JPH0138273Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、デイーゼル機関等における燃料噴
射ポンプの燃料吐出量を調整する吐出量調整装置
に関する。

従来の燃料噴射ポンプの吐出量調整装置として
は、例えば特公昭55−31307号公報に記載されて
いるように、第１図イ，ロに示すようなものがあ
る。

すなわち、この燃料噴射ポンプ１は、エンジン
のドライブシヤフトに連結されたカムデイスク２
の回転によつて、軸方向の往復移動および回転運
動を行なうようになつているプランジヤ３を有し
ており、吸入行程では、プランジヤ３が左側に移
動して、吸入縦溝４が燃料流入通路５と一致する
とプランジヤ３の動作空間６へ燃料が吸入され
る。

次に、吐出行程では、プランジヤ３が右側に移
動して吸入された燃料を加圧し、加圧された燃料
は縦通路７を介し、吐出縦溝８が吐出通路９と一
致したときに逆止弁１０を経て対応する気筒の噴
射弁（図示していない）へ吐出される。

この場合、噴射ポンプの吐出終了は、プランジ
ヤ３に設けた燃料逃がし通路１１を介してポンプ
の動作空間６内の燃料をポンプ外筐内の空間へ逃
がすことによつて行なわれるが、この燃料逃がし
通路１１を開く時期は、プランジヤ３の外周に摺
動可能に嵌装された円筒状弁部材（スリーブ弁）
１２の軸方向の変位により変化され、それによつ
て燃料の吐出量が調整される。

この従来例において、この弁部材１２を操作す
る機構は、円筒状空〓をもつ鉄心１３上に巻かれ
た二つのコイル１４，１５を有する電磁石と、こ
の空〓内において回転軸１６によつて外筐部１７
に回転自在に支承された回転永久磁石１８とから
なるトルクモータを用いている。

このトルクモータの回転軸１６の下端には扇形
片１９が偏心して取付けられ、この扇形片１９の
中心軸より偏よつて固定された球状係合片２０
が、弁部材１２の穴２１にはまつており、回転永
久磁石１８の回転運動を弁部材１２へ伝達して軸
線方向へ変位させるようになつている。

電磁石のコイル１４，１５は、増幅器２２を介
して制御装置２３の出力端に接続されている。こ
の制御装置２３には、内燃機関の作動パラメータ
（運転条件）として例えば、回転数センサ２５か
らの機関回転数信号、発振器２６からの加速ペダ
ル位置信号、その他図示していないが吸気管負
圧、機関温度あるいは周囲温度等に関する信号が
入力として与えられ、増幅器２２を介してこれら
の作動パラメータに対応した電流を供給して、こ
れに応じた操作力で回転永久磁石１８を回転させ
るものである。

回転センサ２５は、エンジンのドライブシヤフ
トに取付けた歯付き円板２４に対向して配置さ
れ、磁石２５ａに巻回した誘導コイル２５ｂから
エンジンの回転数に比例した電圧を発生し、それ
を制御装置２３へ入力する。

また、弁部材１２の位置制御のためのフイード
バツク信号を発生する位置センサ２７は、回転永
久磁石１８の回転をカム板２９、ロツド２７ａ及
びばね２７ｂによつてフエライト磁心２７ｃの直
線変位に変換して、発振器２８から給電される２
個のインダクタンスコイル２７ｄ，２７ｅによつ
て間接的に弁部材１２の位置を検出している。

しかしながら、このような従来の燃料噴射ポン
プの吐出量制御装置では、弁部材１２を変位させ
るためにトルクモータを用いて、その回転力を回
転軸１６、偏心扇形片１９、球状係合片２０等の
部材を介して弁部材１２に伝達しているので、機
構が複雑であるし、各部材間で機械的誤差が生ず
るため高精度の調整を行なうことができなかつ
た。

また、トルクモータが故障した場合には、燃料
吐出量を調整できなくなり、機関が異常回転する
危検性もあつた。

この考案は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、上述のような燃料噴射ポンプにおける吐出量
調整装置の構造を簡単にしてコスト低減を計ると
共に、調整精度を向上させ、さらに、調整機能を
失なつた場合には自動的に吐出量を減少又は停止
させ得るようにして安全性を高めることを目的と
する。

