(57)【要約】【課題】燃料タンクのメインタンクとは別経路のサブタンクを有し、燃料タンクの残留燃料が減少した場合、オイルシールの機能低下なく、燃料切換えが可能な燃料噴射装置を提供する。【解決手段】駆動軸１と、吸入側燃料通路７１および吐出側燃料通路７２を有するフィードポンプ３と、駆動軸のオイルシール６２と、駆動軸を支持する軸受６１を備え、フィードポンプ３の回転により吸入した燃料をポンプ室に送出し、当該送出燃料をさらに加圧する燃料噴射装置において、吸入側燃料通路７１は、燃料タンク内の燃料を直接導く燃料入口側通路７９と、オイルシール６２の近傍に配置されている第１の軸受６１ａおよびオイルシール６２の間のポンプハウジング２の内周面２ｄに開口する燃料回収通路７３を備え、燃料回収通路７３には、燃料入口側通路７１内の燃料圧力が、燃料回収通路７３内より高いとき、連通を遮断する逆止弁８０が設ける。【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るとともに、ポンプハウジング内に回転可能に設けられている駆動軸と、前記駆動軸と一体的に回転可能で、燃料を吸入する吸入側燃料通路および燃料を吐出する吐出側燃料通路を有するフィードポンプと、前記ポンプハウジングと前記駆動軸との間に設けられ、前記駆動軸に摺接可能なオイルシールと、前記ポンプハウジングと前記駆動軸との間に設けられ、前記駆動軸を回転自在に支持する複数の軸受を備え、前記フィードポンプの回転により、前記吸入側燃料通路により吸入した燃料を、前記吐出側燃料通路を介して、前記ポンプハウジング内のポンプ室に送出し、当該送出燃料をさらに加圧することで、当該加圧燃料をエンジンの各気筒へ供給する燃料噴射装置において、
前記吸入側燃料通路は、燃料タンク内の燃料を直接導く燃料入口側通路と、前記複数の軸受のうち、前記駆動軸の並び方向に配置されて前記オイルシールの近傍に配置されている第１の軸受、および前記オイルシールの間の前記ポンプハウジングの内周面に開口する燃料回収通路を備え、
前記燃料回収通路には、前記燃料入口側通路に導かれた燃料タンク内の燃料の圧力が、前記燃料回収通路内の燃料の圧力より高いとき、連通を遮断する逆止弁が設けられていることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】
前記吐出側燃料通路には、前記ポンプ室へ送出する前記送出燃料の圧力を調整する圧力調整弁が設けられ、前記圧力調整弁により所定の圧力に調整された燃料のうち、余剰燃料を前記燃料回収通路に戻すように構成されており、
前記逆止弁は、前記燃料回収通路のうち、前記余剰燃料が前記燃料回収通路に導かれる燃料合流部と、前記燃料入口側通路との間にある燃料回収通路部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】
エンジンの回転力が伝達されるとともに、ポンプハウジング内に回転可能に設けられている駆動軸と、前記駆動軸と一体的に回転可能で、燃料を吸入する吸入側燃料通路および燃料を吐出する吐出側燃料通路を有するフィードポンプと、前記ポンプハウジングと前記駆動軸との間に設けられ、前記駆動軸に摺接可能なオイルシールと、前記ポンプハウジングと前記駆動軸との間に設けられ、前記駆動軸を回転自在に支持する複数の軸受を備え、前記フィードポンプの回転により、前記吸入側燃料通路により吸入した燃料を、前記吐出側燃料通路を介して、前記ポンプハウジング内のポンプ室に送出し、当該送出燃料をさらに加圧することで、当該加圧燃料をエンジンの各気筒へ供給する燃料噴射装置において、
燃料タンク内の燃料を直接、前記吸入側燃料通路に導く燃料入口側通路と、
前記複数の軸受のうち、前記駆動軸の並び方向に配置されて前記オイルシールの近傍に配置されている第１の軸受、および前記オイルシールの間の前記ポンプハウジングの内周面に開口する燃料回収通路を備え、
前記燃料回収通路は、前記燃料入口側通路と合流することなく、外部へ導かれていることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項４】
前記吐出側燃料通路には、前記ポンプ室へ送出する前記送出燃料の圧力を調整する圧力調整弁が設けられ、前記圧力調整弁により所定の圧力に調整された燃料のうち、余剰燃料を前記燃料回収通路に戻すように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の燃料噴射装置。
【請求項５】
前記燃料回収通路の下流側には、前記燃料回収通路内に導かれる燃料の流れを抑制する絞りが設けられていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の燃料噴射装置。
【請求項６】
前記燃料タンクは、主として使用するメインタンクと、前記メインタンクとは別に補助的に使用するサブタンクから構成されるとともに、
前記メインタンク内の燃料を導く第１の燃料導管と、前記サブタンク内の燃料を導く第２の燃料導管とを切換える切換え手段を備え、
前記メインタンクの残留燃料が少なくなった場合には、前記切換え手段によって前記第１の燃料導管から前記第２の燃料導管に切換えて、前記吸入側燃料通路に連通するようにするとともに、当該連通開始直後は、前記サブタンク内もしくは前記第２の燃料導管に設けられた圧送ポンプにより送油することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の燃料噴射装置。
