JPH0742645A - インナカム式分配型燃料噴射ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インナカム式分配型燃料噴射ポンプにおい
て、高圧噴射時の噴射時期制御を安定にしかつ噴射時期
変更時の応答性を向上する。 【構成】 燃料ポンプから供給される燃料をポンププラ
ンジャの作動によって内燃機関に噴射供給するインナカ
ム式分配型燃料噴射ポンプは、燃料噴射時期を調節する
インナカムの噴射時期設定位置をスライドピン２５で決
める。このスライドピン２５を駆動するタイマピストン
２６は、シリンダ５２内に往復摺動可能に設けられる。
タイマピストン２６の一方の側に形成される高圧室５５
に燃料ポンプからの燃料を供給する第１通路６２を接続
し、この第１通路６２に逆止弁６４を設ける。この逆止
弁６４の引張スプリング６８は、タイマピストン２６の
遅角移動時に高圧室５５の圧力を低下するように開弁状
態を保持し、噴射反力作用時に高圧室５５の高圧を保つ
ように閉弁状態を保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼル機関等に燃
料を圧送する分配型燃料噴射ポンプに関するもので、詳
細には、インナカム式分配型燃料噴射ポンプの噴射時期
を調整するタイマ機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼル機関の高出力化、排気ガス中
の有害物除去等を目的として分配型噴射ポンプの高噴射
化が要求されている。この分配型燃料噴射ポンプの高噴
射圧化にともない噴射時にカムからタイマピストンが受
ける駆動反力が大きくなり、そのためタイマピストン位
置に変動が生じ、噴射時期のずれを生じることがある。

【０００３】従来の分配型燃料噴射ポンプでは、このよ
うな噴射時期のずれを防止するため、実開昭６１−４３
９４７号公報に示すものは、図４に示すように、タイマ
機構の高圧室５５の燃料導入口を形成するタイマピスト
ン内部に圧力弁１０２を設置しており、この圧力弁１０
２はオリフィス１００と逆止弁１０３を並列に配置して
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の分配型燃料噴射ポンプによると、高圧噴射化に伴い
タイマピストンに作用する噴射反力が大きくなると、図
４に示すように、その噴射反力によりタイマピストン２
６が遅角側に押され、逆止弁１０３が閉弁するのである
が、高圧室５５の燃料がオリフィス１００より排出さ
れ、高圧室５５の圧力が低下するため、さらにタイマピ
ストン２６が大きく遅角側に移動し安定性が低下する。
この安定性の向上のための解決対策としてはオリフィス
１００の絞り径を小さくすることが考えられるが、オリ
フィス１００の絞り径を小さくすると高圧室５５の燃料
の排出量が低下するため進角から遅角へのタイマピスト
ン移動時の応答性が低下するという問題がある。

【０００５】一般に、インナカム式の分配型燃料噴射ポ
ンプにおいては、前記実開昭６１−４３９４７号公報に
示すようなフェイスカム式の分配型燃料噴射ポンプの場
合に比べ、ローラがインナカム山に乗り上げるときの反
力がそのままタイマピストンを遅角側に駆動する力にな
るため、タイマピストンに作用する噴射駆動反力が著し
く大となり、したがって、特に高圧噴射時には、噴射時
期変動が大となり不安定さが助長される。

【０００６】本発明は、高圧噴射時における良好な噴射
時期制御の安定性と応答性とを同時に達成するようにし
たインナカム式分配型噴射ポンプを提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によるインナカム
式分配型燃料噴射ポンプは、燃料ポンプから吐出される
燃料をポンププランジャの作動によって内燃機関に噴射
供給するインナカム式分配型燃料噴射ポンプであって、
カム山位置を変位させて燃料噴射時期を調節するカム部
材と、このカム部材の噴射時期設定位置を決めるために
該カム部材を駆動するスライドピンと、シリンダ内に往
復摺動可能に設けられ、前記スライドピンの他端を嵌合
するタイマピストンと、前記シリンダ内で前記タイマピ
ストンの一端側に設けられる低圧室と、前記低圧室側に
設けられるとともに燃料噴射時期を調整する付勢手段
と、前記シリンダ内で前記タイマピストンの他端側に設
けられる高圧室と、前記高圧室に前記燃料ポンプからの
燃料を供給する第１通路と、前記低圧室に前記燃料ポン
プからの燃料を供給する第２通路と、前記低圧室の入口
側の前記第２通路に設けられる電磁弁と、前記第１通路
に設けられ、前記タイマピストンの遅角移動時に前記高
圧室の圧力を低下するように開弁状態を保持し、噴射反
力作用時に高圧室の高圧を保つように閉弁状態を保持す
る逆止弁とを備えたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明の分配型燃料噴射ポンプによると、タイ
マピストンの遅角移動時に高圧室と低圧側とを連通する
第１通路を開弁し、噴射反力が作用するときには第１通
路を閉弁する機構を備えることで、高圧噴射時の良好な
噴射時期制御の安定性ならびに噴射時期変更に伴う迅速
な応答性を確保する。

