JPH1150926A - 燃料噴射ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、インナカム式の燃料噴射ポンプ
において，ポンプ機構を併置することにより，エンジン
の気筒数が増加した場合でも，ポンプ機構のポンプ作動
を確実にし且つポンプ機構の寿命を長期化する。 【解決手段】 ポンプボディ２とシリンダブロック１３
との間には，駆動軸３と一体のカムリング９が回転す
る。シリンダブロック１３に軸方向に並んで設けられた
一対のポンプ機構７，８のポンプ室１８には，共通供給
路２４ａ〜２４ｅから，分岐供給路２６を通じて燃料が
供給される。一対のポンプ機構７，８は，カムリング９
が回転するときに，プランジャ１５がシリンダ１４内を
往復動することによるポンプ作動を交互に行う。気筒数
が増加した場合でも，各プランジャ１５の作動回数が少
なく，耐久性が向上すると共にポンプ作動が確実とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は，内周にカム面を
有するカムリングと径方向に往復運動をするプランジャ
を備えたプランジャブロックとの相対回転によって，燃
料を圧送する燃料噴射ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来，例えば，エンジンの燃料噴射制御
に関して，噴射圧力の高圧化を図り，且つ燃料の噴射タ
イミング及び噴射量等の噴射条件をエンジンの運転状態
に応じて最適に制御する方法として，燃料噴射システム
が知られている。燃料噴射システムは，ポンプによって
所定圧力に加圧された燃料噴射制御用の作動流体をコモ
ンレールに貯留し，コモンレールに貯留した燃料をイン
ジェクタから対応する燃焼室内に噴射する燃料噴射シス
テムである。加圧された燃料が各インジェクタにおいて
エンジンの運転状態に対して最適な噴射条件で噴射され
るように，コントローラが，エンジンの運転状態に応じ
て，コモンレール内の燃料圧と各インジェクタに設けら
れた制御弁の作動とを制御している。

【０００３】従来のコモンレール燃料噴射システムを図
１２に基づいて説明する。複数のインジェクタ８１への
燃料供給は、コモンレール８２から、燃料流路の一部を
構成する分岐管８３を通じて供給される。燃料タンク８
４からフィルタ８５を経てフィードポンプ８６によって
吸い上げられて所定の吸入圧力に加圧された燃料は，燃
料管８７を通じて燃料噴射ポンプ８８に送られる。燃料
噴射ポンプ８８は，例えばエンジンによって駆動されて
燃料を運転状態等に基づいて定められる高圧に昇圧して
燃料管８９を通じてコモンレール８２に供給する，所
謂，プランジャ式のサプライ用の燃料供給ポンプであ
る。供給された燃料は所定圧力に昇圧した状態でコモン
レール８２に貯留され，コモンレール８２から各インジ
ェクタ８３に供給される。インジェクタ８３は，エンジ
ンの型式（気筒数）に応じて通常，複数個設けられてお
り，コントローラ９２の制御によって，コモンレール８
２から供給された燃料を，最適な噴射時期に最適な燃料
噴射量でもって対応する燃焼室内に噴射する。インジェ
クタ８３から噴射される燃料の噴射圧はコモンレール８
２に貯留されている燃料の圧力に略等しいので，噴射圧
を制御するにはコモンレール８２内の圧力が制御され
る。

【０００４】燃料噴射ポンプ８８からリリーフされた燃
料は、戻し管９０を通じて燃料タンク８４に戻される。
また、分岐管８３からインジェクタ８１に供給された燃
料のうち、燃焼室への噴射に費やされなかった燃料は、
戻し管９１を通じて燃料タンク８４に戻される。電子制
御ユニットであるコントローラ９２には、エンジン回転
数を検出するためのエンジン気筒判別センサ及びクラン
ク角度センサ、アクセル踏込み量を検出するためのアク
セル踏込み量センサ、冷却水温度を検出するための水温
センサ、並びに吸気管内圧力を検出するための吸気管内
圧力センサ等のエンジンに関する運転状態を検出するた
めの各種センサからの信号が入力されている。コントロ
ーラ９２は、これらの信号に基づいて、エンジン出力が
運転状態に即した最適出力になるように、インジェクタ
８１による燃料の噴射条件、即ち、燃料の噴射タイミン
グ及び噴射量を制御する。また、コモンレール８２には
圧力センサ９３が設けられており、圧力センサ９３によ
って検出されたコモンレール８２内の燃料圧の検出信号
がコントローラ９２に送られる。インジェクタ８１から
燃料が噴射されることでコモンレール８２内の燃料が消
費されても、コントローラ９２は、コモンレール８２内
の燃料圧が一定となるように燃料噴射ポンプ８８の吐出
圧を制御する。

