JP2004324536A - 燃料供給用ポンプおよびタペット構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】増圧方式の蓄圧式燃料噴射装置に好適に使用される燃料供給用ポンプおよびタペット構造体を提供する。
【解決手段】ローラおよびローラボディを含むタペット構造体を備えた燃料供給用ポンプにおいて、プランジャを引き下げる際に用いられるスプリングを保持するためのスプリング保持室と、プランジャを昇降させるためのカムを収容するためのカム室との間に、潤滑油または潤滑用燃料を通過させるため連通部を設けてあり、ローラボディに、連通部の一部として、潤滑油または潤滑用燃料を通過させるための通過孔を設け、かつ、当該通過孔の下方側の開口部を含む箇所に、潤滑油または潤滑用燃料を通過させるための導通路を設けてある。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料供給用ポンプおよびタペット構造体に関する。特に、増圧方式の蓄圧式燃料噴射装置に適した燃料供給用ポンプおよびタペット構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ディーゼルエンジン等において、高圧の燃料を効率良く噴射するために、蓄圧器（コモンレール）を用いた蓄圧式燃料噴射装置が各種提案されている。
例えば、図２２に示すように、エンジンの運転条件に応じて、蓄圧器の圧力を容易に切り替えるべく、メイン噴射を担当する第１蓄圧器２３６およびパイロット噴射を担当する第２蓄圧器２７８をそれぞれ備え、切り替え装置２８６によって、これらの蓄圧器２３６、２７８を切り替えて燃料噴射を実施する蓄圧式燃料噴射装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、エンジン性能の最適な噴射圧力を得られることを目的として、蓄圧器と、燃料噴射弁との間に、燃料を増圧するための増圧ピストンおよびシリンダ室が設けられた蓄圧式燃料噴射装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
より具体的には、図２３に示すように、蓄圧器３９５と、燃料の供給油路３６０と、制御油路３６１と、燃料噴射制御用切り替え弁３６２と、増圧ピストン３７８を収容するためのシリンダ室３８３と、７０〜１２０ＭＰａ（約７００〜１，２００ｋｇｆ／ｃｍ^２）程度に燃料圧力を上げるための増圧ピストン３７８と、液圧回路３６３と、ピストン作動用切り替え弁（増圧装置用三方電磁弁）３６４と、コントローラ（図示せず。）と、を備えた蓄圧式燃料噴射装置３８０が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−９３９３６号公報 （第４−５頁、図１）
【特許文献２】
特許第２８８５０７６号公報 （第５−９頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示された蓄圧式燃料噴射装置では、２種類の蓄圧器およびその切り替え装置等を備える必要があり、そのために、蓄圧式燃料噴射装置が複雑化、大型化するという問題が見られた。また、かかる蓄圧式燃料噴射装置において、燃料供給用ポンプのカムおよびプランジャを高速駆動させて、大流量の燃料を十分に加圧処理することについては考慮されていない。
【０００６】
一方、特許文献２に開示された蓄圧式燃料噴射装置においては、蓄圧器と、燃料噴射弁との間に、増圧ピストンを設けて、多段階圧力噴射を意図しているとともに、蓄圧器へ高圧燃料を供給する加圧ポンプが提案されているが、当該加圧ポンプは、蓄圧式燃料噴射装置の従来どおりの加圧ポンプであって、増圧ピストンに大量の高圧燃料を供給することを目的とした加圧ポンプについては触れられていない。
【０００７】
そこで、本発明の発明者らは鋭意検討した結果、スプリング保持室と、カム室との間に連通部を備えるとともに、ローラボディに形成された、連通部の一部としての通過孔の下方側の開口部を含む箇所に導通路を設けることにより、潤滑油または潤滑用燃料の行き来が自由になって、カムおよびプランジャを高速駆動させた場合であっても、大量の燃料油を十分に加圧処理できることを見出した。
すなわち、本発明は、増圧方式の蓄圧式燃料噴射装置に対応すべく、燃料供給用ポンプにおけるカムおよびプランジャを高速駆動させて、燃料吐出量を大量にした場合であっても、潤滑油または潤滑用燃料がプランジャの動作を阻害することなく、燃料を十分に加圧処理することができる燃料供給用ポンプ、およびそれに適したタペット構造体を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、ローラおよびローラボディを含むタペット構造体を備えた燃料供給用ポンプにおいて、プランジャを引き下げる際に用いられるスプリングを保持するためのスプリング保持室と、プランジャを昇降させるためのカムを収容するためのカム室との間に、潤滑油または潤滑用燃料を通過させるため連通部を設け、ローラボディに、連通部の一部として、潤滑油または潤滑用燃料を通過させるための通過孔を設けるとともに、当該通過孔の下方側の開口部を含む箇所に、潤滑油または潤滑用燃料を通過させるための導通路を設けた燃料供給用ポンプが提供され、上述した問題点を解決することができる。
すなわち、このような燃料供給用ポンプであれば、ローラボディに設けられた通過孔の下方側の開口部を含む箇所に、所定の導通路が設けられていることにより、シェルまたはローラの存在位置にかかわらず、潤滑油または潤滑用燃料の移動空間が形成される。したがって、スプリング保持室と、カム室との間における潤滑油または潤滑用燃料の移動が妨げられることがなくなり、スプリング保持室内の圧力の上昇を防止することができる。よって、このようなタペット構造体を燃料供給用ポンプに用いることにより、カムおよびプランジャを高速駆動させた場合であっても、スプリング保持室と、カム室との間を、潤滑油または潤滑用燃料が自由に行き来できるため、かかる潤滑油または潤滑用燃料がプランジャの高速動作を阻害することが少なくなる。
【０００９】
また、本発明の燃料供給用ポンプを構成するにあたり、開口部をローラボディの側面に設けるとともに、ローラボディの側面に導通路を設けることが好ましい。
