JP2004218459A

JP2004218459A - Fuel supply pump and tappet structure

Info

Publication number: JP2004218459A
Application number: JP2003004013A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Kubota; 一哉久保田; Nobuo Aoki; 青木　　伸夫; Takeshi Terada; 武史寺田
Original assignee: Bosch Automotive Systems Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 2003-01-10
Filing date: 2003-01-10
Publication date: 2004-08-05

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel supply pump and a tappet structure having large fuel delivery quantity and suitably used for an accumulator fuel injection device (APCRS) in which a piston is used for increasing pressure. <P>SOLUTION: In the fuel supply pump provided with the tappet structure including a roller and a roller body, a communication part for passing lubricating oil or fuel for lubrication therethrough is provided between a spring retention chamber for retaining a spring used for drawing down a plunger and a cam chamber for storing a cam for raising and dropping the plunger, a passing hole for passing lubricating oil or fuel for lubrication therethrough as a part of the communication part is provided on the roller body, and a conduit for passing lubricating oil and fuel for lubrication therethrough is provided at a part including an opening part of the passing hole on an upper surface of the roller body. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料供給用ポンプおよびタペット構造体に関する。特に、加圧用ピストンを利用して、大流量の燃料を増圧する蓄圧式燃料噴射装置（ＡＰＣＲＳ：ＡｍｐｌｉｆｉｅｄＰｉｓｔｏｎＣｏｍｍｏｎＲａｉｌＳｙｓｔｅｍ）に適した燃料供給用ポンプおよびタペット構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ディーゼルエンジン等において、高圧の燃料を効率良く噴射するために、蓄圧器（コモンレール）を用いた蓄圧式燃料噴射装置（ＣＲＳ：ＣｏｍｍｏｎＲａｉｌＳｙｓｔｅｍ）が各種提案されている。
例えば、図２４に示すように、エンジンの運転条件に応じて、蓄圧器の圧力を容易に切り替えるべく、メイン噴射を担当する第１蓄圧器２３６およびパイロット噴射を担当する第２蓄圧器２７８をそれぞれ備え、切り替え装置２８６によって、これらの蓄圧器２３６、２７８を切り替えて燃料噴射を実施する蓄圧式燃料噴射装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、エンジン性能の最適な噴射圧力を得られることを目的として、蓄圧器と、燃料噴射弁との間に、燃料を増圧するための増圧ピストンおよびシリンダ室が設けられた蓄圧式燃料噴射装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。より具体的には、図２５に示すように、蓄圧器３９５と、燃料の供給油路３６０と、制御油路３６１と、燃料噴射制御用切り替え弁３６２と、増圧ピストン３７８を収容するためのシリンダ室３８３と、７０〜１２０ＭＰａ（約７００〜１２００ｋｇｆ／ｃｍ^２）程度に燃料圧力を上げるための増圧ピストン３７８と、液圧回路３６３と、ピストン作動用切り替え弁（増圧装置用三方電磁弁）３６４と、コントローラ（図示せず。）と、を備えた蓄圧式燃料噴射装置３８０が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−９３９３６号公報（第４−５頁、図１）
【特許文献２】
特許第２８８５０７６号公報（第５−９頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示された蓄圧式燃料噴射装置では、２種類の蓄圧器およびその切り替え装置等を備える必要があり、そのために、蓄圧式燃料噴射装置が複雑化、大型化するという問題が見られた。また、かかる蓄圧式燃料噴射装置において、燃料供給用ポンプのカムおよびプランジャを高速駆動させた場合、スプリング保持室と、カム室との間で、潤滑油が自由に行き来することができないためにスプリング保持室内の圧力が上昇し、プランジャの動作を阻害して、大流量の燃料を十分に加圧処理ができないという問題が見られた。
【０００６】
一方、特許文献２に開示された蓄圧式燃料噴射装置においては、蓄圧器と、燃料噴射弁との間に、増圧ピストンを設けて、多段階圧力噴射を意図しているとともに、蓄圧器へ高圧燃料を供給する加圧ポンプが提案されているが、当該加圧ポンプは、蓄圧式燃料噴射装置の従来どおりの加圧ポンプであって、増圧ピストンに大量の高圧燃料を供給することを目的とした加圧ポンプについては触れられていない。
【０００７】
そこで、本発明の発明者らは鋭意検討した結果、スプリング保持室と、カム室との間に連通部を備えるとともに、ローラボディの上面であって、連通部の一部としての通過孔の開口部を含む箇所に導通路を設けることにより、潤滑油または潤滑用燃料の行き来が自由になって、カムおよびプランジャを高速駆動させた場合であっても、大量の燃料油を十分に加圧処理できることを見出した。
すなわち、本発明は、ＡＰＣＲＳに対応すべく、燃料供給用ポンプにおけるカムおよびプランジャを高速駆動させて、燃料吐出量を大量にした場合であっても、潤滑油または潤滑用燃料がプランジャの動作を阻害することなく、燃料を十分に加圧処理することができる燃料供給用ポンプ、およびそれに適したタペット構造体を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、ローラおよびローラボディを含むタペット構造体を備えた燃料供給用ポンプにおいて、プランジャを引き下げる際に用いられるスプリングを保持するためのスプリング保持室と、プランジャを昇降させるためのカムを収容するためのカム室との間に、潤滑油または潤滑用燃料を通過させるため連通部を設け、ローラボディに、連通部の一部として、潤滑油または潤滑用燃料を通過させるための通過孔を設けるとともに、ローラボディの上面であって、当該通過孔の開口部を含む箇所に、潤滑油または潤滑用燃料を通過させるための導通路を設けた燃料供給用ポンプが提供され、上述した問題点を解決することができる。
すなわち、このような燃料供給用ポンプであれば、ローラボディの上面に所定形状を有する導通路が設けられていることにより、スプリングシートおよびローラボディの通過孔の組み付け位相にかかわらず、移動空間が形成される。したがって、スプリング保持室と、カム室との間における潤滑油または潤滑用燃料の移動が妨げられることがなくなり、スプリング保持室内の圧力の上昇を防止することができる。よって、このようなタペット構造体を燃料供給用ポンプに用いることにより、カムおよびプランジャを高速駆動、例えば、カムを１、５００ｒｐｍ以上の回転数で高速回転させ、それに合わせてプランジャを高速駆動させた場合であっても、スプリング保持室と、カム室との間を、潤滑油または潤滑用燃料が自由に行き来できるため、潤滑油または潤滑用燃料が、カムおよびプランジャの高速動作を阻害することが少なくなり、大量の燃料を加圧処理することができる。
【０００９】
また、本発明の燃料供給用ポンプを構成するにあたり、導通路の底面を、通過孔の開口部に向かって傾斜させることが好ましい。
このように構成することにより、潤滑油または潤滑用燃料が導通路に滞留することなく、よりスムーズに行き来させることができるためである。
【００１０】
また、本発明の燃料供給用ポンプを構成するにあたり、導通路の平面形状を、ローラボディの水平断面の中心点を中心とした円形状あるいは穴あき形状（ドーナツ形状）とすることが好ましい。
このように構成することにより、ローラボディおよびスプリングシートの通過孔の位置が多少ずれた場合であっても、連通部を容易かつ確実に形成することができる。
【００１１】
また、本発明の燃料供給用ポンプを構成するにあたり、ローラボディに、プランジャに対する接触部を設けるとともに、導通路を、当該接触部の周囲に設けることが好ましい。
このように構成することにより、ローラボディを、プランジャに対して適切に接触させることができるとともに、連通部を容易かつ確実に形成することができる。
【００１２】
また、本発明の燃料供給用ポンプを構成するにあたり、通過孔の直径を０．５〜１２ｍｍの範囲内の値とすることが好ましい。
このように構成することにより、スプリング保持室と、カム室との間を、潤滑油または潤滑用燃料が行き来しやすくなるために、スプリング保持室およびカム室の圧力差を低減することができるようになる。
なお、通過孔の直径は、設ける通過孔の数に対応させて決定することが好ましい。例えば、通過孔を１個設ける場合にはその直径を８ｍｍ程度にすることが好ましく、通過孔を４個設ける場合にはその直径を１ｍｍ程度にすることが好ましい。
【００１３】
また、本発明の燃料供給用ポンプを構成するにあたり、単位時間当たりの流量が５００〜１、５００リットル／時間である燃料を、５０ＭＰａ以上の値に加圧するための蓄圧式燃料噴射装置に用いることが好ましい。
このような蓄圧式燃料噴射装置に用いることにより、容易に大流量の燃料の加圧処理ができるため、ＡＰＣＲＳに好適に使用することができる。したがって、多段階圧力での燃料噴射を容易に実施することができ、ひいては、燃料噴射装置における燃焼効率を高めることができる。
【００１４】
また、本発明の別の態様は、ローラおよびローラボディを含むタペット構造体において、ローラボディに、潤滑油または潤滑用燃料を通過させるための通過孔を、当該ローラボディの上面部から非ローラ部に対して、例えば、側面部に対して、貫通するように設けるとともに、当該ローラボディの上面部であって、通過孔の開口部を含む箇所に、潤滑油または潤滑用燃料を通過させるための導通路を設けることを特徴とするタペット構造体である。
すなわち、ローラボディの上面に所定形状を有する導通路が設けられていることにより、スプリングシートおよびローラボディの通過孔の組み付け位相にかかわらず移動空間が形成される。したがって、スプリング保持室と、カム室との間における潤滑油または潤滑用燃料の移動が妨げられることがなくなる。よって、このようなタペット構造体を燃料供給用ポンプに用いることにより、カムおよびプランジャを高速駆動、例えば、カムを１、５００ｒｐｍ以上の回転数で高速回転させ、それに合わせてプランジャを高速駆動させた場合であっても、潤滑油または潤滑用燃料が、カムおよびプランジャの高速動作を阻害することが少なくなり、その結果、カムシャフトとの間で焼き付けを生じることが少なくなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
［第１の実施形態］
第１の実施形態は、図１および図２に例示されるように、ローラ２９およびローラボディ２８を含むタペット構造体６を備えた燃料供給用ポンプ５０であって、プランジャ５４を引き下げる際に用いられるスプリング６８を保持するためのスプリング保持室と、プランジャ５４を昇降させるためのカム６０を収容するためのカム室との間に、潤滑油または潤滑用燃料を通過させるための連通部を設けた燃料供給用ポンプ５０である。そして、ローラボディ２８に、連通部の一部として、潤滑油または潤滑用燃料を通過させるための通過孔３０ｂを設けるとともに、当該ローラボディ２８の上面であって、通過孔３０ｂの開口部を含む箇所に、潤滑油または潤滑用燃料を通過させるための導通路３３を形成したことを特徴とした燃料供給用ポンプ５０である。