【０００５】高圧の燃料をコモンレールに供給する燃料
噴射ポンプとして，気筒数と同じ数のプランジャを備え
た列型燃料噴射ポンプと，インナカム式燃料噴射ポンプ
とが知られている。インナカム式燃料供給ポンプは，列
型燃料噴射ポンプと比較して小型であり，例えば，エン
ジンルーム等のスペースに制約を受ける車両に搭載する
のに好都合である。インナカム式燃料供給ポンプの例と
して，特開平８−６１１７９号公報に開示されたものが
ある。特開平８−６１１７９号公報に開示された燃料噴
射ポンプは，エンジンにより同期して回転駆動される駆
動軸が，直径方向に形成された摺動孔に一対のプランジ
ャが液密状態で摺動可能に装填されているロータを回転
駆動する形式のポンプである。通常，プランジャは，ば
ねによって付勢されていないフリーな状態にある。各プ
ランジャの内側端面と摺動孔を形成する内壁によって燃
料加圧室としてのポンプ室が形成されている。ロータの
回転に伴って，インナカムリングのカム作用によってプ
ランジャが摺動孔内を往復動する。プランジャが摺動孔
内を半径方向外側に移動する行程で燃料がプランジャブ
ロックに形成された燃料供給通路を通じてポンプ室内に
吸入され，半径方向内側に移動する行程で，ポンプ室で
圧力を与えられた燃料がプランジャブロックに形成され
た燃料吐出通路を通じて燃料噴射装置に供給される。な
お，この燃料噴射ポンプでは，ロータは，各インジェク
タに直接に燃料を供給する分配ロータとして機能してい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】かかるインナカム式燃
料噴射ポンプでは，１台の燃料噴射ポンプに対して４〜
６気筒までは対応できることが経験的に知られている。
しかしながら，エンジン気筒数が，例えば７気筒以上に
増加する場合，燃料噴射ポンプのプランジャを作動させ
るカムリングを単一のカムリングの周方向に隔置して形
成されるカム山を増加することで対応しようとすると，
それに応じて各プランジャが燃料噴射ポンプの駆動軸の
１回転当たりに行う圧送回数が増加するので，エンジン
回転数が高い状態では，充分且つ確実に燃料供給を行う
ことができなくなる。例えば，７気筒以上のエンジンで
は，カムリングとして周方向に隔置して製作すべきカム
山が増加し，エンジン回転数が上昇した場合には，各カ
ム山に対するプランジャの追従性（プランジャの応答の
観点からすると，カムに対するプランジャの応答性）を
維持するのが困難になる。したがって，燃料噴射ポンプ
の駆動軸の回転数，即ち，これと同期しているエンジン
の回転数に制約を受けることになる。また，プランジャ
がカムに追従しない現象，即ち，プランジャジャンプを
生じないようにプランジャのリフト（ストローク）量に
も限界が生じて，燃料の供給量も制限される。更に，各
プランジャがカムに押圧される回数が増加するので，カ
ムとプランジャの耐久性や作動の信頼性に問題を生じて
いた。

【０００７】したがって，インジェクタからの燃料の噴
射毎に低下するコモンレールの圧力の回復のために燃料
噴射ポンプによって燃料をコモンレールに供給したり，
燃料噴射ポンプから各気筒に設けられたインジェクタに
直接的に燃料を供給するときのように，インジェクタか
らの燃料の噴射に対応するために燃料噴射ポンプから燃
料を供給する場合に，エンジンの気筒数が増加してエン
ジン回転数が高くなっても，カムに対するプランジャの
追従を確保して，インジェクタからの燃料の噴射毎に確
実に燃料を供給すると共に，エンジンの回転数や燃料供
給量に制約が及ぶことが無く，しかもエンジンの耐久性
を向上することができる燃料噴射ポンプが求められてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の目的は，上記
課題を解決することであり，一対のポンプ機構をポンプ
作動位相をずらして配置することにより，各インジェク
タが燃料噴射をする毎に行う燃料の供給を各ポンプ機構
に選択的に振り分けて，ポンプ駆動軸の回転当たりの各
ポンプ機構のプランジャの作動回数を増加させることな
く，気筒数の増加に対応することが可能な燃料噴射ポン
プを提供することである。

【０００９】この発明は，上記の目的を解決するため，
以下のように構成されている。即ち，この発明は，内周
面にカム山が設けられたカムリング，前記カムリング内
に前記カムリングと相対回転可能に配置されたシリンダ
ブロック，前記シリンダブロックに径方向に設けられた
シリンダ，前記シリンダ内に摺動可能に設けられたプラ
ンジャ，前記シリンダブロックに形成され且つ燃料が燃
料供給路を通じて供給されるポンプ室，及び前記プラン
ジャによって加圧された燃料を前記ポンプ室から吐出す
る燃料吐出路から構成される一対のポンプ機構を備え，
前記カムリングと前記シリンダブロックとのいずれか一
方が駆動軸によって回転駆動され，且つ前記一対のポン
プ機構のポンプ作動位相が互いにずれて設定されている
ことから成る燃料噴射ポンプに関する。

【００１０】この発明は，上記のように構成されている
ので，駆動軸によってカムリングとシリンダブロックと
が相対回転すると，各ポンプ機構では，シリンダ内のプ
ランジャがカムリングのカム作用によって径方向に摺動
し，シリンダブロック内に形成されたポンプ室内に燃料
供給路を通じて供給される燃料が吸い込まれ，加圧され
た燃料が燃料吐出路を通じて吐出される。かかる一対の
ポンプ機構はポンプ作動位相が互いにずれて設定されて
いるので，加圧された燃料の吐出時期は各ポンプ機構に
振り分けるられる。したがって，エンジンの気筒数が増
加し，しかもエンジン出力が高速回転される場合でも，
多くのカム山を備えた単一のカムリングを有する単一の
ポンプ機構を有する燃料噴射ポンプと比較して，各ポン
プ機構のカムリングによって各プランジャがシリンダ内
を往復動する周期が長くなり，カムに対してプランジャ
が追従し易くなる。

【００１１】また，この燃料噴射ポンプにおいて，前記
ポンプ作動位相は，カムリングとシリンダブロックとの
相対回転角度におけるポンプ機構が行う燃料の吸込みか
ら燃料の吐出までのポンプ作動サイクルの位相である。
即ち，カムリングとシリンダブロックとが相対回転する
ことによって，シリンダ内のプランジャがカムリングの
カム作用によって径方向に摺動し，シリンダブロック内
に形成されたポンプ室内に燃料供給路を通じて供給され
る燃料が吸い込まれ，加圧された燃料が燃料吐出路を通
じて吐出される。