そのため、この考案による燃料噴射ポンプの吐
出量調整装置は、前述した吐出量調整用の円筒状
弁部材（スリーブ弁）を円筒状永久磁石によて、
あるいは円筒状永久磁石と一体に構成し、該弁部
材の一端面と該端面と対抗する磁性体から成るプ
ランジヤ収納部材の端面との間に、その両端面間
が所定の間隔で釣り合うように、上記永久磁石が
プランジヤ収納部材に作用する磁気吸引力に抗す
るバネ力を有する非磁性体のスプリング部材を介
装し、上記弁部材の外周に間隔を置いて対抗する
電磁コイルを設け、内燃機関の作動パラメータに
関連してその電磁コイルの励磁電流の大きさ及び
方向を変化させて、上記弁部材を上記釣り合い位
置を中心に変位させ、上記燃料逃がし通路を開く
時期を早めたり遅めたりするようにしたものであ
る。

以下、添付図面の第２図以降を参照して、この
発明の実施例を説明する。

第２図は、この発明の一実施例を示す燃料噴射
ポンプの吐出量調整装置部分の縦断面図であり、
第１図ロと対応する部分には同一符号を付してあ
る。

この実施例において、プランジヤ３に設けられ
た燃料逃がし通路１１の開閉を行なう円筒状弁部
材であるスリーブ弁３０は、円筒状の非磁性体３
１の外周に円筒状の永久磁石３２を一体的に嵌着
し、その両端面に磁性体からなるリング状のポー
ルピース３３，３４を固着して構成され、プラン
ジヤ３の外周に軸方向に摺動自在に嵌装されてい
る。

このスリーブ弁３０の永久磁石３２は、例えば
図で左側のポールピース３３をＮ極、右側のポー
ルピース３４をＳ極にするように着磁されてい
る。

一方、このスリーブ弁３０を図で左右に変位さ
せるために、このスリーブ弁３０の外周に間隔を
置いて対向する一対の円筒状電磁コイル３５，３
６の外周を磁路とコイルの保護を兼ねた外被ヨー
ク３７，３８で取囲み、外筐部１７又はこれと一
体のプランジヤ収納部材１７ａに固定してある。

また、スリーブ弁３０のポールピース３３に、
クランク状に折曲つてスリーブ弁３０の径方向に
突出する磁性体のセンサステイ３９を固設し、こ
のセンサステイ３９の先端部に対向して、スリー
ブ弁３０の変位を直接非接触で検出する磁気セン
サによる位置センサ４０を配設し、この位置セン
サ４０からの検出信号をスリーブ弁位置のフイー
ドバツク信号として使用する。

さらに、プランジヤ収納部材１７ａの内端面と
それに対向するスリーブ弁３０の端面との間に、
スリーブ弁３０の回転を阻止し、摺動方向に弾発
力を与えるスプリング部材４１を介装している。

このスプリング部材４１は、非磁性金属又は合
成樹脂等の非磁性体で作られたダイヤフラムで、
図で右側の端面がプランジヤ収納部材１７ａの端
面１７ｂに固着され、左側のフランジ面４１ａに
磁性体リング４２を一体に固着している。

このスプリング部材４１は、永久磁石３２を一
体とするスリーブ弁３０と磁性体のプランジヤ収
納部材１７ａとの間の磁気吸引力を打消すバネ定
数を有することにより、両部材の端面間が所定の
間隔で釣り合うようにしている。

なお、磁性体リング４２は、スプリング部材４
１の弾発力を受けて常時ポールピース３４に押圧
接触している。

また、第３図に示すように、このダイヤフラム
状のスプリング部材４１には、プランジヤ３の燃
料逃がし通路１１から燃料がポンプハウジング内
に入りこむのを許容するべく、一部に円弧状の切
欠４１ｂを設け、磁性体リング４２にはポールピ
ース３４に設けた溝３４ａに嵌入する爪４２ａが
形成されている。

