JPH03966A - 燃料噴射ポンプのプリストローク制御装置 - 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］ 本発明は、燃料噴射ポンプのプリストローク制御装置に
係わり、特にプランジャに摺動する制御スリーブによっ
てプリストロークを制御する装置に関する。

［従来の技術］ ディーゼルエンジンに装備される燃料噴射ポンプにおい
ては、燃料噴射時期及び噴射率を調節するなめに、プラ
ンジャのプリストローク、即ちプランジャの往動開始位
置から噴射始め位置までの行程を調節する装置が提案さ
れている（「燃料噴射ポンプにおけるプランジャのプリ
ストローク制御システム」特開昭６３−１０５２７４号
公報、等）。

第９図及び第１０図に示すように、従来この種のグリス
トローク制御装置は、ポンプ本体１内に設けられたプラ
ンジャ２に、制御スリーブ３か摺動自在に嵌合されてお
り、その駆動系となるコントロールロ・ｙド４によって
、プランジャ２に横断する方向で連結されている。

第１１図に示すように、プランジャ２内には軸方向Ａ及
びその横断方向に燃料流通孔５が形成され、これに連通
ずるリード（燃料吸排用切欠）６が斜めに形成されてい
る。−力制御スリーブ３には、このリード６と適宜部・
合する燃料ボート７が設けられ、プランジャバレル８内
に区画された燃料通路９に開口されている。また制御ス
リーブ３の外周には継手用溝１０が形成され、コントロ
ールロッド４の径方向外方に延出するレバ１１の先ネ１
に形成された球状部材１２と自在に接続されている。即
ち、図中、矢印Ｂにて示したように、コントロールロッ
ド４か１ｌｉ１＋廻りに駆動されたときに、制御スリー
ブ３を上下動（矢印Ａ）させて、プランジャ２と制御ス
リーブ３との相対的な位置関係を変え、実質的にプリス
トロークを制御するようになっている。

そして第１０図に示したように、コントロールロヅ１〈
４の端部１３には、軸廻りに回転駆動させるべく連結さ
れたアクチュエータ１４が設けられている。このアクチ
ュエータ１４は、制御装置（図示せず）によって、エン
ジンの回転数や負荷条件を収り入れてフィードバンク制
御されるようになっている。またアクチュエータ１４は
、図示した電磁石１５及びリターンスプリング１６を有
したものの他、ステンピングモータや油圧ポンプなどで
構成されたものであってもよい。

［発明か解決しようとする課題］ ところで、上記従来のプリストローク制御装置において
は、種々作用する加振力（外乱力）によって、制御スリ
ーブ３かアクチュエータ１４の駆動力に打ち肋って、動
いてしまうことがあるという問題かあった。

この加振力の第一は、噴射ポンプ本体１に掛かるエンジ
ンからの振動や、車両走行時の路面より受ける振動など
の、外的な振動によるものである。

これら振動は、可動部分たる制御スリーブ３等の重心と
、コントロールロッド４の回転軸心Ｏとかズしているた
めに、制御スリーブ３及びレバ１１が、軸廻りのモーメ
ント力を生じさせる質量体となって伝達・増幅されるも
のである。

また加振力の第二は、プランジャ２と制御スリーブ３と
の間のフリクションにより、プランジャ２の上下動に制
御スリーブ３かひきずられる力や、プランジャ２のリー
ド６と制御スリーブ３の燃料ボート７、及び制御スリー
ブ３の上下面における燃料の吸入・排出に伴う高速の燃
料流動によって発生する力である。

これらの加振力により、制御スリーブ３は、アクチュエ
ータ１４の作動で目標のプリスＩ・ローフ位置を得よう
とする際に変動してしまい、制御に安定を欠くことにな
る。このため、プリストロークと直接的な対応関係にあ
る噴射タイミングも変動し、エンジンの筒内爆発圧力な
ど諸性能も変動する。さらにプリストロークの変動は、
振動の周期によっては、噴射量などにも影響し、出力の
変化やトルク変動が起きることもある。そしてプリスト
ローク制御装置自体にとっても、これらの変動によりア
クチュエータ１４と制御スリーブ３との間の各可動部分
が必要以上に動き、接触部の摩耗も問題になってくる。

