JPH0551048B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はデイーゼルエンジン等に使用される対
向プランジヤ式の燃料噴射ポンプ装置に関する。

（従来の技術） 一般に対向プランジヤ式の燃料噴射ポンプは、
１対又は複数対のプランジヤをロータ軸に直径方
向に対向させて組込むとともに、ロータ軸の周囲
に環状のカムを配置し、ロータ軸の回転にともな
つてプランジヤがカムの内周により駆動されるよ
うになつている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが従来構造では、燃料噴射ポンプの噴射
特性（噴射時期や噴射率）を調整するための機構
が複雑かつ大形であるという問題があり、又その
ために、噴射特性をエンジンの種々の運転状況に
対応させて最適値に設定することが、難しいとい
う問題がある。

（問題点を解決するための手段） 上記問題を解決するために、本発明は、複数の
対向プランジヤ３０を組込んだロータ軸３の周囲
にプランジヤ駆動用の環状のカム３１を配置して
燃料圧送ポンプを構成し、該ポンプの燃料通路に
該通路の閉鎖期間及び閉鎖タイミングを調整する
コントロール装置１６を設け、該コントロール装
置１６に、ロータ軸３の外周に嵌合する環状のコ
ントロールスリーブ１５を設け、該スリーブ１５
の軸方向の移動により上記閉鎖期間が変化し、円
周方向の移動により上記開閉タイミングが変化す
るように上記コントロール装置を構成し、上記コ
ントロールスリーブ１５に、該スリーブ１５を軸
方向に移動させるガバナ５５と、エンジンの運転
状態に応じてスリーブ１５を回動させるスリーブ
角度位置調整機構７０とを連結し、スリーブ角度
位置調整機構７０は、ケーシング組立体１に設け
たシリンダ７２に、コントロールスリーブ１５の
接線方向に延びると共にコントロールスリーブ１
５に係合するピストン７３を、ケーシング組立体
１に組込み、シリンダ７２内の油圧室７７を、エ
ンジン回転数に対応して回転数が変化する給送ポ
ンプ６に接続して構成し、上記環状カム２５にエ
ンジンの運転状況に応じてカム２５を回動させる
カム角度位置調整機構４０を連結し、該カム角度
位置調整機構４０は、ケーシング組立体１に固定
されるシリンダ４１と、該シリンダ４１に摺動自
在に嵌合すると共に環状カム３１に係合するピス
トン４２とを有し、シリンダ４１内の油圧室４３
を、エンジン回転数に対応して回転数が変化する
給送ポンプ６に接続して構成していることを特徴
としている。

（作用） 上記構成によると、エンジンの運転状況に応じ
てコントロールスリーブ及び環状カムの角度位置
が変えられる。それにより、燃料通路が閉鎖され
るタイミングが変化するとともに、その通路閉鎖
期間中にプランジヤを駆動するカム面の区間（カ
ム面の使用域）が変化し、その結果、燃料噴射率
（ロータ軸の単位回転角度当りの燃料噴射量）が
変化し、最適値に設定される。又カム面の使用域
の変化にともなつて噴射タイミングが変化する
が、カム角度位置調整機構によりカムを回動させ
ることにより、噴射タイミングは最適値に設定さ
れる。

（実施例） 第１図において、燃料噴射ポンプのケーシング
組立体１の内部には、１対のポンプ軸２及びロー
タ軸３が概ね同芯に配置され、オルダム継手５に
より互いに連結されている。ポンプ軸２は図示さ
れていない機構を介してエンジンの出力軸に連結
している。オルダム継手５の近傍において、ポン
プ軸２には給送ポンプ６のロータ７が取付けてあ
る。燃料給送ポンプ６の入口６ａはケーシング組
立体１の内部通路９や継手１０及び外部通路（図
示せず）を介して燃料タンクに接続している。給
送ポンプ６の出口６ｂはケーシング組立体１の内
部の通路１１を介して室１２に接続している。

室１２にはロータ軸３のオルダム継手５と反対
側の端部１３が入込んでおり、端部１３とその外
周に嵌合する環状のコントロールスリーブ１５に
よりコントロール装置１６が形成されている。コ
ントロール装置１６は、後述する如く、燃料噴射
特性を調整するように構成されており、室１２は
コントロール装置１６を介してロータ軸３内部の
通路１７に接続するようになつている。通路１７
はロータ軸３の中心部をその長手方向に延びてお
り、オルダム継手５の近傍において圧送ポンプ２
０のポンプ室２１に接続している。

