JPH05332222A - 燃料噴射ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】接触面の片当たりを防止し、接触面の良好な潤
滑が行え、焼き付きや摩耗を防止してポンプの長寿命化
を可能にした燃料噴射ポンプを提供する。 【構成】カムローラ２５とタペットピン２３との間にブ
ッシング２４を設け、このブッシングとカムローラとの
間の摺動面を弯曲面２４ａとし、これら摺動部は中央部
の隙間に比べてタペットピンの軸方向に沿う端部側の隙
間２６が漸次広くし、かつ上記タペット本体に上記ブッ
シングとカムローラとの間の隙間に潤滑油を供給する給
油通路３２ａ、３２ｂを形成したことを特徴とする。 【作用】ブッシングに対しカムローラが傾き可能とな
り、カムシャフトにたわみが発生してもカムローラが傾
くのでカムとの接触面に片当たりを生じなくなり、カム
ローラとブッシングとの接触面に潤滑油が供給されるか
ら、潤滑油切れや、偏摩耗、焼き付きなどを防止するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンにより回転さ
れるカムシャフトによってプランジャを往復運動させ、
このプランジャにより燃料を供給する燃料噴射ポンプに
係り、特にカムシャフトの回転をプランジャの往復運動
に変換するタペットの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、エンジンに燃料を供給する列型
燃料噴射ポンプは、エンジンにより回転駆動されるカム
シャフトに、軸方向に沿って複数のカムを形成し、これ
らカムの回転をそれぞれタペットにより往復運動に変換
してプランジャに伝え、これらプランジャの往復運動に
よってポンプ室内の燃料を加圧し、この加圧燃料を各気
筒に設けた噴射弁へ供給するようになっている。

【０００３】上記カムの回転をプランジャの往復運動に
変換するために用いられているタペットは、実公昭６３
−１６８６０号公報にも示されている通り、プランジャ
に係合してプランジャの往復運動と同方向に移動可能な
タペット本体と、このタペット本体に挿通されたタペッ
トピンと、このタペットピンに取着され上記カムに当接
されるカムローラとを備えており、このカムローラが上
記カムの外面に転接することによりタペット本体を往復
運動させるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近ディー
ゼルエンジンの排ガス対策として、燃料を高圧噴射する
ことが有効であることが判ってきた。このため燃料噴射
ポンプから供給される燃料の吐出圧を高くする研究が進
められている。しかし、吐出圧を高くするにはカムリフ
トを高くする必要があり、このようにするとタペットに
かかる負担が増し、各接触面の面圧が高くなる。接触面
の面圧を低くするには接触面を広くすればよいが、この
ようにすると接触面が増すとともに高圧化によるカムシ
ャフトのたわみも影響して、接触面に片当たりが発生す
る。特に、エンジンの気筒数が多い場合は、カムシャフ
トの軸方向に沿って多数のタペットを接触させる構造と
なるからカムシャフトに局部的な負荷がかかり、カムシ
ャフトにたわみが発生する。このようなたわみは、カム
面とカムローラとの接触面およびカムローラとタペット
ピンとの接触面に一層片当たりを生じさせる。

【０００５】そして、このような片当たりは、局部的に
面圧が高くなるのでこの部分の潤滑油切れや、偏摩耗、
焼き付きなどを生じ易くなり、寿命が低下する。

【０００６】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするのは、接触面の片当たりを防
止し、この接触面の潤滑が可能となり、焼き付きや偏摩
耗を防止してポンプの長寿命化を可能にした燃料噴射ポ
ンプを提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、カムローラとタペットピンとの間にブッシン
グを設け、上記カムローラはこのブッシングに回転自在
に支持されてこのブッシングと摺動し、これらブッシン
グとカムローラとの間の少なくとも一方の摺動面を弯曲
面とし、これらブッシングとカムローラとの摺動部は中
央部の隙間に比べてタペットピンの軸方向に沿う端部側
の隙間が漸次広くなるようにしたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明によれば、ブッシングとカムローラとの
摺動部の隙間は中央部に比べて軸方向に沿う端部側が漸
次広くなるようにしたから、ブッシングに対してカムロ
ーラが傾き可能となり、したがってカムシャフトにたわ
みが発生してもカムに沿ってカムローラが傾くので接触
面に片当たりを生じなくなる。そして、このような摺動
部はくさび形の隙間となり、この隙間に潤滑油が侵入す
るので、潤滑油切れや、偏摩耗、焼き付きなどを防止す
ることができる。

