JPH0814133A - 燃料噴射ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はタイマ装置を内蔵した燃料噴射ポン
プに関し、カムリングとポンプハウジングとの間におけ
るガタ及び油膜切れの発生を防止することを目的とす
る。 【構成】 内周面にカム山110a〜110fを有するカムリン
グ110 と、ディーゼルエンジンの回転に同期して回転す
ることによりカム山110a〜110fに沿って径方向に往復動
するプランジャ96a 〜96d を内包するロータ90と、ディ
ーゼルエンジンの運転条件に応じカムリング110 を周方
向に回動するタイマピストン131,132 と、カムリング11
0 を摺動可能に保持するハウジング11とを具備し、前記
プランジャ96a 〜96d のカム山110a〜110fに沿った径方
向の往復動とロータ90の回転とにより、ディーゼルエン
ジンの各気筒に燃料の分配供給を行う燃料噴射ポンプに
おいて、前記ハウジング11のカムリング110 と対向する
部位に低熱膨張率を有するストラット材150 を配設す
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係り、
特にタイマ装置を内蔵した燃料噴射ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ディーゼルエンジンに燃料を
圧送する燃料噴射ポンプに関する技術が種々提案されて
おり、その一つとして特開昭６２−２８８３６２号公報
に開示される如きインナカム式燃料噴射ポンプが知られ
ている。

【０００３】同公報に開示されたインナカム式燃料噴射
ポンプは、ポンプハウジングの内部に回動変位可能に保
持されると共にその内周面にカム山が形成されたカムリ
ングと、ディーゼルエンジンの回転に同期して回転する
ロータと、このロータ内に形成されたプランジャ室内に
配設され上記カム山に沿ってプランジャ室内を径方向に
往復動するプランジャと、ディーゼルエンジンの運転条
件に応じてカムリングを周方向に回動させることにより
燃料噴射タイミング時期を制御するタイマ装置等を具備
した構成とされている。

【０００４】そして、前記プランジャがカム山に沿って
プランジャ室内で往復動することにより燃料を高圧化
し、この高圧燃料をロータが回転することによりディー
ゼルエンジンの各気筒に分配供給する構成とされてい
る。

【０００５】また、タイマ装置は、ポンプハウジングの
内部に回動変位可能に保持されたカムリングと、このカ
ムリングを周方向に回動変位させるタイマピストンと、
このタイマピストンの移動（駆動）を制御するタイミン
グコントロールバルブ（ＴＣＶ）等により構成されてい
る。

【０００６】そして、ＴＣＶの開閉動作をデューティ制
御することにより、タイマピストンを介してカムリング
を周方向に移動し、これによりカム山の位置を移動させ
ることにより燃料噴射タイミング時期を制御する構成と
されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、タイマ
装置を内蔵した燃料噴射ポンプでは、燃料噴射タイミン
グ時期を制御するためにポンプハウジングの内部でカム
リングを周方向に回動変位させる必要がある。このた
め、カムリングの外周面とポンプハウジングの内周面と
の間には所定のクリアランスが設けられており、このク
リアランス内には潤滑油として機能する燃料が介在する
よう構成されている。

【０００８】しかるに、単にカムリングの外周面とポン
プハウジングの内周面との間に形成されるクリアランス
に潤滑油となる燃料を介在させただけの構成では、カム
リング外周とハウジング内周に摩耗が生じたり、ひどく
なると焼着くおそれがあった。

【０００９】カムリングはプランジャがカム山に乗り上
げる際に周方向の反作用を受ける。この力はロッドを介
しタイマピストンが受けるが、ロッドという一点での支
持であることと、タイマピストンの固定が機械的なもの
でなく油圧によるものであることから、カムリングは周
方向及び径方向に振動する。前記クリアランスが適正で
あれば、この振動による不具合は生じないが、ハウジン
グの熱膨張によりクリアランスが拡大するとクリアラン
ス内の油膜の保持が困難となり、前記振動によりキャビ
テーションが生じ、このキャビテーションによる気泡に
より油膜切れが生じてしまう。また、振幅が大となり振
動エネルギーが大きくなることも油膜切れの要因とな
る。

【００１０】一方、プランジャがカム山に乗り上げる
際、径方向の反作用によりカムリングのカム山部分は径
方向に突出するよう変形する。この変形によって変形部
外周とハウジング内周が直接接触してしまう。前述した
摩耗や焼着きは以上の要因によってカムリング外周とハ
ウジング内周が直接接触することにより生じる。

【００１１】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、カムリング外周とハウジング内周の摩耗及び焼着
きの発生を防止した燃料噴射ポンプを提供することを目
的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題は下記の手段
を講じることにより解決することができる。

【００１３】請求項１の発明では、内周面にカム山を有
するカムリングと、内燃機関の回転に同期して回転する
ことによりカム山に沿って径方向に往復動するプランジ
ャを内包するロータと、前記内燃機関の運転条件に応じ
カムリングを周方向に回動するタイマピストンと、前記
カムリングを摺動可能に保持するハウジングとを具備
し、前記プランジャのカム山に沿った径方向の往復動と
前記ロータの回転とにより、前記内燃機関の各気筒に燃
料の分配供給を行う燃料噴射ポンプにおいて、前記ハウ
ジングのカムリングと対向する部位に低熱膨張率を有す
るストラット材を配設したことを特徴とするものであ
る。

【００１４】また、請求項２の発明では、内周面にカム
山を有するカムリングと、内燃機関の回転に同期して回
転することによりカム山に沿って径方向に往復動するプ
ランジャを内包するロータと、前記内燃機関の運転条件
に応じカムリングを周方向に回動するタイマピストン
と、前記カムリングを摺動可能に保持するハウジングと
を具備し、前記プランジャのカム山に沿った径方向の往
復動と前記ロータの回転とにより、前記内燃機関の各気
筒に燃料の分配供給を行う燃料噴射ポンプにおいて、前
記カムリングの外周面と、この外周面と対向するハウジ
ングの内周面との間に、滑り部材を配設したことを特徴
とするものである。

