(57)【要約】【課題】安価でかつ、ＬＳＴカット制御と内圧制御のそれぞれの制御が一つの油圧調整用電磁弁にて対応可能な構造を備えた燃料噴射装置を提供する。【解決手段】ポンプ室４の燃料圧力に基いて噴射タイミングの調整を行なう油圧タイマ機構ＨＴと、ガバナスリーブ４２の進退移動によりガバナスリーブ４２のポート４２ａとガバナシャフト４０の燃料逃がし通路４０ａが連通、遮断されることで、負荷に応じて噴射タイミングの補正をするロードタイマ機構ＬＳＴを備えた燃料噴射ポンプにおいて、ポンプ室４に開口し、ポンプ室４内の燃料を導く第２の燃料逃がし通路５５ｂが設けられているとともに、その燃料逃がし通路４０ａ内の燃料の低圧側への連絡、およびその第２の燃料逃がし通路５５ｂ内の燃料の低圧側への連絡をそれぞれ連通、遮断する弁部Ｂを有する油圧調整用電磁弁７０を備えている。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの回転力が伝達され駆動するフィードポンプにより、燃料がポンプハウジングに形成されるポンプ室に圧送され、当該ポンプ室内の燃料圧力に基いて燃料噴射タイミングの調整を行なうタイマピストンを有する油圧タイマ機構と、
前記ポンプ室内に位置するように前記ポンプハウジングに固定されたガバナシャフト、前記ガバナシャフトに摺動可能に案内され、エンジンの負荷の増減に従って前記ガバナシャフトの軸方向へ進退移動可能なガバナスリーブ、少なくとも一部が前記ガバナシャフトに形成され、一端が前記ガバナスリーブに対向する外周面に開口するとともに、他端が燃料の低圧側に通じる燃料逃がし通路、および前記ガバナスリーブに形成され、一端が前記ポンプ室に貯留される燃料に臨む外周面に開口するとともに、他端が前記ガバナシャフトに対向する内周面に開口するポートを有し、前記ガバナスリーブの進退移動により前記燃料逃がし通路と前記ポートが連通、遮断されることによって、前記ポンプ室内の燃料を低圧側に逃がし、前記ポンプ室の燃料を低圧側に逃がすことを止めることに基いて、燃料噴射タイミングをエンジンの負荷状態に応じて補正を行なうロードタイマ機構を備えた燃料噴射装置において、
前記ポンプ室に開口し、前記ポンプ室内の燃料を導く第２の燃料逃がし通路が設けられているとともに、
前記燃料逃がし通路内の燃料の低圧側への連絡、および前記第２の燃料逃がし通路内の燃料の低圧側への連絡をそれぞれ連通、遮断する一つの弁部を有する油圧調整用電磁弁を備えていることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】
前記燃料逃がし通路と前記第２の燃料逃がし通路は、連通、遮断を行なう前記弁部の軸方向の異なる位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
前記第２の燃料逃がし通路は、一端が、前記ポンプ室を形成する前記ポンプハウジングのうち、前記タイマピストンを摺動自在に収容する側のポンプハウジング下部に開口するとともに、他端が前記弁部の軸方向の一部を全周に渡って覆う燃料溜め部に接続していることを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射装置。
【請求項４】
前記弁部は、前記燃料逃がし通路内の燃料、および前記第２の燃料逃がし通路内の燃料に臨む外周面を有する弁ボディと、前記弁ボディ内に軸方向移動可能に収容される弁部材とを備え、
前記弁部材の外周面には、前記弁ボディの内周面に貫通するように形成され、それぞれの燃料を導く第１の導入孔、および第２の導入孔に対して、通電または非通電に応じてそれぞれ連通可能な第１の連絡孔、および第２の連絡孔が形成されているとともに、
前記第１の連絡孔と前記第２の連絡孔が前記弁部材の内部で連通していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
【請求項５】
前記第１の連絡孔と前記第２の連絡孔は、それぞれ前記外周面の異なる軸方向位置に開口する第１の環状溝、第２の環状溝を備えていることを特徴とする請求項４に記載の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料噴射装置としては、ディーゼルエンジンの燃料噴射装置に用いられる分配型燃料噴射ポンプにおいて、油圧調整用電磁弁を用いて、燃料噴射弁を介してエンジンへ燃料噴射する燃料噴射タイミングをオープン制御するものがある。この種の燃料噴射ポンプは、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段、特に燃料噴射タイミングの基準とするクランク角センサや、このクランク角センサの信号を基準に燃料噴射タイミングを算出するため回転数、あるいは回転角を検出する回転パルサ等が不要なため、安価な燃料噴射装置を提供する。
【０００３】
近年、社会的要請によりディーゼルエンジンの排気ガス規制が年々厳しくなっている。このために、例えば乗用車等の車両用燃料噴射ポンプでは電子制御化が図れられているが、建産機等の産業用燃料噴射ポンプではコスト面から電子制御化が困難な状況にある。
【０００４】
そこで、オープン制御のための油圧調整用電磁弁を用いて、燃料噴射タイミングに係わる適合自由度の向上が望まれている。
【０００５】
