JPH08177672A

JPH08177672A - インナカム式燃料噴射ポンプ

Info

Publication number: JPH08177672A
Application number: JP32055094A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Abe; 誠幸阿部; Yasuhiro Takeuchi; 保弘竹内; Yukihiro Shinohara; 幸弘篠原; Koichi Nagatani; 康一永谷
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1994-12-22
Filing date: 1994-12-22
Publication date: 1996-07-12

Abstract

(57)【要約】【目的】インナカム式燃料噴射ポンプにおいて、高圧
化によるエンジン出力、排気エミッション上のメリット
を犠牲にすることなく、制御不可能領域を無くす方向に
改良する。【構成】ポンプハウジングに高圧室圧力をスピルする
ためのスピル弁７１を設けたインナカム式燃料噴射ポン
プにおいて、さらに、分配ロータ５５内にスプリング室
９を設けると共に、高圧室６０からスプリング室９を横
切る様にスピル通路８３，９０，８２を形成し、スプリ
ング室９内に、スピル通路８３，９０，８２を開閉する
フリーピストン状弁体８を収納し、フリーピストン状弁
体８の背圧側の油溜室８９とスピル弁７１の低圧ポート
２０とを連通させる。また、フリーピストン状弁体８の
中程に環状溝８５を設け、油溜室８９の圧力を高めてフ
リーピストン状弁体８を移動させたときに環状溝８５が
スピル通路８３，９０，８２に一致するように構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インナカム式燃料噴射
ポンプに係り、特に、電子制御式のスピル機構を有する
インナカム式燃料噴射ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子制御式スピル機構を有するイ
ンナカム圧送式の分配型燃料噴射ポンプの一例を図６に
示す。この燃料噴射ポンプにおいて、ドライブシャフト
５２は図示しないエンジンによって駆動され、エンジン
回転数に同期して回転運動を行う。また、ドライブシャ
フト５２には、ベーン式燃料フィードポンプ５３及びシ
グナルロータ５４が固定されている。さらに、ドライブ
シャフト５２は図示しないカップリングを介してシリン
ダ６２内を回転する分配ロータ５５に連結される。この
分配ロータ５５の内部に半径方向に形成された複数個の
シリンダには、それぞれプランジャ５６が半径方向に摺
動可能に挿入されている。

【０００３】プランジャ５６は、ドライブシャフト５２
が回転してローラ５８とカムリング５９とのカム山の結
合状態を変化させることにより、ローラシュー５７を介
して高圧室６０に対して往復動する。そして、このプラ
ンジャ５６による圧縮行程において、燃料が噴射ノズル
６９へと圧送される。

【０００４】一方、制御系としては、回転数センサ６１
がシグナルロータ５４の外周面に対向するように取り付
けられている。シグナルロータ５４には、所定角（例え
ば、５゜）毎に凸状歯が複数個配置され、回転数センサ
６１はその凸状歯との電磁誘導により機関回転数に応じ
たＮＥパルスを制御装置８０へ出力する。そして、燃料
噴射ポンプ５１のハウジング６５には、高圧室６０の圧
力を制御するスピル弁７１が設けられており、制御装置
８０にてこのスピル弁７１を開閉制御することにより、
燃料噴射ポンプ５１の燃料噴射開始時期、噴射量、噴射
率が制御されるようになっている。

【０００５】この様な構成の燃料噴射ポンプ以外にも、
図７に示すように、インナカム式の燃料噴射ポンプにお
いて、スピルポート１０１に設けたフリーピストン１０
２を圧電駆動子１０３により移動させて燃料噴射の終了
時期を制御するようにしたものもある（例えば、特開昭
５８−５３６４５号公報）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この様な電子制御式の
スピル機構を有するインナカム式燃料噴射ポンプは、高
圧力を発生できる反面、スピル通路が長くなる傾向にあ
り、スピル弁やフリーピストンが開状態に制御されてい
るにもかかわらず燃料が噴射され続けてしまう制御不可
能領域が存在するという問題が生じている。