以下、かかる燃料供給用ポンプ５０を、構成要件等に分けて、具体的に説明する。
【００１６】
１．燃料供給用ポンプの基本的形態
燃料供給用ポンプの基本的形態は特に制限されるものでは無いが、例えば、図１および図２に示されるような燃料供給用ポンプ５０を備えることが好ましい。すなわち、かかる燃料供給用ポンプ５０は、例えば、ポンプハウジング５２と、バレル（シリンダ）５３と、プランジャ５４と、スプリングシート１０と、タペット構造体６と、カム６０と、から構成してあることが好ましい。
また、ポンプハウジング５２に収容されたバレル５３の内側に、カム６０の回転運動に対応してプランジャ５４が往復運動し、導入された燃料を加圧するための燃料圧縮室７４が形成されている。
したがって、フィードポンプ６４から圧送されてくる燃料を、燃料圧縮室７４において、プランジャ５４によって、高圧の燃料に効率的に加圧することができる。
なお、この燃料供給用ポンプ５０の例では、ポンプハウジング５２内に、例えば二組のバレル（シリンダ）５３およびプランジャ５４を備えているが、より大容量の燃料を高圧処理するために、二組以上の数に増加することも好ましい。
【００１７】
（１）ポンプハウジング
ポンプハウジング５２は、図１および図２に例示されるように、バレル（シリンダ）５３と、プランジャ５４と、タペット構造体６と、カム６０とを収容する筐体である。
したがって、かかるポンプハウジング５２は、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、左右方向に開口するシャフト挿通孔９２ａ、および上下方向に開口する円柱空間９２ｂ、９２ｃをそれぞれ有していることが好ましい。
また、かかるポンプハウジング５２には、図３（ｂ）に示すように、円柱空間９２ｂ、９２ｃの側面方向に開口する貫通孔９７、９８をさらに設けることが好ましい。すなわち、かかる貫通孔９７、９８は、例えば、各口径が相互に異なる大中小三つの孔部９７ａ〜９７ｃ、９８ａ〜９８ｃからなる段状孔によって形成されており、孔部９７ｃ、９８ｃに案内ピン９９の先端部が圧入され、案内ピンの位置決めの精度が確保される構成となっている。また、孔部９７ａ、９８ａは案内ピン９９が螺合する螺子部として構成され、螺合によって案内ピン９９の先端部が圧入されることが好ましい。
【００１８】
（２）プランジャバレル
プランジャバレル５３は、図１および図２に例示されるように、プランジャ５４を支持するための筐体であって、当該プランジャ５４によって大量の燃料を高圧に加圧するための燃料圧縮室（ポンプ室）７４の一部を構成している要素である。したがって、プランジャバレル５３は、ポンプハウジング５２の円柱空間９２ｂ、９２ｃの上方開口部に対して装着されていることが好ましい。
なお、プランジャバレルを設ける燃料供給用ポンプの種類が、インラインタイプおよびラジアルタイプの場合には、それぞれにタイプに対応させて、プランジャバレルの形態を適宜変更することができる。
【００１９】
（３）プランジャ
プランジャ５４は、図１および図２に例示されるように、プランジャバレル５３内の燃料圧縮室７４における燃料を高圧に加圧するための主要素である。したがって、プランジャ５４は、ポンプハウジング５２の円柱空間９２ｂ、９２ｃにそれぞれ装着されるプランジャバレル５３内に、昇降自在に配設されていることが好ましい。
また、このプランジャ５４は、図４および図５に示すように、燃料圧縮室７４内に出入りするための加圧部５４ａを有していることが好ましい。この加圧部５４ａは、プランジャバレル５３の径よりも細くなるように設計されており、上死点に移動した場合に、当該加圧部５４ａと、吐出バルブ７９との間に隙間を形成することが好ましい。この理由は、プランジャ５４を高速駆動させて、大量の燃料を加圧処理した後であっても、加圧部５４ａが吐出バルブ７９の入り口を塞ぐことなく、コモンレールに対して、円滑に燃料を圧送するためである。
また、プランジャ５４は、プランジャバレル５３内で、円滑に高速駆動できるように、全体として、丸棒状に形成されているとともに、加圧部５４ａとは反対の端部につば部５５を有していることが好ましい。すなわち、円柱形のプランジャ５４の先端部（下端部）外周面には、係止用のつば部５５が一体的に設けられていることが好ましい。この理由は、このように構成することにより、プランジャ取付け部１４に設けた開口部１５に対して、容易かつ確実に固定することができるためである。
また、かかるプランジャ５４は、図２に示すように、プランジャ復帰用のスプリング６８によってカム側に常時付勢されるとともに、カム６０の回転に対応して、上昇し、燃料圧縮室７４内の燃料を加圧するように構成されていることが好ましい。
なお、第１の実施形態の燃料供給用ポンプにおいては、カムおよびプランジャを高速駆動させて、大量の燃料を加圧処理することが好ましい。具体的に、かかるカムの回転数を１、５００〜４、０００ｒｐｍの範囲内の値とすることが好ましい。また、ギア比を考慮して、カムの回転数を、エンジンの回転数に対して、１〜５倍の範囲内の値とすることが好ましい。
【００２０】
（４）燃料圧縮室
燃料圧縮室７４は、図２および図５に示すように、プランジャ５４とともに、プランジャバレル５３内に形成される小部屋である。したがって、かかる燃料圧縮室７４において、燃料供給バルブ７３を介して定量的に流入した燃料について、プランジャ５４が高速駆動することによって、効率的かつ大量に加圧することができる。なお、このようにプランジャ５４が高速駆動した場合であっても、潤滑油または潤滑用燃料がプランジャ５４の高速動作を阻害しないように、後述するスプリングシートやローラボディには、それぞれ通過孔が設けられており、それぞれの通過孔が連通していることが好ましい。
一方、プランジャ５４による加圧が終了した後は、加圧された燃料は、燃料吐出バルブ７９を介して、図１１に示すコモンレール１０６に供給されることになる。
【００２１】
（５）タペット構造体
タペット構造体の構造については、後述する第２の実施形態と同様の内容とすることができる。したがって、ここでの説明は省略する。
【００２２】
（６）スプリングシート
図６および図７（ａ）〜（ｂ）に例示されるように、スプリングシート１は、燃料供給用ポンプのプランジャを引き下げる際に用いられるスプリングを保持するためのスプリング保持部１２と、当該プランジャを係止するためのプランジャ取付け部１４と、を備えたスプリングシート１０において、プランジャ取付け部１４の周囲に、潤滑油または潤滑用燃料を通過させるための通過孔１６を設けることが好ましい。
スプリング保持部１２の形態は、燃料供給用ポンプのプランジャを引き下げる際に用いられるスプリングを容易に配置することができるものであれば特に制限されるものではないが、例えば、図６や図７に示すように、円板状であっても良く、あるいは、周囲方向に部分的に突出した面状体であっても良い。
また、スプリング保持部１２の配置に関して、図６および図７（ａ）〜（ｂ）に示すように、プランジャ取付け部１４の周囲に設けることが好ましい。
【００２３】
また、プランジャ取付け部の形態に関して、プランジャを容易に係止して、当該プランジャを引き下げることができる構成であれば特に制限されるものではないが、例えば、図７（ａ）に示すように、プランジャの先端部を横方向からスライドして挿入させるための比較的大きな挿入口１５ｂと、プランジャの先端部を係止するための比較的小さな中心孔１５ａと、の組み合わせとすることが好ましい。なお、図８（ａ）〜（ｃ）に、プランジャ取付け部の変形例を示すが、それぞれ好適に使用することができる。
また、プランジャ取付け部１４の配置に関して、図６および図７（ａ）〜（ｂ）に示すように、スプリング保持部１２の内側領域に、当該プランジャ取付け部１４を設けることが好ましい。この理由は、このように構成することにより、スプリング保持部１２において、例えば、円筒形のスプリングを保持できるとともに、当該スプリングの内側領域において、プランジャを係止して、容易に芯だししながら、高速駆動できるためである。
【００２４】
また、プランジャ取付け部１４の周囲に設ける通過孔１６の形状や個数は、特に制限されるものではないが、例えば、円形の通過孔を、１〜２０個の範囲内で設けることが好ましい。なお、通過孔の形状は、実質的に円形であることが好ましいが、その他、楕円、四角形、異形、あるいは溝状とすることが好ましい。
また、通過孔１６を、図６および図７（ａ）に示すように、プランジャ取付け部１４の周囲に、放射状または半放射状に配置することが好ましい。図６および図７（ａ）の例では、プランジャ取付け部１４の中心点Ｐに対して、５個の通過孔１６が半放射状に配置してある。
また、図６および図７（ａ）に例示する通過孔１６が実質的に円形の場合、その直径を０．５〜１２ｍｍの範囲内の値とすることが好ましい。
【００２５】
（７）カム
カム６０は、図１および図２に例示されるように、モータの回転運動を、タペット構造体６を介して、プランジャ５４の上下運動に変えるための主要素である。したがって、カム６０は、シャフト挿通孔９２ａに軸受体を介して回転自在に挿通保持されていることが好ましい。そして、エンジン（カムシャフト３）の駆動によって回転するように構成されている。
このカム６０の外周面には、ポンプハウジング５２の円柱空間９２ｂ、９２ｃの下方に位置し、かつ軸線方向に所定の間隔をもって並列する二つのカム部３ａ、３ｂが一体に設けられていることが好ましい。
なお、これらカム部３ａ、３ｂは、相互に円周方向に所定の間隔をもって並列配置されていることが好ましい。
【００２６】
（８）燃料吸入用バルブおよび燃料吐出用バルブ
燃料吸入用バルブおよび燃料吐出用バルブを、図５に例示するように配置するとともに、図９〜図１０に例示するような構成とすることが好ましい。
すなわち、燃料吸入用バルブ７３は、図１０に示すように、弁本体１９および、先端につば部２０ｂを供えた弁体２０を有していることが好ましい。また、この弁本体１９には、図１０に示すように、下方に開口する円柱状の燃料吸入室１９ａおよびこの燃料吸入室１９ａに燃料を吸入するための燃料吸入孔１９ｂが設けられていることが好ましい。
また、燃料吐出用バルブ７９についても、弁体を有し、ポンプハウジングの一部に収容されていることが好ましい。そして、スプリングによって閉弁方向に常時付勢されるとともに、開弁・閉弁によって、加圧された燃料を、コモンレールに対して供給するように構成されていることが好ましい。
【００２７】
また、図９に示すように、燃料吸入用バルブ７３および燃料吐出用バルブ７９は、弁本体１９と、その内部において稼動可能に取付けられた弁体２０と、弁本体１９内部に設けられた燃料吸入室１９ａと、燃料吸入孔１９ｂと、弁体２０および弁本体１９の一部が相互に接するシート部２３と、を備えて、燃料吸入孔１９ｂを複数個設けるとともに、当該燃料吸入孔１９ｂを燃料吸入室１９ａに対して、非放射状に配置することが好ましい。
この理由は、かかる燃料吸入用バルブであれば、燃料供給用ポンプに対して、例えば、単位時間当たりの流量が５００〜１、５００リットル／時間程度の燃料であっても、極めて正確かつ定量的に供給することができるためである。
また、同様に、かかる構成の燃料吐出用バルブであれば、蓄圧器（コモンレール）に対して、例えば、単位時間当たりの流量が５００〜１、５００リットル／時間程度の燃料であっても、極めて正確かつ定量的に供給することができるためである。
【００２８】
（９）潤滑システム
また、燃料供給用ポンプの潤滑システムとしては特に制限されるものではないが、燃料油の一部を潤滑成分（潤滑油燃料）として使用する燃料潤滑システムを採用することが好ましい。
この理由は、燃料をカム室等の潤滑に利用することにより、燃料を加圧してコモンレールに燃料を圧送する際に、プランジャ５４がプランジャバレル５３内で円滑に高速駆動したときにカム室の燃料と圧送する燃料とが混合しても、それらが同一成分であるために、潤滑油に含まれる添加剤等が燃料に混合してエンジンに噴射されるようなことがないためである。したがって、燃料潤滑システムを採用することにより、添加剤等による排ガス浄化性が低下することがない。
【００２９】
２．蓄圧式燃料噴射装置（ＡＰＣＲＳ）
また、第１の実施形態の燃料供給用ポンプは、以下のような構成を有するピストン増圧方式の蓄圧式燃料噴射装置（ＡＰＣＲＳ）１００の一部であることが好ましい。
すなわち、図１１に例示されるように、燃料供給用ポンプ１０３は、燃料タンク１０２と、かかる燃料タンク１０２の燃料を供給するためのフィードポンプ（低圧ポンプ）１０４と、燃料供給用ポンプ（高圧ポンプ）１０３と、かかる燃料供給用ポンプ１０３から圧送された燃料を蓄圧するための蓄圧器としてのコモンレール１０６と、ピストン増圧装置（増圧ピストン）１０８と、および燃料噴射装置１１０と、から構成されていることが好ましい。
【００３０】
