JPH06159180A - 分配型燃料噴射ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 分配ロータの摩耗・焼付けを防止でき、しか
もスピル性能が良好な分配型燃料噴射ポンプの提供。 【構成】 ディーゼルエンジンの回転に伴い、燃料タン
ク１７から燃料が逆止弁２３を経由してベーンフィード
ポンプ１９によりフィードギャラリ５１に供給される。
この燃料は、分配ロータ３７内のプランジャ３９の吸入
行程によりプランジャ室４１に導入され、続いて、プラ
ンジャ３９の分配行程により分配ロータ３７の分配通路
５２を経由して、分配ヘッド４７に設けた分配通路５２
に導入されて、ノズルから噴射される。一方、噴射量制
御弁５９が開弁してスピル通路５７を連通させたとき、
プランジャ室４１内の高圧燃料が溢流してカム室２７に
導入されることによりその圧力が低下して低圧燃料とな
る。この低圧燃料は、その後燃料再利用通路６３を経て
ベーンフィードポンプ１９に再び導入される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、分配型燃料噴射ポンプ
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、分配型燃料噴射ポンプとしては、
例えば特開平３−５０３７４号公報に示されるように、
溢流調量型式のインナカム式分配型燃料噴射ポンプが知
られていた（図３参照）。この分配型燃料噴射ポンプに
よると、燃料タンク１０１からフィードポンプ１０２を
介してフィードギャラリ１０３に供給された高圧燃料
は、プランジャ１０４がインナカムリング１０５内のカ
ム山に追従して往復動することにより、分配ロータ１０
７に設けた吸入通路１０９からプランジャ室１１１に吸
入され、次いで圧縮されて分配通路１１３から各気筒へ
燃料が圧送分配される。そして、電磁弁１１５により分
配行程中スピル通路１１７とフィードギャラリ１０３の
連通・遮断を行って燃料を溢流調量し、噴射量制御を行
っている。

【０００３】この溢流調量型式では、所定の噴射特性を
得るために、プランジャ室１１１が燃料により常に充填
されている必要がある。ここで、燃料は、デリバリバル
ブ１２１を介してノズルから各気筒に分配される噴射燃
料と、スピルポート１１９及びスピル通路１１７から溢
流する噴射以外の燃料とに大別することができる。この
うち、噴射以外の燃料は経済的観点から有効に再利用さ
れなければならない。このため、上記の分配型燃料噴射
ポンプでは、スピル通路１１７をフィードギャラリ１０
３に連通し、噴射以外の燃料を再びプランジャ室１１１
に吸入させることにより、再利用する構造を有してい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
分配型燃料噴射ポンプによると、スピル通路１１７を経
由した燃料は、高圧（〜８０ＭＰａ）の溢流としてフィ
ードギャラリ１０３に流入すると共にフィードポンプ１
０２に逆流する。そして、分配ロータ１０７先端に装着
されたフィードポンプ１０２内に逆流した高圧燃料によ
る荷重が、分配ロータ１０７先端に偏荷重として働き、
局部的に過大な荷重を加えることになる。

【０００５】同様に、フィードギャラリ１０３に流入し
た高圧燃料による荷重が、フィードギャラリ１０３と連
通している吸入通路１０９を通して分配ロータ１０７に
過大な荷重を加えることになる。その結果、シリンダ１
２３と分配ロータ１０７間のクリアランス（通常、数μ
ｍ）が局部的に減少し、シリンダ１２３と分配ロータ１
０７との摩擦力が増大して摩耗あるいは焼付けを生じる
虞がある。また、数ＭＰａのフィードポンプ吐出圧に保
たれたフィードギャラリ１０３に、スピル通路１１７か
ら噴射以外の燃料が溢流するため、スピル通路１１７内
の燃料とフィードギャラリ１０３内の燃料との圧力差が
減少し、スピル性能を悪化させるという問題があった。