【００１５】また、請求項２の発明において、前記滑り
部材をベアリングにより構成してもよい。

【００１６】また、請求項２の発明において、前記滑り
部材を低摩擦係数の弾性体により構成してもよい。

【００１７】更に、請求項５の発明では、内周面にカム
山を有するカムリングと、内燃機関の回転に同期して回
転することによりカム山に沿って径方向に往復動するプ
ランジャを内包するロータと、前記内燃機関の運転条件
に応じカムリングを周方向に回動するタイマピストン
と、前記カムリングを摺動可能に保持するハウジングと
を具備し、前記プランジャのカム山に沿った径方向の往
復動と前記ロータの回転とにより、前記内燃機関の各気
筒に燃料の分配供給を行う燃料噴射ポンプにおいて、前
記カム山の背面近傍におけるカムリングの外周とハウジ
ング内周との間のクリアランスを、他の部位におけるカ
ムリングの外周とハウジング内周との間のクリアランス
に比較して大きくしたことを特徴とするものである。

【００１８】

【作用】上記の各手段は次のように作用する。

【００１９】請求項１の発明によれば、ハウジングのカ
ムリングと対向する部位に低熱膨張率を有するストラッ
ト材を配設したことにより、ストラット材は低熱膨張率
であるため、燃料噴射ポンプが発生する熱によりハウジ
ングの温度が上昇してもハウジングの熱膨張はストラッ
ト材により抑制される。よって、高熱時におけるハウジ
ングとカムリングとの間のクリアランスは所定間隔に維
持され、ハウジングとカムリングとの間における振動に
よるキャビテーションの発生、及び油膜切れの発生を防
止することができる。

【００２０】また、請求項２の発明によれば、カムリン
グの外周面と、この外周面と対向するハウジングの内周
面との間に滑り部材を配設したことにより、カムリング
とハウジングとの間には滑り部材が介在することとな
り、間隙を設けることなくハウジング内でカムリングを
回動させることが可能となる。よって、熱や外力の印加
によりカムリング或いはハウジングに変形が生じても、
カムリングとハウジングの間に滑り部材が介在すること
により、カムリングの回動は滑り部材により維持され、
カムリングとハウジングの直接接触を防止することがで
きる。

【００２１】また、請求項３の発明によれば、滑り部材
をベアリングで構成することにより、請求項２の発明に
よる作用に加え、カムリングの回動抵抗を低減すること
ができる。

【００２２】また、請求項４の発明によれば、滑り部材
を低摩擦係数の弾性体で構成することにより、請求項２
の発明による作用に加え、カムリングとハウジング間で
発生する振動を吸収することができ、騒音発生が防止で
きる。

【００２３】更に、請求項５の発明によれば、カムリン
グとハウジング間の摩耗の発生を防止することができ
る。即ち、カム山の形成部位はプランジャがカム山に乗
り上げる際にその反力として径方向に反力を受け、これ
によりカムリングのカム山の形成部位はハウジングの内
面に向け突出するよう変形する。

【００２４】しかるに、カム山の背面におけるカムリン
グの外周とハウジング内周との間のクリアランスを、他
の部位におけるカムリングの外周とハウジング内周との
間のクリアランスに比較して大きくすることにより、上
記のようにカムリングのカム山形成部位に変形が生じて
も、カムリングとハウジングとの間のクリアランスは維
持され、よってカムリングとハウジング間の摩耗の発生
を防止することができる。また、カム山の形成部位以外
の部位は適正な狭いクリアランスとされているため、カ
ムリングとハウジング間にガタが発生するようなことは
ない。

【００２５】

【実施例】次に本発明の実施例について図面と共に説明
する。

【００２６】図１は、本発明の第１実施例である燃料噴
射ポンプ１０の全体構成を示す断面図である。

【００２７】同図においてハウジング１１は、燃料噴射
ポンプ１０の本体であり、その内部には、燃料噴射ポン
プ１０の各機能部品を収納し、かつ燃料が充填されるカ
ム室１２を備えている。

【００２８】また、ハウジング１１には、オーバーフロ
ーバルブ２０、スピルバルブ３０、燃料還流バルブ４
０、アキュムレータ５０、及びコンスタントプレッシャ
バルブ６０等が配設されている。但し、より詳しくはハ
ウジング１１は３つの部分から構成されている。即ち、
カムリング及び駆動軸を内装する本体部と、シリンダを
内装する分配ヘッド部と、回転センサを内装するカバー
部とにより構成されている。

【００２９】オーバーフローバルブ２０はカム室１２の
所定位置に連通しており、カム室１２内が過剰圧力とな
るのを防止するために配設されたバルブである。このオ
ーバーフローバルブ２０は、ボール弁２２及びスプリン
グ２４からなる逆止弁を備えており、カム室１２内に燃
料が過剰供給された場合にその過剰分を燃料タンク（図
示せず）に還流させる。

【００３０】スピルバルブ３０は、電磁コイル３１の発
する電磁力により弁体３２を開閉させる電磁弁であり、
後述する燃料還流バルブ４０及び燃料吸入ギャラリ１７
と、後述する燃料漏出通路（スピル通路）１０３との導
通を制御する。

【００３１】このスピルバルブ３０の弁体３２は、スプ
リング３３によって上方に向けて付勢されると共に、そ
の上端は電磁コイル３１の発する電磁力を伝達するアー
マチャ３４及びスプリング３５に付勢されるストッパ３
６に規制されている。