ロータ軸３の長手方向中間部には、通路１７か
らロータ軸３の外周面まで延びる１個の出口通路
２２が半径方向に設けてあり、ケーシング組立体
１にはそれぞれ一端が通路２２に接続する複数の
（エンジン気筒数と同数の）通路２３が設けてあ
る。通路２３の他端はケーシング組立体１に固定
したデリバリバルブ２５の入口に接続している。
図示されていないが、デリバリバルブ２５の出口
は高圧燃料管を介して各気筒の燃料噴射弁に接続
しており、圧送ポンプ２０で加圧された燃料が通
路１７，２２，２３、デリバリバルブ２５等を経
て燃料噴射弁に送られて燃焼室内へ噴射されるよ
うになつている。

前記通路１１の下流部には電磁弁からなる燃焼
遮断弁２６が設けてある。燃料遮断弁２６は通路
１１を閉鎖してエンジンを停止させるためのもの
で、ケーシング組立体１に固定されている。又通
路１１の上流部には調圧弁２７が設けてある。調
圧弁２７もケーシング組立体１に組込まれてお
り、その逃し通路２８はポンプ入口６ａ側の通路
９に接続している。

この構成によると、遮断弁２６により通路１１
を閉鎖した場合、ポンプ６の吐出圧力を受けて調
圧弁２７が開放し、ポンプ６の入口６ａと出口６
ｂは通路２８を介して接続される。従つて燃料遮
断時に通路１１に異常な高圧（ポンプ吐出圧）が
加わることを防止し、ポンプ６やシール等の破損
を防ぐことができる。

第１図の−断面部分図である第２図の如
く、前記圧送ポンプ２０は１対（又は２対）の円
柱状プランジヤ３０を環状のカム３１で駆動する
ようになつている。両プランジヤ３０はロータ軸
３の大径部（ロータ）に設けた直径方向の孔に摺
動自在に嵌合している。前記ポンプ室２１は両プ
ランジヤ３０の間に形成されている。各プランジ
ヤ３０のポンプ室２１と反対側の端部はシユー３
２及びローラ３３を介してカム３１の内周のカム
面３５に当接している。シユー３２はロータ軸３
の外周部の切欠きに摺動自在に嵌合しており、ロ
ーラ３３を回動自在に保持している。又カム３１
はケーシング組立体１（ハウジング）に回動自在
に取付けてあり、カム角度位置調整機構４０によ
りその回転角度位置を調整されるようになつてい
る。

カム角度位置調整機構４０はケーシング組立体
１に固定されるシリンダ４１と、シリンダ４１に
摺動自在に嵌合するピストン４２等により構成さ
れている。ピストン４２には一端から中間部にか
けて油圧室４３を形成する穴が設けてあり、油圧
室４３に前記通路１１の分岐通路４４が接続して
いる。上記穴（油圧室４３）の底壁とシリンダ４
１の端壁との間には圧縮コイルスプリング４５が
設けてあり、又シリンダ４１には油圧室４３内を
上記穴の底壁に向かつて突出するねじ４６が突出
量調整自在に設けてある。更にピストン４２の長
手方向中間部にはピン４７が取付けてある。ピン
４７はピストン４２の直径方向の孔に嵌合してお
り、一端部がカム３１の孔４８に嵌合している。

上記構成によると、ロータ軸３の回転にともな
つてカム面３５がプランジヤ３０を押込むことに
より、ポンプ室２１において燃料が加圧され、前
述の如く燃料噴射弁へ送られる。又ローラ３３が
カム面３５の頂部を通過してプランジヤ３０が外
方へ移動できる状態になると、第１図の給送ポン
プ６から通路１１，１７等を経てポンプ室２１へ
燃料が供給される。

そして、上記加圧動作において、カム３１の角
度位置が変ると、実際に燃料噴射動作時（加圧動
作時）にローラ３３を押すカム面３５の区間（使
用域）が変化する。そのために噴射動作時のロー
ラ３３のリフトや移動速度が変化し、燃料噴射率
が変化する。従つてカム角度位置調整機構４０に
よりカム３１の角度位置を変えることにより、燃
料噴射率が調整される。

又第１図の給送ポンプ６はエンジン出力軸によ
り駆動されており、給送ポンプ６から通路１１及
び第２図の通路４４を経て油圧室４３へ導入され
る油圧もエンジン回転数に対応している。そのた
めにエンジン回転数が変化すると、油圧室４３か
らピストン４２に加わる力が変化し、ピストン４
２が移動してカム３１を回動させる。従つてカム
３１の角度位置すなわち噴射率はエンジン回転数
に対応して設定される。

