JPH0849631A - 燃料噴射ポンプの噴射量調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 装置本体２の基端部には、レバー１０を支持
軸７を介して回動自在に設ける。レバー１０の基端部に
は、カム面１６ａを形成する。このカム面１６ａには、
回動軸３の偏心部３ａを接触させる。そして、回転軸３
をサーボモータ等の回転アクチュエータ（図示せず）に
よって回転させることにより、レバー１０を回動させ
る。レバー１０の先端部には、プランジャバレルと一体
に回動するスリーブのフランジ部（図示せず）に係合す
る係合部１９を形成する。レバー１０の内部には、シリ
ンダ孔２１を形成する。このシリンダ孔２１には、ピス
トン２４を摺動自在に設ける。そして、ピストン２４を
往復動させて蓋体２２，２３に突き当てることにより、
フランジ部にレバー１０を介して衝撃力を作用させる。 【効果】 燃料噴射ポンプの噴射量を容易にかつ正確に
調整することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、燃料噴射ポンプの噴
射量を調整するための噴射量調整装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ここでまず、この発明に係る噴射量調整
装置の調整対象たる燃料噴射ポンプについて簡単に述べ
ると、その燃料噴射ポンプは、ハウジングに挿入された
筒状をなすプランジャバレルと、このプランジャバレル
に往復動自在に挿入され、往動時に燃料を加圧するプラ
ンジャとを備えている。プランジャバレルの内周面には
吸排孔が開口しており、プランジャの外周面にはリード
が形成されている。そして、プランジャがその往動時に
吸排孔を塞ぐと燃料噴射が始まり、その後リードが吸排
孔と対向すると加圧された燃料が吸排孔から低圧側へ逃
げ、これによって燃料噴射が終了するようになってい
る。

【０００３】上記のように構成された燃料噴射ポンプに
おいては、リードに対する吸排孔の対向箇所によって燃
料噴射量が決まる。したがって、プランジャの回動位置
を固定した状態でプランジャバレルを適宜回動変位させ
ることにより、燃料噴射量を調整することができる。な
お、プランジャバレルには、通常、フランジ付きスリー
ブが一体的に連結されており、このスリーブのフランジ
部を操作することによってプランジャバレルの回動位置
を調整することが多い。

【０００４】従来、プランジャバレルの回動位置を調整
するための装置としては、例えば特開昭５８ー５４２６
５号公報に記載のものがある。この公報に記載のもの
は、上記フランジ付きスリーブを介してプランジャバレ
ルを回動調整するようにしたものであり、スリーブのフ
ランジ部には、中間部を中心として回動可能な工具の先
端部が係合している。この工具の後端部には、パルスモ
ータ等によって回動させられるウオームが噛み合ってい
る。したがって、パルスモータを起動すると工具が回動
し、これによってプランジャバレルを回動変位させるこ
とができるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の噴射量調整
装置においては、噴射量を正確に調整することが困難で
あるという問題があった。すなわち、フランジ付きスリ
ーブを回動調整する場合には、フランジを仮締め固定し
ている。これは、スリーブを完全に自由に回動すること
ができる状態で回動調整すると、調整後の締付固定作業
中にスリーブが回動してしまうおそれがあるからであ
る。しかるに、スリーブのフランジを仮締め固定する
と、フランジとハウジングとの間に多大の摩擦抵抗が作
用する。したがって、上記の調整装置では、パルスモー
タから工具に伝達される力が摩擦抵抗に打ち勝つと、ス
リーブおよびプランジャバレルが回動することになる。

