JPH0861180A

JPH0861180A - 分配型燃料噴射ポンプ

Info

Publication number: JPH0861180A
Application number: JP6317567A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Kubo; 賢一久保; Tsunayoshi Motoyoshi; 綱義本吉; Atsushi Matsubara; 淳松原; Kazuo Inoue; 和男井上; Kazuaki Narisei; 和明成清
Original assignee: Zexel Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1994-06-16
Filing date: 1994-11-28
Publication date: 1996-03-05
Also published as: EP0692622B1; US5619971A; DE69504152T2; EP0692622A2; DE69504152D1; EP0692622A3

Abstract

(57)【要約】【目的】インナカム方式の燃料噴射ポンプにおいて、
発熱しやすいロータの摺接部分の冷却や良好な潤滑を促
進し、摺接部分での焼き付きを防止する。【構成】燃料流入口４９からフィードポンプ４にかけ
て形成される低圧燃料域５と、燃料の流出入ポート３１
に連通可能な高圧燃料域６とにハウジング内が画成され
ている。低圧燃料域５をロータ１６の先端部周囲５４に
通じる燃料流入口４９からロータ１６を支持する部材の
周囲を介してフィードポンプ４に至る経路として形成
し、ロータ１６とこれを支持する部材との間に、高圧燃
料域６からロータの先端部周囲５４に燃料を導く通路を
形成する。ロータ１６とこれを支持する部材との摺接部
分に燃料の流動が確保され、油膜切れが抑えられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、機関に燃料を供給す
るために利用されるインナカム方式の分配型燃料噴射ポ
ンプ、即ち、機関に同期するロータの径方向でプランジ
ャを往復動させる形式の燃料噴射ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のインナカム方式の分配型燃料噴
射ポンプとして、例えば、特開昭５９−１１０８３５号
公報に示されるようなものが公知となっている。即ち、
燃料室１２１（チャンバ）内において、燃料分配ロータ
４（ロータ）の周囲に同心状のインナカムリング１を配
置し、このインナカムリング１の内側に形成されたカム
面に転動体２３、２４（ローラ）、シュー２５、２６を
介して圧送プランジャ２１、２２があてがわれ、この圧
送プランジャ２１、２２が燃料分配ロータ４の径方向に
往復動されるようになっている。燃料分配ロータ４に
は、圧送プランジャ２１、２２により容積が変化するポ
ンプ室２（圧縮室）と、吸入工程時にポンプ室２へ燃料
を吸入する吸入孔５１乃至５４、圧送工程時にポンプ室
２で加圧された燃料を送出する分配ポート６、および燃
料送出をカットオフする溢流ポート７１乃至７４が形成
されている。溢流ポート７１乃至７４を覆うようにリン
グ状部材７（コントロールスリーブ）が油密に外嵌され
ており、このリング状部材７の軸方向への位置を調節す
ることで、圧送工程時のカットオフ時期（圧縮燃料が燃
料室１２１に流出する時期）を変更し燃料噴射量を可変
できるようになっている。

【０００３】ところで、本出願人は、この種のインナカ
ム方式の分配型燃料噴射ポンプについて研究を重ねた結
果、ローラやシューの周囲よりも幾分圧力を高くした領
域に吸入ポートやカットオフポートを開口できるように
しておけば、プランジャの両端に圧力差が形成されて燃
料の圧縮室への吸入が容易になると共にプランジャをこ
の差圧によって外側に移動させることができ、同時にロ
ーラ等を低圧燃料域の燃料で冷却することができるとい
う知見を得ている。このため、ローラ周囲を含むフィー
ドポンプ上流側の領域と、ロータの流出入ポートに連通
するフィードポンプ下流側の領域とを区画することが本
発明者らによって考えられており、例えば、図１０に示
すような分配型燃料噴射ポンプの開発が進められてい
る。

【０００４】これは、ハウジング２内に固定されたロー
タ支持部材７やアダプタ９によって、燃料を吸入・カッ
トオフするポート３１の周囲とローラ２５やシュー２４
等が配されている領域とを区画し、ロータ１６をロータ
支持部材７やアダプタ９に回転自在に且つ油密に挿通す
ることで、ポート３１の周囲をローラ等の周囲より高圧
に保つようにしたものである。尚、図中３はロータ１６
やフィードポンプ４を回転駆動する駆動軸、２６はロー
ラ２５やシュー２４を介してプランジャ２２の動きを規
定するカムリング、３３は圧縮室２３で圧縮された燃料
を分配通路３２へ供給する分配ポート３３、３４は噴射
量を調節するコントロールスリーブ、４９はローラ２５
等が配されている領域に燃料を供給する燃料流入口であ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような噴射ポンプの構成にあっては、ロータ１６とこれ
を支持する部材との摺接部分が焼き付いてしまうことが
確認されている。特にこの現象は、ロータ１７の基端部
よりも先端部の摺接部分（図１０の分配型燃料噴射ポン
プではロータ支持部材７との摺接部分）で顕著にみら
れ、仮にその部分にコーティングを施した場合でも避け
られない場合がある。

【０００６】具体的な原因については検証中であるが、
何らかの原因で、ロータに回転ブレ等が生じ、このた
め、高速回転時には摺接部分での発熱量が多くなり、摺
接部分の潤滑に携わる燃料の粘性が低下して油膜切れが
生じ、焼き付きを起こすものと考えられる。また、分配
ポートに供給される高圧燃料により、分配ポートに対し
て１８０度位相の異なるロータ側面が、ロータを保持す
る部材に対して（燃料圧力）×（分配ポートの開口面
積）で得られる力による面圧で接触し、この面圧が吐出
圧力を高めようとした場合に過大となることからロータ
とバレルとの間で焼き付きを起こすとも考えられる。