次に、この実施例の作用を説明する。

プランジヤ３は、前述の従来例と同様にエンジ
ンにより回転駆動されると共に、図示しないカム
機構によつて軸方向に往復運動を与えられてポン
プ作用を行なう。

燃料吐出量は、第２図に示すスリーブ弁３０の
右端面から燃料逃がし通路１１までの距離Ｌによ
つて決定されるので、この距離Ｌを変えて燃料吐
出量の調節を行なうため、肉燃機関の作動パラメ
ータに関連して電磁コイル３５，３６に流す励磁
電流を変化させる。

すなわち、一対の電磁コイル３５，３６の互い
に隣接する側がＳ極となり、左右両端がＮ極にな
るように励磁電流を流すと、永久磁石３２との間
の吸引力及び反発力により、励磁電流の大きさに
応じて弁部材を右方へ摺動させる推力が作用し、
距離Ｌが長くなるので燃料吐出量は増大する。

逆に、電磁コイル３５，３６に第２図に示す極
性と逆の極性が生じるように励磁電流を流すと、
その電流の大きさに応じてスリーブ弁３０を左方
へ摺動させる推力が作用し、距離Ｌが短かくなる
ので燃料吐出量が減少する。

ところで、このようにスリーブ弁３０を移動さ
せる時、スプリング部材４１はポールピース３４
とプランジヤ収納部材１７ａとの間の磁気吸引力
を打消すようなバネ定数を有しているため、上記
吸引力がスリーブ弁３０の軸方向移動を妨げる抵
抗力となるようなことはなく、上記磁気吸引力と
バネ力とが釣り合う位置から、スリーブ弁３０が
左右いずれの方向にもスムーズに移動される。

これを第４図に基づいてより詳しく説明すれ
ば、ポールピース３４とプランジヤ収納部材１７
ａとの磁気吸引力は両者の距離ｌの自乗に反比
例、つまりスリーブ弁３０の端面と燃料逃がし通
路１１との距離Ｌの自乗に比例するので、図にお
ける曲線Ｂで示される。

またスプリング部材４１による弾発力は上記磁
気吸引力に対する反力として作用し、実線Ｃのよ
うに変化する。なおＥはダイヤフラム状スプリン
グ部材４１の底着き点を示す。

したがつて、磁気吸引力とスプリング部材の反
力との合成力は破線Ｄで示されるように、スプリ
ング部材４１が底着きするまでは反力側つまり磁
気吸引力とは逆方向に若干量作用することにな
り、スリーブ弁３０の位置決め制御は磁気吸引力
の影響を受けることなく安定するのである。

また、ポールピース３４と磁性体リング４２と
は溝３４ａと爪４２ａによつて嵌合係止してお
り、また磁性体リング４２は、スプリング部材４
１を介してプランジヤ収納部材１７ａに固着され
ているので、プランジヤ３が回転駆動されてもス
リーブ弁３０がプランジヤ３と一緒に連れ回りす
ることはない。

したがつて、センサステイ３９が位置センサ４
０に対してプランジヤ３の回転方向に位置ずれす
ることなく、位置センサ４０によつてスリーブ弁
３０の位置を常に正確に検出できる。

ところで万一電磁コイル３５，３６のいずれか
一方又は両方の断線などによりスリーブ弁３０に
対する推力がなくなつてしまつた場合でも、スプ
リング部材４１の弾発力によつてスリーブ弁３０
は図で左方に移動されるのみであるから、距離Ｌ
が増加する恐れはなく、燃料吐出量の急増による
車の暴走などという異常事態が生ずることはな
い。

第５図はスプリング部材の他の例を示すもの
で、このスプリング部材５１は、プランジヤ収納
部材１７ａの端面に固着するリング状部５１ａ
と、その外周から対称的にＵ字状に湾曲して磁性
体リング４２に固着する２個所の湾曲部５１ｂ，
５１ｂからなる非磁性体の板バネである。

このようなスプリング部材５１を使用しても前
述の実施例と同等の作用効果を奏する。

以上説明してきたように、この考案による燃料
噴射ポンプの吐出量調整装置は、吐出量調整用の
弁部材を永久磁石と電磁コイルによる電磁力で直
接変位させるようにしたので、構造が簡単でコス
ト低減を計れ、しかも調整精度が向上する。

