JP2010112243A - サプライポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】従来より、エンジンに搭載される蓄圧式燃料噴射装置のサプライポンプにおいて、加圧室内の燃料を圧縮するプランジャと該プランジャを駆動するためのカムとの間に介設したタペットの外周面と、該タペットが往復摺動するタペット室の内周壁との間のシール性が十分ではなく、タペット室内の燃料とタペット外周面の潤滑油とが相互に混入し、燃料黒色化等が発生する、という問題があった。
【解決手段】タペット室１１の内周壁１８と、タペット７の外周面との間の隙間を封止するためのシール部材１７を配設すると共に、該シール部材１７は、加圧室２５側で主に燃料を封止する燃料シール部１７ａと、カム１０側で主に潤滑油を封止する潤滑油シール部１７ｂという二種の異なるシール部を別体で形成して並設配置して成る二重シール構造とした。
【選択図】図３

Description

本発明は、エンジンに搭載される蓄圧式燃料噴射装置のサプライポンプに関し、特に、該サプライポンプにおける燃料と潤滑油間の相互混入を防止可能なシール構造に関する。

従来より、サプライポンプは、エンジンに搭載される蓄圧式燃料噴射装置に備えられており、プランジャバレル内にプランジャを往復摺動可能に設け、該プランジャの一端と前記プランジャバレルとの間に燃料の加圧室を形成する一方、前記プランジャの他端は、前記加圧室と反対方向にプランジャバレルから突出してタペットに連動可能な構成とし、該タペットは、揺動部材であるカムによる直接駆動により、前記プランジャバレルとプランジャを収容する空間（以下、「タペット室」とする。）内を往復摺動可能とした上で、前記プランジャバレルとプランジャの外周面間を液密にシールするための単一のシール部材を環状に備え、これにより、前記加圧室からリークする燃料と、前記揺動部材やタペットを潤滑するエンジンオイル等の潤滑油とが互いに混入しないようにする技術が公知となっている（例えば、特許文献１参照）。

しかし、このように、プランジャバレルとプランジャの外周面間にシール部材を橋設するシール構造の場合、シール部材の配置空間の分だけタペット室が拡大し、その分だけ、タペット室内を往復摺動するタペット等の可動部の重量も増加する。このため、該可動部を介して前記プランジャをカムに迅速に追従させるには、該カムに対する可動部の押圧力も増加させる必要があり、カムが受ける面圧も増加してカムの耐久性が大きく低下する。そこで、これを防止するには、前記シール部材を前記タペット室の内周壁とタペットの外周面との間に介設し、前記加圧室からプランジャとプランジャバレル間の隙間を通ってタペット室内にリークしてきた燃料と、前記カム側からタペットの往復摺動部に潤滑のため浸入してきた潤滑油とが、相互に混入しないようにする対応が考えられる。
特開平８−６８３７０号公報

しかしながら、タペットには、前記プランジャとは異なりカムの揺動による振動が直接作用することから、該タペットの外周面が摺動するシール部材については、より優れたシール性が要求される。
これに対し、従来のような単一のシール部材の場合、タペットの変位に対しシール部材全体が変形して追従しようとするため、振動しながら摺動するタペットの変位に対する追従性（以下、「変位追従性」とする。）が十分とはいえず、瞬間的にタペットとシール部材間の隙間が拡大して燃料と潤滑油が相互に混入し、燃料の黒色化、不完全燃焼による燃料噴射ノズル噴口部へのカーボンフラワー付着に起因する排気煙の悪化、及び潤滑油の希釈化による潤滑性能の低下等が発生する、という問題があった。
前記変位追従性を向上させるには、シール部材においてタペットと接触する部分を硬めに設定することが有効であるが、同時に、タペットとシール部材間における衝撃力も増加し、タペットが擦過したりシール部材が損耗しやすくなって部品寿命が短くなり、部品の交換頻度が増えてメンテナンスコストが増加する、という問題があった。
また、シール部材の材質や構造を、成分や粘性等の特性が大きく異なる燃料と潤滑油に対して同時に最適化することは困難であり、シール性の向上には限界がある、という問題もあった。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
すなわち、請求項１においては、プランジャバレル内にプランジャを往復摺動可能に設け、該プランジャの一端と前記プランジャバレルとの間に燃料の加圧室を形成する一方、前記プランジャの他端は、前記加圧室と反対方向にプランジャバレルから突出してタペットに連動可能な構成とし、該タペットは、揺動部材による直接駆動により、前記プランジャバレルとプランジャを収容するタペット室内を往復摺動可能としたサプライポンプにおいて、前記タペット室の内周壁と、前記タペットの外周面との間の隙間を封止するためのシール部材を配設すると共に、該シール部材は、前記加圧室からリークする燃料を封止する燃料シール部と、前記揺動部材からの潤滑油を封止する潤滑油シール部という二種の異なるシール部を別体で形成し並設配置する二重シール構造としたものである。
請求項２においては、前記シール部材の収納部を前記タペット室の内周壁に設け、該収納部に取り付けたシール部材を、該シール部材に当接されたスリーブを介して、前記プランジャバレルにより押圧固定するシール部材組込構成を有するものである。
請求項３においては、前記シール部材の収納部をスリーブに設け、該収納部にシール部材を取り付けたスリーブを、前記タペット室に挿入し、該スリーブを、前記プランジャバレルにより押圧固定するシール部材組込構成を有するものである。
請求項４においては、前記シール部材の収納部をスリーブに設け、該収納部にシール部材を取り付けたスリーブを、前記プランジャバレルに固設し、該プランジャバレルを、前記タペット室に挿嵌固定するシール部材組込構成を有するものである。
請求項５においては、前記シール部材の収納部を前記プランジャバレルに設け、該収納部にシール部材を取り付けたプランジャバレルを、前記タペット室に挿嵌固定するシール部材組込構成を有するものである。
請求項６においては、前記タペット室は、前記加圧室への燃料供給経路の低圧側に連通するものである。
請求項７においては、前記サプライポンプには、前記タペット室の圧力脈動を低減する圧力ダンパを備えるものである。
請求項８においては、前記タペット室を外部に連通する息抜き通路を、タペット室間で連通させるものである。
請求項９においては、前記燃料シール部のリップと潤滑油シール部のリップとの間のリップ間距離は、前記プランジャのストロークよりも大きく設定するものである。
請求項１０においては、前記揺動部材は、外周を平面状に切り欠いた平面部を有するカムリングを偏心軸に外嵌した偏心フェース型のカムとするものである。

