JP2000130281A - 分配型燃料噴射ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、部品点数を削減できて安価に得るこ
とができる分配型燃料噴射ポンプを得ることにある。 【解決手段】バルブボディ７１と、ピストン７２と、プ
ラグ７３と、ばね７４とを具備して、レギュレータ機能
とオーバーフロー機能とを有した多機能バルブ５５をポ
ンプハウジング５２に取付ける。ボディは、ハウジング
内の燃料戻し通路８０に連通するレギュレート用燃料孔
７９及びハウジング外のオーバーフロー管８３に連通す
るオーバーフロー孔８１を有する。ボディに収容された
ピストンは、燃料孔を開閉する第１弁部９１、前記孔８
１を開閉する第２弁部９２、第２弁部に連なる燃料溜り
９３とともに、圧送燃料が作用する第１弁部の受圧面９
１ａと燃料溜りとを連通する燃料通路９４を有する。ボ
ディに収容したプラグ７３とピストン７２との間に、ピ
ストンを常に閉弁方向に付勢するばね７４を挟設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関例えばデ
ィーゼルエンジンに備えられ、このエンジンの各気筒へ
燃料を分配供給する分配型燃料噴射ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の分配型燃料噴射ポンプには、実開
昭５７−６３９３１号公報に例示されるようにフィード
ポンプにより昇圧された燃料の一部を前記ポンプの吸入
側へ戻して、ポンプ室内に圧送される圧送燃料の圧力を
設定値に維持するためのレギュレートバルブと、ポンプ
室の燃料の一部を前記レギュレートバルブに設定された
開弁圧力よりも低い圧力で開弁して燃料タンク側へ逃が
すオーバーフローバルブとが備えられている。

【０００３】このような構成を備えた実際の分配型燃料
噴射ポンプは図４に示されている。この図４中１はポン
プハウジング、２はフィードポンプ、３はポンプ室、４
はフェイスカム、５はオートマチックタイマ、６はポン
プシリンダ、７はポンププランジャ、８はデリバリバル
ブ、９はレギュレートバルブ、１０はオーバーフローバ
ルブである。

【０００４】図４（Ｂ）に示されるようにレギュレート
バルブ９の燃料孔１１を周部に有したバルブボディ１２
は、フィードポンプ２の吐出し口に連通する通路１３と
ポンプ室３に連通する通路１４との間に配置されてい
る。このボディ１２の内部には、燃料孔１１を開閉する
ピストン１５が摺動可能に収容されているとともに、こ
のピストン１５を付勢するコイルばね１６と、このばね
１６を支持する密栓状ばね受１７とが夫々収容されてい
る。このレギュレートバルブ９は、そのコイルばね１６
のばね力によって、フィードポンプ２により燃料タンク
から吸上げられてポンプ室３に供給される燃料の圧力を
設定値に維持する。

【０００５】又、このバルブ９とは別に備えられたオー
バーフローバルブ１０は、図４（Ａ）に示されるように
ポンプ室３に臨んで取付けられている。このバルブ１０
は、ポンプハウジング１に連結されたバルブベース２１
に、これを貫通するバルブボディ２２をねじ込み、この
ボディ２２の周部に燃料タンク側に連通する流出口を有
し、栓２３を螺着している。そして、バルブボディ２２
内には、ボール製の弁体２４と、この弁体２４をバルブ
ボディ２２の内部に設けた弁座に押付けるコイルばね２
５とが収容されている。コイルばね２５の弁体２４と反
対側の端部は栓２３により支持されている。このオーバ
ーフローバルブ１０は、ポンプ室３内の燃料圧がコイル
ばね２５により設定されたオーバーフロー圧よりも高く
なると、燃料圧で弁体２４が押し動かされて開弁状態と
なるので、ポンプ室３内の燃料の一部を流出させるよう
になっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記のように従来の分
配型燃料噴射ポンプは、そのレギュレートバルブ９の開
閉によりポンプ室３の圧力特性を制御するとともに、こ
のバルブ９の開弁圧以下の低速域ではオーバーフローバ
ルブ１０の開閉によりポンプ室３の圧力特性を制御して
いるから、２種類の独立したバルブ９、１０が必要であ
り、部品点数及び組立て工数が多くコスト高である。
又、前記構成のオーバーフローバルブ９は、その開弁圧
の調整機能を有していないため、前記低速域でのポンプ
室３の圧力特性のばらつきが大きい。このことは、ディ
ーゼルエンジンの始動性が悪い要因の一つになってい
る。

