JP2010150965A - 燃料ポンプ - Google Patents
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Abstract
【課題】ローラの外周面と駆動カムの外周面との間で一様な接触が得られ、高い耐久性を有する燃料ポンプを提供すること。
【解決手段】シリンダ41と、プランジャ42と、リフタ43と、リフタガイド44と、駆動カム32と、スプリング45とにより構成されている。そして、このリフタ43が、リフタガイド44に案内されるリフタ本体51と、リフタ本体51とプランジャ42との間に配置されプランジャ42の端部と係合するとともにスプリング45の端部を支持するプレート52と、リフタ本体51内に収容されるとともに、ボール57を介してリフタ本体51に対して回動可能に係合した回動ハウジング53と、回動ハウジング53に支持されたシャフト54と、シャフト54に回転可能に支持され駆動カム32に摺接するローラ55と、リフタ本体51に固定され回動ハウジング53の回動を規制する回動規制ピン56とにより構成される。
【選択図】図2
【解決手段】シリンダ41と、プランジャ42と、リフタ43と、リフタガイド44と、駆動カム32と、スプリング45とにより構成されている。そして、このリフタ43が、リフタガイド44に案内されるリフタ本体51と、リフタ本体51とプランジャ42との間に配置されプランジャ42の端部と係合するとともにスプリング45の端部を支持するプレート52と、リフタ本体51内に収容されるとともに、ボール57を介してリフタ本体51に対して回動可能に係合した回動ハウジング53と、回動ハウジング53に支持されたシャフト54と、シャフト54に回転可能に支持され駆動カム32に摺接するローラ55と、リフタ本体51に固定され回動ハウジング53の回動を規制する回動規制ピン56とにより構成される。
【選択図】図2
Description
本発明は、燃料ポンプ、詳しくは、カムの回転運動により昇降するプランジャを備えた燃料ポンプに関する。
従来、この種の燃料ポンプとして、例えば、カムの回転運動により昇降するタペット構造体と、このタペット構造体と係合するプランジャと、プランジャを下方に押し下げるスプリングと、スプリングを保持するスプリングシートとを含んで構成されたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
この燃料ポンプにおいては、タペット構造体が、カムの外周面と接触しつつ回転するローラと、ローラを回転可能に支持するローラシャフトと、ローラシャフトを支持するローラボディと、ローラ、ローラシャフトおよびローラボディを昇降可能に収容するシェルとにより構成されている。さらに、ローラボディに潤滑油を通過させる通過孔が設けられており、通過孔から供給された潤滑油によりカムの回転運動がタペット構造体を介して滑らかにプランジャの往復運動に変換されるようになっている。
特開2004−150290号公報
この燃料ポンプにおいては、タペット構造体が、カムの外周面と接触しつつ回転するローラと、ローラを回転可能に支持するローラシャフトと、ローラシャフトを支持するローラボディと、ローラ、ローラシャフトおよびローラボディを昇降可能に収容するシェルとにより構成されている。さらに、ローラボディに潤滑油を通過させる通過孔が設けられており、通過孔から供給された潤滑油によりカムの回転運動がタペット構造体を介して滑らかにプランジャの往復運動に変換されるようになっている。
しかしながら、前述のような従来の燃料ポンプにおいては、回転するカムの外周面にローラの外周面が常時接触しつつ、比較的高速度で回転するように構成されているので、カムとローラの接触部分が摩耗し易い。
このローラの外周面およびカムの外周面が軸線方向で一様に接触するよう、タペット構造体のローラシャフト、ローラボディおよびシェルが組み付けられるが、組み付け誤差を皆無にするのは困難である。
このような組み付け誤差があると、ローラおよびカムの軸線の平行が確保できなくなり、いわゆる軸ずれが生じ、ローラの外周面およびカムの外周面で軸線方向での一様な接触が得られない。このような軸ずれがあると、ローラの外周面およびカムの外周面が点接触のような部分的な接触になってしまい、カムの摩耗が促進され、燃料ポンプの耐久性が低下してしまうという問題があった。また、カムの摩耗が促進されてしまうと、燃料ポンプの吐出圧力などの制御に悪影響がでるおそれもあり好ましくない。
このローラの外周面およびカムの外周面が軸線方向で一様に接触するよう、タペット構造体のローラシャフト、ローラボディおよびシェルが組み付けられるが、組み付け誤差を皆無にするのは困難である。
このような組み付け誤差があると、ローラおよびカムの軸線の平行が確保できなくなり、いわゆる軸ずれが生じ、ローラの外周面およびカムの外周面で軸線方向での一様な接触が得られない。このような軸ずれがあると、ローラの外周面およびカムの外周面が点接触のような部分的な接触になってしまい、カムの摩耗が促進され、燃料ポンプの耐久性が低下してしまうという問題があった。また、カムの摩耗が促進されてしまうと、燃料ポンプの吐出圧力などの制御に悪影響がでるおそれもあり好ましくない。
本発明は、前述のような従来の問題を解決するためになされたもので、ローラの外周面とカムの外周面との間で一様な接触が得られ、高い耐久性を有する燃料ポンプを提供することを課題とする。
本発明に係る燃料ポンプは、上記課題達成のため、(1)圧力室を有するシリンダと、前記シリンダ内に往復運動可能に挿入されたプランジャと、前記プランジャに連結され前記プランジャを往復運動させるリフタと、前記リフタを収容するとともに前記リフタの往復運動を案内するリフタガイドと、前記リフタを往復運動させる駆動カムと、前記シリンダと前記リフタとの間に配置され、前記リフタを前記駆動カム側に付勢するスプリングと、を備え、前記駆動カムの回転運動を前記リフタおよび前記プランジャの往復運動に換えることにより、前記圧力室内に供給された燃料の圧力を高めて吐出させる燃料ポンプにおいて、前記リフタが、前記リフタガイドに案内されるリフタ本体と、前記リフタ本体と前記プランジャとの間に配置され前記プランジャの端部と係合するとともに前記スプリングの端部を支持するプレートと、前記リフタ本体内に回動可能に収容された回動ハウジングと、前記回動ハウジングに支持されたシャフトと、前記シャフトに回転可能に支持され前記駆動カムに摺接するローラと、前記リフタ本体に固定され前記回動ハウジングの回動を規制する回動規制ピンと、を有することを特徴とする。
この構成により、リフタが下降する際、ローラの外周面が、駆動カムの外周面を押圧しつつ回転する。このとき、回動ハウジングがリフタ本体内に回動規制ピンで規制される範囲内で回動可能に収容されているので、ローラの外周面が、駆動カムの外周面を押圧したとき、ローラの外周面が駆動カムの外周面に倣い均一になるよう回動ハウジングが回動する。この回動により、ローラの軸線方向の中心線と駆動カムの軸線方向の中心線とが一致し、いわゆる線接触の状態となる。
その結果、駆動カムに均一な応力が生ずることになり、駆動カムの摩耗が従来の燃料ポンプに比べ著しく抑制され、駆動カムの耐久性が改善される。
その結果、駆動カムに均一な応力が生ずることになり、駆動カムの摩耗が従来の燃料ポンプに比べ著しく抑制され、駆動カムの耐久性が改善される。
リフタが上昇する際も、リフタが下降する際と同様、ローラの外周面が、駆動カムの外周面に押圧されつつ回転する。このとき、回動ハウジングがリフタ本体内に回動規制ピンで規制される範囲内で回動可能に収容されているので、ローラの外周面が、駆動カムの外周面に押圧されたとき、ローラの外周面が駆動カムの外周面に倣い均一になるよう回動ハウジングが回動する。
この回動により、ローラの軸線方向の中心線と駆動カムの軸線方向の中心線とが一致し、いわゆる線接触の状態となる。
その結果、駆動カムに均一な応力が生ずることになり、駆動カムの摩耗が従来の燃料ポンプに比べ抑制され、駆動カムの耐久性が改善される。
この回動により、ローラの軸線方向の中心線と駆動カムの軸線方向の中心線とが一致し、いわゆる線接触の状態となる。
その結果、駆動カムに均一な応力が生ずることになり、駆動カムの摩耗が従来の燃料ポンプに比べ抑制され、駆動カムの耐久性が改善される。