従来の燃料噴射ポンプにおいて、この油圧調整用電磁弁を用いて行なう制御には、燃料噴射タイミングつまりタイマ進角の調整方法から、２種類ある。その一つの制御として、特許文献１に開示するように、負荷減少に伴ってタイマ進角量を遅らせるロードタイマ機構（ＬＳＴ）の作動を、白煙発生が生じ易い運転条件、例えば高地走行時に、その作動を無効化するいわゆるロードタイマ（ＬＳＴ）カット制御がある。また、他の一つの制御としては、内蔵する油圧タイマ機構の駆動源となるポンプハウジングに形成されポンプ室のポンプ内圧を制御する、いわゆるポンプ内圧制御がある。従来、これら二つの制御を行なうためには、二つの油圧調整用電磁弁を燃料噴射ポンプに搭載し、それぞれの制御を行なっていた。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭６０−８１２９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来構成では、燃料噴射タイミングの適合自由度の向上を図るため、上記２種類の制御を行なうとすると、油圧調整用電磁弁が二つ必要となり、製品コストの増加を招くという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、したがってその目的は、安価に提供するとともに、ＬＳＴカット制御と内圧制御のそれぞれの制御が、一つの油圧調整用電磁弁にて対応可能な構造を備えた燃料噴射装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１によれば、エンジンの回転力が伝達され駆動するフィードポンプにより、燃料がポンプハウジングに形成されるポンプ室に圧送され、このポンプ室内の燃料圧力に基いて燃料噴射タイミングの調整を行なうタイマピストンを有する油圧タイマ機構と、そのポンプ室内に位置するようにポンプハウジングに固定されたガバナシャフト、そのガバナシャフトに摺動可能に案内され、エンジンの負荷の増減に従ってガバナシャフトの軸方向へ進退移動可能なガバナスリーブ、少なくとも一部がそのガバナシャフトに形成され、一端がガバナスリーブに対向する外周面に開口するとともに、他端が燃料の低圧側に通じる燃料逃がし通路、およびそのガバナスリーブに形成され、一端がポンプ室に貯留される燃料に臨む外周面に開口するとともに、他端がガバナシャフトに対向する内周面に開口するポートを有し、ガバナスリーブの進退移動によりその燃料逃がし通路とそのポートが連通、遮断されることによって、ポンプ室内の燃料を低圧側に逃がし、ポンプ室の燃料を低圧側に逃がすことを止めることに基いて、燃料噴射タイミングをエンジンの負荷状態に応じて補正を行なうロードタイマ機構を備えた燃料噴射装置において、そのポンプ室に開口し、ポンプ室内の燃料を導く第２の燃料逃がし通路が設けられているとともに、その燃料逃がし通路内の燃料の低圧側への連絡、およびその第２の燃料逃がし通路内の燃料の低圧側への連絡をそれぞれ連通、遮断する一つの弁部を有する油圧調整用電磁弁を備えている。
【００１０】
これにより、エンジンの回転に従ってポンプ室へ供給された燃料の燃料圧力に基いて燃料噴射タイミングの調整を行なう油圧タイマ機構と、エンジンの負荷の増減に応じてガバナシャフトの軸方向に進退移動するガバナスリーブの移動により燃料噴射タイミングの補正を行なうロードタイマ機構を備えた燃料噴射装置において、ガバナスリーブの進退移動位置が例えばエンジンの負荷に従って進退移動する所定の範囲のうち一部の範囲内においてロードタイマ機構を構成するポートと燃料逃がし通路が連通する場合に、燃料逃がし通路へ導かれるポンプ室の燃料と、油圧タイマ機構の駆動源となるポンプ室の燃料圧力をポンプ室から直接導くため、ポンプ室に開口し、上記燃料逃がし通路と異なる第２の燃料逃がし通路へ導かれるポンプ室の燃料を、一つの油圧調整用電磁弁を用いて、それぞれ連通、遮断することが可能である。
【００１１】
したがって、一つの油圧調整用電磁弁を用いて、エンジン回転に従って油圧タイマ機構により調整される燃料噴射タイミング、いわゆる回転−タイマ進角特性と、例えば同一回転の場合に、その回転−タイマ進角特性すなわちその燃料噴射タイミングをエンジン負荷に応じて補正するロードタイマ機構によるいわゆる負荷−タイマ進角特性を、弁部の作動に応じてポンプ室の燃料圧力を変化させることが可能である。回転−タイマ進角特性を、弁部の作動に応じてポンプ室の燃料圧力を変化させることでいわゆる内圧制御を行なうことが可能である。さらに、負荷−タイマ進角特性を、弁部の作動に応じて負荷状態に対応したポンプ室の燃料圧力の変化を無効にするいわゆるロードタイマカット制御を行なうことが可能である。
【００１２】
本発明の請求項２によれば、燃料逃がし通路と第２の燃料逃がし通路は、連通、遮断を行なう弁部の軸方向の異なる位置に配置されている。
【００１３】
これにより、弁部によってそれぞれ低圧側と連通、遮断されるロードタイマ機構の燃料逃がし通路と、タイマ機構の第２の燃料逃がし通路が、互いに異なる軸方向位置に配置することが可能である。したがって、例えばスプール弁タイプ等の弁部材が弁ボディに対して軸移動することで、開弁、閉弁する油圧調整弁を用いることが可能である。
【００１４】
例えば、少なくとも、互いに異なる軸方向位置間を隔てる軸間距離による離間距離によって、燃料逃がし通路から弁部へ導かれる燃料と、第２の逃がし通路から弁部へ導かれる燃料間の気密の確保が可能である。回転−タイマ進角特性、負荷−タイマ進角特性が相互に影響されることなく独立して作動させるとともに、回転―タイマ進角特性を変化させる内圧制御、負荷−タイマ進角特性を無効にするロードタイマカット制御をそれぞれ行なうことが可能である。
【００１５】