【０００６】ここで、パルスモータから工具に伝達され
る力は、力伝達系を弾性変形させ、変形エネルギとして
力伝達系に蓄積される。そして、このエネルギーはスリ
ーブが回動し始めると一挙に放出される。したがって、
スリーブは一旦回動し始めると、大きく回動してしま
い、微小回動させることが困難である。このため、プラ
ンジャバレルを所望の量だけ回動させるのが難しく、燃
料噴射量を正確に調整することが困難になっていたので
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の問題
を解決するために、プランジャバレルの回動位置によっ
て燃料噴射量を調整するように構成された燃料噴射ポン
プの噴射量を調整するための装置であって、上記プラン
ジャバレルをその軸線を中心として回転するように押圧
する押圧機構と、上記プランジャバレルに上記押圧機構
による押圧方向とほぼ同一方向を向く衝撃力を作用させ
る衝撃力作用機構とを備えたことを特徴としている。こ
の場合、後述する理由により、上記押圧機構を、上記プ
ランジャバレルに係合する係合部材と、上記プランジャ
バレルが回転するよう上記係合部材を力伝達系を介して
押圧する押圧源とを有するものとし、上記係合部材に上
記衝撃力発生機構が衝撃力を作用させるように構成し、
上記係合部材を含む上記力伝達系には、係合部材の衝撃
力作用箇所より上記押圧源側に、力伝達系の他の部分よ
り小さい力で弾性変形する弾性変形部を設けることが望
ましい。また、上記衝撃力発生機構を、上記係合部材に
上記押圧機構による押圧方向とほぼ同一方向に延びるよ
うにして形成され、両端部が密閉されたシリンダ孔と、
このシリンダ孔に摺動自在に設けられ、シリンダ孔を第
１の室と第２の室に区画するピストンと、上記第１の室
と上記第２の室とに交互に流体圧を供給する流体圧供給
源とを有し、上記シリンダ孔の両端部にシリンダ孔内を
摺動するピストンが突き当たる当接部材を設けたものと
して構成することができる。

【０００８】

【作用】押圧機構によりプランジャバレルを回動しない
程度に押圧させる。この状態で衝撃力作用機構により、
プランジャバレルに衝撃力を作用させる。衝撃力は、押
圧機構による押圧力と合計された力がプランジャバレル
を回動させる得る程度の大きさとする。プランジャバレ
ルに衝撃力を作用させると、プランジャバレルが回動す
る。この場合、押圧機構の各部に弾性変形が発生してい
たとしても、その変形によって蓄積されるエネルギーは
少ない。したがって、プランジャバレルを微小回動させ
ることができる。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の一実施例について添付の図
１〜図６を参照して説明する。なお、図１（Ａ）はこの
発明に係る噴射量調整装置１の平面図であり、図１
（Ｂ）はその平断面図であり、図２はその側面図であ
る。

【００１０】図１および図２に示すように、装置１は装
置本体２を備えている。この装置本体２は、平行に配置
された一対の支持板２ａ，２ａと、これらの支持板２
ａ，２ａの基端部間、および先端側の両側部間にそれぞ
れ配置固定された３つの連結板２ｂ，２ｂ，２ｂとから
なるものであり、基台（図示せず）に固定されている。

【００１１】上記装置本体２には、押圧機構Ａが設けら
れている。すなわち、上記支持板２ａ，２ａの基端側に
は、回動軸３がスリーブ４，４および軸受５，５を介し
て回動自在に配置されている。この回動軸３の一端部に
は、ステッピングモータまたはサーボモータ等からなる
回転アクチュエータ（押圧源）６の出力軸６ａが連結さ
れている。この場合、出力軸６ａを直接回転軸３に連結
しているが、減速機を介して連結してもよい。出力軸３
の支持板２ａ，２ａ間に位置する部分には、その中心線
Ｏが出力軸３の回動軸線Ｌに対して距離ｅだけ偏心した
断面円形の偏心部３ａが形成されている。

【００１２】また、上記支持板２ａ，２ａの先端部に
は、支持軸７が回動軸３と平行に配置され、スリーブ
８，８および軸受９，９を介して回転自在に支持されて
いる。この支持軸７には、レバー（係合部材）１０の中
間部が嵌合固定されている。レバー１０は、基部１０
ａ、中間部１０ｂおよび先部１０ｃの三つの部材から構
成されている。基部１０ａの先端面中央部には、支持軸
７と平行に延びるキー部１１が形成され、中間部１０ｂ
の後端面中央部には、キー溝１２が形成されている。そ
して、両者はキー部１１をキー溝１２に嵌合させること
によって位置決めされ、ボルトｂによって固定されてい
る。同様に、中間部１０ｂと先部１０ｃとは、キー溝１
３とキー部１４とを嵌合させ、ボルトｂによって固定さ
れている。