【０００７】一方、こうした問題は、高圧性能を犠牲に
すれば解決するのであるが、それでは、エンジン出力、
排気エミッション上のメリットを生かすことができな
い。そこで、本発明は、高圧化によるエンジン出力、排
気エミッション上のメリットを犠牲にすることなく、制
御不可能領域を無くす方向に改良することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段、作用及び効果】本発明の
インナカム式燃料噴射ポンプは、分配ロータ内に弁体収
納室を設けると共に、高圧室から該弁体収納室を横切る
様にスピル通路を形成し、前記弁体収納室内に、前記ス
ピル通路を開閉するフリーピストン状弁体を収納し、該
弁体の背圧側の圧力を制御する背圧制御手段を設けたこ
とを特徴とする。

【０００９】このインナカム式燃料噴射ポンプによれ
ば、まず、ロータ内に収納した弁体によってスピル通路
を開閉する様にしたので、即座に高圧室の燃料圧を低下
せしめることができ、燃料噴射切れがよい。しかも、ス
ピル通路は弁体収納室を横切る様に形成されているの
で、弁体には高圧室圧力による開弁方向の力が作用しな
い。よって、燃料噴射中に弁体が移動されるようなこと
がなく、良好なシール性が確保され、良好な燃料噴射を
確保することができる。このことにより、小型の弁体で
よいことになり、ロータ内に収納できたともいうことが
できる。

【００１０】また、本発明のインナカム式燃料噴射ポン
プは、ポンプハウジングに高圧室圧力をスピルするため
の電気式スピル弁を設けたインナカム式燃料噴射ポンプ
において、さらに、分配ロータ内に弁体収納室を設ける
と共に、高圧室から該弁体収納室を横切る様にスピル通
路を形成し、前記弁体収納室内に、前記スピル通路を開
閉するフリーピストン状弁体を収納し、該弁体の背圧側
と前記電気式スピル弁のスピル側とを連通させたことを
特徴とするインナカム式燃料噴射ポンプとして構成して
もよい。

【００１１】この様に構成した場合には、最初に説明し
た構成による作用・効果に加えて、スピル通路が２系統
となり、一層のスピル性向上が望める。これらのインナ
カム式燃料噴射ポンプにおいて、前記弁体の中程外周に
環状溝を設け、前記背圧室の圧力を高めて弁体を移動さ
せたときに前記環状溝がスピル通路に一致するように構
成することができる。

【００１２】この様に構成すると、このフリーピストン
状弁体によるスピル時に、背圧室とスピル通路とが明確
に区画された状態とすることができる。よって、弁体の
背圧室圧力が変動し難く、弁体を開弁状態に維持し易
い。この結果、瞬間的な弁体の移動と、その後の安定し
た開弁状態とが維持できる。従って、瞬間的なスピル応
答性だけでなく、安定したスピル性能を発揮することに
よっても、燃料噴射切れを一層向上させることとなる。

【００１３】

【実施例】次に、実施例を説明する。実施例の装置も燃
料圧送のためのインナカム機構の基本的構造について
は、図６として説明した従来例とほぼ同様であるので、
これの説明は省略し、要部についてだけ説明する。

【００１４】図１は本実施例の要部となる圧送部分のみ
の拡大図である。図中、ロータ５５、プランジャ５６、
ローラシュー５７、ローラ５８、カムリング５９、高圧
室６０、シリンダ６２、噴射ノズル６９及びスピル弁７
１は図５のそれらと対応する部品である。

【００１５】シリンダ６２には、２ヶの吸入ポート１、
気筒数分のデリバリポート２、１本の補助スピルポート
３、１本のメインスピルポート４及び１本の背圧導入ポ
ート７２を放射状に設ける。ここで、補助スピルポート
３は、吸入ポート１に合流している。

【００１６】一方、ロータ５５には、高圧室６０からロ
ータ中央軸上に伸びる中央ポート５を設け、中央ポート
５から吸入ポート１に連通する気筒数分の吸入ポート６
及び１本のデリバリポート７を設ける。また、中央軸上
には、フリーピストン状弁体８を収納するシリンダ部８
１を設け、そのシリンダ部８１には低圧ポート８２と短
絡ポート８３と背圧ポート８４が開口する。

