JPH0650237A - 燃料噴射ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 吸排孔としてメインポート１４およびサブ
ポート１５を形成し、エンジンの高速回転時のプリフロ
ー効果を発揮可能であるとともに、始動時の進角も可能
で、エンジンの負荷状態（低負荷、高負荷）に応じて進
角特性を任意に設定可能な燃料噴射ポンプを提供するこ
と。 【構成】 サブポート１５の上端縁１５Ａがメインポ
ート１４の上端縁１４Ａ以下となるように形成し、プラ
ンジャ７の頭部には、プランジャ７の回動にともなう所
定範囲にわたってサブポート１５に連通可能な上部サブ
リード２１を形成し、かつメインポート１４がプランジ
ャ７の上端縁７Ａにより閉鎖されても、サブポート１５
が上部サブリード２１に連通可能となるように該サブリ
ード１５を形成したたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は燃料噴射ポンプにかかる
もので、とくに燃料の吸排孔としてメインポートおよび
サブポートをプランジャバレルに形成した燃料噴射ポン
プに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、燃料噴射ポンプの特性として、
エンジンの高速回転時に燃料の噴射タイミングを進ませ
る（進角させる）ことが望ましく、かつこうした噴射タ
イミングを調整するタイマー（自動進角装置）を別途に
用いることなく、燃料噴射ポンプ自体の構造によりタイ
ミング調整機構を有するものがある。

【０００３】こうしたタイミング調整機構のうち、高速
回転時におけるプリフロー効果つまり燃料のフィードホ
ール（吸排孔）が閉じられる前に、動的効果（絞り効
果）により燃料が圧送される現象を利用して進角特性を
得ようとするものがある。

【０００４】しかしながら、プリフロー効果によりエン
ジンの高速回転時の噴射タイミング特性が良好であって
も、このプリフロー効果によりエンジンの始動時やトル
ク点（低速・高負荷）の噴射タイミングが遅れる（遅角
する）などで、結果としてエンジンの最適タイミングを
実現することが困難であるという欠点があった。

【０００５】したがって、高速回転時の進角と、始動時
の進角との両立が要望されることとなるとともに、エン
ジンの負荷状態（低負荷、高負荷）に応じて進角特性を
任意に設定可能な燃料噴射ポンプが要望されるに至っ
た。

【０００６】従来の燃料噴射ポンプの自動進角装置とし
て、たとえば実開昭５６−１４５６６６号などでは、燃
料の吸排孔に加えてその上方に補助孔を形成することに
より、エンジンの高速回転時に燃料の噴射タイミングを
進角させる機構について述べているが、エンジンの始動
時における進角特性については開示がない。

【０００７】また特開昭５７−２１２３６４号などで
は、始動時の燃料噴射タイミングについて述べてはいる
が、高速回転時におけるプリフロー効果との両立が不可
能である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
諸問題にかんがみなされたもので、吸排孔としてメイン
ポートおよびサブポートを形成し、エンジンの高速回転
時のプリフロー効果を発揮可能であるとともに、始動時
の進角も可能で、エンジンの負荷状態（低負荷、高負
荷）に応じて進角特性を任意に設定可能な燃料噴射ポン
プを提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、上記
サブポートに連通可能な上部サブリードを形成すること
に着目したもので、第一の発明は、ポンプハウジング
と、このポンプハウジングに取り付けるとともに、燃料
溜まり室に連通する燃料の吸排孔を形成したプランジャ
バレルと、このプランジャバレル内に往復摺動可能かつ
回動可能に挿入するとともに、上記吸排孔に連通可能な
位置に傾斜リードを形成したプランジャとを有し、この
プランジャと上記プランジャバレルとの間に燃料圧室を
形成するとともに、このプランジャの往復摺動により、
上記燃料溜まり室からこの燃料圧室内に燃料を吸い込
み、圧送する燃料噴射ポンプであって、上記プランジャ
バレルに上記吸排孔として、より大径のメインポートお
よびより小径のサブポートを、このサブポートの上端縁
が上記メインポートの上端縁以下となるように形成し、
上記プランジャの頭部には、該プランジャの回動にとも
なう所定範囲にわたってこのサブポートに連通可能な上
部サブリードを形成し、かつ上記メインポートが上記プ
ランジャの上端縁により閉鎖されても、上記サブポート
が上記上部サブリードに連通可能となるように該サブリ
ードを形成したことを特徴とする燃料噴射ポンプであ
る。

【００１０】なお、始動時における上記プランジャの回
動位置では、この上部サブリードを形成していない上記
プランジャの上端縁により上記サブポートを閉鎖可能と
することによってエンジンの高速回転時のプリフロー効
果を発揮可能であるとともに、始動時の進角も可能であ
る。

【００１１】第二の発明は、低負荷時における上記プラ
ンジャの回動位置では、上記メインポートが上記プラン
ジャの上端縁により閉鎖されても、上記サブポートが上
記サブリードと連通可能とし、さらに、高負荷時におけ
る上記プランジャの回動位置では、上記メインポートが
上記プランジャの上端縁により閉鎖可能とするととも
に、上記サブポートも上記プランジャの上端縁により閉
鎖可能としたことを特徴とする燃料噴射ポンプである。

【００１２】第三の発明は、低負荷時における上記プラ
ンジャの回動位置では、上記メインポートが上記プラン
ジャの上端縁により閉鎖可能とするとともに、上記サブ
ポートも上記プランジャの上端縁により閉鎖可能とし、
さらに、高負荷時における上記プランジャの回動位置で
は、上記メインポートが上記プランジャの上端縁により
閉鎖されても、上記サブポートが上記サブリードと連通
可能としたことを特徴とする燃料噴射ポンプである。