【００３２】一方、弁体３２とその弁座３７は、弁体３
２が弁座３７に着座している場合、即ちスピルバルブ３
０が閉弁している場合には、弁体３２の側面にのみ油圧
が作用し、また、弁体３２が弁座３７から離座している
場合、すなわちスピルバルブ３０が開弁している場合に
は、弁体３２の先端部にも油圧が作用するように構成さ
れている。この、スピルバルブ３０が閉弁している場合
には、加圧された燃料の溢流（スピル）は停止され、よ
って燃料噴射ポンプ１０で加圧された燃料はディーゼル
エンジンに圧送される。また、スピルバルブ３０が開弁
している場合には、加圧された燃料は後述するようにカ
ム室１２或いは燃料吸入ギャラリ１７に溢流（スピル）
され、よって燃料のディーゼルエンジンへの圧送が停止
される構成とされている。

【００３３】上記スピルバルブ３０の動作について説明
する。電磁コイル３１への通電が開始され電磁コイル３
１が電磁力を発生すると、この電磁力によりアーマチャ
３４は稼働して弁体３２を押圧する。よって、弁体３２
にはアーマチャ３４の押圧力及びスプリング３５の付勢
力が共に閉弁方向に作用し、その結果スプリング３３の
付勢力に抗して弁体３２が変位してスピルバルブ３０が
閉弁状態となる。

【００３４】一方、電磁コイル３１への通電が停止され
ることによりアーマチャ３４の押圧力が消滅すると、ス
プリング３３の付勢力がスプリング３５の付勢力に抗し
て弁体３２を開弁方向に変位せしめ、スピルバルブ３０
が開弁状態となる。

【００３５】尚、上記開弁の際、弁体３２の先端には弁
体３２を開弁方向に押圧する油圧（燃料圧）が作用する
ためスピルバルブ３０の開弁応答性は良好であり、よっ
て燃料噴射の停止時期を高精度に決めることができる。

【００３６】燃料還流バルブ４０は、スピルバルブ３０
の開弁時において燃料漏出通路１０３からスピルされた
高圧燃料（スピル燃料）を所定圧に減圧して燃料タンク
に還流させるべく設けられたバルブであり、上述したオ
ーバーフローバルブ２０と同様に、ボール弁４２、及び
スプリング４４からなる逆止弁で構成されている。

【００３７】また、アキュムレータ５０は、燃料吸入ギ
ャラリ１７内における燃料圧力の脈動を吸収すべく配設
されたものである。このアキュムレータ５０は、連通路
５６を介して燃料吸入ギャラリ１７に連通する燃料室５
７の圧力変動に応じて変位するピストン５２と、このピ
ストン５２を付勢するスプリング５４を備えている。

【００３８】コンスタントプレッシャバルブ６０は、後
述するハウジング１１内の燃料流出ポート１０２と、デ
ィーゼルエンジンの各気筒に設けられた燃料噴射バルブ
（図示せず）との間に設けられるバルブであり、燃料流
出ポート１０２の内圧が所定圧力を越えて高圧となる
と、燃料噴射バルブに向けてその圧力で燃料を流通さ
せ、かつ燃料流出ポート１０２の内圧が所定圧力以下と
なっても、燃料噴射バルブ側の圧力を所定圧力に保つ機
能を有している。このコンスタントプレッシャバルブ６
０を設けることにより、圧送時以外において後述するコ
ンスタントプレッシャバルブ６０からディーゼルエンジ
ンの燃料噴射バルブまでの管内燃料圧を常に一定の値と
することができる。

【００３９】また、ハウジング１１のカム室１２には、
ディーゼルエンジンのクランクシャフトの１／２の回転
速度で回転する駆動軸７０、この駆動軸７０の回転力を
駆動源として燃料のフィードを行うベーン式燃料フィー
ドポンプ（以下、単にフィードポンプと称す）８０、駆
動軸７０と共に回転するロータ９０、ロータ９０の細径
部が嵌挿されるシリンダ１００、及びロータ９０の大径
部の外周を取り囲むカムリング１１０等が組み込まれて
いる。

【００４０】駆動軸７０は、ハウジング１１の端部付近
に配設されるブッシュ１３、及びハウジング１１内部に
配設されるベアリング１４によりハウジング１１内に回
転可能に軸承されている。また、ブッシュ１３には、摺
動抵抗の軽減を図るべく燃料が潤滑油として供給される
構成とされている。更に、駆動軸７０のディーゼルエン
ジンと接続される側の端部にはオイルシール１８が配設
されると共に、燃料インレット１５とブッシュ１３とを
連通すべく油路１６が設けられている。

【００４１】また、駆動軸７０の所定位置には、その外
周上に所定間隔毎に形成された複数の突起１２１を備え
るパルサ１２０が配設されており、一方、カムリング１
１０には駆動軸７０と共に回転するパルサ１２０の突起
１２１の近接・離間をパルス信号に変換する回転角セン
サ１２２が固定されている。このように、回転角センサ
１２２をカムリング１１０に固定することにより、後述
するタイマ装置１３０−の制御動作にかかわりなく、プ
ランジャリフトに対して一定のタイミングでエンジン回
転信号（ＮＥ信号）を生成することができる。

【００４２】フィードポンプ８０は、ハウジング１１に
固定される外壁８１と、複数のベーン８２を備える回転
子８３とからなるベーン式ポンプである。すなわち、燃
料インレット１５に連通して設けられた吸入口８４から
吸い込まれた燃料は、回転子８３の回転に伴ってベーン
８２により昇圧され、所定位置に設けられた燃料吐出口
８５から吐出される。