第一の加振力である振動外力に対しては、制御スリーブ
３を動かすような回転力を発生させないように、コント
ロールロッド４に、制御スリーブ３と反対側に質量体く
カウンタウェイト）を収り付け、制御スリーブ３からの
力を打ち消すようにすることが考えられる。

しかしながら、第二の加振力である燃料ポンプ内で発生
する力に対しては、このカウンタウェイトが、静的で常
時一定の打ち消し力を持つものでしかないために、振動
振幅は減少されるものの、振動そのものを′ｆＡ哀させ
るには不充分である。

従ってこの第二の加振力に対しては、プランジャ２と制
御スリーブ３との間で発生する力を小さくする、或いは
アクチュエータ１４の力を加振力よりも充分大きくする
ことが考えられるが、いずれも大きな設計変更を余儀無
くされると共に、スペース、コスト、重量増となるおそ
れがある。

そこで本発明は、上記事情に鑑み、どのような加振力で
あっても、これを有効に打ち消すことの出来るプリスト
ローク制御装置を提供すべく創案されたものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、燃料噴射ポンプのグランジャに摺動してプリ
スト、ローフを制御する制御スリーブ或いはその駆動系
に、摺動方向の加振力を緩衝するダッシュポット機構を
設けたものである。

［作　用］ 上記構成によって、制御スリーブは、その駆動系によっ
てプランジャに摺動し、プリストロークを制σジする。

ダッシュポット機構は、制御スリーブが摺動方向に加振
力を受けたときに、その加振力に応じた減衰力を発揮し
てこれを緩衝する。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を、添付図面に従って説明する。

第１図は本発明に係わる燃ｖＩ噴射ポングのプリストロ
ーク制御装置の第一の実施ρＩを示したものであり、従
来と同様の構成には同一符号を付し、その説明を省略す
る。

このプリストローク制御装置は、制御スリーブ３の駆動
系たるコントロールロッド４に、ダッシュポット機構２
１が設けられて成る。

ダッシュポット機構２１は、摺動穴２２を有した質量体
２３と、この摺動穴２２に挿嵌されるシャフト２４と、
質量体２３とコントロールロッド４とを結ぶ第二のレバ
２５とにより主として構成され、プランジャバレル８内
において摺動スリーブ３と反対側に形成された区画室２
６に収容されている。この質量体２３及びシャフト２４
は、それぞれ公知のダッシュボンドにおけるシリンダ及
びピストンに対比されるものである。

摺動穴２２は、質量体２３の下面２７から上面２８近傍
まで形成され、質量体２３の上端部に穿たれた絞り孔２
９によって、区画室２６に連通されている。即ち、区画
室２６内に満たされている燃料を作動流体として、これ
をシャフト２４で密閉された摺動穴２２内に充填させて
いることになる。

質量体２３の外周壁３０には溝３１が形成され、第二の
レバ２５の先端に設けられた第二の球状部材３２を遊嵌
させている。即ち、制御スリーブ３側のレバ１１及び球
状部材１２と同様に、径方向へ移動可能に、且つ上下方
向に拘束して、コントロールロッド４の回転が、質量体
２３に対して上下方向に伝達されるようになっている。

また第二のレバ２５は、第１図上、レバ１１の延出方向
と同一に、言い換えるとコントロールロッド４を挟んで
一直線上に位置されるように延長されている。そしてそ
の長さは、質量体２３と共に回転移動したときに発生す
る回転軸心０廻りのモーメントが、活動スリーブ３側と
同等となるような長さに形成されている。

シャフト２４は、区画室２６の底壁３３上に起立されて
固定されている。即ち質量体２３の移動方向を、制御ス
リーブ３の摺動方向Ａと同一の方向に規制している。

次に本実施例の作用を説明する。

アクチュエータによって軸廻りに回転駆動されたコント
ロールロッド４は、レバ１１及び球状部材１２を介して
制御スリーブ３を摺動させ、プリストロークを制御する
。

この装置に上下方向の加振力が掛かった時、制御スリー
ブ３は、プランジャ２に沿って移動しようとするが、こ
の移動力は、コントロールロッド４を介して質量体２３
上下方向の移動として伝達される。質ｉ体２３は、区画
室２６内及び摺動穴２２の燃料が、絞り孔２９を通って
移動する抵抗による、公知の負荷緩衝作用によって、こ
の移動力を減衰させる。