【００１３】第四の発明は、上記プランジャを往復摺動
させるカムのカム速度が低速度において上記プランジャ
が上記メインポートを閉鎖するように該カムのカムプロ
フィールを選択することを特徴とする燃料噴射ポンプで
ある。

【００１４】第五の発明は、上記傾斜リードのスピル側
においてその深さに部分的な段差を設けたことを特徴と
する燃料噴射ポンプである。

【００１５】

【作用】本発明による燃料噴射ポンプにおいては、とく
に第一の発明によれば、メインポートに加えてサブポー
ト付きのプランジャバレル、および所定範囲にわたる上
部サブリード付きのプランジャを採用したので、エンジ
ンの負荷状態（低負荷、高負荷）に応じて進角特性を任
意に設定可能で、とくにエンジンの高速回転時のプリフ
ロー効果を発揮可能である。

【００１６】第二の発明によれば、低負荷時にのみ上記
サブリードに上記サブポートを対向可能とし、高負荷時
における上記プランジャの回動位置では、上記上部サブ
リードを形成していない上記プランジャの上端縁により
上記メインポートおよびサブポートを閉鎖可能としたの
で、プリーフロー効果を高負荷側ではなくし、低負荷側
のみで進角させることができる。

【００１７】第三の発明によれば、高負荷時にのみ上記
サブリードに上記サブポートを対向可能とし、低負荷時
における上記プランジャの回動位置では、上記プランジ
ャの上端縁により上記メインポートおよびサブポートを
閉鎖可能としたので、プリーフロー効果を低負荷側では
なくし、高負荷側のみで進角させることができる。

【００１８】第四の発明によれば、カム速度が低速度に
おいて上記プランジャが上記メインポートを閉鎖するよ
うに該カムのカムプロフィールを選択したので、同一プ
リフローストロークでは、進角量を大きく取ることがで
きる。

【００１９】第五の発明によれば、上記傾斜リードのス
ピル側においてその深さに部分的な段差を設けたので、
燃料のスピルをゆっくりとさせることによって残圧を高
くすることができ、プリフロー効果をより有効に利用す
ることができ、かつ初期噴射の低減によって騒音と窒素
酸化物の低減を期待することができる。

【００２０】

【実施例】つぎに本発明の第一の実施例による燃料噴射
ポンプ１を図１ないし図５にもとづき説明する。

【００２１】図１は燃料噴射ポンプ１の縦断面図、図２
は要部縦断面図であって、燃料噴射ポンプ１はポンプハ
ウジング２と、エンジン（図示せず）に連結したカム軸
３に取り付けたカム４と、噴射量のコントロールラック
５と、プランジャバレル６と、プランジャ７と、デリバ
リバルブ８と、デリバリバルブホルダー９とを有する。

【００２２】カム４は、カム軸３を介してエンジンの駆
動を受け、タペットローラー１０を介してプランジャ７
を上下方向に往復動させる。

【００２３】コントロールラック５は、ガバナーを介し
てアクセル（ともに図示せず）にこれを連結してあり、
紙面に直角な方向に移動することによって噴射量のコン
トロールスリーブ１１を介し、プランジャ７をその軸心
を回転軸として所定角度だけ回動させる。

【００２４】プランジャバレル６は、燃料噴射ポンプ１
内に固定してこれを取り付け、その内部にプランジャ７
を往復動かつ回動可能に収容するとともに、燃料噴射ポ
ンプ１との間に燃料溜まり室１２を、デリバリバルブ８
との間に燃料圧室１３を形成している。

【００２５】プランジャバレル６には、燃料の吸排孔と
して、メインポート１４と、サブポート１５とを形成し
てある。

【００２６】図２に拡大して示すように、メインポート
１４の上端縁１４Ａとサブポート１５の上端縁１５Ａと
は同一高さないし同一水平位置にあり、かつ周方向にお
いて１８０度の間隔を開けてこれを形成してある。

【００２７】なお、メインポート１４の上端縁１４Ａと
サブポート１５の上端縁１５Ａとの位置関係としては、
必要に応じてサブポート１５の上端縁１５Ａがメインポ
ート１４の上端縁１４Ａより下方に位置するように形成
することもできる。

【００２８】プランジャ７は、プランジャバレル６内に
おいて往復動することにより燃料を燃料溜まり室１２か
ら吸い込み、燃料圧室１３で圧縮し、デリバリバルブ８
を開き、噴射管１６（図１）を介して燃料噴射ノズル
（図示せず）に燃料を圧送する。

【００２９】図３は、プランジャ７の頭部のリード展開
図であり、メインポート１４およびサブポート１５を破
線（始動時）および一点鎖線（低負荷時および高負荷
時）で示して、互いの間の相対位置関係を示している。

【００３０】このプランジャ７の頭部の周面には、燃料
圧室１３に連通する縦方向燃料通路１７と、縦方向燃料
通路１７に連通する傾斜リード１８と、傾斜リード１８
に連通するとともに水平方向にカットした始動時噴射量
制限用切欠き１９と、燃料圧室１３に連通する上部サブ
リード２１とを形成してある。

【００３１】サブポート１５が対向する上部サブリード
２１の領域は、エンジンの低負荷時から高負荷時に相当
し、また上部サブリード２１のこの領域以外、およびメ
インポート１４が対向するプランジャ７の上端縁７Ａ以
外の上端縁７Ａの領域は始動時に相当する。

【００３２】プランジャ７はカム４の作用によりプラン
ジャバレル６内を上下往復運動するため、図３におい
て、上部サブリード２１、縦方向燃料通路１７、傾斜リ
ード１８および始動時噴射量制限用切欠き１９ととも
に、定位置状態のメインポート１４およびサブポート１
５に対して上下に移動する。