【００４３】ロータ９０は、駆動軸７０と係合した状態
でシリンダ１００のシリンダ孔１００ａ内に回転可能に
液密に軸承されている。従って、シリンダ孔１００ａは
ロータ９０を回転自在に軸承する軸受としても機能す
る。

【００４４】ここで、ロータ９０は、その大径部にポン
プ室（加圧室）９１を、また細径部に燃料吸入口９２と
燃料吐出口９３とを連通する第１の燃料通路９４、及び
燃料吸入口９２とポンプ室９１とを連通する第２の燃料
通路９５を有している。

【００４５】また、ポンプ室９１には、ロータ９０の径
方向に液密に摺動し得る複数のプランジャ（本実施例に
おいては４つ）９６ａ〜９６ｄが挿入されている。又、
上記燃料吐出口９３には、軸方向にオフセットした位置
においてロータ９０外周を取り巻いて設けられた環状溝
９７が連通されている。

【００４６】一方、シリンダ１００には、燃料吸入ギャ
ラリ１７とシリンダ１００内周とを連通する燃料供給ポ
ート１０１と、一端がその外周において上述のコンスタ
ントプレッシャバルブ６０に連通すると共に他端がシリ
ンダ１００の内周に開口する複数の燃料流出ポート１０
２が設けられている。尚、燃料吸入ギャラリ１７は、フ
ィードポンプ８０の燃料吐出口８５に外部配管（図示せ
ず）を介して連通されている。

【００４７】ここで、上記の燃料供給ポート１０１及び
燃料流出ポート１０２は、それぞれディーゼルエンジン
の各気筒数に対応して複数設けられており、ロータ９０
がディーゼルエンジンの回転角に同期して回転する際
に、ディーゼルエンジンの回転角に対応して燃料吸入ギ
ャラリ１７をロータ９０の燃料吸入口９２に連通し、ま
た特定気筒に配設されたコンスタントプレッシャバルブ
６０に対して燃料吐出口９３を連通させる。

【００４８】また、シリンダ１００には、前記のように
ロータ９０に設けられた環状溝９７と、スピルバルブ３
０とを連通する燃料漏出通路（スピル通路）１０３が設
けられている。ここで、環状溝９７は、上述の如くロー
タ９０の全周に渡って設けられた溝であるため、環状溝
９７とスピルバルブ３０とは、ロータ９０の回転角に関
わらず常に連通した状態とされている。

【００４９】続いて、図１におけるII−II断面に相当す
る図２を参照して、ポンプ室９１近傍の構成について説
明する。

【００５０】本実施例の燃料噴射ポンプ１０は、ロータ
９０に挿入された４つのプランジャ９６ａ〜９６ｄを、
カムリング１１０に設けたカムで駆動することで燃料の
昇圧を図るポンプである。また、本実施例の燃料ポンプ
１０は、６気筒式内燃機関に対応したものであり、この
ためカムリング１１０には、図２に示すように等間隔で
６つのカム山１１０ａ〜１１０ｆが設けられている。ま
た、４つのプランジャ９６ａ〜９６ｄは、全てのプラン
ジャ９６ａ〜９６ｄに同時にリフトが生ずるようにその
位置が設計されている。つまり、プランジャ９６ａ〜９
６ｄは、カム山１１０ａ〜１１０ｆを通過する際にロー
タ９０の中心軸に向かって摺動する圧縮行程を行い、カ
ム山１１０ａ〜１１０ｆを通過した後にロータ９０の外
側に向かって摺動する吸引行程を行う。

【００５１】また、各プランジャ９６ａ〜９６ｄの外周
側端部には、カムリング１１０のカム山１１０ａ〜１１
０ｆによって与えられるカムリフトを、円滑にプランジ
ャ９６ａ〜９６ｄに伝達すべく、ローラシュー９８ａ〜
９８ｄ、及びこのローラシュー９８ａ〜９８ｄに把持さ
れるローラ９９ａ〜９９ｄが配設されている。

【００５２】従って、カムリング１１０の内部でロータ
９０が回転すると、ロータ９０が一周する間に、各プラ
ンジャ９６ａ〜９６ｄは６回の往復運動を行うこととな
り、その往復運動でポンプ室９１内の燃料を加圧するこ
ととすれば、ロータ９０が１回転する間に、すなわち内
燃機関が２回転する間に、等回転角毎に６回の燃料昇圧
が図られることとなる。

【００５３】この際、図１に示す燃料供給ポート１０１
と燃料吸入口９２とは、プランジャ９６ａ〜９６ｄにカ
ムリフトが与えられていない状況下で連通する構成とさ
れている。また、燃料流出ポート１０２と燃料吐出口９
３とは、プランジャ９６ａ〜９６ｄにリフトが生ずる直
前に連通する構成とされている。

【００５４】従って、ロータ９０の回転に伴って、何れ
かの燃料供給ポート１０１と燃料吸入口９２とが連通す
ると、プランジャ９６ａ〜９６ｄにはロータ９０の回転
に伴う遠心力とフィードポンプ８０から供給される燃料
圧力とが作用し、ポンプ室９１に燃料が吸入される。

【００５５】そして、その後燃料供給ポート１０１と燃
料吸入口９２との連通が遮断され、次いで燃料流出ポー
ト１０２と燃料吐出口９３とが連通した状態でプランジ
ャ９６ａ〜９６ｄにリフトが生ずると、スピルバルブ３
０が閉弁していることを前提に、コンスタントプレッシ
ャバルブ６０に対して高圧の燃料が供給されることにな
る。

【００５６】一方、プランジャ９６ａ〜９６ｄによる燃
料の昇圧が行われる際に上述したスピルバルブ３０が開
弁していると、ポンプ室９１から圧送される燃料はスピ
ルバルブ３０を介して燃料吸入ギャラリ１７，燃料タン
ク等へ還流し、ディーゼルエンジンの各気筒に向けての
高圧燃料の供給が停止される。