【０００７】したがって、本発明が解決しようとする第
１の課題は、部品点数を削減できて安価に得ることがで
きる分配型燃料噴射ポンプを得ることにある。また、本
発明が解決しようとする第２の課題は、前記第１の課題
を解決するにあたり、低速域でのポンプ室圧力特性のば
らつきを少なくできる分配型燃料噴射ポンプを得ること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記第１の課題を解決す
るために、請求項１の発明は、ポンプハウジングのポン
プ室内への圧送燃料を第１開弁圧力に調整するレギュレ
ータ機能と、前記第１開弁圧力よりも低い第２開弁圧力
で開弁して前記ポンプ室内の一部の燃料を逃がすオーバ
ーフロー機能とを有した多機能バルブを前記ポンプハウ
ジングに取付けたことを特徴とするものである。

【０００９】この請求項１の発明においては、多機能バ
ルブを備えることにより、互いに独立したレギュレート
バルブとオーバーフローバルブとの２種類のバルブを用
いることなく、これら両バルブを一体化した前記多機能
バルブのレギュレータ機能とオーバーフロー機能とによ
ってポンプ室圧力特性を制御できる。

【００１０】請求項１の発明を実施するにあたり、この
発明に従属する請求項２の発明のように、前記多機能バ
ルブが、前記ポンプハウジング内の燃料戻し通路に連通
するレギュレート用燃料孔及び前記ポンプハウジング外
のオーバーフロー管に連通するオーバーフロー孔を有す
るバルブボディと、前記燃料孔を開閉する第１弁部、及
び前記オーバーフロー孔を開閉する第２弁部、並びにこ
の第２弁部に連なる燃料溜りとともに、前記圧送燃料が
作用する前記第１弁部の受圧面と前記燃料溜りとを連通
する燃料通路を有して、前記バルブボディにその軸方向
に往復動可能に収容されたピストンと、このピストンか
ら離れて前記バルブボディに収容されたプラグと、前記
ピストンを常に閉弁方向に付勢して前記プラグと前記ピ
ストンとの間に挟設され前記第１開弁圧力を設定するば
ねとを具備した構成とするとよい。

【００１１】この請求項２の発明において、フィードポ
ンプの回転数が増加するに従いポンプ室圧力も上昇し、
それにつれてピストンがばねの付勢力に抗して次第にば
ね側に移動される。そして、ポンプ室が第２開弁圧力に
達すると、その時点でオーバーフロー孔がピストンの第
２弁部により開かれるとともに燃料溜りに連通するの
で、ピストンの燃料通路及び燃料溜りを通って導かれる
ポンプ室内の燃料の一部がオーバーフロー孔からオーバ
ーフロー管に流出されて、低速域でのポンプ室の圧力制
御がなされる（オーバーフロー機能）。この時点から更
にポンプ室の圧力が上昇してそれが第１開弁圧力に達す
ると、その時点で燃料孔がピストンの第１弁部により開
かれて、燃料戻し通路を通ってフィードポンプの吸込み
側へ燃料の一部が戻されるので、前記第１開弁圧力によ
ってポンプ室の圧力制御がなされる（レギュレータ機
能）。このように多機能バルブは、一つのばねにより付
勢された１本のピストンの移動によりオーバーフロー孔
及びレギュレート用燃料孔を夫々の燃料圧に応じて開閉
させて、オーバーフロー機能とレギュレータ機能とを発
揮できる。

【００１２】前記第２の課題を解決するために、請求項
２の発明に従属する請求項３の発明は、前記プラグを前
記軸方向に移動調整可能に設けたことを特徴とするもの
である。

