JPS6327089Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、デイーゼル機関等における燃料噴
射ポンプの燃料吐出量を調整する吐出量調整装置
に関する。

従来の燃料噴射ポンプの吐出量調整装置として
は、例えば特公昭55−31307号公報に記載されて
いるように、第１図イ，ロに示すようなものがあ
る。

すなわち、この燃料噴射ポンプ１は、エンジン
のドライブシヤフトに連結されたカムデイスク２
の回転によつて、軸方向の往復移動および回転運
動を行うようになつているプランジヤ３を有して
おり、吸入行程では、プランジヤ３が左側に移動
して、吸入縦溝４が燃料流入通路５と一致すると
プランジヤ３の動作空間６へ燃料が吸入される。

次に、吐出行程では、プランジヤ３が右側に移
動して吸入された燃料を加圧し、加圧された燃料
は縦通路７を介し、吐出縦溝８が吐出通路９と一
致したときに逆止弁１０を経て対応する気筒の噴
射弁（図示していない）へ吐出される。

この場合、噴射ポンプの吐出終了は、プランジ
ヤ３に設けた燃料逃がし通路１１を介してポンプ
の動作空間６内の燃料をポンプ外筐内の空間へ逃
がすことによつて行われるが、この燃料逃がし通
路１１を開く時期は、プランジヤ３の外周に摺動
可能に嵌装された円筒状弁部材（スリーブ弁）１
２の軸方向の変位により変化され、それによつて
燃料の吐出量が調整される。

この従来例において、この弁部材１２を操作す
る機構は、円筒状空隙をもつ鉄心１３上に巻かれ
た二つのコイル１４，１５を有する電磁石と、こ
の空隙内において回転軸１６によつて外筐部１７
に回転自在に支承された回転永久磁石１８とから
なるトルクモータを用いている。

このトルクモータの回転軸１６の下端には扇形
片１９が偏心して取付けられ、この扇形片１９の
中心軸より偏よつて固定された球状係合片２０
が、弁部材１２の穴２１にはまつており、回転永
久磁石１８の回転運動を弁部材１２へ伝達して軸
線方向へ変位させるようになつている。

電磁石のコイル１４，１５は、増幅器２２を介
して制御装置２３の出力端に接続されている。こ
の制御装置２３には、内燃機関の作動パラメータ
（運転条件）として例えば、回転数センサ２５か
らの機関回転数信号、発振器２６からの加速ペダ
ル位置信号、その他図示していないが吸気管負
圧、機関温度あるいは周囲温度等に関する信号が
入力として与えられ、増幅器２２を介してこれら
の作動パラメータに対応した電流を供給して、こ
れに応じた操作力で回転永久磁石１８を回転させ
るものである。

回転センサ２５は、エンジンのドライブシヤフ
トに取付けた歯付き円板２４に対向して配置さ
れ、磁石２５ａに巻回した誘導コイル２５ｂから
エンジンの回転数に比例した電圧を発生し、それ
を制御装置２３へ入力する。

また、弁部材１２の位置制御のためのフイード
バツク信号を発生する位置センサ２７は、回転永
久磁石１８の回転をカム板２９、ロツド２７ａ及
びばね２７ｂによつてフエライト磁心２７ｃの直
線変位に変換して、発振器２８から給電される２
個のインダクタンスコイル２７ｄ，２７ｅによつ
て間接的に弁部材１２の位置を検出している。

しかしながら、このような従来の燃料噴射ポン
プの吐出量制御装置では、弁部材１２を変位させ
るためにトルクモータを用いて、その回転力を回
転軸１６、偏心扇形片１９、球状係合片２０等の
部材を介してスリーブ１２に伝達しているので、
機構が複雑であるし、各部材間で機械的誤差が生
ずるため高精度の調整を行うことができなかつ
た。

また、フイードバツク信号を発生するための位
置センサも、上述のように間接的に弁部材の位置
を検出しているため、検出精度が悪いという問題
があつた。

さらに、例えば実開昭57−40658号や実開昭57
−8356号などに見られるように、ソレノイドを用
いて弁部材を駆動して燃料噴射量あるいは噴射時
期を制御するものがあるが、これらもソレノイド
の駆動力とリターンスプリングの付勢力のバラン
スにより、機械的連結部材を介して弁部材を駆動
するようになつているため、機械的誤差が生じ易
く、しかもフイードバツク制御を行なつていない
ので応答性のよい高精度な制御は困難である。

