JPH0635863B2

JPH0635863B2 - 燃料噴射ポンプ

Info

Publication number: JPH0635863B2
Application number: JP60060225A
Authority: JP
Inventors: 洋及川; 明男石田; 和夫伊藤; 公夫上原
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp; Diesel Kiki Co Ltd; Zexel Corp
Current assignee: Bosch Corp; Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1985-03-25
Filing date: 1985-03-25
Publication date: 1994-05-11
Anticipated expiration: 2009-05-11
Also published as: JPS61218769A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は内燃機関の燃焼室へ燃料を噴射するための燃料
噴射ポンプに関するものである。

従来、例えば実開昭５８−１１４８７５号に示されるよ
うな燃料噴射ポンプ、即ち第１図においてバレル０４内
に摺動可能に嵌装されるプランジャ０８、プランジャ０
８の上端面と周側面とを連通するプランジャ内の油孔０
８ａ、油孔０８ａに連通され、プランジャ０８の周側面
に形成された傾斜溝０８ｂと縦溝０８ｃ、プランジャ０
８の外周に摺動自在に嵌装された可動スリーブ０１４、
可動スリーブ０１４に形成され傾斜溝０８ｂあるいは縦
溝０８ｃとを連通される開口０１４ａを有し、プランジ
ャ０８をボール０２２を介してラック０２４により回動
させて傾斜溝０８ｂと開口０１４ａとの位置を制御して
噴射量を制御し、可動スリーブ０１４をレバー０２８を
介して操作軸０２６により上下動させて噴射時期を制御
した燃料噴射ポンプが知られている。しかしながら、該
燃料噴射ポンプはプランジャ０８が最小有効ストローク
の状態で、かつプランジャ０８が上昇行程位置にあると
き、可動スリーブ０１４と開口０１４ａの間の長さと縦
溝０８ｃ上端と開口０１４ａの間の長さとの関係が示さ
れておらず、開口０１４ａが傾斜溝０８ｂを通過した
後、縦溝０８ｃの上端が可動スリーブ０８の上端より突
出せず、縦溝０８ｃ及び傾斜溝０８ｂが可動スリーブ０
８に閉塞されて、２度噴射する惧れがあった。本願発明
は上記不具合を解消するもので、プランジャが最小有効
ストロークの状態で、かつプランジャが上昇行程位置に
あるとき、制御スリーブと制御孔の間の長さと縦溝上端
と制御孔の間の長さとの関係を有して、制御孔が傾斜溝
を通過した後、縦溝の上端が制御スリーブの上端から突
出して、縦溝及び傾斜溝が制御スリーブに再度閉塞され
ることなく、２度噴射するのを防止することを目的とす
るものである。本願の発明は、ハウジング内に形成した
加圧室に連通するばね負荷された吐出弁，その一端が上
記加圧室に臨み他端がエンジンにより駆動されるカムに
作動的に連結されたプランジャ，一端が上記加圧室に連
通する同プランジャ内の油路，ハウジング内において上
記プランジャを囲んで設けられた燃料室，上記燃料室内
においてプランジャの外側に摺動自在に嵌装された制御
スリーブ，上記油路を介して加圧室と燃料室とを連通さ
せ又は遮断するための上記プランジャの外周面又は制御
スリーブのいずれか一方にプランジャ軸線に対して傾斜
させて設けた傾斜溝と同軸線に沿って設けた縦溝とを有
する制御溝，プランジャ外周面又は制御スリーブのいず
れか他方に設けられた上記制御溝と協働する制御孔，上
記ハウジングに支持された燃料噴射量を制御するための
噴射量制御部材，及び同スリーブを上記プランジャの軸
線方向に移動させる噴射時期制御部材を備え，上記噴射
量制御部材の作動により上記プランジャが最小有効スト
ロークの状態で，且つ上記プランジャが上昇行程位置に
あるとき，上記制御スリーブ上端と上記制御孔との間の
長さを上記縦溝上端と上記制御孔との間の長さよりも小
さくなるように設定して燃料の２段吹きを防止するよう
に構成したことを特徴とする燃料噴射ポンプを要旨とす
る。

