JPH01200028A - 燃料噴射時期調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、燃料噴射ポンプを合わせて使用される燃料噴
射時期調整装置に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、ディーゼルエンジンにおいては、特にＮＯＸ低減
のため噴射時期を従来より遅らせる傾向となってきた。

しかし、この方法によればＮＯＸ低減は図られるが、逆
に始動性の悪化、特に低温時の始動が非常に困難となり
、かつアイドル時に。

白煙が生ずるという問題がある。

そこで、その対策として、エンジン回転数に応じて拡開
するウェイトに固定されたピンを、温度に応じて駆動さ
れるロンドのカム面によって強制的に変位させて、始動
時の噴射時期を調整するようにしている（実公昭５９−
３６６７０号公報）。

（発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、この方法では、ウェイトはスプリングに
より常時閉方向に付勢されているので、ウェイトが完全
に閉じた状態から、この付勢力に抗してピン及びウェイ
トを開方向に変位させるためには非常に大きな駆動力を
必要とする。そのため、ロッドの駆動機構が非常に大型
化し、燃料噴射時！ｔＪ］ｉＡ整装置の車両への搭載が
困難になるという問題がある。

そこで、本発明は始動時の噴射時期を温度に応じて調整
することができ、かつ体格が大型化することのない燃料
噴射時期調整装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

前記課題を解決するために、本発明では、エンジンと同
期して回転する１対のウェイトがスプリングの付勢力に
抗して拡開することによって燃料噴射時期を調整する燃
料噴射時期調整装置において、１対のウェイト間に対応
する位置で、ウェイトの拡開方向と垂直な方向に移動可
能に配設されたストッパ部材と、雰囲気温度に応じてス
トッパ部材を移動させる感温駆動手段とを備え、機関始
動時に雰囲気温度に応じてストッパ部材を１対のウェイ
ト間に突出させることにより、スプリングの付勢力でウ
ェイトが戻ろうとするのを規制したことを特徴とする。

〔実施例〕

以下図面に基づき本発明の詳細な説明する。

第１図において、図示しな゛いディーゼルエンジンと同
期して矢印六方向に回転する有底円筒状のハウジングｌ
Ｏ内には円盤状のハブ１１が設置され、このハブ１１の
中心部には、図示しない燃料噴射ポンプのカムシャフト
と連結される中空状の結合部材１２が固着されている。

また、ハウジングｌＯと結合部材１２との間には潤滑油
の洩れを防止するシール部材３０．３１が配設されてい
る。

ハブ１１には対称的に２つの孔が形成され、その各孔内
に回動自在に第１の偏心カム１３が嵌合され、また第１
の偏心カム１３に偏心的に形成した孔内に回動自在に第
２の偏心カム１４が嵌合されている。さらに、結合部材
１２を囲むようにして１対のウェイ）１５ａ、１５ｂが
配置され、このウェイト１５は２本の嵌合ピン１６に摺
動自在に取付けられている。この嵌合ピン１６にはウェ
イト１５の遠心力に対向するスプリング２２．２３が並
列に配置されており、これらのスプリング２２．２３は
ストッパ１８．１９により保持されている。なお、ウェ
イ）１５の拡開前および拡開初期にはスプリング２２の
付勢力のみがウェイト１５に作用し、ウェイト１５が所
定量拡開するとスプリング２２および２３の両方の付勢
力がウェイト１５に作用するように設定されている。ま
た、ウェイト１５の最大ストロークはウェイト１５の外
周がハウジングｌＯの円周面に当接することにより規定
されている。

第１の偏心カム１３はウェイト１５に圧入したピン２０
により支承され、第２の偏心カム１４はハウジング１０
に設けたピン２１により支承されている。従って、ハウ
ジング１０の駆動力はピン２１、第２の偏心カム１４お
よび第１の偏心カム１３を介してハブｉｔに伝達される
。

