JP2006105090A - Fuel pump - Google Patents

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JP2006105090A
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roller
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Chihiro Nishikawa
千尋 西川
Koichi Yokoyama
浩一 横山
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel pump preventing local contact of a contact part and a cam surface due to inclination even if a cam surface is inclined when a cam pushes the contact part on a plunger side. <P>SOLUTION: A roller 30 driven and rotated by contacting a cam 33 and reciprocating a plunger 18 via a lifter 20 is arranged between the cam 33 and the plunger 18. The roller 30 is rotatably supported by a roller housing 25. The roller housing 25 is suspended and supported by a rocker shaft 26 in relation to the lifter 20. The rocker shaft 26 is arranged in a direction crossing a cam shaft 34 of the cam 33. Since the roller 30 is inclined in a same direction in parallel with the cam shaft 34 with accompanying inclination of the cam surface 33a of the cam 33 with this structure, local contact of the cam surface 33a and the roller surface 30a is prevented. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えば自動車用エンジン等に搭載されて、燃料噴射弁等に燃料を供給する高圧燃料ポンプ等の燃料ポンプに関するものである。   The present invention relates to a fuel pump such as a high-pressure fuel pump that is mounted on, for example, an automobile engine and supplies fuel to a fuel injection valve or the like.

従来から自動車用エンジン等に搭載される燃料ポンプとして、例えば特許文献1に開示されるプランジャ式の高圧ポンプが知られている。
特許文献1の高圧ポンプ11ではその図1に示すように楕円形状の駆動カム23が回転し、同駆動カム23の位相に応じてリフタ18の底板部18aに駆動が伝達されるようになっている。そして、リフタ18を介して加圧室14側に進出させられたプランジャ17が加圧室14内の燃料を圧縮してエンジンの燃料噴射弁に供給するというものである。駆動カム23はリフタ18の底板部18aにその幅方向において常時線接触しながらリフタ18を押動する。
特開2001−295754号公報
Conventionally, as a fuel pump mounted on an automobile engine or the like, for example, a plunger-type high-pressure pump disclosed in Patent Document 1 is known.
In the high-pressure pump 11 of Patent Document 1, as shown in FIG. 1, an elliptical drive cam 23 rotates, and the drive is transmitted to the bottom plate portion 18 a of the lifter 18 according to the phase of the drive cam 23. Yes. And the plunger 17 advanced to the pressurizing chamber 14 side via the lifter 18 compresses the fuel in the pressurizing chamber 14 and supplies it to the fuel injection valve of the engine. The drive cam 23 pushes the lifter 18 while always in line contact with the bottom plate portion 18a of the lifter 18 in the width direction.
JP 2001-295754 A

しかし、例えば上記駆動カム23のカム軸がプランジャ17の進退方向に対して正確に直交していなかったり、カム軸の配置自体は正確であっても駆動カム23自体の製造精度が低かったりあるいは正確に取り付けられていなかったりしてカム面がプランジャ17の進退方向に対して正確に直交しない場合がある。駆動カム23にこれらを原因とするアライメントに狂いが生じると駆動カム23がリフタ18の底板部18aに対して線接触できずにいわゆる片当たりが発生してしまう。カム面のこのような局所的な接触はポンプの圧縮効率に悪影響が生じたり、異音の原因となったりあるいは接触した部分の面圧が増大することから偏摩耗しやすくなってしまうこととなっていた。   However, for example, the cam shaft of the drive cam 23 is not exactly orthogonal to the advancing / retreating direction of the plunger 17, or the manufacturing accuracy of the drive cam 23 itself is low or accurate even if the cam shaft is arranged accurately. In some cases, the cam surface is not accurately orthogonal to the advancing and retreating direction of the plunger 17. If the drive cam 23 is out of alignment due to these, the drive cam 23 cannot make line contact with the bottom plate portion 18a of the lifter 18, and so-called one-side contact occurs. Such local contact of the cam surface may adversely affect the compression efficiency of the pump, cause abnormal noise, or increase the surface pressure of the contacted portion, which may cause uneven wear. It was.

本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、カムがプランジャ側の接触部を押動する際にカム面が傾動したとしてもその傾動によって接触部がカム面と局所的に接触することがないようにした燃料ポンプを提供することにある。   The present invention has been made paying attention to such problems existing in the prior art. The purpose of the fuel pump is to prevent the contact portion from locally contacting the cam surface due to the tilt even if the cam surface tilts when the cam pushes the contact portion on the plunger side. It is to provide.

上記の目的を達成するために以下にその作用及び効果を記載する。
請求項1に記載の発明では、シリンダに往復摺動可能に嵌入されたプランジャをカムによって駆動することで燃料を加圧して吐出する燃料ポンプにおいて、前記プランジャ側の前記カムに対する接触部を同カムの接触面の傾動に伴って同カムのカム軸と平行な方向に傾動可能としたことをその要旨とする。
In order to achieve the above object, the operation and effect will be described below.
According to the first aspect of the present invention, in the fuel pump that pressurizes and discharges the fuel by driving the plunger inserted into the cylinder so as to be slidable in a reciprocating manner with the cam, The gist of the invention is that it can be tilted in a direction parallel to the cam shaft of the cam as the contact surface tilts.

このように構成すれば、カムのアライメントに狂いが生じている場合、すなわち例えばカム軸がプランジャの進退方向に対して正確に直交していなかったり、カム軸の配置自体は正確であっても駆動カム自体の製造精度が低かったり正確に取り付けられていなかったりしてカムがカム軸と交差する方向に傾動するような場合には、プランジャ側の前記カムに対する接触部がカムが接触した部分の面圧によってカムの傾動に追随して傾動することとなる。するとカムと接触部の接触面積が増大して局所的な接触によって生ずる不具合が解消されることとなる。要はプランジャ自体をぶれないように正確に進退させる一方で、接触部のみをカム軸と平行な方向に傾動可能としてカムの接触面が傾動する場合にカムから受ける駆動を極力線接触で受動するように構成したものである。   If configured in this way, when cam alignment is out of order, that is, for example, the cam shaft is not exactly perpendicular to the plunger's advance / retreat direction, or even if the cam shaft is arranged accurately, it is driven. When the cam itself is not manufactured accurately or is not mounted correctly, and the cam tilts in the direction intersecting the cam shaft, the contact portion of the plunger on the cam is the surface of the portion where the cam contacts The pressure causes the cam to tilt following the tilt of the cam. Then, the contact area of a cam and a contact part increases, and the malfunction which arises by local contact will be eliminated. In short, while the plunger itself is accurately advanced and retracted so as not to be shaken, only the contact portion can be tilted in a direction parallel to the cam shaft so that the drive received from the cam is passively contacted by line contact as much as possible when the cam contact surface tilts. It is comprised as follows.