【００１３】この請求項３の発明は請求項２の発明に従
属するので、前記請求項２の発明の作用に加えて、次の
作用がある。すなわち、既述のように同一のピストンで
オーバーフロー孔とレギュレート用燃料孔とが開閉され
るために、これらの開閉には常に一定の圧力差（開弁圧
差）が保たれる。このような条件において第１開弁圧力
を設定するばねを支持するプラグはその位置を軸方向に
移動できるから、その移動によりピストンを付勢するば
ねの力、つまり、前記第１開弁圧力を変更してそのばら
つきを少なくできるとともに、その際にも前記開弁圧差
が保たれるので、前記低速域でのポンプ室圧力特性のば
らつきを低減できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図３を参照して本発
明の第１の実施の形態を説明する。電子式分配型燃料噴
射ポンプの全体構造を示す図１中符号５１は、ディーゼ
ルエンジンにより駆動される駆動軸で、ポンプハウジン
グ５２内に装備されたロータリー式のフィードポンプ５
３に連結されている。フィードポンプ５３は、ポンプハ
ウジング５２の外部の図示しない燃料タンクから燃料フ
ィルタを通して燃料を吸上げ、この燃料をポンプハウジ
ング５２内の燃料室（ポンプ室）５４に供給するもので
ある。ポンプハウジング５２には燃料室５４にフィード
ポンプ５３から圧送される燃料経路中に位置して後述の
多機能バルブ５５が取付けられている。

【００１５】駆動軸５１にはカップリング５６を介して
プランジャ５７が連結されている。プランジャ５７は、
周方向に沿ってエンジンの気筒数に応じた数のカム山部
を備えたカムプロフィルが形成されたフェイスカム５８
を一体に備えている。前記カムプロフィルに図示しない
カムローラが転接することにより、フェイスカム５８及
びプランジャ５７は１回転中にエンジンの気筒数に応じ
て往復移動される。

【００１６】プランジャ５７が吸入行程にあるとき、プ
ランジャ５７の先端部周面に形成された吸入溝５９の一
つが吸入ポート６０に連通すると、これらを通じて燃料
室５４内の燃料が圧送室６１に導入される。プランジャ
５７が圧縮行程にあるとき、圧送室６１内の燃料がプラ
ンジャ５７により加圧されるとともに、この燃料はプラ
ンジャ５７内に形成した吐出し通路６２に押出される。
この時、プランジャ５７は回転しているから、その周面
に開口されたポート６３が複数個のうちの１個の吐出し
ポート６４に連通した際に、このポート６４に連通され
た燃料流出通路６５からデリバリ弁６６を通じて、気筒
に設置された図示しない燃料噴射弁に供給される。

【００１７】前記多機能バルブ５５は、燃料室５４内へ
の圧送燃料を第１開弁圧力Ｐ２（図３参照）に調整する
レギュレータ機能と、第１開弁圧力Ｐ２よりも低い第２
開弁圧力Ｐ１（図３参照）で開弁して燃料室５４内の一
部の燃料を前記燃料タンク側に逃がすオーバーフロー機
能とを有した単一のバルブである。このバルブ５５は従
来レギュレートバルブが取付けられていた場所に設置さ
れている。

【００１８】次に、図２を参照して多機能バルブ５５の
具体的構成について説明する。このバルブ５５は、バル
ブボディ７１と、ピストン７２と、プラグ７３と、ばね
７４とを具備している。

【００１９】上下両端が夫々開放された筒状のバルブボ
ディ７１は、その下部をポンプハウジング５２のバルブ
取付け孔５２ａにねじ込んで連結され、これらバルブ取
付け孔５２ａとバルブボディ７１の螺合部の上方及び下
方には、Ｏリング等からなる上下一対の液密用パッキン
７５、７６が夫々配置されている。バルブボディ７１の
下端部にはブッシュ７７が嵌め込んで取付けられている
とともに、この下端部はポンプハウジング５２に設けら
れた通路７８を介して前記フィードポンプ５３から燃料
室５４へ圧送される燃料の一部が導かれるようになって
いる。上下一対のパッキン７５、７６間においてバルブ
ボディ７１の周壁には複数のレギュレート用燃料孔７９
が開けられているとともに、これら燃料孔７９はポンプ
ハウジング５２に設けられたフィードポンプ５３の吐出
し口に連通する燃料戻し通路８０に連通されている。