（１）フィードポンプ、比例制御弁および燃料供給用ポンプ
フィードポンプ１０４は、図１１に示すように、燃料タンク１０２内の燃料（軽油）を燃料供給用ポンプ１０３に圧送するものであり、フィードポンプ１０４と、燃料供給用ポンプ１０３との間にはフィルター１０５が介在されていることが好ましい。そして、このフィードポンプ１０４は、一例ではあるが、ギアポンプ構造を有し、カムの端部に取付け、ギアの駆動を介して、カム軸と直結または適当なギア比を介して駆動されていることが好ましい。
また、フィードポンプ１０４から、フィルター１０５を介して圧送された燃料は、噴射量調整を行う比例制御弁（ＦＭＵ）１２０をさらに経由して、燃料供給用ポンプ１０３に供給されることが好ましい。かかる比例制御弁１２０は、例えば、ＥＣＵの制御を受けて、コイル１２４に流す電流量を調整することにより、アンカー１２５の位置を比例的に制御することが好ましい。
なお、燃料供給用ポンプ１０３は、上述したように、フィードポンプ１０４から供給された燃料を高圧に加圧処理する装置であり、燃料を加圧した後、高圧通路１０７を介してコモンレール１０６に圧送するように構成されていることが好ましい。
【００３１】
（２）一方向弁
また、図１１に示すように、燃料供給用ポンプ１０３の出口、あるいは、後述するコモンレール１０６と、燃料供給用ポンプ１０３と間に設けられた高圧通路１０７の途中に、一方向弁（図示せず）を設けることが好ましい。
この理由は、かかる一方向弁によって、燃料供給用ポンプ１０３からコモンレール１０６への燃料の送液のみを可能とできるためである。したがって、電磁制御弁を開いた際の逆流を有効に防止して、コモンレール１０６内の圧力が低下するのを有効に防止することができる。
【００３２】
（３）コモンレール
また、図１１に示すように、コモンレール１０６には、複数のインジェクタ（噴射弁）１１０が接続されており、コモンレール１０６で高圧に蓄圧された燃料を各インジェクタ１１０から内燃機関（図示せず）内に噴射することが好ましい。
また、これらの各インジェクタ１１０は、図示しないが、ＩＤＵ（ＩＤＵ：ＩｎｊｅｃｔｏｒＤｒｉｖｉｎｇＵｎｉｔ）を介してその吐出量が制御されていることが好ましい。かかるＩＤＵは、後述する制御装置としての電子制御ユニット（ＥＣＵ：ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＣｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇＵｎｉｔ）に接続されており、このＥＣＵの駆動信号により駆動されている。
また、コモンレール１０６の側端には、圧力検知器１１７が接続されており、かかる圧力検知器１１７で得られた圧力検知信号をＥＣＵに送ることが好ましい。すなわち、ＥＣＵは、圧力検知器１１７からの圧力検知信号を受けると、電磁制御弁（図示せず。）を制御するとともに、検知した圧力に応じてＩＤＵの駆動を制御することが好ましい。
【００３３】
（４）ピストン増圧装置
また、ピストン増圧装置（増圧ピストン）としては、図１２に例示されるように、シリンダ１５５と、機械式ピストン１５４と、加圧室１５８と、電磁弁１７０と、循環路１５７とを含むとともに、機械式ピストン１５４が比較的大面積を有する受圧部１５２と、比較的小面積を有する加圧部１５６と、を備えていることが好ましい。
すなわち、シリンダ１５５内に収容された機械式ピストン１５４が、当該受圧部１５２において、コモンレール圧を有する燃料により押圧されて移動し、加圧室１５８のコモンレール圧、例えば、３０ＭＰａ程度の圧力を有する燃料を、さらに比較的小面積を有する加圧部１５６によって加圧し、１５０ＭＰａ〜３００ＭＰａの範囲内の値とすることが好ましい。
【００３４】
また、機械式ピストン１５４を加圧するために、コモンレール圧を有する燃料を大量に使用するが、加圧後には、電磁駆動式のオーバーフロー弁１７０を介して、燃料タンク等に還流させることが好ましい。すなわち、コモンレール圧を有する燃料の大部分は、機械式ピストン１５４を加圧した後、燃料噴射装置の電磁弁１８０から流出した燃料とともに燃料タンク等に還流されることが好ましい。一方、加圧部１５６によって増圧された燃料は、燃料噴射装置（燃料噴射ノズル）１６３に送液され、効率的に噴射されて、燃焼されることになる。
【００３５】
したがって、このようにピストン増圧装置を設けることにより、コモンレールを過度に大型化することなく、コモンレール圧を有する燃料によって、効果的に機械式ピストンを押圧することができる。
すなわち、図１３に模式図を示すように、ＡＰＣＲＳシステムによれば、機械式ピストンに、比較的大面積の受圧部と、比較的小面積の加圧部と、を備えるとともに、機械式ピストンのストローク量を考慮することにより、加圧損失を少なく、コモンレール圧を有する燃料を、所望値に効率的に増圧することが可能である。
より具体的には、コモンレールからの燃料（圧力：ｐ１、体積：Ｖ１、仕事量：Ｗ１）を、比較的大面積を有する受圧部により受け、比較的小面積を有する加圧部を備えた機械式ピストンにより、より高圧の燃料（圧力：ｐ２、体積：Ｖ２、仕事量：Ｗ２）とすることができる。
【００３６】
（５）燃料噴射装置
▲１▼基本的構造
また、燃料噴射装置（燃料噴射ノズル）１１０の形態は特に制限されるものでは無いが、例えば、図１２に例示されるように、ニードル弁体１６２が着座する着座面１６４と、この着座面１６４の弁体当接部位よりも下流側に形成される噴孔１６５と、を有するノズルボディ１６３を備え、ニードル弁体１６２のリフト時に着座面１６４の上流側から供給される燃料を噴孔１６５へ導く構成であることが好ましい。
また、このような燃料噴射ノズルシステム１６６は、スプリング１６１等によってニードル弁体１６２を着座面１６４に向かって常時付勢しておき、ニードル弁体１６２をソレノイド１８０の通電／非通電の切り替えによって開閉する電磁弁型であることが好ましい。
【００３７】
▲２▼噴射タイミングチャート
また、高圧燃料の噴射タイミングチャートに関し、図１４に例示するように、実線Ａで示されるような、二段階の噴射状態を有する燃料噴射チャートを示すことが好ましい。
この理由は、コモンレール圧と、ピストン増圧装置（増圧ピストン）における増圧の組み合わせにより、かかる二段階の噴射タイミングチャートを達成することができ、それによって燃料の燃焼効率を高めるとともに、排気ガス浄化させることができるためである。
また、本発明によれば、コモンレール圧と、ピストン増圧装置（増圧ピストン）における増圧の組み合わせにより、図１４中、点線Ｂで示されるような燃料噴射チャートを示すことも好ましい。
なお、ピストン増圧装置（増圧ピストン）を使用しない場合、すなわち従来の噴射タイミングチャートは、図１４中、点線Ｃで示されるように、低噴射量の一段階の噴射タイミングチャートとなる。
【００３８】
（６）動作
次に、第１の実施形態における燃料供給用ポンプ１０３、ピストン増圧装置（増圧ピストン）１０８および燃料噴射弁１１０の作用を説明する。すなわち、図１１に示すように、燃料噴射装置（燃料噴射ノズルシステム）１６６の運転時には、燃料タンク１０２の燃料を、フィードポンプ１０４から燃料供給用ポンプ１０３に供給し、さらに、燃料供給用ポンプ１０３から高圧燃料を高圧通路１０７に対して圧送することが好ましい。
次いで、図１２に示すように、コモンレール１０６で５０ＭＰａ程度に蓄圧され、さらに、燃料噴射弁１１０との間に、ピストン増圧装置（増圧ピストン）１０８が設けてあり、例えば、１５０ＭＰａ以上の高圧条件に加圧することが好ましい。
【００３９】
［第２の実施形態］
第２の実施形態は、図１５（ａ）〜（ｃ）に例示されるように、ローラ２９およびローラボディ２８を含むタペット構造体６であって、ローラボディ２８に、潤滑油または潤滑用燃料を通過させるための通過孔３０ｂを、当該ローラボディ２８の上面部から非ローラ部に対して、貫通するように設けるとともに、当該ローラボディ２８の上面部であって、通過孔３０ｂの開口部を含む箇所に、潤滑油または潤滑用燃料を通過させるための導通路３３を設けたタペット構造体６である。
以下、タペット構造体６の基本的構造と、通過孔３０ｂおよび導通路３３を有するローラボディ２８とについて、適宜図面を参照しながら、具体的に説明する。
【００４０】
１．基本的構造
タペット構造体６は、図１５（ａ）〜（ｃ）に示すように、基本的に、シェル２７と、ローラボディ２８と、ローラ２９とから構成されており、図１に示すようなカムシャフト３およびそれに連なるカム６０の回転運動によって、昇降するように構成されていることが好ましい。なお、図１６および図１７に、シェル２７およびスプリングシート１０を含むタペット構造体６の変形例、図１８および図１９に、シェル２７を含むタペット構造体６の変形例を示すが、それぞれ好適に使用することができる。
【００４１】
ここで、シェル２７は、上下方向に開口し、図３に示すポンプハウジング５２の円柱空間９２ｂ、９２ｃの周面に適合する外周面を有する円筒体によって形成されていることが好ましい。また、かかるシェル２７の周壁上部には、案内ピンが挿通するための開口部（スリット部）２７ａが設けられており、シェル２７の軸線方向に延在する貫通孔として形成してあることが好ましい。この理由は、タペット構造体６が昇降時に、案内ピンと開口部２７ａとが協働して、当該タペット構造体６の動作方向がずれないように、円柱空間９２ｂ、９２ｃの軸線に沿って昇降できるためである。
【００４２】
また、シェル２７の内周面には、ローラボディ２８の上方移動を規制するための第一突起部２７ｂを設けてあることが好ましい。また、シェル２７の内周面には、スプリングシート２６の径方向移動を規制するための第二突起部２７ｃが一体に設けられていることが好ましい。この理由は、ローラボディ２８にスプリングシート２６の径方向移動を規制する機能をもたせる必要がなくなり、ローラボディ２８の形状を簡単な形状とすることができるためである。
一方、ローラ２９は、表面全体に炭素処理、例えば、カーボンコーティング皮膜が施されているローラ受け３０ａに対して、回転自在に支承されていることが好ましい。そして、ローラ２９は、カムシャフト３に連通したカム６０の回転力を受けるように構成されている。この理由は、ローラ受け３０ａに施す炭素処理によって、ローラ２９と、ローラ受け３０ａとの間の摺動状態を制御することができ、それにより、かかるローラ２９を介して、カム６０の回転力を、ローラボディ２８の一部であるローラ受け３０ａに伝達し、ひいては、効率的にプランジャの往復運動に変換することができるためである。
したがって、このように構成されたタペット構造体６であれば、カムシャフト３に連通するカム６０の回転に対応して、繰返し、かつ長期間にわたって高速で往復動することができる。
【００４３】
２．ローラボディ
（１）基本的構成
ローラボディ２８は、図１５（ａ）〜（ｃ）に示すように、ボディ本体３０を有し、シェル２７内に装着されているとともに、全体が軸受鋼からなる平面円形状のブロック体によって形成してあることが好ましい。なお、図２０〜図２３に、ローラボディ２８の変形例を示すが、それぞれ好適に使用することができる。また、図１５（ａ）に示すように、ボディ本体３０には、ローラ２９の外周面に適合する内周面を有するローラ受け３０ａが設けられている。また、ボディ本体３０の上面中央部には、プランジャ５４に対する接触部３０ｃが一体に突設されていることが好ましい。そして、このボディ本体３０の周縁部には、スプリングシート２６を受けるシート受部３０ｄが一体的に突設されていることが好ましい。
【００４４】
（２）通過孔
▲１▼数および形状
ローラボディに設ける通過孔の数や形状は、特に制限されるものではないが、例えば、円形の通過孔を、１〜１０個の範囲で設けることが好ましい。
この理由は、かかる通過孔の数がたとえ１個であっても、大きさや配置を考慮することにより、スプリング側の潤滑油または潤滑用燃料を、カム側に効率的に透過させることができるためである。一方、かかる通過孔の数が１０個を超えると、ローラボディにおける配置が困難になったり、形成が困難になったりする場合があるためである。
したがって、通過孔の数を２〜８個の範囲内の値とすることがより好ましく、２〜６個の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
また、ローラボディの上方に位置するスプリングシートに対しても通過孔を設ける場合には、ローラボディの通過孔の数を、スプリングシートの通過孔の数と等しくするか、あるいは少なくすることが好ましい。
なお、通過孔の形状は、実質的に円形であることが好ましいが、その他、楕円、四角形、異形、あるいは溝状とすることが好ましい。
【００４５】
▲２▼配置
また、ローラボディ２８に設ける通過孔３０ｂを、図１５（ｂ）および図１９に例示するように、ローラボディの周囲に、放射状に配置することが好ましい。なお、図１５（ｂ）に示す例では、二つの通過孔３０ｂが、中央の突起部３０ｃに対して対称位置に配置されている。
