JPH10213049A

JPH10213049A - 燃料ポンプ

Info

Publication number: JPH10213049A
Application number: JP9345042A
Authority: JP
Inventors: Michael Peter Cooke; マイケル・ピーター・クック
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1997-01-30
Filing date: 1997-12-15
Publication date: 1998-08-11
Also published as: US5884608A; EP0856661A3; EP0856661A2; GB9701877D0

Abstract

(57)【要約】【課題】連結手段の使用によって、ポンププランジャ
ーを上死点位置から下死点位置へための手段として戻り
ばねを使用した場合に必然的に生じたポンププランジャ
ーの行程の長さの制約とその速度の制約とを除去する。【解決手段】本願発明は、燃料ポンプに関し、特に、
内燃機関の燃料噴射システムに高圧燃料を送出する燃料
ポンプに関する。燃料ポンプは、第１のポンププランジ
ャー１を前記第２の駆動手段１４に機械的に連結し、第
２のポンププランジャー１１を第１の駆動手段４に機械
的に連結する連結手段３０を備えている。それにより、
第１のポンププランジャー１が第１の駆動手段４によっ
て下死点から上死点へ駆動されるとき、第２のポンププ
ランジャー１１が連結手段３０によって上死点から下死
点へ駆動され、第２のポンププランジャー１１が第２の
駆動手段１４によって下死点から上死点へ駆動されると
き、第１のポンププランジャー１が連結手段３０によっ
て上死点から下死点へ駆動される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、燃料ポンプに関
し、特に、内燃機関（すなわち、エンジン）の燃料噴射
システムへ高圧の燃料を送出するための燃料ポンプに関
する。本願発明の好適な実施例は、アキュムレータに高
圧燃料を供給、または、共通レール（ｃｏｍｍｏｎｒ
ａｉｌ、すなわち共通通路、または、共通の、燃料噴射
系の高圧マニホルド）を経て燃料を分配する共同噴射方
式の前記共通通路に直接的に高圧燃料を供給するのに特
に適している。しかし、これらに限定されるものではな
い。

【０００２】

【従来の技術】燃料噴射システム用の燃料ポンプ、特
に、共同噴射方式で使用するための高圧燃料ポンプにお
いては、望ましいと当業者に認められる種々の特性があ
る。そのような所望される特性の１つは、１つのポンプ
プランジャー又は各ポンププランジャーに関連したむだ
容積（掃気されない容積）ないし死空間（すなわち、デ
ッドボリュウム）を小さくすることである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ポンププランジャーに
関連したデッドボリュウムを最小限にするために、ポン
ププランジャーが下死点位置にあるときに該ポンププラ
ンジャー端位置のすぐ上で開口する燃料通路を設けるこ
とによって、プランジャーシリンダーの排出端に設けら
れるインレット弁を不必要にすることが公知となってい
る。そのような構成によって、ポンププランジャーが下
死点位置から離れるしたがって、ポンププランジャーは
前記燃料通路を覆い、これによって、ポンププランジャ
ーと、該ポンププランジャーに関連するシリンダーの排
出端との間で閉じ込められた燃料が加圧される。ポンプ
プランジャーの戻り行程の間、排出弁によって、燃料の
逆流が防止され、前記燃料通路がポンププランジャーに
よって開かれるまで、プランジャーシリンダー内が真空
状態となる。前記燃料通路がポンププランジャーによっ
て開かれると、燃料通路内の供給圧力の影響と、戻り行
程中にあるポンププランジャー運動により引き起こされ
た真空の影響とが相俟って、燃料はシリンダー内に流入
する。かかる構成によると、デッドボリュウムが大変小
さくなるという効果はあるが、実質的には、ポンププラ
ンジャーの慣性に打ち勝って、且つ圧送用のシリンダー
内に生じる真空引きに打ち勝って、上死点位置から下死
点位置までポンププランジャーを移動させる力が必要に
なるという問題点がある。公知技術においては、ばねを
使用して、上死点から下死点までポンププランジャーを
移動させるようにしていた。しかしながら、このように
ばねを設けると、燃料ポンプの設計に制約が生じてしま
う。特に、ポンププランジャーの行程を伸ばして、燃料
ポンプにより圧送される燃料の供給量の増加を図る必要
があると、設計者の能力が制約されるという問題が生じ
てしまう。なぜなら、ポンププランジャーの行程が過度
に長くなると、エンジンの高速領域で、力特性、ストロ
ーク特性、及び速度特性が十分なばねを設計することは
不可能となるからである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本願発明の好適な実施例
は、上死点位置から下死点位置へポンププランジャーを
移動させる、代替手段を設けることによって、上述した
制約をなくすことである。前記代替手段によって、従前
よりもポンププランジャーの行程（すなわち、ストロー
ク）を長くしても、エンジンの高速領域での使用が許容
される。また、ポンププランジャーの行程を長くする
と、ポンププランジャーの径を比較的小さくしても、大
量の燃料を送出可能となる。ポンププランジャーの径を
小さくすることは望ましいい。なぜなら、ポンププラン
ジャーの径を小さくすることによって、ポンププランジ
ャーを駆動するのに必要な力とベアリング負荷を減少さ
せることができるからである。また、ポンププランジャ
ーとその関連するシリンダーとの間の周辺密封領域が減
少して、ポンププランジャーを通って生じる燃料漏れを
低下させることができるからである。