プランジャ２と制御スリーブ３との間の７リクシヨンに
よるひきずり力など、振動的な力は、プランジャ２の動
きに起因しているため、噴射間隔に同期する速い周波数
（３０〜１５０Ｈｚ）の速度を持つもので、アクチュエ
ータ１４の作動に必要な応答速度（２〜１０Ｈｚ）より
かなり速い速度である。このような速い速度の外乱力に
対しても、充分大きな減衰力が得られ、制御スリーブ３
の振動振幅が抑制される。

また、エンジンから受ける力など、不規則で比較的速度
の遅い外部振動が加わった場合においても、質量体２３
の上下動に伴って、充分な減衰力か発揮されると共に、
質量体２３がこれに抗するカウンタウェイトとして作用
し、この力を打ち消す、そして質量体２３は、シャフト
２４によって上下方向（重力方向）に案内されているこ
とで、制御スリーブ３の移動に対抗する有効な力を発生
する。

また、質量体２３が、摺動方向に交差するような方向、
例えば第１図中、左右方向の加振力を受けなときは、コ
ントロールロッド４を回転させるモーメント力が発生す
ることがあるが、シャフト２４がその移動を阻止するこ
とで、この回転力の発生を未然に防ぐ。

このように、コントロールロッド４に、ダッシュポット
機構２１を設けたので、制御スリーブ３に掛かる上下方
向の加振力が速やかに減衰され、振動等によって制御ス
リーブ３が勝手に動いてしまうことがなく、プリストロ
ーク制御の安定化が達成される。また、振動による装置
の構成部品の摩耗低減にも貢献できる。

そして上下方向以外の加振力があっても、コントロール
ロッド４には質量体２１による回転力が発生せず、制御
スリーブ３の安定を保つ。

また、作動流体として噴射ポンプ内の燃料を使うように
したので、構成が簡単になると共に、燃料が非圧縮性流
体であることで、小振幅のむのから大振幅のものまで、
有効な減衰力が発揮される。

さらに、簡単な構成であることで、従来の装置にも大き
な設計変更なく適用でき、極めて実際的で汎用性に富む
。

なお、このダッシュポット機構２１は、正規のアクチュ
エータ１４の作動に対しても作用するので、制御スリー
ブ３の応答力が若干低下することになるが、作動速度と
外乱力の速度とが異なることから、絞り穴２９の径を適
宜選択することで、この低下を最少限に抑えることがで
きるものである。

次に、本発明の他の実施例を説明する。

第２図は１本発明に係わる第二の実施ρ１を示したもの
であり、ダッシュポット機ｎ４４１の構成として、第１
図の構成と逆に、質量体４２を中実のピストン体として
形成し、これを上下方向に摺動自在に収容するシリンダ
部材４３を設けて成る。

シリンダ部材４３は、区画室２６の底壁３３上に固定さ
れ、その内側底面４４近傍に、所定の孔径で成る絞り孔
４５が設けられ、シリンダ室４６と区画室２６とを連通
させるようになっている。

従って、質量体４１は、加振力を受けたときに、シリン
ダ部材４２によって上下方向に規制されっつ移動するこ
とで、所定の緩衝力を発揮し、有害な振動を減衰させる
ことになる。

この他の構成及び作用効果は、第一の実施例と同様なの
で、同一符号を付し、説明を省略する。

第３図は、第三の実施例を示したもので、ダッシュボッ
トｍ構５１が、コントロールロッド４の回転方向Ｂでそ
の＃ＩＬ衝作用が発揮されるようにしたものである。

即ち、第１図の質量体２３及びシャフト２４に対比され
る質量体５２とシャフト５３とが、回転軌道に沿って湾
曲された形状になっている。そして質量体５２とコント
ロールロッド４とは、両端固定の連結棒５４によって連
結されている。