本発明によれば、ローラの外周面とカムの外周面との間で一様な接触が得られ、高い耐久性を有する燃料ポンプを提供することができる。
以下、本発明の第1の実施の形態ないし第3の実施の形態について、図面を参照して説明する。
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る燃料ポンプが適用される燃料供給装置1の構造を模式的に示す図であり、図2は、第1の実施の形態に係る燃料ポンプの断面図である。図3は、燃料ポンプの部分拡大断面図であり、図4は、図3のA−A断面を示す断面図であり、図5は、図3のB−B断面を示す断面図であり、図6は、燃料ポンプのプランジャ側から見たリフタの上面図である。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る燃料ポンプが適用される燃料供給装置1の構造を模式的に示す図であり、図2は、第1の実施の形態に係る燃料ポンプの断面図である。図3は、燃料ポンプの部分拡大断面図であり、図4は、図3のA−A断面を示す断面図であり、図5は、図3のB−B断面を示す断面図であり、図6は、燃料ポンプのプランジャ側から見たリフタの上面図である。
図1に示すように、本発明の第1の実施の形態に係る燃料ポンプ3は、燃料供給装置1を構成しており、図示しない車両のエンジンに搭載され、燃料を高圧にしてエンジンの燃焼室内に供給するよう構成されている。この燃料ポンプ3は、エンジンにより駆動されるオイル供給装置10によってオイルが供給され潤滑されるようになっている。
なお、エンジンの種類については特に制限はなく、例えば、直列4気筒などのディーゼルエンジンであってもよく、ガソリンエンジンであってもよい。
なお、エンジンの種類については特に制限はなく、例えば、直列4気筒などのディーゼルエンジンであってもよく、ガソリンエンジンであってもよい。
燃料供給装置1は、燃料タンク2と、燃料ポンプ3と、4個の燃料噴射バルブ4と、電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)5とを含んで構成されている。
さらに、燃料供給装置1は、燃料タンク2と燃料ポンプ3とを連結する低圧燃料パイプ6と、低圧燃料パイプ6に設けられ燃料噴射バルブ4の燃料噴射によって燃料経路に発生する圧力脈動を抑制するパルセーションダンパ7と、各燃料噴射バルブ4に燃料を供給するデリバリパイプ8と、燃料ポンプ3とデリバリパイプ8とを連結する高圧燃料パイプ9と、デリバリパイプ8に蓄えられた燃料の一部を燃料タンク2に還流させるリターンパイプ11と、デリバリパイプ8内の燃料の圧力(MPa)を検知する燃圧センサ12と、燃圧センサ12が検知した燃料圧力が所定圧(MPa)を超えたときに開弁するリリーフバルブ13と、燃料ポンプ3内で余剰となった燃料をリターンパイプ11に還流させる余剰燃料還流パイプ14とを含んで構成されている。
さらに、燃料供給装置1は、燃料タンク2と燃料ポンプ3とを連結する低圧燃料パイプ6と、低圧燃料パイプ6に設けられ燃料噴射バルブ4の燃料噴射によって燃料経路に発生する圧力脈動を抑制するパルセーションダンパ7と、各燃料噴射バルブ4に燃料を供給するデリバリパイプ8と、燃料ポンプ3とデリバリパイプ8とを連結する高圧燃料パイプ9と、デリバリパイプ8に蓄えられた燃料の一部を燃料タンク2に還流させるリターンパイプ11と、デリバリパイプ8内の燃料の圧力(MPa)を検知する燃圧センサ12と、燃圧センサ12が検知した燃料圧力が所定圧(MPa)を超えたときに開弁するリリーフバルブ13と、燃料ポンプ3内で余剰となった燃料をリターンパイプ11に還流させる余剰燃料還流パイプ14とを含んで構成されている。
燃料タンク2は、軽油などからなる燃料を貯留するタンク本体21と、タンク本体21内に収容され、低圧燃料パイプ6に設けられ燃料の圧力を調整するプレッシャレギュレータ22と、タンク本体21内の燃料を低圧燃料パイプ6を介して燃料ポンプ3に供給するフィードポンプ23と、プレッシャレギュレータ22とフィードポンプ23との間に設けられ燃料をろ過するフィルタ24とを含んで構成されている。
図2に示すように、燃料ポンプ3は、ポンプ本体31と、ポンプ本体31を駆動する駆動カム32と、電磁スピルバルブ33と、バルブケース34、35と、バルブケース35内に収容されたチェックバルブ36とを含んで構成されている。この燃料ポンプ3は、ポンプ本体31でシリンダヘッドカバーなどのエンジンの構成要素に設けられている燃料ポンプ取付部17に取り付けられている。
この燃料ポンプ3においては、燃料タンク2からポンプ本体31に供給された燃料の圧力(MPa)が、例えば、約4MPaないし約13Mpaの間で適正な圧力まで高められた後、高圧燃料パイプ9に高圧になった燃料が吐出されるようになっている。
この燃料ポンプ3においては、燃料タンク2からポンプ本体31に供給された燃料の圧力(MPa)が、例えば、約4MPaないし約13Mpaの間で適正な圧力まで高められた後、高圧燃料パイプ9に高圧になった燃料が吐出されるようになっている。
ポンプ本体31は、シリンダ41と、シリンダ41内で往復運動するプランジャ42と、プランジャ42を往復運動させるリフタ43と、リフタ43を案内するリフタガイド44と、スプリング45と、シールユニット46と、シリンダ41とリフタガイド44の間に配置されシールユニット46を支持するとともにスプリング45の端部を支持する円環状の支持リング47とを含んで構成されている。
シリンダ41は、円柱状に形成され軸線方向に貫通する貫通孔41kと、この貫通孔41kの一部が拡径されるよう形成された圧力室41pと、電磁スピルバルブ33の一部を収容する収容穴41dと、バルブケース35の一部を収容する収容穴41hを有している。この貫通孔41kには、プランジャ42が挿入されるようになっており、貫通孔41k内でプランジャ42が往復運動するようになっている。
また、シリンダ41には、圧力室41pと収容穴41hとを連通し、圧力室41p内の燃料をバルブケース35内に導く燃料導入通路41nが形成されている。
また、シリンダ41には、圧力室41pと収容穴41hとを連通し、圧力室41p内の燃料をバルブケース35内に導く燃料導入通路41nが形成されている。
プランジャ42は、円柱状に形成され、図3に示すように、一端部に溝42mが形成されており、この溝42m内にリフタ43の一部が係合するようになっている。
また、プランジャ42は、その他端部が圧力室41p内に露出しており、圧力室41p内に進入することにより圧力室41p内の燃料が加圧されるよう構成されている。
また、プランジャ42は、その他端部が圧力室41p内に露出しており、圧力室41p内に進入することにより圧力室41p内の燃料が加圧されるよう構成されている。
図3ないし図6に示すように、リフタ43は、リフタ本体51と、プレート52と、回動ハウジング53と、シャフト54と、ローラ55と、回動規制ピン56と、ボール57とを含んで構成されている。
リフタ本体51は、円柱状に形成されており、その外周面部51gでリフタガイド44に案内され、往復運動するようになっている。また、この外周面部51gには、図5に示すように、回り止め部51s1、51s2が形成されており、リフタ本体51がリフタガイド44内で往復運動する際に、回転しないようになっている。
また、リフタ本体51には、その軸線方向の一端部にプレート52を収容するプレート収容溝51mが形成され、軸線方向の他端部に回動ハウジング53を収容するハウジング収容穴51hが形成されている。このハウジング収容穴51hを囲む底壁51bには、半球状の凹部51oが形成されており、ボール57を回動可能に支持するようになっている。
また、この凹部51oには、プレート収容溝51mに開口する貫通孔51kが形成されており、リフタ43内に供給されたオイルが貫通孔51k内を流通するようになっている。また、図3および図5に示すように、リフタ本体51の外周面部51gには、その軸線方向に直交する方向に貫通する貫通孔51pが形成されており、この貫通孔51pには、回動規制ピン56が圧入されるようになっている。