次に，第１の発明を第２〜１４図に示す第１実施例につ
いて説明する。図中，符号２はハウジング，４は同ハウ
ジング内に保持された複数個のバレルの一つであって，
各バレル４の軸線がハウジング２内の一平面上に並列に
並ぶように位置されている。なお，このバレル４は第１
バレル部４ａとこれに圧入された第２バレル部４ｂとよ
りなる。６は各バレル４の上部に取付けられたエンジン
の各気筒に夫々接続される吐出弁ホルダ，７ａは吐出
弁，８は各バレル４内に摺動自在に嵌装されたプランジ
ャ，１０は同プランジャを下方へ付勢するスプリング，
１２は図示しないエンジンの駆動軸に連動されたプラン
ジャ８を押し上げるカム，１４はプランジャ８外周に摺
動自在に嵌装された制御スリーブ，１６は各バレル４に
固定された制御スリーブ１４の案内溝１７に係合してそ
の回動を規制するガイドピン，１８はバレル４に回動自
在に支持されかつプランジャ８に回動不能に係合された
スリーブである。プランジャ８は，その上端面と周側面
とを連通する油路８ａと，油路８ａに連通して周側面に
形成した周側面開口８ｂと，開口８ｂと連続すると共に
プランジャ８軸線に沿う周側面に刻設した縦溝８ｃと，
この縦溝８ｃと交差すると共にプランジャ軸線に傾斜す
る傾斜溝８ｄとを有しており，上記両溝８ｃ，８ｄと給
油孔８ｂ（以下開口という）とで制御溝が形成される。
他方，制御スリーブ１４には噴射終りを規定する制御孔
１４ａが貫設されている。ここで，プランジャ８が第７
図に示すように所定の有効ストロークをするとき，燃料
を噴射するための条件は，制御スリーブ１４の上下巾を
ｌ₀，縦溝８ｃと開口８ｂとを含む長さをｌ₁とすると，
ｌ₀＞ｌ₁なる関係が成立することが要求される。また，
第８図に示すようにプランジャ８が最小の有効ストロー
ク、すなわち開口８ｂがプランジャ８の上昇に伴って傾
斜溝８ｄ側の縦溝８ｃ近傍を通過する最小の燃料噴射を
行うストロークで、燃料を噴射するときに、燃料終りに
おける２段吹きを防止するための条件は、制御孔１４ａ
上端と制御スリーブ１４上端との間の長さをｌ_４、該制
御孔１４ａ上端と縦溝８ｃとの間の長さをｌ_３とすると
き、ｌ_３＞ｌ_４なる関係が成立することが要求される。
つまり、開口８ｂがプランジャ８の上昇に伴って傾斜溝
８ｄ側の縦溝８ｃ近傍を通過して最小の燃料噴射を行
い、制御孔１４ａが傾斜溝８ｄに面して噴射が終了す
る。しかしながら、プランジャ８はさらに上昇し続ける
ため、制御孔１４ａが傾斜溝８ｄの下方に位置して（第
８図の状態）制御孔１４ａと傾斜溝８ｄとの連通が解除
され再度噴射状態となるが、ｌ_３＞ｌ_４なる関係が存在
することから、制御孔１４ａと傾斜溝８ｄとの連通が解
除され再度噴射状態となる以前に縦溝８ｃの上端部が既
に制御スリーブ１４の上端より突出して油路８ａ内の油
圧を開放させ、２度吹きが防止される。さらに第９図に
示されるように，制御孔１４ａか縦溝８ｃに対応した位
置でプランジャ８が上下動するとき，すなわち燃料の無
噴射を決めるための条件は，制御孔１４ａ下縁と制御ス
リーブ１４下端との間の長さをｌ₂とするとき、ｌ₁＞ｌ
₂なる関係が成立することが要求される。さらに第１０
図において，上記無噴射作動の状態で制御孔１４ａが開
口８ｂの下縁でプランジャ８に閉塞されても，無噴射を
確実に実現できるための条件はｌ₁≧ｌ₄なる関係が成立
することを要求される。なお，第４図において符号１５
は図示しないフィードポンプから供給される燃料を貯溜
する燃料室を示し，燃料は，プランジャ８が筒形状の第
２バレル部４ｂに油密状態を保持したまま嵌合されてい
るため，カム軸室１３に洩れない。また２１はカム軸室
１３内へ潤滑油を供給するための給油口，２３はタペッ
トに突設したガイドピンであって，ハウジング２に刻設
したガイド溝２７に摺動できるように係合する。さらに
第５図では図示していないが，第４図に示す符号２９は
後述する操作軸２６のねじ穴にねじ込まれた調整ねじ
（第５，１２図では図示を省略している）であって，同
ねじを弛緩させてレバー２８を適宜回転させることによ
り噴射時期を微調整することができるものである。

さらに上記構成ではエンジンの駆動軸より回転力を受け
て連動するカム軸１２ａにより，カム１２が１回転する
と，タペット２５のローラ２５ａはカム１２に押圧され
る毎に，プランジャ８を上方に一定リフト量，即ち，１
ストローク上下に往復動するものである。