この考案は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、上述のような燃料噴射ポンプにおける吐出量
調整装置の構造を簡単にしてコスト低減を計ると
共に、機械的誤差が生じる余地をなくしてフイー
ドバツク制御を有効に機能させ、応答性と調整精
度を向上させ、燃料噴射量を常に最適値に保つて
デイーゼルエンジンの運転性と排気性能の向上を
実現することを目的とする。

そのため、この考案による燃料噴射ポンプの吐
出量調整装置は、上述した吐出量調整用の円筒状
弁部材（スリーブ弁）を、円筒状非磁性体の外周
に円筒状永久磁石を一体的に嵌着して構成し、こ
の弁部材の外周に間隔を置いて対向する駆動用の
環状コイルと、上記弁部材の変位を非接触で検出
する位置センサと、内燃機関の作動パラメータ
（運転条件）に応じた信号を出力する演算回路と、
その演算回路の出力と上記位置センサからの位置
信号が平衡する位置に上記弁部材を変位させるよ
うに上記環状コイルの励磁電流を変化させる制御
回路とを設け、上記弁部材を直接位置制御するよ
うにしたものである。

以下、添付図面の第２図及び第３図を参照し
て、この考案の実施例を説明する。

第２図は、この考案による吐出量調整装置を備
えた燃料噴射ポンプの全体構成図、第３図は第２
図における吐出量調整装置の詳細を示す要部拡大
図である。図中、第１図と同一部分には同一符号
を付し、それらの説明は省略する。

この実施例では、プランジヤ３の逃がし通路１
１の開閉を行う弁部材３０は、円筒状の非磁性体
３０ａの外周に円筒状永久磁石３０ｂを一体的に
嵌着して構成され、その永久磁石３０ｂの両端面
にポールピース３０ｃ，３０ｄを固着している。

一方、この弁部材３０をプランジヤ３の軸方向
に左右に変位させるため、弁部材３０の外周に間
隔を置いて対向して、円筒状に巻かれた２つの駆
動用の環状コイル３２ａ，３２ｂを設ける。

この環状コイル３２ａ，３２ｂは、外周を磁路
とコイルの保護を兼ねる外被ヨーク３３で取り囲
み、そのヨーク３３を外筐部１７にねじ止めによ
り固定している。

この永久磁石を一体とする円筒状弁部材３０
と、左右２つの環状コイル３２ａ，３２ｂとで吐
出量調整装置の要部を構成している。

また、弁部材３０の近傍に、この弁部材３０の
変位を直接非接触で検出する位置センサ（磁気セ
ンサを用いる）３４を配設して、この位置センサ
３４からの位置信号をフイードバツク信号として
制御回路３５に入力し、弁部材３０の変位位置を
補正するフイードバツクループを構成する。

制御回路３５は、内燃機関（エンジン）の各種
作動パラメータに応じた演算回路３６の出力と、
前述の位置センサ３４からのフイードバツク信号
とを入力し、両者が平衡する位置に弁部材３０を
変位させるように、駆動回路３７を介して２つの
環状コイル３２ａ，３２ｂの励磁電流を制御す
る。

なお、これらの各信号は、外筐部１７に設けら
れた差込口３８を介して、図示しない内部配線に
より２つの環状コイル３２ａ，３２ｂに伝達さ
れ、又位置センサ３４からの検出信号が伝達され
る。

また、３９はドライブシヤフト、４０はフイー
ドポンプ（但し、ドライブシヤフトの軸線方向に
対して90゜回転した図を一諸に示してある）、４１
は燃料入口、４２はレギユレーテイングバルブ、
４３はプランジヤスプリング、４４はスプリング
受板である。

これらの構造及び作用は、分配形燃料噴射ポン
プとして公知であるので、その詳細な説明は省略
する。

次に、この実施例による吐出量調整装置の作用
を説明する。

プランジヤ３が吸入行程で図の左側へ移動を始
めると、プランジヤ３の吸入縦溝４の１つが燃料
流入通路５と一致し、ポンプ外筐内の燃料がプラ
ンジヤ３の動作空間６に吸入される。さらに、プ
ランジヤ３が左側へ移動を終えると、プランジヤ
３が回転されて、吸入縦溝４は燃料流入通路５か
ら周方向にずれるため、燃料は動作空間６に閉じ
込められる。

次に、プランジヤ３は吐出行程に移り右側へ移
動を始めると、燃料は縦通路７を通つて吐出縦溝
８から吐出通路９へ流出し、さらに逆止弁１０を
経て噴射弁（図示していない）に吐出される。