本発明は、以上のように構成したので、以下に示す効果を奏する。
すなわち、請求項１においては、プランジャバレル内にプランジャを往復摺動可能に設け、該プランジャの一端と前記プランジャバレルとの間に燃料の加圧室を形成する一方、前記プランジャの他端は、前記加圧室と反対方向にプランジャバレルから突出してタペットに連動可能な構成とし、該タペットは、揺動部材による直接駆動により、前記プランジャバレルとプランジャを収容するタペット室内を往復摺動可能としたサプライポンプにおいて、前記タペット室の内周壁と、前記タペットの外周面との間の隙間を封止するためのシール部材を配設すると共に、該シール部材は、前記加圧室からリークする燃料を封止する燃料シール部と、前記揺動部材からの潤滑油を封止する潤滑油シール部という二種の異なるシール部を別体で形成し並設配置する二重シール構造としたので、 前記各シール部が該各シール部の接触するタペットの各部分の変位に応じて迅速に変形し、シール部材全体としての変位追従性を向上させることができ、タペットとシール部材間の隙間を縮小して燃料と潤滑油が相互に混入するのを防止し、燃料の黒色化、不完全燃焼による燃料噴射ノズル噴口部へのカーボンフラワー付着に起因する排気煙の悪化、及び潤滑油の希釈化による潤滑性能の低下を確実に抑制することができる。そして、シール部材を硬めに設定しなくても、このように十分な変位追従性を確保することができ、タペットとシール部材間の衝撃力の増加を抑制し、タペットの擦過やシール部材の損耗による部品寿命の劣化を防ぎ、メンテナンスコストを低減することができる。また、燃料シール部の材質や構造を燃料に適正化し、潤滑油シール部の材質や構造を潤滑油に適正化するようにして、シール部材を両油に対して同時に最適化することができ、シール性の更なる向上を図ることができる。
請求項２においては、前記シール部材の収納部を前記タペット室の内周壁に設け、該収納部に取り付けたシール部材を、該シール部材に当接されたスリーブを介して、前記プランジャバレルにより押圧固定するシール部材組込構成を有するので、シール部材用の組込部材を別途設けることなく、簡単な構成でタペットに近接してシール部材を固定配置することができ、部品点数の減少による部品コストの低減や、構成の簡素化によるメンテナンス性の向上を図ることができる。
請求項３においては、前記シール部材の収納部をスリーブに設け、該収納部にシール部材を取り付けたスリーブを、前記タペット室に挿入し、該スリーブを、前記プランジャバレルにより押圧固定するシール部材組込構成を有するので、シール部材用の組込部材を別途設けることなく、簡単な構成でタペットに近接してシール部材を固定配置することができ、部品点数の減少と構成の簡素化による部品コストの低減とメンテナンス性の向上を図ることができる。更に、シール部材をスリーブと一体的に取り扱うことができ、シール部材の組み込みや交換が容易に行え、組立性も向上させることができる。
請求項４においては、前記シール部材の収納部をスリーブに設け、該収納部にシール部材を取り付けたスリーブを、前記プランジャバレルに固設し、該プランジャバレルを、前記タペット室に挿嵌固定するシール部材組込構成を有するので、シール部材用の組込部材を別途設けることなく、簡単な構成でタペットに近接してシール部材を固定配置することができ、部品点数の減少と構成の簡素化による部品コストの低減とメンテナンス性の向上を図ることができる。更に、シール部材をスリーブを介してプランジャバレルと一体的に取り扱うことができ、シール部材の組み込みや交換が容易に行え、組立性も向上させることができる。
請求項５においては、前記シール部材の収納部を前記プランジャバレルに設け、該収納部にシール部材を取り付けたプランジャバレルを、前記タペット室に挿嵌固定するシール部材組込構成を有するので、シール部材用の組込部材を別途設けることなく、簡単な構成でタペットに近接してシール部材を固定配置することができ、部品点数の減少と構成の簡素化による部品コストの低減とメンテナンス性の向上を図ることができる。更に、シール部材をプランジャバレルと一体的に取り扱うことができ、シール部材の組み込みや交換が容易に行え、組立性も向上させることができる。
請求項６においては、前記タペット室は、前記加圧室への燃料供給経路の低圧側に連通するので、該燃料供給経路を介して、前記加圧室側からタペット室内にリークしてきた高圧の燃料圧力を減圧することができ、前記燃料シール部への負荷圧力が低下して、シール部材の寿命が向上する。
請求項７においては、前記サプライポンプには、前記タペット室の圧力脈動を低減する圧力ダンパを備えるので、該圧力ダンパにより、前記タペットの往復摺動で生じるタペット室内の燃料圧力の脈動を軽減することができ、前記燃料シール部への負荷圧力が低下して、シール部材の寿命が向上する。
請求項８においては、前記タペット室を外部に連通する息抜き通路を、タペット室間で連通させるので、プランジャによる燃料の吸入行程と加圧行程がプランジャ毎にずれて行われる場合に、前記息抜き通路を介してタペット室内の圧力を相殺することができ、前記燃料シール部への負荷圧力が低下して、シール部材の寿命が向上する。
請求項９においては、前記燃料シール部のリップと潤滑油シール部のリップとの間のリップ間距離は、前記プランジャのストロークよりも大きく設定するので、タペットがシール部材側面を往復摺動する際に、燃料シール部のリップによって掻き切られずに切り残された燃料が、潤滑油シール部のリップを超えてシール部材よりもカム側にリークするのを抑制すると共に、潤滑油シール部のリップによって掻き切られずに切り残された潤滑油が、燃料シール部のリップを超えてシール部材よりも加圧室側にリークするのを抑制することができ、燃料と潤滑油が相互に混入するのを一層確実に防止することができる。
請求項１０においては、前記揺動部材は、外周を平面状に切り欠いた平面部を有するカムリングを偏心軸に外嵌した偏心フェース型のカムとするので、偏心中心の位置を変更するだけで該カムによるプランジャの変位曲線を自在に変更することができ、種々の圧縮率、圧縮速度、及び供給量の高圧燃料を容易に供給することができ、汎用性に優れたサプライポンプを簡単な構造で提供することができる。そして、前記平面部を形成するので、該平面部にタペットが接する位置において、タペット下面から偏心軸の偏心中心までの距離が最短となり、プランジャのストロークを揺動部材側に拡大することができ、燃料の圧縮率、圧縮速度、及び供給量の変化幅を増加させて更に汎用性を高めることができる。また、タペットとカムリング間の接触面圧、及びカムリングと偏心軸間の接触面圧がいずれも低下し、これらタペット、カムリング、及び偏心軸の耐久性が向上する。