【０００９】

【実施例】以下本発明について、図１および図２に示す
第１の実施例にもとづき説明する。 本実施例は列型燃
料噴射ポンプに適用して示すが、本発明は列型燃料噴射
ポンプに限らず、単筒型燃料噴射ポンプであってもよ
い。図において１はポンプハウジングを示し、このポン
プハウジング１内には、下部にカム室２が形成されてい
る。カム室２にはカムシャフト３が挿通されており、こ
のカムシャフト３は図示しない軸受により回転自在に支
持されている。カムシャフト３は図示しないエンジンに
より回転駆動されるようになっており、このカムシャフ
ト３の外面には気筒の数と同数のカム４が形成されてい
る。なお、カム４は、カムシャフト３に一体成形しても
よく、または別に形成しておいて一体に取付けてもよ
い。このカム室２には潤滑油が収容されており、上記カ
ム４はこの潤滑油に浸漬されるようになっている。よっ
てカム４の外周面は潤滑油により潤滑される。

【００１０】ポンプハウジング１の上部には、プランジ
ャバレル５が嵌挿されている。プランジャバレル５には
ポンプ室６が形成されており、このポンプ室６にはプラ
ンジャ７の上端部が摺動自在に嵌挿されている。プラン
ジャ７の下端は下部ばね座９を介して後述するタペット
２０に連結されており、このタペット２０はカム４によ
り上下方向に往復駆動されるようになっている。したが
って、プランジャ７はタペット２０により上下に往復運
動される。プランジャ７が押し上げられると、このプラ
ンジャ７はプランジャバレル５のポンプ室６に吸引した
燃料を押圧する。この燃料の圧力が吐出弁１２の開弁圧
以上になると、ポンプ室６の高圧燃料が吐出口体１４を
通じてエンジンの噴射弁（図示しない）へ供給されるよ
うになっている。なお、プランジャ７は上下のばね座
８、９の間に掛け渡したスプリング１０により常時下向
きに押されて復帰されるようになっている。なお、１６
は燃料噴射タイミングを制御するためのピニオンギアで
ある。

【００１１】ポンプハウジング１には、カム室２に連な
る摺動孔１８が形成されており、この摺動孔１８には上
記タペット２０が軸方向に摺動自在に嵌挿されている。
タペット２０について、図２を加えて説明する。タペッ
ト２０は、上記摺動孔１８内でプランジャ７の往復運動
と同方向に往復運動する特殊鋼からなるタペット本体２
１を有し、このタペット本体２１には回り止めのための
タペットガイド１９が取着されている。このタペットガ
イド１９は上記摺動孔１８の内面に軸方向に沿って形成
されたガイド溝１９ａに沿って摺動可能となっており、
タペット本体２１の回転を防止している。このタペット
本体２１には下面が開口する凹部２８が形成されてい
る。この凹部２８の対向する両側の壁２９、２９には上
記カムシャフト３と平行をなした挿通孔２２、２２が形
成されており、これら挿通孔２２、２２間にはタペット
ピン２３が挿通されている。このタペットピン２３の両
端は摺動孔１８の内面により移動が規制されて抜け止め
されている。

