JP2001248514A - 燃料供給ポンプおよび燃料噴射システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加圧燃料の圧力によりピストンに作用する力
を減らして摩擦損失を減少させ、ピストンとシリンダと
の間の側圧力を無くし、摺動部のシール性を向上させ、
機械効率および信頼性の高いコンパクトな燃料供給ポン
プを提供する。 【解決手段】 燃料を供給する燃料供給通路２２と、所
定圧力で開く吐出弁２６を有し燃料を噴射ノズル側に吐
出する燃料吐出通路２３と、燃料供給通路と燃料吐出通
路との間で燃料を昇圧するポンプ室２４を含む昇圧手段
とを備えた燃料供給ポンプで、昇圧手段が、摺動ボア部
３１ａがポンプ室２４に連通し球面の頭部を軸として揺
動する揺動シリンダ３１と、揺動シリンダ３１とともに
揺動しながら揺動シリンダ内を往復動する揺動ピストン
３３と、揺動ピストンの外周部をシールするシール手段
４５と、駆動軸に対して偏心しピストンの端部に回転自
在に係合し駆動軸からの駆動力をピストンに伝達するク
ランクピン３８とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の燃料噴
射ノズルに燃料を供給する燃料供給ポンプに係り、特
に、燃料を高圧に圧送する燃料供給ポンプの機械効率お
よび信頼性を高める構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】高圧燃料供給ポンプには、特開平8−683
70号公報に記載されているような単筒プランジャを用い
たものがある。この種の高圧燃料供給ポンプは、エンジ
ンハウジングの一部であるヘッドカバーにシリンダが取
り付けられており、シリンダ内には、プランジャが往復
動かつ摺動自在に嵌め込まれている。プランジャの下端
はタペットに連結されており、タペットは、復帰用圧縮
コイルスプリングによってカム面に押し付けられるとと
もに、カム面に接している。したがって、カム軸の回転
によりカムが回転すると、タペットを介してプランジャ
が往復駆動され、燃料加圧室の燃料を加圧し、吐出弁お
よびコモンレールを通じて噴射ノズルすなわちインジェ
クタに供給する。なお、上記従来技術は、シリンダとプ
ランジャとのシール構造についても記載している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の高圧燃料供
給ポンプは、プランジャの往復動機構としてカム駆動方
式を採用しているので、吸入行程でプランジャをカム面
に押し付けるために設けられた復帰用圧縮コイルスプリ
ングのばね力が、タペットとカム面との摺動に関して、
信頼性の低下と摩擦損失をもたらしている。

【０００４】圧縮行程では、燃料加圧室の燃料圧力によ
りプランジャを押し下げる方向に働く力と復帰用圧縮コ
イルスプリングのばね力とが、タペットとカム面とに作
用することになる。復帰用圧縮コイルスプリングのばね
力は、カム軸が高速で回転した時でもタペットがカム面
から離脱しないようにするために、大きくする必要があ
り、その結果、接触荷重が大きくなる。

【０００５】また、タペットとカム面との接触が線接触
であることから、流体潤滑が成立しにくく、面圧が大き
くなり、カムおよびタペットの信頼性、特にタペットの
信頼性が問題となる。

【０００６】カム外周が長くしかも上記接触荷重が大き
いことにより、タペットとカム面との摩擦損失が大きく
なり、機械効率が低下する。

【０００７】さらに、カムによってプランジャを駆動す
る際に、プランジャに作用する荷重方向とその荷重を受
けるカム・タペット間の接触荷重の方向とが一致せず、
カムとタペットとの接触点がタペット上で変化するの
で、タペットには側圧力が作用する。その影響を受け
て、プランジャにも何らかの側圧力が作用し、シリンダ
内でプランジャが傾き、高圧の燃料が低圧側に漏洩する
可能性が高くなる。

【０００８】この解決策として、シリンダの突出部にプ
ランジャの外周壁をシールする構造が考案されている。
このシリンダとプランジャとのシール構造においては、
プランジャ外周壁を液密にシールするシール部材を、復
帰用圧縮コイルスプリングの内側に配置しているので、
シリンダおよびポンプ本体の寸法、特にプランジャの外
形寸法が大きくなる。

