JPH0114415B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は多気筒機関に燃料を供給する燃料噴射
ポンプ装置に関する。当該装置は：本体内で回転
可能な分配部材と；該分配部材内に形成される横
方向の内孔と；該内孔内に設けられるプランジヤ
と；該分配部材の回転に際して該プランジヤを半
径方向内向きに移動させる複数のカム山を有する
カムと；該内孔との間で燃料の授受を行う燃料の
搬送手段とを含む。

このような燃料噴射ポンプ装置は当業界におい
て公知であり、当該ポンプ装置への燃料の充填行
程中に当該ポンプ装置の内孔に供給される燃料の
量を制御することによつて関連機関に供給される
燃料の量を制御することが知られている。上記構
成を有する燃料噴射ポンプ装置において、燃料の
送出の開始の時期は、当該ポンプ装置によつて送
り出される燃料の量に従つて変化する。即ち、当
該ポンプ装置への燃料の充填時に、当該ポンプ装
置のポンプ用プランジヤが収められている内孔内
に充填される燃料の量によつて、当該内孔内のポ
ンプ用プランジヤの初期位置が決定され、当該初
期位置からポンプ用プランジヤが内孔に向かつて
移動を開始し、それによつて上記燃料の送出が開
始されるからである。

いわゆる「逃し筒（spill muff）」なるものを
備えた燃料噴射ポンプ装置も知られている。当該
逃し筒は、スリーブから構成される。当該スリー
ブは、分配部材に回転不能に取付けられるが、限
定された範囲内においては、軸方向に可動に、お
よび／または、自己の円周方向に揺動自在に、分
配部材に取付けられる。当該逃し筒を有するポン
プ装置の場合、内孔は燃料で完全に充填される。
従つて当該内孔内のポンプ用のプランジヤは、カ
ムによつて内孔の内向きに移動させられる前に
は、常に内孔内の同一位置に設定される。従つ
て、内孔からの燃料の送出は常に同時期に開始さ
れ、それ故、関連機関への燃料の送出も同時期に
実施される。関連機関への燃料の送出が同時期に
行われるか否かは、少なくとも部分的には、逃し
筒および分配部材内のこれと協働する通路の構成
によつて決まる。関連機関に供給される燃料の量
は、内孔内のポンプ用のプランジヤの内向き運動
によつて内孔から送り出される燃料の量によつて
決定される。当該燃料の量は逃し筒の位置を変え
ることによつて変えられる。しかしながら、逃し
筒をポンプ装置に設けると下記の不利益が生ず
る。即ち、逃し筒を設けると、分配部材が逃し筒
を有さない型式のポンプ装置のそれに比して長大
になるという不利益が生ずる。この場合、分配部
材を長大にしないと、分配部材と逃し筒との間の
接触面積が小さくなつてポンプ装置の寿命が短縮
する。更に、逃し筒を設けると燃料の漏洩の可能
性が増大するという不利益も存在する。

本発明の目的は、上記不利益を解消して簡単か
つ便利な形式の燃料噴射ポンプ装置を提供するこ
とである。

本発明に従つて、上記型式の燃料噴射ポンプ装
置において：分配部材は本体内で軸方向に可動で
あり；該燃料の搬送手段は、該分配部材内に形成
される通路から成り、該通路は、前記内孔と連通
し、かつ該分配部材の円周部に形成された凹所内
に開口する；該凹所は該分配部材の回転方向に沿
つて前縁部と後縁部を有し、該前縁部と後縁部と
は相互に平衡ではない；稼動時に関連機関の噴射
ノズルと接続する複数の出口ポートが、該本体に
形成され、該出口ポートは、該分配部材の周囲に
等角度間隔で相互に隔てられる；複数の入口ポー
トが、該出口ポートと交互に設けられる；該凹所
は、該分配部材が回転する際に該入口ポートおよ
び該出口ポートと順次、一致する；加圧燃料源
は、該入口ポートに接続される；１つの手段が該
分配部材の軸方向の設定位置を変化させる；それ
によつて、該分配部材が最大燃料位置にあるとき
該プランジヤによつて送り出された燃料はすべて
該出口ポートに送られ、該分配部材がゼロ燃料位
置にあるとき該プランジヤによつて送り出された
燃料はすべて該入口ポートに送られ、該分配部材
が、該最大燃料位置と該ゼロ燃料位置との間の中
間位置にあるとき、該プランジヤによつて送り出
された燃料の一部は、該出口ポートに送られ、残
りが該入口ポートに送られる。

