JP2005036710A - ポンプの取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 ポンプの芯ぶれを効果的に抑えるためのポンプの取付構造を提供する。
【解決手段】 回転駆動されるカムの回転力に基づいて液体を内燃機関に供給するポンプの被取付部への取付構造（１）であって、ポンプの少なくとも一部を囲み、当該ポンプと被取付部との間に介在されるインシュレータ（１００）を備える。そしてインシュレータには、インシュレータを介してポンプと被取付部とを締結する締結部材のための取付孔（１２）が設けられており、インシュレータには、取付孔（１２）とポンプの芯（Ｃ）とを結ぶ軸線とは交差する軸線上に、ポンプに生じる芯のぶれを緩和する第１の剛体（１１）が設けられている。また当該取付孔（１２）の周囲には、カムの回転に応じてポンプに生じる芯のぶれを緩和する第２の剛体（１０１）が設けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、高圧ポンプの取付構造であって、高圧ポンプの芯ぶれを改善する取付構造の改良に関する。

内燃機関に燃料を供給する高圧ポンプは、内燃機関の動作に対応して回転するカムに当接するリフタを有し、リフタの往復運動に連れて往復するプランジャによって、加圧室内に吸引した燃料を高圧化して供給するように構成されている。

従来、カムの回転によって生ずる振動や内燃機関で発生する熱を遮断するため高圧ポンプと高圧ポンプの被取付部との間にインシュレータを介することが考案されていた。例えば、特開２００２―３１０１７号公報には、高圧ポンプと高圧ポンプの取付先であるシリンダヘッドとの間にインシュレータを挟み、高圧ポンプを取り付ける一対のボルトの位置に円筒状のカラーを埋め込む技術が開示されている（特許文献１）。当該技術によれば、円筒状のカラーを設けることによって、ボルトの挿通孔が確保されると共に、カラーのある程度の剛性によってボルト付近の沈み込みが少なくなるため、ボルトの方向に傾かせるような力が高圧ポンプに加わってもその方向への高圧ポンプの芯ぶれが生じにくくなっていた。
特開２００２―３１０１７号公報（段落番号００２５）

しかしながら、上記従来の技術では、カラーが設けられる取付孔は、ポンプを挟んで対向する２箇所であったため、この取付孔の方向以外の方向に高圧ポンプが傾くことを防止できなかった。

このため、被取付部に取り付けた高圧ポンプが傾くことが避けられず、カムやポンプのリフタに大きな面圧が発生し、カムやリフタを摩耗したり焼き付きを生じたりするという不都合があった。

そこで、上記課題に鑑み、本発明はポンプの芯ぶれを効果的に防止するためのポンプの取付構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のポンプの取付構造は、回転駆動されるカムの回転力に基づいて液体を内燃機関に供給するポンプの被取付部への取付構造であって、ポンプの少なくとも一部を囲み、当該ポンプと被取付部との間に介在されるインシュレータを備える。そしてインシュレータには、当該インシュレータを介してポンプと被取付部とを締結する締結部材のための取付孔が、ポンプを挟んで対向する位置に少なくとも一対設けられている。インシュレータには、一対の取付孔を結ぶ軸線とは交差する軸線上に、ポンプに生じる芯のぶれを緩和する第１の剛体が設けられている。

上記構造によれば、内燃機関で発生した熱やカムの振動自体は被取付部とポンプとの間に設けられるインシュレータによって緩和されるが、ポンプ自体は回転するカムによって駆動されているので、絶えずその芯をぶれさせるような力が加わっている。一対の取付孔を結ぶ軸線方向に力が加わったとしても取付孔は締結部材によって締結されているため、この方向への芯ぶれが押さえられる。また、上記軸線方向とは異なる方向に力が加わったとしても、一対の取付孔を結ぶ軸線とは交差する軸線上に一対の剛体がポンプを挟んで設けられているため、少なくとも２軸でポンプの芯ぶれが抑えられるので、いずれの方向に対してもポンプが傾くことを抑制することができる。