【０００９】本発明の目的は、吸入行程でピストンをカ
ムに押し付けるばねを廃止し、加圧燃料の圧力によりピ
ストンに作用する力を減らして摩擦損失を減少させると
ともに、ピストンとシリンダとの間の側圧力を無くし、
摺動部のシール性をさらに向上させ、機械効率および信
頼性の高いコンパクトな燃料供給ポンプと、その燃料供
給ポンプを備えた燃料噴射システムとを提供することで
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、燃料を供給する燃料供給通路と、所定圧
力で開く吐出弁を有し燃料を噴射ノズル側に吐出する燃
料吐出通路と、燃料供給通路と燃料吐出通路との間で燃
料を昇圧するポンプ室を含む昇圧手段とを備えた燃料供
給ポンプにおいて、昇圧手段が、摺動ボア部がポンプ室
に連通し頭部を軸として揺動する揺動シリンダと、揺動
シリンダとともに揺動しながら摺動ボア部内を往復動す
る揺動ピストンと、揺動ピストンの外周部をシールする
シール手段とからなる燃料供給ポンプを提案する。

【００１１】本発明は、また、燃料を供給する燃料供給
通路と、所定圧力で開く吐出弁を有し燃料を噴射ノズル
側に吐出する燃料吐出通路と、燃料供給通路と燃料吐出
通路との間で燃料を昇圧するポンプ室を含む昇圧手段と
を備えた燃料供給ポンプにおいて、昇圧手段が、摺動ボ
ア部がポンプ室に連通し球面または円筒面の頭部を軸と
して揺動する揺動シリンダと、揺動シリンダとともに揺
動しながら揺動シリンダ内を往復動する揺動ピストン
と、揺動ピストンの外周部をシールするシール手段と、
駆動軸に対して偏心しピストンの端部に回転自在に係合
し駆動軸からの駆動力をピストンに伝達するクランクピ
ンとからなる燃料供給ポンプを提案する。

【００１２】本発明は、さらに、燃料を供給する燃料供
給通路と、所定圧力で開く吐出弁を有し燃料を噴射ノズ
ル側に吐出する燃料吐出通路と、燃料供給通路と燃料吐
出通路との間で燃料を昇圧するポンプ室を含む昇圧手段
とを備えた燃料供給ポンプにおいて、昇圧手段が、摺動
ボア部がポンプ室に連通し球面または円筒面の頭部を軸
として揺動する揺動シリンダと、燃料の一部をポンプ室
に供給するピストン吸入通路を内部に有し揺動シリンダ
とともに揺動しながら揺動シリンダ内を往復動する揺動
ピストンと、揺動ピストンの外周部をシールするシール
手段と、駆動軸に対して偏心しピストンの端部に回転自
在に係合し駆動軸からの駆動力をピストンに伝達するク
ランクピンとからなる燃料供給ポンプを提案する。

【００１３】本発明は、燃料を供給する燃料供給通路
と、所定圧力で開く吐出弁を有し燃料を噴射ノズル側に
吐出する燃料吐出通路と、燃料供給通路と燃料吐出通路
との間で燃料を昇圧するポンプ室を含む昇圧手段とを備
えた燃料供給ポンプにおいて、昇圧手段が、摺動ボア部
がポンプ室に連通し下端部に摺動ボア部よりも大径のハ
ウジング部を有し球面または円筒面の頭部を軸として揺
動する揺動シリンダと、揺動シリンダとともに揺動しな
がら揺動シリンダ内を往復動する揺動ピストンと、揺動
シリンダ下端部のハウジング部内に配置され揺動ピスト
ンの外周部をシールするシール手段と、駆動軸に対して
偏心しピストンの端部に回転自在に係合し駆動軸からの
駆動力をピストンに伝達するクランクピンとからなり、
揺動シリンダが、揺動ピストンと揺動シリンダとの摺動
部からクランクピン側に漏洩しシール手段によりハウジ
ング部内に形成された空間部に一旦溜められた燃料をポ
ンプ室方向に戻す連通路を備え、燃料供給ポンプの本体
が、揺動シリンダが所定角度にあるときに連通路と接続
され漏洩燃料を元の方向に戻す連通路を備えた燃料供給
ポンプを提案する。

【００１４】本発明は、上記目的を達成するために、燃
料を加圧して供給する燃料供給ポンプと、供給された加
圧燃料を蓄圧するコモンレールと、コモンレール内の燃
料を内燃機関の各気筒に噴射する噴射ノズルと、エンジ
ンの運転状態等に応じて最適の噴射時期，噴射量となる
ように燃料噴射ノズルの噴射制御用電磁弁に制御信号を
出力する電子制御ユニット(ＥＣＵ)とを含む燃料噴射シ
ステムにおいて、燃料供給ポンプが、上記燃料供給ポン
プのいずれかである燃料噴射システムを提案する。