このように構成することにより、導通路を、容易かつ確実に形成することができる。
【００１０】
また、本発明の燃料供給用ポンプを構成するにあたり、導通路の形状が、実質的に窪み状であることが好ましい。
このように構成することにより、導通路を、容易かつ確実に形成することができるとともに、スプリング保持室と、カム室との間で、さらに円滑に潤滑油または潤滑用燃料を移動させることができる。
【００１１】
また、本発明の燃料供給用ポンプを構成するにあたり、導通路を複数設けるとともに、ローラ受けの両側に配置することが好ましい。
このように構成することにより、通過孔を複数個設けた場合であっても、連通部を容易かつ確実に形成することができるとともに、スプリング保持室と、カム室との間で、潤滑油または潤滑用燃料をバランスよく移動させることができる。
【００１２】
また、本発明の燃料供給用ポンプを構成するにあたり、通過孔の直径を０．５〜１２ｍｍの範囲内の値とすることが好ましい。
このように構成することにより、スプリング保持室と、カム室との間を、潤滑油または潤滑用燃料が行き来しやすくなるために、スプリング保持室およびカム室の圧力差を低減することができるようになる。
【００１３】
また、本発明の燃料供給用ポンプを構成するにあたり、単位時間当たりの流量が５００〜１，５００リットル／時間である燃料を、５０ＭＰａ以上の値に加圧するための増圧方式の蓄圧式燃料噴射装置に用いることが好ましい。
このような蓄圧式燃料噴射装置に用いることにより、カムおよびプランジャの高速駆動が阻害されることがなく、容易に大流量の燃料の加圧処理ができるため、増圧方式の蓄圧式燃料噴射装置に好適に使用することができる。したがって、多段階圧力での燃料噴射を容易に実施することができ、ひいては、燃料噴射装置における燃焼効率を高めることができる。
【００１４】
また、本発明の別の態様は、ローラおよびローラボディを含むタペット構造体において、ローラボディに、潤滑油または潤滑用燃料を通過させるための通過孔を、当該ローラボディの上面部から下方側に貫通するように設けるとともに、当該通過孔の下方側の開口部を含む箇所に、潤滑油または潤滑用燃料を通過させるための導通路を設けることを特徴とするタペット構造体である。
すなわち、ローラボディの側面部またはローラ部に所定の導通路が設けられていることにより、シェルまたはローラの存在位置にかかわらず潤滑油または潤滑用燃料の移動空間が形成される。したがって、スプリング保持室と、カム室との間における潤滑油または潤滑用燃料の移動が妨げられることがなくなる。よってこのようなタペット構造体を燃料供給用ポンプに用いることにより、カムおよびプランジャを高速駆動させた場合であっても、潤滑油または潤滑用燃料が、カムおよびプランジャの高速動作を阻害することが少なくなり、その結果、カムシャフトとの間で焼き付けを生じることが少なくなる。
【００１５】
また、本発明のタペット構造体を構成するにあたり、導通路を、ローラボディの側面部に設けることが好ましい。
このように構成することにより、導通路を、容易かつ確実に形成することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
［第１の実施形態］
第１の実施形態は、図１および図２に例示されるように、ローラ２９およびローラボディ２８を含むタペット構造体６を備えた燃料供給用ポンプ５０であって、プランジャ５４を引き下げる際に用いられるスプリング６８を保持するためのスプリング保持室と、プランジャ５４を昇降させるためのカム６０を収容するためのカム室との間に、潤滑油または潤滑用燃料を通過させるための連通部を設け、ローラボディ２８に、連通部の一部として、潤滑油または潤滑用燃料を通過させるための通過孔３０ｂを設けるとともに、当該ローラボディ２８の通過孔３０ｂの下方側の開口部３４を含む箇所に、潤滑油または潤滑用燃料を通過させるための導通路３５を形成した燃料供給用ポンプ５０である。
以下、かかる燃料供給用ポンプ５０を、構成要件等に分けて、具体的に説明する。
【００１７】
１．燃料供給用ポンプの基本的形態
燃料供給用ポンプの基本的形態は特に制限されるものでは無いが、例えば、図１および図２に示されるような燃料供給用ポンプ５０を備えることが好ましい。すなわち、かかる燃料供給用ポンプ５０は、例えば、ポンプハウジング５２と、バレル（シリンダ）５３と、プランジャ５４と、スプリングシート１０と、タペット構造体６と、カム６０と、から構成してあることが好ましい。
また、ポンプハウジング５２に収容されたバレル５３の内側に、カム６０の回転運動に対応してプランジャ５４が往復運動し、導入された燃料を加圧するための燃料圧縮室７４が形成されている。
したがって、フィードポンプ６４から圧送されてくる燃料を、燃料圧縮室７４において、プランジャ５４によって、高圧の燃料に効率的に加圧することができる。
なお、この燃料供給用ポンプ５０の例では、ポンプハウジング５２内に、例えば二組のバレル（シリンダ）５３およびプランジャ５４を備えているが、より大容量の燃料を高圧処理するために、二組以上の数に増加することも好ましい。
【００１８】
（１）ポンプハウジング
ポンプハウジング５２は、図２に例示されるように、バレル（シリンダ）５３と、プランジャ５４と、タペット構造体６と、カム６０とを収容する筐体である。
したがって、かかるポンプハウジング５２は、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、左右方向に開口するシャフト挿通孔９２ａ、および上下方向に開口する円柱空間９２ｂ、９２ｃをそれぞれ有していることが好ましい。
また、かかるポンプハウジング５２には、図３（ｂ）に示すように、円柱空間９２ｂ、９２ｃの側面方向に開口する貫通孔９７、９８をさらに設けることが好ましい。すなわち、かかる貫通孔９７、９８は、案内ピン９９の先端部が圧入され、案内ピンの位置決めの精度が確保される構成となっている。また、孔部９７ａ、９８ａは案内ピン９９が螺合するねじ部として構成され、螺合によって案内ピン９９の先端部が圧入されることが好ましい。
【００１９】
（２）プランジャバレル