ここで本発明において、「取付部材」に限定はないが、例えば燃料供給用高圧ポンプであれば、内燃機関のシリンダヘッドの一部となる。

また「液体」は、流動性のある媒体であり、例えば内燃機関における燃料である。

「剛体」は、金属等硬度の高い部材であって、ポンプを傾かせるような力が加わっても変形することの少ない剛性を備えることが好ましい。この剛体は、インシュレータとは別の材料で構成されていても同一の材料が一部硬化したことによって連続的に形成されていてもよい。

また剛体は、充分な剛性を確保できる程度の面積を備えていればよく、その形状に限定はない。例えば円柱上の一点のみを支えるような構造である他に、長手方向を有していてもよい。面積が大きいほど剛性は高くなり、また、ポンプの芯に対して円周方向に広がる程、ポンプの芯ぶれが生じにくくなるからである。

ここで、一対の取付孔を結ぶ軸線は、カムの回転方向に延在する軸線であることが好ましい。ポンプ自体は回転するカムによって駆動されているので、カムの回転方向に大きな力が加わる。当該構成によれば、この方向に取付孔が配置されているので、芯ぶれを効果的に抑制することができる。

本発明のポンプの取付構造によれば、内燃機関で発生した熱やカムの振動自体は被取付部とポンプとの間に設けられるインシュレータによって緩和される一方剛体が設けられているため、いずれの方向に対してもポンプが傾くことも抑制される。すなわち取付孔には締結部材によって締結されているためポンプの芯が当該取付孔の方向に傾くことが防止される。つまり少なくとも２軸でポンプの芯ぶれが抑えられるので、いずれの方向に対してもポンプが傾くことを抑制することができるという効果を奏する。

したがって、従来、ポンプが傾くことによりカムやポンプのリフタに大きな面圧が発生し、カムやリフタを摩耗したり焼き付きを生じたりすることを防止できる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（実施形態１）
図１に本発明に係る実施形態１のポンプの取付構造の平面図を示す。当該取付構造１は、回転駆動されるカム（後述）の回転力に基づいて燃料を内燃機関に供給する高圧ポンプを被取付部に取り付けるためのインシュレータ１００を備える。インシュレータ１００は、中央部にポンプ挿通孔１４が設けられている。また、ポンプ挿通孔１４の芯Ｃの中心を通る軸Ｘ上で対向する位置に第２の剛体１２、当該Ｘ軸と直交しポンプ挿通孔１４の芯Ｃを通る軸Ｙ上の対向する位置に第１の剛体１１が設けられている。ここで、Ｘ軸はカムの回転方向に延在している。さらに、インシュレータ１００にはＸ軸上ともＹ軸上とも異なる位置であって芯Ｃを中心に対向する位置に第３の剛体１３が設けられている。第２の剛体１２と第３の剛体１３の中心部は内部にボルトを挿通するための取付孔を形成している。

インシュレータ１００は、高圧ポンプとシリンダヘッドとの間に介在することによって、シリンダヘッドからの熱が伝達されることを防止し、また、カムの回転運動による振動をシリンダヘッド側に伝達することをも防止するようになっている。そのため、インシュレータ１００は、断熱性を有し、かつ、ある程度の弾性を備えていて振動吸収が可能な材料で構成されている。このような材料としては、各種樹脂やゴムが適用可能であるが、耐久性の観点からはフェノール樹脂が適当である。

図２（ａ）に第１の剛体１１の断面図、図２（ｂ）に第２の剛体１２の断面図を示す。図２（ａ）に示すように、第１の剛体１１は、樹脂等のインシュレータ１００内に設けられた貫通孔に剛体１０１が挿入されて構成されている。図２（ｂ）に示すように、第２の剛体１２は、剛体１０１がボルト取付孔のためのカラー構造を形成している。すなわち、剛体１０１の下側には下側ブラケット１０２が、上側には上側ブラケット１０３が設けられており、いわゆるカシメ構造によってインシュレータ１００に設けられた開口部の内側を縁取りするように設けられている。