【０００７】そこで、この発明においては、発熱しやす
いロータの摺接部分の冷却や良好な潤滑を促進し、摺接
部分での焼き付きを防止することができる分配型燃料噴
射ポンプを提供することを課題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、ロータとそ
れを支持する部材との摺接部分での焼き付き対策につい
て種々研究した結果、ロータと支持部材との摺接部分で
発生する熱を何らかの手段で効率よく除去すれば、この
摺接部分の潤滑油の粘性低下が抑えられ、油膜切れが抑
えられて潤滑がよくなる点、また、潤滑油となる燃料を
積極的に摺接部分に供給してやれば同様に油膜切れが抑
えられ潤滑がよくなる点を見いだし、本願発明を完成す
るに至った。

【０００９】また、分配ポートへの燃料によってロータ
が分配ポートと反対側に付勢される力はそれと同程度の
力を分配ポート側にかけてやれば相殺され、これによっ
てロータとこれを支持する部材との滑らかな摺動を確保
することができる点をも見いだし、本願発明を完成する
に至った。

【００１０】即ち、本願発明の分配型燃料噴射ポンプ
は、機関と同期して回転するロータと、前記ロータの径
方向に設けられ、前記ロータに形成された圧縮室の容積
を可変するプランジャと、前記ロータの周囲に同心状に
設けられ、前記プランジャの動きを規定するカムリング
とをハウジング内に備え、前記圧縮室に連通して燃料を
吸入、分配、カットオフするポートが前記ロータに形成
されている分配型燃料噴射ポンプにおいて、前記ハウジ
ング内を燃料流入口からフィードポンプの上流側にかけ
て形成される低圧燃料域と、前記フィードポンプによっ
て加圧された燃料が導かれて前記燃料を吸入、カットオ
フするポートに連通可能な高圧燃料域とに画成し、前記
ロータとこれを支持する部材との摺接部分を冷却する燃
料流動経路を前記高圧燃料域から低圧燃料域にかけて形
成したことにある（請求項１）。

【００１１】この場合、低圧燃料域をロータの先端部周
囲に臨む燃料流入口からロータを支持する部材の周囲を
介してフィードポンプの上流側にかけて形成し、燃料流
動経路をロータとこれを支持する部材との間に形成して
高圧燃料域からロータの先端部周囲に燃料を導くように
してもよく（請求項２）、また、高圧燃料域をロータの
先端部周囲にかけて設け、燃料流動経路をロータの先端
部周囲を介して低圧燃料域に通じる通路によって構成
し、摺接部分近傍で燃料流動を促進するようにしてもよ
い（請求項３）。

【００１２】ここで、燃料流動経路をロータとこれを支
持する部材との間に形成する場合であれば、分配ポート
と干渉しないように形成し、且つ、高圧燃料域の圧力低
下を避けるために、高圧燃料域から分配通路にかけて形
成された第１流動通路と、この分配通路から低圧燃料域
にかけて形成された第２流動通路とをロータ周面に位相
をずらして設けるようにするとよい。また、燃料流動経
路をロータの先端部周囲を介して低圧燃料域にかけて形
成する場合には、オリフィスを途中に設ける等して通路
面積を絞り、高圧燃料域の圧力低下を避けるのが望まし
い。

【００１３】さらに、上述の構成と異なり、圧縮室に連
通すると共に、ロータを支持する部材との摺接部分に開
口するポートを形成するようにしてもよい（請求項
４）。このポートは、焼き付きの起こりやすい摺接部位
に直接開口するのが望ましい。

【００１４】さらにまた、ロータをロータ支持部材に押
しつける径方向の力をバランスさせるため、燃料を分配
するポートに対して１８０度位相の異なるポートをロー
タに設けるようにしてもよく（請求項５）、この１８０
度位相の異なるポートは、分配ポートと連通可能な吐出
用の通路に対して軸方向にずらして複数設ける構成とし
てもよい（請求項６）。この場合に、前記１８０度位相
の異なるポートの開口面積の合計は、分配ポートの開口
面積の合計と略等しくするのが望ましい。

【００１５】ロータの径方向の力をバランスさせる手段
としては、燃料を分配するポートに対してロータの周方
向の前後に対称的にずれる２つのポートを形成し、これ
ら２つのポートと分配ポートとをロータの中央で連通
し、軸方向に投影した際にＹ字状となるようにしてもよ
い（請求項７）。

【００１６】

【作用】したがって、請求項１にかかる発明によれば、
ロータとこれを支持する部材との摺接部分に冷却用の燃
料流動経路を高圧燃料域から低圧燃料域にかけて形成し
たので、ロータと支持部材との摺接部分で発生する熱を
燃料流動経路を流れる燃料によって奪い、潤滑油の粘性
低下を抑えて油膜切れを防ぐことができ、そのため、上
記課題を達成することができる。

【００１７】特に請求項２のように、低圧燃料域がロー
タの先端部周囲に臨む燃料流入口からフィードポンプの
上流側にかけて形成され、燃料流動経路が高圧燃料域か
らロータの先端部周囲に燃料を流すようロータと支持部
材との間に形成される場合には、ロータとそれを支持す
る部材との摺接部分に燃料が流動して摺接部分で発生す
る熱が除去されると共に、ロータの回転に伴って摺接部
分に燃料が導かれ、摺接部分での潤滑も促進される。

【００１８】また、請求項３のように、高圧燃料域がロ
ータの先端部周囲にかけて設けられ、燃料流動経路がロ
ータの先端部周辺を介して低圧燃料域にかけて形成され
る場合には、ロータと支持部材との摺接部分の近傍で燃
料の流動が確保されるので、積極的に摺接部分へ燃料の
供給は行われないが、燃料流動経路内を流動する燃料に
よって摺接部分の冷却が促進され、摺接部分で発生する
熱を奪うことができ、潤滑油の粘性の低下を抑えて油膜
切れを防ぐことができる。

