JPH0354330A - 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．内撚機関の燃料噴射に所いる，偏心カム式の
燃料噴射時期調整装置に関する。

〔従来技術〕

内燃機関への燃料供給は．排気規制の強化に伴って，直
噴式が多用されるようになっている。

そして，上記直噴式燃料噴射に用いる燃料噴射ポンプは
．短時間に微粒化した燃料を供給する必要がある。その
ため．燃料噴射ポンプは．ブランジャ径を大きくしてい
る。また．そのため，燃料噴射ポンプに直結している燃
料噴射時期調整装置（以下，調整装置ともいう）は，大
きな駆動トルクが必要とされる。

しかして，近年においては，上記のごとく燃料噴射にお
けるトルクの増大化に伴って，燃料噴射時期調整装置の
特性が不安定となるため，以前に用いられていた揺動式
調整装置に代わって偏心カム式調整装置が多用されるよ
うになっている。

かかる偏心カム式調整装置としては，例えば実公昭５９
−１３３１４号公報に示されるものがある． 該調整装置は，第９図及び第１０図に示すごとく．フラ
ンジ部９０１を有すると共に，燃料噴射ボンブ（図示略
）のカム軸６５と連結されるハブ９０と４該ハブ９０の
外周及びフランジ部９０１を囲むケース９２及びカバー
９１と，上記ハブ９０とケース９２とカバー９１で形威
される空間部に配設した２個のウェイト９３．９３を有
する．そして．上記フランジ部９０１には．回動可能に
挿入した偏心大カム９４と，該大カム９４に回動可能に
挿入した小カム９５とを設ける．更に１上記フランジ部
９０１の外周には溝９０２を形戊し，また上記ケース９
２の内周側には上記溝に収納される突出部９２１を形威
し，上記ケース９２とカバー９１とを結合するボルト９
１１を前記突出部９２１に螺合している．上記大カム９
４と小カム９５の組み合わせは５　２組設けてある．ま
た．大カム９４の偏心軸ビン９４１はウェイト９３と連
結し，小カム９５の偏心軸ビン９５１はカバー９１と連
結する。

ウェイト９３は，第９図に示すごと《，シートガイド９
６に保持され，シートガイド９６に挿入した上下のシー
｝９６１，９６２の間には，ウェイト９３の遠心力に対
向するスプリング状のタイマバネ９７を配置する。上記
シートガイド９６等は．上記２個のウエイｌ−９３．９
３に，それぞれ左右２ケ所に設ける． そして．この調整装置においては，内燃機関の回転はギ
ヤ等を介してケース９２及びカバー９１に伝えられる．
そして．これらの回転数が上昇すると．その内部に配置
したウェイトに遠心力が発生し，該ウェイト９３が拡閲
し．大カム９４が回動する。それに伴って小カム９５が
連動し，「ケース９２及びカバー９１」と「ハブ９０」
とが相対回動変位して燃料噴射時期が調整される．〔解
決しようとする課題］ しかしながら．近年においては，内燃機関の高速化と燃
料噴射ポンプの燃料供給時期の精度向上等の点から．調
整装置におけるタイマ特性１即ち調整装置の制御力の向
上が強く望まれている．そこで４本発明者らは．上記偏
心カム式調整装置に関して，調整装置の制御力向上につ
き種々の検討を重ね，ウェイトの遠心力の増大化を図る
ことに着眼した。そして．かかる遠心力増大化のために
調整装置全体の構戒につき検討を行った．本発明はかか
る問題点に鑑み，ウェイトの遠心力増大化を図り，制御
力を向上させることができる燃料噴射時Ｍ調整装置を提
供しようとするものである． 〔課題の解決手段〕 本発明は，内燃機関の回転に連動させてウエイトを拡開
させ．それに伴って偏心させた大カム及び小カムを回動
させ．その回動を燃料噴射ポンプのカム軸に伝えて，内
燃機関の回転数に応じて燃料噴射ポンプの燃料噴射時期
を調整する偏心カム式の燃料噴射時期調整装置において
，該調整装置は，内側に円盤状のカム用プレートを有す
る断面コ状のドライビングフランジと．該ドライビング
フランジ内に設けたウェイトと．上記ドライビングフラ
ンジの開口部を覆うように設けたサイド力バーと，上記
カム用プレートの近傍に設けた駆動側カバーと．該駆動
側カバーの軸中心に回動可能に嵌合したフランジと．該
フランジに結合した前記カム軸とを有する．そして．上
記サイドカバーと駆動側カバーとはドライビングフラン
ジによって一体回転可能に結合し，また上記ドライビン
グフランジのカム用プレートには偏心させた大カムを回
動可能に嵌合し，更に咳大カムには偏心させた小カムを
回動可能に嵌合し，大カムの偏心軸孔にはウェイトとの
間にウェイトピンを連結し，また，小カムの偏心軸孔に
はフランジとの間にフランジピンを連結したことを特徴
とする燃料噴射時期調整装置にある。