【００３３】またプランジャ７はコントロールラック５
の作用によりプランジャバレル６内で回動するため、図
３において、上部サブリード２１、縦方向燃料通路１
７、傾斜リード１８および始動時噴射量制限用切欠き１
９とともに、定位置状態のメインポート１４およびサブ
ポート１５に対して左右に移動する。

【００３４】こうした構成の燃料噴射ポンプ１におい
て、プランジャ７の下降にともない、燃料溜まり室１２
の燃料をメインポート１４およびサブポート１５から燃
料圧室１３内に吸い込む。

【００３５】プランジャ７の上昇にともない、プランジ
ャ７の上端縁７Ａないし上部サブリード２１の上端縁２
１Ａにより、メインポート１４ないしサブポート１５が
閉鎖されたときから燃料の圧縮を開始し、メインポート
１４が傾斜リード１８ないし始動時噴射量制限用切欠き
１９と係合したときに燃料の圧送を終了する。

【００３６】すなわち、プランジャ７の下死点から燃料
の圧送開始までのストロークがプリストロークであり、
サブポート１５の閉鎖からメインポート１４の開放まで
のストロークが有効ストロークであり、上部サブリード
２１の深さないし高さがプリフローストロークＬ１であ
る。 なお、プリフローストロークＬ１が同時に、低速
回転に対する始動進角ストロークともなる。

【００３７】より具体的には、エンジンの始動時にあっ
ては、メインポート１４およびサブポート１５は、上部
サブリード２１ではなく、プランジャ７の始動時領域に
おける上端縁７Ａに対向している。

【００３８】したがって、燃料の圧送の有効ストローク
は最大で、エンジン始動時に必要な燃料噴射量を確保可
能である。

【００３９】上部サブリード２１を形成することによ
り、プランジャ７の上端縁７Ａが上部サブリード２１の
上端縁２１Ａに比較して上方に位置することになるた
め、始動時には低速・低負荷時よりも進角する。

【００４０】エンジンの低負荷および高負荷時運転にあ
っては、メインポート１４はプランジャ７の上端縁７Ａ
に、サブポート１５は上部サブリード２１にそれぞれ対
向可能である。

【００４１】アイドリングなどより低速状態では、メイ
ンポート１４が傾斜リード１８の図３においてより左方
に位置するため、有効ストロークが小さいとともに、サ
ブポート１５が上部サブリード２１と係合するため、サ
ブポート１５が上部サブリード２１の上端縁２１Ａによ
り閉鎖されてから実質的な燃料圧送が開始される。

【００４２】回転数が上昇して高速運転となったときに
は、メインポート１４が傾斜リード１８の右方向に移動
した状態となり、有効ストロークは増加するとともに、
サブポート１５における絞り効果によってサブポート１
５が上部サブリード２１の上端縁２１Ａにより完全に閉
鎖される前に燃料の圧送が開始されるため、燃料の噴射
タイミングが進む（進角する）。

【００４３】図４は、エンジンの回転数に対する燃料噴
射量の関係を示すＮ−Ｑ特性図であって、コントロール
ラック５の位置を固定した各負荷状態での特性を示す。
図示のように低速回転・高負荷状態の始動時において
は、コントロールラック５の移動に対して、燃料の噴射
量が増加する。

【００４４】図５は、Ｎ−Ｑ特性図において示すタイミ
ングマップである（以下の図示において、「進」は「進
角」を、「遅」は「遅角」をそれぞれ示す）。図示のよ
うに始動時および高速時ともに進角特性を得ることが可
能となる。

【００４５】また上部サブリード２１を形成することに
より、プランジャ７の上端縁７Ａが上端縁２１Ａに比較
して上方に位置することになるため、低速・高負荷時よ
りも始動時に進角すると同時に噴射量を増加することも
可能であるが、始動時の噴射量増加の必要がないときに
は、始動時噴射量制限用切欠き１９を形成しておくこと
により対応可能である。

【００４６】かくして、サブポート１５を有するプリフ
ロー効果のプランジャ７を用いるとともに、上部サブリ
ード２１を適正位置に形成したので、高速進角と始動時
進角との両立を実現可能である。

【００４７】なお、始動時において高速・高負荷時より
もさらに進角させたい場合には、始動時でのメインポー
ト１４およびサブポート１５に対向してプランジャ７の
上端縁７Ａをさらに上方に形成すればよい。

【００４８】さらに、叙上の第一の実施例では、低負荷
時および高負荷時においてともにサブポート１５に対向
して上部サブリード２１を形成した場合を示したが、低
負荷時にのみサブポート１５に対向する上部サブリード
を形成する（第二の発明）、あるいは高負荷時にのみサ
ブポート１５に対向する上部サブリードを形成する（第
三の発明）ようにすることもできる。

【００４９】まず、低負荷時にのみサブポート１５に対
向する上部サブリードを形成する実施例について述べる
が、その前に、プリフロー効果のプランジャを有する燃
料噴射ポンプとして図６に示すようなものを考える。

【００５０】以下、図１ないし図５と同様の部分には同
一符号を付し、その詳述はこれを省略して説明する。

【００５１】図６はこの燃料噴射ポンプの要部縦断面
図、図７はそのリード展開図、図８は標準的な燃料噴射
ポンプのＮ−Ｑ特性図、図９はプリフロー効果のプラン
ジャを有する燃料噴射ポンプのＮ−Ｑ特性図、図１０は
プリフロー効果のプランジャ７を有する燃料噴射ポンプ
のタイミングマップである。