【００１２】また，この燃料噴射ポンプにおいて，前記
一対のポンプ機構の各ポンプ作動位相は，両ポンプ機構
間において，カム山とプランジャとのいずれか一方が周
方向に同位相に設けられ，他方が周方向に異なる位相に
設けられていることにより，互いにずらされている。即
ち，カム山の位相を各ポンプ機構について共通としても
よく，また，プランジャを設ける角度位置を各ポンプ機
構について共通としてもよい。いずれの場合も，他方
を，周方向に異なる位相に設けることにより，ポンプ作
動位相が異なることになる。

【００１３】また，この燃料噴射ポンプにおいて，前記
燃料供給路は，一対のポンプ機構に共通な共通供給路と
共通供給路から分岐し各ポンプ機構のポンプ室に通じる
一対の分岐供給路とから成り，各分岐供給路には共通供
給路から各ポンプ室への燃料の流れのみを許容するチェ
ック弁が配設されている。このように，各分岐供給路に
チェック弁が配設すると，燃料は，ポンプ機構のプラン
ジャが吸込み行程にあるときにはチェック弁が開弁し
て，燃料は共通供給路から分岐供給路を通じてポンプ室
に吸い込まれ，プランジャが吐出行程にあるときにはチ
ェック弁が閉弁して，加圧された燃料は分岐供給路から
共通供給路へ逆流しない。各ポンプ機構はポンプ作動位
相がずれているので，各分岐供給路毎にチェック弁をも
うけて，各ポンプ機構からの燃料の逆流防止が図られ
る。

【００１４】また，この燃料噴射ポンプにおいて，前記
共通供給路にはポンプ室への燃料流入量を制御する制御
弁が設けられている。制御弁の開閉時期を制御すること
により，燃料がポンプ室に吸い込まれる側で燃料の量を
制御することが可能である。燃料加圧室への燃料供給量
の制御は，プランジャが吸込み行程にあるときに制御弁
の開弁期間が制御されることにより行われる。プランジ
ャはばねによって強制復帰される形式のものではないの
で，燃料供給路に設けた制御弁の開弁時期を制御するこ
とにより，カムリングがプランジャを押圧しない期間に
おいて，例えば，燃料噴射ポンプに付設又は内蔵される
低圧ポンプによって供給される燃料が制御弁の開弁期間
にのみポンプ室に供給される。したがって，制御弁の開
弁期間を制御することにより，燃料吐出路を通じて吐出
される燃料供給量を制御することが可能となる。

【００１５】また，この燃料噴射ポンプにおいて，前記
駆動軸は，カムリングと一体に形成されていることから
成る。ポンプ機構にポンプ作動を行わせるには，カムリ
ングとシリンダブロックとを相対回転させる必要がある
が，駆動軸をカムリングと一体に形成することにより，
カムリングが回転駆動される。また，ポンプ室が回転型
でなくなるため，燃料供給路や燃料吐出路の構造が簡単
になる。

【００１６】また，この燃料噴射ポンプにおいて，前記
カムリングは，ポンプボディの内周面とシリンダブロッ
クの外周面との間の環状空間内に回転自在に収容されて
おり，前記共通供給路は，内周面に開口するようにポン
プボディに形成されると共にポンプボディに配置された
制御弁によって開閉制御される第１共通供給路，外周面
に開口するようにシリンダブロックに形成されると共に
分岐供給路に接続する第２共通供給路，及びカムリング
を径方向に貫通して形成され且つ第１共通供給路と第２
共通供給路とに連通可能な連通孔を有する第３共通供給
路から構成されている。燃料供給路に設ける制御弁をシ
リンダブロックに配置すると，燃料噴射ポンプの軸方向
長さが長くなる。これに対して，カムリングを回転自在
に収容するポンプボディに制御弁を配置すると，燃料噴
射ポンプの軸方向長さを短くすることが可能となる。燃
料噴射ポンプの軸方向長さを最も効率良く短縮化するに
は，燃料供給路の共通供給路を一対のポンプ機構の中間
に配置するのが好ましいが，この場合，共通供給路がカ
ムリングを貫通する配置となる。カムリングは，各ポン
プ機構について，単一の駆動軸からの駆動力で回転され
る必要があるから，カムリングに設けられる第３共通供
給路は，カムリングを貫通する連通孔で形成され，ポン
プボディに形成される第１共通供給路と，シリンダブロ
ックに形成される第２共通供給路とに連通可能とされ
る。

【００１７】また，この燃料噴射ポンプにおいて，前記
第１共通供給路と前記連通孔とは，ポンプボディの内周
面とカムリングの外周面との少なくとも一方に形成され
た第１周溝を通じて連通されており，前記第２共通供給
路と前記連通孔とは，シリンダブロックの外周面とカム
リングの内周面との少なくとも一方に形成された第２周
溝を通じて連通されている。連通孔は，カムリングに周
方向に隔置して形成されているので，カムリングに貫通
して形成される連通孔を，ポンプボディに形成された第
１共通供給路とシリンダブロックに形成された第２共通
供給路とに対して常に連通するために，対向する内外周
面に周溝が設けられる。即ち，周溝は，ポンプボディの
内周面とカムリングの外周面との少なくとも一方と，シ
リンダブロックの外周面とカムリングの内周面との少な
くとも一方とに形成され，これら周溝と第３共通供給路
である貫通孔とを通じて第１共通供給路と第２共通供給
路とが連通する。