【０００５】本願発明の１つの特徴によれば、燃料ポン
プは、第１のポンププランジャーと、第２のポンププラ
ンジャーとを備えている。第１のポンププランジャー
は、第１のシリンダーに摺動可能に取り付けられてお
り、これによって、第１の圧送用のチャンバーが画定さ
れている。第２のポンププランジャーは、第２のシリン
ダーに摺動可能に取り付けられており、これによって、
第２の圧送用のチャンバーが画定されるている。また、
燃料ポンプは、前記第１のポンププランジャーを下死点
位置から上死点位置まで駆動して、前記第１の圧送用の
チャンバーから燃料を送出する第１の駆動手段と、前記
第２のポンププランジャーを下死点位置から上死点位置
まで駆動して、前記第２の圧送用のチャンバーから燃料
を送出する第２の駆動手段と、前記第１のポンププラン
ジャーを前記第２の駆動手段に機械的に連結し、前記第
２のポンププランジャーを前記第１の駆動手段に機械的
に連結する連結手段とを備えており、それによって、前
記第１のポンププランジャーが、前記第１の駆動手段に
よって下死点から上死点へ駆動されるとき、前記第２の
ポンププランジャーは、前記連結手段によって上死点か
ら下死点へ駆動され、前記第２のポンププランジャーが
前記第２の駆動手段によって下死点から上死点へ駆動さ
れるとき、前記第１のポンププランジャーは、前記連結
手段によって上死点から下死点へ駆動される。

【０００６】前記ピストンを上死点から下死点へ駆動す
るための機械的な連結手段の使用によって、ピストンを
上死点から下死点へ駆動するために従来使用されていた
戻りばねが不要になる。したがって、ポンププランジャ
ーを上死点位置から下死点位置へ戻すための手段として
戻りばねを使用した場合に必然的に生じた、ポンププラ
ンジャーの行程の長さの制約とその速度の制約とを解決
することができる。

【０００７】前記連結手段は、前記燃料ポンプの本体に
固定されたシャフトに枢動可能に取り付けられたロッカ
ーアームを備えていることが好ましい。各ポンププラン
ジャーは、ヘッド部を備えていることが好ましい。ヘッ
ド部の一端側には、それと関連する駆動手段が作用し、
これによって、ポンププランジャーは、下死点から上死
点へ駆動される。ポンププランジャーが下死点から上死
点へ移動したとき、ヘッド部の他端側は、ロッカーアー
ムに作用する。

【０００８】スリッパ部材を、前記ヘッド部の前記他端
側と前記ロッカーアームとの間に介在し、これによっ
て、ポンププランジャーが往復運動するとき、前記ポン
ププランジャーの軸線の横方向に前記ロッカーアームの
運動を調節できるようにすることが好ましい。前記スリ
ッパ部材は、前記ポンププランジャーの前記他端側に係
合する平坦な面と、前記ロッカーアームの球形状の表面
に係合する球形状の座部とを備えていることが好まし
い。前記ロッカーアームの球形状の表面は、前記スリッ
パ部材の前記球形状の座部に対して、形状が対応する相
補形状となっていることが好ましい。

【０００９】駆動手段は、各々、カムにより駆動される
タペットを備えていることが好ましい。第２のスリッパ
部材を、各タペットと、その関連するポンププランジャ
ーの前記一端側との間に介在させることが好ましい。前
記ポンププランジャーの前記一端側は、前記第２のスリ
ッパ部材と係合する区域で球形状となっていることが好
ましい。また、前記第２のスリッパ部材は、前記ポンプ
プランジャーヘッド部の前記一端側の球形状表面に対し
て相補形状となっている球形状表面を備えていることが
好ましい。

【００１０】前記それぞれの駆動手段は、互いから軸線
方向に変位して共通の駆動シャフトに取り付けられたそ
れぞれのカム部材を備えていることが好ましい。前記そ
れぞれのカムのプロファイルによって、各ポンププラン
ジャーが下死点から上死点へ駆動されたとき、他方のポ
ンププランジャーのタペットが、前記連結手段の作用に
より、その関連するカムに対して摺動接触状態に、また
は、摺動接触に非常に近い状態に維持されるようになっ
ていることが好ましい。

【００１１】前記連結手段の位置を調整できるようにし
て、前記ポンププランジャーの駆動システムの種々の機
械的構成要素の間の大きなバックラッシをかなり除去で
きるようにすることが好ましい。前記連結手段がロッカ
ーアームの形状となっている本願発明の好適な実施例の
場合に、前記ロッカーシャフトを、偏心手段によって、
前記燃料ポンプ本体に取り付けて、前記ロッカーシャフ
トの回転により前記ロッカーアームの位置を調整して、
バックラッシを除去できるようにすることが好ましい。

【００１２】各圧送用のチャンバーは、該圧送用のチャ
ンバーと関連した、電気的に制御される排出弁を備えて
いることが好ましい。排出弁は、電気的に制御されて、
その関連したポンププランジャーの各戻り（すなわち、
上死点から下死点へ）行程の一部が、選択的に可変な態
様となるように、開口状態に保持可能になっている。こ
のように排出弁を利用した手段によって、ポンププラン
ジャーの行程、すなわちストロークを変える必要なくま
たは燃料ポンプからリザーバに送出される高圧の燃料を
こぼすことなく、前記燃料ポンプの出力容量を調整する
ことができる。