ここに接触部とは燃料を加圧するプランジャの一部としてプランジャ本体に対して連結されたリフタや、カムと接触して従動回転するとともにカムによって駆動されてプランジャを往復動させるローラ等が相当する。   Here, the contact portion corresponds to a lifter connected to the plunger main body as a part of the plunger that pressurizes the fuel, a roller that rotates in contact with the cam and is driven by the cam and reciprocates the plunger. .

また、請求項2に記載の発明では請求項1に記載の発明の構成に加え、前記接触部は燃料を加圧するプランジャ本体に連結された連結部であって、同連結部を前記カムのカム軸と交差する方向に配置された揺動軸に揺動可能に支持して同カムの接触面の傾動に伴って同カムのカム軸と平行な方向に傾動させるようにしたことをその要旨とする。   According to a second aspect of the invention, in addition to the configuration of the first aspect of the invention, the contact portion is a connecting portion connected to a plunger main body that pressurizes the fuel, and the connecting portion is connected to the cam of the cam. The gist of the invention is that the camshaft is supported by a rocking shaft arranged in a direction crossing the shaft so that the cam can be swung in a direction parallel to the camshaft of the cam. To do.

請求項2に記載の発明では、プランジャ本体に連結された接触部としての連結部をカムのカム軸と交差する方向に配置された揺動軸に揺動可能に支持することによって連結部は揺動軸周りで揺動する。これによって連結部をカムの接触面の傾動に伴ってカムのカム軸と平行な方向に傾動させることが可能となる。するとカムと連結部の接触面積が増大して局所的な接触によって生ずる不具合が解消されることとなる。ここで連結部とは例えばリフタが相当する。   According to the second aspect of the present invention, the connecting portion is swayed by swingably supporting the connecting portion as the contact portion connected to the plunger main body on the swing shaft arranged in the direction intersecting the cam shaft of the cam. Swing around the dynamic axis. As a result, the connecting portion can be tilted in a direction parallel to the cam shaft of the cam as the cam contact surface tilts. As a result, the contact area between the cam and the connecting portion increases, and problems caused by local contact are eliminated. Here, the connecting portion corresponds to, for example, a lifter.

また、カム軸と揺動軸とは直交或いは略直交するように配置することが連結部がカムの傾動に追随する場合の接触抵抗が少なくなり好ましい。
また、請求項3に記載の発明では請求項1に記載の発明の構成に加え、前記接触部は燃料を加圧するプランジャ本体に連結された連結部であって、同連結部を前記プランジャに対して弾性部材を介して連結して同カムの接触面の傾動に伴って同カムのカム軸と平行な方向に傾動させるようにしたことをその要旨とする。
In addition, it is preferable to arrange the cam shaft and the swing shaft so as to be orthogonal or substantially orthogonal since the contact resistance when the connecting portion follows the tilt of the cam is reduced.
Further, in the invention according to claim 3, in addition to the structure of the invention according to claim 1, the contact portion is a connecting portion connected to a plunger main body for pressurizing fuel, and the connecting portion is connected to the plunger. The gist of the invention is that they are connected via an elastic member and tilted in a direction parallel to the cam shaft of the cam as the contact surface of the cam tilts.

請求項3に記載の発明では、プランジャ本体に連結された接触部としての連結部をプランジャに対して弾性部材を介して連結することによって外力を受けた場合にその弾性によって揺動させることができる。これによって連結部をカムの接触面の傾動に伴ってカムのカム軸と平行な方向に傾動させることが可能となり、カムと連結部の接触面積が増大して局所的な接触によって生ずる不具合が解消されることとなる。   In the invention according to claim 3, when an external force is received by connecting a connecting portion as a contact portion connected to the plunger body to the plunger via an elastic member, the plunger can be swung by its elasticity. . As a result, the connecting portion can be tilted in a direction parallel to the cam shaft of the cam as the contact surface of the cam tilts, and the contact area between the cam and the connecting portion increases, thereby eliminating problems caused by local contact. Will be.

ここに揺動する方向を規制することによってカムの接触面の傾動に伴って傾動させることが容易になる。例えばカム軸と平行な方向に沿って揺動が行われるようにカム軸と交差する方向に沿って複数の弾性部材を配置することで接触部の自由な揺動を規制したり、接触部が常に一方向に沿って傾動するようにガイド部材を併設したりすることが考えられる。ここで連結部とは例えばリフタが相当する。   By restricting the direction of rocking here, it becomes easy to tilt as the contact surface of the cam tilts. For example, by arranging a plurality of elastic members along the direction intersecting the camshaft so that the rocking is performed along the direction parallel to the camshaft, free swinging of the contact portion is restricted, It is conceivable that a guide member is provided side by side so as to always tilt along one direction. Here, the connecting portion corresponds to, for example, a lifter.

また、請求項4に記載の発明では請求項1〜3のいずれか一項に記載の発明の構成に加え、前記カムと前記プランジャの間には同カムと接触して従動回転するとともに同カムによって駆動され同プランジャを往復動させるローラを配置し、同ローラを前記カムのカム軸と交差する方向に配置された揺動軸に揺動可能に支持させることで同カムの接触面の傾動に伴って同カムのカム軸と平行な方向に傾動させるようにしたことをその要旨とする。   Further, in the invention according to claim 4, in addition to the configuration of the invention according to any one of claims 1 to 3, the cam and the plunger are in contact with the cam to rotate and follow the cam. A roller that reciprocates the plunger driven by the actuator is disposed, and the roller is supported by a swing shaft disposed in a direction intersecting the cam shaft of the cam so as to be able to swing, so that the contact surface of the cam can be tilted. Accordingly, the gist is that the cam is tilted in a direction parallel to the cam shaft.

