JP7433079B2 - カム、燃料噴射ポンプ及びエンジン - Google Patents

Description

本発明は、カム、燃料噴射ポンプ及びエンジンに関する。

ディーゼルエンジン用の燃料噴射ポンプは、カムシャフトの回転運動をプランジャにより往復運動に変換する。燃料噴射ポンプは、このプランジャの往復運動により、燃料供給室内の燃料を増圧してインジェクタに供給し、増圧した燃料を、インジェクタからエンジンの燃焼室に噴射する。このような燃料噴射ポンプとして、例えば特許文献１に示すように、増圧した燃料によるノズル開弁力とノズル背面のスプリングによる閉弁力との差によりノズルを開いて燃料を噴射する、いわゆる機械式の燃料噴射ポンプがある。

特開平４－１９１４２０号公報

このような機械式型の燃料噴射ポンプは、エンジン性能や排気の改善のため、噴射する燃料の圧力を高めることが求められる。燃料の圧力を高めるには、プランジャの速度を高くすることが有効であり、カムプロファイルの設計により、プランジャの圧送工程速度を高くすることが可能である。しかし、プランジャ速度を高くするためのカムプロファイルの設定には、改善の余地がある。例えば、プランジャ速度を高くする為、カムの最大リフト量が大きくなるようなカムプロファイルを設定する必要が生じて、ポンプのサイズが大きくなってしまう場合がある。また、カムの最大リフト量を保ったままプランジャ速度を高くするようなカムプロファイルを設定した場合には、燃料の有効噴射期間が短くなってしまい、燃料の噴射能力が低下してしまうおそれもある。

本開示は、上述した課題を解決するものであり、カムの最大リフト量の増加及び燃料噴射能力の低下を抑制しつつ、燃料の噴射圧力を高くすることが可能なカム、燃料噴射ポンプ及びエンジンを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係るカムは、プランジャの軸方向への移動により燃料供給室内に供給された燃料を増圧する燃料噴射ポンプに用いられるカムであって、前記プランジャが前記燃料供給室内の燃料を増圧するまでのプリストローク期間における、前記カムが一定速度で回転する際の前記プランジャの前記軸方向における速度の上昇率が、第１上昇率となるような第１カム面と、前記プランジャが前記燃料供給室内の燃料の増圧を開始してからの期間である増圧期間における、前記カムが一定速度で回転する際の前記プランジャの前記軸方向における速度の上昇率が、第２上昇率となるような第２カム面と、含み、前記第１上昇率が前記第２上昇率より高くなるように設定されている。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る燃料噴射ポンプは、前期カムと、前記カムのカム面上に設けられて、前記カムの回転に伴い前記軸方向に移動するプランジャと、前記プランジャが収納される燃料供給室と、を含む。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係るエンジンは、前期燃料噴射ポンプと、前記燃料噴射ポンプからの前記燃料が供給されるインジェクタと、前記インジェクタから噴射された前記燃料が供給される燃焼室と、を含む。

本発明によれば、カムの最大リフト量の増加及び燃料噴射能力の低下を抑制しつつ、燃料噴射の圧力を高くすることができる。

図１は、本実施形態に係るエンジンの模式図である。 図２は、本実施形態に係る燃料噴射システムの模式図である。 図３は、カム角度毎のプランジャリフト量の一例を示すグラフである。 図４は、カム角度毎のプランジャ速度の一例を示すグラフである。 図５は、カム角度毎のプランジャの位置を示す模式図である。 図６は、カム角度毎のプランジャの位置を示す模式図である。 図７は、カム角度毎のプランジャの位置を示す模式図である。 図８は、カム角度毎のプランジャの位置を示す模式図である。 図９は、カム角度毎のプランジャの位置を示す模式図である。 図１０は、変形例に係る燃料噴射ポンプの模式図である。 図１１は、変形例における、カム角度毎のプランジャ速度の一例を示すグラフである。

以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。

（エンジンの構成）
図１は、本実施形態に係るエンジンの模式図である。図１に示すように、本実施形態に係るエンジン１００は、燃料噴射システム１と、燃焼室１６とを含む。エンジン１００は、燃料噴射システム１から、燃焼室１６に燃料Ｆを噴射する。エンジン１００は、燃焼室１６において燃料Ｆを燃焼させて、図示しないクランクシャフトなどの駆動部を作動させて、駆動する。本実施形態において、燃料Ｆは、軽油であり、エンジン１００は、ディーゼルエンジンである。ただし、燃料Ｆは軽油に限られず任意であってよく、例えば、灯油や重油（Ａ重油など）などであってもよい。さらに言えば、本実施形態に係るエンジン１００は、図示しない発電機に接続されて、発電機を駆動することにより、発電機に発電させる。すなわち、本実施形態に係るエンジン１００は、発電設備用のエンジン１００である。ただし、エンジン１００の用途は発電設備に限られず、例えば、船舶や車両などのエンジンであってもよい。

燃料噴射システム１は、燃焼室１６に高圧の燃料Ｆを噴射するシステムである。燃料噴射システム１は、燃料噴射ポンプ１０と、配管１２と、インジェクタ１４とを含む。本実施形態では、燃料噴射システム１は、コモンレールを含まない燃料噴射システムである。すなわち、燃料噴射ポンプ１０は、インジェクタ１４の増圧した燃料Ｆによるノズル開弁力とノズル背面のスプリング力との差により、インジェクタ１４のノズルを開いて燃料Ｆを噴射する、いわゆる機械式の燃料噴射ポンプである。

燃料噴射ポンプ１０は、ハウジング２０内にカム２２が設けられている。カム２２は、Ｘ方向に延在する軸状部材であるシャフト２２Ａと、シャフト２２Ａの外周に設けられるカム部２２Ｂとを含む。本実施形態においては、カム２２は、カム部２２ＢがＸ方向において複数形成されている。カム部２２Ｂ上には、タペット２６を介してプランジャ２８が設けられており、本実施形態では、カム部２２Ｂのそれぞれに、タペット２６を介してプランジャ２８が設けられている。プランジャ２８は、燃料噴射ポンプ１０内において、Ｚ方向に延在するように設けられる。なお、プランジャ２８の軸方向であるＺ方向は、シャフト２２Ａの軸方向であるＸ方向に対して交差しており、本実施形態では直交している。以下、Ｚ方向に沿った方向のうちの一方の方向をＺ１方向とし、他方の方向、すなわちＺ１方向と反対方向を、Ｚ２方向とする。Ｚ１方向は、プランジャ２８の先端側、すなわちカム２２と離れる側に向かう方向であり、Ｚ２方向は、プランジャ２８の基端側、すなわちカム２２側に向かう方向である。なお、燃料噴射ポンプ１０は、燃料Ｆの噴射量などを調整するガバナＧを設けてもよい。ガバナＧは、例えば、プランジャ２８を、Ｚ方向を回転中心としてプランジャ２８を回転させることで、燃料Ｆの噴射量などを調整する。

このように、燃料噴射ポンプ１０は、Ｘ方向にプランジャ２８が複数並んだいわゆる列型の燃料噴射ポンプである。図１の例では、カム部２２Ｂ及びプランジャ２８がそれぞれＸ方向に６つ設けられているが、カム部２２Ｂ及びプランジャ２８の数はそれに限られず任意である。また、燃料噴射ポンプ１０は、列型の燃料噴射ポンプに限られず、例えば、１つのカム部２２Ｂ上に複数のプランジャ２８が設けられる構造であってもよい。