【０００６】更に、上記の課題を解決すると同時に、ス
ピル通路１１７から溢流した噴射以外の燃料を、複雑な
配管を必要とせず有効に再利用することが望まれてい
た。そこで、以上の課題を解消するため、第一発明は、
分配ロータの摩耗・焼付けを防止し、しかもスピル性能
が悪化することのない分配型燃料噴射ポンプの提供を目
的とする。また、第二発明は、第一発明の目的に加え
て、溢流した噴射以外の燃料を有効に再利用する分配型
燃料噴射ポンプの提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、第一発明の分配型燃料噴射ポンプは、フィードポン
プが燃料タンク内の低圧燃料を上流側より吸入し高圧化
して下流側へ排出した燃料を、プランジャがカム山を設
けたカム面に追従して往復動することにより、プランジ
ャ室に吸入・圧縮し分配ロータから内燃機関の各気筒へ
圧送分配した後、該プランジャ室の高圧燃料をスピル通
路より開放する分配型燃料噴射ポンプにおいて、前記ス
ピル通路は、前記フィードポンプの上流側へ連通されて
いることを要旨とする。

【０００８】第二発明の分配型燃料噴射ポンプは、第一
発明の分配型燃料噴射ポンプに対して、更に、前記フィ
ードポンプの吸入口と前記燃料タンクとを連通する燃料
通路にて、前記フィードポンプの吸入口付近に前記燃料
タンクへの燃料の戻りを防止する逆止弁を備え、前記ス
ピル通路は、前記燃料通路にて前記逆止弁が設置された
位置よりも前記フィードポンプの吸入口側に連通されて
いることを要旨とする。

【０００９】

【作用】上記の構成を有する第一発明の分配型燃料噴射
ポンプは、まずフィードポンプが外部に備えた燃料タン
ク内の低圧燃料を上流側の吸入口より吸入し、高圧化し
て吐出口より吐出する。次いで、プランジャがカム山を
設けたカム面に追従して往復動することにより、この高
圧燃料がプランジャ室に吸入され、更に圧縮により高圧
化（〜８０ＭＰａ）されて分配ロータから各気筒へ圧送
分配される。その後、プランジャ室の噴射以外の高圧燃
料は、スピル通路から溢流して、フィードポンプの上流
側、即ち低圧燃料が存在する位置へ移送される。このた
め、スピル通路から溢流した高圧燃料は、分配ロータに
対してその回転軸と直交する方向から加圧することはな
く、また、ポンプ上流側にて低圧燃料と接触することに
より低圧化される。

【００１０】一方、第二発明の分配型燃料噴射ポンプで
は、上記第一発明の作用に加え、スピル通路から溢流し
た噴射以外の燃料は、燃料タンクに戻ることなく、引続
きフィードポンプの吸入口から吸入され、プランジャ室
に供給される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を溢流調量型式のインナカム式
分配型燃料噴射ポンプ（以下、「噴射ポンプ」という）
１０として具体化した一実施例を図面に基づいて説明す
る。本実施例は、図１に示すように、主としてドライブ
シャフト１１、ベーンフィードポンプ１９、インナカム
リング２９及び分配ロータ３７から構成されている。

【００１２】図１に示すように、ドライブシャフト１１
は、ポンプハウジング１３に挿通され、内燃機関として
のディーゼルエンジン（図示せず）の回転に同期して軸
受１５により回転可能に支持されている。分配ロータ３
７の略先端部には、ベーンフィードポンプ１９（図１で
は９０゜展開で表示）が設けられている。このベーンフ
ィードポンプ１９は、吸入口１９ａ、吐出口１９ｃを備
えている。燃料タンク１７から延びた燃料通路２１は、
ポンプ１０内にて途中から二叉路２１ａを形成し吸入口
１９ａに連通している。そして、この燃料通路２１に
は、ポンプ１０内において二叉路２１ａ地点より燃料タ
ンク１７側にて、燃料が燃料タンク１７に戻ることを防
止するための逆止弁２３が設置されている。この逆止弁
２３は、ベーンフィードポンプ吸入口側の圧力が設定圧
より低い場合に開弁し、設定圧より高いときに閉弁す
る。また、ベーンフィードポンプ１９の吐出口１９ｃは
燃料供給通路２５を介して、後述するフィードギャラリ
５１に通じている。そして、ベーンフィードポンプ１９
のロータ１９ｅがドライブシャフト１１の回転に同期し
て回転すると、噴射ポンプ１０外部に備えた燃料タンク
１７内の低圧燃料が吸入口１９ａから吸い上げられ、吐
出口１９ｃから加圧した燃料として吐出され、フィード
ギャラリ５１に供給される。

