(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プランジャの往復運動によって燃料を燃料噴射弁へ圧送して噴射させる内燃機関用の燃料噴射ポンプに付設され、タイマシリンダと、該タイマシリンダの両端に形成されたタイマ高圧室及びタイマ低圧室と、前記タイマシリンダ内に摺動自在に挿入されて前記タイマ高圧室及びタイマ低圧室の差圧に応じて移動して燃料の噴射時期を調整するタイマピストンと、前記タイマ高圧室の圧力を変化させるための油圧制御弁とを備えているタイマ装置において、前記タイマピストンの作動範囲を油圧によって制限する手段を設け、前記タイマピストンの作動範囲を油圧によって制限する手段として、前記タイマシリンダに形成され前記油圧制御弁に連通する第１の溝と、前記タイマ高圧室との連通が、前記タイマピストンがタイマ高圧室側カバーに当接する手前で前記タイマピストンの最遅角時の動きによって遮断されるように構成したことを特徴とする燃料噴射ポンプのタイマ装置。
【請求項２】
前記油圧制御弁で前記タイマ高圧室の圧力を変化させる前記タイマ装置において、前記タイマピストンの作動範囲を油圧によって制限する手段として、前記タイマシリンダに形成され前記タイマ低圧室に連通する第２の溝と、前記タイマピストンのスライド面に形成され前記タイマ高圧室に連通する第３の溝との遮断が、前記タイマピストンがタイマ低圧室側カバーに当接する手前で前記タイマピストンの最進角時の動きによって連通されるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射ポンプのタイマ装置。
【請求項３】
プランジャの往復運動によって燃料を燃料噴射弁へ圧送して噴射させる内燃機関用の燃料噴射ポンプに付設され、タイマシリンダと、該タイマシリンダの両端に形成されたタイマ高圧室及びタイマ低圧室と、前記タイマシリンダ内に摺動自在に挿入されて前記タイマ高圧室及びタイマ低圧室の差圧に応じて移動して燃料の噴射時期を調整するタイマピストンと、前記タイマ低圧室の圧力を変化させるための油圧制御弁とを備えているタイマ装置において、前記タイマピストンの作動範囲を油圧によって制限する手段を設け、前記タイマピストンの作動範囲を油圧によって制限する手段として、前記タイマシリンダに形成され低圧側と連通する第４の溝と、前記タイマ低圧室との遮断が、前記タイマピストンが前記タイマ高圧室側カバーに当接する手前で前記タイマピストンの最遅角時の動きによって連通されるように構成したことを特徴とする燃料噴射ポンプのタイマ装置。
【請求項４】
前記油圧制御弁で前記タイマ低圧室の圧力を変化させるタイマ装置において、前記タイマピストンの作動範囲を油圧によって制限する手段として、前記タイマシリンダに形成され前記タイマ低圧室に連通する第５の溝と前記タイマピストンに形成され燃料室に連通する第６の溝との遮断が、前記タイマピストンが前記タイマ低圧室側カバーに当接する手前で前記タイマピストンの最進角時の動きによって連通されるように構成したことを特徴とする請求項１または請求項３のいずれかに記載の燃料噴射ポンプのタイマ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主としてディーゼルエンジンに使用される燃料噴射ポンプに係り、特に、分配型の燃料噴射ポンプに付設され、電子式制御装置の指令を受けて燃料の噴射時期を自由に調整するためのタイマ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、実開昭６３−１１０６４０号公報に記載されているように、ディーゼルエンジン用の分配型燃料噴射ポンプにおいては、燃料噴射時期を制御するために、燃料を圧送するプランジャを駆動するカムのタイミングを変化させるタイマピストンを設けている。そしてタイマピストンの両側の室の間に設けられた油圧制御弁のような手段によって、それらの室に作用する油圧を調整することによってタイマピストンを移動させて燃料の噴射時期を調整することができるようになっている。