第５図はその拡大図で、しかもエンジン停止時の状態を
示している。この第４図において、ＯＩはハウジング１
０およびハブ１１の回転の中心点（以下、第１の中心点
という）、Ｏｌは第１の偏心カム１３の中心点（以下、
第２の中心点という）、Ｏｌは第２の偏心カム１４の中
心点（以下、第３の中心点という）、０４は第１のピン
２０の中心点（以下、第４の中心点という）、０．は第
２のピン２１の中心点（以下、第５の中心点という）で
ある。そしてエンジン停止時には、第１の中心点Ｏ８と
第３の中心点０３を結ぶ線ａに対して第２および第４の
中心点０．と０４は一方側に位置し、第５の中心点０．
は他方側に位置し、また、この第５の中心点Ｏ１は、第
２の中心点０□と第３の中心点０．を結ぶ線すよりも内
側、即ち第１の中心点０１側に位置する。

ハブ１１の１対のウェイト１５ａと１５ｂとの間に対応
する位置には、軸方向に貫通する貫通孔が形成されてお
り、その各貫通孔内には有底筒形状のストッパ部材２４
が軸方向移動可能に配設されている。このストッパ部材
２４のウェイト１５ａ、１５ｂに対向する外周部位は平
面状に形成されるとともに、ストッパ部材２４の端部に
は全周にわたってつば部２４ａが形成されている。この
ストッパ部材２４は、貫通孔内に配設されたスプリング
２５によってウェイ）１５側（第２図中左方）へ付勢さ
れるとともに、ストッパ部材２４のつば部２４ａはスト
ッパ部材２４の外周側に配設されたリターンスプリング
２６によってウェイト１５と反対側（第２図中右方）へ
付勢されている。

ストッパ部材２４をウェイト１５側へ付勢するスプリン
グ２５は、形状記憶合金により形成されており、その一
端はハウジング１０に固定されたシート部材２７に係合
し、他端はストッパ部材２４の底面部２４ｂに係合して
いる。この形状記憶合金で形成されたスプリング２５は
、雰囲気温度に応じて変位するように設定されており、
温度が低温゛から高温へ変化すると伸長して弾性係数が
増大するように記憶されている。そのため、低温時には
スプリング２５は収縮した状態であって、ストッパ部材
２４に加わる設定荷重は小さく、ストッパ部材２４はリ
ターンスプリング２６に付勢されて貫通孔内に収納され
る。また、温度が低温から高温へ変化するとスプリング
２５が伸長し、ストッパ部材２４に加わる設定荷重は大
きくなり、リターンスプリング２６の付勢力に抗してス
トッパ部材２４を貫通孔内から突出させる。

上記構成において、エンジンの回転上昇に伴ってウェイ
ト１５ａ、１５ｂはスプリング２２の付勢力に抗して拡
開し、第１のピン２０を介してウェイ１−１５と連結さ
れている第１の偏心カム１３はその中心点０２を中心に
反時計方向に回動し、また、第２の偏心カム１４の中心
点０．も第２の中心点０！を中心に反時計方向に移動す
る。一方、第２のビン２１はハウジング１０に連結され
ていることから第１の中心点０．と第５の中心点０゜と
の距離が一定であるので、第２のピン２１は第１の中心
点Ｏ１を中心とし、第５の中心点Ｏ６を通る円弧Ｃ上を
移動する。そのため、この２１は第２、第３および第５
の中心点０□、０．．０Ｓが一直線状になるまでは矢印
Ｂ方向に移動する。

第２、第３および第５の中心点Ｏｚ、０３．Ｏｓが一直
線状になると、スプリング２３の付勢力がウェイト１５
に作用し、エンジンの回転がさらに上昇すると、ウェイ
ト１５はスプリング２２および２３の付勢力に抗して拡
開する。そして、ウェイト１５の拡開に伴って第２のビ
ン２１は矢印Ｃ方向に移動する。これにより、ハブｌｌ
上の定点でありハブ１１と一体的に移動する第２の中心
点０□と、ハウジング１０およびハブ１１の共通の回転
の中心点である第１の中心点０．と、ハウジングＩＯ上
の定点でありハウジングＩＯと一体的に移動する第５の
中心点Ｏ１とによって形成される角度θがウェイト１５
の拡開（回転上昇）に伴って一旦大きくなった後に小さ
くなるので、ディーゼルエンジンと同期して回転するハ
ウジングｌＯと燃料噴射ポンプのカムシャフトに連結さ
れたハブ１１との間の相対的な回転角度が一旦大きくな
った後に小さくなり、従って第５図に実線で示すように
一旦遅角した後進角するような噴射時期特性が得られる
。

