JPH0114416B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は燃料噴射ポンプ装置に関する。

従来の技術 ポンプ本体内に配設され関連する機関と調時的
関係を保つて回転するとともに、軸方向に動きう
る回転分配部材を有し、分配部材内にある内孔中
のプランジヤにカムリングによつて内方向への運
動を与え、プランジヤの外方向の運動の範囲は、
分配部材の軸方向位置によつて規定され、それに
よつて、送出燃料量が調節されるような燃料噴射
ポンプは公知であり、そのような装置の一例は英
国公告明細書第2037365号に記載されている。こ
の明細書に記載されている装置では燃料の送出開
始は事前の充てん期間中に内孔にされた燃料量に
よつて定まる。内孔に供給される燃料量が少い
程、関連機関への燃料の送出は遅くなる。しか
し、機関への燃料流量の停止は燃料量の如何にか
かわらず実質的に一定である。

しかし又燃料の量による燃料送出のタイミング
の変動を補償するために、カムリングの設定位置
を変更して、送出時期を一定にしようとすること
も知られている。この設定位置の変更は機関に供
給される燃料量、及び機関速度の両方に対応す
る。

最近の高速デイーゼル機関では、噴射ポンプに
おける燃料の送出と、噴射ノズルにおける噴射と
の間の、時間的な遅れ（これはポンプとノズルの
間の無視できない長さの燃料パイプがあるため生
ずる）を補償するためにカムリングの調節範囲を
広げる必要がある。さらにまた、燃料の噴射と燃
焼の開始との間にも若干の遅れがあるので、これ
も加味してカムリングの調節を行う必要があり、
特に高速機関の場合はこの必要な調節量は可成大
きい。

解決すべき問題点 前記の如く、燃料噴射機関では、ポンプにおけ
る燃料の送出時点を燃焼の開始までは時間の遅れ
があり、カムリングの設定をそれだけ変更する必
要があり、特に高速機関ではその変更の必要量は
かなり大きい。

ところが、ポンプからの燃料の送出は、分配部
分にある送出溝孔と、ポンプ本体にある出口ポー
トとが連通している間に行なわれるが、カムリン
グの設定の変更の範囲が大きくなると、送出溝孔
と出口ポートとが連通する範囲も大きくせねばな
らず、それだけ出口ポートを大きくおかねばなら
ない。そのため、その分入口ポートを設ける余地
がへり、入口ポートを小さくせねばならず、燃料
の供給時間が小さくなり、ポンプへの燃料の吸込
量が不充分となる。この欠点は、機関のシリンダ
の数が多いほど（例えば４シリンダの場合より６
シリンダの場合）大きく表れる。

問題点を解決するための手段 この発明では、前記の問題点を解決するため
に、駆動軸の一端のカツプ形部分に設けられ、分
配部料のポンプ部分（プランジヤ、ローラー、シ
ユーなど、カムリングと相対する部分）と係合し
てこの分配部材を回転させている溝孔をらせん形
溝孔に形成し、分配部材が送出燃料の量を調節す
るために軸方向に動いたとき、駆動軸と分配部材
の間に相対角運動を生じさせるようにしたもので
ある。

作 用 駆動軸の一端のカツプ形部分の溝孔中に分配部
材のポンプ部分を係合させ、駆動軸の回転によつ
て分配部材を回転させているが、この発明では溝
孔をらせん形溝孔に形成してあるので、供給燃料
の量（従つて機関の回転速度）を調節するため
に、分配部材を軸方向に移動させると、それにつ
れて分配部材と駆動軸の間に相対的角運動が発生
する。

そこで例えば燃料の量を多くしたとき、（分配
部材が第１図で右方に動いたとき）分配部材の駆
動軸との相対位置関係が、進むようにしておけ
ば、カムリングの位置を特に進めず、一定の位置
にあつて、噴射ポンプからの送出は一定のタイミ
ングで行つても分配部材自体が相対的に進んでい
るので、その分だけ機関のサイクル中で噴射時期
が早まり、機関の速度が早いほど大きくなる前記
の遅れに対する補償が行なわれる。

このようにカムリングの角位置の調節を特に大
きくしなくても、遅れに対する補償が可能である
から、出口ポートを特に大きくすることなく、ポ
ンプからの送出タイミングは一定にしておいて
も、分配部材自体が相対的に進んでいれば、それ
だけ機関サイクル中では早く噴射されることとな
り、前記の遅れを補償することができる。