プレート52は、図3および図6に示すように、円盤状に形成され、スプリング45の端部を支持するよう環状凸部52tを有している。この環状凸部52tの中心部には貫通孔52kが形成され、さらにこの貫通孔52kと連通する切欠き52sが形成されており、この切欠き52sに溝42mが形成されたプランジャ42の一端部が挿通され、この一端部が貫通孔52kの周囲に係合するようになっている。
回動ハウジング53は、図3ないし図5に示すように、円柱状に形成されており、その軸線方向の一端部に半球状の凹部53oが形成されており、ボール57を回動可能に支持するようになっている。また、軸線方向の他端部には、ローラ55を収容するローラ収容穴53rが形成されている。さらに、回動ハウジング53の外周面部53gには、その軸線方向に平坦部53h1、53h2が、軸線を挟んで互いに対向するよう形成されており、平坦部53h1に回動規制ピン56が係合し回動ハウジング53が所定の範囲を超えて回転しないようになっている。
また、平坦部53h1には貫通孔53k1が形成され、平坦部53h2には貫通孔53k1と軸線を一致する貫通孔53k2が形成されており、これらの貫通孔53k1、53k2にはシャフト54が挿通されるようになっている。
シャフト54は、その軸線方向の両端部で回動ハウジング53に支持されており、各端部には、スナップリングなどの抜け止め防止部材54sが装着されている。
ローラ55は、円筒状に形成され、駆動カム32に外周面部55sで摺接する外輪55gと、外輪55gとシャフト54との間で回転可能に介装された複数の針状ころ55nとを含んで構成されている。各針状ころ55nは、高い剛性を有しており、高いラジアル荷重容量を有している。外輪55gの軸線方向の各端部には、スナップリングなどの移動規制部材55iが装着され、ローラ55が軸線方向に移動しないようになっている。
回動規制ピン56は、リフタ本体51に固定され、回動ハウジング53の回動を規制することにより、駆動カム32に対して略線接触しているローラ55の位置が大きくずれないようにしている。
ボール57は、例えば、球状に形成され、高い剛性と高い耐摩耗性を有する鋼球からなり、回動ハウジング53の凹部53oと、リフタ本体51の凹部51oとの間に介装されている。
このボール57は、回動ハウジング53が、回動規制ピン56で規制された範囲内で、リフタ本体51に対して水平方向および垂直方向に自由に回動するよう構成されている。
また、このボール57は、リフタ本体51の貫通孔51kを流通するオイルにより潤滑され、滑らかに動作するようになっている。
また、このボール57は、リフタ本体51の貫通孔51kを流通するオイルにより潤滑され、滑らかに動作するようになっている。
リフタガイド44は、図2に示すように、円筒状に形成され、円筒部44eと、この円筒部44eの端部に形成されたフランジ部44fとを含んで構成されており、円筒部44eには、リフタ43が摺動可能に収容され、フランジ部44fは、エンジンの燃料ポンプ取付部17に固定されている。また、リフタガイド44には、図5に示すように、リフタ本体51の回り止め部51s1と係合する回り止め部44s1と、回り止め部51s2と係合する回り止め部44s2が形成されており、リフタ本体51が往復運動する際に、回転しないようにしている。
スプリング45は、圧縮コイルばねからなり、一端部がリフタ本体51のプレート52に支持され、他端部が支持リング47に支持されており、リフタ43を駆動カム32の方向に押圧するよう付勢されている。
シールユニット46は、支持リング47に支持された円筒部46eと、この円筒部46eの端部に支持され、プランジャ42を摺動可能に囲むシール部46sと、シール部46sをプランジャ42の方向に押圧するよう介装されたコイルスプリング46cとを含んで構成されている。このシールユニット46は、シリンダ41とプランジャ42との隙間を通過した燃料がリフタガイド44内に漏出するのを防止するようになっている。
支持リング47は、円筒部47eと、フランジ部47fとを含んで構成されており、円筒部47eでシールユニット46を保持し、このフランジ部47fでリフタガイド44のフランジ部44fおよびシリンダ41と係合している。
駆動カム32は、ローラ55に摺接する略正三角形のカム32cと、カム32cを回転させるシャフト32sとを含んで構成されている。このシャフト32sは、その軸線がローラ55の軸線と平行になるよう配置されており、ローラ55の外輪55gとカム32cが均一な線接触になるよう、ポンプ本体31がエンジンに組み込まれている。
このシャフト32sは、駆動源により回転するシャフトであればよく、例えば、排気カムシャフトであってもよく、吸気カムシャフトであってもよく、また、エンジンのクランクシャフトにチェーンなどの動力伝達部材により連結され、クランクシャフトの動力で回転する他のシャフトであってもよい。また、駆動源は、モータなどの電動機であってもよい。
電磁スピルバルブ33は、図2に示すように、電磁ソレノイド61、ボビン62、コア63、アーマチュア64、このアーマチュア64と一体のポペットバルブ65、シート体66、コイルスプリング67、端子部68、支持リング69とを含んで構成されている。このシート体66の下部と、シリンダ41の圧力室41p内に露出しているプランジャ42の端部と、シリンダ41の内壁部とにより、燃料を加圧する圧力室41pが画成されている。
電磁ソレノイド61は、ボビン62にリング状に巻回されたコイルからなり、コア63は、ボビン62に形成された貫通孔に挿通され嵌合固定されている。
アーマチュア64は、ポペットバルブ65の一端に固定された状態で支持リング69に支持されており、その一部がコア63と同軸上でボビン62内に移動できるようになっている。
アーマチュア64は、ポペットバルブ65の一端に固定された状態で支持リング69に支持されており、その一部がコア63と同軸上でボビン62内に移動できるようになっている。
コア63およびアーマチュア64の各対向面には、凹部がそれぞれ形成されており、それらの凹部間には、コイルスプリング67が圧縮状態で収容されている。そして、このコイルスプリング67により、アーマチュア64が圧力室41p側に向かって付勢されている。
ポペットバルブ65は、シート体66内の貫通孔に摺動可能に収容されており、その下端部には円板状の弁体65aが形成されている。そして、電磁ソレノイド61が通電されていない時には、コイルスプリング67の付勢力により、弁体65aがシート体66のシート部66aから離隔されて、電磁スピルバルブ33は、開弁状態となっている。
一方、図示しないECU5から端子部68を介して電磁ソレノイド61に通電されるときには、コア63、アーマチュア64および電磁スピルバルブ33全体を支持する支持リング69により磁気回路が形成され、コイルスプリング67の付勢力に抗して、アーマチュア64がコア63側に移動するようになっている。これにより、ポペットバルブ65が圧力室41pと反対側に移動し、その弁体65aがシート体66のシート部66aに当接して、電磁スピルバルブ33は閉弁状態となるよう構成されている。
シート体66には、複数の燃料供給通路66bが形成されており、電磁スピルバルブ33が開弁状態にある時に、各燃料供給通路66bと圧力室41pとの間で燃料が流通できるようになっている。
他方、電磁スピルバルブ33の開弁状態で、プランジャ42が下降するとき、燃料タンク2内のフィードポンプ23の作動により、燃料タンク2から汲み上げられた低圧燃料が、フィルタ24、プレッシャレギュレータ22、低圧燃料パイプ6内を流通して圧力室41pに吸入されるようになっている。
この圧力室41pには、電磁スピルバルブ33の閉タイミング前にプランジャ42が進入し、電磁スピルバルブ33が閉弁した後にプランジャ42が上死点に到達するようになっている。そして、プランジャ42の先端部が圧力室41p内に進入した状態で、圧力室41pの内周面とプランジャ42の外周面との間に隙間が形成されるようになっている。
バルブケース34は、電磁スピルバルブ33とシリンダ41との間に配置され、低圧燃料パイプ6から供給された燃料を流通させるとともに、電磁スピルバルブ33の燃料供給通路66bと連通した燃料通路34tを有している。
この燃料通路34tに電磁スピルバルブ33の一部が収容されており、電磁スピルバルブ33により燃料通路34tから燃料供給通路66bを介して圧力室41pに供給される燃料の流通の制御が行われるようになっている。
