WO2002038941A1

WO2002038941A1 - Pompe d'injection distributrice a chambre d'accumulation

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Publication number: WO2002038941A1
Application number: PCT/JP2000/007912
Authority: WO
Inventors: Kenji Shingu
Original assignee: Yanmar Co.,Ltd.
Priority date: 2000-11-09
Filing date: 2000-11-09
Publication date: 2002-05-16
Also published as: EP1333173A1; CN100494664C; DE60022914T2; CN1455845A; JPWO2002038941A1; US6516784B1; EP1333173B1; JP4422405B2; EP1333173A4; DE60022914D1

Description

明細書蓄圧式分配型燃料噴射ポンプ技術分野

本発明は、蓄圧室に蓄圧した高圧燃料を、分配手段により各気筒へ分配して供給する電子制御方式の蓄圧式分配型燃料噴射ポンプの構成に関する。背景技術

近年、ディーゼルエンジンにおいては、ますます排気ェミッション規制が厳しくなる傾向にあって、低燃費で且つ N O Xとパーティキュレートの低減等が望まれており、これに対応するため、燃焼効率を向上すべく燃料噴射圧の高圧化が進んできている。

そして、燃料噴射圧の高圧化とともに、エンジンの回転速度にかかわらず噴射圧を任意に制御することを可能とする電子制御方式の蓄圧式の燃料噴射ポンプが増加してきている。

この蓄圧式の燃料噴射ポンプは、蓄圧室内に蓄圧した高圧燃料を、各気筒に供給するものであり、例えば、特表平 7— 5 0 9 0 4 2に記載の如くである。このような蓄圧式燃料噴射ポンプにおいては、燃料蓄圧室や、高圧燃料圧送用のプランジャや、燃料噴射制御用の噴射制御弁や、燃料を各気筒に分配する分配手段や、圧力制御弁等の、常時高圧がかかる高圧経路を構成するための機能部材が具備されているが、これらの機能部材は、それぞれ別体に形成されたブロック等のケーシングに分離して収納されていた。

このように、分離構造に構成された各機能部材は、その接続箇所においても常に高圧がかかるため、強度確保が困難であり、油漏れや損傷が発生する等、信頼性が低い場合があり、構造も複雑となっていた。

また、前述の蓄圧式燃料噴射ポンプにおいては、燃料を蓄圧室へ圧送するため ■部が複数設けられ、複数のプランジャ部が力ム軸方向に併設されていたため、該蓄圧式燃料噴射ポンプが大型化するとともに、複雑な構造となっていた。発明の開示

本発明は、 1又は複数の蓄圧室に蓄圧した高圧燃料を、分配手段により各気筒へ分配して供給する蓄圧式分配型燃料噴射ポンプにおいて、プランジャゃ圧力制御用の圧力制御弁や燃料噴射制御用の噴射制御弁や蓄圧室や分配手段等の高圧経路を構成する機能部材を、ハイド口リックべ一ス内に配設するものである。このことにより、常時高い圧力がかかるこれらの構成部材がハイドロリックべ一ス内に配設されることとなり、高圧経路の強度を十分に確保することができる。また、各構成部材間の接続はハイドロリックベースに形成したキリ孔等で構成される油路で行うことができ、継手部品等を用いることがないので油漏れや配管の損傷等が発生することもなく、信頼性向上を図ることができる。

また、本発明は、前記分配手段としての分配軸を、カム軸に対して直交方向に配置したものである。このことにより、燃料噴射ポンプのカム軸方向の寸法を小さくすることができ、燃料噴射ポンプを全体的に小型化することが可能となる。さらに、小型エンジンにおいては、吐出弁のホルダーの上方への取り出しにより噴射ノズルに至る噴射管長が短縮される。従って、噴射管内の燃料容積が減少して噴射遅れが少なくなり、広い回転範囲での噴射率及び噴射時期の高精度制御が可能となる。

また、本発明は、前記分配手段としての分配軸を、カム軸により駆動するものである。このことにより、カム軸により駆動されるプランジャ部から、分配軸を通じて吐出弁へ至るまでの燃料通路を短縮化して、該燃料通路内の燃料容積を減少することができ、パイロットバルブや圧力制御弁等の電磁弁による、微量のパィロット噴射やポスト噴射、及び初期噴射率制御等の噴射率制御、並びに噴射時期制御等といった、噴射の高品質化を図ることが可能となる。

また、本発明は、前記蓄圧室へ燃料を蓄圧するためのプランジャ部を 1つ設けたものである。このことにより、燃料噴射ポンプを小型化することができるとともに、部品点数を削減することができ、構造容易化及び低コスト化を図ることが可能となる。

また、本発明は、前記プランジャ部のプランジャを駆動するためのカムを、該カムを支持するカム軸とは分割形成したものである。このことにより、燃料噴射ポンプを多気筒用に形成した場合、カムの夕ペットとの当接面の曲率が小さくなつて、該タペットに対する接触面圧が高くなるため、カムとカム軸とを分割形成することで、高圧で夕ペットに接触するカムを、 S KHや S KDやセラミック等の高面圧材で構成して耐摩耗性を高めながら、カム軸をカム程高強度でない標準的な材質の部材により形成して低コスト化を図ることができる。

また、本発明は、前記蓄圧式分配型燃料噴射ポンプのカム軸に気筒判別用のパルス発生部材を設け、該パルス発生部材を前記カムと一体形成したものである。このことにより、機能部材の複合化を図って部品点数を削減することができ、さらなる低コスト化を図るとともに、燃料噴射ポンプの小型化を図ることが可能となる。