この理由は、このように構成することにより、タペット構造体の組み付け位相にかかわらず、スプリングシートとの間で、連通部を容易に形成することができるためである。したがって、大量の燃料であっても、連通部の一部としての通過孔３０ｂを、より迅速に通過させることができる。
また、このような通過孔の配置であれば、通過孔を形成することについても容易になるためである。さらに、通過孔をこのように配置することにより、ローラボディの機械的強度の低下も少なくなるためである。
また、通過孔３０ｂの配置に関して、図１５（ｂ）および図２０に例示するように、当該通過孔３０ｂを、ローラボディ２８の上面部から非ローラ部、例えば、側面部に対して、斜めに貫通するように設けることが好ましい。
この理由は、このような通過孔３０ｂの配置であれば、ローラの動作によって閉じられることがないためである。したがって、カムおよびプランジャを高速駆動させた場合であっても、かかる通過孔を介して、潤滑油または潤滑用燃料が自由にスプリング保持室と、カム室との間を自由に行き来することができる。
【００４６】
▲３▼直径
また、図１５（ｂ）および図２０に例示する通過孔３０ｂの直径は、単位時間当たりの燃料通過量等を考慮して定めることが好ましいが、通過孔３０ｂが実質的に円形の場合、その直径を０．５〜１２ｍｍの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる通過孔の直径が０．５ｍｍ未満の値になると、潤滑油または潤滑用燃料を自由に行き来させることが困難になり、スプリング保持室内の圧力が上昇する場合があるためである。したがって、かかる燃料供給用ポンプに連結されたピストン増圧装置（増圧ピストン）を併用した蓄圧式燃料噴射装置において、例えば、５０ＭＰａ以上の高圧条件を達成することが困難になるためである。
一方、かかる通過孔の直径が１２ｍｍを超えると、ローラボディの機械的強度が低下したり、耐久性が低下したりする場合があるためである。
したがって、かかる通過孔の直径を１〜１０ｍｍの範囲内の値とすることがより好ましく、２〜６ｍｍの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【００４７】
（３）導通路
▲１▼配置１
本発明のタペット構造体は、図２０に示すように、ローラボディ２８の上面であって、通過孔３０ｂの開口部を含む箇所に導通路を設けることを特徴とする。すなわち、ローラボディと、スプリングシートとの間に、スプリングシートの通過孔と、ローラボディの通過孔とを連通させるように設けることが好ましい。
この理由は、このように導通路を配置することにより、タペット構造体の組み付け位相にかかわらず、スプリングシートとの間で、潤滑油または潤滑用燃料を通過させるための連通孔を容易に形成することができるためである。したがって、スプリングシートの通過孔と、ローラボディの通過孔との位置関係を考慮しなくても、スプリング保持室と、カム室との間で、潤滑油または潤滑用燃料をスムーズに移動させることができる。
【００４８】
▲２▼配置２
導通路を、図２０に示すように、ローラボディ２８に設けられた、プランジャに対する接触部３０ｃの周囲に設けることが好ましい。
この理由は、このように導通路を配置することにより、ローラボディを、プランジャに適切に接触させ、プランジャを効率的に昇降させることができるとともに、ローラボディとスプリングシートとの間で、潤滑油または潤滑用燃料を通過させるための連通孔を容易に形成することができるためである。したがって、スプリング保持室と、カム室との間で、潤滑油または潤滑用燃料をスムーズに移動させることができる。
【００４９】
▲３▼平面形状
ローラボディに設ける導通路の平面形状を、図２０に示すように、ローラボディの水平断面の中心点を中心とした円形状あるいは穴あき形状（ドーナツ形状）とすることが好ましい。
この理由は、かかる平面形状の導通路とすることにより、タペット構造体の組み付け位相にかかわらず、スプリングシートとの間で、潤滑油または潤滑用燃料を通過させるための連通孔を容易に形成することができるためである。すなわち、かかる平面形状の導通路であれば、ローラボディの通過孔と、スプリングシートの通過孔とが、どのような位置関係にあっても、導通路自体が通過孔となり、潤滑油または潤滑用燃料の移動を阻害することがなくなる。また、導通路の平面形状が穴あき形状であれば、ローラボディの上面中央部に接触部が設けられている場合であっても、容易に導通路を形成することができる。
したがって、ローラボディの通過孔と、スプリングシートの通過孔との位置関係を考慮することなく、スプリング保持室と、カム室との間で、潤滑油または潤滑用燃料をスムーズに移動させることができる。
【００５０】
また、導通路の外縁の直径を３０〜８０ｍｍの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、導通路の外縁の直径が３０ｍｍ未満の値となると、潤滑油または潤滑用燃料を自由に行き来させることが困難になる場合があるためである。したがって、かかる燃料供給用ポンプに連結されたピストン増圧装置（増圧ピストン）を併用した蓄圧式燃料噴射装置において、例えば、５０ＭＰａ以上の高圧条件を達成することが困難になるためである。
一方、導通路の外縁の直径が８０ｍｍを越えると、ローラボディの機械的強度が低下したり、耐久性が低下したりする場合があるためである。
したがって、導通路の外縁の直径を３０〜７５ｍｍの範囲内の値とすることがより好ましく、３０〜７０ｍｍの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【００５１】
▲４▼深さ
また、図１５（ａ）および図２０に例示する導通路３３の深さは、単位時間当たりの燃料通過量等を考慮して定めることが好ましいが、例えば、その深さを０．１〜１０ｍｍの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる導通路の深さが０．１ｍｍ未満の値になると、潤滑油または潤滑用燃料を自由に行き来させることが困難になる場合があるためである。したがって、かかる燃料供給用ポンプに連結されたピストン増圧装置（増圧ピストン）を併用した蓄圧式燃料噴射装置において、例えば、５０ＭＰａ以上の高圧条件を達成することが困難になるためである。
一方、かかる導通路の深さが１０ｍｍを超えると、ローラボディの機械的強度が低下したり、耐久性が低下したりする場合があるためである。
したがって、かかる導通路の深さを１〜８ｍｍの範囲内の値とすることがより好ましく、２〜６ｍｍの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の燃料供給用ポンプによれば、所定の連通部を備えるとともに、ローラボディに、特定の導通路を設けることにより、プランジャの高速駆動に際しても、スプリング保持室と、カム室との間を、潤滑油または潤滑用燃料を迅速かつ円滑に通過させることができるようになった。また、このような燃料供給用ポンプによれば、大量の潤滑油または潤滑用燃料であっても、迅速かつ円滑に通過させることができるようになった。
したがって、本発明の燃料供給用ポンプは、コモンレールとともに、大流量の燃料を利用してピストンにより燃料を増圧する方式の蓄圧式燃料噴射装置（ＡＰＣＲＳ）に使用される燃料供給用ポンプとして、好適に使用することができる。
【００５３】
また、本発明のタペット構造体によれば、ローラボディに、通過孔および導通路を設けることにより、プランジャの高速駆動に起因した圧力脈動が減少するとともに、大量の潤滑用燃料であっても、迅速かつ円滑に通過させることができるようになった。
したがって、本発明のタペット構造体は、コモンレールとともに、ピストンを利用して大流量の燃料を増圧する蓄圧式燃料噴射装置（ＡＰＣＲＳ）の燃料供給用ポンプに使用された場合であっても、ローラボディの導通路および通過孔を介して、大量の潤滑油または潤滑用燃料がスプリング側と、カム側との間を自由に行き来することができるため、これらの潤滑油または潤滑用燃料がプランジャの動作を阻害することなく、プランジャを容易に高速駆動させることができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の燃料供給用ポンプにおける部分切り欠きを有する側面図である。
【図２】本発明の燃料供給用ポンプにおける断面図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、それぞれハウジングの斜視図および断面図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、それぞれプランジャの斜視図および側面図である。
【図５】燃料吸入用バルブおよび燃料吐出用バルブを説明するために供する図である。
【図６】スプリングシートの斜視図である。
【図７】（ａ）〜（ｂ）は、それぞれスプリングシートの平面図および断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれプランジャの取付け構造を説明するために供する図である。
【図９】（ａ）および（ｂ）は、燃料吸入用バルブを説明するために供する図である。
【図１０】燃料吸入用バルブの断面図である。
【図１１】ピストン増圧方式の蓄圧式燃料噴射装置（ＡＰＣＲＳ）のシステムを説明するために供する図である。
【図１２】ピストン増圧方式の蓄圧式燃料噴射装置（ＡＰＣＲＳ）の構造を説明するために供する図である。
【図１３】ピストン増圧方式の蓄圧式燃料噴射装置（ＡＰＣＲＳ）による燃料の増圧方法を概念的に示す図である。
【図１４】高圧燃料の噴射タイミングチャート説明するために供する図である。
【図１５】（ａ）〜（ｃ）は、タペット構造体を説明するために供する図である（その１）。
【図１６】別のタペット構造体を説明するために供する図である（その２）。
【図１７】別のタペット構造体を説明するために供する図である（その３）。
【図１８】別のタペット構造体を説明するために供する図である（その４）。
【図１９】別のタペット構造体を説明するために供する図である（その５）。
【図２０】ローラボディを説明するために供する斜視図である。
【図２１】（ａ）〜（ｂ）は、それぞれローラボディを説明するために供する図である。
【図２２】別のローラボディを説明するために供する図である（その１）。
【図２３】別のローラボディを説明するために供する図である（その２）。
【図２４】従来の蓄圧式燃料噴射装置の構造を説明するために供する図である。
【図２５】従来の別の蓄圧式燃料噴射装置の構造を説明するために供する図である。
【符号の説明】
３：カムシャフト
６：タペット構造体
１０：スプリングシート
１２：スプリング保持部
１４：プランジャ取付け部
１５：開口部
１５ａ：中心孔
１５ｂ：開口部
１６：通過孔（連通部）
１７：段差
２７：シェル
２８：ローラボディ
２９：ローラ
３０ｂ：通過孔（連通部）
３３：導通路
５２：ポンプハウジング
５３：バレル（シリンダ）
５４：プランジャ
６０：カム
７３：燃料供給バルブ
７４：燃料圧縮室
１００：ＡＰＣＲＳシステム
１０２：燃料タンク
１０４：フィードポンプ（低圧ポンプ）
１０３：燃料供給用ポンプ（高圧ポンプ）
１０６：コモンレール
１０７：高圧通路
１０８：ピストン増圧装置（増圧ピストン）
１１０：燃料噴射装置
１３４：オーバーフローバルブ（ＯＦＶ）
１５２：受圧部
１５４：機械式ピストン
１５５：シリンダ
１５６：加圧部
１５８：加圧室
１６６：燃料噴射ノズルシステム[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel supply pump and a tappet structure. In particular, the present invention relates to a fuel supply pump and a tappet structure suitable for a pressure-accumulated fuel injection device (AMPS: Amplified Piston Common Rail System) that uses a pressurizing piston to increase a large flow rate of fuel.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to efficiently inject high-pressure fuel in a diesel engine or the like, various types of accumulator type fuel injection devices (CRS: Common Rail System) using an accumulator (common rail) have been proposed.
