JPH02218856A - インナー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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ディーゼルエンジンの各気筒に燃料を分配
供給するインナーカム式分配型燃料噴射ポンプに関する
ものである。

〔従来の技術］ 従来、インナーカム式分配型燃料噴射ポンプとして調量
機構の簡易さなどの面から、プランジャで加圧されるポ
ンプ室へ燃料を供給する通路の入口側にて燃料の量を調
量する入口調量方式を採用したものが多く、例えば、特
開昭５７−８３４６号公報にて開示されたシャトル機構
がある。この噴射ポンプではシャトルを往復動可能に収
容したシリンダ内に燃料を一旦供給した後、このシリン
ダ内の燃料を前記ポンプ室内に送り込むようになってい
る。そして、内燃機関の回転数に基いて位置が変更され
る可動停止片にてこのシャトルの位置を規制し、シャト
ルの行程距離により燃料量を制御するようになっている
。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、上記噴射ポンプでは分配ロータの回転に伴っ
てプランジャに遠心力が作用してプランジャが分配ロー
タの半径方向外側に移動しようとするため、シャトル機
構下流の燃料圧力が低下し、分配ロータの回転数が所定
回転以上になると、シャトル機構下流の燃料中に気泡が
発生する。このため、この発生した気泡の量に比例して
シャトルの行程距離で決まる調量燃料以外の余分な燃料
が吸入され、過吸入状態となるという問題点がある。

この問題点を解決するため、従来のインナーカム式分配
型燃料噴射ポンプではインナーカムリングを収容したカ
ム室内の燃料を加圧し、プランジャを半径方向内側に加
圧する力を作用させて遠心力を相殺するようにしている
。ところが、この方法によりカム室をオイル潤滑しよう
とすると、加圧されたオイルがプランジャの摺動部を通
って燃料中に混入し、燃料回路に設けた燃料フィルタの
目詰まりが発生するという問題点がある。

この発明は上記問題点を解決するためになされたもので
あって、その目的は過吸入状態の発生を防止して調量精
度を向上することができるとともに、カム室をオイル潤
滑することができるインナーカム式分配型燃料噴射ポン
プを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、この発明は、ポンプ本体内に
収容されかつ内燃機関の回転に同期して回転する分配ロ
ータに半径方向に形成された孔内にはプランジャを往復
動可能に収容してポンプ室を形成し、分配ロータの回転
に基づき円周方向内面にカム山を設けたインナーカムリ
ングのカム面に追従して前記プランジャを前記ロータの
半径方向に往復動させ、同ロータの周方向に設けた吸入
ポートを分配ロータの回転に応じた供給圧力で燃料を供
給する燃料調量手段に対応させてポンプ室内に燃料を吸
入して圧縮し、同ロータに形成した分配ポートをポンプ
本体に形成した複数の分配通路に順次連通させて内燃機
関の各気筒へ燃料を分配供給するようにしたインナーカ
ム式分配型燃料噴射ポンプにおいて、分配ロータの回転
に伴ってプランジャに作用する遠心力に抗して同プラン
ジャを分配ロータの半径方向内側へ付勢する付勢手段を
設けたインナーカム式分配型燃料噴射ポンプをその要旨
とする。

［作用］ この発明によれば、分配ロータの回転に伴って吸入ポー
トが燃料１Ｎ量手段に対応すると、燃料調量手段により
ポンプ室内に加圧された燃料が供給される。これにより
、プランジャは分配ロータの半径方向外側に移動される
。この吸入行程において、付勢手段によりプランジャが
半径方向内側へ付勢されているので、燃料調量手段下流
の燃料圧力が低下せず、気泡の発生が防止され、過吸入
状態の発生が防止される。

そして、分配ロータの回転に伴うプランジャの往復動に
よりポンプ室内の燃料が加圧され、分配ポートがポンプ
本体の分配通路に順次連通すると内燃機関の各気筒に燃
料が供給される。

又、付勢手段によりプランジャが半径方向内側へ付勢さ
れているので、プランジャを半径方向内側へ付勢するた
めにカム室内を加圧する必要がなくなる。従って、カム
室に無加圧状態で潤滑オイルを充填すれば、潤滑オイル
がプランジャの摺動部を通って燃料中に混入することが
ないため、オイル潤滑を行うことができる。

