(57)【要約】【課題】サプライポンプの送油率を小さくして吐出圧力の圧力変動を抑えることによって、蓄圧室の圧力変動を小さくする。【解決手段】カム１１の回転によりプランジャ４を往復動させて、吸入行程と圧送行程とを交互に繰り返すことで、燃料の吸入と圧送とを行うサプライポンプ１において、前記カム１１のカムプロフィールを、圧送行程の期間が吸入行程の期間よりも長くなるように設定するとともに、該カムプロフィールの圧送行程に対応する部分を、略等速カムプロフィールに設定した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カムの回転によりプランジャを往復動させて、吸入行程と圧送行程とを交互に繰り返すことで、燃料の吸入と圧送とを行うサプライポンプにおいて、前記カムのカムプロフィールを、圧送行程の期間が吸入行程の期間よりも長くなるように設定するとともに、該カムプロフィールの圧送行程に対応する部分を、略等速カムプロフィールに設定したことを特徴とするサプライポンプ。
【請求項２】
前記プランジャを複数備え、各プランジャの圧送行程の期間の一時期が重なる場合、その重複期間での各プランジャの送油率を合わせたものが、各プランジャによる単独での最大送油率を超えないように、各プランジャに対応するカムを配置したことを特徴とする請求項１に記載のサプライポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カムの回転によりプランジャを往復動させて、吸入行程と圧送行程とを交互に繰り返すことで、燃料の吸入と圧送とを可能とするエンジンのサプライポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、カムの回転によりプランジャを上下方向に往復動させて、燃料の吸入行程と圧送行程とを交互に繰り返して、該プランジャの上方に設けた加圧室に燃料タンクの燃料を吸入し、その燃料をプランジャで圧縮して吐出し、蓄圧室へ圧送可能としたサプライポンプが公知となっている。このようなサプライポンプにおいて、カムのカムプロフィールは、特許文献１に示すように、吸入行程と圧送行程とで非対称となるように設定されることもあるが、一般的には、吸入行程と圧送行程とで対称となるように設定されていた。
【特許文献１】特開２００１−４１１２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、前述のような吸入行程と圧送行程とで対称または非対称なカムプロフィールを有するカムを用いたサプライポンプでは、吸入行程における上昇時のプランジャの速度、すなわちサプライポンプの送油率の変化量が大きくなって、送油率が高いときには吐出圧力による圧力脈動が十分に減衰することなく蓄圧室に伝達されていた。そのため、蓄圧室の圧力変動が大きくなり、これによって該蓄圧室に蓄えた燃料をインジェクタから微量噴射する際に、噴射が不安定となって、正確な量を噴射させることができない場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００５】
即ち、請求項１においては、カムの回転によりプランジャを往復動させて、吸入行程と圧送行程とを交互に繰り返すことで、燃料の吸入と圧送とを行うサプライポンプにおいて、前記カムのカムプロフィールを、圧送行程の期間が吸入行程の期間よりも長くなるように設定するとともに、該カムプロフィールの圧送行程に対応する部分を、略等速カムプロフィールに設定したものである。
【０００６】
請求項２においては、前記プランジャを複数備え、各プランジャの圧送行程の期間の一時期が重なる場合、その重複期間での各プランジャの送油率を合わせたものが、各プランジャによる単独での最大送油率を超えないように、各プランジャに対応するカムを配置したものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【０００８】