For example, as shown in FIG. 24, in order to easily switch the pressure of the accumulator according to the operating conditions of the engine, a first accumulator 236 for the main injection and a second accumulator 278 for the pilot injection are respectively provided. A pressure-accumulation type fuel injection device has been proposed in which the pressure accumulators 236 and 278 are switched by a switching device 286 to perform fuel injection (for example, see Patent Document 1).
[0003]
Further, for the purpose of obtaining an optimum injection pressure of engine performance, a pressure accumulating type fuel injection device in which a pressure boosting piston and a cylinder chamber for boosting fuel are provided between a pressure accumulator and a fuel injection valve. Has been proposed (for example, see Patent Document 2). More specifically, as shown in FIG. 25, the pressure accumulator 395, the fuel supply oil passage 360, the control oil passage 361, the fuel injection control switching valve 362, and the booster piston 378 are housed therein. Cylinder chamber 383 and 70 to 120 MPa (about 700 to 1200 kgf / cm ² ), A pressure-intensifying piston 378 for increasing the fuel pressure to a degree, a hydraulic circuit 363, a switching valve for operating the piston (a three-way solenoid valve for a pressure-intensifying device) 364, and a controller (not shown). A pressure accumulating fuel injection device 380 is disclosed.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-6-93936 (page 4-5, FIG. 1)
[Patent Document 2]
Japanese Patent No. 2885076 (page 5-9, FIG. 1)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the accumulator type fuel injection device disclosed in Patent Document 1, it is necessary to provide two types of accumulators and a switching device therefor, and therefore, there is a problem that the accumulator type fuel injection device becomes complicated and large. Was seen. Further, in such a pressure accumulating type fuel injection device, when the cam and the plunger of the fuel supply pump are driven at a high speed, the lubricating oil cannot freely flow between the spring holding chamber and the cam chamber. There has been a problem that the pressure in the holding chamber increases, hinders the operation of the plunger, and a large amount of fuel cannot be sufficiently pressurized.
[0006]
On the other hand, in the pressure accumulating type fuel injection device disclosed in Patent Document 2, a pressure boosting piston is provided between the pressure accumulator and the fuel injection valve, and the multi-stage pressure injection is intended. A pressurizing pump for supplying high-pressure fuel has been proposed. The pressurizing pump is a conventional pressurizing pump for a pressure-accumulation type fuel injection device, and supplies a large amount of high-pressure fuel to a pressure-intensifying piston. No mention is made of the intended pressure pump.
[0007]
Accordingly, the inventors of the present invention have conducted intensive studies and found that a communication portion is provided between the spring holding chamber and the cam chamber, and the opening of the passage hole on the upper surface of the roller body as a part of the communication portion. By providing a conductive path in the area including the part, the flow of lubricating oil or lubricating fuel is free, and even when the cam and plunger are driven at high speed, a large amount of fuel oil can be sufficiently pressurized. I found what I can do.
That is, according to the present invention, the lubricating oil or the lubricating fuel controls the operation of the plunger even when the cam and the plunger in the fuel supply pump are driven at a high speed to increase the fuel discharge amount in order to cope with APCRS. It is an object of the present invention to provide a fuel supply pump capable of sufficiently pressurizing fuel without obstruction, and a tappet structure suitable for the pump.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, in a fuel supply pump provided with a tappet structure including a roller and a roller body, a spring holding chamber for holding a spring used when pulling down a plunger, and a cam for moving up and down the plunger. A communication portion is provided between the housing and the cam chamber for accommodating the lubricating oil or the lubricating fuel, and a passage hole for allowing the lubricating oil or the lubricating fuel to pass through the roller body as a part of the communicating portion. And a fuel supply pump provided with a conducting path for passing lubricating oil or lubricating fuel at a location on the upper surface of the roller body including the opening of the passage hole. The point can be solved.
That is, in such a fuel supply pump, since the conductive path having a predetermined shape is provided on the upper surface of the roller body, the moving space is reduced irrespective of the assembly phase of the spring seat and the passage hole of the roller body. It is formed. Therefore, the movement of the lubricating oil or the lubricating fuel between the spring holding chamber and the cam chamber is not hindered, and an increase in the pressure in the spring holding chamber can be prevented. Therefore, by using such a tappet structure for a fuel supply pump, the cam and the plunger were driven at a high speed, for example, the cam was rotated at a high speed of 1,500 rpm or more, and the plunger was driven at a high speed accordingly. Even in this case, since the lubricating oil or the lubricating fuel can freely flow between the spring holding chamber and the cam chamber, the lubricating oil or the lubricating fuel may hinder the high-speed operation of the cam and the plunger. It is possible to reduce the amount and pressurize a large amount of fuel.
[0009]
In configuring the fuel supply pump of the present invention, it is preferable that the bottom surface of the conduction path is inclined toward the opening of the passage hole.
With such a configuration, the lubricating oil or the lubricating fuel can flow back and forth more smoothly without staying in the conduction path.
[0010]
Further, in configuring the fuel supply pump of the present invention, it is preferable that the planar shape of the conduction path be a circular shape or a perforated shape (a donut shape) centered on the center point of the horizontal cross section of the roller body.
With such a configuration, even when the positions of the passage holes of the roller body and the spring seat are slightly shifted, the communication portion can be easily and reliably formed.
[0011]
Further, in configuring the fuel supply pump of the present invention, it is preferable that a contact portion for the plunger is provided on the roller body, and a conduction path is provided around the contact portion.
With this configuration, the roller body can be appropriately brought into contact with the plunger, and the communication portion can be easily and reliably formed.
[0012]
In configuring the fuel supply pump of the present invention, the diameter of the passage hole is preferably set to a value within the range of 0.5 to 12 mm.
With this configuration, since the lubricating oil or the lubricating fuel easily flows between the spring holding chamber and the cam chamber, the pressure difference between the spring holding chamber and the cam chamber can be reduced. become.
It is preferable that the diameter of the passage hole is determined according to the number of passage holes provided. For example, when one through hole is provided, the diameter is preferably about 8 mm, and when four through holes are provided, the diameter is preferably about 1 mm.
[0013]
Further, in configuring the fuel supply pump of the present invention, the fuel supply pump according to the present invention is used in a pressure accumulating fuel injection device for pressurizing a fuel having a flow rate per unit time of 500 to 1,500 liters / hour to a value of 50 MPa or more. Is preferred.
By using such a pressure accumulating type fuel injection device, it is possible to easily pressurize a large flow rate of fuel, so that it can be suitably used for APCRS. Therefore, it is possible to easily perform the fuel injection at the multi-stage pressure, and to increase the combustion efficiency in the fuel injection device.
[0014]
In another aspect of the present invention, in a tappet structure including a roller and a roller body, a passage hole for allowing a lubricating oil or a lubricating fuel to pass through the roller body is provided from the upper surface of the roller body to the non-roller portion. In contrast, for example, the side surface portion is provided so as to penetrate therethrough, and the upper surface portion of the roller body, including the opening of the passage hole, for allowing the lubricating oil or the lubricating fuel to pass therethrough. It is a tappet structure provided with a conduction path.
That is, since the conductive path having the predetermined shape is provided on the upper surface of the roller body, a moving space is formed regardless of the assembly phase of the spring seat and the passage hole of the roller body. Therefore, the movement of the lubricating oil or the lubricating fuel between the spring holding chamber and the cam chamber is not hindered. Therefore, by using such a tappet structure for a fuel supply pump, the cam and the plunger were driven at a high speed, for example, the cam was rotated at a high speed of 1,500 rpm or more, and the plunger was driven at a high speed accordingly. Even in such a case, the lubricating oil or the lubricating fuel is less likely to hinder the high-speed operation of the cam and the plunger, and as a result, the occurrence of seizure with the camshaft is reduced.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[First Embodiment]
The first embodiment is a fuel supply pump 50 including a tappet structure 6 including a roller 29 and a roller body 28 as illustrated in FIGS. 1 and 2, which is used when a plunger 54 is lowered. A communication portion for passing lubricating oil or fuel for lubrication is provided between a spring holding chamber for holding a spring 68 to be moved and a cam chamber for accommodating a cam 60 for raising and lowering the plunger 54. This is a fuel supply pump 50. The roller body 28 is provided with a passage hole 30b for passing the lubricating oil or the lubricating fuel as a part of the communication portion, and includes an opening of the passage hole 30b on the upper surface of the roller body 28. A fuel supply pump 50 characterized in that a conduction path 33 for passing lubricating oil or lubricating fuel is formed at a location.
Hereinafter, the fuel supply pump 50 will be described in detail by dividing it into components and the like.
[0016]
1. Basic form of fuel supply pump
Although the basic form of the fuel supply pump is not particularly limited, for example, it is preferable to include a fuel supply pump 50 as shown in FIGS. 1 and 2. That is, the fuel supply pump 50 may be constituted by, for example, a pump housing 52, a barrel (cylinder) 53, a plunger 54, a spring seat 10, a tappet structure 6, and a cam 60. preferable.
Further, inside the barrel 53 accommodated in the pump housing 52, a plunger 54 reciprocates in response to the rotational movement of the cam 60, and a fuel compression chamber 74 for pressurizing the introduced fuel is formed.
Therefore, the fuel pumped from the feed pump 64 can be efficiently pressurized to high-pressure fuel by the plunger 54 in the fuel compression chamber 74.
In this example of the fuel supply pump 50, for example, two sets of barrels (cylinders) 53 and plungers 54 are provided in the pump housing 52. It is also preferable to increase the number to the above.
[0017]
(1) Pump housing
The pump housing 52 is a housing that houses a barrel (cylinder) 53, a plunger 54, a tappet structure 6, and a cam 60, as illustrated in FIGS. 1 and 2.
Therefore, as shown in FIGS. 3A and 3B, the pump housing 52 has a shaft insertion hole 92a opened in the left-right direction and cylindrical spaces 92b, 92c opened in the up-down direction, respectively. Is preferred.
Further, as shown in FIG. 3B, it is preferable that the pump housing 52 further include through holes 97 and 98 that open in the side surface directions of the cylindrical spaces 92b and 92c. That is, the through holes 97 and 98 are formed, for example, by stepped holes including three large holes 97a to 97c and 98a to 98c having different diameters from each other. 99 is press-fitted so that the positioning accuracy of the guide pin is ensured. Further, the holes 97a and 98a are configured as screw portions into which the guide pins 99 are screwed, and it is preferable that the distal ends of the guide pins 99 be press-fitted by screwing.