また、請求項5に記載の発明では請求項1〜3のいずれか一項に記載の発明の構成に加え、前記カムと前記プランジャの間には同カムと接触して従動回転するとともに同カムによって駆動され同プランジャを往復動させるローラを配置し、同ローラを同プランジャに対して弾性部材を介して支持して同カムの接触面の傾動に伴って同カムのカム軸と平行な方向に傾動させるようにしたことをその要旨とする。   Further, in the invention according to claim 5, in addition to the configuration of the invention according to any one of claims 1 to 3, the cam and the plunger are in contact with the cam to rotate and follow the cam. A roller driven and reciprocatingly moved by the plunger, and supporting the roller via an elastic member with respect to the plunger in a direction parallel to the cam shaft of the cam as the cam contact surface tilts. The gist is that it is tilted.

ここにローラを介さず直接カムでプランジャを駆動させる場合にはカム面がプランジャの当接面に接する際に大きなすべり摩擦を発生させることとなってエネルギー効率が悪い。しかし請求項4及び5に記載の発明では、カムとプランジャの間にカムと接触して従動回転するとともにカムによって駆動されてプランジャを往復動させるローラが配設された構成を採用している。これによってすべり摩擦を大幅に低減することができる。   Here, when the plunger is directly driven by a cam without using a roller, a large sliding friction is generated when the cam surface comes into contact with the contact surface of the plunger, resulting in poor energy efficiency. However, the invention described in claims 4 and 5 employs a configuration in which a roller is disposed between the cam and the plunger so as to contact and rotate the cam and to be driven by the cam to reciprocate the plunger. As a result, sliding friction can be greatly reduced.

しかし、カム面とローラとは線接触状態となるため、カムやローラのアライメントに狂いが生じている場合にはその接触面圧が著しく大きくなる傾向にある。つまり、カムとローラの両方の正確なアライメントの調整と、ローラに局所的に大きな接触面圧がかかる場合を考慮したローラの強度設定が必要であり問題であった。   However, since the cam surface and the roller are in a line contact state, when the cam or roller is misaligned, the contact surface pressure tends to be remarkably increased. That is, it is necessary to adjust the alignment of both the cam and the roller and to set the strength of the roller in consideration of the case where a large contact surface pressure is locally applied to the roller.

そのため請求項4に記載の発明では、カムとプランジャの間にローラを配設させる場合には、そのローラをカムのカム軸と交差する方向に配置された揺動軸に揺動可能に支持させる。これによってローラは揺動軸周りで揺動し、ローラをカムの接触面の傾動に伴ってカムのカム軸と平行な方向に傾動させることが可能となる。するとカムとローラの接触面積が増大して局所的な接触によって生ずる不具合が解消されることとなる。また、カム軸と揺動軸とは直交或いは略直交するように配置することがローラがカムの傾動に追随する場合の接触抵抗が少なくなり好ましい。   Therefore, in the invention according to the fourth aspect, when a roller is provided between the cam and the plunger, the roller is swingably supported on a swing shaft disposed in a direction intersecting the cam shaft of the cam. . As a result, the roller swings around the swing shaft, and the roller can be tilted in a direction parallel to the cam shaft of the cam as the cam contact surface tilts. As a result, the contact area between the cam and the roller increases, and problems caused by local contact are eliminated. Further, it is preferable to arrange the cam shaft and the swing shaft so as to be orthogonal or substantially orthogonal, since the contact resistance when the roller follows the tilt of the cam is reduced.

また、そのため請求項5に記載の発明では、カムとプランジャの間にローラを配設させる場合には、そのローラをプランジャに対して弾性部材を介して連結することによって外力を受けた場合にその弾性によって揺動させる。これによって接触部をカムの接触面の傾動に伴ってカムのカム軸と平行な方向に傾動させることが可能となり、カムとローラの接触面積が増大して局所的な接触によって生ずる不具合が解消されることとなる。   For this reason, in the invention described in claim 5, when a roller is disposed between the cam and the plunger, when the roller is connected to the plunger via an elastic member, an external force is received. Swing by elasticity. As a result, the contact portion can be tilted in a direction parallel to the cam shaft of the cam as the cam contact surface tilts, and the contact area between the cam and the roller is increased, thereby eliminating problems caused by local contact. The Rukoto.

ここに揺動する方向を規制することによってカムの接触面の傾動に伴って傾動させることが容易になる。例えばカム軸と交差する方向に沿って複数の弾性部材を配置することでローラの自由な揺動を規制したり、ローラが常に一方向に沿って傾動するようにガイド部材を併設したりすることが考えられる。   By restricting the direction of rocking here, it becomes easy to tilt as the contact surface of the cam tilts. For example, by arranging a plurality of elastic members along the direction intersecting the camshaft, restricting free swinging of the roller, or providing a guide member so that the roller always tilts along one direction Can be considered.

(実施の形態1)
以下、本発明にかかる燃料ポンプを、例えば筒内噴射式エンジンのようなエンジンの高圧燃料ポンプとして具体化した実施の形態1について、図1〜図3に基づいて説明する。尚、図1及び図2において燃料供給通路、同通路を開閉する電磁スピル弁、高圧燃料通路、同通路に設けられるチェック弁等は図示を省略している。
(Embodiment 1)
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment in which a fuel pump according to the present invention is embodied as a high-pressure fuel pump of an engine such as a cylinder injection engine will be described with reference to FIGS. 1 and 2, the illustration of the fuel supply passage, the electromagnetic spill valve that opens and closes the passage, the high-pressure fuel passage, the check valve provided in the passage, and the like are omitted.

図1及び図2に示すように、この高圧燃料ポンプ11においては、ハウジング13内にシリンダ14が配置されている。ハウジング13の下端にはブラケット15が装着されている。ブラケット15の下面には、リフタガイド16が配設されている。リフタガイド16は筒状に構成された一種の筐体であって、下端面中央に透孔16aが構成されるとともに同透孔16aを包囲する周縁部16bが形成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, in the high pressure fuel pump 11, a cylinder 14 is disposed in a housing 13. A bracket 15 is attached to the lower end of the housing 13. A lifter guide 16 is disposed on the lower surface of the bracket 15. The lifter guide 16 is a kind of casing configured in a cylindrical shape, and a through hole 16a is formed in the center of the lower end surface, and a peripheral edge portion 16b surrounding the through hole 16a is formed.