【００５７】即ち、スピルバルブ３０を開弁状態から閉
弁状態に切り換える時期を制御することで燃料噴射開始
時期を、またスピルバルブ３０を開弁する時期を制御す
ることで燃料噴射終了時期を、それぞれ精度よく制御す
ることが可能となる。このように、燃料噴射時期をスピ
ルバルブ３０の開閉制御を行うことにより制御すること
により燃料噴射量制御を高精度に行う事が可能となり、
ディーゼルエンジンを運転状態に最も適した状態で稼働
させることが可能となる。

【００５８】ところで、スピルバルブ３０を用いて高圧
燃料のスピルを行う場合、スピル時における燃料の慣性
効果により、ロータ９０内に設けられた第１及び第２の
通路９４、９５の内圧が負圧化する場合がある。そし
て、これらの通路９４、９５の内圧が負圧となると、プ
ランジャ９６ａ〜９６ｄのストロークに対する燃料の圧
送量の関係が変化し、燃料噴射量の制御精度の悪化を伴
う。

【００５９】本実施例において、スピルバルブ３０を介
してスピルされる燃料の一部を燃料吸入ギャラリ１７に
還流させ、かつ燃料吸入ギャラリ１７に連通してアキュ
ムレータ５０を設けているのは、かかる弊害を有効に除
去するためである。

【００６０】即ち、本実施例の燃料噴射ポンプ１０にお
いては、上記の如き構成を採用していることから、燃料
スピル時における慣性効果により過剰な燃料溢流が行わ
れたとしても、その一部が燃料吸入ギャラリ１７の内圧
を昇圧させるべく作用し、更にスピル燃料が還流される
ことによる内圧の脈動はアキュムレータ５０によって適
切に吸収されるため、次回の燃料吸入時には十分な量の
燃料を安定して吸入することが可能である。

【００６１】また、スピルされる燃料の一部を吸入ギャ
ラリ１７に還流させることにより、ポンプ室９１内には
フィードポンプ８０からの燃料に加えてスピル燃料も供
給されるため、ディーゼルエンジンの高速回転時におい
てもポンプ室９１内への燃料供給を確実に行うことがで
きる。

【００６２】続いて、タイマ装置１３０について説明す
る。

【００６３】本実施例の燃料噴射ポンプ１０は、ハウジ
ング１１に対するカムリング１１０の固定角を可変とす
るタイマ装置１３０を備えている。すなわち、カムリン
グ１１０は、ハウジング１１に対して回転可能に組み付
けられており、更に図２に示す如く、タイマピストン１
３１，１３２に挟持されるロッド１３３に固定されてい
る。

【００６４】ここで、タイマピストン１３１、１３２
は、タイマ装置１３０を構成するタイマハウジング１３
０ａの内部に摺動可能に挿入されたピストンである。ま
た、タイマハウジング１３０ａ内において、タイマピス
トン１３１の右側にはフィードポンプ８０の燃料吐出口
８５に連通する高圧室１３４が、タイマピストン１３２
の左側にはフィードポンプ８０の燃料吸入口８４に連通
する低圧室１３５がそれぞれ形成されている。

【００６５】また、低圧室１３５には、タイマピストン
１３２を図２中右方へ付勢するスプリング１３６が配設
され、高圧室１３４と低圧室１３５とは、図１に示す電
磁弁（タイミングコントロールバルブ）１４０により導
通が制御される外部配管によって連通されている。この
場合、高圧室１３４と低圧室１３５との差圧に応じてタ
イマピストン１３１、１３２は図中左右に変位し、これ
に伴いタイマピストン１３１、１３２に挟持されたロッ
ド１３３も左右に付勢され、この付勢力によりカムリン
グ１１０が回転する構成とされている。また、本実施例
においては、タイミングコントロールバルブ１４０の開
閉弁をデューティー制御することで、カムリング１１０
を所望の回転角に制御している。

【００６６】かかる構成とすることで、ロータ９０の回
転角、すなわちディーゼルエンジンの回転角に対するプ
ランジャ９６ａ〜９６ｄのリフト特性を変更することが
可能となり、従って燃料噴射時期制御に関する自由度を
更に拡大することが可能であり、制御性に優れた燃料噴
射ポンプが実現されることになる。

【００６７】上記のように、タイマ装置１３０はハウジ
ング１１内でカムリング１１０をタイミングコントロー
ルバルブ１４０を用いて回動変位されることにより、プ
ランジャ９６ａ〜９６ｄのリフト特性を変更し、噴射タ
イミング制御を行いうる構成とされている。このため、
カムリング１１０の外周面と、これと対向するハウジン
グ１１の内周面との間には所定のクリアランス（微細に
クリアランスであるため、図には現れず）が設けられて
おり、このクリアランス内にはカム室１２より燃料が供
給される構成とされている。このクリアランス内に供給
される燃料は、潤滑油として機能する。

【００６８】しかるに、単にカムリング１１０の外周面
とハウジング１１の内周面との間に形成されるクリアラ
ンスに潤滑油となる燃料を介在させただけの構成では、
燃料噴射ポンプ１０内に発生する熱やプランジャ９６ａ
〜９６ｄがカム山１１０ａ〜１１０ｆに乗り上げた時の
反力等によりカムリング１１０或いはハウジング１１に
変形が生じた場合、上記のクリアランスが適正値からず
れてカムリング１１０とハウジング１１が直接接触し、
両者の間で摩耗や焼付きが発生するおそれがあることは
前記した通りである。