【００１２】このタペットピン２３にはブッシング２４
が回転自在に取着されている。ブッシング２４はタペッ
トピン２３に回転自在に嵌合しており、その外面は軸方
向の中央部が高く（厚く）、端部に近い程漸次低く（薄
く）なるようなクラウニング形状（バレル形）の弯曲面
２４ａをなしている。このブッシング２４にはカムロー
ラ２５が回転自在に取着されている。カムローラ２５の
内面２５ａおよび外面２５ｂはともにストレート面であ
り、内面２５ａは上記ブッシング２４の弯曲面２４ａに
摺動自在に嵌合している。このため、ブッシング２４と
カムローラ２５はカムローラ２５がタペットピン２３に
対して平行な姿勢の場合に中央部で相互の接触するよう
になり、このとき、両端部にはくさび形の隙間２６、２
６が形成されるようになっている。したがってカムロー
ラ２５はブッシング２４に対して、軸方向に傾動可能と
なっている。このようなカムローラ２５の外面２５ｂは
上記カム４に転がり接触するように押付けられており、
カム４の回転に伴って転がり回転するようになってい
る。

【００１３】前記下部ばね座９には、空気逃し兼給油孔
３１が形成されており、タペット２０が下降する場合に
カム室２の空気を上部室３０に逃し、タペット２０が上
昇する場合に上部室３０の潤滑油を導入するようになっ
ている。

【００１４】そして、タペット本体２１には、空気逃し
兼給油通路３２ａ、３２ｂが形成されている。上部給油
通路３２ａの上端は上記下部ばね座９に形成した給油孔
３１に連通しており、下部給油通路３２ｂの下端は壁２
９を通じて凹部２８の内面に開口している。この下部給
油通路３２ｂの下端開口部は、前記ブッシング２４とカ
ムローラ２５との間に形成された側方に開口しているく
さび形の隙間２６に対向している。上記空気逃し兼給油
通路３２ａ、３２ｂも、タペット２０が下降する場合に
カム室２の空気を上部室３０に逃し、タペット２０が上
昇する場合に上部室３０の潤滑油を導通させて隙間２６
に給油するようになっている。

【００１５】このような構成の燃料噴射ポンプについ
て、作用を説明する。

【００１６】カムシャフト３の回転によりカム４が回転
すると、カム４の上面に押付けられているカムローラ２
５がカム４に転接し、カムプロフィルに伴って往復運動
する。この運動はブッシング２４、タペットピン２３お
よびタペット本体２１に伝えられ、よってタペット２０
はポンプハウジング１に形成した摺動孔１８に摺接しつ
つ上下に往復運動する。上記タペット２０の往復運動は
プランジャ７に伝えられ、プランジャ７が同動して往復
運動される。プランジャ７が押し上げられた時にポンプ
室６に吸引した燃料を押圧し、この燃料圧力が吐出弁１
２の開弁圧以上になると、ポンプ室６の高圧燃料を吐出
口体１４を通じてエンジンの噴射弁（図示しない）へ供
給する。また、プランジャ７が上死点を越えるとスプリ
ング１０の力を受け、かつカムプロフィルに伴って下降
し、タペット２０は摺動孔１８内を摺動して下動する。

【００１７】上記タペット２０が上向きに移動する場
合、下部ばね座９に形成した空気逃し兼給油孔３１から
上部室３０の潤滑油を導入し、タペット本体２１に形成
した空気逃し兼給油通路３２ａ、３２ｂより凹部２８に
潤滑油を導入する。この潤滑油はカムローラ２５、ブッ
シング２４、タペットピン２３を濡らし、これらの摺動
面を潤滑するが、特にブッシング２４とカムローラ２５
との間に形成したくさび形の隙間２６に供給し、この隙
間を潤滑する。