【００１３】上記基部１０ａの先端部には、支持孔１５
が形成されており、この支持孔１５に支持軸７が嵌合固
定されている。これによって、レバー１０が支持板２
ａ，２ａに回動自在に支持されている。一方、基部１０
ａの基端部には、貫通孔１６が形成されている。この貫
通孔１６の内周面の両側部には、カム面１６ａ，１６ａ
が形成されている。このカム面１６ａ，１６ａに上記回
動軸３の偏心部３ａが軸受１７およびスリーブ１８を介
して接触するようになっている。したがって、上記回転
アクチュエータ６によって回動軸３を正逆方向へ適宜回
動させると、その回動量に応じて基部１０ａが支持軸７
を中心として揺動し、ひいてはレバー１０全体が支持軸
７を中心として揺動することになる。

【００１４】上記先部１０ｃの先端部には、係合部１９
が形成されている。この係合部１９は、図３に示すよう
に、スパナ状をなしており、プランジャバレル（図示せ
ず）に回転不能に連結されたスリーブのフランジ部Ｆに
係合するように形成されている。したがって、係合部１
９をフランジＦを係合させた状態で、回転アクチュエー
タ６を起動すると、その回転力が回動軸３およびレバー
１０を介してフランジＦにこれを回動させる力として伝
達される。これから明らかなように、回動軸３およびレ
バー１０によって力伝達系が構成されている。

【００１５】上記中間部１０ｂの後端側には、レバー１
０の揺動方向を向く両側部が切り落とされることによっ
て薄肉部（弾性変形部）２０が形成されている。この薄
肉部２０は、力伝達系における他の部分よりも小さい力
で弾性変形するようになっており、薄肉部２０の弾性変
形量を検出することによって力伝達系に作用している押
圧力、つまりフランジＦに作用している押圧力（トル
ク）の大きさを検出することができる。

【００１６】また、中間部１０ｂの先端部には、衝撃発
生機構Ｂが設けられている。すなわち、中間部１０ｂに
は、その一側面から他側面まで支持軸７と直交する方向
に延びるシリンダ孔２１が形成されている。このシリン
ダ孔２１の両端開口部は、中間部１０ｂに固定された蓋
体（当接部）２２，２３によって遮蔽されている。ま
た、シリンダ孔２１の内部には、ピストン２４が摺動自
在に挿入されている。このピストン２４によってシリン
ダ孔２１の内部が、第１の室２５と第２の室２６とに区
画されている。

【００１７】図５に示すように、第１の室２５は、一方
の蓋体２２に形成された環状凹部２２ａ、および溝２２
ｂ、中間部１０ｂに形成された通路２７、継手２８並び
に電磁方向切換弁２９を介して流体圧供給源３０に接続
されている。同様に、第２の室２６は、他方の蓋体２３
に形成された環状凹部２３ａおよび溝２３ｂ、中間部１
０ｂに形成された通路３１、継手３２並びに電磁方向供
給弁２９を介して流体圧供給源３０に接続されている。

【００１８】電磁方向切換弁２９を一方の位置に切り換
えると、流体圧供給源３０から第１の室２５に高圧の気
体または液体等の流体が供給される一方、第２の室２６
が電磁方向切換弁２９を介して大気に開放される（気体
の場合）か、あるいは流体圧供給源３０の流体導入側に
接続される（液体の場合）。したがって、ピストン２４
が第１の室２５側から第２の室２６側へ向かって移動
し、蓋体２３に衝突する。このときの衝撃力がレバー１
０を介してフランジ部Ｆにこれを一方向へ回転させよう
とする力として作用する。電磁方向切換弁２９を他方の
位置に切り換えると、第２の室２６に流体が供給される
一方、第１の室２５が大気に開放されるか、あるいは流
体圧供給源３０の流体導入側に接続される。したがっ
て、ピストン２４が第２の室２６側から第１の室２５側
へ向かって移動して蓋体２２に突き当たる。このときの
衝撃力が、フランジ部Ｆにこれを他方向へ回転させよう
とする力として作用する。なお、電磁方向切換弁２９を
所定の周期をもって切り換えることにより、一方向への
衝撃力と他方向への衝撃力とを交互に作用させることが
できる。

