２３を介してテンションレバー２２２が回動する。このため、図１０（Ｂ）に示すように、トルクスプリングボルト３１３に掛かる力が弱まって圧縮スプリング３１３ｓの反発力が電磁ソレノイド２２５の押動力に打勝つこととなる。こうして、圧送量制限レバー２２６は、トルクスプリングボルト３１３によって回動され、テンションレバー２２２とともに回動するガバナレバー２２３がコントロールラック２２４を引くのである（図１で示す後方向）。そして、コントロールラック２２４によってプランジャ１１１が回転すると、燃料の圧送量が増量される。

このような構成により、本実施形態に係る燃料噴射ポンプ１００は、電磁ソレノイド２２５を駆動して燃料の圧送量を減量させた場合においても、ディーゼルエンジンにかかる負荷の増大に応じて燃料の圧送量を増量させることができる。これにより、エンジンストールの発生を回避することが可能となるのである。

次に、圧送量制限レバー２２６のガタツキを防いで摩耗を抑制できる構造について説明する。なお、以下の説明は、第一実施形態に係る燃料噴射ポンプ１００を用いて行なうが、第二実施形態に係る燃料噴射ポンプ２００においても適用可能である。

図１２（Ａ）は、引張スプリング３１４を備えることで摩耗を抑制する構造を示す図である。図１２（Ｂ）は、捻りスプリング３１５を備えることで摩耗を抑制する構造を示す図である。なお、図中の矢印は、圧送量制限レバー２２６に作用する付勢力の方向を示している。

図１２（Ａ）に示すように、一の実施形態として、圧送量制限レバー２２６が電磁ソレノイド２２５に当接した状態で維持するように引張スプリング３１４を備える構成が考えられる。引張スプリング３１４の一端部は、圧送量制限レバー２２６に固定され、引張スプリング３１４の他端部は、調速装置２の外郭ケースに固定されている。

このような構成により、本実施形態に係る燃料噴射ポンプ１００は、圧送量制限レバー２２６のガタツキを防いで摩耗を抑制することができる。これにより、摩耗に起因した燃料の圧送量の変化を防止することが可能となるのである。

また、図１２（Ｂ）に示すように、他の実施形態として、圧送量制限レバー２２６が電磁ソレノイド２２５に当接した状態で維持するように捻りスプリング３１５を備える構成が考えられる。捻りスプリング３１５の一端部は、圧送量制限レバー２２６の凹部に嵌められ、捻りスプリング３１５の他端部は、調速装置２の外郭ケースの凹部に嵌められている。

以下に、上述した各実施形態に係る燃料噴射ポンプ１００・２００のコントロールラック２２４の動作特性を説明する。

図１３は、エンジン回転速度とコントロールラック２２４の位置との関係を示す図である。なお、本図は、各エンジン回転速度において最大トルクが発生するときのコントロールラック２２４の位置を示したものである。つまり、本図は、各エンジン回転速度において燃料の圧送量を最大とした場合のコントロールラック２２４の位置を示している。

図中の動作線Ａは、燃料噴射ポンプ１００において電磁ソレノイド２２５が駆動していない場合のコントロールラック２２４の位置を示している。図中の動作線Ｂは、回動制限ボルト３１１を備えた燃料噴射ポンプ１００において電磁ソレノイド２２５が駆動した場合のコントロールラック２２４の位置を示している。そして、図中の動作線Ｃは、トルクスプリングボルト３１３を備えた燃料噴射ポンプ１００において電磁ソレノイド２２５が駆動した場合のコントロールラック２２４の位置を示している。

大気圧が所定の値である場合、燃料噴射ポンプ１００のコントロールラック２２４は、動作線Ａで示された範囲内で駆動される。しかし、大気圧が所定の値よりも低い場合においては、燃料の圧送量を減量するため、動作線Ｂで示された範囲内に制限される。但し、回動制限ボルト３１１の代わりにトルクスプリングボルト３１３を備えている場合は、ディーゼルエンジンに掛かる負荷の増大に応じて燃料の圧送量が増量されるため、動作線Ｃで示された範囲内で駆動することが可能となる。