実施例 以下に、図面を参照しつつこの発明を詳細に述
べる。

第１図において、この装置は一般に１０で示す
本体を含み、該本体は軽合金製とすることができ
る一般にカツプ形部分１１を有することが好適
で、その開口端は鋼製の閉鎖部分１２によつて閉
鎖される。本体１０は孔が設けられた突出部１３
を有し、使用時にはこれによつてこの装置を装着
機関に取付けることができる。

本体１０は回転駆動軸１４を取付け、該駆動軸
は使用時には装着機関の駆動部材と結合されるか
ら、この駆動軸は該機関と同期回転される。駆動
軸１４は本体の上記２つの部分によつて形成され
た一般に円筒形室１５内に延び、かつ該室内に大
径のカツプ形部分１１を有する。この大径部分に
は一対の直径上に対向して配設された溝孔１６が
設けられている。駆動軸の大径部分は中空で、軸
の小径部分から遠い方のその末端においてその内
側面は直円筒形でありかつ本体閉鎖部分１２によ
つて形成された差込部分１７まわりに配置され
る。駆動軸の大径部分の内側面の残余部は後述す
る目的のためにテーパ形状をなす。さらに、駆動
軸は、穿孔１８を有する。オイルシール１９が駆
動軸１４と係合するように本体１０の外方端に設
けられ、かつスリーブ軸受２０が駆動軸を回転支
持し、軸は差込部１７によつて別の支持を与えら
れる。この軸は、軸の２つの部分間に形成された
端面と係合するスラスト表面によつて軸方向の運
動に対し抑止される。このスラスト表面は、駆動
軸を囲みかつ低圧燃料供給ポンプ２２用の末端覆
いとしての付加目的を有する環状板２１によつて
形成される。低圧燃料供給ポンプ２２のロータ２
２ａは駆動軸１４に担持されかつロータは本体部
分１１内に担持されたステータリング２２ｂ上の
偏心的に配置された表面と協働する羽根を担持す
る。低圧燃料供給ポンプ２２は本体部分１１に取
付けられたハウジングに設けられた燃料入口に接
続された燃料入口２３および燃料出口２４を有す
る。さらに、逃し弁２５がポンプの吐出圧力を所
望の制限値内に維持するために設けられ、この逃
し弁は入口と出口間を接続する。

円筒形内孔２６が本体部分１２に形成され、こ
の中にスリーブ２７が固定される。スリーブ２７
は角運動および軸方向運動可能な分配部材２８を
収容し、この部材は室１５内に突出しかつこの室
内に位置する大径頭部分を有す。横方向に延びる
内孔２９が分配部材の頭部分に形成され、この内
孔内に一対のポンププランジヤ３０が配設され
る。内孔２９は分配部材に形成されためくら通路
３１と連通し、かつ頭部分内の末端において栓部
材によつて密閉されている。第２，３，４図から
明らかなように、めくら通路３１は直径上に配設
された一対の供給溝孔３２と連通し、これら溝孔
は分配部材の周辺に形成されかつ単数或は複数の
接続通路によつて通路３１と連通する。通路３１
はまた分配部材の周辺に形成された送出溝孔３３
内を終端とし、この溝孔はスリーブ２７に形成さ
れた複数の出口ポート３４と連通し、かつ第２図
から判るように、出口ポート３４は本体部分１２
の出口３５それぞれと連通する。各出口は普通型
送出弁３６を具備する。供給溝孔３２はスリーブ
２７に形成されかつスリーブの周辺に形成された
円周溝３８と連通する。溝３８は第１図に示すよ
うに、電磁装置４０によつて好適に制御されるオ
ン・オフ弁３９によつて低圧燃料供給ポンプ２２
の燃料出口２４と連通する。もし望むならば、単
一の供給溝孔３２が出口の数に等しい数の入口ポ
ート３７を具備することもできる。環状カムリン
グ４１が分配部材２８の頭部分を囲み、その内周
面に数対の直径上に配置されたカム山が形成され
ている。この実施例では、本装置が６気筒機関に
燃料を供給するものであるから３対のカム山が設
けられている。さらに、環状カムリング４１は、
４２で示されかつ半径方向に配置された栓４３に
よつてカムリングに結合された燃料圧力作動装置
によつて分配部材の回転軸線まわりに角運動可能
である。装置４２はシリンダ内に収容された弾性
的に負荷されたピストンを含み、このピストンの
一端に圧力液体が供給されてこのピストンに作用
し、ピストンをその弾性負荷作用に抗して押動す
るように構成されることが好適である。