次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の第一実施例に係わるサプライポンプの全体構成を示す正面断面図、図２は下死点における第一ポンプ部の全体構成を示す側面断面図、図３はタペット周囲の構成を示す正面拡大断面図、図４は第二実施例に係わる第一ポンプ部の全体構成を示す側面断面図、図５は第三実施例に係わる第一ポンプ部の全体構成を示す側面断面図、図６は第四実施例に係わる第一ポンプ部の全体構成を示す側面断面図である。

まず、本発明の第一実施例に係わるサプライポンプ１の全体構成について、図１、図２により説明する。
該サプライポンプ１において、ケーシング２に上下方向に形成された二個のタペット室１１の上部には、それぞれプランジャバレル３が挿嵌され、該各プランジャバレル３の下半部の内部に、それぞれプランジャ４が上下方向に往復摺動可能に設けられるようにして、第一ポンプ部３３と第二ポンプ部３４が形成されると共に、該両ポンプ部３３・３４による燃料の圧縮タイミングを位相差で１８０度ずらすことにより、高圧燃料を連続して供給できるようにしている

そして、各プランジャ４の下部は、前記プランジャバレル３の下端部から下方へ突出されると共に、これらプランジャバレル３とプランジャ４の下方には、バネ受け５が対向するようにして配置されている。なお、両ポンプ部３３・３４の構造は略同一であるため、以下の説明では、一方の第一ポンプ部３３を中心にして説明し、第二ポンプ部３４については必要な場合にのみ説明する。

前記第一ポンプ部３３において、バネ受け５は、プランジャ４の下端部に嵌合されて、該プランジャ４とともに上下方向に往復動可能に構成されると共に、このバネ受け５の上面と前記プランジャバレル３の下端部との間には、バネ６が前記プランジャ４と同一軸心上に圧縮状態で介装されており、該バネ６の弾性力によって、前記プランジャ４がバネ受け５を介して下方へ付勢されている。

更に下方には、上に開口した円筒状のタペット７が、前記プランジャ４と同一軸心上に、前記タペット室１１内を上下方向に往復動可能に設けられ、このタペット７の上半部の筒部７ａ内に前記バネ受け５が嵌設されており、前記バネ６の弾性力によって、タペット７も、バネ受け５を介して前記プランジャ４と一緒に下方へと付勢されている。これにより、タペット７は、前記プランジャ４に連動すると共に、該タペットの下面は、カム軸８に外嵌されたカムリング９に対して、前記バネ６の弾性力によって常に圧接された状態に保持されている。

このカム軸８は、前記プランジャ４の軸心方向に対して直交するように、前記ケーシング２の下部に回転可能に支持されると共に、該カム軸８の一端側にはフィードポンプ１５が設けられ、他端側には駆動ギヤ１３が固設されている。そして、該駆動ギヤ１３を介して、図示せぬエンジンのクランク軸からのエンジン動力がカム軸８に伝達され、該カム軸８が高速で回転駆動される。

このようなカム軸８とカムリング９とから成る各カム１０が、ケーシング２内で各タペット７に対向する位置に、前述の如く、１８０度の位相差となるように並設されている。該二個のカム１０・１０は、カム軸８の回転に伴って一体的に回転されると共に、各カム１０の回転は、前述したように、各タペット７の下面が各カムリング９に圧接した状態で行われる。なお、本説明における実施例のいずれも、位相差を１８０度としているが、サプライポンプ１によって高圧燃料を連続して安定供給可能な位相差であればよく、ポンプ部の個数や各ポンプ部間の位相差は、特に限定されるものではない。

そして、前記カム軸８は、該カム軸８の回転中心８ａが断面中心８ｂからずれて偏心した偏心軸であって、カム軸８が回転するとカムリング９を介してタペット７が上下方向に往復動されるが、該タペット７の往復動の幅や速度は、断面内における前記回転中心８ａの位置を調整することにより自在に変更することができ、従って、該タペット７に連動連結するプランジャ４の往復動の幅や速度も自在に変更することができる。

更に、該カムリング９の外周曲面で前記回転中心８ａに近い側（以下、「偏心側」とする。）には、該外周曲面を平面状に切り欠いて成る平面部９ａが形成されており、カム軸８が回転して該平面部９ａに前記タペット７の下面が圧接した状態になると、回転中心８ａとタペット７下面との間隔が最小となるように構成されている。

