JPS6233414B2

JPS6233414B2 -

Info

Publication number: JPS6233414B2
Application number: JP11247180A
Authority: JP
Inventors: Toshio Ichinose; Takao Imai
Original assignee: Diesel Kiki Co Ltd
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1980-08-15
Filing date: 1980-08-15
Publication date: 1987-07-21
Also published as: JPS5738626A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は機関の主軸と燃料噴射ポンプの主軸と
の間に回転結合され、機関の回転速度の変化に対
応してばねに対抗する遠心力により互いに拡開さ
れる１対の重錘の変位を利用して機関と燃料噴射
ポンプとの回転位相を制御するようにした内燃機
関の燃料噴射時期調整装置に関するものである。

［従来の技術］この種の噴射時期調整装置として特開昭54―
3617号公報に開示されるものは、機関回転速度の
上昇に対して噴射時期が単に進むだけである。

本発明者等は既に機関の回転速度の上昇変化に
対して低速域では噴射時期が遅れ、中速域ではあ
まり変化せず、高速域では進むようにするため、
機関の回転速度にほぼ比例して１対の重錘の間の
間隔が変化すると、前記重錘に偏心して係合する
第１の円板カムと、該第１の円板カムに偏心して
係合支持される第２の円板カムを介して、前記第
２の円板カムを支持しかつ機関と回転結合される
ケースと、前記第１、第２の円板カムを支持しか
つ燃料噴射ポンプに回転結合される出力軸との間
の回転位相が調整されるようにした燃料噴射時期
調整装置を出願している。

しかし、このような遅角・進角特性を有する燃
料噴射時期調整装置は、遅角から進角へ移る変曲
点で作動が不安定となることがある。即ち、従来
の１対の遠心重錘の間に拡開運動に抵抗するばね
を支持しただけの構成では、主としてトルク変動
などの外乱により、機関の低速域から高速域へ移
る過程で重錘の拡開運動が円滑に行われなくなる
ことがある。

［発明が解決しようとする問題点］本発明の目的は上述の問題を解決するために、
１対の重錘が互いに他を束縛することなく、自由
に運動し得るようにした内燃機関の燃料噴射時期
調整装置を提供することにある。

［問題を解決するための手段］上記目的を達成するために、本発明の構成は機
関に連結される回転体と、燃料噴射ポンプに連結
される回転体とを同一軸線上に配置し、一方の回
転体を固定したカム支持板の偏心位置に第１の円
板カムを回転可能に係合支持し、前記第１の円板
カムの偏心位置に遠心力により互いに拡開される
重錘を結合する一方、前記第１の円板カムの偏心
位置に第２の円板カムを回転可能に係合支持し、
該第２の円板カムの偏心位置に他方の回転体を結
合し、前記第１の円板カムの中心に関して前記他
方の回転体の結合点を前記回転体の回転方向の前
方側に配置した内燃機関の燃料噴射時期調整装置
において、互いに接近する前記重錘の両端部に、
互いに軸方向摺動可能に嵌合して結合した分割体
からなる軸を貫通支持し、該軸の両端側に係止し
たばね座と前記重錘との間に前記重錘の拡開運動
に抵抗するばねを介装するとともに、前記軸の両
端部に低摩擦材料からなりかつ前記ケースの内周
面に摺接する摺動体を支持したものである。

［作用］１対の重錘の両端部を互いに拡開可能に連結す
る軸を伸縮可能に結合された分割体から構成し、
これらの軸の両端側に係止したばね座と重錘との
間に重錘の拡開運動を抑えるばねを介装するとと
もに、軸の両端部にケースの内周面に摺動可能に
係合する低摩擦の摺動体を設けてあるので、各重
錘が他の重錘に拘束されることなく、遠心力によ
る自由な運動が可能となり、他の重錘の運動に好
ましくない影響を与えない。