また、弁部材と一体の永久磁石とプランジヤ収
納部材（磁性体）との間の磁気吸引力をスプリン
グ部材の弾発力によつて打消すようにしたので、
弁部材の位置を、上記磁気吸引力と弾発力とが釣
り合う位置から磁気吸引力の影響を受けることな
く、電磁コイルに流す励磁電流の向きによつて燃
料吐出量を増やす方向にも減らす方向にも応答性
よく迅速且つ正確に制御し得る。

しかも、このスプリング部材によつて、プラン
ジヤの回転に伴なう弁部材の連れ回りが防止され
るので、別にセンサステイのガイド部材等を設け
る必要がなく、位置センサによる弁部材の位置検
出を常に正確に行えるので、フイードバツク制御
精度も向上する。

さらに、電磁コイルの断線等により調整不能に
なつた場合には、スプリング部材の弾発力によつ
て、自動的に弁部材を燃料吐出量を減少又は停止
させる方向へ移動させるので、安全性も向上す
る。

なお、プランジヤが非磁性体である場合は、弁
部材を永久磁石のみ又は永久磁石とポールピース
のみで構成することがきる。

【図面の簡単な説明】

第１図イ，ロは、従来の燃料噴射ポンプの吐出
量調整装置を示す構成図及び要部断面図である。
第２図は、この考案の一実施例を示す燃料噴射ポ
ンプの吐出量調整装置部分の縦断面図である。第
３図はイは、第２図におけるスプリング部材４１
と磁性体リング４２の底面図、ロはイのＡ−Ａ線
に沿う断面図である。第４図は、第２図の実施例
におけるスリーブ弁とプランジヤ収納部材との間
に作用する磁気吸引力とスプリング部材による反
力及びそれらの合力を示す線図である。第５図
イ，ロはスプリング部材の他の例を示す第３図
イ，ロと同様な底面図及びそのＢ−Ｂ線に沿う断
面図である。 ３……プランジヤ、１１……燃料逃がし通路、
１７ａ……プランジヤ収納部材、３０……スリー
ブ弁（弁部材）、３１……円筒状非磁性体、３２
……円筒状永久磁石、３３，３４……ポールピー
ス、３５，３６……電磁コイル、３９……センサ
ステイ、４０……位置センサ、４１，５１……ス
プリング部材、４２……磁性体リング。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 燃料噴射ポンプのプランジヤに設けた燃料逃
   がし通路を閉じる円筒状弁部材を、前記プラン
   ジヤの軸方向に変位させることによつて前記プ
   ランジヤによる燃料吐出行程における前記燃料
   逃がし通路を開く時期を変化させて燃料の吐出
   量を調整する吐出量調整装置において、 前記弁部材を円筒状永久磁石によつてあるい
   は円筒状永久磁石を一体に構成し、該弁部材の
   一端面と該端面と対抗する磁性体から成るプラ
   ンジヤ収納部材の端面との間に、該両端面間が
   所定の間隔で釣り合うように、前記永久磁石が
   前記プランジヤ収納部材に作用する磁気吸引力
   に抗するバネ力を有する非磁性体のスプリング
   部材を介装し、前記弁部材の外周に間隔を置い
   て対抗する電磁コイルを設け、内燃機関の作動
   パラメータに関連して前記電磁コイルの励磁電
   流の大きさ及び方向を変化させて、前記弁部材
   を前記釣り合い位置を中心に変位させ、前記燃
   料逃がし通路を開く時期を早めたり遅めたりす
   るようにしたことを特徴とする燃料噴射ポンプ
   の吐出流量調整装置。 ２ スプリング部材は、一端面側をプランジヤ収
   納部材の端面に固着され、他端面側に磁性体リ
   ングを固着し、該磁性体リングに、円筒状弁部
   材の一部に嵌入して該円筒状弁部材の回転を阻
   止する爪を設けている実用新案登録請求の範囲
   第１項記載の燃料噴射ポンプの吐出量調整装
   置。