バルブケース35は、内部に燃料導入通路41nと連通した燃料通路35tを有するとともに、燃料通路35t内にチェックバルブ36を収容している。またバルブケース35は、高圧燃料パイプ9に連結されており、燃料導入通路41nから流入した燃料が、燃料通路35t内を流通し、チェックバルブ36を経由して高圧燃料パイプ9に流通するようになっている。
チェックバルブ36は、バルブケース34内に配置されたシート体71およびスプリングベース体72と、シート体71に接触および離隔可能に対向する弁体73と、この弁体73をシート体71に対する当接位置に向かって付勢するコイルスプリング74とを含んで構成されている。
このチェックバルブ36内に圧送される燃料の圧力が所定値(MPa)を超えたとき、弁体73がコイルスプリング74の付勢力に抗してシート体71から離隔して開弁状態となり、燃料導入通路41nから圧送される燃料が高圧燃料パイプ9を経てデリバリパイプ8に供給されるようになっている。また、このチェックバルブ36は、圧力室41pから吐出された燃料が逆流して圧力室41pに流入するのを防止するようになっている。
燃料噴射バルブ4は、図1に示すように、例えば、筒内噴射用のフューエルインジェクタなどからなり、4個の各気筒に設けられている。この燃料噴射バルブ4は、先端部にスリット形状の複数の噴孔を有しており、ECU5の指令によりデリバリパイプ8から供給された高圧の燃料が高微粒化され図示しないエンジンの燃焼室に噴射されるようになっている。
ECU5は、CPU(Central Processing Unit)と、処理プログラムなどを記憶するROM(Read Only Memory)と、一時的にデータを記憶するRAM(Random Access Memory)と、電気的に書換え可能な不揮発性のメモリからなるEEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)と、A/D変換器やバッファなどを含む入力インターフェース回路、駆動回路などを含む出力インターフェース回路と、燃料噴射制御部とを含んで構成されている。
この燃料噴射制御部は、常時、筒内噴射用の燃料噴射バルブ4の駆動状態を監視しており、必要時に燃料噴射バルブ4および電磁スピルバルブ33を高速に駆動するようになっている。
ECU5の入力インターフェース回路には、燃圧センサ12などの複数のセンサが接続されておりこれらのセンサから出力される情報は、入力インターフェース回路を介してECU5に取り込まれるようになっている。
ECU5の出力インターフェース回路には、燃料タンク2内のフィードポンプ23、燃料噴射バルブ4および燃料ポンプ3内の電磁ソレノイド61などがそれぞれ接続されており、出力インターフェース回路を介して制御されるようになっている。
また、オイル供給装置10は、オイルパン81と、オイルストレーナ82と、クランクシャフトの動力により駆動されるポンプ83と、メインオイルギャラリなどのオイル通路部84と、オイル通路部84からオイルの供給を受けてオイルを噴射するようエンジン内に設けられたオイル噴射ノズル85と、ポンプ83から吐出されオイルをろ過する図示しないオイルフィルタとを含んで構成されている。
オイル供給装置10は、オイル噴射ノズル85から燃料ポンプ3に向けてオイルを噴射し燃料ポンプ3の各構成要素を潤滑し冷却するとともに、エンジン内の各潤滑部にオイルを供給し各潤滑要素を潤滑し冷却するよう構成されている。
次に、第1の実施の形態に係る燃料ポンプ3の作用について説明する。
燃料を高圧にして燃料噴射バルブ4から噴射する必要があるとき、例えば、車両の加速時や始動の際の暖機運転時には、まず、ECU5の指令により電磁スピルバルブ33が開弁され、燃料ポンプ3の吸入行程が開始する。
このとき、燃料が、図1に示す燃料タンク2のフィードポンプ23からフィルタ24、プレッシャレギュレータ22およびパルセーションダンパ7を介して低圧燃料パイプ6から図2に示す燃料通路34tに流入する。
そして、図示しないエンジンのクランクシャフトの回転により、図2に示すシャフト32sが回転するとカム32cが回転して、リフタ43がスプリング45の押圧力により圧力室41pから離隔する方向に移動し、プランジャ42が同方向に下降し、リフタ43が下降する。
リフタ43が下降する際、回動ハウジング53がボール57を介してリフタ本体51に回動可能に連結されているので、回動ハウジング53に支持されたシャフト54の軸線は、カム32cに摺接しているローラ55を介して、シャフト32sの軸線と一致する姿勢になるまで回動し、シャフト54の軸線と、シャフト32sの軸線とが一致した状態、すなわちローラ55の外周面部55sと駆動カム32の外周面部32gとが線接触した状態で駆動カム32とローラ55とが互いに摺接する。
このとき、電磁スピルバルブ33が開弁状態となっているので、燃料が燃料通路34tから圧力室41pに吸入される。
燃料の吸入が完了すると、ECU5の指令により電磁スピルバルブ33が閉弁し、圧力室41pと燃料通路34tとが遮断され、加圧行程が開始する。
この加圧行程においては、プランジャ42が上昇し圧力室41p内の燃料が圧縮されて燃料圧力が、例えば、13MPa程度まで高められる。
この加圧行程においては、プランジャ42が上昇し圧力室41p内の燃料が圧縮されて燃料圧力が、例えば、13MPa程度まで高められる。
リフタ43が上昇する際も、リフタ43が下降する際と同様、回動ハウジング53に支持されたシャフト54の軸線は、カム32cに摺接しているローラ55を介して、シャフト32sの軸線と一致する姿勢になるまで回動し、シャフト54の軸線と、シャフト32sの軸線とが一致した状態、すなわちローラ55の外周面と駆動カム32の外周面とが線接触した状態で駆動カム32の動力がローラ55を介してリフタ43に伝達される。
圧力室41p内の燃料圧力が13MPaに達すると、燃料圧力によりチェックバルブ36が開放されて、圧力室41p内の高圧の燃料が、高圧燃料パイプ9を介してデリバリパイプ8に供給される。
このとき、ECU5の噴射制御部から燃料噴射バルブ4に噴射指令が伝達され、燃料噴射バルブ4から高圧燃料が噴射される。図示しないエンジンの各気筒毎に、各気筒の燃焼サイクルに応じてECU5により噴射量や噴射タイミングなどの燃料噴射が制御される。
このように、第1の実施の形態に係る燃料ポンプ3は構成されているので、以下のような効果が得られる。
ここで、図7は、リフタ43のローラ55の外周面部55sと駆動カム32の外周面部32gとの摺接状態を示すグラフであり、横軸に駆動カム32の軸線方向の位置が表され、縦軸にローラ55の押圧力により生ずる駆動カム32の応力(MPa)の大きさを表している。図中に点線で示す水平線CLは、駆動カム32をローラ55から見たとき、駆動カム32の軸線方向の中心線を示しており、点線で示す傾斜線RLは、ローラ55の軸線方向の中心線を示している。
第1の実施の形態に係る燃料ポンプ3は、シリンダ41と、プランジャ42と、リフタ43と、リフタガイド44と、駆動カム32と、スプリング45とにより構成されている。そして、このリフタ43が、リフタガイド44に案内されるリフタ本体51と、リフタ本体51とプランジャ42との間に配置されプランジャ42の端部と係合するとともにスプリング45の端部を支持するプレート52と、リフタ本体51内に収容されるとともに、ボール57を介してリフタ本体51に対して回動可能に係合した回動ハウジング53と、回動ハウジング53に支持されたシャフト54と、シャフト54に回転可能に支持され駆動カム32に摺接するローラ55と、リフタ本体51に固定され回動ハウジング53の回動を規制する回動規制ピン56とにより構成されている。
その結果、リフタ43が下降する際、ローラ55の外周面部55sが、カム32cの外周面部32gを押圧しつつ回転する。このとき、図7に示すように、ローラ55の軸線方向の中心線が駆動カム32の水平線CLに対して、傾斜線RLで示すように傾斜した状態であれば、ローラ55の外周面部55sとカム32cの外周面部32gとが、均一に接触せず部分的に接触する、いわゆる点接触の状態になる。
このような点接触は、リフタ43により構成される燃料ポンプ3の各構成要素の寸法のばらつきや各構成要素の組み込み誤差により生じうる。従来の燃料ポンプにおいては、エンジンに一端装着されると、このような寸法のばらつきや組み込み誤差により生じた点接触を、構造上調整することができなかった。そのため図7に示すように、駆動カム32に偏った応力(MPa)が生ずることになり、偏摩耗が発生し、均一な接触と比較して駆動カム32の摩耗が促進されてしまい耐久性に欠けていた。