配管１２は、燃料噴射ポンプ１０とインジェクタ１４とを接続する配管である。配管１２は、後述する燃料噴射ポンプ１０の燃料供給室３４とインジェクタ１４の燃料供給室６０Ａとを接続する。燃料供給室３４内の燃料Ｆは、配管１２を通って、インジェクタ１４の燃料供給室６０Ａに供給される。インジェクタ１４は、燃焼室１６に接続される。インジェクタ１４は、燃料噴射ポンプ１０から供給された燃料Ｆを、燃焼室１６内に供給する。なお、図１の例では、説明の便宜上、配管１２及びインジェクタ１４は、１つの燃料噴射ポンプ１０に対して１つ設けられた構成となっているが、プランジャ２８毎に設けられてもよい。

（燃料噴射ポンプの構成）
図２は、本実施形態に係る燃料噴射システムの模式図である。図２は、燃料噴射ポンプ１０をＸ方向から見た模式的な断面図と、インジェクタ１４の模式的な断面図とを含む。図２に示すように、燃料噴射ポンプ１０は、カム２２と、バレル２４と、タペット２６と、プランジャ２８と、バネ部２９とを備えている。

カム２２は、Ｘ方向を回転中心として、Ｒ方向に回転する。すなわち、カム２２の回転方向であるＲ方向は、Ｘ方向を回転軸とした場合の周方向であり、予め方向が設定されている。図２の例ではＲ方向は反時計回りであるが、それに限られない。カム２２のカム部２２Ｂは、表面に、カム面Ｃ０、第１カム面Ｃ１、第２カム面Ｃ２、カム面ＣＢ、及びカム面ＣＣが形成されている。カム面Ｃ０、第１カム面Ｃ１、第２カム面Ｃ２、カム面ＣＢ、及びカム面ＣＣは、Ｒ方向においてこの順で連続して設けられている。以下、カム面Ｃ０、第１カム面Ｃ１、第２カム面Ｃ２、カム面ＣＢ、及びカム面ＣＣを区別しない場合は、カム面Ｃと記載する。すなわち、カム面Ｃは、カム部２２Ｂの表面を指しているといえる。カム面Ｃについての詳細な説明は後述する。

バレル２４は、カム２２のＺ１方向側に設けられる部材である。バレル２４は、内部に燃料供給路３２及び燃料供給室３４が形成されている。燃料供給路３２は、例えばエンジン１００の燃料タンクなどに接続されて、タンクなどに貯留された燃料Ｆが供給される流路である。燃料供給室３４は、Ｚ方向に沿って延在するように形成された空間であり、Ｚ２方向側が開口している。燃料供給室３４内には、プランジャ２８が、Ｚ方向に摺動可能に収納される。燃料供給室３４は、配管１２に接続される。また、燃料供給室３４は、燃料供給路３２と連通するよう形成されている。燃料供給室３４内には、燃料供給路３２から、燃料Ｆが供給される。

タペット２６は、カム部２２ＢのＺ１方向側において、カム面Ｃ上に設けられる。タペット２６は、ローラー２６Ａと、支持部２６Ｂとを備える。ローラー２６Ａは、カム部２２Ｂのカム面Ｃに対して転動可能に、カム面Ｃ上に設けられる。支持部２６Ｂは、ローラー２６ＡのＺ１方向側に設けられる部材であり、ローラー２６Ａを、支持部２６Ｂに対して摺動可能に支持する。

プランジャ２８は、タペット２６のＺ１方向側に設けられる。プランジャ２８は、一方の端部である先端部２８Ａから、他方の端部である基端部２８Ｂまで延在する軸状の部材である。プランジャ２８は、基端部２８Ｂが、タペット２６の支持部２６ＢのＺ１方向側の表面に支持され、先端部２８Ａが、バレル２４の燃料供給室３４内に収納されて、外周面が燃料供給室３４に摺動可能に支持される。プランジャ２８は、基端部２８Ｂから先端部２８Ａまで、Ｚ１方向に向けて延在する。プランジャ２８は、タペット２６を介して、カム部２２Ｂのカム面Ｃ上に設けられているといえる。

プランジャ２８は、外周面に、第１リード４４と、第２リード４６と、第３リード４８とが、切欠きとして形成されている。ここで、プランジャ２８の、Ｚ方向における先端部２８Ａと基端部２８Ｂとの間の箇所を、第１中間部２８Ｃとし、Ｚ方向における第１中間部２８Ｃと基端部２８Ｂとの間の箇所を、第２中間部２８Ｄとする。第１リード４４は、先端部２８Ａから第１中間部２８Ｃまでにおいて、Ｚ方向に沿ってプランジャ２８の外周面に形成されている。また、第２リード４６は、Ｚ１方向における先端部２８Ａと第１中間部２８Ｃとの間の位置から、第１中間部２８Ｃまでにおいて、プランジャ２８の外周面に形成されている。第２リード４６は、第１中間部２８Ｃに向かって、すなわちＺ２方向側に向かって、幅（プランジャ２８の周方向における長さ）が大きくなるように形成されている。第３リード４８は、第１中間部２８Ｃから第２中間部２８Ｄまでにおいて、プランジャ２８の外周面に形成されている。第３リード４８は、プランジャ２８の周方向における全区間にわたって、すなわちプランジャ２８の周方向における１周分にわたって形成されている。第１リード４４及び第２リード４６は、第１中間部２８Ｃにおいて、第３リード４８に連通している。また、第１リード４４及び第２リード４６も、互いに連通している。本実施形態に係るプランジャ２８は、このように第１リード４４、第２リード４６、及び第３リード４８が形成されているが、それに限られず、第１リード４４、第２リード４６、及び第３リード４８等のリードが形成されていなくてもよいし、任意の形状のリードが形成されていてもよい。

（インジェクタの構成）
インジェクタ１４は、ボディ６０と、噴射部６２と、ノズル６４とを含む。ボディ６０は、内部に燃料供給室６０Ａが形成される部材である。燃料供給室６０Ａには、配管１２が接続されている。噴射部６２は、開口６２Ａが形成される部材である。開口６２Ａは、一方の端部が燃料供給室６０Ａに連通し、他方の端部が燃焼室１６内に連通している。ノズル６４は、燃料供給室６０Ａ内に設けられるノズルである。ノズル６４は、弾性部材６４Ａによって、開口６２Ａを塞ぐように付勢されている。

（燃料噴射システムの動作）
燃料噴射ポンプ１０は、カム２２がＲ方向に回転すると、プランジャ２８がＺ方向に往復するように移動する。すなわち、カム２２のＲ方向への回転により、プランジャ２８は、カム面Ｃ上でカム２２に対してＲ方向に相対移動して（カム２２がプランジャ２８に対してＲ方向に相対移動して）、プランジャ２８は、カム２２のリフトに合わせてＺ方向に移動する。燃料噴射ポンプ１０は、プランジャ２８のＺ１方向のへの移動により、燃料供給室３４内に取り込んだ燃料Ｆを増圧する。増圧された燃料Ｆは、配管１２を通って、インジェクタ１４の燃料供給室６０Ａ内に供給される。燃料供給室６０Ａ内では、燃料供給室６０Ａ内の燃料Ｆの圧力が、ノズル６４を開く方向に作用する。すなわち、燃料供給室６０Ａ内の燃料Ｆによってノズル６４に作用する荷重が、弾性部材６４Ａによるノズル６４への荷重より大きくなると、ノズル６４が開いて、燃料供給室６０Ａと開口６２Ａとが連通する。これにより、燃料供給室６０Ａ内の燃料Ｆは、開口６２Ａを通って、燃焼室１６内に噴射される。