［実施例］ 以下、この発明を具体化した一実施例を第１〜６図に従
って説明する。

第１，２図に示すように、ポンプハウジング１には内燃
機関としてのディーゼルエンジンの回転に同期して回転
する回転軸２が押通されている。

ポンプハウジング１内において回転軸２には分配ロータ
３が連結され、そのロータ３はポンプ本体としてのボデ
ィ４に設けたシリンダ５内に回転可能に収容されている
。

ボディ４の外端部には図示しない燃料タンクより燃料（
軽油）を汲み上げるベーン型のフィードポンプ７が設け
られていて、フィードボンブロ−タ８が分配ロータ３の
回転に同期して回転されると、燃料タンクの燃料が吸入
ロアａから吸入されて分配ロータ３の回転数に応じて加
圧され、吐出ロアｂから吐出されるようになっている。

又、フィードポンプ７の吐出ロアＣと前記吸入ロアａと
の間には吐出圧を所定圧に維持するための圧力調整弁９
が設けられている。

前記シリンダ５及びボディ４には前記フィードポンプ７
の吸入ロアａに連通ずる低圧燃料通路１０が設けられ、
この低圧燃料通路１０はボディ４に形成された環状溝１
１に連通している。又、シリンダ５及びボディ４にはエ
ンジンの各気筒に燃料を供給するための複数の分配通路
１２が形成され、各分配通路１２はそれぞれデリバリバ
ルブ（図示路）を介して噴射ノズル１３に連結されてい
る。

前記シリンダ５には前記環状溝１１に連通し、かつ、同
シリンダ５のボア５ａに開口する連通路１４が形成され
るとともに、前記フィードポンプ７の吐出ロアｂに連通
し、かつ、ボア５ａに開口する加圧燃料通路１５が設け
られている。

又、前記シリンダ５には前記フィードポンプ７からの加
圧燃料を一旦貯留して噴射のための燃料量を確保する燃
料調量手段としてのシャトルシリンダ１６が形成され、
同シリンダ１６内には頭部１７ａを備えたシャトル１７
が摺動可能に収容されている。シャトル１７の両側には
ストッパ１９を備えたシャトル室１８と、ロフト室２０
とが形成され、両室１８．２０にはそれぞれ前記ボア５
ａに開口する連通路２１．２２が連通されている。

又、ロッド室２０内にはシャトル１７の軸方向と直交す
るようにコントロールロッド２３が配設されている。即
ち、このコントロールロッド２３はシリンダ５に形成し
た挿着孔２４に油密状態で回動可能、かつ、その軸心方
向に摺動可能に嵌合されており、エンジンの回転数に応
じてガバナ機構（図示路）及び温度、気圧等により制御
される制御機構（図示路）によって回転方向又は軸方向
（上下方向）に移動されるようになっている。コントロ
ールロッド２３には軸心方向及び円周方向にそれぞれ変
位するカム面２５　（第１，２図及び第５図参照）が形
成され、このカム面２５に前記シャトル１７の頭部１７
ａを当接させてシャトル１７の位置を規制することによ
りシャトル１７の行程距離を制御し、シャトル室１８内
に貯留される燃料量を制御するようになっている。

第３図に示すように、前記分配ロータ３の基端部に°は
半径方向に円筒孔３ａが形成され、円筒孔３ａ内には対
向する一対のプランジャ２６が油密状態で摺動可能に収
容されており、両プランジャ２６によりポンプ室２７が
形成されている。前記各プランジャ２６の外側端部には
シュー２８が配設され、各シュー２８にはローラ２９が
回転自在に保持されている。又、各プランジャ２６に形
成した収容凹部２６ａとシュー２８との間には付勢手段
としてのバネ３０が配設されている。同バネ３０は分配
ロータ３の回転に伴ってプランジャ２６に作用する遠心
力に抗してプランジャ２６を半径方向内側に付勢するよ
うになっており、同バネ３０により後記する吸入行程（
第１図参照）ではプランジャ２６はシュー２８から離間
した状態に配置される。