第1の実施の形態に係る燃料ポンプ3においては、回動ハウジング53が、ボール57を介してリフタ本体51と回動規制ピン56で規制される範囲内で回動可能に係合しているので、ローラ55の外周面部55sが、カム32cの外周面部32gを押圧したとき、外周面部55sが外周面部32gに倣い均一になるよう回動ハウジング53が回動する。
この回動により、ローラ55の軸線方向の中心線と駆動カム32の軸線方向の中心線とが水平線CLで示すように一致し、いわゆる線接触の状態となる。
その結果、図7に示すように、駆動カム32に均一な応力(MPa)が生ずることになり、駆動カム32の摩耗が従来の燃料ポンプに比べ著しく抑制され、駆動カム32の耐久性が著しく改善されるという効果が得られる。
その結果、図7に示すように、駆動カム32に均一な応力(MPa)が生ずることになり、駆動カム32の摩耗が従来の燃料ポンプに比べ著しく抑制され、駆動カム32の耐久性が著しく改善されるという効果が得られる。
リフタ43が上昇する際も、リフタ43が下降する際と同様、ローラ55の外周面部55sが、カム32cの外周面部32gに押圧されつつ回転する。このとき、回動ハウジング53が、ボール57を介してリフタ本体51と回動規制ピン56で規制される範囲内で回動可能に係合しているので、ローラ55の外周面部55sが、カム32cの外周面部32gに押圧されたとき、外周面部55sが外周面部32gに倣い均一になるよう回動ハウジング53が回動する。
この回動により、ローラ55の軸線方向の中心線と駆動カム32の軸線方向の中心線とが水平線CLで示すように一致し、いわゆる線接触の状態となる。
その結果、図7に示すように、駆動カム32に均一な応力(MPa)が生ずることになり、駆動カム32の摩耗が従来の燃料ポンプに比べ著しく抑制され、駆動カム32の耐久性が著しく改善されるという効果が得られる。
(第2の実施の形態)
図8は、本発明の第2の実施の形態に係る燃料ポンプの断面図であり、図9は、燃料ポンプの部分拡大断面図であり、図10は、図9のC−C断面を示す断面図であり、図11は、図9のD−D断面を示す断面図である。
図8は、本発明の第2の実施の形態に係る燃料ポンプの断面図であり、図9は、燃料ポンプの部分拡大断面図であり、図10は、図9のC−C断面を示す断面図であり、図11は、図9のD−D断面を示す断面図である。
なお、第2の実施の形態に係る燃料ポンプ103においては、第1の実施の形態に係る燃料ポンプ3のリフタ43に代えてリフタ143を形成した点が異なっているが、他の構成要素は同様に構成されている。したがって、同一の構成要素については、図1から図6に示した第1の実施の形態と同一の符号を用いて説明し、特に相違点についてのみ詳述する。
燃料供給装置101は、第1の実施の形態と同様に、燃料タンク2と、燃料ポンプ103と、4個の燃料噴射バルブ4と、ECU5とを含んで構成されており、燃料ポンプ103以外の各構成要素は燃料供給装置1と同様に構成されている。
また、図8に示すように、燃料ポンプ103は、ポンプ本体131を含んで構成されており、ポンプ本体131以外の各構成要素は、燃料ポンプ3の各構成要素と同様に構成されている。
また、図8に示すように、燃料ポンプ103は、ポンプ本体131を含んで構成されており、ポンプ本体131以外の各構成要素は、燃料ポンプ3の各構成要素と同様に構成されている。
ポンプ本体131は、リフタ143を含んで構成されており、リフタ143以外の各構成要素は、ポンプ本体31の各構成要素と同様に構成されている。
図8ないし図11に示すように、リフタ143は、第1の実施の形態と同様に、リフタ本体151と、プレート52と、回動ハウジング153と、シャフト54と、ローラ55と、回動規制ピン56とを含んで構成されている。
リフタ本体151は、第1の実施の形態と同様に、円柱状に形成されており、その外周面部151gでリフタガイド44に案内され、往復運動するようになっている。また、この外周面部151gには、図11に示すように、回り止め部151s1、151s2が形成されており、リフタ本体151がリフタガイド44内で往復運動する際に、回転しないようになっている。
また、リフタ本体151には、その軸線方向の一端部にプレート52を収容するプレート収容溝151mが形成され、軸線方向の他端部に回動ハウジング153を収容するハウジング収容穴151hが形成されている。このハウジング収容穴151hを囲む底壁151bには、プレート収容溝151mに開口する複数の貫通孔151kが形成されており、リフタ143内に供給されたオイルが複数の貫通孔151k内を流通するようになっている。
また、リフタ本体151の外周面部151gには、その軸線方向に直交する方向に貫通する貫通孔151pが形成されており、この貫通孔151pには、回動規制ピン56が圧入されるようになっている。
回動ハウジング153は、図9ないし図11に示すように、円柱状に形成されており、その軸線方向の一端部には、油溝153m1と、この油溝153m1に直交して形成されたが油溝153m2が形成されており、リフタ143内に供給されたオイルがこの油溝153m1、153m2内を流通するようになっている。
また、軸線方向の他端部には、ローラ55を収容するローラ収容穴153rが形成されている。さらに、回動ハウジング153の外周面部153gには、その軸線方向に平坦部153h1、153h2が、軸線を挟んで互いに対向するよう形成されており、平坦部153h1に回動規制ピン56が係合し回動ハウジング153が所定の範囲を超えて回転しないようになっている。
また、平坦部153h1には貫通孔153k1が形成され、平坦部153h2には貫通孔153k1と軸線を一致する貫通孔153k2が形成されており、これらの貫通孔153k1、153k2にはシャフト54が挿通されるようになっている。
次に、第2の実施の形態に係る燃料ポンプ103の作用について説明する。
第1の実施の形態と同様に、燃料を高圧にして燃料噴射バルブ4から噴射する必要があるとき、まず、ECU5の指令により電磁スピルバルブ33が開弁され、燃料ポンプ103の吸入行程が開始する。
このとき、燃料が、図2に示す燃料タンク2のフィードポンプ23からフィルタ24、プレッシャレギュレータ22およびパルセーションダンパ7を介して低圧燃料パイプ6から燃料通路34tに流入する。
このとき、燃料が、図2に示す燃料タンク2のフィードポンプ23からフィルタ24、プレッシャレギュレータ22およびパルセーションダンパ7を介して低圧燃料パイプ6から燃料通路34tに流入する。
そして、図示しないエンジンのクランクシャフトの回転により、図2に示すシャフト32sが回転するとカム32cが回転して、リフタ143がスプリング45の押圧力により圧力室41pから離隔する方向に移動し、プランジャ42が同方向に下降し、リフタ143が下降する。
リフタ143が下降する際、回動ハウジング153がリフタ本体151に回動可能に連結されているので、回動ハウジング153に支持されたシャフト54の軸線は、カム32cに摺接しているローラ55を介して、シャフト32sの軸線と一致する姿勢になるまで回動し、シャフト54の軸線と、シャフト32sの軸線とが一致した状態、すなわちローラ55の外周面部55sと駆動カム32の外周面部32gとが線接触した状態で駆動カム32とローラ55とが互いに摺接する。
このとき、電磁スピルバルブ33が開弁状態となっているので、燃料が燃料通路34tから圧力室41pに吸入される。
燃料の吸入が完了すると、ECU5の指令により電磁スピルバルブ33が閉弁し、圧力室41pと燃料通路34tとが遮断され、加圧行程が開始する。
この加圧行程においては、プランジャ42が上昇し圧力室41p内の燃料が圧縮されて燃料圧力が、例えば、13MPa程度まで高められる。
この加圧行程においては、プランジャ42が上昇し圧力室41p内の燃料が圧縮されて燃料圧力が、例えば、13MPa程度まで高められる。