【００１９】さらに請求項４のように、ロータに、圧縮
室と連通するポートを摺接部分に開口するように設けれ
ば、摺接部分に圧縮室で圧縮された燃料が積極的に供給
されるので、摺接部分の潤滑が促進される。特に、ポン
プの回転が高速になる程、ポートを介して摺接部分へ送
られる燃料の供給間隔が短くなると共に摺接部分に送ら
れる燃料圧力が高くなるので、負荷に応じた潤滑能力が
得られる。

【００２０】請求項５のように、圧縮室に連通し、分配
ポートに対して１８０度位相の異なるポートをロータに
設けるようにすれば、分配ポートに供給される燃料によ
って分配ポートの反対側にロータを付勢する力が、１８
０度位相の異なるポートに供給される燃料によって分配
ポート側へ付勢する力と相殺され、径方向の圧力バラン
スを良くすることができる。

【００２１】この場合、１８０度位相が異なる部分に分
配ポートと連通可能な吐出用の通路が形成されていれ
ば、燃料がその部分にも漏れるために必要とする噴射量
が得られなくなるが、この場合には、請求項６のよう
に、そのような通路と連通しないように軸方向の前後に
ずらしてポートを複数設ければよく、これにより燃料を
意図する通路にのみ導くことができると共に、径方向の
みならず軸方向においても圧力バランスを良くすること
ができる。

【００２２】また、請求項７のように、圧縮室に連通
し、分配ポートに対して周方向に対称的にずれる２つの
ポートを形成し、これら２つのポートと分配ポートとを
軸方向に投影した際にＹ字状となるようロータの中央で
連通すれば、燃料がロータ周囲の３箇所に作用するの
で、径方向の圧力バランスをより的確にとることができ
る。特に、このような構成においては、分配ポートと同
一面上に２つのポートが設けられるにもかかわらず、全
体としてＹ字状に形成されているので、分配ポートと２
つのポートが同時に吐出用の通路と連通してしまうのを
避けることができる。

【００２３】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面により説明す
る。

【００２４】図１において、インナカム方式の分配型燃
料噴射ポンプが示され、分配型燃料噴射ポンプ１は、ポ
ンプハウジング２に駆動軸３が挿入され、この駆動軸３
の一端はポンプハウジング２の外部に突出し、図示しな
い機関からの駆動トルクを受け、機関と同期して（エン
ジン回転数の半分の回転数で）回転するようになってい
る。駆動軸３の他端は、ポンプハウジング２内に延びて
おり、その駆動軸３には、フィードポンプ４が連結さ
れ、このフィードポンプ４により後述する低圧燃料域５
を介して供給される燃料をチャンバ２９へ供給するよう
になっている。

【００２５】ここで、ポンプハウジング２は、駆動軸３
が挿通されたハウジング部材２ａと、このハウジング部
材２ａに組付けられ、送出弁１０が設けられたハウジン
グ部材２ｂと、さらにこのハウジング部材２ｂの開口端
部を閉塞し、ロータ１６の延長線上に設けられたハウジ
ング部材２ｃとからなり、前記チャンバ２９は、ポンプ
ハウジング内に設けられたロータ支持部材７と、このロ
ータ支持部材７を挿通保持する壁部材８及び後述するア
ダプタ９とによって囲まれた空間によって形成されてお
り、ガバナハウジング１１によって画成されるガバナ収
納室１４に連通している。また、ロータ支持部材７は、
側部に一体形成された嵌合突設部７ａを有し、送出弁１
０を有するハウジング部材２ｂの挿入孔１５にこの嵌合
突設部７ａが挿嵌されている。

【００２６】ロータ１６は、ロータ支持部材７を挿通し
て先端部近傍が嵌合突設部７ａに形成された挿通孔１７
に油密よく且つ回転自在に支持されており、基端部がカ
ップリング１８を介して駆動軸３に連結され、駆動軸３
の回動に伴って回転のみが許されるようになっている。
また、ロータ１６の先端部に形成されたスプリング受け
１９とハウジング部材２ｃとの間にスプリング収納室２
０が画成され、このスプリング収納室２０に弾装された
スプリング２１によって、ロータ１６をカップリング側
へ付勢し、軸方向への遊びをなくすようにしている。

【００２７】ロータ１６の基端部には、図２にも示され
るように、径方向（放射方向）にプランジャ２２が摺動
自在に挿入されている。この実施例においては、同一平
面上に例えば９０度の間隔をおいて４つのプランジャ２
２が設けられており、それぞれのプランジャ２２の先端
は、ロータ１６の基端部中央に設けられた圧縮室２３を
閉塞するように臨み、該プランジャ２２の基端は、シュ
ー２４及びローラ２５を介してリング状のカムリング２
６の内面を摺接するようになっている。このカムリング
２６は、ロータ１６の周囲に同心状に設けられると共
に、機関の気筒数に対応したカム面２６ａが内側に形成
され、ロータ１６が回転すると、各プランジャ２２がロ
ータ１６の径方向（放射方向）に往復動し、圧縮室２３
の容積を可変するようになっている。

【００２８】即ち、カムリング２６は、例えば４気筒に
対応して形成されているものであれば、カムリング２６
の内側に凸面が９０度毎に形成されており、したがっ
て、４つのプランジャ２２は、圧縮室２３を挟み付ける
形で同時に圧縮するように移動し、またカムリング２６
の中心から同時に遠ざかるようになっている。

【００２９】ロータ１６には、環状のアダプタ９が油密
よく回動自在に外嵌され、このアダプタ９は、周縁の一
部が前記カムリング２６に係止されて回動を束縛されて
おり、カムリング２６と共に回動するようになってい
る。また、アダプタ９は、ロータ支持部材７に形成され
た嵌合孔７ｂに油密よく回動自在に挿嵌している。

【００３０】ハウジング部材２ｃには、燃料タンクに通
じる燃料流入口４９がロータ１６の延長線上に形成さ
れ、この燃料流入口４９から流入される燃料は、スプリ
ング収納室２０やロータの先端部周囲５４を介して、壁
部材８、ロータ支持部材７、及びアダプタ９の周囲に形
成された空間、カムリング２６とロータ１６との間に形
成された空間、カップリング１８の周囲に形成された通
路等を介してフィードポンプ４の吸引側に導かれるよう
になっており、これら空間や通路によって、燃料流入口
４９からフィードポンプ４にかけて低圧燃料域５が形成
されている。