図面を参照しつつ以下に本発明を詳細に説明す
る。

第１図に示される通り、本発明の燃料噴射ポン
プ装置は、スリーブから成る本体１０を含む。本
体１０内には、円筒形状の分配部材１１が回転可
能に取付けられる。分配部材１１は、駆動軸１２
に結合される。駆動軸１２は、稼動時に、関連機
関の回転部によつて駆動される。従つて、分配部
材１１は関連機関と同期して作動する。駆動軸１
２は、分配部材１１の１部を取り囲むカツプ形部
材１３と一体的に形成される。

分配部材１１の該１部に横方向に延びる内孔１
４が設けられる。内孔１４の中に一対のポンプ用
プランジヤ１５が摺動自在に収められる。プラン
ジヤ１５は、カム従動子１６と接触する。カム従
動子１６は、カツプ形部材１３に形成された溝孔
内を摺動する。カム従動子１６は、ローラを有す
る。当該ローラは、環状カムリング１７の内周面
と係合する。環状カムリング１７は、本体１０に
支持される。カムリング１７の上記内周面には、
複数対のカム山が形成される。カムリング１７
は、本体１０すなわちスリーブ１０内で分配部材
１１が軸方向に動けるだけの余裕を与えるうえ
で、十分な幅を有する。

通路１８の一旦は内孔１４と連通し、他端は分
配部材の円周部に形成された凹所１９と連通す
る。凹所１９の形状は第２図に明瞭に示される。
分配部材１１の回転方向は矢印Ａで示される。凹
所１９と連通する第１および第２の２組のポート
列がスリーブ１０に設けられる。第１ポート列
は、複数の出口ポート２０の列であつて、本体す
なわちスリーブ１０の出口を構成し、稼動時に関
連機関の噴射ノズルと接続する。従つて、関連機
関の気筒数と同数の出口ポート２０がスリーブ１
０に設けられる。これらの出口ポート２０は分配
部材１１の回転軸線まわりに等角度間隔で相互に
隔てられて設けられ、かつ共に半径方向の同一平
面内に位置する。第２ポート列は、複数の入口ポ
ート２１の列であつて、当該同一平面に位置し、
かつ等角度間隔でもつて出口ポート２０と交互に
隔てられて配置される。これらの入口ポート２１
は共に、加圧燃料源２１Ａに接続される。加圧燃
料源２１Ａは、低圧ポンプによつて構成される。
当該低圧ポンプの回転部は、駆動軸１２によつて
駆動される。

第２図から明らかなように、スリーブ１０の凹
所１９は、前縁部２２と後縁部２３を有する。前
縁部２２と後縁部２３とは相互に平行ではない。
本実施例においては、後縁部２３は、第２図に示
される通り、分配部材１１の回転軸線と平行に延
びる。凹所１９は第２図において、２つの異なつ
た位置をとるように示される。すなわち実線で示
される位置は、分配部材１１がゼロ燃料位置に位
置し燃料が噴射ノズルに全く送られない時の凹所
１９の位置を示す。一方、破線で示される位置
は、分配部材１１が最大燃料位置に位置し最大量
の燃料が噴射ノズルに送られる時の凹所１９の位
置を示す。即ち、分配部材１１が回転して、自己
の上記最大燃料位置に達すると、第２図に示すよ
うに、凹所１９は、出口ポート２０から分離させ
られる一方、入口ポート２１にも達しない状態に
置かれる。このような状況下において、プランジ
ヤ１５は内孔１４内を最も長い距離だけ内方に向
かつて移動させられ、当該移動完了時に、カムリ
ング１７の１つのカム山の頂上に達する。引き続
き、分配部材１１が回転すると、カム従動子１６
のローラはカムリング１７の当該カム山の後斜面
に沿つて下降する。この時、凹所１９は入口ポー
ト２１に達して、これと連通する。この結果、燃
料は、入口ポート２１、凹所１９および通路１８
を経由して内孔１４内に流入してプランジヤ１５
を内孔１４内で半径方向外向きに移動させる。当
然のことながら、この時、カム従動子１６のロー
ラはカムリング１７の内周面と係合状態に維持さ
れる。分配部材１１が更に回転すると、凹所１９
が入口ポート２１から分離して次の出口ポート２
０に達し、これと連通する。そうすると、プラン
ジヤ１５は、カム従動子１６を介して、カムリン
グ１７のカム山によつて半径方向内向きに内孔１
４内を移動させられ、それによつて燃料が、内孔
１４から送り出され、次いで通路１８および凹所
１９を介して出口ポート２０に送られる。従つ
て、内孔１４に充填されていた燃料はすべてこの
時点で関連機関の噴射ノズルに供給される。この
ようにして、関連機関に最大量の燃料が供給され
る。但し、当該最大量の燃料の供給は、関連機関
の始動を目的とした過剰な量の燃料供給であつ
て、定常運転時における最大量の燃料供給を意味
するものではない。