【００１８】また，この燃料噴射ポンプにおいて，前記
共通供給路は制御弁がそれぞれ設けられた一対の共通供
給路から構成され，各第１共通供給路は各制御弁によっ
て開閉制御され，第２共通供給路はシリンダブロック内
で合流した後に分岐通路に分岐し，連通孔は，カムリン
グとシリンダブロックとの相対回転に伴って各ポンプ機
構のプランジャが吸込み行程にある状態で各共通供給路
の第１共通供給路と第２共通供給路とを実質的に連通す
る位置に設けられている。連通孔が各共通供給路の第１
共通供給路と第２共通供給路とを連通させるタイミング
や期間は，各前記ポンプ機構の前記プランジャが吸込み
行程にある状態に合致するように構成されている。制御
弁が一対の共通供給路にそれぞれ設けられるので，一つ
の共通供給路のみから共通供給路を構成する場合と比較
して制御弁の作動回数が半減し，制御弁の寿命を延ばす
ことが可能となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下，添付図面を参照しつつ，こ
の発明の実施例を説明する。図１はこの発明による燃料
噴射ポンプの一実施例を示す断面図であり，図２は図１
における矢視Ａ−Ａで見た断面図である。図１及び図２
に示した燃料噴射ポンプは，図示しない８気筒エンジン
に付設されている燃料噴射ポンプであり，８気筒の燃焼
室にそれぞれ燃料を噴射するインジェクタに燃料を供給
するため，コモンレール（図１２に示すようなコモンレ
ール８２）に高圧の燃料を吐出するものである。

【００２０】図１及び図２において，燃料噴射ポンプ１
の入力軸であるポンプ軸３は，一端でエンジンの出力軸
に連結されている。駆動軸３は，ポンプボディ２の軸孔
６内において，軸受４，５を介して回転自在に支持され
ている。エンジンが４サイクルエンジンとすると，吸排
気弁の駆動の場合と同様にして，駆動軸３はエンジンの
出力回転数の１／２に減速されるように回転駆動され
る。

【００２１】駆動軸３によって，一対のポンプ機構７，
８が駆動される。ポンプ機構７，８は，駆動軸３に一体
的に形成されたインナカムとも称されるカムリング９を
含んでいる。カムリング９は，図２に断面で示すよう
に，外周が円筒状の輪郭を有していて，ポンプボディ２
に形成された中空穴１０に回転自在に収容されている。
カムリング９の内周面であるカム面１１には，周方向に
隔置した状態で，複数のカム山１２が形成されている。
カム山１２は，図示の例では，周方向に同一のカムプロ
フィールが等間隔に形成されている。シリンダブロック
１３が，ポンプボディ２に形成された中空穴１０の開口
端から装填され，ポンプボディ２に密封状態に取り付け
られる。

【００２２】シリンダブロック１３には，断面図である
図２に示すように，径方向に延びる複数個のシリンダ１
４が周方向に隔置して（図示の例の場合４つのシリンダ
が９０°毎の等間隔に）形成されており，シリンダ１４
内には，プランジャ１５が摺動可能に収容されている。
なお，この実施例では，プランジャ１５をカム面１１に
向かって付勢するばねは設けられていない。各プランジ
ャ１５の径方向先端側にはローラ１７を回転自在に支持
するシュー１６が設けられている。シュー１６に回転自
在に支持されたローラ１７は，カム面１１に転がり接触
する。すべてのプランジャ１５の内端面とシリンダ１４
の壁面とで，ポンプ室１８が形成されている。駆動軸３
が回転することにより，駆動軸３と一体に形成されてい
るカムリング９が回転し，カム面１１のカム山１２がロ
ーラ１５及びシュー１６を介してプランジャ１５を径方
向内方に押圧することにより，ポンプ室１８に供給され
ていた燃料を加圧して，後述する燃料吐出路４０に吐出
する。

【００２３】ポンプ機構７，８は，ポンプ作動位相が互
いにずれているように構成されている。即ち，ポンプ機
構７とポンプ機構８との間において，カムリング９のカ
ム山１２を同じ位相で設けるが、シリンダブロック１３
にプランジャ１５を設ける位相を異ならすことによっ
て，ポンプ機構７，８のポンプ作動位相がずれることに
なる。カム山１２の加工の面からすると，プランジャ１
５を設ける角度位置をポンプ機構７，８の間において４
５°ずらすのが好ましい。逆に，ポンプ機構７，８の間
においてシリンダブロック１３にプランジャ１５を設け
る角度位置を，同じ角度位置とし，カムリング９のカム
山１２の位相を互いに４５°ずらして設けてもよい。

【００２４】ポンプボディ２には，燃料をポンプ室１８
に送るために，駆動軸３によって駆動される低圧のフィ
ードポンプ２０が設けられている。フィードポンプ２０
は，燃料タンク（図１２の８４を参照）内の燃料を燃料
取入れ口２１からポンプボディ２に形成された取入れ通
路２２を経て汲み出し，低圧吐出路，即ち，ポンプ機構
７，８への燃料供給路２３に吐出する。フィードポンプ
２０それ自体は，周知の構造のものであるので，詳細な
説明を省略する。

【００２５】シリンダブロック１３内には，ドリル加工
等により互いに交差して形成された複数の供給路２４
ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ及び２４ｅが繋がってお
り，加工開口端や途中通路を栓２５にて封鎖することで
共通供給路２４（図示しないが，一連の供給路として２
４を付す）を構成している。燃料供給路２３は，シリン
ダブロック１３に形成された共通供給路２４と，共通供
給路２４から各ポンプ機構７，８に分岐する分岐供給路
２６，２６とから成る。共通供給路２４は，各分岐供給
路２６には，共通供給路２４から分岐供給路２５へ向か
う燃料の流れのみを許容するチェック弁２７が設けられ
ている。

