JPH03164563A - 内燃機関の逆回転防止装置 - 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］ 本発明は内燃機関の逆回転を防ＩＦ、するための装置に
関し、より具体的には、ディーゼルエンジン等のように
、燃料ポンプのプランジャをカムにより駆動する内燃機
関において、エンジンの逆回転が生じた場合に、カムに
よるプランジャの駆動を停止できるようにした装置に関
する。

［従来の技術］ 上述の如く逆回転時に燃料ポンプの作動を停止するため
の装置は、特公昭６３−５４８９９号に記載されている
。この構造では、カムは概ね一般的な構造であるが、燃
料ポンプのプランジャに併設されるタペットローラ（カ
ムローラ）に工夫が凝らしである。そのタペットローラ
は、エンジンが正常な方向に回転する時には、カムによ
りカム軸の半径方向（すなわち、プランジャの往復動方
向）に駆動されるが、エンジンが逆回転してカムも逆方
向に回転すると、カムによりタペットローラがカム軸の
接線方向（すなわち、プランジャの往復動方向と直角な
方向ンに押しやられ、その結果、プランジャがカムで駆
動されなくなり、燃料ポンプからの燃料供給が停止する
ようになっている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、上記従来構造によると、タペットローラをプ
ランジャ往復動方向と直角な方向に退避させるので、少
なくともタペットローラの近傍において、燃料ポンプの
直径ｈ′向（タペットローラの退避方向）の寸法が大き
くなるという問題がある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、エンジンの出力軸に連結する燃料ポンプ駆動
軸に燃料カムを相対回転不能に固定し、燃料ポンプの被
駆動部に当接して該被駆動部を燃料ポンプ駆動軸の半径
方向に駆動する外周面を燃料カムに設け、燃料カムの外
周面に、燃料ポンプ駆動軸の中心からの距離が大きい大
径外周面部分とその距離が小さい外周面部分とを円周方
向に連続する状態で設け、燃料ポンプ駆動軸と同心、か
つ、該軸及び燃料カムに対して相対回転自在の状態で逆
回転防止カムを設け、逆回転防市カムに燃料ポンプの上
記被駆動部に当接できる外周面を設け、逆回転時１１−
カムの外周面に、燃料ポンプ駆動軸の中心からの距離が
大きい大径外周面部分とその距離が小さい小径外周面部
分とを設け、逆回転防止カムにストッパー機構を併設し
、該ストッパ機構により、逆回転防止カムが燃料カムに
対して、正常駆動位置から更に燃料ポンプ駆動軸の逆回
転方向に移動することと、逆回転防止位置から更に燃料
ポンプ駆動軸の正回転方向に移動することとを防止し、
上記正常駆動位置において、上記両大径外周面部分が燃
料ポンプ駆動軸に対して同じ側に位置し、上記逆回転防
止位置において、上記両外周面部分が燃料ポンプ駆動軸
を挟んで互いに反対側に位置するようにしたことを特徴
としている。

上記構成によると、燃料ポンプの被駆動部が逆回転防止
カムの外周面に当接した状態では、被駆動部から逆回転
時１１−カムに一種の制動力が加わる。

又、燃料ポンプ駆動軸及び燃料カムがいずれの方向に回
転する場合でも、それらを基準にすると、逆回転防止カ
ムにはそれらの回転方向と逆の方向の慣性力が相対的に
生じる。

一方、逆回転防止カムは燃料カムに対して、正常駆動位
置から更に逆回転方向に移動することができず、又、逆
回転防止位置から更に正回転方向に移動することもでき
ない。換言すれば、逆回転防止カムは燃料カムに対して
正常駆動位置から逆回転防止位置まで正回転方向に移動
できるか、あるいは、逆回転防止位置から正常駆動位置
まで逆回転方向に移動できるだけである。

その結果、燃料ポンプ駆動軸及び燃料カムが正回転方向
に回転する動作では、上述の制動力及び慣性力の影響で
、その回転前に逆回転防ＩＩ−カムがどのような位置に
あっても、逆回転時１トカムは正常駆動位置まで移動さ
せられ、以後その位置を保つ。このように逆回転防止カ
ムが正常駆動位置にある場合、逆回転防止カムの大径外
周面が燃料カムの大径外周面と並ぶので（従って両手径
外周面も並ぶので）、燃料カムが燃料ポンプの被駆動部
を駆動する動作に逆回転防止カムが実質的に影響するこ
とはなく、その結果、通常の燃料ポンプ駆動動作が行な
われる。