【００３１】また、フィードポンプ４によって圧縮され
た燃料は、ポンプハウジング上部に形成される通路２
７、及びポンプハウジング２とこれに組付られるガバナ
ハウジング１１との間に形成される隙間２８を介してチ
ャンバ２９に導かれると共にガバナ収納室１４を介して
オーバーフローバルブ１２９へ導かれ、これら連通する
部分によって高圧燃料域６が形成されている。

【００３２】ロータ１６には、その軸方向に形成されて
圧縮室２３に通じる縦孔３０、この縦孔３０に連通し、
ロータ１６の周面に開口する流出入ポート３１、及び、
ロータ支持部材７やハウジング部材２ｂに形成された分
配通路３２と前記縦孔３０とを連通可能とする分配ポー
ト３３が形成されている。この流出入ポート３１は、ロ
ータ１６の表面において開口する部分が三角形に形成さ
れ、回転方向後側の辺がロータ１６の軸方向と平行して
おり、前側の辺がロータ１６の軸方向に対して所定の角
度に傾斜した斜辺となっている。そして、ロータ１６に
は、コントロールスリーブ３４が流出入ポート３１を覆
うように摺動自在に外嵌されている。

【００３３】このコントロールスリーブ３４には、図４
にも示されるように、流出入ポート３１と連通可能な吸
入・カットオフ孔３５、３６が形成されている。これら
吸入・カットオフ孔３５、３６は、三角形に形成され、
流出入ポート３１との連通開始タイミングを決定する辺
がロータ１６の軸方向に対して所定の角度に傾斜した斜
辺となっており、流出入ポート３１との連通終了タイミ
ングを決定する辺がロータ１６の軸方向と平行してい
る。

【００３４】しかして、ロータ１６が回転すると、流出
入ポート３１は吸入・カットオフ孔３５、３６に順次連
通することになり、プランジャ２２がカムリング２６の
中心から遠ざかる方向へ移動する吸入工程にあっては、
流出入ポート３１と吸入・カットオフ孔３５とが整合
し、チャンバ２９内の燃料が圧縮室２３に吸入されるよ
うになっている（図４（ａ）参照）。

【００３５】その後、プランジャ２２がカムリング２６
の中心に向かって移動する圧送工程に入ると、流出入ポ
ート３１と吸入・カットオフ孔３５との連通が断たれ、
分配ポート３３と分配通路３２の１つとが整合し、圧縮
された燃料がこの分配通路３２を介して送出弁１０へ送
出されるようになっている（図４（ｂ）参照）。

【００３６】尚、送出弁１０から送出された燃料は、図
示しない噴射管を介して噴射ノズルへ送られ、この噴射
ノズルから機関の気筒内へ噴射するようになっている。

【００３７】そして、圧送工程の途中で、流出入ポート
３１と吸入・カットオフ孔３６とが連通すると、圧縮さ
れた燃料がチャンバ２９に流出し、噴射ノズルへの送出
が停止され、噴射が終了する（図４（ｃ）参照）。

【００３８】ここで、流出入ポート３１、吸入・カット
オフ孔３５、３６は上述したような三角形状に形成され
ているので、流出入ポート３１が吸入・カットオフ孔３
５との連通を絶つタイミングはコントロールスリーブ３
４の位置に関わらず変化しないが、流出入ポート３１が
吸入・カットオフ孔３６と連通するタイミングは、コン
トロールスリーブ３４の位置によって可変する（図５参
照）。従って、コントロールスリーブ３４の位置調整に
よって噴射終わり、即ち噴射量を調節でき、コントロー
ルスリーブ３４を図中左方（ロータ１６の基端部側）へ
移動するほど噴射量を減少させ、右方（ロータ１６の先
端部側）へ移動するほど噴射量を増加させることができ
る。

【００３９】ここで、コントロールスリーブ３４には、
上部表面の周方向に所定角度の範囲にわたって係合溝３
７が形成され、この係合溝３７には、エレクトリックガ
バナ１２のシャフト１３先端に形成されているボール３
９が係合されている。このボール３９は、シャフト１３
に対して偏心して設けられており、外部からの信号によ
ってシャフト１３が回転すると、コントロールスリーブ
３４がロータ１６の軸方向に移動されるようになってい
る。

【００４０】また、コントロールスリーブ３４の下部に
は、軸方向に延びる溝３４ａが形成され、この溝３４ａ
に前記アダプタ９の一部が係止され、アダプタ９とコン
トロールスリーブ３４との位相が常に一定に保たれるよ
うになっている。

【００４１】タイマ装置４０は、ポンプハウジング２の
下部に設けられたシリンダに摺動自在にタイマピストン
４１を収納し、このタイマピストン４１をレバー４２を
介してカムリング２６に連結し、タイマピストン４１の
動きをカムリング２６の回動に変換して噴射時期を調節
するようになっている。

【００４２】タイマピストン４１の一端には、高圧燃料
域６の高圧燃料が導入される高圧室が、また他端には、
低圧燃料域５と連通する低圧室が形成されている。さら
に、低圧室には、タイマスプリングが弾装され、このタ
イマスプリングによりタイマピストン４１が常時高圧室
側に付勢されている。したがって、タイマピストン４１
は、タイマスプリングのスプリング圧と高圧室内の燃料
圧とが釣り合った位置で停止し、高圧室圧が高くなる
と、タイマピストン４１がタイマスプリングに抗して低
圧室側に移動し、カムリング２６が噴射時期を進角する
方向に回動させられ、噴射時期が早くなる。また、高圧
室圧が低くなると、タイマピストン４１が高圧室側に移
動し、カムリング２６が噴射時期を遅角する方向に回動
させられ、噴射時期が遅くなる。