本発明の請求項３によれば、第２の燃料逃がし通路は、一端が、ポンプ室を形成するポンプハウジングのうち、タイマピストンを摺動自在に収容する側のポンプハウジング下部に開口するとともに、他端が弁部の軸方向の一部を全周に渡って覆う燃料溜め部に接続している。
【００１６】
油圧電磁弁による連通、遮断によって内圧制御を行なうために、ポンプ室の燃料を低圧側へ導く第２の燃料逃がし通路として、ポンプ室を形成するポンプハウジングのうち、タイマピストンを摺動自在に収容する側のポンプハウジング下部と、弁部の軸方向の一部を全周に渡って覆う燃料溜め部とを連通する燃料経路を形成することが可能である。
【００１７】
例えば、連通、遮断を行なうための燃料を導入する導入孔が、弁部の周方向のどの位置に配置されていようとも、第２の燃料逃がし通路は、燃料溜め部に接続するだけでよいので、燃料逃がし通路と第２の燃料逃がし通路を、燃料溜め部内の径方向の範囲内で径方向に離間させることが可能である。これにより、互いに異なる軸方向位置にある燃料逃がし通路と第２の燃料逃がし通路の軸方向離間距離の最小化を図ることが可能である。
【００１８】
本発明の請求項４によれば、弁部は、燃料逃がし通路内の燃料、および第２の燃料逃がし通路内の燃料に臨む外周面を有する弁ボディと、弁ボディ内に軸方向移動可能に収容される弁部材とを備え、弁部材の外周面には、弁ボディの内周面に貫通するように形成され、それぞれの燃料を導く第１の導入孔、および第２の導入孔に対して、通電または非通電に応じてそれぞれ連通可能な第１の連絡孔、および第２の連絡孔が形成されているとともに、その第１の連絡孔とその第２の連絡孔が弁部材の内部で連通している。
【００１９】
弁部によってぞれぞれ低圧側と連通、遮断されるロードタイマ機構の燃料逃がし通路と、油圧タイマ機構の第２の燃料逃がし通路が、互いに異なる軸方向位置に配置される場合において、弁部材の内部に、共通の低圧側への連絡経路を形成することが可能である。例えば、弁部から低圧側へ導く燃料排出通路を、一つの燃料通路で形成することが可能である。その結果、燃料通路を加工するコストの低減、つまり燃料噴射装置のコスト低減が図れる。
【００２０】
本発明の請求項５によれば、第１の連絡孔と第２の連絡孔は、それぞれその外周面の異なる軸方向位置に開口する第１の環状溝、第２の環状溝を備えている。
【００２１】
これにより、弁ボディに形成される第１の導入孔、第２の導入孔と、弁部材に形成され、第１の導入孔、第２の導入孔にそれぞれ対応する第１の連絡孔、第２の連絡孔との配置自由度、特に環状溝に起因して周方向位置の配置自由度の向上が図れる。例えば、弁部に燃料を導く燃料逃がし通路と、弁部材の連絡孔を介して弁部から低圧側へ燃料を排出する排出通路との周方向の位置関係を、ポンプハウジングの外周形状に応じた配置位置とすることが可能である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の燃料噴射装置を、具体化した実施形態を図面に従って説明する。図１は、本実施形態の燃料噴射装置の全体構成を表す断面図である。図２は、本実施形態に係わる要部の構造を表す断面図であって、図１中の油圧調整用電磁弁周りの構成を示す模式的断面図である。図３は、本実施形態に係わる燃料噴射タイミングの特性線図であって、回転―タイマ進角特性を示すグラフである。図４は、本実施形態に係わる燃料噴射タイミングの特性線図であって、負荷−タイマ進角特性を示すグラフである。
【００２３】
本発明の実施形態を適用する燃料噴射装置としては、図１に示すうに、ポンプハウジング１ａと、駆動軸２と、フィードポンプ３と、油圧タイマ機構ＨＴと、ロードタイマ機構ＬＳＴを含んで構成されている。図１に示すように、ポンプハウジング１ａ内には駆動軸２が回転可能に配置されている。この駆動軸２は、エンジンのクランク軸（図示せず）に連結され、ディーゼルエンジンの回転に同期して回転力が伝達される。駆動軸２は、ポンプハウジング１ａに装備された遠心力式（べーン式）フィードポンプ３を回し、このフィードポンプ３によって燃料タンク（図示せず）から燃料を吸い上げている。なお、このフィードポンプ３は、一回転あたり一定量の燃料を燃料タンクから吸い上げる。このフィードポンプ３によって吸い上げられた燃料は、圧力調整弁３ｐによって調圧された後に、ポンプハウジング１ａ内に形成されているポンプ室４に供給されている。詳しくは、この圧力調整弁３ｐは、フィードポンプ３のポンプ室側つまり吐出側と、燃料タンク側つまり低圧側との間に配置され、ポンプ室１ａ内の燃料圧力をフィードポンプ３の回転数に略比例した圧力に調整する。
【００２４】
なお、ここで、燃料タンクに通じる側の燃料を低圧燃料、フィードポンプ３により吸い上げられポンプ室４に供給される燃料を、高圧燃料と呼ぶ。なお、この高圧燃料は、燃料噴射弁３２を介してエンジンに噴射供給するためにプランジャ８によって加圧される高圧燃料（加圧燃料）とは区別する。
【００２５】
また、図１に示すように、駆動軸２には、カップリング６を介してフェイスカム７が同期して回転可能、かつ軸方向に往復移動可能に連結されている。また、フェイスカム７の基部の一端には、プランジャ８が一体回転可能に連結されている。なお、カップリング６は、駆動軸２の回転をプランジャ８に伝達するとともに、プランジャ８が軸方向に自在に移動することを許容する。
【００２６】
フェイスカム７には、図１に示すように、プランジャ８が連結された面と反対の面に、周方向にエンジンの気筒数に応じた複数の山部を備えるカムプロフィル７ａが形成されている。このカムプロフィル７ａには、カムローラ９が転接している。このカムローラ９がカムプロフィル７ａに転接することにより、フェイスカム７およびプランジャ８は、駆動軸２による１回転中に複数回、すなわちエンジンの気筒数に応じて複数回往復移動する。なお、カムプロフィル９ａは、所望のエンジン性能に適合させるために、最適な、燃料噴射圧等のいわゆる燃料噴射特性が得られるような形状に設定されていることが望ましい。
