JP2007285209A - 高圧燃料ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】カムが接触するリフタの摩耗を抑制する。
【解決手段】リフタ２４を往復摺動可能に案内するリフタガイド２５の内周面２５ｃに傾斜溝２５ｂを形成するとともに、リフタ２４及びリフタガイド２５によって囲われる空間（オイル室２８）内に潤滑油を供給するための潤滑油路５１を形成する。このように傾斜溝２５ｂと潤滑油路５１を形成することで、リフタ２４の下降によってオイル室２８内に潤滑油を供給することができ、そのオイル室２８内に供給された潤滑油をリフタ２４の上昇によって、リフタガイド２５の内周面２５ｃの傾斜溝２５ｂに流して外部に流出させることができる。そして、そのような潤滑油の強制的な流れにより発生する流体摩擦によってリフタ２４が軸線を中心として確実に回転するようになる。
【選択図】図８

Description

本発明は、例えば筒内直噴型エンジン等の内燃機関において、インジェクタ（燃料噴射弁）に高圧燃料を供給する高圧燃料ポンプに関する。

自動車等に搭載される筒内直噴型エンジンにおいては、燃料圧力を燃焼室内の圧力よりも高くして燃料噴射を行う必要があるため、燃料タンクから送られてきた燃料を高圧燃料ポンプで加圧してインジェクタに向けて供給している。

筒内直噴型エンジンの燃料供給系としては、例えば、燃料タンクから燃料を送り出すフィードポンプと、このフィードポンプによって送り出された燃料を加圧する高圧燃料ポンプと、高圧燃料ポンプによって加圧された燃料を貯留するデリバリパイプと、エンジンの各気筒毎に配置されたインジェクタとを備え、各インジェクタの開弁制御によりデリバリパイプ内に貯留されている高圧燃料をインジェクタから燃料室内に直接噴射する燃料供給系が知られている。

この種の燃料供給系に用いられる高圧燃料ポンプとしては、例えば、シリンダ内に往復摺動可能に挿入されたプランジャと、これらシリンダとプランジャとによって区画形成された加圧室と、円筒形状のリフタガイド内に往復摺動可能に配設されているとともに、プランジャに連結された円筒形状のリフタと、このリフタをカム側に押圧する圧縮コイルばねとを備え、前記カムの回転に伴ってカムノーズがリフタから退避するときにプランジャが下降して加圧室の容積が拡大する行程（吸入行程）と、カムのカムノーズによってリフタが押し上げられ、それに伴ってプランジャが上昇して加圧室の容積が縮小する行程（加圧行程）とを繰り返すことにより、燃料をデリバリパイプ等に加圧して供給する構造のものがある。

ところで、以上のような構造の高圧燃料ポンプにおいては、リフタの下面にカムの外周面が摺接しているため、リフタ下面にコーティングが施されている。しかしながら、リフタ下面へのカム外周面の摺接位置が常に同じであると、コーティングが摩耗することがある。このような摩耗を抑制する手法として、リフタをその軸線廻りに回転させることにより、カム外周面に対するリフタ下面の接触位置を変更する技術がある（例えば、特許公報１参照）。

この特許文献１に記載の技術では、リフタガイド内に円筒形状のリフタを往復摺動可能に配置した構造の高圧燃料ポンプにおいて、リフタの外側周囲にリフタ移動方向（リフタの軸線）に対して傾斜する傾斜溝を設けている。そして、このような傾斜溝を設けておくことにより、リフタとリフタガイドとの摺動面間に存在する潤滑油が、リフタの往復摺動に伴って流動する際にリフタ周囲の傾斜溝に沿って流れ、その潤滑油の流れによってリフタがその軸線を中心として回転する。
特開２００２−３１０１７号公報

ところで、前記した特許文献１に記載の高圧燃料ポンプでは、リフタとリフタガイドとの摺動面間に存在する潤滑油が、リフタの往復摺動に伴って流動する際にリフタ周囲の傾斜溝に沿って流れるようになり、その潤滑油の流れによってリフタが回転する構造となっている。しかしながら、このような構造では、リフタとリフタガイドとの摺動面間に存在する潤滑油のみが傾斜溝内で流動するだけであり、リフタに作用する回転力は小さい。このため、リフタをカムに押し付ける圧縮コイルばねの弾性力が大きい場合や燃圧が高い場合など、リフタ下面とカム外周面との接触面圧が高いときにはリフタが回転しない場合がある。