本発明において最も注目すべきことは，前記のサイドカ
バーとドライビングフランジとによって囲まれる空間部
内には，前記従来技術で示したハブは配設することなく
，前記ウェイトを配設したこと，また小カムの回転はフ
ランジピン．フランジを介してカム軸に伝えるようにし
たことである．即ち５上記ウェイトは，その中心部近傍
にハブが存在していないこと．またそのためにウェイト
の半径が増大化されたことである。

また１内燃機関の回転は，ギャー，ラミネート付力・７
ブリング，爪などを設けて．ドライビングフランジに伝
達する（第１実施例〜第３実施例参照）。

また，大カムと小カムとの組み合わせは，前記従来技術
と同様に２組とする。

〔作　用〕

本発明の調整装置においては．内燃機関の回転に伴って
，例えば駆動側カバーのギャーを介してドライビングフ
ランジとカム用プレート．サイド力バーが一体回転し，
これらの間に配設したウェイトが回転する。

そして，回転数の上昇に伴ってウェイトが遠心力により
半径方向に拡開（移動）する。そのため該ウェイトとウ
ェイトビンを介して連結した偏心大カムが回動させられ
，これに伴って該大カム内に回動可能に配設した偏心小
カムが回動する。そのため，小カムにフランジピンを介
して連結したフランジが回動する。そして１　フランジ
はこれに結合したｌ２！料噴射ポンプのカム軸を回動ず
る。

このとき．駆動側のドライビングフランジと被駆動側の
フランジとの間においては．回転方向に位相差（Δθ）
を生しる。しかし．フランジと燃料噴射ボンブのカム軸
とは互いに固定されているので，カム軸が進角する。

一方．内燃機関の回転数が低下すると１　ウェイトの遠
心力が小さくなり，大カム，小カムの回動が小さくなり
，カム軸の進角も小さくなる。

しかして．本発明においては，前記従来技術のごとく，
ウェイトの中心近傍にハブを設けていない。そのため．
該ハブが存在しない部分の長さ（半径）分だけ，ウェイ
トの内半径を小さくすることができる。それ故，ウェイ
トの径を従来より大きくすることができ，ウェイトの重
さを大きくすることができる。

したがって．調整装置の能力を表すタイマ制御力（Ｍ）
の大きな要因であるウェイトの遠心力（Ｆ）を大きく取
ることができる。即ち，　　Ｆ＝Ｋ・「，・Ｎ，　　・
Ｗ（ここに，Ｋは定数＋’Ｇ　はウェイト重心位置と回
転中心間の距Ｂ．Ｎ，は軸回転数．Ｗはウェイトの重さ
）の式中におけるＷを大きくとることができる。

また、従来は前記ハブの存在のために．大カムの径の大
きさに制約を受けていたが．本発明ではハブが存在しな
い分だけ大カムの設計自由度が大きくなる。つまり，２
つの大カムの軸心間の大きさを任意にとることができる
。それ故，第８図に示すごとく１大カムのストローク（
Ｓｔ）に対する進角（θ）が大きくなり，タイマ特性の
進角特性を大幅に大きく取ることができる．　（例えば
外径を同一にしたときには，従来の２倍）。