すなわち、揺動部材は、外周を平面状に切り欠いた平面部９ａを有するカムリング９を偏心軸であるカム軸８に外嵌した偏心フェース型のカム１０とするので、偏心中心である回転中心８ａの位置を変更するだけで該カム１０によるプランジャ４の変位曲線を自在に変更することができ、種々の圧縮率、圧縮速度、及び供給量の高圧燃料を容易に供給することができ、汎用性に優れたサプライポンプ１を簡単な構造で提供することができる。そして、前記平面部９ａを形成するので、該平面部９ａにタペット７が接する位置において、タペット７下面からカム軸８の回転中心８ａまでの距離が最短となり、プランジャ４のストローク３７をカム１０側に拡大することができ、燃料の圧縮率、燃料の圧縮率、圧縮速度、及び供給量の変化幅を増加させて更に汎用性を高めることができる。また、タペット７とカムリング９間の接触面圧、及びカムリング９とカム軸８間の接触面圧がいずれも低下し、これらタペット７、カムリング９、及びカム軸８の耐久性が向上する。

また、前記プランジャバレル３の上部内には、吸入側逆止弁２１、吐出側逆止弁２２、及び継手２３が、プランジャ４と同一軸心上に配置され、該プランジャ４側から順に上方に向かって配設されている。これらの部材のうちで最上位置の継手２３は、プランジャバレル３から上方へ突出されている。

一方、最下位置の吸入側逆止弁２１の下方においては、前記プランジャバレル３とプランジャ４との間に加圧室２５が形成されている。該加圧室２５は、ケーシング２やプランジャバレル３等に形成された燃料供給経路３１から燃料吸入口４３を介して、図示せぬ燃料タンクに連通されると共に、前記継手２３やこれに接続された配管などで形成された燃料吐出経路３２を介して、図示せぬ蓄圧室に連通されている。

このうちの燃料供給経路３１には、前記フィードポンプ１５と吸入側逆止弁２１とが途中に設けられており、燃料吸入口４３より流入してきた燃料が、前記フィードポンプ１５によって圧送され、吸入側逆止弁２１を介して燃料経路４１から加圧室２５に吸入されるようにしている。また、前記燃料吐出油路３２には、前記吐出側逆止弁２２が設けられており、加圧室２５で高圧化された燃料が、該加圧室２５から吐出側逆止弁２２を介して吐出され、前記蓄圧室に圧送されるようにしている。

このような構成において、前記カム軸８が回転されると、該カム軸８に連動連結されたフィードポンプ１５が駆動されると共に、該カム軸８に外嵌されたカムリング９が回転され、該カムリング９によりタペット７が往復動され、該タペット７に嵌設されたバネ受け５を介して、前記プランジャ４も往復動され、該往復動によって、加圧室２５への燃料の吸入行程と、加圧室２５からの燃料の吐出行程とが交互に行われる。

つまり、吸入行程においては、プランジャ４がバネ６の付勢力によって下方へ付勢され、図１の第一ポンプ部３３に示すような上死点３５から下降すると、前記フィードポンプ１５によって圧送されてきた燃料が、前述の如く、吸入側逆止弁２１等を介して加圧室２５に吸入される。そして、吐出行程においては、プランジャ４がバネ６の付勢力に抗してカム１０によって押し上げられ、図１の第二ポンプ部３４に示すような下死点３６から上昇すると、加圧室２５に吸入されていた燃料が加圧され、前述の如く、吐出側逆止弁２２等を介して蓄圧室へと圧送されるのである。

次に、このようなサプライポンプ１における燃料と潤滑油の浸入状況、及びこの両油間の相互混入を防止可能なシール構造について、図１乃至図３により説明する。
サプライポンプ１においては、前記タペット７の筒部７ａの内側とプランジャバレル３の下面との間で前記バネ受け５とバネ６とが収容される空間（以下、「バネ室」とする。）１１ａ内には、前記加圧室２５からプランジャ４とプランジャバレル３との間の隙間を通ってリークしてきた燃料が、流入して蓄積されている。

一方、ケーシング２の下部においては、ベアリング等の玉軸受け１２、スラストプレート１４ａ・１４ｂ、スラストメタル１６ａ・１６ｂ等が設けられており、該玉軸受け１２、スラストプレート１４ａ・１４ｂ、スラストメタル１６ａ・１６ｂ等を介して、カム軸８がケーシング２に回転自在に支持されている。そして、これら玉軸受け１２、スラストプレート１４ａ・１４ｂ、スラストメタル１６ａ・１６ｂ等とカム軸８との隙間には、図示せぬ配管等を通って潤滑油が外部から供給されると共に、該潤滑油は、タペット７の底面とカムリング９の外周面との隙間や、タペット７の外周面とタペット室１１の内周壁１８との隙間にも供給されている。

本発明に係わるシール部材１７は、このようなバネ室１１ａ内の燃料とタペット７の外周面の潤滑油とが相互に混入する位置に該当するタペット室１１の内周壁１８に、直接取り付けられている。該内周壁１８は、前記タペット室１１の下部にあって前記タペット７と同径の内側壁１８ａと、該内側壁１８ａよりも大径で前記プランジャバレル３が挿嵌される外側壁１８ｂとを有し、該外側壁１８ｂと前記内側壁１８ａとの間の段差部１８ｃに、前記シール部材１７が収納されている。

該シール部材１７は、前記バネ室１１ａからの燃料を封止する燃料シール部１７ａと、前記タペット７の外周面からの潤滑油を封止する潤滑油シール部１７ｂとから成り、該燃料シール部１７ａと潤滑油シール部１７ｂとは、いずれも前記段差部１８ｃと同厚であって、互いに別体に形成されると共に、前記段差部１８ｃ上に上から順に並設されて成る二重シール構造を構成している。