（カム面の構成）
次に、燃料噴射ポンプ１０のカム２２の構成、より詳しくはカム面Ｃの構成について説明する。燃料噴射ポンプ１０は、カム面Ｃの形状により、すなわちカムプロファイルにより、プランジャ２８のＺ方向における移動量（リフト量）と、カム２２を一定速度で回転させた場合のプランジャ２８のＺ方向における移動速度と、カム２２を一定速度で回転させた場合のプランジャ２８のＺ方向における移動速度の変化率とが、定まる。以下、カム面Ｃの形状について、プランジャ２８のＺ方向における位置と関連付けつつ説明する。

図３は、カム角度毎のプランジャリフト量の一例を示すグラフである。図４は、カム角度毎のプランジャ速度の一例を示すグラフである。図５から図９は、カム角度毎のプランジャの位置を示す模式図である。図３の横軸は、カム２２のカム角度を指し、縦軸は、プランジャリフト量、すなわち、カム角度毎のプランジャ２８のＺ方向における移動量を指す。カム角度とは、カム２２がＲ方向に回転した際の回転角度を指し、０°から３６０°までのいずれかの値をとる。図４は、図３のグラフを時間微分したものである。より詳しくは、図４の横軸は、カム２２を一定速度で回転させた場合におけるカム角度を指す。そして、図４の縦軸は、カム毎のプランジャ速度、すなわち、カム２２を一定速度で回転させたと仮定した場合における、カム角度毎のプランジャ２８のＺ方向における速度を指す。図３及び図４に示すように、カム２２の方向Ｒへの回転に伴い、カム角度は、カム角度Ａ０からカム角度Ｃに向けて、カム角度Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ、Ｂ１などを経て、連続的に変化する。本実施形態では、第１カム面Ｃ１は、カム面Ｃのカム角度Ａ０からカム角度Ａ１までにわたる部分であり、第２カム面Ｃ２は、カム面Ｃのカム角度Ａ１からカム角度Ａ３までにわたる部分であり、カム面ＣＢは、カム面Ｃのカム角度Ａ３からカム角度Ｃまでにわたる部分である。カム面ＣＣは、カム面Ｃのカム角度Ｃ以降の部分である。

（プリストローク期間）
燃料噴射ポンプ１０は、プリストローク期間Ｄ１において、プランジャ２８をＺ１方向に移動させるが、燃料供給室３４内の燃料Ｆの増圧を行わない。プリストローク期間Ｄ１は、燃料供給室３４内の燃料Ｆの増圧が開始されるまでの期間ともいえる。さらに言えば、プリストローク期間Ｄ１とは、カム２２が回転している期間において、プランジャ２８が増圧開始位置となるまでの期間を指す。増圧開始位置とは、プランジャ２８が図５に示した位置になっている状態を指しており、プランジャ２８が燃料供給室３４内の燃料Ｆの増圧を開始する位置である。

図２は、プリストローク期間Ｄ１となったタイミングにおけるカム２２やプランジャ２８の位置を示している。図２に示すように、プリストローク期間Ｄ１となるタイミングにおいては、プランジャ２８の先端部２８Ａは、燃料供給路３２よりもＺ２方向側に位置している。そのため、プリストローク期間Ｄ１となるタイミングまでにおいては、燃料供給室３４と燃料供給路３２とは連通しており、燃料供給室３４内には燃料Ｆが供給されている。なお、燃料Ｆは、例えば、プランジャ２８がＺ２方向に移動している期間において、燃料供給路３２から燃料供給室３４に供給される。

また、図２は、カム２２が、カム角度Ａ０となっている状態を示している。すなわち、カム２２がカム角度Ａ０となるタイミングにおいて、プリストローク期間Ｄ１が開始する。カム２２がカム角度Ａ０となるタイミングにおいては、カム面Ｃ０と第１カム面Ｃ１との境界位置が、ローラー２６Ａに接した状態となっている。言い換えれば、カム角度Ａ０である場合には、プランジャ２８の基端部２８Ｂが、カム面Ｃ０と第１カム面Ｃ１との境界位置上に位置した状態となっている。そのため、プランジャ２８は、カム角度Ａ０となるまでの期間において、カム面Ｃ０上に位置する。図３に示すように、本実施形態の例では、カム角度Ａ０である場合のカム２２のリフト量を、０としている。カム面Ｃ０は、カム２２が回転する場合に、プランジャ２８のリフト量が一定（ここでは０のまま）となるような形状となっている。言い換えれば、カム面Ｃ０は、回転中心Ｏから、カム面Ｃ０上のＲ方向に沿った各位置までの距離が、一定となるような形状となっている。従って、プランジャ２８がカム面Ｃ０上にある期間においては、すなわち、プリストローク期間Ｄ１に切り替わるタイミングまでにおいては、図３及び図４に示すように、プランジャ２８のリフト量及びＺ方向における速度は、０となっている。ただし、カム面Ｃ０の形状はこれに限られず任意である。

図５は、プランジャ２８が増圧開始位置に来たタイミングにおけるカム２２やプランジャ２８の位置を示している。増圧開始位置とは、プランジャ２８が燃料供給室３４内の燃料Ｆの増圧を開始する位置であり、プランジャ２８が燃料供給路３２の閉塞を開始した位置であるともいえる。具体的には、増圧開始位置において、プランジャ２８の先端部２８Ａは、Ｚ方向において、燃料供給路３２のＺ１方向側の端部と同じ位置となり、プランジャ２８が燃料供給路３２を閉塞する。プリストローク期間Ｄ１は、プランジャ２８が増圧開始位置に来たタイミングで終了する。プリストローク期間Ｄ１においては、プランジャ２８が燃料供給路３２を閉塞していないため、燃料供給室３４と燃料供給路３２とが連通する。そのため、プリストローク期間Ｄ１においては、プランジャ２８がリフトしてＺ１方向に移動しても、燃料供給室３４内の燃料Ｆは増圧されない。一方、プランジャ２８が増圧開始位置となったタイミング以降においては、すなわちプリストローク期間Ｄ１の経過後においては、燃料供給室３４と燃料供給路３２とが遮断されるため、プランジャ２８がリフトしてＺ１方向に移動すると、燃料供給室３４内の燃料Ｆが圧縮により増圧される。

また、図５の状態において、カム２２は、図３及び図４に示すカム角度Ａ１となっている。すなわち、カム２２のカム面Ｃは、カム角度がカム角度Ａ１になったタイミングにおいて、プランジャ２８が増圧開始位置に来るように、設定されている。そのため、本実施形態においては、カム角度Ａ０からカム角度Ａ１となるまでの期間が、プリストローク期間Ｄ１であるといえる。図５に示すように、カム２２は、カム角度Ａ１となった際に、第１カム面Ｃ１と第２カム面Ｃ２との境界位置が、ローラー２６Ａに接した位置となる。言い換えれば、カム角度Ａ１である場合には、プランジャ２８の基端部２８Ｂが、第１カム面Ｃ１と第２カム面Ｃ２との境界位置上に位置した状態となっている。