【００１３】また、図１に示すように、ドライブシャフ
ト１１の先端は、ポンプハウジング１３の基端部に設け
られたカム室２７に達し、このカム室２７内にて後述す
る分配ロータ３７の左端部と係合することにより分配ロ
ータ３７と一体化して回転可能な構造を有している。こ
のため、分配ロータ３７もまた、ディーゼルエンジンの
回転に同期して回転する。

【００１４】カム室２７内には、インナカムリング２９
がその外面をカム室２７内面に摺動可能に接触するよう
に設置されている。図２は図１のＡ−Ａ断面を示す。図
２において、分配ロータ３７には互いに直交する一対の
円筒孔３７ａが形成され、各円筒孔３７ａ内にはそれぞ
れ一対のプランジャ３９が油密状態で摺動可能に収納さ
れており、各プランジャ３９によりプランジャ室４１が
形成されている。前記各プランジャ３９の外側端部には
シュー４３が配設され、このシュー４３にはローラ４５
が回転自在に保持されている。ローラ４５の外面は、イ
ンナカムリング２９の内周に設けられ複数のカム山を有
するカム面２９ａと接触している。そして、分配ロータ
３７の回転に基づいてローラ４５がインナカムリング２
９内周のカム面２９ａに摺動することによりローラ４５
はカム面２９ａに沿ってインナカムリング２９の半径方
向に往復動し、この往復動がシュー４３を介して前記プ
ランジャ３９に伝達される。この往復動のうち、プラン
ジャ３９が分配ロータ３７の半径方向外側に移動する行
程が吸入行程であり、半径方向内側に移動する行程が圧
送、分配行程となる。

【００１５】また、図１において分配ロータ３７の右端
部は、分配ヘッド４７においてドライブシャフト１１と
対向する位置に設置されたシリンダ４９内に回転可能に
支持されている。このシリンダ４９と分配ロータ３７と
のクリアランスは４〜５μｍに調整されている。一方、
分配ヘッド４７には、シリンダ４９を取り囲むように環
状のフィードギャラリ５１が設けられている。シリンダ
４９には、このフィードギャラリ５１に連通する複数の
吸入通路４９ａ、エンジンの各気筒に燃料を供給するた
めの複数の分配通路４９ｂ及び複数のスピル通路４９ｃ
が形成されている。各分配通路４９ｃは分配ヘッド４７
に設けた分配通路５２を介してエンジンの各気筒に燃料
を供給するためのデリバリバルブ５３を介して、各ノズ
ル５５に連通している。一方、分配ロータ３７の右端部
には、プランジャ室４１に連通する吸入ポート３７ｂ、
分配ポート３７ｃ及びスピルポート３７ｄが形成されて
おり、分配ロータ３７の回転に基づきそれぞれシリンダ
４９に設けられた各吸入通路４９ａ、各分配通路４９ｂ
及び各スピル通路４９ｃに連通するようになっている。