又、燃料ポンプ駆動軸及び燃料カムが逆回転を行なう場
合、それまでに逆回転防止カムがどのような位置にあっ
ても、上記制動力及び慣性力の影響で逆回転時１１−カ
ムは逆回転時１１−位置へ移動させられ、それ以後はそ
の位置を保つ。この逆回転防止位置では、両カムの大径
外周面部分が全体として概ね全周にわたって連続した大
径の円を形成するので、燃料ポンプ駆動軸や両カムが回
転しても、彼駆動部は概ね一定の位置に維持され、その
結果、プランジャは駆動されず、燃料ポンプは燃料吐出
動作を行なわない。

［実施例］ 第１図において、エンジンのシリンダブロック１と、そ
の外面に固定したギヤケース２との間に燃料ポンプ３が
設けである、燃料ポンプ３は従来周知の構造で、その中
心線０に沿って内部のプランジャ（図示せず）を往復動
させることにより燃料吐出動作を行うようになっている
。上記プランジャの一端工にはタペットローラ５（技部
動部）が取り付けである。

タペットローラ５を駆動して上記プランジャを往復動さ
せるために、ギヤケース２の内部には燃料カム１０が設
けである。燃料カム１０は、シリンダブロック１の内部
から突出したカム軸１１の端部に対してキー１２及びナ
ツト１３により相対回転不能に固定されている。カム軸
１１は軸受１５を介してシリンダブロック１の孔の内周
に支持されており、その軸受１５のインナーレースと燃
料カム１０との間において、カム軸１１の外周には始動
ギヤ１６及びカムギヤ１７が固定されている。カム軸１
１は、カムギヤ１７及び図示されていない歯車機構を介
して、エンジンの出力軸（クランク軸）に連結している
。

第２図〜第４図は、種々の作動状態における第１図の■
−■矢現略図である。第１図〜第４図に示す如く、燃料
カム１０には環状板からなる逆回転防市カム２０が併設
されている。第１図に示す如く、逆回転防止カム２０の
内周は、燃料カム１０の内周部から始動ギヤ１６側へ突
出したボス１８の外周に相対回転自在に嵌合している。

又、燃料カム１０と逆回転防止カム２０の互いに隣接す
る側面（カム軸１１の半径方向に延びる而）は互いに摺
動自在に当接している。

燃料カム１０はその外周面２１により前記タペットロー
ラ５を駆動するが、その外周ＩｆＩ］２１は、第２図〜
第４図に示す如く、カム軸１１の中心Ｃからの距離が大
きい外周面部分２２と、中心Ｃからの距離の小さい外周
面部分２３とで構成されており、それらは、境界部分２
４において互いに滑らかに連続している。無論、燃料カ
ム１０の回転動作において、タペットローラ５が大径外
周面部分２２と小径外周面部分２３とに交互に当接する
ことにより、前述の如く燃料ポンプ３のプランジャが駆
動される。

前記逆回転防止カム２０も燃料カム１０と概ね同様の形
状の外周面を有している。すなわち、逆回転防止カム２
０は中心Ｃからの距離が大きい外周面部分３２と、その
距離の小さい外周面部分３３とを備えており、両者は境
界部分３４において滑らかに連続している。外周面３１
の・Ｊ″法形状は、その幅（第１図で左右方向の長さ）
が外周面２１の幅よりも多少狭いことを除いて、外周面
２１の・１°法形状と概ね同じである。外周面２１及び
外周面３１の寸法形状は、より具体的には次のように設
定されている。

第２図は逆回転防止カム２０が正常駆動位置にある状態
を示している。この位置では、両方の大径外周面部分２
２．３２がカム軸１１に対して同じ側に並んでおり、そ
れに対応して、両方の小径外周面部分２３．３３もカム
軸１１に対して同じ側に並んでいる。又、外周面３１は
、円周方向のいずれの位置においても、外周面２１に対
して半径方向外方へ突出していない。