このうちの燃料シール部１７ａは、複数の支持部材２６ａ・２６ｂ・２６ｃと、該支持部材２６ａ・２６ｂ・２６ｃによって形状が保持されるリップ部材２７とより構成され、該リップ部材２７はゴム等の弾性体から成ると共に、該リップ部材２７の内側にはリング状の上リップ２７ａが内側に突設されており、該上リップ２７ａが、前記タペット７の外周面に弾性力をもって常に接触されるようにしている。

更に、燃料シール部１７ａには、前記支持部材２６ａ・２６ｂ・２６ｃとリップ部材２７、及び後述するスリーブ１９の下面とによって囲まれた油溜まり１７ｃが形成され、該油溜まり１７ｃは、前記上リップ２７ａの上方位置において開口１７ｅで開放されている。

前記潤滑油シール部１７ｂについても同様に、複数の支持部材２８ａ・２８ｂ・２８ｃと、該支持部材２８ａ・２８ｂ・２８ｃによって形状が保持されるリップ部材２９とより構成され、該リップ部材２９はゴム等の弾性体から成ると共に、リップ部材２９の内側にはリング状の下リップ２９ａが内側に突設されており、該下リップ２９ａが、前記タペット７の外周面に弾性力をもって常に接触されるようにしている。

更に、潤滑油シール部１７ｂにも同様に、前記支持部材２８ａ・２８ｂ・２８ｃとリップ部材２９、及び前記段差部１８ｃの上面とによって囲まれた油溜まり１７ｄが形成され、該油溜まり１７ｄは、前記下リップ２９ａの下方位置において開口１７ｆで開放されている。

そして、このような燃料シール部１７ａと潤滑油シール部１７ｂを上下に並設して成るシール部材１７の上部には、更に、リング状の前記スリーブ１９が載置されている。該スリーブ１９は、前記段差部１８ｃの深さやシール部材１７と同厚に形成されており、タペット７が、タペット室１１内で面一に形成された内側壁１８ａ、シール部材１７、及びスリーブ１９の内側面上を、上下方向に円滑に往復摺動できるようにしている。

更に、該スリーブ１９は、タペット室１１内に挿嵌された前記プランジャバレル３により、常にシール部材１７側に押圧されており、これにより、該シール部材１７を、前記外側壁１８ｂや段差部１８ｃとスリーブ１９との間に、挟持された状態で固定することができる。

以上のような構成において、タペット７停止時には、前記シール部材１７の上下のリップ部材２７・２９がタペット７の外周面に外嵌されており、前記上下のリップ２７ａ・２９ａによって挟まれた範囲（以下、「シール域」とする。）４０にあるタペット７の外周面が、シール部材１７によってシールされた状態にある。

この状態でタペット７が下降すると、前記シール域４０を境にして、それよりも上方の加圧室２５側に位置するタペット７の外周面に付着した燃料が、燃料シール部１７ａの上リップ２７ａにより掻き切られて、前記開口１７ｅから油溜まり１７ｃに排出され、カム１０側への燃料のリークが軽減される。逆に、タペット７が上昇すると、前記シール域４０よりも下方のカム１０側に位置するタペット７の外周面に付着した潤滑油が、潤滑油シール部１７ｂの下リップ２９ａにより掻き切られて、前記開口１７ｆから油溜まり１７ｄに排出され、タペット室１１側への潤滑油のリーク、つまり加圧室２５側への潤滑油のリークが軽減される。

前記油溜まり１７ｃ内に排出された燃料は、充満すると、タペット７が下降して上端７ｂが下がり油溜まり１７ｃがバネ室１１ａ内に開放された際に、前記開口１７ｅを通ってバネ室１１ａ内に戻される。一方、前記油溜まり１７ｄには、前記段差部１８ｃで縦方向に穿孔された油路２ａが接続され、該油路２ａは、隣接するポンプ部３３・３４の各カム１０のカムリング９外周面の間を連通する油路２ｂに接続されており、油溜まり１７ｄに排出された潤滑油は、油路２ａ・２ａから油路２ｂを通って各潤滑部分に再供給されるようにしている。

更に、前記上リップ２７ａと下リップ２９ａとは、それぞれ、別体の燃料シール部１７ａと潤滑油シール部１７ｂによって支持されているため、揺動するカム１０に直接接触して大きく振動するタペット７の変位に対し、該上リップ２７ａと下リップ２９ａとは、互いに他方の影響を受けることなく自由に伸縮変形して迅速に追従することができる。

加えて、燃料シール部１７ａは、主としてバネ室１１ａや油溜まり１７ｃ内にある燃料としか接触せず、潤滑油シール部１７ｂは、主としてタペット７の外周面や油溜まり１７ｄ内にある潤滑油としか接触せず、しかも、これらの燃料シール部１７ａと潤滑油シール部１７ｂとは別体に構成されているため、必要に応じて、各シール部１７ａ・１７ｂ、特にリップ部材２７・２９の材質や構造を、それぞれ、燃料や潤滑油に適したものに構成することもできる。

すなわち、プランジャバレル３内にプランジャ４を往復摺動可能に設け、該プランジャ４の一端と前記プランジャバレル３との間に燃料の加圧室２５を形成する一方、前記プランジャ４の他端は、前記加圧室２５と反対方向にプランジャバレル３から突出してタペット７に連動可能な構成とし、該タペット７は、揺動部材であるカム１０による直接駆動により、前記プランジャバレル３とプランジャ４を収容するタペット室１１内を往復摺動可能としたサプライポンプ１において、前記タペット室１１の内周壁１８と、前記タペット７の外周面との間の隙間を封止するためのシール部材１７を配設すると共に、該シール部材１７は、前記加圧室２５からリークする燃料を封止する燃料シール部１７ａと、前記カム１０からの潤滑油を封止する潤滑油シール部１７ｂという二種の異なるシール部を別体で形成し並設配置する二重シール構造としたので、前記各シール部１７ａ・１７ｂが該各シール部１７ａ・１７ｂの接触するタペット７の各部分の変位に応じて迅速に変形し、シール部材１７全体としての変位追従性を向上させることができ、タペット７とシール部材１７間の隙間を縮小して燃料と潤滑油が相互に混入するのを防止し、燃料の黒色化、不完全燃焼による燃料噴射ノズル噴口部へのカーボンフラワー付着に起因する排気煙の悪化、及び潤滑油の希釈化による潤滑性能の低下を確実に抑制することができる。

