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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung, die es einem Antriebselement ermöglicht, eine Hin- und Herbewegung mit einem Kipphebel durchzuführen, und betrifft insbesondere eine Antriebsvorrichtung, die zum Antreiben einer Hochdruckkraftstoffpumpe geeignet ist, die Kraftstoff einer Brennkraftmaschine, der in Zylinder, die die Brennkraftmaschine bilden, einzuspritzen ist, auf einen ausreichend hohen Druck unter Druck setzt.
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STAND DER TECHNIK
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Die Antriebsvorrichtung, die mit einem Kipphebel ausgerüstet ist, ist derart aufgebaut, dass der Kipphebel als Reaktion auf eine Dreheingabe geschwenkt wird, wodurch es möglich wird, das Antriebselement, das in Eingriff mit dem Kipphebel gehalten wird, hin- und herzubewegen. Die derart aufgebaute Antriebsvorrichtung wird häufig in einem Ventilzug einer Brennkraftmaschine und anderen Vorrichtungen wie beispielsweise einer Antriebsvorrichtung für eine Hochdruckkraftstoffpumpe verwendet, die einen Kolben aufweist, der sich hin- und herbewegt, um den Kraftstoff der Brennkraftmaschine auf einen hohen Druck zu bringen.
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Eine der herkömmlichen Antriebsvorrichtungen, die jeweils einen Kipphebel aufweisen, ist als eine Antriebsvorrichtung bekannt (siehe beispielsweise Patentdokument 1), die einen Kipphebelträgerabschnitt aufweist, der unmittelbar oberhalb und benachbart zu dem Schwenkpunktabschnitt des Kipphebels angeordnet ist und mit einer Kopfabdeckung einstückig ausgebildet ist, um eine Loslösung des Kipphebels einzuschränken, um auf zuverlässige Weise zu verhindern, dass sich der Kipphebel zu dem Zeitpunkt der Montage der Kopfabdeckung, die mit einem Lagerabschnitt einer Nockenwelle ausgebildet ist, von seiner vorbestimmten Position loslöst.
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Außerdem ist eine weitere Antriebsvorrichtung bekannt (siehe beispielsweise Patentdokument 2), die aufweist: einen Nockenmitnehmer, der eine Schwenkmittelachse und eine Durchgangsbohrung aufweist, die in dem Nockenmitnehmer ausgebildet ist und sich entlang der Schwenkmittelachse erstreckt, eine Trägerwelle, die sich in der Durchgangsbohrung des Nockenmitnehmers erstreckt und einen Schwenkpunktabschnitt des Nockenmitnehmers, der von ihr getragen wird, aufweist, und eine Zugfeder zum Ausüben einer Zugkraft auf den Nockenmitnehmer, um den Nockenmitnehmer aufwärts zu ziehen. Die obige Antriebsvorrichtung ist ausgelegt, zu verhindern, dass sich der Nockenmitnehmer von einem Kolben loslöst, der zum Antreiben eines PumpeDüse-Elements verwendet wird, wenn der Kolben an Elementen oder Teilen feststeckt, die in Kontakt mit dem Kolben gehalten werden.
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ZITIERUNGSLISTE
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PATENTLITERATUR
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- Patentdokument 1: internationale Patentoffenlegungsschrift WO 2007/083 223 A1
- Patentdokument 2: japanische Gebrauchsmusterveröffentlichung JP H05-21163 U
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Weiterhin offenbart die
US 4 765 290 A eine Antriebsvorrichtung einer Gaswechselventilbetätigung mit einer Feder, die einen Kipphebel in seinem Schwenklager sichert. Die Feder greift jedoch nicht am Schwenkendabschnitt des Kipphebels an.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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TECHNISCHES PROBLEM
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Die obige herkömmliche Antriebsvorrichtung, die den Schwenkpunktabschnitt des Kipphebels und den Kipphebelträgerabschnitt aufweist, der mit einer sehr kleinen Lücke und benachbart zu dem Schwenkgelenkpunktabschnitt des Kipphebels getrennt angeordnet ist, kann verhindern, dass sich der Kipphebel von dem Kipphebelträgerabschnitt loslöst, aber kann nicht normal von dem Kipphebelträgerabschnitt ge tragen werden, wenn eine Schubstange, ein Ventilkörper und weitere Elemente an an deren Teilen stecken bzw. haften bleiben, wodurch das Problem entsteht, dass periphere Teile beschädigt werden, wenn einen Antriebsnocken zufällig auf den Kipphebel stößt.
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Insbesondere in dem Fall, in dem die obige Antriebsvorrichtung zum Antreiben der Kraftstoffpumpe verwendet wird, die ausgelegt ist, einen Kolben vertikal aufwärts des Kipphebels hin- und herzubewegen, besteht bei der Kraftstoffpumpe gelegentlich das Problem, dass ein abnormer Gleitzustand verursacht wird, der daraus resultiert, dass der Kolben an anderen Elementen, die in Kontakt zu dem Kolben gehalten werden, haften bleibt. Dann kann der Kipphebel von dem Kipphebelträgerabschnitt nicht normal getragen werden, was zu einer hohen Wahrscheinlichkeit führt, dass nicht nur der Kipphebel dadurch beschädigt wird, dass er gelegentlich von dem Antriebsnocken gestoßen wird, sondern auch dessen periphere Teile beschädigt werden.
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Die herkömmliche Antriebsvorrichtung, die einen Nockenmitnehmer, der eine Schwenkmittelachse und eine Durchgangsbohrung, die sich entlang der Schwenkmittelachse erstreckt, aufweist, eine Trägerwelle, die sich in der Durchgangsbohrung erstreckt und einen Schwenkpunktabschnitt des Nockenmitnehmers, der auf ihr getragen wird, aufweist, und eine Zugfeder zum Ausüben einer Zugkraft auf einen Zwischenabschnitt des Nockenmitnehmers, um den Nockenmitnehmer aufwärts zu ziehen, aufweist, bringt aufgrund einer Zwangskraft der Zugfeder zum aufwärts Ziehen des Zwischenabschnitts des Nockenmitnehmers Schwierigkeiten beim Montieren des Nockenmitnehmers und weiteren Elementen mit sich, da die Trägerwelle in der Durchgangsbohrung des Nockenmitnehmers aufgenommen werden muss und außerdem die Reibung zwischen dem Schwenkpunktabschnitt des Nockenmitnehmers und der Trägerwelle auf jenseits eines Niveaus erhöht wird, das die Trägerwelle benötigt, um den Nockenmitnehmer zu tragen, was zu einer beachtlichen Verschlechterung der Lebensdauer führt.
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Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebsvorrichtung zu schaffen, die verhindern kann, dass periphere Teile des Kipphebels aufgrund dessen, dass beispielsweise das Antriebselement an anderen Elementen, die in Kontakt zu dem Antriebselement gehalten werden, haften bleibt, beschädigt werden, und die außerdem den Montagevorgang und die Lebensdauer des Antriebselementes verbessern kann.
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LÖSUNG FÜR DAS PROBLEM
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Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Die Antriebsvorrichtung ist derart aufgebaut, dass sie es dem Zwangselement, das von dem Trägerelement in der Nähe des Schwenkendabschnitts des Kipphebels getragen wird, ermöglicht, zusätzlich zu der Zwangskraft des Antriebselementes, die den Schwenkendabschnitt des Kipphebels in Richtung des Antriebsnocken zwingt, den Schwenkendabschnitt des Kipphebels in Richtung einer der Schwenkrichtungen zu zwingen. Daher kann die derart aufgebaute Antriebsvorrichtung es ermöglichen, dass der Kipphebel an drei Punkten durch das Schwenkelement und das Zwangselement des Kipphebelträgermechanismus und der Antriebsnocken oder das Antriebelement, die oder das von dem Zwangselement durch den Schwenkendabschnitt des Kipphebels gezwungen wird, sogar dann getragen wird, wenn irgendetwas mit dem Antriebselement passiert, was zu einer Verringerung der Zwangskraft von dem Antriebselement auf den Kipphebel führt. Demzufolge kann ein Flattern oder ein anderes abnormes Verhalten des Kipphebels, das durch ein Schlagen des Antriebsnocken gegen den Kipphebel verursacht wird, auf zuverlässige Weise vermieden werden, ebenso wie vermieden werden kann, dass periphere Teile des Kipphebels aufgrund des Flatterns oder eines anderen abnormen Verhaltens des Kipphebels beschädigt werden. Außerdem kann die derart aufgebaute Antriebsvorrichtung eine Positionierungsfunktion des Kipphebels zu dem Zeitpunkt der Montage des Antriebselementes durchführen, wodurch es möglich wird, die Montageeigenschaft zu verbessern. Außerdem kann die derart aufgebaute Antriebsvorrichtung die Lebensdauer aufgrund der Tatsache verbessern, dass die Reibung des Schwenkpunktabschnitts des Kipphebels verringert wird. Außerdem kann in dem Fall, in dem die Zwangskraft des Antriebselementes zum Zwingen des Kipphebels in Richtung des Antriebsnocken normal auf den Kipphebel ausgeübt wird, der Kipphebel als Reaktion auf die Drehung des Antriebsnocken in einem Zustand geschwenkt werden, in dem der Kipphebel an drei Punkten mittels des Schwenkelementes des Kipphebelträgermechanismus, des Antriebselementes und des Antriebsnocken getragen wird.
