JPH07332189A - 燃料噴射ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 噴射ポンプ内の燃料の温度上昇を効率的に抑
制する燃料噴射ポンプを提供する。 【構成】 オーバーフローバルブ６０は、駆動軸１の軸
に対して例えば３０°の角度でスピル弁３０の近傍に配
設され、第１バルブボディ６１の内側には圧縮コイルス
プリング６４が収容されている。この圧縮コイルスプリ
ング６４の付勢力によってオーバーフローバルブ６０の
開弁圧が決定されており吸入ギャラリ１４の圧力設定値
より僅かに低い圧力値に設定されている。スピル弁３０
の開弁によって高温高圧になった溢流燃料はその多くが
オーバーフローバルブ６０から排出され図示しない燃料
タンクに戻されることから、高温の溢流燃料がスピル弁
後流室５７から溢流通路５８を経由して吸入ギャラリ１
４に混入することを抑制している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関用の燃料噴射
ポンプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電磁弁溢流調量方式を用いた分配
型燃料噴射ポンプでは、吸入ギャラリに戻された溢流燃
料を再び吸入燃料として高圧ポンプ室で加圧した後、各
分配通路、デリバリバルブ等を介してエンジンの各気筒
に噴射する構成になっている。ところが、最近では噴射
圧の高圧化に伴い溢流後の溢流燃料の温度が上昇する傾
向にあり、また分配ロータの高速回転化、多気筒化によ
って単位時間当たりに対するスピル弁から排出される溢
流燃料による熱量は増加する傾向にある。このため分配
型燃料噴射ポンプを構成するボディ等の部材の温度およ
び分配型燃料噴射ポンプ内の燃料の温度はともに上昇
し、その結果、高温になった燃料を用いることに伴う噴
射圧の低下、タイマ部のタイマ特性の劣化、分配ロー
タ、シリンダ等の摺動部材の焼付きなど多くの問題が生
ずる。

【０００３】そこで、特開平２−１６９８５８号公報に
開示されているように、オーバーフローバルブから排出
し燃料タンクに戻す溢流燃料の排出量を増加させること
により、分配型燃料噴射ポンプ内の燃料温度の上昇を抑
制するものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この特
開平２−１６９８５８号公報に開示されるものは、燃料
タンクに戻す溢流燃料の排出量が増加することから、分
配型燃料噴射ポンプ内の燃料の減少量が増加し、この増
加した減少量を補うため燃料タンクから燃料を汲上げる
フィードポンプの供給能力の向上が必要になり例えばフ
ィードポンプの大容量化が必要になるという問題があ
る。また、逆止弁等を用いることから燃料システム配管
が複雑になるという問題がある。

【０００５】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、噴射ポンプ内の燃料の温度上昇を効
率的に抑制する燃料噴射ポンプを提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の請求項１記載の燃料噴射ポンプは、内燃機関
と同期して回転する駆動軸と、燃料タンクから燃料を吸
い上げる燃料ポンプと、前記燃料ポンプによって吸い上
げられた燃料が充填される吸入ギャラリと、前記吸入ギ
ャラリに充填された燃料を燃料吸入通路を介して吸入可
能な加圧室と、前記駆動軸により往復駆動され、前記加
圧室内の燃料を加圧するプランジャと、前記加圧室と前
記吸入ギャラリとを連通可能な燃料還流通路と、前記燃
料還流通路を開閉可能に設けられ、燃料噴射時に前記加
圧室の燃料を溢流し、この溢流燃料を前記吸入ギャラリ
に還流する溢流弁と、前記溢流弁の近傍に前記溢流弁よ
りも燃料下流側の前記燃料還流通路に連通し、前記燃料
還流通路の燃料を前記燃料タンクに排出可能な燃料排出
通路と、前記燃料還流通路を開閉可能なオーバーフロー
バルブとを備えることを特徴とする。

【０００７】また、本発明の請求項２記載の燃料噴射ポ
ンプは、請求項１記載の燃料噴射ポンプにおいて、前記
オーバーフローバルブは、前記駆動軸の軸に対して３０
°の角度をもって取付けられることを特徴とする。ま
た、本発明の請求項３記載の燃料噴射ポンプは、請求項
１または２記載の燃料噴射ポンプにおいて、前記オーバ
ーフローバルブは、筒状の第１のバルブボディと、前記
第１のバルブボディの内壁により形成され前記燃料排出
通路の一部を形成する燃料通路と、前記燃料通路を形成
する前記第１のバルブボディの内壁に設けられる第１の
オリフィスと、前記燃料排出通路を開閉可能な弁体と、
前記第１のバルブボディの内壁に前記第１のオリフィス
より燃料下流側に設けられるとともに前記弁体よりも燃
料上流側に設けられ、前記弁体が着座可能な弁座と、前
記吸入ギャラリ内の燃料圧力より小さい付勢力により前
記弁座に向けて前記弁体を付勢する付勢手段と、前記第
１のバルブボディの外周壁を覆う第２のバルブボディ
と、前記第１のバルブボディの外周壁と前記第２のバル
ブボディとにより区画形成される排出ギャラリと、前記
弁座より燃料下流側に前記第１のバルブボディを径方向
に貫通するように形成され、前記燃料排出通路と前記排
出ギャラリとを連通する少なくとも１つ以上の第２のオ
リフィスとを備えたことを特徴とする。