本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、カムが接触するリフタを確実に回転させることができ、リフタの摩耗を抑制することが可能な高圧燃料ポンプの提供を目的とする。

本発明は、シリンダ内に往復摺動可能に挿入されたプランジャと、前記シリンダと前記プランジャとによって区画形成された加圧室と、リフタガイド内に往復摺動可能に配設された円筒形状のリフタと、前記リフタを前記カム側に押圧する圧縮コイルばねとを備え、前記カムの回転に伴って前記リフタが移動して前記プランジャが往復移動し、そのプランジャの往復移動によって前記加圧室内への燃料吸入と当該加圧室内の燃料の加圧・吐出とを繰り返して行う高圧燃料ポンプにおいて、前記リフタガイドの内周面または前記リフタの外周面のいずれか一方の面に、前記リフタの軸線に対して傾斜する傾斜溝が形成されているとともに、前記リフタ及び前記リフタガイドによって囲われる空間内に潤滑油を供給するための潤滑油路が形成されており、前記傾斜溝が前記空間内に連通し、かつ当該傾斜溝の前記カム側の端部が外部に開放されていることを特徴としている。

以上の構成の高圧燃料ポンプにおいて、内燃機関のオイルポンプから潤滑油路に潤滑油を供給しておくと、カムの回転により、加圧室の容積が増大する方向にプランジャが移動するとき（吸入行程）には、リフタの移動（下降）によってリフタ及びリフタガイド内の空間の容積が増大して、空間内に潤滑油が潤滑油路を通じて供給される。一方、加圧室の容積が収縮する方向にプランジャが移動するとき（吐出行程）には、リフタの移動（上昇）によってリフタ及びリフタガイド内の空間が圧縮されて油圧が発生する。この油圧の発生により、リフタガイドの内周面（またはリフタの外周面）の傾斜溝に沿って潤滑油が強制的に流れ、その潤滑油が傾斜溝の下端部から外部に流出する。このような潤滑油の強制的な流れにより発生する流体摩擦によってリフタが軸線を中心として回転する。

このように、本発明の高圧燃料ポンプによれば、リフタガイドに対するリフタの往復移動によるポンプ作用により、リフタの移動（下降）によりリフタ及びリフタガイド内の空間に潤滑油を供給し、その空間内に供給した潤滑油をリフタの移動（上昇）によってリフタガイド内周面の傾斜溝に流して外部に流出させているので、リフタに大きな回転力を与えることができ、リフタを確実に回転させることができる。これによってリフタとカム外周面との接触位置が変更され、リフタの摩耗（コーティングの摩耗）を抑制することができる。

なお、本発明の高圧燃料ポンプにおいて、リフタ及びリフタガイドに囲われる空間内に潤滑油を供給するための潤滑油路に、前記空間への潤滑油の流入を許容し、その逆向きの潤滑油流れを阻止する逆止弁を設けておくことが好ましい。

ここで、この種の高圧燃料ポンプにおいては、例えば図１１に示すように、エンジンのシリンダヘッド３００にオイルバス３０１を設け、そのオイルバス３０１内の潤滑油をカム２１１にて掻き揚げることにより、高圧燃料ポンプ２０１のリフタ２２４の下面とカム２１１の外周面との間に潤滑油を供給している。これに対し、本発明の高圧燃料ポンプでは、上記したように、リフタガイドの内周面（またはリフタの外周面）に形成した傾斜溝の端部（下端）から潤滑油がカム側に流出するので、リフタ下面とカム外周面との間に潤滑油を十分に供給することができる。従って、図１１に示したようなオイルバス３０１をエンジンのシリンダヘッド３００に設ける必要がなくなる。