リフタガイド16の内周上部位置にはシリンダ支持筒17が配設されている。シリンダ14はシリンダ支持筒17上に載置されている。シリンダ14の中心には摺動孔14aが形成され、その摺動孔14a内にはプランジャ18が軸線方向へ往復摺動可能に嵌入されている。シリンダ14内においてプランジャ18とによって区画された上部空間が加圧室19とされている。シリンダ14の下端に形成された突出筒部14b内にはシール部材19aが配設されている。このシール部材19aによって、プランジャ18及び摺動孔14aのクリアランスを通じて加圧室19からリークする燃料とリフタガイド16の内部に入り込んだ潤滑用の油との混入が防止される。   A cylinder support tube 17 is disposed at an inner peripheral upper position of the lifter guide 16. The cylinder 14 is placed on the cylinder support cylinder 17. A sliding hole 14a is formed at the center of the cylinder 14, and a plunger 18 is fitted into the sliding hole 14a so as to be slidable in the axial direction. An upper space defined by the plunger 18 in the cylinder 14 is a pressurizing chamber 19. A seal member 19 a is disposed in the protruding cylinder portion 14 b formed at the lower end of the cylinder 14. The seal member 19a prevents the fuel leaking from the pressurizing chamber 19 through the clearance of the plunger 18 and the sliding hole 14a from being mixed with the lubricating oil that has entered the lifter guide 16.

リフタガイド16内であって前記周縁部16b上にはリフタ20が設置されている。リフタ20はリフタガイド16の内周面に案内されて軸線方向へ摺動が可能とされている。図2に示すように、リフタ20の底板部(リフタ底板部)20aにはプランジャ18の基端部(プランジャ基端部)18aが当接されている。プランジャ18の基端外周にはリテーナ21が係合されている。リテーナ21とシリンダ支持筒17との間にはスプリング22が圧縮状態で介装されている。プランジャ基端部18aはスプリング22の付勢力によってリフタ底板部20a方向に押し付けられている。また、同様にリフタ20はリフタガイド16の周縁部16b上面に押し付けられている。   A lifter 20 is installed in the lifter guide 16 and on the peripheral edge portion 16b. The lifter 20 is guided by the inner peripheral surface of the lifter guide 16 and can slide in the axial direction. As shown in FIG. 2, the base end portion (plunger base end portion) 18 a of the plunger 18 is in contact with the bottom plate portion (lifter bottom plate portion) 20 a of the lifter 20. A retainer 21 is engaged with the outer periphery of the base end of the plunger 18. A spring 22 is interposed between the retainer 21 and the cylinder support cylinder 17 in a compressed state. The plunger base end portion 18 a is pressed toward the lifter bottom plate portion 20 a by the urging force of the spring 22. Similarly, the lifter 20 is pressed against the upper surface of the peripheral edge portion 16 b of the lifter guide 16.

尚、ハウジング13とシリンダ支持筒17との間、シリンダ支持筒17とリフタガイド16との間及びリフタガイド16とブラケット15との間にはそれぞれシール用のOリング24が配設されている。   An O-ring 24 for sealing is disposed between the housing 13 and the cylinder support cylinder 17, between the cylinder support cylinder 17 and the lifter guide 16, and between the lifter guide 16 and the bracket 15.

リフタ底板部20aにはローラハウジング25が揺動軸26によって吊り下げ支持されている。ローラハウジング25の上半身は透孔16aからリフタガイド16内に及んでいる(図1参照)。ローラハウジング25の上半身はリフタ底板部20a及びリフタガイド16の周縁部16bに包囲されている。ローラハウジング25の上半身はリフタ底板部20a及び周縁部16bとの間に自身の揺動動作のためにクリアランスを有している。ローラハウジング25はリフタ底板部20a及び周縁部16bと干渉しない範囲において揺動軸26周りに揺動可能とされる。   A roller housing 25 is suspended and supported by a swing shaft 26 on the lifter bottom plate portion 20a. The upper body of the roller housing 25 extends from the through hole 16a into the lifter guide 16 (see FIG. 1). The upper half of the roller housing 25 is surrounded by the lifter bottom plate 20 a and the peripheral edge 16 b of the lifter guide 16. The upper body of the roller housing 25 has a clearance for its own swinging motion between the lifter bottom plate 20a and the peripheral edge 16b. The roller housing 25 can swing around the swing shaft 26 within a range that does not interfere with the lifter bottom plate portion 20a and the peripheral edge portion 16b.

ローラハウジング25の軸受け腕25aには回動軸27が固着されている。回動軸27には転がり軸受け28を介してローラ30が装着されている。ローラ30表面はローラ面30aとされる。揺動軸26と回動軸27とはローラハウジング25の平面視において直交して配置されるとともに両軸26,27は側面視において平行となるように配置されている。ローラハウジング25、回動軸27及びローラ30によってローラ部31が構成されている。   A rotation shaft 27 is fixed to the bearing arm 25 a of the roller housing 25. A roller 30 is mounted on the rotating shaft 27 via a rolling bearing 28. The surface of the roller 30 is a roller surface 30a. The swing shaft 26 and the rotation shaft 27 are disposed orthogonally in a plan view of the roller housing 25, and both the shafts 26 and 27 are disposed in parallel in a side view. The roller housing 25, the rotating shaft 27, and the roller 30 constitute a roller portion 31.

ローラ部31の下方にはカム33が配設されている。カム33は図示しないエンジンに連動するカム軸34によって回転させられる。カム33外周はカム面33aとされている。カム33には3つのカムノーズ33b(図1)が120度の間隔をおいて形成されている。カム軸34は回動軸27の下方位置において回動軸27と平行となるように配置されている。カム33のカム面33aはローラ30のローラ面30aと常時接触状態とされる。カム軸34及び回動軸27の軸線が平行に配置されるためカム面33aはローラ面30aと幅方向で線接触することとなる。   A cam 33 is disposed below the roller portion 31. The cam 33 is rotated by a cam shaft 34 that is linked to an engine (not shown). The outer periphery of the cam 33 is a cam surface 33a. Three cam noses 33b (FIG. 1) are formed on the cam 33 at intervals of 120 degrees. The cam shaft 34 is disposed so as to be parallel to the rotation shaft 27 at a position below the rotation shaft 27. The cam surface 33a of the cam 33 is always in contact with the roller surface 30a of the roller 30. Since the axes of the cam shaft 34 and the rotating shaft 27 are arranged in parallel, the cam surface 33a is in line contact with the roller surface 30a in the width direction.