また、本発明は、前記蓄圧室へ燃料を圧送するプランジャを駆動するための力ム軸の回転速度と、該蓄圧式分配型燃料噴射ポンプが装着されるエンジンの回転速度とを同一とし、分配手段の回転速度を該エンジンの回転速度の半分の速度としたものである。このことにより、例えば、 4サイクルエンジンの場合、カムに形成される山の数が気筒数の半分の数となり、山の数を削減することができて、カムを小型化することができるとともに、カムの加工工数を低減することができる。また、カムプロフィルも半分の速度に減じることができ、カムの外周面形状も外側に向かって凸となる形状に形成することができるため、カムの外周面を加ェする際には径の大きな砥石を用いることができ、加工時における外周面の研磨が容易となり、加工時間も低減することができて、低コスト化を図ることができる。，また、本発明は、前記分配手段を、傘歯車を介してカム軸により駆動し、該分配手段側の傘歯車の歯数を、力ム軸側の傘歯車の歯数の 2倍としたものである。このことにより、簡単な構成且つ低コストで、分配手段の回転速度をカム軸の回転速度の半分の速度とすることができる。

また、本発明は、前記カム軸の両端部をハウジングにより支持し、該カム軸の反プランジャ側周面を支持する軸受を、ハウジングによる支持部より中央側の力ム近傍に配設したものである。このことにより、カム軸がプランジャ等から受ける荷重を該軸受によって受けることができ、カム軸の撓みを抑えて振動や騒音の低減を図ることができる。また、傘歯車を小さく形成することができて、燃料噴射ポンプを全体的に小型化することが可能となる。

また、本発明は、制御系機能部材である、前記プランジャ部の蓄圧用圧力制御弁及び噴射制御弁を、それぞれカム軸に対して垂直方向に配設したものである。このことにより、燃料噴射ポンプのカム軸方向の寸法を小さくすることができ、燃料噴射ポンプを全体的に小型化することが可能となる。また、カム軸を水平に配置した場合、蓄圧用圧力制御弁及び噴射制御弁の軸心が垂直となるため、該制御弁の摺動部が偏摩耗することを防止することができる。

また、本発明は、制御系機能部材である、前記プランジャ部の蓄圧用圧力制御弁、分配手段、及び噴射制御弁を、それぞれカム軸に対して垂直方向に配設したものである。このことにより、燃料噴射ポンプのカム軸方向の寸法を小さくすることができ、燃料噴射ポンプを全体的に小型化することが可能となる。また、力ム軸を水平に配置した場合、蓄圧用圧力制御弁、分配手段、及び噴射制御弁の軸心が垂直となるため、該制御弁や分配軸部分の摺動部が偏摩耗することを防止することができる。

また、本発明は、前記制御系機能部材を、プランジャ部、分配手段、及び噴射制御弁の順に、カム軸方向に配置したものである。このことにより、燃料噴射ポンプのカム軸方向の寸法を小さくすることができ、燃料噴射ポンプを全体的に小型化することが可能となる。

また、本発明は、蓄圧用の前記プランジャ部、分配手段、及び噴射制御弁を、直列配置したものである。このことにより、燃料噴射ポンプのカム軸方向の寸法を小さくすることができ、燃料噴射ポンプを全体的に小型化することが可能となる。また、本発明は、前記プランジャ部の蓄圧室圧力制御用電磁弁、及び噴射制御弁の制御用電磁弁を、それぞれプランジャの端部及び噴射制御弁の端部に配置したものである。このことにより、燃料噴射ポンプのカム軸方向の寸法を小さくすることができ、燃料噴射ポンプを全体的に小型化することが可能となっている。また、本発明は、前記制御用電磁弁の摺動部材の摺動方向を、カム軸に対して垂直方向としたものである。このことにより、以下の効果を奏する。即ち、これらの制御用電磁弁は気筒数にかかわりなく一つだけ設けられているので、カム軸が 1回転する毎に気筒数分の回数だけ動作する必要があり、非常に高速で作動し、且つ多数回の作動が必要となる。さらに、該制御用電磁弁は、噴射量や噴射時期を高精度に制御するために、高精度の過酷な作動を維持する必要があるが、該制御用電磁弁を、該制御用電磁弁の摺動部材である弁体がカム軸の軸方向と略直交する方向に摺動するように配置することで、高速作動や多数回の作動によっても摺動部に偏摩耗が発生することを防止することができ、耐久性 ·信頼性の向上を図ることができる。

また、本発明は、前記蓄圧室を複数形成し、該複数の蓄圧室を互いに並列配置するものである。このことにより、蓄圧室と、プランジャにより圧送される燃料が滞留するプランジャ室との間を連結する油路を短く形成することができ、燃料通路の無駄な容積を減少することができて、燃料圧送時間の短縮化及び馬力ロスの減少を図ることが可能となる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の燃料噴射ポンプにおける燃料噴射時の状態を示す概略図であり、図 2は、同じく燃料噴射ポンプにおける燃料無噴射時の状態を示す概略図であり、図 3は、燃料噴射ポンプを示す側面断面図であり、図 4は、同じく正面断面図であり、図 5は、同じく平面部断面図であり、図 6は、燃料噴射ポンプの第二の実施例を示す側面断面図であり、図 7は、同じく第二の実施例を示す正面断面図であり、図 8は、燃料噴射ポンプの第三の実施例を示す側面断面図であり、図 9は、同じく第三の実施例を示す正面断面図であり、図 1 0は、燃料噴射ボンプを搭載したエンジンシステムを示す概略図である。発明を実施するための最良の形態

本発明をより詳細に説述するために、添付の図面に従ってこれを説明する。まず、本発明の蓄圧式分配型燃料噴射ポンプの概略構成について説明する。図

1、図 2、及び図 3乃至図 5に示すように、蓄圧式分配型燃料噴射ポンプに構成される燃料噴射ポンプ 1は、高圧燃料が蓄圧される蓄圧室 3 1、該蓄圧室 3 1へ燃料を圧送するプランジャ 7、蓄圧室 3 1から圧送される燃料を各気筒の噴射ノズル 2 9へ分配して供給する分配軸 9等を具備している。

プランジャ 7は、カム軸 4に形成されるカム 5により、夕ペット 1 1を介して上下摺動駆動され、該プランジャ 7の上方に形成されるプランジャ室 7 aは、逆止弁 2 8を介して蓄圧室 3 1と接続されている。

