| 【発明の名称】 |
分配型燃料噴射ポンプ |
| 【発明者】 |
【氏名】黒田 剛宏
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| 【要約】 |
【課題】多気筒ディーゼル機関等の内燃機関１における各気筒２，３，４への主燃料の噴射供給に先だって副燃料の噴射供給を行う分配型燃料噴射ポンプ９において、副燃料の噴射供給時期を任意に設定できるようにする。
【解決手段】プランジャ１２を、カム２８による各往復動の間にカム２８とは別の副カム２９にて一回だけ往復動するように構成する一方、プランジャバレル１３のうち各送出ポート３２，３３，３４よりプランジャ１２の回転方向に対して適宜角度θだけ手前の部分の各々に、プランジャ１２の副カム２８による前進動中においてその分配ポート２１に連通する副送出ポート３５，３６，３７を、前記各送出ポート３２，３３，３４のうち当該副送出ポート３５，３６，３７よりプランジャ１２の回転方向に対して後方に位置する一つの送出ポートに連通するように設ける。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 燃料が入って来る圧力室を有するポンプケース内に、内燃機関に連動して回転するプランジャを挿入し、このプランジャを、往復動手段によりその一回転中に内燃機関における気筒数と同じ回数だけ往復動するように構成し、前記ポンプケースに、前記各気筒への燃料の送出ポートを、前記内燃機関における各気筒の位相角度の間隔で設ける一方、前記プランジャに、前記往復動手段による前進動中に前記圧力室と前記各送出ポートのうち一つとを連通する分配ポートを設けて成る分配型燃料噴射ポンプにおいて、前記プランジャを、前記往復動手段による各往復動の間に前記往復動手段とは別の副往復動手段にて一回だけ往復動するように構成する一方、前記ポンプケースのうち各送出ポートよりプランジャの回転方向に対して適宜角度だけ手前の部分の各々に、前記プランジャの前記副往復動手段による前進動中においてその分配ポートに連通する副送出ポートを、前記各送出ポートのうち当該副送出ポートより前記プランジャの回転方向に対して後方に位置する一つの送出ポートに連通するように設けたことを特徴とする分配型燃料噴射ポンプ。
【請求項２】 前記ポンプケースをプランジャバレルにより構成し、前記各副送出ポートとその各々の送出ポートとを、前記プランジャバレルにおける外周部に設けた案内溝を介して連通するように構成した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。
【請求項３】 前記各副送出ポートを、前記各送出ポートよりも細くするか、あるいは、前記各副送出ポート又は前記各案内溝に絞りを設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の分配型燃料噴射ポンプ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多気筒型ディーゼル機関等の内燃機関において、その各気筒に対する主燃料の噴射供給に先だって副燃料の噴射供給を行う分配型燃料噴射ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般の内燃機関においては、燃料の着火遅れを少なくしたり、燃料と空気との混合を良くしたり、あるいは燃焼状態を良くしたりするため、圧縮行程の終期における主燃料の噴射供給よりも前の時期に副燃料を噴射供給する場合がある。
【０００３】従来は、この副燃料の噴射供給を、主燃料を噴射供給するための燃料噴射ポンプとは別に設けた副燃料専用の燃料噴射ポンプにて行っていた。しかし、この場合は、燃料噴射ポンプが二台と、燃料の供給経路が二系統必要となるから、機関の構造が極めて複雑になるばかりか、機関が大型化してその重量も増大するという問題があった。