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In der obigen Antriebsvorrichtung weist (3) das Antriebselement vorzugsweise eine erste Zwangskraft auf, mit der der Schwenkendabschnitt des Kipphebels in Richtung der Antriebsnocke gezwungen wird, und das Zwangselement weist eine zweite Zwangskraft auf, die kleiner als die erste Zwangskraft ist und den Schwenkendabschnitt des Kipphebels zwingt.
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Die derart aufgebaute obige Antriebsvorrichtung kann es dem Kipphebel ermöglichen, auf zuverlässige Weise als Reaktion auf die Zwangskraft des Antriebselementes und die Drehung der Nockenwelle zu schwenken, wenn die Zwangskraft des Antriebselementes normal auf den Kipphebel ausgeübt wird. Wenn andererseits die Zwangskraft des Antriebselementes sich abnorm verringert, kann der Kipphebel mittels des Zwangselementes in Richtung des Antriebselementes oder in Richtung des Antriebsnocken gezwungen werden, wodurch es möglich wird, einen instabilen Trägerzustand des Kipphebels zu verhindern.
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In den obigen Antriebsvorrichtungen ist (3) das Zwangselement vorzugsweise ausgelegt, zu verhindern, dass als Reaktion auf die Drehung des Antriebsnocken der Schwenkendabschnitt des Kipphebels in eine Richtung senkrecht zu der Schwenkrichtung verschoben wird. Die derart aufgebaute Antriebsvorrichtung kann den Kipphebel derart positionieren, dass dieser eine vorbestimmte Lage annimmt, bevor das Antriebselement mit der Antriebsvorrichtung montiert wird, d. h., kann den Kipphebel an eine spezielle Position in der Schwenkrichtung und in der Drehrichtung senkrecht zu der Schwenkrichtung des Kipphebels positionieren, wodurch es möglich ist, die Montage des Antriebselementes, das in den Schwenkendabschnitt des Kipphebels eingreift, zu erleichtern.
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In den obigen Antriebsvorrichtungen weist (4) das Zwangselement vorzugsweise einen Trägerendabschnitt, der von dem Trägerelement getragen wird, einen Eingriffsendabschnitt, der in den Schwenkendabschnitt des Kipphebels von der anderen der Schwenkrichtungen eingreift, und einen federnden Zwischenabschnitt auf, der zwischen dem Trägerendabschnitt und dem Eingriffsendabschnitt angeordnet ist. Die derart aufgebaute Antriebsvorrichtung kann nicht nur eine Anordnung des Zwangselementes in dem Installationsbereich des Kipphebels in der Hin- und Herbewegungsrichtung des Antriebselementes erleichtern, sondern kann ebenfalls ermöglichen, dass das Trägerelement zum Tragen des Kipphebels sogar dann eine vorbestimmte Lage einnimmt, bevor der Antriebsnocken und der Kipphebel ineinander eingreifen.
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In der wie oben angegebenen aufgebauten Antriebsvorrichtung gemäß (4) ist (5) zumindest der federnde Zwischenabschnitt, der aus dem Trägerendabschnitt, dem Eingriffsendabschnitt und dem federnden Zwischenabschnitt des Zwangselementes ausgewählt wird, als eine Blattfeder aufgebaut. Die derart aufgebaute Antriebsvorrichtung ermöglicht eine einfache Anordnung des Zwangselementes auch dann, wenn die Blattfeder, die den federnden Zwischenabschnitt bildet, relativ lang ist, wodurch es möglich wird, ein Zwangselement zu realisieren, das eine hohe Lebensdauer und eine niedrige Federkonstante aufweist.
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In der wie oben bei (4) angegeben aufgebauten Antriebsvorrichtung sind (6) der Trägerendabschnitt und der Eingriffsendabschnitt des Zwangselementes als unterschiedliche Teile aufgebaut und in der Hin- und Herbewegungsrichtung des Antriebselementes relativ zueinander verschiebbar, und der federnde Zwischenabschnitt ist als ein federnder Teil aufgebaut, der zwischen dem Trägerendabschnitt und dem Eingriffsendabschnitt zusammengedrückt bzw. komprimiert wird. Die derart aufgebaute Antriebsvorrichtung kann den Schwenkbereich des Kipphebels sogar dann deutlich definieren, wenn der Antriebsnocken und der Kipphebel ineinander eingreifen.
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In den obigen Antriebsvorrichtungen ist (7) das Antriebselement vorzugsweise als ein Eingangselement aufgebaut, das einen Teil einer Pumpvorrichtung bildet, die betrieben wird, um durch die Hin- und Herbewegung des Eingangselementes Fluid in einen Pumpenkörper einzuleiten und das Fluid aus dem Pumpenkörper auszulassen, und die Pumpvorrichtung weist ein federndes Element zum Zwingen des Eingangselementes in Richtung des Antriebsnocken auf. Die derart aufgebaute Antriebsvorrichtung ermöglicht somit eine Hin- und Herbewegung des Eingangselementes der Pumpvorrichtung entsprechend der Schwenkbewegung des Kipphebels als Reaktion auf die Drehung des Antriebsnocken, wodurch eine Antriebsvorrichtung realisiert wird, die geeignet für eine Hochdruckpumpe verwendet werden kann. In einem Fall, in dem das Eingangselement der Pumpe aufgrund irgendeines Fehlers nicht in der Lage ist, sich normal hin- und herzubewegen, sodass sich die Zwangskraft von dem Eingangselement zum Zwingen des Kipphebels in Richtung des Antriebsnocken stark verringert oder verloren geht, kann der Kipphebel an drei Punkten mittels des Kipphebelträgermechanismus und des Antriebsnocken getragen werden, wodurch Schläge von dem Antriebsnocken auf den Kipphebel vermieden werden können, um eine Beschädigung von peripheren Teilen aufgrund eines Flatterns des Kipphebels zu vermeiden.
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Außerdem wird in dem Fall, in dem die zweite Zwangskraft den Schwenkendabschnitt des Kipphebels von dem Antriebsnocken weg zwingt, die zweite Zwangskraft auf einen Wert eingestellt bzw. festgelegt, der gleich oder größer als ein minimaler Wert einer Zwangskraft ist, die den Kipphebel gegen die Zwangskraft in Richtung des Antriebsnocken durch das Gewicht des Kipphebels von dem Antriebsnocken weg zwingen kann. Außerdem wird in dem Fall, in dem die zweite Zwangskraft den Schwenkendabschnitt des Kipphebels in Richtung des Antriebsnocken zwingt, die erste Zwangskraft des Antriebselementes in Richtung des Schwenkendabschnitts des Kipphebels mittels der zweiten Zwangskraft auf einen kleinen Wert eingestellt bzw. festgelegt.
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VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Zwangselement den Kipphebel durch den Schwenkendabschnitt des Kipphebels sogar dann in Richtung des Antriebselementes oder des Antriebsnocken zwingen, wenn irgendeine Abnormität des Antriebselementes erzeugt wird, die bewirkt, dass sich die Zwangskraft von dem Antriebselement in Richtung des Kipphebels verringert, sodass der Kipphebel an drei Punkten mittels eines der beiden Elemente, d. h. des Antriebselementes und des Antriebsnocken, des Schwenkelementes und des Zwangselementes des Kipphebelträgermechanismus getragen werden kann. Dieses macht es möglich, ein Schlagen des Antriebsnocken gegen den Kipphebel zu verhindern und eine Beschädigung der peripheren Teile aufgrund eines Flatterns des Kipphebels zu vermeiden. Außerdem schafft die vorliegende Erfindung eine Antriebsvorrichtung, die die Montageeigenschaft zu dem Zeitpunkt der Zusammenbaus des Antriebselementes und der Kraftstoffpumpe verbessern und außerdem die Lebensdauer erhöhen kann.
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Figurenliste
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- 1 ist eine erläuternde Ansicht eines schematischen Aufbaus einer Antriebsvorrichtung einer Kraftstoffpumpe gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine Querschnittsansicht der Antriebsvorrichtung der Kraftstoffpumpe gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 3(a) ist eine Draufsicht auf den Kipphebel und andere Teile in der Nähe des Kipphebels, die Teile der Antriebsvorrichtung der Kraftstoffpumpe gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bilden.
- 3(b) ist eine Ansicht aus der Sicht des Pfeils IIIB der 3(a).