また、プランジャ室 7 aは、圧力制御弁 2 7を介して低圧側回路 3 2と接続されている。

そして、圧力制御弁 2 7がオン状態のときにはプランジャ室 7 aと低圧側回路 3 2とが分断され、オフ状態のときにはプランジャ室 7 aと低圧側回路 3 2とが連通するように構成している。

蓄圧室 3 1と分配軸 9とは噴射制御弁 2 6を介して接続されており、該分配軸 9は、噴射ノズル 2 9と接続される各気筒の吐出弁 1 8と、連通可能に構成されている。また、蓄圧室 3 1には、該蓄圧室 3 1内の圧力を検出する圧力センサ 3 0が付設されている。さらに、蓄圧室 3 1には安耷弁 2 4が接続されており、該蓄圧室 3 1内の圧力が一定圧以上となった場合には、該圧力を低圧側回路 3 2へ逃がすようにしている。

噴射制御弁 2 6内には下部バルブ 3 6 a、上部バルブ 3 6 c、及びピストン 3 6 dが摺動自在に収納されており、下部バルブ 3 6 aはスプリング 3 7により蓄圧室 3 1側に付勢されている。

また、噴射制御弁 2 6は三方弁に構成されており、下部バルブ 3 6 aが反蓄圧室 3 1側に摺動した状態では、蓄圧室 3 1は、分配軸 9を経て逆止弁 1 8を介して噴射ノズル 2 9に連通し、逆に下部バルブ 3 6 aが蓄圧室 3 1側に摺動した状態では、分配軸 9を経て吐出弁 1 8に至る油路 r 7と低圧側回路 3 2とのみが連通するように構成されている。

噴射制御弁 2 6の反蓄圧室 3 1側端部は、接続路 3 4によりパイロットバルブ

2 5と接続されており、該接続路 3 4はバイパス回路 3 3を介して蓄圧室 3 1と接続されている。

パイロットバルブ 2 5は、接続路 3 4と低圧側回路 3 2との連通を断接するものであり、該パイ口ットバルブ 2 5がオン状態のときに接続路 3 と低圧側回路

3 2とが連通し、オフ状態のときに接続路 3 4と低圧側回路 3 2とが分断されるように構成している。

また、前記パイロットバルブ 2 5、圧力制御弁 2 7、及び圧力センサ 3 0は、電子制御装置（以下「E C U」と記載する） 2 0と接続されている。

このように構成される燃料噴射ポンプ 1においては、プランジャ室 7 a内に燃料タンクから燃料が供給されており、蓄圧時には図 1に示す如く、 E C U 2 0の制御により圧力制御弁 2 7がオン状態となってプランジャ室 7 aと低圧側回路 3 2とが分断されており、カム 5によつて上方搢動するプランジャ 7によりプランジャ室 7 a内の燃料が圧縮されて蓄圧室 3 1へ圧送される。

蓄圧室 3 1へ圧送された燃料は逆止弁 2 8により逆流が防止されており、該蓄圧室 3 1内は適宜圧力に蓄圧されている。

一方、蓄圧を要しないときは図 2に示す如く、圧力制御弁 2 7がオフ状態となつてプランジャ室 7 aと低圧回路 3 2とが連通し、プランジャ室 7 aの燃料は低圧側回路ヘドレンされる。

バイパス回路 3 3により蓄圧室 3 1と接続される前記接続路 3 4には、該蓄圧室 3 1から絞り 3 3 aを介して燃料が供給されている。燃料噴射時には、 E C U 2 0の制御により噴射制御弁 2 6のパイ口ットバルブ 2 5はオンされて接続路 3 4と低圧側回路 3 2とが連通されると、接続路 3 4の圧力が低下するので、噴射制御弁 2 6のピストン 3 6 dの蓄圧室 3 1方向への押圧が解除される。

従って、該下部バルブ 3 6 aは、蓄圧室 3 1の圧力により反蓄圧室 3 1側に付勢されて反蓄圧室 3 1側に摺動し、蓄圧室 3 1と分配軸 9とが連通する。

これにより、蓄圧室 3 1内の燃料が分配軸 9へ圧送されて、各気筒へ分配され吐出弁 1 8を経て、噴射ノズル 2 9から噴射されることとなる。

一方、燃料無噴射は、図 2に'示す如く、 E C U 2 0の制御により噴射制御弁のパイロットバルブ 2 5がオフされ、蓄圧室 3 1から絞り 3 3 aを介して燃料が供給される前記接続路 3 4と低圧側回路 3 2とが分断されるため、供給された燃料により該接続路 3 4内の圧力が上昇して、噴射制御弁 2 6のピストン 3 6 dが蓄圧室 3 1側へ押圧される。

これにより、上部バルブ 3 6 cを介して下部バルブ 3 6 aが蓄圧室 3 1側に摺動し、下部バルブ 3 6 aがシート 3 6 eに着座するとともに、噴射制御弁 2 6から吐出弁 1 8までの間の油路 r 6 · r 7と低圧側回路 3 2とが連通して、ドレン圧となり噴射が終了する。

尚、スプリング 3 6 bは、下部バルブ 3 6 aを蓄圧室 3 1側に付勢しており、起動時の蓄圧室 3 1の圧力上昇用のパネである。

次に、前記プランジャ 7、蓄圧室 3 1、分配軸 9、圧力制御弁 2 7、及びパイロットバルブ 2 5等の、燃料噴射ポンプ 1の各構成部材の配置構成等について説明する。

図 3乃至図 5に示すように、燃料噴射ポンプ 1の下部には、カム 5が固設されるカム軸 4が横設され、該カム軸 4の一端部は、カム軸受 1 2を介してカム軸ハウジング Hに回転自在に軸支されている。

カム軸ハウジング Hの上方には、プランジャ 7、蓄圧室 3 1、及び分配軸 9等の各構成部材のハウジングである、ブロック状部材のハイドロリックベース H b が連設されている。