分配部材１１が回転して凹所１９が、第２図に
実線で示されるゼロ燃料位置から矢印Ａ方向に動
き始めると、カム従動子１６のローラがカムリン
グ１７のカム山の頂上から降下し始める。その結
果、燃料が、入口ポート２１から内孔１４内に流
入して、内孔１４内に充填される。分配部材が更
に回転すると、凹所１９の前縁部２２が次の出口
ポート２０に達して凹所１９と当該出口ポート２
０とを連通させる。この時、凹所１９の後縁部２
３は、内孔１４に燃料を充填中の入口ポート２１
と未だ連通しているため、プランジヤ１５が内孔
１４内で半径方向内向きに移動し続け、その結
果、燃料は、出口ポート２０から流出することな
く入口ポート２１を通つて内孔１４内に流れ続け
る。この時に、燃料が出口ポート２０から流出す
るのを防ぐために、大きな圧力が燃料に加わらな
い限り開くことのないばね負荷された送出弁が出
口ポートに設けられる。もしこのような送出弁が
設けられなければ、燃料噴射ノズル内の噴射弁
は、凹所１９が入口ポート２１と連通状態にある
間に、内孔１４内に充填された燃料に、当該充填
後、プランジヤ１５が作用して内孔内に発生させ
られる圧力によつては、開弁させられない。上記
充填後、内孔１４内でプランジヤ１５によつて加
圧された燃料は、すべて低圧ポンプすなわち加圧
燃料源２１Ａに戻される。従つて、分配部材１１
がゼロ燃料位置にある場合、関連機関の噴射ノズ
ルには燃料が全く供給されない。分配部材１１
が、上記最大燃料位置とゼロ燃料位置との間の中
間位置に移されると、分配部材１１の回転中、分
配部材１１の回転速度に関連した或る長さの時間
の間、凹所１９は出口ポート２０のみと連通し、
その間、燃料が関連機関の噴射ノズルに供給され
る。

当該噴射ノズルに供給される燃料の量は、分配
部材１１の軸方向の設定位置を変えることによつ
て、変化させられる。上記構成を有する燃料噴射
ポンプ装置において、噴射ノズルへの燃料の送り
出しは、常に同じ時期に実施される。なぜなら
ば、凹所１９の後縁部２３が、分配部材１１の回
転軸と平行であるため、入口ポート２１が常に同
じ位置で凹所１９の後縁部２３と一致するからで
ある。

第１図は、分配部材１１の軸方向の設定位置を
変えるための１つの方法を示す。このために、遠
心機構２４が設けられる。当該遠心機構２４は、
駆動軸１２上を摺動する筒体２５を含む。筒体２
５は、レバー２６の１端に係合する。レバー２６
は、リンク２７を介して、別のレバー２８の１端
に結合させられる。当該別のレバー２８のもう一
方の端は分配部材１１の端部と係合する。レバー
２６のもう一方の端は、調速機ばね２９の１端に
結合される。該ばね２９のばね力の大きさは、ば
ね２９のもう一方の端と結合する。腕部材を担持
した軸３０に結合された手動調節が可能な制御部
材によつて、変えられる。遠心機構２４の重錐に
作用する力は、ばね２９のばね力と平衝させられ
る。稼動時に、遠心機構２４の重錐が半径方向外
向きに動いて筒体２５を第２図において右方向へ
移動させると、レバー２６、リンク２７およびレ
バー２８を介して、分配部材１１が同じく第２図
において右方向に移動させられ、それによつて関
連機関への燃料の供給が減少させられる。

例えば、関連機関の回転速度に従つて、当該関
連機関への燃料の送り出しの時期を調節する必要
がある。このような調節は、通常のピストン・シ
リンダ機構３１によつて実施することができる。
但し、このとき、当該ピストン・シリンダ機構３
１、加圧燃料源すなわち低圧供給ポンプ２１Ａの
吐出圧力の作用を受けて操作される。しかしなが
ら、上記の構成においては、燃料噴射の時期を調
節するカムリング１７の角度調節運動は、当該燃
料の噴射ポンプ装置によつて関連機関に供給され
る燃料の量にも影響を与える。なぜならば、出口
ポート２０および入口ポート２１に対するカムリ
ング１７のカム山の相対的な位置関係が、燃料の
供給量を決定する上での１つの制御因子となるか
らである。従つてカムリング１７の角度調節が実
施された場合には、燃料供給量に変動をきたさな
いようにするために、分配部材１１の設定位置を
変更する必要がある。当該設定位置の変更は、レ
バー２８の枢着点を変更することによつて実施す
ることができる。