- 4 ist eine Grafik, die Eigenschaften bzw. Kennlinien eines federnden Elementes und eines Zwangselementes in der Antriebsvorrichtung der Kraftstoffpumpe gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei die vertikale Achse eine Federlast zeigt, während die horizontale Achse eine Hubposition eines Kolbens, der ein Antriebselement bildet, angibt.
- 5 ist eine Querschnittsansicht der Antriebsvorrichtung der Kraftstoffpumpe gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 6 ist eine Querschnittsansicht der Antriebsvorrichtung der Kraftstoffpumpe gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 7(a) ist eine Draufsicht auf einen Kipphebel und andere Teile in der Nähe des Kipphebels, die Teile der Antriebsvorrichtung der Kraftstoffpumpe gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bilden.
- 7(b) ist eine Ansicht aus der Sicht des Pfeils VIIB der 7(a).
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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Erste Ausführungsform
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Die 1 bis 4 sind Ansichten, die eine Antriebsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und ein Beispiel zeigen, bei dem die vorliegende Erfindung für eine Antriebsvorrichtung zum Antreiben einer Druckkraftstoffpumpe vom Kolbenpumpentyp verwendet wird.
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Außerdem ist die Kraftstoffpumpe, die teilweise durch die Antriebsvorrichtung 20 gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet wird, mit einer Brennkraftmaschine, die beispielhaft ein Mehrzylinderbenzinmotor mit vier Zyklen ist (im Folgenden einfach als „Motor“ bezeichnet), der an einem Fahrzeug zu montieren ist, als ein Teil eines Kraftstoffversorgungssystems verbaut. Die Kraftstoffpumpe ist ausgelegt, Kraftstoff hohen Druckes Versorgungsleitungen zuzuführen, die zum Ansammeln und Speichern des Kraftstoffes hohen Druckes in einem Hochdruckzustand und zum Verteilen des Kraftstoffes hohen Druckes auf mehrere Zylindereinspritzer (Kraftstoffeinspritzventile) dienen.
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Wie es schematisch in 1 gezeigt ist, ist die Kraftstoffpumpe 10, die teilweise durch die Antriebsvorrichtung 20 gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet wird, mit einer Speisepumpe FP, die in einem Kraftstofftank T angeordnet ist, über eine Leitung L verbunden. Die Kraftstoffpumpe 10 ist ausgebildet, zu ermöglichen, dass Kraftstoff, der einen relativ niedrigen Speisedruck aufweist, in die Kraftstoffpumpe 10 eingeleitet wird. Die Speisepumpe FP ist beispielsweise als eine Niederdruckkraftstoffpumpe, die mittels elektrischer Energie betrieben wird und Benzin als eine Art der Kraftstoffe aus dem Kraftstofftank T pumpen kann, ausgebildet.
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Die in den 1 bis 3 gezeigte vorliegende Ausführungsform weist die Antriebsvorrichtung 20 auf, die die Kraftstoffpumpe 10 antreibt.
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Die Kraftstoffpumpe 10 weist einen Pumpenkörper 11 und einen Kolben 12 auf, der im mit dem Pumpenkörper 11 montierten Zustand axial hin und her verschiebbar ist, und weist eine Druckkammer 13 auf, die zwischen einem Endabschnitt 12a des Kolbens 12 (oberer Abschnitt in 2) und dem Pumpenkörper 11 ausgebildet ist. Der Pumpenkörper 11 ist mit einer Ansaugpassage 11a, die eine Einleitung des Kraftstoffes von der Speisepumpe FP in die Druckkammer 13 ermöglicht, und einer Auslasspassage 11b ausgebildet, die ein Auslassen des Kraftstoffes, das in der Druckkammer 13 unter Druck gesetzt wurde, zu der Versorgungsleitung ermöglicht.
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Die Antriebsvorrichtung 20 weist einen Antriebsnocken 21, einen Kipphebel 22, der als Reaktion auf die Drehung des Antriebsnocken 21 kippbar ist, und einen Kipphebelträgermechanismus 23 zum kippbaren Tragen des Kipphebels 22 in Kooperation mit dem Antriebsnocken 21 auf. Der Kipphebelträgermechanismus 23 weist ein Pumpenbefestigungsgehäuse 24 auf, das an einem Teil eines Außenwandabschnitts des Motors einstückig angebracht ist.
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Der Kolben 12 der Kraftstoffpumpe 10 weist einen anderen Endabschnitt 12b auf, der ein Eingangselement (Antriebselement) zum Zwingen des Kipphebels 22 in Richtung zu dem Antriebsnocken 21 hin bildet. Die Antriebsvorrichtung 20 wirkt mit dem Kolben 12 zusammen, der sich in der Schwenkrichtung des Kipphebels 22 entsprechend seiner axialen Richtung hin- und herbewegt.
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Genauer gesagt weist der Pumpenkörper 11 der Kraftstoffpumpe 10, wie es in 2 gezeigt ist, mehrere Flanschabschnitte 11f, die jeweils mit Schraubenlöchern 11c ausgebildet sind, und einen Passabschnitt 11g auf, der in einen Pumpenanbringungslochabschnitt 24a, der in dem Pumpenbefestigungsgehäuse 24 (Trägerelement) ausgebildet ist, eingepasst ist. Der Pumpenkörper 11 der Kraftstoffpumpe 10 ist an dem Pumpenbefestigungsgehäuse 24 mittels mehrerer Schrauben, die jeweils in den Schraubenlöchern 11c aufgenommen werden, befestigt. Außerdem weist der Pumpenkörper 11 einen Kraftstoffeinleitungsabschnitt 11i und einen Kraftstoffauslassabschnitt 11j auf. Der Kraftstoffeinleitungsabschnitt 11i weist einen in diesem untergebrachten Kraftstofffilter 17 auf.
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Der Kolben 12 weist den Endabschnitt 12a auf, der gleitend in den Pumpenkörper 11 aufgenommen wird, sodass das Volumen der Druckkammer 13 in dem Pumpenkörper 11 als Reaktion auf die Hin- und Herbewegung des Kolbens 12 variiert, d. h. erhöht oder verringert, werden kann, wodurch es möglich wird, den Kraftstoff wahlweise in die Druckkammer 13 einzuleiten oder aus der Druckkammer 13 auszulassen.
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Der Kolben 12 weist den anderen Endabschnitt 12b auf, der in Kontakt mit dem Kipphebel 22 gehalten wird, und wird somit über den Kipphebel 22 von dem Antriebsnocken 21 angetrieben.
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Der Antriebsnocken 21 ist in einem Zylinderkopf (die Besonderheiten sind nicht gezeigt), der teilweise durch das Pumpenbefestigungsgehäuse 24 ausgebildet wird, angeordnet und ist ausgelegt, mittels der Drehenergie des Motors angetrieben zu werden. Der Antriebsnocken 21 ist einstückig beispielsweise an einer Abgasnockenwelle (die Besonderheiten sind nicht gezeigt) des Motors angebracht.
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An dem benachbarten Abschnitt des anderen Endabschnitts 12b des Kolbens 12 ist ein Federaufnahmeabschnitt 12c befestigt. Zwischen dem Federaufnahmeabschnitt 12c und dem Pumpenkörper 11 ist eine Kompressionsschraubenfeder 19 (federndes Element) in einem komprimierten Zustand verbaut. Der Kolben 12 wird stets von der Kompressionsschraubenfeder 19 federnd in eine Richtung (in 2 abwärts) gezwungen, sodass sich das Volumen der Druckkammer 13 erhöht. Dieses bedeutet, dass, wenn der Antriebsnocken 21 angetrieben wird, um sich durch die Energie des Motors zu drehen, der Kolben 12 als Reaktion auf die schwenkende Hin- und Herbewegung des Kipphebels 22, die durch die Drehung des Antriebsnocken 21 bewirkt wird, axial hin- und herbewegt wird.
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Der Kipphebel 22 weist einen Schwenkendabschnitt 22a, der in den anderen Endabschnitt 12b des Kolbens 12 eingreift, einen Basisendabschnitt 22b, der von dem Pumpenbefestigungsgehäuse 24 getragen wird, und einen Zwischenabschnitt 22c zum drehbaren Tragen einer Rolle 22r, die an den Antriebsnocken 21 angreift, auf. Der Kipphebel 22 und der andere Endabschnitt 12b des Kolbens 12 werden mittels Motoröl (Öl von der Außenseite) in dem Zylinderkopf geschmiert.
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Stromauf und stromab der Druckkammer 13, d. h. auf den Ansaug- und Auslassseiten der Druckkammer 13 sind ein Ansaugventil 14 und ein Auslassventil 16 angeordnet. Das Ansaugventil 14 ist als ein Rückschlagventil ausgebildet, das eine Einleitung des Kraftstoffes in die Druckkammer 13 stromab des Kraftstofffilters 17 (und eine nicht gezeigte Ansaugkorridorkammer) ermöglicht, und zum Durchführen einer Rückschlagventilfunktion zum Verhindern eines Zurückfließens des Kraftstoffes in Richtung der Speisepumpe FP dient. Das Auslassventil 16 ist ebenfalls als ein Rückschlagventil ausgebildet, das zum Auslassen des Kraftstoffes aus der Druckkammer 13 und zum Durchführen einer Rückschlagventilfunktion zum Verhindern des Zurückfließens des Kraftstoffes in die Druckkammer 13 dient.