【００２６】共通供給路２４には，電磁弁で構成されて
いる制御弁３０が設けられている。制御弁３０は，制御
電流の供給を受けて励磁される電磁コイル３１，電磁コ
イル３１が励磁した状態で，戻しばね３２に抗してシフ
トするアーマチュア３３，アーマチュア３３の先端に設
けられた弁部３４から成る。アーマチュア３３が電磁コ
イル３１が励磁によってシフトすると，弁部３４が開弁
して，共通供給路２４の供給路２４ａが供給路２４ｂと
連通し，燃料が分岐供給路２６を通じてポンプ室１８に
導入可能となる。

【００２７】燃料噴射ポンプ１の各摺動部は，燃料で潤
滑される潤滑構成となっており，カムリング９の外周面
とポンプボディ２の内周面に連通する低圧リリーフ弁３
５がポンプボディ２に設けられている。共通供給路２４
及び分岐供給路２６から漏れ出た燃料は低圧リリーフ弁
３５が規定する圧力に維持され，その規定以上の圧力と
なった漏洩燃料は，低圧リリーフ弁３５から燃料タンク
に回収される。低圧リリーフ弁３５自体の構造は，圧力
設定ばね３６とそのばね力を受けて排出路を解放可能に
閉鎖しているボール３７を備えた周知のものであり，こ
れ以上の詳細な説明を省略する。

【００２８】ポンプ室１８で加圧された燃料は，各ポン
プ機構７，８毎にシリンダブロック１３に形成された燃
料吐出路４０，４０を通じて吐出される。各燃料吐出路
４０には，チェック弁４１を介してコモンレールに接続
している。チェック弁４１は，ポンプ吐出圧が設定値以
上の圧力のみをコモンレールに吐出する。

【００２９】この実施例の作動について，以下に説明す
る。駆動軸３が回転すると，フィードポンプ２０が作動
して，燃料取入れ口２１から燃料を吸い込んで，低圧圧
力で燃料を燃料供給路２３に吐出する。同時に，駆動軸
３はカムリング９を駆動するので，カムリング９のカム
山１２は，ローラ１７を介してプランジャ１５の径方向
の押圧とその押圧の解除を交互に行う。カム山１２の配
置とプランジャ１５の配置とは同期するように設定され
ている。ローラ１７はシュー１６内に回転自在に収容さ
れており，ローラ１７はカム面１１を転動するので，カ
ムリング９は低摩擦でをプランジャ１５を駆動する。プ
ランジャ１５がカム山１２によって押圧されない状態，
即ち，プランジャ１５が吸込み行程にあるときには，フ
ィードポンプ２０が吐出した低圧の燃料は，共通供給路
２６からチェック弁２８を開弁させて分岐供給路２７を
通じてポンプ室１８に導入される。各カム山１２がロー
ラ１７及びシュー１６を介して各プランジャ１５を押圧
するときには，各プランジャ１５はポンプ室１８を同時
に加圧して高い燃料圧でもって燃料を，燃料吐出路４０
を通じて吐出し，チェック弁４１から規定値以上の燃料
圧力でコモンレールに燃料を供給する。４つのカム山と
４つのプランジャは，駆動軸３が１回回転すると，燃料
吐出路４０に４回の高圧燃料を吐出する。

【００３０】駆動軸３は，エンジンが４サイクルエンジ
ンであるとして，エンジンの出力回転数の半分の回転数
で駆動される。即ち，駆動軸３が１回転する間がエンジ
ンの１サイクルに相当している。駆動軸３が１回転する
と，各ポンプ機構７，８は，それぞれポンプ室１８内の
燃料を４回加圧する。ポンプ機構７，８の吐出時期が互
いにずれているので，結局，駆動軸３が１回転する間に
８回の加圧燃料の供給を行なう。各気筒に設けたインジ
ェクタから８回の燃料噴射が行われて各噴射毎にコモン
レール圧が低下するのに対して，各低下毎に加圧燃料の
供給が行なわれるので，コモンレールに燃料噴射を継続
して行うのに充分の燃料圧力を回復させることが可能と
なる。各ポンプ機構７，８がポンプ作動を交互に分担す
るので，ポンプ機構を１つの機構とした場合と比較し
て，各ポンプ機構７，８についてはその作動回数が半減
し，カム面１１とプランジャ１５とのジャンプ現象も抑
えられるので，ポンプ機構７，８の耐久性が向上して長
寿命化が図られ，回転数に制約を与えたりプランジャ１
５のリフトにも制限を与えることがなく，燃料噴射ポン
プの信頼性を向上することができる。

【００３１】図３はこの発明による燃料噴射ポンプの別
の実施例を示す断面図であり，図４は，図３において矢
視Ｂ−Ｂで見た断面図である。図３に示す燃料噴射ポン
プの実施例は，図１に示した実施例と比較して，制御弁
３０をポンプボディ２の外周部に配置した点，及びそれ
に伴う燃料供給路の共通供給路２４の構造に変更を施し
た点以外の構成に変更はないので，同様の構造と機能を
有する構成要素には同じ符号を付して再度の説明を省略
する。図１に示したこの発明による燃料噴射ポンプの実
施例では，駆動軸３の軸方向の延長線上に一対のポンプ
機構７，８と制御弁３０を並べて配置したので，燃料噴
射ポンプ自体の軸方向長さが長くなる傾向がある。図３
及び図４に示す燃料噴射ポンプ５０では，燃料供給路２
４の開閉を制御する制御弁３０をポンプボディ２の外周
部に配置し，燃料噴射ポンプ５０の軸方向の長さの短縮
化を図ったものである。