さらに、本発明の高圧燃料ポンプでは、リフタ下面への潤滑油の量が多くなるので、リフタ下面とカム外周面との間に形成される油膜の厚さを、オイルバス３０１から潤滑油を掻き揚げ場合と比較して増加させることが可能になる。これによってリフタ下面とカム外周面との間の接触抵抗が小さくなってリフタが回転しやすくなる。

本発明の高圧燃料ポンプにおいて、カムの外周面の中心位置を、リフタの軸線に対し、当該軸線と直交する方向にオフセットしておいてもよい。このようにカムの位置をオフセットすることにより、カムの回転力（カムシャフトの回転力）をリフタの回転方向に作用させることが可能になるので、リフタが更に回転しやすくなる。

本発明によれば、リフタガイドの内周面またはリフタの外周面のいずれか一方の面に傾斜溝を形成するとともに、リフタ及びリフタガイドによって囲まれる空間内に潤滑油を供給するための潤滑油路を形成しているので、リフタの往復移動によるポンプ作用によってリフタに大きな回転力を与えることができ、リフタを確実に回転させることができる。これによってリフタの摩耗を抑制することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、自動車に搭載される筒内直噴型多気筒（例えば４気筒）ガソリンエンジンに用いられる高圧燃料ポンプに本発明を適用した場合について説明する。

−燃料供給装置１００−
高圧燃料ポンプの具体構成について説明する前に、この高圧ポンプが適用される燃料供給装置１００の概略構成について図１を参照して説明する。

この例の燃料供給装置１００は、燃料タンク１０１から燃料を送り出すフィードポンプ１０２と、そのフィードポンプ１０２によって送り出された燃料を加圧して各気筒（４気筒）のインジェクタ４・・４に向けて吐出する高圧燃料ポンプ１とを備えている。

高圧燃料ポンプ１は、シリンダ２１、プランジャ２３、加圧室２２及び電磁スピル弁３０を備えている。

プランジャ２３は、エンジンの吸気カムシャフト１１０に取り付けられたカム１１１の回転によって駆動され、シリンダ２１内を往復移動する。このプランジャ２３の往復移動により加圧室２２の容積が拡大または縮小する。この例では、吸気カムシャフト１１０の回転軸廻りに１８０°の角度間隔をもって２つのカム山（カムノーズ）１１２，１１２がカム１１１に形成されている。そして、これら２つのカムノーズ１１２，１１２によってプランジャ２３が押し上げられて、このプランジャ２３がシリンダ２１内で移動するようになっている。なお、この例においてエンジンは４気筒型であるので、エンジンの１サイクル中、つまりクランクシャフトが２回転する間に、気筒毎に設けられたインジェクタ４から各１回ずつ、合計４回の燃料噴射が行われることになる。また、この例のエンジンでは、クランクシャフトが２回転する毎に吸気カムシャフト１１０が１回転する。従って、エンジンの１サイクル毎に、インジェクタ４からの燃料噴射が４回ずつ行われ、高圧燃料ポンプ１からの吐出動作が２回ずつ行われる。

高圧燃料ポンプ１の加圧室２２はプランジャ２３及びシリンダ２１によって区画されている。この加圧室２２は、低圧燃料配管１０４を介してフィードポンプ１０２に連通している。また、加圧室２２は、高圧燃料配管１０５を介してデリバリパイプ（蓄圧容器）１０６内に連通している。

デリバリパイプ１０６には、インジェクタ４・・４が接続されている。また、デリバリパイプ１０６にはパイプ内部の燃料圧力（実燃圧）を検出する燃圧センサ１６１が配設されている。さらに、デリバリパイプ１０６には、リリーフバルブ１７１を介してリターン配管１７２が接続されている。リリーフバルブ１７１は、デリバリパイプ１０６内の燃料圧力が所定圧（例えば１３ＭＰａ）を超えたときに開弁する。このリリーフバルブ１７１の開弁により、デリバリパイプ１０６に蓄えられた燃料の一部をリターン配管１７２を介して燃料タンク１０１に戻すようになっている。これにより、デリバリパイプ１０６内の燃料圧力の過上昇が防止される。また、リターン配管１７２と高圧燃料ポンプ１とは、燃料排出配管１０８（図１では破線で示している）によって接続されており、高圧燃料ポンプ１のプランジャ２３とシリンダ２１との間隙から漏出した燃料がシールユニット５の上部の燃料収容室６に蓄積され、その後、この燃料収容室６に接続された燃料排出配管１０８に戻されるようになっている。