また第１図の絞り孔２９に代えて、その孔面積に相当す
るクリアランス５５を形成し、燃料の絞り効果を得るよ
うにしている。

このように構成することで、第１図の球状部材３２及び
消３１による結合に比べて、質量体５２における接触面
圧を低減でき、装置の耐久性を向上させることができる
。

まな湾曲した形状にしたことで、摺動穴５６及びシャフ
ト５３を、摺動穴５６内が密閉状態を保持できるように
適宜製造することは難しくなるが、そのクリアランス５
５を絞りとして利用することで、製造が比紋的容易にな
るものである。

このほかの作用・効果は前記実施例と同様であるので、
省略する。

第４図は、第四の実施例を示したもので、第２図の構成
に、第３図の湾曲形状を適用しである。

即ち、ダッシュポット機構６１として、コントロールロ
ッド４の回転軌道に沿って湾曲された中実の質量体６２
と、シリンダ部材６３とが形成され、そのクリアランス
６４が絞りとして形成されている。そして、質量体６２
とコントロールロッド４とは、コントロールロッド４の
径方向外方に延出され、周方向（回転方向）に屈曲され
た連結棒６５によって連結されている。

このほかの構成、作用効果は前記第二、第三の実施例と
同様である。

第５図は、第五の実施例を示したもので、第２図の質量
体４２か有していたピストン及びカウンタウェイトの機
能を分離させたものである。

この実施例におけるダッシュポット機構７１は、コント
ロールロッド４に連結されたピストン部材７２と、ピス
トン部材７２を上下方向に摺動させるシリンダ部材７３
とで構成されている。コントロールロッド４には、球状
部材７４を先端に有したレバ７５か取り付けられ、この
球状部材７４が、ピストン部材７２の上端に形成された
断面コ字状の連結部材７６に遊嵌されている。即ち、コ
ントロールロッド４の回転が、ピストン部材７２の上下
動に変換されるようになっている。

またピストン部材７２のピストン板７７には、絞り孔７
８が形成され、シリンダ室７９に密閉された燃料を、区
画室２６に流通させるようになっている。

またタラシュボット機＋１・１７１の反対側には、貫通
孔８０を有した質量体８１と、貫通孔８０に挿通された
起立するシャフト８２とが設けられ、質量体８１は、レ
バ８３及び球状部材８４によって、コントロールロッド
４に連結されている。この質量体８１及びシャフト８２
は、コントロールロッド４から見て、制御スリーブ３の
反対側に位置されているものである。

この構成によれば、ダッシュポットｆｉＭ７１が振動を
積極的に減衰させると共に、特に不規則で速度の速くな
い外部振動に対しては、カウンタウェイトとなる質量体
８１がこれを打ち消して、制御スリーブの移動を抑える
ことで、プリストローク制御の安定化を達成する。

この他の作用効果は、前記実施例と同様である。

なお、第５図において、シャフト８２が区画室２６に上
下端を支持されて起立保持されたものとしているが、室
外に、例えば別にハウジングを形成してその内に設ける
ようにしても梢わない。

第６図は、本発明の第六の実施例を示したもので、第５
図の質量体８１に変えて、中実の質量体９１！−設け、
両端固定の連結棒９２によってコントロールロッド４に
連結させたものである。

この実施例においては、質量体９２は、コントロールロ
ッド４と一体的に回転移動されて、制御スリーブ３の上
下動を抑制することになる。この構成においては、ダッ
シュポット機構７１が備えられているので、左右方向の
振動を受けた場合にあっても、質量体９１が回転させよ
うとする外力は実質的に吸収されて、制御スリーブ３を
移動させるような有害な加振力となるのを防ぐものであ
る。

そのほかの構成及び作用効果は、第五の実施例と同様で
ある。

第７図は、本発明の第七の実施例を示したもので、第２
図の変形例となる。

このダッシュポット機構１０１においては、質量体１０
２とコントロールロッド４とが、レバ１０３とリンク部
材１０４とで連結されている。レバ１０３は、第二の実
施例におけるレバ２５と同様に延長されていると共に、
その先端に設けられたリンクビン１０５を介して、リン
ク部材１０４に回動自在に接続されている。そしてリン
ク部材１０４の他端側は、質量体１０２の上端に設けら
れたリンクピン１０６を介して連結されている。即ち、
コントロールロッド４の回転があった時には、この回転
は質量体１０２の上下動に変換されるようになっている
。