【００５２】図６および図７に示すように、上部サブリ
ード２１は常用時および始動時にわたってサブポート１
５と対向可能である。

【００５３】なお、以下の説明および図面において、
「常用時」とは、アイドリング等の低速回転から高速回
転およびハイアイドリング（高速・高負荷の定格回転領
域をこえたときにガバナーにより燃料噴射量を低下させ
ること）を含む、始動時以外の低負荷時および高負荷時
を示す。

【００５４】図８に示すように、プリフロー効果のプラ
ンジャを装備していない標準的な燃料噴射ポンプにおい
ては、負荷の高低にかかわらず、回転数に対してほぼ一
定の燃料噴射量を確保している。

【００５５】しかしながら、プリフロー効果のプランジ
ャでは、図９に示すように、Ｎ−Ｑ特性が右上がり（同
一コントロールラック５の位置において高速側で噴射量
が増加する）となり、とくに高負荷（全負荷）のトルク
カーブをガバナーにより制御することができないエンジ
ンにとっては、大きな欠点となる。

【００５６】なお、既述のように、プリフロー効果のプ
ランジャを有する燃料噴射ポンプ（図６）においては、
図１０のタイミングマップに示すように、高負荷および
低負荷において回転数が上昇するにしたがってそのプリ
フロー効果により高速側でタイミングが進角する。

【００５７】こうした図９に示すようなＮ−Ｑ特性の右
上がりを回避し、高負荷のＮ−Ｑ特性を標準的な燃料噴
射ポンプ並みにフラットにするためには、低負荷時にお
いてのみサブポート１５に対向する上部サブリードを形
成した実施例（図１１および図１２）を採用する。

【００５８】図１１は、本発明の第二の実施例における
リード展開図である。図示のように、常用時の、低負荷
時においてはメインポート１４にはプランジャ７の上端
縁７Ａを、サブポート１５には上部サブリード２２をそ
れぞれ対向させ、高負荷時および始動時にメインポート
１４およびサブポート１５にプランジャ７の上端縁７Ａ
を対向させたものである。

【００５９】図１２は、本発明の第三の実施例における
リード展開図である。この実施例では、図示のように、
第二の実施例を若干変形し、低負荷から高負荷に向かっ
て上方に（上部サブリード２２から上端縁７Ａに向かっ
て上方に）リード傾斜部２３を形成してある。

【００６０】図１１および図１２の実施例のように構成
することにより、高負荷時において、低負荷時よりも有
効ストロークが長くなるため、低速回転であっても噴射
量が増加し、図１３に示すように、高負荷でのＮ−Ｑ特
性を標準的な燃料噴射ポンプ並み（図８）とすることが
できる。

【００６１】噴射量については、中負荷時も高負荷時と
同様にある程度改善されるが、低負荷時にサブポート１
５が上部サブリード２２の上方に位置するため、図１４
のタイミングマップに示すように、高速回転時にプリフ
ロー効果による進角が低負荷時に確保可能である。

【００６２】また、高負荷時ではメインポート１４およ
びサブポート１５がともに、上部サブリード２２より上
方のプランジャ７の上端縁７Ａに対向可能であり、低負
荷時と同様に、進角することができる。

【００６３】したがって、図１４に示すタイミングマッ
プにおいては、高負荷時のタイミングが、ハイアイドリ
ングのタイミングと同様に進角する点が特徴である。

【００６４】たとえば、アングライヒカットを形成した
デリバリバルブ８とプリフロー効果のプランジャとの組
み合わせによる従来の燃料噴射ポンプでは、低負荷での
進角特性を犠牲として高負荷のＮ−Ｑ特性を改善しよう
とするものであるが、こうした実施例によれば、低負荷
でのプリフロー効果による進角特性を犠牲とせずに、図
１３に示すように高負荷のＮ−Ｑ特性を、プリフロー効
果のプランジャを有する燃料噴射ポンプ並みにフラット
にすることができる。

【００６５】かくして、プリフロー効果によるアイドリ
ング音の低減、ハイアイドリングの失火および青白煙の
防止を可能とするとともに、高負荷のＮ−Ｑ特性のフラ
ット化による適正トルク（低速トルクの向上）が可能と
なるとともに、定格高負荷のタイミングの進角により、
出力を向上可能であり、また低速・高負荷のタイミング
の進角によりトルクを向上可能である。

【００６６】なお、図１２に示した本発明の第三の実施
例のように、上部サブリード２２部分からリード傾斜部
２３を形成するような場合には、このリード傾斜部２３
の傾斜の程度や方向を調整することにより、低負荷時か
ら高負荷時にいたる領域あるいは低速から高速にいたる
領域での進角度を制御することができる。

【００６７】つぎに、高負荷時にのみサブポート１５に
対向する上部サブリードを形成することにより、高負荷
側でプリフロー効果を持ち、低負荷側で進角させること
ができる場合（第三の発明）について説明する。

【００６８】たとえば、図１５は本発明の第四の実施例
におけるリード展開図である。図示のように、常用時
の、高負荷時においてはメインポート１４にはプランジ
ャ７の上端縁７Ａを、サブポート１５には上部サブリー
ド２４をそれぞれ対向させ、低負荷時および始動時にメ
インポート１４およびサブポート１５にプランジャ７の
上端縁７Ａを対向させたものである。

【００６９】図１６は、本発明の第五の実施例における
リード展開図である。この実施例では、図示のように、
第四の実施例を若干変形し、高負荷から低負荷に向かっ
て（上部サブリード２４から上端縁７Ａに向かって）リ
ード傾斜部２５を形成してある。