プランジャ２８は、カム角度Ａ０からカム角度Ａ１までにおいて、すなわちプリストローク期間Ｄ１において、第１カム面Ｃ１上に位置している。第１カム面Ｃ１は、カム２２が回転する場合に、プランジャ２８のリフト量が、Ｒ方向に向かうに従って大きくなるような形状となっている。言い換えれば、第１カム面Ｃ１は、回転中心Ｏから第１カム面Ｃ１までの距離が、方向Ｒに向かうに従って長くなるような形状となっている。さらに、第１カム面Ｃ１は、カム２２が一定速度で回転する場合に、Ｒ方向に向かうに従って、プランジャ２８のＺ１方向における速度が上昇するような形状となっている。そのため、プリストローク期間Ｄ１におけるプランジャ２８のリフト量及びＺ方向における速度は、図３及び図４に示したように、カム角度が進角するに従って、上昇する。

ここで、プランジャ２８が第１カム面Ｃ１上に位置している際にカム２２が一定速度で回転する場合における、プランジャ２８のＺ１方向における速度の上昇率を、第１上昇率Ｋ１（図４参照）とする。第１上昇率Ｋ１は、プリストローク期間Ｄ１における、カム２２がＲ方向に回転するに従った（時間経過に従った）、プランジャ２８のＺ１方向における速度の上昇率ともいえる。第１カム面Ｃ１は、この第１上昇率Ｋ１が、後述の第２カム面Ｃ２における第２上昇率Ｋ２よりも高くなるように、設定されている。なお、ここでの第１上昇率Ｋ１は、カム２２が一定速度で単位時間回転した際の、プランジャ２８のＺ１方向における速度の上昇率を指し、以降で説明する上昇率（第２上昇率Ｋ２など）についても同様である。また、第１カム面Ｃ１は、回転中心Ｏから第１カム面Ｃ１までの距離の増加率が、方向Ｒに向かうに従って大きくなるような形状となっているともいえる。回転中心Ｏから第１カム面Ｃ１までの距離の増加率とは、回転中心Ｏから第１カム面Ｃ１の所定位置までの距離に対する、回転中心Ｏから、所定位置からＲ方向に単位距離だけ離れた第１カム面Ｃ１の位置までの距離の、増加率を指す。以降で説明する距離の増加率についても同様である。

このように、第１カム面Ｃ１は、プリストローク期間Ｄ１においてプランジャ２８が位置しているカム面Ｃの部分であり、カム２２が一定速度で回転する際のプランジャのＺ１方向における速度の上昇率が、第１上昇率Ｋ１となるような形状となっている。第１カム面Ｃ１は、カム２２の回転中心Ｏに向けて凹む凹状の曲面形状となっている。ただし、第１カム面Ｃ１は、凹状の曲面形状であることに限られず、例えば回転中心から突出する凸状の曲面形状であるなど、任意の形状であってよい。

（増圧期間）
燃料噴射ポンプ１０は、増圧期間Ｄ２において、プランジャ２８をＺ１方向に移動させつつ、燃料供給室３４内の燃料Ｆの増圧を行う。増圧期間Ｄ２は、プランジャ２８が燃料供給室３４内の燃料Ｆの増圧を開始してからの期間であり、インジェクタ１４から燃焼室１６への燃料Ｆの噴射が開始されるまでの期間であるともいえる。さらに言えば、増圧期間Ｄ２とは、カム２２が回転している期間において、プランジャ２８が増圧開始位置となってからの期間を指し、より詳しくは、プランジャ２８が増圧開始位置から噴射位置までの間に位置する期間であるといえる。噴射位置とは、インジェクタ１４が燃焼室１６に燃料Ｆの噴射を開始するタイミングにおけるプランジャ２８の位置を指す。

上述のように、増圧期間Ｄ２は、プランジャ２８が増圧開始位置となってからの期間であるため、図５の状態が、プリストローク期間Ｄ１から増圧期間Ｄ２への切り替わりのタイミングを示しているといえる。一方、図６は、増圧期間Ｄ２が終了するタイミングを示しており、言い換えれば、プランジャ２８が噴射位置に来たタイミングを示している。噴射位置において、プランジャ２８の先端部２８Ａは、燃料供給路３２のＺ１方向側の端部よりもＺ１方向側にあり、プランジャ２８の第２リード４６は、燃料供給路３２よりもＺ２方向側にあって燃料供給路３２に連通していない。従って、プランジャ２８は、増圧期間Ｄ２の間、すなわち増圧開始位置から噴射位置までの間、燃料供給路３２の閉塞を続ける。そのため、増圧期間Ｄ２において、プランジャ２８のＺ１方向への移動に伴い、燃料供給室３４内の燃料Ｆが、圧縮されて増圧される。そして、プランジャ２８が噴射位置に来たタイミングで、燃料Ｆの圧力によりインジェクタ１４のノズル６４が開き、インジェクタ１４から燃焼室１６への燃料Ｆの噴射が開始される。なお、プランジャ２８の噴射位置は、例えばインジェクタ１４の開弁圧や燃料供給路３２のＺ方向位置などに応じて設定されてよい。

また、図６の状態において、すなわちプランジャ２８が噴射位置に来た状態において、カム２２は、カム角度Ａ２となっている。すなわち、本実施形態においては、カム角度Ａ１からカム角度Ａ２となるまでの期間が、増圧期間Ｄ２であるといえる。図６に示すように、カム２２は、カム角度Ａ２となった際に、第２カム面Ｃ２が、ローラー２６Ａに接した位置となる。言い換えれば、カム角度Ａ２である場合には、プランジャ２８の基端部２８Ｂが、第２カム面Ｃ２上に位置した状態となっている。

プランジャ２８は、カム角度Ａ１からカム角度Ａ２までにおいて、すなわち増圧期間Ｄ２において、第２カム面Ｃ２上に位置している。第２カム面Ｃ２は、カム２２が回転する場合に、プランジャ２８のリフト量が、Ｒ方向に向かうに従って大きくなるような形状となっている。言い換えれば、第２カム面Ｃ２は、回転中心Ｏから第２カム面Ｃ２までの距離が、方向Ｒに向かうに従って長くなるような形状となっている。さらに、第２カム面Ｃ２は、カム２２が一定速度で回転する場合に、Ｒ方向に向かうに従って、プランジャ２８のＺ１方向における速度が上昇するような形状となっている。そのため、増圧期間Ｄ２におけるプランジャ２８のリフト量及びＺ方向における速度は、図３及び図４に示したように、カム角度が進角するに従って、上昇する。

ここで、プランジャ２８が第２カム面Ｃ２上に位置している際にカム２２が一定速度で回転する場合における、プランジャ２８のＺ１方向における速度の上昇率を、第２上昇率Ｋ２（図４参照）とする。第２上昇率Ｋ２は、増圧期間Ｄ２における、カム２２がＲ方向に回転するに従った（時間経過に従った）、プランジャ２８のＺ１方向における速度の上昇率ともいえる。第２カム面Ｃ２は、この第２上昇率Ｋ２が、第１カム面Ｃ１における第１上昇率Ｋ１よりも低くなるように、設定されている。また、第２カム面Ｃ２は、回転中心Ｏから第２カム面Ｃ２までの距離の増加率が、方向Ｒに向かうに従って大きくなるような形状となっているともいえる。そして、回転中心Ｏから第２カム面Ｃ２までの距離の増加率は、回転中心Ｏから第１カム面Ｃ１までの距離の増加率よりも、低くなっている。