ここで，第４図に示す状態からプランジャ８がカム１２
により押圧されて燃料を圧送する過程を第１１図（ａ）
〜（ｅ）（制御スリーブ１４は（ａ）〜（ｂ）間におい
て定位置にあるものとする）について説明すると，制御
スリーブ１４，プランジャ８と制御スリーブ１４との関
係位置が（ａ）図に示す状態，すなわち，開口８ｂが制
御スリーブ１４によって未だ完全に閉塞されていないと
きは加圧室２０と燃料室１５とは連通しているため，燃
料は圧送されない。次いで開口８ｂが（ｂ）図の状態を
経由して（ｃ）図に示すように制御スリーブ１４により
閉塞されると，加圧室２０は燃料室１５から遮断され，
プランジャ８により加圧される。このａ〜ｃの間をプラ
ンジャ８がストロークすることをプレストロークとい
う。ｃ図からｄ図のようにプランジャ８が上昇しつづけ
ると，加圧室２０内の吐出圧が吐出弁ホルダ６のスプリ
ング７ｂのばね力に打勝って，吐出弁７ａが開き，高圧
燃料は噴射管６ａを介して噴射ノズルＶへ供給される。
そしてプランジャの傾斜溝８ｄがｅ図のように制御孔１
４ａに連通するまで燃料は圧送されるが，ｅ図に示すよ
うに傾斜溝８ｄが制御孔１４ａに臨むようになると加圧
室２０は油路８ａ，開口８ｂ，縦溝８ｃを介して燃料室
１５と連通して圧送が終了する。また傾斜溝８ｄは第６
図から明らかなように，プランジャ８の外周においてそ
の軸線に対し傾斜して延びているので，プランジャ８を
スリーブ１８によって回動変位させることにより，プラ
ンジャ８のストロークにおいて傾斜溝８ｄと制御スリー
ブ１４の開口１４ａとの対応時期を変えることができ，
これによりプランジャ８の１ストローク当りの噴射量を
調節できる。なお，スリーブ１８の回動方向の変位は，
同スリーブ１８上に固着されたボール２２に係合するラ
ック２４をその長手方向に変位させることによって行わ
れる。次に，噴射時期の制御機構について説明すると，
噴射時期の制御は制御スリーブ１４をプランジャ８に沿
って摺動変位させることにより行われるが，この摺動変
位は，ハウジング２に支持され制御スリーブ１４の側方
にあって上述したバレル４が並列にならぶ一平面と平行
なかつプランジャ８の軸線に直角な一直線上に軸線を有
する操作軸２６と，同操作軸２６に固定され同操作軸か
らプランジャ８に向って延びたレバー２８と，制御スリ
ーブ１４の外周面に形成されレバー２８の先端部に係合
して同レバーの操作軸２６を中心とする回動変位と制御
スリーブ１４の摺動変位とを連動せしめる切欠溝１４ｂ
とにより行われる。なお，レバー２８の先端部の外周面
はガタが生じないように切欠溝１４ｂの内周面と常に接
触する曲率を有している。また，第１２図によく示され
るように操作軸２６の両端の支持部２６ａは，同操作軸
とレバー２８とを含む同操作軸の直径方向外寸よりも大
きい外径を有する軸受３０を介してハウジング２に支持
され，同軸受３０の一端とハウジング２との間にはプレ
ート３２が介装されている。３４はハウジング２に嵌着
され軸受３０の抜け止めを成すスナップリング，３６は
軸受３０に植設されプレート３２を貫通してハウジング
２に係合する位置決めピンである。

操作軸２６の取付けは，ハウジング２に各バレル４，プ
ランジャ８および制御スリーブ１４を装着した後で，操
作軸２６をハウジング２の端部から挿入することにより
行われるのであるが，このときレバー２８のバレル４に
対する干渉を防止するため操作軸２６を正規の装着位置
よりもバレル４から遠い位置に変位させることができる
ように，操作軸２６の支持部２６ａに嵌装される軸受３
０およびプレート３２をハウジング２へ装着しない状態
で同操作軸２６をハウジング２の端部開口から同ハウジ
ング内に挿入する。そして，自重によって最下位置にあ
る可動スリーブ１４の溝１４ｂにレバー２８の先端部が
入り込むように，操作軸２６を側方へ変位させ，最後に
同操作軸２６の支持部２６ａを軸受３０およびプレート
３２によってハウジング２の正規位置へ装着することに
より完了する。

なお，操作軸２６の回動変位は，第２，３，５図に示さ
れるように同操作軸２６の一端部に固定された操作レバ
ー４０と，ハウジング２にブラケット４１によって支持
され操作レバー４０をスライダ４２を介して回動せしめ
る電磁ソレノイド４４によって行われ，更に同電磁ソレ
ノイドを正確に作動させるために操作レバー４０の回動
変位を計測するポテンショメータ４６がブラケット４１
に支持されている。そして，第１４図に示されるよう
に，エンジン回転数，ペダル踏込量，冷却水温，吸気
温，吸気系のブースト圧，排気温等の種々の情報源５０
を演算するコントロールユニット５２にポテンショメー
タ４６による情報が送られ，これらを総合して演算して
より正確な噴射時期のコントロールが得られるように構
成されている。なお，このポテンショメータ４６の代わ
りに差動トランス式センサを採用することも可能であ
る。また，上記実施例において，電磁ソレノイド４４の
代わりに，油圧シリンダによって操作レバー４０を回動
させることも可能である。