カム 5の上方には、カム軸 4の軸方向と略直交する方向にプランジャ 7が配設されている。該プランジャ 7は、ハイド口リックベース H bに嵌装されるプランジャバレル 8に上下摺動自在に嵌挿されている。該プランジャ 7の下端には夕べット 1 1が付設されている。

7及び夕ペット 1 1はスプリング 1 6等の付勢手段により下方へ付勢され、該夕ペット 1 1がカム 5に当接しており、該カム 5の回転によりプランジャ 7が上下往復動するように構成している。

これらの、プランジャ 7、プランジャ 7の上方に形成されるプランジャ室 7 a 圧力制御弁 2 7、夕ペット 1 1、及びカム 5等で構成される、蓄圧室 3 1へ燃料を圧送して蓄圧するためのプランジャ部は、本燃料噴射ポンプ 1においては、一つだけ設けられている。

このように、プランジャ部を一つだけ設けることで、燃料噴射ポンプ 1を小型化することができるとともに、部品点数を削減することができ、構造容易化及び低コスト化を図ることを可能としている。

また、プランジャ 7の上端部には、該プランジャ 7による燃料圧送の制御用電磁弁である前記圧力制御弁 2 7が配設されており、該圧力制御弁 2 7は、例えば図 3に示すように、弁体 2 7 aがカム軸 4の軸方向と略直交する方向、即ち上下方向に摺動するように配置されている。しかし、この圧力制御弁 2 7の配置方向は略直交する方向には限定しない。

このように、プランジャ 7の上端部に前記圧力制御弁 2 7を設置することで、燃料噴射ポンプ 1のカム軸 4の軸方向の寸法を小さくすることができ、燃料噴射ポンプ 1を全体的に小型化することが可能となっている。

また、圧力制御弁 2 7は気筒数にかかわりなく一つだけ設けられるので、カム軸 4が 1回転する毎に気筒数分の回数だけ動作する必要があり、非常に高速で作動し、且つ多数回の作動が必要となる。

さらに、圧力制御弁 2 7は、蓄圧室 3 1の圧力を高精度に制御するために、高精度の過酷な作動を維持する必要があるが、本例のように、圧力制御弁 2 7を、弁体 2 7 aがカム軸 4の軸方向と略直交する方向に摺動するように配置することで、高速作動や多数回の作動によっても摺動部に偏摩耗が発生することを防止することができ、耐久性 ·信頼性の向上を図っている。

また、ブランジャ 7の側方には、分配軸 9が該プランジャ Ίと軸心を平行に配設されており、該分配軸 9は、ハイド口リックベース H bに嵌装される分配軸スリーブ 1 0に回転自在に嵌挿されるとともに、該分配軸 9の下端部に連結した分配駆動軸 3 9により回転駆動される。

該分配駆動軸 3 9及び分配軸 9はカム軸 4の軸方向と略直交する方向に配置されており、分配駆動軸 3 9とカム軸 4とを傘歯車 1 9により接続している。これにより、分配軸 9を傘歯車 1 9を介してカム軸 4により回転駆動可能としているこのような配置 ·構成とすることで、カム軸 4により駆動されるプランジャ 7 等のプランジャ部から、分配軸 9を通じて吐出弁 1 8へ至るまでの燃料通路（後述の油路 r 6 · r 7等）を短縮化して、該燃料通路内の燃料容積を減少することができ、パイロットパルプ 2 5や圧力制御弁 2 7等の電磁弁によ.る、微量のパイロット噴射やポスト噴射、及び初期噴射率制御等の噴射率制御、並びに噴射時期制御等といった、噴射の高品質化を図ることが可能となる。

尚、ハイド口リックベース H bにおける分配軸 9の周囲には、気筒数分の吐出弁 1 8が嵌装されている。

また、カム軸 4と分配軸 9とは、直交方向に配置されていなくても、ある程度の角度をもって配置されていれば、上述の効果を奏することが可能である。ハイド口リックベース H bにおける、分配軸 9の反ブランジャ 7側の側方部分には、前記噴射制御弁 2 6が嵌装され、カム軸 4の軸方向と略直交する方向に配置されている。即ち、噴射制御弁 2 6は、上下バルブ 3 6 c · 3 6 aがカム軸 4 の軸方向と略直交する方向に摺動するように配置されている。

該噴射制御弁 2 6の上端部には前記パイ口ットバルブ 2 5が配設されており、該パイロットバルブ 2 5は、弁体 2 5 aがカム軸 4の軸方向と略直交する方向、即ち上下方向に摺動するように配置されている。

このように、噴射制御弁 2 6の上端部にパイ口ットバルブ 2 5を設置することで、燃料噴射ポンプ 1のカム軸 4の軸方向の寸法を小さくすることができ、燃料噴射ポンプ 1を全体的に小型化することが可能となっている。

また、噴射制御弁 2 6及び制御用電磁弁であるパイ口ットバルブ 2 5は気筒数にかかわりなく一つだけ設けられるので、前述の圧力制御弁 2 7と同様に、高速作動や多数回の作動によっても摺動部に偏摩耗が発生することを防止することができ、耐久性 '信頼性の向上を図ることができる。

燃料噴射ポンプ 1の制御系機能部材である、前記プランジャ 7、分配軸 9、及ぴ噴射制御弁 2 6は、カム軸 4の軸方向に、ハイド口リックベース H bの一端部側からプランジャ 7、分配軸 9、及び噴射制御弁 2 6の順に、直列配置されている。

このように、分配軸 9を中央部に配置して、プランジャ 7、分配軸 9、及び噴射制御弁 2 6を直列配置することで、燃料噴射ポンプ 1のカム軸 4の軸方向の寸法を小さくすることができ、燃料噴射ポンプ 1を全体的に小型化することが可能となっている。

尚、蓄圧室 3 1内の圧力を検出する圧力センサ 3 0はハイド口リックベース H bの一側面に取り付けられている。

また、プランジャ 7、分配軸 9、及び噴射制御弁 2 6は、完全な直列配置とされていなくても、例えばプランジャ 7、分配軸 9、及び噴射制御弁 2 6の何れか一つが直列位置からずれていたとしても、また、プランジャ 7、分配軸 9、及び噴射制御弁 2 6が略直列状態で配置されていればよい。