リフタ143が上昇する際も、リフタ143が下降する際と同様、回動ハウジング153に支持されたシャフト54の軸線は、カム32cに摺接しているローラ55を介して、シャフト32sの軸線と一致する姿勢になるまで回動し、シャフト54の軸線と、シャフト32sの軸線とが一致した状態、すなわちローラ55の外周面部55sと駆動カム32の外周面部32gとが線接触した状態で駆動カム32の動力がローラ55を介してリフタ143に伝達される。
圧力室41p内の燃料圧力が13MPaに達すると、燃料圧力によりチェックバルブ36が開放されて、圧力室41p内の高圧の燃料が、高圧燃料パイプ9を介してデリバリパイプ8に供給される。
このとき、ECU5の噴射制御部から燃料噴射バルブ4に噴射指令が伝達され、燃料噴射バルブ4から高圧燃料が噴射される。図示しないエンジンの各気筒毎に、各気筒の燃焼サイクルに応じてECU5により噴射量や噴射タイミングなどの燃料噴射が制御される。
このように、第2の実施の形態に係る燃料ポンプ103は構成されているので、以下のような効果が得られる。
ここで、図12は、リフタ143のローラ55の外周面部55sと駆動カム32の外周面部32gとの摺接状態を示すグラフであり、横軸に駆動カム32の軸線方向の位置が表され、縦軸にローラ55の押圧力により生ずる駆動カム32の応力(MPa)の大きさを表している。第1の実施の形態と同様に、図中に点線で示す水平線CLは、駆動カム32をローラ55から見たとき、駆動カム32の軸線方向の中心線を示しており、点線で示す傾斜線RLは、ローラ55の軸線方向の中心線を示している。
第2の実施の形態に係る燃料ポンプ103は、シリンダ41と、プランジャ42と、リフタ143と、リフタガイド44と、駆動カム32と、スプリング45とにより構成されている。そして、このリフタ143が、リフタガイド44に案内されるリフタ本体151と、リフタ本体151とプランジャ42との間に配置されプランジャ42の端部と係合するとともにスプリング45の端部を支持するプレート52と、リフタ本体151内に収容されるとともに、リフタ本体151に対して回動可能に係合した回動ハウジング153と、回動ハウジング153に支持されたシャフト54と、シャフト54に回転可能に支持され駆動カム32に摺接するローラ55と、リフタ本体151に固定され回動ハウジング153の回動を規制する回動規制ピン56とにより構成されている。
さらに、回動ハウジング153のリフタ本体151に対向する上端面部には、十字状の油溝153m1、153m2が形成されており、油溝内を流通するオイルにより潤滑され、より滑らかにリフタ本体151に対して回動ハウジング153が回動するよう構成されている。
その結果、第1の実施の形態と同様に、リフタ143が下降する際、ローラ55の外周面部55sが、カム32cの外周面部32gを押圧しつつ回転する。このとき、図12に示すように、ローラ55の軸線方向の中心線が駆動カム32の水平線CLに対して、傾斜線RLで示すように傾斜した状態であれば、ローラ55の外周面部55sとカム32cの外周面部32gとが、均一に接触せず部分的に接触する、いわゆる点接触の状態になる。
このような点接触は、第1の実施の形態と同様に、リフタ143により構成される燃料ポンプ103の各構成要素の寸法のばらつきや各構成要素の組み込み誤差により生じうる。従来の燃料ポンプにおいては、エンジンに一端装着されると、このような寸法のばらつきや組み込み誤差により生じた点接触を、構造上調整することができなかった。そのため図12に示すように、駆動カム32に偏った応力(MPa)が生ずることになり、偏摩耗が発生し、均一な接触と比較して駆動カム32の摩耗が促進されてしまい耐久性に欠けていた。
第2の実施の形態に係る燃料ポンプ103においては、回動ハウジング153がリフタ本体151と回動規制ピン56で規制される範囲内で回動可能に係合しているので、ローラ55の外周面部55sが、カム32cの外周面部32gを押圧したとき、外周面部55sが外周面部32gに倣い均一になるよう回動ハウジング153が回動する。
この回動により、ローラ55の軸線方向の中心線と駆動カム32の軸線方向の中心線とが水平線CLで示すように一致し、いわゆる線接触の状態となる。
その結果、図12に示すように、駆動カム32に均一な応力(MPa)が生ずることになり、駆動カム32の摩耗が従来の燃料ポンプに比べ著しく抑制され、駆動カム32の耐久性が著しく改善されるという効果が得られる。
リフタ143が上昇する際も、リフタ143が下降する際と同様、ローラ55の外周面部55sが、カム32cの外周面部32gに押圧されつつ回転する。このとき、回動ハウジング153がリフタ本体151と回動規制ピン56で規制される範囲内で回動可能に係合しているので、ローラ55の外周面部55sが、カム32cの外周面部32gに押圧されたとき、外周面部55sが外周面部32gに倣い均一になるよう回動ハウジング153が回動する。
この回動により、ローラ55の軸線方向の中心線と駆動カム32の軸線方向の中心線とが水平線CLで示すように一致し、いわゆる線接触の状態となる。
その結果、図12に示すように、駆動カム32に均一な応力(MPa)が生ずることになり、駆動カム32の摩耗が従来の燃料ポンプに比べ著しく抑制され、駆動カム32の耐久性が著しく改善されるという効果が得られる。
その結果、図12に示すように、駆動カム32に均一な応力(MPa)が生ずることになり、駆動カム32の摩耗が従来の燃料ポンプに比べ著しく抑制され、駆動カム32の耐久性が著しく改善されるという効果が得られる。
(第3の実施の形態)
図13は、本発明の第3の実施の形態に係る燃料ポンプの断面図であり、図14は、燃料ポンプの部分拡大断面図であり、図15は、図14のE−E断面を示す断面図であり、図16は、図14のF−F断面を示す断面図である。
図13は、本発明の第3の実施の形態に係る燃料ポンプの断面図であり、図14は、燃料ポンプの部分拡大断面図であり、図15は、図14のE−E断面を示す断面図であり、図16は、図14のF−F断面を示す断面図である。
なお、第3の実施の形態に係る燃料ポンプ203においては、第1の実施の形態に係る燃料ポンプ3のリフタ43に代えてリフタ243を形成した点が異なっているが、他の構成要素は同様に構成されている。したがって、同一の構成要素については、図1から図6に示した第1の実施の形態と同一の符号を用いて説明し、特に相違点についてのみ詳述する。
燃料供給装置201は、第1の実施の形態と同様に、燃料タンク2と、燃料ポンプ203と、4個の燃料噴射バルブ4と、ECU5とを含んで構成されており、燃料ポンプ203以外の各構成要素は燃料供給装置1と同様に構成されている。
また、図13に示すように、燃料ポンプ203は、ポンプ本体231を含んで構成されており、ポンプ本体231以外の各構成要素は、燃料ポンプ3の各構成要素と同様に構成されている。
また、図13に示すように、燃料ポンプ203は、ポンプ本体231を含んで構成されており、ポンプ本体231以外の各構成要素は、燃料ポンプ3の各構成要素と同様に構成されている。
ポンプ本体231は、リフタ243を含んで構成されており、リフタ243以外の各構成要素は、ポンプ本体31の各構成要素と同様に構成されている。
図13ないし図16に示すように、リフタ243は、第1の実施の形態と同様に、リフタ本体251と、プレート52と、回動ハウジング253と、シャフト54と、ローラ55と、回動規制ピン56と、円盤257とを含んで構成されている。
リフタ本体251は、第1の実施の形態と同様に、円柱状に形成されており、その外周面部251gでリフタガイド44に案内され、往復運動するようになっている。また、この外周面部251gには、図16に示すように、回り止め部251s1、251s2が形成されており、リフタ本体251がリフタガイド44内で往復運動する際に、回転しないようになっている。
また、リフタ本体251には、その軸線方向の一端部にプレート52を収容するプレート収容溝251mが形成され、軸線方向の他端部に円盤257および回動ハウジング253を収容するハウジング収容穴251hが形成されている。このハウジング収容穴251hを囲む底壁251bには、プレート収容溝251mに開口する複数の貫通孔251kが形成されており、リフタ243内に供給されたオイルが各貫通孔251k内を流通するようになっている。
また、リフタ本体251の外周面部251gには、その軸線方向に直交する方向に貫通する貫通孔251pが形成されており、この貫通孔251pには、回動規制ピン56が圧入されるようになっている。