【００２７】
プランジャ８の吸入工程中には、プランジャ８が図１の軸方向左側へ移動する。このとき、このプランジャ８の先端部周面に形成された吸入溝１１の１つが吸入ポートＫに連通すると、ポンプ室４内の燃料が導入路１２、１３を通じてプランジャ８の先端に形成された圧送室１４に吸入される。なお、吸入ポートＫは導入孔１３の先端側に形成され、プランジャ８の周面に対向して配置されている。
【００２８】
なお、燃料圧送系の燃料供給停止用電磁弁として、燃料カットバルブ１０が設けられている。この燃料カットバルブ１０は、導入孔１２、１３の途中に形成される燃料溜め部１１に配置され、ポンプ室４からプランジャ８側へ燃料供給する経路である導入孔１２、１３の連通、遮断を行なう。詳しくは、この燃料カットバルブ１０は、内蔵するソレノイドコイルが例えばディレー回路（図示せず）を介してイグニッションキースイッチ（図示せず）と電気的に接続されている。
【００２９】
プランジャ８の圧縮工程中には、プランジャ８が図１の軸方向右側へ移動する。圧送室１４の燃料が加圧されると、この加圧燃料はプランジャ８の内部に形成された縦孔１５へ導かれる。このときプランジャ８は回転しており、ポンプハウジング１ａ（詳しくは、ディスヘッド１ｂ）に形成されたシリンダ１ｃに摺接している。プランジャ８の回転により、吸入ポートＫが閉じられるとともに、プランジャ８の外周面に開口する供給ポート３６が、シリンダ１ｃの内周面に開口する複数個のうちの１個の吐出ポート３０ａと連通することで、加圧燃料が噴射通路３０からデリバリバルブ３１を経て、燃料噴射弁３２に供給される。
【００３０】
プランジャ８には、スピルリング３４が摺動自在に嵌合されている。このスピルリング３４は、プランジャ８に形成されたスピルポート３３を開閉する。スピルポート３４は縦孔１５に通じている。圧送工程途中、すなわち縦孔１５から供給ポート３６および吐出ポート３０ａを介して噴射通路３０を経て燃料噴射弁３３へ加圧燃料を圧送している最中に、スピルポート３３がスピルリング３４によって開放されると、縦孔１５内の燃料、つまり圧送室１４の加圧燃料がスピルポート３３からポンプ室４へ逃がされ、加圧燃料の燃料圧力が低下する。この低下した加圧燃料の燃料圧力が燃料噴射弁３２の閉弁圧以下に降下すると、燃料噴射弁３２への燃料供給を停止する。
【００３１】
スピルリング３４は、図１に示すように、ジョイントＪを介してコントロールレバー４５およびテンションレバー４４に連結されている。これらコントロールレバー４５およびテンションレバー４４はピンＡを介してガイドレバー４３に回転自在に取付けられている。
【００３２】
ガイドレバー４３は、図１に示すように、他のピンＣによりポンプハウジング１ａに対して回転自在に取付けられている。このガイドレバー４３は、押圧スプリング４３ｐにより一方向へ回動付勢され、このガイドレバー４３の上端部が最大噴射量を調節するためのフルロードストッパ４６に当接するようになっている。
【００３３】
なお、コントロールレバー４５とテンションレバー４４は、図１に示すように、これらの間に設けたスタートスプリング４４ａおよびアイドルスプリング４４ｂにより互いに離間する方向に付勢されている。また、テンションレバー４４には突起（図示せず）が形成されており、この突起がコントロールレバー４５に当たると、これらコントロールレバー４５とテンションレバー４４はピンＡを支点として一体的に回動するように構成されている。
【００３４】
また、コントロールレバー４５は、図１に示すように、ガバナスリーブ４２に押されるようになっている。ガバナスリーブ４２はガバナシャフト４０に摺動可能に案内されている。このガバナスリーブ４２は、図１に示すフライウェイト４１の作動により推力を発生させられる。より詳しくは、図１に示すように、ギヤ３８ｂと一体となったフライウェイトホルダ３９は、このガバナギヤ３８ｂを介して、駆動軸２に一体的に取付けられているギヤ３８ａと噛合している。駆動軸２の回転によりギヤ３８ａを介してガバナギヤ３８ｂが回転される（本実施例では、駆動軸２の回転に対して増速比が約１．６倍）。このフライウェイトホルダ３９の内部には複数個（本実施例では、４個）のフライウェイト４１が配置されている。エンジンの回転力が駆動軸２を通じてガバナギヤ３８ｂ伝達されると、これらフライウェイト４１に遠心力が発生する。この遠心力によりガバナスリーブ４２に推力が与えられる。これにより、エンジンの回転数に応じてコントロールレバー４５がガバナスリーブ４２によって押されることになり、コントロールレバー４５は、ピンＡを中心として回動し、スピルリング３４を軸方向へ移動させる。このスピルリング３４の軸方向移動によって燃料噴射量を調整する。
【００３５】
なお、ガバナスリーブ４２、フライウェイト４１、ガバナシャフト４０、ガバナギヤ３８ｂ、およびギヤ３８ａを含んで、遠心力発生手段を構成する。また、コントロールレバー４５、テンションレバー４４、ガイドレバー４３、および後述のコントロールスプリング４８を含んで、エンジンの回転もしくはアクセル操作量によって燃料噴射量を調整するガバナ制御手段を構成する。
【００３６】