また，ウェイトのシートガイド間の寸法（第２図の長さ
し）を．ハブを無くシた分だけ．接近させることができ
る。そのため．タイマバ不の取付スペースが拡大され．
前記ウェイトの重量増加に対して設計対応が容易となる
。

（効　果］ 上記のごとく，本発明によれば，ウェイトの遠心力を大
きくとることができると共に，大カムの設計自由度が拡
大する。

したがって，タイマ特性の進角範囲の拡大とタイマ能力
を表す制御力に優れた，燃ネ４噴射時朋調整装置を提供
することができる。

また．そのため．本発明の調整装置は排気Ｎ○χ対策に
有効な高圧化燃料噴射ポンプ用として優れた性能を発揮
する。それ故．内燃機関の始動時の白煙防止（第４実施
例時），内ＰＡ機関の高速作動時における大幅な進角特
性から馬力アンプを発揮させることができる。

（実施例） 第１実施例 本発明の実施例にかかる燃料噴射時期調整装置につき，
第１図〜第４図を用いて説明する。

本例装置は１第１図〜第３図に示すごとく．内側に円盤
状のカム用プレー１−１５０を有する断面コ状のドライ
ビングフランジ１５と．該ドライビングフランジ１５内
に設けたウェイト５．５と．上記ドライビングフランジ
１５の開口部（第ｌ図の右側）を覆うように設けたサイ
ド力バー１とを有する。また，上記カム用プレート１５
０に隣接した駆動側カバー７と，該駆動側カバー７の軸
中心に回動可能に嵌合したフランジ６２と．該フランジ
６２の軸心に結合したカム軸６５とよりなる。

該カム軸６５は燃料噴射ポンプ（図示略）に接続されて
いる。

また１上記サイド力バー１と駆動側カバー７とは．第１
図に示すごとく．ドライビングフランジ１５によって一
体回転可能に結合する。

そして，第１図，第３図に示すごとく，上記ドライビン
グフランジ１５のカム用プレート１５０には偏心させた
大カム３を回動可能に嵌合し．更に該大カム３には偏心
させた小カム４を回動可能に嵌合する。また，ウェイト
５にウェイトビン５１を連結し，ウェイトピンと大カム
３の偏心軸孔とを回動可能に嵌合し，フランジ６２との
間にフランジピン６１を連結し１７ランジビンと小カム
４の偏心軸孔とを回動可能に嵌合する．上記駆動側カバ
ー７の外周には，内燃機関の回転をエンジン用アイドラ
ギャー（図示略）を介して１伝達するためのギヤ−７２
を設ける。またサイドカバー１はボルト１２により，駆
動側カバー７はボルト７Ｉにより．それぞれドライビン
グフランジ１５に固定する。また．駆動側カバー７には
，オイルシール７４を介して，フランジ６２を回動可能
に嵌合する． また１　フランジ６２の回動中心には．ナント６０によ
り．カム軸６５の端部を螺着結合する。

また，上記ウェイト５は．第１図に示すごとく前記従来
技術に示したと同様に，凹所５０内においてシートガイ
ド５５にて保持する。該シートガイド５５に挿入した上
下のシー｝５７．５８の間には，ウェイト５の遠心力に
対向するタイマバネ５６１，５６２を配置する。シ一ト
５７の上端は止め輪５５１によりシートガイド５５に係
止されている。また，上記シートガイド５５等は，上記
ウェイト５．５に，それぞれ２ケ所づつ設ける（第２図
）。

また，第｛図，第３図に示すごとく，ドライビングフラ
ンジ１５のカム用プレート１５０には円穴１５１を設け
，該円穴１５１には回動可能に大カム３を嵌合する。大
カム３の偏心軸孔３０１とウェイト５との間には，ウェ
イトピン５１を摺動可能に嵌合する。また５大カム３に
設けた円穴３１には．小カム４を回動可能に嵌合する．
小カム４の偏心軸孔４０１とフランジ６２との間にはフ
ランジピン６ｌを摺動可能に嵌合する。