当該枢着点の変更は、第３図に示す通り、レバ
ー２８の枢軸３２の位置を、カムリング１７の側
面に形成された正面カム３３によつて変更するこ
とによつて実施することができる。

上記遠心機構２４すなわち機械的調速機構の代
わりに、電子的調速機構を用いても当該燃料噴射
ポンプ装置によつて供給される燃料の量を調節す
ることができる。即ち、当該電子的調速機構によ
つて、プランジヤ１５から遠い方の端である、分
配部材１１の端側に形成された室３４内の圧力が
調節され、それによつて、分配部材１１の設定位
置が制御される。更に、当該電子的調速機構に
は、分配部材１１の位置を表示する信号を発生す
るための変換器が設けられる。更に又、当該電子
的調速機構には、カムリング１７の設定位置を表
示する信号を発生するための更にもう１つの追加
的変換器が設けられ、それによつて、カムリング
１７の設定位置が電子的に制御される。燃料噴射
の時期が変えられた場合、当該電子的調速機構に
よつて、カムリング１７および分配部材１１の双
方の設定位置が変更され、それによつて、関連機
関に供給される燃料の量に変動が生じることが防
止される。

上記の構成において、カム従動子１６のローラ
は、常時カムリング１７の内周面と接触状態に保
たれる。従つて、カムリング１７のカム山の前斜
面を利用することによつて、燃料噴射の初期に関
連機関に供給される燃料の量を低く抑え、燃料噴
射の進行に伴つて、供給される燃料の量を漸次増
大させることができる。この形式の燃料噴射特性
は、いわゆる間接噴射機関、即ち燃料が燃焼室内
に直接的に噴射されるのではなく、該燃焼室と連
通する副室内に向けて噴射される機関に対して特
に有効である。

直噴射式機関、即ち燃料が燃焼室内に直接的に
噴射される機関の場合には、燃料が、できる限り
短い時間で燃焼室内に噴射されることが望まし
い。このことは、カムリング１７のカム山の前斜
面の急傾斜部にカム従動子１６のローラが到達す
るまで、燃料噴射が開始されないようにすること
によつて達成される。この場合、燃料噴射前に内
孔１４から洩らされる燃料の量を制御することが
望ましい。当該制御は、凹所１９の前縁部２２で
なく後縁部２３を傾斜させることによつて達成さ
れる。図に示す実施例の通り、カムリング１７の
設定位置が変更される場合、正面カム３３を用い
ることによつて、分配部材１１の軸方向の設定位
置を調節し、それによつて、関連機関への燃料の
供給量を一定に保持することができる。幾つかの
応用例においては、燃料の供給量を、燃料噴射の
開始時期および終了時期において、燃料を溢出さ
せることによつて減少させることが望ましい。こ
のことは凹所１９の前縁部２２および後縁部２３
相互間の傾斜を適当に設定することによつて達成
される。

分配部材１１に凹所１９が唯一個設けられる場
合、燃料が関連機関に送り出される際に、分配部
材１１は相当に大きな側方スラストを受ける。当
該側方スラストは、実質的に直径方向で凹所１９
と対抗する平衝用の追加凹所を分配部材１１に設
けることによつて、その大きさを最小限に抑える
ことができる。