【００６９】このため、本実施例においてはハウジング
１１のカムリング１１０と対向する部位にストラット材
１５０（梨地で示す）を配設したことを特徴とするもの
である。このストラット材１５０は、少なくともハウジ
ング１１の材質より機械的強度が高く、かつ低熱膨張率
を有する材質が選定されている。具体的には、ストラッ
ト材１５０の材質としては、例えばＳＰＣ２０等の適用
が考えられる。

【００７０】また、ストラット材１５０の配設位置は、
ハウジング１１内においてカムリング１１０の外周面と
対向する部位に選定されている。即ち、ストラット材１
５０はカムリング１１０を囲繞するようにハウジング１
１内に配設されている。尚、本実施例においては、複数
のストラット材１５０を用い、これをカムリング１１０
を囲繞するようハウジング１１内に列設する構成とされ
ている。

【００７１】更に、ストラット材１５０をハウジング１
１内に埋設するのに、本実施例では予めハウジング１１
のストラット材１５０の配設位置に孔を形成しておき、
この孔にストラット材１５０を鋳込む方法が取られてい
る。このようにハウジング１１に形成されている孔にス
トラット材１５０を鋳込む方法を用いることにより、比
較的肉厚の薄いハウジング１１内に容易にストラット材
１５０を配設することができる。

【００７２】上記のようにハウジング１１にストラット
材１５０を配設することにより、ストラット材１５０は
低熱膨張率であるため、燃料噴射ポンプ１０が発生する
熱によりハウジング１１の温度が上昇しても、ハウジン
グ１１の熱膨張はストラット材１５０により抑制され
る。よって、高熱時におけるハウジング１１とカムリン
グ１１０との間のクリアランスは所定間隔に維持するこ
とができる。これにより、ハウジング１１とカムリング
１１０との間で振動が発生することを防止でき、また振
動によるキャビテーションの発生、及び油膜切れの発生
を防止することができる。従って、ストラット材１５０
を設けることにより、カムリング１１０は燃料噴射ポン
プ１０が熱を有する場合においてもハウジング１１内で
確実に回動することができ、燃料噴射時期制御を確実に
行うことができる。

【００７３】尚、上記した実施例では複数のストラット
材１５０をカムリング１１０を囲繞するようハウジング
１１に配設した構成を示したが、ストラット材１５０を
カムリング１１０を囲繞するようハウジング１１の全周
に渡り形成した構成としてもよい。

【００７４】続いて本発明の第２実施例について説明す
る。

【００７５】図３は、本発明の第２実施例である燃料噴
射ポンプのタイマ装置の縦断面を示している。尚、図３
において、図１及び図２を用いて説明した第１実施例に
係る燃料噴射ポンプの構成と同一構成については同一符
号を付してその説明を省略する。

【００７６】第２実施例に係る燃料噴射ポンプでは、カ
ムリング１１０の外周面と、この外周面と対向するハウ
ジング１１の内周面との間に、滑り部材としてベアリン
グ１６０を設けたことを特徴とするものである。このベ
アリング１６０は、例えば図３及び図４に示されるよう
なラジアル玉軸受けが適用されており、外レース１６１
と内レース１６２との間に多数のボール１６３を介装し
た構成とされている。外レース１６１はハウジング１１
の内周に嵌着され、また内レース１６２はカムリング１
１０の外周に嵌着された構成とされている。

【００７７】このように、カムリング１１０とハウジン
グ１１との間にベアリング１６０を配設したことによ
り、第１実施例では形成されていた間隙（この間隙には
潤滑油となる燃料のみが存在する）を設けることなく、
ハウジング１１内でカムリング１１０を回動させること
が可能となる。

【００７８】よって、燃料噴射ポンプが稼働することに
より発生する熱や、プランジャ９６ａ〜９６ｄが駆動す
るとこと等により発生する外力の印加により、カムリン
グ１１０及びハウジング１１に変形が生じても、カムリ
ング１１０とハウジング１１との間にはベアリング１６
０が介在するため、カムリング１１０とハウジング１１
とが直接接触することはなく焼着き，摩耗が防止でき
る。また、カムリング１１０のハウジング１１内におけ
る回動はベアリング１６０により維持され、かつ回動抵
抗を低減することができ、よってタイミングコントロー
ルバルブ１４０の開閉動作により応答性よくカムリング
１１０を回動させることができる。これにより、タイマ
装置１３０を用いた燃料噴射時期制御を高精度に行うこ
とが可能となる。

【００７９】図５は第２実施例の変形例を示している。

【００８０】図３及び図４を用いて説明した上記実施例
では、滑り部材としてラジアル玉軸受けであるベアリン
グ１６０を用いた例を示した。本変形例では、滑り部材
となるベアリング１７０としてラジアル円錐ころ軸受け
を用いた事を特徴とする。

【００８１】ラジアル円錐ころ軸受けであるベアリング
１７０は、ラジアル荷重（径方向の荷重）とスラスト荷
重（軸方向の荷重）の双方に対して負荷能力を持つ特性
を有している。このベアリング１７０は、外レース１７
１と内レース１７２との間に多数のころ１７３を介装し
た構成とされている。外レース１７１はハウジング１１
の内周に嵌着され、また内レース１７２はカムリング１
１０の外周に嵌着された構成とされている。また、外レ
ース１７１と内レース１７２の対向面はテーパ面とされ
ており、よってベアリング１７０は、ラジアル荷重とス
ラスト荷重の双方に対して負荷能力を持つこととなる。

【００８２】このようにベアリング１７０はスラスト荷
重に対しても負荷能力を持つため、ベアリング１７０の
側面（スラスト荷重の印加される面）には低摩擦係数の
ワッシャ１７４（梨地で示す）を介して弾性部材１７５
が配設されている。よって、ベアリング１７０にスラス
ト荷重が印加された場合には、このスラスト荷重はワッ
シャ１７４を介して弾性部材１７５で緩衝される。