【０００３】
油圧制御弁をソレノイドコイルによって電磁的に開閉作動させるようにしたものが、例えば実開昭５６−１７３７３６号公報に記載されている。このような燃料油圧制御弁としての電磁弁におけるソレノイドコイルへの通電又は遮断を電子式制御装置を用いて制御することにより、タイマピストンの両側の室の間に作用する油圧を変化させてタイマピストンの位置を調整するようにすれば、燃料噴射時期を制御することができる。
【０００４】
その一例として、図６に従来のフェイスカム式燃料噴射ポンプを示す。油圧制御弁２７によってタイマ高圧室２２の油圧を制御することで、タイマピストン２１の位置を図６中左右に動かし、噴射時期を制御する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図６において、図示しないプランジャの圧送時には、フェイスカムのトルク反力は、スライドピン１９、球状軸受け３３を介してタイマピストン２１に伝わり、タイマピストン２１は図６中右方向に力を受ける。そのため、タイマピストン２１は、圧送の度に振動する。このため、従来のタイマ装置では、タイマピストン２１の振動により、最進角（タイマピストン２１が最も図６中において左になった時）では、タイマピストン２１がタイマ低圧室側カバー３４に衝突し、最遅角（タイマピストン２１が最も図６中において右になった時）では、タイマ高圧室側カバー３５に衝突し、その衝撃が音となって放出され、通常時より約２ｄＢ高くなるという問題がある。
【０００６】
本発明はタイマ装置の作動時において、最進角又は最遅角時にタイマピストンがタイマ低圧室側カバー又はタイマ高圧室側カバーに衝突することの無い燃料噴射ポンプのタイマ装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明では、請求項１のようにすることにより、タイマピストンの作動範囲が油圧によって制限され、それによって最進角または最遅角時にタイマピストンがタイマ低圧室側カバー又はタイマ高圧室カバーに衝突する事が無くなり、騒音は低減される。
【０００８】
また本発明では、請求項１のようにすることにより、第１の溝がタイマピストンによって油圧制御弁と遮断され、タイマ高圧室の圧力は上昇し、それ以上タイマピストンはタイマ高圧室側カバー方向には動かない。従って、最遅角時にタイマ高圧室側カバーにタイマピストンが衝突することが無く、騒音は低減される。
また本発明では、請求項２のようにすることにより、最進角時において、第２の溝と第３の溝とが連通することによって、タイマ高圧室とタイマ低圧室とが連通するため、タイマ高圧室内の燃料はタイマ低圧室に流れ込み、タイマ高圧室の圧力は低下し、これ以上タイマピストンはタイマ低圧室側カバー方向には動かない。従って、最進角時にタイマ低圧室側カバーにタイマピストンが衝突することが無く、騒音は低減される。
【０００９】
また本発明では、請求項３のようにすることにより、最遅角時においてタイマピストンの移動により、第４の溝とタイマ低圧室とが連通すると、タイマ低圧室内の燃料は低圧側に流出するため、それ以上タイマピストンがタイマ高圧室側カバー方向に移動することはなくなり、最遅角時にタイマ高圧室側カバーにタイマピストンが衝突することが無く、騒音は低減される。
【００１０】
また本発明では、請求項４のようにすることにより、最進角時において、第５の溝と第６の溝とが連通することによって、燃料室とタイマ低圧室とが連通するため、燃料室の燃料がタイマ低圧室に流れ込み、タイマ低圧室の圧力は上昇し、これ以上タイマピストンはタイマ低圧室側カバー方向には動かない。従って、最進角時にタイマ低圧室側カバーにタイマピストンが衝突することが無く、騒音は低減される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１ないし図４は本発明の燃料噴射ポンプのタイマ装置の第１の実施形態を示すものであり、図１はフェイスカム式燃料噴射ポンプの全体構成を示す断面図、図２はタイマ装置の要部断面図、図３及び図４は各々タイマ装置の特定の作動状態を示す断面図である。