一方、テンションレバー４４の上端部には、コントロールスプリング４８の一端が連結されており、このコントロールスプリング４８の他端は操作レバー４９に連結されている。操作レバー４９はアクセルペダル（図示せず）により作動される。このアクセルペダルによって操作レバー４９が回動操作されると、コントロールスプリング４８を介してテンションレバー４４がピンＡを中心として回動される。その結果、スピルリング３４が軸方向へ移動する。これにより、アクセル操作量によっても燃料噴射量を制御することができる。
【００３７】
次に、油圧タイマ機構ＨＴについて、以下説明する。フェイスカム７が転接しているカムローラ９は、図１に示すように、ローラリング５１に支持されている。このローラリング５１はスライドピン６１を介してタイマピストン５０に連結している。
【００３８】
このタイマピストン５０は、ポンプハウジング１ａ内に摺動自在に収容されている。より詳しくは、ポンプ室４を形成するポンプハウジング１ａのうち、ポンプ室４の略直下（図１参照）となるポンプハウジング下部１ａｄには、タイマピストン５０を摺動自在に収容するタイマシリンダ５０ｂがポンプハウジング１ａと一体形成されている。このタイマシリンダ５０ｂ内を、タイマ圧力室５２と低圧室５３とに区画するようにタイマピストン５０が配置されている。
【００３９】
タイマ圧力室５２は、ポンプ室４内の燃料が導入されるようになっている。詳しくは、図１に示すように、ポンプハウジング１ａには、ポンプ室４内に配置されたローラリング５１とタイマシリンダ５０ｂ内のタイマピストン５０を連結するスライドピン６１を挿通するための連通孔５８が設けられている。この連絡孔５８を経て、図１に示すように、タイマピストン５０の内部に形成された燃料連絡通路３３を介して、ポンプ室４とタイマ圧力室５２が連通している。なお、低圧室５３は、燃料の低圧側（フィードポンプ３の吸込側）に通じている。この低圧室５３には、タイマスプリング５４が配置されており、このタイマスプリング５４は、タイマピストン５０を噴射タイミング（タイマ進角）の遅れ方向（遅角側）に付勢している。なお、図１に示すタイマピストン５０、タイマスプリング５４、およびタイマ圧力室５２等は、実際には紙面と直交する方向に設けられているが、作図の都合上、図の通り示す。
【００４０】
上記構成の油圧タイマＨＴにおいては、タイマ圧力室５２の燃料圧力とタイマスプリング５４と釣合によって、タイマピストン５０の軸方向移動位置、つまりタイマ進角が変化（進角、あるいは遅角）する。より詳しくは、ポンプ室４の燃料圧力に応じてタイマ圧力室５２の燃料圧力が変化すると、タイマピストン５０が軸方向に変化し、この変位はスライドピン６１を介してローラリング５１を周方向に回動させる。これにより、カムローラ９がフェイスカム７に対して相対的に周方向に変位するので、フェイスカム７の山部がカムローラ９の乗り上げるタイミングが変わり、よって燃料噴射タイミングが変えられる。
【００４１】
なお、ここで、タイマピストン５０、タイマ圧力室５２、タイマスプリング５４を含んで、油圧タイマ機構ＨＴを構成する。
【００４２】
なお、油圧タイマ機構ＨＴのタイマピストン５０を駆動する油圧源であるポンプ室４の燃料圧力を、油圧調整用電磁弁の作動によって変化させるいわゆる内圧制御、および後述のロードタイマ機構ＬＳＴの作動を、油圧調整用電磁弁によって無効にするいわゆるＬＳＴカット制御を行なうための構成については後述する。
【００４３】
次に、ロードタイマ機構（以下、ロードセンシングタイマと呼ぶ）ＬＳＴについて、以下説明する。図１に示すように、ガバナシャフト４０は、ガバナギヤ３８ｂとギヤ３８ａが噛合するように、駆動軸２と略平行でポンプ室４に延出するように、ポンプハウジング１ａに固定されている。このガバナシャフト４０には、燃料逃がし通路４０ａが設けられている。この燃料逃がし通路４０ａは、ガバナシャフト４０内部を軸方向に延在する縦孔４０ｂと、この縦孔４０ｂの一端すなわち先端から外周面にまで延びて開口する横孔４０ｃとを備えている。なお、この縦孔４０ｂの他端は、フィードポンプ３の低圧側つまり燃料タンク側の燃料と通じることができるようになっている。
【００４４】
ガバナスリーブ４２は、フライウェイト４１のエンジン回転数もしくは負荷の状態に応じた遠心力によって、ガバナシャフト４０の軸方向に進退可能である。上述のガバナシャフト４０の外周面に形成される燃料逃がし通路４０ａの横孔４０ｃの開口に対して、ガバナスリーブ４２には、ガバナスリーブ４２の軸方向の所定の位置に対応して、ガバナスリーブ４２の内周面と外周面を貫通するポート４２ａが設けられている。
【００４５】
燃料逃がし通路４０ａの横孔４０ｃとポート４２ａは、図１に示すように、ガバナシャフト４０に摺動可能に案内されるガバナスリーブ４２が、エンジンの負荷状態に応じて発生するフライウェイト４１による遠心力によって進退移動することで、連通、遮断されることが可能である。この結果、エンジン状態に応じて、ポンプ室４の高圧燃料を、連通した横孔４０ｃとポート４２ａを介して低圧側へ逃がし、遮断された横孔４０ｃとポート４２ａのため低圧側に逃がすことを止めることができる。このとき、エンジン状態に応じて横孔４０ｃとポート４２ａが連通、遮断されることで、油圧タイマ機構ＨＴが燃料噴射タイミングを調整する作動源となるポンプ室４の燃料圧力が低下、維持される。結果として、横孔４０ｃとポート４２ａの連通、遮断、つまりロードセンシングタイマＬＳＴの作動によって、同一回転数における燃料噴射タイミング（詳しくは、圧力調整弁５作動のみにより回転数に比例した圧力に調圧された高圧燃料に基いた燃料噴射タイミング）を、負荷状態に応じて、補正する（負荷−タイマ進角特性を示す図３参照）。
【００４６】