なお、低圧燃料配管１０４には、フィルタ１４１及びプレッシャレギュレータ１４２が設けられている。プレッシャレギュレータ１４２は、低圧燃料配管１０４内の燃料圧力が所定圧（例えば０．４ＭＰａ）を超えたときに低圧燃料配管１０４内の燃料を燃料タンク１０１に戻すことによって、この低圧燃料配管１０４内の燃料圧力を所定圧以下に維持している。

また、低圧燃料配管１０４にはパルセーションダンパ１０７が設けられており、このパルセーションダンパ１０７によって高圧燃料ポンプ１の作動時における低圧燃料配管１０４内の燃圧脈動が抑制されるようになっている。さらに、高圧燃料配管１０５には、高圧燃料ポンプ１から吐出された燃料が逆流することを阻止するための逆止弁１５１が設けられている。

高圧燃料ポンプ１には、低圧燃料配管１０４と加圧室２２との間を連通または遮断するための電磁スピル弁３０が設けられている。電磁スピル弁３０は、電磁ソレノイド３１を備えており、その電磁ソレノイド３１への通電を制御することにより開閉動作する。電磁スピル弁３０は、電磁ソレノイド３１への通電が停止されているときには圧縮コイルばね３７の弾性力によって開弁する。以下、この電磁スピル弁３０の開閉動作について図２を参照しながら説明する。

まず、電磁ソレノイド３１に対する通電が停止された状態のときには、電磁スピル弁３０が圧縮コイルばね３７の弾性力によって開弁し、低圧燃料配管１０４と加圧室２２とが連通した状態になる。この状態において、加圧室２２の容積が増大する方向にプランジャ２３が移動するとき（吸入行程）には、フィードポンプ１０２から送り出された燃料が低圧燃料配管１０４を経て加圧室２２内に吸入される。

一方、加圧室２２の容積が収縮する方向にプランジャ２３が移動するとき（加圧行程）において、電磁ソレノイド３１への通電により電磁スピル弁３０が圧縮コイルばね３７の弾性力に抗して閉弁すると、低圧燃料配管１０４と加圧室２２との間が遮断され、加圧室２２内の燃料圧力が所定値に達した時点で逆止弁４０が開放して、高圧の燃料が高圧燃料配管１０５を通じてデリバリパイプ１０６に向けて吐出される。

そして、高圧燃料ポンプ１における燃料吐出量の調整は、加圧行程での電磁スピル弁３０の閉弁期間を制御することによって行われる。すなわち、電磁スピル弁３０の閉弁開始時期を早めて閉弁期間を長くすると燃料吐出量が増加し、電磁スピル弁３０の閉弁開始時期を遅らせて閉弁期間を短くすると燃料吐出量が減少するようになる。このように、高圧燃料ポンプ１の燃料吐出量を調整することにより、デリバリパイプ１０６内の燃料圧力が制御される。

ここで、高圧燃料ポンプ１の燃料吐出量（電磁スピル弁３０の閉弁開始時期）を制御するための制御量であるポンプデューティＤＴについて説明する。

このポンプデューティＤＴは、０〜１００％という値の間で変化するものであって、電磁スピル弁３０の閉弁期間に対応する吸気カムシャフト１１０のカム１１１のカム角度に関係した値である。

具体的には、カム１１１のカム角度に関して、図２に示すように、電磁スピル弁３０の最大閉弁期間に対応したカム角度（最大カム角度）をθ０とし、その最大閉弁期間の目標燃圧に対応するカム角度（目標カム角度）をθとすると、ポンプデューティＤＴは、最大カム角度θ０に対する目標カム角度θの割合（ＤＴ＝θ／θ０）で表される。従ってポンプデューティＤＴは、目標とする電磁スピル弁３０の閉弁期間（閉弁開始時期）が最大閉弁期間に近づくほど１００％に近い値となり、目標とする閉弁期間が「０」に近づくほど０％に近い値となる。