【００１８】そして、燃料を高圧噴射するためにカムリ
フトを高くし、かつ１本のカムシャフト３により多数の
タペット２０を駆動するポンプにおいて、カムシャフト
３に局部的な負荷がかかり、カムシャフト３にたわみが
発生してカム４面とカムローラ２５との摺接面に片当た
りを生じようとした場合には、ブッシング２４の外面を
クラウニング形状の弯曲面２４ａとし、この弯曲面２４
ａに接触するカムローラ２５が傾斜が自在となっている
ので、カムシャフト３のたわみに応じてカムローラ２５
が傾斜し、したがってカムローラ２５の外面２５ｂとカ
ム４面は、相互に広い摺動面で接触する。このため、カ
ムローラ２５とカム４との間で片当たりが発生するのが
防止され、局部的面圧の上昇やこれによる潤滑油切れ、
偏摩耗、焼き付きなどを防止することができる。

【００１９】この場合、カムローラ２５はブッシング２
４に対して傾くが、ブッシング２４の外面はクラウニン
グ形の弯曲面２４ａをなしているのでカムローラ２５の
傾きを許容する。この際、カムローラ２５とブッシング
２４との接触位置は変動するから局部的な偏摩耗を防止
することができるばかりでなく、この接触点には上記潤
滑油が良好に供給されるので焼き付きや浸蝕が防止され
る。つまり、上記給油通路３２ａ、３２ｂからブッシン
グ２４とカムローラ２５との間に形成したくさび形の隙
間２６に潤滑油が供給されると、入口が広いので潤滑油
が入り易く、しかもブッシング２４およびカムローラ２
５の回転によって遠心力を受けて潤滑油は半径の一番大
きな位置、つまり弯曲面２４ａの最も高い中央部へ昇っ
て行くようになり、最も高い箇所で自動的に油膜が形成
されるようになるから、接触圧の高い箇所の潤滑を確実
に行うことができる。

【００２０】なお、カムローラ２５の外面形状をクラウ
ニング形の弯曲面にすることも考えられ、この面の潤滑
はカム４がカム室２内の潤滑油に浸漬されることで潤滑
が可能であるが、上記のようにくさび形隙間２６に閉じ
込めた潤滑油を遠心力により使用頻度が高く面圧の高く
なる中央部に強制的に供給することは期待できず、本発
明の効果には及ばない。

【００２１】したがって、上記実施例の構造によれば、
ディーゼル機関の排ガス対策のため、燃料を高圧噴射す
る型式のポンプに適用可能となり、カムリフトを高くし
て各接触面の面圧が高くなっても片当たりを防止するこ
とができ、かつ潤滑油切れや、偏摩耗、焼き付きなども
防止することができ、寿命特性が向上する。

【００２２】また、摩耗を防止できるから、噴射ポンプ
のがたつき発生を防止し、このため騒音防止にも効果が
ある。

【００２３】なお、本発明は上記第１の実施例に制約さ
れるものではない。つまり、図３に示す第２の実施例の
場合は、タペットピン２３とブッシング２４との摺動面
を潤滑するようにしたものであり、タペット本体２１に
は、他方の壁２９に他の給油通路４２ａ、４２ｂを形成
してあり、一方の給油通路４２ａは下部ばね座９に形成
した給油孔３１に連通しており、他方の給油通路４２ｂ
はタペットピン２３の一端部外面に開口している。タペ
ットピン２３には一端部外面に環状溝４５を形成してあ
るとともに、外周面には一端が環状溝４５に連通された
螺旋溝４６を形成してある。したがって、このような構
成の場合、タペット２０が上昇する時に上部室３０内の
潤滑油を下部ばね座９に形成した給油孔３１から給油通
路４２ａおよび４２ｂを通じてタペットピン２３の環状
溝４５に導入し、この潤滑油は螺旋溝４６を通じてタペ
ットピン２３とブッシング２４との間の摺動面を潤滑す
る。よってタペットピン２３とブッシング２４との間に
焼き付きを防止する。なお、この場合、タペットピン２
３とタペット本体２１に形成した挿通孔２２との間に潤
滑も可能である。

【００２４】なお、この場合、その他の構造は第１の実
施例と同様であってよい。但し、図３の（Ａ）図に示す
ように、タペットピン２３に給油するための給油通路４
２ａ、４２ｂは中心位置に設け、くさび形隙間２６に給
油するための給油通路３２ａ、３２ｂは中心位置からカ
ムローラ２５の回転方向へずれた位置に設けることによ
り給油効率を向上させてある。