また，サイドカバー１を嵌合させるドライビングフラン
ジ１５のインロー１５６の内径Ｄ２（第１図）．駆動側
カバー７を嵌合させるドライビングフランジ１５のイン
ロー１５５の内径Ｄ３（第Ｘ図，第３図）との関係は，
Ｄ２≦０３である。

また，第３図に示す大カム間の長径Ｄ１と上記Ｄ３の差
の半分，即ち間隔Ｌは０．３〜０．５ｍｍである。また
．ウェイトのシートガイド５５．５５の間には間隔Ｌが
ある。

次に．作用効果につき説明する。

まず，内燃機関からの回転力は，エンジン用インドラギ
ャー（図示略）を介してギヤ−７２に伝達される．これ
により，駆動側カバー７，ドライビングフランジ１５，
カム用プレート１５０，サイドカバー１が回転する．そ
して．内燃機関の回転数上昇．即ちドライビングフラン
ジ１５の回転数上昇に伴って，ウェイト５は遠心力によ
り，タイマバネ５６１，５６２の付勢力に抗して半径方
向へ移動する。

そのため，ウェイトビン５１は．大カム３を第３図の矢
印方向へ回動させる．これに伴い，小カム４も矢印方向
に回動ずる．そして．小カム４はフランジピン６１を介
してフランジ６２を回動ずこのとき１前記サイド力バー
１と被駆動側のフランジ６２との間において回転方向に
位相差（Δθ）を生ずる。しかしながら．フランジ６２
と燃料噴射ポンプのカム軸６５とはナノト６０により固
定されているので１該カム軸は進角することとなる。

一方．内燃機関の回転数が低下すると．ウェイト５の遠
心力が小さくなり．これに対抗するタイマバネ５６１，
５６２のセント荷重により，大カム３．小カム４に上記
と反対方向の回動を生ずる．それ故，カム軸６５の進角
が小さくなる．しかして．本例調整装置においては．サ
イドカバー１とドライビングフランジ１５によって囲ま
れる空間に，ウェイト５．５を配置している．そして．
ウェイト５，５の中心付近には，前記従来技術で示した
ハブ（第９図．第ｌＯ図の符号９０）が存在していない
。そのため，ハブが存在していたスペース部分だけ．ウ
ェイトの重さ（形状）を大きく取ることができる． それ故，調整装置の能力を表す，タイマ制御力の大きな
要因であるウェイトの遠心力を大きく取ることができる
。したがって．タイマ制御力に優れた調整装置とするこ
とができる。

また，従来はハブの存在のために，大カム３の大きさ，
配設位置に制約があったが．木例調整装置においてはか
かる制約がない。そのため，大カムの設計自由度が拡大
し，タイマ特性である進角特性を従来に比して大きくす
ることができる。したがって，本発明によれば．第４図
に示すごとく内燃機関の回転数Ｎに対して進角θを，従
来に比して大きくとることができる。

例えば．調整装置の外径（ドライビングフランジ１５の
外径）が１６５論の場合には．従来の調整装置に比して
約２倍の進角を得ることができる。

つまり，大カム１小カムの径の大きさの自由度が本実施
例では４割以上とることができるため．両カムの支点間
の大きさもこれに比例して大きくとることができる。そ
れ故，ウェイトストローク（Ｓｔ）に対する進角（θ）
を大きくすることができる（第８図参照）． 第２実施例 木例は．第５図に示すごとく，第１実施例の調整装置に
おいて，内燃機関の回転を伝達する手段を，ギヤ−７２
に代えてラミネート付カシプリング１１５に代えたもの
である．該カップリングｌ１５は１サイドカバー１のネ
ジ穴１０２に，ボルト１１６により固定する。

上記ラミ不一１付カップリング１１５は，薄い鋼板を重
ね合わせて構威したもので，内燃機関側の駆動軸と燃料
噴射ポンプ側のカム軸との間に芯ずれが生したとき．動
力を伝えながらこの芯ずれの調整を行うことができる。

