JPH01100324A - インナカム式分配型燃料噴射ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 λ哩辺且光 ［産業上の利用分野コ 本発明はインナカム式分配型燃料噴射ポンプに関し、詳
しくはインナカムとロータとが形成するカム室の潤滑を
改善したインナカム式分配型燃料噴射ポンプに関する。

［従来の技術］ 従来、省燃費の社会的要求が高まるにつれて、燃料噴射
ポンプの噴射圧力の向上が図られており、ディーゼルエ
ンジン用の分配型燃料噴射ポンプにあっては、旧来のフ
ェースカム式の構成乙こ替えて、円周内面をカム面とす
るいわゆるインナカム式のものが提案されている（例え
ば、特開昭６１−９６１６８号公報の「インナカム式分
配型燃料噴射ポンプ」等）。こうしたインナカム式分配
型燃料噴射ポンプは、ロータの半径方向に明けられた通
孔内に摺動自在に設けられたプランジャをインナカムの
カムプロフィールにより駆動して、このプランジャによ
る燃料の圧縮により燃料噴射を行なう。

こうしたインナカム式分配型燃料噴射ポンプは、燃料の
圧送を行なうプランジャを複数にすることができるので
、噴射圧力の高圧化の面で有利である。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、最近、ディーゼルエンジンの燃料として
軽油以外にその使用が検討されている灯油・アルコール
混合燃料は、燃料噴射ポンプに対して、−層の高圧化を
要求するものであり、耐久性上の問題を招致している。

即ち、噴射燃料の一層の高圧化は、インナカムとそのカ
ムプロフィールに沿って移動するプランジャとの接触圧
力を増大させ、インナカム、このインナカムに摺接する
ローラ、ローラを回動自在に保持するローラシュー等の
負荷応力を増大させる。従来、これらの部材を収納する
カム室の潤滑は燃料油によりなされているが、こうした
高負荷での使用の下では潤滑が不十分となり、部材の摩
耗が進んでポンプ特性の劣化や耐久性の低下といった問
題を招致する。

本発明は上記問題点を解決し、インナカム式分配型燃料
噴射ポンプの高圧化を図ることを目的としてなされた。

光胛Ω講滅 かかる目的を達成する本発明の構成について以下説明す
る。

［問題点を解決するための手段］ 本発明のインナカム式分配型燃料噴射ポンプは、円周内
面をカム面とするインナカムと、該インナカムの内側に
配設され駆動軸の回転により前記インナ力１１に対して
相対的に回転するロータとを備え、前記ロータの半径方
向にあけられた通孔内を油密に指動する少なくとも２個
以上のプランジャの端面を、前記カム面上に形成された
カムプロフィルに沿って移動させることにより往復動さ
せて燃料圧送を行なうインナカム式燃料噴射ポンプにお
いて、 前記インナカムと前記ロータとが形成するカム室内を燃
料より粘度の高い潤滑油によって潤滑する潤滑機構を設
けたことを特徴とする。

ここで、インナカムとロータとは相対的に回転するもの
であればよく、ロータが回転するタイプの外にインナカ
ムが回転するものであっても差し支えない。また、ロー
タの半径方向にあけられた通孔内を油密に摺動するプラ
ンジャは２個以上であれはよく、プランジャの数が増え
るに従って送油率を上げることができる。

燃料とは異なる潤滑油によってカム室の潤滑を行なう潤
滑機構は、ポンプ等によって潤滑油を強制的に循環させ
る構成としてもよいし、カム室に充填しておく構成とし
てもよい。

こうした潤滑機構は、インナカム上部もこ、エア抜き用
の通孔を設けて、プランジャ端面に配設されたローラ等
へのエアの巻き込みによるオイル潤滑の不具合を防止す
る構成を備えるものとしてもよい。更に、プランジャの
端面に、インナカムのカムプロフィールに当接されるロ
ーラを回動自在に保持するローラシューを設け、このロ
ーラシューに、プランジャ端面からローラ側へと連通ず
る通孔を設けて、エアの巻き込みを防止することも好適
である。

また、プランジャによって圧縮される燃料がカム室側に
漏れ出て、潤滑油を希釈化する問題に対しては、例えば
ロータの通孔とプランジャとの摺動面とこ環状の溝を設
け、この環状溝を低圧の燃料流路に連通ずることによっ
て対処することできる。