シユー４５に担持されたローラ４４を含む一対
の従動子がプランジヤ３０の外方端に配設され
る。これらの従動子は、分配部材の頭部分の横側
面に取付けられた一対の側板４６，４７によつて
分配部材に対し軸方向に保持される。第５図に示
すように、これらの側板は環状でかつ一対の外方
に延びる舌部４８を有し、この舌部は駆動軸の大
径部分に形成された溝孔１６内に位置し、舌部４
８は継手を形成して駆動軸から分配部材に回転運
動を伝達すると同時に、それらの相対軸運動を許
すように好適に構成される。シユー４５は上記溝
孔内に配置され回転運動が駆動軸によつてシユー
４５に直接伝達される。さらに、シユー４５の円
周方向横側面には円周方向に延びる突起４９が設
けられ、その半径方向外側面にはテーパが形成さ
れて駆動軸１４の大径部分の内側面に形成された
テーパ表面と協働する。

使用時に、供給溝孔３２と入口ポート３７とが
整合して内孔２９内に燃料が供給されると、プラ
ンジヤ３０は燃料圧力によつて外向きに動かされ
てシユー４５およびローラ４４に外向き運動を与
える。この外向き運動はシユーのテーパー表面と
軸のテーパ表面との当接によつて制限され、なお
分配部材を軸方向に移動することによつて外向き
運動範囲が変更できる。よつて、内孔２９内に供
給される燃料量は制御でき、かつこれによつてプ
ランジヤ３０が一対のカム山によつて内向きに移
動されるときに出口を通つて送出される燃料量を
決定する。

分配部材の軸方向位置は機械的或は油圧式に変
化させることができる。上述の装置において、そ
の変形実施例として本体部分１０の円筒孔２６の
末端に形成された室５０内の圧力を変化させる手
段が考えられる。円筒孔２６の末端は閉鎖部分１
２によつて閉塞され、圧力燃料はスリーブ２７に
担持された制限オリフイス５１によつて室５０に
供給される。制限オリフイス５１は低圧燃料供給
ポンプ２２の燃料出口２４と連通する。燃料は室
５０から流出できるから室内の圧力は電磁式制御
弁５２によつて制御できる。さらに、分配部材
は、駆動軸１４に形成されためくら穿孔１８内に
収容された圧縮コイルばね５３によつて偏倚され
ている。ばね５３は駆動軸１４と分配部材２８と
の間で作用して分配部材２８に作用する室５０内
の圧力燃料の作用に抗して分配部材２８を押動す
る。

電磁式制御弁５２を用いて室５０内の圧力を変
化させることにより、分配部材の軸方向位置が変
えられ、従つてプランジヤが内向き運動を行なう
たびに送出される燃料量を変動できる。

分配部材２８の所与の軸方向設定位置に対し、
漏洩を無視すれば、プランジヤによつて送出され
る燃料量は装着機関の速度範囲にわたつて同一に
維持され、分配部材２８の軸方向設定位置の表示
は変換器によつて提供される。

カム山の形状を示す第６図において、矢印は本
装置が作動中、カム山に対するローラの運動方向
を示す。カム山は前方側面５４、および休止部分
５６によつて区分された第１部分５５ａおよび第
２部分５５ｂを含む後方側面をもつ。内向き運動
に応ずるローラ、従つてプランジヤの上向き運動
はカム山の頂部において終了するが、上向き運動
の開始は前方側面によつて左右される。５７で示
すローラ位置は最大燃料送出状態に対応し、５８
で示すローラ位置は少量或は最小送出状態に対応
する。燃料量が少ない程、機関への燃料送出開始
は遅れることが判る。この現象を補償するため
に、カムリングは角運動が可能であるが、送出溝
孔３３が出口ポート３４と連通状態になるために
延長されなければならない角運動を必要とし、こ
の角度は５９で示す。高速機関に適合させるため
にもし燃料送出量に変化を加える必要があるなら
ば、溝孔が或るポートと整合している間の角度は
さらに延長されなければならない。６気筒機関に
燃料を供給するポンプにおいては内孔を充てんす
るための時間は不十分となる。