以上のように構成された高圧燃料ポンプ11の作用について説明する。
エンジンの駆動に伴ってカム軸34が回転しカム33が回転するとカム面33aの位相の変化に応じてローラ部31及びリフタ20を介してプランジャ18が軸線方向に往復移動させられる。高圧燃料ポンプ11はこのプランジャ18の動作によって加圧室19内の容積を変化させて燃料を加圧したり加圧の前提として燃料を吸引させたりする。
The operation of the high-pressure fuel pump 11 configured as described above will be described.
When the cam shaft 34 rotates and the cam 33 rotates as the engine is driven, the plunger 18 is reciprocated in the axial direction via the roller portion 31 and the lifter 20 according to the change in the phase of the cam surface 33a. The high-pressure fuel pump 11 changes the volume in the pressurizing chamber 19 by the operation of the plunger 18 to pressurize the fuel or suck the fuel as a premise of pressurization.

より具体的に加圧及び吸入行程を説明する。カム33が2つのカムノーズ33bの中間部位がローラ30を押圧する位置(図1に示す位置)にある場合にはローラ部31及びリフタ20は最下降位置に移動することとなる。このときプランジャ18はローラ部31及びリフタ20と連動して加圧室19から最も退避する方向へと移動した最下降位置に到達し、加圧室19の容積は最大となっており、吸引された燃料が加圧室19内に導入されている。   More specifically, the pressurization and suction processes will be described. When the cam 33 is at a position where the intermediate portion of the two cam noses 33b presses the roller 30 (position shown in FIG. 1), the roller portion 31 and the lifter 20 move to the lowest position. At this time, the plunger 18 reaches the lowest position where the plunger 18 moves in the most retracted direction from the pressurizing chamber 19 in conjunction with the roller portion 31 and the lifter 20, and the volume of the pressurizing chamber 19 is maximum and is sucked. Fuel is introduced into the pressurizing chamber 19.

この状態から、カム33が例えば図1の反時計方向に回転されると、ローラ部31及びリフタ20を介してプランジャ18は上昇を開始し、加圧室19の容積が押し縮められて加圧室19は徐々に加圧状態となっていく。そして、カムノーズ33bがローラ30を押圧する位置にある場合にはローラ部31及びリフタ20は最上昇位置に移動することとなる。このときプランジャ18はローラ部31及びリフタ20と連動して加圧室19内に最も突出した最上昇位置に到達し、加圧室19の容積は最も押し縮められた状態となる。加圧された高圧燃料は図示しない高圧燃料通路に至り同通路に設けられるチェック弁を押し開いて吐出される。   From this state, for example, when the cam 33 is rotated counterclockwise in FIG. 1, the plunger 18 starts to rise through the roller portion 31 and the lifter 20, and the volume of the pressurizing chamber 19 is compressed and pressurized. The chamber 19 is gradually pressurized. When the cam nose 33b is in a position where the roller 30 is pressed, the roller portion 31 and the lifter 20 are moved to the highest position. At this time, the plunger 18 reaches the highest position that protrudes most into the pressurizing chamber 19 in conjunction with the roller portion 31 and the lifter 20, and the volume of the pressurizing chamber 19 is in the most compressed state. The pressurized high-pressure fuel reaches a high-pressure fuel passage (not shown) and is discharged by pushing a check valve provided in the passage.

更にカム33が図1の反時計方向に回転されるとプランジャ18は再び下降し始める。プランジャ18の下降に伴い燃料の吸入が行われていく。このようにプランジャ18の上昇に伴い燃料の加圧が行われ下降に伴い再び燃料の吸入が行われることとなる。カム33の回転によって加圧及び吸入行程が繰り返し行われることとなる。   When the cam 33 is further rotated counterclockwise in FIG. 1, the plunger 18 starts to descend again. As the plunger 18 descends, fuel is sucked. In this way, the fuel is pressurized as the plunger 18 is raised, and the fuel is sucked again as the plunger 18 is lowered. The pressurization and the suction stroke are repeatedly performed by the rotation of the cam 33.

ところで本来、図3(a)に示すようにカム軸の軸心を通る直線Pと直交する直線Qがプランジャ18の進退方向に一致することを予定している。しかしながら、例えば図3(b)に示すようにカム軸34がプランジャの進退方向に対して正確に直交していなかったりして、カム軸34の軸線とカム面33aとが平行とならない場合、つまりカム面33aが傾動してしまう場合がある。本実施の形態1ではローラ部31(ローラハウジング25)がカム面33aの傾動に追随して揺動軸26周りに揺動する、換言すればカム軸34と平行な方向に傾動するため、カム面33aの傾動にもかかわらずカム面33aとローラ面30aは正対して常時線接触することとなる。従って、カム面33aがローラ面30aに局所的に接触することは殆どない。ローラ面30aはカム面33aの傾動いかんに関わらずカム33からの駆動力を略均等に受動し、リフタ20を介してプランジャ18を押動することとなる。尚、図3にはカム面33aの傾動が若干誇張して図示されている。   Incidentally, it is originally planned that a straight line Q orthogonal to a straight line P passing through the axis of the camshaft coincides with the forward / backward direction of the plunger 18 as shown in FIG. However, for example, as shown in FIG. 3B, when the cam shaft 34 is not exactly perpendicular to the advancing and retreating direction of the plunger, the axis of the cam shaft 34 and the cam surface 33a are not parallel. The cam surface 33a may tilt. In the first embodiment, the roller portion 31 (roller housing 25) swings around the swing shaft 26 following the tilt of the cam surface 33a, in other words, tilts in a direction parallel to the cam shaft 34. Regardless of the tilt of the surface 33a, the cam surface 33a and the roller surface 30a are always in direct line contact with each other. Therefore, the cam surface 33a hardly comes into contact with the roller surface 30a. Regardless of the tilt of the cam surface 33 a, the roller surface 30 a passively applies the driving force from the cam 33 and pushes the plunger 18 through the lifter 20. In FIG. 3, the tilting of the cam surface 33a is slightly exaggerated.