【請求項７】
前記圧送ポンプの駆動を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、所定の経過時間が経過後に前記圧送ポンプの圧送を停止させることを特徴とする請求項６に記載の燃料噴射装置。
【請求項８】
前記所定の経過時間とは、前記圧送ポンプによって第２の燃料導管内を燃料が汲み上げられる時間であることを特徴とする請求項７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、燃料噴射装置に関し、特に燃料潤滑を行なう分配型燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料噴射装置は、例えばディーゼル機関の燃料噴射装置に用いられる燃料噴射ポンプとして、分配型燃料噴射ポンプが知られている（特許文献１等）。
【０００３】
特許文献１の開示による従来技術の燃料噴射装置では、エンジンのクランク軸に連結され、ポンプハウジング内に回転自在に配置される駆動軸を備えている。この駆動軸は、ポンプハウジング内に装備されたフィードポンプを、エンジン回転に同期して回し、ポンプ室（カム室）に、燃料タンクから吸上げた燃料を供給する。また、駆動軸には、カップリングを介してフェイスカムが回転可能、かつ軸方向に往復移動可能に連結されている。フェイスカムと一体回転可能なプランジャを、駆動軸による１回転中に、エンジンの気筒数に応じて複数回往復移動させる。このプランジャの往復移動によってポンプ室内の燃料を圧送室に導き、その燃料を加圧する。この加圧燃料は燃料噴射弁を介して各気筒に噴射供給される。
【０００４】
上記構成のため、駆動軸、フィードポンプ、フェイスカム、およびプランジャ等燃料噴射ポンプを構成し、ポンプハウジングに内蔵される部品は、燃料によって潤滑されている。より詳しくは、駆動軸の場合、２個の軸受を介してポンプハウジングに回転自在に保持されている。この２個の軸受、およびこの軸受に当接する駆動軸の潤滑は、燃料によって行なわれる。すなわち、ポンプ室内の燃料の一部が、駆動軸とフィードポンプの隙間を通じて、プランジャ側に配置された軸受へ燃料が供給される。さらに、この軸受と駆動軸の隙間を通じてエンジン側の（プランジャ側とは反対位置にある）軸受にも燃料が供給されている。この駆動軸のエンジン側端部には、オイルシールがポンプハウジングに内蔵されて配置され、燃料が外部へ漏れることを防止している。
【０００５】
なお、この燃料噴射ポンプは、フィードポンプの回転により、燃料タンク内の燃料を自己吸上げによって汲み上げている。
【０００６】
【特許文献１】
実公昭５７−５２３６２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来構成の燃料噴射装置では、燃料タンク内の残留燃料が少なくなってしまうと、場合によっては燃料中にエア等の混入を生じてしまって、燃料噴射特性の性能低下、あるいは無潤滑状態を引き起こして軸受の磨耗等を生じる恐れがある。
【０００８】
ガス欠等による燃料噴射装置、もしくはその燃料噴射装置を搭載するエンジンの運転停止を防止するため、主たる燃料メインタンクとは別に、予備の燃料サブタンクを設け、例えばエンジンを搭載する車両を、一定距離を走行可能にする手法が考えられる。しかしながら、単に燃料タンクを、メインタンクからサブタンクに切換えるだけでは、フィードポンプによる自己吸上げに起因して、困難である。このため、燃料タンクの切換え時には、サブタンクからの燃料供給を、一時的に自己吸上げに代えて、送油ポンプ等による強制送油をする必要がある。
【０００９】
ところが、この強制送油によって吸上げ燃料が加圧されると、燃料噴射ポンプの燃料入口の燃料圧力が増大してしまうため、結果として駆動軸の軸受を潤滑する燃料の圧力が上昇、つまりオイルシールに作用する圧力が増大するという問題がある。例えばオイルシールの機能を低下させる恐れがある。
【００１０】
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、その目的は、燃料タンクとしてメインタンクとは別経路のサブタンクを備えているものであって、燃料タンクの残留燃料が減少した場合、オイルシールの機能低下を引き起こすことなく、燃料切換えが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。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１によると、エンジンの回転力が伝達されるとともに、ポンプハウジング内に回転可能に設けられている駆動軸と、この駆動軸と一体的に回転可能で、燃料を吸入する吸入側燃料通路および燃料を吐出する吐出側燃料通路を有するフィードポンプと、そのポンプハウジングとその駆動軸との間に設けられ、その駆動軸に摺接可能なオイルシールと、そのポンプハウジングとその駆動軸との間に設けられ、駆動軸を回転自在に支持する複数の軸受を備え、フィードポンプの回転により、吸入側燃料通路により吸入した燃料を、吐出側燃料通路を介して、ポンプハウジング内のポンプ室に送出し、当該送出燃料をさらに加圧することで、当該加圧燃料をエンジンの各気筒へ供給する燃料噴射装置において、吸入側燃料通路は、燃料タンク内の燃料を直接導く燃料入口側通路と、複数の軸受のうち、駆動軸の並び方向に配置されてオイルシールの近傍に配置されている第１の軸受、およびオイルシールの間のポンプハウジングの内周面に開口する燃料回収通路を備え、燃料回収通路には、燃料入口側通路に導かれた燃料タンク内の燃料の圧力が、燃料回収通路内の燃料の圧力より高いとき、連通を遮断する逆止弁が設けられている。