第１実施例は上記構成を有するため，次のような作用効
果を有する。すなわち，プランジャ８をその軸線の周り
に回動させ制御溝の一部を形成する傾斜溝８ｄに対する
制御孔１４ａの相対関係位置を変化させることにより，
プランジャの有効ストロークが変化し，このため燃料噴
射量を調整することができる。また縦溝８ｃを制御孔１
４ａに一致させると第９図に示すように無噴射の状態に
できる。またレバー２８を有する操作軸２６が回動変位
することにより，制御スリーブ１４はプランジャの軸線
方向に変位する。このためプランジャのプレストローク
が変化することになって，噴射タイミングが調整でき
る。そして，プランジャと制御スリーブとの間の各部の
寸法が第７〜１０図に示したように，ｌ₀＞ｌ₁（（１）
式），ｌ₁＞ｌ₂（（２）式），ｌ₁≧ｌ₄（（３）式），
およびｌ₃＞ｌ₄（（４）式），の関係が成立するように
設定されているため，（１）式により噴射が可能となる
条件が，（２）式により無噴射を確保できる条件が，
（３）式により無噴射作動状態においては燃料の噴射を
確実に阻止する条件が，（４）式により最小の有効スト
ロークで噴射させている場合に，プランジャ８が第１０
図に示すように上死点まで変位したとき，たとえ制御孔
１４ａが制御溝と連通しなくなっても縦溝８ｃの上端が
制御スリーブ１４上端から燃料室１５内に臨むことによ
り燃料の２段吹きを確実に阻止する条件がそれぞれ規定
される。このため，確実な燃料の噴射量制御および噴射
時期制御を実現でき，また噴射時期は小さな操作力で制
御できるため噴射時期の制御を電子制御できることとな
り，さらに従来のようなタイマを不要にでき，それだけ
構造を簡単にできる。さらに第２バレル４ｂの下方筒部
においてプランジャ８が油密に嵌合された構成であるた
め燃料室１５の燃料がカム軸室１３へ流入するのを阻止
できる。また第４図に示すプランジャ径で，カム１２に
プロフイルを変更して，カムリフト量を大きくしたり，
あるいはカムリフト量はそのままで，プランジャ径のみ
を大きくしたりして吐出圧，すなわちポンプ圧力を増大
させた構造のポンプの場合には，ポンプ圧力がポンプ耐
圧近傍に達したとき，そのエンジン回転域から高回転域
において，上記噴射時期制御により進角操作（制御スリ
ーブ１４を下方に移動させる）をすれば容易にポンプ耐
圧以下でポンプを使用可能となるもので，これにより，
エンジン出力の向上を図れるなどの種々の作用効果を有
する。

上記第１実施例では噴射量制御はプランジャ８を回動さ
せることにより行なったが，制御スリーブを１本の操作
リンク系によって上下動だけでなく，プランジャ軸線の
周りに回動させるように構成してもよい。また制御溝は
プランジャ８に，制御孔１４ａは制御スリーブ１４に設
けたが，制御溝を制御スリーブ側に，制御孔をプランジ
ャ側にそれぞれ設けてもよく，さらに制御溝はプランジ
ャ８の片側の周面にのみ刻設したが，反対側の周面にも
設けてもよい。またプランジャを貫通する開口８ｂおよ
び制御スリーブの制御孔１４ａはそれぞれ２個づつ設け
たが，両者共対応する位置に１個づつでもよい。また上
記実施例の制御溝の変形例として，第１５図に示す如
く，縦溝８ｃ傾斜溝８ｄおよびプランジャ内の油路８ａ
に連通する開口８ｂを有する制御でもよい。この場合，
無噴射の状態を確実にするため，制御孔の内径ｄを両溝
８ｃ，８ｄ間の距離ｄよりも少なくとも等しいか，大き
くなるように設定する。また，第１６図や第１７図に示
される制御溝でもよい。なおまた上記第１実施例におい
て，制御スリーブ１４の上端の内外両周面に亘って切欠
きを設けたり，又は第１バレル４ａ下端に切欠きを設け
たりすれば，制御スリーブが第１バレル４ａ下端に当接
して油密になっても，該切欠きより燃料が燃料室内へ排
出されるため，２段吹きを防止できる作用効果を有す
る。

次に第２の発明について説明する。前述した目的にある
通り，第２の発明は，第１の発明が制御孔上端と制御ス
リーブ上端との間の長さを，該制御孔上端と縦溝との間
の長さより小さくして，２段吹き防止を目的とした構成
を有することに着目し，これを利用してエンジン出力の
向上を図り，低燃費かつ排気性能の良好なエンジンを得
ることを目的として工夫されたものであり，その要旨は
ハウジング内に形成した加圧室に連通するばね負荷され
た吐出弁，その一端が上記加圧室に臨み他端がエンジン
により，駆動されるカムに作動的に連結されたプランジ
ャ，一端が上記加圧室に連通する同プランジャ内の油
路，ハウジング内において上記プランジャを囲んで設け
られた燃料室，上記燃料室内においてプランジャの外側
に摺動自在に嵌装された制御スリーブ，上記油路を介し
て加圧室と燃料室とを連通させ又は遮断するための上記
プランジャの外周面又は制御スリーブのいずれか一方に
プランジャ軸線に対し傾斜させて設けた傾斜溝と同軸線
に沿って設けた縦溝とを有する制御溝，プランジャ外周
面又は制御スリーブのいずれか他方に設けられ上記制御
溝と協働する制御孔，上記ハウジングに支持された燃料
噴射量を制御するための噴射量制御部材，及び同スリー
ブを上記プランジャの軸線方向に移動させる噴射時期制
御部材を備え，上記噴射量制御部材の作動により上記プ
ランジャが最小有効ストロークの状態で，且つ上記プラ
ンジャが上昇行程位置にあるとき，上記制御スリーブ上
端と上記制御孔との間の長さを上記縦溝上端と上記制御
孔との間の長さよりも小さくなるように設定して燃料の
２段吹きを防止するように構成すると共に，上記プラン
ジャの径Ｄ(mm)と上記カムのリフトｈ(mm)とから求めら
れる幾何学的平均送油率Ｖ_P(mm³/deg)がＶ_P＝２．４７
×１０^-2×Ｄ²×ｈの関係式で与えられるとき，同関係
式Ｖ_Pより求められる上記幾何学的平均送油率Ｖ_Pと上記
エンジンの単気筒当たりの行程容積Ｖ_S（）との間の
関係式がおよびであって，上記幾何学的送油率Ｖ_Pが上記両関係式との
間になる関係式を満足する範囲に存するように構成したこと
を特徴とする燃料噴射ポンプにある。