【０００８】また、本発明の請求項４記載の燃料噴射ポ
ンプは、請求項１または２記載の燃料噴射ポンプにおい
て、前記オーバーフローバルブは、筒状の第１のバルブ
ボディと、前記第１のバルブボディの内壁により形成さ
れ前記燃料還流通路と連通する燃料排出通路と、前記燃
料排出通路を開閉可能な弁体と、前記燃料排出通路を形
成する前記第１のバルブボディの内壁に前記弁体よりも
燃料上流側に設けられ、前記弁体が着座可能な弁座と、
前記吸入ギャラリ内の燃料圧力より大きい付勢力により
前記弁体を前記弁座に向けて付勢する付勢手段と、前記
第１のバルブボディの外周壁を覆う第２のバルブボディ
と、前記第１のバルブボディの外周壁と前記第２のバル
ブボディとにより区画形成される排出ギャラリと、前記
弁座より燃料下流側に前記第１のバルブボディを径方向
に貫通するように形成され、前記燃料排出通路と前記排
出ギャラリとを連通する少なくとも１つ以上のオリフィ
スとを備えたことを特徴とする。

【０００９】また、本発明の請求項５記載の燃料噴射ポ
ンプは、請求項１、２、３または４記載の燃料噴射ポン
プにおいて、前記燃料排出通路は、前記溢流弁から溢流
する燃料流れ方向に形成されることを特徴とする。

【００１０】

【作用および発明の効果】本発明の請求項１記載の燃料
噴射ポンプによると、燃料噴射時、溢流弁が開弁するこ
とにより加圧室で加圧された燃料が溢流弁から溢流し、
燃料還流通路を急激に流れることから発生する熱エネル
ギにより溢流燃料が加熱して温度が上昇する場合、溢流
弁近傍の燃料還流通路に配設されるオーバーフローバル
ブにより、加熱した溢流燃料を燃料タンクに排出するの
で、加熱した溢流燃料が吸入ギャラリ内の燃料に混入す
ることを抑制する効果がある。

【００１１】本発明の請求項２記載の燃料噴射ポンプに
よると、オーバーフローバルブは、駆動軸の軸に対して
３０°の角度をもって取付けられていることから、オー
バーフローバルブと燃料タンクとを接続する配管が付設
し易い効果がある。本発明の請求項３記載の燃料噴射ポ
ンプによると、オーバーフローバルブ内の弁体を弁座に
向けて付勢する付勢手段の付勢力を吸入ギャラリ内の燃
料圧力より小さくしたことにより、溢流弁の開閉にかか
わらずオーバーフローバルブから微量の燃料を溢流させ
燃料の温度上昇を抑制し、特に溢流弁の開弁時にはオー
バーフローバルブから加熱した溢流燃料を溢流させ加熱
した溢流燃料が吸入ギャラリ内の燃料に混入することを
抑制し、負荷の高低に関係なく燃料噴射ポンプの温度上
昇を効率良く抑制する効果がある。

【００１２】本発明の請求項４記載の燃料噴射ポンプに
よると、オーバーフローバルブ内の弁体を弁座に向けて
付勢する付勢手段の付勢力を吸入ギャラリ内の燃料圧力
より大きくしたことにより、溢流弁の開弁時にはオーバ
ーフローバルブから加熱した溢流燃料を選択的に溢流さ
せ、加熱した溢流燃料が吸入ギャラリ内の燃料に混入す
ることを抑制し、高負荷時の燃料噴射ポンプの温度上昇
を効率良く抑制する効果がある。

【００１３】本発明の請求項５記載の燃料噴射ポンプに
よると、オーバーフローバルブと溢流弁とを溢流弁から
溢流する燃料流れ方向に形成される燃料排出通路によっ
て接続することから、加熱された溢流燃料が溢流弁から
オーバーフローバルブへスムーズに流入することがで
き、効率良くオーバーフローバルブから燃料タンクに排
出できる効果がある。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 （第１実施例）本発明の第１実施例による分配型燃料噴
射ポンプを図１〜図３に示す。図２に示すように、噴射
ポンプ１０は、インナーカム式分配型燃料噴射ポンプで
あり、駆動軸１側にベーン式フィードポンプ４が配設さ
れている電磁弁溢流調量方式のものである。

【００１５】図示しないエンジンにより駆動される噴射
ポンプ１０の駆動軸１はベアリング２を介してポンプハ
ウジング３に回転可能に支持されている。ベーン式フィ
ードポンプ４は駆動軸１と一体に回転し、図示しない燃
料タンクから燃料を吸入して加圧し、外部配管２００を
通して吸入ギャラリ１４に燃料を送出している。吸入ギ
ャラリ１４は、ポンプハウジング３に固定された分配ヘ
ッド５の内壁に環状に形成されている。ベーン式フィー
ドポンプ４の燃料吐出側と燃料吸入側とは、吐出圧力が
調節されるように図示しない圧力調整弁を介して接続さ
れ、吸入ギャラリ１４内の圧力が調整されている。

【００１６】分配ヘッド５の内壁にシリンダ６が固定さ
れ、このシリンダ６の内壁に分配ロータ１３が回転可能
に支持されている。分配ロータ１３は駆動軸１と軸方向
に連結され、駆動軸１と一体に回転する。シリンダ６に
は吸入ギャラリー１４に連通する複数の吸入通路１５、
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１６および複数のスピル通路１７が形成されており、
各分配通路１６は分配ヘッド５に設けた分配通路１８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１９に連通されている。