［発明の実施例］本発明の構成を図面に基づいて説明すると、第
１図に示すように燃料噴射調整装置は機関の主軸
に回転結合される端板４ａを有するカツプ状のケ
ース４を備えており、この開口端部はシール部材
１９を介して蓋板３によつて閉鎖されている。ケ
ース４の中心には中空の出力軸１６が左端部を蓋
板３に回転可能に支持され、かつシール部材２に
よつて回転部分を密封されている。出力軸１６の
右端は端板４ａとの間をシール部材７によつて密
封されるとともに、右端側に端板４ａの内面及び
ケース４の内周面に摺接するカム支持板３０が固
定支持されている。カム支持板３０には１対の大
きな円孔３０ａが軸１６の中心Ｏ（第６図）に関
して対称に設けられており、該円孔３０ａに円板
カム５が回転可能に嵌合される。そして、円板カ
ム５の中心よりもケース４の中心側に偏心してピ
ン１３が支持され、ピン１３の先端側に重錘１４
が支持される。ピン１３は重錘１４または円板カ
ム５の一方に対して回転可能とされる。１対の重
錘１４は出力軸１６を取囲む半円弧状のものであ
り（第２図）、両端側を互いにばねによつて接近
するように連結されている。前記円板カム５の偏
心位置に円孔５ａが設けられ、これに第２の円板
カム１５が回転可能に嵌合される。そして、端板
４ａに固定したピン６の先端に前記円板カム１５
が偏心位置で回転可能に支持される。

出力軸１６の左端部にはテーパ穴が設けられ、
これにキー１７を介して燃料噴射ポンプの主軸１
が嵌合され、かつナツトによつて締結される。出
力軸１６の右端側にはねじ穴１８が設けられてお
り、端板４ａの開口８に緩く嵌合される図示して
ない閉鎖体が螺合されるようになつている。ま
た、端板４ａには密閉されたケース４の内部へ潤
滑剤を充填するための穴が設けられ、ねじ栓１０
によつて閉鎖されている。端板４ａの外面には１
対のピン穴が設けられ、これに機関の主軸の端部
フランジに設けた１対のピンが係合され、機関と
回転結合されるようになつている。

第２図に示すように、重錘１４の両端側に大き
な窪み２７が設けられ、この窪み２７の中心を貫
通する軸２４の両端側に止め輪２８をもつて係止
したばね座２１と前記窪み２７の内部に衝合した
ばね座２５との間にコイルばね２２が介装され、
また軸２４の段部１２に衝合するばね座３１と前
記ばね座２１との間にコイルばね２３が介装さ
れ、これらのばね２２，２３により１対の重錘の
両端側はスペーサ２６を介して互いに押付けられ
ている。

本発明によれば、１対の重錘が互いの運動を妨
げないように、軸２４は第３図に示すように中央
部分で互いに軸方向摺動可能に結合された分割体
として構成され、両端部はケース４の内周面に係
合支持される。このため、軸２４の一方の分割体
に軸穴３３が設けられる一方、他方の分割体に小
径軸部２４ａが形成され、前記軸穴３３に摺動可
能に嵌合される。また軸２４の両端には軸穴が設
けられ、これに低摩擦材料からなる摺動体３２の
小径軸部３２ａが嵌合固定される。摺動体３２の
先端は円弧状にカツトされ、ケース４の内周面に
ばね２２，２３の力により押付けられる。

第４，５図に示すように軸２４の平坦とされた
端部に軸３４をもつて１対のローラ３５を支持
し、該ローラ３５がケース４の内周面を転動する
ように、摺動体３２を構成してもよい。

前述したように出力軸１６と一体のカム支持板
３０はこのケース４の内径とほぼ同径となつてい
て、ケース４に対して回転差動し得るようになつ
ている。各重錘１４をピン１３をもつて支持する
円板カム５及び該円板カム５に係合支持される円
板カム１５は、それぞれ出力軸１６の中心に関し
て対称に配置される。そして、ケース４の矢印ｘ
方向の回転に対してこれらの円板カム５，１５は
第６図に示すように配置される。すなわち、出力
軸１６の中心Ｏと円板カム５の中心Ｃとを結ぶ線
に対して、重錘を支持するピン１３は回転方向ｘ
の後方側に、またケース４側に支持されるピン６
は回転方向ｘの前方側に配置され、かつピン６を
支持する円板カム１５の中心Ｂから偏心して回転
方向ｘの前方側、換言すれば円板カム５の中心Ｃ
に関して円板カム１５の中心Ｂよりも径外方に配
置される。