【００２０】バルブボディ７１のポンプハウジング５２
より外部に突出した上部周壁には、オリフィスからなる
オーバーフロー孔８１が開けられている。バルブボディ
７１の上部外周にはオーバーフロー孔８１を内部に位置
させてオーバーフローチャンバ８２が嵌合して取付けら
れ、このチャンバ８２にはオーバーフロー孔８１と連通
するオーバーフロー管８３が接続されている。又、バル
ブボディ７１の上端部には取外し可能なキャップナット
８４が螺合されている。このナット８４の締付けによ
り、前記チャンバ８２の上下に配置されたガスケット等
の液密用パッキン８５を圧縮させた状態で前記チャンバ
８２が固定されている。なお、図２中８６は前記チャン
バ８２内とバルブボディ７１内とを連通するためにボデ
ィ７１の上部に設けた通孔である。

【００２１】前記ピストン７２はバルブボディ７１内に
その軸方向に往復動可能に収容されている。このピスト
ン７２の下端部は燃料孔７９を開閉する第１弁部９１と
して用いられるとともに、その先端面（下端面）は前記
通路７８を介して及ぼされる圧送燃料が作用する受圧面
９１ａとして用いられる。ピストン７２の上端部はオー
バーフロー孔８１を開閉する第２弁部９２として用いら
れる。ピストン７２の上部には第２弁部９２の下端に連
続する燃料溜り９３が設けられている。この燃料溜り９
３はピストン７２の周方向に連続する溝で形成されてい
る。そして、ピストン７２には、その受圧面９１ａと燃
料溜り９３とを連通する縦孔及び横孔からなる燃料通路
９４が設けられている。

【００２２】前記プラグ７３はバルブボディ７１内の上
端部に圧入気味に収容されている。このプラグ７３は圧
入状態であってもバルブボディ７１の軸方向に移動可能
に設けられ、その移動を可能とするために上面に開口す
るねじ穴７３ａが設けられている。このねじ穴７３ａに
図示しない工具のねじ込み部をねじ込んだ状態で、この
工具を操作することによりプラグ７３を軸方向に移動さ
せることができるようになっている。なお、プラグ７３
はバルブボディ７１への圧接により、ばね７４の付勢力
及びオーバーフローされる燃料の圧力に拘らず、静止状
態に取付け保持されることは勿論である。

【００２３】前記ばね７４にはコイルばねが使用されて
いる。ばね７４は、前記第１開弁圧力Ｐ２を設定するも
ので、プラグ７３とピストン７２との間に圧縮状態で挟
設されている。このばね７４の付勢力でピストン７２は
常に下方（言い換えれば、閉弁方向）に付勢され、それ
により、前記フィードポンプ５３のポンプ圧力が零の時
は、ピストン７２の受圧面９１ａが前記ブッシュ７７の
上端に位置決めされて閉弁状態に維持される。この閉弁
状態では、当然のことながら燃料孔７９がピストン７２
の第１弁部９１により閉じられているとともに、オーバ
ーフロー孔８１もピストン７２の第２弁部９２により閉
じられている。

【００２４】前記構成の分配型燃料噴射ポンプにおける
燃料室５４の圧力特性の制御を多機能バルブ５５の動き
に従って以下説明する。フィードポンプ５３の動作によ
り吸上げられた燃料は、燃料室５４に充満するととも
に、フィードポンプ５３の吐出し口に連通された通路７
８にも満たされて、フィードポンプ５３の回転数が上昇
するに伴い燃料室５４とともに通路７８の燃料の圧力も
上昇し、通路７８内の燃料圧はピストン７２の受圧面９
１ａに作用する。この燃料圧によりピストン７２はばね
７４の付勢力に抗して図２中上側に移動される。