プランジャバレル５３は、図１および図２に例示されるように、プランジャ５４を支持するための筐体であって、当該プランジャ５４によって大量の燃料を高圧に加圧するための燃料圧縮室（ポンプ室）７４の一部を構成している要素である。また、プランジャバレル５３は、組立が容易なことから、ポンプハウジング５２の円柱空間９２ｂ、９２ｃの上方開口部に対して装着されていることが好ましい。
なお、プランジャバレルを設ける燃料供給用ポンプの種類が、インラインタイプおよびラジアルタイプの場合には、それぞれにタイプに対応させて、プランジャバレルの形態を適宜変更することができる。
【００２０】
（３）プランジャ
プランジャ５４は、図１および図２に例示されるように、プランジャバレル５３内の燃料圧縮室７４における燃料を高圧に加圧するための主要素である。したがって、プランジャ５４は、ポンプハウジング５２の円柱空間９２ｂ、９２ｃにそれぞれ装着されるプランジャバレル５３内に、昇降自在に配設されていることが好ましい。
また、このプランジャ５４は、図４および図５に示すように、燃料圧縮室７４内に出入りするための加圧部５４ａを有していることが好ましい。この加圧部５４ａは、プランジャバレル５３の径よりも細くなるように設計されており、上死点に移動した場合に、当該加圧部５４ａと、吐出バルブ７９との間に隙間を形成することが好ましい。この理由は、加圧部５４ａが吐出バルブ７９の入り口を塞ぐことなく、コモンレールに対して、円滑に燃料を圧送するためである。
また、プランジャ５４は、プランジャバレル５３内で、円滑に高速駆動できるように、全体として、丸棒状に形成されているとともに、加圧部５４ａとは反対の端部につば部５５を有していることが好ましい。すなわち、円柱形のプランジャ５４の先端部（下端部）外周面には、係止用のつば部５５が一体的に設けられていることが好ましい。この理由は、このように構成することにより、プランジャ取付け部１４に設けた開口部１５に対して、容易かつ確実に固定することができるためである。
また、かかるプランジャ５４は、図２に示すように、プランジャ復帰用のスプリング６８によってカム側に常時付勢されるとともに、カム６０の回転に対応して、上昇し、燃料圧縮室７４内の燃料を加圧するように構成されていることが好ましい。
なお、第１の実施形態の燃料供給用ポンプにおいては、ポンプを高速回転させることによりカムおよびプランジャを高速駆動させて、大量の燃料を加圧処理することが好ましい。具体的に、かかるポンプの回転数を１，５００〜４，０００ｒｐｍの範囲内の値とすることが好ましい。また、ギア比を考慮して、ポンプの回転数を、エンジンの回転数に対して、１〜５倍の範囲内の値とすることが好ましい。
【００２１】
（４）燃料圧縮室
燃料圧縮室７４は、図２および図５に示すように、プランジャ５４とともに、プランジャバレル５３内に形成される小部屋である。したがって、かかる燃料圧縮室７４において、燃料供給バルブ７３を介して定量的に流入した燃料について、プランジャ５４が高速駆動することによって、効率的かつ大量に加圧することができる。なお、このようにプランジャ５４が高速駆動した場合であっても、潤滑油または潤滑用燃料がプランジャ５４の高速動作を阻害しないように、後述するスプリングシートやローラボディには、それぞれ通過孔が設けられており、それぞれの通過孔が連通していることが好ましい。
一方、プランジャ５４による加圧が終了した後は、加圧された燃料は、燃料吐出バルブ７９を介して、図１０に示すコモンレール１０６に供給されることになる。
【００２２】
（５）スプリングシート
図６（ａ）〜（ｃ）に例示されるように、スプリングシート１０は、燃料供給用ポンプのプランジャを引き下げる際に用いられるスプリングを保持するためのスプリング保持部１２と、当該プランジャを係止するためのプランジャ取付け部１４と、を備えたスプリングシート１０において、プランジャ取付け部１４の周囲に、潤滑油または潤滑用燃料を通過させるための通過孔１６を設けることが好ましい。
スプリング保持部１２の形態は、燃料供給用ポンプのプランジャを引き下げる際に用いられるスプリングを容易に配置することができるものであれば特に制限されるものではないが、例えば、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、円板状であっても良く、あるいは、周囲方向に部分的に突出した面状体であっても良い。
また、スプリング保持部１２の配置に関して、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、プランジャ取付け部１４の周囲に設けることが好ましい。
【００２３】
また、プランジャ取付け部の形態に関して、プランジャを容易に係止して、当該プランジャを引き下げることができる構成であれば特に制限されるものではないが、例えば、図６（ｂ）に示すように、プランジャの先端部を横方向からスライドして挿入させるための比較的大きな挿入口１５ｂと、プランジャの先端部を係止するための比較的小さな中心孔１５ａと、の組み合わせとすることが好ましい。なお、図７（ａ）〜（ｃ）に、プランジャ取付け部の変形例を示すが、それぞれ好適に使用することができる。
また、プランジャ取付け部１４の配置に関して、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、スプリング保持部１２の内側領域に、当該プランジャ取付け部１４を設けることが好ましい。この理由は、このように構成することにより、スプリング保持部１２において、例えば、円筒形のスプリングを保持できるとともに、当該スプリングの内側領域において、プランジャを係止して、容易に芯だししながら、高速駆動できるためである。
【００２４】
また、プランジャ取付け部１４の周囲に設ける通過孔１６の形状や個数は、特に制限されるものではないが、例えば、円形の通過孔を、１〜２０個の範囲内で設けることが好ましい。なお、通過孔の形状は、実質的に円形であることが好ましいが、その他、楕円、四角形、異形、あるいは溝状とすることが好ましい。
また、通過孔１６を、図６（ａ）〜（ｂ）に示すように、プランジャ取付け部１４の周囲に、放射状または半放射状に配置することが好ましい。図６（ａ）〜（ｂ）の例では、プランジャ取付け部１４の中心点Ｐに対して、５個の通過孔１６が半放射状に配置してある。
また、図６（ａ）〜（ｂ）に例示する通過孔１６が実質的に円形の場合、その直径を０．５〜１２ｍｍの範囲内の値とすることが好ましい。
【００２５】