又、ローラ２９の外側には内面に複数（この実施例では
４つ）のカム山３１ａを形成したインナーカムリング３
１が配置されており、分配ロータ３の回転に基いてロー
ラ２９がインナ−カムリング３１内周のカム面と摺動す
ることにより、ローラ２９はカム面に沿ってインナーカ
ムリング３１の半径方向に往復動じ、この往復動がシュ
ー２８を介して各プランジャ２６に伝達される。そして
、両プランジャ２６が分配ロータ３の半径方向外側に移
動する行程（第１図参照）が吸入行程であり、半径方向
内側に移動する行程が圧送行程（第２図参照）となる。

又、カム室３２（第１図参照）内には無加圧状態で潤滑
オイルが満たされている。

前記分配ロータ３にはその軸方向に延び、かつ、前記ポ
ンプ室２７に連通ずる燃料通路３３が形成され、同燃料
通路３３の先端部には同ロータ３の回転に伴って前記各
分配通路１２に順次連通ずる１つの分配ポート３４が形
成されている。又、分配ロータ３には前記燃料通路３３
の中間部から同ロータ３の周方向に等角度間隔をおいて
エンジン気筒数と比例した吸入ポート３５が形成されて
いる。各吸入ポート３５は前記分配ポート３４と位相を
異ならせて形成されており、分配ロータ３の回転に伴っ
て分配ポート３４がいずれの分配通路１２にも連通して
いないとき、順次前記シャトル室１８の連通路２１に連
通ずるようになっている。

又、前記分配ロータ３の外周面には前記加圧燃料通路１
５に連通ずる環状溝３６と、前記連通路１４に連通ずる
環状溝３７とが、軸方向に離間して形成されている。第
４図に示すように、環状溝３６の右側には前記各吸入ポ
ート３５間の中間位相に位置し、かつ、各吸入ポート３
５を若干越える位置まで延びる前記吸入ポート３５の数
と同数の縦溝３８が形成されている。又、環状溝３６の
左側には各吸入ポート３５と位相を同一とする前記吸入
ポート３５の数と同数の縦溝３９が形成されている。環
状溝３７の右側には前記各縦溝３８と位相を同一とする
、即ち、前記吸入ポート３５と位相を異ならせた前記縦
溝３８の数と同数の縦溝４０が形成されている。

従って、第２図に示すように分配ロータ３の回転に伴っ
て分配ポート３４がいずれかの分配通路１２に連通して
いるときに、連通路２１に環状溝３６のいずれかの縦溝
３８が連通ずるとともに、連通路２２に環状：ａ３７の
対応する位置にある縦溝４０が連通し、加圧燃料通路１
５からシャトル室１８内に加圧された燃料が供給され、
ロンド室２０内の燃料が環状溝３６を介して低圧燃料通
路１０に導出されるため、シャトル１７はその頭部１７
ａがコントロールロフト２３のカム面２５に当接するま
で移動し、シャトル室１８内に噴射のための燃料が調量
されるようになっている。

又、分配ロータ３の回転に伴って分配ポート３４がいず
れの分配通路１２とも連通していない場合には、第１図
に示すように連通路２１にいずれかの吸入ポート３５が
連通ずるとともに、連通路２２に環状溝３６のいずれか
の縦溝３９が連通し、加圧燃料通路１５からロンド室２
ｏ内に加圧された燃料が供給されてシャトル１７はスト
ッパ１９に当接するまで移動し、シャトル室１８内の貯
留燃料が燃料通路３３を介してポンプ室２７内に導かれ
るようになっている。

なお、前記円筒孔３ａには環状溝４１が形成され、この
環状溝４１は連通路４２を介して前記環状溝３７に連通
されていて、ポンプ室２７からの漏れ燃料を低圧燃料通
路１０に戻すようになっている。

次に上記のように構成した燃料噴射ポンプの作用につい
て説明する。

第１図に示す吸入行程では、分配ロータ３が回転軸２に
より回転されてインナーカムリング３１のカム山３１ａ
とローラ２９とが係合しておらず、シャトル室１８の連
通路２１に分配ロータ３の吸入ポート３５のいずれかが
連通ずると、分配ロータ３の環状溝３６の対応する縦溝
３９がロンド室２０に連通ずる。このとき、第６図にＡ
で示すようにロフト室圧が高く−なりシャトル室圧が低
くなるため、ロンド室２０内にフィードポンプ７により
加圧された燃料が加圧燃料通路１５、環状溝３６を介し
て供給される。これにより、シャトル１７はストッパ１
９に当接して位置が規制されるまで移動し、シャトル室
１８内の貯留燃料が吸入ポート３５を介して燃料通路３
３及びポンプ室２７内に供給され、両プランジャ２６が
半径方向外側に移動されてポンプ室２７が拡張される。