【００７０】図１５および図１６の実施例のように構成
することにより、タイミングマップは図１７に示すもの
のようになる。

【００７１】すなわち、高負荷時においては、プリフロ
ー効果により低速時に遅角し、高速時に進角する。

【００７２】一方、低負荷時においては、メインポート
１４およびサブポート１５がともにプランジャ７の上端
縁７Ａに対向するため、高速・高負荷時と同様に進角と
なる。

【００７３】したがって、図１７に示すように、タイミ
ングマップが低速・高負荷時において遅角する点が特徴
である。

【００７４】かくして、プリフロー効果により、高速・
高負荷（定格点）では、タイミングが進角することによ
り出力向上が可能であり、低負荷では、低速から高速ま
での進角を実現することができることにより、失火およ
び青白煙の防止がを可能である。 また同時に、低速・
高負荷ではタイミングが遅角することにより低速トルク
の向上が可能となる。

【００７５】なお本発明においては、低負荷時および高
負荷時の進角あるいは遅角を制御可能であるが、さらに
必要に応じて、始動時に遅角させることもできる。

【００７６】たとえば図１８は、本発明の第六の実施例
におけるリード展開図であり、図３とは異なり、常用時
にメインポート１４にはプランジャ７の上端縁７Ａを、
サブポート１５には上部サブリード２６をそれぞれ対向
させ、始動時にはメインポート１４に始動時用メインリ
ード２７を、サブポート１５には始動時用サブリード２
８をそれぞれ対向させたものである。

【００７７】これら始動時用メインリード２７および始
動時用サブリード２８が上部サブリード２６より下方位
置にあるので、始動時には、メインポート１４およびサ
ブポート１５が常用時より遅く閉鎖されることとなるた
め、始動時の噴射タイミングを遅くすることができる。

【００７８】ただし、常用時においてサブポート１５が
上部サブリード２６に対向可能であるので、第一の実施
例（図３）の場合と同様に、高速回転時に進角させるこ
とが可能である。

【００７９】また図１９は、本発明の第七の実施例にお
けるリード展開図であり、常用時にメインポート１４に
はプランジャ７の上端縁７Ａを、サブポート１５には上
部サブリード２６をそれぞれ対向させ、始動時にはメイ
ンポート１４にプランジャ７の上端縁７Ａを、サブポー
ト１５には始動時用サブリード２８をそれぞれ対向させ
たものである。

【００８０】この場合にも、第六の実施例の場合と同様
に、始動時に遅角させることができる。

【００８１】叙上の各実施例で説明した本発明（第一な
いし第三の発明）においては、たとえば図５のようなタ
イミングマップに示すように、エンジンの回転数と、燃
料の噴射量ないしは負荷との関係の二次元的な領域にお
いて燃料噴射の進角および遅角を制御することができ、
各種エンジンからの要請に応じて必要な進角あるいは遅
角を得ることが可能である。

【００８２】つぎに、上部サブリードと前記カム４のカ
ムプロフィールとの関係について述べる（第四の発
明）。

【００８３】前述の実開昭５６−１４５６６６号におい
ては、小径のサブポートにより、プリフロー効果を持た
せ、高速でのタイミングを進角させる点に特徴がある
が、進角特性とカムプロフィールとの関係については触
れていない。

【００８４】カム４をそのプロフィールで分類すれば、
図２０に示すアークカム３０、図２１に示す接線カム３
１および図２２に示すグライヒカム３２（アークカム３
０と接線カム３１との組み合わせ）がある。

【００８５】図２３は、アークカム３０、接線カム３１
およびグライヒカム３２のカム角度に対するカム速度の
関係をそれぞれ示すグラフ、図２４はカム角度に対する
プランジャ７のリフトの関係を示すグラフである。

【００８６】図２４に示すように、接線カム３１および
グライヒカム３２（とくに接線カム３１）では、カム角
度に対するプランジャ７のリフトの勾配が大きいため
に、メインポート１４が閉鎖されてからサブポート１５
が閉鎖されるまでのプリフローストロークに対しての進
角特性が有効に得られていない。

【００８７】なお、カム角度とカム速度との関係を示す
グラフで示せば、図２５および図２６に示すように、同
一のプリフローストロークでは、アークカム３０の方が
接線カム３１に比較して進角量が大きい。

【００８８】また、図示のように、接線カム３１の場合
には、アークカム３０に比較してメインポート１４の閉
鎖時点のカム速度が大きい。

【００８９】一般的に、接線カム３１の場合にはその接
線部３１Ａ（図２１）にメインポート１４およびサブポ
ート１５の閉鎖部分があり、カム速度としては１．０ｍ
ｍ／ｄｅｇ以上がメインポート１４の閉鎖時点となって
いる。

【００９０】したがって本発明においては、アークカム
３０のアーク部３０Ａ（図２０）にメインポート１４の
閉鎖時点を設け、カム速度を０．８５ｍｍ／ｄｅｇ以下
とするとともに、既述のようなサブポート１５付きのプ
リフロー効果を有するプランジャ７を採用する。

【００９１】なお、こうした低速度カムはアークカム３
０に限定せず、メインポート１４の閉鎖時点を、カム速
度が０．８５ｍｍ／ｄｅｇ以下とするものであればよ
い。

【００９２】以下に、カム角度とカム速度との関係を示
すグラフにより、本発明における低速のカム速度を有す
る各種のカムプロフィールの例を示す。

【００９３】図２７は、カムプロフィールの第一の例を
示すグラフである。図２８は、カムプロフィールの第二
の例を示すグラフである。図２９は、カムプロフィール
の第三の例を示すグラフである。図３０は、カムプロフ
ィールの第四の例を示すグラフである。図３１は、カム
プロフィールの第五の例を示すグラフである。図３２
は、カムプロフィールの第六の例を示すグラフである。
いずれの例においてもメインポート１４の閉鎖時点は、
カム速度が０．８５ｍｍ／ｄｅｇ以下とするものであ