【０００４】そこで、先行技術としての特開昭５６−５４７号公報や特開昭５６−５６９６２号公報は、内燃機関の分配型燃料噴射ポンプにおいて、プランジャバレル内に嵌挿されて、機関に連動して回転しながら往復動するプランジャに、主燃料の噴射供給を行う主分配ポートとは別に副分配ポートを設け、このプランジャの前進動に際して、前記主分配ポートがプランジャバレルにおける一つの気筒への送出ポートに連通すると同時に、前記副分配ポートがプランジャバレルにおける他の気筒への送出ポートに連通するように構成することによって、各気筒についての主燃料の噴射供給と副燃料の噴射供給とを、一台の分配型燃料噴射ポンプにて行うことを提案している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、プランジャバレルにおける各気筒毎の送出ポートは、三気筒型内燃機関であれば１２０度の角度で、四気筒型内燃機関であれば９０度の角度で設けられるものである。前記先行技術の構成では、プランジャの前進動に際して、前記主分配ポートがプランジャバレルにおける一つの気筒への送出ポートに連通すると同時に、前記副分配ポートがプランジャバレルにおける他の気筒への送出ポートに連通するように構成するから、前記プランジャにおける両分配ポートのなす角度を、１２０度又は９０度というように固定することになる。
【０００６】そのため、副燃料を噴射供給する時期は、主燃料を噴射供給する時期よりも早い一定の時期（例えば、三気筒型４サイクル機関の場合はクランク軸の回転角（以後、クランク角と称する）で２４０度早い時期、四気筒型４サイクル機関の場合はクランク角で１８０度早い時期等）に固定されるから、前記先行技術の分配型燃料噴射ポンプでは、副燃料の噴射供給時期を任意に設定できないという問題があった。
【０００７】そこで、本発明は、これらの問題を解消した分配型燃料噴射ポンプを提供することを技術的課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この技術的課題を達成するため、請求項１に記載した発明は、燃料が入って来る圧力室を有するポンプケース内に、内燃機関に連動して回転するプランジャを挿入し、このプランジャを、往復動手段によりその一回転中に内燃機関における気筒数と同じ回数だけ往復動するように構成し、前記ポンプケースに、前記各気筒への燃料の送出ポートを、前記内燃機関における各気筒の位相角度の間隔で設ける一方、前記プランジャに、前記往復動手段による前進動中に前記圧力室と前記各送出ポートのうち一つとを連通する分配ポートを設けて成る分配型燃料噴射ポンプにおいて、前記プランジャを、前記往復動手段による各往復動の間に前記往復動手段とは別の副往復動手段にて一回だけ往復動するように構成する一方、前記ポンプケースのうち各送出ポートよりプランジャの回転方向に対して適宜角度だけ手前の部分の各々に、前記プランジャの前記副往復動手段による前進動中においてその分配ポートに連通する副送出ポートを、前記各送出ポートのうち当該副送出ポートより前記プランジャの回転方向に対して後方に位置する一つの送出ポートに連通するように設けたものである。
【０００９】請求項２に記載した発明は、請求項１において、前記ポンプケースをプランジャバレルにより構成し、前記各副送出ポートとその各々の送出ポートとを、前記プランジャバレルにおける外周部に設けた案内溝を介して連通するように構成したものである。
【００１０】また、請求項３に記載した発明は、請求項１又は請求項２において、前記各副送出ポートを、前記各送出ポートよりも細くするか、あるいは、前記各副送出ポート又は前記各案内溝に絞りを設けたものである。
【００１１】
【発明の効果】請求項１のように構成すると、前記各気筒における圧縮行程の終期における主燃料の噴射供給よりも前の時期に、前記プランジャの前記副往復動手段による前進動中において前記分配ポートが一つの副送出ポートに連通するから、ポンプケース内の圧力室の燃料は、前記副送出ポートからこれに連通した送出ポートを経由して前記内燃機関の各気筒のうち一つに送られる。本発明における分配型燃料噴射ポンプは、このようにして、前記内燃機関の各気筒に対する主燃料の噴射供給に先だって副燃料の噴射供給を行うことができるのである。