【００１２】
フィードポンプの吸入ポート側に接続する吸入側燃料通路として、燃料タンク内の燃料を直接導く燃料入口側通路と、複数の軸受のうち、駆動軸の並び方向に配置されてオイルシールの近傍に配置されている第１の軸受、およびオイルシールの間のポンプハウジングの内周面に開口する燃料回収通路を備え、燃料回収通路には、燃料入口側通路に導かれた燃料タンク内の燃料の圧力が、燃料回収通路内の燃料の圧力より高い場合に限って、連通を遮断する逆止弁が設けられているので、通常運転時における自己吸い上げによる燃料タンクからの燃料給油の場合には、逆止弁が作動することはなく、燃料回収通路内の連通は遮断されない。
【００１３】
したがって、燃料タンクの残留燃料が少なくなった場合において、例えば燃料タンクを補助タンクに切換え、給油を確実にするため一時的に補助タンク内の燃料を圧送して給油したとしても、オイルシール側に接続する燃料回収通路内の連通を逆止弁によって遮断するので、オイルシールは圧送された燃料の影響を受けないようにすることが可能である。
【００１４】
なお、燃料回収通路が遮断される期間は一時的であるので、その間に、潤滑のため駆動軸と軸受の隙間を通じて流れる流量は比較的少量である。このため、オイルシール側に加わる燃料圧力は、ほとんど増加はみられない。
【００１５】
本発明の請求項２によると、吐出側燃料通路には、ポンプ室へ送出する送出燃料の圧力を調整する圧力調整弁が設けられ、この圧力調整弁により所定の圧力に調整された燃料のうち、余剰燃料を燃料回収通路に戻すように構成されており、逆止弁は、燃料回収通路のうち、余剰燃料が燃料回収通路に導かれる燃料合流部と、燃料入口側通路との間にある燃料回収通路部に配置されている。
【００１６】
フィードポンプから送出される燃料の圧力を調整する圧力調整弁によって、所定の圧力に調整した燃料のうち、余剰燃料を戻す合流部を、上記燃料回収通路に接続することが可能である。
【００１７】
逆止弁による燃料回収通路の遮断が一時的に行なわれるものであれば、圧力調整弁から排出される余剰燃料によって、オイルシール側に加わる燃料圧力が一時的には増加するが、オイルシールの機能を低下させるような平均圧等の実効圧の増加にはほとんど寄与することはないので、オイルシールの安定した機能を確保可能である。
【００１８】
本発明の請求項３によると、エンジンの回転力が伝達されるとともに、ポンプハウジング内に回転可能に設けられている駆動軸と、この駆動軸と一体的に回転可能で、燃料を吸入する吸入側燃料通路および燃料を吐出する吐出側燃料通路を有するフィードポンプと、そのポンプハウジングとその駆動軸との間に設けられ、その駆動軸に摺接可能なオイルシールと、そのポンプハウジングとその駆動軸との間に設けられ、駆動軸を回転自在に支持する複数の軸受を備え、フィードポンプの回転により、吸入側燃料通路により吸入した燃料を、吐出側燃料通路を介して、ポンプハウジング内のポンプ室に送出し、当該送出燃料をさらに加圧することで、当該加圧燃料をエンジンの各気筒へ供給する燃料噴射装置において、燃料タンク内の燃料を直接、吸入側燃料通路に導く燃料入口側通路と、複数の軸受のうち、駆動軸の並び方向に配置されてオイルシールの近傍に配置されている第１の軸受、およびオイルシールの間のポンプハウジングの内周面に開口する燃料回収通路を備え、燃料回収通路は、燃料入口側通路と合流することなく、外部へ導かれている。
【００１９】
これにより、オイルシール側に接続する燃料回収通路と、燃料タンク内の燃料を導く燃料入口側通路つまり吸入側燃料通路とを、別経路として合流させないようにするので、吸入側燃料通路内に流れる燃料が、燃料タンクの状態変化、例えば燃料タンク内の残留燃料が少なくなった場合に、補助的タンクに切換え、一時的に強制給油したとしても、吸入側燃料通路内の燃料圧力の上昇は、オイルシール側の燃料圧力に影響を与えないようにすることが可能である。
【００２０】
本発明の請求項４によると、吐出側燃料通路には、ポンプ室へ送出する送出燃料の圧力を調整する圧力調整弁が設けられ、この圧力調整弁により所定の圧力に調整された燃料のうち、余剰燃料を燃料回収通路に戻すように構成されている。
【００２１】
フィードポンプから送出される燃料の圧力を調整する圧力調整弁によって、所定の圧力に調整した燃料のうち、余剰燃料を戻す合流部を、上記燃料回収通路に接続することが可能である。
【００２２】
なお、上記燃料回収通路の下流側には、本発明の請求項５に記載するように、燃料回収通路内を流れを抑制する絞りを設けることが好ましい。これにより、フィードポンプの１回転中の吐出容量に対する無駄に汲み上げ、外部、例えば燃料タンクへ戻される燃料の流量を減らすことが可能である。
【００２３】
本発明の請求項６によると、燃料タンクは、主として使用するメインタンクと、そのメインタンクとは別に補助的に使用するサブタンクから構成されるとともに、そのメインタンク内の燃料を導く第１の燃料導管と、そのサブタンク内の燃料を導く第２の燃料導管とを切換える切換え手段を備え、メインタンクの残留燃料が少なくなった場合には、切換え手段によって第１の燃料導管から第２の燃料導管に切換えて、吸入側燃料通路に連通するようにするとともに、当該連通開始直後は、サブタンク内もしくは第２の燃料導管に設けられた圧送ポンプにより、送油する。