このように構成することで、第２図の球状部材３２及び
消３１による結合に比べて、質量体１０２における接触
面圧を低減でき、装置の耐久性を向上させることができ
る。

その他の構成、及び作用効果は第二の実施例と同様であ
り、同一の符号を付して説明を省略する。

第８図は、本発明の第への実施例を示したものである。

この実施例におけるダッシュポットａ綱１１１は、制御
スリーブ３の下端に一体的に設けられたピストン部材１
１２と、プランジャバレル８に区画形成されたシリンダ
室１１３とで成り、ピストン部材１１２、のピストン板
１１４に、所定の孔面積を有した絞り孔１１５が形成さ
れている。

シリンダ室１１３は、プランジャ２の外周に形成されて
、実質的にその外壁１１６とプランジャバレル８の内壁
１１７とによって区画されている。またシリンダ室１１
３の有効深さｄは、制御スリーブ３の摺動範囲に相当す
る長さになされ、ピストン板１１４のストロークにあっ
て、シリンダ室が常に密閉されるようになっている。

またピストン板１１４と制御スリーブ３とを結ぶ接続柱
１１８には、燃料通路１１９が形成され、燃料の流通に
支障を与えないようになっている。

このように構成されたダッシュボットｉｌｌ構１１１は
、加振力による制御スリーブ３の振動を、直接受けてこ
れを減衰し、その移動を防止するものである。

なお、このダッシュポット機構１１１を、制御スリーブ
３の上端に設ける構成も考えられるが、ピストン部材１
１２の復動に伴って発生する気泡が溜まり易くなって、
その機能が低下するおそれがあることより、その対策が
必要になる。

また、制御スリーブ３の下端は、プランジャ２が燃料吸
込行程のとき、リード６が外部に開口するように形成す
ることもあるので、この場合はこれと干渉しないように
、それよりも下方にピストン部材１１２を設けることが
望ましい。

この曲の作用効果は、１１１１記実ｊｊｈ例と同様であ
る。

なお、以上の第一・乃至第への実施例においては、ダ／
シュポット機構をプランジャバレル内に設けて、作動流
体としてその内に充填された燃料を利用するようにした
か、それ以外の流体、例えばエンジンオイルや作動油、
水等を用いてら横わない、また振動振幅が大きいときは
、気体を用いても構わない。

［発明の効果］ 以上要するに本発明によれば、次のにうな優れた効果を
発揮する６ 制御スリーブ或いはその駆動系に摺動方向の加振力を緩
衝するタッシュボッ１〜機構を設けたので、制御スリー
ブへの加振力を有効に減衰させることかでき、プリスト
ローク制御ｊｌｌの安定化が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる燃料噴射ポンプのグリストロー
ク制御装置の第一の実施例を示した側面図、第２図は本
発明の第二の実施例を示した側面図、第３図は本発明の
第三の実施例を示した側Ｗｉ図、第４図は本発明の第四
の実施例を示した側面図、第５図は本発明の第五の実施
例を示した側面図、第６図は本発明の第六の実施例を示
した側面図、第７図は本発明の第七の実施例を示した側
面図、第８図は本発明の第への実施例を示した（Ｉ−１
面図、第９図は従来の燃料噴射ポンプのプリストローフ
ｇｔ　ａａ装置を示しなｌＩ？Ｉ　ＩＪＪｉ而図、面ｔ
ｏＬ！ｌは第９図中のＸ−Ｘ１欠視断面図、第１１図は
その要部を示した側面図である。 図中、２はプランジャ、３は制御スリーブ、・ｌはその
駆動系たるコントロールロッド、２１はダッシュポット
機構である。 特許出願人　いすダ自動車株式会社 代理人　弁理士　絹　谷　信　雄 第２図 第７図 ↓ 第８図 第５図 第６図 第１０図 第１１図 手続：？ＴＮ正書（自発） 平成１年１０月１３日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、燃料噴射ポンプのプランジャに摺動してプリストロ
   ークを制御する制御スリーブ或いはその駆動系に、上記
   摺動方向の加振力を緩衝するダツシュポット機構を設け
   たことを特徴とする燃料噴射ポンプのプリストローク制
   御装置。