第４図は逆回転防止カム２０が逆回転防止位置にある状
態を示している。この位置では、外周面部分３２が外周
面部分２２に対してカム軸１１を挟んで反対側に位置し
ており、燃料カム１０と逆回転防止カム２０を１個の組
立体として考えた場合、大径の外周面部分２２と外周面
部分３２とが３６０°にわたって概ね一定の直径で延び
てその組立体の外周面を形成している。

第１図において、始動ギヤ１６は先端がボス１８に当接
するボス４０を内周部に備えており、そのボス４０の周
囲に捩りコイルばね４１が設けてある。このばね４１は
、両端が、それぞれ、始動ギヤ１６及び逆回転防止カム
２０に掛は止めである。ばね４１が中立状態にある時、
第３図の如く、逆回転防止カム２０は燃料カム１０に対
して部分的にずれた中間位置を占める。逆回転防止カム
２０は、燃料カム１０に対して、この中間位置から逆回
転方向Ｂに約１／４周移動することにより、２図の正常
駆動位置に達し、正同転方向Ａに約１／４周移動するこ
とにより、第４図の逆転防止位置に達する。

更に、逆回転防止カム２０にはその大径外周面部分３２
に沿って円弧状の長孔４５が設けてあり、燃料カム１０
には長孔４５に摺動自在に嵌合する軸方向のストッパー
ビン４６が固定されている。

第３図の中間位置において、ビン４６は長孔４５の長手
方向の中間に位置している。第２図の正常駆動位置では
、ビン４６は長孔４５の正回転方向Ａにおける前方の端
部に位置し、第４図の逆転防止位置では、長孔４５の逆
転方向Ｂにおける前方の端部に位置している。

以上から明らかなように、長孔４５及びビン４６は、第
２図の正常駆動位置にある逆回転防止カム２０が燃料カ
ム１０に対して、逆回転方向Ｂ１；それ以上移動するこ
とを阻止し、又、第４図の逆回転防止位置にある逆回転
防止カム２０が燃料カム１０に対して、正回転方向Ａに
それ以上移動することを阻止する。換言すれば、逆回転
防止カム２０は燃料カム１０に対して、第２図の正常駆
動位置から第３図の中間位置を経て第４図の逆転防ＩＩ
−位置へ正回転方向Ａに移動することと、及び、第４図
の逆報時１ト位置から第３図の中間位置を経て第２図の
正常駆動位置へ逆回転方向Ｂに移動することだけが許容
されている。

そして、燃料ポンプ３のタペットローラ５が逆回転防止
カム２０の外周面３１に当接した状態では、タペットロ
ーラ５との摩擦により逆回転防止カム２０に一種の制動
力が加わる。又、カム軸１１及び燃料カム１０がいずれ
の方向に回転する場合でも、それらを基準にすると、逆
回転防止カム２０にはそれらの回転方向と逆の方向の慣
性力が相対的に生じる。

一方、燃料カム１０に対する逆回報時１１−カム２０の
相対的な移動は第２図及び第４図の位置において上述の
如く制限されている。

その結果、カム軸１１及び燃料カム１ｏが正回転方向Ａ
に回転する動作では、上述の制動力及び慣性力の影響で
、その回転前に逆回転防止カム２０がどのような位置に
あっても、逆回転防止カム２０は第２図の正常駆動位置
まで移動させられる。

このように逆回転防止カム２ｏが正常駆動位置にある場
合、逆回転防止カム２ｏの外周面３１がいずれの位置で
も燃料カム１０の外周面２１がら張り出していないので
、燃料カム１ｏが燃料ポンプ３のタペットローラ５を駆
動する動作に逆回転防止カム２０が実質的に影響するこ
とはなく、その結果、通常の燃料ポンプ駆動動作が行な
われる。

又、ばね４１の弾力は弱く設定されており、正同転動作
中に逆回報時【Ｌカム２０がばね４１の正回転方向Ａの
弾力を受けて第１図の中間位置へ一時的に戻っても、そ
の後に、回転開始時と概ね同様に、タペットローラ５が
外周面部分３３の境界部分３４近傍の傾斜面を大きい力
で押して逆回転防止カム２０を正常駆動位置へ戻す。従
って、燃料カム１０によるタペットローラ５の正常駆動
動作に実質的な支障は生じない。