次に、本発明による燃料噴射時期調整装置の作
動について説明する。第２図においてケース４が
機関によつて矢印ｘ方向に回転されると、その回
転速度に比例する遠心力によつて１対の重錘１４
の間隔がばね２２，２３の力に抗して押し拡げら
れる。したがつて、各重錘１４の中央部分と係合
するピン１３の相互の間隔が拡げられ、円板カム
５を反時計方向に回転させる。この時、円板カム
１５が円孔５ａの内部で回転を生じ、ピン６の位
置が変化する。このようにして、遠心力による重
錘１４の相互の間隔の変化は、ピン１３とピン６
との出力軸１６を中心とする円周方向の相対位置
に変化をもたらし、このことはケース４と出力軸
１６との間に回転差動を生じさせ、燃料噴射ポン
プの噴射時期を進め、あるいは遅らせる。

この関係をさらに詳述すれば、第６図は機関の
アイドリング状態における円板カム５，１５及び
ピン１３，６の関係位置を示している。この状態
から機関の回転速度が増大すると、重錘１４の遠
心力によつてピン１３が出力軸１６の中心Ｏから
径外方に押される。しかし、ピン１３は円板カム
５に支持されているので、円板カム５にこの中心
Ｃの周りに矢印ｙ方向に角度βの回転をもたら
し、ピン１３の中心ＤはD₁の位置に移動する。
円板カム５の角度βの回転に伴つて円板カム１５
の中心ＢはB′へ移動する。そして、円板カム１５
の移動に対して、ピン６は端板４ａに固定されて
おり、出力軸の中心Ｏから一定の半径位置に留ま
るから、この時円板カム１５が中心Ｂの周りに矢
印Ｚ方向に回転し、ピン６の中心ＡはA₁へ移動
する。こうして、円板カム５の中心Ｃとピン６の
中心Ａとの中心Ｏに関する中心角αは角度θだけ
増加する。これはカム支持板３０を介して円板カ
ム５を支持する出力軸１６と、ピン６を支持する
端板４ａの回転差動をもたらし、噴射ポンプの噴
射時期を角度θ（４サイクル機関の場合２θ）だ
け遅らせる。

上述のようにして機関の回転速度がさらに増大
すると、第７図に示すように重錘に結合されたピ
ン１３の中心Ｄは円板カム５の中心Ｃの周りに
D₁，D₂，D₃と移動し、同じく円板カム１５の中
心Ｂは円板カム５の中心Ｃの周りにB₁，B₂，B₃
と移動する。そして、ケース４に結合されるピン
６の中心Ａは出力軸１６の中心Ｏの周りにA₁，
A₂，A₃と移動する。ここで明らかなように、円
板カム５の腕CB（円板カム５に対する円板カム
１５の偏心量）と円板カム１５の腕BA（円板カ
ム１５に対するピン６の偏心量）が一直線に並ん
だとき遅れの角度θが最大となり、それ以後重錘
の拡開運動に基づくピン１３の移動に対して腕
CBと腕BAが屈曲し、角度θが減少する。すなわ
ち、燃料噴射ポンプの噴射時期が進むことにな
る。

第８図に示すように機関の始動時ないしアイド
リングでは噴射時期θはばね２２の予荷重により
一定とされ、低速域N₁〜N₂ではばね２２を撓ま
せて重錘が拡開し、噴射時期を次第に遅らせ、中
速域N₂〜N₃ではばね座２５がばね座３１に衝合
し、ばね２３の予荷重により遅れた状態に保持さ
れ、高速域N₃〜N₄ではばね２３を撓ませて重錘
が拡開し、噴射時期を次第に進める。このように
噴射時期を制御することは機関の始動性を向上す
ることができると共に、低・中速域における排ガ
ス中のNOx、HC、COなどの有害成分を抑えるの
に役立つ。