また、ハイド口リックベース H bには、カム軸 4の軸方向と略平行に、軸方向に長い穴が穿設され、蓄圧室 3 1を構成している。該蓄圧室 3 1は、 1又は複数構成され、互いにハイドロリックベース H bに形成される油路によって連通されている。

蓄圧室 3 1を構成するハイド口リックベース H bの穴の一端部は外部に開口しており、この開口部は、プラグ 3 5又は前記安全弁 2 4により閉塞されている。例えば、複数の蓄圧室 3 1の内、一つの蓄圧室 3 1を構成する穴の開口部を安全弁 2 4により閉塞し、他の蓄圧室 3 1を構成する穴の開口部をプラグ 3 5により閉塞している。

該複数の蓄圧室 3 1は、互いに並列配置され、前記プランジャ 7、分配軸 9、及び噴射制御弁 2 6等の制御系機能部材の近傍に配置されている。

このように、複数の蓄圧室 3 1を併設するとともに、制御系機能部材の近傍に配置することで、該蓄圧室 3 1とプランジャ室 7 aとの間を連結する油路（後述の油路 r 3 · r 4 ) を短く形成することができ、燃料通路の無駄な容積を減少することができて、燃料圧送時間の短縮化及び馬力ロスの減少を図ることが可能となっている。

尚、蓄圧室 3 1は、カム軸 4の軸方向に対して略直交方向に配置することも可能であり、また、直線状に形成するだけでなく途中部で屈曲させてもよい。また、平行配置される複数の蓄圧室 3 1は、完全な平行状態に配置されていなくても、ある一方向からみて平行であればよく、他の方向からみた場合には、互いにある程度角度をもって配置されていればよい。さらに、ある一方向からみた場合の平行状態も、完全な平行でなくても略平行であればよい。

前記カム軸ハウジング Hの一端面には、カム軸 4の回転により駆動され燃料を圧送するためのフィードポンプであるトロコィドポンプ 6が付設されている。該トロコィドポンプ 6により燃料タンクに貯溜される燃料が、カム軸ハウジング Hに穿設形成される油路 r 1及び八ィドロリックベース H bに穿設形成される油路 r 2を通じて、燃料供給室 2 7 bからプランジャ室 7 aへ圧送される。即ち、トロコイドポンプ 6の吐出口 6 aから燃料供給室 2 7 bに至り、さらに圧力制御弁 2 7の弁体 2 7 aを結ぶプランジャ部のプランジャ室 7 aまでが、油路 r 1及び油路 r 2により連通されている。

そして、プランジャ室 7 aへ圧送された燃料は、油路 r 3を通じて逆止弁 2 8 へ導入され、該逆止弁 2 8から油路 r 4を通じて蓄圧室 3 1へ導出される。このように、トロコィドポンプ 6をカム軸ハウジング Hの一端面に装着して、カム軸 4により駆動可能とすることで、トロコイドポンプ 6を駆動するための駆動軸を別個に設ける必要がなくなり、部品点数を削減して、構造の簡易化及び低コスト化を図ることができ、燃料噴射ポンプ 1を全体的に小型化することもできる。

また、トロコィドポンプ 6の吐出口 6 aからプランジャ部のプランジャ室 7 a までを、油路 r 1及び油路 r 2により連通することで、該トロコイドポンプ 6からパイプ部材を用いることなくブランジャ部まで燃料を圧送することが可能となり、構造の簡易化及び低コスト化を図るとともに、パイプの破損や燃料漏れ等を防止することができる。

尚、燃料圧送用のフィードポンプは、トロコイドポンプ 6以外の回転形式の歯車ポンプやべーンポンプ等としてもよい。

逆止弁 2 8は、八ィドロリックベース H bに形成される嵌装孔 h dに嵌装されており、該逆止弁 2 8の下方における嵌装孔 h dには燃料通路片 5 1が嵌装されている。

該燃料通路片 5 1には前記油路 r 3及び油路 r 4が形成されている。燃料通路片 5 1に形成される油路 r 3の一端部は、ハイド口リックベース H bに形成される油路 r 3と接続され、他端部は、逆止弁 2 8の燃料導入口 2 8 aに接続されている。また、燃料通路片 5 1に形成される油路 r 4の一端部は、逆止弁 2 8の燃料導出口 2 8 bに接続され、他端部は、ハイド口リックベース H bに形成される油路 r 4と接続されている。

即ち、逆止弁 2 8は、ハイド口リックべ一ス H bに形成される油路 r 3及び r 4と、それぞれ燃料通路片 5 1に形成される油路 r 3及び油路 r 4を介して接続されている。

このように、ハイドロリックベース H b内に設けられる逆止弁 2 8の燃料導入口 2 8 aと接続される油路 r 3、及び燃料導出口 2 8 bと接続される油路 r 4を、ハイドロリックベース H bとは別体に形成される燃料通路片 5 1に形成している。

これにより、高圧燃料が通過する油路 r 3及び油路 r 4を、ハイド口リックべ —ス H bとは別体の燃料通路片 5 1単体に加工 ·形成することが可能なり、該油路 r 3 · r 4の加工を容易にして加工工数の低減を図ることができる。

また、燃料通路片 5 1単体に加工を行う場合は、複雑な形状且つ大型の部材であるハイドロリックベース H bよりも高精度な加工を施すことができるため、燃料通路片 5 1における、逆止弁 2 8の燃料導入口 2 8 a及び燃料導出口 2 8 の形成面との合わせ面も、高精度且つ容易に加工することができ、高圧燃料が通過する油路 r 3 · r 4と燃料導入出口 2 8 a · 2 8 bとの接続部のシールを確実に行うことができて、燃料漏れ等を防止することができる。蓄圧室 3 1内へ送出され蓄圧された高圧燃料は、パイロットバルブ 2 5の制御状態によっては（パイロットバルブ 2 5がオンされているときには）、油路 r 5 を通じて噴射制御弁 2 6へ導入され、該噴射制御弁 2 6から油路 r 6を通じて分配軸 9へ導出される。