【００８３】上記のようにラジアル円錐ころ軸受けであ
るベアリング１７０を用いることにより、第２実施例と
同様に熱やラジアル方向の外力印加により、カムリング
１１０及びハウジング１１に変形が生じても、カムリン
グ１１０のハウジング１１内における回動はベアリング
１７０により維持され、ベアリング１７０の介在により
カムリング１１０とハウジング１１との直接接触がない
ので焼着き，摩耗が防止される。また、カムリング１１
０に対してスラスト方向に外力が印加されたとしても、
本実施例の構成ではこのスラスト荷重は弾性部材１７５
で緩衝されるためカムリング１１０の円滑な回動を維持
できる。

【００８４】続いて本発明の第３実施例について説明す
る。

【００８５】図６は本発明の第３実施例である燃料噴射
ポンプのタイマ装置の縦断面を示している。尚、図６に
おいても、図１及び図２を用いて説明した第１実施例に
係る燃料噴射ポンプの構成と同一構成については同一符
号を付してその説明を省略する。

【００８６】第３実施例に係る燃料噴射ポンプでは、カ
ムリング１１０の外周面と、この外周面と対向するハウ
ジング１１の内周面との間に、滑り部材として低摩擦係
数の弾性体１８０を設けたことを特徴とするものであ
る。この弾性体１８０としては、例えば低摩擦係数を有
しかつ所定の弾性係数を有するエンジニアプラスチック
や、或いは所定の弾性係数を有する多孔性金属に潤滑油
を含浸された構成のもの等の適用が考えられる。

【００８７】本実施例のように、カムリング１１０とハ
ウジング１１と間に上記弾性体１８０を介装する構成と
しても、第２実施例と同様にカムリング１１０とハウジ
ング１１と間に間隙を設けることなく、ハウジング１１
内でカムリング１１０を回動させることが可能となる。
よって、熱や外力の印加によりカムリング１１０及びハ
ウジング１１に変形が生じても、弾性体１８０が低摩擦
係数であることによりカムリング１１０のハウジング１
１内における回動は維持される。また、カムリング１１
０からハウジング１１へ伝達されようとする振動は弾性
体１８０により吸収され、騒音発生が抑制される。ま
た、カムリング１１０とハウジング１１間の摩耗の発生
を防止することができる。

【００８８】続いて本発明の第４実施例について説明す
る。

【００８９】図７は本発明の第４実施例である燃料噴射
ポンプのタイマ装置の縦断面を示している。尚、図７に
おいても、図１及び図２を用いて説明した第１実施例に
係る燃料噴射ポンプの構成と同一構成については同一符
号を付してその説明を省略する。

【００９０】第４実施例に係る燃料噴射ポンプでは、ハ
ウジング１１の内周所定部位に溝部１９０ａ〜１９０ｆ
を形成したことを特徴とするものである。この溝部１９
０ａ〜１９０ｆは、本実施例においては断面円柱状の溝
であり、カムリング１１０に形成されたカム山１１０ａ
〜１１０ｆの背面と対向する部位に形成されている。

【００９１】上記のようにハウジング１１の内周面に溝
部１９０ａ〜１９０ｆを形成することにより、カム山１
１０ａ〜１１０ｆの形成位置の背面においては、カムリ
ング１１０の外周面とハウジング１１の内周面との間の
クリアランスは、カム山１１０ａ〜１１０ｆの形成され
ていない部位におけるクリアランスに比較して大きくな
る。

【００９２】次に、上記構成とされた燃料噴射ポンプの
動作について説明する。

【００９３】いま、ロータ９０の回転によりカムリング
１１０に形成された所定のカム山１１０ａ〜１１０ｆに
プランジャ９６ａ〜９６ｄが乗り上げたとする。する
と、カム山１１０ａ〜１１０ｆの形成部位は、プランジ
ャ９６ａ〜９６ｄがカム山１１０ａ〜１１０ｆに乗り上
げる際の反力として径方向に反力を受け、これによりカ
ムリング１１０のカム山１１０ａ〜１１０ｆの形成部位
はハウジング１１の内面に向け突出するよう変形する。

【００９４】しかるに、本実施例においては、カム山の
移動範囲を含むカム山１１０ａ〜１１０ｆの配設位置と
対応するハウジング１１の内周面には溝部１９０ａ〜１
９０ｆが形成されているため、カムリング１１０の外周
とハウジング１１の内周との間のクリアランスは、他の
部位のクリアランスに比較して大きくなっている。よっ
て、上記のようにカムリング１１０のカム山１１０ａ〜
１１０ｆの形成部位に変形が生じても、カムリング１１
０とハウジング１１とが接触してしまうことはなく、よ
ってカムリング１１０とハウジング１１との間の摩耗の
発生を防止することができる。また、カム山１１０ａ〜
１１０ｆの形成部位以外の部位は適正な狭いクリアラン
スとされているため、カムリング１１０とハウジング１
１との間にガタが発生するようなことはなく、キャビテ
ーションの発生及び油膜切れの発生を防止することがで
きる。

【００９５】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば下記の種々
の効果を奏するものである。

【００９６】請求項１の発明によれば、高熱時において
もハウジングとカムリングとの間のクリアランスは所定
間隔に維持され、ハウジングとカムリングとの間におけ
る振動によるキャビテーションの発生、及び油膜切れの
発生を防止することができる。 また、請求項２の発明
によれば、カムリングとハウジングとの間には滑り部材
が介在するため、間隙を設けることなくハウジング内で
カムリングを回動させることが可能となり、熱や外力の
印加によりカムリング或いはハウジングに変形が生じて
も、カムリングとハウジングとの直接接触による摩耗，
焼着きを防止することができる。