以上説明した本実施の形態1の高圧燃料ポンプ11によれば、以下の効果が得られるようになる。
(1)本実施の形態1では、カム33のカム軸34への取り付け精度が悪かったり、あるいはカム33自体の製造精度が低くカム軸34の配置は正確であってもカム面33aが回動軸27と平行とならない場合であっても、ローラ部31(ローラハウジング25)がカム面33aの傾動に追随してカム面33aとローラ面30aが正対することとなる。その結果、カム面33aがローラ面30aに局所的に接触することが殆どなくなり、高圧燃料ポンプ11の圧縮効率に悪影響が生じたり、異音の原因となったりあるいはカム面33aやローラ面30aの接触した部分の面圧が増大して偏摩耗する等の種々の不具合が解消される。
(2)本実施の形態1の高圧燃料ポンプ11では直接駆動が伝達される部分はカム面33aとローラ面30aの曲面が当接する線接触部分にすぎない。そのため、上記のようにアライメントに狂いが生じている場合には、その接触面圧が著しく大きくなる傾向にある。この点、本実施の形態1の高圧燃料ポンプ11では、そのローラ部31(ローラハウジング25)がカム面33aの傾動に追随して揺動し、カム面33aとローラ面30aとが正対することとなる。これにより、それらカム面33a及びローラ面30aの接触面圧が大きくなることは殆どなくなるために、ローラ部31の剛性を不必要に強化する必要がなくなり、コストダウンに貢献することが可能である。
According to the high pressure fuel pump 11 of the first embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) In the first embodiment, the cam surface 33a rotates even if the mounting accuracy of the cam 33 to the cam shaft 34 is poor or the manufacturing accuracy of the cam 33 itself is low and the cam shaft 34 is accurately arranged. Even if it is not parallel to the shaft 27, the roller portion 31 (roller housing 25) follows the tilt of the cam surface 33a, and the cam surface 33a and the roller surface 30a face each other. As a result, the cam surface 33a hardly comes into local contact with the roller surface 30a, causing an adverse effect on the compression efficiency of the high-pressure fuel pump 11, causing noise, or the cam surface 33a or the roller surface 30a. Various inconveniences such as uneven wear due to increased surface pressure of the contacted portion are eliminated.
(2) In the high-pressure fuel pump 11 of the first embodiment, the portion where the drive is directly transmitted is only a line contact portion where the curved surfaces of the cam surface 33a and the roller surface 30a abut. For this reason, when the alignment is deviated as described above, the contact surface pressure tends to be remarkably increased. In this regard, in the high pressure fuel pump 11 of the first embodiment, the roller portion 31 (roller housing 25) swings following the tilting of the cam surface 33a, and the cam surface 33a and the roller surface 30a face each other. It becomes. As a result, the contact surface pressure between the cam surface 33a and the roller surface 30a is hardly increased. Therefore, it is not necessary to unnecessarily increase the rigidity of the roller portion 31, which can contribute to cost reduction. .

(実施の形態2)
次に図4に基づいて本発明にかかる高圧ポンプを具体化した実施の形態2について上記実施の形態1と異なる点を中心に説明する。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment in which the high-pressure pump according to the present invention is embodied will be described based on FIG. 4 with a focus on differences from the first embodiment.

図4に示すように、リフタ40の下方には左右一対の弾性部材としてのコイルばね41を介して軸受け腕42が配設されている。すなわち、軸受け腕42は両コイルばね41によってリフタ40に吊り下げ支持されている。両軸受け腕42間には回動軸44が架設されている。回動軸44には転がり軸受け45を介してローラ46が装着されている。ローラ46表面はローラ面46aとされる。2本のコイルばね41は、それらの上記リフタ40側の取り付け位置を結ぶ仮想線が上記回動軸44とほぼ平行になるように、配設されている。   As shown in FIG. 4, a bearing arm 42 is disposed below the lifter 40 via a coil spring 41 as a pair of left and right elastic members. That is, the bearing arm 42 is suspended and supported by the lifter 40 by the two coil springs 41. A rotating shaft 44 is provided between the bearing arms 42. A roller 46 is mounted on the rotation shaft 44 via a rolling bearing 45. The surface of the roller 46 is a roller surface 46a. The two coil springs 41 are arranged such that an imaginary line connecting the mounting positions on the lifter 40 side is substantially parallel to the rotation shaft 44.

ローラ46の下方には上記カム33が配設されている。カム軸34は回動軸44の下方位置において回動軸44と平行となるように配置されている。カム面33aはローラ面46aと常時接触状態とされる。カム軸34及び回動軸44の軸線が平行に配置されるためカム面33aはローラ面46aと幅方向で線接触することとなる。   The cam 33 is disposed below the roller 46. The cam shaft 34 is disposed so as to be parallel to the rotation shaft 44 at a position below the rotation shaft 44. The cam surface 33a is always in contact with the roller surface 46a. Since the axes of the cam shaft 34 and the rotation shaft 44 are arranged in parallel, the cam surface 33a comes into line contact with the roller surface 46a in the width direction.

このような構成とすれば、アライメントの狂いが生じてカム面33aが傾動した場合にはコイルばね41が撓み、ローラ46がカム面33aの傾動に追随して揺動する、換言すればカム軸34と平行な方向に傾動するため、カム面33aとローラ面30aは正対して常時線接触することとなる。従って、カム面33aがローラ面30aに局所的に接触することは殆どなく、ローラ面30aはカム面33aの傾動にいかんに関わらずカム33からの駆動力を略均等に受動することとなる。   With such a configuration, when the cam surface 33a tilts due to an alignment error, the coil spring 41 bends and the roller 46 swings following the tilt of the cam surface 33a. In other words, the cam shaft Therefore, the cam surface 33a and the roller surface 30a are always in direct line contact with each other. Therefore, the cam surface 33a hardly comes into local contact with the roller surface 30a, and the roller surface 30a passively passes the driving force from the cam 33 regardless of the tilt of the cam surface 33a.