このとき、分配ロータ３の回転に伴って両プランジャ２
６に遠心力が作用するが、バネ３０によりプランジャ２
６にはロータ３の半径方向内側への力が作用し、プラン
ジャ２６の遠心力によるポンプ室２７の拡張が防止され
、ポンプ室２７、燃料通路３３及びシャトル室１８内の
燃料圧力が低下しないため、シャトル１７０行程距離に
より決まる燃料のみが吸入される。

この後、分配ロータ３の回転に伴い、連通路２１と前記
吸入ポート３５との連通が断たれるとともに、連通路２
２と環状溝３６の縦溝３９との連通が断たれて吸入行程
が終了する。

第２図に示す圧送行程では、分配ロータ３の回転に伴っ
てインナーカムリング３１のカム山３１ａとローラ２９
とが係合し始め、シュー２８がバネ３０の付勢力に抗し
てプランジャ２６に当接するとプランジャ２６が半径方
向内側に移動してポンプ室２７が収縮され、燃料通路３
３内の燃料が加圧される。そして、分配ポート３４がい
ずれかの分配通路１２に連通し、燃料通路３３内の燃料
圧力が噴射ノズル１３の開弁圧以上になると、高圧燃料
は分配ポート３４、分配通路１２及びデリバリバルブを
介してエンジンの対応する気筒の噴射ノズル１３に供給
され、噴射が行われる。

又、この圧送行程において、分配ポート３４がいずれか
の分配通路１２に連通ずると、連通路２１に分配ロータ
３の環状溝３６の縦溝３８が連通するとともに、連通路
２２に分配ロータ３の環状溝３７の対応する縦溝４０が
連通ずる。従って、第６図にＢで示すようにシャトル室
圧が高（なりロフド室圧が低くなるため、シャトル室１
８内にフィードポンプ７により加圧された燃料が加圧燃
料通路１５、環状溝３６を介して供給される。これによ
り、シャトルＩ７はその頭部１７ａがコントロールロッ
ド２３のカム面２５に当接して位置が規制されるまでロ
ッド室２０側に移動され、シャトル室１８内に次の噴射
のための燃料が貯留される。なお、ロッド室２０内の燃
料は環状溝３７、連通路１４、環状溝１１を介して低圧
燃料通路１０に導出される。

さて、この実施例ではシャトルシリンダ１６内にシャト
ル１７を摺動可能に収容し、シャトル１７の両側にフィ
ードポンプ７からの加圧燃料を一旦貯留して噴射のため
の燃料量を確保するシャトル室１８と、ロッド室２０と
を形成し、ロッド室２０内には軸心方向及び円周方向に
それぞれ変位するカム面２５を備えたコントロールロッ
ド２３を回動可能、かつ、その軸心方向に摺動可能に設
け、このカム面２５にシャトル１７を当接させて位置を
規制し、行程距離を変化させることによりシャトル室１
８内のｉｌｌｌ燃量量を制御することができる。

又、プランジャ２６の収容凹部２６ａとシュー２８との
間にバネ３０を配設し、同バネ３０により分配ロータ３
の回転に伴ってプランジャ２６に作用する遠心力に抗し
てプランジャ２６を半径方向内側に付勢するようにした
ので、吸入行程においてプランジャ２６に作用する遠心
力によるポンプ室２７の拡張を防止でき、ポンプ室２７
、燃料通路３３及びシャトル室１８内の燃料圧力を低下
させることはなく、気泡の発生が防止される。

従って、簡易な構成にて過吸入状態の発生を防止してシ
ャトル１７の行程距離により決まる２１１ｆｆｉ燃料の
みを吸入でき、３［ｆｆｉ精度を向上することができる
。

又、この実施例ではバネ３０によりプランジャ２６を分
配ロータ３の半径方向内側へ付勢してプランジャ２６に
作用する遠心力を相殺するようにしたので、プランジャ
２６を半径方向内側へ付勢するためにカム室３２内を加
圧する必要がない。