【００１５】本発明は、また、燃料を加圧して供給する
燃料供給ポンプと、供給された加圧燃料を蓄圧するコモ
ンレールと、コモンレール内の燃料を内燃機関の各気筒
に噴射する噴射ノズルと、エンジンの運転状態等に応じ
て最適の噴射時期，噴射量となるように燃料噴射ノズル
の噴射制御用電磁弁に制御信号を出力する電子制御ユニ
ット(ＥＣＵ)とを含む燃料噴射システムにおいて、燃料
供給ポンプが、上記燃料供給ポンプのいずれかであり、
燃料噴射システムが、コモンレール内の圧力を検出し電
子制御ユニット(ＥＣＵ)に制御情報として出力する圧力
センサを備えた燃料噴射システムを提案する。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、図１ないし図７を参照し
て、本発明による燃料供給ポンプの実施形態を説明す
る。

【００１７】

【実施形態１】図１は、本発明による燃料供給ポンプを
適用すべき燃料噴射システムの系統構成の一例を示す図
である。図示しないエンジンには、各気筒の燃焼室に対
応して噴射ノズル２が配設され、噴射ノズル２からエン
ジンへの燃料の噴射は、図示しない噴射制御用電磁弁の
オン−オフにより制御される。

【００１８】噴射ノズル２は、各気筒共通のコモンレー
ル３に接続されており、噴射制御用電磁弁が開いている
間は、コモンレール３内の燃料をエンジンに噴射する。
したがって、コモンレール３には、燃料噴射圧に相当す
る高い所定圧が連続的に蓄圧される必要がある。

【００１９】本発明の対象である可変吐出量式の高圧燃
料供給ポンプ１は、供給配管４を経て、その高い所定圧
を供給するポンプである。高圧燃料供給ポンプ１は、燃
料タンク５から公知の低圧燃料供給ポンプ６および圧力
調整器７で所定圧力に調節されて吸入された燃料を高い
所定圧に制御し維持する。

【００２０】高圧燃料供給ポンプ１の吸入側配管８とコ
モンレール３との間には、リリーフ弁９が設けられてお
り、コモンレール３内の圧力が所定値を超えた際に開い
て配管系の破損を防止する。

【００２１】このシステムを制御する電子制御ユニット
(ＥＣＵ)１０は、例えばエンジンの回転数検出センサ１
１および負荷検出センサ１２から、回転数および負荷の
情報を取り込み、これらの信号から判断したエンジンの
運転状態等に応じて、最適の噴射時期，噴射量となるよ
うに、図示しない噴射制御用電磁弁に制御信号を出力す
る。電子制御ユニット(ＥＣＵ)１０は、同時に、回転数
や負荷に応じて、燃料噴射圧が最適値になるように、高
圧燃料供給ポンプ１に制御信号を出力する。

【００２２】さらに、より好ましくは、コモンレール３
内の圧力を検出する圧力センサ１３をコモンレール３に
設置し、圧力センサ１３の信号がエンジンの回転数や負
荷に応じて予め設定した最適値となるように、高圧燃料
供給ポンプ１の吐出量を制御する。

【００２３】図２は、本発明による燃料供給ポンプの実
施形態１の構造を示す縦断面図である。図２の燃料供給
ポンプにおいて、ケーシング２０に固定されたポンプ本
体２１には、燃料供給通路２２と吐出通路２３とポンプ
室２４とが形成されている。燃料供給通路２２には、吸
入弁２５が設けられ、吐出通路２３には、吐出弁２６が
設けられ、それぞれ燃料の流れ方向を制限する逆止弁と
なっている。

【００２４】ポンプ本体２１には、電磁弁２７が嵌め込
まれ、電磁弁２７の内部には、係合部材２８およびばね
２９が設けられている。係合部材２８は、ばね２９よ
り、電磁弁２７がオフの時に吸入弁２５を開く方向に力
がかけられている。ばね２９の力は、吸入弁２５のばね
の力よりも大きいので、電磁弁２７がオフの時は、図２
に示すように、吸入弁２５を開いた状態に保っている。

【００２５】ポンプ本体２１には、ポンプ室２４に開口
する球面支持部３０が形成されている。球面支持部３０
には、揺動シリンダ３１が嵌め合わされ、球面支持部材
３２により、ポンプ本体２１に揺動自在に結合されてい
る。揺動シリンダ３１の揺動ピストン３３の頭部側に
は、加圧室３４が設けられている。加圧室３４とポンプ
室２４とは、揺動シリンダ３１の先端部に設けられた連
通路３５を介して、連通している。ポンプ室２４の連通
路３５側の開口面積は、摺動ボア部３１ａの断面積より
も小さくなるように形成されている。さらに、摺動ボア
部３１ａの連通路３５側の端部には、逃げ溝３６が形成
されている。