【００３２】制御弁３０を燃料噴射ポンプ５０のポンプ
ボディ２の外周部に配置するのであっても，ポンプボデ
ィ２をシリンダブロック１３の燃料吐出路４０側に延長
したのでは燃料噴射ポンプの軸方向の短縮化を充分に期
待できない。したがって，一対のポンプ機構７，８の中
間を径方向に延びてカムリング５１を貫通して共通供給
路５４（図示しないが，後述する一連の供給路を総じて
付す）が配置される。カムリング５１は，ポンプボディ
２の内周面５２とシリンダブロック１３の外周面５３と
の間の環状空間内に回転自在に収容されている。共通供
給路５４は，ポンプボディに形成されて内周面５２に開
口する第１共通供給路５４ａ，シリンダブロック１３に
形成されると共に外周面５３に開口する第２共通供給路
５４ｂ，及びカムリング５１を径方向に貫通して形成さ
れて第１共通供給路５４ａと第２共通供給路５４ｂとに
連通可能な連通孔５５を有する第３共通供給路５４ｃか
ら構成されている。第１共通供給路５４ａは，ポンプボ
ディ２の外周部に配置された制御弁３０によって開閉制
御される。また，第２共通供給路５４ｂは，分岐供給路
２６に接続している。

【００３３】図４に示すように，連通孔５５は，カムリ
ング５１の周方向に隔置した周方向長孔として形成され
ている。連通孔５５は，プランジャ１５の配置数と同数
である４つの周方向長孔を実質的に周方向に等間隔に且
つ周方向連通範囲と隣接する連通孔５５間の周方向非連
通範囲とを実質的に等しく（即ち，各範囲とも４５°の
範囲）して形成されている。カムリング５１をこのよう
に構成すると，共通供給路５４の第１共通供給路５４ａ
と第２共通供給路５４ｂとに連通する連通孔５５は第３
共通供給路５４ｃとなり，連通孔５５の連通範囲外にあ
るときには，制御弁３０の制御の如何にかかわらず自動
的に遮断される。

【００３４】図５及び図６は，この発明による燃料噴射
ポンプの別の実施例を示す図であり，図５はカムリング
６１の一部を示す概略図であり，図６は図５において矢
視Ｃ−Ｃで見たカムリング６１の一部を示す断面図であ
る。図５及び図６に示す燃料噴射ポンプでは，燃料供給
路の共通供給路が変更されている。即ち，第１共通供給
路５４ａと連通孔６５とを常時連通させるため，図５及
び図６に示すように，カムリング６１の外周面６３に連
通孔６５をつなぐ溝として第１周溝６３が形成されてい
る。同様に，第２共通供給路５４ｂと連通孔６５とを常
時連通させるため，カムリングの内周面６６に連通孔６
５をつなぐ溝として第２周溝６７が形成されている。連
通孔６５は，第１周溝６３と第２周溝６７とによって第
１共通供給路５４ａと第２共通供給路５４ｂとに常に連
通しているので，図４に示す周方向長孔としての連通孔
５５と比較して，孔径の小さい連通孔でよい。なお，第
１周溝６３を，ポンプボディ２の内周面５２に連通孔６
５と常に通じるように形成してもよく，また，カムリン
グ６１の外周面６２とポンプボディ２の内周面５２との
両方に常に繋がるように形成してもよい。

【００３５】図７及び図８は，この発明による燃料噴射
ポンプの更に別の実施例を示す図であり，この実施例で
は燃料供給路の共通供給路が更に変更されている。即
ち，図７はシリンダブロック１３の一部を示す概略図で
あり，図８は図７において矢視Ｄ−Ｄで見たシリンダブ
ロック１３の一部を示す断面図である。この実施例で
は，第２周溝６７の代わりにシリンダブロック１３側
に，周溝が形成されている。図７及び図８に示すよう
に，シリンダブロック１３の外周面５３にカムリング６
１の連通孔６５と常に通じる第２周溝６８が形成されて
いる。また，カムリング６１の内周面６６に形成した第
２周溝６７と組み合わせてもよい。

【００３６】図９及び図１０は，一対の制御弁を各共通
供給路に設けたこの発明による燃料噴射ポンプの更に別
の実施例を示す図であり，図９は制御弁を設けた位置に
おける燃料噴射ポンプの断面図，図１０は図９に示すカ
ムリングの一部概略図である。図９に示すように，フィ
ードポンプ２０からの低圧燃料が供給される共通供給路
は，並列な二つの系統，即ち，共通供給路７３と共通供
給路７４とから構成されている（７３，７４は図示しな
いが，後述する一連の供給路を総じて付す）。共通供給
路７３は，制御弁７２ａによって開閉制御される第１共
通供給路７３ａと，シリンダブロック１３内に形成され
た第２共通供給路７３ｂと，カムリング７１に貫通して
形成された周方向長孔７５（図１０も参照）が連通位置
にあるときの第３共通供給路７３ｃとから構成されてい
る。同様に，共通供給路７４は，制御弁７２ｂによって
開閉制御される第１共通供給路７４ａと，シリンダブロ
ック１３内に形成された第２共通供給路７４ｂと，カム
リング７１に貫通して形成された周方向長孔としての連
通孔７５がカムリング７１が図９の位置から回動して第
１共通供給路７４ａと第２共通供給路７４ｂとに連通す
る連通位置にあるときの第３共通供給路７４ｃ（図示せ
ず）から構成されている。