上記作動において、雰囲気温度が低い場合には、スプリ
ング２５は収縮した状態であって、ス）７Ｓ部材２４に
加わる設定荷重は小さく、ストッパ部材２４はリターン
スプリング２６の付勢力によって押圧されてハウジング
ＩＯに当接し貫通孔内に収納される。そのため、ウェイ
ト１５はフリーとなっており、第５図に実線Ａで示す特
性が得られ、低温時の始動性を向上させることができる
とともに、燃料噴射時期を回転上昇に伴って一旦遅角さ
せた後進角させることができる。

この状態から、雰囲気温度が高くなるとＺスプリング２
５が伸長し、ストッパ部材２４に加わる設定荷重が増大
する。そのため、リターンスプリング２６の付勢力に抗
してストッパ部材２４が押圧付勢されて貫通孔内からウ
ェイ）１５側へ突出しようとする。この時、機関の回転
数は上昇しており、ウェイト１５はその遠心力によって
スブリング２２の付勢力に抗して拡開している。そのた
め、ストッパ部材２４はウェイト１５ａと１５ｂとの間
に突出し、機関の回転数の低下に伴いウェイト１５ａ、
１５ｂがスプリング２２の付勢力によって閉じる方向に
戻ろうとするのを係止する。

その結果、ウェイト１５は所定量拡開した状態となり、
この時には第５図に破線Ｂで示すように始動特進角が行
われず、ＮＯＸの低減を図ることができる。なお、スト
ッパ部材２４のウェイト１５ａ、１５ｂに対向する部位
は平面状に形成されているので、ストッパ部材２４とウ
ェイト１５とは面接触となり、ウェイト１５はストッパ
部材２４によって安定的に位置決めされる。

以上のように、本実施例によれば、始動時の噴射時期を
温度に応じて調整することができる。また、本実施例で
は、機関の回転数が上昇してウェイト１５が拡開するこ
とを有効に利用するごとにより、ストッパ部材２４と、
形状記憶合金で形成されたスプリング２６とを設けると
いう簡易な構成で、ウェイト１５を閉じる方向に付勢す
るスプリング２２の付勢力に抗してウェイト１５を拡開
させる特別な駆動機構を必要とすることなく、噴射時期
を調整することができる。その結果、燃料噴射時期調整
装置の大型化を防止することができ、車両への搭載が容
易になる。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
その主旨を逸脱しない限り種々変形可能である以下その
変形例を説明する。

第６図に示す実施例では、シート部材２７をハブ１１に
ねじ込んで組付けるとともに、ストッパ部材２４のつば
部２４ａに連続して貫通孔と摺動する摺動面２４ｃを形
成し、ストッパ部材２４の底面部２４ｂに潤滑油を導入
するため導入孔２４ｄを形成したものである。この構成
によれば、シート部材２７の固定が容易になるとともに
、摺動部に潤滑油が導入されるためストッパ部材２４が
円滑摺動し、作動性が向上する。

第７図に示す実施例では、感温駆動部材としてサーモワ
ックス３２を用いたものであり、このサーモワックス３
２が温度上昇に伴って膨張すると、伝達部材３３を介し
てストッパ部材２４が押圧されて突出するようになって
いる。また、サーモワックスは構造上その膨張を途中で
強制的に制約するとワックス洩れを起こしてしまうため
、伝達部材３３とストッパ部材２４との間に、リターン
スプリング２６の最大付勢力よりも設定荷重の大きいス
プリング３４を配設している。これにより、ストッパ部
材２４が突出方向への移動を終了した後におけるサーモ
ワックス３２の膨張は伝達部材３３を介してスプリング
を押し縮めることになり、ワックス洩れを防止すること
ができる。

第８図に示す実施例では、ストッパ部材２４と係合する
ウェイト１５の係合面を段階的に複数１５１．１５２，
１５３形成することにより、噴射時期の進角特性を第９
図に示すように雰囲気温度に応じて段階的に可変制御す
るようにしたものである。