この場合、逃がし通路１１が円筒状の弁部材３
０によつて開かれると、燃料は縦通路７を通つて
逃がし通路１１からポンプ外筐内に逃げるので、
プランジヤ３が右側へ移動しているにもかかわら
ず、燃料の吐出は行われない。したがつて、逃が
し通路１１の開く時期を変化することにより、ポ
ンプの吐出終了時期すなわち、吐出量を調整する
ことができる。

この弁部材３０の位置は、すぐ近傍に設けられ
た位置センサ３４によつて検出され、この位置セ
ンサ３４から出力されるフイードバツク信号を制
御回路３５に入力することにより、駆動回路３７
を介して環状コイル３２ａ，３２ｂの励磁電流の
方向及び大きさを変化し、弁部材３０の位置の制
御を行う。

例えば、第３図に示すように、弁部材３０の永
久磁石が、左側のポールピース３０ｃをＳ極に、
右側のポールピース３０ｄをＮ極にするように着
磁している場合、環状コイル３２ａ，３２ｂにそ
れぞれ図示の極性でヨーク３３を励磁する向きに
励磁電流を流すと、弁部材３０は左方へ摺動変位
し、これと逆の方向に励磁電流を流すと右方へ摺
動変位する。

また、演算回路３６の入力信号としては、内燃
機関の作動パラメータ、すなわちエンジン回転数
とアクセルペダル位置および吸入負圧等に対応し
たものとする。

したがつて、制御回路３５は、機関の作動パラ
メータに関係して、弁部材３０を直接変位させ、
逃がし通路１１の開く時期を変化させるので、燃
料噴射ポンプの吐出終了時期を変え、燃料の吐出
量を調整することができる。

以上説明してきたように、この考案によれば、
円筒状の永久磁石を一体とする吐出量調整用の弁
部材を、駆動用の環状コイルに励磁電流を流すこ
とによつて直接変位させるようにしたので、構造
が極めて簡単になつて燃料噴射ポンプの製造コス
トを大幅に低減させることができ、しかも機械的
ガタ等による誤差が生じることがなく、フイード
バツク制御を有効に機能させることにより、吐出
量の調整精度及び応答性が向上し、デイーゼルエ
ンジンの燃料噴射量を常に最適値に保ち、運転性
及び排気性能の向上を計ることができる。

また、磁気センサ等の位置センサにより弁部材
の位置を直接的に非接触で検出することができる
ので、フイードバツク制御の精度も向上させるこ
とが可能になる。

さらに、弁部材の永久磁石とプランジヤとの間
に非磁性体が介在するので、プランジヤによる磁
気回路の形成がなく、弁部材の推力を容易に得る
ことができ、非磁性体として比重の小さい材料、
例えばセラミツクスなどを使用すれば、弁部材を
小型軽量化することができ、応答性を良好にする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図イ，ロは、従来の燃料噴射ポンプの吐出
量調整装置を示す構成図及び要部断面図、第２図
は、この考案による吐出量調整装置を備えた燃料
噴射ポンプの全体構成図、第３図は、第２図にお
ける吐出量調整装置の詳細を示す要部拡大図であ
る。 ３……プランジヤ、４……吸入縦溝、５……燃
料流入通路、６……動作空間、７……縦通路、８
……吐出縦溝、９……吐出通路、１０……逆止
弁、１１……逃がし通路、３０……弁部材（スリ
ーブ弁）、３０ａ……非磁性体、３０ｂ……永久
磁石、３０ｃ，３０ｄ……ポールピース、３２
ａ，３２ｂ……環状コイル、３３……ヨーク、３
４……位置センサ（磁気センサ）。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 燃料噴射ポンプのプランジヤに設けた燃料逃が
   し通路を閉じる円筒状弁部材を、前記プランジヤ
   の軸方向に変位することによつて前記プランジヤ
   による燃料吐出行程における前記燃料逃がし通路
   を開く時期を変化させて燃料の吐出量を調整する
   吐出量調整装置において、 前記弁部材を円筒状非磁性体の外周に円筒状永
   久磁石を一体的に嵌着して構成し、この弁部材の
   外周に間隔を置いて対向する駆動用の環状コイル
   と、前記弁部材の変位を非接触で検出する位置セ
   ンサと、内燃機関の作動パラメータに応じた信号
   を出力する演算回路と、該演算回路の出力信号と
   前記位置センサからの位置信号が平衡する位置に
   前記弁部材を変位させるように前記環状コイルの
   励磁電流を変化させる制御回路とを設け、前記弁
   部材を直接位置制御するようにしたことを特徴と
   する燃料噴射ポンプの吐出量調整装置。