又、エンジンの始動時に何等かの原因でクランク軸が逆
に回転を始め、そのためにカム軸１１及び燃料カム１０
も逆回転方向Ｂに回転する場合、それまでに逆回転防止
カム２０がどのような位置にあっても、上記制動力及び
慣性力の影響で逆回転防止カム２０は第４図の逆回転防
止位置へ移動させられ、それ以後はその位置を保つ。こ
の逆回転防止位置では、両カムの大径外周面部分２２．
３２が全体として概ね全周にわたって連続した大径の円
を形成するので、カム軸１１や燃料カム１０及び逆回転
防止カム２０が回転しても、タペットローラ５は概ね一
定の位置に維持され、その結果、プランジャは駆動され
ず、燃料ポンプ３は燃料吐出動作を行なわない。

上述の実施例では、第２図及び第４図のいずれの状態で
回転が終了しても（カム軸１１等が停止しても）、回転
停止にともなって慣性力が消滅するので、ばね４１が弾
性的に復元し、逆回転防止カム２０と燃料カム１０等と
の間の摩擦力に打ち勝って逆回転防止カム２０を第１図
の中間位置に戻す（又は戻そうとする）。これにより、
次の回転開始時にタペットローラ５は外周面部分３３の
いずれか一方の境界部分３４近傍の部分に当接して逆回
転防上カム２０に大きい力を及ぼし、それにより逆回転
防止カム２０を確実に第２図の正常駆動位置へ又は第４
図の逆転位置へ移動させることができる。

但し、逆回転防止カム２０と燃料カム１０との間の摩擦
力を充分に小さくすると、仮に逆回転防止カム２０が第
４図の逆回転防止位置にある状態で正回転が開始された
場合、あるいは、第２図の正常駆動位置にある状態で逆
回転が開始された場合でも、前述の制動力や慣性力によ
り、逆回転防止カム２０はその回転方向に対応した位置
へ移動させられる。従って、ばね４１は不要である。図
示されていないが、このような理由でばね４１を廃止し
た構造を採用することもできる。

又、第１図の構造において、仮に長孔４５及びビン４６
を廃Ｉ卜すると、ばね４１は前述の戻し機能の他に以下
のような機能を果たす。

すなわち、正回転動作では、タペットローラ５と逆転防
止カム２０の外周面２１との間に摩擦力が生じないので
（又は、はとんど生じないので）ばね４１がストッパー
としての機能を果たし、逆回転防止カム２０が第２図の
正常駆動位置から更に逆回転方向Ｂに移動することを規
制する。従って、正常駆動動作では、長孔４５及びビン
４６を廃止することによる問題は生じない。

ところが、第４図の逆回転動作では、約半周にわたって
タペットローラ５が逆回転防止カム２０の大径外周面部
分３２だけに当接し、従って大きい制動力が逆回転防止
カム２０に加わり、換１゛すれば、逆回転防上カム２０
は大きい力により燃料カム１０に対して正回転方向Ａに
移動させられようとする。従って、仮にばね４１だけで
逆回転防上カム２０が第４図の逆転時１ヒ位置から更に
正回転方向Ａに移動することを防止するには、第４図の
状態でのばね４１の弾力を大きく設定する必要がある。

ところが、その様に強いばねを採用すると、正回転動作
において、第３図の中間位置にある逆回転防止カム２０
が単独でタペットローラ５を押し上げてしまうので、正
常な燃料ポンプ駆動動作を行うことができない。

従って長孔４５及びビン４６を廃止する場合には、逆回
転動作で作動するストッパーがばね４１とは別に必要で
ある。

以上の理由により、第１図の長孔４５及びを廃ｉＬして
別のストッパーを設けた実施例が第５図〜第８図に示さ
れている。

これらの図において、燃料カム１０のボス１８の外周と
逆回転防上カム２０の内周とに切り火き５１．５２が設
けてあり、切り欠き５１に鋼球５３が入り込んでいる。

鋼球５３は第８図の逆転防止位置において切り欠き５１
．５２の両方に入り込み、逆回転防止カム２０が燃料カ
ム１０に対して正回転方向Ａに移動することを阻止する
が、それ以外の位置や、逆回転防止カム２０が燃料カム
１０に対して逆転方向Ｂに移動する動作では、逆回転防
止カム２０の相対移動を一切規制しないようになってい
る。