（６）タペット構造体
タペット構造体の構造については、後述する第２の実施形態と同様の内容とすることができる。したがって、ここでの説明は省略する。
【００２６】
（７）カム
カム６０は、図１および図２に例示されるように、モータの回転運動を、タペット構造体６を介して、プランジャ５４の上下運動に変えるための主要素である。したがって、カム６０は、シャフト挿通孔９２ａに軸受体を介して回転自在に挿通保持されていることが好ましい。そして、ディーゼルエンジン（カムシャフト３）の駆動によって回転するように構成されている。
このカム６０の外周面には、ポンプハウジング５２の円柱空間９２ｂ、９２ｃの下方に位置し、かつ軸線方向に所定の間隔をもって並列する二つのカム部３ａ、３ｂが一体に設けられていることが好ましい。
なお、これらカム部３ａ、３ｂは、相互に円周方向に所定の間隔をもって並列配置されていることが好ましい。
【００２７】
（８）燃料吸入用バルブおよび燃料吐出用バルブ
燃料吸入用バルブおよび燃料吐出用バルブを、図５に例示するように配置するとともに、図８〜図９に例示するような構成とすることが好ましい。
すなわち、燃料吸入用バルブ７３は、図８および図９に示すように、弁本体１９および、先端につば部２０ｂを供えた弁体２０を有していることが好ましい。また、この弁本体１９には、図９に示すように、下方に開口する円柱状の燃料吸入室１９ａおよびこの燃料吸入室１９ａに燃料を吸入するための燃料吸入孔１９ｂが設けられていることが好ましい。
また、燃料吐出用バルブ７９についても、弁体を有し、プランジャバレル５３の一部に収容されていることが好ましい。そして、スプリングによって閉弁方向に常時付勢されるとともに、開弁・閉弁によって、加圧された燃料を、コモンレールに対して供給するように構成されていることが好ましい。
【００２８】
なお、図８に示すように、燃料吸入用バルブ７３は、弁本体１９と、その内部において稼動可能に取付けられた弁体２０と、弁本体１９内部に設けられた燃料吸入室１９ａと、燃料吸入孔１９ｂと、弁体２０および弁本体１９の一部が相互に接するシート部２３と、を備えて、燃料吸入孔１９ｂを複数個設けるとともに、当該燃料吸入孔１９ｂを燃料吸入室１９ａに対して、非放射状に配置することが好ましい。
この理由は、かかる燃料吸入用バルブであれば、燃料供給用ポンプに対して、例えば、単位時間当たりの流量が５００〜１，５００リットル／時間程度の燃料であっても、極めて正確かつ定量的に供給することができるためである。
【００２９】
（９）燃料潤滑システム
また、燃料供給用ポンプの潤滑システムとしては特に制限されるものではないが、燃料油の一部を潤滑成分（潤滑油燃料）として使用する燃料潤滑システムを採用することが好ましい。
この理由は、燃料をカム室等の潤滑に用いることにより、燃料を加圧してコモンレールに燃料を圧送するに際して、たとえカム室等を潤滑するための燃料の一部がコモンレールに圧送される燃料に混合されたとしても、これらは同一成分であるため、潤滑油をカム室等の潤滑に用いる場合のように潤滑油に含まれる添加剤等がコモンレールに圧送される燃料に混合されてしまうことがないからである。したがって、排ガス浄化性が低下することが少なくなる。
【００３０】
２．増圧方式の蓄圧式燃料噴射装置
また、第１の実施形態の燃料供給用ポンプは、例えば、以下のような構成を有する増圧方式の蓄圧式燃料噴射装置１００の一部であることが好ましい。
すなわち、図１０に例示されるように、燃料タンク１０２と、かかる燃料タンク１０２の燃料を供給するためのフィードポンプ（低圧ポンプ）１０４と、燃料供給用ポンプ（高圧ポンプ）１０３と、かかる燃料供給用ポンプ１０３から圧送された燃料を蓄圧するための蓄圧器としてのコモンレール１０６と、コモンレール１０６で蓄圧された燃料をさらに加圧するための増圧装置（増圧ピストン）１０８と、および燃料噴射装置１１０と、から構成されていることが好ましい。
【００３１】
（１）燃料タンク、フィードポンプ、および燃料供給用ポンプ
図１０に例示される燃料タンク１０２の容積や形態は、例えば、単位時間当たりの流量が５００〜１、５００リットル／時間程度の燃料を循環できることを考慮して定めることが好ましい。
また、フィードポンプ１０４は、図１０に示すように、燃料タンク１０２内の燃料（軽油）を燃料供給用ポンプ１０３に圧送するものであり、フィードポンプ１０４と、燃料供給用ポンプ１０３との間にはフィルター１０５が介在されていることが好ましい。そして、このフィードポンプ１０４は、一例ではあるが、ギヤポンプ構造を有し、カムの端部に取付け、ギヤの駆動を介して、カム軸と直結または適当なギヤ比を介して駆動されていることが好ましい。
【００３２】
また、フィードポンプ１０４から、フィルター１０５を介して圧送された燃料は、噴射量調整を行う比例制御弁１２０をさらに経由して、燃料供給用ポンプ１０３に供給されることが好ましい。
また、フィードポンプ１０４から供給された燃料は、比例制御弁１２０および燃料供給用ポンプ１０３に対して圧送される他に、かかる比例制御弁１２０と並列的に設けられたオーバーフローバルブ（ＯＦＶ）を介して、燃料タンク１０２に戻されるように構成することが好ましい。そして、さらに、一部の燃料は、オーバーフローバルブに取付けられたオリフィスを介して、燃料供給用ポンプ１０３のカム室に圧送され、カム室の燃料潤滑油として使用されることが好ましい。
【００３３】
（２）コモンレール
また、コモンレール１０６の構成は特に制限されるものではなく、公知のものであれば使用することができるが、例えば、図１０に示すように、コモンレール１０６には、複数のインジェクタ（噴射弁）１１０が接続されており、コモンレール１０６で高圧に蓄圧された燃料を各インジェクタ１１０から内燃機関（図示せず）内に噴射することが好ましい。
この理由は、このように構成することにより、エンジンの回転数の変動に噴射圧が影響されることなく、回転数に見合った噴射圧で、インジェクタ１１０を介してエンジンに燃料噴射することができるためである。なお、従来の噴射ポンプシステムでは、エンジン回転数に倣って噴射圧力は変化してしまうという問題があった。