噴射制御弁 2 6は、ハイドロリックベース H bに形成される嵌装孔 h cに嵌装されており、該噴射制御弁 2 6の下方における嵌装孔 h cには燃料通路片 5 2が嵌装されている。

該燃料通路片 5 2には前記油路 r 5及び油路 r 6が形成されている。燃料通路片 5 2に形成される油路 r 5の一端部は、ハイドロリックベース H bに形成される油路 r 5と接続され、他端部は、噴射制御弁 2 6の燃料導入口 2 6 aに接続されている。また、燃料通路片 5 2に形成される油路 r 6の一端部は、噴射制御弁 2 6の燃料導出口 2 6 bに接続され、他端部は、ハイド口リックベース H bに形成される油路 r 6と接続されている。

即ち、噴射制御弁 2 6は、ハイドロリックベース H bに形成される油路 r 5及び油路 r 6と、それぞれ燃料通路片 5 2に形成される油路 r 5及び油路 r 6を介して接続されている。

このように、ハイドロリックベース H b内に設けられる噴射制御弁 2 6の燃料導入口 2 6 aと接続される油路 r 5、及び燃料導出口 2 6 bと接続される油路 r 6を、ハイドロリックベース H bとは別体に形成される燃料通路片 5 2に形成している。

これにより、高圧燃料が通過する油路 r 5及び油路 r 6を、ハイド口リックべース H bとは別体の燃料通路片 5 2単体に加工 ·形成することが可能なり、該油路 r 5 · r 6の加工を容易にして加工工数の低減を図ることができる。

また、燃料通路片 5 2単体に加工を行う場合は、複雑な形状且つ大型の部材であるハイドロリックベ一ス H bよりも高精度な加工を施すことができるため、燃料通路片 5 2における、噴射制御弁 2 6の燃料導入口 2 6 a及び燃料導出口 2 6 bの形成面との合わせ面も、高精度且つ容易に加工することができ、高圧燃料が通過する油路 r 5 · r 6と燃料導入出口 2 6 a · 2 6 bとの接続部のシールを確実に行うことができて、燃料漏れ等を防止することができる。

分配軸 9へ送出された燃料は、各気筒に対応する油路 r 7を通じて吐出弁 1 8 へ案内され、各気筒の噴射ノズル 2 9から噴射される。

以上のように、本燃料噴射ポンプ 1における燃料の高圧経路を構成する、ブランジャ 7、分配軸 9、圧力制御弁 2 7、逆止弁 2 8、噴射制御弁 2 6、圧力センサ 3 0、安全弁 2 4、吐出弁 1 8、パイロットバルブ、及び蓄圧室 3 1等といつた機能部材は全て、一つのブロック状部材にて構成されるハイドロリックベース H bに纏めて配設されている。

このように構成することで、常時高い圧力がかかるこれらの構成部材がーつのブロック状部材内に配設されることとなり、高圧経路の強度を十分に確保することができる。また、各構成部材間の接続はハイド口リックベース H bに形成したキリ孔等で構成される油路 r 1 · r 2 · · ·で行うことができ、継手部品等を用いることがないので油漏れや配管の損傷等が発生することもなく、信頼性向上を図ることができる。

尚、機能部材（プランジャバレル 8、分配軸スリーブ 1 0 ) 及び燃料通路片 5 1 · 5 2等は高圧通路を形成しており、ハイド口リックベース H bに焼き嵌めや冷し嵌め等によって油密に嵌合している。また、噴射制御弁 2 6及び分配軸 9の下方における、ハイド口リックベース H bとカム軸ハウジング Hとの境界部には、低圧室 1 5が形成されている。

該低圧室 1 5は、主にハイド口リックベース H bに形成されるキリ孔で構成された低圧側回路 3 2に接続されており、蓄圧室 3 1へ燃料を圧送するブランジャ 7とプランジャバレル 8との嵌合隙間から漏れ出る燃料や、ハイド口リックベース H bに形成される嵌装孔 h bに嵌装される分配軸スリーブ 1 0と分配軸 9との間から漏れ出る燃料等を、該低圧室 1 5に回収し、低圧側ドレン回路 1 0 0を通じて燃料タンクへ戻すように構成している。

尚、プランジャバレル 8の外周部は、ハイド口リックベース H bに形成されるリーク戻し孔 r 1 2により低圧室 1 5と連通されている。

このように、プランジャ 7部分や分配軸 9部分等の高圧経路側から低圧側へ漏れ出す燃料の回収室として低圧室 1 5を、燃料噴射ポンプ 1のハウジングであるハイドロリックベース H b及びカム軸ハウジング Hに設けることで、燃料噴射ポンプ 1の噴射圧が超高圧化して、高圧経路側から発生するリーク燃料を確実に回収して燃料夕ンクへ戻すことが可能となる。

これにより、リーク燃料が、カム軸ハウジング H内やエンジンの潤滑油に混入して、該潤滑油が希釈されてしまうことを防止することができる。

また、蓄圧室 3 1に設けられる前記安全弁 2 4のドレンポート 2 4 aは、ハイドロリックベース H bに形成されたキリ孔で構成される連通路 r 1 1により低圧側ドレン回路 1 0 0と接続されており、蓄圧質 3 1から安全弁 2 4を通じて排出される燃料を燃料タンクへ戻すようにしている。

このように、安全弁 2 4と低圧側ドレン回路 1 0 0とを、ハイド口リックべ一ス H bに形成されたキリ孔で構成される連通路 r 1 1接続することにより、配管部材をなくすことができて、燃料の漏れ防止や、低コスト化を図ることが可能となっている。また、蓄圧室 3 1の開口部を閉塞するプラグ 3 5の代わりに、安全弁 2 4にて該開口部を閉塞して、該安全弁 2 4にプラグ 3 5の機能をも具備させることで、部品点数の削減を図っている。