剛体１０１は、高圧ポンプの芯ぶれによる応力に耐えて変形しない高い剛性を備えることが必要であり、金属、例えば鉄系材料で形成されていることが好ましい。さらに剛体１０１は、熱伝導率が小さくある程度の弾性を有していることが振動防止や熱遮断の観点からは好ましい。なお、金属系の材料で剛体１０１を構成する場合には、インシュレータ１００に比べ弾性が低く、熱伝導率が高くなりやすいので、全体としての振動防止や熱遮断の観点から、剛体１０１の専有面積を相対的になるべく小さくすることが好ましい。ただし、剛体１０１の専有面積の大きさは高圧ポンプの芯ぶれを防止する構造物の強さに影響するため、両者のバランスに鑑み剛体の占有面積を決定すべきである。

なお、第１の剛体１１についても第２の剛体１２と同様のカシメ構造（但し中空構造無し）にしてもよい。また第３の剛体１３については、第２の剛体１２と同様の構造を採用可能である。

次に図３及び図４を参照して、この実施形態１の取付構造１を用いて高圧ポンプ１０を内燃機関のシリンダヘッドに取り付けた場合の構造について説明する。図３は、取付構造１を介して被取付部７０に高圧ポンプ１０を取り付けた様子を図１におけるＡ−Ａ切断面の延長面（Ｙ軸を含む面）で切断した図である。図４は、同様の取付後の構造を図１におけるＢ−Ｂ切断面の延長面（Ｘ軸を含む面）で切断した図である。

被取付部７０は高圧ポンプ１０を取り付ける対象部材であり、例えば内燃機関におけるシリンダヘッドである。カムシャフト７１は、内燃機関の動力によって回転動作するカム動作用のシャフトである。カム７２は、カムシャフト７１とともに回転可能になっており、当該カムによってリフタ３が駆動されることにより、高圧ポンプ１０が動作するようになっている。

高圧ポンプ１０は、カム７２に当接してカムの回転に伴って往復運動をするリフタ３、リフタ３を摺動可能に収容するブラケット２、リフタ３の往復運動に伴って往復動作するプランジャ５、プランジャ５を収容しブラケット２の上部に配置されるシリンダ４、シリンダ４を収容するハウジング６を備えている。高圧ポンプ１０が内燃機関に取り付けられた状態では、ブラケット２の下部にカム７１が位置するように構成されている。図４に示すように、ブラケット２とハウジング６とは、取付孔２２中に締結されるボルト２６によって固定されている。

ブラケット２のうちリフタ３を収容する部分はリフタガイド２３となっており、その先端に肉厚部２４が設けられている。当該リフタガイド２３が本発明の取付構造１のポンプ挿通孔１４に挿通される。リフタ３の端部は肉厚部３１が形成されており、当該肉厚部３１とブラケット２の肉厚部２４とがリフタ３の抜け防止機構として機能している。

リフタ３内には、リテーナ３２が設けられ、リテーナ３２はシリンダ４に設けられたスプリング３３でカム方向に付勢されている。リテーナ３２中央部にはプランジャ５の端部が把持されている。

シリンダ４には孔４２が設けられ、プランジャ５が摺動自在に収容されており、プランジャ５の他の端部が往復動作する領域に、孔４２に続く加圧室４１が設けられている。シリンダ４上部には燃料供給路４４が設けられ、加圧室４１への入口に電磁スピル弁４３が設けられている。電磁スピル弁４３がプランジャ５の往復動作に対応して開閉される。電磁スピル弁４３は、プランジャ５が加圧室４１の容積を増大させる方向に移動するときに開き、燃料を加圧室４１内に導くようになっている。また電磁スピル弁４３は、プランジャ５が加圧室４１の容積を減少させる方向に移動するときに閉じ、加圧室４１内の加圧された燃料が高圧燃料通路６１を介して燃料分配系統に供給されるようになっている。

さて、本発明に係る取付構造１は、当該構造の高圧ポンプ１０と被取付部７０との間に設けられている。図４に示すように、被取付部７０の高圧ポンプ取付部に設けられた開口部分に取付構造１のポンプ挿通孔１４を合わせた状態で、高圧ポンプ１０のブラケット２のリフタガイド２３部分が挿入されている。ブラケット２には締結孔２１が設けられているのでこの孔と取付構造１の取付孔１１とが位置合わせされて、締結部材であるボルト２５で被取付部７０に締結されている。このようにして高圧ポンプ１０が取り付けられた状態で、リフタ３の当接面がカム７２と当接するように調整されている。