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Das Ansaugventil 14 ist mit einem plattenförmigen Ventilkörper 14a und einem ringförmigen Ventilsitz 14b, die zusammenwirken, um wahlweise die Ansaugpassage 11a zu öffnen oder zu schließen, und einer Ventilfeder 14c zum Halten eines Ventilschließzustands, in dem der Ventilkörper 14a in Eingriff mit dem Ventilsitz 14b gehalten wird, bis der Druck der Ansaugpassage 11a einen vorbestimmten Ansaugdruck (einen Druck, der um eine vorbestimmte Ansaugventilöffnungsdifferenz niedriger als ein Speisedruck ist) erreicht, aufgebaut.
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Das Auslassventil 16 ist mit einem plattenförmigen Ventilkörper 16a und einem ringförmigen Ventilsitz 16b, die gemeinsam wirken, um wahlweise die Auslasspassage 11b zu öffnen oder zu schließen, und einer Ventilfeder 16c zum Halten eines Ventilschließzustands, in dem der Ventilkörper 16a in Eingriff mit dem Ventilsitz 16b gehalten wird, bis der Druck der Auslasspassage 11b einen vorbestimmten Auslassdruck (einen Druck, der um eine vorbestimmte Auslassventilöffnungsdifferenz höher als der Druck des Kraftstoffs in der Versorgungsleitung ist) erreicht, aufgebaut.
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Das Ansaugventil 14 und das Auslassventil 16, die wie oben beschrieben aufgebaut sind, ermöglichen ein Auslassen des Kraftstoffes aus der Druckkammer 13, während das Auslassventil 16 geöffnet ist, wenn der Kolben 12 in 1 nach oben verschoben wird, um das Volumen der Druckkammer 13 zu verringern, um den Kraftstoff in der Druckkammer 13 in dem geschlossenen Zustand des Ansaugventils unter Druck zu setzen und den Druck des Kraftstoffes in der Druckkammer 13 zu erhöhen. Wenn andererseits der Kolben 12 in 1 abwärts verschoben wird, um das Volumen der Druckkammer 13 zu erhöhen, wird der Druck des Kraftstoffes in der Druckkammer 13 verringert, um das Ansaugventil 14 in dem geschlossenen Zustand des Auslassventils 16 zu öffnen.
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Außerdem ist das Ansaugventil 14 mit einem elektromagnetischen Betätigungsmechanismus 15 ausgebildet.
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Der elektromagnetische Betätigungsmechanismus 15 ist mit einem Betätigungselement 15a, das gleitend in dem Pumpenkörper 11 gegenüber von dem Ventilkörper 14a gehalten wird, einer Ventilöffnungsfeder 15b zum federnden Zwingen des Betätigungselementes 15a in eine Richtung zum Öffnen des Ventilkörpers 14a mit einer Zwangskraft, die größer als die Zwangskraft der Ventilfeder 14c des Ansaugventils 14 ist, und einem elektromagnetischen Spulenabschnitt 15c zum Verschieben des Betätigungselementes 15a gegen die Zwangskraft der Ventilöffnungsfeder 15b in eine Richtung zum Schließen des Ventilkörpers 14a aufgebaut.
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Der elektromagnetische Betätigungsmechanismus 15 kann das Betätigungselement 15a in Richtung des elektromagnetischen Spulenabschnitts 15c ziehen, wenn der elektromagnetische Spulenabschnitt 15c erregt wird („EIN“-Zustand), sodass der elektromagnetische Betätigungsmechanismus 15 den Ventilkörper 14a des Ansaugventils 14 in eine Richtung zum Schließen des Ansaugventils 14 unter dem Einfluss der Zwangskraft der Ventilfeder 14c zurückkehren lassen kann. Der elektromagnetische Betätigungsmechanismus 15 ist andererseits ausgelegt, das Ansaugventil 14 gegen die Zwangskraft der Ventilfeder 14c unter dem Einfluss der Ventilöffnungsfeder 15b zwangsweise zu öffnen, wenn der elektromagnetische Spulenabschnitt 15c nicht erregt wird („AUS“-Zustand). Dieses bedeutet, dass der elektromagnetische Betätigungsmechanismus 15 ausgelegt ist, eine Zeitdauer, während der das Ansaugventil 14 durch die Erregung des elektromagnetischen Spulenabschnitts 15c erzwungenermaßen geöffnet wird, zu steuern, wodurch es möglich wird, eine Zeitdauer des Unterdrucksetzens des Kraftstoffes in der Druckkammer 13 mittels des Kolbens 12 variabel zu steuern.
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Andererseits weist der Kipphebelträgermechanismus 23 zusätzlich zu dem Pumpenbefestigungsgehäuse 24 ein Schwenkelement 25, das von dem Pumpenbefestigungsgehäuse 24 in Eingriff mit dem Basisendabschnitt 22b des Kipphebelelementes 22 getragen wird, einen Halteclip 26 (Halteklammer), der als eine Blattfeder (kann durch einen Federdraht ersetzt werden) ausgebildet ist, die an dem Schwenkelement 25 und dem Basisendabschnitt 22b des Kipphebels 22 befestigt ist, um zu verhindern, dass der Basisendabschnitt 22b des Kipphebels 22 sich von dem fernen Endabschnitt 25a des Schwenkelementes 25 löst, und ein Zwangselement 27 auf, das von dem Pumpenbefestigungsgehäuse 24 getragen wird, um den Schwenkendabschnitt 22a des Kipphebels 22 in Richtung einer der Schwenkrichtungen federnd zu zwingen.
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Hier ist das Schwenkelement 25 als ein Stabelement in etwa zylindrischer Gestalt aufgebaut, das vertikal an dem Pumpenbefestigungsgehäuse 24 befestigt ist. Das Schwenkelement 25 weist einen halbkugelförmigen fernen Endabschnitt 25a auf, der ausgelegt ist, den Basisendabschnitt 22b zu halten, der als ein Schwenkbewegungspunktabschnitt des Kipphebels 22 in Kooperation mit dem Halteclip 26 derart dient, dass der Basisendabschnitt 22b in eine gegebene Richtung geneigt und somit seine Lage geändert wird. Der Halteclip 26 ist ausgelegt zu bewirken, dass der Basisendabschnitt 22b des Kipphebels 22 einen geeigneten Kontaktflächendruck auf den fernen Endabschnitt 25a des Schwenkelementes 25 ausübt, sodass der Schwenkpunkt (Schwenkzentrum) des Kipphebels 22 an einer vorbestimmten Position gehalten werden kann. Außerdem ist der Basisendabschnitt 22b des Kipphebels 22 mit einem konkaven kugelförmigen Abschnitt 22d (3A)ausgebildet, der in gleitendem Kontakt zu dem fernen Endabschnitt 25a des Schwenkelementes 25 gehalten wird.
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Das Zwangselement 27 ist in der Nähe des Schwenkendabschnitts 22a in der Längsrichtung des Kipphebels 22, d. h. von dem Basisendabschnitt 22b des Kipphebels 22 entfernt und nahe bei dem Schwenkendabschnitt 22a des Kipphebels 22 angeordnet. Das Zwangselement 27 weist einen fernen Endabschnitt auf, der in den Schwenkendabschnitt 22a des Kipphebels 22 eingreift. Das Zwangselement 27 ist ausgelegt, den Schwenkendabschnitt 22a des Kipphebels 22 beispielsweise von dem Antriebsnocken 21 federnd weg zu zwingen (in 1 aufwärts).
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Das Zwangselement 27 weist einen Trägerendabschnitt 27a, der von dem Pumpenbefestigungsgehäuse 24 in der Nähe des Schwenkendabschnitts 22a des Kipphebels 22 getragen wird, einen Eingriffsendabschnitt 27b, der in Eingriff mit dem Schwenkendabschnitt 22a des Kipphebels 22 von der anderen der Schwenkrichtungen (aufwärts in 1) gehalten wird, und einen federnden Zwischenabschnitt 27c auf, der zwischen dem Trägerendabschnitt 27a und dem Eingriffsendabschnitt 27b angeordnet ist. Mindestens der federnde Zwischenabschnitt 27c aus dem Trägerendabschnitt 27a, dem Eingriffsendabschnitt 27b und dem federnden Zwischenabschnitt 27c des Zwangselementes 27 ist als eine Blattfeder ausgebildet.