【００１３】本願発明の他の特徴によれば、内燃機関
（すなわち、エンジン）用の燃料噴射システムは、燃料
ポンプと；前記燃料ポンプによって高圧燃料が送出され
る共通通路と；複数の燃料噴射弁と；各燃料噴射弁に関
連し、開口のために所定の最低限の共通通路圧力を必要
とする燃料噴射ノズルと；前記共通通路に流体連通可能
に接続され、所定の開口圧力及び該開口圧力よりも小さ
い所定の閉鎖圧力を有する安全弁と；を備えており、前
記所定の閉鎖圧力は、前記燃料噴射ノズルを開口するの
に必要な前記最低限の共通通路圧力よりも低くなってい
る。

【００１４】そのようなシステムによって、もし、制御
故障の結果、共通通路の圧力が前記安全弁を開けるのに
十分な所定の安全限界を越えたならば、前記共通通路内
圧力が前記燃料噴射ノズルを開けるのに必要なレベルよ
り下に低下するまで、前記安全弁は開口したままとな
る。したがって、エンジンは、停止する。

【００１５】前記安全弁は、燃料噴射ポンプ内に組み込
まれていることが好ましい。

【００１６】前記燃料噴射ポンプは、流量制限装置を備
えていることが好ましい。流量制限装置は、前記安全弁
の開口に応答してまたは制御による前記排出弁の開口状
態の維持に応答して、前記燃料噴射ポンプによって共通
通路またはアキュムレータから供給される燃料の流量を
制限する。

【００１７】本願発明の上記及び他の特徴や効果は、添
付した図面を参照しながら、単に例として与えられた、
下記に述べられる本願発明の好適な実施例の説明から明
らかになるであろう。

【００１８】

【発明の実施の形態】好適な実施例の燃料噴射ポンプ
は、第１のポンププランジャー１と第２のポンププラン
ジャー１１とを備えている。第１のポンププランジャー
１は、第１のシリンダー２に設けられており、これによ
って、第１の圧送用のチャンバー３が画定されている。
第２のポンププランジャー１１は、第２のシリンダー１
２に設けられており、これによって、第２の圧送用のチ
ャンバー１３が画定されている。図面に図示されている
ように、第１のポンププランジャー１は、下死点（ｂｄ
ｃ）位置にあり、したがって、その関連する第１の圧送
用のチャンバー３の容積は最大となっている。一方、第
２のポンププランジャー１１は、上死点（ｔｄｃ）位置
にあり、その結果、その関連する第２の圧送用のチャン
バー１３は、最小となっている。下死点位置から上死点
位置まで第１のポンププランジャー１を駆動するための
第１の駆動手段４が設けられている。下死点位置から上
死点位置まで第２のポンププランジャー１１を駆動する
ための第２の駆動手段１４が設けられている。第１の駆
動手段４は、カム５と、タペットアセンブリ６とを備え
ている。タペットアセンブリ６は、タペットシェル７を
備えている。タペットシェル７は、案内ボア８に摺動可
能に取り付けられている。案内ボア８は、燃料噴射ポン
プの本体９に設けられている。第２の駆動手段１４は、
カム１５と、タペットアセンブリ１６とを備えている。
タペットアセンブリ１６は、タペットシェル１７を備え
ている。タペットシェル１７は、燃料噴射ポンプの本体
９に設けられた案内ボア１８に取り付けられている。第
１の駆動手段４と第２の駆動手段１４とは、実質的に同
一となっている。したがって、第２の駆動手段１４の構
成要素のみを参照して、さらに詳細に説明する。しかし
ながら、第１の駆動手段４のうち第２の駆動手段１４に
対応する構成要素は、第２の駆動手段に関係して説明し
た構成要素と実質的に等しくなっている。

【００１９】図３を参照すると、第２の駆動手段１４
は、ローラー１９を備えている。ローラー１９は、ピン
２０に回転可能に取り付けられている。ピン２０は、タ
ペットシェル１７に固定されている。適切なベアリング
２１が、ピン２０とローラー１９との間に介在されてい
る。ローラー１９は、カム１５の表面に回転可能に係合
している。

【００２０】第１のスリッパ部材２２は、平坦な下面２
３を備えている。下面２３は、平坦な肩部２４に摺動可
能に係合する。肩部２４は、タペットシェル１７に設け
られている。その箇所で、第１のスリッパ部材２２の外
径は、タペットシェル１７の内径よりもいくらか小さく
なっている。それによって、タペットシェル１７に対す
る第１のスリッパ部材２２の横方向の動きを、いくらか
調整できるようになっている。第１のスリッパ部材２２
の上面は、部分球形状となっており、第２のポンププラ
ンジャー１１に一体に形成されたヘッド部２６の対応す
る部分球形状の下面と相補形状態様で係合している。

【００２１】ところで、上記説明から、ローラー１９が
（図３で見て）上方へ移動すると、ピン２０に上方への
力が生じ、この力はタペットシェル１７に伝えられ、そ
こから、第１のスリッパ部材２２を通って、第２のポン
ププランジャー１１のヘッド部２６に伝えられることが
理解できるであろう。このようにして、タペットアセン
ブリ１６は、全体的に案内ボア１８内で上方に摺動し、
その結果、第２のポンププランジャー１１は、下死点位
置から上死点位置に移動する。