市場ですでに知られているデイーゼルエンジンの各機種
に使用されている燃料噴射ポンプの主要諸元を表わすと
第１８図のようになる。これより，横軸に平均送油率(m
m³/deg)を，縦軸に（プランジャ径）²×カムリフトをと
って機種Ａ〜Ｊについてプロットすると第１９図のグラ
フを得る。このグラフから幾何学的な平均送油率Ｖ(mm³
/deg)とプランジ径Ｄ(mm)とカムリフトｈ(mm)との間に
Ｖ_P＝２．４７×１０^-2×Ｄ²×ｈなる関係式が成立する
ことがわかる。この関係式は上記第１の発明のように制
御スリーブをプランジャ軸の周りに回動させたりする，
あるいは従来よく知られている遠心式オートタイマによ
り噴射時期の調整をする構造の噴射ポンプの種類には関
係なく成立するものであって，平均送油率をプランジャ
径とカムリフトとからほぼ算出できることを意味する。

ところで，機種Ａ〜Ｊに関し，エンジンの単気筒当たり
行程容積Ｖ_S（）と幾何学時平均送油率Ｖ_Pとの関係を
みると，第２０図のグラフのように示され，各燃料ポン
プは直線Ｋより下方領域に含まれることがわかる。換言
すれば直線Ｋより上方領域は平均送油率すなわち吐出圧
を高めてカムの単位角度当りの燃料噴射量を増大させる
ような構造の噴射ポンプが存在していないということが
言える。この理由はＡ〜Ｊの各噴射ポンプにおける噴射
時期の調整を遠心式オートタイマを用いて行なっていた
ことに関係する。すなわち，第２１図のグラフに一点鎖
線で示したように，Ａ〜Ｊの各噴射ポンプはエンジンの
最高回転域のときポンプの吐出圧がポンプ自体の耐圧限
界にほぼ近い状態に到達するように設定されており，そ
の中間域では逐次カム軸の回転位相をエンジンのクラン
ク角位相に対し変えることにより噴射時期制御が行なわ
れていたためである。このためエンジンの中低回転域
（５００〜９００カム軸回転数に相当）において吐出圧
を直線Ｌ，Ｍ，Ｎで示される領域に高めてエンジン出力
性能を向上させるような使用が全くできなかったが，こ
れは第１の発明の構造を有するポンプであって，かつ所
定のプランジャ径およびカムリフトを有するポンプによ
って実現することが可能となった。すなわち，第４図に
示す噴射ポンプの構造において，カム１２のプロフイル
を第２２図に示される寸法を有するカム形状に形成す
る。このカムリフトが１４mmであるカムに対して，プラ
ンジャ８の径を１２mmに設定したとき，得られるカム線
図は第２３図のように示される。このとき得られる幾何
学的平均送油率Ｖ_Pを求めると、Ｖ_P＝２．４７×１０^-2
×Ｄ²×ｈ＝２．４７×１０^-2×１２²×１４≒４９．８
(mm³/deg)となり，これを第２０図のグラフに画くと点
Ｐとなる。同様にＤ＝１２，ｈ＝１５のときＶ_P≒５５
となりグラフでは点Ｑが，またＤ＝１２，ｈ＝１２．５
のときＶ_P≒４５で点Ｒが，Ｄ＝９．５，ｈ＝１２のと
きＶ_P≒２６．５で点Ｓが，Ｄ＝９．５，ｈ＝１１のと
きＶ_P≒２４．５で点Ｔが，さらにＤ＝９．５，ｈ＝
９．６で点Ｕが，それぞれ第２０図に画かれる。上記各
点Ｐ〜Ｕを整理すると第２４図を得る。このように第１
８図と比較してプランジャ径とカムリフトとを増大させ
れば第２０図に示される如く，平均送油率Ｖ_Pが直線Ｋ
の上方部分にプロットされることがわかる。ところが，
列型噴射ポンプにおいては同ポンプの大巾な設計変更を
ほとんどなさないとの前提の下に，プランジャに外嵌す
るバレルの配置間隔の制約からプランジャ径を大きくす
るにも一定の限界があり，ポンプハウジングの高さが制
約されることからカムリフトを高くすることに対しても
限界があり，さらにポンプをエンジンに取付ける際の取
付ボルト穴の位置が制約されていることからカム１２の
基礎円およびカムリフトを増大させることに限界があ
る。これら各ポンプの設計条件を考慮すると，適用可能
となるプランジャ径およびカムリフトを決めるには第２
０図に示すように平均送油率Ｖ_Pが点Ｑと点Ｓとを結ぶ
直線と，点Ｒと点Ｕとを結ぶ直線との両関係式の間に，なる関係式を満足する範囲（第２０図の斜線部分）にあ
ると共に，この範囲に存するＶ_Pに基づいて，Ｖ＝２．
４７×１０^-2×Ｄ²×ｈの関係式を満足するプランジャ
径Ｄとカムリフトｈとを選んで採用することができる。