【００２６】揺動ピストン３３は、ピストン部３３ａと
リング部３３ｂとからなり、ピストン部３３ａは、揺動
シリンダ３１の摺動ボア部３１ａ内を摺動し、リング部
３３ｂは、回転動力を伝達する。リング部３３ｂは、例
えば、図示しない吸排気バルブを開閉駆動するバルブカ
ムシャフトなどに連結したクランクシャフト３７の軸中
心から偏心した軸中心を有するクランクピン３８に回転
自在に摺動する。なお、バルブカムシャフトをクランク
シャフト３７としてもよい。

【００２７】図３は、実施形態１の燃料供給ポンプにお
けるシール手段の構造を示す部分拡大断面図である。支
持部材４４の一端が、揺動シリンダ３１のクランクピン
３８側端部に係合されており、支持部材４４の他端に
は、シール部材４５が固定されている。すなわち、揺動
シリンダ３１のクランクピン３８側端部には、環状の溝
３１ｂが形成され、その溝３１ｂに支持部材４４の一端
が、係合されている。シール部材４５は、揺動ピストン
３３の外周部に弾性力をもって接触しており、支持部材
４４の他端に固定され、脱落しないようになっている。

【００２８】支持部材４４は、底部が円形の貫通口を有
する有底円筒状に形成され、弾性材料例えばばね鋼板や
鋼板表面にゴム製の被覆を施した材料などからなる。

【００２９】シール部材４５は、いわゆるリップ形状で
あり、二個所に円環状に一体形成されたリップ部４５ａ
および４５ｂを持ち、揺動ピストン３３の外周部に弾性
的に接触している。リップ部４５ａおよび４５ｂは、例
えばゴム製である。

【００３０】リップ部４５ａおよび４５ｂの内径は、軸
方向中央部からそれぞれのリップ部４５ａおよび４５ｂ
に向けて内径が徐々に減少するように形成されている。
リップ部４５ａおよび４５ｂは、揺動ピストン３３の外
周部と所定角を有しており、リップ部４５ａは、揺動ピ
ストン３３と揺動シリンダ３１との摺動部からクランク
ピン３８側への燃料漏洩のシールを主に受け持ち、リッ
プ部４５ｂは、揺動ピストン３３のリング部３３ｂとク
ランクピン３８との潤滑油の漏洩を防止する。

【００３１】次に、高圧燃料供給ポンプ１の動作を説明
する。図２において、クランクシャフト３７の回転に伴
って、偏心した軸中心を有するクランクピン３８が、ク
ランクシャフト３７の軸中心に対して回転すると、揺動
ピストン３３のリング部３３ｂがクランクピン３８に対
して回転摺動し、ピストン部３３ａは、揺動シリンダ３
１の摺動ボア部３１ａ内を往復摺動する。この時、揺動
シリンダ３１は、球面支持部３０および球面支持部材３
２により、ポンプ本体２１に対して揺動する。したがっ
て、ピストン部３３ａは、揺動シリンダ３１の摺動ボア
部３１ａ内を揺動運動しながら往復摺動することにな
る。

【００３２】揺動ピストン３３が上死点から下死点に往
復動する燃料の吸入行程では、電磁弁２７に通電されて
いないオフ時であり、ばね２９の力により、係合部材２
８が吸入弁２５に係合し、吸入弁２５を開く。したがっ
て、低圧の燃料は、燃料吸入口部２２ａ，燃料供給通路
２２，吸入弁２５を介して、ポンプ室２４に流入し、さ
らに加圧室３４に供給される。このとき、吐出弁２６
は、閉じている。

【００３３】揺動ピストン３３が下死点から上死点方向
に移動する燃料の加圧・吐出行程では、電磁弁２７に通
電されていないオフ時であり、ポンプ室２４の圧力が、
燃料吸入口部２２ａとほぼ同等の低圧状態を保つため、
吐出弁２６を開けず、吸入弁２５が開いているので、加
圧室３４内に流入した燃料は、ポンプ室２４，吸入弁２
５，燃料供給通路２２，燃料吸入口部２２ａを介して、
吸入側配管８に戻される。

【００３４】次に、電磁弁２７が通電されたオン時に
は、ばね２９の力以上の電磁力が発生し、係合部材２８
を電磁弁２７側に引き寄せるので、係合部材２８と吸入
弁２５とは分離され、吸入弁２５が閉じられる。その結
果、揺動ピストン３３による加圧室３４内の燃料の加圧
が開始され、加圧室３４およびポンプ室２４内の燃料圧
力が、吐出弁２６のばねの力に打ち勝つと、吐出弁２６
が開かれて、加圧室３４およびポンプ室２４内の加圧さ
れた燃料が、吐出通路２３および供給配管４を経て、コ
モンレール３に吐出される。

【００３５】このように、揺動ピストン３３が下死点か
ら上死点方向に移動する行程において、電磁弁２７に通
電するタイミングや通電期間を制御すると、コモンレー
ルへの燃料吐出量を制御できる。