そして、シール部材１７を硬めに設定しなくても、このように十分な変位追従性を確保することができ、タペット７とシール部材１７間の衝撃力の増加を抑制し、タペット７の擦過やシール部材１７の損耗による部品寿命の劣化を防ぎ、メンテナンスコストを低減することができる。また、燃料シール部１７ａの材質や構造を燃料に適正化し、潤滑油シール部１７ｂの材質や構造を潤滑油に適正化するようにして、シール部材１７を両油に対して同時に最適化することができ、シール性の更なる向上を図ることができる。

更に、前記シール部材１７の収納部として段差部１８ｃを前記タペット室１１の内周壁１８に設け、該段差部１８ｃに取り付けたシール部材１７を、該シール部材１７に当接されたスリーブ１９を介して、前記プランジャバレル３により押圧固定するシール部材組込構成を有するので、シール部材１７用の組込部材を別途設けることなく、簡単な構成でタペット７に近接してシール部材１７を固定配置することができ、部品点数の減少による部品コストの低減や、構成の簡素化によるメンテナンス性の向上を図ることができる。

また、前記上リップ２７ａと下リップ２９ａとの間の距離（以下、「リップ間距離」とする。）４２は、前記プランジャ４の上死点３５と下死点３６との間の距離を示す前記ストローク３７よりも大きくなるように設定されている。

ここで、前述の如く、タペット７の下降時には、その外周面に付着した燃料が上リップ２７ａによって掻き切られ、タペット７の上昇時には、その外周面に付着した潤滑油が下リップ２９ａによって掻き切られるため、上下のリップ２７ａ・２９ａによって挟まれた前記シール域４０内には燃料も潤滑油も浸入できない。

しかし、サプライポンプ１の長時間稼働やシール部材１７の寿命による劣化等により、上下のリップ２７ａ・２９ａのシール性が低下すると、上リップ２７ａの場合は、燃料を完全には掻き切れずに切り残された燃料が、シール域４０内に浸入したり、更には、該シール域４０内を超えてカム１０側にリークしたりする。下リップ２９ａの場合についても、同様に、完全に掻き切れずに切り残された潤滑油が、シール域４０内に浸入したり、更には、該シール域４０内を超えてタペット室１１側、つまり加圧室２５側にリークしたりする。

これに対し、本実施例のように前記リップ間距離４２をストローク３７よりも大きく設定していると、上リップ２７ａで切り残された燃料や下リップ２９ａで切り残された潤滑油を、いずれも、シール域４０内だけに留め、該シール域４０から外部には移動できないようにすることができ、燃料や潤滑油が加圧室２５側やカム１０側にリークすることがない。

すなわち、前記燃料シール部１７ａのリップである上リップ２７ａと潤滑油シール部１７ｂのリップである下リップ２９ａとの間のリップ間距離４２は、前記プランジャ４のストローク３７よりも大きく設定するので、タペット７がシール部材１７側面を往復摺動する際に、燃料シール部１７ａの上リップ２７ａによって掻き切られずに切り残された燃料が、潤滑油シール部１７ｂのリップである下リップ２９ａを超えてシール部材１７よりもカム１０側にリークするのを抑制すると共に、潤滑油シール部１７ｂの下リップ２９ａによって掻き切られずに切り残された潤滑油が、燃料シール部１７ａの上リップ２７ａを超えてシール部材１７よりも加圧室２５側にリークするのを抑制することができ、燃料と潤滑油が相互に混入するのを一層確実に防止することができる。

また、前記スリーブ１９の上下方向の略中央位置には、前記タペット室１１を通路２ｅ等を介して外部と連通するための息抜き通路１９ａ乃至１９ｅが穿孔されている。該息抜き通路１９ａ乃至１９ｅは、タペット室１１の息抜きのために設けられたものであり、そのうちの、第一ポンプ部３３でフィードポンプ１５側に穿孔された息抜き通路１９ａは、該息抜き通路１９ａと同軸上でケーシング２内に穿孔された連通路２ｃを介して、前記燃料供給経路３１で上手側にある経路３１ａに接続されている。

該経路３１ａは、前記燃料吸入口４３とフィードポンプ１５との間に介設されており、該フィードポンプ１５を使って燃料を加圧した後の経路３１ｂよりも低圧となっており、これにより、タペット室１１を、息抜き通路１９ａから連通路２ｃを介して、低圧の経路３１ａに接続することができ、タペット室１１にリークしてきた高圧の燃料の圧抜きを効果的に行うことができる。

すなわち、前記タペット室１１は、前記加圧室２５への燃料供給経路３１の低圧側である経路３１ａに連通するので、該経路３１ａを介して、前記加圧室２５側からタペット室１１内にリークしてきた高圧の燃料圧力を減圧することができ、前記燃料シール部１７ａへの負荷圧力が低下して、シール部材１７の寿命が向上する。

更に、前記息抜き通路１９ａ乃至１９ｅのうちで、隣接する息抜き通路１９ｂと息抜き通路１９ｃとの間には通路２ｄが介設され、これら息抜き通路１９ｂ、通路２ｄ、息抜き通路１９ｃを介して、第一ポンプ部３３のタペット室１１と第二ポンプ部３４のタペット室１１とが連通されるようにしている。