【００１７】分配ロータ１３には互いに直交する一対の
摺動孔１３ａが形成され、各摺動孔１３ａを形成する分
配ロータ１３の内壁にそれぞれ一対のプランジャ２０が
油密状態で摺動可能に支持されており、各プランジャ２
０の内端面と各摺動孔１３ａを形成する内壁により燃料
加圧室としてのプランジャ室２１が画成されている。各
プランジャ２０の外側端部にはシュー２２が配設され、
各シュー２２にローラ２３が回転自在に保持されてい
る。ローラ２３の外側には内周面に複数のカム山を有す
るカム面の形成されたインナーカムリング２４が配置さ
れており、分配ロータ１３の回転に基づいてローラ２３
がインナーカムリング２４内周面のカム面に摺動するこ
とにより、ローラ２３はカム面に沿ってインナーカムリ
ング２４の半径方向に往復動し、この往復動がシュー２
２を介して前記プランジャ２０に伝達される。そしてプ
ランジャ２０が分配ロータ１３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
が分配行程となる。

【００１８】また、分配ロータ１３にはプランジャ室２
１に連通する吸入ポート２５、分配ポート２６およびス
ピルポート２７が形成されており、分配ロータ１３の回
転に基づきそれぞれ各吸入通路１５、各分配通路１６お
よび各スピル通路１７に連通するようになっている。ス
ピル弁３０はスピル通路１７の先端に配設され、バルブ
ボディ５１と弁体５３と弁体５３を閉方向に付勢する圧
縮コイルスプリング５２と励磁コイル等から構成される
励磁部５４とからなる。スピル弁３０は、燃料の分配行
程時においてスピル通路１７と吸入ギャラリ１４との連
通または遮断を行な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。励磁部５４に励磁電
流が供給されると弁体５３が圧縮コイルスプリング５２
の付勢力に抗して図１で上方にもち上がり弁を開く。弁
を開いたときの燃料の経路は、スピル通路１７、環状ギ
ャラリ５６、スピル弁流路５６ａ、スピル弁後流室５
７、溢流通路５８、吸入ギャラリ１４である。このた
め、スピル弁３０を経て溢流した燃料は、溢流通路５８
を経て吸入ギャラリ１４に再吸入可能になっている。ス
ピル弁流路５６ａとスピル弁後流室５７とは図示しない
通路を介して連通し、またスピル弁後流室５７は漏斗状
の通路５９を介してオーバーフローバルブ６０内の第１
通路６７に接続されている。

【００１９】オーバーフローバルブ６０はその詳細な断
面図が図１に示されている。図１に示すように、オーバ
ーフローバルブ６０は、駆動軸１の軸に対して例えば３
０°の角度でスピル弁３０の近傍に配設されている。こ
のオーバーフローバルブ６０は、第１バルブボディ６１
と第２バルブボディと筒部６３と圧縮コイルスプリング
６４と弁体６５とバルブキャップ６６とからなる。第２
バルブボディ６２は、第１バルブボディ６１の中央部付
近の外周壁を包み、この第２バルブボディ６２の下方の
位置する第１バルブボディ６１の外周壁は、筒部６３に
よって包まれている。第１バルブボディ６１の内側に
は、圧縮コイルスプリング６４が収容され、またこの圧
縮コイルスプリング６４の一方の端部により付勢される
弁体６５が第１バルブボディ６１に収容されている。こ
の圧縮コイルスプリング６４の付勢力によってオーバー
フローバルブ６０の開弁圧が決定され、吸入ギャラリ１
４の圧力設定値より僅かに低い圧力値に設定されてい
る。例えば吸入ギャラリ１４の圧力設定値が１．０ＭPa
〜１．５ＭPaの場合、オーバーフローバルブ６０の開弁
圧は０．４ＭPa〜０．８ＭPaが良好である。第１バルブ
ボディ６１の先端部には圧縮コイルスプリング６４の他
方の端部が当接するバルブキャップ６６が取付られ、第
１バルブボディ６１の先端部を閉じている。第１バルブ
ボディ６１の内側には、直径１．０ｍｍ〜２．０ｍｍの
第１オリフィス６９が形成され、この第１オリフィス６
９により連通する第１通路６７と第２通路６８とが形成
されている。この第１オリフィス６９の直径により第１
通路６７から第２通路６８に流れる溢流燃料の流量が制
御されている。またこの第２通路６８には弁体６５が着
座可能な弁座６５ａが形成され、この弁座６５ａの上方
の第２通路６８には第２バルブボディ６２の内側に形成
される排出ギャラリ６２ａに連通する直径０．５ｍｍ〜
１．５ｍｍの第２オリフィス６０ａが形成されている。
この第２オリフィス６０ａの直径によりオーバーフロー
バルブ６０から排出される溢流燃料の排出量が制御され
ている。第２バルブボディ６２には図示しない通路が形
成され、図示しない燃料タンクに接続される図示しない
外部配管と排出ギャラリ６２ａとが連通している。

【００２０】アキュムレータ７０はプランジャ室２１が
画成されない側の分配ロータ１３の端部に配設され、ハ
ウジング８０とストッパ８１と圧縮コイルスプリング８
２とピストン８３とシリンダ８４とアキュムレータキャ
ップ８５とからなる。ストッパ８１は、ハウジング８０
の内側に固定され、ハウジング８０の内側に収容される
シリンダ８４に精密嵌合するピストン８３は、圧縮コイ
ルスプリング８２により付勢されている。このピストン
８３の端面側には、アキュムレータキャップ８５が設け
られている。