【００３６】本実施形態１の高圧燃料供給ポンプにおい
ては、クランクシャフト３７の動力伝達としてクランク
ピン駆動方式を採用しているので、カム駆動方式では必
ず設けなければならない復帰用スプリングが不要とな
り、駆動機構およびシール手段をコンパクトに構成で
き、クランクピン３８の回転動力を揺動ピストンのリン
グ部３３ｂで支持でき、クランクピン３８と揺動ピスト
ンのリング部３３ｂとの接触荷重を大幅に低減できる。

【００３７】また、燃料を加圧する際の揺動ピストンに
作用する荷重方向と、その荷重を受ける揺動ピストンの
リング部３３ｂとクランクピン３８との接触荷重方向と
が、揺動ピストン３３の軸線上で一致しているので、揺
動ピストン３３には側圧力が作用しない。その結果、従
来のカム駆動方式の加圧・吐出行程でシリンダとピスト
ン間に生じていた側圧力をゼロにすることができる。さ
らに、シール手段の設置により、燃料および潤滑油の漏
洩を防止できる。

【００３８】

【実施形態２】図４は、本発明による燃料供給ポンプの
実施形態２の吸入行程時の構造を示す縦断面図であり、
図５は、本発明による燃料供給ポンプの実施形態２の加
圧・吐出行程時の構造を示す縦断面図である。本実施形
態２の構造の特徴は、クランクシャフト３７，クランク
ピン３８，揺動ピストン３３を通じて加圧室３４に至る
吸入通路を形成したことである。

【００３９】クランクシャフト３７の軸中心付近には、
軸方向にクランクシャフト吸入通路４０が形成され、ク
ランクピン３８には、クランクシャフト吸入通路４０に
連通するように、クランクピン吸入通路４１が形成され
ている。クランクピン吸入通路４１は、クランクピン３
８のクランク区分の周囲の概略半分にわたって形成され
ている。一方、揺動ピストン３３のピストン部３３ａの
中央部には、ピストン吸入通路３９が設けられており、
ピストン吸入通路３９の一端が、吸入行程の期間だけ、
クランクピン吸入通路４１に連通し、ピストン吸入通路
３９の他端は、加圧室３４に連通している。ここでは図
示していないが、クランクシャフト吸入通路４０は、吸
入側配管８に連通している。

【００４０】本実施形態２の動作を説明する。図４に示
す吸入行程では、クランクピン吸入通路４１とピストン
吸入通路３９とが連通するので、低圧燃料が、クランク
シャフト吸入通路４０を介して、加圧室３４内に流入す
る。この時、電磁弁２７に通電されていないためオフ時
であり、吸入弁２５が開いているから、低圧燃料は、燃
料吸入口部２２ａ，燃料供給通路２２，吸入弁２５を介
して、ポンプ室２４に流入し、加圧室３４に供給され
る。

【００４１】図５に示す加圧・吐出行程では、クランク
ピン吸入通路４１とピストン吸入通路３９との連通が、
クランクピン３８により遮断されるので、クランクシャ
フト吸入通路４０を介しての低圧燃料の供給が停止す
る。したがって、クランクピン吸入通路４１，加圧室３
４，ポンプ室２４は閉じられた空間となり、揺動ピスト
ン３３による加圧が開始される。このときは、電磁弁２
７に通電されていないオフ時であり、吐出弁２６が閉じ
ており、吸入弁２５が開いているので。上記密閉空間内
に流入した燃料は、吸入弁２５，燃料供給通路２２，燃
料吸入口部２２ａを介して、吸入側配管８に戻される。

【００４２】電磁弁２７が通電されたオン時には、吸入
弁２５が閉じられるので、燃料の加圧が開始され、吐出
弁２６が開かれ、燃料が、吐出通路２３，供給配管４経
て、コモンレール３に吐出される。

【００４３】このように、クランクピン３８は、揺動ピ
ストン３３に回転動力を伝達する作用の他に、クランク
ピン吸入通路４１とピストン吸入通路３９との連通を開
閉する吸入弁としての作用を兼ねている。

【００４４】支持部材４４の一端が、揺動シリンダ３１
のクランクピン３８側端部に係合されており、支持部材
４４の他端には、シール部材４５が固定されている。す
なわち、揺動シリンダ３１のクランクピン３８側端部に
は、環状の溝３１ｂが形成され、その溝３１ｂに支持部
材４４の一端が、係合されている。シール部材４５は、
揺動ピストン３３の外周部に弾性力をもって接触してお
り、支持部材４４の他端に固定され、脱落を防止しない
ようになっている。