【００１２】
まず、図１に示されたフェイスカム式分配型燃料噴射ポンプ１の構造を説明する。ドライブシャフト２は図示しないエンジンによって、エンジンの回転の２分の１の回転と同期して回転駆動される。ドライブシャフト２にはシグナルロータ３が同軸的に取り付けられており、その外周には凸状の歯が複数個形成されている。４は回転角センサであってシグナルロータ３の外周に対向しており、シグナルロータ３の凸状歯の電磁誘導によって機関回転数に応じたパルス信号を発生して、電子式制御装置５へ出力する。ここで電子式制御装置はスピル弁１８と油圧制御弁２７を駆動する駆動回路を含んでいる。ドライブシャフト２には燃料を圧送するプランジャ６を駆動するフェイスカム７と、燃料のフィードポンプであるベーン式のポンプ８が連結されている。フェイスカム７はプランジャ６と一体となってスプリング９によってローラリング１０に設けられたローラ１１に押し付けられる。
【００１３】
従って、フェイスカム７がドライブシャフト２によって回転駆動されることにより、フェイスカム７の凸部がローラ１１に乗り上げて、フェイスカム７自体とそれに一体化されたプランジャ６が、回転運動を伴うプランジャ６の軸線方向の往復運動をすることになる。プランジャ６はポンプシリンダ１２のシリンダボア１２ａ内に挿入されて、その先端に圧力室１３を形成しているので、プランジャ６の往復運動の成分によって圧力室１３の容積が拡縮し、それと同時に回転運動の成分によって圧力室１３にはそれに開口する吸入側と吐出側のポートが切換えられて連通する。フィードポンプ８の吐出ポートから吐出され約１０気圧に加圧された燃料は燃料室１５に貯留されているが、その燃料が圧力室１３に吸入され、高圧に加圧されて所定のタイミングに燃料噴射弁１６へ圧送され、図示しない機関の燃料室内へ噴射されることになる。燃料噴射ポンプ１のディスヘッド１４には圧力室１３の圧力を開放するスピル弁１８が設けられており、スピル弁１８を電子式制御装置５によって開放することによって、燃料の噴射開始時期や噴射量、噴射率を制御することができる。
【００１４】
ローラリング１０の円筒状の外周面１０ａはドライブシャフト２の軸線を中心として所定の角度範囲内で回動することができる。その回動によってローラ１１の位置が回転方向に移動するので、フェイスカム７の凸部がローラ１１に乗り上げる時期が変化し、それによって燃料噴射時期を変化させることができる。ローラリング１０を回動させるために、スライドピン１９がローラリング１０から図１の下方へ伸びており、その下端が、ハウジング内に形成されたタイマシリンダ２０内で図１において紙面に対して上下方向に往復摺動することが出来るように嵌合しているタイマピストン２１に係合している。
【００１５】
図２は本発明の第１の実施形態であるタイマ装置２８の要部の構成を示す。この第１の実施形態はタイマ高圧室制御方式のタイマ装置に適用したものである。タイマピストン２１の右側のタイマ高圧室２２は絞り２３を有する流路１７を介して燃料室１５に連通する接続孔３９に連通していて、フィードポンプ８によって加圧された燃料を受け入れている。その油圧がタイマピストン２１を左方へ押すことになるが、それに対抗してタイマピストン２１の左側のタイマ低圧室２４内にはタイマスプリング２５が装着されている。タイマ低圧室２４はフィードポンプ８の吸入ポートに流路２６によって連通していて、作動中は常に低圧になっている。タイマ高圧室２２に作用している燃料の油圧即ち供給圧は、機関回転数、従ってドライブシャフト２の回転数に関連して大小に変化するので、その油圧による付勢力とタイマスプリング２５の付勢力とが釣り合う位置へタイマピストン２１が移動し、球状軸受け３３、スライドピン１９を介してローラリング１０が回動調節されることによって、燃料の噴射時期が機関回転数に応じて変化することになる。