次に本第２の発明が第２０図の点Ｐに示すようにプラン
ジャ径が１２mm，カムリフト１４mmであって（第２２図
に示すカムプロフィルを有する），第２３図に示すカム
線図となる構成を有する場合を例に挙げて，その作用効
果を述べると，第２１図に示すように，カム軸回転数と
ポンプ管内圧との関係はグラフＭで表わされる。このと
き，ポンプの使用耐圧限界を８００kg／cm²とすると，
カムの回転数が５００から約９００回転までのいわゆる
エンジン中，低回転域においては，第２３図のカム軸図
に示すカム角度がθ₁の範囲にあるときに，燃料がプラ
ンジャ８により吐出圧の高い状態で圧送される。そして
約９００回転になると，ポンプ耐圧に達するが，最高回
転が約１１００の時点で吐出圧がＭ′となるように使用
するポンプは破損してしまうので，これを回避するた
め，Ｍ点に到達したとき，制御スリーブ１４をプランジ
ャ８に沿って所定量下方向に移動させる。するとプラン
ジャ８のプレストロークが短くなり，第２３図に示すよ
うに速度定数が矢印の方向，すなわちカム角度がθ₂の
範囲で燃料が噴射されることとなる。かくして噴射時期
が進角制御されたこととなって，吐出圧は点Ｍで屈折し
てＭ″に変位する。このため，エンジンの高回転域では
燃料は最高の吐出圧で圧送される。

このように第１の発明の構成を基本構成として有する本
第２の発明によれば，エンジンの中，低回転域では吐出
圧の高い燃料噴射ポンプとして作用するため，エンジン
出力を向上でき，エンジンの高回転域では最大の吐出圧
の状態でしかも噴射時期が進角されているためエンジン
を最適制御して運転することができ，さらには第２５図
のグラフに示したように上記従来の噴射ポンプの場合
（一点鎖線）に比べて本第２発明（実線）はエンジンの
全回転域において噴射時間が短かくなるように構成され
ているため燃費がそれだけ向上し，また排煙性能も良好
となるなどの作用効果を有する。

なお，第２１図において直線ＬはＤ＝１２．５，ｈ＝１
４，直線ＮはＤ＝１２，ｈ＝１３の各場合を示し，これ
らの場合にも進角制御すれば点Ｍ″に至る間は吐出圧を
抑制できるものである。上記ではポンプ耐圧を８００kg
／cm²について説明したが，これに限定されるものでは
ない。また点Ｍ−Ｍ″間をポンプ耐圧にほぼ一致させた
が，ポンプ耐圧以下になるようにプレストロークを制御
してもよいものである。