また、コモンレール１０６の側端には、圧力検知器１１７が接続されており、かかる圧力検知器１１７で得られた圧力検知信号を電子制御ユニット（ＥＣＵ： Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ Ｕｎｉｔ）に送ることが好ましい。すなわち、ＥＣＵは、圧力検知器１１７からの圧力検知信号を受けると、電磁制御弁（図示せず。）を制御するとともに、検知した圧力に応じて比例制御弁の駆動を制御することが好ましい。
【００３４】
（３）増圧装置
また、増圧装置としては、図１１に例示されるように、シリンダ１５５と、機械式ピストン（増圧ピストン）１５４と、受圧室１５８と、電磁弁１７０と、循環路１５７とを含み、そして、機械式ピストン１５４が、比較的大面積を有する受圧部１５２および比較的小面積を有する加圧部１５６をそれぞれ備えていることが好ましい。
すなわち、シリンダ１５５内に収容された機械式ピストン１５４が、当該受圧部１５２において、コモンレール圧を有する燃料により押圧されて移動し、受圧室１５８のコモンレール圧、例えば、２５〜１００ＭＰａ程度の圧力を有する燃料を、さらに比較的小面積を有する加圧部１５６によって加圧し、１５０ＭＰａ〜３００ＭＰａの範囲内の値とすることが好ましい。
【００３５】
また、機械式ピストン１５４を加圧するために、コモンレール圧を有する燃料を大量に使用するが、加圧後には、電磁弁１７０を介して、高圧ポンプの燃料入り口に還流させることが好ましい。すなわち、図１０に示すように、コモンレール圧を有する燃料の大部分は、機械式ピストン１５４を加圧した後、例えば、ライン１２１を介して、高圧ポンプ１０３の燃料入り口に還流され、再び、機械式ピストン１５４を加圧するために使用することが好ましい。
一方、加圧部１５６によって増圧された燃料は、図１１に示すように、燃料噴射装置（燃料噴射ノズル）１６３に送液され、効率的に噴射されて燃焼されるとともに、燃料噴射装置の電磁弁１８０から流出した燃料については、燃料タンク１０２に、ライン１２３を介して還流することになる。
【００３６】
したがって、このような増圧装置を設けることにより、コモンレールを過度に大型化することなく、かつ、任意時期に、コモンレール圧を有する燃料によって効果的に機械式ピストンを押圧することができる。
すなわち、図１２に模式図を示すように、増圧方式の蓄圧式燃料噴射装置によれば、機械式ピストンに、比較的大面積の受圧部と、比較的小面積の加圧部と、を備えるとともに、機械式ピストンのストローク量を考慮することにより、加圧損失を少なくしつつ、コモンレール圧を有する燃料を、所望値に効率的に増圧することが可能である。
より具体的には、コモンレールからの燃料（圧力：ｐ１、体積：Ｖ１、仕事量：Ｗ１）を、比較的大面積を有する受圧部により受け、比較的小面積を有する加圧部を備えた機械式ピストンにより、より高圧の燃料（圧力：ｐ２、体積：Ｖ２、仕事量：Ｗ２）とすることができる。
【００３７】
（４）燃料噴射装置
▲１▼基本的構造
また、燃料噴射装置（インジェクタ）１１０の形態は特に制限されるものでは無いが、例えば、図１１に例示されるように、ニードル弁体１６２が着座する着座面１６４と、この着座面１６４の弁体当接部位よりも下流側に形成される噴孔１６５と、を有するノズルボディ１６３を備え、ニードル弁体１６２のリフト時に着座面１６４の上流側から供給される燃料を噴孔１６５へ導く構成であることが好ましい。
また、このような燃料噴射ノズル１６６は、スプリング１６１等によってニードル弁体１６２を着座面１６４に向かって常時付勢しておき、ニードル弁体１６２をソレノイド１８０の通電／非通電の切り替えによって開閉する電磁弁型であることが好ましい。
【００３８】
▲２▼噴射タイミングチャート
また、高圧燃料の噴射タイミングチャートに関し、図１３に例示するように、実線Ａで示されるような、二段階の噴射状態を有する燃料噴射チャートを示すことが好ましい。
この理由は、コモンレール圧と、増圧装置（増圧ピストン）における増圧の組み合わせにより、かかる二段階の噴射タイミングチャートを達成することができ、それによって燃料の燃焼効率を高めるとともに、排気ガス浄化させることができるためである。
また、本発明によれば、コモンレール圧と、増圧装置（増圧ピストン）における増圧タイミングの組み合わせにより、図１３中、点線Ｂで示されるような燃料噴射チャートを示すことも好ましい。
なお、増圧装置（増圧ピストン）を使用しない場合には、すなわち従来の噴射タイミングチャートは、図１３中、点線Ｃで示されるように、低噴射量の一段階の噴射タイミングチャートとなる。
【００３９】
［第２の実施形態］
第２の実施形態は、図１４（ａ）〜（ｃ）に例示されるように、ローラ２９およびローラボディ２８を含むタペット構造体６であって、ローラボディ２８に、潤滑油または潤滑用燃料を通過させるための通過孔３０ｂを、当該ローラボディ２８の上面部から下方側に貫通するように設けるとともに、当該通過孔３０ｂの下方側の開口部を含む箇所に、潤滑油または潤滑用燃料を通過させるための導通路３５を設けたタペット構造体６である。
以下、タペット構造体６の基本的構造と、通過孔３０ｂおよび導通路３５を有するローラボディ２８とについて、適宜図面を参照しながら、具体的に説明する。
【００４０】
１．基本的構造
タペット構造体６は、図１４（ａ）〜（ｃ）に示すように、基本的に、シェル２７と、ローラボディ２８と、ローラ２９とから構成されており、図１に示すようなカムシャフト３およびそれに連なるカム６０の回転運動によって、昇降するように構成されていることが好ましい。なお、図１５および図１６に、シェル２７およびスプリングシート１０を含むタペット構造体６の変形例、図１７および図１８に、シェル２７を含むタペット構造体６の変形例を示すが、それぞれ好適に使用することができる。
【００４１】
ここで、シェル２７は、上下方向に開口し、図３に示すポンプハウジング５２の円柱空間９２ｂ、９２ｃの周面に適合する外周面を有する円筒体によって形成されていることが好ましい。また、かかるシェル２７の周壁上部には、案内ピンが挿通するための開口部（スリット部）２７ａが設けられており、シェル２７の軸線方向に延在する貫通孔として形成してあることが好ましい。この理由は、タペット構造体６が昇降時に、案内ピンと開口部２７ａとが協働して、当該タペット構造体６の動作方向がずれないように、円柱空間９２ｂ、９２ｃの軸線に沿って昇降できるためである。