【００４３】尚、タイマの高圧室の圧力は、要求される
タイマ進角が得られるようタイミングコントロールバル
ブ（ＴＣＶ）４３で調節される。このタイミングコント
ロールバルブ４３には、チャンバ２９に通じると共にタ
イマピストン４１の高圧室側に通じる入口部が側部に形
成され、またタイマピストン４１の低圧室側に通じる出
口部が先端部にそれぞれ形成され、内部には、入口部と
出口部との間を開閉するニードル４４が収納されてい
る。このニードル４４は、入口部と出口部との連通を遮
断する方向にスプリングで常時付勢されており、ソレノ
イド４５への通電によってスプリングに抗して引き寄せ
られると入口部と出口部とが連通して高圧室と低圧室と
が連通されるようになっている。

【００４４】従って、ソレノイド４５に電流が流れてい
ないときには、高圧室と低圧室は完全に遮断されるが、
電流が流れているときには、高圧室と低圧室はつなが
り、高圧室の圧力が低下する。このように、高圧室圧の
変動に伴い、タイマピストン４１は、タイマスプリング
のばね力とバランスする位置まで移動し、これによりカ
ムリング２６が回動して噴射時期が変更される。尚、タ
イミングコントロールバルブ４３の制御は、デューティ
比制御で行うようにするとよい。

【００４５】ところで、ロータ１６とロータ支持部材７
との摺接部分には、図３及び図６にも示されるように、
第１及び第２流動通路５１、５２が形成されている。以
下、これについて説明すると、第１及び第２流動通路５
１、５２は、ロータ１６の分配ポート３３が形成されて
いない周面を利用して形成されているもので、具体的に
は、分配ポート３３に対して前後に９０度位相をずらし
た２箇所に第１流動通路５１が形成されており、分配ポ
ート３３に対して１８０度位相をずらした位置に第２流
動通路５２が形成されている。

【００４６】第１流動通路５１は、チャンバ２９（高圧
燃料域６）と分配通路３２とを連通できる長さに例えば
ロータの軸方向に沿って形成され、第２流動通路５２
は、分配通路３２と低圧燃料通路５とを連通できる長さ
に例えばロータの軸方向に沿って形成されている。この
実施例において、第１流動通路５１は第２流動通路５２
より深さと巾の寸法を小さくして通路断面が絞られてお
り、これにより通路抵抗を大きくしてチャンバ２９内の
燃料圧が極度に減少しないように配慮してある。

【００４７】上記構成において、ポンプハウジング２内
は、燃料流入口４９から流入される低圧低温燃料が満た
された低圧燃料域５と、フィードポンプ４で圧縮されて
幾分高圧に保たれた燃料が満たされる高圧燃料域６とに
画成されており、低圧燃料域５を流れる低圧低温燃料
は、スプリング収納室２０やロータ先端部周囲５４を通
ってフィードポンプ４に送られ、ロータ１６とそれを支
持するローラ支持部材７との摺接部分近傍を淀むことな
く流動するので、このような低圧燃料域５の構成によっ
ても摺接部分の温度上昇を抑えることができる効果があ
る。

【００４８】また、ロータ１６が回転する過程で、分配
通路３２が第１流動通路５１によってチャンバ２９と連
通すると、図６（ａ）に示されるように、チャンバ内の
燃料が絞られた第１流動通路５１を介して分配通路３２
に一旦導かれ、さらにロータ１６が回転してチャンバ２
９と分配通路３２との連通が解かれた後に、第２流動通
路５２によって分配通路３２とロータ先端部周囲５４と
が連通すると、図６（ｂ）に示されるように、分配通路
３２に一時的に導かれた燃料が、第２流動通路５２を介
して低圧燃料域５へ導かれる。このため、ロータ１６と
ロータ支持部材７との摺接部分に高圧燃料域から低圧燃
料域にかけて燃料を積極的に流通させることができ、こ
の流通燃料によって摺接部分の冷却を一層促進すると共
に、ロータ１６の回転に伴ってロータ支持部材７との間
のクリアランス（摺動クリアランス）に燃料を潤滑油と
して積極的に供給することができる。このため、摺接部
分を直接冷却させて温度上昇を抑え、摺接部分での燃料
の粘性低下を防止し、良好な潤滑性を維持することがで
き、摺接部分の焼付を確実に抑えることができる。

【００４９】そして、上述のように、位相をずらした２
つの流動通路で高圧燃料域から低圧燃料域にかけて燃料
を流動させるようにしているので、高圧燃料域から低圧
燃料域にかけて１つの通路を形成した場合に生じるチャ
ンバ内の燃料圧（Ｐｔ圧）低下をなくすことができる。
また、摺接部分での燃料移動は、高圧燃料域と低圧燃料
域との差圧を利用して行うようにしているので、摺接部
分へ強制的に燃料を流すことができ、摺接部分の冷却や
潤滑を効果的に行うことができる。

【００５０】図７及び図８に分配型燃料噴射ポンプの他
の構成例が示され、以下異なる点を主として説明し、同
様の構成については、同一箇所に同一番号を付して説明
を省略する。

【００５１】この実施例では、ハウジング部材２ｂの上
部に燃料流入口４９が設けられ、分配型燃料噴射ポンプ
の低圧燃料域５は、壁部材８、ロータ支持部材７、及び
アダプタ９の周囲に形成された空間、カムリング２６と
ロータ１６との間に形成された空間、カップリング１８
の周囲に形成された通路等によって構成され、燃料流入
口４９から流入された燃料は、ロータ先端部の領域を通
らずに、フィードポンプ４の吸引側へ導かれるようにな
っている。これに対して、高圧燃料域６は、前記実施例
の領域に加えて、ロータ支持部材７に形成された連通孔
５５を介してロータ１６の先端部周囲５４及びスプリン
グ収納室２０にまで拡張されている。