なお、ここで、ガバナスリーブ４２のポート４１ａ、およびガバナシャフト４０の燃料逃がし通路４０ａを含んで、ロードセンシングタイマＬＳＴを構成している。
【００４７】
ここで、本発明の特徴である油圧タイマ機構に係わる内圧制御、およびロードセンシングタイマＬＳＴに係わるＬＳＴカット制御のそれぞれの制御に対して、一つの油圧調整用電磁弁で対応可能な構造について、以下図１および図２に従って説明する。まず、内圧制御に係わる構造上の特徴について説明する。図１に示すように、ポンプ室４に開口する第２の燃料逃がし通路５５ｂが設けられている。この第２の燃料逃がし通路５５ｂは、ロードセンシングタイマＬＳＴを構成する燃料逃がし通路４０ａとは異なる。より詳しくは、燃料逃がし通路４０ａにおいては、ポンプ室４内の燃料を、ロードセンシングタイマＬＳＴを構成するポート４２ａと横孔４０がエンジン負荷状態に応じて連通、遮断され、連通状態にある場合において、ポンプ室４内の燃料が導かれる。これに対して、燃料逃がし通路５５ｂでは、図１に示すように、ポンプ室４に直接的に連通しており、常にポンプ室４の燃料を第２の燃料逃がし通路５５ｂへ導くことが可能である。この第２の燃料逃がし通路５５ｂは、油圧調整用電磁弁７０の開閉によって、燃料タンクへと通じる低圧側との導通が、連通、遮断されるように構成されている（図１および図２参照）。これにより、第２の燃料逃がし通路５５ｂ内に導かれる燃料を油圧調整用電磁弁７０により遮断、連通することで、圧力調整弁３ｐにより略回転に比例する所定の圧力となっているポンプ室内４の燃料の圧力を、維持する、低下させることが可能である（回転−タイマ進角特性を示す図２参照）。なお、油圧調整用電磁弁７０周りの燃料経路等の詳細構造については、後述する。
【００４８】
次に、ＬＳＴカット制御に係わる構造上の特徴について説明する。図１に示すように、燃料逃がし通路４０ａは、低圧側としての燃料タンクに通じるように、ガバナシャフト４０から延出している。詳しくは、図１に示すように、ガバナシャフト４０の基部内に形成されている縦孔４０ｂに接続する燃料経路として、燃料逃がし通路４０ａは、燃料パイプ等の外部配管５５ａｇを備えている。さらに、この外部配管５５ａｇを介して、燃料逃がし通路４０ａは、図１および図３に示すように、縦孔４０ｂ、外部配管５５ａｇを介して、連通、遮断する油圧電磁弁７０に接続する連絡部５５ａに連通するように構成されている。すなわち、この燃料逃がし通路４０ａは、油圧調整用電磁弁７０によって、低圧側としての燃料タンクとの導通が、連通、遮断されるように構成されている（図１および図２参照）。これにより、ロードセンシングタイマＬＳＴの作動に反して、その作動を無効にすることが可能である。
【００４９】
上述の構成による燃料噴射装置では、一つの油圧調整用電磁弁７０を用いて、第２の燃料逃がし通路５５ｂと低圧側と連絡を遮断、連通させることで、圧力調整弁３ｐにより略回転に比例した回転―タイマ進角特性を維持したままにする、遅角させた状態にすることが可能であり、内圧制御を行なうための構造が提供可能である。さらに、エンジン負荷に応じたロードセンシングタイマＬＳＴの作動（本実施例では、噴射量の減少に伴いタイマ進角を遅角させるようにタイマ進角を補正する図３参照）に対して、同じ油圧調整用電磁弁７０を用いて、燃料逃がし通路４０ａと低圧側と連絡を遮断、連通させることで、その作動すなわちその補正を無効にする、その補正を有効にすることが可能であり、ＬＳＴカット制御を行なうための構造が提供可能である。
【００５０】
なお、油圧調整用電磁弁７０は、図２に示すように、電磁駆動部Ｓと、弁部Ｂを備えており、電磁駆動部Ｓに巻回されたコイルに通電することで、弁部Ｂを構成する弁ボディ７１、およびその弁ボディ７１内を移動可能に収容される弁部材（以下、スプールと呼ぶ）７２を相対移動させる周知の電磁弁であれば、いずれの構造を有する電磁駆動部であってもよい。
【００５１】
さらに、本実施形態では、図２に示すように、燃料逃がし通路４０ａ内の燃料、および第２の燃料逃がし通路５５ｂ内の燃料から、それぞれ低圧側へ連絡を、連通、遮断する弁部Ｂにおける燃料逃がし通路４０ａ、第２の燃料逃がし通路５５ｂは、以下の特徴を有する。
【００５２】
図２に示すように、燃料逃がし通路４０ａ（詳しくは、連絡部５５ａ）と第２の燃料逃がし通路５５ｂは、弁部Ｂの軸方向の異なる位置に配置されている。これにより、弁ボディ７１に対して、スプール７２が軸方向に相対移動することで、連通、遮断する可変オリフィスが形成されるスプール弁タイプ等の油圧調整弁を用いることが可能となる。さらに、これにより、互いに異なる軸方向位置に隔てる燃料逃がし通路４０ａと第２の燃料逃がし通路５５ｂは、少なくともその軸間距離による離間によって、燃料逃がし通路４０ａから弁部Ｂへ導かれる燃料と、第２の燃料逃がし通路５５ｂから弁部Ｂへ導かれる燃料間の気密の確保が容易にできる。その結果、油圧タイマ機構ＨＴによる回転―タイマ進角特性、およびロードセンシングタイマＬＳＴによる負荷―タイマ進角特性が相互に影響されることなく独立して作動可能である。さらに、油圧調整用電磁弁７０を作動させて行なう内圧制御、ＬＳＴカット制御の相互干渉を防止可能である。
【００５３】