【００４５】支持部材４４は、底部が円形の貫通口を有
する有底円筒状に形成され、弾性材料例えばばね鋼板や
鋼板表面にゴム製の被覆を施した材料などからなる。

【００４６】シール部材４５は、いわゆるリップ形状で
あり、二個所に円環状に一体形成されたリップ部４５ａ
および４５ｂからなり、揺動ピストン３３の外周部に弾
性的に接触している。リップ部４５ａおよび４５ｂは、
例えばゴム製である。

【００４７】リップ部４５ａおよび４５ｂの内径は、軸
方向中央部からそれぞれのリップ部４５ａおよび４５ｂ
に向けて内径が徐々に減少するように形成されている。
リップ部４５ａおよび４５ｂは、揺動ピストン３３の外
周部と所定角を有しており、リップ部４５ａは、揺動ピ
ストン３３と揺動シリンダ３１との摺動部からクランク
ピン３８側への燃料漏洩のシールを主に受け持ち、リッ
プ部４５ｂは、揺動ピストン３３のリング部３３ｂとク
ランクピン３８との潤滑油の漏洩を防止する。

【００４８】本実施形態２の高圧燃料供給ポンプにおい
ては、揺動ピストン３３のピストン部３３ａにピストン
吸入通路３９を形成しているため、その通路面積に圧力
を乗じた量だけ、揺動ピストン３３の頭部に作用する荷
重を低減できる。また、クランクピン３８が、クランク
ピン吸入通路４１とピストン吸入通路３９との連通を開
閉する吸入弁としても作用しているので、燃料の吸入効
率が高くなる。さらに、シール手段の設置により、燃料
および潤滑油の漏洩を防止できる。

【００４９】本実施形態２おいては、揺動シリンダの揺
動中心となる頭部の形状を球面としいるが、例えば円筒
面形状としてもよい。また、吸入弁２５を開口方向に保
持する力をもった係合部材を配置し、この係合部材をア
クチュエータ２８の動作タイミングにより、吸入弁２５
を開閉制御する電磁弁の例について説明したが、例えば
アクチュエータ２８に吸入弁２５を直接取り付け、電磁
弁が閉じている時に吸入通路を閉塞するような電磁弁で
あっても、上記構造の場合と同様の効果が得られる。

【００５０】

【実施形態３】図６は、本発明による燃料供給ポンプの
実施形態３の構造を示す縦断面図である。図７は、図６
の実施形態３におけるシール手段の構造を示す部分拡大
断面図である。揺動シリンダ３１のクランクピン３８側
端部には、シール手段を収納するハウジング部３１ｃが
形成されている。ハウジング部３１ｃの内周側には、環
状溝３１ｄが形成されており、環状溝３１ｄの両端には
段付き部３１ｅおよび３１ｆがそれぞれ設けられてい
る。

【００５１】弾性支持部材４６は、断面が概略Ｔ字状の
円筒形状で、支持部材４６の外周面は環状溝３１ｄに嵌
め込まれており、両端を段付き部３１ｅおよび３１ｆに
よって、揺動ピストン３３の摺動方向の移動を規制され
ている。一方、弾性シール部材４７は、揺動ピストンの
ピストン部３３ａの外周部に弾性力をもって接触すると
ともに、支持部材４６に固定されて、シール部材４５の
脱落を防止している。シール部材４７は、二個所に円環
状に一体形成されたリップ部４７ａおよび４７ｂからな
り、材料や機能は図３に示した実施形態と同様である。

【００５２】本実施形態においては、支持部材４６の固
定に環状溝を用いる方法を開示したが、別の方法、例え
ば図７において段付き部３１ｄを取り除いて穴とし、そ
の穴に支持部材４６を圧入する方法や、単なる嵌め合い
とし、端部を止め輪で固定する方法なども採用できる。

【００５３】揺動シリンダ３１およびポンプ本体２１に
は、連通路４８，連通路４９，連通路５０が設けられ、
リップ部４７ａ，ハウジング部３１ｂ，支持部材４６で
形成された空間部５１と燃料供給通路２２とを連通させ
ている。揺動ピストン３３と揺動シリンダ３１との摺動
部からクランクピン３８側への燃料が漏洩すると、空間
部５１に一旦溜められた後、連通路４８，連通路４９，
連通路５０を通じて、燃料供給通路２２に戻される。こ
こで、空間部５１に溜まっている燃料の圧力が高い時に
は、連通路の途中に絞り手段例えば絞り孔を設け、圧力
を下げ、燃料供給通路２２に戻してもよい。また、本実
施形態３においては、漏洩した燃料を燃料供給通路２２
側に戻しているが、漏洩した燃料を図１の燃料タンク５
に戻してもよい。