【００２２】カム５とカム１５とは互いに同一形状であ
り、共通のシャフト２７に取り付けられている。シャフ
ト２７それ自身は、ベアリング２８、２９によって本体
９に取り付けられている（図１参照）。図２に最も良く
示されているように、カム５、１５の各々は、３つのロ
ーブを有するカムとなっている。カム５とカム１５との
間には、１２０度の回転方向の位相差がある。カムをこ
のように特別に構成することにより、シャフト２７の１
回転につき全体で６回の圧送行程を行うことができる。
しかしながら、本願発明は、この構成に限定されるもの
ではなく、適切な他のカムプロファイル（輪郭）を使用
することもできる。

【００２３】第１のポンププランジャー１と第２のポン
ププランジャー１１とをそれぞれの上死点位置からそれ
ぞれの下死点位置に向けて移動させるために、連結手段
３０が設けられている。連結手段３０によって、第１の
ポンププランジャー１が第２の駆動手段１４に連結さ
れ、第２のポンププランジャー１１が第１の駆動手段４
に連結可能となっている。連結手段３０は、シャフト３
２に取り付けられたロッカーアーム３１を備えている。
シャフト３２それ自身は、燃料噴射ポンプの本体９に固
定されている。ロッカーアーム３１は、両側に端部３３
を備えている。端部３３の各々は、部分球形状のスラス
ト面３４と、開口部３５とを画定している。第１のポン
ププランジャー１は、一方の開口部３５を通って伸長し
ており、第２のポンププランジャー１１は、他方の開口
部３５を通って伸長している。スラスト面３４は、各
々、部分球形状となっており、スリッパ部材３７に形成
された対応する部分球形状のシート３６と相補形状態様
で係合している。スリッパ部材３７は、各々、平坦な下
面３８を備えている。下面３８は、対応するヘッド部２
６の平坦な上面３９に摺動可能に接触している。

【００２４】この構成によって、第１及び第２のポンプ
プランジャー１、１１の一方（例えば、第１のポンププ
ランジャー１）が、その関連する駆動手段によって下死
点から上死点に駆動されるとき、ポンププランジャーの
上面３９からその関連するスリッパ部材３７を通ってロ
ッカーアーム３１に力が伝達され、ロッカーアーム３１
が回転する。それによって、ロッカーアーム３１と他方
のポンププランジャーとの間に介在されたスリッパ部材
３７にロッカーアーム３１の回転力が伝達され、他方の
ポンププランジャーが、上死点から下死点に向けて駆動
される。したがって、一方のポンププランジャーがその
送出し行程を実行するとき、他方のポンププランジャー
は、前記連結手段の作動によって、強制的に充填行程を
実行する。そのため、戻しばねを使用することなく、第
１のポンププランジャー１と第２のポンププランジャー
１１の動きを、十分に確保することができる。

【００２５】ところで、第１のポンププランジャー１と
第２のポンププランジャー１１とが必要とすべき動きを
成し遂げるためには、カム５のプロファイルとカム１５
のプロファイルとを互いに対して相補形状にすることに
より、タペットアセンブリ６の上方に向けた動きに正確
に合わせて、他方のタペットアセンブリ１６を対応する
下方に向けて移動させ、またその逆に、タペットアセン
ブリ１６の上方に向けた動きに正確に合わせて、他方の
タペットアセンブリ６を対応する下方に向けて移動させ
なければならないことを理解できるであろう。また、こ
のとき、どちらのローラー１９も、最小限度の量を越え
て、それらの関連するカムの表面から離れることはな
い。実際問題として、カム形状の公差によって、通常、
カムの運動のある部分の間に、ポンププランジャーの多
少の上昇が必然的におきる。しかし、この上昇は、１ミ
リメートルのわずか数分の１である。さらに、種々の構
成要素の間の必要な作動間隙を越えないように、すなわ
ち、駆動システムにバックラッシが存在しないように、
機構全体を調整することが好ましいことが理解されるで
あろう。この構成を成し遂げるために、そして、順次調
整することにより構成要素に生じる可能性のある摩耗を
補償するために、ロッカーシャフト３２は、取付け用の
穴４０に対していくらか偏心している。ロッカーシャフ
ト３２は、本体９の取付け用の穴４０の取り付けられて
いる。したがって、ロッカーシャフト３２を回転させる
ことによって、ロッカーアーム３１の枢動軸線を、わず
かな範囲で、上下動させることができる。無頭ねじ４１
が、その調整された位置でロッカーシャフト３２をロッ
クできるように設けられている。ところで、ロッカーア
ーム３１の枢動軸線の縦方向の位置を調整するとき、ロ
ッカーシャフト３２を調整する前記手段によって、ロッ
カーアーム３１の枢動軸線は、横方向へ多少移動する。
しかしながら、この横方向への移動は、それぞれのヘッ
ド部２６の上面３９でのスリッパ部材３７の横方向への
摺動運動によって調節される。また、第１のシリンダー
２とタペットアセンブリ６の案内ボア８との間の非整合
は、タペットシェル７の肩部２４上での第１のスリッパ
部材２２の横方向への移動によって調節され、また、第
２のシリンダー１２とタペットアセンブリ１６の案内ボ
ア１８との間の非整合は、タペットシェル１７の肩部２
４上での第１のスリッパ部材２２の横方向への移動によ
って調節される。したがって、ポンププランジャー１、
１１の各々と関連させて２つのスリッパ部材２２及び３
７を配置することにより、比較的簡単な機構によってロ
ッカーアーム３１の調整が可能になると共に、燃料噴射
ポンプの種々のボア間の非整合を許容することができ
る。