【００５２】このような構成にあっては、高圧燃料域６
の特にロータ１６の先端部周囲５４やスプリング収納室
２０で燃料が流動しなくなって淀んでしまい、その結
果、ロータ１６とロータ支持部材７との摺接部分の温度
が高くなり、摺接部分での燃料の粘性が低下して潤滑性
が悪化し、焼き付きの虞れができくる。このため、本発
明では、燃料が滞留しやすい部分、即ち、ロータ１６の
先端部周囲５４から低圧燃料域５にかけて流動通路５６
を形成し、燃料を流動させるようにしている。

【００５３】この場合、高圧燃料域６の燃料を低圧燃料
域５へ戻すので、流動通路５６は高圧燃料域６での燃料
圧低下がないように絞られた通路とする必要がある。こ
のような流動通路５６は、ロータ１６の先端部周囲５４
と燃料流入口５の近傍とを連通するオリフィス５７によ
って構成しても、または、ロータ１６の先端部周囲５４
からロータ支持部材７とハウジング部材２ｂとの間に形
成された通路５８、ハウジング２ｂに穿設された通路５
９、及びこの通路５９と低圧燃料域５を連通するオリフ
ィス６０とによって構成するようにしてもよい。あるい
は、これらの両方を備えた構成としてもよい。

【００５４】しかして、このような構成によれば、チャ
ンバ２９内の燃料は、連通孔５５を介してロータ１６の
先端部周囲５４に導かれ、その一部が絞られた流動通路
５６を介して低圧燃料域５へ戻される。このため、ロー
タ１６とロータ支持部材７との摺接部分近傍において燃
料の流動を確保でき、このため、ロータとそれを支持す
る支持部材との摺接部分で発生する熱をこの流動する燃
料によって除去することができ、温度の上昇を抑えるこ
とができた分、摺接部分での粘性の過度の低下を防ぎ、
良好な潤滑を確保することができる。

【００５５】ロータ１６とそれを支持するロータ支持部
材７との摺接部分の焼き付きを防止するさらに他の構成
としては、図９に示すような構成とすることも可能であ
る。

【００５６】この分配型燃料噴射ポンプにあっては、図
７及び図８で示す分配型燃料噴射ポンプの高圧燃料域か
ら低圧燃料域へ到る通路が設けられておらず、その代わ
りに、噴射圧を利用して摺接部分に燃料を直接供給する
構成となっている。即ち、ロータ１６には、縦孔３０に
一端が接続し、他端が摺接部分に開口するポート６１が
形成されているもので、摺接部分に開口する箇所は開口
面積が大きくなっているが、縦孔３０から開口端に到る
部分は、縦孔３０よりも径を小さくして噴射圧の低下が
生じないように通路断面が絞られた構成となっている。

【００５７】このようなポート６１は、摺接部分の特に
焼き付きが生じやすい部分に開口するように設けること
が望ましく、例えば分配ポート３３よりもチャンバ寄り
の摺接部分に焼付が生じやすい場合には、図９（ａ）に
示されるように、縦孔３０から径方向に形成すればよ
く、分配ポート３３よりもロータ先端部寄りの摺接部分
に焼付が生じやすい場合には、図９（ｂ）に示されるよ
うに、縦孔３０から軸方向に通路部６１ａを穿設し、こ
の通路部６１ａに対して径方向に穿設された通路部６１
ｂを接続して構成すようにしてもよい。

【００５８】このような構成においては、ポート６１が
圧縮室２３に連通しているので、圧送行程で圧縮室２３
で圧縮された燃料の一部がポート６１を介して摺接部分
に送られ、摺接部分に潤滑油として強制的に供給され
る。この摺接部分に供給された燃料は、ロータ１６とロ
ータ支持部材７との摺動クリアランスを介して摺接部分
に供給され、最終的には高圧燃料域６または低圧燃料域
５に到るので、摺接部分の温度上昇を抑えると共に、粘
性の低下を防止でき、良好な潤滑を確保して焼付防止を
図ることができる。

【００５９】図１１に分配型燃料噴射ポンプのさらに他
の構成例が示され、以下異なる点を主として説明し、同
様の構成については、同一箇所に同一番号を付して説明
を省略する。

【００６０】図１又は図７で示すポンプ構成において、
この実施例においても、噴射圧を利用して摺接部分に燃
料を直接供給する構成となっている。即ち、ロータ１６
には、縦孔３０に一端が接続し、他端が摺接部分に開口
するポート６２、６３が形成されているもので、摺接部
分に開口する箇所は開口面積が大きくなっているが、縦
孔３０から開口端に到る部分は、縦孔３０よりも径を小
さくして噴射圧の低下が生じないように通路断面が絞ら
れた構成となっている。

【００６１】ポート６２、６３は、分配ポート３３に対
して１８０度位相が異なった位置に形成されているもの
で、分配通路３２から軸方向の前後にずらして設けられ
ている。即ち、ポート６２は、図１１（ａ），（ｂ）に
示されるように、縦孔３０から径方向に延設されて分配
通路３２よりもロータ基端側に形成され、ポート６３
は、図１１（ａ），（ｃ）に示されるように、縦孔３０
から所定長軸方向に延設されると共に、略径方向に延設
されて分配通路３２よりもロータ先端側に形成されてい
る。そして、これらポート６２、６３の開口面積の合計
は、分配ポートの開口面積と略等しくなっている。

【００６２】このような構成によれば、プランジャ２２
がカムリングの中心に向かって移動する圧送工程に入
り、分配ポート３３に燃料が供給されると、ロータ１６
が分配ポート３３の反対側へ押されようとするが、分配
ポート３３と１８０度位相が異なる部分にも縦孔３０と
接続するポート６２、６３が形成されているので、この
ポート６２、６３にも燃料が供給され、分配ポート３３
の反対側から分配ポート側へロータ１６を押す力が働い
て、分配ポート３３の反対側に向かう力と相殺される。
したがって、ロータ１６の径方向には燃料圧がかかって
いるが、あたかも圧力がかかっていないバランスのとれ
た状態でロータ１６が回転するので、ロータ１６とロー
タ支持部材７との間の焼き付きを抑えることができる。