[0018]
(2) Plunger barrel
1 and 2, the plunger barrel 53 is a casing for supporting the plunger 54, and a fuel compression chamber (pump chamber) for pressurizing a large amount of fuel to a high pressure by the plunger 54. ) 74. Therefore, it is preferable that the plunger barrel 53 is mounted on the upper openings of the cylindrical spaces 92b and 92c of the pump housing 52.
In addition, when the type of the fuel supply pump provided with the plunger barrel is an in-line type or a radial type, the form of the plunger barrel can be appropriately changed according to each type.
[0019]
(3) Plunger
1 and 2, the plunger 54 is a main element for pressurizing the fuel in the fuel compression chamber 74 in the plunger barrel 53 to a high pressure. Therefore, it is preferable that the plunger 54 be disposed in the plunger barrel 53 mounted in the cylindrical spaces 92b and 92c of the pump housing 52 so as to be able to move up and down.
Further, as shown in FIGS. 4 and 5, the plunger 54 preferably has a pressurizing portion 54a for entering and exiting the fuel compression chamber 74. The pressurizing portion 54a is designed to be smaller than the diameter of the plunger barrel 53, and forms a gap between the pressurizing portion 54a and the discharge valve 79 when it moves to the top dead center. Is preferred. The reason is that even after the plunger 54 is driven at high speed and a large amount of fuel is pressurized, the pressurizing section 54a smoothly supplies fuel to the common rail without blocking the entrance of the discharge valve 79. This is for pumping.
In addition, the plunger 54 is formed in a round bar shape as a whole so as to be able to smoothly drive at a high speed in the plunger barrel 53, and has a flange portion 55 at an end opposite to the pressing portion 54a. Is preferred. That is, it is preferable that the locking flange 55 is integrally provided on the outer peripheral surface of the distal end (lower end) of the cylindrical plunger 54. The reason for this is that with such a configuration, it is possible to easily and reliably fix the opening 15 provided in the plunger mounting portion 14.
As shown in FIG. 2, the plunger 54 is constantly urged toward the cam by a plunger returning spring 68, and rises in response to the rotation of the cam 60, thereby increasing the fuel in the fuel compression chamber 74. Is preferably configured to be pressurized.
In the fuel supply pump according to the first embodiment, it is preferable that the cam and the plunger are driven at high speed to pressurize a large amount of fuel. Specifically, it is preferable to set the rotation speed of the cam to a value within a range of 1,500 to 4,000 rpm. Further, in consideration of the gear ratio, it is preferable that the rotation speed of the cam be a value within a range of 1 to 5 times the rotation speed of the engine.
[0020]
(4) Fuel compression chamber
The fuel compression chamber 74 is a small chamber formed in the plunger barrel 53 together with the plunger 54, as shown in FIGS. Therefore, in the fuel compression chamber 74, the fuel that has quantitatively flowed in through the fuel supply valve 73 can be efficiently and massively pressurized by driving the plunger 54 at a high speed. Incidentally, even when the plunger 54 is driven at a high speed in this manner, a through hole is provided in each of a spring seat and a roller body described later so that the lubricating oil or the lubricating fuel does not hinder the high-speed operation of the plunger 54. It is preferable that the respective through holes communicate with each other.
On the other hand, after the pressurization by the plunger 54 is completed, the pressurized fuel is supplied to the common rail 106 shown in FIG.
[0021]
(5) Tappet structure
The structure of the tappet structure can be the same as in the second embodiment described later. Therefore, the description here is omitted.
[0022]
(6) Spring seat
As illustrated in FIGS. 6 and 7A and 7B, the spring seat 1 includes a spring holding portion 12 for holding a spring used when pulling down a plunger of a fuel supply pump, and the plunger. In the spring seat 10 provided with a plunger mounting portion 14 for locking the lubrication, it is preferable to provide a through hole 16 around the plunger mounting portion 14 for allowing lubricating oil or lubricating fuel to pass therethrough.
The form of the spring holding portion 12 is not particularly limited as long as a spring used when pulling down the plunger of the fuel supply pump can be easily arranged. For example, FIG. 6 and FIG. As shown, the shape may be a disk shape or a planar shape partially protruding in the peripheral direction.
As for the arrangement of the spring holding portion 12, it is preferable to provide the spring holding portion 12 around the plunger mounting portion 14, as shown in FIGS.
[0023]
The configuration of the plunger mounting portion is not particularly limited as long as the plunger can be easily locked and the plunger can be pulled down. For example, as shown in FIG. It is preferable to use a combination of a relatively large insertion opening 15b for slidingly inserting the tip of the plunger from the lateral direction and a relatively small center hole 15a for locking the tip of the plunger. 8 (a) to 8 (c) show modified examples of the plunger mounting portion, which can be suitably used.
In addition, as for the arrangement of the plunger attachment portion 14, as shown in FIGS. 6 and 7A and 7B, it is preferable to provide the plunger attachment portion 14 in an area inside the spring holding portion 12. The reason for this is that, with this configuration, the spring holding portion 12 can hold, for example, a cylindrical spring, and at the inner region of the spring, the plunger is locked, and the centering is easily performed. This is because high-speed driving can be performed.
[0024]
The shape and number of the through holes 16 provided around the plunger mounting portion 14 are not particularly limited, but, for example, it is preferable to provide circular through holes in a range of 1 to 20. The shape of the passage hole is preferably substantially circular, but is preferably elliptical, square, irregular, or grooved.
Further, as shown in FIGS. 6 and 7A, the through holes 16 are preferably arranged radially or semi-radially around the plunger mounting portion 14. In the example of FIGS. 6 and 7A, five through holes 16 are arranged in a semi-radial manner with respect to the center point P of the plunger mounting portion 14.
When the passage hole 16 illustrated in FIG. 6 and FIG. 7A is substantially circular, the diameter is preferably set to a value within a range of 0.5 to 12 mm.
[0025]
(7) Cam
The cam 60 is a main element for changing the rotational movement of the motor into the vertical movement of the plunger 54 via the tappet structure 6, as exemplified in FIGS. Therefore, it is preferable that the cam 60 is rotatably inserted and held in the shaft insertion hole 92a via the bearing. And it is comprised so that it may rotate by driving of an engine (camshaft 3).
On the outer peripheral surface of the cam 60, two cam portions 3a, 3b which are located below the cylindrical spaces 92b, 92c of the pump housing 52 and are arranged in parallel at a predetermined interval in the axial direction are integrally provided. preferable.
In addition, it is preferable that these cam parts 3a and 3b are arranged side by side at predetermined intervals in the circumferential direction.
[0026]
(8) Fuel intake valve and fuel discharge valve
It is preferable that the fuel intake valve and the fuel discharge valve be arranged as illustrated in FIG. 5 and be configured as illustrated in FIGS. 9 and 10.
That is, as shown in FIG. 10, the fuel intake valve 73 preferably has a valve body 19 and a valve body 20 provided with a flange 20b at the tip. As shown in FIG. 10, the valve body 19 is provided with a cylindrical fuel suction chamber 19a which opens downward and a fuel suction hole 19b for sucking fuel into the fuel suction chamber 19a. Is preferred.
Further, the fuel discharge valve 79 also preferably has a valve body and is housed in a part of the pump housing. It is preferable that the spring is always urged in the valve closing direction by a spring, and the pressurized fuel is supplied to the common rail by opening and closing the valve.
[0027]
As shown in FIG. 9, the fuel intake valve 73 and the fuel discharge valve 79 include a valve body 19, a valve body 20 operably mounted inside the valve body 19, and a fuel body provided inside the valve body 19. A plurality of fuel suction holes 19b are provided, including a suction chamber 19a, a fuel suction hole 19b, and a seat portion 23 where a part of the valve body 20 and a part of the valve body 19 are in contact with each other. It is preferable to arrange the fuel suction chamber 19a non-radially with respect to the fuel suction chamber 19a.
The reason for this is that with such a fuel intake valve, extremely accurate and quantitative fuel can be supplied to the fuel supply pump even if the flow rate per unit time is, for example, about 500 to 1,500 liters / hour. Because it can be supplied to
Similarly, with a fuel discharge valve having such a configuration, even if the flow rate per unit time is about 500 to 1,500 liters / hour with respect to the pressure accumulator (common rail), it is extremely high. This is because they can be supplied accurately and quantitatively.
[0028]
(9) Lubrication system
Although the lubrication system of the fuel supply pump is not particularly limited, it is preferable to employ a fuel lubrication system that uses a part of the fuel oil as a lubricating component (lubricating oil fuel).
The reason is that the fuel is used for lubrication of the cam chamber and the like, so that when the fuel is pressurized and fed to the common rail under pressure, the plunger 54 is smoothly driven at a high speed in the plunger barrel 53 and the fuel in the cam chamber is driven. This is because, even if the fuel to be pumped is mixed with the fuel to be pumped, additives and the like contained in the lubricating oil are not mixed with the fuel and injected into the engine because they are the same component. Therefore, by adopting the fuel lubrication system, the exhaust gas purifying property of the additive or the like does not decrease.
[0029]
2. Accumulator type fuel injection system (APCRS)
Further, it is preferable that the fuel supply pump of the first embodiment is a part of a piston pressure-accumulating pressure accumulating fuel injection device (APCRS) 100 having the following configuration.
That is, as illustrated in FIG. 11, the fuel supply pump 103 includes a fuel tank 102, a feed pump (low pressure pump) 104 for supplying fuel from the fuel tank 102, and a fuel supply pump (high pressure pump). ) 103, a common rail 106 as a pressure accumulator for accumulating the fuel pressure fed from the fuel supply pump 103, a piston pressure increasing device (pressure increasing piston) 108, and a fuel injection device 110. Is preferred.
[0030]
(1) Feed pump, proportional control valve, and fuel supply pump
The feed pump 104 pumps the fuel (light oil) in the fuel tank 102 to the fuel supply pump 103 as shown in FIG. 11, and a filter is provided between the feed pump 104 and the fuel supply pump 103. 105 is preferably interposed. The feed pump 104 has, for example, a gear pump structure, is attached to an end of a cam, and is directly connected to a cam shaft or driven through an appropriate gear ratio through driving of a gear. Is preferred.
Further, it is preferable that the fuel pumped from the feed pump 104 via the filter 105 be further supplied to the fuel supply pump 103 via a proportional control valve (FMU) 120 for adjusting the injection amount. It is preferable that the proportional control valve 120 proportionally controls the position of the anchor 125 by adjusting the amount of current flowing through the coil 124 under the control of the ECU, for example.
As described above, the fuel supply pump 103 is a device that pressurizes the fuel supplied from the feed pump 104 to a high pressure. After the fuel is pressurized, the fuel is pumped to the common rail 106 via the high-pressure passage 107. It is preferable that it is comprised so that it may be.
[0031]
(2) One-way valve
As shown in FIG. 11, a one-way valve (not shown) is provided at the outlet of the fuel supply pump 103 or in the middle of a high-pressure passage 107 provided between the common rail 106 and the fuel supply pump 103 described later. Is preferably provided.
The reason for this is that such a one-way valve enables only the supply of fuel from the fuel supply pump 103 to the common rail 106. Therefore, it is possible to effectively prevent the backflow when the electromagnetic control valve is opened, and to effectively prevent the pressure in the common rail 106 from decreasing.
[0032]
(3) Common rail
As shown in FIG. 11, a plurality of injectors (injection valves) 110 are connected to the common rail 106, and the fuel stored at a high pressure by the common rail 106 is supplied from each injector 110 to the internal combustion engine (not shown). It is preferable to inject the water.