【００１９】次に、上記構成の噴射量調整装置１を用い
て燃料噴射ポンプＰ（図４参照）の燃料噴射量を調整す
る場合について説明する。準備段階として、フランジ部
ＦをポンプＰのハウジングＨに仮締め固定しておく。一
方、調整装置１については、図４に示すように、薄肉部
２０の中間部分に歪みセンサＳを取り付け、薄肉部２０
に作用する力、つまりフランジ部Ｆに作用するトルクを
検出することができるようにしておく。また、係合部１
９をフランジ部Ｆに緊密に係合させる。

【００２０】まず、手動で調整する場合について説明す
ると、ポンプＰを所定の検査回転数で回転させる。そし
て、ポンプＰの噴射量を実測し、実際の噴射量と正規の
噴射量との偏差を求める。この偏差が少なくなる方向へ
フランジＦを回動変位させるよう、回転アクチュエータ
６を回転させる。これによって、フランジ部Ｆが押圧さ
れるとともに、回転アクチュエータ６の回転量に応じた
分だけ薄肉部２０が弾性変形される。なお、フランジ部
Ｆに対する押圧力は、フランジ部ＦとハウジングＨとの
間の摩擦抵抗より小さい範囲において、実際の噴射量と
正規の噴射量との偏差が大きい場合には大きくし、逆の
場合には小さくする。勿論、この押圧力は、歪みセンサ
Ｓからの出力に基づいて検出することができる。

【００２１】次に、衝撃力発生機構Ｂのピストン２４に
より、レバー１０を介してフランジＦに衝撃力を作用さ
せる。この場合、押圧力と同一方向の衝撃力だけを作用
させるようにしてもよいが、ここでは電磁方向切換弁２
９を周期的に切り換えることにより、ピストン２４を往
復動させ、押圧力と同一および異なる方向の衝撃力を複
数回にわたって繰り返し作用させている。このようにす
ると、フランジ部Ｆには正逆両方向への衝撃力が作用す
ることになるが、衝撃力と押圧力との方向が同一である
場合には、それらの合力がフランジ部Ｆに作用する摩擦
抵抗に打ち勝ち、フランジ部Ｆを押圧方向と同方向へ微
小量回動変位させる。一方、衝撃力と押圧力とが異なる
方向である場合には、衝撃力と押圧力とが相殺する結
果、フランジ部Ｆを回動変位させることはほとんどな
い。したがって、フランジ部Ｆを押圧方向と同一方向、
つまり所望の方向へ、所望の角度だけ回動変位させるこ
とができる。

【００２２】その後、ピストン２４の往復動を停止さ
せ、燃料噴射ポンプＰの噴射量を再度実測する。燃料噴
射量の実測値と規定値との偏差が所定の許容値内である
場合には、フランジ部Ｆを固定して燃料の調整作業を終
了する。偏差が許容値から外れている場合には、上記の
手順を繰り返すことにより再度調整する。再度の調整時
においても、偏差量に応じて押圧力を適宜調節する。ま
た、フランジ部Ｆが過剰に回動して偏差量の正負が逆に
なった場合には、押圧方向を当初の押圧方向と逆方向に
する。

【００２３】次に、燃料噴射量の調整をマイクロコンピ
ュータを用いて自動的に行う場合について説明する。こ
の場合には、燃料噴射ポンプＰの噴射量を測定する測定
装置の測定結果、および歪みセンサＳの出力値をマイク
ロコンピュータに入力させる。マイクロコンピュータ
は、これらの入力データに基づき、図６に示すプログラ
ムにしたがって調整装置１を制御し、燃料噴射量を自動
的に調整する。

【００２４】すなわち、プロググラムのスタート後、ス
テップ１００においてマイクロコンピュータから燃料噴
射ポンプＰを所定の回転数で回転させる命令信号がモー
タ等の回転アクチュエータ（図示せず）に出力され、こ
れによってポンプＰが所定の検査回転数で回転させられ
る