【００９４】かくして本発明によれば、低速度カムプロ
フィールとサブポート１５付きプリフロー効果のプラン
ジャ７、望ましくはさらに上部サブリード付きのプラン
ジャ７との組み合わせにより、メインポート１４閉鎖の
時点のカム速度を下げて、効率の良い進角特性を得るこ
とができる。

【００９５】すなわち、プランジャ７の下降によってメ
インポート１４およびサブポート１５から燃料の吸入が
開始され、プランジャ７の下死点でのメインポート１４
の開口面積によって燃料圧室１３への燃料のチャージが
決定され、プリストロークが小さすぎるとメインポート
１４の開口面積が少なくなり、燃料圧室１３への燃料の
チャージが十分ではないままに燃料の圧送が開始される
こととなり、燃料圧室１３内の圧力の上昇が遅れるた
め、燃料の噴射が安定せず、タイミングが遅れ、噴射量
が減少するなどの不都合が生ずる。

【００９６】したがって、メインポート１４の閉鎖を低
速度に下げることはカムプロフィールによらなければな
らず、既述のように同一プリフローストロークでは、進
角量を大きく取ることができる。あるいは同一進角では
プリフローストロークは小さくても良い。つまり、両者
の比（進角量／プリフローストローク）を大きく取るこ
とができる。

【００９７】つぎに、プランジャ７の周面に形成した前
記傾斜リード１８の形状について述べる（第五の発
明）。

【００９８】たとえば図６に示した、サブポート１５付
きのプリフロー効果のプランジャ７においては、高速回
転時において前記噴射管１６内の残圧を安定的に維持す
るために、ダンピングバルブ（図示せず）を設けた、あ
るいはアングライヒカット（図示せず）付きの、あるい
はまた等圧弁（図示せず）付きのデリバリバルブ８とす
ることが考えられる。

【００９９】ダンピングバルブを用いた構成としては、
デリバリバルブ８の上部にデリバリバルブスプリングと
は別にダンピングバルブを設け、燃料の吐出を緩やかに
するものである。

【０１００】しかしながら、こうしたダンピングバルブ
による効果はエンジンの回転全域において働き、とくに
効果のある高速回転域では、高負荷でも低負荷でも燃料
の吐出を悪化させる問題がある。

【０１０１】とくに高速回転・高負荷では、燃料の噴射
期間が長くなり、スモークの悪化などの問題がある。

【０１０２】またアングライヒカット付きのデリバリバ
ルブ８においては、低速回転・低負荷における残圧の上
昇が大きく、図３３のタイミングマップに示すように、
高速回転・低負荷のタイミングよりも、低速回転・低負
荷の方がより進角するという問題がある。

【０１０３】したがって、図６のようなサブポート１５
付きプリフロー効果のプランジャ７では、残圧を安定的
に得るために、ダンピングバルブ、あるいはアングライ
ヒカット付きデリバリバルブ８とした場合には、これら
のかかえる問題も含んでしまうために、にわかには採用
することが困難である。

【０１０４】さらに等圧弁は、その構造が複雑でコスト
大となる問題がある。

【０１０５】こうした問題を解決するために本発明にお
いては、図３４および図３５に示すように、傾斜リード
１８の深さを一様ではなく、その一部に部分的な段部を
形成することとする。

【０１０６】すなわち、図３４はプランジャ７の周面を
示す側面展開図、図３５は図３４のＸＸＸＶ−ＸＸＸＶ
線断面図であって、傾斜リード１８の低負荷側のスピル
側のみをより浅い段部リード３３に形成した部分二段傾
斜リード３４とする。

【０１０７】こうした構成のプランジャ７とすれば、と
くに高速回転・低負荷時においてプランジャ７の上昇に
ともない、メインポート１４がまず比較的浅い段部リー
ド３３に連通するため、噴射管１６側からの燃料のスピ
ル速度が小さく、急激に残圧が低下せずにこれを安定さ
せることが可能であり、高速回転・低負荷時のプリフロ
ー効果による進角をより大きく得ることができるととも
に、噴射を安定させることができる。

【０１０８】なお、段部リード３３の形成領域を選択す
ることにより負荷域を選択して残圧を制御し、サブポー
ト１５付きのプランジャ７と組み合わせることによっ
て、安定した大きなプリフロー効果による進角を得るこ
とができる。

【０１０９】したがって、アイドリングタイミングを遅
らせ、アイドリング音および窒素酸化物の低減が可能
で、ハイアイドリングの冷寒時、失火および青白煙の防
止、さらには、低負荷域で噴射期間が延び、音と窒素酸
化物の低減に効果がある。

【０１１０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、サブポー
ト付きのプリフロー効果を有するプランジャとしたの
で、高速進角および始動時進角の両立を可能とするとと
もに、必要に応じて上部サブリード等の形成位置ないし
範囲を選択し、各種の噴射タイミングを選択可能で、カ
ムのカムプロフィール、部分二段傾斜リードとの組み合
わせにより燃料噴射ポンプ特性を向上させることが可能
である。