【０００９】

【実施例】本発明の実施例を図面にもとづいて説明す
る。インナカム式分配型燃料ポンプに本発明を適用した
実施例を図１および図２に示す。この噴射ポンプは電磁
スピル弁方式のものである。フィードポンプ１はタンク
２から燃料を汲上げ、汲上げられた燃料は圧力調整弁３
により調圧され、ヘッド４内のギャラリ５に供給され
る。ギャラリ５内の燃料はシリンダ６内の通路６ａ、ロ
ータ７内の通路７ａを介してプランジャ８によって形成
されるプランジャ室９に導入される。ロータ７はシリン
ダ６に対して摺動自在に嵌合されており、軸受１０に支
持されてディーゼル機関により回転駆動される。

【００１０】また、ロータ７の外周には円筒孔１１がロ
ータ７の半径方向に複数個開けられており、この円筒孔
１１内にはプランジャ８が摺動自在に嵌合されている。
プランジャ８の半径方向外側端部には、ローラシュー１
２がローラ１３を回転自在に保持して配設される。ロー
タ７の径外側には内周面にカム山が形成されるインナカ
ム１４が配置されている。プランジャ８は燃料の圧力に
より径外方向に付勢されているから、プランジャ８の外
側端部のローラ１３は常時インナカム１４のカムプロフ
ィールに当接されている。従って、ロータ７の回転によ
りローラ１３がインナカム１４の内周面に沿って移動す
ると、ローラ１３はカムプロフィールにもとづき半径方
向に往復運動を行い、このローラ１３の運動はローラシ
ュー１２を通してプランジャ８に伝達される。ここに、
プランジャ８がロータ７の径外方向に向かう工程が吸入
工程であり、径内方向に向かう工程が吐出工程となる。

【００１１】シリンダ６内の通路６ａとロータ７内の通
路７ａは、ロータ７の回転によるプランジャ８の径外方
向への移動による燃料の吸入工程において両通路６ａ、
７ａが連通し、圧縮工程において閉じるように配置され
ている。さらにロータ７には、プランジャ室９と連通す
るスピルポート１５および吐出ポート１６が設けられ、
吐出工程においてシリンダ６に設けた通路１７、１８と
それぞれ連通する。通路１７の先部には電磁スピル弁１
９が配置され、この電磁スピル弁１９により通路１７と
ギャラリ５との連通および遮断が行われる。電磁スピル
弁１９はディーゼル機関の運転状態を示す信号、例えば
アクセル開度センサ２０からの信号、回転角センサ２１
からの信号などを基にして制御装置２２により駆動され
る。なおシリンダ６内の通路１８はヘッド４内の通路２
３を介してデリバリバルブ２４に連通し、ディーゼル機
関に搭載されるノズルにパイプで連通される。

【００１２】次に、カム室３２の潤滑について説明す
る。カム室３２には、絞り４１を介して図示しないディ
ーゼル機関の潤滑系から潤滑オイルが供給される。潤滑
オイルの一部は、ロータ７を支持する軸受１０の間にも
導入され、ロータ７と軸受１０との間を流れ出たオイル
は、直接カム室３２に、あるいは通路４２を介してカム
室３２に流入する。

【００１３】カム室３２の上部には、オイル出口４３が
設けられている。オイル入口４４から絞り４１を経て流
入する潤滑オイルは、インナカム１４、ローラ１３、ロ
ーラシュー１２を潤滑するとともに、これらを冷却して
摩擦熱を奪った後、オイル出口４３からディーゼル機関
の潤滑系へと流出する。ディーゼル機関の回転によって
ロータ７が回転されると、プランジャ８がインナカム１
４のカムプロフィールに沿って径方向に往復動し、プラ
ンジャ室９にギャラリ５から燃料を吸入する吸入工程と
プランジャ室９からデリバリバルブ２４を経て高圧燃料
をノズルに送出する圧送工程とを繰り返し、これに同期
して電磁スピル弁１９により溢流時期の調整すなわち燃
料噴射量の制御がなされる。

【００１４】燃料噴射時期の調整はタイマ５０によって
行われる。すなわち、インナカム１４はスライドピン２
５を介してタイマピストン２６と連結され、タイマピス
トン２６のピストン方向への移動位置によりインナカム
１４の周方向回動位置が決定される構成となっている。
タイマ５０の具体的な構造について図１にもとづいて詳
述する。シリンダ５２の内周面内に円筒状のタイマピス
トン２６が軸方向に摺動自在に設けられている。タイマ
ピストン２６の半径方向に開口される嵌合穴５３内には
インナカム１４を駆動するスライドピン２５が収納さ
れ、スライドピン２５の上端はインナカム１４の嵌合穴
１４ａに嵌合している。タイマピストン２６の低圧室５
４側のタイマピストン凹部２６ａには圧縮コイルスプリ
ング５７がタイマピストン２６を高圧室５５側に付勢す
るように設けられている。