【００２４】
これにより、燃料タンクとして、メインタンクとは別経路のサブタンクを備えるものであって、燃料タンクの残留燃料が減少した場合、オイルシールの機能低下を引き起こすことなく、燃料切換えを行なうことが容易に可能である。
【００２５】
例えば、航空機用エンジンの場合、燃料タンクは主翼部に配置される。この場合、燃料タンクが例えば両翼にメインタンクとサブタンクとに分割されていても、燃料切換えを不都合なく、行なうことが可能である。
【００２６】
本発明の請求項７によると、圧送ポンプの駆動を制御する制御手段を備え、制御手段は、所定の経過時間が経過後に前記圧送ポンプの圧送を停止させる。
【００２７】
これにより、制御手段は所定の経過時間が経過後に前記圧送ポンプを停止させるだけでよいので、制御手段は簡素な構成、例えばリレー回路で対応可能である。
【００２８】
なお、上記所定の経過時間とは、本発明の請求項８に記載するように、圧送ポンプによって第２の燃料導管内を燃料が汲み上げられる時間であることが好ましい。第２の燃料導管内を燃料が汲み上げられるまでの期間内は、圧送ポンプにより圧送されていても、第２の燃料導管内の燃料の圧力がゲージ圧が正圧、つまり大気圧を越えることはないので、吸入側燃料通路内に導かれる加圧された燃料が大気圧以上となるのは、所定の経過時間が経過したときから圧送ポンプを停止させるまでの僅かな時間となる。
【００２９】
さらに、例えば第２の燃料導管内を燃料が汲み上げられる時間を予め設定するだけで、第２の燃料導管内の燃料圧を検出する圧力検出手段が不要となる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、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。
【００３１】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の燃料噴射装置の全体構成を示す断面図である。図２は、本実施形態に係わるポンプハウジングの構造を示す部分的断面図である。なお、図４は、比較例のポンプハウジングの構造を示す部分的断面図である。
【００３２】
本発明の実施形態を適用する燃料噴射装置としては、燃料噴射ポンプＰと、この燃料噴射ポンプＰに燃料を供給するための燃料を貯留する燃料タンク系Ｆを含んで構成されている。この燃料噴射ポンプＰは、燃料潤滑を行なう構造であって、エンジンの回転力が伝達される駆動軸１を有し、この駆動軸と一体的に回転するフィードポンプ３を備えたものであれば、いずれの燃料噴射ポンプでもよい。
【００３３】
図１に示すように、燃料噴射ポンプＰは、駆動軸１と、ポンプハウジング２と、フィードポンプ３と、圧力調整弁５と、ポンプハウジング２内に形成されたポンプ室６を含んで構成されている。駆動軸１は、エンジンのクランク軸に連結され、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。この駆動軸１は、ポンプハウジング２内に装備されたロータリ式フィードポンプ３を回し、このフィードポンプ３によって燃料タンク系Ｆから燃料を吸い上げている。なお、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５によって調圧された後に、ポンプハウジング２内に形成されているポンプ室６に供給されている。詳しくは、この圧力調整弁５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２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。
【００３４】
なお、フィードポンプ３は、駆動軸１に一体的に回転可能な構成（図１の中央側に図示されたフィードポンプ３を参照）で実際には紙面と直行する方向に設けられるが、燃料経路を示すための作図の都合上、回転方向の矢印が表示された図を併記する。
【００３５】
なお、ここで、燃料タンク系Ｆ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６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２０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。
【００３６】
なお、駆動軸１周りの潤滑構造、およびこの駆動軸１に一体的に回転し、燃料タンク系Ｆから燃料を汲み上げるフィードポンプ３の燃料フィード系については、後述する。
【００３７】
また、図１に示すように、駆動軸１には、カップリング７を介してフェイスカム９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９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７は、駆動軸１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。
【００３８】