このように、第２カム面Ｃ２は、増圧期間Ｄ２においてプランジャ２８が位置しているカム面Ｃの部分であり、カム２２が一定速度で回転する際のプランジャのＺ１方向における速度の上昇率が、第２上昇率Ｋ２となるような形状となっている。第２カム面Ｃ２は、カム２２の回転中心Ｏから突出する凸状の曲面形状となっている。ただし、第１カム面Ｃ１は、凸状の曲面形状であることに限られず、任意の形状であってよい。

また、本実施形態においては、第１カム面Ｃ１と第２カム面Ｃ２とは、プランジャ２８が増圧開始位置に来る際に、プランジャ２８が第１カム面Ｃ１と第２カム面Ｃ２との境界位置上に来るように（すなわちカム角度Ａ１となるように）、設けられている。言い換えれば、第１カム面Ｃ１と第２カム面Ｃ２とは、プランジャ２８が増圧開始位置となる際に、第１上昇率Ｋ１から第２上昇率Ｋ２に切り替わるように、設定されているといえる。ただし、プランジャ２８が増圧開始位置に来るタイミングと、プランジャ２８が第１カム面Ｃ１と第２カム面Ｃ２との境界位置上に来るタイミングとは、ずれていてもよい。例えば、プランジャ２８が増圧開始位置に来るタイミングを、プランジャ２８が第１カム面Ｃ１と第２カム面Ｃ２との境界位置上に来るタイミングよりも、若干後にしてもよいし、若干先にしてもよい。

（噴射期間）
燃料噴射ポンプ１０は、噴射期間Ｄ３において、プランジャ２８をＺ１方向に移動させつつ、燃料供給室３４内の燃料Ｆをインジェクタ１４から噴射させる。噴射期間Ｄ３は、燃料Ｆを噴射している期間である。さらに言えば、噴射期間Ｄ３とは、カム２２が回転している期間において、プランジャ２８が噴射位置となってからの期間を指し、本実施形態では、プランジャ２８が噴射位置から後噴射位置までの間に位置する期間であるといえる。後噴射位置とは、プランジャ２８が図７に示した位置になっている状態を指し、後述のように、プランジャ２８が第２カム面Ｃ２とカム面ＣＢとの境界位置上に来た際の位置を指す。

噴射期間Ｄ３は、プランジャ２８が噴射位置となってからの期間であるため、噴射位置を示す図６の状態が、増圧期間Ｄ２から噴射期間Ｄ３への切り替わりのタイミングを示しているといえる。また、図７は、噴射期間Ｄ３が終了するタイミング、言い換えれば、プランジャ２８が後噴射位置に来たタイミングを示している。後噴射位置において、プランジャ２８の先端部２８Ａは、燃料供給路３２のＺ１方向側の端部よりもＺ１方向側にあり、プランジャ２８の第２リード４６は、燃料供給路３２よりもＺ２方向側にあって燃料供給路３２に連通していない。プランジャ２８は、噴射期間Ｄ３の間、すなわち噴射位置から後噴射位置までの間、Ｚ１方向に移動しつつ、燃料供給路３２の閉塞を続ける。噴射期間Ｄ３においては、インジェクタ１４から燃焼室１６へ燃料Ｆが噴射される。

図７に示すように、プランジャ２８が後噴射位置に来るタイミングにおいて、カム２２は、カム角度Ａ３となっている。すなわち、本実施形態においては、カム角度Ａ２からカム角度Ａ３までの期間が、噴射期間Ｄ３であるといえる。図７に示すように、カム２２は、カム角度Ａ３となった際には、第２カム面Ｃ２とカム面ＣＢとの境界位置が、ローラー２６Ａに接した位置となる。言い換えれば、カム角度Ａ３である場合には、プランジャ２８の基端部２８Ｂが、第２カム面Ｃ２とカム面ＣＢとの境界位置上に位置した状態となっている。

プランジャ２８は、噴射期間Ｄ３においては、増圧期間Ｄ２に引き続いて、第２カム面Ｃ２上に位置している。そのため、プランジャ２８は、噴射期間Ｄ３においても、増圧期間Ｄ２に引き続いて、第２上昇率Ｋ２で速度が上昇しつつＺ１方向側に移動する。

（後噴射期間）
燃料噴射ポンプ１０は、後噴射期間ＤＢにおいて、プランジャ２８をＺ１方向に移動させつつ、燃料供給室３４内の燃料Ｆをインジェクタ１４から噴射させる。後噴射期間ＤＢとは、プランジャ２８が噴射位置になるより後の期間であり、噴射期間Ｄ３に引き続いて燃料Ｆを噴射する期間である。後噴射期間ＤＢは、プランジャ２８の速度の上昇率が上昇率ＫＢに切り替わる点で、噴射期間Ｄ３とは異なる。さらに言えば、後噴射期間ＤＢとは、カム２２が回転している期間において、プランジャ２８が後噴射位置となってからの期間を指し、本実施形態では、プランジャ２８が後噴射位置から噴射終了位置までの間に位置する期間であるといえる。噴射終了位置とは、プランジャ２８が図８に示した位置になっている状態を指し、インジェクタ１４が燃焼室１６への燃料Ｆの噴射を終了するタイミングにおけるプランジャ２８の位置を指す。

上述のように、後噴射期間ＤＢは、プランジャ２８が後噴射位置となってからの期間であるため、図７の状態が、噴射期間Ｄ３から後噴射期間ＤＢへの切り替わりのタイミングを示しているといえる。また、図８は、後噴射期間ＤＢが終了するタイミングを示しており、言い換えれば、プランジャ２８が噴射終了位置に来たタイミングを示している。噴射終了位置とは、燃料Ｆの噴射を終了するプランジャ２８の位置であり、プランジャ２８が燃料供給路３２の閉塞を終了した位置であるともいえる。具体的には、噴射終了位置において、プランジャ２８の第２リード４６が、Ｚ方向において燃料供給路３２と同じ位置となり、第２リード４６と燃料供給路３２とが連通する。これにより、燃料供給室３４は、第１リード４４、第２リード４６を介して、燃料供給路３２と連通し、燃料供給室３４内の燃料が燃料供給路３２側に移動可能となる。そのため、燃料供給室３４内の燃料Ｆの圧力が低下し、インジェクタ１４のノズル６４が閉じて、燃料Ｆの噴射が終了する。

また、図８の状態において、すなわちプランジャ２８が噴射終了位置に来た状態において、カム２２は、カム角度Ｂとなる。すなわち、本実施形態においては、カム角度Ａ３からカム角度Ｂとなるまでの期間が、後噴射期間ＤＢであるといえる。図７及び図８に示すように、カム２２は、カム角度Ａ３からカム角度Ｂまでにおいて、カム面ＣＢが、ローラー２６Ａに接した位置となる。言い換えれば、カム角度Ａ３からカム角度Ｂまでにおいて、プランジャ２８の基端部２８Ｂが、カム面ＣＢ上に位置した状態となっている。

カム面ＣＢは、カム角度Ａ３からカム角度Ｂを経てカム角度Ｂ１までにわたる部分であるカム面ＣＢ１と、カム角度Ｂ１からカム角度Ｃまでにわたる部分であるカム面ＣＢ２とを含む。プランジャ２８は、後噴射期間ＤＢにおいて、カム面ＣＢ１上に位置している。カム面ＣＢ１は、カム２２が回転する場合に、プランジャ２８のリフト量が、Ｒ方向に向かうに従って大きくなるような形状となっている。言い換えれば、カム面ＣＢ１は、回転中心Ｏからカム面ＣＢまでの距離が、方向Ｒに向かうに従って長くなるような形状となっている。さらに、カム面ＣＢ１は、カム２２が一定速度で回転する場合に、Ｒ方向に向かうに従って、プランジャ２８のＺ１方向における速度が上昇するような形状となっている。そのため、後噴射期間ＤＢにおけるプランジャ２８のリフト量及びＺ方向における速度は、図３及び図４に示したように、カム角度が進角するに従って、上昇する。