［作用］ 上記構成を有する本発明のインナカム式分配型燃料噴射
ポンプでは、ロータは、駆動軸の回転に　゛よりインナ
カムに対して相対的に回転し、この回転に伴って、端面
がインナカムのカムプロフィルに沿って移動するプラン
ジャは、ロータの半径方向にあけられた通孔内を油密に
摺動し、燃料の圧送を行なう。しかも、本発明のインナ
カム式分配型燃料噴射ポンプでは、潤滑機構により、燃
料より粘度の高い潤滑油によって、インナカムとロータ
とが形成するカム室内の潤滑がなされる。従って、高圧
化の図られたインナカム式分配型燃料噴射ポンプのイン
ナカムとロータとの潤滑は、燃料より粘度の高い潤滑油
により確保される。

［実施例コ 以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするた
めに、以下本発明のインナカム式分配型燃料噴射ポンプ
の好適な実施例について説明する。

第１図はディーゼルエンジン用の燃料噴射ポンプの側面
断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図である。

図示するように、フィードポンプ１を備えた本実施例の
インナカム式分配型燃料噴射ポンプは、電磁スピル調量
方式のものである。その構成を燃料の流れに沿って、以
下簡略に説明する。

フィードポンプ１は、タンク２から燃料を汲み上げるも
のであり、汲み上げられた燃料は圧力調整弁３により調
圧され、ヘッド４内のギヤラリ５に供給される。ギヤラ
リ５内の燃料はシリンダ６内の通路６ａ、ロータ７内の
通路７ａを介してプランジャ８によって形成されるプラ
ンジャ室９に導入される。ロータ７はシリンダ６に対し
て摺動自在に嵌合されており、軸受１０に保持されてエ
ンジンにより回転駆動される。

また、ロータフの外周には、円筒孔がロータフの半径方
向に複数個あけられており、この円筒孔内には、プラン
ジャ８が摺動自在に嵌合されている。プランジャ８の半
径方向外側端部には、ローラシュー１２がローラ１３を
回転自在に保持して配設される。ロータフの外側には、
内面にカム山が形成されたインナーカム１４が配置され
ている。

プランジャ８は燃料の圧力により外周方向に付勢されて
いるから、プランジャ８端部のローラ１３は當時インナ
カム１４のカムプロフィールに当接されている。従って
、ロータ７の回転によりローラ１３がインナーカム１４
の内周内面に形成されたカムプロフィールに沿って移動
すると、ローラ１３はカム面に基づきラジアル方向“に
往復運動を行ない、このローラ１３の運動はローラシュ
ー１２を通じてプランジャ８に伝達される。ここで、プ
ランジャ８がロータフの半径方向外側に向かう行程が吸
入行程であり、内側に向かう行程が吐出行程となる。

既述したシリンダ６内の通路６ａとロータ７内の通路７
ａとの周方向の位置関係は、ロータ７の回転によるプラ
ンジャ８の内周方向への移動による燃料の吸入行程にお
いて両通路が連通し、圧縮行程において閉じるように配
置されている。更に、コータ７には、プランジャ室９と
連通するスピルポー１・１５および吐出ボート１６が設
けてあり、吐出行程時においてシリンダ６に設げた通路
１７゜１８とそれぞれ連通ずる。通路１７の先には電磁
スピル弁１９が配置され、通路１７とギヤラリ５との連
通・遮断が行なわれる。電磁スピル弁１９はエンジンの
運転状態を示す信号、例えはアクセル開度センサ２０か
らの信号や、回転角センサ２１からの信号などを基にし
てＥＣＵ２２により駆動される。尚、シリンダ６内の通
路１日はヘッド４内の通路２３を介してデリバリバルブ
２４に連通し、エンジンに搭載されているノズルにバイ
ブで連通され乙、 以上の構成により、エンジンの回転によってロータ７が
回転すると、プランジャ８はギヤラリ５を介して燃料を
吸入する吸入行程と、デリバリバルブ２４を介して燃料
を燃料噴射弁に送出する圧縮行程とを繰り返し、これに
間開して電磁スピル弁１９による溢流時間の調整、即ち
燃料噴射量の制御がなされる。

こうしてなされる燃料噴射のタイミングの調整がタイマ
によって行なわれる。即ち、インナカム１４はスライド
ビン２５を介してタイマピストン２６と連結され、タイ
マピストン２６が動くことによりインナカム１４が回転
・変位する構成とされている。

第２図に示すように、タイマピストン２６の一端面に圧
力室２７が形成され、圧力室２７とギヤラリ５とは通路
２８により連通している。タイマピストン２６の他端面
には低圧室２９が形成され、タイマピストン２６を圧力
室２７側に押圧付勢するスプリング３０が配置されてい
る。また、低圧室２９はタイマピストン２６に設けた連
通穴３１により、インナカム１４が収納されているカム
室３２と連通ずる。