【００１６】シリンダ４９に設けたスピル通路４９ｃ
は、分配ヘッド４７に設けたスピル通路５７に通じてい
る。このスピル通路５７は、途中に噴射量制御弁５９及
び差圧弁６１が設けられ、これらを介してカム室２７に
連通されている。また、カム室２７にはベーンフィード
ポンプ１９の上流側に通じる燃料再利用通路６３が設け
られている。噴射量制御弁５９は、噴射ポンプ１０の外
部に設けたアクセルセンサ６５及びエンジン回転数セン
サ６７の入力信号等に基づいてＥＣＵ６９により制御さ
れ、分配行程時においてスピル通路５７の連通、遮断を
行って加圧された燃料を溢流させ、噴射量を制御するよ
うになっている。差圧弁６１は、、燃料を噴射量制御弁
５９からカム室２７方向へのみ移送するための逆止弁で
あり、一定の噴射特性を得るために設置されている。ま
た、カム室２７はスピル通路５７に比べて十分大きい容
積を有している。また、燃料再利用通路６３は、逆止弁
２３と燃料通路２１に設けた二叉路２１ａとの間に連通
されている。

【００１７】尚、ベーンフィードポンプ１９の吐出側と
吸入側とは圧力調整弁７１を介して接続され、吐出圧力
が調節されるようになっている。以上のように構成され
た本実施例の噴射ポンプ１０の作用について、以下に説
明する。

【００１８】ディーゼルエンジンの回転に伴い、ドライ
ブシャフト１１が回転すると共にベーンフィードポンプ
１９が駆動して、燃料タンク１７から低圧燃料が燃料通
路２１に導入され逆止弁２３を経由してベーンフィード
ポンプ１９の吸入口１９ａに吸入され、高圧化されて吐
出口１９ｃから吐出される。吐出後の高圧燃料は、燃料
供給通路２５に導入され、フィードギャラリ５１に供給
される。フィードギャラリ５１内の燃料は、分配ロータ
３７内のプランジャ３９の吸入行程により、シリンダ４
９に設けた吸入通路４９ａ及び分配ロータ３７に設けた
吸入ポート３７ｂを経由してプランジャ室４１に導入さ
れる。続いて、プランジャ３９の分配行程により、プラ
ンジャ室４１内の高圧燃料は更に高圧化され、分配ロー
タ３７に設けた分配ポート３７ｃ及びシリンダ４９に設
けた分配通路５２を経由して、分配ヘッド４７に設けた
分配通路５２に導入され、デリバリバルブ５３を経てノ
ズルから噴射される。

【００１９】一方、ＥＣＵ６９が噴射量制御弁５９を開
弁してスピル通路５７を連通させると、プランジャ室４
１内の高圧燃料（〜８０ＭＰａ）が溢流し、これにより
ノズル５５からの燃料噴射が停止する。溢流した高圧燃
料は、差圧弁６１を経由してカム室２７に導入される。
このとき、カム室２７の容積はスピル通路５７に比べて
十分大きいこと、及びカム室２７内は低圧燃料で充填さ
れていること等の理由により、高圧燃料はカム室２７に
到達すると膨張効果、低圧燃料との接触等によりその圧
力が低下して低圧燃料となる。この低圧燃料は、その後
燃料再利用通路６３を経て燃料通路２１に導入される。
このとき、燃料再利用通路６３は、燃料通路２１におけ
る逆止弁２３と二叉路２１ａとの間に連通しているた
め、噴射ポンプ１０の外部に設けた燃料タンク１７には
返送されず、直ちにベーンフィードポンプ１９の吸入口
１９ａへと吸入される。

【００２０】以上詳述した本実施例は、以下に掲げる効
果を有する。 (1) スピル通路４９ｃから溢流した高圧燃料は、スピル
通路５７に比べて容量の大きなカム室２７に到達して膨
張すること、及びカム室２７に充填された低圧燃料と接
触することにより、低圧化される。即ち、カム室２７内
の燃料とスピル通路４９ｃ内の燃料との圧力差を十分大
きく保持することができるため、スピル性能が悪化する
ことはない。 (2) スピル通路４９ｃから溢流した高圧燃料は、分配ロ
ータ３７又はドライブシャフト１１の軸に対して直角方
向には圧力をかけないため、シリンダ４９と分配ロータ
３７とのクリアランスに影響を及ぼすことはない。その
結果、分配ロータ３７の摩耗・焼付けが起こる虞はな
い。 (3) スピル通路４９ｃから溢流した高圧燃料がカム室２
７に到達すると、その勢力によりインナカムリング２９
をスラスト方向に移動させるが、プランジャ３９はイン
ナカムリング２９の内側に設けたカム面２９ａを摺動し
て半径方向に往復動するため、プランジャ３９の往復動
は影響を受けない。即ち、噴射ポンプ１０の性能に影響
を及ぼすことはない。 (4) スピル通路４９ｃを経由した噴射以外の燃料は、燃
料タンク１７に戻ることなく再びベーンフィードポンプ
１９に吸入されて利用される。このため、燃料タンク１
７に戻す場合と比べ、配管が容易であり燃料漏れの虞が
軽減される。