ここで、プランジャ２８がカム面ＣＢ１上に位置している際にカム２２が一定速度で回転する場合における、プランジャ２８のＺ１方向における速度の上昇率を、上昇率ＫＢ（図４参照）とする。上昇率ＫＢは、後噴射期間ＤＢにおける、カム２２がＲ方向に回転するに従った（時間経過に従った）、プランジャ２８のＺ１方向における速度の上昇率ともいえる。カム面ＣＢ１は、この上昇率ＫＢが、第１カム面Ｃ１における第１上昇率Ｋ１よりも低くなるように、設定されている。さらに言えば、カム面ＣＢ１は、上昇率ＫＢが、第２カム面Ｃ２における第２上昇率Ｋ２よりも低くなるように設定されている。また、カム面ＣＢ１は、回転中心Ｏからカム面ＣＢ１までの距離の増加率が、方向Ｒに向かうに従って大きくなるような形状となっているともいえる。そして、回転中心Ｏから第２カム面Ｃ２までの距離の増加率は、回転中心Ｏから第１カム面Ｃ１までの距離の増加率よりも低くなっており、さらにいえば、回転中心Ｏから第２カム面Ｃ２までの距離の増加率よりも低くなっている。

このように、カム面ＣＢのカム面ＣＢ１は、後噴射期間ＤＢにおいてプランジャ２８が位置しているカム面Ｃの部分であり、カム２２が一定速度で回転する際のプランジャのＺ１方向における速度の上昇率が、第３上昇率Ｋ３となるような形状となっている。カム面ＣＢは、カム２２の回転中心Ｏから突出する凸状の曲面形状となっている。ただし、カム面ＣＢは、凸状の曲面形状であることに限られず、任意の形状であってよい。

このように、本実施形態では、燃料Ｆを噴射する有効噴射期間として、前期の噴射期間Ｄ３と、後期の後噴射期間ＤＢとを設ける。そして、後噴射期間ＤＢにおけるプランジャ２８の速度の上昇率を、噴射期間Ｄ３におけるプランジャ２８の速度の上昇率よりも小さくする。これにより、噴射量などを安定させることが可能となる。ただし、燃料噴射ポンプ１０は、噴射期間Ｄ３と後噴射期間ＤＢとを設けることに限られず、例えば、噴射期間Ｄ３と後噴射期間ＤＢとのうち噴射期間Ｄ３だけを設けてもよい。この場合、カム２２は、カム面ＣＢ１の部分に、第２カム面Ｃ２が形成されることとなる。そして、プランジャ２８は、有効噴射期間の全体にわたって、言い換えれば噴射終了位置に来るまでにわたって、第２上昇率Ｋ２で速度が上昇する。

（後期間）
燃料噴射ポンプ１０は、後期間ＤＣにおいて、プランジャ２８の速度を減少させつつプランジャ２８を上死点まで上昇させる。後期間ＤＣは、後噴射期間ＤＢに後続する期間、すなわち噴射が終了した後の期間であり、燃料Ｆの増圧や噴射は行わない。

図４に示すように、後期間ＤＣは、カム２２が、カム角度Ｂから、カム角度Ｂ１を経て、カム角度Ｃになるまでの期間である。カム２２は、カム角度Ｂ１となった際に、カム面ＣＢ１とカム面ＣＢ２との境界位置が、ローラー２６Ａに接した位置となる（図示略）。言い換えれば、カム角度Ｂ１である場合には、プランジャ２８の基端部２８Ｂが、カム面ＣＢ１とカム面ＣＢ２との境界位置上に位置した状態となっている。従って、後期間ＤＣのうち、カム２２がカム角度Ｂからカム角度Ｂ１になるまでの期間においては、プランジャ２８は、後噴射期間ＤＢに引き続いて、カム面ＣＢ１上に位置している。そのため、プランジャ２８は、カム２２がカム角度Ｂからカム角度Ｂ１になるまでの期間においては、後噴射期間ＤＢに引き続いて、上昇率ＫＢで速度が上昇しつつＺ１方向側に移動する。ただし、カム２２がカム角度Ｂからカム角度Ｂ１になるまでの期間においては、燃料供給室３４と燃料供給路３２とが、第２リード４６などを介して連通しており、燃料Ｆの噴射は行われない。

図９は、カム２２がカム角度Ｃになった場合を示している。図９に示すように、カム２２は、カム角度Ｃとなった際に、カム面ＣＢ（カム面ＣＢ２）とカム面ＣＣとの境界位置が、ローラー２６Ａに接した位置となる（図示略）。言い換えれば、カム角度Ｃである場合には、プランジャ２８の基端部２８Ｂが、カム面ＣＢ２とカム面ＣＣとの境界位置上に位置した状態となっている。従って、後期間ＤＣのうち、カム２２がカム角度Ｂ１からカム角度Ｃになるまでの期間においては、プランジャ２８は、カム面ＣＢ２上に位置している。

カム面ＣＢ２は、カム２２が回転する場合に、プランジャ２８のリフト量が、Ｒ方向に向かうに従って大きくなるような形状となっている。言い換えれば、カム面ＣＢ２は、回転中心Ｏからカム面ＣＢ２までの距離が、方向Ｒに向かうに従って長くなるような形状となっている。さらに、カム面ＣＢ２は、カム２２が一定速度で回転する場合に、Ｒ方向に向かうに従って、プランジャ２８のＺ１方向における速度が低下するような形状となっている。そのため、後期間ＤＣのうち、カム２２がカム角度Ｂ１からカム角度Ｃになるまでの期間においては、プランジャ２８は、図３及び図４に示すように、速度を下げながらＺ１方向に移動する。そして、プランジャ２８は、カム角度Ｃにおいて、上死点に達し、リフト量が最大リフトＬ_ＭＡＸ（図３参照）となる。その後、カム２２の回転が続くと、プランジャ２８は、カム面ＣＣ上に位置して、カム面ＣＣの形状に従い、Ｚ２方向に移動する。

以上のように、燃料噴射ポンプ１０は、カム２２の一定速度での回転に伴い、プリストローク期間Ｄ１、増圧期間Ｄ２、噴射期間Ｄ３、後噴射期間ＤＢ、後期間ＤＣの順で切り替わる。プランジャ２８は、プリストローク期間Ｄ１において、Ｚ１方向に上昇しつつ第１上昇率Ｋ１に従って徐々に速度が上昇し、増圧期間Ｄ２に切り替わると、Ｚ１方向への上昇を続けて燃料Ｆを増圧しつつ、第２上昇率Ｋ２に従って徐々に速度が上昇する。そして、プランジャ２８は、噴射期間Ｄ３に切り替わると、Ｚ１方向への上昇を続けて燃料Ｆを噴射させつつ、第２上昇率Ｋ２のまま、さらに速度が上昇する。プランジャ２８は、後噴射期間ＤＢに切り替わると、Ｚ１方向への上昇を続けて燃料Ｆを噴射させつつ、上昇率ＫＢに従って徐々に速度が上昇する。そして、プランジャ２８は、後期間ＤＣに切り替わると、燃料Ｆの噴射が終了して、Ｚ１方向への上昇を続けて最大リフトＬ_ＭＡＸに達した後、Ｚ２方向へ下降する。