第１Ｏ図に示す実施例では、ストッパ部材２４の形状を
先端につれて細くなるテーパ形状とすることにより、温
度に応じて進角特性を制御する必要のある低回転数領域
における噴射時期の進角特性を第１１図に示すように雰
囲気温度に応じて連続的に可変制御するようにしたもの
である。

第１図〜第４図に示す実施例では、回転上昇に伴って噴
射時期を一旦遅角した後進角するようにした燃料噴射時
期調整装置に本発明を適用した場合であったが、第１２
図に示す実施例は進角機構のみを持つ燃料噴射時期調整
装置に本発明を適用したものである。第１２図において
、本実施例では、リターンスプリング３５を形状記憶合
金で形成するとともに、ストッパ部材２４をウェイト１
５側へ付勢するスプリング３６を普通のスプリングに設
定した。

この構成によれば、低温時には、形状記憶合金で形成さ
れたリターンスプリング３５がストッパ部材２４に加わ
る設定荷重よりも、スプリング３６の設定荷重の方が大
きく、ストッパ部材２４はウェイト１５ａ、１５ｂ間に
突出しようとする。

この時、運転者は始動時にアクセルペダルを踏み込んだ
状態で機関を始動させるため、その吹き上かりによって
回転数が上昇し、ウェイト１５が一時的に拡開する。そ
のため、ストッパ部材２４はウェイト１５ａ、１５ｂ間
に突出し、ウェイト１５が戻ろうとするのを規制し、第
１３図に実線で示すように低回転時に進角させた噴射時
期特性が得られる。

、　　また、高温時には、ストッパ部材２４に加わるス
プリング３６の設定荷重よりもリターンスプリング３５
の設定荷重の方が大きく、ストッパ部材２４は突出せず
貫通孔内に収納される。そのため、第１３図に破線で示
すように低回転時に進角しない噴射時期特性が得られる
。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、始動時の噴射時
期を温度に応じて調整することができるとともに、機関
の回転数が上昇してウェイトが拡開することを有効に利
用することにより、スプリングの付勢力に抗してウェイ
トを拡開させる特別な駆動機構を必要することなく噴射
時期を調整することができ、体格の大型化を防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の実施例に関するもので、第１
図は本実施例の部分断面図、第２図は第１図の■−■線
に沿う断面図、第３図は第２図の要部拡大図、第４図は
本実施例の噴射時期を調整するカム機構を示す図、第５
図は本実施例の特性図である。 第６図は本発明の他の実施例を示す断面図、第７図は本
発明の更に他の実施例を示す断面図、第８図および第９
図は本発明の別の実施例に関するもので、第８図は本実
施例のウェイトを示し、（ａ）は正面図、伽）は側面図
、第９図は本実施例の特性図、第１０図および第１１図
は本発明の更に別の実施例に関するもので、第１０図は
本実施例を示す断面図、第１１図は本実施例の特性図、
第１２図および第１３図は本発明の更に異なる実施例に
関するもので、第１２図は本実施例を示す断面図、第１
３図は本実施例の特性図である。 １５ａ、１５ｂ・・・ウェイト、２２・・・スプリング
。 ２４・・・ストッパ部材、２５・・・形状記憶合金で形
成されたスプリング（感温駆動手段）、３２・・・サー
モワックス（感温駆動手段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　エンジンと同期して回転する１対のウエイトが
   スプリングの付勢力に抗して拡開することによって燃料
   噴射時期を調整する燃料噴射時期調整装置において、 前記１対のウエイト間に対応する位置で、前記ウエイト
   の拡開方向と垂直な方向に移動可能に配設されたストッ
   パ部材と、雰囲気温度に応じて前記ストッパ部材を移動
   させる感温駆動手段とを備え、機関始動時に雰囲気温度
   に応じて前記ストッパ部材を移動させ前記１対のウエイ
   ト間に突出させることにより、前記スプリングの付勢力
   で前記ウエイトが戻ろうとするのを前記ストッパ部材で
   規制したことを特徴とする燃料噴射時期調整装置。