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Bevorzugt ist das Zwangselement 27 in seiner Gesamtheit als Blattfeder aufgebaut, die in der vorliegenden Ausführungsform aus einem Metallmaterial besteht. Wie es in 2 gezeigt ist, erstreckt sich der federnde Zwischenabschnitt 27c abwärts in Bezug auf den Trägerendabschnitt 27a, der sich horizontal erstreckt, und der Eingriffsendabschnitt 27b erstreckt sich von dem unteren Endabschnitt des federnden Zwischenabschnitts 27c diagonal aufwärts in Richtung des Schwenkendabschnitts 22a des Kipphebels 22.
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Außerdem ist das Zwangselement 27 zwischen dem Trägerendabschnitt 27a, dem Eingriffsendabschnitt 27b und dem federnden Zwischenabschnitt 27c gekrümmt und weist eine Bandgestalt auf, die eine Länge aufweist, die ausreichend größer als dessen Breite ist. Die Breitenabmessung des bandförmigen Zwangselementes 27 kann an dem Trägerendabschnitt 27a, dem Eingriffsendabschnitt 27b und dem federnden Zwischenabschnitt 27c unterschiedlich oder dieselbe sein.
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Die Aufwärtszwangskraft (im Folgenden einfach als „zweite Zwangskraft“ bezeichnet) des Zwangselementes 27 zum Zwingen des Schwenkendabschnitts 22a des Kipphebels 22 in eine Richtung, in der der Schwenkendabschnitt 22a des Kipphebels 22 von dem Antriebsnocken 21 getrennt wird, ist kleiner als die Abwärtszwangskraft (im Folgenden einfach als „erste Zwangskraft“ bezeichnet) der Kompressionsschraubenfeder 19 (federndes Element) zum Zwingen des Kolbens 12 abwärts in 1 und zum Zwingen des Schwenkendabschnitts 22a des Kipphebels 22 in Richtung des Antriebsnocken 21.
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Der Eingriffsendabschnitt 27b des Zwangselementes 27 greift in den Schwenkendabschnitt 22a des Kipphebels 22 gemäß einem Konkav-Konvex-Eingriff ein, sodass das Zwangselement 27 eine Verschiebung des Schwenkendabschnitts 22a des Kipphebels 22 in einer Richtung verhindern kann, die sich von der Schwenkrichtung unterscheidet, in der der Schwenkendabschnitt 22a des Kipphebels 22 als Reaktion auf die Drehung des Antriebsnocken 21 geschwenkt wird (Aufwärts- und Abwärtsrichtungen in den 1, 2), insbesondere in der Richtung senkrecht zu der Schwenkrichtung des Kipphebels 22 (in der Richtung senkrecht zu dem Papier der 2).
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Genauer gesagt weist der Schwenkendabschnitt 22a des Kipphebels 22 einen Oberflächenabschnitt auf, der mit einem konkaven Abschnitt 22e ausgebildet ist, der gleitend in den anderen Endabschnitt 12b des Kolbens 12 eingreift. Der Schwenkendabschnitt 22a des Kipphebels 22 weist einen anderen Oberflächenabschnitt auf, der mit einem konkaven Abschnitt 22f ausgebildet ist, der gleitend in den Eingriffsendabschnitt 27b des Zwangselementes 27 eingreift (3B).
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Wie es in 4 gezeigt ist, wird die erste Zwangskraft f1 der Kompressionsschraubenfeder 19, die von dem Kolben 12 auf den Schwenkendabschnitt 22a des Kipphebels 22 ausgeübt wird, am größten, wenn der Kolben 12 zu seiner tiefsten Position in dem Pumpenkörper 11 voranschreitet, um einen oberen Totpunkt TDC einzunehmen, bei dem die Druckkammer 13 das geringste Volumen aufweist, und wird am kleinsten, wenn der Kolben 12 sich von dem oberen Totpunkt TDC zurückzieht, um einen unteren Totpunkt BDC anzunehmen, bei dem die Druckkammer 13 das größte Volumen aufweist.
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Andererseits wird die zweite Zwangskraft f2, die von dem Zwangselement 27 auf den Schwenkendabschnitt 22a des Kipphebels 22 ausgeübt wird, an dem oberen Totpunkt TDC des Kolbens 12 am kleinsten und an dem unteren Totpunkt BDC des Kolbens 12 am größten. Die zweite Zwangskraft f2 nimmt einen Wert an, der kleiner als der kleinste Wert der ersten Zwangskraft f1 an dem unteren Totpunkt BDC des Kolbens 12 ist. Die zweite Zwangskraft f2 wird auf einen Wert festgelegt, der gleich oder größer als der kleinste Wert f3 der Vertikal- und Aufwärtszwangskraft ist, die der Kipphebel 22, der von dem Antriebsnocken 21 getrennt ist, gegen die Zwangskraft, die durch das Gewicht des Kipphebels 22 in Richtung des Antriebsnocken 21 erzeugt wird, aufweisen kann. Die Federeigenschaft des Zwangselementes 27 kann nicht-linear sein, wie es anhand der Änderung der Kurve der zweiten Zwangskraft f2 gezeigt ist, oder kann linear sein. Die Federkonstante des Zwangselementes 27 ist kleiner als die Federkonstante der Kompressionsschraubenfeder 19.
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Genauer gesagt ist der Pumpenkörper 11 mit mehreren zylindrischen oder ringförmigen Segmenten (kein Bezugszeichen) aufgebaut, die axial in Kontakt zueinander gehalten werden und über Dichtungsringe, wie beispielsweise O-Ringe und Ähnliches hermetisch miteinander gekoppelt sind.
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Außerdem weist der Pumpenkörper 11, der in das Pumpenbefestigungsgehäuse 24 ragt, einen unteren Endabschnitt auf, der in 2 gezeigt ist, und ist mit einem Öldichtungshalteabschnitt 18 zum Halten von mehreren Dichtringen 41, 42 ausgerüstet, die in Eingriff mit dem Kolben 12 gehalten werden. Hier ist der Dichtring 41 als eine Kraftstoffdichtung ausgebildet, die die Gleitlücke zwischen dem Kolben 12 und dem Pumpenkörper 11 abdichtet, um zu verhindern, dass Kraftstoff zur Außenseite leckt, während der Dichtring 42 als eine Öldichtung ausgebildet ist, die die Gleitlücke zwischen dem Kolben 12 und dem Pumpenkörper 11 abdichtet, um eine Einleitung des Motoröls in dem Zylinderkopf in die Gleitlücke zu verhindern.
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Im Folgenden wird der Betrieb der Antriebsvorrichtung 20 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Die Antriebsvorrichtung 20 der Kraftstoffpumpe 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die wie oben beschrieben aufgebaut ist, wird während des Betriebs des Motors betrieben, sodass der Antriebsnocken 21 in der Drehrichtung, die durch einen nicht ausgefüllten Pfeil in 2 gezeigt ist, gedreht wird. Der Kipphebel 22 wird in den 1, 2 als Antwort auf die Drehung des Antriebsnocken 21 aufwärts und abwärts hin- und hergeschwenkt, während er an drei Punkten, d. h. von dem Schwenkelement 25, dem Kolben 12 und dem Antriebsnocken 21 getragen wird, wenn die erste Zwangskraft, die in den 1, 2 von dem Kolben 12 abwärts ausgeübt wird, um den Kipphebel 22 in Richtung des Antriebsnocken 21 zu zwingen, normal auf den Schwenkendabschnitt 22a des Kipphebels 22 ausgeübt wird.
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Unter diesen Bedingungen wird die aufwärts gerichtete zweite Zwangskraft von dem Zwangselement 27 auf den Schwenkendabschnitt 22a des Kipphebels 22 zusätzlich zu der ersten Zwangskraft ausgeübt, die von dem Kolben 12 auf den Schwenkendabschnitt 22a des Kipphebels 22 in Richtung des Antriebsnocken 21 ausgeübt wird.
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Hier wird angenommen, dass der normale Gleitzustand zwischen dem Kolben 12 und dem Pumpenkörper 11 beispielsweise in einem Fall, in dem der Kolben 12 sich in den Pumpenkörper 11 eingebrannt hat, oder in einem anderen Fall, in dem Fremdteilchen zwischen dem Kolben 12 und dem Pumpenkörper 11 eindringen und die Gleiteigenschaft des Kolbens 12 beeinträchtigen, abnorm beeinträchtigt ist. In diesen Fällen wird der Kolben 12 erzwungenermaßen von dem Antriebsnocken 21 zu dem oberen Totpunkt bewegt, der Kolben 12 kann sich jedoch nicht problemlos durch die Zwangskraft der Kompressionsschraubenfeder 19 abwärts bewegen, was zu einer beachtlichen Verringerung der ersten Zwangskraft zum Zwingen des Kipphebels 22 in Richtung des Antriebsnocken 21 führt.