図中の動作線Ｄは、燃料噴射ポンプ２００において電磁ソレノイド２２５が駆動していない場合のコントロールラック２２４の位置を示している。図中の動作線Ｅは、回動制限ボルト３１１を備えた燃料噴射ポンプ２００において電磁ソレノイド２２５が駆動した場合のコントロールラック２２４の位置を示している。そして、図中の動作線Ｆは、トルクスプリングボルト３１３を備えた燃料噴射ポンプ２００において電磁ソレノイド２２５が駆動した場合のコントロールラック２２４の位置を示している。

大気圧が所定の値である場合、燃料噴射ポンプ２００のコントロールラック２２４は、動作線Ｄで示された範囲内で駆動される。これは、燃料噴射ポンプ１００の動作線Ａと同様である。しかし、大気圧が所定の値よりも低い場合においては、燃料の圧送量を減量するため、動作線Ｅで示された範囲内に制限される。但し、回動制限ボルト３１１の代わりにトルクスプリングボルト３１３を備えている場合は、ディーゼルエンジンに掛かる負荷の増大に応じて燃料の圧送量が増量されるため、動作線Ｆで示された範囲内で駆動することが可能となる。

１００燃料噴射ポンプ
２００燃料噴射ポンプ
１圧送装置
１１燃料圧送機構
１１１プランジャ
１１２プランジャバレル
１１３デリベリバルブ
１１４コントロールスリーブ
１１５スプリング
１２カムシャフト
２調速装置
２１ガバナ機構
２１１ガバナスリーブ
２１２ガバナウエイト
２２リンク機構
２２１コントロールレバー
２２２テンションレバー
２２３ガバナレバー
２２４コントロールラック
２２５電磁ソレノイド
２２６圧送量制限レバー
３１１回動制限ボルト
３１２偏心シャフトボルト
３１３トルクスプリングボルト
３１４引張スプリング
３１５捻りスプリング
ＥＣＵ制御装置
ＰＳ気圧センサ

Claims

プランジャバレルと、前記プランジャバレルに摺動可能に内設されたプランジャと、前記プランジャを該プランジャの中心軸を中心として回転させるコントロールラックと、を具備し、前記コントロールラックが前記プランジャを回転させることで燃料の圧送量を調節する燃料噴射ポンプにおいて、
大気圧を検出する気圧センサと、前記気圧センサの検出結果に基づいて駆動する電磁ソレノイドと、前記電磁ソレノイドによって回動される圧送量制限レバーと、前記圧送量制限レバーによって回動されるテンションレバーと、前記テンションレバーによって回動されて前記コントロールラックを駆動するガバナレバーと、を備え、
大気圧が所定の値よりも低い場合に前記電磁ソレノイドを駆動することで燃料の圧送量を減量させ、
前記圧送量制限レバーが回動した際に当接するトルクスプリングボルトを備え、
前記トルクスプリングボルトの反発力によって、前記圧送量制限レバーを回動させて燃料の圧送量を増量する、
ことを特徴とする燃料噴射ポンプ。
プランジャバレルと、前記プランジャバレルに摺動可能に内設されたプランジャと、前記プランジャを該プランジャの中心軸を中心として回転させるコントロールラックと、を具備し、前記コントロールラックが前記プランジャを回転させることで燃料の圧送量を調節する燃料噴射ポンプにおいて、
大気圧を検出する気圧センサと、前記気圧センサの検出結果に基づいて駆動する電磁ソレノイドと、前記電磁ソレノイドによって回動される圧送量制限レバーと、前記圧送量制限レバーによって回動されて前記コントロールラックを駆動するガバナレバーと、を備え、
大気圧が所定の値よりも低い場合に前記電磁ソレノイドを駆動することで燃料の圧送量を減量させ、
前記圧送量制限レバーが回動した際に当接するトルクスプリングボルトを備え、
前記トルクスプリングボルトの反発力によって、前記圧送量制限レバーを回動させて燃料の圧送量を増量する、
ことを特徴とする燃料噴射ポンプ。