当該追加凹所は必ずしも凹所１９と同一形状で
ある必要はないが、燃料を２つの出口に同時に供
給できる必要がある。燃料の供給量を、燃料噴射
の前後の時期において、漏らすことによつて減少
させる必要がある場合には、凹所１９および上記
追加凹所のいずれか一方に対して、関連機関への
燃料の供給前に、内孔１４からの燃料の漏れ量を
調節する一方、凹所１９および上記追加凹所の残
りの一方に対して、関連機関への燃料の供給後
に、内孔１４からの燃料の漏れ量を調節すれば良
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明実施例の燃料噴射ポンプ装置
の実施例の縦断図面、第２図は、第１図の実施例
の部分展開図、第３図は、第１図の実施例の部分
平面図である。 図中の符号 １０…本体（スリーブ）、１１…
分配部材、１２…駆動軸、１３…カツプ形部材、
１４…横方向の内孔、１５…ポンプ用のプランジ
ヤ、１６…カム従動子、１７…カムリング、１８
…通路、１９…凹所、２０…出口ポート、２１…
入口ポート、２１Ａ…加圧燃料源（低圧ポンプ）、
２２…前縁部、２３…後縁部、２４…遠心機構、
２５…筒体、２６…レバー、２７…リンク、２８
…レバー、２９…調速機ばね、３０…軸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 本体１０内で回転可能な分配部材１１と；該
   分配部材１１に形成された横方向の内孔１４と；
   該内孔１４内に設けられるプランジヤ１５と；該
   分配部材１１の回転に際して該プランジヤ１５を
   半径方向内向きに移動させる複数のカム山を有す
   るカム１７と；該分配部材１１内に設けられる通
   路１８と、但し該通路１８は、該内孔１４と連通
   しかつ該分配部材１１の円周部に開口する；該本
   体１０に形成され稼動時に関連機関の燃料噴射ノ
   ズルと接続する複数の出口ポート２０と、但し、
   該複数の出口ポート２０は、該分配部材１１の回
   転軸の周囲に等角度感覚で相互に隔てられる；該
   出口ポート２０と交互に配置される複数の入口ポ
   ート２１と；該入口ポート２０に接続される加圧
   燃料源２１Ａと；から成る、多気筒内燃機関に燃
   料を供給する燃料噴射ポンプ装置であつて： 該分配部材１１が、該本体１０内で軸方向に可
   動であり；凹所１９が、該分配部材１１の表面に
   形成され、該凹所１９内に該通路１８が開口し、
   該凹所１９は、前縁部２２と後縁部２３を有し、
   該前縁部２２と後縁部２３とは互いに平行ではな
   く；該入口ポート２１と該出口ポート２０とは、
   半径方向の同一平面内に位置し；そして、該燃料
   噴射ポンプ装置が更に、該本体１０内における該
   分配部材１１の軸方向の設定位置を変化させる手
   段２４，２９，３０，３２，３３を有し；それに
   よつて、該分配部材１１の該設定位置が、最大燃
   料位置に一致させられた時に、該プランジヤ１５
   によつて送り出される燃料の全量が、該出口ポー
   ト２０に送られ、そして、該設定位置が、ゼロ燃
   料位置に一致させられた時に、該プランジヤ１５
   によつて送り出される燃料の全量が、該入口ポー
   ト２１に送られ、該設定位置が、該最大燃料位置
   と該ゼロ燃料位置との間の中間燃料位置に一致さ
   せられた時に、該プランジヤ１５によつて送り出
   される燃料のうちの一部が該出口ポート２０に送
   られ、残りが該出口ポート２１に送られる；こと
   を特徴とする燃料噴射ポンプ装置。 ２ 該分配材料１１の回転軸線まわりの該カム１
   ７の角度設定位置を変化させる手段と；該カム１
   ７の該角度設定位置に応答して、該分配部材１１
   の軸方向の設定位置を調節することによつて、該
   カム１７の調節中に該プランジヤ１５によつて送
   り出される燃料の量を、実質的に一定に維持する
   追加手段とを；更に有する特許請求の範囲第１項
   記載の燃料噴射ポンプ装置。 ３ 該分配部材１１の軸方向の設定位置を変化さ
   せる手段２４，２９，３０，３２，３３が：速度
   応答手段と；該分配部材１１に該速度応答手段を
   結合させるレバー機構とを有する特許請求の範囲
   第２項記載の燃料噴射ポンプ装置。 ４ 該追加手段が該レバー機構用の調節可能な枢
   軸を含む特許請求の範囲第３項記載の燃料噴射ポ
   ンプ装置。 ５ 該枢軸が該カム１７のカム面と係合し、それ
   によつて、該カムの角度設定位置が、調節される
   ときに該枢軸の位置が変えられることにより、該
   プランジヤ１５によつて送り出される燃料の量
   が、実質的に維持される特許請求の範囲第４項記
   載の燃料噴射ポンプ装置。 ６ 該速度応答手段が遠心重錐機構を含む特許請
   求の範囲第５項記載の燃料噴射ポンプ装置。 ７ 追加凹所が、該分配部材１１の円周部に設け
   られ、該追加凹所は、該内孔１４と連通し、該凹
   所１９の反対側に設けられて該分配部材１１に作
   用する測方スラストを平衝させる特許請求の範囲
   第１項記載の燃料噴射ポンプ装置。