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Sogar wenn sich die erste Zwangskraft von dem Kolben 12 auf den Kipphebel 22 stark verringert, wird jedoch der Kipphebel 22 an den drei Punkten, d. h. mittels des Schwenkelementes 25 und des Zwangselementes 27 des Kipphebelträgermechanismus 23 und des Kolbens 12 getragen, der von dem Zwangselement 27 über den Schwenkendabschnitt 22a des Kipphebels 22 gezwungen wird.
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Demzufolge kann sogar dann, wenn eine Abnormität an dem Kolben 12 auftritt, ein Flattern oder ein abnormes Verhalten des Kipphebels 22, das durch ein Schlagen des Antriebsnocken 21 gegen den Kipphebel 22 verursacht würde, auf zuverlässige Weise vermieden werden, ebenso wie verhindert werden kann, dass periphere Teile des Kipphebels 22 aufgrund des Flatterns oder abnormen Verhaltens des Kipphebels 22 beschädigt werden.
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Außerdem wird der Kipphebel 22 mittels des Schwenkelementes 25 und des Zwangselementes 27 des Kipphebelträgermechanismus 23 derart getragen, dass er eine vorbestimmte Lage annimmt, bevor die Kraftstoffpumpe 10 mit der Antriebsvorrichtung 20 zusammengebaut wird, wodurch es möglich wird, dass die Antriebsvorrichtung 20 die Positionierungsfunktion des Kipphebels 22 durchführt, und dadurch wird es möglich, das Eingriffsvermögen des Kolbens 12 in den Kipphebel 22 und die Montageeigenschaft der Kraftstoffpumpe 10 zu verbessern.
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Außerdem ist die Antriebsvorrichtung 20 gemäß der vorliegenden Ausführungsform derart aufgebaut, dass sie es ermöglicht, dass das Zwangselement 27, das in der Nähe des Schwenkendabschnitts 22a des Kipphebels 22 angeordnet ist, den Schwenkendabschnitt 22a des Kipphebels 22 in die Richtung zwingt, in der der Schwenkendabschnitt 22a des Kipphebels 22 von dem Antriebsnocken 21 getrennt wird, sodass sogar dann, wenn die erste Zwangskraft f1 des Kolbens 12 aufgrund irgendeiner Abnormität des Kolbens 12 nicht wirkt, der Antriebsnocken 21 und der Kipphebel 22 durch das Zwangselement 27 voneinander getrennt werden können, wodurch es möglich wird, eine Beschädigung zu vermeiden, die durch ein Schlagen des Antriebsnocken 21 gegen den Kipphebel 22 verursacht würde. Sogar in einem normalen Zustand wird die Reibungskraft an dem Basisendabschnitt 22b des Kipphebels 22 nicht durch die zweite Zwangskraft f2 des Zwangselementes 27 über ein Ausmaß hinaus vergrößert, das für die Drehpunkthaltetätigkeit benötigt wird, wodurch es möglich wird, die Lebensdauer der Antriebsvorrichtung 20 zu verbessern.
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Außerdem ist die Antriebsvorrichtung 20 gemäß der vorliegenden Ausführungsform derart aufgebaut, dass die erste Zwangskraft den Schwenkendabschnitt 22a des Kipphebels 22 in Richtung des Antriebsnocken 21 zwingt und das Zwangselement 27 den Schwenkendabschnitt 22a des Kipphebels 22 zwingt, wobei die zweite Zwangskraft kleiner als die erste Zwangskraft ist. Daher kann der Kipphebel 22 auf zuverlässige Weise als Reaktion auf die erste Zwangskraft des Kolbens 12 und die Drehung des Antriebsnocken 21 geschwenkt werden, wenn die erste Zwangskraft des Kolbens 12 normal auf den Schwenkendabschnitt 22a des Kipphebels 22 ausgeübt wird. Wenn sich andererseits die erste Zwangskraft des Kolbens 12 abnorm verringert, wird der Kipphebel 22 durch die zweite Zwangskraft des Zwangselementes 27 in Richtung des Kolbens 12 gezwungen, wodurch es möglich wird, einen instabilen Tragzustand des Kipphebels 22 zu verhindern.
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Außerdem ist die Antriebsvorrichtung 20 gemäß der vorliegenden Ausführungsform derart aufgebaut, dass das Zwangselement 27 eine Verschiebung des Schwenkendabschnitts 22a des Kipphebels 22 in eine Richtung senkrecht zu der Schwenkrichtung des Kipparmes 22 als Reaktion auf die Drehung des Antriebsnocken 21 verhindert, sodass der Kipphebel 22 in einer vorbestimmten Lage positioniert werden kann, bevor der Kolben 12 eingebaut wird, beispielsweise an einer speziellen Position in der Schwenkrichtung aufwärts und abwärts der 1, 2 des Kipphebels 22 oder in einer Drehrichtung senkrecht zu der obigen Aufwärts- und Abwärtsrichtung des Kipphebels 22, wodurch es möglich wird, den Einbau des Kolbens 12, der in den Schwenkendabschnitt 22a des Kipphebels 22 eingreifen soll, zu erleichtern.
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Außerdem kann das Zwangselement 27 auf einfache Weise in den Installationsbereich des Kipphebels 22 in der Hin- und Herbewegungsrichtung des Kolbens 12 angeordnet werden, und der Kipphebel 22 kann von dem Pumpenbefestigungsgehäuse 24 sogar in einer vorbestimmten Lage getragen werden, bevor der Antriebsnocken 21 in den Kipphebel 22 eingreift. Außerdem kann die Blattfeder sogar dann auf einfache Weise angeordnet werden, wenn die Blattfeder, die das Zwangselement 27 bildet, relativ lang ist, wodurch es durch Auslegen der Blattfeder 27 mit einer ausreichenden biegbaren Armlänge und einer optimalen Breite möglich wird, ein Zwangselement 27 zu realisieren, das eine niedrige Federkonstante und eine hohe Lebensdauer aufweist.
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Außerdem dient der Kolben 12, der ein Antriebselement, das von der Antriebsvorrichtung 20 angetrieben wird, bildet, als Eingangselement der Kraftstoffpumpe 10 und wird von der Kompressionsschraubenfeder 19 in eine Richtung gezwungen, die aus den Schwenkrichtungen des Kipphebels 22 ausgewählt wird, in die der Kipphebel 22 in Richtung des Antriebsnocken 21 bewegt wird. Daher kann der Kolben 12 der Kraftstoffpumpe 10 die Hin- und Herbewegung als Reaktion auf die Drehung des Antriebsnocken 21 über die Schwenkbewegung des Kipphebels 22 durchführen, wodurch es möglich wird, eine für eine Hochdruckpumpe geeignete Antriebsvorrichtung 20 zu schaffen.
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Anhand der obigen Beschreibung ist ersichtlich, dass die Antriebsvorrichtung 20 gemäß der vorliegenden Ausführungsform derart aufgebaut ist, dass das Zwangselement 27 den Kipphebel 22 in Richtung des Kolbens sogar dann zwingt, wenn eine Abnormität des Kolbens 12 auftritt, die eine Verringerung der ersten Zwangskraft f1 von dem Kolben 12 in Richtung des Kipphebels 22 bewirkt, sodass der Kipphebel 22 an drei Punkten mittels des Kolbens 12 und des Schwenkelementes 25 und des Zwangselementes 57 des Kipphebelträgermechanismus 23 getragen wird. Dieses macht es möglich, ein Schlagen des Antriebsnocken 21 gegen den Kipphebel 22 zu vermeiden, und es ist möglich, eine Beschädigung der peripheren Teile aufgrund eines Flatterns des Kipphebels 22 zu vermeiden. Außerdem kann die Antriebsvorrichtung 20 gemäß der vorliegenden Erfindung die Montageeigenschaft zu dem Zeitpunkt der Montage des Kolbens 12 mit der Kraftstoffpumpe 10 verbessern und kann die Lebensdauer erhöhen.
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Zweite Ausführungsform
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5 zeigt eine Antriebsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Die Antriebsvorrichtung der Kraftstoffpumpe gemäß den im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen ist als eine Antriebsvorrichtung einer Kraftstoffpumpe wie der Kraftstoffpumpe 10 gemäß der ersten Ausführungsform aufgebaut. Der Unterschied zwischen der ersten Ausführungsform und den folgenden Ausführungsformen besteht nur in einem Zwangselementausbildungsteil des Kipphebelträgermechanismus. Andere Teile oder Elemente der Antriebsvorrichtung gemäß den folgenden Ausführungsformen sind nahezu dieselben wie diejenigen der Antriebsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform. Daher richtet sich die folgende Beschreibung dieser Ausführungsformen nur auf die sich unterscheidenden Teile oder Elemente.