上記構造によれば、カムシャフト７１の回転と共にカム７２が回転し、カム７２の回転に対応して高圧ポンプ１０のリフタ３が往復動作をし、当該リフタ３の往復動作に応じて往復動作するプランジャ５の動きに対応して加圧室４１内に燃料が導かれ、加圧された燃料分配経路に高圧供給される。

ここで、カム７２の回転によって振動が発生するが、高圧ポンプ１０と被取付部７０との間にはインシュレータ１００が介挿されているので、インシュレータ１００の弾性により振動が吸収される。また、内燃機関で発生した熱は、断熱性能の高いインシュレータ１００によって遮断され高圧ポンプ１０に伝達されることがない。

本実施形態によれば、インシュレータ１００中に剛体１０１が設けられているので、その剛体が設けられている方向に対して高圧ポンプ１０の芯が傾くことが剛体１０１の剛性によって抑制される。具体的には、図３に示すような断面においては第１の剛体１１が取付構造１の周辺に設けられているので、図３の左右方向に高圧ポンプ１０の芯がぶれることが抑制される。また、図４に示すような断面においては第２の剛体１２が取付孔の周囲に設けられているので、図４の左右方向に高圧ポンプ１０の芯がぶれることが抑制される。すなわち、異なる二軸において高圧ポンプ１０の芯のぶれが抑えられているので、当該高圧ポンプ１０が印加される力に影響されて傾くことを抑制することができる。

従来は、高圧ポンプ１０の芯が傾くことがあったため、リフタ３の当接面が傾き、カム７２に正しく当接しなくなり、カムやポンプのリフタに大きな面圧が発生し、カムやリフタを摩耗したり焼き付きを生じたりするという不都合があった。これに対し、本実施形態によれば、取付構造１が高圧ポンプ１０のいずれの方向への傾きをも効果的に防止するので、このような不都合が生じない。

なお、上記実施形態１では、第１の剛体１１及び取付孔を構成する第２の剛体１２以外に、第３の剛体１３が高圧ポンプ１０の周囲に設けられていた。このように取付孔以外の領域に一対以上の剛体を設ければ、それだけ高圧ポンプ１０の傾きに対向する剛性を増すことができるので、傾き防止という観点からは好ましい。ただし、剛体は剛性が高い部材であるため振動をインシュレータ部材よりは伝達しやすく、熱も伝導し易い場合が多い。このため、インシュレータの防振及び防熱という役割と剛体により部分的剛性の保持という役割とを比較考量して、剛体１０１の面積や位置、形状を決定することが好ましい。

（実施形態２）
図５に実施形態２のポンプの取付構造の平面図を示す。当該実施形態では、第１の剛体が複数、異なる位置に設けられている点で、上記実施形態１と異なる。その他の点では上記実施形態１と同様なので説明を省略する。

図５に示すように、当該取付構造１ｂは、第１の剛体が４個設けられている。第１の剛体１１ｂは、一対の剛体１０１が高圧ポンプ１０の芯Ｃを通る軸上ではあるが、取付孔１２間を結ぶ軸Ｘとは直交していない軸Ａｂ上に設けられている。このように、第１の剛体１１ｂは、取付孔１２を結ぶ軸Ｘ上と直交し、高圧ポンプ１０の芯Ｃを通る軸上に存在しなくてもよい。異なる方向に延びる二軸上のそれぞれに剛体が設けられていれば、高圧ポンプ１０の全方位の芯ぶれに対応することが可能になるからである。

また、第１の剛体１１ｃ１と１１ｃ２とが高圧ポンプ１０の芯Ｃを通る軸Ａｃ上に必ずしも設けられている必要はない。第１の剛体１１ｃ２は、芯Ｃを通る軸Ａｃからはずれた位置に設けられている。すなわち、取付孔１２を通る軸Ｘ以外の部分に剛体を設けておけば、高圧ポンプ１０の芯ぶれをある程度防止することが可能になるからである。