【００３７】第２共通供給路７３ｂと第２共通供給路７
４ｂは，シリンダブロック１３内で合流してから分岐供
給路２６に接続している。連通孔７５は，カムリング７
１とシリンダブロック１３との相対回転に伴って，各ポ
ンプ機構７，８のプランジャ１５が吸込み行程にある状
態で，共通供給路７３の第１共通供給路７３ａと第２共
通供給路７３ｂとを，そして共通供給路７４の第１共通
供給路７４ａと第２共通供給路７４ｂとを連通して，燃
料をポンプ室１８に供給可能としている。したがって，
共通供給路７３と共通供給路７４とは実質的に交互に連
通することになる。第１共通供給路７３ａ，７４ａと第
２共通供給路７３ｂ７４ｂとが連通孔７５によって連通
しない場合には，制御弁の作動状態如何に関わらず，燃
料のポンプ室１８への供給が遮断される。図示の例で
は，制御弁７２ａ，７２ｂの角度間隔，及び周方向長孔
としての連通孔７５の角度範囲は，共に４５°とされて
いるが，これに限ることはなく，ある程度の範囲の広が
りは許容される。

【００３８】図１１は，図９及び図１０に示すこの発明
による燃料噴射ポンプの制御態様を示す説明図である。
図１１の（１）は電磁弁の駆動期間を示す図，（２）は
ポンプ機構７とポンプ機構８との作動状態を説明する
図，（３），（４）はそれぞれポンプ機構７，８のプラ
ンジャのストローク（ストロークは，ポンプ室１８を狭
くする方向を増加する方向とする）の変化を示す図，
（５），（６）はそれぞれポンプ機構７，８の作動に合
わせてカムリング７１の連通孔７５を展開して示した図
である。（３）及び（４）に示すように，ポンプ機構
７，８の作動位相は互いに１８０°ずれている。即ち，
期間Ｔ₁ では，（５）に示すようにカムリング７１の周
方向長孔としての連通孔７５は，第１共通供給路７３ａ
と第２共通供給路７３ｂとを連通する位置にあり，ポン
プ機構７のプランジャは共通供給路７３を通じて燃料を
ポンプ室１８に吸い込むことができる吸込み行程にあ
る。このとき，ポンプ機構８は吐出行程にある。期間Ｔ
₁ の次の期間Ｔ₂ では，ポンプ機構７のプランジャは吐
出行程にあり，ポンプ機構８のプランジャは吸込み行程
にある。（６）に示すように，連通孔７５は，第１共通
供給路７４ａと第２共通供給路７４ｂとを連通する位置
にあり，ポンプ機構８のプランジャは共通供給路７４を
通じて燃料をポンプ室１８に吸い込むことができる。

【００３９】（１）に示すように，ポンプ機構７のプラ
ンジャが吸込み行程にある期間Ｔ₁において，制御弁７
２ａの励磁期間ΔＴ₁ を制御することにより，それぞ
れ，ポンプ機構７の吸込み量，即ち，ポンプ吐出量を制
御することができる。同様に，ポンプ機構８のプランジ
ャが吸込み行程にある期間Ｔ₂ において，制御弁７２ｂ
の励磁期間ΔＴ₂ を制御することによってポンプ機構８
のポンプ吐出量を制御することができる。

【００４０】上記の実施例では，この発明による燃料噴
射ポンプを，コモンレールに対して燃料を供給するサプ
ライ用の燃料噴射ポンプであるとして説明したが，これ
に限ることなく，インジェクタに高圧燃料を直接分配す
る分配型の燃料噴射ポンプとしても用いることができ
る。また，燃料噴射ポンプを，カムリングを駆動軸と一
体としたものとして説明したが，カムリングとシリンダ
ブロックとは相対回転をすればよいので，カムリングを
ポンプボディに固定し，駆動軸によってシリンダブロッ
クを回転するようにしてもよい。

【００４１】

【発明の効果】この発明は，上記のように構成されてい
るので，次のような効果を奏する。即ち，この発明によ
る燃料噴射ポンプは，インナカム式の一対のポンプ機構
を駆動軸の軸方向に並列して配置し，且つ一対のポンプ
機構のポンプ作動位相を互いにずらして設定したので，
エンジンの気筒数が増加し，しかもエンジン回転数が高
くなった場合，各インジェクタからの燃料の噴射に対応
してインジェクタに直接に又はコモンレールに燃料を供
給する燃料噴射ポンプの作動間隔が非常に短いサイクル
で行う必要が生じても，燃料噴射ポンプの作動を各ポン
プ機構に振り分けることができるので，ポンプ駆動軸の
回転当たりの各ポンプ機構のプランジャの作動回数が半
減される。したがって，カムに対するプランジャの追従
が確保でき，インジェクタからの燃料の噴射毎に確実に
燃料が供給され，エンジンの回転数や燃料供給量が大き
く制約されることもなく，しかもエンジンの耐久性を向
上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による燃料噴射ポンプの一実施例を示
す断面図である。