【００２１】以上、本実施例について説明したが、本発
明はこの実施例に限定されるものではなく、本発明の趣
旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施すること
ができることはいうまでもない。例えば、本実施例で
は、インナカム式分配型燃料噴射ポンプを例に挙げた
が、その他にフェイスカム式分配型燃料噴射ポンプに本
発明を採用してもよい。また、本実施例ではスピル通路
４９ｃから溢流した高圧燃料を一旦カム室２７に導入し
て低圧化を図ったが、カム室２７を経由させず、燃料通
路２１において逆止弁２３と二叉路２１ａとの間（即
ち、ベーンフィードポンプ１９の上流側）に導入しても
よい。この場合は、燃料通路２１に存在する低圧燃料と
の接触により低圧化されるため、スピル性能が悪化する
ことはない。

【００２２】

【発明の効果】以上詳述したように、第一発明の分配型
燃料噴射ポンプによれば、分配ロータの摩耗・焼付けを
防止することが可能となり、しかもスピル性能を悪化す
ることもなくなった。一方、第二発明の分配型燃料噴射
ポンプは、第一発明の効果に加えて、スピル通路から溢
流した噴射以外の燃料を有効に再利用することが可能と
なった。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施例の溢流調量型式のインナカム式分配
型燃料噴射ポンプの断面図である。

【図２】 図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】 従来の溢流調量型式のインナカム式分配型燃
料噴射ポンプの断面図である。

【符号の説明】

１０・・・噴射ポンプ、 １１・・・
ドライブシャフト、１３・・・ポンプハウジング、
１７・・・燃料タンク、１９・・・ベーンフィ
ードポンプ、 ２３・・・逆止弁、２５・・・燃
料供給通路、 ２７・・・カム室、２９
・・・インナカムリング、 ２９ａ・・・カ
ム面、３７・・・分配ロータ、 ３９
・・・プランジャ、４１・・・プランジャ室、
４７・・・分配ヘッド、４９・・・シリンダ、
４９ｃ・・・スピル通路、５１・
・・フィードギャラリ、 ５７・・・スピル
通路、５９・・・噴射量制御弁、 ６３
・・・燃料再利用通路、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フィードポンプが燃料タンク内の低圧燃
   料を上流側より吸入し高圧化して下流側へ排出した燃料
   を、プランジャがカム山を設けたカム面に追従して往復
   動することにより、プランジャ室に吸入・圧縮し分配ロ
   ータから内燃機関の各気筒へ圧送分配した後、該プラン
   ジャ室の高圧燃料をスピル通路より開放する分配型燃料
   噴射ポンプにおいて、 前記スピル通路は、前記フィードポンプの上流側へ連通
   されていることを特徴とする分配型燃料噴射ポンプ。
2. 【請求項２】 前記フィードポンプの吸入口と前記燃料
   タンクとを連通する燃料通路にて、前記フィードポンプ
   の吸入口付近に前記燃料タンクへの燃料の戻りを防止す
   る逆止弁を備え、 前記スピル通路は、前記燃料通路にて前記逆止弁が設置
   された位置よりも前記フィードポンプの吸入口側に連通
   されていることを特徴とする請求項１記載の分配型燃料
   噴射ポンプ。