【００１６】
タイマ高圧室２２とタイマ低圧室２４との間に油圧制御弁２７が挿入されており、油圧制御弁２７を電子式制御装置５に電気的に連結して開閉制御することによって、タイマ高圧室２２内の油圧を部分的にタイマ低圧室２４側へ逃がして調整し、タイマピストン２１の位置とローラリング１０の回転方向の位置を変化させ、それによって燃料の噴射時期を制御している。
【００１７】
図１において前述の回転数センサ４は、ローラリング１０の外周面１０ａ上に担持されており、その出力信号が電子式制御装置５に入力されているが、制御装置５にはその他にも図１に示すように機関からＴＤＣ信号として示す上死点信号や、機関の負荷の大きさを示すアクセル開度信号、冷却水温等を検出する水温センサからの出力信号等が入力される。
【００１８】
以上は公知部分と共通の構成の説明である。
次に、再び図２に戻って本発明の特徴を説明する。タイマシリンダ２０には、第１の溝３６及び第２の溝３７が設けられている。第１の溝３６は流路２９によって油圧制御弁２７の入口側に連通している。第２の溝３７は、流路３０、３１によって、油圧制御弁２７の出口側及びタイマ低圧室２４に連通している。また、タイマピストン２１には、第３の溝３８が形成されており、流路３２によってタイマ高圧室２２に連通している。
【００１９】
次に、本発明の第１の実施形態の作動を図２ないし図４を用いて説明する。
図２において油圧制御弁２７は４０Ｈｚでデューティー比制御され、通電デューティーを小さくすると、タイマ高圧室２２から、油圧制御弁２７を介してタイマ低圧室２４に流れ込む燃料量は少なくなり、タイマ高圧室２２の圧力は高くなり、スプリング２５の付勢力に抗してタイマピストン２１は図中左側に移動する。
【００２０】
さらに、油圧制御弁２７への通電デューティーを小さくすると、タイマピストン２１は図中左側に更に移動し、図３に示すように第２の溝３７と第３の溝３８とが連通し始める。
第２の溝３７と第３の溝３８とが連通すると、タイマ高圧室２２とタイマ低圧室２４とは連通するため、タイマ高圧室２２内の燃料は流路３２、第３の溝３８、第２の溝３７、流路３０、流路３１を通ってタイマ低圧室２４に流れ込むため、タイマ高圧室２２の圧力は低下し、これ以上タイマピストン２１は図３中左側には動かない。従って、最進角時にタイマ低圧室側カバー３４にタイマピストン２１が衝突することは無く、騒音は低減される。
【００２１】
次に、図２において油圧制御弁２７は４０Ｈｚでデューティー比制御され、通電デューティーを大きくすると、タイマ高圧室２２から油圧制御弁２７を介してタイマ低圧室２４に流れ込む燃料量は多くなり、タイマ高圧室２２の圧力は低くなり、スプリング２５の付勢力により、タイマピストン２１は図２中で右側に移動する。
【００２２】
更に、油圧制御弁２７への通電デューティーを大きくすると、タイマピストン２１は図２中右側に更に移動し、図４に示すように、第１の溝３６がタイマピストン２１によって遮断され始める。
第１の溝３６が遮断されると、タイマ高圧室２２と油圧制御弁２７の入口側との連通は遮断されるため、タイマ高圧室２２の圧力は上昇し、これ以上タイマピストン２１は図４中右側には動かない。従って、最遅角時にタイマ高圧室側カバー３５にタイマピストン２１が衝突することは無く、騒音は低減される。
【００２３】
図５は本発明のタイマ装置の第２の実施形態の要部構成を示す断面図である。
この第２の実施形態はタイマ低圧室制御方式のタイマ装置に適用したものである。
図５に示す構造のうち、かなり多くの部分が、図２に示したタイマ高圧室制御方式のタイマ装置２８のそれと実質的に同じものであるから、それらについては同じ参照符号を付すことにする。
【００２４】