【００９７】また、請求項３の発明によれば、滑り部材
をベアリングで構成することにより、請求項２の発明に
よる効果に加えてカムリングの回動抵抗を低減すること
ができる。

【００９８】また、請求項４の発明によれば、滑り部材
を低摩擦係数の弾性体で構成することにより、請求項２
の発明による効果に加え、カムリングとハウジング間で
発生する振動を吸収することができ、騒音を防止するこ
とができる。

【００９９】更に、請求項５の発明によれば、カム山の
背面におけるカムリングの外周とハウジング内周との間
のクリアランスを、他の部位におけるカムリングの外周
とハウジング内周との間のクリアランスに比較して大き
くすることにより、プランジャの動作に伴いカムリング
のカム山形成部位に変形が生じても、カムリングとハウ
ジングとの間のクリアランスは維持され、よってカムリ
ングとハウジング間の摩耗の発生を防止することができ
る。また、カム山の形成部位以外の部位は適正な狭いク
リアランスとされているため、カムリングとハウジング
間にガタが発生するようなことはなく、キャビテーショ
ンの発生及び油膜切れの発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の燃料噴射ポンプの全体構
成を表す正面断面図である。

【図２】燃料噴射ポンプのタイマ装置近傍の構成を表す
縦断面図である。

【図３】本発明の第２実施例の燃料ポンプに配設される
タイマ装置近傍の構成を表す縦断面図である。

【図４】ベアリングの配設位置近傍を拡大して示す図で
ある。

【図５】第２実施例の変形例で用いるベアリングの配設
位置近傍を拡大して示す図である。

【図６】本発明の第３実施例の燃料ポンプに配設される
タイマ装置近傍の構成を表す縦断面図である。

【図７】本発明の第４実施例の燃料ポンプに配設される
タイマ装置近傍の構成を表す縦断面図である。

【符号の説明】

１０ 燃料噴射ポンプ １１ ハウジング １２ カム室 １７ 燃料吸入ギャラリ ２０ オーバーフローバルブ ３０ スピルバルブ ４０ 燃料還流バルブ ５０ アキュムレータ ６０ コンスタントプレッシャバルブ ７０ 駆動軸 ８０ フィードポンプ ８５ 燃料吐出口 ９０ ロータ ９１ ポンプ室 ９２ 燃料吸入口 ９３ 燃料突出口 ９４ 第１の燃料通路 ９５ 第２の燃料通路 ９６ａ〜９６ｄ プランジャ ９７ 環状溝 １００ シリンダ １０１ 燃料供給ポート １０２ 燃料流出ポート １０３ 燃料スピル通路 １１０ カムリング １１０ａ〜１１０ｆ カム山 １２０ パルサ １２２ 回転角センサ １３０ タイマ装置 １３１，１３２ タイマピストン １３３ ロッド １４０ タイミングコントロールバルブ １５０ ストラット材 １６０，１７０ ベアリング １８０ 弾性体 １９０ａ〜１９０ｆ 溝部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡邉 寿和 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 近藤 重行 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内周面にカム山を有するカムリングと、
   内燃機関の回転に同期して回転することにより該カム山
   に沿って径方向に往復動するプランジャを内包するロー
   タと、該内燃機関の運転条件に応じ該カムリングを周方
   向に回動するタイマピストンと、該カムリングを摺動可
   能に保持するハウジングとを具備し、 前記プランジャのカム山に沿った径方向の往復動と該ロ
   ータの回転とにより、該内燃機関の各気筒に燃料の分配
   供給を行う燃料噴射ポンプにおいて、 該ハウジングの該カムリングと対向する部位に低熱膨張
   率を有するストラット材を配設したことを特徴とする燃
   料噴射ポンプ。
2. 【請求項２】 内周面にカム山を有するカムリングと、
   内燃機関の回転に同期して回転することにより該カム山
   に沿って径方向に往復動するプランジャを内包するロー
   タと、該内燃機関の運転条件に応じ該カムリングを周方
   向に回動するタイマピストンと、該カムリングを摺動可
   能に保持するハウジングとを具備し、 前記プランジャのカム山に沿った径方向の往復動と該ロ
   ータの回転とにより、該内燃機関の各気筒に燃料の分配
   供給を行う燃料噴射ポンプにおいて、 該カムリングの外周面と、該外周面と対向する該ハウジ
   ングの内周面との間に、滑り部材を配設したことを特徴
   とする燃料噴射ポンプ。
3. 【請求項３】 該滑り部材が、ベアリングであることを
   特徴とする請求項２記載の燃料噴射ポンプ。
4. 【請求項４】 該滑り部材が、低摩擦係数の弾性体であ
   ることを特徴とする請求項２記載の燃料噴射ポンプ。
5. 【請求項５】 内周面にカム山を有するカムリングと、
   内燃機関の回転に同期して回転することにより該カム山
   に沿って径方向に往復動するプランジャを内包するロー
   タと、該内燃機関の運転条件に応じ該カムリングを周方
   向に回動するタイマピストンと、該カムリングを摺動可
   能に保持するハウジングとを具備し、 前記プランジャのカム山に沿った径方向の往復動と該ロ
   ータの回転とにより、該内燃機関の各気筒に燃料の分配
   供給を行う燃料噴射ポンプにおいて、 該カム山の背面近傍における該カムリングの外周と該ハ
   ウジング内周との間のクリアランスを、他の部位におけ
   る該カムリングの外周と該ハウジング内周との間のクリ
   アランスに比較して大きくしたことを特徴とする燃料噴
   射ポンプ。