ここで、燃料噴射ポンプ１０は、エンジン性能や排気の改善のため、供給する燃料の圧力を高めることが求められる。燃料の圧力を高めるには、プランジャの速度を高くすることが有効であり、カムプロファイルの設計により、プランジャの速度を高くすることが可能である。しかし、例えばプランジャ速度を高くするようなカムプロファイルにおいては、一様にプランジャ速度を上昇させることによって、カムの最大リフト量が大きくなり、結果としてポンプのサイズが大きくなってしまう場合がある。また、カムの最大リフト量を保ったままプランジャ速度を高くするようなカムプロファイルを設定した場合には、燃料の有効噴射期間が短くなってしまい、燃料の供給量が低下してしまうおそれもある。それに対し、本実施形態に係る燃料噴射ポンプ１０は、燃料Ｆの増圧を開始する前のプリストローク期間Ｄ１におけるプランジャ２８の速度上昇率（第１上昇率Ｋ１）が、増圧を開始した後の増圧期間Ｄ２におけるプランジャ２８の速度上昇率（第２上昇率Ｋ２）よりも高くなるように、カムプロファイルが設定されている。そのため、本実施形態に係る燃料噴射ポンプ１０によると、増圧が開始される前のプリストローク期間Ｄ１にプランジャ速度を上げておくことにより、燃料Ｆの噴射時には十分なプランジャ速度とすることが可能となり、燃料Ｆの圧力を適切に高めることができる。さらに、増圧期間Ｄ２においては速度上昇率を緩やかにすることで、カムの最大リフト量が大きくなることを抑えつつ、有効噴射期間が短くなることを抑制できる。

以上説明したように、本実施形態に係るカム２２は、プランジャ２８のＺ方向（軸方向）への移動により燃料供給室３４内に供給された燃料Ｆを増圧する燃料噴射ポンプ１０に用いられる。カム２２は、第１カム面Ｃ１と第２カム面Ｃ２とを含む。第１カム面Ｃ１は、プランジャ２８が燃料供給室３４内の燃料Ｆを増圧するまでのプリストローク期間Ｄ１における、カム２２が一定速度で回転する際のプランジャ２８のＺ１方向における速度の上昇率が、第１上昇率Ｋ１となるような形状となっている。また、第２カム面Ｃ２は、プランジャ２８が燃料供給室３４内の燃料Ｆの増圧を開始してからの期間である増圧期間Ｄ２における、カム２２が一定速度で回転する際のプランジャ２８のＺ１方向における速度の上昇率が、第２上昇率Ｋ２となるような形状となっている。そして、第１上昇率Ｋ１は、第２上昇率Ｋ２より高くなるように設定されている。このように、本実施形態に係るカム２２は、第１上昇率Ｋ１が第２上昇率Ｋ２より高くなるようにカムプロファイルが設定されているため、プリストローク期間Ｄ１にプランジャ速度を上げて燃料Ｆの圧力を適切に高めつつ、カム２２の最大リフト量の増加及び燃料噴射能力の低下を抑制することができる。本実施形態に係るカム２２は、カム２２の最大リフト量の増加を抑えることで、燃料噴射ポンプ１０のサイズや重量の増加を抑制できる。

また、本実施形態に係るカム２２は、プランジャ２８が燃料供給室３４内の燃料Ｆの増圧を開始する増圧開始位置となる際に、第１上昇率Ｋ１から第２上昇率Ｋ２に切り替わるように、第１カム面Ｃ１と第２カム面Ｃ２とが設けられている。本実施形態に係るカム２２は、燃料Ｆの増圧を開始するタイミングで、プランジャ２８の速度上昇率を第２上昇率Ｋ２に切り替えるため、燃料Ｆの圧力を適切に高めつつ、カム２２の最大リフト量の増加及び燃料噴射能力の低下を抑制することができる。

また、本実施形態に係るカム２２は、カム面ＣＢ１をさらに含む。カム面ＣＢ１は、プランジャ２８が噴射位置になるより後の後噴射期間ＤＢにおける、カム２２が一定速度で回転する際のプランジャ２８のＺ１方向における速度の上昇率が、第２上昇率Ｋ２より低い上昇率ＫＢとなるような形状となっている。本実施形態に係るカム２２は、後噴射期間ＤＢにおけるプランジャ２８の速度上昇率を抑えることで、安定した燃料噴射を行うことができる。

また、第１カム面Ｃ１は、カム２２の回転中心Ｏに向けて凹む凹状の曲面形状となっており、第２カム面Ｃ２は、カム２２の回転中心Ｏから突出する凸状の曲面形状となっている。本実施形態に係るカム２２は、第１カム面Ｃ１及び第２カム面Ｃ２をこのような形状とすることで、第１上昇率Ｋ１と第２上昇率Ｋ２とを適切に達成可能な形状とすることができる。

また、本実施形態に係る燃料噴射ポンプ１０は、カム２２と、カム２２のカム面Ｃ上に設けられて、カム２２の回転に伴いＺ方向に移動するプランジャ２８と、プランジャ２８が収納される燃料供給室３４と、を含む。燃料噴射ポンプ１０は、以上説明したようなカム２２を備えることで、燃料Ｆの圧力を適切に高めつつ、カム２２の最大リフト量の増加及び燃料噴射能力の低下を抑制することができる。本実施形態に係る燃料噴射ポンプ１０は、カム２２の最大リフト量の増加を抑えることで、燃料噴射ポンプ１０のサイズや重量の増加を抑制できる。

また、本実施形態に係る燃料噴射ポンプ１０は、燃料Ｆの増圧が開始する前のＤ１期間に最大のプランジャ上昇加速度区間を設けているため、すなわち全期間のうちのＤ１期間においてプランジャ２８の上昇加速度を最大とするため、プランジャ２８の摺動時の作用圧力上昇および速度上昇に伴う摺動焼き付きや摩耗を抑制することができる。

また、本実施形態に係るエンジン１００は、燃料噴射ポンプ１０と、燃料噴射ポンプ１０からの燃料Ｆが供給されるインジェクタ１４と、インジェクタ１４から噴射された燃料Ｆが供給される燃焼室１６とを含む。本実施形態に係るエンジン１００は、以上説明したようなカム２２を備えることで、燃料Ｆの圧力を適切に高めつつ、カム２２の最大リフト量の増加及び燃料噴射能力の低下を抑制することができる。本実施形態に係るエンジン１００は、カム２２の最大リフト量の増加を抑えることで、燃料噴射ポンプ１０のサイズや重量の増加を抑制できる。

（変形例）
次に、変形例について説明する。変形例に係るカム２２は、第３カム面Ｃ３を含む点で、上記の実施形態のカム２２とは異なる。変形例において、上記の実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。

図１０は、変形例に係る燃料噴射ポンプの模式図であり、図１１は、変形例における、カム角度毎のプランジャ速度の一例を示すグラフである。図１０に示すように、変形例に係るカム２２は、カム面Ｃとして、カム面Ｃ０、第１カム面Ｃ１、第２カム面Ｃ２、第３カム面Ｃ３、カム面ＣＢ、及びカム面ＣＣが形成されている。図１１に示すように、変形例における第２カム面Ｃ２は、カム面Ｃのカム角度Ａ１からカム角度Ａ２にわたって形成されており、第３カム面Ｃ３は、カム面Ｃのカム角度Ａ２からカム角度Ａ３にわたって形成されている。