【００２６】ロッカーアーム３１と種々のスリッパ部材
２２、３７とを潤滑するために、本体９に設けられたオ
イル供給路４２に潤滑油を圧送する手段を設けることが
好ましい。通路４４（図１参照）によって、オイル供給
路４２は、前方側のベアリング２８に接続されている。
通路４５によって、オイル供給路４２はロッカーシャフ
ト３２の外面に接続されている。ロッカーアーム３１に
設けられた穿孔４６を通って、潤滑剤が、スリッパ部材
やタペットアセンブリの種々の摺動面に供給される。例
えば、燃料噴射ポンプの本体９に設けられたアウトレッ
ト（排出口）４７を通して、オイルを潤滑させるための
適切な戻し通路を設けることにより、潤滑油を関連する
エンジンのサンプ（油だめ）に戻すことができる。

【００２７】圧送すべき燃料は、例えば、移送ポンプか
ら燃料インレット４８に供給される。燃料インレット４
８は、ギャラリー４９に接続されている。ギャラリー４
９は、シリンダー２、１２を画定するシリンダー部材５
０を囲んでいる。各シリンダー部材５０は、多数の径方
向に伸長するボア５１を備えている。径方向ボア５１
は、ギャラリー４９を、関連するシリンダー２、１２に
接続している。関連するポンププランジャーの行程の大
半の間、径方向ボア５１の内端がポンププランジャー本
体によって塞がれるように、径方向ボア５１は位置決め
されている。径方向ボア５１の内端は、対応するポンプ
プランジャーが下死点位置かあるいはその付近にあると
きのみ、圧送用のチャンバー３、１３にさらされる。環
状溝５２が、径方向ボア５１のわずか下側で、各シリン
ダー部材５０に形成されている。環状溝５２は、低圧用
の燃料戻し通路５３に接続されている。それによって、
ポンププランジャー１、１１を通り過ぎて圧送用のチャ
ンバー３、１３から漏れ出た燃料は、燃料噴射ポンプの
内側に入り込むというよりはむしろ燃料戻し通路５３に
案内される。圧送用のチャンバー３、１３から漏れ出た
燃料が、燃料噴射ポンプの内側に入り込んだならば、該
燃料は潤滑油と混合することとなる。

【００２８】各圧送用のチャンバー３、１３の上端（図
３で見て）には、弁部材５４が設けられている。弁部材
５４は、軽偏倚ばね５５によって、常時、偏倚されて、
隣接するシリンダー部材５０の上面に係合している。ポ
ンププランジャーの各圧送行程（下死点から上死点への
ストローク）の間に、関連する弁部材５４は、圧送用の
シリンダーから排出された燃料によって持ち上げられ、
これによって、燃料は、移送通路５６を通ってアウトレ
ットギャラリー５７（図４参照）に流出可能となってい
る。各弁部材５４は、該弁部材５４に関連する電磁石５
８を備えている。電磁石５８を通電によって、その関連
する弁部材５４を、隣接するシリンダー部材５０から離
して保持できる。すなわち、電磁石５８を通電によっ
て、燃料送出用の弁を開口状態に保持できる。電磁石５
８は、適切な制御手段によって選択的に通電され、これ
により、燃料噴射ポンプから送出される燃料の流量を制
御できる。特に、各ポンププランジャーの送出し行程の
終わりで、関連する電磁石５８を通電することにより、
ポンププランジャーの戻り行程（上死点から下死点に向
かう行程）の一部の間、燃料送出用の弁部材５４を開口
状態に保持できる。したがって、ポンププランジャーの
戻り行程の最初の部分の間、燃料は、弁部材５４を通っ
て、関連する移送通路５６から圧送用のチャンバー３ま
たは１３内に流入する。戻り行程の適当な箇所で、電磁
石５８への通電を止めることにより、弁部材５４は、通
電中止による影響と、関連するばね５５の影響が組合わ
さって移動可能となり、燃料は、シリンダー部材５０の
うち弁部材５４に隣接する面に係合するように流れる。
その後、移送通路５６からの燃料の逆流がさらに生じる
可能性はなくなる。そして、ポンププランジャーの下死
点位置へのさらなる移動によって、径方向ボア５１が圧
送用のチャンバーにさらされるまで、関連する圧送用の
チャンバー内に真空が発生する。そうすると、燃料が、
供給路ギャラリー４９から、次の送出し行程を開始しよ
うとしている圧送用のチャンバー内に流入する。電磁石
５８は、燃料使用を考慮して、適切な制御回路によって
制御できることを理解できるであろう。