【００６３】しかも、４気筒や６気筒に用いる噴射ポン
プにおいて、分配ポート３３に対して１８０度位相の異
なるポートを１つだけ形成することとすると、ポートの
位置は分配通路３２と連通しないようにロータ１６の軸
方向にずらして形成する必要があるが、この場合には、
ロータ１６に対するモーメント荷重によりロータ１６と
ロータ支持部材７との面圧が大きくなってしまうが、本
願実施例のように、分配通路３２の軸方向の前後にポー
ト６２、６３を設ければ、軸方向にもバランスさせるこ
とができ、焼き付きを一層抑えることができる。

【００６４】ロータ１６の径方向の圧力バランスを図る
手段としては、図１２で示される構成としてもよい。つ
まり、図１２において、ロータ１６には、縦孔３０に一
端が接続され、他端が分配ポート３３の開口端と軸方向
でずれないようにロータ側面に開口された２つのポート
６４、６５が形成されている。このポート６４、６５の
摺接部分で開口する箇所は開口面積が大きくなっている
が、縦孔３０から開口端に到る部分は、縦孔３０よりも
径を小さくして噴射圧の低下が生じないように通路断面
が絞られた構成となっている。

【００６５】ポート６４、６５は、分配ポート３３に対
して周方向に対称的にずれて形成されており、これら２
つのポート６４、６５と分配ポート３３とはロータ１６
の中央で連通し、軸方向に投影した際にＹ字状となる。
これらポート６４、６５は、図１２（ｂ）に示されるよ
うな４気筒の場合にも、図１２（ｃ）に示されるような
６気筒の場合にも、分配ポート３３がある分配通路３２
と連通している状態においては、どの分配通路とも連通
しないように形成されている。また、ポート６４、６５
の開口面積の合計は、分配ポート３３の開口面積と略等
しくなっている。

【００６６】したがって、このような構成においては、
プランジャ２２がカムリングの中心に向かって移動する
圧送工程に入り、分配ポート３３に燃料が供給される
と、ロータ１６が分配ポート３３の反対側に押されよう
とするが、ポート６４、６５にも燃料が供給され、それ
ぞれのポート６４、６５の延設方向と反対方向にロータ
１６を付勢する力が生じる。ポート６４、６５は、分配
ポート３３を基準にしてロータの周方向に対称的に形成
されているので、ポート６４、６５によって生じる付勢
力の合力で分配ポート３３の反対側に向かう力が相殺さ
れ、したがって、ロータ１６の径方向には燃料圧がかか
っているが、あたかも圧力がかかっていないバランスの
とれた状態でロータ１６が回転するので、ロータ１６と
ロータ支持部材７との間の焼き付きを抑えることができ
る。

【００６７】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１にかかる発
明によれば、ロータとこれを支持する部材との摺接部分
を冷却する燃料流動経路を高圧燃料域から低圧燃料域に
かけて形成することで、摺接部分での熱を燃料流動経路
を流動する燃料によって奪うことができ、摺接部分の潤
滑油の粘性低下を抑えて油膜切れをなくし、焼き付きを
防ぐことができる。

【００６８】請求項２にかかる発明によれば、ロータと
これを支持する部材との摺接部分に燃料が直接流動して
摺接部分で発生する熱を除去することができ、また、ロ
ータの回転に伴って摺接部分に燃料が導かれ、摺接部分
での潤滑も促進されるので、焼き付きをより効果的に防
止することができる。

【００６９】請求項３にかかる発明によれば、ロータの
先端部周囲を介して高圧燃料域から低圧燃料域に通じる
燃料流動経路が形成されるので、潤滑油を摺接部分に供
給する作用はあまりないが、摺接部分近傍を流動する燃
料によって摺接部分の冷却が促進され、このような冷却
作用によって同様に焼き付きの防止を図ることができ
る。

【００７０】請求項４にかかる発明によれば、焼き付き
が起こりやすい摺接部分に圧縮室で圧縮された燃料を積
極的に供給することができるので、摺接部分での良好な
潤滑を維持することができる。特に、圧縮室から送られ
る燃料は、ポンプの回転が高速になる程、多くの燃料を
摺接部分に供給できるので、高速回転時でも、それに見
合う潤滑油の補給が可能となり、摺接部分での油膜切れ
を無くして焼き付きを防ぐことができる。

【００７１】請求項５にかかる発明によれば、分配ポー
トと１８０度位相の異なるポートを形成して分配ポート
側への付勢力をロータに発生させ、この付勢力をもって
分配ポートと反対方向に生じる付勢力を相殺するように
したので、径方向の圧力バランスを良くるすることがで
き、ロータとこれを支持する部材との間の焼き付きを抑
えることができる。

【００７２】請求項６にかかる発明によれば、分配ポー
トと１８０度位相が異なる位置に吐出用の通路が形成さ
れているような場合でも、その通路には連通させないよ
うにしながら分配ポート側へ圧力を付勢して圧力バラン
スをとることができるので、ロータとこれを支持する部
材との間の焼き付きを抑えることができる。しかも、径
方向の圧力バランスを良くるするのみならず、軸方向に
複数のポートが形成されることから、軸方向の圧力バラ
ンスの向上も図れる。

【００７３】請求項７にかかる発明によれば、分配ポー
トに対して周方向に対称的に２つのポートを形成し、分
配ポートと反対方向に付勢される力を、２つのポートに
よって得られる付勢力で相殺するようにしたので、径方
向の圧力バランスを良くしてロータとこれを支持する部
材との間の焼き付きを抑えることができる。特にこの発
明の構成によれば、分配ポートと２つのポートとを軸方
向に垂直な同一面上に開口させるようにしても、分配ポ
ートと２つのポートとが同時に吐出用の通路と連通して
しまう不都合を避けることができ、意図する吐出用の通
路にのみ燃料を導くことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明に係る分配型燃料噴射ポンプ
を示す断面図である。