フェイスカム９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９ａが形成されている。このカムプロフィル９ａにはカムローラ１０が転接している。このカムローラ１０がカムプロフィル９ａに転接することにより、フェイスカム９およびプランジャ８は、駆動軸１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、最適な燃料噴射圧および噴射時期が得られるような形状に設定されている。
【００３９】
プランジャ８の吸入行程中には、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した吸入溝１１の１つが吸入ポート１２に連通すると、ポンプ室６の燃料が導入路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。
【００４０】
プランジャ８の圧縮行程中には、プランジャ８が図１の軸方向右側へ移動する。圧送室１４内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、ハウジング２に形成されたシリンダ２ａと摺接している。プランジャ８の回転により、プランジャ８の外周面に開口する供給ポート１６が、シリンダ２ａの内周面に開口する複数個の内の１個の吐出ポート１７と連通することで、加圧燃料が噴射通路１８からデリバリバルブ１９を経て、燃料噴射弁２０に供給される。
【００４１】
プランジャ８にはスピルリング２１が摺動自在に嵌合されている。このスピルリング２１は、プランジャ８に形成されたスピルポート２２を開閉する。スピルポート２２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１６および吐出ポート１７を介して噴射通路１８を経て燃料噴射弁２０へ加圧燃料を圧送している最中に、スピルポート２２がスピルリング２１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２２からポンプ室６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２０の閉弁圧以下に達すると、燃料噴射弁２０への燃料供給を停止する。
【００４２】
スピルリング２１は、図１に示すように、ジョイント４６を介してコントロールレバー２３およびテンションレバー２４に連結されている。これらコントロールレバー２３およびテンションレバー２４はピン２５を介してガイドレバー２６に回動自在に取付けられている。
【００４３】
ガイドレバー２６は、図１に示すように、他のピン２７によりポンプハウジング２に対して回動自在に取付けられており、このガイドレバー２６は押圧スプリング２８により一方向へ回動付勢され、このガイドレバー２６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２９に当接するようになっている。
【００４４】
なお、コントロールレバー２３とテンションレバー２４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３０およびアイドルスプリング３１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２４には突起３２が形成されており、この突起３２がコントロールレバー２３に当たると、これらコントロールレバー２３とテンションレバー２４はピン２５を支点として一体的に回動するように構成されている。
【００４５】
コントロールレバー２３は、図１に示すように、遠心力ガバナ５０のガバナスリーブ３３に押されるようになっている。ガバナスリーブ３３はガバナシャフト３９に摺動可能に案内されている。このガバナスリーブ３３は、図１に示すフライウエイト３４の作動により推力を発生させられる。このフライウエイト３４はガバナギア３５と一体的に取付けられている。このガバナギヤ３５は、駆動軸１に一体的に取付けられているギヤ３６と噛合している。駆動軸１の回転によりギヤ３６を介してガバナギヤ３５が回転され、フライウエイト３４に遠心力が発生する。この遠心力によりガバナスリーブ３３に推力を与える。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２３がガバナスリーブ３３によって押されることになり、コントロールレバー２３は、ピン２５を中心として回動し、スピルリング２１を軸方向へ移動させる。このスピルリング２１の軸方向移動によって燃料噴射量を調整する。なお、ガバナスリーブ、ガバナシャフト３９、およびフライウエイト３４を含んで、遠心ガバナを構成する。また、コントロールレバー２３、テンションレバー２４、ガイドレバー２６、および後述のコントロールスプリング３７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。
【００４６】
一方、テンションレバー２４の上端部には、コントロールスプリング３７の一端が連結されており、このコントロールスプリング３７の他端は操作レバー３８に連結されている。操作レバー３８は図示しないアクセルペダル（図示しない）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３８が回動操作されると、コントロールスプリング３７を介してテンションレバー２４がピン２５を中心として回動される。その結果、スピルリング２１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。