【００２９】電磁石５８への通電を全く行わないことに
より、燃料を最大限に送出することができる。その結
果、ポンププランジャーが上死点から下死点へ移動する
とき、移送通路５６から圧送用のチャンバーへの燃料の
逆流は最小限となる。反対に、燃料噴射ポンプによって
供給される、アキュムレータまたは共通通路内における
燃料圧力を減少させることを望むならば、数回の圧送サ
イクルにわたって、電磁石５８を継続的に通電させるよ
うにしてもよい。もし、電磁石５８を継続的に通電させ
るようにすると、ポンププランジャーが下死点位置にあ
るときあるいは下死点付近にあるとき、燃料は、アキュ
ムレータまたは共通通路からアウトレットギャラリー５
７内に流入し、次いで、移送通路５６と圧送用のチャン
バー３、１３を通って径方向ボア５１に流入し、よっ
て、比較的低圧となっている燃料供給用のギャラリー４
９に流入することが可能となる。したがって、電磁石５
８により、別体のアンローダー弁を設けることなく、ア
キュムレータまたは共通通路内の燃料圧力を下げる（ダ
ンピングする）手段が提供される。

【００３０】この手段が特定の装置で必要ならば、アキ
ュムレータまたは共通通路からアウトレットギャラリー
５７に流入する可能性のある燃料の流量を制限するため
に、適切なスナッバー弁アセンブリ５９を、アウトレッ
トギャラリー５７とアキュムレータまたは共通通路との
間に設けるようにしてもよい。当業者に理解できるよう
に、スナッバー弁アセンブリ５９は、スプール６０を備
えている。（図４で見て）スプール６０の右側端６０Ａ
は、外側に縦溝が形成されており、スプール６０の左側
端６０Ｂは、常時、スリーブ７５に形成された座部に係
合している。スプール６０は、スリーブ７５に摺動可能
に取り付けられている。使用時、アウトレットギャラリ
ー５７の燃料圧力が弁アウトレット７６の圧力を越えた
とき、スプール６０は、軽偏倚ばね６１の力に抗して前
記座部を離れる。そして、燃料が、アウトレットギャラ
リー５７からスプール６０の縦溝を通って弁アウトレッ
ト７６に実質的に制限されることなく流出する。スプー
ル６０は、中央ボア６２を備えている。中央ボア６２
は、制流部６３を有している。制流部６３は、アキュム
レータまたは共通通路内の圧力がアウトレットギャラリ
ー５７の圧力を越えたとき、アキュムレータまたは共通
通路からアウトレットギャラリー５７への流体の流れを
制限する。

【００３１】もし、電磁石５８への電力が喪失されたな
らば、あるいは、電磁石５８の１つが故障したならば、
燃料噴射ポンプ（すなわち、少なくとも、故障した電磁
石に関連する圧送用のチャンバー）は、自動的に、可能
な限り最大限に燃料を送出することができるということ
が上記説明から理解できるであろう。アキュムレータま
たは共通通路内の最大圧力を制御するための安全弁がな
いシステムにおいては、そのような故障が起きると、ア
キュムレータまたは共通通路内の燃料が過度に高圧とな
る。このように燃料が過度に高圧となる可能性を抑制す
るために、燃料噴射ポンプに安全弁６４（図４参照）を
設けることが好ましい。安全弁６４は、通路６５によっ
てアウトレットギャラリー５７に接続されている。安全
弁６４は、弁部材６６を備えている。弁部材６６は、ば
ね６８によって、常時偏倚され、関連する座部６７に係
合している。弁部材６６には、小径の通路６９が設けら
れている。小径の通路６９によって、通路６５が、内部
チャンバー７０に接続されている。内部チャンバー７０
の一端は、ピン７１によって閉鎖されている。ピン７１
は、弁部材６６に設けられたボアに摺動可能に取り付け
られている。この構成によって、アウトレットギャラリ
ー５７の燃料圧が、通路６５とピン７１との直径の差に
等しい環状領域上でのみ弁部材６６に作用するという効
果が生じる。この構成により、アウトレットギャラリー
５７の燃料圧力が座部６７の領域に作用しても、過度に
大きい力が弁部材６６に発生することはない。したがっ
て、安全弁６４の座部６７の径を比較的大きくすること
ができる。

【００３２】もし、上述した環状の領域上に作用するア
ウトレットギャラリー５７の燃料圧が、安全弁６４のば
ね６８の偏倚力を越えた力を発生するならば、弁部材６
６は座部６７から離れ、アウトレットギャラリー５７の
燃料がチャンバー７２に流入する。チャンバー７２は、
燃料噴射ポンプ本体内に画定されており、弁部材６６の
ヘッド部７３の一端側で閉鎖されている。チャンバー７
２内の高圧燃料は、（ピン７１の面積を除いた）ヘッド
部７３の全領域に作用し、これによって、弁部材６６
は、座部６７から離れる方向に迅速に移動して、チャン
バー７２は、比較的低圧の供給路ギャラリー４９に通じ
る通路７４に接続される。したがって、アキュムレータ
または共通通路から流出した燃料は、スナッバー弁アセ
ンブリ５９、アウトレットギャラリー５７、通路６５、
チャンバー７２、及び通路７４を通ってギャラリー４９
に流入する。