【００１５】高圧室５５に連通する第１通路６２は、フ
ィードポンプ１からの燃料を高圧室５５に供給するもの
で、その途中に逆止弁６４が設けられている。逆止弁６
４は、弁座６５、ボール６６、ボールストッパ６７、引
張コイルスプリング６８からなる。ボール６６にフィー
ド圧が作用すると、図１に示すように、弁座６５とボー
ル６６の間に燃料流路が形成されて開弁状態となる。引
張コイルスプリング６８は、ボール６６が開弁状態とな
る方向に付勢するスプリングである。開弁時ボール６６
はボールストッパ６７に当接した状態となる。インナカ
ム１４からの噴射反力が図示矢印Ａ方向に作用すると、
タイマピストン２６は右方向に移動し高圧室５５の圧力
が上昇するが、この高圧室５５の圧力上昇時、スプリン
グ力に打ち勝ってボール６６が弁座６５に当接し、高圧
室５５を高圧に保持する。これにより、噴射反力による
タイマピストン２６の変位を最小限に押えることで、タ
イマピストン２６による噴射時期変動を最小限に抑制す
る。

【００１６】低圧室５４に連通する第２通路５８は、フ
ィードポンプ１からの燃料を低圧室５４に流入するもの
で、その途中に供給制御用電磁弁５９が設けられる。ま
た、低圧室５４に連通するドレン側の通路６０は、低圧
室５４内の燃料を外部に排出するもので、その途中に吐
出制御用電磁弁６１が設けられている。燃料噴射時期の
遅角時、供給制御用電磁弁５９を開弁し、吐出制御用電
磁弁６１を閉弁することで、低圧室５４内にフィードポ
ンプ１からの燃料を流入する。これにより、圧縮コイル
スプリング５７の設定圧と低圧室５４内の圧力と高圧室
５５との圧力バランスによりタイマピストン２６を図１
で右行させスライドピン２５によってインナカム１４を
遅角側に回動させる。

【００１７】燃料噴射時期の進角時、供給制御用電磁弁
５９を閉弁し、吐出制御弁用電磁弁６１を開弁すること
で、低圧室５４内の燃料を通路６０から排出する。これ
により、前記遅角時とは逆にタイマピストン２６を図１
で左行させ、スライドピン２５によってインナカム１４
を進角側に回動させる。燃料の噴射時期をその時の状態
に保持するときは、供給制御用電磁弁５９および吐出制
御用電磁弁６１をともに閉弁することで、低圧室５４の
圧力をその圧力に保持する。このとき、噴射圧の変動に
ともないインナカム１４からスライドピン２５が駆動反
力を受ける。すなわち、インナカム１４のカム山にロー
ラ１３が乗り上げるとき、インナカム１４に付与される
図１に示す矢印方向の噴射反力がスライドピン２５を図
１で反時計方向すなわちピストン２６がに右行する方向
に作用する。このとき、高圧室５５が高圧になろうとす
るが、この圧力上昇によりボール６６が弁座６５に当接
し逆止弁６４を閉弁状態にするので、低圧室５４が油密
に密閉された状態で低圧室５４内の圧力が一定に保持さ
れる。これにより、高圧室５５は高圧を保持し、タイマ
ピストン２６はそれ以上の右方向への移動が防がれる。
したがって、タイマピストン２６のストロークの変動量
が最低限に抑えられる。

【００１８】タイマピストンのストロークの変動量の変
化について従来の比較例と本発明の本実施例とを対比し
た結果を図３に示す。図３に示すように、駆動反力が作
用する毎に、ピストンストロークが遅角側に増量され
る。本発明の前記第１実施例によると、図３に示すよう
に、ピストンストロークの遅角側への変動は最低限に抑
えられる。これは、逆止弁６４による噴射反力作用時の
ロック状態が確実に機能するためである。噴射反力の作
用時、１高圧室５５の圧力は急上昇するが、逆止弁６４
のロック状態が的確に作用するのである。

【００１９】本実施例のタイマ機構においては、図４に
示す従来の比較例と対比すると、本実施例にはオリフ
ィス１００が設けられていない、本実施例の逆止弁６
４の付勢力方向が従来の比較例とは逆である、進角移
行時、本実施例では、逆止弁６４の開により高圧室５５
に燃料が流入するようスプリング６８の付勢力が比較的
低いスプリング設定圧に設定されている。