請求項１においては、前記サプライポンプの最大送油率を小さくし、平均送油率も小さくして、送油率の変化量を抑えることが可能となり、燃料を圧送する蓄圧室の圧力変動も小さくすることができる。よって、蓄圧室に蓄えた燃料をインジェクタから微量噴射する際でも、噴射を安定させて、正確な量を噴射させることができる。また、サプライポンプの最大送油率を抑えることができるため、カムの駆動トルクのピーク値を小さくできる。
【０００９】
請求項２においては、前記重複期間での最大送油率が、各プランジャの単独での最大送油率を超えることがなくなり、サプライポンプにおける吐出圧力の圧力変動を抑えて、蓄圧室の圧力変動を更に小さくすることができる
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、発明の実施の形態を説明する。
【００１１】
図１は本発明の一実施例に係るサプライポンプの正面断面図、図２はカムの正面図、図３はカム角度に対する送油率を示すグラフ、図４はプランジャを二つ備えた場合のカム角度に対する送油率を示すグラフであり、（ａ）はカム角度に対する一方のプランジャに係る送油率を示すグラフ、（ｂ）はカム角度に対する他方のプランジャに係る送油率を示すグラフ、（ｃ）はカム角度に対する両方のプランジャに係る送油率を合わせたものを示すグラフである。
【００１２】
まず、サプライポンプ１の全体構成について説明する。
【００１３】
図１に示すように、サプライポンプ１においては、ポンプハウジング２の上部にプランジャバレル３が挿嵌され、該プランジャバレル３内にプランジャ４が上下方向に往復動可能に設けられている。プランジャバレル３の下方にはスプリング受け５が配置され、該スプリング受け５にプランジャバレル３から突出するプランジャ４の下端部が係合されている。そして、プランジャバレル３の下端部とスプリング受け５との間にスプリング６がプランジャ４の軸心方向に伸縮するように介装されて、該スプリング６の付勢力によりプランジャ４が下方へ付勢されている。
【００１４】
前記プランジャバレル３の下方には、タペット７がプランジャ４と同一軸心上に配置されて、該プランジャ４の下方でポンプハウジング２に上下に往復動可能に設けられている。タペット７は、筒形状のタペットガイド７ａとタペットローラ７ｂとからなり、タペットガイド７ａ内の下部にタペットローラ７ｂを一部が下方へ突出するように回転自在に支持して構成されている。そして、タペットガイド７ａ内の上部に前記スプリング受け５が嵌設されて、タペット７がプランジャ４とともにスプリング６の付勢力により下方へ付勢されて、タペットローラ７ｂでその下方に配置されたカム軸１０上のカム１１と圧接可能とされている。
【００１５】
前記カム軸１０は、ポンプハウジング２の下部にプランジャ４の軸心方向と直交する方向に配置されて、回転自在に支持されている。カム軸１０のポンプハウジング２から突出する一端には駆動ギヤが固設され、該駆動ギヤやその他のギヤなどを介してカム軸１０とエンジンのクランク軸とが連動連結されて、該カム軸１０にクランク軸の動力が伝達可能とされている。そして、カム軸１０のタペット７と対向する位置（下方）に前記カム１１が備えられて、クランク軸からカム軸１０に動力が伝達されると、該カム軸１０と一体回転するように構成されている。
【００１６】
また、プランジャバレル３内の上部には、インレットバルブ仕組み１５、アウトレットバルブ仕組み１６、高圧管継手１７がプランジャ４側から上方に向かって順に設けられている。これらのインレットバルブ仕組み１５、アウトレットバルブ仕組み１６、高圧管継手１７は、プランジャ４と同一軸心上に配置され、プランジャ４とインレットバルブ仕組み１５との間に形成された加圧室３ａに燃料を吸入し、その燃料を圧縮した後にインレットバルブ仕組み１５とアウトレットバルブ仕組み１６とを介して高圧管継手１７から蓄圧室に圧送できるように構成されている。
【００１７】