【００２１】可変容積室８７はピストン８３とシリンダ
８４とアキュムレータキャップ８５とから画成されてい
る。図１で示すもっとも左側にある状態では可変容積室
８７の容積は最小である。この状態から可変容積室８７
の圧力が上昇し、一定圧力以上になったときピストン８
３が圧縮コイルスプリング８２の付勢力に抗して図１で
次第に右方向に移動する。ピストン８３がストッパ８１
に当接する位置にあるとき可変容積室８７の容積は最大
になる。

【００２２】ハウジング８０の外周にはＯリング９０が
設けられ、分配ヘッド５の内壁に気密に固定されてい
る。ハウジング８０の内壁で形成されるスプリング収容
室８６は連通路９７を介して環状のギャラリ９２に連通
し、このギャラリ９２を経由して低圧側通路９３よりポ
ンプ室９４に連通している。以下、図１〜図３に基づい
て第１実施例の燃料噴射終了から次の燃料噴射終了まで
の燃料噴射工程の１サイクルについて説明する。

【００２３】(1) 駆動軸１の回転に伴い分配ロータ１３
が回転し、インナーカムリング２４のカム山とローラ２
３とが係合すると、各プランジャ２０が分配ロータ１３
の半径方向内側に移動することによりプランジャ室２１
の容積が減少するのでプランジャ室２１の圧力が増大す
る。ここで、吸入ポート２５と吸入通路１５とが遮断さ
れ、またスピル弁３０が閉弁する一方、分配ロータ１３
の分配ポート２６がいずれかの分配通路１６に連通する
とともに、プランジャ室２１で加圧された燃料が一定圧
以上になると、分配ポート２６、分配通路１６、分配通
路１８を経てデリバリバルブ１９からエンジンの各気筒
に高圧燃料が供給される。このとき、吸入ポート１５と
吸入通路２５とは遮断されているため、ベーン式フィー
ドポンプ４により加圧された燃料が外部配管２００を通
して吸入ギャラリ１４に送出されるとともに、燃料噴射
終了時、スピル弁３０の開弁によりスピル弁３０から溢
流通路５８を介して吸入ギャラリ１４に燃料が還流され
るため、吸入ギャラリ１４の圧力は急激に増加しようと
する。この燃料噴射終了時、スピル弁３０の開弁前後に
行われるオーバーフローバルブ６０からの溢流燃料の排
出について、図１および図３に基づいて説明する。

【００２４】図３は燃料噴射圧に対するオーバーフロー
バルブ６０からの溢流燃料排出タイミングを示したもの
で、斜線を付した部分の面積がオーバーフローバルブか
ら排出される燃料量を表している。オーバーフローバル
ブ６０の開弁圧が吸入ギャラリ１４の圧力設定値より僅
かに低い圧力値に設定されていることから、図３に示す
ａからｃまでの燃料噴射圧が増減する期間に関係なく、
この前後においてもベーン式フィードポンプ４の加圧力
によりオーバーフローバルブ６０から微量の燃料が排出
されている。このときの燃料の排出量は、オーバーフロ
ーバルブ６０の第１オリフィス６９および第２オリフィ
ス６０ａのそれぞれの直径によって制御されている。

【００２５】図３に示すａからｂの期間、燃料で満たさ
れたプランジャ室２１が加圧されることにより燃料噴射
圧が増加するためスピル弁３０の閉弁によりスピルポー
ト２７、スピル通路１７、環状ギャラリ５６に充満して
いる溢流燃料は燃料噴射圧を受け、ｂに達した直後のス
ピル弁３０の開弁によって溢流燃料はスピル弁流路５６
ａ、スピル弁後流室５７、溢流通路５８を経て吸入ギャ
ラリ１４に急激に流込む。この急激な溢流燃料の流れに
よって圧力エネルギが熱エネルギに変化し、この熱エネ
ルギにより溢流燃料は加熱され高温になる。

【００２６】図３に示すｂからｃの期間、この高温高圧
になった溢流燃料はその多くがオーバーフローバルブ６
０から排出され図示しない燃料タンクに戻されることか
ら、高温の溢流燃料がスピル弁後流室５７から溢流通路
５８を経由して吸入ギャラリ１４に混入することを抑制
している。また溢流通路５８の直径が小さいほど溢流通
路５８の通過抵抗が増加するため、溢流通路５８の直径
によっても高温の溢流燃料の吸入ギャラリ１４への混入
量を制御している。

【００２７】このように、オーバーフローバルブ６０か
ら排出される溢流燃料の排出量は、溢流通路５８の直
径、第１オリフィス６９の直径、第２オリフィス６０ａ
の直径、オーバーフローバルブ６０の開弁圧、ベーン式
フィードポンプ４の加圧力および燃料噴射圧の最大値に
よって決定されている。例えば溢流通路５８の直径を６
ｍｍ、第１オリフィス６９の直径を１．０ｍｍ、第２オ
リフィス６０ａの直径を０．８５ｍｍ、オーバーフロー
バルブ６０の開弁圧を０．６ＭPa、ベーン式フィードポ
ンプ４の加圧力を１．３ＭPa、燃料噴射圧の最大値を４
ＭPaにそれぞれ設定した場合、ベーン式フィードポンプ
４により汲上げられた６０００cc程度の燃料から９００
〜１５００cc/minの高温の溢流燃料が排出され図示しな
い燃料タンクに戻される。