【００３３】いったん、弁部材６６がその座部６７から
離れると、ばね６８の偏倚力が、ヘッド部７３の面積か
らピン７１の面積を引いた面積の領域に作用するチャン
バー７２内の燃料によって発生する力を越えるまで、弁
部材６６は座部６７に再着座できない。ヘッド部７３の
面積は大きくなっていることから、通路６５の圧力が低
い値に下がるまで、弁部材６６は座部６７に再着座でき
ない。前記構成要素を適切に設計することによって、弁
部材６６が再着座可能な圧力値を、当該燃料噴射ポンプ
から燃料が供給されるエンジンの燃料噴射ノズルを開く
のに必要な圧力よりも小さくすることができる。この結
果、いったん、安全弁が過圧状態に応答して開くと、エ
ンジンが停止するまで、安全弁は開いたままとなる。し
たがって、安全弁６４は、アキュムレータまたは共通通
路に過圧状態が生じた場合に、関連するエンジンを停止
させるためのエンジン自動停止手段を提供している。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本願発明の好適な実施例の部分縦断面
図である。

【図２】図２は、図１の線ＩＩ−ＩＩに沿って取った図
１の断面図である。

【図３】図３は、図１のポンプの部分拡大図である。

【図４】図４は、図２のポンプの部分拡大図である。

【符号の説明】

１第１のポンププランジャー２第１のシリン
ダー３第１の圧送用のチャンバー４第１の駆動手
段５カム６タペットアセ
ンブリ７タペットシェル８案内ボア９本体１１第２のポン
ププランジャー１２第２のシリンダー１３第２の圧送
用のチャンバー１４第２の駆動手段１５カム１６タペットアセンブリ１７タペットシ
ェル１８案内ボア１９ローラー２０ピン２１ベアリング２２第１のスリッパ部材２３下面２４肩部２６ヘッド部２７共通のシャフト２８ベアリング２９ベアリング３０連結手段３１ロッカーアーム３２ロッカーシ
ャフト３３端部３４部分球形状
のスラスト面３５開口部３６部分球形状
のシート３７スリッパ部材３８下面３９上面４０取付け用の
穴４１無頭ねじ４２オイル供給
路４４通路４５通路４６穿孔４７アウトレッ
ト４８燃料インレット４９ギャラリー５０シリンダー部材５１径方向ボア５２環状溝５３低圧用の燃
料戻し通路５４弁部材５５軽偏倚ばね５６移送通路５７アウトレッ
トギャラリー５８電磁石５９スナッバー
弁アセンブリ６０スプール６０Ａ右側端６０Ｂ左側端６１軽偏倚ばね６２中央ボア６３制流部６４安全弁６５通路６６弁部材６７座部６８ばね６９小径の通路７０内部チャンバー７１ピン７２チャンバー７３ヘッド部７４通路７５スリーブ７６弁アウトレット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料ポンプであって、第１のシリンダ２に摺動可能に取り付けられて、第１の
圧送用のチャンバー３を画定する第１のポンププランジ
ャー１と、第２のシリンダ１２に摺動可能に取り付けられて、第２
の圧送用のチャンバー１３を画定する第２のポンププラ
ンジャー１１と、下死点位置から上死点位置へ前記第１のポンププランジ
ャー１を駆動して、前記第１の圧送用のチャンバー３か
ら燃料を送出する第１の駆動手段４と、下死点位置から上死点位置へ前記第２のポンププランジ
ャー１１を駆動して、前記第２の圧送用のチャンバー１
３から燃料を送出する第２の駆動手段１４と、前記第１のポンププランジャー１を前記第２の駆動手段
１４に機械的に連結し、前記第２のポンププランジャー
１１を前記第１の駆動手段４に機械的に連結する連結手
段３０とを備えており、それにより、前記第１のポンププランジャー１が第１の
駆動手段４によって前記下死点から前記上死点へ駆動さ
れるとき、前記第２のポンププランジャー１１が前記連
結手段３０によって前記上死点から前記下死点へ駆動さ
れ、前記第２のポンププランジャー１１が前記第２の駆動手
段１４によって前記下死点から前記上死点へ駆動される
とき、前記第１のポンププランジャー１が前記連結手段
３０によって前記上死点から前記下死点へ駆動されるこ
とを特徴とする燃料ポンプ。
【請求項２】請求項１に記載の燃料ポンプにおいて、前記連結手段３０は、前記燃料ポンプの本体９に固定さ
れたシャフト３２に枢動可能に取り付けられたロッカー
アーム３１を備えていることを特徴とする燃料ポンプ。
【請求項３】請求項２に記載の燃料ポンプにおいて、各ポンププランジャー１、１１は、ヘッド部２６を備え
ており、前記ヘッド部２６の一端側には、前記関連する
駆動手段第１の駆動手段４、１４が作用し、これによっ
て、前記ポンププランジャー１、１１が、下死点から上
死点へ駆動され、前記ポンププランジャー１、１１が下死点から上死点へ
移動するとき、前記ヘッド部２６の他端側３９が前記ロ
ッカーアーム３１に作用することを特徴とする燃料ポン
プ。
【請求項４】請求項３に記載の燃料ポンプにおいて、スリッパ部材３７が、前記ヘッド部２６の他端側３９と
前記ロッカーアーム３１との間に介在されており、これ