【００１２】また、前記各副送出ポートは、前記ポンプケースのうち各送出ポートよりプランジャの回転方向に対して適宜角度だけ手前の部分に設けるものであるから、本発明における分配型燃料噴射ポンプでは、前記ポンプケースのうち前記各副送出ポートを設ける位置を、当該副送出ポートが連通する送出ポートと、この送出ポートよりプランジャの回転方向に対して一つ手前の送出ポートとの間で、任意に設定できることになる。このことによって、本発明における分配型燃料噴射ポンプは、副燃料の噴射供給時期を任意に設定することができるという効果を奏するのである。
【００１３】また、請求項２のように構成すると、前記各案内溝は、前記ポンプケースとしてのプランジャバレルの外周部に設けられるものであるから、前記各副送出ポートとその各々の送出ポートとを連通するための前記プランジャバレルの加工が極めて簡単になるという効果を奏する。
【００１４】さらに、請求項３に記載した発明は、前記各副送出ポートを、前記各送出ポートよりも細くするか、あるいは、前記各副送出ポート又は前記各案内溝に絞りを設けたものであるから、前記各副送出ポート又は前記各案内溝を通過する燃料の供給量を前記各送出ポートを通過する場合よりも少なくすることができるのである。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明における実施形態を図面（図１〜図１０）に基づいて説明する。この実施形態は、三気筒４サイクル内燃機関における分配型燃料噴射ポンプに本発明を適用した場合である。
【００１６】これらの図において符号１は、第一気筒２、第二気筒３及び第三気筒４を有する三気筒四サイクル内燃機関であり、その各気筒における行程の位相は、クランク軸５の回転角（以後、クランク角と称する）で互いに２４０度づつずれている。前記各気筒２，３，４における燃焼室、副室又は吸気ポート等の適宜箇所には、燃料噴射弁６，７，８を設けている（図１参照）。前記各気筒２，３，４における爆発は、第一気筒２、第二気筒３、第三気筒４の順に行う。
【００１７】符号９は、前記内燃機関１における分配型燃料噴射ポンプを示し、その本体ケース１０内には、前記内燃機関１におけるクランク軸５に１／２の減速比で連動するドライブ軸１１と、後述する円盤状のカムプレート２２を具備したプランジャ１２と、当該プランジャ１２を摺動自在に挿入したポンプケースとしての略筒状のプランジャバレル１３とを同一軸線上に配設している。前記ドライブ軸１１上に設けたフィードポンプ１４は、燃料タンク１５内の燃料を前記本体ケース１０内に供給している。前記本体ケース１０内の余剰燃料は、オーバフローポート１６から前記燃料タンク１５に戻るようになっている（図２参照）。
【００１８】尚、本発明では、前記したように、ポンプケースがプランジャバレル１３により構成されているが、これに限らず、ポンプケースを前記本体ケース１０に一体的に形成するようにしてもよい。
【００１９】前記プランジャ１２は、これに摺動自在に被嵌したスピルリング１７により開閉されるスピルポート１８と、当該スピルポート１８と前記プランジャバレル１３内の圧力室１９とを連通させる通孔２０とを備えている。前記プランジャ１２の中途部外周には、前記通孔２０に連通する分配ポート２１が開口している（図３参照）。
【００２０】前記プランジャ１２の一端に取付けられたカムプレート２２は、ドライブ軸１１に対して摺動自在にカップリング２３接合されている。前記カムプレート２２におけるカム端面２４は、本体ケース１０にタイマ２５を介して取付くローラ２６に、プランジャばね２７にて押圧付勢されている。
【００２１】このカム端面２４には、前記プランジャ１２を往復動させるための往復動手段としてのカム２８を、円周等分箇所つまり１２０度の間隔で、前記内燃機関１における気筒数と同数個（図４の実施形態では三つ）突設している。また、このカム端面２４における前記各カム２８の間には、前記各カム２８における各往復動の間に前記プランジャ１２を一回だけ往復動させるための副往復動手段としての副カム２９（図４の実施形態では三つ）を各々突設している。
【００２２】従って、本実施形態では、前記プランジャ１２は、前記各カム２８により前記内燃機関１の気筒数と同じ回数だけ往復動するのに加えて、前記各カム２８による往復動の間にも前記各副カム２９によって往復動し、合計で六回往復動するように構成されている。