【０１１１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例による燃料噴射ポンプ１
の縦断面図である。

【図２】同、燃料噴射ポンプ１の要部縦断面図である。

【図３】同、プランジャ７の頭部のリード展開図であ
る。

【図４】同、エンジンの回転数に対する燃料噴射量の関
係を示すＮ−Ｑ特性図である。

【図５】同、Ｎ−Ｑ特性図において示すタイミングマッ
プである。

【図６】プリフロー効果のプランジャ７を有する燃料噴
射ポンプの要部縦断面図である。

【図７】同、リード展開図である。

【図８】プリフロー効果のプランジャ７を有していない
標準的な燃料噴射ポンプのＮ−Ｑ特性図である。

【図９】プリフロー効果のプランジャ７を有する燃料噴
射ポンプのＮ−Ｑ特性図である。

【図１０】同、プリフロー効果のプランジャ７を有する
燃料噴射ポンプのタイミングマップである。

【図１１】本発明の第二の実施例におけるリード展開図
である。

【図１２】本発明の第三の実施例におけるリード展開図
である。

【図１３】同、第二および第三の実施例のＮ−Ｑ特性図
である。

【図１４】同、タイミングマップである。

【図１５】本発明の第四の実施例におけるリード展開図
である。

【図１６】本発明の第五の実施例におけるリード展開図
である。

【図１７】同、タイミングマップである。

【図１８】本発明の第六の実施例におけるリード展開図
である。

【図１９】本発明の第七の実施例におけるリード展開図
である。

【図２０】アークカム３０の側面図である。

【図２１】接線カム３１の側面図である。

【図２２】グライヒカム３２の側面図である。

【図２３】アークカム３０、接線カム３１およびグライ
ヒカム３２のカム角度に対するカム速度の関係をそれぞ
れ示すグラフである。

【図２４】アークカム３０および接線カム３１のカム角
度に対するプランジャ７のリフトの関係を示すグラフで
ある。

【図２５】アークカム３０の、カム角度とカム速度との
関係を示すグラフである。

【図２６】接線カム３１の、カム角度とカム速度との関
係を示すグラフである。

【図２７】本発明におけるカム４のカムプロフィールの
第一の例を示すグラフである。

【図２８】同、カムプロフィールの第二の例を示すグラ
フである。

【図２９】同、カムプロフィールの第三の例を示すグラ
フである。

【図３０】同、カムプロフィールの第四の例を示すグラ
フである。

【図３１】同、カムプロフィールの第五の例を示すグラ
フである。

【図３２】同、カムプロフィールの第六の例を示すグラ
フである。

【図３３】従来のアングライヒカット付きのデリバリバ
ルブ８のＮ−Ｑ特性図において示すタイミングマップで
ある。

【図３４】本発明における部分二段傾斜リード３４を形
成したプランジャ７の周面を示す側面展開図である。

【図３５】図３４のＸＸＸＶ−ＸＸＸＶ線断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 燃料噴射ポンプ ２ ポンプハウジング ３ カム軸 ４ カム ５ 噴射量のコントロールラック ６ プランジャバレル ７ プランジャ ７Ａ プランジャ７の上端縁 ８ デリバリバルブ ９ デリバリバルブホルダー １０ タペットローラー １１ 噴射量のコントロールスリーブ １２ 燃料溜まり室 １３ 燃料圧室 １４ メインポート（燃料吸排孔） １４Ａ メインポート１４の上端縁 １５ サブポート（燃料吸排孔） １５Ａ サブポート１５の上端縁 １６ 噴射管 １７ 縦方向燃料通路 １８ 傾斜リード １９ 始動時噴射量制限用切欠き ２１ 上部サブリード ２１Ａ 上部サブリード２１の上端縁 ２２ 上部サブリード ２３ リード傾斜部 ２４ 上部サブリード ２５ リード傾斜部 ２６ 上部サブリード ２７ 始動時用メインリード ２８ 始動時用サブリード ３０ アークカム ３０Ａ アークカム３０のアーク部 ３１ 接線カム ３１Ａ 接線カム３１の接線部 ３２ グライヒカム ３３ より浅い段部リード ３４ 部分二段傾斜リード Ｌ１ プリフローストローク