【００２５】そのため、通路７８内の燃料圧が図３中Ｐ
１で示す第２開弁圧力に達すると、ピストン７２の第２
弁部９２がバルブボディ７１のオーバーフロー孔８１よ
り上側に移動されて、この孔８１が開かれるとともにピ
ストン７２の燃料溜り９３にオーバーフロー孔８１が連
通する。従って、燃料室５４内の燃料の一部が、通路７
８からピストン７２の燃料通路９４及び燃料溜り９３に
導かれ、オーバーフロー孔８１を通ってオーバーフロー
チャンバ８２からオーバーフロー管８３を経て前記燃料
タンクに戻される。そして、このようなオーバーフロー
機能により第２開弁圧力Ｐ１以下の低速域での燃料室５
４の圧力特性が制御される。

【００２６】なお、このようなオーバーフロー動作開始
時の状態は図２に示され、この時ピストン７２の第１弁
部９１は依然としてバルブボディ７１の燃料孔７９を閉
じた状態を維持している。又、以上のようなピストン７
２に上昇に伴い、ピストン７２とプラグ７３との間のば
ね室に充満された燃料の一部は、通孔８６を通ってオー
バーフローチャンバ８２に押出されるとともに、そこか
らオーバーフロー管８３に流出するので、前記ばね室内
の燃料がピストン７２の上昇を妨げることがない。

【００２７】そして、フィードポンプ５３の回転数が更
に上昇するに伴って高まる燃料圧でピストン７２が更に
上昇して、ばね７４の付勢力、つまり、図３に示す第１
開弁圧力Ｐ２に達すると、その時点でピストン７２の第
１弁部９１がバルブボディ７１の燃料孔７９を開く。従
って、フィードポンプ５３から燃料室５４内に圧送され
る燃料の一部が、通路７８から多機能バルブ５５の燃料
孔７９を経て燃料戻し通路８０を通ってフィードポンプ
５３の入口側に戻される。そして、このようなレギュレ
ータ機能により燃料室５４の圧力特性が制御される。

【００２８】前記のように多機能バルブ５５は、フィー
ドポンプ５３の回転数の増加に従って燃料室５４の圧力
が第２開弁圧力Ｐ１に達した時に、燃料室５４内の燃料
の一部を外部に流出させるオーバーフロー機能により前
記低速域での燃料室５４の圧力制御をするとともに、こ
の時点から更に燃料室５４の圧力が上昇してそれが第１
開弁圧力Ｐ２に達した時点で、燃料孔７９を通して燃料
戻し通路８０側へ燃料の一部を戻すレギュレータ機能に
より燃料室５４の圧力制御をすることができる。

【００２９】すなわち、多機能バルブ５５は、単一のば
ね７４により付勢された１本のピストン７２の移動によ
りオーバーフロー孔８１及びレギュレート用燃料孔７９
を夫々の燃料圧Ｐ１、Ｐ２に応じて開閉させて、オーバ
ーフロー機能とレギュレータ機能とを発揮するから、燃
料室５４の圧力制御をする上で、互いに独立したレギュ
レートバルブとオーバーフローバルブとの２種類のバル
ブを用いる必要がない。したがって、前記多機能バルブ
５５の採用により、燃料噴射ポンプ全体の部品点数を削
減できるとともに組立て工数も少なくできるので、コス
トダウンを実現でき安価に得ることができる。

【００３０】又、前記構成の燃料噴射ポンプが備える多
機能バルブ５５では、既述のように同一のピストン７２
でオーバーフロー孔８１とレギュレート用燃料孔７９と
を開閉するから、これらの開閉に常に一定の圧力差（開
弁圧差）を保つことができる。このような条件において
第１開弁圧力Ｐ２を設定するばね７４を支持するプラグ
７３の軸方向位置は必要により調整できる。すなわち、
このプラグ７３の位置調節は、キャップナット５６を取
外した状態で、バルブボディ７１の外部から図示しない
工具をプラグ７３のねじ孔７３ａにねじ込んで連結し、
この状態で工具を操作してプラグ７３をバルブボディ７
１の軸方向に移動させることにより、容易に実施でき
る。