Although not shown, each of these injectors 110 preferably has its discharge amount controlled via an IDU (Injector Driving Unit). The IDU is connected to an electronic control unit (ECU: Electronic Control Unit) as a control device described later, and is driven by a drive signal of the ECU.
Further, a pressure detector 117 is connected to a side end of the common rail 106, and it is preferable that a pressure detection signal obtained by the pressure detector 117 be sent to the ECU. That is, when receiving the pressure detection signal from the pressure detector 117, the ECU preferably controls the electromagnetic control valve (not shown) and controls the driving of the IDU according to the detected pressure.
[0033]
(4) Piston booster
As illustrated in FIG. 12, the piston pressure increasing device (pressure increasing piston) includes a cylinder 155, a mechanical piston 154, a pressurizing chamber 158, a solenoid valve 170, and a circulation path 157. In addition, it is preferable that the mechanical piston 154 includes a pressure receiving portion 152 having a relatively large area and a pressurizing portion 156 having a relatively small area.
That is, the mechanical piston 154 accommodated in the cylinder 155 is moved by being pressed by the fuel having the common rail pressure in the pressure receiving portion 152, and the common piston pressure of the pressurizing chamber 158, for example, the fuel having the pressure of about 30 MPa. Is preferably further pressurized by the pressurizing section 156 having a relatively small area to a value within the range of 150 MPa to 300 MPa.
[0034]
Further, in order to pressurize the mechanical piston 154, a large amount of fuel having a common rail pressure is used. After pressurization, it is preferable that the fuel is returned to a fuel tank or the like via an electromagnetically driven overflow valve 170. That is, most of the fuel having the common rail pressure is preferably returned to the fuel tank or the like together with the fuel flowing out of the electromagnetic valve 180 of the fuel injection device after pressurizing the mechanical piston 154. On the other hand, the fuel whose pressure has been increased by the pressurizing unit 156 is sent to a fuel injection device (fuel injection nozzle) 163, and is efficiently injected and burned.
[0035]
Therefore, by providing the piston pressure increasing device in this manner, the mechanical piston can be effectively pressed by the fuel having the common rail pressure without excessively increasing the size of the common rail.
That is, as shown in the schematic diagram of FIG. 13, according to the APCRS system, the mechanical piston includes a relatively large-area pressure receiving unit and a relatively small-area pressurizing unit. By considering the stroke amount, the pressure loss can be reduced and the fuel having the common rail pressure can be efficiently increased to a desired value.
More specifically, a machine that receives a fuel (pressure: p1, volume: V1, work amount: W1) from a common rail by a pressure receiving portion having a relatively large area and having a pressure portion having a relatively small area With the piston, higher pressure fuel (pressure: p2, volume: V2, work: W2) can be obtained.
[0036]
(5) Fuel injection device
(1) Basic structure
Further, the form of the fuel injection device (fuel injection nozzle) 110 is not particularly limited. For example, as illustrated in FIG. 12, a seating surface 164 on which the needle valve body 162 is seated, and the seating surface 164 And a nozzle body 163 having a nozzle hole 165 formed on the downstream side of the valve body abutting portion. The fuel supplied from the upstream side of the seating surface 164 when the needle valve member 162 is lifted is supplied to the nozzle hole 165. It is preferable to adopt a configuration for guiding.
Further, in such a fuel injection nozzle system 166, the needle valve body 162 is constantly urged toward the seating surface 164 by a spring 161 or the like, and the needle valve body 162 is opened and closed by switching between energization and non-energization of the solenoid 180. It is preferably of the solenoid valve type.
[0037]
(2) Injection timing chart
As for the high-pressure fuel injection timing chart, as shown in FIG. 14, it is preferable to show a fuel injection chart having a two-stage injection state as shown by a solid line A.
The reason is that the two-stage injection timing chart can be achieved by the combination of the common rail pressure and the pressure increase in the piston pressure increase device (pressure increase piston), thereby increasing the fuel combustion efficiency and reducing the exhaust gas. This is because it can be purified.
According to the present invention, it is also preferable to show a fuel injection chart as shown by a dotted line B in FIG. 14 by a combination of the common rail pressure and the pressure increase in the piston pressure increasing device (pressure increasing piston).
It should be noted that when the piston pressure increasing device (pressure increasing piston) is not used, that is, the conventional injection timing chart is a one-stage injection timing chart with a low injection amount as shown by a dotted line C in FIG.
[0038]
(6) Operation
Next, the operation of the fuel supply pump 103, the piston pressure increasing device (pressure increasing piston) 108, and the fuel injection valve 110 in the first embodiment will be described. That is, as shown in FIG. 11, during operation of the fuel injection device (fuel injection nozzle system) 166, the fuel in the fuel tank 102 is supplied from the feed pump 104 to the fuel supply pump 103, and further, the fuel supply pump 103 It is preferable that the high-pressure fuel be sent to the high-pressure passage 107 under pressure.
Next, as shown in FIG. 12, the pressure is accumulated at about 50 MPa by the common rail 106, and further, a piston pressure increasing device (pressure increasing piston) 108 is provided between the common rail 106 and the fuel injection valve 110. It is preferable to apply pressure to the conditions.
[0039]
[Second embodiment]
The second embodiment is a tappet structure 6 including a roller 29 and a roller body 28, as illustrated in FIGS. 15A to 15C. Is provided so as to penetrate from the upper surface of the roller body 28 to the non-roller portion, and the opening of the passage hole 30b in the upper surface of the roller body 28 is formed. The tappet structure 6 is provided with a conduction path 33 for passing a lubricating oil or a lubricating fuel at a location including the tappet structure.
Hereinafter, the basic structure of the tappet structure 6 and the roller body 28 having the passage hole 30b and the conduction path 33 will be specifically described with reference to the drawings as appropriate.
[0040]
1. Basic structure
As shown in FIGS. 15A to 15C, the tappet structure 6 basically includes a shell 27, a roller body 28, and a roller 29, and a camshaft as shown in FIG. It is preferable to be configured to move up and down by the rotational movement of the cam 3 and the cam 60 connected thereto. 16 and 17 show modifications of the tappet structure 6 including the shell 27 and the spring seat 10, and FIGS. 18 and 19 show modifications of the tappet structure 6 including the shell 27. Can be used.
[0041]
Here, it is preferable that the shell 27 is formed of a cylindrical body that is open in the vertical direction and has an outer peripheral surface that fits the peripheral surfaces of the cylindrical spaces 92b and 92c of the pump housing 52 shown in FIG. An opening (slit) 27a for inserting a guide pin is provided in the upper part of the peripheral wall of the shell 27, and is preferably formed as a through hole extending in the axial direction of the shell 27. . The reason is that when the tappet structure 6 moves up and down, the guide pin and the opening 27a cooperate to move up and down along the axis of the cylindrical spaces 92b and 92c so that the operation direction of the tappet structure 6 does not shift. That's why.
[0042]
Further, it is preferable that a first projection 27b for restricting upward movement of the roller body 28 is provided on the inner peripheral surface of the shell 27. Further, it is preferable that a second projection 27c for regulating the radial movement of the spring seat 26 is provided integrally on the inner peripheral surface of the shell 27. This is because the roller body 28 does not need to have a function of restricting the radial movement of the spring seat 26, and the shape of the roller body 28 can be simplified.
On the other hand, it is preferable that the roller 29 is rotatably supported on a roller receiver 30a having a carbon treatment on the entire surface, for example, a carbon coating film. Further, the roller 29 is configured to receive the rotational force of the cam 60 communicating with the camshaft 3. The reason is that the sliding state between the roller 29 and the roller receiver 30a can be controlled by the carbon treatment applied to the roller receiver 30a, whereby the rotational force of the cam 60 is reduced via the roller 29. Is transmitted to the roller receiver 30a, which is a part of the roller body 28, and can be efficiently converted into the reciprocating motion of the plunger.
Therefore, with the tappet structure 6 configured as described above, the tappet structure 6 can reciprocate repeatedly and at high speed over a long period of time in response to the rotation of the cam 60 communicating with the camshaft 3.
[0043]
2. Roller body
(1) Basic configuration
As shown in FIGS. 15A to 15C, the roller body 28 has a body 30 and is mounted in the shell 27, and is formed by a flat circular block made entirely of bearing steel. It is preferred that 20 to 23 show modified examples of the roller body 28, which can be suitably used. Further, as shown in FIG. 15A, the body main body 30 is provided with a roller receiver 30a having an inner peripheral surface that matches the outer peripheral surface of the roller 29. Further, it is preferable that a contact portion 30c for the plunger 54 is integrally provided at the center of the upper surface of the body 30. It is preferable that a sheet receiving portion 30 d that receives the spring seat 26 is integrally provided on the peripheral portion of the body 30.
[0044]
(2) Passing hole
(1) Number and shape
The number and shape of the passage holes provided in the roller body are not particularly limited, but, for example, it is preferable to provide 1 to 10 circular passage holes.
The reason for this is that even if the number of such through holes is one, by considering the size and arrangement, the lubricating oil or lubricating fuel on the spring side can be efficiently transmitted to the cam side. It is. On the other hand, if the number of such passage holes exceeds 10, the arrangement in the roller body may be difficult or the formation may be difficult.
Therefore, it is more preferable to set the number of passage holes to a value in the range of 2 to 8, and it is further preferable to set the number in the range of 2 to 6.
Further, when the passage holes are also provided in the spring seat located above the roller body, it is preferable that the number of the passage holes of the roller body is equal to or less than the number of the passage holes of the spring seat. .
The shape of the passage hole is preferably substantially circular, but is preferably elliptical, square, irregular, or grooved.
[0045]
▲ 2 ▼ Layout
Further, it is preferable that the through holes 30b provided in the roller body 28 are radially arranged around the roller body as illustrated in FIGS. 15B and 19. In the example shown in FIG. 15B, two passing holes 30b are arranged at symmetrical positions with respect to the central projection 30c.
The reason for this is that with such a configuration, a communicating portion can be easily formed between the tappet structure and the spring seat regardless of the assembly phase. Therefore, even with a large amount of fuel, it is possible to more quickly pass through the passage hole 30b as a part of the communication portion.
In addition, with such an arrangement of the through holes, it is easy to form the through holes. Further, by arranging the passage holes in this manner, a decrease in the mechanical strength of the roller body is reduced.
In addition, regarding the arrangement of the passage holes 30b, as illustrated in FIGS. 15B and 20, the passage holes 30b are inclined from the upper surface of the roller body 28 to a non-roller portion, for example, a side portion. It is preferable to provide so as to penetrate.
The reason is that if the passage holes 30b are arranged as described above, the passage holes 30b are not closed by the operation of the rollers. Therefore, even when the cam and the plunger are driven at a high speed, the lubricating oil or the lubricating fuel can freely move between the spring holding chamber and the cam chamber through the passage hole. .
[0046]
▲ 3 ▼ diameter
Also, the diameter of the passage hole 30b illustrated in FIGS. 15B and 20 is preferably determined in consideration of the amount of fuel passing per unit time or the like. However, when the passage hole 30b is substantially circular, It is preferable that the diameter is set to a value within the range of 0.5 to 12 mm.
This is because if the diameter of the passage hole is less than 0.5 mm, it becomes difficult to freely move the lubricating oil or the lubricating fuel back and forth, and the pressure in the spring holding chamber may increase. . Therefore, it is difficult to achieve a high-pressure condition of, for example, 50 MPa or more in a pressure accumulating fuel injection device using a piston pressure increasing device (pressure increasing piston) connected to the fuel supply pump.
On the other hand, if the diameter of the passage hole exceeds 12 mm, the mechanical strength of the roller body may decrease, or the durability may decrease.