上記の問題を解決するために、第７図に示すよ
うに、分配部材が燃料量を変化させるために軸方
向に移動されると駆動軸と分配部材の相対角運動
が生じて燃料送出の瞬間時点が実質的に一定に維
持されるように、溝孔１６および舌部４８によつ
て構成される結合手段を変形することが提案され
る。

第７図に示すように、シユー６０は舌部４８と
ともに、らせん形溝孔６１内に位置し、シユー
は、第１図の実施例で見るように分配部材に対し
て軸方向に固定される。カムリングもまた、本装
置による燃料の送出と機関への燃料の噴射との間
の上記した一定の時間遅れを補償するために速度
に従つて角運動される。さらに、速度に応じて機
関への燃料の噴射のタイミングをさらに若干変化
させる必要があり、これはカム調節機構によつて
実施される。

第８図に示す変形実施例において、装着機関へ
の燃料の初期送出速度は機関の運転速度に従つて
変化される。

燃料の初度送出速度を変化させるためには、プ
ランジヤ３０の一方を他方に先行して内向きに移
動させなければならない。これは、一方のプラン
ジヤをさらに外向きに移動して燃料が他方のプラ
ンジヤに比して余計に内孔２９に供給させること
によつて達成される。一方のプランジヤのみを内
向きに移動させかつ両方のプランジヤが同一直径
をもつとすれば、燃料の送出速度は両方のプラン
ジヤが共に内向きに移動される場合の速度の1/2
になる。

一方のプランジヤ（第８図において下側のプラ
ンジヤ）の外向き運動の量を調節するために、部
材６０が設けられ、この部材はらせん形案内路内
を滑動可能でかつシユー６０の傾斜表面と係合す
る傾斜表面を有する。部材６２の位置はカツプ形
部材の基部に設けられた孔内を滑動可能な押し棒
６３によつて決められる。軸方向に可動なリング
６４が本装置のハウジング内に配設され、その位
置は、一端において別の押し棒６６と係合し他端
においてリング６４と係合する揺動部材６５によ
つて決定される。一端において揺動部材６５と係
合する押し棒６６の他端はカムリング４１の横方
向側面に形成されたカム表面と係合する。カムリ
ング４１の角度位置は装着機関の速度のみによつ
て定まるから、これはまたリング６４、従つて部
材６２の位置によつて決まる。よつて、減速状態
で供給された燃料量は装着機関の速度に従つて変
動される。調節のために、揺動部材が回動可能に
取付けられた枢軸は調節可能に構成する。分配部
材の一定の軸方向設定位置に対し、もし部材６２
の軸方向位置が変動されれば、本装置によつて供
給される総燃料量も変化する。これは分配部材の
軸方向位置を調節することによつて修正される。

上述のように、一方のプランジヤが内向きに移
動されると、カツプ形部材１４Ａおよびカムリン
グ４１に作用する力は平衡が失われ、これによつ
て駆動軸およびこれが配置される内孔、およびカ
ムリングおよびこれを囲む本体の過度の摩耗を来
たす。ゆえに実際の構造では、二対のプランジヤ
が組み合う従動子および部材６２と共に配設され
る。部材６２は直径上に配置されるから、他の２
つのプランジヤに先行して内向きに移動される２
つのプランジヤも直径上に配置される。よつて、
カツプ形部材およびカムリングに作用する力は相
互に平衡となる。