そして、ポンプデューティＤＴが１００％に近づくほど、ポンプデューティＤＴに基づいて調整される電磁スピル弁３０の閉弁開始時期は早められ、電磁スピル弁３０の閉弁期間は長くなる。その結果、高圧燃料ポンプ１の燃料吐出量が増加して実燃圧が上昇するようになる。また、ポンプデューティＤＴが０％に近づくほど、ポンプデューティＤＴに基づいて調整される電磁スピル弁３０の閉弁開始時期は遅らされ、電磁スピル弁３０の閉弁期間は短くなる。その結果、高圧燃料ポンプ１の燃料吐出量が減少して実燃圧が低下するようになる。なお、上記ポンプデューティＤＴの算出手順の詳細についてはここでは説明を省略する。

−高圧燃料ポンプ１の具体構成−
次に、高圧燃料ポンプ１の具体構成について図３を参照して説明する。図３は高圧燃料ポンプ１の縦断面図である。

この例の高圧燃料ポンプ１は、ハウジング１０内に設けられたポンプ部２０、電磁スピル弁３０及び逆止弁４０と、当該高圧燃料ポンプ１の全体をエンジンのヘッドカバーに取り付けるためのフランジ５０を備えている。

ポンプ部２０は、シリンダ２１、加圧室２２、プランジャ２３、リフタ２４及びリフタガイド２５を備えている。シリンダ２１はハウジング１０の中央部に形成され、その先端側（図３における上端側）に加圧室２２が形成される。プランジャ２３は略円柱形状の部材であって、シリンダ２１内にその軸線方向の摺動が可能に挿入されている。

リフタ２４は有底円筒形状の部材であって、内部にプランジャ２３の基端部、リテーナ２６及び圧縮コイルばね２７等が収容されている。リフタガイド２５は、ハウジング１０の下側に取り付けられた円筒形状の部材であって、内部にリフタ２４が軸線方向へ摺動可能に収納されている。

プランジャ２３の基端部にはリテーナ２６が一体に係合されている。また、リフタガイド２５の上部にはスプリングシート部材２５ａが嵌め込まれている。これらスプリングシート部材２５ａの下面とリテーナ２６との間に圧縮コイルばね２７が挟み込まれており、この圧縮コイルばね２７の弾性力によって、プランジャ２３に下方への付勢力が付与されているとともに、リフタ２４がカム１１１に向けて押圧されている。

電磁スピル弁３０は加圧室２２に対向して配置されている。電磁スピル弁３０は、電磁ソレノイド３１、ボビン３２、コア３３、アーマチャ３４、ポペット弁３５、及び、シート体３６を備えている。電磁ソレノイド３１は、ボビン３２にリング状に巻装されたコイルからなり、コア３３はボビン３２の中心貫通孔に嵌合固定されている。アーマチャ３４は、ポペット弁３５の一端に固定された状態で、その一部がコア３３と同軸上でボビン３２の中心貫通孔に進入可能に配置されている。コア３３及びアーマチャ３４の各対向面にはそれぞれ凹部が形成されており、それら凹部間には圧縮コイルばね３７が圧縮状態で収容されている。そして、この圧縮コイルばね３７の弾性力により、アーマチャ３４が加圧室２２側に向けて付勢されている。ポペット弁３５はシート体３６内の貫通孔に摺動可能に挿入されている。ポペット弁３５の下端部には円板状の弁体３５ａが形成されている。

以上の構成において、電磁ソレノイド３１の非通電時には、圧縮コイルばね３７の弾性力により、弁体３５ａがシート体３６のシート部３６ａから離間されて、電磁スピル弁３０が開弁状態となる。一方、端子３８への電力供給により電磁ソレノイド３１が通電状態になると、コア３３、アーマチャ３４及び電磁スピル弁３０全体を支持する支持部材３９により磁気回路が形成され、圧縮コイルばね３７の弾性力に抗して、アーマチャ３４がコア３３側に移動する。これにより、ポペット弁３５が加圧室２２と反対側に移動し、その弁体３５ａがシート体３６のシート部３６ａに当接して、電磁スピル弁３０は閉弁状態となる（図３に示す状態）。