【図２】図１における矢視Ａ−Ａで見た断面図である。

【図３】この発明による燃料噴射ポンプの別の実施例を
示す断面図である。

【図４】図３における矢視Ｂ−Ｂで見た断面図である。

【図５】この発明による燃料噴射ポンプの燃料供給路の
共通供給路を変更した別の実施例のカムリングの一部を
示す概略図である。

【図６】図５における矢視Ｃ−Ｃで見たカムリングの一
部を示す断面図である。

【図７】この発明による燃料噴射ポンプの燃料供給路の
共通供給路を更に変更した別の実施例のシリンダブロッ
クの一部を示す概略図である。

【図８】図７において矢視Ｄ−Ｄで見たシリンダブロッ
クの一部を示す断面図である。

【図９】この発明による燃料噴射ポンプの更に別の実施
例を示す概略図である。

【図１０】図９に示すカムリングの一部を示す概略図で
ある。

【図１１】図９及び図１０に示すこの発明による燃料噴
射ポンプの制御態様を示す説明図である。

【図１２】従来のコモンレール燃料噴射システムを示す
概略図である。

【符号の説明】

１，５０ 燃料噴射ポンプ ２ ポンプボディ ３ 駆動軸 ７，８ ポンプ機構 ９，５１，６１，７１ カムリング １１ カム面 １２ カム山 １３ シリンダブロック １４ シリンダ １５ プランジャ １８ ポンプ室 ２３ 燃料供給路 ２４，５４，７３，７４ 共通供給路 ２４ａ〜２４ｅ 供給路 ２６ 分岐供給路 ２７ チェック弁 ３０，７２ａ，７２ｂ 制御弁 ４０ 燃料吐出路 ５２ 内周面 ５３ 外周面 ５４ａ，７４ａ，７５ａ 第１共通供給路 ５４ｂ，７４ｂ，７５ｂ 第２共通供給路 ５４ｃ，７４ｃ，７５ｃ 第３共通供給路 ５５，６５，７５ 貫通孔 ６３ 第１周溝 ６７，６８ 第２周溝

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内周面にカム山が設けられたカムリン
   グ，前記カムリング内に前記カムリングと相対回転可能
   に配置されたシリンダブロック，前記シリンダブロック
   に径方向に設けられたシリンダ，前記シリンダ内に摺動
   可能に設けられたプランジャ，前記シリンダブロックに
   形成され且つ燃料が燃料供給路を通じて供給されるポン
   プ室，及び前記プランジャによって加圧された燃料を前
   記ポンプ室から吐出する燃料吐出路から構成される一対
   のポンプ機構を備え，前記カムリングと前記シリンダブ
   ロックとのいずれか一方が駆動軸によって回転駆動さ
   れ，且つ前記一対のポンプ機構のポンプ作動位相が互い
   にずれて設定されていることから成る燃料噴射ポンプ。
2. 【請求項２】 前記ポンプ作動位相は，前記カムリング
   と前記シリンダブロックとの相対回転角度における前記
   ポンプ機構が行う燃料の吸込みから加圧された燃料の吐
   出までのポンプ作動サイクルの位相であることから成る
   請求項１に記載の燃料噴射ポンプ。
3. 【請求項３】 前記一対のポンプ機構の各前記ポンプ作
   動位相は，両前記ポンプ機構間において，前記カム山と
   前記プランジャとのいずれか一方が周方向に同位相に設
   けられ，他方が周方向に異なる位相に設けられているこ
   とにより，互いにずらされていることから成る請求項１
   又は２に記載の燃料噴射ポンプ。
4. 【請求項４】 前記燃料供給路は，前記一対のポンプ機
   構に共通な共通供給路と前記共通供給路から分岐し各前
   記ポンプ機構の前記ポンプ室に通じる一対の分岐供給路
   とから成り，各前記分岐供給路には前記共通供給路から
   各前記ポンプ室への燃料の流れのみを許容するチェック
   弁が配設されていることから成る請求項１〜３のいずれ
   か１項に記載の燃料噴射ポンプ。
5. 【請求項５】 前記共通供給路には前記ポンプ室への燃
   料流入量を制御する制御弁が設けられており，前記燃料
   流入量の制御は前記プランジャが吸込み行程にあるとき
   の前記制御弁の開弁期間を制御することにより行われる
   ことから成る請求項４に記載の燃料噴射ポンプ。
6. 【請求項６】 前記駆動軸は，前記カムリングと一体に
   形成されていることから成る請求項１〜５のいずれか１
   項に記載の燃料噴射ポンプ。
7. 【請求項７】 前記カムリングは，ポンプボディの内周
   面と前記シリンダブロックの外周面との間の環状空間内
   に回転自在に収容されており，前記共通供給路は，前記
   内周面に開口するように前記ポンプボディに形成される
   と共に前記ポンプボディに配置された前記制御弁によっ
   て開閉制御される第１共通供給路，前記シリンダブロッ
   クに形成されると共に前記外周面に開口し且つ前記分岐
   供給路に接続する第２共通供給路，及び前記カムリング
   を径方向に貫通して形成され且つ前記第１共通供給路と
   前記第２共通供給路とに連通可能な連通孔を有する第３
   共通供給路から構成されていることから成る請求項６に
   記載の燃料噴射ポンプ。
8. 【請求項８】 前記第１共通供給路と前記連通孔とは前
   記ポンプボディの前記内周面と前記カムリングの外周面
   との少なくとも一方に形成された第１周溝を通じて連通
   されており，前記第２共通供給路と前記連通孔とは前記
   シリンダブロックの前記外周面と前記カムリングの内周
   面との少なくとも一方に形成された第２周溝を通じて連
   通されていることから成る請求項７に記載の燃料噴射ポ
   ンプ。
9. 【請求項９】 前記共通供給路は前記制御弁がそれぞれ
   設けられた一対の共通供給路から構成され，各前記第１
   共通供給路は各前記制御弁によって開閉制御され，各前
   記第２共通供給路は前記シリンダブロック内で合流した
   後に前記分岐通路に分岐し，前記連通孔は，前記カムリ
   ングと前記シリンダブロックとの相対回転に伴って各前
   記ポンプ機構の前記プランジャが吸込み行程にある状態
   で各前記共通供給路の前記第１共通供給路と前記第２共
   通供給路とを実質的に連通する位置に設けられているこ
   とから成る請求項７に記載の燃料噴射ポンプ。