回動ハウジング253は、図14ないし図16に示すように、円柱状に形成されており、その軸線方向の一端部には、ローラ55を収容するローラ収容穴253rが形成されている。さらに、回動ハウジング253の外周面部253gには、その軸線方向に平坦部253h1、253h2が、軸線を挟んで互いに対向するよう形成されており、平坦部253h1に回動規制ピン56が係合し回動ハウジング253が所定の範囲を超えて回転しないようになっている。
また、平坦部253h1には貫通孔253k1が形成され、平坦部253h2には貫通孔253k1と軸線を一致する貫通孔253k2が形成されており、これらの貫通孔253k1、253k2にはシャフト54が挿通されるようになっている。
円盤257は、その外径を回動ハウジング253の外径と略同一か、回動ハウジング253の外径よりも僅かに小さく形成した円盤からなり、円盤本体257hと、ボール257bとを含んで構成されている。
円盤本体257hには、円周上等間隔に8個の貫通孔257kが形成されており、ボール257bが回動可能に挿入されるようになっている。また、円盤本体257hには、円周上等間隔に4個のオイル通路257oが、貫通して形成されており、リフタ243内のオイルが流通するようになっている。
ボール257bは、その直径が、円盤本体257hの厚みよりも大きく形成されており、円盤257がリフタ本体251と回動ハウジング253との間に介装された際に、各ボール257bのみがリフタ本体251と回動ハウジング253に接触するようになっている。
次に、第3の実施の形態に係る燃料ポンプ203の作用について説明する。
第1の実施の形態と同様に、燃料を高圧にして燃料噴射バルブ4から噴射する必要があるとき、まず、ECU5の指令により電磁スピルバルブ33が開弁され、燃料ポンプ203の吸入行程が開始する。
このとき、燃料が、図2に示す燃料タンク2のフィードポンプ23からフィルタ24、プレッシャレギュレータ22およびパルセーションダンパ7を介して低圧燃料パイプ6から燃料通路34tに流入する。
このとき、燃料が、図2に示す燃料タンク2のフィードポンプ23からフィルタ24、プレッシャレギュレータ22およびパルセーションダンパ7を介して低圧燃料パイプ6から燃料通路34tに流入する。
そして、図示しないエンジンのクランクシャフトの回転により、図2に示すシャフト32sが回転するとカム32cが回転して、リフタ243がスプリング45の押圧力により圧力室41pから離隔する方向に移動し、プランジャ42が同方向に下降し、リフタ243が下降する。
リフタ243が下降する際、回動ハウジング253が円盤257を介してリフタ本体251に回動可能に連結されているので、回動ハウジング253に支持されたシャフト54の軸線は、カム32cに摺接しているローラ55を介して、シャフト32sの軸線と一致する姿勢になるまで回動し、シャフト54の軸線と、シャフト32sの軸線とが一致した状態、すなわちローラ55の外周面部55sと駆動カム32の外周面部32gとが線接触した状態で駆動カム32とローラ55とが互いに摺接する。
このとき、電磁スピルバルブ33が開弁状態となっているので、燃料が燃料通路34tから圧力室41pに吸入される。
燃料の吸入が完了すると、ECU5の指令により電磁スピルバルブ33が閉弁し、圧力室41pと燃料通路34tとが遮断され、加圧行程が開始する。
この加圧行程においては、プランジャ42が上昇し圧力室41p内の燃料が圧縮されて燃料圧力が、例えば、13MPa程度まで高められる。
この加圧行程においては、プランジャ42が上昇し圧力室41p内の燃料が圧縮されて燃料圧力が、例えば、13MPa程度まで高められる。
リフタ243が上昇する際も、リフタ243が下降する際と同様、回動ハウジング153に支持されたシャフト54の軸線は、カム32cに摺接しているローラ55を介して、シャフト32sの軸線と一致する姿勢になるまで回動し、シャフト54の軸線と、シャフト32sの軸線とが一致した状態、すなわちローラ55の外周面部55sと駆動カム32の外周面部32gとが線接触した状態で駆動カム32の動力がローラ55を介してリフタ243に伝達される。
圧力室41p内の燃料圧力が13MPaに達すると、燃料圧力によりチェックバルブ36が開放されて、圧力室41p内の高圧の燃料が、高圧燃料パイプ9を介してデリバリパイプ8に供給される。
このとき、ECU5の噴射制御部から燃料噴射バルブ4に噴射指令が伝達され、燃料噴射バルブ4から高圧燃料が噴射される。図示しないエンジンの各気筒毎に、各気筒の燃焼サイクルに応じてECU5により噴射量や噴射タイミングなどの燃料噴射が制御される。
このように、第3の実施の形態に係る燃料ポンプ203は構成されているので、以下のような効果が得られる。
ここで、図17は、リフタ243のローラ55の外周面部55sと駆動カム32の外周面部32gとの摺接状態を示すグラフであり、横軸に駆動カム32の軸線方向の位置が表され、縦軸にローラ55の押圧力により生ずる駆動カム32の応力(MPa)の大きさを表している。第1の実施の形態と同様に、図中に点線で示す水平線CLは、駆動カム32をローラ55から見たとき、駆動カム32の軸線方向の中心線を示しており、点線で示す傾斜線RLは、ローラ55の軸線方向の中心線を示している。
第3の実施の形態に係る燃料ポンプ203は、シリンダ41と、プランジャ42と、リフタ243と、リフタガイド44と、駆動カム32と、スプリング45とにより構成されている。そして、このリフタ243が、リフタガイド44に案内されるリフタ本体251と、リフタ本体251とプランジャ42との間に配置されプランジャ42の端部と係合するとともにスプリング45の端部を支持するプレート52と、リフタ本体251内に収容されるとともに、リフタ本体251に対して複数のボール257bを備えた円盤257を介して回動可能に係合した回動ハウジング253と、回動ハウジング253に支持されたシャフト54と、シャフト54に回転可能に支持され駆動カム32に摺接するローラ55と、リフタ本体251に固定され回動ハウジング253の回動を規制する回動規制ピン56とにより構成されている。
その結果、第1の実施の形態と同様に、リフタ243が下降する際、ローラ55の外周面部55sが、カム32cの外周面部32gを押圧しつつ回転する。このとき、図17に示すように、ローラ55の軸線方向の中心線が駆動カム32の水平線CLに対して、傾斜線RLで示すように傾斜した状態であれば、ローラ55の外周面部55sとカム32cの外周面部32gとが、均一に接触せず部分的に接触する、いわゆる点接触の状態になる。
このような点接触は、第1の実施の形態と同様に、リフタ243により構成される燃料ポンプ203の各構成要素の寸法のばらつきや各構成要素の組み込み誤差により生じうる。従来の燃料ポンプにおいては、エンジンに一端装着されると、このような寸法のばらつきや組み込み誤差により生じた点接触を、構造上調整することができなかった。そのため図17に示すように、駆動カム32に偏った応力(MPa)が生ずることになり、偏摩耗が発生し、均一な接触と比較して駆動カム32の摩耗が促進されてしまい耐久性に欠けていた。
第3の実施の形態に係る燃料ポンプ203においては、回動ハウジング253がリフタ本体151と回動規制ピン56で規制される範囲内で回動可能に係合しているので、ローラ55の外周面部55sが、カム32cの外周面部32gを押圧したとき、外周面部55sが外周面部32gに倣い均一になるよう円盤257を介して回動ハウジング253が回動する。
この回動により、ローラ55の軸線方向の中心線と駆動カム32の軸線方向の中心線とが水平線CLで示すように一致し、いわゆる線接触の状態となる。
その結果、図17に示すように、駆動カム32に均一な応力(MPa)が生ずることになり、駆動カム32の摩耗が従来の燃料ポンプに比べ著しく抑制され、駆動カム32の耐久性が著しく改善されるという効果が得られる。
その結果、図17に示すように、駆動カム32に均一な応力(MPa)が生ずることになり、駆動カム32の摩耗が従来の燃料ポンプに比べ著しく抑制され、駆動カム32の耐久性が著しく改善されるという効果が得られる。