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Wie es in 5 gezeigt ist, ist die Antriebsvorrichtung 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit einem Antriebsnocken 21, einem Kipphebel 22, der als Reaktion auf die Drehung des Antriebsnocken 21 schwenkbar ist, und einem Kipphebelträgermechanismus 53 zum schwenkbaren Tragen des Kipphebels 22 in Kooperation mit dem Antriebsnocken 21 ausgerüstet. Der Kipphebelträgermechanismus 53 weist ein Pumpenbefestigungsgehäuse 24 auf, das einstückig an einem Teil eines Außenwandabschnitts des Motors befestigt ist.
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Genauer gesagt weist der Kipphebelträgermechanismus 53 das Pumpenbefestigungsgehäuse 24, ein Schwenkelement 25, einen Halteclip 26 und ein Zwangselement 57 auf. Das Zwangselement 57 wird von dem Pumpenbefestigungsgehäuse 24 getragen, um den Schwenkendabschnitt 22a des Kipphebels 22 in einer Aufwärtsrichtung der 5 zu zwingen, d. h. in einer der Schwenkrichtungen des Schwenkendabschnitts 22a des Kipphebels 22.
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Das Zwangselement 57 weist einen Trägerendabschnitt 57a, der vertikal von dem Pumpenbefestigungsgehäuse 24 getragen wird, und einen Eingriffsendabschnitt 57b auf, der in den Schwenkendabschnitt 22a des Kipphebels 22 eingreift. Der Trägerendabschnitt 57a und der Eingriffsendabschnitt 57b sind durch unterschiedliche bzw. separate Teile ausgebildet und greifen in der Hin- und Herbewegungsrichtung des Kolbens 12 relativ zueinander verschiebbar ineinander ein. Zwischen dem Trägerendabschnitt 57a und dem Eingriffsendabschnitt 57b ist ein federnder Zwischenabschnitt 57c angeordnet, der durch eine Kompressionsschraubenfeder ausgebildet wird.
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Der Trägerendabschnitt 57a des Zwangselementes 57 ist als ein zylindrisches Element aufgebaut, das sich vertikal erstreckt, und weist einen unteren Endabschnitt auf, der mit einem Abschnitt großen Durchmessers 57f ausgebildet ist. Der Eingriffsendabschnitt 57b des Zwangselementes 57 weist einen Basisendabschnitt, der von dem Trägerendabschnitt 57a getragen wird, sodass er in Bezug auf den Trägerendabschnitt 57a vertikal beweglich ist, und einen fernen Endabschnitt auf, der in den Schwenkendabschnitt 22a des Kipphebelelementes 22 eingreift. Der federnde Zwischenabschnitt 57c umgibt den Trägerendabschnitt 57a und wird von dem Trägerendabschnitt 57a geführt und ist in einem komprimierten Zustand zwischen dem Basisendabschnitt des Eingriffsendabschnitts 57b und dem Abschnitt großen Durchmessers 57f des Trägerendabschnitts 57a angeordnet, um den Eingriffsendabschnitt 57b in 1 aufwärts zu zwingen (stoßen).
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Das Zwangselement 57 ist in der Nähe des Schwenkendabschnitts 22a in der Längsrichtung des Kipphebels 22, d. h. entfernt von dem Basisendabschnitt 22b des Kipphebels 22 und nahe bei dem Schwenkendabschnitt 22a angeordnet. Das Zwangselement 57 kann den Schwenkendabschnitt 22a des Kipphebels 22 unter dem Einfluss des federnden Zwischenabschnitts 57c von dem Antriebsnocken 21 federnd weg zwingen (aufwärts in 5).
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Die aufwärts gerichtete zweite Zwangskraft f2 des Zwangselementes 57 zum Zwingen des Schwenkendabschnitts 22a des Kipphebels 22 in eine Richtung, in der sich der Schwenkendabschnitt 22a des Kipphebels 22 von dem Antriebsnocken 21 entfernt, ist kleiner als die abwärts gerichtete erste Zwangskraft f1 der Kompressionsschraubenfeder 19 zum Zwingen des Kolbens 12 abwärts der 1 und zum Zwingen des Schwenkendabschnitts 22a des Kipphebels 22 in Richtung des Antriebsnocken 21.
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Der Eingriffsendabschnitt 57b des Zwangselementes 57 greift in den Schwenkendabschnitt 22a des Kipphebels 22 gemäß einem Konkav-Konvex-Eingriff ein, sodass das Zwangselement 57 eine Verschiebung des Schwenkendabschnitts 22a des Kipphebels 22 in eine Richtung, die sich von der Schwenkrichtung unterscheidet, in der der Schwenkendabschnitt 22a des Kipphebels 22 als Reaktion auf die Drehung des Antriebsnocken 21 (Aufwärts- und Abwärtsrichtungen der 5) geschwenkt wird, insbesondere in der Richtung senkrecht zu der Schwenkrichtung des Kipphebels 22 (in der Richtung senkrecht zu dem Papier der 5) verhindern kann.
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Die Federeigenschaft des federnden Zwischenabschnitts 57c des Zwangselementes 57 kann nicht-linear sein, wie es durch die Änderung der Kurve der zweiten Zwangskraft f2 gezeigt ist (4), oder kann linear sein. Die Federkonstante des Zwangselementes 57 ist kleiner als die Federkonstante der Kompressionsschraubenfeder 19.
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Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, dass die Antriebsvorrichtung 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform derart aufgebaut ist, dass das Zwangselement 57 den Kipphebel 22 sogar dann in Richtung des Kolbens 12 zwingt, wenn der Kolben 12 eine Abnormität derart aufweist, dass sich die Zwangskraft von dem Kolben 12 in Richtung des Kipphebels 22 verringert, wobei der Kipphebel 22 an drei Punkten mittels des Kolbens 12, des Schwenkelementes 25 und des Zwangselementes 57 des Kipphebelträgermechanismus 23 getragen werden kann. Dieses macht es möglich, ein Schlagen des Antriebsnocken 21 gegen den Kipphebel 22 zu verhindern, und zu vermeiden, dass periphere Teile aufgrund eines Flatterns des Kipphebels 22 beschädigt werden. Außerdem schafft die vorliegende Erfindung eine Antriebsvorrichtung 50, die die Montageeigenschaft zu dem Zeitpunkt der Montage des Kolbens 12 mit der Kraftstoffpumpe 10 verbessern und die Haltbarkeit erhöhen kann.
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Dritte Ausführungsform
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Die 6 und 7 zeigen eine Antriebsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Wie es in 6 gezeigt ist, ist die Antriebsvorrichtung 60 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit einem Kipphebelträgermechanismus 63 ausgerüstet. Der Kipphebelträgermechanismus 63 weist ein Pumpenbefestigungsgehäuse 24, ein Schwenkelement 25, einen Halteclip 26 und ein Zwangselement 67 auf. Das Zwangselement 67 wird von dem Pumpenbefestigungsgehäuse 24 getragen, um den Schwenkendabschnitt 22a des Kipphebels 22 in einer Aufwärtsrichtung der 6, d. h. einer der Richtungen des Schwenkendabschnitts 22a des Kipphebels 22, zu zwingen.
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Das Zwangselement 67 ist in der Nähe des Schwenkendabschnitts 22a in der Längsrichtung des Kipphebels 22 angeordnet, um den Schwenkendabschnitt 22a des Kipphebels 22 von dem Antriebsnocken 21 federnd weg zu zwingen.
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Das Zwangselement 67 weist einen Trägerendabschnitt 67a, der von dem Pumpenbefestigungsgehäuse 24 in der Nähe des Schwenkendabschnitts 22a des Kipphebels 22 entfernt von dem Basisendabschnitt 22b des Kipphebels 22 getragen wird, und einen Eingriffsendabschnitt 67b auf, der mit einem Hakenabschnitt 67h ausgebildet ist, der in den Schwenkendabschnitt 22a des Kipphebels 22 eingreift. Der Eingriff des Hakenabschnitts 67h und des Schwenkendabschnitts 22a des Kipphebels 22 wird durch Bewegen des Hakenabschnitts 67h von der oberen Seite zu der unteren Seite der 6 durchgeführt, sodass der Hakenabschnitt 67h in den Schwenkendabschnitt 22a des Kipphebels 22 eingreift. Das Zwangselement 67 weist außerdem einen federnden Zwischenabschnitt 67c auf, der zwischen dem Trägerendabschnitt 67a und dem Eingriffsendabschnitt 67b angeordnet ist. Mindestens der federnde Zwischenabschnitt 67c aus dem Trägerendabschnitt 67a, dem Eingriffsendabschnitt 67b und dem federnden Zwischenabschnitt 67c des Zwangselementes 67 ist als Blattfeder ausgebildet.