一方、電磁スピル弁３０が開弁状態にあるときには、シート体３６に形成された複数の供給通路３６ｂと加圧室２２との間で燃料が流通可能となっている。

上記供給通路３６ｂと連通するように、ハウジング１０には低圧燃料通路１１が形成されている。そして、電磁スピル弁３０の開弁状態で、プランジャ２３が下降するとき、フィードポンプ１０２の作動により燃料タンク１０１から汲み上げられた低圧燃料が、フィルタ１４１、プレッシャレギュレータ１４２、低圧燃料通路１１及び供給通路３６ｂを経て加圧室２２に吸入されるようになっている。

シリンダ２１の先端側に形成された加圧室２２は、シリンダ２１の内周面よりも大径に形成されている。そして、プランジャ２３は電磁スピル弁３０の閉タイミング前に加圧室２２に進入し、電磁スピル弁３０が閉弁した後にプランジャ２３が上死点に到達するようになっている。また、プランジャ２３の先端部が加圧室２２内に進入した状態で、加圧室２２の内周面とプランジャ２３の外周面との間に隙間が形成されるようになっている。ハウジング１０には高圧燃料通路１２が形成されており、加圧室２２がこの高圧燃料通路１２を介して逆止弁４０に連通するようになっている。

逆止弁４０は、高圧燃料通路１２に接続されたケーシング４１と、そのケーシング４１内に配置されたシート体４２及びスプリングベース体４５と、シート体４２に接離可能に対向するバルブ体（弁体）４３と、このバルブ体４３をシート体４２に対する当接位置に向けて付勢する圧縮コイルばね４４とを備えている。また、逆止弁４０は高圧燃料配管１０５に接続されている。そして、加圧室２２内から高圧燃料通路１２を介して圧送される燃料の圧力が所定値を超えたとき、バルブ体４３が圧縮コイルばね４４の付勢力に抗してシート体４２から離間する位置に移動される。これにより、逆止弁４０が開弁状態になって、高圧燃料通路１２から圧送される高圧燃料が高圧燃料配管１０５を経てデリバリパイプ１０６に供給されるようになっている。

−リフタ回転機構−
次に、この例の特徴部分であるリフタ回転機構について説明する。

まず、図３〜図６に示すように、高圧燃料ポンプ１のリフタガイド２５の内周面（リフタ２４との摺動面）２５ｃには、このリフタガイド２５の軸線（リフタ２４の軸線）に対して傾斜する複数本のスリット状の傾斜溝２５ｂ・・２５ｂが形成されている。各傾斜溝２５ｂの上部は、リフタ２４、リフタガイド２５及びスプリングシート部材２５ａの各内面によって囲われる空間２８（以下、オイル室２８という）内に連通しており、各傾斜溝２５ｂの下端は外部（リフタ２４の下面側）に開放されている。

また、高圧燃料ポンプ１のフランジ５０には潤滑油路（オイルポート）５１が設けられている。潤滑油路５１はオイル室２８内に潤滑油を供給するための油路であって、エンジンのオイルポンプからの潤滑油が導かれる。なお、潤滑油路５１は、リフタガイド２５の壁体を貫通する貫通孔２５ｄを通じてオイル室２８に連通している。また、オイル室２８は閉空間であって潤滑油路５１及び傾斜溝２５ｂ・・２５ｂのみが連通している。

潤滑油路５１内には逆止弁５２が配置されている。逆止弁５２は、潤滑油路５１を通じてオイル室２８内に流入した潤滑油がオイルポンプ側に逆流することを阻止するために設けられている。逆止弁５２は、潤滑油路５１内に挿入された弁座シート５２ｂと、この弁座シート５２ｂに対向して配置された弁体５２ａと、弁体５２ａを弁座シート５２ｂに向けて押圧する圧縮コイルばね５２ｃとを備え、オイル室２８内の圧力が低下したときに圧縮コイルばね５２ｃの弾性力に抗して弁座シート５２ｂから弁体５２ａが離間して逆止弁５２が開弁状態となり、オイル室２８内に潤滑油が供給される。一方、オイル室２８内の圧力が高くなったときに、弁体５２ａが弁座シート５２ｂに着座して逆止弁５２が閉弁状態となる。