リフタ243が上昇する際も、リフタ243が下降する際と同様、ローラ55の外周面部55sが、カム32cの外周面部32gに押圧されつつ回転する。このとき、回動ハウジング253がリフタ本体251と回動規制ピン56で規制される範囲内で回動可能に係合しているので、ローラ55の外周面部55sが、カム32cの外周面部32gに押圧されたとき、外周面部55sが外周面部32gに倣い均一になるよう回動ハウジング253が回動する。
この回動により、ローラ55の軸線方向の中心線と駆動カム32の軸線方向の中心線とが水平線CLで示すように一致し、いわゆる線接触の状態となる。
その結果、図17に示すように、駆動カム32に均一な応力(MPa)が生ずることになり、駆動カム32の摩耗が従来の燃料ポンプに比べ著しく抑制され、駆動カム32の耐久性が著しく改善されるという効果が得られる。
その結果、図17に示すように、駆動カム32に均一な応力(MPa)が生ずることになり、駆動カム32の摩耗が従来の燃料ポンプに比べ著しく抑制され、駆動カム32の耐久性が著しく改善されるという効果が得られる。
第1の実施の形態ないし第3の実施の形態に係る燃料ポンプ3、103、203においては、車両に搭載されたエンジンに対して、駆動カム32が下側に配置されるように、配置された場合について説明した。
しかしながら、本発明に係る燃料ポンプにおいては、車両に搭載されたエンジンに対して、駆動カム32が下側に配置される場合以外の配置方法で配置するようにしてもよい。
例えば、駆動カム32が上側になるように配置してもよく、駆動カム32が横側になるよう、すなわちプランジャが水平移動するように配置してもよい。
例えば、駆動カム32が上側になるように配置してもよく、駆動カム32が横側になるよう、すなわちプランジャが水平移動するように配置してもよい。
また、第1の実施の形態ないし第3の実施の形態に係る燃料ポンプ3、103、203においては、電磁スピルバルブ33が、燃料ポンプ3、103、203の上側に配置された場合について説明した。
しかしながら、本発明に係る燃料ポンプにおいては、電磁スピルバルブが上側の配置以外の配置方法で燃料ポンプを構成してもよい。例えば、電磁スピルバルブが燃料ポンプの側面側に配置されるよう構成してもよい。
以上説明したように、本発明によれば、ローラの外周面と駆動カムの外周面との間で一様な接触が得られ、高い耐久性を有する燃料ポンプを提供することができるという効果を奏し、駆動カムの回転運動がプランジャの往復運動に変換される機構を備えた燃料ポンプなどのポンプ全般に有用である。
1、101、201 燃料供給装置
3、103、203 燃料ポンプ
31、131、231 ポンプ本体
32 駆動カム
32g、51g、53g、153g、253g 外周面部(外周面)
33 電磁スピルバルブ
34、35 バルブケース
36 チェックバルブ
41 シリンダ
41p 圧力室
42 プランジャ
43、143、243 リフタ
44 リフタガイド
45 スプリング
51、151、251 リフタ本体
52 プレート
53、153、253 回動ハウジング
54 シャフト
55 ローラ
56 回動規制ピン
57、257b ボール
257 円盤
3、103、203 燃料ポンプ
31、131、231 ポンプ本体
32 駆動カム
32g、51g、53g、153g、253g 外周面部(外周面)
33 電磁スピルバルブ
34、35 バルブケース
36 チェックバルブ
41 シリンダ
41p 圧力室
42 プランジャ
43、143、243 リフタ
44 リフタガイド
45 スプリング
51、151、251 リフタ本体
52 プレート
53、153、253 回動ハウジング
54 シャフト
55 ローラ
56 回動規制ピン
57、257b ボール
257 円盤
Claims (1)
- 圧力室を有するシリンダと、前記シリンダ内に往復運動可能に挿入されたプランジャと、前記プランジャに連結され前記プランジャを往復運動させるリフタと、前記リフタを収容するとともに前記リフタの往復運動を案内するリフタガイドと、前記リフタを往復運動させる駆動カムと、前記シリンダと前記リフタとの間に配置され、前記リフタを前記駆動カム側に付勢するスプリングと、を備え、前記駆動カムの回転運動を前記リフタおよび前記プランジャの往復運動に換えることにより、前記圧力室内に供給された燃料の圧力を高めて吐出させる燃料ポンプにおいて、
前記リフタが、前記リフタガイドに案内されるリフタ本体と、前記リフタ本体と前記プランジャとの間に配置され前記プランジャの端部と係合するとともに前記スプリングの端部を支持するプレートと、前記リフタ本体内に回動可能に収容された回動ハウジングと、前記回動ハウジングに支持されたシャフトと、前記シャフトに回転可能に支持され前記駆動カムに摺接するローラと、前記リフタ本体に固定され前記回動ハウジングの回動を規制する回動規制ピンと、を有することを特徴とする燃料ポンプ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008327978A JP2010150965A (ja) | 2008-12-24 | 2008-12-24 | 燃料ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008327978A JP2010150965A (ja) | 2008-12-24 | 2008-12-24 | 燃料ポンプ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010150965A true JP2010150965A (ja) | 2010-07-08 |
Family
ID=42570332
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008327978A Withdrawn JP2010150965A (ja) | 2008-12-24 | 2008-12-24 | 燃料ポンプ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010150965A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013164014A (ja) * | 2012-02-10 | 2013-08-22 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の制御装置 |
JP2019138192A (ja) * | 2018-02-08 | 2019-08-22 | 株式会社オティックス | ローラリフタ |
JPWO2022091554A1 (ja) * | 2020-10-30 | 2022-05-05 |
-
2008
- 2008-12-24 JP JP2008327978A patent/JP2010150965A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013164014A (ja) * | 2012-02-10 | 2013-08-22 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の制御装置 |
JP2019138192A (ja) * | 2018-02-08 | 2019-08-22 | 株式会社オティックス | ローラリフタ |
JPWO2022091554A1 (ja) * | 2020-10-30 | 2022-05-05 | ||
WO2022091554A1 (ja) * | 2020-10-30 | 2022-05-05 | 日立Astemo株式会社 | 燃料ポンプ |
JP7316466B2 (ja) | 2020-10-30 | 2023-07-27 | 日立Astemo株式会社 | 燃料ポンプ |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110615 |
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A761 | Written withdrawal of application |
Effective date: 20120125 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 |