【図２】図２は、図１に示すカムリングとその内側の部
材とをロータの軸方向に見た拡大断面図である。

【図３】図３は、ロータ先端部とロータ支持部材とを示
す拡大断面図である。

【図４】図４は、燃料の吸入、圧送、カットオフの各行
程を説明する説明図である。

【図５】図５は、コントロールスリーブを調節した場合
の噴射量変化を説明する図である。

【図６】図６は、図１、図３で示される燃料通路の作用
を説明する図である。

【図７】図７は、この発明に係る分配型燃料噴射ポンプ
の他の例を示す断面図である。

【図８】図８は、図７で示す分配型燃料噴射ポンプの要
部を拡大した断面図である。

【図９】図９は、この発明に係る分配型燃料噴射ポンプ
のさらに他の例を示す要部拡大断面図である。

【図１０】図１０は、本出願人によって開発が進められ
ている分配型燃料噴射ポンプの基本構造を説明するため
の断面図である。

【図１１】図１１図は、この発明に係る分配型燃料噴射
ポンプのロータに形成されるポートの形成例を示し、
（ａ）は要部の拡大側断面図、（ｂ）は（ａ）のI −I
線で切断したロータとロータ支持部材とを示す断面図、
（ｃ）は（ａ）のII−II線で切断したロータとロータ支
持部材とを示す断面図である。

【図１２】図１２は、この発明に係る分配型燃料噴射ポ
ンプのロータに形成されるポートの他の形成例を示し、
（ａ）は要部の拡大側断面図、（ｂ）は（ａ）のIII −
III 線で切断したロータとロータ支持部材とを示す断面
図であり、分配通路が４つある場合を示し、（ｃ）は
（ａ）のIII − III線で切断したロータとロータ支持部
材とを示す断面図であり、分配通路が６つある場合を示
す。

【符号の説明】

２ポンプハウジング４フィードポンプ５低圧燃料域６高圧燃料域７ロータ支持部材２９チャンバ１６ロータ２２プランジャ２３圧縮室２４シュー２５ローラ２６カムリング９アダプタ４９燃料流入口３１流出入ポート３３分配ポート５６燃料流動通路６１〜６５ポート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者井上和男埼玉県東松山市箭弓町３丁目13番26号株式会社ゼクセル東松山工場内 (72)発明者成清和明埼玉県東松山市箭弓町３丁目13番26号株式会社ゼクセル東松山工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機関と同期して回転するロータと、前記
ロータの径方向に設けられ、前記ロータに形成された圧
縮室の容積を可変するプランジャと、前記ロータの周囲
に同心状に設けられ、前記プランジャの動きを規定する
カムリングとをハウジング内に備え、前記圧縮室に連通
して燃料を吸入、分配、カットオフするポートが前記ロ
ータに形成されている分配型燃料噴射ポンプにおいて、
前記ハウジング内を燃料流入口からフィードポンプの上
流側にかけて形成される低圧燃料域と、前記フィードポ
ンプによって加圧された燃料が導かれて前記燃料を吸
入、カットオフするポートに連通可能な高圧燃料域とに
画成し、前記ロータとこれを支持する部材との摺接部分
を冷却する燃料流動経路を前記高圧燃料域から低圧燃料
域にかけて形成したことを特徴とする分配型燃料噴射ポ
ンプ。
【請求項２】低圧燃料域は、ロータの先端部周囲に通
じる燃料流入口からロータを支持する部材の周囲を介し
てフィードポンプに至る経路として形成され、燃料流動
経路は、前記ロータと前記ロータを支持する部材との間
に形成されて高圧燃料域から前記ロータの先端部周囲に
燃料を導くものであることを特徴とする請求項１記載の
分配型燃料噴射ポンプ。
【請求項３】高圧燃料域は、ロータの先端部周囲にか
けて設けられ、燃料流動経路は、前記ロータの先端部周
囲を介して低圧燃料域に通じる通路によって構成される
ものであることを特徴とする請求項１記載の分配型燃料
噴射ポンプ。
【請求項４】機関と同期して回転するロータと、前記
ロータの径方向に設けられ、前記ロータに形成された圧
縮室の容積を可変するプランジャと、前記ロータの周囲
に同心状に設けられ、前記プランジャの動きを規定する
カムリングとをハウジング内に備え、前記圧縮室に連通
して燃料を吸入、分配、カットオフするポートが前記ロ
ータに形成されている分配型燃料噴射ポンプにおいて、
前記ハウジング内を燃料流入口からフィードポンプの上
流側にかけて形成される低圧燃料域と、前記フィードポ
ンプによって加圧された燃料が導かれて前記燃料を吸
入、カットオフするポートに連通可能な高圧燃料域とに
画成し、前記ロータとこれを支持する部材との摺接部分
に開口すると共に前記圧縮室に連通するポートを前記ロ
ータ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５】前記ロータとこれを支持する部材との摺
接部分に開口するポートは、前記燃料を分配するポート
に対して１８０度位相の異なる箇所に形成されているこ
とを特徴とする請求項４記載の分配型燃料噴射ポンプ。
【請求項６】前記燃料を分配するポートに対して１８
０度位相の異なるポートは、前記燃料を分配するポート
と接続可能な通路に対して軸方向の前後にずらして複数
設けられている請求項５記載の分配型燃料噴射ポンプ。
【請求項７】前記ロータとこれを支持する部材との摺
接部分に開口するポートは、前記燃料を分配するポート
に対して周方向に対称的にずれる２つのポートからな
り、これら２つのポートと前記燃料を分配するポートと
は前記ロータの中央で連通し、軸方向に投影した際にＹ
字状となることを特徴とする請求項４記載の分配型燃料
噴射ポンプ。