また、シェル２７の内周面には、ローラボディ２８の上方移動を規制するための第１の段部２７ｂを設けてあることが好ましい。また、シェル２７の内周面には、スプリングシート２６の径方向移動を規制するための第２の段部２７ｃが一体に設けられていることが好ましい。この理由は、ローラボディ２８にスプリングシート２６の径方向移動を規制する機能をもたせる必要がなくなり、ローラボディ２８の形状を簡単な形状とすることができるためである。
【００４２】
一方、ローラ２９は、図１４（ａ）に示すように、ピン部２９ｂおよびローラ部２９ａが一体化された構成であることが好ましい。この理由は、ピン部（ローラピン）とローラ部（ローラ）とを別々の部品として組み合わせて構成する場合と比較して、ローラボディ全体で、ローラからの過重を受けることができ、より高い過重に耐えることができるためである。また、ローラピンとローラとの間で生じていた抵抗を考慮する必要がなくなり、ローラをより高速で回転させることが可能になるためである。さらに、ローラ内に、ローラピンを挿入する穴を設ける必要がなくなり、強度を向上させることができるためである。
また、ローラ２９は、表面全体に炭素処理、例えば、カーボンコーティング皮膜が施されているローラ受け３０ａに対して側方から挿入して、回転自在に支承されていることが好ましい。そして、ローラ２９は、カムシャフト３に連通したカム６０の回転力を受けるように構成されている。この理由は、ローラ受け３０ａに施す炭素処理によって、ローラ２９と、ローラ受け３０ａとの間の摺動状態を制御することができ、それにより、かかるローラ２９を介して、カム６０の回転力を、ローラボディ２８の一部であるローラ受け３０ａに伝達し、ひいては、効率的にプランジャの往復運動に変換することができるためである。
したがって、このように構成されたタペット構造体６であれば、カムシャフト３に連通するカム６０の回転に対応して、繰返し、かつ長期間にわたって高速で往復動することができる。
【００４３】
２．ローラボディ
（１）基本的構成
ローラボディ２８は、図１４（ａ）〜（ｃ）に示すように、ボディ本体３０を有し、シェル２７内に装着されているとともに、全体が軸受鋼からなる平面円形状のブロック体によって形成してあることが好ましい。なお、図１９〜図２０に、ローラボディ２８の変形例を示すが、それぞれ好適に使用することができる。
また、図１４（ａ）に示すように、ボディ本体３０には、ローラ２９の外周面に適合する内周面を有するローラ受け３０ａが設けられている。そして、図１９（ｃ）に示すように、ローラ受け３０ａおよびローラ２９の直径や幅等を考慮して、ローラ受け３０ａの側方からローラ２９が挿入できるとともに、当該ローラ２９をローラ受け３０ａが回転自在に支承していることが好ましい。
また、ボディ本体３０の上面中央部には、プランジャ５４に対する接触部３０ｃが一体に突設されていることが好ましい。そして、このボディ本体３０の周縁部には、スプリングシート２６を受けるシート受部３０ｄが一体的に突設されていることが好ましい。
【００４４】
（２）通過孔
▲１▼数および形状
ローラボディに設ける通過孔の数や形状は、特に制限されるものではないが、例えば、円形の通過孔を、１〜１０個の範囲で設けることが好ましい。
この理由は、かかる通過孔の数がたとえ１個であっても、大きさや配置を考慮することにより、スプリング側の潤滑油または潤滑用燃料を、カム側に効率的に透過させることができるためである。一方、かかる通過孔の数が１０個を超えると、ローラボディにおける配置が困難になったり、形成が困難になったりする場合があるためである。
したがって、通過孔の数を２〜８個の範囲内の値とすることがより好ましく、２〜６個の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
また、ローラボディの上方に位置するスプリングシートに対しても通過孔を設ける場合には、ローラボディの通過孔の数を、スプリングシートの通過孔の数と等しくするか、あるいは少なくすることが好ましい。
なお、通過孔の形状は、実質的に円形であることが好ましいが、その他、楕円、四角形、異形、あるいは溝状とすることが好ましい。
【００４５】
▲２▼配置
また、ローラボディ２８に設ける通過孔３０ｂを、図１４（ｂ）および図１９（ａ）〜（ｃ）に例示するように、ローラボディの周囲に、放射状に配置することが好ましい。なお、図１４（ｂ）に示す例では、二つの通過孔３０ｂが、中央の接触部３０ｃに対して対称位置に配置されている。
この理由は、このように構成することにより、タペット構造体の組み付け位相にかかわらず、スプリングシートとの間で、連通部を容易に形成することができるためである。したがって、大量の燃料であっても、連通部の一部としての通過孔３０ｂを、より迅速に通過させることができる。
また、このような通過孔の配置であれば、通過孔を形成することについても容易になるためである。さらに、通過孔をこのように配置することにより、ローラボディの機械的強度の低下も少なくなるためである。
また、通過孔３０ｂの配置に関して、図１４（ｂ）および図１９（ｃ）に例示するように、当該通過孔３０ｂを、ローラボディ２８の上面部から非ローラ部、例えば、側面部に対して、斜めに貫通するように設けることが好ましい。
この理由は、このような通過孔３０ｂの配置であれば、ローラの動作によって閉じられることがなくなるとともに、後に説明する導通路３５を容易かつ確実に形成することができ、カムおよびプランジャを高速駆動させた場合であっても、かかる通過孔を介して、潤滑油または潤滑用燃料が自由にスプリング保持室と、カム室との間を自由に行き来することができる。
【００４６】
▲３▼直径
また、図１４（ｂ）および図１９（ａ）〜（ｃ）に例示する通過孔３０ｂの直径は、単位時間当たりの燃料通過量等を考慮して定めることが好ましいが、通過孔３０ｂが実質的に円形の場合、その直径を０．５〜１２ｍｍの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる通過孔の直径が０．５ｍｍ未満の値になると、潤滑油または潤滑用燃料を自由に行き来させることが困難になり、スプリング保持室の圧力が上昇する場合があるためである。したがって、かかる燃料供給用ポンプに連結されたピストン増圧装置（増圧ピストン）を併用した蓄圧式燃料噴射装置において、例えば、５０ＭＰａ以上の高圧条件を達成することが困難になるためである。