次に、リフタ回転機構の動作について図３、図７及び図８を参照して説明する。

まず、図７に示すように、カム１１１の回転により、加圧室２２の容積が増大する方向にプランジャ２３が移動するとき（吸入行程）には、リフタ２４が下方に移動し、オイル室２８の容積が増大する。このようにオイル室２８の容積が増大すると、オイル室２８内の圧力が低下し、逆止弁５２が開弁状態となって、潤滑油が潤滑油路５１及び貫通孔２５ｄを通じてオイル室２８内に流入してオイル室２８内が潤滑油で満たされる。

次に、カム１１１の回転により、加圧室２２の容積が収縮する方向にプランジャ２３が移動した時点つまりリフタ２４が上方に移動（上昇）した時点で潤滑油路５１の逆止弁５２が閉弁状態となり（図８）、リフタ２４の上昇に伴ってオイル室２８内に油圧が発生する。この油圧の発生により、リフタガイド２５の内周面２５ｃの各傾斜溝２５ｂに沿って潤滑油が強制的に流れ、その潤滑油が各傾斜溝２５ｂの下端から外部に流出する。このような潤滑油の強制的な流れにより発生する流体摩擦によってリフタ２４が軸線を中心として回転する。このような油圧の発生にて生じる潤滑油の強制的な流れは、プランジャ２３が上死点に達するまで継続される。そして、プランジャ２３が上死点を通過した後、リフタ２４の下降によりオイル室２８内の圧力が低下し、潤滑油路５１の逆止弁５２が開弁状態となると、リフタ２４の下降に伴ってオイル室２８内に潤滑油が供給される。

以上のように、この例では、リフタ２４の下降・上昇の往復移動によるポンプ作用により、リフタ２４の下降時にオイル室２８内に潤滑油を供給し、そのオイル室２８内に供給した潤滑油をリフタ２４の上昇によってリフタガイド２５の内周面２５ｃの傾斜溝２５ｂに流して外部に流出させているので、リフタ２４に大きな回転力を与えることができ、リフタ２４を確実に回転させることができる。これによってリフタ２４の下面とカム１１１の外周面との接触位置が変更され、リフタ２４の下面の摩耗（コーティングの摩耗）を抑制することができる。

しかも、リフタガイド２５の内周面２５ｃの各傾斜溝２５ｂの下端から潤滑油を下方に流出させているので、リフタ２４の下面とカム１１１の外周面との間に潤滑油を十分に供給することができる。これにより、図１１に示したようなオイルバス３０１をエンジンのシリンダヘッド３００に設ける必要がなくなる。さらに、リフタ２４の下面への潤滑油の量が多くなるので、リフタ２４の下面とカム１１１の外周面との間に形成される油膜の厚さを、オイルバスから潤滑油を掻き揚げた場合と比較して増加させることが可能になる。これにより、リフタ２４の下面とカム１１１の外周面との間の接触抵抗が小さくなってリフタ２４が回転しやすくなる。

なお、リフタガイド２５に形成する傾斜溝２５ｂの本数及び幅（スリット幅）は、リフタ２４を回転させたい量、オイル室２８への潤滑油の流入量、及び、リフタ２４の上昇に伴うオイル室２８内の圧力上昇と潤滑油の逃がし量（外部への流出量）などのパラメータを考慮して、実験・シミュレーション計算等により経験的に決定すればよい。

ここで、以上の例の高圧燃料ポンプ１において、図９及び図１０に示すように、カム１１１の外周面の中心位置を、リフタ２４の軸線に対し、当該軸線と直交する方向にオフセットするとともに、そのオフセット位置を、カム１１１の回転力（吸気カムシャフト１１０の回転力）がリフタ２４の回転方向に作用するような位置に設定しておいてもよい。このようにカム１１１をオフセットしておくと、上記した潤滑油の強制的な流れによる流体摩擦力に加えて、カム１１１の外周面とリフタ２４の下面との間の摩擦力を利用してリフタ２４を軸線廻りに回転させることができるので、リフタ２４が更に回転しやすくなり、リフタ２４をより確実に回転させることができる。