従って、タイマピストン２６は、圧力室２７内圧力によ
りタイマピストン２６の受ける力と低圧室２９内圧力お
よびスプリング３０の付勢力によりタイマピストン２６
の受ける力との釣合によりその位置が制御される。タイ
マの圧力室２７は、ギヤラリ５と連通しており、圧力調
節弁３により調圧された燃料が導入されている。圧力調
節弁３は、回転数の上昇に伴い高い圧力を発生するから
、回転数の上昇と共にタイマピストン２６は低圧室２９
側に変位される。

次にカム室３２内の潤滑に関連した構成及び作動につい
て説明する。

各プランジャ８の摺動面には、リーク燃料回収用溝とし
て機能する環状溝３４が形成されている。

また、ロータ７が摺動するシリンダ６の摺動面で通路９
とカム室３２との中間の位置にも、リーク燃料回収用溝
として同様に機能する環状溝３５が形成されている。更
に、タイマピストン２６の摺動面で圧力室２７側にも、
リーク燃料回収用溝として同様に機能する環状溝３６が
形成されている。

これらのリーク燃料回収用溝３４．３５．３６は燃料通
路３７．３Ｂ、３９．４０を介してフィートポンプ１の
燃料吸入側、即ち低圧側に連通されている。

次にカム室３２の潤滑について説明する。カム室３２に
は、絞り４１を介して図示しないエンジンの潤滑系から
潤滑オイルが供給されている。潤滑オイルの一部は、ロ
ータ７を支持する２個の軸受１０の間にも導入され、ロ
ータ７と軸受１０との間を流れ出たオイルは、直接カム
室３２に、あるいは通路４２を介してカム室３２に流入
する。

カム室３２の上部には、インナカム１４を挟んで絞り４
１とは反対側にオイル出口４３ｏｕｔが設けてあり、オ
イル人口４３ｉｎから紋り４１を経て流入する潤滑オイ
ルは、インナカム１４．ローラ１３、ローラシュー１２
を潤滑すると共に、これらを冷却して摩擦熱を奪った後
、オイル出口４３ｏｕｔから、図示しないエンジンの潤
滑系へと流出する。

噴射時、プランジャ室９内は高圧になるため、プランジ
ャ室９からカム室３２に向かって、プランジャ８とロー
タ７との微小隙間を燃料の一部がリークしていく。同様
に、ロータ７とシリンダ６との摺動面の隙間でも燃料の
一部がカム室３２側にリークしていく。燃料がそのまま
カム室３２へと漏れ出てしまうと、本実施例では、カム
室３２には燃料より粘度が相当に高い潤滑オイルが供給
されているので、リークした燃料によって潤滑オイルが
希釈され、潤滑オイルの劣化を生じる。しかしながら、
本実施例の燃料噴射ポンプでは、プランジャ室９内の高
圧燃料のうちリーク燃料回収用ＩＩｊ３４．３５にリー
クした燃料は、ここで回収され、この回収用溝を越えて
漏れ出ることはない。

即ち、環状溝３４．３５が、フィードポンプ１の吸入側
と連通しており、カム室３２との圧力差はほとんどない
ため、環状溝３４．３５を越えてカム室３２側へと漏出
する燃料はほとんどないのである。この結果、燃料がカ
ム室３２内に漏れ出て潤滑オイルを薄めるいわゆる希釈
化が防止される。

一方、タイマ圧力室２７内の燃料は、圧力調節弁３の発
生する圧力に保たれるが、この圧力はカム室３２の圧力
より高い。この結果、タイマピストン２６とハウジング
４４の微小な隙間をタイマ圧力室２７からカム室３２へ
と燃料の漏出が生じる。

ハウジング４４に設けられた環状溝３６は、このリーク
燃料を回収し、カム室３２への燃料リークを防止する。

以上説明したように、環状溝３４．　３５．　３６によ
って燃料系と潤滑オイル系とを完全に分離することがで
き、その結果、カム室３２内のオイル潤滑が常時好適に
保たれる。

また、本実施例のインナカム式分配型燃料噴剖ポンプで
は、第２図に示すように、インナカム１４の頂部付近に
空気抜き用の空気抜き孔１４ａが設けられている。空気
抜き孔１４ａを設ける部位は、カム室３２の上部でイン
ナカム１４のカムプロフィールが突出していない範囲（
第２図範囲ａ）であれば、どこでもよい。この範囲では
、プランジャ８とインナカム１４との押圧による負荷は
もっとも小さく、高圧噴射を実現する場合でも、空気抜
き孔１４ａの存在による負荷応力に対するインナカム１
４．ローラ１３の強度の低下は問題とならない。更に第
３図（Ａ）、（Ｂ）に示すように、インナカム１４のカ
ムプロフィールに摺接するローラ１３を保持するローラ
シュー１２にも通孔１２ａおよび空気抜き用溝１２ｂが
設けられている。