【００２５】次に、実際の噴射量を取り込み（ステップ
１０１）、実際の噴射量と目標噴射量との偏差ΔＱを演
算する（ステップ１０２）。そして、ステップ１０３に
おいて、偏差Δが許容値以下であるか否かが判断され
る。

【００２６】偏差ΔＱが許容値より大きい場合には、ス
テップ１０４へ進み、レバー１０に作用している負荷荷
重（押圧力）を取り込む。つまり、歪みセンサＳからの
出力を取り込み、これから負荷荷重Ｆを演算する。

【００２７】その後、ステップ１０５においてファジィ
推論する。この場合、ファジィルールは例えば次のもの
とする。勿論、これは一例であり、これらに代えて他の
ルールを用いたり、あるいはこれらに他のルールを加え
てもよい。 もし、偏差ΔＱが多くて負荷荷重Ｆが小さいならば、
回転アクチュエータ６を高速で回転させる。 もし、偏差ΔＱが少なくて負荷荷重Ｆが大きいなら
ば、回転アクチュエータ６を中速で逆転させる。 もし、偏差ΔＱが零で負荷荷重Ｆが零であるならば、
回転アクチュエータ６を停止させる。

【００２８】ここで、ルールは、レバー１０を介して
フランジ部Ｆに作用する負荷荷重Ｆを大きくして、ピス
トン２４の往復動（以下、ハンマリングという。）によ
る衝撃力に対するフランジ部Ｆの回動量、つまりプラン
ジャバレルの回動量を大きくするためのものである。ま
た、ルールは、負荷荷重Ｆを小さくしてハンマリング
に対するプランジャバレルの回動量を小さくするための
ものである。

【００２９】次に、上記ルールに基づくファジィ推論に
より、ステップ１０６において回転アクチュエータ６の
回転速度を指示し、ステップ１０６において電磁方向切
換弁９を周期的に切り換えることにより、ハンマリング
を開始させる。

【００３０】その後、ステップ１０１，１０２を再度実
行する。そして、ステップ１０３において偏差ΔＱが許
容値以下であるかを判断する。判断結果がＮＯである場
合には、ステップ１０４，１０５，１０６，１０１，１
０２を繰り返す。判断結果がＹＥＳである場合には、ス
テップ１０７に進み、ハンマリングを停止させる。その
後、回転アクチュエータ６を停止させ（ステップ１０
８）、プログラムを終了する。つまり、燃料噴射量の調
整を終了する。

【００３１】上記の噴射量調整装置１においては、プラ
ンジャバレルに連結されたスリーブのフランジ部Ｆにこ
れを回動させるような押圧力を作用させた状態で、押圧
力と同方向を向く衝撃力を作用させるようにしているの
で、押圧力をフランジ部Ｆに作用する摩擦抵抗より小さ
くしておくことで、プランジャバレルを微小量づつ回動
変位させることができる。したがって、燃料噴射量を容
易にかつ正確に調整することができる。

【００３２】また、レバー（係合部材）１０に薄肉部２
０を設けているので、この薄肉部２０の変形量を歪みセ
ンサＳによって測定することにより、フランジ部Ｆに作
用する押圧力を容易に検出することができる。これによ
り、噴射量の調整を容易に自動化することができる。し
かも、自動化した場合には、実際の燃料噴射量と目標燃
料噴射量との偏差ΔＱが小さくなったときに、回転アク
チュエータ６を逆転させることによって漸次押圧力を小
さくすることにより、衝撃が作用したときのフランジ部
Ｆの回動変位量をより微小なものにすることができ、こ
れによって噴射量の調整をより一層正確に行うことがで
きる。