【００２８】(2) インナーカムリング２４のカム山とロ
ーラ２３とが係合していない状態では、各プランジャ２
０が分配ロータ１３の半径方向外側に移動することによ
りプランジャ室２１の容積が増大するのでプランジャ室
２１の圧力が低下する。分配ロータ１３の吸入ポート２
５がいずれかの吸入通路１５に連通すると、次噴射に備
えて吸入ギャラリ１４に充填されていた燃料がプランジ
ャ室２１内に吸入される。このプランジャ室２１内に吸
入された燃料には、前記高温の溢流燃料の混合が抑制さ
れている。このため、高温の燃料がプランジャ２０、分
配ロータ１３、シリンダ６等の加熱を抑えることがで
き、実験によると噴射ポンプ１０のボディの温度上昇を
１０℃〜１５℃程度抑制することを確認している。

【００２９】第１実施例によると、オーバーフローバル
ブ６０の開弁圧を吸入ギャラリ１４内の圧力設定値より
僅かに低い圧力値に設定したことにより、スピル弁３０
の開閉にかかわらずオーバーフローバルブ６０から微量
の燃料を溢流させ燃料の温度上昇を抑制し、特にスピル
弁３０の開弁時にはオーバーフローバルブ６０から加熱
した溢流燃料を溢流させ加熱した溢流燃料が吸入ギャラ
リ１４内の燃料に混入することを抑制し、負荷状態の高
低に関係なく分配型燃料噴射ポンプの温度上昇を効率良
く抑制する効果がある。

【００３０】また、第１実施例によると、スピル弁３０
の開弁により加熱された溢流燃料を噴射ポンプ１０外の
燃料タンクに排出することから、次噴射に備えて吸入ギ
ャラリ１４に充填した燃料に高温の溢流燃料が混入する
ことを抑制でき、燃料温度の上昇を抑える効果がある。
したがって、分配ロータ１３とシリンダ６との摺動クリ
アランスからの燃料漏れを抑制し、噴射圧の低下を抑え
る効果があり、またタイマボディとタイマプランジャと
のクリアランスからの燃料漏れを抑制しタイマ特性の劣
化を抑える効果がある。

【００３１】また、第１実施例によると、オーバーフロ
ーバルブ６０からの溢流燃料の排出量を抑えることか
ら、次噴射に備え不足量を補うための図示しない燃料タ
ンクからベーン式フィードポンプ４により吸入し加圧す
る燃料量を減少させることができ、ベーン式フィードポ
ンプ４の負荷を軽減する効果がある。さらに、第１実施
例によると、オーバーフローバルブ６０は、駆動軸１の
軸に対して３０°の角度をもって取付けられていること
から、オーバーフローバルブ６０と図示しない燃料タン
クとを接続する図示しない外部配管が付設し易い効果が
ある。

【００３２】なお、第１実施例では、オーバーフローバ
ルブ６０の第１バルブボディ６１の内側に直径１．０ｍ
ｍの第１オリフィス６９を１箇所設けたが、本発明で
は、これに限られることはなく例えば直径１．５ｍｍの
オリフィスを２箇所等、オリフィスの直径および個数は
溢流燃料の流入量等に適した組合せにしても良い。ま
た、第１実施例では、オーバーフローバルブ６０の第１
バルブボディ６１に直径０．８５ｍｍの第２オリフィス
６０ａを１箇所設けたが、本発明では、これに限られる
ことはなく例えば直径０．５ｍｍのオリフィスを２箇所
等、オリフィスの直径および個数は溢流燃料の排出量等
に適した組合せにしても良い。

【００３３】また、第１実施例では、オーバーフローバ
ルブ６０の取付け角度を駆動軸１の軸に対して３０°に
設定したが、本発明では、これに限られることはなく限
られたスペースに適合するように例えば駆動軸に対して
４５°にしても良い。 （第２実施例）本発明の第２実施例を図４および図５に
示す。第１実施例と実質的に同一の構成部分には同一符
号を付す。

【００３４】図４および図５に示す第２実施例は、オー
バーフローバルブ１００を通路１０２内にオリフィスを
有しないリリーフバルブ構造にするとともに、このオー
バーフローバルブ１００の開弁圧を吸入ギャラリ１４の
平均圧力付近より僅かに高く設定することにより、高温
の溢流燃料を選択的に燃料タンクへ排出する例である。

【００３５】図４に示すように、オーバーフローバルブ
１００は駆動軸１の軸に対して例えば３０°の角度でス
ピル弁３０の近傍に配設されている。このオーバーフロ
ーバルブ１００は、第１バルブボディ１０１と第２バル
ブボディと筒部６３と圧縮コイルスプリング６４と弁体
６５とバルブキャップ６６とからなる。第２バルブボデ
ィ６２は、第１バルブボディ１０１の中央部付近の外周
壁を包み、この第２バルブボディ６２の下方の位置する
第１バルブボディ１０１の外周壁を筒部６３が包む。第
１バルブボディ１０１の内側には、圧縮コイルスプリン
グ６４が収容され、またこの圧縮コイルスプリング６４
の一方の端部により付勢される弁体６５が第１バルブボ
ディ１０１に収容されている。この圧縮コイルスプリン
グ６４の付勢力によってオーバーフローバルブ１００の
開弁圧が決定され、吸入ギャラリ１４の平均圧力付近よ
り僅かに高い圧力値に設定されている。例えば吸入ギャ
ラリ１４の圧力設定値が１．０ＭPaの場合、オーバーフ
ローバルブ６０の開弁圧は１．１ＭPa〜１．２ＭPaが良
好である。第１バルブボディ１０１の先端部には圧縮コ
イルスプリング６４の他方の端部が当接するバルブキャ
ップ６６が取付られ、第１バルブボディ１０１の先端部
を閉じている。第１バルブボディの内側には直径４．０
ｍｍの通路１０２が形成され、リリーフバルブ構造にな
っている。またこの通路１０２には、弁体６５が着座可
能な弁座６５ａが形成され、この弁座６５ａの上方の通
路１０２には、第２バルブボディ６２の内側に形成され
る排出ギャラリ６２ａに連通する直径２．０ｍｍのオリ
フィス６０ａが２箇所形成されている。第２バルブボデ
ィ６２には図示しない通路が形成され、図示しない燃料
タンクに接続される図示しない外部配管と排出ギャラリ
６２ａとが連通している。