また、左右一対のコイルばね41によってローラ46の自由な揺動が規制されるため、ローラ46はよりカム面33aの傾動に追随しやすくなる。
(実施の形態3)
次に図5〜図7に基づいて本発明にかかる高圧ポンプを具体化した実施の形態3について、上記実施の形態1及び実施の形態2と異なる点を中心に説明する。
Further, since the free swinging of the roller 46 is restricted by the pair of left and right coil springs 41, the roller 46 can more easily follow the tilting of the cam surface 33a.
(Embodiment 3)
Next, a third embodiment that embodies the high-pressure pump according to the present invention will be described based on FIGS. 5 to 7 with a focus on differences from the first and second embodiments.

図6に示すように、リフタ20の裏面には下方に向かって延出する左右一対の軸受け腕48が固着されている。両軸受け腕48間には回動軸49が架設されている。回動軸49には転がり軸受け50を介してローラ51が装着されている。ローラ51表面はローラ面51aとされる。リフタ20の側面の180度位相がずれた位置には上下方向に長い2つの長穴52が穿設されている。リフタガイド16の側面には180度位相がずれた位置に円形のピン穴53が形成されている。リフタ20の各長穴52がリフタガイド16の各ピン穴53にそれぞれ対向するように、リフタ20はリフタガイド16内に配置されている。また図5に示すように、両穴52,53に揺動軸としてのピン54が嵌挿されることによって、リフタ20はリフタガイド16に対して揺動可能に支持されている。尚、それらピン54は、その軸心が回動軸49と直交するように配設されている。   As shown in FIG. 6, a pair of left and right bearing arms 48 extending downward are fixed to the back surface of the lifter 20. A rotating shaft 49 is provided between the bearing arms 48. A roller 51 is mounted on the rotation shaft 49 via a rolling bearing 50. The surface of the roller 51 is a roller surface 51a. Two elongated holes 52 that are long in the vertical direction are formed at positions where the phase of the lifter 20 is 180 degrees out of phase. A circular pin hole 53 is formed at a position 180 degrees out of phase on the side surface of the lifter guide 16. The lifter 20 is arranged in the lifter guide 16 so that each elongated hole 52 of the lifter 20 faces each pin hole 53 of the lifter guide 16. As shown in FIG. 5, the lifter 20 is supported so as to be swingable with respect to the lifter guide 16 by inserting a pin 54 as a swinging shaft into both the holes 52 and 53. The pins 54 are arranged so that the axis thereof is orthogonal to the rotation shaft 49.

このような構成では、カム33の回転によってローラ51が押動されるとリフタ20は長穴52に沿って上動させられ、さらにリフタ20を介してプランジャが上動させられる。すなわち、リフタ20はピン54によってリフタガイド16に支持されるとともにピン54が長穴52内で摺動することによってカム33の回転に基づく上下方向の移動が許容される。   In such a configuration, when the roller 51 is pushed by the rotation of the cam 33, the lifter 20 is moved up along the elongated hole 52, and the plunger is further moved up through the lifter 20. That is, the lifter 20 is supported by the lifter guide 16 by the pins 54 and the pins 54 slide in the elongated holes 52 so that the vertical movement based on the rotation of the cam 33 is allowed.

また、アライメントの狂いが生じてカム面33aが傾動した場合には図7に示すようにリフタ20がピン54の周りに揺動する、換言すればカム軸34と平行な方向に傾動するため、リフタ20に対して固定されているローラ51もリフタ20とともに揺動する。従って、カム面33aの傾動にもかかわらずカム面33aとローラ面51aは正対して常時線接触することとなりカム面33aがローラ面51aに局所的に接触することは殆どなくなる。ローラ面51aはカム面33aの傾動にいかんに関わらずカム33からの駆動力を略均等に受動することとなる。   When the cam surface 33a tilts due to an alignment error, the lifter 20 swings around the pin 54 as shown in FIG. 7, in other words, tilts in a direction parallel to the cam shaft 34. The roller 51 fixed to the lifter 20 also swings with the lifter 20. Accordingly, the cam surface 33a and the roller surface 51a are always in line contact with each other regardless of the tilt of the cam surface 33a, and the cam surface 33a hardly comes into local contact with the roller surface 51a. Regardless of the tilt of the cam surface 33a, the roller surface 51a passively passes the driving force from the cam 33 evenly.

(その他の実施の形態)
尚、この発明は、次のように変更して具体化することも可能である。
・実施の形態1〜3では、ローラがカム軸と平行な方向に傾動するようにした。ローラの傾動方向は、カム軸34と完全に平行な方向に設定する必要はなく、前述したアライメントの狂いに起因するカム面33aの傾動に追従してローラを傾動させることの可能なように、完全な平行から若干ずれた方向に設定してもよい。
(Other embodiments)
It should be noted that the present invention can be modified and embodied as follows.
In Embodiments 1 to 3, the roller is tilted in a direction parallel to the cam shaft. The roller tilting direction does not need to be set in a direction completely parallel to the cam shaft 34, so that the roller can be tilted following the tilting of the cam surface 33a due to the above-described misalignment. You may set in the direction slightly shifted from perfect parallel.

・実施の形態1〜3を相互に組み合わせてもよい。例えば、実施の形態1のようにローラ部31を揺動させると同時に実施の形態2のようにローラを支持する軸受け腕を弾性部材で吊り下げるようにしてもよい。また、実施の形態2ではローラ46を支持する軸受け腕42とリフタ40との間に弾性部材としてのコイルばね41を配設したが、そうしたコイルばねを実施の形態3におけるリフタ20に応用するようにしてもよい。   -Embodiments 1-3 may be combined with each other. For example, the roller arm 31 may be swung as in the first embodiment and at the same time the bearing arm that supports the roller may be suspended by an elastic member as in the second embodiment. In the second embodiment, the coil spring 41 as an elastic member is disposed between the bearing arm 42 that supports the roller 46 and the lifter 40. Such a coil spring is applied to the lifter 20 in the third embodiment. It may be.

・実施の形態2では、左右一対のコイルばね41(つまり複数の弾性部材)を使用してローラ46の自由な揺動を規制したが、リフタ40の下方裏面側に軸受け腕42を包囲するようなガイドとしての壁部材を配設することによってその揺動を規制するようにしてもよい。こうしたガイドがあれば、1つの弾性部材を用いてローラ46の自由な揺動を規制することが容易である。   In the second embodiment, the free swinging of the roller 46 is restricted using a pair of left and right coil springs 41 (that is, a plurality of elastic members), but the bearing arm 42 is surrounded on the lower back side of the lifter 40. The wall member as a guide may be provided to restrict the swinging. With such a guide, it is easy to restrict free swinging of the roller 46 using one elastic member.