【００３３】さらに、レバー１０に衝撃力発生部Ｂを組
み込んでいるので、これを別体にした場合に比して装置
全体を小型化することができる。

【００３４】なお、この発明は、上記の実施例に限定さ
れるものでなく、適宜変更可能である。例えば、上記の
実施例においては、往復動するピストン２４によって衝
撃力を発生させるようにした衝撃力発生部Ｂを用いてい
るが、他のもの、例えば往復揺動する部材をレバー１０
に衝突させるようなものを用いてもよい。また、衝撃力
をレバー１０を介してフランジ部Ｆに作用させるように
しているが、フランジ部Ｆに直接作用させるようにして
もよい。

【００３５】また、フランジ部Ｆに作用する押圧力を発
生させる押圧源として、サーボモータ等の回転アクチュ
エータ６を用いているが、シリンダ機構のような直動ア
クチュエータを用いてもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る燃
料噴射ポンプの噴射量調整装置によれば、プランジャバ
レルを微少量ずつ回動変位させることができる。また、
全筒同時に回動変位させることができる。したがって、
燃料噴射量を容易にかつ正確に調整することができる。
また、係合部材に他の部分より小さい力で弾性変形する
弾性変形部を設けた場合には、その弾性変形部の変形量
を測定することにより、プランジャバレルに作用してい
る押圧力を検出することができ、これによってプランジ
ャバレルに作用する押圧力を正確に調節することができ
る。これは、燃料噴射量の調整を自動化する場合に特に
有効である。さらに、衝撃力発生部を係合部材に組み込
んだ場合には、装置全体を小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すもので、図１（Ａ）
はその平面図、図１（Ｂ）はその平断面図である。

【図２】同実施例の一部切欠き側面図である。

【図３】同実施例の要部を示す平面図である。

【図４】同実施例の要部を示す側面図である。

【図５】図３のＸ−Ｘ断面図である。

【図６】図１〜図６に示す調整装置を用いて燃料噴射量
の調整を自動的に行う場合のフローチャートを示す図で
ある。

【符号の説明】

Ａ 押圧機構 Ｂ 衝撃力発生機構 １ 噴射量調整装置 ２ 装置本体 ３ 回動軸 ３ａ 偏心部 ６ 回転アクチュエータ（押圧源） ７ 支持軸 １０ レバー（係合部材） １６ａ カム面 ２１ シリンダ孔 ２２ 蓋体（当接部） ２３ 蓋体（当接部） ２４ ピストン ２５ 第１の室 ２６ 第２の室 ２９ 電磁方向切換弁 ３０ 流体圧供給源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中澤 利夫 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 (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プランジャバレルの回動位置によって燃
   料噴射量を調整するように構成された燃料噴射ポンプの
   噴射量を調整するための装置であって、上記プランジャ
   バレルをその軸線を中心として回転するように押圧する
   押圧機構と、上記プランジャバレルに上記押圧機構によ
   る押圧方向とほぼ同一方向を向く衝撃力を作用させる衝
   撃力発生機構とを備えたことを特徴とする燃料噴射ポン
   プの噴射量調整装置。
2. 【請求項２】 上記押圧機構が、上記プランジャバレル
   に係合する係合部材と、上記プランジャバレルが回転す
   るよう上記係合部材を力伝達系を介して押圧する押圧源
   とを有しており、上記係合部材に上記衝撃力発生機構が
   衝撃力を作用させるように構成し、上記係合部材を含む
   上記力伝達系には、係合部材の衝撃力作用箇所より上記
   押圧源側に、力伝達系の他の部分より小さい力で弾性変
   形する弾性変形部を設けたことを特徴とする請求項１に
   記載の燃料噴射ポンプの噴射量調整装置。
3. 【請求項３】 上記衝撃力発生機構が、上記係合部材に
   上記押圧機構による押圧方向とほぼ同一方向に延びるよ
   うにして形成され、両端部が密閉されたシリンダ孔と、
   このシリンダ孔に摺動自在に設けられ、シリンダ孔を第
   １の室と第２の室に区画するピストンと、上記第１の室
   と上記第２の室とに交互に流体圧を供給する流体圧供給
   源とを有し、上記シリンダ孔の両端部にはシリンダ孔内
   を摺動するピストンが突き当たる当接部材がそれぞれ設
   けられていることを特徴とする請求項１または２に記載
   の燃料噴射ポンプの噴射量調整装置。