一方、かかる通過孔の直径が１２ｍｍを超えると、ローラボディの機械的強度が低下したり、耐久性が低下したりする場合があるためである。
したがって、かかる通過孔の直径を１〜１０ｍｍの範囲内の値とすることがより好ましく、２〜６ｍｍの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【００４７】
ここで、図２１を参照して、通過孔の直径の影響を説明する。かかる図２１は、カム角度（°）と、スプリング保持室の圧力との関係に及ぼすローラボディの通過孔の直径の影響をモデル的に示す図であって、横軸にカム角度（°）を採って示してあり、縦軸にスプリング保持室の圧力（相対値）を採って示してある。また、図２１中、ラインＡが、ローラボディにおける通過孔の直径が比較的小さい場合であって、ラインＢが、ローラボディにおける通過孔の直径が比較的大きい場合である。この図２１から容易に理解できるように、カム角度によって、スプリング保持室の圧力は、増加、減少を繰り返すが、その最大値および最小値の差が、ラインＡのほうが大きく、ラインＢでは小さくなっている。すなわち、ローラボディにおける通過孔の直径を比較的大きくすることにより、カムおよびプランジャを高速駆動させた場合であっても、かかる通過孔を介して、潤滑油または潤滑用燃料の行き来が自由になって、スプリング保持室の圧力を過度に高めるおそれが少なくなる。
【００４８】
（３）導通路
▲１▼配置１
本発明のタペット構造体は、図１９（ａ）〜（ｃ）に示すように、ローラボディ２８に設けられた通過孔３０ｂの下方側の開口部３４を含む箇所に、導通路３５を設けることを特徴とする。
この理由は、このように導通路を配置することにより、通過孔の開口部が、シェルやローラによって塞がれることがなく、潤滑油または潤滑用燃料を通過させるための連通孔を容易に形成することができるためである。したがって、スプリング保持室と、カム室との間で、潤滑油または潤滑用燃料をスムーズに移動させることができる。
なお、導通路を容易かつ確実に形成することができることから、通過孔の下方側の開口部をローラボディの側面部に設けることが好ましい。
【００４９】
▲２▼配置２
また、図１９（ａ）に示すように、導通路３５を複数設けるとともに、それぞれローラ受けの両側に、左右対称に設けることが好ましい。
この理由は、このように導通路を配置することにより、潤滑油または潤滑用燃料を、ローラボディにおいてバランスよく通過させることができ、潤滑油または潤滑用燃料が、スプリング保持室と、カム室との間で、潤滑油または潤滑用燃料をスムーズに移動させることができるようになる。
【００５０】
▲３▼形状
また、図１９（ａ）〜（ｃ）に示すように、導通路の形状が、実質的に窪み状であることが好ましい。
この理由は、導通路がこのような形状であれば、容易に形成することができるためである。また、導通路がこのような形状であれば、ローラボディに設けられた通過孔と一体となって、潤滑油または潤滑用燃料を通過させるための連通孔を容易かつ確実に形成することができるためである。したがって、スプリング保持室と、カム室との間で、潤滑油または潤滑用燃料をスムーズに移動させることができる。
【００５１】
▲４▼深さ
また、図１４（ａ）および図１９（ａ）〜（ｃ）に例示するような導通路３５の場合においては、ローラボディの外周面から、開口部の中心軸方向への深さは、単位時間当たりの燃料通過量等を考慮して定めることが好ましいが、例えば、その深さを０．５〜５ｍｍの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる導通路の深さが０．５ｍｍ未満の値になると、潤滑油または潤滑用燃料を自由に行き来させることが困難になる場合があるためである。したがって、かかる燃料供給用ポンプに連結されたピストン増圧装置（増圧ピストン）を併用した蓄圧式燃料噴射装置において、例えば、５０ＭＰａ以上の高圧条件を達成することが困難になるためである。
一方、かかる導通路の深さが５ｍｍを超えると、ローラボディの機械的強度が低下したり、耐久性が低下したりする場合があるためである。
したがって、かかる導通路の深さを１〜４．５ｍｍの範囲内の値とすることがより好ましく、２〜４ｍｍの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【００５２】
▲５▼幅
また、図１４（ａ）および図１９（ａ）〜（ｃ）に例示するような導通路３５の場合においては、導通路の幅、すなわち、導通路を形成する、ローラボディの切断面の水平方向の幅を１０〜４０ｍｍの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる導通路の幅が１０ｍｍ未満の値となると、潤滑油または潤滑用燃料を自由に行き来させることが困難になる場合があるためである。したがって、かかる燃料供給用ポンプに連結されたピストン増圧装置（増圧ピストン）を併用した蓄圧式燃料噴射装置において、例えば、５０ＭＰａ以上の高圧条件を達成することが困難になるためである。
一方、かかる導通路の幅が４０ｍｍを越えると、ローラボディの機械的強度が低下したり、耐久性が低下したりする場合があるためである。
したがって、導通路の幅を、１２〜３８ｍｍの範囲内の値とすることがより好ましく、１５〜３５ｍｍの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の燃料供給用ポンプによれば、所定の連通部を備えるとともに、ローラボディに、特定の導通路を設けることにより、スプリング保持室とカム室との間を、潤滑油または潤滑用燃料を迅速かつ円滑に通過させることができるようになり、カムおよびプランジャの高速駆動が阻害されることが少なくなった。
したがって、本発明の燃料供給用ポンプは、増圧方式の蓄圧式燃料噴射装置に使用される燃料供給用ポンプとして好適に使用することができる。
【００５４】
また、本発明のタペット構造体によれば、ローラボディに、通過孔および導通路を設けることにより、プランジャの高速駆動に起因した圧力脈動が減少するとともに、大量の潤滑油または潤滑用燃料であっても、迅速かつ円滑に通過させることができるになった。