これらの構造は、燃料よりも相当に粘度が高いために避
けられない潤滑オイルへの空気の混入に対して、空気を
速やかにカム室３２上部に逃がす働きをなす。即ち、潤
滑オイルに混入した空気がローラシュー１２に巻き込ま
れたとしても、巻き込まれた空気は、空気抜き用溝１２
ｂを介して上方に抜け、一方、ローラシュー１２とロー
ラ１３との滑動部には、潤滑オイルが通孔１２ａを介し
て常時供給される。従って、ローラ１３の潤滑は充分に
確保され、キャビニージョン等の発生は防止される。ま
た、カム室３２内に入り込んだ空気は、カム室３２上部
に集まるが、ここに設けられた空気抜き孔１４ａを介し
て排出され、オイル出口４３ｏｕｔに抜けていく。この
結果、ローラ１３０−ラシユー１２がカム室３２上部を
通過する度に空気を巻き込むという問題は解消され、ロ
ーラ１３、ローラシュー１２間の潤滑は充分に確保され
る。

尚、以上の説明では、インナカム１４とローラシュー１
２とに共に空気抜きのための通孔ないし溝を設けたが、
何れか一方だけでも効果は得られる。

また、本実施例では、更にカム室３２内のオイル潤滑性
能を上げるために、オイル入口４３ｉｎとオイル出口４
３ｏｕｔとをインナカム１４を挟んで反対側に設けてい
る。従って、インナカム１４　乙コ。

は、常時オイルの流れが形成されることになり、新しい
オイルの導入、冷却効率の向上を図ることができるとい
う利点がある。

また、オイル導入口を２つの軸受１０の間にも配設した
ため、軸受１０とロータ７との間にもオイルが充分に流
れ込み、軸受１０の潤滑性が向）するという利点も得ら
れる。

次に本発明実施例の変形例について説明する。

第４図は、変形例におけるタイマの構造を示す断面図で
あり、上述した実施例と較べて、圧力室２７及び低圧室
２９への圧力媒体の導入に関する構成のみ相違する。

詳述した実施例においては、圧力室２７内には・燃料を
、低圧室２９内には潤滑オイルを、各々導入した。タイ
マピストン２６の位置は、主に圧力室２７内圧の変化に
よって制御されることになるので、圧力室２７には潤滑
オイルよりも粘性が低く、制御性の良い燃料を導入する
の方が好ましいからである。また、圧力調節弁３により
調圧されたギヤラリ５内の圧力を圧力室２７に導入する
ことにより、ポンプ回転数の変化に対応した圧力を直ち
に圧力室２７に伝達することが可能となる。

一方、低圧室２９には、既述した実施例では、タイマピ
ストン２６に通孔３１を設けるだけで済むという構造状
の利点を生かして潤滑オイルを導入する構成としたが、
以下の実施例では、寒冷地等におけるオイル粘度の上昇
に伴うタイマピストン２６の摺動抵抗の増大を考慮して
、低圧室２９にも燃料を導入する構成とした。

上述した実施例との相違点を中心にして説明すると、第
４図に示す変形例では、まず実施例における通孔３１を
なくしてカム室３２と低圧室２９とを分離している。ま
た、タイマピストン２６の外周には、環状に設けられた
環状溝４５が設けられ、更に環状溝４５とタイマ低圧室
２９とを連通ずる通路４６が設けられている。タイマ低
圧室２９は、通路４６．環状溝４５．環状溝３６．燃料
通路３９を介してフィードポンプ１の吸入側と連通され
ている。

この結果、低圧室２９には燃料が導入され、燃料は、低
温時においてもオイルと較べて粘性がそれほど高くなる
ことがないことから、寒冷地等の低温環境下においても
タイマピストン２６の摺動抵抗は過大とならず、低温環
境下においても良好なタイマの制御特性が得られる。

以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこう
した実施例に同等限定されるものではなく、例えば潤滑
オイルをエンジンの潤滑オイルと共用する構成に替えて
滞留式とｔ、ｔ−構成等、本発明の要旨を逸脱しない範
囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論であ
る。