さらになお、第２の燃料逃がし通路５５ｂとして、以下の特徴を有することが好ましい。図２に示すように、油圧調整用電磁弁７０は、ポンプハウジング１ａに形成された段付きの収容孔１ｈに保持されている。この段付きの収容孔は、図２に示すように、有底孔に形成されており、底部側の内周１ｈａが開口側の内周１ｈｂより小さく形成されている。燃料逃がし通路４０ａの連絡部５５ａは、内周１ｈａに開口している。また、第２の燃料逃がし通路５５ｂは、内周１ｈｂに開口している。弁部Ｂと内周１ｈｂとによって区画される燃料溜め部は、図２に示すように、弁部Ｂの軸方向の一部を全周に渡って覆うように、形成されている。第２の燃料逃がし通路５５ｂは、この燃料溜り部７９に接続されている。なお、第２の燃料逃がし通路５５ｂが接続する燃料溜り部７９と、燃料逃がし通路４０ａ（連絡部５５ａ）が接続する内周１ｈａ側とは、図２に示すＯリング等の気密手段によって、互いに気密に形成されている。
【００５４】
これにより、弁ボディ７１の外周に形成され、連通、遮断を行なうための燃料を導入する導入孔７３ｂが、弁ボディ７１の周方向のどの位置に配置されていようとも、第２の燃料逃がし通路５５ｂは、燃料溜め部７９に接続するだけでよく、燃料逃がし通路４０ａ（連絡部５５ａ）と第２の燃料逃がし通路５５ｂを配置する配置自由度の向上が図れる。例えば、燃料逃がし通路４０ａ（連絡部５５ａ）に対して、第２の燃料逃がし通路５５ｂは、少なくとも燃料溜め部７９の径方向の範囲内で、径方向に離間させることが可能である。また、互いに異なる軸方向位置にある燃料逃がし通路４０ａと第２の燃料逃がし通路５５ｂの軸方向離間距離の最小化を図ることも可能である。
【００５５】
さらになお、本実施形態では、油圧調整用電磁弁７０は、以下の特徴を有することが好ましい。図２に示すように、弁ボディ７１の外周面には、燃料逃がし通路４０ａ（連絡部５５ａ）内の燃料、第２の燃料逃がし通路５５ｂ内の燃料を、それぞれ導く第１の導入孔７３ａ、第２の導入孔７３ｂが形成されている。これら第１の導入孔７３ａと第２の導入孔７３ｂは、弁ボディ７１の外周面と内周面を貫通している。また、スプール７２の外周面には、図２に示すように、第１の連絡孔７４ａと第２の連絡孔７４ｂが、第１の導入孔７３ａと第２の導入孔７３ｂに対して、それぞれ非通電時に連通可能な軸方向位置の形成されている。さらに、これら第１の連絡孔７４ａと第２の連絡孔７４ｂは、スプール７２の内部で連通するように形成されている。これにより、燃料逃がし通路４０ａ（連絡部５５ａ）内の燃料、第２の燃料逃がし通路５５ｂ内の燃料のそれぞれの低圧側への燃料経路として、スプール７２の内部に共通の低圧側への連絡経路が形成できる。その結果として、図２に示すように、弁ボディ７１に接続し、燃料を低圧側へ導く燃料排出通路５５ｃを、一つの燃料通路で形成することができ、燃料通路を加工するコストの低減つまり燃料噴射装置のコスト低減が図れる。
【００５６】
さらになお、本実施形態では、図２に示すように、スプール７２に形成される第１の連絡孔７４ａと第２の連絡孔７４ｂは、それぞれ、スプール７２の外周面の異なる軸方向位置に開口する第１の環状溝７５ａ、第２の環状溝７５ａを備えている。これにより、弁ボディ７１に形成される第１の導入孔７３ａ、第２の導入孔７３ｂと、スプール７２に形成される第１の連絡孔７４ａ、第２の連絡孔７４ｂとの配置自由度、特に環状溝７５ａ、７５ｂに起因して周方向位置の配置自由度の向上が図れる。図２に示すように、燃料逃がし通路４０ａと、スプール７２の連絡孔７４ａを介して弁部Ｂから低圧側へ燃料を排出する排出通路５５ｃとの周方向の位置関係を、ポンプハウジング１ａの外周形状に応じた配置位置とすることが容易に可能である。
【００５７】
以下、本発明の実施形態の燃料噴射装置を、燃料噴射制御装置に適用した一実施例を、以下図１、および図３に従って説明する。油圧調整用電磁弁７０は、ＥＣＵ９０に電気的に接続しており、ＥＣＵ９０からの制御信号によりＯＮ、ＯＦＦ制御されることで、ポンプ室４の燃料圧力を変化させることで、内圧制御、もしくはＬＳＴカット制御を行なう。なお、このＥＣＵ９０は、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、各種の制御プログラムおよびデータを保存するＲＯＭ、入力データを保存するＲＡＭ、入力回路、出力回路等より構成される周知のマイクロコンピュータである。本実施形態に係わる内圧制御、ＬＳＴカット制御は、エンジン水温、あるいは外気温等の信号によりオープン制御する簡単な制御処理のため、ＥＣＵ９０に代えて、リレー回路による制御手段であってもよい。なお、本実施形態では、以下制御手段として、マイクロコンピュータのＥＣＵ９０で説明する。エンジンの排気ガス等の適合性を向上させるため、エンジン運転状態を検出する信号として、図１に示すように、ＥＣＵ９０には、回転速度センサ９１、アクセルペダルの踏込み量あるいは操作レバー４９の操作回動角度を検出するアクセル開度センサ９２、エンジンの冷却水温センサ９３等を電気的に接続する。
【００５８】
ここで、本発明の実施形態を適用して、制御される内圧制御、ＬＳＴカット制御について図３、図４に従って説明する。図３は回転―タイマ進角特性（燃料噴射タイミング）を示し、横軸は回転数、縦軸はタイマ進角（燃料噴射タイミング）を示している。油圧調整用電磁弁７０は、図２に示すように、第１の導入孔７３ａ、第２の導入孔７３ｂが、それぞれ第１の連絡孔７４ａ、第２の連絡孔７４ｂに対して、非通電時には連通し、通電時には遮断させるように配置されている。図３中の右上がり特性線のうち、右から、ａ、ｂは共に油圧調整用電磁弁７０が非通電状態、ｃ、ｄは共に通電状態を示す。図３において、特性線ａ、ｂに挟まれる範囲は、ロードセンシングタイマＬＳＴが作動する範囲を示し、この範囲では、負荷―タイマ進角特性が図３に示すようにタイマ進角（燃料噴射タイミング）をロードセンシングタイマＬＳＴによって変化させることができる。