したがって、本発明のタペット構造体は、コモンレールとともに、ピストンを利用して大流量の燃料を増圧する蓄圧式燃料噴射装置の燃料供給用ポンプに使用された場合であっても、ローラボディの通過孔を介して、大量の潤滑油または潤滑用燃料がスプリング側と、カム側との間を自由に行き来することができるため、これらの潤滑油または潤滑用燃料がカムおよびプランジャの動作を阻害することなく、カムおよびプランジャを容易に高速駆動させることができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の燃料供給用ポンプにおける部分切り欠きを有する側面図である。
【図２】本発明の燃料供給用ポンプにおける断面図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、それぞれハウジングの斜視図および断面図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、それぞれプランジャの斜視図および側面図である。
【図５】燃料吸入用バルブおよび燃料吐出用バルブを説明するために供する図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれスプリングシートの斜視図、平面図および断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれプランジャの取付け構造を説明するために供する図である。
【図８】（ａ）および（ｂ）は、燃料吸入用バルブを説明するために供する図である。
【図９】燃料吸入用バルブの断面図である。
【図１０】増圧方式の蓄圧式燃料噴射装置のシステムを説明するために供する図である。
【図１１】増圧方式の蓄圧式燃料噴射装置の構造を説明するために供する図である。
【図１２】増圧方式の蓄圧式燃料噴射装置による燃料の増圧方法を概念的に示す図である。
【図１３】高圧燃料の噴射タイミングチャートを説明するために供する図である。
【図１４】（ａ）〜（ｃ）は、タペット構造体を説明するために供する図である。
【図１５】別のタペット構造体を説明するために供する図である（その１）。
【図１６】別のタペット構造体を説明するために供する図である（その２）。
【図１７】別のタペット構造体を説明するために供する図である（その３）。
【図１８】別のタペット構造体を説明するために供する図である（その４）。
【図１９】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれローラボディの斜視図、立面図および断面図である。
【図２０】（ａ）〜（ｂ）は、別のローラボディを説明するために供する図である。
【図２１】ローラボディの通過孔の直径と、スプリング保持室の圧力との関係をモデル的に示す図である。
【図２２】従来の蓄圧式燃料噴射装置の構造を説明するために供する図である。
【図２３】従来の別の蓄圧式燃料噴射装置の構造を説明するために供する図である。
【符号の説明】
３： カムシャフト
６： タペット構造体
１０：スプリングシート
１２：スプリング保持部
１４：プランジャ取付け部
１５：開口部
１５ａ：中心孔
１５ｂ：開口部
１６：通過孔（連通部）
１７：段差
２７：シェル
２８：ローラボディ
２９：ローラ
３０ｂ：通過孔（連通部）
３３：凹部
３４：下方側の開口部
３５：導通路
５２：ポンプハウジング
５３：バレル（シリンダ）
５４：プランジャ
６０：カム
７３：燃料供給バルブ
７４：燃料圧縮室
１００：増圧方式の蓄圧式燃料噴射装置
１０２：燃料タンク
１０４：フィードポンプ（低圧ポンプ）
１０３：燃料供給用ポンプ（高圧ポンプ）
１０６：コモンレール
１０７：高圧通路
１０８：ピストン増圧装置（増圧ピストン）
１１０：インジェクタ
１２０：比例制御弁
１５２：受圧部
１５４：機械式ピストン
１５５：シリンダ
１５６：加圧部
１５８：受圧室
１６６：燃料噴射ノズル

Claims (8)

1. ローラおよびローラボディを含むタペット構造体を備えた燃料供給用ポンプにおいて、
   プランジャを引き下げる際に用いられるスプリングを保持するためのスプリング保持室と、プランジャを昇降させるためのカムを収容するためのカム室との間に、潤滑油または潤滑用燃料を通過させるため連通部を設け、
   前記ローラボディに、前記連通部の一部として、潤滑油または潤滑用燃料を通過させるための通過孔を設けるとともに、
   当該通過孔の下方側の開口部を含む箇所に、潤滑油または潤滑用燃料を通過させるための導通路を設けることを特徴とする燃料供給用ポンプ。
2. 前記開口部を前記ローラボディの側面に設けるとともに、当該ローラボディの側面に前記導通路を設けることを特徴とする請求項１に記載の燃料供給用ポンプ。
3. 前記導通路の形状が、実質的に窪み状であることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料供給用ポンプ。
4. 前記導通路を複数設けるとともに、前記ローラ受けの両側に配置することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料供給用ポンプ。
5. 前記通過孔の直径を０．５〜１２ｍｍの範囲内の値とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の燃料供給用ポンプ。
6. 単位時間当たりの流量が５００〜１，５００リットル／時間である燃料を、５０ＭＰａ以上の値に加圧するための増圧方式の蓄圧式燃料噴射装置に用いることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の燃料供給用ポンプ。
7. ローラおよびローラボディを含むタペット構造体において、前記ローラボディに、潤滑油または潤滑用燃料を通過させるための通過孔を、当該ローラボディの上面部から下方側に貫通するように設けるとともに、当該通過孔の下方側の開口部を含む箇所に、潤滑油または潤滑用燃料を通過させるための導通路を設けることを特徴とするタペット構造体。
8. 前記通過孔を、前記ローラボディの上面部から、非ローラ部に対して貫通するように設けることを特徴とする請求項７に記載のタペット構造体。

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