【００５４】本実施形態３の高圧燃料供給ポンプにおい
ては、シール手段をコンパクトに構成できるとともに、
シール部材を揺動シリンダに確実に固定できる。また、
揺動ピストン３３と揺動シリンダ３１との摺動部から燃
料が漏洩しても、燃料供給通路または燃料タンクに確実
に戻すことができる。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、揺動シリンダと揺動ピ
ストンとを組み合わせてクランクピン駆動とすることに
よって、燃料供給ポンプをコンパクトに構成でき、吸入
行程でピストンをカムに押し付けるばねを廃止するとと
もに、加圧燃料の圧力によりピストンに作用する力を減
らし、摩擦損失を減少させることができる。また、揺動
ピストンとシリンダとの間の側圧力を低減するととも
に、摺動部でのシール性を向上させ、効率および信頼性
の高い燃料供給ポンプを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による燃料供給ポンプを適用すべき燃料
噴射システムの系統構成の一例を示す図である。

【図２】本発明による燃料供給ポンプの実施形態１の構
造を示す縦断面図である。

【図３】図２の実施形態１におけるシール手段の構造を
示す部分拡大断面図である。

【図４】本発明による燃料供給ポンプの実施形態２の吸
入行程時の構造を示す縦断面図である。

【図５】本発明による燃料供給ポンプの実施形態２の加
圧・吐出行程時の構造を示す縦断面図である。

【図６】本発明による燃料供給ポンプの実施形態３の構
造を示す縦断面図である。

【図７】図６の実施形態３におけるシール手段の構造を
示す部分拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 高圧燃料供給ポンプ ２ 噴射ノズル ３ コモンレール ４ 供給配管 ５ 燃料タンク ６ 低圧燃料供給ポンプ ７ 圧力調整器 ８ 吸入側配管 ９ リリーフ弁 １０ 電子制御ユニット(ＥＣＵ) １１ エンジンの回転数検出センサ １２ 負荷検出センサ １３ 圧力センサ ２０ ケーシング ２１ ポンプ本体 ２２ 燃料供給通路 ２２ａ 燃料吸入口部 ２３ 吐出通路 ２４ ポンプ室 ２５ 吸入弁 ２６ 吐出弁 ２７ 電磁弁 ２８ 係合部材 ２９ ばね ３０ 球面支持部 ３１ 揺動シリンダ ３１ａ 摺動ボア部 ３１ｂ 環状溝 ３１ｃ ハウジング部 ３１ｄ 環状溝 ３１ｅ 環状溝 ３１ｆ 段付き部 ３２ 球面支持部材 ３３ 揺動ピストン ３３ａ ピストン部 ３３ｂ リング部 ３４ 加圧室 ３５ 連通路 ３６ 逃げ溝 ３７ クランクシャフト ３８ クランクピン ３９ ピストン吸入通路 ４０ クランクシャフト吸入通路 ４１ クランクピン吸入通路 ４４ 支持部材 ４５ シール部材 ４５ａ リップ部 ４５ｂ リップ部 ４６ 支持部材 ４７ シール部材 ４７ａ リップ部 ４７ｂ リップ部 ４８ 連通路 ４９ 連通路 ５０ 連通路 ５１ 空間部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｍ 59/44 Ｆ０２Ｍ 59/44 Ｄ Ｖ (72)発明者 山田 裕之 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器グループ内 (72)発明者 平工 賢二 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 野上 忠彦 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 Ｆターム(参考） 3G060 AC08 BA22 CA02 DA09 DA10 EA03 FA07 3G066 AA07 AB02 AC09 AD01 BA18 BA49 BA61 CA01S CA04U CA08 CA09 CA22T CD06 CD10 CE02 CE22 CE35 DA04 3G301 HA02 JA15 LB04 LB11 LB13 LC01 MA18 MA28 PB08A