第１図の如く、ケーシング組立体１にはガバナ
５５が組付けてある。カバナ５５自体は衆知の構
造で、その入力軸５６はギヤ機構５７を介してポ
ンプ軸２に連結しており、入力軸５６の回転速度
に対応してガバナウエイト５８が移動することに
より、ピン５９が回動してピン５９の先端の偏心
ピン６０がロータ軸３の軸方向に移動するように
なつている。

第１図ならびに第１図の−断面略図である
第３図の如く、前記コントロールスリーブ１５
は、外周部の一部を円周方向に延びる切欠き６５
と、外周部を軸方向に延びる切欠き６６とを備え
ている。上記ピン６０は円周方向の切欠き６５に
嵌合しており、ピン５９の回動にともなつてコン
トロールスリーブ１５を軸方向に移動させるよう
になつている。又軸方向の切欠き６６にはスリー
ブ角度位置調整機構７０のピン７１が嵌合してお
り、ピン７１によりコントロールスリーブ１５を
回動させるようになつている。

スリーブ角度位置調整機構７０はケーシング組
立体１に設けたシリンダ７２にコントロールスリ
ーブ１５の接線方向に延びるピストン７３を組込
んで構成されており、上記ピン７１はピストン７
３の長手方向中間部の直径方向の孔に嵌込まれて
いる。ピストン７３の一方の端部には圧縮コイル
スプリング７５及びねじ７６が入込む穴が設けて
ある。スプリング７５はシリンダ７２の端壁部材
とピストン７３の間に縮設されている。ねじ７６
は上記端壁部材に突出量調節自在に取付けてあ
る。ピストン７３のスプリング７５と反対側の端
部は油圧室７７に面している。油圧室７７はケー
シング組立体１内の通路７８を介してコントロー
ルスリーブ１５の周囲の隙間（室１２）に連通し
ている。

第３図の拡大部分略図である第４図及びコント
ロールスリーブ１５の内面の展開図である第５図
の如く、コントロールスリーブ１５の内面には円
周方向に間隔を隔てて例えば３本の溝Ｐ，Ｑ，Ｒ
が設けてある。溝Ｐはコントロールスリーブ１５
の軸方向に延びているが、溝Ｑ，Ｒはコントロー
ルスリーブ１５の軸方向に対して傾斜して互いに
平行に延びている。従つて溝Ｑは一方の端部qa
が溝Ｐから最も円周方向に離れ、他方の端部端部
qbが溝Ｐに対して最も接近している。又ロータ
軸３には通路１７からロータ軸３の外周まで放射
状に延びる例えば４本の通路Ｓ１〜Ｓ４が設けて
ある。

上記構成によると、ロータ軸３の回転にともな
つて通路Ｓ１〜Ｓ４は溝Ｐ，Ｑ，Ｒに間欠的に接
続し、それにより噴射特性が以下のように調整さ
れる。

図示の実施例では、第４図の通路Ｓ１が溝Ｐを
通過して全ての通路Ｓ１〜Ｓ４がいずれの溝Ｐ，
Ｑ，Ｒにも連通しない状態になると、すなわち通
路１７が室１２に対して閉鎖されると、燃料の噴
射が開始される。この動作の後、例えば通路Ｓ１
に対して回転方向前方に位置する通路Ｓ２が溝Ｑ
に連通すると、すなわち通路１７が室１２に開放
されると、燃料の噴射が終了する。

このように噴射開始から噴射終了までの時間は
通路Ｓ１が溝Ｐを通過してから通路Ｓ２が溝Ｑに
接続するまでの時間に対応するが、その噴射時間
はコントロールスリーブ１５の軸方向の位置によ
つて次のように変化する。すなわちコントロール
スリーブ１５が第５図で矢印Ｍ方向に移動し、通
路Ｓ１〜Ｓ４がコントロールスリーブ１５に対し
て第５図で１点鎖線で示す位置へ相対的に移動し
た場合、通路Ｓ２は溝Ｑの端部qaを通過するこ
とになり、通路Ｓ１が溝Ｐを通過してから通路Ｓ
２が溝Ｑに接続するまでの時間は長くなる。又コ
ントロールスリーブ１５が矢印Ｎ方向に移動し、
通路Ｓ１〜Ｓ４がコントロールスリーブ１５に対
して第５図で破線で示す位置へ相対的に移動した
場合、通路Ｓ２は溝Ｑの端部qbを通過すること
になり、通路Ｓ１が溝Ｐを通過してから通路Ｓ２
が溝Ｑに接続するまでの時間は短くなる。