【００１７】低圧ポート８２は、その一端がスプリング
１４を収納するスプリング室（弁体収納室）９に開口
し、もう一端が所定角度で補助スピルポート３と連通で
きる様に形成されている。短絡ポート８３は、その一端
がデリバリポート７に連通し、もう一端がフリーピスト
ン状弁体８の環状溝８５に常時連通するように形成され
ている。背圧ポート８４は、外周の環状溝８６を介し
て、背圧導入ポート７２に連通されている。さらに、ロ
ータ中央部にはデリバリポート７に連通し、かつメイン
スピルポート４に連通できる環状溝８７を形成する。

【００１８】フリーピストン状弁体８は、初期状態にお
いて、スプリング１４により図示右方に押圧され、栓ネ
ジ１３に設けたストッパ部８８に当接されている。スト
ッパ部８８の周囲は、背圧ポート８４と連通する油溜室
８９とされている。また、スプリング室９の周囲に、フ
リーピストン状弁体８の左行時のみ環状溝８５と連通す
る溝部９０を設けている。

【００１９】スピル弁７１は、ソレノイド式で、通電時
に弁体１９が環状溝１７と低圧ポート１８とを遮断し、
ＯＦＦ時は連通する様に構成されている。低圧ポート１
８の下流には流量制御弁９１が設けられている。また、
弁体１９の下方の低圧ポート２０は背圧導入ポート７２
に連通している。

【００２０】次に、図１〜図４に従って作動を説明す
る。図１は図４のＡ時期に該当する。図２はＢ時期、図
３はＣ時期に該当する。吸入行程時期であるＡ時期で
は、吸入燃料はシリンダ６２の吸入ポート１及びロータ
５５の吸入ポート６を通り、中央ポート５から高圧室６
０に流入する。この時スピル弁７１はＯＦＦであるから
弁体１９は開状態（環状溝１７と低圧ポート２０が連通
した状態）である。

【００２１】このとき、スプリング室９及び油溜り室８
９はともに燃料フィード圧となっているから、フリーピ
ストン状弁体８は、スプリング１４の力で図１の如く右
端のストッパ部８８に当接している。この状態におい
て、プランジャ５６がポンプの回転により、カム５９の
プロフィルに従って中心方向に移動し、圧送を開始する
直前にスピル弁７１を通電し、弁体１９を閉とする。

【００２２】この状態において、ロータ５５が回転し、
シリンダ６２側の吸入ポート１とロータ５５側の吸入ポ
ート６が遮断され、圧送行程が開始する。この圧送行程
中のＢ時期での動作状態を図２に示す。高圧室６０の圧
力が上昇するとフリーピストン状弁体８の環状溝８５
内、スピル弁７１の環状溝１７内も同様に圧力上昇す
る。ロータ５５の回転によって、ロータ５５のデリバリ
ポート７とシリンダ６２のデリバリポート２が連通し、
高圧室６０内の圧力が噴射ノズル６９の開弁圧力以上に
達すると噴射が開始する。

【００２３】その後、噴射を停止すべきタイミングにな
ったときスピル弁７１をＯＦＦし、弁体１９を開状態に
する。この時期に該当するのが図４のＣである。弁体１
９を開状態にすると弁体１９下部にメインスピルポート
４から高圧が吐出され、低圧ポート１８側へ解放され
る。これと同時に、この時の圧力が背圧導入ポート７２
から油溜室８９に作用し、スプリング１４の付勢力を上
回ることでフリーピストン状弁体８は一気に図示左方に
移動し、環状溝８５と溝部９０とが連通し、低圧ポート
８２及び補助スピルポート３を介して高圧は即座に吸入
ポート１に解放される。これにより、燃料圧力が噴射ノ
ズル６９の開弁圧を下回り、噴射が停止する。この時、
フリーピストン状弁体８が高圧室６０に近いため、より
高速に圧力低下させることができ噴射切れも良好とな
る。噴射が停止し、油溜室８９の圧力が低圧になるとフ
リーピストン状弁体８はスプリング１４の付勢力で元の
位置へ戻り、再び環状溝８５と溝部９０を遮断状態と
し、次の噴射行程に備える。