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Bevorzugt ist das Zwangselement 67 in seiner Gesamtheit als Blattfeder ausgebildet, die gemäß der vorliegenden Ausführungsform aus einem Metallmaterial besteht. Wie es in 6 gezeigt ist, erstreckt sich der federnde Zwischenabschnitt 67c abwärts in Bezug auf den Trägerendabschnitt 67a, der sich horizontal erstreckt, und der Eingriffsendabschnitt 67b erstreckt sich von dem unteren Endabschnitt des federnden Zwischenabschnitts 67c diagonal aufwärts in Richtung des Schwenkendabschnitts 22a des Kipphebels 22. Außerdem greifen die jeweiligen Hakenabschnitte 67h, die einstückig an beiden Enden des Eingriffsendabschnitts 67b in der Breitenrichtung angeordnet sind, in den Schwenkendabschnitt 22a des Kipphebels 62 von der anderen der Schwenkrichtungen ein.
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Die abwärts gerichtete zweite Zwangskraft f2 des Zwangselementes 67 zum Zwingen des Schwenkendabschnitts 22a des Kipphebels 22 in Richtung des Antriebsnocken 21 ist kleiner als die abwärts gerichtete erste Zwangskraft f1 der Kompressionsschraubenfeder 19 zum Zwingen des Kolbens 12 abwärts und zum Zwingen des Schwenkendabschnitts 22a des Kipphebels 22 in Richtung des Antriebsnocken 21.
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Die Hakenabschnitte 67h des Eingriffsendabschnitts 67b des Zwangselementes 67 greifen an beide Seitenflächen des Schwenkendabschnitts 22a des Kipphebels 22 gemäß einem Konkav-Konvex-Eingriff an, sodass das Zwangselement 67 eine Verschiebung des Schwenkendabschnitts 22a des Kipphebels 22 in eine Richtung, die sich von der Schwenkrichtung unterscheidet, in der der Schwenkendabschnitt 22a des Kipphebels 22 als Reaktion auf die Drehung des Antriebsnocken 21 (Aufwärts- und Abwärtsrichtungen der 6) geschwenkt wird, insbesondere in der Richtung senkrecht zu der Schwenkrichtung des Kipphebels 22 (in der Richtung senkrecht zu dem Papier der 6) verhindern kann.
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Die Federeigenschaft des federnden Zwischenabschnitts 67c des Zwangselementes 67 kann nicht-linear oder linear sein. Die Federkonstante des Zwangselementes 67 ist kleiner als die Federkonstante der Kompressionsschraubenfeder 19.
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Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, dass die Antriebsvorrichtung 60 gemäß der vorliegenden Ausführungsform derart aufgebaut ist, dass das Zwangselement 67 den Kipphebel 22 sogar dann in Richtung des Kolbens 12 zwingt, wenn eine Abnormität des Kolbens 12 auftritt, die bewirkt, dass sich die erste Zwangskraft f1 von dem Kolben 12 in Richtung des Kipphebels 22 verringert, wobei der Kipphebel 22 an drei Punkten mittels des Antriebsnocken 21 und des Schwenkelementes 25 und des Zwangselementes 67 des Kipphebelträgermechanismus 23 getragen werden kann. Dieses macht es möglich, ein Schlagen des Antriebsnocken 21 gegen den Kipphebel 22 zu vermeiden und zu verhindern, dass periphere Teile aufgrund eines Flatterns des Kipphebels 22 beschädigt werden. Außerdem schafft die vorliegende Erfindung eine Antriebsvorrichtung 60, die die Montageeigenschaft zu dem Zeitpunkt der Montage des Kolbens 12 mit der Kraftstoffpumpe 10 verbessern und die Lebensdauer erhöhen kann.
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Die Antriebsvorrichtung 60 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist derart aufgebaut, dass die zweite Zwangskraft f2 des Zwangselementes 67 den Schwenkendabschnitt 22a des Kipphebels 22 in Richtung des Antriebsnocken 21 zwingt, wodurch es möglich wird, die erste Zwangskraft f1 von dem Kolben 12 in Richtung des Schwenkendabschnitts 22a des Kipphebels 22 durch die zweite Zwangskraft f2 auf einen kleineren Wert einzustellen. Die Antriebsvorrichtung 60 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist daher in Bezug auf die Montage und die Lebensdauer vorteilhaft.
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Außerdem wurden oben Ausführungsformen erläutert, bei denen das Schwenkelement 25, der Kipphebel 22, die Zwangselemente 27, 57, 67 oder 77 gerade in der Längsrichtung des Kipphebels 22 angeordnet sind, aber die Zwangselemente 27, 57, 67 oder 77 können gemäß der vorliegenden Erfindung auch außerhalb der Längsrichtung des Kipphebels 22 angeordnet sein. Außerdem wurde beschrieben, dass die Antriebsvorrichtungen 20, 50, 60, 70 zum Antreiben der Hochdruckkraftstoffpumpe 10 verwendet werden, aber die Antriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist auch für einen anderen Pumpenantrieb mit Kolben als die Kraftstoffpumpe geeignet und kann für eine andere Vorrichtung verwendet werden, die ein Eingangselement aufweist, das in der Schwenkrichtung des Kipphebels hin- und herbewegt wird. Der Kipphebel 22 weist in der obigen Beschreibung einen Rollenkipphebel auf, aber es kann auch ein anderes Objekt zwischen dem Kipphebel und dem Antriebsnocken angeordnet sein oder der Antriebsnocken kann mit einem Rollelement verbaut sein, das gemäß der vorliegenden Erfindung mehrere konvexe Abschnitte aufweist, wenn der Kipphebel 22 einen Basisendabschnitt 22b, der mit einem konkaven kugelförmigen Abschnitt 22d ausgebildet ist, und einen Kontaktdruck aufweist, der in demselben Ausmaß wie derjenige des Kipphebels, der eine Rolle aufweist, verringert werden kann.
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Wie es oben erläutert wurde, ist die Antriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung derart aufgebaut, dass der Kipphebel in Richtung des Antriebselementes oder des Antriebsnocken mittels des Zwangselementes in der Nähe des Schwenkendabschnitts des Kipphebels sogar dann gezwungen wird, wenn eine Abnormität des Antriebselementes auftritt, die bewirkt, dass sich die erste Zwangskraft f1 von dem Antriebselement in Richtung des Kipphebels verringert, wobei der Kipphebel an drei Punkten mittels des Antriebsnocken, des Schwenkelementes und des Zwangselementes des Kipphebelträgermechanismus getragen werden kann. Dieses macht es möglich, ein Schlagen des Antriebsnocken gegen den Kipphebel zu vermeiden und zu verhindern, dass periphere Teile aufgrund eines Flatterns des Kipphebels beschädigt werden. Außerdem schafft die vorliegende Erfindung eine Antriebsvorrichtung, die die Montageeigenschaft zu dem Zeitpunkt der Montage des Antriebselementes mit der Kraftstoffpumpe verbessern und die Lebensdauer erhöhen kann. Die Antriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die wie oben beschrieben aufgebaut ist, ist für sämtliche Antriebsvorrichtungen nützlich, die einen Kipphebel aufweisen, der das Antriebselement hin- und herbewegt, insbesondere sämtliche Antriebsvorrichtungen, die geeignet sind, eine Hochdruckkraftstoffpumpe zum Unterdrucksetzen von Kraftstoff, der in die Zylinder einzuspritzen ist, auf einen hohen Druck geeignet sind.
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Bezugszeichenliste
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- 10:
- Kraftstoffpumpe
- 11:
- Pumpenkörper
- 11a:
- Ansaugpassage
- 11b:
- Auslasspassage
- 12:
- Kolben (Eingangselement, Antriebselement)
- 12a:
- ein Endabschnitt
- 12b:
- anderer Endabschnitt
- 13:
- Druckkammer
- 14:
- Ansaugventil
- 15:
- elektromagnetischer Betätigungsmechanismus
- 15b:
- Ventilöffnungsfeder
- 15c:
- elektromagnetischer Spulenabschnitt
- 16:
- Auslassventil
- 19:
- Kompressionsschraubenfeder (federndes Element)
- 20, 50, 60, 70:
- Antriebsvorrichtung
- 21:
- Antriebsnocken
- 22:
- Kipphebel
- 22a:
- Schwenkendabschnitt
- 22b:
- Basisendabschnitt
- 22c:
- Zwischenabschnitt
- 22d:
- konkaver kugelförmiger Abschnitt
- 22e, 22f:
- konkaver Abschnitt
- 23, 53, 63, 73:
- Kipphebelträgermechanismus
- 24:
- Pumpenbefestigungsgehäuse (Trägerelement)
- 25:
- Schwenkelement
- 25a:
- ferner Endabschnitt
- 26:
- Halteclip
- 27, 57, 67, 77:
- Zwangselement
- 27a, 57a, 67a, 77a:
- Trägerendabschnitt
- 27b, 57b, 67b, 77b:
- Eingriffsendabschnitt
- 27c, 57c, 67c, 77c:
- federnder Zwischenabschnitt
- 41, 42:
- Dichtring
- 67h:
- Hakenabschnitt
- 77f:
- Abschnitt großen Durchmessers
- f1:
- erste Zwangskraft
- f2:
- zweite Zwangskraft