従つて第１図のカバナ５５によりコントロール
スリーブ１５の軸方向の位置を調整することによ
り、燃料噴射時間、すなわち燃料噴射量を調整す
ることができる。

又第４図のコントロールスリーブ１５を回動さ
せて角度位置を変更することにより、通路Ｓ１〜
Ｓ４が溝Ｐ，Ｑ，Ｒと連通するタイミングが変化
する。従つて第３図のスリーブ角度位置調整機構
７０によりコントロールスリーブ１５の回転角度
位置を変えることにより、燃料噴射のタイミング
が変更され、又タイミングの変更にともなつて、
噴射動作時にプランジヤ３０を押すカム面３５の
区間（使用域）が変化し、噴射率が変化する。

前述の如く、給送ポンプ６から通路１１及び室
１２、第３図の通路７８を経て油圧室７７へ導入
される油圧もエンジン回転数に対応して変化す
る。そのためにエンジン回転数が変化すると、油
圧室７７からピストン７３に加わる力が変化し、
ピストン７３が移動してコントロールスリーブ１
５を回動させる。従つてコントロールスリーブ１
５の角度位置すなわち噴射タイミングや噴射率は
エンジン回転数に対応して最適値に設定される。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によると、ガバナ５
５によりコントロールスリーブ１５の軸方向位置
を変えて噴射量を調整するとともに、コントロー
ルスリーブ１５ならびに圧送ポンプ２０のカム３
１の角度位置を変えて噴射率や噴射タイミングを
調整するようにしたので、燃料噴射特性を向上さ
せるとともに、構造の簡単化及び軽量化を図るこ
とができる。又制御用の移動部（コントロールス
リーブ１５やカム３１）が軽量かつ簡単であるこ
とにより、移動部の移動をエンジン運転状態に正
確かつ速やかに追従させることができ、高速型エ
ンジンのように運転状態が大きく変化するエンジ
ンにおいても、常に最適の噴射状態に保つてエン
ジン性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の断面図、第２図は第１
図の−断面部分図、第３図は第１図の−
断面図、第４図は第３図の拡大部分略図、第５図
は第４図の展開略図である。１……ケーシング組
立体、３……ロータ軸、６……給送ポンプ、１５
……コントロールスリーブ、１６……コントロー
ル装置、２０……燃料圧送ポンプ、３０……プラ
ンジヤ、３１……カム、４０……カム角度位置調
整機構、４１……シリンダ、４２……ピストン、
４３……油圧室、５５……ガバナ、７０……スリ
ーブ角度位置調整機構、７１……シリンダ、７２
……ピストン、７３……油圧室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数の対向プランジヤ３０を組込んだロータ
   軸３の周囲にプランジヤ駆動用の環状のカム３１
   を配置して燃料圧送ポンプを構成し、該ポンプの
   燃料通路に該通路の閉鎖期間及び閉鎖タイミング
   を調整するコントロール装置１６を設け、該コン
   トロール装置１６に、ロータ軸３の外周に嵌合す
   る環状のコントロールスリーブ１５を設け、該ス
   リーブ１５の軸方向の移動により上記閉鎖期間が
   変化し、円周方向の移動により上記開閉タイミン
   グが変化するように上記コントロール装置を構成
   し、上記コントロールスリーブ１５に、該スリー
   ブ１５を軸方向に移動させるガバナ５５と、エン
   ジンの運転状態に応じてスリーブ１５を回動させ
   るスリーブ角度位置調整機構７０とを連結し、ス
   リーブ角度位置調整機構７０は、ケーシング組立
   体１に設けたシリンダ７２に、コントロールスリ
   ーブ１５の接線方向に延びると共にコントロール
   スリーブ１５に係合するピストン７３を、ケーシ
   ング組立体１外部から組込み、シリンダ７２内の
   油圧室７７を、エンジン回転数に対応して回転数
   が変化する給送ポンプ６に接続して構成し、上記
   環状カム３１に、エンジンの運転状況に応じてカ
   ム３１を回動させるカム角度位置調整機構４０を
   連結し、該カム角度位置調整機構４０は、ケーシ
   ング組立体１に固定されるシリンダ４１と、該シ
   リンダ４１に摺動自在に嵌合すると共に環状カム
   ３１に係合するピストン４２とを有し、シリンダ
   ４１内の油圧室４３を、エンジン回転数に対応し
   て回転数が変化する給送ポンプ６に接続して構成
   していることを特徴とする燃料噴射ポンプ装置。