【００２３】前記プランジャバレル１３内におけるプランジャ１２の先端外周には、本体ケース１０内の燃料が入ってくる吸入ポート３０と連通するための六個の吸入グループ３１を円周等分箇所に刻設している（図３及び図５参照）。プランジャ１２の後退動中において当該吸入グループ３１が前記吸入ポート３０に連通したとき、本体ケース１０内の燃料は、これらを経由して前記圧力室１９に送られる。
【００２４】前記プランジャバレル１３には、円周等分箇所つまり１２０度の間隔で三つの送出ポート３２，３３，３４を放射状に、かつ、プランジャ１２が矢印で示す回転方向（以後、回転方向と称する）に沿って第一送出ポート３２、第二送出ポート３３、第三送出ポート３４の順に連通するように穿設している。この場合、いずれの送出ポートも、前記プランジャ１２の前記カム２８による前進動中において分配ポート２１に連通するように構成されている。
【００２５】このプランジャバレル１３のうち各送出ポート３２，３３，３４より回転方向に対して適宜角度θだけ手前の部分の各々には、前記プランジャ１２の前記副カム２９による前進動中において分配ポート２１に連通する副送出ポート３５，３６，３７を設けて、これら各副送出ポート３５，３６，３７のうち、前記第一送出ポート３２より回転方向に対して手前に位置する第一副送出ポート３５を第一送出ポート３２に、前記第二送出ポート３３より回転方向に対して手前に位置する第二副送出ポート３６を第二送出ポート３３に、前記第三送出ポート３４より回転方向に対して手前に位置する第三副送出ポート３７を第三送出ポート３４に、各々連通させている。
【００２６】本実施形態においては、前記各副送出ポート３５，３６，３７を前記各送出ポート３２，３３，３４に連通するにあたり、第一副送出ポート３５はプランジャバレル１３の外周部に設けた第一案内溝３８を介して第一送出ポート３２に、第二副送出ポート３６は第二案内溝３９を介して第二送出ポート３３に、第三副送出ポート３７は第三案内溝４０を介して第三送出ポート３４に、それぞれ連通するように構成している。
【００２７】前記各案内溝３８，３９，４０は、それぞれ本体ケース１０側に設けた送出弁４４，４５，４６を有する燃料噴射管４１，４２，４３を経由して前記内燃機関１における各気筒２，３，４に対する各燃料噴射弁６，７，８に通ずるように構成されている（図１参照）。尚、本発明における実施形態は、前記各案内溝３８，３９，４０を内燃機関１の各燃料噴射弁６，７，８に通ずるように構成するに限らず、前記各送出ポート３２，３３，３４を前記各燃料噴射弁６，７，８に通ずるように構成しても良い。
【００２８】ところで、プランジャ１２に被嵌したスピルリング１７は、これに対する制御リンク機構４７を介してガバナ機構４８及びアクセルレバー４９に連動し、各気筒２，３，４への燃料供給量を、内燃機関１の回転数及び負荷に応じて的確に制御するものであることは周知の通りである。
【００２９】以上のように構成すると、本実施形態に係る分配型燃料噴射ポンプの燃料分配供給動作は、次のようになる。
【００３０】内燃機関１の第一気筒２が圧縮行程に入ると、内燃機関１に連動して回転するプランジャ１２が副カム２９によって前進動し、その前進動中に分配ポート２１が第一副送出ポート３５に連通する。これにより、圧力室１９及び通孔２０内の燃料は、第一案内溝３８等を経由して第一気筒２の燃料噴射弁６に送られ、圧縮行程開始からクランク角で６０度遅れたＰ１点（図７参照）で副燃料として第一気筒２に噴射される。
【００３１】次いで、プランジャ１２がカム２８によって前進動し、その前進動中において分配ポート２１が第一送出ポート３２に連通する。これにより、圧力室１９及び通孔２０内の燃料は、第一案内溝３８等を経由して第一気筒２の燃料噴射弁６に送られ、上死点近くのＭ１点（図７参照）で主燃料として第一気筒２に噴射される。第二気筒３及び第三気筒４についても、第一気筒２における場合と同様に、主燃料の噴射供給の以前であって、クランク角で前記適宜角度θの二倍の位相における行程の時期に、副燃料の噴射供給が行われる。
【００３２】以上のようにして、本実施形態の分配型燃料噴射ポンプ９は、内燃機関１の各気筒２，３，４における一回の燃焼サイクルで、主燃料の噴射供給に先だって副燃料の噴射供給を行うことができるのである。