【００２０】本実施例では、進角時、高圧室５５にフィ
ードポンプより燃料が流入するとき、ボール６６が図１
に示すように引張スプリング６８の付勢力に抗してボー
ルストッパ６７に押しつけられているため、燃料が通路
６２からボール６６の周囲を通って高圧室５５に流入可
能である。これにより、フィード圧が小さいときにも高
圧室５５への燃料の流入によりピストン２６を進角側に
移動可能である。

【００２１】高負荷運転時、インナカム１４のカム山に
乗り上げるローラ１３の押圧力より高い噴射反力がスラ
イドピン２５を経由してタイマピストン２６に作用す
る。このとき、図３に示すようにタイマピストン２６が
遅角側に急速に移動しようとするが、このとき高圧室５
５の容積が急速に小さくなろうとするため、高圧室５５
の圧力は急速に上昇する。このとき、ボール６６の閉弁
設定圧を例えば２ＭＰａに設定しておくと、高圧室５５
の圧力が２ＭＰａに達した時点でボール６６が弁座６５
に完全にシートされ、高圧室５５に連通する通路６２が
油圧ロックされるため、ピストン２６はそれ以上遅角側
に移動しない。したがってピストン変動が小さくなり噴
射時期の設定が安定する。ボール６６の閉弁設定圧は、
例えば２〜５ＭＰａに設定する。

【００２２】噴射ポンプの進角運転から遅角運転へ移行
するとき、低圧室５４の圧力を上げて高圧室の圧力が２
ＭＰａに達しない状態で、逆止弁６４を全開状態に保持
することで、高圧室５５の燃料を第１通路６２から排出
する。これにより、短時間でタイマピストン２６を遅角
側へ移動可能とし、タイマの噴射時期調節の応答性が向
上されている。

【００２３】また、本実施例では、低圧側の吐出制御用
電磁弁６１の作動は、タイマ進角時またはタイマ遅角時
のみ実施すればよいから、吐出制御用電磁弁６１の作動
回数を少なくすることができるので、タイマ作動の応答
性および信頼性を向上させることができるという効果が
ある。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のインナカ
ム式分配型燃料噴射ポンプによれば、タイマ機構部の高
圧室側の通路に逆止弁を有する構成であるから、噴射反
力の作用時、高圧室を油密ロックに保持するので、噴射
圧変動によって発生しやすいタイマピストンの位置変動
を応答性を悪化させずに効果的に抑えられるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による分配型燃料噴射ポン
プのタイマ機構部を表す概略構成図である。

【図２】本発明の第１実施例の分配型燃料噴射ポンプを
示す全体図である。

【図３】噴射反力作用時のピストンストロークと高圧室
の圧力の経時変化を示す特性図である。

【図４】従来の分配型燃料噴射ポンプのタイマ機構部を
示す概略構成図である。

【符号の説明】

１４ インナカム（カム部材） ２５ スライドピン ２６ タイマピストン ５２ シリンダ ５４ 低圧室 ５５ 高圧室 ５７ 圧縮コイルスプリング（付勢手段） ５８ 第２通路 ５９ 供給制御用電磁弁（電磁弁） ６１ 吐出制御用電磁弁（電磁弁） ６２ 第１通路 ６４ 逆止弁 ６５ 弁座（逆止弁） ６６ ボール（逆止弁） ６７ ボールストッパ（逆止弁） ６８ 引張コイルスプリング（逆止弁）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料ポンプから吐出される燃料をポンプ
   プランジャの作動によって内燃機関に噴射供給するイン
   ナカム式分配型燃料噴射ポンプであって、 カム山位置を変位させて燃料噴射時期を調節するカム部
   材と、 このカム部材の噴射時期設定位置を決めるために該カム
   部材を駆動するスライドピンと、 シリンダ内に往復摺動可能に設けられ、前記スライドピ
   ンの他端を嵌合するタイマピストンと、 前記シリンダ内で前記タイマピストンの一端側に設けら
   れる低圧室と、 前記低圧室側に設けられるとともに燃料噴射時期を調整
   する付勢手段と、 前記シリンダ内で前記タイマピストンの他端側に設けら
   れる高圧室と、 前記高圧室に前記燃料ポンプからの燃料を供給する第１
   通路と、 前記低圧室に前記燃料ポンプからの燃料を供給する第２
   通路と、 前記低圧室の入口側の前記第２通路に設けられる電磁弁
   と、 前記第１通路に設けられ、前記タイマピストンの遅角移
   動時に前記高圧室の圧力を低下するように開弁状態を保
   持し、噴射反力作用時に高圧室の高圧を保つように閉弁
   状態を保持する逆止弁とを備えたことを特徴とするイン
   ナカム式分配型燃料噴射ポンプ。