−他の実施形態−
以上の例では、リフタガイド２５の内周面２５ｃに傾斜溝２５ｂを形成しているが、リフタ２４の外周面に複数のスリット状の傾斜溝を形成してもよい。この場合も、リフタ２４の下降・上昇によるポンプ作用によってリフタ２４の外周面の傾斜溝に潤滑油が強制的に流れるので、リフタ２４を確実に回転させることができる。なお、この場合も傾斜溝の上部がオイル室２８内に連通し、傾斜溝の下端が外部に開放される構造とする。

以上の例の高圧燃料ポンプ１では、吸気カムシャフト１１０に取り付けられたカム１１１の回転によってプランジャ２３が駆動される構成としたが、排気カムシャフトに取り付けられたカムの回転によってプランジャ２３が駆動される構成としてもよい。

また、本発明は、２つのカムノーズ１１２，１１２を有するカム１１１を備えたものに限らず、その他の個数のカムノーズを有するカムを備えたものにも適用可能である。

以上の例では、自動車に搭載される筒内直噴型４気筒ガソリンエンジンに本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限られることなく、例えば筒内直噴型６気筒ガソリンエンジンなどの他の任意の気筒数のガソリンエンジンに適用可能である。また、ガソリンエンジンに限らず、ディーゼルエンジン等の他の内燃機関にも本発明は適用可能である。さらに、本発明が適用可能なエンジンは、自動車用のエンジンに限るものでもない。

本発明の高圧燃料ポンプを適用する燃料供給装置の一例を模式的に示す図である。 電磁スピル弁の開閉動作を説明するための図である。 本発明の高圧燃料ポンプの一例を示す縦断面図である。 図３の高圧燃料ポンプのリフタガイドのみを抽出して示す縦断面図である。 図４のＸ−Ｘ断面図である。 図３の高圧燃料ポンプのリフタガイドのみを抽出して示す斜視図である。 リフタ回転機構の動作説明図である。 リグタ回転機構の動作説明図である。 本発明の高圧燃料ポンプの他の例の要部縦断面図である。 図９のＹ矢視図である。 エンジンのシリンダヘッドに設けるオイルバスの一例を示す図である。

符号の説明

１ 高圧燃料ポンプ
２１ シリンダ
２２ 加圧室
２３ プランジャ
２４ リフタ
２５ リフタガイド
２５ａ スプリングシート部材
２５ｂ 傾斜溝
２５ｃ 貫通孔
２７ 圧縮コイルばね
２８ オイル室（空間）
５０ フランジ
５１ 潤滑油路
５２ 逆止弁
５２ａ 弁体
５２ｂ 弁座シート
５２ｃ 圧縮コイルばね
１１０ 吸気カムシャフト
１１１ カム

Claims (2)

1. シリンダ内に往復摺動可能に挿入されたプランジャと、前記シリンダと前記プランジャとによって区画形成された加圧室と、リフタガイド内に往復摺動可能に配設された円筒形状のリフタと、前記リフタを前記カム側に押圧する圧縮コイルばねとを備え、前記カムの回転に伴って前記リフタが移動して前記プランジャが往復移動し、そのプランジャの往復移動によって前記加圧室内への燃料吸入と当該加圧室内の燃料の加圧・吐出とを繰り返して行う高圧燃料ポンプにおいて、
   前記リフタガイドの内周面または前記リフタの外周面のいずれか一方の面に、前記リフタの軸線に対して傾斜する傾斜溝が形成されているとともに、前記リフタ及び前記リフタガイドによって囲われる空間内に潤滑油を供給するための潤滑油路が形成されており、前記傾斜溝が前記空間内に連通し、かつ当該傾斜溝の前記カム側の端部が外部に開放されていることを特徴とする高圧燃料ポンプ。
2. 前記カムの外周面の中心位置が、前記リフタの軸線に対し、当該軸線と直交する方向にオフセットされていることを特徴とする請求項１記載の高圧燃料ポンプ。

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