その様な動作を行うために、カム１０の切り欠き５２の
逆回転方向Ｂにおける後方の端部には、円周方向に対し
て大きく傾斜した端面５５が設けられ、カム２０の切り
欠き５１の逆回転方向Ｂにおける前半部には円周方向に
対する傾斜角の小さい傾斜面５６が設けである。

この構造では、逆回転が生じると、逆回転防止カム２０
が鋼球５３を保持した状態で第７図の中間位置から第８
図の逆回転防止位置まで移動し、鋼球５３が切り欠き５
１及び５２の両方に嵌合する。そうすると、鋼球５３が
切り欠き５２の端面５５により逆回転方向Ｂに押されて
切り欠き５１の傾斜面５６に楔状に食い込み、それ以上
の相対回転が阻止される。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によると、逆回転時の燃料ポ
ンプ３の駆動を防止してエンジンを停止させるために、
燃料ポンプ３のタペットローラ５を駆動する燃料カム１
０に逆回転防止カム２０を併設し、逆回転時ｊ１−カム
２０により、回転ｈ°向に応じて、Ｈ動カムプロフィー
ルを変更する様にしている。従って、従来構造のように
、タペットローラ５を燃料カム１０の接線方向などに大
きく退避させる構造と比べ、構造のコンパクト化を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の断面図、第２図〜第４図
は燃料カムと逆転防止カムとがそれぞれ異なる相対位置
にある状態を示す第１図の■−■矢視略図、第５図は別
の実施例の断面図、第６図〜第８図は第５図の実施例の
第２図〜第４図に対応する図である。 ３・・・燃料ポンプ、５・・・タペットローラ（技部動
部）、１０・・・燃料カム、１１・・・カム軸、２０・
・・逆回転防止カム、２】、３１・・・カム外周面、２
２．３２・・・大径外周面部分、 ２３． ３３・・・小径外周面 部分、 ２４． ３４・・・境界部分、 ４１・・・ばね、４６ ・・・ストッパービン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エンジンの出力軸に連結する燃料ポンプ駆動軸に燃
   料カムを相対回転不能に固定し、燃料ポンプの被駆動部
   に当接して該被駆動部を燃料ポンプ駆動軸の半径方向に
   駆動する外周面を燃料カムに設け、燃料カムの外周面に
   、燃料ポンプ駆動軸の中心からの距離が大きい大径外周
   面部分とその距離が小さい小径外周面部分とを円周方向
   に連続する状態で設け、燃料ポンプ駆動軸と同心、かつ
   、該軸及び燃料カムに対して相対回転自在の状態で逆回
   転防止カムを設け、逆回転防止カムに燃料ポンプの上記
   被駆動部に当接できる外周面を設け、逆回転防止カムの
   外周面に、燃料ポンプ駆動軸の中心からの距離が大きい
   大径外周面部分とその距離が小さい小径外周面部分とを
   設け、逆回転防止カムにストッパー機構を併設し、該ス
   トッパー機構により、逆回転防止カムが燃料カムに対し
   て、正常駆動位置から更に燃料ポンプ駆動軸の逆回転方
   向に移動することと、逆回転防止位置から更に燃料ポン
   プ駆動軸の正回転方向に移動することとを防止し、上記
   正常駆動位置において、上記両大径外周面部分が燃料ポ
   ンプ駆動軸に対して同じ側に位置し、上記逆回転防止位
   置において、上記両外周面部分が燃料ポンプ駆動軸を挟
   んで互いに反対側に位置するようにしたことを特徴とす
   る内燃機関の逆回転防止装置。 ２、上記正常駆動位置にある逆回転防止カムを逆回転方
   向に付勢するためのばねを設けた請求項１記載の内燃機
   関の逆回転防止装置。