【００３６】オーバーフローバルブ１００は第１実施例
のオーバーフローバルブ６０と異なり、内側の通路に燃
料の流量を制御するオリフィスを有しないことおよびオ
リフィス６０ａの直径が大きいため燃料の流量の抑制に
効果が少ないことから、オーバーフローバルブ１００の
開弁圧を越える圧力の燃料が流入した場合、そのほとん
どがオーバーフローバルブ１００から排出されることに
なる。そこで、オーバーフローバルブ１００の開弁圧を
吸入ギャラリ１４の平均圧力付近より僅かに高く設定す
ることにより、第１実施例のように燃料が常時排出され
るのを防ぎ、高温の溢流燃料を選択的に燃料タンクに排
出しようとするものである。

【００３７】図５は燃料噴射圧に対するオーバーフロー
バルブ１００からの溢流燃料排出タイミングを示したも
ので、斜線を付した部分の面積がオーバーフローバルブ
から排出される溢流燃料量を表している。オーバーフロ
ーバルブ１００の開弁圧が吸入ギャラリ１４の平均圧力
付近より僅かに高い圧力値に設定されていることから、
図５に示すｅからｆまでの期間以外は燃料が排出されて
いない。

【００３８】図５に示すｄからｅの期間、燃料噴射圧が
増加することからスピル弁３０の閉弁によりスピルポー
ト２７、スピル通路１７、環状ギャラリ５６に充満して
いる溢流燃料は燃料噴射圧を受け、ｅに達した直後のス
ピル弁３０の開弁によって溢流燃料はスピル弁流路５６
ａ、スピル弁後流室５７、溢流通路５８を経て吸入ギャ
ラリ１４に急激に流込む。この急激な溢流燃料の流れに
よって圧力エネルギが熱エネルギに変化し、この熱エネ
ルギにより溢流燃料は加熱され高温になる。

【００３９】図５に示すｅからｆの期間、斜線を付した
部分の面積が示すように、この高温高圧になった溢流燃
料はそのほとんどがオーバーフローバルブ１００から排
出され、図示しない燃料タンクに戻されることから、高
温の溢流燃料がスピル弁後流室５７から溢流通路５８を
経由して吸入ギャラリ１４に混入することを抑制してい
る。また溢流通路５８の直径が小さいほど溢流通路５８
の通過抵抗が増加するため、高温の溢流燃料の吸入ギャ
ラリ１４への混入抑制に溢流通路５８の直径も関与して
いる。

【００４０】このように、オーバーフローバルブ１００
から排出される溢流燃料の排出量は、溢流通路５８の直
径、通路１０２の直径、オリフィス６０ａの直径、オー
バーフローバルブ１００の開弁圧、ベーン式フィードポ
ンプ４の加圧力および燃料噴射圧の最大値によって決定
されている。第２実施例によると、燃料噴射圧が高い場
合において、スピル弁３０の開弁により加熱された溢流
燃料を噴射ポンプ１０外の燃料タンクへ選択的に排出す
ることから、高負荷状態で連続運転する内燃機関に効果
的に作用し噴射ポンプ１０の温度上昇を効率良く抑制す
る効果がある。

【００４１】また、第２実施例によると、第１実施例と
同様、スピル弁３０の開弁により加熱された溢流燃料を
噴射ポンプ１０外の燃料タンクへ選択的に排出すること
から、次噴射に備えて吸入ギャラリ１４に充填した燃料
に高温の溢流燃料が混入することを抑制でき、燃料温度
の上昇を抑える効果がある。したがって、分配ロータ１
３とシリンダ６との摺動クリアランスからの燃料漏れを
抑制し、噴射圧の低下を抑える効果があり、またタイマ
ボディとタイマプランジャとのクリアランスからの燃料
漏れを抑制しタイマ特性の劣化を抑える効果がある。

【００４２】また、第２実施例によると、第１実施例と
比較してオーバーフローバルブ１００からの溢流燃料の
排出量を極力抑えることから、次噴射に備え不足量を補
うための図示しない燃料タンクからベーン式フィードポ
ンプ４により吸入し加圧する燃料量を減少させることが
でき、ベーン式フィードポンプ４の負荷を軽減する効果
がある。

【００４３】さらに、第２実施例によると、第１実施例
と同様、オーバーフローバルブ１００は、駆動軸１の軸
に対して３０°の角度をもって取付けられていることか
ら、オーバーフローバルブ１００と図示しない燃料タン
クとを接続する図示しない外部配管が付設し易い効果が
ある。なお、第２実施例では、オーバーフローバルブ１
００に直径２．０ｍｍのオリフィス６０ａを２箇所設け
たが、本発明では、これに限られることはなく例えば直
径１．０ｍｍのオリフィスを４箇所等、オリフィスの直
径および個数は溢流燃料の排出量等に適した組合せにし
ても良い。