第３カム面Ｃ３は、カム２２が回転する場合に、プランジャ２８のリフト量が、Ｒ方向に向かうに従って大きくなるような形状となっている。言い換えれば、第３カム面Ｃ３は、回転中心Ｏから第３カム面Ｃ３までの距離が、方向Ｒに向かうに従って長くなるような形状となっている。さらに、第３カム面Ｃ３は、カム２２が一定速度で回転する場合に、Ｒ方向に向かうに従って、プランジャ２８のＺ１方向における速度が上昇するような形状となっている。また、プランジャ２８が第３カム面Ｃ３上に位置している際にカム２２が一定速度で回転する場合における、プランジャ２８のＺ１方向における速度の上昇率を、第３上昇率Ｋ３とする。第３上昇率Ｋ３は、噴射期間Ｄ３における、カム２２がＲ方向に回転するに従った（時間経過に従った）、プランジャ２８のＺ１方向における速度の上昇率ともいえる。第３カム面Ｃ３は、この第３上昇率Ｋ３が、第１カム面Ｃ１における第１上昇率Ｋ１よりも低くなるように、さらに言えば、第２カム面Ｃ２における第２上昇率Ｋ２よりも低くなるように、設定されている。また、第３カム面Ｃ３は、回転中心Ｏから第３カム面Ｃ３までの距離の増加率が、方向Ｒに向かうに従って大きくなるような形状となっているともいえる。そして、回転中心Ｏから第３カム面Ｃ３までの距離の増加率は、回転中心Ｏから第１カム面Ｃ１までの距離の増加率よりも低くなっており、さらに言えば、回転中心Ｏから第２カム面Ｃ２までの距離の増加率よりも低くなっている。

変形例においては、カム角度Ａ１からカム角度Ａ２までの増圧期間Ｄ２において、プランジャ２８が第２カム面Ｃ２上に位置する。そして、増圧期間Ｄ２から噴射期間Ｄ３に切り替わるカム角度Ａ２において、プランジャ２８が、第２カム面Ｃ２と第３カム面Ｃ３との境界位置上に位置し、カム角度Ａ２からカム角度Ａ３までの噴射期間Ｄ３において、プランジャ２８が第３カム面Ｃ３上に位置する。そのため、変形例においては、プランジャ２８は、増圧期間Ｄ２において、Ｚ１方向への上昇を続けて燃料Ｆを増圧しつつ、第２上昇率Ｋ２に従って徐々に速度が上昇する。そして、プランジャ２８は、噴射期間Ｄ３に切り替わると、Ｚ１方向への上昇を続けて燃料Ｆを噴射させつつ、第３上昇率Ｋ３に従って、徐々に速度が上昇する。

以上説明したように、変形例においては、カム２２は、第３カム面Ｃ３をさらに含み、増圧期間Ｄ２は、プランジャ２８が増圧開始位置から燃料Ｆを噴射する噴射位置までの間に位置する期間である。第３カム面Ｃ３は、プランジャ２８が噴射位置となってからの噴射期間Ｄ３における、カム２２が一定速度で回転する際のプランジャ２８のＺ１方向における速度の上昇率が、第３上昇率Ｋ３となるような形状となっている。そして、第１上昇率Ｋ１は、第３上昇率Ｋ３よりが高くなるように設定されている。変形例に係るカム２２は、プリストローク期間Ｄ１における第１上昇率Ｋ１を噴射期間Ｄ３における第３上昇率Ｋ３より高くすることで、噴射までにプランジャ速度を十分に上げておくことが可能となり、燃料Ｆの圧力を適切に高めることができる。

また、変形例においては、第２上昇率Ｋ２は、第３上昇率Ｋ３より高くなるように設定されている。すなわち、カム２２は、噴射期間Ｄ３、増圧期間Ｄ２、及びプリストローク期間Ｄ１の順で、プランジャ２８の速度上昇率を高くする。そのため、カム２２によると、噴射期間Ｄ３までの間にプランジャ速度を十分に上げておくことが可能となり、燃料Ｆの圧力を適切に高めることができる。さらに、プリストローク期間Ｄ１よりも増圧期間Ｄ２の速度上昇率を低くすることで、プランジャ２８に燃料圧が作用する増圧期間Ｄ２において、プランジャ２８への荷重が高くなり過ぎることを抑制することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態の内容により実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

１ 燃料噴射システム
１０ 燃料噴射ポンプ
１２ 配管
１４ インジェクタ
２２ カム
２４ バレル
２６ タペット
２８ プランジャ
３２ 燃料供給路
３４ 燃料供給室
１００ エンジン
Ｃ１ 第１カム面
Ｃ２ 第２カム面
Ｄ１ プリストローク期間
Ｄ２ 増圧期間
Ｄ３ 噴射期間
Ｋ１ 第１上昇率
Ｋ２ 第２上昇率

Claims (8)

1. プランジャの軸方向への移動により燃料供給室内に供給された燃料を増圧する燃料噴射ポンプに用いられるカムであって、
   前記プランジャが前記燃料供給室内の燃料を増圧するまでのプリストローク期間における、前記カムが一定速度で回転する際の前記プランジャの前記軸方向における速度の上昇率が、第１上昇率となるような第１カム面と、
   前記プランジャが前記燃料供給室内の燃料の増圧を開始してからの期間である増圧期間における、前記カムが一定速度で回転する際の前記プランジャの前記軸方向における速度の上昇率が、第２上昇率となるような第２カム面と、を含み、
   前記第１上昇率が前記第２上昇率より高くなるように設定されており、前記プリストローク期間及び前記増圧期間においては、カム角度が進角するに従って、前記プランジャの前記軸方向における速度が高くなる、
   カム。
2. 前記プランジャが前記燃料供給室内の燃料の増圧を開始する増圧開始位置となる際に、前記第１上昇率から前記第２上昇率に切り替わるように、前記第１カム面と前記第２カム面とが設けられている、請求項１に記載のカム。
3. 前記増圧期間は、前記プランジャが前記増圧開始位置から前記燃料を噴射する噴射位置までの間に位置する期間であり、
   さらに、前記プランジャが前記噴射位置となってからの噴射期間における、前記カムが一定速度で回転する際の前記プランジャの前記軸方向における速度の上昇率が、第３上昇率となるような第３カム面をさらに含み、
   前記第１上昇率が前記第３上昇率より高くなるように設定されている、請求項２に記載のカム。
4. 前記第２上昇率が前記第３上昇率より高くなるように設定されている、請求項３に記載のカム。
5. 前記プランジャが前記燃料を噴射する噴射位置になるより後の後噴射期間における、前記カムが一定速度で回転する際の前記プランジャの前記軸方向における速度の上昇率が、前記第２上昇率より低い上昇率となるようなカム面をさらに含む、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のカム。
6. 前記第１カム面は、前記カムの回転中心に向けて凹む凹状の曲面形状となっており、前記第２カム面は、前記カムの回転中心から突出する凸状の曲面形状となっている、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のカム。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のカムと、
   前記カムのカム面上に設けられて、前記カムの回転に伴い前記軸方向に移動するプランジャと、
   前記プランジャが収納される燃料供給室と、
   を含む、燃料噴射ポンプ。
8. 請求項７に記載の燃料噴射ポンプと、
   前記燃料噴射ポンプからの前記燃料が供給されるインジェクタと、
   前記インジェクタから噴射された前記燃料が供給される燃焼室と、
   を含む、エンジン。

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