・他の弾性部材としてはコイルばね41以外の手段を用いることは自由である。
・燃料ポンプが併設されるエンジンとしてはガソリンエンジン、ディーゼルエンジンを問わない。
-It is free to use means other than the coil spring 41 as the other elastic member.
・ A gasoline engine or a diesel engine may be used as an engine with a fuel pump.

・その他、本発明の趣旨を逸脱しない態様で実施することは自由である。   -Besides, it is free to implement in a mode that does not depart from the gist of the present invention.

本発明の実施の形態1の高圧燃料ポンプの部分断面正面図。1 is a partial cross-sectional front view of a high-pressure fuel pump according to a first embodiment of the present invention. 同じ実施の形態1であって図1のA−A線断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1 in the same first embodiment. 実施の形態1においてカムの傾動を説明するものであって(a)は傾動していない状態の要部拡大説明図、(b)は傾動した状態の要部拡大説明図。In Embodiment 1, the tilting of the cam is described, (a) is an enlarged explanatory view of the main part in a state where it is not tilted, and (b) is an enlarged explanatory view of the main part in the tilted state. 実施の形態2の高圧燃料ポンプの要部を説明する部分断面図。FIG. 4 is a partial cross-sectional view illustrating a main part of a high-pressure fuel pump according to a second embodiment. 実施の形態3においてリフタガイドにリフタが支持されている状態を説明する横断面図。9 is a cross-sectional view illustrating a state where a lifter is supported by a lifter guide in Embodiment 3. FIG. 実施の形態3のリフタガイドとリフタの側面図。The lifter guide of Embodiment 3 and the side view of a lifter. 実施の形態3の高圧燃料ポンプにおいてカムが傾動した状態を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the state which the cam inclined in the high pressure fuel pump of Embodiment 3. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

11…燃料ポンプ、14…シリンダ、18…プランジャ本体としてのプランジャ、20…接触部及び連結部としてのリフタ、26…揺動軸、30…接触部としてのローラ、30a…接触部としてのローラ面、33…カム、33a…カムの接触面としてのカム面、34…カム軸、40…接触部及び連結部としてのリフタ、41…弾性部材としてのコイルばね、46…接触部としてのローラ、46a…接触部としてのローラ面、51…接触部としてのローラ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Fuel pump, 14 ... Cylinder, 18 ... Plunger as plunger main body, 20 ... Lifter as contact part and connection part, 26 ... Swing shaft, 30 ... Roller as contact part, 30a ... Roller surface as contact part , 33... Cam, 33 a... Cam surface as a contact surface of the cam, 34... Cam shaft, 40... Lifter as a contact portion and connecting portion, 41... Coil spring as an elastic member, 46. ... Roller surface as contact part, 51 ... Roller as contact part.

Claims (5)

シリンダに往復摺動可能に嵌入されたプランジャをカムによって駆動することで燃料を加圧して吐出する燃料ポンプにおいて、
前記プランジャ側の前記カムに対する接触部を同カムの接触面の傾動に伴って同カムのカム軸と平行な方向に傾動可能としたことを特徴とする燃料ポンプ。
In a fuel pump that pressurizes and discharges fuel by driving a plunger fitted in a cylinder so as to be slidable in a reciprocating manner,
A fuel pump characterized in that a contact portion of the plunger side with respect to the cam can be tilted in a direction parallel to a cam shaft of the cam as the contact surface of the cam tilts.
前記接触部は燃料を加圧するプランジャ本体に連結された連結部であって、同連結部は前記カムのカム軸と交差する方向に配置された揺動軸に揺動可能に支持されて同カムの接触面の傾動に伴って同カムのカム軸と平行な方向に傾動することを特徴とする請求項1に記載の燃料ポンプ。 The contact portion is a connecting portion connected to a plunger main body that pressurizes the fuel, and the connecting portion is swingably supported by a swing shaft disposed in a direction intersecting with the cam shaft of the cam. 2. The fuel pump according to claim 1, wherein the fuel pump is tilted in a direction parallel to the camshaft of the cam as the contact surface tilts. 前記接触部は燃料を加圧するプランジャ本体に連結された連結部であって、同連結部は前記プランジャに対して弾性部材を介して連結されて同カムの接触面の傾動に伴って同カムのカム軸と平行な方向に傾動することを特徴とする請求項1に記載の燃料ポンプ。 The contact portion is a connection portion connected to a plunger main body that pressurizes the fuel, and the connection portion is connected to the plunger via an elastic member, and the cam has a tilted contact surface. 2. The fuel pump according to claim 1, wherein the fuel pump is tilted in a direction parallel to the cam shaft. 前記カムと前記プランジャの間には同カムと接触して従動回転するとともに同カムによって駆動され同プランジャを往復動させるローラを配置し、同ローラは前記カムのカム軸と交差する方向に配置された揺動軸に揺動可能に支持されて同カムの接触面の傾動に伴って同カムのカム軸と平行な方向に傾動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ポンプ。 Between the cam and the plunger, a roller that contacts and rotates with the cam and is driven by the cam to reciprocate the plunger is disposed, and the roller is disposed in a direction intersecting the cam shaft of the cam. 4. The apparatus according to claim 1, wherein the cam is pivotably supported by the swing shaft and tilts in a direction parallel to the cam shaft of the cam as the contact surface of the cam tilts. The fuel pump described. 前記カムと前記プランジャの間には同カムと接触して従動回転するとともに同カムによって駆動され同プランジャを往復動させるローラを配置し、同ローラは同プランジャに対して弾性部材を介して支持されて同カムの接触面の傾動に伴って同カムのカム軸と平行な方向に傾動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ポンプ。 A roller is disposed between the cam and the plunger so as to contact and rotate with the cam and to be driven by the cam to reciprocate the plunger. The roller is supported by an elastic member with respect to the plunger. The fuel pump according to any one of claims 1 to 3, wherein the fuel pump is tilted in a direction parallel to the cam shaft of the cam as the contact surface of the cam is tilted.
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