フロントページの続き (72)発明者 細谷 佳範 埼玉県東松山市箭弓町３丁目13番26号 株 式会社ゼクセル東松山工場内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプハウジングと、 このポンプハウジングに取り付けるとともに、燃料溜ま
   り室に連通する燃料の吸排孔を形成したプランジャバレ
   ルと、 このプランジャバレル内に往復摺動可能かつ回動可能に
   挿入するとともに、前記吸排孔に連通可能な位置に傾斜
   リードを形成したプランジャとを有し、 このプランジャと前記プランジャバレルとの間に燃料圧
   室を形成するとともに、 このプランジャの往復摺動により、前記燃料溜まり室か
   らこの燃料圧室内に燃料を吸い込み、圧送する燃料噴射
   ポンプであって、 前記プランジャバレルに前記吸排孔として、より大径の
   メインポートおよびより小径のサブポートを、このサブ
   ポートの上端縁が前記メインポートの上端縁以下となる
   ように形成し、 前記プランジャの頭部には、該プランジャの回動にとも
   なう所定範囲にわたってこのサブポートに連通可能な上
   部サブリードを形成し、かつ前記メインポートが前記プ
   ランジャの上端縁により閉鎖されても、前記サブポート
   が前記上部サブリードに連通可能となるように該サブリ
   ードを形成したことを特徴とする燃料噴射ポンプ。
2. 【請求項２】 ポンプハウジングと、 このポンプハウジングに取り付けるとともに、燃料溜ま
   り室に連通する燃料の吸排孔を形成したプランジャバレ
   ルと、 このプランジャバレル内に往復摺動可能かつ回動可能に
   挿入するとともに、前記吸排孔に連通可能な位置に傾斜
   リードを形成したプランジャとを有し、 このプランジャと前記プランジャバレルとの間に燃料圧
   室を形成するとともに、 このプランジャの往復摺動により、前記燃料溜まり室か
   らこの燃料圧室内に燃料を吸い込み、圧送する燃料噴射
   ポンプであって、 前記プランジャバレルに前記吸排孔として、より大径の
   メインポートおよびより小径のサブポートを、このサブ
   ポートの上端縁が前記メインポートの上端縁以下となる
   ように形成し、 前記プランジャの頭部には、該プランジャの回動にとも
   なう所定範囲にわたってこのサブポートに連通可能な上
   部サブリードを形成し、 前記メインポートが前記プランジャの上端縁により閉鎖
   されても、前記サブポートが前記上部サブリードに連通
   可能となるように該サブリードを形成し、かつ低負荷時
   における前記プランジャの回動位置では、前記メインポ
   ートが前記プランジャの上端縁により閉鎖されても、前
   記サブポートが前記サブリードと連通可能とし、さら
   に、 高負荷時における前記プランジャの回動位置では、前記
   メインポートが前記プランジャの上端縁により閉鎖可能
   とするとともに、前記サブポートも前記プランジャの上
   端縁により閉鎖可能としたことを特徴とする燃料噴射ポ
   ンプ。
3. 【請求項３】 ポンプハウジングと、 このポンプハウジングに取り付けるとともに、燃料溜ま
   り室に連通する燃料の吸排孔を形成したプランジャバレ
   ルと、 このプランジャバレル内に往復摺動可能かつ回動可能に
   挿入するとともに、前記吸排孔に連通可能な位置に傾斜
   リードを形成したプランジャとを有し、 このプランジャと前記プランジャバレルとの間に燃料圧
   室を形成するとともに、 このプランジャの往復摺動により、前記燃料溜まり室か
   らこの燃料圧室内に燃料を吸い込み、圧送する燃料噴射
   ポンプであって、 前記プランジャバレルに前記吸排孔として、より大径の
   メインポートおよびより小径のサブポートを、このサブ
   ポートの上端縁が前記メインポートの上端縁以下となる
   ように形成し、 前記プランジャの頭部には、該プランジャの回動にとも
   なう所定範囲にわたってこのサブポートに連通可能な上
   部サブリードを形成し、 前記メインポートが前記プランジャの上端縁により閉鎖
   されても、前記サブポートが前記上部サブリードに連通
   可能となるように該サブリードを形成し、かつ低負荷時
   における前記プランジャの回動位置では、前記メインポ
   ートが前記プランジャの上端縁により閉鎖可能とすると
   ともに、前記サブポートも前記プランジャの上端縁によ
   り閉鎖可能とし、さらに、 高負荷時における前記プランジャの回動位置では、前記
   メインポートが前記プランジャの上端縁により閉鎖され
   ても、前記サブポートが前記サブリードと連通可能とし
   たことを特徴とする燃料噴射ポンプ。
4. 【請求項４】 ポンプハウジングと、 このポンプハウジングに取り付けるとともに、燃料溜ま
   り室に連通する燃料の吸排孔を形成したプランジャバレ
   ルと、 このプランジャバレル内に往復摺動可能かつ回動可能に
   挿入するとともに、前記吸排孔に連通可能な位置に傾斜
   リードを形成したプランジャと、 このプランジャを往復摺動させるカムとを有し、 このプランジャと前記プランジャバレルとの間に燃料圧
   室を形成するとともに、 このプランジャの往復摺動により、前記燃料溜まり室か
   らこの燃料圧室内に燃料を吸い込み、圧送する燃料噴射
   ポンプであって、 前記プランジャバレルに前記吸排孔として、より大径の
   メインポートおよびより小径のサブポートを、このサブ
   ポートの上端縁が前記メインポートの上端縁以下となる
   ように形成し、 前記プランジャの頭部には、該プランジャの回動にとも
   なう所定範囲にわたってこのサブポートに連通可能な上
   部サブリードを形成し、 前記メインポートが前記プランジャの上端縁により閉鎖
   されても、前記サブポートが前記上部サブリードに連通
   可能となるように該サブリードを形成し、かつ前記カム
   のカム速度が低速度において前記プランジャが前記メイ
   ンポートを閉鎖するように該カムのカムプロフィールを
   選択することを特徴とする燃料噴射ポンプ。
5. 【請求項５】 ポンプハウジングと、 このポンプハウジングに取り付けるとともに、燃料溜ま
   り室に連通する燃料の吸排孔を形成したプランジャバレ
   ルと、 このプランジャバレル内に往復摺動可能かつ回動可能に
   挿入するとともに、前記吸排孔に連通可能な位置に傾斜
   リードを形成したプランジャとを有し、 このプランジャと前記プランジャバレルとの間に燃料圧
   室を形成するとともに、 このプランジャの往復摺動により、前記燃料溜まり室か
   らこの燃料圧室内に燃料を吸い込み、圧送する燃料噴射
   ポンプであって、 前記プランジャバレルに前記吸排孔として、より大径の
   メインポートおよびより小径のサブポートを、このサブ
   ポートの上端縁が前記メインポートの上端縁以下となる
   ように形成し、 前記プランジャの頭部には、該プランジャの回動にとも
   なう所定範囲にわたってこのサブポートに連通可能な上
   部サブリードを形成し、 前記メインポートが前記プランジャの上端縁により閉鎖
   されても、前記サブポートが前記上部サブリードに連通
   可能となるように該サブリードを形成し、かつ前記傾斜
   リードのスピル側においてその深さに部分的な段差を設
   けたことを特徴とする燃料噴射ポンプ。