ところで、重錘１４が互いに拡開される時、ト
ルク変動などの外乱により一方の重錘が急激に径
方向に振動することがある。このような運動に対
して従来の重錘間にばねを支持した構成の装置で
は、一方の重錘の径外方への運動がばねを介して
他方の重錘にこれを径内方へ引寄せようとする力
を及ぼす結果、特に第６図において腕CBと腕BA
がほぼ一直線状となつている回転速度N₂，N₃で
は、重錘１４の円滑な運動が妨げられ、膠着状態
に陥り、正常な噴射時期調整作用を果さなくなる
ことがある。

しかし、本発明によれば、軸２４が中心部分で
分割されていて、各重錘を縮閉方向へ付勢するば
ね２２，２３は実質的にそれぞれ一端をケース４
側へ支持されているから、１対の重錘が互いに独
立して運動することができ、他から干渉されな
い。従つて、何らかの事由によつて一方の重錘だ
けにこれを急激に径方向へ運動させる力が生じて
も、これによつて他方の重錘が無理な力を受ける
ことはないので、結局１対の重錘の平均的な運動
に対応して円板カムが円滑に作動し、安定した噴
射時期調整作用が得られ、またそれだけ遅角量を
拡大することができる。

［発明の効果］要するに、本発明は機関に連結される回転体
と、噴射ポンプに連結される回転体ととを同一軸
線上に配置し、一方の回転体に固定したカム支持
板の偏心位置に第１の円板カムを回転可能に係合
支持し、前記第１の円板カムの偏心位置に遠心力
により互いに拡開される重錘を結合する一方、前
記第１の円板カムの偏心位置に第２の円板カムを
回転可能に係合支持し、該第２の円板カムの偏心
位置に他方の回転体を結合し、前記第１の円板カ
ムの中心に関して前記他方の回転体の結合点を前
記第２の円板カムの中心よりも前記回転体の回転
方向の前方側に配置した内燃機関の燃料噴射時期
調整装置において、１対の重錘の拡開運動に抵抗
するばねを、各重錘と重錘を収容しているケース
内周面との間に各別に独立して介装支持したこと
が特徴であり、この構成によつて機関の回転速度
の変化に対して噴射時期が遅角状態から進角状態
に、あるいはこの逆の状態に変化する変曲点にお
ける装置の作動が円滑かつ安定となるという優れ
た効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る内燃機関の燃料噴射時期
調整装置の縦側面断面図、第２図は同正面断面
図、第３図は第２図の要部拡大図、第４図は本発
明の部分的変更実施例に係る正面図、第５図は同
平面断面図、第６図及び第７図は本発明装置の作
動を説明する線図、第８図は本発明装置の作動特
性を表わす線図である。３：蓋板、４：ケース、５，１５：円板カム、
６，１３：ピン、５ａ，３１ａ：円孔、１４：重
錘、１６：出力軸、２１，２５，３１：ばね座、
２２，２３：ばね、２４：軸、２８：止め輪、３
０：カム支持板、３２：摺動体。

Claims

【特許請求の範囲】

１機関に連結される回転体と、燃料噴射ポンプ
に連結される回転体とを同一軸線上に配置し、一
方の回転体に固定したカム支持板の偏心位置に第
１の円板カムを回転可能に係合支持し、前記第１
の円板カムの偏心位置に遠心力により互いに拡開
される重錘を結合する一方、前記第１の円板カム
の偏心位置に第２の円板カムを回転可能に係合支
持し、該第２の円板カムの偏心位置に他方の回転
体を結合し、前記第１の円板カムの中心に関して
前記他方の回転体の結合点を前記回転体の回転方
向の前方側に配置した内燃機関の燃料噴射時期調
整装置において、互いに接近する前記重錘の両端
部に、互いに軸方向摺動可能に嵌合して結合した
分割体からなる軸を貫通支持し、該軸の両端側に
係止したばね座と前記重錘との間に前記重錘の拡
開運動に抵抗するばねを介装するとともに、前記
軸の両端部に低摩擦材料からなりかつ前記ケース
の内周面に摺接する摺動体を支持したことを特徴
とする内燃機関の燃料噴射時期調整装置。