このため、第一ポンプ部３３と第二ポンプ部３４における両プランジャ４の位相が１８０度ずれて、吸入行程側のタペット室１１では、プランジャ４と一緒にタペット７が下降し、バネ室１１ａの容積が増加して減圧される一方、吐出行程側のタペット室１１では、プランジャ４と一緒にタペット７が上昇し、バネ室１１ａの容積が減少して増圧されるような場合であっても、前記息抜き通路１９ｂ、通路２ｄ、息抜き通路１９ｃを介して両タペット室１１・１１間を常に連通状態に設定して、両タペット室１１・１１内の圧力を相殺させることができる。

なお、この圧力相殺の効果は、本実施例のように、二個のポンプ部３３・３４を設けて位相差を１８０度とする場合だけでなく、三個以上のポンプ部を設けて位相差を１８０度以下に設定する場合であっても、両タペット室１１・１１内の圧力変動を緩和する点からは非常に有効である。

すなわち、前記タペット室１１を外部に連通する息抜き通路１９ｂ・１９ｃを、タペット室１１・１１間で連通させるので、プランジャ４による燃料の吸入行程と加圧行程がプランジャ４毎にずれて行われる場合に、前記息抜き通路１９ｂ・１９ｃを介してタペット室１１・１１内の圧力を相殺することができ、前記燃料シール部１７ａへの負荷圧力が低下して、シール部材１７の寿命が向上する。

また、前記ケーシング２内でスリーブ１９の側方には、図２に示す圧力ダンパ２４が設けられている。該圧力ダンパ２４は、前記タペット室１１に息抜き通路１９ｅと通路２ｆを介して連通される受圧ケース２４ａを備え、該受圧ケース２４ａは、ケーシング２の凹部２ｇ内に収納され蓋体３０によって閉塞されたバネ２４ｂにより、タペット室１１側に常時付勢されており、タペット室１１内から息抜き通路１９ｅと通路２ｆを介して所定以上の圧力を受けると、受圧ケース２４ａが外方に移動して受圧部分の容積が増加するようにして、タペット室１１内の燃料圧力の脈動を軽減する構成としている。

すなわち、前記サプライポンプ１には、前記タペット室１１の圧力脈動を低減する圧力ダンパ２４を備えるので、該圧力ダンパ２４により、前記タペット７の往復摺動で生じるタペット室１１内の燃料圧力の脈動を軽減することができ、前記燃料シール部１７ａへの負荷圧力が低下して、シール部材１７の寿命が向上する。

次に、第二実施例のサプライポンプ１Ａにおける前記シール部材１７の組込構成について、図４により説明する。
該サプライポンプ１Ａは、シール部材１７をタペット室１１の内周壁１８に直接取り付けた前記サプライポンプ１とは異なり、シール部材１７をタペット室１１内のスリーブ４４に予め取り付けたものである。

該スリーブ４４には、その下半部にタペット室１１側に開いた凹状の収納部４４ａが形成され、該収納部４４ａに前記シール部材１７が取り付けられており、このようにシール部材１７を一体的に取り付けたスリーブ４４が、前記段差部１８ｃに嵌め込まれるようにしている。

そして、このスリーブ４４は、タペット室１１内に挿嵌されたプランジャバレル３により、常にカム１０側に押圧されており、これにより、既存の構成を大きく変更することなく、前記スリーブ４４を、前記外側壁１８ｂや段差部１８ｃとプランジャバレル３との間に挟持された状態で固定することができる。

すなわち、前記シール部材１７の収納部４４ａをスリーブ４４に設け、該収納部４４ａにシール部材１７を取り付けたスリーブ４４を、前記タペット１１室に挿入し、該スリーブ４４を、前記プランジャバレル３により押圧固定するシール部材組込構成を有するので、シール部材１７用の組込部材を別途設けることなく、簡単な構成でタペット７に近接してシール部材１７を固定配置することができ、部品点数の減少と構成の簡素化による部品コストの低減とメンテナンス性の向上を図ることができる。更に、シール部材１７をスリーブ４４と一体的に取り扱うことができ、シール部材１７の組み込みや交換が容易に行え、組立性も向上させることができる。

次に、第三実施例のサプライポンプ１Ｂにおける前記シール部材１７の組込構成について、図５により説明する。
該サプライポンプ１Ｂは、前記サプライポンプ１Ａのようにシール部材１７を一体的に取り付けたスリーブ４４を、前記プランジャバレル３に予め固設したものである。

該スリーブ４４には、サプライポンプ１Ａと同様に、凹状の収納部４４ａが形成され、該収納部４４ａに前記シール部材１７が取り付けられ、このようにシール部材１７を一体的に取り付けたスリーブ４４が、プランジャバレル３の側面に螺装または接着剤等によって固定されている。

そして、シール部材１７を備えたスリーブ４４を固定したプランジャバレル３をタペット室１１内に挿嵌することにより、スリーブ４４は常にカム１０側に押圧されており、これにより、既存の構成を大きく変更することなく、前記スリーブ４４を、前記外側壁１８ｂや段差部１８ｃとプランジャバレル３との間に挟持された状態で固定することができる。

すなわち、前記シール部材１７の収納部４４ａをスリーブ４４に設け、該収納部４４ａにシール部材１７を取り付けたスリーブ４４を、前記プランジャバレル３に固設し、該プランジャバレル３を、前記タペット室１１に挿嵌固定するシール部材組込構成を有するので、シール部材１７用の組込部材を別途設けることなく、簡単な構成でタペット７に近接してシール部材１７を固定配置することができ、部品点数の減少と構成の簡素化による部品コストの低減とメンテナンス性の向上を図ることができる。更に、シール部材１７をスリーブ４４を介してプランジャバレル３と一体的に取り扱うことができ、シール部材１７の組み込みや交換が容易に行え、組立性も向上させることができる。

次に、第四実施例のサプライポンプ１Ｃにおける前記シール部材１７の組込構成について、図６により説明する。
該サプライポンプ１Ｃは、シール部材１７をスリーブ４４に取り付けた前記サプライポンプ１Ａ・１Ｂとは異なり、シール部材１７をプランジャバレル４５に予め取り付けたものである。