【００４４】また、第２実施例では、オーバーフローバ
ルブ６０の取付け角度を駆動軸１の軸に対して３０°に
設定したが、本発明では、これに限られることはなく限
られたスペースに適合するように例えば駆動軸に対して
４５°にしても良い。 （第３実施例）本発明の第３実施例を図６に示す。第１
実施例と実質的に同一の構成部分には同一符号を付す。

【００４５】図６に示す第３実施例は、スピル弁１１０
に設けられたスピル弁流路５６ａとスピル弁後流室５７
とが通路５７ａを介して連通し、このスピル弁後流室５
７から溢流する燃料流れ方向に沿って形成された通路５
７ａの軸方向に位置するスピル弁後流室５７の直後にオ
ーバーフローバルブ６０を取付けた例である。図６に示
すように、スピル弁１１０はスピル通路１７の先端に配
設され、バルブボディ５１と弁体５３と弁体５３を閉方
向に付勢する圧縮コイルスプリング５２と励磁コイル等
からなる励磁部５４とからなる。スピル弁１１０は、燃
料の分配行程時においてスピル通路１７と吸入ギャラリ
１４との連通または遮断を行な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。励磁部５
４に励磁電流が供給されると弁体５３が圧縮コイルスプ
リング５２の付勢力に抗して図６で上方にもち上がり弁
を開く。弁を開いたときの燃料の経路は、スピル通路１
７、環状ギャラリ５６、スピル弁流路５６ａ、スピル弁
後流室５７、溢流通路５８、吸入ギャラリ１４である。
このため、スピル弁１１０を経て溢流した燃料は、溢流
通路５８を経て吸入ギャラリ１４に再吸入可能になって
いる。スピル弁流路５６ａとスピル弁後流室５７とはス
ピル弁後流室５７から溢流する燃料流れ方向に沿って形
成された直径４．０ｍｍ〜５．０ｍｍの通路５７ａとを
介して連通し、またこの通路５７ａの軸方向に位置する
スピル弁後流室５７の直後の漏斗状の通路５９を介して
オーバーフローバルブ６０内の第１通路６７に接続され
るので、スピル弁流路５６ａと第１通路６７とは最短距
離で接続されることになる。

【００４６】スピル弁１１０にはスピル弁後流室５７か
らオーバーフローバルブ６０に流出する溢流燃料の流出
方向にオーバーフローバルブ６０に最短距離で接続され
ている通路５７ａが設けられていることから、溢流燃料
がオーバーフローバルブ６０にスムーズに流入する。ま
た、通路５７ａの直径によってオーバーフローバルブ６
０に流入する溢流燃料の流量を制御している。

【００４７】第３実施例によると、スピル弁３０の開弁
により加熱された溢流燃料をスピル弁後流室５７から溢
流する燃料流れ方向に沿って形成された通路５７ａを介
してオーバーフローバルブ６０に流入させることから、
オーバーフローバルブ６０にスムーズに流入させること
ができ、高温の溢流燃料を効率良く排出し噴射ポンプ１
０の温度上昇を抑制する効果がある。

【００４８】また、第３実施例によると、スピル弁流路
５６ａとオーバーフローバルブ６０とが最短距離で接続
された通路５７ａを介してスピル弁３０の開弁により加
熱された溢流燃料を噴射ポンプ１０外の燃料タンクに排
出することから、次噴射に備えて吸入ギャラリ１４に充
填した燃料に混入する高温の溢流燃料を最小限に抑制で
き、燃料温度の上昇を抑える効果がある。したがって、
分配ロータ１３とシリンダ６との摺動クリアランスから
の燃料漏れを抑制し、噴射圧の低下を抑える効果があ
り、またタイマボディとタイマプランジャとのクリアラ
ンスからの燃料漏れを抑制しタイマ特性の劣化を抑える
効果がある。

【００４９】また、第３実施例によると、第１実施例と
同様、オーバーフローバルブ６０からの溢流燃料の排出
量を抑えることから、次噴射に備え不足量を補うための
図示しない燃料タンクからベーン式フィードポンプ４に
より吸入し加圧する燃料量を減少させることができ、ベ
ーン式フィードポンプ４の負荷を軽減する効果がある。

【００５０】さらに、第３実施例によると、第１実施例
と同様、オーバーフローバルブ６０は、駆動軸１の軸に
対して３０°の角度をもって取付けられていることか
ら、オーバーフローバルブ６０と図示しない燃料タンク
とを接続する図示しない外部配管が付設し易い効果があ
る。なお、第３実施例では、スピル弁流路５６ａとオー
バーフローバルブ６０とを連通させる通路として最短距
離の通路５７ａを設けたが、本発明では、スピル弁流路
とオーバーフローバルブとを最短距離で連通する通路の
他に少なくとも１つ以上の迂回通路をスピル弁流路とオ
ーバーフローバルブとの間に設けても良い。

【００５１】また、第３実施例では、オーバーフローバ
ルブとして内側に流量制御用のオリフィス６９を有する
オーバーフローバルブ６０を用いたが、本発明では、こ
れに限られることはなく、例えば内側に流量制御用のオ
リフィスを有しないリリーフ構造のオーバーフローバル
ブを用いても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による分配型燃料噴射ポン
プの主要部分を示す縦断面図である。