【００２５】また、上記各実施例は、ブッシングの外面
に弯曲面を形成して中央部の径を大きくしたので、遠心
力により潤滑油が径の大きな箇所、つまり面圧の高い箇
所に強制的に送られるようにしたが、本発明は中央部の
径を大きくすることには限らず、少なくともくさび形の
隙間２６を設ければ潤滑油の流れ込みがよくなるから、
カムローラの内面または、ブッシングの外面とカムロー
ラの内面の両者に弯曲面を形成するようにしてもよい。
ただし、これら両面に弯曲面を形成した場合は、潤滑油
がクラウニング面に侵入する作用が若干低下することが
あり、このような給油効果を考慮すればブッシングの外
面にのみクラウニング面を形成する方がよい。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ブ
ッシングとカムローラとの摺動部の隙間を、中央部に比
べて軸方向に沿う端部側が漸次広くなるようにしたか
ら、ブッシングに対してカムローラは傾き可能となり、
したがって高圧化によるカムシャフトにたわみが発生し
てもカムに沿ってカムローラが傾き、また形状や加工ば
らつき等が生じてもカムに沿ってカムローラが傾き、よ
ってカム面との接触において片当たりを生じなくなる。
そして、ブッシングとカムローラの接触面に潤滑油を供
給する場合、くさび形の隙間に潤滑油が自動的に侵入す
るので、高圧化や高速回転使用等の過酷な状況でも潤滑
油切れや、偏摩耗、焼き付きなどを防止することができ
る。このようなことから排気対策のための高圧噴射タイ
プのポンプにおいて高い接触圧が作用するタペットの摺
接面を良好に潤滑し、焼き付きを防止する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す燃料噴射ポンプの
断面図。

【図２】同実施例のタペットを拡大した他の方向の断面
図。

【図３】本発明の第２の実施例を示し、（Ａ）図は断面
図、（Ｂ）図は他の方向の断面図。

【符号の説明】

１…ポンプハウジング、３…カムシャフト、４…カム、
６…ポンプ室、７…プランジャ、１８…摺動孔、２０…
タペット、２１…タペット本体、２３…タペットピン、
２４…ブッシング、２４ａ…弯曲面、２５…カムロー
ラ、２６…くさび形隙間、３２ａ、３２ｂ、４２ａ、４
２ｂ…給油通路、４５…環状溝、４６…螺旋溝。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンにより回転されるカムシャフト
   の回転によりタペットを往復運動させ、このタペットの
   運動をプランジャに伝えてこのプランジャを往復運動さ
   せ、このプランジャにより燃料を圧送する燃料噴射ポン
   プにおいて、 上記タペットは、 上記プランジャに係合してプランジャと同方向に移動可
   能なタペット本体と、 このタペット本体に取着されたタペットピンと、 このタペットピンに設けられたブッシングと、 このブッシングに回転自在に嵌合されて上記カムシャフ
   トのカムと転接するカムローラと、 上記ブッシングとカムローラの少なくとも一方の摺動面
   に形成されこれらブッシングおよびカムローラの隙間が
   中央部に比べて軸方向の端部で漸次広くなるようにした
   弯曲面と、 を具備したことを特徴とする燃料噴射ポンプ。
2. 【請求項２】 上記タペット本体には、上記ブッシング
   とカムローラとの隙間に潤滑油を供給する給油通路を形
   成したことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射ポン
   プ。
3. 【請求項３】 上記タペットピンには、タペットピンと
   ブッシングとの接触面に潤滑油を供給する潤滑油の供給
   部を形成するとともに、上記タペット本体にはこの潤滑
   油供給部に潤滑油を供給する給油通路を形成したことを
   特徴とする請求項１に記載の燃料噴射ポンプ。