該プランジャバレル４５は、その下半部が下に開口した円筒状に形成され、その筒部４５ａに、タペット室１１側に開いた凹状の収納部４５ｂが形成されており、該収納部４５ｂに前記シール部材１７が取り付けられている。

そして、シール部材１７を備えたプランジャバレル４５をタペット室１１内に挿嵌することにより、シール部材１７は常にカム１０側に押圧されており、これにより、既存の構成を大きく変更することなく、前記シール部材１７を、前記段差部１８ｃとプランジャバレル３との間に挟持された状態で固定することができる。

すなわち、前記シール部材１７の収納部４５ｂを前記プランジャバレル４５に設け、該収納部４５ｂにシール部材１７を取り付けたプランジャバレル４５を、前記タペット室１１に挿嵌固定するシール部材組込構成を有するので、シール部材１７用の組込部材を別途設けることなく、簡単な構成でタペット７に近接してシール部材１７を固定配置することができ、部品点数の減少と構成の簡素化による部品コストの低減とメンテナンス性の向上を図ることができる。更に、シール部材１７をプランジャバレル４５と一体的に取り扱うことができ、シール部材１７の組み込みや交換が容易に行え、組立性も向上させることができる。

本発明は、プランジャバレル内にプランジャを往復摺動可能に設け、該プランジャの一端と前記プランジャバレルとの間に燃料の加圧室を形成する一方、前記プランジャの他端は、前記加圧室と反対方向にプランジャバレルから突出してタペットに連動可能な構成とし、該タペットは、揺動部材による直接駆動により、前記プランジャバレルとプランジャを収容するタペット室内を往復摺動可能とした、全てのサプライポンプに適用することができる。

本発明の第一実施例に係わるサプライポンプの全体構成を示す正面断面図である。 下死点における第一ポンプ部の全体構成を示す側面断面図である。 タペット周囲の構成を示す正面拡大断面図である。 第二実施例に係わる第一ポンプ部の全体構成を示す側面断面図である。 第三実施例に係わる第一ポンプ部の全体構成を示す側面断面図である。 第四実施例に係わる第一ポンプ部の全体構成を示す側面断面図である。

符号の説明

１・１Ａ・１Ｂ・１Ｃ サプライポンプ
３・４５ プランジャバレル
４ プランジャ
７ タペット
８ カム軸（偏心軸）
９ａ 平面部
１０ 揺動部材・カム
１１ タペット室
１７ シール部材
１７ａ 燃料シール部
１７ｂ 潤滑油シール部
１８ 内周壁
１８ｃ 段差部（収納部）
１９・４４ スリーブ
１９ａ・１９ｂ・１９ｃ・１９ｄ・１９ｅ 息抜き通路
２４ 圧力ダンパ
２５ 加圧室
２７ａ 上リップ（燃料シール部のリップ）
２９ａ 下リップ（潤滑油シール部のリップ）
３１ 燃料供給経路
３１ａ 経路（燃料供給経路の低圧側）
３７ ストローク
４２ リップ間距離
４４ａ・４５ｂ 収納部

Claims (10)

1. プランジャバレル内にプランジャを往復摺動可能に設け、該プランジャの一端と前記プランジャバレルとの間に燃料の加圧室を形成する一方、前記プランジャの他端は、前記加圧室と反対方向にプランジャバレルから突出してタペットに連動可能な構成とし、該タペットは、揺動部材による直接駆動により、前記プランジャバレルとプランジャを収容するタペット室内を往復摺動可能としたサプライポンプにおいて、前記タペット室の内周壁と、前記タペットの外周面との間の隙間を封止するためのシール部材を配設すると共に、該シール部材は、前記加圧室からリークする燃料を封止する燃料シール部と、前記揺動部材からの潤滑油を封止する潤滑油シール部という二種の異なるシール部を別体で形成し並設配置する二重シール構造としたことを特徴とするサプライポンプ。
2. 前記シール部材の収納部を前記タペット室の内周壁に設け、該収納部に取り付けたシール部材を、該シール部材に当接されたスリーブを介して、前記プランジャバレルにより押圧固定するシール部材組込構成を有することを特徴とする請求項１に記載のサプライポンプ。
3. 前記シール部材の収納部をスリーブに設け、該収納部にシール部材を取り付けたスリーブを、前記タペット室に挿入し、該スリーブを、前記プランジャバレルにより押圧固定するシール部材組込構成を有することを特徴とする請求項１に記載のサプライポンプ。
4. 前記シール部材の収納部をスリーブに設け、該収納部にシール部材を取り付けたスリーブを、前記プランジャバレルに固設し、該プランジャバレルを、前記タペット室に挿嵌固定するシール部材組込構成を有することを特徴とする請求項１に記載のサプライポンプ。
5. 前記シール部材の収納部を前記プランジャバレルに設け、該収納部にシール部材を取り付けたプランジャバレルを、前記タペット室に挿嵌固定するシール部材組込構成を有することを特徴とする請求項１に記載のサプライポンプ。
6. 前記タペット室は、前記加圧室への燃料供給経路の低圧側に連通することを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか一項に記載のサプライポンプ。
7. 前記サプライポンプには、前記タペット室の圧力脈動を低減する圧力ダンパを備えることを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか一項に記載のサプライポンプ。
8. 前記タペット室を外部に連通する息抜き通路を、タペット室間で連通させることを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれか一項に記載のサプライポンプ。
9. 前記燃料シール部のリップと潤滑油シール部のリップとの間のリップ間距離は、前記プランジャのストロークよりも大きく設定することを特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれか一項に記載のサプライポンプ。
10. 前記揺動部材は、外周を平面状に切り欠いた平面部を有するカムリングを偏心軸に外嵌した偏心フェース型のカムとすることを特徴とする請求項１から請求項９のうちのいずれか一項に記載のサプライポンプ。

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