【００４７】
次に、図１に示す油圧タイマ機構ＨＴについて、以下説明する。フェイスカム９が転接しているカムローラ１０は、ローラリング４０に支持されている。このローラリング４０はロッド４１を介してタイマーピストン４２に連結している。タイマーピストン４２はポンプハフジング２に形成されたタイマ圧力室４３に収容されており、タイマ圧力室４３にはポンプ室６の燃料圧力が導入されるようになっている。
【００４８】
ポンプ室６の燃料圧力に応じてタイマ圧力室４３の燃料圧力が変化すると、タイマーピストン４２が軸方向に変位し、この変位はロッド４１を介してローラリング４０を周方向に回動させる。これにより、カムローラ１０がフェイスカム９に対して相対的に周方向に変位するので、フェイスカム９の山部がカムローラ１０に乗上げるタイミングが変わり、よって噴射タイミングが変えられる。
【００４９】
なお、タイマーピストン４２およびタイマ圧力室４３は、実際には紙面と直行する方向に設けられるが、作図の都合上、図の通り示す。なお、タイマーピストン４２およびタイマ圧力室４３を含んで、油圧タイマ機構ＨＴを構成している。
【００５０】
次にここで、駆動軸１周りの潤滑構造について以下図１に従って説明する。駆動軸１は、ポンプハウジング２と駆動軸１の間に設けられた複数（本実施例では、２個）の軸受６１により支持されている。この２個の軸受６１ａ、６１ｂは駆動軸１を回転自在に支持している。より詳しくは、２個の軸受６１ａ、６１ｂはポンプハウジング２の内周面２ｄに圧入され、この内周面２ｄに嵌合固定されている。
【００５１】
また、この２個の軸受６１ａ、６１ｂが駆動軸１に対して配置される並び方向には、オイルシール６２が配置されている。このオイルシール６２は、駆動軸１に摺接可能に配置されており、燃料が外部へ漏れることを防止している。より詳しくは、オイルシール６２は、図１に示すように、駆動軸１のエンジン側端部に配置されている。このオイルシール６２の外周部は、ポンプハウジング２の内周面２ｄに固定されている。なお、２個の軸受６１ａ、６１ｂのうち、一方（以下、第１の軸受と呼ぶ）６１ａが、エンジン側に配置され、他方（以下、第２の軸受と呼ぶ）６１ｂが、エンジン側とは反対方向のプランジャ側に配置されており、
オイルシール６２は第１の軸受６１ａの近傍に配置されている。
【００５２】
なお、オイルシール６２は、ゴム材料からなる樹脂部６２ａ（図２参照）を有し、この樹脂部６２ａが駆動軸１に摺接している。このため、オイルシール６２により気密にする内部、つまり燃料の圧力が増大する（詳しくは、ゲージ圧が正圧となり大気圧以上となる）と、樹脂部６２ａが屈曲してしまって摺接しなくなる恐れがある。この樹脂部６２ａの一部が駆動軸１に摺接しなくなると、オイルシールの機能が低下する場合がある。
【００５３】
オイルシール側の燃料圧力（背圧）を外部の大気圧とほぼ同じにするため、このオイルシール６２と第１の軸受６１ａの間のポンプハウジング２の内周面２ｄに、燃料タンク系Ｆと連通可能な燃料回収通路７３が開口している。駆動軸１（詳しくは、駆動軸１と軸受６１ａ、６１ｂ）を潤滑する燃料の流れとしては、ポンプ室６の燃料の一部が、駆動軸１とフィードポンプ３のロータ３ａ（図１参照）の隙間を通じて、第２の軸受６１ｂ、および第２の軸受６１ｂに支持された駆動軸１の部分へ供給される。さらに、第２の軸受６１ｂと駆動軸１の隙間を通じて第１の軸受６１ａ、および第１の軸受６１ａに支持された駆動軸１の部分へ供給される。この二つの隙間による二段階の絞り効果を経て、ポンプ室６の燃料の一部が供給されるオイルシールの背圧は、燃料タンク系Ｆの燃料圧力とほほ同じとなる。なお、この背圧は、通常、フィードポンプ３による自己吸上げにより、燃料タンク系Ｆの燃料が汲み上げられるため、その燃料は燃料タンクの置かれた環境の大気圧と同じとなる。
【００５４】
なお、燃料回収通路７３と、燃料噴射ポンプＰに係わる燃料経路、および燃料タンク系Ｆに係わる燃料経路の詳細について後述する。
【００５５】
ここで、燃料タンク系Ｆから燃料を汲み上げるフィードポンプ３の燃料フィード系について、以下説明する。
【００５６】
まず、燃料タンク系Ｆは、燃料タンク４とこの燃料タンク４内の燃料を燃料タンク４の外部へ導く燃料導管９１を含んで構成されている。さらにこの燃料タンク４は、図１に示すように、主として使用するメインタンク４ａと、このメインタンク４ａとは別に補助的に使用するサブタンク４ｂから構成されている。これらメインタンク４ａ、サブタンク４ｂには、それぞれ、燃料導管９１としての第１の燃料導管９１ａ、第２の燃料導管９１ｂが接続している。なお、サブタンク４ｂには、サブタンク４ｂ内の燃料を第２の燃料導管９１ｂに導く際、その燃料を圧送可能な圧送ポンプ９３が内蔵されている。なお、この圧送ポンプ９３は、第２の燃料導管９１ｂ内の燃料を強制給油可能に配置されるものであれば、サブタンク４ｂ内に限らず、第２の燃料導管９１ｂ内に配置されていてもよい。なお、この圧送ポンプ９３は、燃料の送油可能な周知の構造を有する燃料ポンプであって、通電により駆動する電動ポンプであることが好ましい。通電期間に限って、一時的に圧送ポンプ９３を駆動させることが可能である。
【００５７】