【００２４】流量制御弁９１は、スピル時の低圧ポート
内圧力が急激にダウンしない様に、即ち、油溜室８９に
適性な圧力が作用する様に設けるもので、開弁圧力は１
０〜２０kgf／cm²にするのが良い。この様に、本実施例
によれば、まず、ロータ５５内に収納したフリーピスト
ン状弁体８によってスピル通路８３，９０，９２を開閉
する様にしたので、即座に高圧室６０の燃料圧を低下せ
しめることができ、燃料噴射切れがよい。しかも、スピ
ル通路８３，９０，９２はスプリング室９を横切る様に
形成されているので、フリーピストン状弁体８には高圧
室圧力による開弁方向の力が作用しない。よって、燃料
噴射中にフリーピストン状弁体８が移動されるようなこ
とがなく、良好なシール性が確保され、良好な燃料噴射
を確保することができる。また、スピル通路が２系統と
なっているので、非常に高いスピル性が期待できる。

【００２５】また、実施例では、弁体中程の環状溝８５
を介してスピルさせる構成を採用したので、このフリー
ピストン状弁体８によるスピル時に、油溜室８９とスピ
ル通路８３，９０，８２とが明確に区画された状態とす
ることができる。よって、フリーピストン状弁体８の油
溜室８９の圧力が変動し難く、フリーピストン状弁体８
を開弁状態に維持し易い。この結果、瞬間的なフリーピ
ストン状弁体８の移動と、その後の安定した開弁状態と
が維持できる。従って、瞬間的なスピル応答性だけでな
く、安定したスピル性能を発揮することによって、燃料
噴射切れを一層向上させることとなる。

【００２６】これは、本発明の実施例としては、例え
ば、図５に例示する様な環状溝のないフリーピストン状
弁体８’による構成も考えられるのであるが、このとき
には開弁状態になると油溜室８９とスピル通路８２，９
０，８３とが連通してしまい油溜室８９の圧力が変動し
易くなるので、フリーピストン状弁体８の位置が変化し
易くなる。これに比べると、上述の実施例の方が一層燃
料噴射切れを高めることができるのである。

【００２７】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明はこの実施例に限定されることなく、種々な
る態様を採ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の要部の断面図である。

【図２】実施例の要部の断面図である。

【図３】実施例の要部の断面図である。

【図４】実施例に関するタイミングチャートである。

【図５】変形例の要部の断面図である。

【図６】従来の燃料噴射ポンプの構成を示す断面図で
ある。

【図７】従来の燃料噴射ポンプの構成を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１・・・吸入ポート、２・・・デリバリポート、３・・
・補助スピルポート、４・・・メインスピルポート、５
・・・中央ポート、６・・・吸入ポート、７・・・デリ
バリポート、８・・・フリーピストン状弁体、９・・・
スプリング室、５３・・・ベーン式燃料フィードポン
プ、５５・・・分配ロータ、６０・・・高圧室、６２・
・・シリンダ、６９・・・噴射ノズル、７１・・・スピ
ル弁、８０・・・制御装置、８１・・・シリンダ部、８
２・・・低圧ポート、８３・・・短絡ポート、８５・・
・環状溝、８９・・・油溜室、９０・・・溝部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者永谷康一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

【特許請求の範囲】

【請求項１】分配ロータ内に弁体収納室を設けると共
に、高圧室から該弁体収納室を横切る様にスピル通路を
形成し、前記弁体収納室内に、前記スピル通路を開閉するフリー
ピストン状弁体を収納し、該弁体の背圧側の圧力を制御する背圧制御手段を設けた
ことを特徴とするインナカム式燃料噴射ポンプ。
【請求項２】ポンプハウジングに高圧室圧力をスピル
するための電気式スピル弁を設けたインナカム式燃料噴
射ポンプにおいて、さらに、分配ロータ内に弁体収納室を設けると共に、高
圧室から該弁体収納室を横切る様にスピル通路を形成
し、前記弁体収納室内に、前記スピル通路を開閉するフリー
ピストン状弁体を収納し、該弁体の背圧側と前記電気式スピル弁のスピル側とを連
通させたことを特徴とするインナカム式燃料噴射ポン
プ。
【請求項３】請求項１又は請求項２記載のインナカム
式燃料噴射ポンプにおいて、前記弁体の中程外周に環状
溝を設け、前記背圧室の圧力を高めて弁体を移動させた
ときに前記環状溝がスピル通路に一致するように構成し
たことを特徴とするインナカム式燃料噴射ポンプ。