【００３３】また、前記各副送出ポート３５，３６，３７は、前記プランジャバレル１３のうち各送出ポート３２，３３，３４より前記回転方向に対して適宜角度θだけ手前の部分に設けるものである。このことによって、本実施形態の分配型燃料噴射ポンプ９では、前記プランジャバレル１３のうち第一副送出ポート３５を設ける位置を、当該第一副送出ポート３５が連通する第一送出ポート３２と、第一送出ポート３２より回転方向に対して一つ手前の第三送出ポート３４との間で、任意に設定できることになる。もちろん、第二副送出ポート３６、第三副送出ポートについても同様に構成されるから、本実施形態における分配型燃料噴射ポンプ９は、副燃料の噴射供給時期を任意に設定することができるという効果を奏するのである。
【００３４】そして、前記各案内溝３８，３９，４０を、前記プランジャバレル１３の外周部に設ける場合には、前記各副送出ポート３５，３６，３７とその各々の送出ポート３２，３３，３４とを連通するためのプランジャバレル１３の加工が極めて簡単になるという効果を奏するのである。
【００３５】尚、本実施形態の分配型燃料噴射ポンプ９（三気筒型内燃機関用）は、そのプランジャバレル１３における送出ポート３２〜３７（副送出ポートを含む）の数やカムプレート２２におけるカム２８及び副カム２９の数がそれぞれ六つあることなどからも分かるように、内燃機関１の気筒数の二倍の回数だけ往復動及び燃料の噴射供給をするものである。この構成は、従来の六気筒型内燃機関用分配型燃料噴射ポンプにおける構成と略等しい。これにより当該分配型燃料噴射ポンプ９は、従来の六気筒型内燃機関用分配型燃料噴射ポンプを利用して作ることができ、その製造コストの低減を図ることもできる。もちろん、同様にして、従来の八気筒型内燃機関用分配型燃料噴射ポンプを利用して、本発明における四気筒型内燃機関用分配型燃料噴射ポンプを作ることも可能である。
【００３６】図８〜図１０は、プランジャバレル１２に設けた各副送出ポート３５，３６，３７の他の実施形態である。図８は、前記各副送出ポート３５，３６，３７を、各送出ポート３２，３３，３４よりも細くした場合を示している。図９は、前記各副送出ポート３５，３６，３７がそれぞれ前記各案内溝３８，３９，４０と接続する部分に絞りを設けた場合を示している。図１０は、前記各案内溝３８，３９，４０のうち前記各副送出ポート３５，３６，３７と前記各送出弁４４，４５，４６にそれぞれ連通した通路４７，４８，４９との間の部位に、絞りを設けた場合を示している。
【００３７】このように構成すると、前記各副送出ポート３５，３６，３７を通過する燃料の供給量を前記各送出ポート３２，３３，３４を通過する場合よりも少なくすることができるという効果を奏するのである。
【００３８】本発明は、前記した形態に限らず、前記以外の多気筒型４サイクル内燃機関用の分配型燃料噴射ポンプはもちろんのこと、多気筒型２サイクル内燃機関用の分配型燃料噴射ポンプについても同様に適用することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００２９６７
【氏名又は名称】ダイハツ工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年２月１６日（２０００．２．１６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７９１３１
【弁理士】
【氏名又は名称】石井 暁夫 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２２７４２７（Ｐ２００１−２２７４２７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年８月２４日（２００１．８．２４） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−３７７８８（Ｐ２０００−３７７８８） |
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