さらに、本実施形態では、この燃料タンク系Ｆは、燃料噴射ポンプＰへ燃料を供給する経路として、第１の燃料導管９１ａと第２の燃料導管９１ｂとを切換える切換え手段９２を備えている。これにより、メインタンク４ａ内の残留燃料がすくなくなった場合に、切換え手段９２を用いて、第１の燃料導管９１ａから第２の燃料導管９１ｂに切換えて、残留燃料が十分にあるサブタンク４ｂに切換えることが可能である。したがって、メインタンク４ａ内の残留燃料がすくなくなった場合でも切換え手段９２によって、燃料噴射ポンプＰへ燃料を継続して供給する経路を確保することが可能である。
【００５８】
さらになお、本実施形態では、第１の燃料導管９１ａから第２の燃料導管９１ｂに切換える際、圧送ポンプ９３を一時的に駆動させている。これにより、切換え直後、第２の燃料導管９１ｂ内に燃料が満たされてなくても、圧送ポンプ９３により強制給油できる。
【００５９】
さらになお、本実施形態では、この圧送ポンプ９３は、図１に示す制御手段１００によって駆動がＯＮ、ＯＦＦ制御されている。なお、切換え直後、一時的に圧送ポンプ９３を駆動するだけであれば、制御手段１００は、少なくとも所定の経過時間が経過後に圧送ポンプを停止する制御を行なう程度でよいので、リレー回路等の簡素な構成とすることが可能である。
【００６０】
次に燃料噴射ポンプＰを構成するフィードポンプ３の燃料フィード系について、以下説明する。フィードポンプ３は、図１に示すように、燃料を汲み上げる吸入ポート３ｂと、汲み上げた燃料を吐出する吐出ポート３ｃを備えている。これらの吸入ポート３ｂ、吐出ポート３ｃには、それぞれ、ポンプハウジング２内に形成された吸入側燃料通路７１、吐出側燃料通路７２が接続している。さらに、この吸入側燃料通路７１には、図１に示すように、燃料タンク４（４ａまたは４ｂ）内の燃料を直接導く燃料入口側通路７９と、燃料回収通路７３を備えている。なお、図１においては作図の都合上、燃料回収通路７３ａと燃料回収通路７３ｂに紙面上分かれているが、燃料回収通路７３ａと燃料回収通路７３ｂは常時連通しているものとする。
【００６１】
この燃料回収通路７３には、図１に示すように、燃料回収通路７３内の燃料の連通を遮断、連通することが可能な逆止弁８０が設けられている。この逆止弁８０は、燃料入口側通路７９の燃料の圧力が、燃料回収通路７３内の燃料の圧力より高いときに、その連通を遮断する機能を有する。逆止弁８０の構造としては、周知の１ｗａｙの開閉弁であればよく、ボール弁、フラット弁等いずれでもよい。なお、本実施形態で説明する逆止弁８０の構造としては、以下ボール弁構造（図２参照）とする。
【００６２】
この逆止弁８０は、ボール８１に働く差圧によって、シート８２に当接、離座可能である（図２参照）ので、簡素な構成とすることが可能である。また、逆止弁８０には、差圧差により作動する開弁圧を構成する圧縮ばねは、不要であるので、安価に構成することが可能である。燃料タンク系Ｆにおいて一時的に燃料を強制送油する期間を除いて、逆止弁８０による燃料回収通路７３の遮断状態、つまり逆止弁８０の作動状態を解除し、通常の燃料噴射ポンプと同じ状態にしておくことが好ましいからである。
【００６３】
これにより、燃料回収通路７３には、燃料入口側通路７９に導かれた燃料タンク４ａまたは４ｂ内の燃料の圧力が、燃料回収通路７３内の燃料の圧力より高い場合に限って、連通を遮断する逆止弁８０が設けられているので、通常運転時における自己吸い上げによるメインタンク４ａからの燃料給油の場合には、逆止弁が作動することはなく、燃料回収通路内の連通は遮断されない。したがって、メインタンク４ａの残留燃料が少なくなった場合において、例えばメインタンクをサブタンク４ｂに切換え、給油を確実にするため一時的にサブタンク４ｂ内の燃料を圧送して給油したとしても、オイルシール６２側に接続する燃料回収通路７３内の連通を逆止弁によって遮断するので、オイルシール６２は圧送された燃料の影響を受けないようにすることが可能である。
【００６４】
なお、燃料回収通路７３が遮断される期間は一時的であるので、その間に、上記二つの隙間による二段階の絞り効果を経て潤滑のため流れる流量は比較的少量である。このため、オイルシール側に加わる燃料圧力は、ほとんど増加はみられない。潤滑に使用するポンプ室６内の燃料の一部の流れは、二段階の絞り効果により抑制されているからである。
【００６５】
さらに、本実施形態では、図１および図２に示すように、吐出側燃料通路７２には、ポンプ室６へ送出する送出燃料の圧力を調整する圧力調整弁５が設けられている。さらに、この圧力調整弁５により所定の圧力に調整された燃料のうち、余剰燃料を燃料回収通路７３に戻すように構成されている。さらに、逆止弁８０は、燃料回収通路７３のうち、余剰燃料は燃料回収通路７３に導かれる合流部７３ｃと燃料入口側通路７９との間の燃料回収通路部７３ｄに配置されている。
【００６６】
なお、より詳しくは、この圧力調整弁５は、ピストン５ｐとこのピストン５ｐを摺動可能に保持するレギュレートハウジング５ｈ、レギュレートハウジング５ｈの内周面に開口する制御ポート５ｋ、およびレギュレートハウジング５ｈの内周に配置され、ピストン５ｐを付勢するレギュレートスプリング５ｓを備えている。この圧力調整弁５は、ピストン５ｐの下面に加わる送出燃料の圧力に応じて、レギュレートスプリング５ｓによって、制御ポート５ｋとピストン５ｐの開口面積を可変にする。この開口部から燃料は余剰燃料が排出される。つまり、余剰燃料が燃料回収通路７３に戻される。