効 果 この発明の燃料噴射ポンプ装置は前記のような
構成であつて、分配部材の軸方向移動によつて駆
動軸と相対角運動を起し、燃料の送出位置とカム
リングとの関係を一定に保つて、出口ポートを大
きくすることなく、燃料送出時期の変更に対応で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を適用した既知形式の装置の
側断面図、第２図は第１図の装置の一部分の、別
の半径方向平面に沿つてとられた断面図、第３図
および第４図は第１図および第２図に示す装置の
部分を通るそれぞれの断面図、第５図は第１図に
示す装置の部分を通る断面図、第６図は第１図の
装置の一作動様態を示す線図、第７図はこの発明
により変形された第１図の装置の正面図、第８図
は別の変形実施例を示す。 図中の符号、１０……本体、１１……カツプ形
部分、１２……閉鎖部材、１３……突出部分、１
４……駆動軸、１４ａ……カツプ部分、１５……
円筒形室、１６……溝孔、１７……差込部分、１
８……めくら穿孔、１９……オイルシール、２０
……スリーブ軸受、２１……環状板、２２……低
圧燃料供給ポンプ、２２ａ……ロータ、２２ｂ…
…ステータリング、２３……燃料入口、２４……
燃料出口、２５……逃し弁、２６……円筒孔、２
７……スリーブ、２８……分配部材、２９……横
方向内孔、３０……ポンプフランジヤ、３１……
めくら通路、３２……供給溝孔、３３……送出溝
孔、３４……出口ポート、３５……出口、３６…
…送出弁、３７……入口ポート、３８……円周
溝、３９……オン・オフ弁、４０……電磁装置、
４１……環状カムリング、４２……流体圧作動装
置、４３……栓、４４……ローラ、４５……シユ
ー、４６，４７……側板、４８……舌部、４９…
…突起、５０……室、５１……制限オリフイス、
５２……電磁式制御弁、５３……圧縮コイルば
ね、５４……前方部分、５５ａ……第１部分、５
５ｂ……第２部分、５６……休止部分、５７……
ローラ位置、５８……ローラ位置、５９……角
度、６０……シユー、６１……らせん形溝孔、６
２……部材、６３……押し棒、６４……リング、
６５……揺動部材、６６……押し棒、６７……ピ
ボツトを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 燃料噴射ポンプ装置において、 包囲している本体１０中に位置し、使用中関連
   する機関と調時的に関係を保つて回転するように
   配置されていて、かつ軸方向に動きうる回転分配
   部材２８、 この分配部材内に形成されている内孔２９、な
   らびにこの内孔２９中に動きうるプランジヤ３
   ０、 そのプランジヤによつて押し出された燃料が出
   口ポート３４へ供給されるように前記の内孔と連
   通しており、そのプランジヤの引き続く内方への
   運動の間本体中にある出口ポート３４と連通する
   ための分配部材中の排出溝孔３３、 分配部材の回転につれて前記のプランジヤに内
   方向運動を与えるカムリング４１、 前記プランジヤに内方向運動をさせるため、前
   記の内孔２９へ燃料を供給するための供給溝孔３
   ２、 駆動軸１４上に形成されるか、或はそれに取り
   付けられており、かつ前記の内孔が形成されてい
   る分配部材の一部をとりかこんでいるカツプ形部
   分１４ａ、 上記のカツプ形部分に形成されたらせん形溝孔
   ６１、 プランジヤと、それに取りつけられたシユーと
   の外方への運動の範囲を限定するために、前記の
   カツプ形部分の内面と協働するために、上記のシ
   ユーの上に形成された斜めの表面、 及び前記のらせん形溝孔６１中に位置する舌部
   ４８、 とからなり、 上記の舌部は分配部材からのびていてカム従動
   子の両端に位置しており、分配部材が機関に供給
   する燃料を変化させるために軸方向に動かされる
   と、装置による燃料の送出時点を実質的に一定に
   保つために、分配部材と駆動軸との相対回転が生
   じることを特徴とする燃料噴射ポンプ装置。 ２ 別な内孔中に存在する別なプランジヤと、 前記のカツプ形部分１４Ａによつて担持され、
   その中のらせん形等の溝孔中を滑動することがで
   き、かつ軸方向に動きうる部材６２と、 前記の別のプランジヤと関連する別のシユー
   と、 及び前記の軸方向に動きうる部材６２の軸方向
   設定位置を調節するための機関速度に応動する装
   置 とからなり、 前記の軸方向に動きうる部材６２は、前記のプ
   ランジヤの外方向運動を限定するため、前記の別
   のシユー上の面によつて係合される面を有してい
   ることを特徴とする前記特許請求の範囲第１項記
   載の燃料噴射ポンプ装置。 ３ 前記の機関速度に応動する装置は、関連して
   いる機関の速度に対応して角方向に調節すること
   ができ、結合手段６３，６４，６５，６６によつ
   て前記の部材６２と結合されているカムリング４
   １であることを特徴とする前記特許請求の範囲第
   ２項記載の燃料噴射ポンプ装置。