尚、低圧室 1 5をトロコイドポンプ 6の吸入側ポートと接続して、該低圧室 1 5で回収した燃料をトロコイドポンプ 6へ供給するように構成することもできる次に、多気筒用、例えば 6気筒用に構成した燃料噴射ポンプについて、カム 5 部分の構成を中心に説明する。

図 6、図 7に示す、 6気筒用に構成された燃料噴射ポンプ 1 0 1においては、カム 8 5は 6山に形成されており、該カム 8 5はカム軸 8 4と別体に形成されて分割状態にあるものを、該カム軸 8 4に揷着して一体的に回転可能とされている。また、カム 8 5には、気筒判別用の気筒判別用パルサー 8 1がー体的に形成されている。

このように、多気筒用に形成されたカム 8 5の場合、タペット 1 1との当接面の曲率が小さくなって、該タぺット 1 1に対する接触面圧が高くなる。従って、多気筒用に構成される本燃料噴射ポンプ 1 0 1の場合は、カム 8 5とカム軸 8 4とを分割形成し、高圧で夕ペット 1 1に接触するカム 8 5は、 S KH や S KDやセラミック等の高面圧材で構成して耐摩耗性を高め、カム軸 8 4は、カム 8 5程高強度でない標準的な材質の部材により形成して低コスト化を図っている。

また、高面圧材であるカム 8 5は、焼結や M I M等の後工法により形成して低コスト化を図っているが、該カム 8 5に前記気筒判別用パルサ一 8 1を一体的に形成して機能部材の複合化を図り、さらなる低コスト化を図るとともに、燃料噴射ポンプ 1 0 1の小型化を図っている。

また、多気筒仕様の燃料噴射ポンプとしては、図 8、図 9に示すように構成することもできる。

図 8、図 9に示す燃料噴射ポンプ 2 0 1において、前記分配軸 9は、傘歯車 1 9 ' を介してカム軸 9 4により駆動されており、カム軸 9 4にはカム軸側歯車 1 9 a ' が固設され、分配軸 9側の分配駆動軸 3 9には分配軸側歯車 1 9 b ' が固設されて、該カム軸側歯車 1 9 a ' と分配軸側歯車 1 9 b ' とが嚙合している。そして、本例における分配軸側歯車 1 9 b ' は、カム軸側歯車 1 9 a ' に対して 2倍の歯数を有している。

また、カム軸 9 4は、燃料噴射ポンプ 2 0 1が装着されるエンジンの回転数と同じ回転数で駆動されている。従って、カム軸側歯車 1 9 a ' と、該カム軸側歯車 1 9 a ' の 2倍の歯数を有する分配軸側歯車 1 9 b ' とを介して、カム軸 9 4 により駆動される分配軸 9は、カム軸 9 4の回転数の半分の回転数で駆動されることとなる。

ここで、多気筒用の本燃料噴射ポンプ 2 0 1は、例えば 6気筒用に構成されており、 4サイクルエンジンの場合、カム軸 4が 2回転する間に、分配軸 9が 1回転して 6つの気筒へそれぞれ 1回ずつ燃料を分配供給し、ブランジャ 7は 6回燃料を蓄圧室 3 1へ圧送するように構成されており、カム 9 5は 3山形成されている。

即ち、この場合、カム 9 5に形成される山の数は気筒数の半分の数となる。このように、 4サイクルエンジンの場合、カム 9 5に形成される山の数が気筒数の半分の数となるので、山の数を削減することができて、カム 9 5を小型化することができるとともに、カム 9 5の加工工数を低減することができる。

また、カムプロフィルも半分の速度に減じることができ、カム 9 5の外周面形状も外側に向かって凸となる形状に形成することができるため、カム 9 5の外周面を加工する際には径の大きな砥石を用いることができ、加工時における外周面の研磨が容易となり、加工時間も低減することができて、低コスト化を図ることができる。

また、分配軸 9とカム軸 9 4とは傘歯車 1 9 ' により接続されているので、簡単な構成且つ低コストで、分配軸 9の回転速度をカム軸 9 4の回転速度の半分の速度とすることができる。

また、分配軸側歯車 1 9 b ' はカム軸側歯車 1 9 a ' に対して 2倍の歯数を有しており、該分配軸側歯車 1 9 b ' の外径はカム軸側歯車 1 9 a ' の外径よりも大きくなるため、燃料噴射ポンプ 2 0 1を小型化するためには、カム軸側歯車 1 9 a ' の外径を小さくする必要がある。

カム軸側歯車 1 9 a ' の外径を小さく形成するとカム軸 9 4が小径となるが、本燃料噴射ポンプ 2 0 1の高 E噴射化によりカム軸 9 4がブランジャ 7等から受ける荷重が大きくなつて、該カム軸 9 4を両端部で支持するのみでは、カム軸 9 4に撓みが発生する恐れがある。

そこで、本例の燃料噴射ポンプ 2 0 1においては、カム軸 9 4に対向した反プランジャ 7側周面（図 3においては下側）を支持する半割状の軸受 7 1を、カム軸 9 4両端の支持部より中央側のカム 5近傍に配設している。

これにより、カム軸 9 4がプランジャ 7等から受ける荷重を軸受 7 1によって受けることができ、カム軸 9 4の撓みを抑えて振動や騒音の低減を図ることができる。また、傘歯車 1 9 ' を小さく形成することができて、燃料噴射ポンプ 2 0 1を全体的に小型化することが可能となる。

次に、前記燃料噴射ポンプ 1を搭載したエンジンシステムについて概説する。図 1 0に示すように、燃料噴射ポンプ 1はエンジン Eに装着されている。該システムにおける前記 E C U 2 0には、前述の圧力センサ 3 0、パイロットバルブ 2 5、及び圧力制御弁 2 7の他に、燃料噴射ポンプ 1に付設される燃料温度センサ 6 8や、カム軸 4と一体的に回転する気筒判別用パルサー 6 1により気筒を判別するための気筒判別用センサ 6 2が接続されている。