上記実施形態２によれば、上記実施形態１と同様に高圧ポンプ１０の芯ぶれを効果的に防止することが可能である。特に本実施形態によれば、設計上の制約から高圧ポンプの芯Ｃを通り取付孔間を通る軸とは直角な軸上に剛体を設けることができない場合に適用することができる。

（実施形態３）
図６に実施形態３のポンプの取付構造１ｃの平面図を示す。当該実施形態では、インシュレータ複数から取付構造が構成されている点及び第１の剛体形状が変更されている点で、上記実施形態１と異なる。その他の点では上記実施形態１と同様なので説明を省略する。

図６に示すように、当該取付構造１ｃは、インシュレータが１００Ａと１００Ｂとに分かれている。それぞれのインシュレータは同一の形状に成型されていても異なる形状に成型されていてもよい。

各インシュレータ１００Ａ及び１００Ｂには、上記実施形態１と同様の取付孔１２及び１３が設けられている。また第１の剛体１１ｄがやや横長形状で設けられている。当該第１の剛体１１ｄを横長にして面積を拡大したため、高圧ポンプ１０の傾きに対向する剛性が上昇している。

当該取付構造１ｃは、上記同様に高圧ポンプ１０と被取付部７０との間に設けられるが、それぞれのインシュレータが分離しているため個々に取付孔１２及び１３で取り付けられるようになっている。

上記実施形態３によれば、上記実施形態１と同様に高圧ポンプ１０の芯ぶれを効果的に防止することが可能である。特に本実施形態によれば、設計上の制約から、高圧ポンプの挿通孔の周囲を取り囲むようにインシュレータを形成できない様な場合であっても、部分的にインシュレータを介挿させて防振及び防熱を図ることができる。

本発明のポンプの取付構造に係る実施形態のインシュレータの平面図。 本発明の剛体に係る実施形態の剛体構造の説明図であり、（ａ）は図１のＡ−Ａ切断面における第１の剛体、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ切断面における第２の剛体の断面図である。 高圧ポンプの取付断面図であり、図１のＡ−Ａ切断面を延長した断面図。 高圧ポンプの取付断面図であり、図１のＢ−Ｂ切断面を延長した断面図。 第１の変形例におけるインシュレータの平面図。 第２の変形例におけるインシュレータの平面図。

符号の説明

１０…高圧ポンプ、１１、１１ｂ、１１ｃ１、１１ｃ２、１１ｄ…第１の剛体、１２…第２の剛体（取付孔）、１３…第３の剛体、１４…ポンプ挿通孔、１００、１００Ａ、１００Ｂ…インシュレータ、１０１…鉄系剛体、１０２…下側ブラケット、１０３…上側ブラケット、２…ブラケット、２１、２２…ボルト挿通孔、２３…リフタガイド、２４…肉厚部、３…リフタ、３１…肉厚部、３２…リテーナ、４…シリンダ、４１…加圧室、４２…孔、４３…電磁スピル弁、４４…燃料供給路、５…プランジャ、６…ハウジング、６１…高圧燃料通路、７０…被取付部（シリンダヘッド）、７１…カムシャフト、７２…カム

Claims (3)

1. 回転駆動されるカムの回転力に基づいて液体を内燃機関に供給するポンプの被取付部への取付構造であって、
   前記ポンプの少なくとも一部を囲み、当該ポンプと前記被取付部との間に介在されるインシュレータを備え、
   前記インシュレータには、当該インシュレータを介して前記ポンプと前記被取付部とを締結する締結部材のための取付孔が、前記ポンプを挟んで対向する位置に少なくとも一対設けられており
   前記インシュレータには、前記一対の取付孔を結ぶ軸線とは交差する軸線上に、前記ポンプに生じる芯のぶれを緩和する一対の剛体が設けられていること、を特徴とするポンプの取付構造。
2. 前記一対の取付孔を結ぶ軸線は、前記カムの回転方向に延在する軸線である、請求項１に記載のポンプの取付構造。
3. 前記剛体が配置される軸線は、前記一対の取付孔をを結ぶ軸線と略垂直方向に交差する軸線である、請求項１または２に記載のポンプの取付構造。

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