薙用ｑ効采 以上詳述したように、本発明のインナカム式分配型燃料
噴射ポンプによれは、インナカムとロータとが形成する
カム室内を燃料より粘度の高い潤滑油によって潤滑して
いるので、噴射燃料の高圧化を図っても、充分な潤滑を
確保することができるという優れた効果を奏する。この
結果、燃料噴射ポンプの耐久性を向上させることができ
る。また、軽油以外の燃料、例えば灯油やアルコール混
合燃料の使用も容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例としてのインナカム式分配型燃
料噴射ポンプの概略構成図、第２図は同じくそのＡ−Ａ
断面図、第３図（Ａ）はローラ１３とローラシュー１２
の構成を示す側面図、第３図（Ｂ）は同じくそのＢ−Ｂ
断面図、第４図はタイマの他の構成例を示す断面図、で
ある。 １　　・・・　フィードポンプ ２　　・・・　タンク ３　　・・・　圧力調整弁 ６　　・・・　シリンダ　　７　　・・・　ロータ８　
　・・・　プランジャ ９　　・・・　プランジャ室 １２　　・・・　ローラシュー １２ａ　　・・・　通孔　１２ｂ　　・・・　空気抜き
用溝１３　　・・・　ローラ １４　　・・・　インナーカム １４ａ　　・・・　空気抜き孔 １９　　・・・　電磁スピル弁 ２２　　・・・　ＥＣＵ ２６　　・・・　タイマピストン ３４ないし３６　・・・　燃料回収用溝４５　　・・・
　環状溝 代理人　弁理士　　定立　勉（ほか１名）第２図 】 １４ａ　　・・・　空気抜き孔 第３図 （Ａ）　　　　　　　　　　　　　（Ｂ）第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　円周内面をカム面とするインナカムと、該インナカ
   ムの内側に配設され駆動軸の回転により前記インナカム
   に対して相対的に回転するロータとを備え、前記ロータ
   の半径方向にあけられた通孔内を油密に摺動する少なく
   とも２個以上のプランジャの端面を、前記カム面上に形
   成されたカムプロフィルに沿って移動させることにより
   往復動させて燃料圧送を行なうインナカム式燃料噴射ポ
   ンプにおいて、前記インナカムと前記ロータとが形成す
   るカム室内を燃料より粘度の高い潤滑油によって潤滑す
   る潤滑機構を設けたことを特徴とするインナカム式分配
   型燃料噴射ポンプ。 ２　インナカム上部に、エア抜き用の通孔を設けた特許
   請求の範囲第１項記載のインナカム式分配型燃料噴射ポ
   ンプ。 ３　プランジャの端面には、インナカムのカムプロフィ
   ールに当接されるローラを回動自在に保持するローラシ
   ューが設けられ、該ローラシューには、前記プランジャ
   端面から前記ローラ側へと連通する通孔を設けた特許請
   求の範囲第１項もしくは第２項に記載のインナカム式分
   配型燃料噴射ポンプ。 ４　ロータの通孔とプランジャとの摺動面には、環状の
   溝が設けられ、該環状溝は低圧の燃料流路に連通された
   特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかの項に記
   載のインナカム式分配型燃料噴射ポンプ。 ５　インナカムは、インナカムを収納するハウジング内
   に設けられたタイマ機構により円周方向に回動駆動され
   る特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかの項に
   記載のインナカム式分配型燃料噴射ポンプ。 ６　タイマ機構は、ハウジングに摺動自在に嵌合された
   タイマピストンと、このタイマピストンの動きをインナ
   カムに伝達するスライドピンとから構成され、前記タイ
   マピストンの一端側には低圧流体が供給される低圧室が
   形成されかつ他端側には燃料噴射ポンプの駆動軸の回転
   に応じた高圧流体が供給されるタイマ圧力室が形成され
   ており、前記低圧室と前記タイマ圧力室の圧力の釣合に
   より前記タイマピストンが駆動される特許請求の範囲第
   ５項記載のインナカム式分配型燃料噴射ポンプ。 ７　低圧室には、カム室からの低圧の潤滑油が供給され
   、タイマ圧力室には、駆動軸の回転に応じた高圧の燃料
   油が供給される特許請求の範囲第６項記載のインナカム
   式分配型燃料噴射ポンプ。 ８　低圧室には、低圧の燃料油が供給され、タイマ圧力
   室には駆動軸の回転に応じた高圧の燃料油が供給される
   特許請求の範囲第６項記載のインナカム式分配型燃料噴
   射ポンプ。 ９　ハウジングのタイマピストンとの摺動面には環状の
   溝が設けられ、環状溝は低圧の燃料流路に連通された第
   ６項ないし第８項のいずれかの項に記載のインナカム式
   分配型燃料噴射ポンプ。