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料を供給する燃料供給通路と、所定圧
   力で開く吐出弁を有し燃料を噴射ノズル側に吐出する燃
   料吐出通路と、前記燃料供給通路と前記燃料吐出通路と
   の間で燃料を昇圧するポンプ室を含む昇圧手段とを備え
   た燃料供給ポンプにおいて、 前記昇圧手段は、摺動ボア部が前記ポンプ室に連通し頭
   部を軸として揺動する揺動シリンダと、前記揺動シリン
   ダとともに揺動しながら前記摺動ボア部内を往復動する
   揺動ピストンと、前記揺動ピストンの外周部をシールす
   るシール手段とからなることを特徴とする燃料供給ポン
   プ。
2. 【請求項２】 燃料を供給する燃料供給通路と、所定圧
   力で開く吐出弁を有し燃料を噴射ノズル側に吐出する燃
   料吐出通路と、前記燃料供給通路と前記燃料吐出通路と
   の間で燃料を昇圧するポンプ室を含む昇圧手段とを備え
   た燃料供給ポンプにおいて、 前記昇圧手段は、摺動ボア部が前記ポンプ室に連通し球
   面または円筒面の頭部を軸として揺動する揺動シリンダ
   と、前記揺動シリンダとともに揺動しながら前記揺動シ
   リンダ内を往復動する揺動ピストンと、前記揺動ピスト
   ンの外周部をシールするシール手段と、駆動軸に対して
   偏心し前記ピストンの端部に回転自在に係合し駆動軸か
   らの駆動力を前記ピストンに伝達するクランクピンとか
   らなることを特徴とする燃料供給ポンプ。
3. 【請求項３】 燃料を供給する燃料供給通路と、所定圧
   力で開く吐出弁を有し燃料を噴射ノズル側に吐出する燃
   料吐出通路と、前記燃料供給通路と前記燃料吐出通路と
   の間で燃料を昇圧するポンプ室を含む昇圧手段とを備え
   た燃料供給ポンプにおいて、 前記昇圧手段は、摺動ボア部が前記ポンプ室に連通し球
   面または円筒面の頭部を軸として揺動する揺動シリンダ
   と、前記燃料の一部を前記ポンプ室に供給するピストン
   吸入通路を内部に有し前記揺動シリンダとともに揺動し
   ながら前記揺動シリンダ内を往復動する揺動ピストン
   と、前記揺動ピストンの外周部をシールするシール手段
   と、駆動軸に対して偏心し前記ピストンの端部に回転自
   在に係合し駆動軸からの駆動力を前記ピストンに伝達す
   るクランクピンとからなることを特徴とする燃料供給ポ
   ンプ。
4. 【請求項４】 燃料を供給する燃料供給通路と、所定圧
   力で開く吐出弁を有し燃料を噴射ノズル側に吐出する燃
   料吐出通路と、前記燃料供給通路と前記燃料吐出通路と
   の間で燃料を昇圧するポンプ室を含む昇圧手段とを備え
   た燃料供給ポンプにおいて、 前記昇圧手段は、摺動ボア部が前記ポンプ室に連通し下
   端部に前記摺動ボア部よりも大径のハウジング部を有し
   球面または円筒面の頭部を軸として揺動する揺動シリン
   ダと、前記揺動シリンダとともに揺動しながら前記揺動
   シリンダ内を往復動する揺動ピストンと、前記揺動シリ
   ンダ下端部のハウジング部内に配置され前記揺動ピスト
   ンの外周部をシールするシール手段と、駆動軸に対して
   偏心し前記ピストンの端部に回転自在に係合し駆動軸か
   らの駆動力を前記ピストンに伝達するクランクピンとか
   らなり、 前記揺動シリンダが、前記揺動ピストンと揺動シリンダ
   との摺動部から前記クランクピン側に漏洩し前記シール
   手段により前記ハウジング部内に形成された空間部に一
   旦溜められた燃料を前記ポンプ室方向に戻す連通路を備
   え、 前記燃料供給ポンプの本体が、前記揺動シリンダが所定
   角度にあるときに前記連通路と接続され前記漏洩燃料を
   元の方向に戻す連通路を備えたことを特徴とする燃料供
   給ポンプ。
5. 【請求項５】 燃料を加圧して供給する燃料供給ポンプ
   と、供給された加圧燃料を蓄圧するコモンレールと、前
   記コモンレール内の燃料を内燃機関の各気筒に噴射する
   噴射ノズルと、エンジンの運転状態等に応じて最適の噴
   射時期，噴射量となるように前記燃料噴射ノズルの噴射
   制御用電磁弁に制御信号を出力する電子制御ユニット
   (ＥＣＵ)とを含む燃料噴射システムにおいて、 前記燃料供給ポンプが、請求項１ないし４のいずれか一
   項に記載の燃料供給ポンプであることを特徴とする燃料
   噴射システム。
6. 【請求項６】 燃料を加圧して供給する燃料供給ポンプ
   と、供給された加圧燃料を蓄圧するコモンレールと、前
   記コモンレール内の燃料を内燃機関の各気筒に噴射する
   噴射ノズルと、エンジンの運転状態等に応じて最適の噴
   射時期，噴射量となるように前記燃料噴射ノズルの噴射
   制御用電磁弁に制御信号を出力する電子制御ユニット
   (ＥＣＵ)とを含む燃料噴射システムにおいて、 前記燃料供給ポンプが、請求項１ないし４のいずれか一
   項に記載の燃料供給ポンプであり、 前記燃料噴射システムが、前記コモンレール内の圧力を
   検出し電子制御ユニット(ＥＣＵ)に制御情報として出力
   する圧力センサを備えたことを特徴とする燃料噴射シス
   テム。