Therefore, it is more preferable that the diameter of the through hole is in the range of 1 to 10 mm, and it is further preferable that the diameter is in the range of 2 to 6 mm.
[0047]
(3) Conducting path
▲ 1 ▼ Arrangement 1
As shown in FIG. 20, the tappet structure of the present invention is characterized in that a conduction path is provided on the upper surface of the roller body 28 at a location including the opening of the passage hole 30b. That is, it is preferable to provide between the roller body and the spring seat so that the passage hole of the spring seat communicates with the passage hole of the roller body.
The reason for this is that, by arranging the conduction path in this way, a communication hole for allowing the lubricating oil or the lubricating fuel to pass between the spring seat and the spring seat is easily formed regardless of the assembly phase of the tappet structure. This is because it can be done. Therefore, the lubricating oil or the lubricating fuel can be smoothly moved between the spring holding chamber and the cam chamber without considering the positional relationship between the passage hole of the spring seat and the passage hole of the roller body. it can.
[0048]
(2) Arrangement 2
As shown in FIG. 20, it is preferable that the conduction path is provided around the contact portion 30c for the plunger provided in the roller body 28.
The reason for this is that, by arranging the conduction path in this way, the roller body can be brought into proper contact with the plunger, and the plunger can be efficiently moved up and down. Alternatively, a communication hole for passing the lubricating fuel can be easily formed. Therefore, the lubricating oil or the lubricating fuel can be smoothly moved between the spring holding chamber and the cam chamber.
[0049]
(3) Planar shape
As shown in FIG. 20, the planar shape of the conduction path provided in the roller body is preferably a circular shape or a perforated shape (doughnut shape) centered on the center point of the horizontal cross section of the roller body.
The reason for this is that, by adopting such a planar conduction path, a communication hole for allowing lubricating oil or lubricating fuel to pass between the spring seat and the spring seat can be easily formed regardless of the assembly phase of the tappet structure. This is because it can be done. That is, in such a planar conduction path, the conduction path itself becomes a passage hole regardless of the positional relationship between the passage hole of the roller body and the passage hole of the spring seat, and the lubricant oil or lubricating oil is used. It does not hinder the movement of fuel. Further, if the planar shape of the conduction path is perforated, the conduction path can be easily formed even when the contact portion is provided at the center of the upper surface of the roller body.
Therefore, the lubricating oil or the lubricating fuel can be smoothly moved between the spring holding chamber and the cam chamber without considering the positional relationship between the passage hole of the roller body and the passage hole of the spring seat. .
[0050]
Further, the diameter of the outer edge of the conduction path is preferably set to a value within the range of 30 to 80 mm.
This is because if the diameter of the outer edge of the conduction path is less than 30 mm, it may be difficult to freely move the lubricating oil or the lubricating fuel back and forth. Therefore, it is difficult to achieve a high-pressure condition of, for example, 50 MPa or more in a pressure accumulating fuel injection device using a piston pressure increasing device (pressure increasing piston) connected to the fuel supply pump.
On the other hand, if the diameter of the outer edge of the conduction path exceeds 80 mm, the mechanical strength of the roller body may be reduced, or the durability may be reduced.
Therefore, the diameter of the outer edge of the conduction path is more preferably set to a value within the range of 30 to 75 mm, and even more preferably set to a value within the range of 30 to 70 mm.
[0051]
▲ 4 ▼ depth
Further, the depth of the conduction path 33 illustrated in FIGS. 15A and 20 is preferably determined in consideration of the fuel passage amount per unit time and the like. For example, the depth is set to 0.1 to 10 mm. It is preferable to set the value within the range.
The reason for this is that if the depth of the conduction path is less than 0.1 mm, it may be difficult to freely move the lubricating oil or the lubricating fuel back and forth. Therefore, it is difficult to achieve a high-pressure condition of, for example, 50 MPa or more in a pressure accumulating fuel injection device using a piston pressure increasing device (pressure increasing piston) connected to the fuel supply pump.
On the other hand, if the depth of the conductive path exceeds 10 mm, the mechanical strength of the roller body may be reduced, or the durability may be reduced.
Therefore, it is more preferable to set the depth of the conduction path to a value within a range of 1 to 8 mm, and it is further preferable to set the depth to a value within a range of 2 to 6 mm.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, according to the fuel supply pump of the present invention, a predetermined communication portion is provided, and a specific conduction path is provided in the roller body. Lubricating oil or fuel for lubrication can be quickly and smoothly passed between the cam chamber. Further, according to such a fuel supply pump, even a large amount of lubricating oil or lubricating fuel can be quickly and smoothly passed.
Therefore, the fuel supply pump of the present invention is preferably used as a fuel supply pump used in a pressure accumulating fuel injection device (APCRS) of a type that uses a large flow rate of fuel to increase the fuel pressure by a piston together with a common rail. Can be used.
[0053]
Further, according to the tappet structure of the present invention, by providing a passage hole and a conduction path in the roller body, pressure pulsation caused by high-speed driving of the plunger is reduced, and even if a large amount of lubricating fuel is used, It has become possible to pass quickly and smoothly.
Therefore, even when the tappet structure of the present invention is used for a fuel supply pump of an accumulator type fuel injection device (APCRS) for increasing a large flow rate of fuel using a piston together with a common rail, the tappet structure is a roller body. A large amount of lubricating oil or lubricating fuel can freely move between the spring side and the cam side through the conduction path and the through hole of the plunger. The plunger can be easily driven at high speed without obstructing the operation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a fuel supply pump according to the present invention having a partial cutout.
FIG. 2 is a sectional view of a fuel supply pump according to the present invention.
FIGS. 3A and 3B are a perspective view and a sectional view of a housing, respectively.
FIGS. 4A and 4B are a perspective view and a side view of a plunger, respectively.
FIG. 5 is a diagram provided to explain a fuel intake valve and a fuel discharge valve.
FIG. 6 is a perspective view of a spring seat.
FIGS. 7A and 7B are a plan view and a sectional view of a spring seat, respectively.
FIGS. 8A to 8C are views provided for explaining a mounting structure of a plunger.
FIGS. 9A and 9B are views for explaining a fuel intake valve. FIG.
FIG. 10 is a sectional view of a fuel intake valve.
FIG. 11 is a diagram provided to explain a system of a pressure accumulating fuel injection device (APCRS) of a piston pressure increasing system.
FIG. 12 is a diagram provided for explaining a structure of a pressure accumulating fuel injection device (APCRS) of a piston pressure increasing type.
FIG. 13 is a view conceptually showing a fuel pressure increasing method by a piston pressure increasing type pressure accumulating fuel injection device (APCRS).
FIG. 14 is a diagram provided for explaining a high-pressure fuel injection timing chart.
FIGS. 15A to 15C are views provided to explain a tappet structure (part 1).
FIG. 16 is a diagram provided for explaining another tappet structure (part 2);
FIG. 17 is a diagram provided for explaining another tappet structure (part 3);
FIG. 18 is a diagram provided for explaining another tappet structure (part 4);
FIG. 19 is a diagram provided to explain another tappet structure (part 5);
FIG. 20 is a perspective view for explaining a roller body.
FIGS. 21A and 21B are diagrams provided to explain a roller body; FIG.
FIG. 22 is a diagram provided to explain another roller body (part 1);
FIG. 23 is a diagram provided to explain another roller body (part 2);
FIG. 24 is a diagram provided to explain the structure of a conventional pressure-accumulation fuel injection device.
FIG. 25 is a diagram provided to explain the structure of another conventional accumulator type fuel injection device.
[Explanation of symbols]
3: camshaft
6: Tappet structure
10: Spring seat
12: Spring holding part
14: Plunger mounting part
15: Opening
15a: center hole
15b: Opening
16: passage hole (communication part)
17: Step
27: Shell
28: Roller body
29: Roller
30b: passage hole (communication part)
33: conduction path
52: Pump housing
53: Barrel (cylinder)
54: Plunger
60: Cam
73: Fuel supply valve
74: fuel compression chamber
100: APCRS system
102: Fuel tank
104: Feed pump (low pressure pump)
103: Fuel supply pump (high pressure pump)
106: Common rail
107: High pressure passage
108: Piston pressure increasing device (pressure increasing piston)
110: Fuel injection device
134: Overflow valve (OFV)
152: Pressure receiving part
154: Mechanical piston
155: Cylinder
156: Pressurizing section
158: Pressurizing chamber
166: Fuel injection nozzle system

Claims

ローラおよびローラボディを含むタペット構造体を備えた燃料供給用ポンプにおいて、
プランジャを引き下げる際に用いられるスプリングを保持するためのスプリング保持室と、プランジャを昇降させるためのカムを収容するためのカム室との間に、潤滑油または潤滑用燃料を通過させるため連通部を設け、
前記ローラボディに、前記連通部の一部として、潤滑油または潤滑用燃料を通過させるための通過孔を設けるとともに、
前記ローラボディの上面であって、当該通過孔の開口部を含む箇所に、潤滑油または潤滑用燃料を通過させるための導通路を設けることを特徴とする燃料供給用ポンプ。A fuel supply pump including a tappet structure including a roller and a roller body,
A communication part for passing lubricating oil or fuel for lubrication is provided between a spring holding chamber for holding a spring used when pulling down the plunger and a cam chamber for accommodating a cam for elevating the plunger. Provided,
In the roller body, as a part of the communication portion, while providing a passage hole for passing lubricating oil or lubricating fuel,
A fuel supply pump, characterized in that a conductive path for passing lubricating oil or lubricating fuel is provided at a location on the upper surface of the roller body including an opening of the passage hole.

前記導通路の平面形状を、前記ローラボディの水平断面の中心点を中心とした円形状あるいは穴あき形状とすることを特徴とする請求項１に記載の燃料供給用ポンプ。The fuel supply pump according to claim 1, wherein a planar shape of the conduction path is a circular shape or a perforated shape centered on a center point of a horizontal cross section of the roller body.

前記ローラボディに、前記プランジャに対する接触部を設けるとともに、前記導通路を、当該接触部の周囲に設けることを特徴とする請求項１に記載の燃料供給用ポンプ。2. The fuel supply pump according to claim 1, wherein the roller body has a contact portion with the plunger, and the conduction path is provided around the contact portion. 3.

前記通過孔の直径を０．５〜１２ｍｍの範囲内の値とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料供給用ポンプ。The fuel supply pump according to any one of claims 1 to 3, wherein a diameter of the passage hole is set to a value within a range of 0.5 to 12 mm.

単位時間当たりの流量が５００〜１、５００リットル／時間である燃料を、５０ＭＰａ以上の値に加圧するための蓄圧式燃料噴射装置に用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の燃料供給用ポンプ。5. A pressure accumulating type fuel injection device for pressurizing a fuel having a flow rate per unit time of 500 to 1,500 liters / hour to a value of 50 MPa or more. 4. The fuel supply pump according to claim 1.

ローラおよびローラボディを含むタペット構造体において、前記ローラボディに、潤滑油または潤滑用燃料を通過させるための通過孔を、当該ローラボディの上面部から下方側に貫通するように設けるとともに、当該ローラボディの上面部であって、前記通過孔の開口部を含む箇所に、潤滑油または潤滑用燃料を通過させるための導通路を設けることを特徴とするタペット構造体。In a tappet structure including a roller and a roller body, a passage hole for allowing lubricating oil or lubricating fuel to pass therethrough is provided in the roller body so as to penetrate downward from an upper surface portion of the roller body, and the roller A tappet structure, wherein a conductive path for allowing lubricating oil or lubricating fuel to pass is provided at a location on the upper surface of the body including the opening of the passage hole.