また．燃料噴射ボンブの高圧化に伴い駆動トルクの変動
が激しいとき．この力ノブリング１１５によって，ｙ４
整装置への変動トルクを吸収させることができる。その
ため．噴射時期のバラッキも少なくなり，内燃機関の特
性も安定化する効果がある． また，第１実施例と同様の作用４効果が得られ第３実施
例 本例は，第６図に示すごとく，第１実施例の調整装置に
おいて．前記ギヤ−７２に代えて．サイド力バー１に爪
１１．１１を設けたものである。

この爪．１１．１１は，オールダムカノブリング（図示
略）を介して，内燃機関の回転伝達部（図示略）と連結
する。

本例においても．第１実施例と同様の効果を得ることが
できる． 第４実施例 本例は，第１実施例において，小カム４のフランジピン
６１のセット位置を変えたものである。

即ち，前記第３図において，第１実施例では同図のごと
くフランジピン６１が大カムのウェイトピン５１に近い
側に位置している。しかし，本例では．フランジピン６
１の位置を，ウェイトビン５１から遠い側．つまり第３
図において外側に設ける。

かかる構威によれば．第７図に示すごとく，始動時進角
（ＲＥＴＡＲＤ）のタイマ特性を出すこともできる。そ
して．前記従来技術におけるハブに相当するところが無
いため，前記第１実施例で述べたごとく５従来に比して
．始動特進角及び通常特進角を大きくとることができる
． また，第１実施例と同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は第１実施例の燃料噴射時期調整装置を
示し３第ｌ図は第３図のＹ−Ｙ線矢視断面図，第２図は
第１図のＡ−Ａ線矢視断面図．第３図は第１図のＢ−Ｂ
線矢視断面図．第４図は内燃機関回転数とカム軸の進角
との関係を示す綿図第５図は第２実施例の．第６図は第
３実施例の各調整装置の一部切欠側面図．第７図は第４
実施例における内燃機関回転数とカム軸の進角との関係
を示す線図．第８図は本発明の効果を説明する線図，第
９図及び第１０図は従来の燃料噴射時期調整装置を示し
，第９図はその断面図．第ＩＯ図は第９図のＣ−Ｃ線矢
視断面図である． １．．．サイドカバー １５．．．　　ドライビングフランジ．１５０．．．　
　カム用プレート ３、．．大カム． ４。．．小カム ５．．．ウェイト ５１．．．　　ウェイトビン， ５５．．．　　シートガイド ６１．．．　フランジピン ６２・・・フランジ ６５．．．　　カム軸 ７・・・駆動側カバー 出 代 願人 日　　木 理人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内燃機関の回転に連動させてウェイトを拡開させ、それ
   に伴って偏心させた大カム及び小カムを回動させ、その
   回動を燃料噴射ポンプのカム軸に伝えて、内燃機関の回
   転数に応じて燃料噴射ポンプの燃料噴射時期を調整する
   偏心カム式の燃料噴射時期調整装置において、 該調整装置は、内側に円盤状のカム用プレートを有する
   断面コ状のドライビングフランジと、該ドライビングフ
   ランジ内に設けたウェイトと、上記ドライビングフラン
   ジの開口部を覆うように設けたサイドカバーと、上記カ
   ム用プレートの近傍に設けた駆動側カバーと、該駆動側
   カバーの軸中心に回動可能に嵌合したフランジと、該フ
   ランジに結合した前記カム軸とを有すると共に、 上記サイドカバーと駆動側カバーとはドライビングフラ
   ンジによって一体回転可能に結合し、また上記ドライビ
   ングフランジのカム用プレートには偏心させた大カムを
   回動可能に嵌合し、更に該大カムには偏心させた小カム
   を回動可能に嵌合し、大カムの偏心軸孔にはウェイトと
   の間にウェイトピンを連結し、また、小カムの偏心軸孔
   にはフランジとの間にフランジピンを連結したことを特
   徴とする燃料噴射時期調整装置。