さらに、上記第１の発明の実施例もそうであるが、本第
２の発明の実施例では第２２図に示される形状のカムプ
ロフイルを用いたが、このカムプロフイルを適宜変えた
カムを使用すれば、第２３図のカム線図で示したよう
に、速度定数の線図がａ−ｂ−ｃ−ｄで示されることと
なり（当然にリフト曲線も変わる）、ｂ−ｃ間で比較的
速度定数がほぼ一定となる領域において燃料噴射時期を
自由に制御できる作用効果も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の燃料噴射ポンプの断面図、第２図は第１
の発明の第１実施例を示す側面図、第３図は第２図の矢
印IIIからみた矢視側面図、第４図は第２図のIV−IV線
に沿った矢視断面図、第５図は主要部品をみた分解斜視
図、第６図はプランジャ８および制御スリーブ１４の要
部拡大斜視図、第７〜１０図はプランジャと制御スリー
ブとの相対関係位置における作用を示す作用説明図、第
１１図はプランジャによる圧送作用を示す作用説明図、
第１２図は第２図のVII−VII線に沿った矢視断面図、第
１３図は第１２図のVIII−VIII線に沿った矢視断面図、
第１４図は電磁ソレノイド４４の作動を説明する回路
図、第１５〜１７図はプランジャ外周面に削設された制
御溝の変形例を示す正面図、第１８図はエンジンの各機
種に対応して用いられている燃料噴射ポンプの主要諸元
を示す表、第１９図は平均送油率と（プランジャ径Ｄ）
×カムリフトｈとの関係を示すグラフ、第２０図はエン
ジンの単気筒当たりの行程容積と幾何学的平均送油率と
の関係を示すグラフ、第２１図はカム軸回転数とポンプ
側管内圧との関係を示すグラフ、第２２図はカムプロフ
イルの側面図、第２３図はカム線図、第２４図は本第１
の発明に含まれる燃料噴射ポンプの諸元を示す表、第２
５図は上記第１実施例における特性図である。２……ハウジング、４……バレル、吐出弁、８……プラ
ンジャ、８ａ……油路、８ｂ……開口、８ｃ……縦溝、
８ｄ……傾斜溝、１４……制御スリーブ、１４ａ……制
御孔、１２……カム、１２ａ……カム軸、２０……加圧
室、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者伊藤和夫東京都大田区下丸子四丁目21番１号三菱自動車工業株式会社東京自動車製作所丸子工場内 (72)発明者上原公夫東京都大田区下丸子四丁目21番１号三菱自動車工業株式会社東京自動車製作所丸子工場内審査官蓑輪安夫 (56)参考文献実開昭56−163665（ＪＰ，Ｕ) 実開昭57−196257（ＪＰ，Ｕ) 実開昭58−114875（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハウジング内に形成した加圧室に連通する
ばね負荷された吐出弁，その一端が上記加圧室に臨み他
端がエンジンにより駆動されるカムに作動的に連結され
たプランジャ，一端が上記加圧室に連動する同プランジ
ャ内の油路，ハウジング内において上記プランジャを囲
んで設けられた燃料室，上記燃料室内においてプランジ
ャの外側に摺動自在に嵌装された制御スリーブ，上記油
路を介して加圧室と燃料室とを連通させ又は遮断するた
めの上記プランジャの外周面又は制御スリーブのいずれ
か一方にプランジャの軸線に対して傾斜させて設けた傾
斜溝と同軸線に沿って設けた縦溝とを有する制御溝，プ
ランジャ外周面又は制御スリーブのいずれか他方に設け
られた上記制御溝と協働する制御孔，上記ハウジングに
支持された燃料噴射量を制御するための噴射量制御部
材，上記スリーブを上記プランジャの軸線方向に移動さ
せる噴射時期制御部材を備え，上記噴射量制御部材の作
動により上記プランジャが最小有効ストロークの状態
で，且つ上記プランジャが上昇行程位置にあるとき，上
記制御スリーブ上端と上記制御孔との間の長さを上記縦
溝上端と上記制御孔との間の長さよりも小さくなるよう
に設定して燃料の２段吹きを防止するように構成したこ
とを特徴とする燃料噴射ポンプ
【請求項２】噴射量制御部材はプランジャを回動させる
ように構成されたことを特徴とする特許請求の範囲第
（１）項記載の燃料噴射ポンプ
【請求項３】噴射量制御部材は，制御スリーブをプラン
ジャの周りに回動させるように構成されたことを特徴と
する特許請求の範囲第（１）項記載の燃料噴射ポンプ
【請求項４】プランジャのポンプ作用により生じるポン
プ圧力が所定のポンプ耐圧近傍に到達したとき，該ポン
プ耐圧近傍のエンジン回転数から高回転数域におけるエ
ンジン回転数域において，噴射時期制御部材を進角操作
することにより，上記ポンプ圧力がポンプ耐圧以下に制
御されるように構成したことを特徴とする特許請求の範
囲第（１）項記載の燃料噴射ポンプ
【請求項５】制御溝は上記プランジャに，制御孔は上記
制御スリーブにそれぞれ設けたことを特徴とする特許請
求の範囲第（１）項記載の燃料噴射ポンプ
【請求項６】油路は制御溝を介して貫通して形成した給
油孔を有することを特徴とする特許請求の範囲第（５）
項記載の燃料噴射ポンプ
【請求項７】給油孔の両端のプランジャ外周に制御溝を
刻設すると共に，該制御溝に対応させて制御スリーブに
２個の制御孔を穿設してなることを特徴とする特許請求
の範囲第（６）項記載の燃料噴射ポンプ
【請求項８】傾斜溝が縦溝と交差する方向における該両
溝の最小間隔を，制御孔の内径よりも小さく設定して燃
料無噴射の条件を得るように構成したことを特徴とする
特許請求の範囲第（１）項記載の燃料噴射ポンプ
【請求項９】傾斜溝が縦溝の両端部以外の部分で交差す
るように形成すると共に，上記縦溝のプランジャ軸線方