こうして、カム軸１０の回転にともなってカム１１が回転することによって、プランジャ４がプランジャバレル３内を上下方向に往復動して、加圧室３ａへの燃料の吸入と、加圧室３ａからの燃料の圧送とが交互に行われるように構成されている。すなわち、プランジャ４がスプリング６の付勢力により付勢されて最上位置から下方へ移動を開始することで燃料の吸入行程となり、燃料タンクからフィードポンプにより燃料供給経路を通じて圧送される燃料が、加圧室３ｂ内に吸入されるようになっている。一方、プランジャ４がカム１１に押し上げられることによりスプリング６の付勢力に抗して最下位置から上方に移動を開始することで圧送行程となり、加圧室３ｂ内の燃料が、インレットバルブ仕組み１５、アウトレットバルブ仕組み１６を経て、高圧管継手１７を通じて蓄圧室に圧送されるようになっている。
【００１８】
次に、本発明の前記カム１１の断面形状（カムプロフィール）について説明する。
【００１９】
図２に示すように、カム１１はその外周に等角度間隔ごとに複数、本実施例では三つのカム山１１Ａ・１１Ｂ・１１Ｃを有する略三角形状とされており、各カム山１１Ａ・１１Ｂ・１１Ｃの頂部１１ａとその両側の底部１１ｂまでの間に吸入行程と圧送行程とに対応する部分がそれぞれ設けられている。各カム山１１Ａ・１１Ｂ・１１Ｃの頂部（最大径部）１１ａと底部（最小径部）１１ｂは、タペットを介してプランジャをそれぞれ最上位置と最下位置とにするものであり、該底部１１ｂから頂部１１ａまでの間のプランジャ４を上昇させる部分が圧送行程に対応する部分１１ｃとなり、逆に頂部１１ａから底部１１ｂまでのプランジャ４を下降させる部分が吸入行程に対応する部分となっている。
【００２０】
前記カム１１において、各カム山１１Ａ・１１Ｂ・１１Ｃでのカムプロフィールは、圧送行程に対応する部分１１ｃでのカム角度θ１が、吸入行程に対応する部分でのカム角度θ２よりも大きくなるように設定されている（θ１＞θ２）。こうして、カム１１が回転してプランジャ４を上下方向に往復動させてサプライポンプ１を駆動させる際には、図３に示すように、燃料の圧送行程の期間が、吸入行程の期間よりも長くなり、往復動するプランジャ４の速度が吸入行程よりも圧送行程で小さくなる構成とされている。
【００２１】
さらに、前記カム１１の圧送行程に対応する部分では、そのカムプロフィールが略等速カムプロフィールとなるように設定されている。つまり、燃料の圧送行程において、カム１１の回転によりプランジャ４が最下位置から上昇を始める上昇前期と、最上位置に至り上昇を停止する上昇後期との若干の期間を除いて、該プランジャ４の上昇中の大部分を占める上昇中期では、その単位カム角度あたりの上昇量、すなわちプランジャ４の上昇速度が略一定となるようになっている。
【００２２】
このような前記カム１１のカムプロフィールの設定によって、圧送行程における上昇時のプランジャ４の速度、すなわちサプライポンプ１の送油率が、図３に示すように、圧送行程の上昇前期および後期では大きく変化するが、圧送行程の大部分の間となる上昇中期では略一定となるように構成されている。こうして、従来の圧送行程では、図３の破線で示すプランジャによる送油率のように、上昇前期で大きく増大し、後期で大きく減少するようにカムプロフィールが設定されていたが、本発明のカム１１を用いた場合には、従来と比べて最大送油率を小さく抑えて、送油率を平均化して、変動を抑えることができるようになっている。なお本実施例では、カム１１にカム山１１Ａ・１１Ｂ・１１Ｃを三つ設ける構成としたが、二つであっても、四つ以上であっても略同様の作用を有するカムプロフィールを形成することが可能であり、その数は限定するものではない。
【００２３】
以上のように、カム１１の回転によりプランジャ４を往復動させて、吸入行程と圧送行程とを交互に繰り返すことで、燃料の吸入と圧送とを行うサプライポンプ１において、前記カム１１のカムプロフィールを、圧送行程の期間が吸入行程の期間よりも長くなるように設定するとともに、該カムプロフィールの圧送行程に対応する部分を、略等速カムプロフィールに設定したことにより、該サプライポンプ１の平均送油率と最大送油率とを小さくして吐出圧力の圧力変動を抑えることが可能となり、燃料を圧送する蓄圧室の圧力変動も小さくすることができる。よって、蓄圧室に蓄えた燃料をインジェクタから微量噴射する際でも、噴射を安定させて、正確な量を噴射させることができる。また、サプライポンプ１の最大送油率を抑えることができるため、カム１１の駆動トルクのピーク値を小さくできる。
【００２４】