により、前記ポンププランジャーが往復運動するとき、
前記ロッカーアーム３１の運動を前記ポンププランジャ
ー１、１１の軸線の横方向に調節することができること
を特徴とする燃料ポンプ。
【請求項５】請求項４に記載の燃料ポンプにおいて、前記スリッパ部材３７は、前記ポンププランジャー１、
１１の前記他端側３９に係合する平坦面３８と、部分球
形状の座部３６とを備えており、前記座部３６は、該座
部３６に対して相補形状となっている前記ロッカーアー
ム３１の部分球形状面３４に係合することを特徴とする
燃料ポンプ。
【請求項６】請求項１ないし５のいずれか１項に記載
の燃料ポンプにおいて、前記駆動手段４、１４は、各々、カムにより駆動される
タペットを備えていることを特徴とする燃料ポンプ。
【請求項７】請求項３ないし５のいずれか１項に記載
の燃料ポンプにおいて、前記駆動手段４、１４は、各々、カムにより駆動される
タペットを備えており、第２のスリッパ部材２２が、各タペット６、１６と、そ
の関連するポンププランジャー１、１１の前記一端側と
の間に介在されていることを特徴とする燃料ポンプ。
【請求項８】請求項７に記載の燃料ポンプにおいて、前記ポンププランジャーのヘッド部２６の前記一端側
は、前記第２のスリッパ部材２２と係合する区域で部分
球形状となっており、また、前記第２のスリッパ部材
は、前記ポンププランジャーヘッド部２６の前記一端側
の部分球形状表面に対して相補形状となっている部分球
形状表面を備えていることを特徴とする燃料ポンプ。
【請求項９】請求項１ないし８のいずれか１項に記載
の燃料ポンプにおいて、前記それぞれの駆動手段４、１４は、互いから軸線方向
に変位して共通の駆動シャフト２７に取り付けられたそ
れぞれのカム５、１５を備えていることを特徴とする燃
料ポンプ。
【請求項１０】請求項６ないし８のいずれか１項に記
載の燃料ポンプにおいて、前記それぞれの駆動手段４、１４は、互いから軸線方向
に変位して共通の駆動シャフト２７に取り付けられたそ
れぞれのカム５、１５を備えており、前記それぞれのカム５、１５のプロファイルによって、
各ポンププランジャー１、１１が、下死点から上死点へ
駆動されたとき、他方のポンププランジャーが、前記連
結手段３０の作用により、その関連するカム５、１５に
摺動可能接触状態、または、摺動接触状態に非常に近い
状態に維持されるようになっていることを特徴とする燃
料ポンプ。
【請求項１１】請求項１ないし１０のいずれか１項に
記載の燃料ポンプにおいて、前記連結手段３０の位置を調整できるようにして、前記
ポンププランジャーの駆動システムの種々の機械的構成
要素の間の大きなバックラッシを除去できるようにした
ことを特徴とする燃料ポンプ。
【請求項１２】請求項１ないし１１のいずれか１項に
記載の燃料ポンプにおいて、前記連結手段３０は、前記燃料ポンプの本体９に固定さ
れたシャフト３２に枢動可能に取り付けられたロッカー
アーム３１を備えており、前記ロッカーシャフト３２を、偏心手段によって、前記
燃料ポンプ本体９に取り付けて、前記ロッカーシャフト
３２の回転により前記ロッカーアーム３１の位置を調整
して、バックラッシを除去できるようにしたことを特徴
とする燃料ポンプ。
【請求項１３】請求項１ないし１２のいずれか１項に
記載の燃料ポンプにおいて、各圧送用のチャンバー３、１３は、該圧送用のチャンバ
ーと関連した、電気的に制御される排出弁５４を備えて
おり、前記排出弁は、電気的に制御されて、その関連し
たポンププランジャー１、１１の各戻り行程の一部の態
様が、選択的に可変となるように、開口状態に保持可能
となっていることを特徴とする燃料ポンプ。
【請求項１４】内燃機関用の燃料噴射システムであっ
て、燃料ポンプと、前記燃料ポンプによって高圧燃料が送出される共通通路
と、複数の燃料噴射弁と、各燃料噴射弁に関連し、開口のために所定の最低限の共
通通路内圧力を必要とする燃料噴射ノズルと、前記共通通路に流体連通可能に接続され、所定の開口圧
力及び該開口圧力よりも小さい所定の閉鎖圧力を有する
安全弁と、を備えており、前記所定の閉鎖圧力は、前記燃料噴射ノズルを開口する
のに必要な前記最低限共通通路圧力よりも低くなってい
ることを特徴とする燃料噴射システム。
【請求項１５】請求項１４に記載の燃料噴射システム
において、前記燃料ポンプは、請求項１ないし１３のいずれかに記
載の燃料ポンプであることを特徴とする燃料噴射システ
ム。
【請求項１６】請求項１４または１５に記載の燃料噴
射システムにおいて、前記安全弁６４は、前記燃料ポンプ内に組み込まれてい
ることを特徴とする燃料噴射システム。
【請求項１７】請求項１４ないし１６のいずれか１項
に記載の燃料噴射システムにおいて、前記燃料ポンプは、流量制限装置を備えており、前記流量制限装置は、前記安全弁の開口に応答してまた
は制御による前記排出弁の開口状態の維持に応答して、
前記燃料ポンプによって共通通路またはアキュムレータ
から供給される燃料の流量を制限することを特徴とする
燃料噴射システム。