従って、カム室３２内に潤滑オイルを無加圧状態で充填
してもプランジャ２６と円筒孔３ａとの間隙を通って潤
滑オイルが燃料に混入することばないため、プランジャ
２６．シュー２８．ローラ２９及びインナーカムリング
３１等をオイル潤滑して潤滑性能を向上することができ
る。

ところで、従来の噴射ポンプにおいては第７図に示すよ
うにシュー５１の当接面とプランジャ５２の当接面とを
それぞれ平面５１ａ、５２ａとしていたために、圧送行
程における押し付は力でプランジャ５２とシュー５１と
が密着し、吸入行程においても密着状態のままとなる。

従って、この吸入行程においてシュー５１に作用する遠
心力によりプランジャ５２の半径方向外側への移動量が
、プランジャ５２がシュー５１と分離状態で移動する場
合の移動量よりも大きくなり、さらに調量精度が悪化す
ることとなる。このため、第８図に示すように、シュー
５１の当接面を曲面５１ｂとしたり、第９図に示すよう
にプランジャ５２の当接面を曲面５２ｂとしたりしたも
のがある。

しかしながら、この実施例ではバネ３０によりプランジ
ャ２６を分配ロータ３の半径方向内側へ付勢しているの
で、圧送行程における押し付は力でプランジャ２６とシ
ュー２８とが当接しても、吸入行程においてバネ３０の
付勢力により両者を離間させることができ、プランジャ
２６又はシュー２８の当接面に対する曲面加工を施さな
くて済む。

なお、前記実施例では分配ロータ３の分配ポート３４が
いずれかの分配通路１２に連通する圧送行程中において
のみ、連通路２１に環状：ａ３６のいずれかの縦溝３８
を連通させるとともに、連通路２２に環状溝３７の対応
する位置にある縦溝４０を連通させ、加圧燃料通路１５
がらシャトル室１８内に加圧された燃料を供給して次の
噴射のための燃料を貯留するようにしたが、吸入行程終
了から次の吸入行程直前までの期間において、加圧燃料
通路１５からシャトル室１８内に加圧された燃料を供給
して次の噴射のための燃料を貯留するようにしてもよい
。

又、前記実施例では燃料１１１ｆｉｔ手段をシャトルシ
リンダ１６としたが、これに代えてメータリングバルブ
としてもよい。

又、前記実施例では２つのプランジャ２６を設けた噴射
ポンプに実施したが、例えば３以上のプランジャを設け
た噴射ポンプに実施してもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明によれば過吸入状態の発
生を防止して調量精度を向上することができるとともに
、カム室をオイル潤滑することができる優れた効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１〜６図はこの発明を具体化した一実施例を示すもの
であって、第１図は吸入行程における断面図、第２図は
圧送行程における断面図、第３図は第１図のＸ−Ｘ線に
おける断面図、第４図は分配ロータの溝形状を示す展開
図、第５図はコントロールロッド及びシャトルの位置関
係を示す図、第６図はロッド室圧とシャトル室圧との関
係を示す図、第７〜９図はそれぞれ従来のプランジャ及
びシューを示す正面図である。 図中、３は分配ロータ、３ａは円筒孔、４はポンプ本体
としてのボディ、１２は分配通路、１６は燃料調量手段
と はプランジャ、２ としてのバネ、３ は分配ポート、３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ポンプ本体内に収容されかつ内燃機関の回転に同期
   して回転する分配ロータに半径方向に形成された孔内に
   はプランジャを往復動可能に収容してポンプ室を形成し
   、分配ロータの回転に基づき円周方向内面にカム山を設
   けたインナーカムリングのカム面に追従して前記プラン
   ジャを前記ロータの半径方向に往復動させ、同ロータの
   周方向に設けた吸入ポートを分配ロータの回転に応じた
   供給圧力で燃料を供給する燃料調量手段に対応させてポ
   ンプ室内に燃料を吸入して圧縮し、同ロータに形成した
   分配ポートをポンプ本体に形成した複数の分配通路に順
   次連通させて内燃機関の各気筒へ燃料を分配供給するよ
   うにしたインナーカム式分配型燃料噴射ポンプにおいて
   、 分配ロータの回転に伴ってプランジャに作用する遠心力
   に抗して同プランジャを分配ロータの半径方向内側へ付
   勢する付勢手段を設けたことを特徴とするインナーカム
   式分配型燃料噴射ポンプ。