また、サプライポンプ１が複数のプランジャ４・４・・・を並列に備える場合では、カム１１のカム山１１Ａ・１１Ｂ・１１Ｃの位相をずらせて、各プランジャ４での圧送行程がその前期および後期で重複するように構成される。そして、この重複期間における各プランジャ４での送油率を合わせた送油率が、各プランジャ４の単独での最大送油率を超えないように、各プランジャ４に対応するカム１１がそれぞれカム軸１０上に適切な位相差をもって配置されるようになっている。
【００２５】
たとえば、図４に示すように、サプライポンプ１が二つのプランジャ４・４を備える場合、一本のカム軸１０上に二つのカム１１・１１が並列に配置されて、該カム１１・１１の回動によりそれぞれプランジャ４・４が上下方向に往復動されることで、一方のプランジャ４の送油率が、図４（ａ）に示すように、圧送行程の中期では最大送油率ｒ１となるように変化する構成とされる。また、他方のプランジャ４に対応するカム１１が前記カム１１と適切な位相差をもってカム軸１０上に配置されて、該プランジャ４の送油率が、図４（ｂ）に示すように、同じく圧送行程の中期では最大送油率ｒ１となるように変化する構成とされる。
【００２６】
そして、一方のプランジャ４による圧送行程の後期または前期と、他方のプランジャ４による圧送行程の前期または後期との一部に、圧送期間が重複する重複期間が設けられる。ここで、前記二つのプランジャ４・４の送油率を合わせたものは図４（ｃ）のように示され、その合計の送油率が、重複期間を除いては各プランジャ４・４による最大送油率ｒ１と等しくなり、重複期間では各プランジャ４・４による最大送油率ｒ１を超えないように設定されている。
【００２７】
具体的には、本実施では各カム１１のカム山１１Ａ・１１Ｂ・１１Ｃは１２０度毎に設けられ、二つのカム１１・１１が並列に設けられた場合には両カム１１・１１の間に６０度の位相差が設定される。そして、前述のようにカム１１・１１ではそれぞれ圧送行程のカム角度θ１が、吸入行程のカム角度θ２よりも大きくなるようにカムプロフィールが設定されている（θ１＞θ２）ので、二つのカム１１・１１の圧送行程における前期と後期においてそれぞれ重複時期が存在することになる。
【００２８】
この重複時期における両者の送油率が最大送油率と略同じとすることで、送油率の変動を小さくすることができて、サプライポンプ１より略均一な燃料吐出が可能となる。なお本実施例では、カム１１にカム山１１Ａ・１１Ｂ・１１Ｃを三つ設ける構成としたが、二つであっても、四つ以上であっても略同様の作用を有するカムプロフィールを形成することが可能であり、その数は限定するものではない。また、燃料の圧送量に応じてカム及びプランジャも並列に三つ以上設ける構成とすることも可能である。
【００２９】
以上のように、前記プランジャ４を複数備えたサプライポンプ１において、各プランジャ４の圧送行程の期間の一時期が重なる場合、その重複期間での各プランジャ４による送油率を合わせたものが、各プランジャ４の単独での最大送油率を超えないように、各プランジャ４に対応するカム１１を配置したことにより、前記重複期間での最大送油率が、各プランジャ４の単独での最大送油率を超えることがなくなり、サプライポンプ１における吐出圧力の圧力変動を抑えて、蓄圧室の圧力変動を更に小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施例に係るサプライポンプの正面断面図。
【図２】カムの正面図。
【図３】カム角度に対する送油率を示すグラフ。
【図４】プランジャを二つ備えた場合のカム角度に対する送油率を示すグラフ。（ａ）カム角度に対する一方のプランジャに係る送油率を示すグラフ。（ｂ）カム角度に対する他方のプランジャに係る送油率を示すグラフ。（ｃ）カム角度に対する両方のプランジャに係る送油率を合わせたものを示すグラフ。
【符号の説明】
【００３１】
１    サプライポンプ
４    プランジャ
１１    カム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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