【００６７】
逆止弁８０による燃料回収通路７３の遮断が一時的に行なわれるので、圧力調整弁５から排出される余剰燃料によって、オイルシール６２側に加わる燃料圧力が一時的には増加するが、オイルシール６２の機能を低下させるような平均圧等の実効圧の増加にはほとんど寄与することはない。したがって、オイルシールの安定した機能を確保可能である。
【００６８】
さらに、本実施形態では、逆止弁８０の構造として、ボール８１のリフトを規制するストッパ８３を有するので、逆止弁８０の開口面積の必要面積を確保した上で、そのストッパ８３の位置をシート８１に近づけることで、ボール８１のリフト量を抑え、ボール弁の閉弁応答性を向上させることが可能である。
【００６９】
さらに本実施形態では、図４の比較例に対して、図２に示すように、燃料回収通路部７３ｄに、シート８１を追加工し、ボール８２をその燃料回収通路部７３ｄに組み込んだ後、ストッパ８３としてノックピンを、ポンプハウジング２の燃料回収通路部７３ｄを貫通する孔に圧入するだけで組付けられるので、ポンプハウジング２の大幅な型変更等をする必要がなく、安価に製造可能である。
【００７０】
（第２の実施形態）
以下、本発明を適用した他の実施形態を説明する。なお、以下の実施形態においては、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。
【００７１】
第２の実施形態では、第１の実施形態における燃料回収通路７３内に設けた逆止弁８０によって、燃料回収通路７３内の燃料と燃料入口側通路７９内の燃料の合流状態を選択的に解除する構成に代えて、図３に示すように、燃料回収通路７３と、燃料入口側通路７９を常時分流する構成とする。図３は、本実施形態に係わるポンプハウジングの構造を示す部分的断面図である。
【００７２】
図３に示すように、燃料回収通路部７３ｄからポンプハウジング２の外部、つまり燃料タンク４へ排出する燃料排出通路７５を設ける。なお、この燃料排出通路としては、燃料パイプ等を用いて外部配管することが好ましい。この構成によっても、第１の実施形態と同様な効果が得られる。なお、燃料回収通路７３と、燃料入口側通路７９を常時分流するので、メインタンクをサブタンク４ｂに切換え、一時的にサブタンク４ｂ内の燃料を圧送して給油したとしても、オイルシール６２は圧送された燃料の影響を受けることはない。
なお、本実施形態では、燃料排出通路７５つまり燃料回収通路７２の下流側には、図３に示すように、燃料回収通路７３内を流れを抑制する絞り７５ａを設けることが好ましい。これにより、フィードポンプ３の１回転中の吐出容量に対する無駄に汲み上げ、燃料タンク４へ戻される燃料の流量を減らすことが可能である。
【００７３】
以上説明した実施形態においては、燃料タンク４として、メインタンク４ａとは別経路のサブタンク４ｂを備える燃料噴射装置であって、燃料タンク４ａの残留燃料が減少した場合、オイルシール６２の機能低下を引き起こすことなく、燃料切換えを行なうことが容易に可能である。
【００７４】
例えば、航空機用エンジンの場合、燃料タンク４は主翼部に配置される。この場合、燃料タンク４が例えば両翼にメインタンク４ａとサブタンク４ｂとに分割されていたとしても、燃料切換えを不都合なく、行なうことが可能である。
【００７５】
以上説明した実施形態において、制御手段１００により圧送ポンプ９３を駆動する所定の経過時間として、圧送ポンプ９３によって第２の燃料導管９１ｂ内を燃料が汲み上げられる時間であることが好ましい。第２の燃料導管９１ｂ内を燃料が汲み上げられるまでの期間内は、圧送ポンプ９３により圧送されていても、第２の燃料導管９１ｂ内の燃料の圧力がゲージ圧が正圧、つまり大気圧を越えることはないので、吸入側燃料通路７１内に導かれる加圧された燃料が大気圧以上となるのは、所定の経過時間が経過したときから圧送ポンプが停止させるまでの僅かな時間となる。さらに、例えば第２の燃料導管９１ｂ内を燃料が汲み上げられる時間を予め設定するだけで、第２の燃料導管９１ｂ内の燃料圧を検出する圧力検出手段が不要となる。
【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示す断面図である。
【図２】第１の実施形態に係わるポンプハウジングの構造を示す部分的断面図である。
【図３】第２の実施形態に係わるポンプハウジングの構造を示す部分的断面図である。
【図４】比較例のポンプハウジングの構造を示す部分的断面図である。
【符号の説明】
１　駆動軸
２　ポンプハウジング
２ａ　内周面
３　フィードポンプ
４　燃料タンク
４ａ、４ｂ　メインタンク、サブタンク
５　圧力調整弁
６　ポンプ室
６１　軸受
６１ａ、６２ｂ　（エンジン側）第１の軸受、（プランジャ８側）第２の軸受
６２　オイルシール
７１　吸入側燃料通路
７２　吐出側燃料通路
７３　燃料回収通路
７３ｃ　合流部
７３ｄ　燃料回収通路部
７９　燃料入口側通路
８０　逆止弁
８１　シート
８２　ボール
８３　ストッパ
９１　燃料導管
９１ａ、９１ｂ　（メインタンク４ａの）第１の燃料導管、（サブタンク４ｂの）第２の燃料導管
９２　切換え手段
９３　圧送ポンプ
１００　制御手段
Ｐ　燃料噴射ポンプ
Ｆ　燃料タンク系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004137995.tif 000006