また、 E C U 2 0には、エンジン Eの冷却水温度を検出する水温センサ 6 6や、クランク軸と一体的に回転する回転検出用パルサ 6 3によりエンジン回転数を検出する回転数センサ 6 4が接続され、各気筒の噴射ノズル 2 9のリフト量を検出するリフトセンサ 6 5も接続されている。

さらに、 E C U 2 0には、アクセルセンサ 6 7や、その他のブ一スト圧や吸気流量や吸気温度等を検出するセンサ群 6 9が接続されている。

そして、アクセルセンサ 6 7によるアクセル開度の検出値や、回転数センサ 6 4によるエンジン回転数の検出値や、圧力センサ 3 0による蓄圧室 3 1内の圧力の検出値等に基づいて、 E C U 2 0によりパイロットバルブ 2 5や圧力制御弁 2 7等の作動を電気的に制御して、適切な噴射量や噴射時期等で噴射ノズル 2 9から燃料を噴射するようにしている。

この際、気筒判別用センサ 6 2により燃料噴射をおこなうべき噴射ノズル 2 9 を判別し、その他の燃料温度センサ 6 8、水温センサ 6 6、リフトセンサ 6 5、及びセンサ群 6 9による検出値により、燃料噴射条件を適宜調節している。さらに、 E C U 2 0においては、各種センサの検出値等に異常があった場合に、エンジン Eや燃料噴射ポンプ 1に故障が発生したかどうかの判断を行う故障診断機能も備えられている。

尚、前記気筒判別用パルサ一 6 1の代わりに、傘歯車 1 9等のカム軸 4と連動する歯車等を用いて気筒の判別を行うことも可能である。産業上の利用可能性

本発明の蓄圧式分配型燃料噴射ポンプは、ディ一ゼルエンジンの燃料噴射ボンプに適用可能であり、特に、低燃費且つ排気ェミッション規制に対応可能な、低公害エンジン用の燃料噴射ポンプとして適している。

Claims

請求の範囲

1 . 1又は複数の蓄圧室に蓄圧した高圧燃料を、分配手段により各気筒へ分配して供給する蓄圧式分配型燃料噴射ポンプにおいて、プランジャゃ圧力制御用の圧力制御弁や燃料噴射制御用の噴射制御弁や蓄圧室や分配手段等の高圧経路を構成する機能部材を、ハイドロリックベース内に配設したことを特徴とする蓄圧式分配型燃料噴射ポンプ。 .

2 . 前記分配手段としての分配軸を、カム軸に対して直交方向に配置したことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の蓄圧式分配型燃料噴射ポンプ。

3 . 前記分配手段としての分配軸を、カム軸により駆動することを特徴とする請求の範囲第 1項記載の蓄圧式分配型燃料噴射ポンプ。

4. 前記蓄圧室へ燃料を蓄圧するためのプランジャ部を 1つ設けたことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の蓄圧式分配型燃料噴射ポンプ。

5 . 前記プランジャ部のプランジャを駆動するためのカムを、該カムを支持するカム軸とは分割形成したことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の蓄圧式分配型燃料噴射ポンプ。

6 . 前記蓄圧式分配型燃料噴射ポンプのカム軸には気筒判別用のパルス発生部材が設けられ、該パルス発生部材を前記カムと一体形成したことを特徴とする請求の範囲第 4項記載の蓄圧式分配型燃料噴射ポンプ。

7 . 前記蓄圧室へ燃料を圧送するプランジャを駆動するためのカム軸の回転速度と、該蓄圧式分配型燃料噴射ポンプが装着されるェンジンの回転速度とを同一とし、分配手段の回転速度を該エンジンの回転速度の半分の速度としたことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の蓄圧式分配型燃料噴射ポンプ。

8 . 前記分配手段は傘歯車を介してカム軸により駆動され、該分配手段側の傘歯車の歯数を、カム軸側の傘歯車の歯数の 2倍としたことを特徴とする請求の範囲第 7項記載の蓄圧式分配型燃料噴射ポンプ。

9 . 前記カム軸は、その両端部をハウジングにより支持され、該カム軸の反ブランジャ側周面を支持する軸受を、ハウジングによる支持部より中央側のカム近傍に配設したことを特徴とする請求項 7に記載の蓄圧式分配型燃料噴射ポンプ。

1 0 . 制御系機能部材である、前記プランジャ部及び噴射制御弁を、それぞれ力ム軸に対して垂直方向に配設したことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の蓄圧式分配型燃料噴射ポンプ。

1 1 . 制御系機能部材である、前記プランジャ部、分配手段、及び噴射制御弁を. 、それぞれカム軸に対して垂直方向に配設したことを特徴とする請求の範囲第 1 項記載の蓄圧式分配型燃料噴射ポンプ。

1 2 . 前記制御系機能部材を、プランジャ部、分配手段、及び噴射制御弁の順に、カム軸方向に配置したことを特徴とする請求の範囲第 1 1項記載の蓄圧式分配型燃料噴射ポンプ。

1 3 . 前記プランジャ部、分配手段、及び噴射制御弁は、直列配置されることを特徴とする請求の範囲第 1 2項記載の蓄圧式分配型燃料噴射ポンプ。

1 4 . 前記プランジャ部の制御用電磁弁、及び噴射制御弁の制御用電磁弁は、それぞれプランジャの端部及び噴射制御弁の端部に配置されることを特徴とする請求の範囲第 1 1項記載の蓄圧式分配型燃料噴射ポンプ。

15. 前記制御用電磁弁の摺動部材の摺動方向が、カム軸に対して垂直方向であることを特徴とする請求の範囲第 14項記載の蓄圧式分配型燃料噴射ポンプ。

16. 前記蓄圧室は複数形成され、該複数の蓄圧室は互いに並列配置されることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の蓄圧式分配型燃料噴射ポンプ。