【図２】本発明の第１実施例による分配型燃料噴射ポン
プを示す縦断面図である。

【図３】本発明の第１実施例による分配型燃料噴射ポン
プの燃料噴射圧に対するオーバーフローバルブからの溢
流燃料排出タイミングを示す図である。

【図４】本発明の第２実施例による分配型燃料噴射ポン
プの主要部分を示す縦断面図である。

【図５】本発明の第２実施例による分配型燃料噴射ポン
プの燃料噴射圧に対するオーバーフローバルブからの溢
流燃料排出タイミングを示す図である。

【図６】本発明の第３実施例による分配型燃料噴射ポン
プの主要部分を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 駆動軸 ４ ベーン式フィードポンプ （燃料ポンプ） １０ 噴射ポンプ （燃料噴射ポンプ） １３ 分配ロータ １４ 吸入ギャラリ １５ 吸入通路 １６ 分配通路 １７ スピル通路 （燃料還流通路） ２０ プランジャ ２１ プランジャ室 （加圧室） ２７ スピルポート （燃料還流通路） ３０、１１０ スピル弁 （溢流弁） ５６ 環状ギャラリ （燃料還流通路） ５６ａ スピル弁流路 （燃料還流通路） ５７ スピル弁後流室 （燃料還流通路） ５７ａ 通路 （燃料排出通路） ５８ 溢流通路 （燃料還流通路） ５９ 通路 （燃料排出通路） ６０、１００ オーバーフローバルブ ６０ａ 第２オリフィス （第２のオリフィ
ス） ６１、１０１ 第１バルブボディ（第１のバルブボデ
ィ） ６２ 第２バルブボディ （第２のバルブボデ
ィ） ６２ａ 排出ギャラリ ６３ 筒部 ６４ 圧縮コイルスプリング （付勢手段） ６５ 弁体 ６５ａ 弁座 ６６ バルブキャップ ６７ 第１通路 （燃料排出通路、燃
料通路） ６８ 第２通路 （燃料排出通路、燃
料通路） ６９ 第１オリフィス （第１のオリフィ
ス） ７０ アキュムレータ １０１ａ オリフィス

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関と同期して回転する駆動軸と、 燃料タンクから燃料を吸い上げる燃料ポンプと、 前記燃料ポンプによって吸い上げられた燃料が充填され
   る吸入ギャラリと、 前記吸入ギャラリに充填された燃料を燃料吸入通路を介
   して吸入可能な加圧室と、 前記駆動軸により往復駆動され、前記加圧室内の燃料を
   加圧するプランジャと、 前記加圧室と前記吸入ギャラリとを連通可能な燃料還流
   通路と、 前記燃料還流通路を開閉可能に設けられ、燃料噴射時に
   前記加圧室の燃料を溢流し、この溢流燃料を前記吸入ギ
   ャラリに還流する溢流弁と、 前記溢流弁の近傍に前記溢流弁よりも燃料下流側の前記
   燃料還流通路に連通し、前記燃料還流通路の燃料を前記
   燃料タンクに排出可能な燃料排出通路と、 前記燃料還流通路を開閉可能なオーバーフローバルブと
   を備えることを特徴とする燃料噴射ポンプ。
2. 【請求項２】 前記オーバーフローバルブは、前記駆動
   軸の軸に対して３０°の角度をもって取付けられること
   を特徴とする請求項１記載の燃料噴射ポンプ。
3. 【請求項３】 前記オーバーフローバルブは、筒状の第
   １のバルブボディと、 前記第１のバルブボディの内壁により形成され前記燃料
   排出通路の一部を形成する燃料通路と、 前記燃料通路を形成する前記第１のバルブボディの内壁
   に設けられる第１のオリフィスと、 前記燃料排出通路を開閉可能な弁体と、 前記第１のバルブボディの内壁に前記第１のオリフィス
   より燃料下流側に設けられるとともに前記弁体よりも燃
   料上流側に設けられ、前記弁体が着座可能な弁座と、 前記吸入ギャラリ内の燃料圧力より小さい付勢力により
   前記弁座に向けて前記弁体を付勢する付勢手段と、 前記第１のバルブボディの外周壁を覆う第２のバルブボ
   ディと、 前記第１のバルブボディの外周壁と前記第２のバルブボ
   ディとにより区画形成される排出ギャラリと、 前記弁座より燃料下流側に前記第１のバルブボディを径
   方向に貫通するように形成され、前記燃料排出通路と前
   記排出ギャラリとを連通する少なくとも１つ以上の第２
   のオリフィスとを備えたことを特徴とする請求項１また
   は２記載の燃料噴射ポンプ。
4. 【請求項４】 前記オーバーフローバルブは、筒状の第
   １のバルブボディと、 前記第１のバルブボディの内壁により形成され前記燃料
   還流通路と連通する燃料排出通路と、 前記燃料排出通路を開閉可能な弁体と、 前記燃料排出通路を形成する前記第１のバルブボディの
   内壁に前記弁体よりも燃料上流側に設けられ、前記弁体
   が着座可能な弁座と、 前記吸入ギャラリ内の燃料圧力より大きい付勢力により
   前記弁体を前記弁座に向けて付勢する付勢手段と、 前記第１のバルブボディの外周壁を覆う第２のバルブボ
   ディと、 前記第１のバルブボディの外周壁と前記第２のバルブボ
   ディとにより区画形成される排出ギャラリと、 前記弁座より燃料下流側に前記第１のバルブボディを径
   方向に貫通するように形成され、前記燃料排出通路と前
   記排出ギャラリとを連通する少なくとも１つ以上のオリ
   フィスとを備えたことを特徴とする請求項１または２記
   載の燃料噴射ポンプ。
5. 【請求項５】 前記燃料排出通路は、前記溢流弁から溢
   流する燃料流れ方向に形成されることを特徴とする請求
   項１、２、３または４記載の燃料噴射ポンプ。