一方、油圧調整用電磁弁７０を非通電に切替えると、第１の導入孔７３ａと第１の連絡孔７４ａの連通、第２の導入孔７３ｂと第２の連絡孔７４ｂの連通がそれぞれ遮断される。これにより、ロードセンシングタイマＬＳＴが作動しても、油圧調整用電磁弁７０によって燃料逃がし通路内の燃料が低圧側へ連通するのを遮断するため、その作動は無効となり、ロードセンシングタイマＬＳＴによるタイマ進角（燃料噴射タイミング）の補正は行なわれない（図３において、他の特性線と区別して示す破線の特性線ｃ）。例えばエンジンの冷却水温が所定の温度以下の場合に通電し、通常の運転状態では、非通電とする場合、一般にエンジンは、冷却水温が比較的低い場合、エンジンの燃焼状態が不安定となり白煙、失火を発生する可能性がある。このようの場合、白煙が発生する恐れのある所定の温度以下では、エンジン負荷（燃料噴射量）が減少する部分負荷、とくにアイドル等の低負荷状態において、ロードセンシングタイマＬＳＴを作動することは白煙、失火の危険性から好ましくない。また、通常運転に比べてエンジンの可動率が比較的少ない所定の温度以下の運転条件にて、ロードセンシングタイマＬＳＴの作動の有無による白失、失火限界を実験的に調査して、ロードセンシングタイマＬＳＴの補正量（本実施例ではタイマ進角の遅角量）を設定する作業の嬉しさはあまりない。所定の温度以下における補正量が、通常の運転状態での補正量より小さくなってしまった場合において、通常の運転状態での排気ガス規制のためのロードセンシングタイマＬＳＴの補正量（タイマ進角の遅角量）を犠牲にする価値はないからである。
【００５９】
上記の実施形態において、内圧制御とＬＳＴカット制御のそれぞれの制御が、一つの油圧調整用電磁弁７０にて対応可能である。一つの油圧調整用電磁弁７０で制御可能であるので、安価な燃料噴射装置が提供できる。
【００６０】
（第２の実施形態）
第２の実施形態を、図５、図６に従って説明する。なお、以下の説明では、第１の実施形態と同じもしくは均等の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。図５は、本実施形態に係わる要部の構造を表す断面図であって、油圧調整用電磁弁周りの構成を示す模式的断面図である。図６は、本実施形態に係わる燃料噴射タイミングの特性線図であって、回転―タイマ進角特性を示すグラフである。図５に示すように、油圧調整用電磁弁７０は、第１の導入孔７３ａ、第２の導入孔７３ｂが、それぞれ第１の連絡孔７４ａ、第２の連絡孔７４ｂに対して、第１の実施形態とは逆に、通電時には連通し、非通電時には遮断させるように配置されている。図６中の右上がり特性線のうち、右から、ａ、ｂは共に油圧調整用電磁弁７０が通電状態、ｃ、ｄは共に非通電状態を示す。また、第１の実施形態での図示方法と同様に、他の特性線と区別して示す破線の特性線ａでは、ロードセンシングタイマＬＳＴによるタイマ進角（燃料噴射タイミング）の補正が行なわれない。特性線ｃ、ｄに挟まれる範囲は、ロードセンシングタイマＬＳＴが作動する範囲を示し、この範囲では、負荷―タイマ進角特性がタイマ進角（燃料噴射タイミング）をロードセンシングタイマＬＳＴによって変化させることができる。
【００６１】
このような構成においても、第１の実施形態と同様に、内圧制御とＬＳＴカット制御のそれぞれの制御が、一つの油圧調整用電磁弁７０にて対応可能である。一つの油圧調整用電磁弁７０で制御可能であるので、安価な燃料噴射装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の燃料噴射装置の全体構成を表す断面図である。
【図２】第１の実施形態に係わる要部の構造を表す断面図であって、図１中の油圧調整用電磁弁周りの構成を示す模式的断面図である。
【図３】第１の実施形態に係わる燃料噴射タイミングの特性線図であって、回転―タイマ進角特性を示すグラフである。
【図４】第１の実施形態に係わる燃料噴射タイミングの特性線図であって、負荷−タイマ進角特性を示すグラフである。
【図５】第２の実施形態に係わる要部の構造を表す断面図であって、油圧調整用電磁弁周りの構成を示す模式的断面図である。
【図６】第２の実施形態に係わる燃料噴射タイミングの特性線図であって、回転―タイマ進角特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１ａ　ポンプハウジング
１ｈ　収容孔
２　駆動軸
３　フィードポンプ
３ｐ　圧力調整弁
４　ポンプ室
７　フェイスカム
７ａ　カムプロフィル
８　プランジャ
９　カムローラ
４０　ガバナシャフト
４０ａ　燃料逃がし通路
４１　フライウェイト
４２　ガバナスリーブ
４２ａ　ポート
５０　タイマピストン
５１　ローラリング
５２　タイマ圧力室
５４　タイマスプリング
５５ａ　連絡路（燃料逃がし通路４０ａの一部）
５５ａｇ　外部配管（燃料逃がし通路４０ａの一部）
５５ｂ　第２の燃料逃がし通路
５５ｃ　燃料排出通路
５８　連絡孔
６１　スライドピン
７０　油圧調整用電磁弁
７１　弁ボディ
７２　スプール（弁部材）
７３ａ、７３ｂ　第１の導入孔、第２の導入孔
７４ａ、７４ｂ　第１の連絡孔、第２の連絡孔
７５ａ、７５ｂ　第１の環状溝、第２の環状溝
７９　燃料溜め部
９０　ＥＣＵ
Ｂ　（油圧調整用電磁弁の）弁部
ＨＴ　油圧タイマ機構
ＬＳＴ　ロードセンシングタイマ（ロードタイマ機構）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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