【００３１】こうしたプラグ７３の移動によりピストン
７２を付勢するばね７４の力、つまり、前記第１開弁圧
力Ｐ２を変更してそのばらつきを少なくできる。そし
て、この第１開弁圧力Ｐ２の調整にも拘らず、オーバー
フロー孔８１とレギュレート用燃料孔７９との開弁圧差
は一定に保たれるので、低速域での燃料室５４の圧力特
性のばらつきを低減することができ、それに伴ってディ
ーゼルエンジンの始動性を改善できる。

【００３２】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。請求項
１及びこれに従属する請求項２に記載の発明によれば、
レギュレータ機能とオーバーフロー機能とによってポン
プ室圧力特性を制御できる多機能バルブを備えるから、
互いに独立したレギュレートバルブとオーバーフローバ
ルブとの２種類のバルブを用いることがなくなり、それ
に従い部品点数を削減できるとともに組立て工数も少な
くできるので、コストダウンを実現して安価に提供でき
る。

【００３３】請求項２の発明に従属する請求項３に記載
の発明によれば、請求項２の発明の効果に加えて、ピス
トンを付勢するばねによる第１開弁圧力をプラグの軸方
向移動により変更できるので、オーバーフロー孔とレギ
ュレート用燃料孔との開弁圧差を一定に保ったまま低速
域でのポンプ室圧力特性のばらつきを少なくできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電子制御式分
配型燃料噴射ポンプ全体の構成を示す断面図。

【図２】図１中Ｚ−Ｚ線に沿って多機能バルブの構成を
拡大して示す断面図。

【図３】図１に示された燃料噴射ポンプの燃料室圧力と
フィードポンプ回転数との関係を示すグラフ。

【図４】（Ａ）は従来例に係る分配型燃料噴射ポンプ全
体の構成を示す断面図。（Ｂ）は図４中Ｙ−Ｙ線に沿っ
てレギュレートバルブの構成を拡大して示す断面図。

【符号の説明】

５２…ポンプハウジング、 ５４…燃料室（ポンプ室）、 ５５…多機能バルブ、 ７１…バルブボディ、 ７２…ピストン、 ７３…プラグ、 ７４…ばね、 ７８…通路、 ７９…レギュレート用燃料孔、 ８０…燃料戻し通路、 ８１…オーバーフロー孔、 ８３…オーバーフロー管、 ９１…第１弁部、 ９１ａ…受圧面、 ９２…第２弁部、 ９３…燃料溜り、 ９４…燃料通路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポンプハウジングのポンプ室内への圧送燃
   料を第１開弁圧力に調整するレギュレータ機能と、前記
   第１開弁圧力よりも低い第２開弁圧力で開弁して前記ポ
   ンプ室内の一部の燃料を逃がすオーバーフロー機能とを
   有した多機能バルブを前記ポンプハウジングに取付けた
   ことを特徴とする分配型燃料噴射ポンプ。
2. 【請求項２】前記多機能バルブが、 前記ポンプハウジング内の燃料戻し通路に連通するレギ
   ュレート用燃料孔及び前記ポンプハウジング外のオーバ
   ーフロー管に連通するオーバーフロー孔を有するバルブ
   ボディと、 前記燃料孔を開閉する第１弁部、及び前記オーバーフロ
   ー孔を開閉する第２弁部、並びにこの第２弁部に連なる
   燃料溜りとともに、前記圧送燃料が作用する前記第１弁
   部の受圧面と前記燃料溜りとを連通する燃料通路を有し
   て、前記バルブボディにその軸方向に往復動可能に収容
   されたピストンと、 このピストンから離れて前記バルブボディに収容された
   プラグと、 前記ピストンを常に閉弁方向に付勢して前記プラグと前
   記ピストンとの間に挟設され前記第１開弁圧力を設定す
   るばねとを具備してなることを特徴とする請求項１に記
   載の分配型燃料噴射ポンプ。
3. 【請求項３】前記プラグを前記軸方向に移動調整可能に
   設けたことを特徴とする請求項２に記載の分配型燃料噴
   射ポンプ。