始めに、従来技術と共通部分の説明をする。図５においてタイマピストン２１の右側のタイマ高圧室２２は、絞り２３を有する流路１７を介して燃料室１５に連通する接続孔３９に常時連通していてフィードポンプ８によって約１０気圧に加圧された燃料を受け入れている。タイマピストン２１の左側のタイマ低圧室２４内にはタイマスプリング２５が装着されている。タイマ低圧室２４はフィードポンプ８の吸入ポートに絞り４０を有する流路４１を介して連通している。また、流路４２によって、油圧制御弁２７の入口側と燃料室１５は連通している。また、流路４３によって、油圧制御弁２７の出口側とタイマ低圧室２４とは連通している。燃料室１５からの流入量を油圧制御弁２７によって調節することにより、タイマ低圧室２４の圧力（大気圧から燃料室１５と同じ１０気圧までの範囲）が決まる。そして、タイマ高圧室２２とタイマ低圧室２４との圧力差によって発生する力と、タイマスプリング２５の付勢力との釣り合いによりタイマピストン２１の位置が決まる。
【００２５】
以上は、第２の実施形態の構成のうち従来技術と共通部分の説明である。
次に、本発明の第２の実施形態の特徴を説明する。
タイマシリンダ２０には第４の溝４４及び第５の溝４５が設けられている。第４の溝４４は流路４８によって、フィードポンプ８の吸入ポートに連通している。第５の溝４５は流路４３、４７によって、油圧制御弁２７の出口側およびタイマ低圧室２４に連通している。また、タイマピストン２１には、第６の溝４６が形成されており、流路４９によって接続孔３９に連通している。
【００２６】
次に、作用について説明する。
油圧制御弁２７への通電デューティーを小さくすると、タイマ低圧室２４の圧力は低くなり、タイマピストン２１は図５中の左側に移動する。第５の溝４５と第６の溝４６が連通すると、燃料室１５に連通した接続孔３９とタイマ低圧室２４とが連通する。それによって燃料室１５の燃料がタイマ低圧室２４に流れ込むため、これ以上タイマピストン２１が左側に移動することは無くなり、タイマピストン２１のタイマ低圧室側カバー３４への衝突による騒音発生が防止できる。
【００２７】
また、油圧制御弁２７への通電デューティーを大きくすると、タイマ低圧室２４の圧力は高くなり、タイマピストン２１は図５中右側に移動する。タイマピストン２１の移動により第４の溝４４とタイマ低圧室２４が連通すると、タイマ低圧室２４内の燃料は流路４８を通って流出するため、これ以上タイマピストン２１が右側に移動することは無くなり、タイマピストン２１のタイマ高圧室側カバー３５への衝突による騒音発生が防止できる。
【００２８】
なお、本発明はフェイスカム圧送式の燃料噴射ポンプだけではなく、インナーカム圧送式の燃料噴射ポンプにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態および第２の実施形態に共通する構成を示したフェイスカム式燃料噴射ポンプの全体構成を示す断面図である。
【図２】本発明のタイマ装置の第１の実施形態に関するものであり、第１の実施形態の構成説明の断面図である。
【図３】本発明のタイマ装置の第１の実施形態に関するものであり、作動説明の断面図である。
【図４】本発明のタイマ装置の第１の実施形態に関するものであり、作動説明の断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態を示す断面図である。
【図６】従来のフェイスカム式燃料噴射ポンプを示す断面図である。
【符号の説明】
６  プランジャ
１５  燃料室
１６  燃料噴射弁
２０  タイマシリンダ
２１  タイマピストン
２２  タイマ高圧室
２４  タイマ低圧室
２７  油圧制御弁
２８  タイマ装置
３４  タイマ低圧室側カバー
３５  タイマ高圧室側カバー
３６  第１の溝
３７  第２の溝
３８  第３の溝
４４  第４の溝
４５  第５の溝
４６  第６の溝
【図１】
0003796793.tif 000002
【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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