向の長さを制御スリーブの摺動方向の長さよりも小さく
設定して燃料噴射可能の条件を，且つ上記縦溝のプラン
ジャ軸線方向の長さを制御スリーブ下端と制御孔との間
の長さよりも大きく設定して燃料無噴射の条件を得るよ
うに構成したことを特徴とする特許請求の範囲第（１）
項記載の燃料噴射ポンプ
【請求項１０】噴射量制御部材の作動により縦溝と制御
孔とがほぼ対面した状態でプランジャが変位するとき，
制御スリーブ上端と制御孔との間の長さを縦溝の長さよ
りも小さく設定することにより燃料の無噴射を得るよう
構成したことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記
載の燃料噴射ポンプ
【請求項１１】カムの角度とプランジャの速度との関係
で求められるカム線図において，所定のカム角度の範囲
で速度定数がほぼ一定となるカムのプロフィルを形成
し，上記所定のカム角度の範囲において噴射時期制御部
材を制御するように構成したことを特徴とする特許請求
の範囲第（１）項記載の燃料噴射ポンプ
【請求項１２】ハウジング内に形成した加圧室に連通す
るばね負荷された吐出弁，その一端が上記加圧室に臨み
他端がエンジンにより駆動されるカムに作動的に連結さ
れたプランジャ，一端が上記加圧室に連通する同プラン
ジャ内の油路，ハウジング内において上記プランジャを
囲んで設けられた燃料室，上記燃料室内においてプラン
ジャの外側に摺動自在に嵌装された制御スリーブ，上記
油路を介して加圧室と燃料室とを連通させ又は遮断する
ための上記プランジャの外周面又は制御スリーブのいず
れか一方にプランジャの軸線に対して傾斜させて設けた
傾斜溝と同軸線に沿って設けた縦溝とを有する制御溝，
プランジャ外周面又は制御スリーブのいずれか他方に設
けられた上記制御溝と協働する制御孔，上記ハウジング
に支持された燃料噴射量を制御するための噴射量制御部
材，上記スリーブを上記プランジャの軸線方向に移動さ
せる噴射時期制御部材を備え，上記噴射量制御部材の作
動により上記プランジャが最小有効ストロークの状態
で，且つ上記プランジャが上昇行程位置にあるとき，上
記制御スリーブ上端と上記制御孔との間の長さを上記縦
溝上端と上記制御孔との間の長さよりも小さくなるよう
に設定して燃料の２段吹きを防止するように構成すると
共に，上記プランジャの径Ｄ(mm)と上記カムのリフトｈ
(mm)とから求められる幾何学的平均送油率Ｖｐ(mm³/de
g)がＶｐ＝２．４７×１０^-2×Ｄ²×ｈの関係式であた
えられるとき，同関係式Ｖｐより求められる上記幾何学
的平均送油率Ｖｐと上記エンジンの単気筒当たりの行程
容積Ｖｓ（）との間の関係式がＶｐ₁＝２２．８Ｖｓ
＋１２．８およびＶｐ₂＝１８．８Ｖｓ＋１０．２であ
って，上記幾何学的平均送油率Ｖｐが上記両関係式との
間にＶｐ₁＝２２．８Ｖｓ＋１２．８≧Ｖｐ≧Ｖｐ₂＝１
８．８Ｖｓ＋１０．２なる関係式を満足する範囲に存す
るように構成したことを特徴とする燃料噴射ポンプ
【請求項１３】噴射量制御部材はプランジャを回動させ
るように構成されたことを特徴とする特許請求の範囲第
（１２）項記載の燃料噴射ポンプ
【請求項１４】噴射量制御部材は，制御スリーブをプラ
ンジャの周りに回動させるように構成されたことを特徴
とする特許請求の範囲第（１２）項記載の燃料噴射ポン
プ
【請求項１５】プランジャのポンプ作用により生じるポ
ンプ圧力が所定のポンプ耐圧近傍に到達したとき，該ポ
ンプ耐圧近傍のエンジン回転数から高回転数域における
エンジン回転数域において，噴射時期制御部材を進角操
作することにより，上記ポンプ圧力がポンプ耐圧以下に
制御されるように構成したことを特徴とする特許請求の
範囲第（１２）項記載の燃料噴射ポンプ
【請求項１６】制御溝は上記プランジャに，制御孔は上
記制御スリーブにそれぞれ設けたことを特徴とする特許
請求の範囲第（１２）項記載の燃料噴射ポンプ
【請求項１７】油路は制御溝を介して貫通して形成した
給油孔を有することを特徴とする特許請求の範囲第（１
６）項記載の燃料噴射ポンプ
【請求項１８】給油孔の両端のプランジャ外周に制御溝
を刻設すると共に，該制御溝に対応させて制御スリーブ
に２個の制御孔を穿設してなることを特徴とする特許請
求の範囲第（１７）項記載の燃料噴射ポンプ
【請求項１９】傾斜溝が縦溝と交差する方向における該
両溝の最小間隔を，制御孔の内径よりも小さく設定して
燃料無噴射の条件を得るように構成したことを特徴とす
る特許請求の範囲第（１２）項記載の燃料噴射ポンプ
【請求項２０】傾斜溝が縦溝の両端部以外の部分で交差
するように形成すると共に，上記縦溝のプランジャ軸線
方向の長さを制御スリーブの摺動方向の長さよりも小さ
く設定して燃料噴射可能の条件を，且つ上記縦溝のプラ
ンジャ軸線方向の長さを制御スリーブ下端と制御孔との
間の長さよりも大きく設定して燃料無噴射の条件を得る
ように構成したことを特徴とする特許請求の範囲第（１
２）項記載の燃料噴射ポンプ
【請求項２１】噴射量制御部材の作動により縦溝と制御
孔とがほぼ対面した状態でプランジャが変位するとき，
制御スリーブ上端と制御孔との間の長さを縦溝の長さよ
りも小さく設定することにより燃料の無噴射を得るよう
構成したことを特徴とする特許請求の範囲第（１２）項
記載の燃料噴射ポンプ
【請求項２２】カムの角度とプランジャの速度との関係
で求められるカム線図において，所定のカム角度の範囲
で速度定数がほぼ一定となるカムのプロフィルを形成
し，上記所定のカム角度の範囲において噴射時期制御部
材を制御するように構成したことを特徴とする特許請求
の範囲第（１２）項記載の燃料噴射ポンプ