JP2008163816A - Cam mechanism mounting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カム山と駆動対象物との間にローラとタペットが介在されるカム機構搭載装置に関するもので、特にローラとタペットとが直接摺動する技術に係わる。 The present invention relates to a cam mechanism mounting device in which a roller and a tappet are interposed between a cam crest and a driven object, and particularly relates to a technique in which a roller and a tappet slide directly.
(従来技術)
カム山と駆動対象物との間にローラとタペットが介在されるカム機構搭載装置の一例として、従来より、高圧燃料ポンプ(サプライポンプ)が知られている。
車両用の高圧燃料ポンプは、エンジンによって駆動されるカムシャフト、このカムシャフトの回転に伴うカム山の高さ変位により駆動されるプランジャ(駆動対象物の一例)を備え、プランジャがカムシャフトに駆動されて往復動することで、プランジャ端部の加圧室の容積が変動して燃料の吸入と圧送を行う。
(Conventional technology)
Conventionally, a high-pressure fuel pump (supply pump) is known as an example of a cam mechanism mounting device in which a roller and a tappet are interposed between a cam crest and a driven object.
A high-pressure fuel pump for a vehicle includes a camshaft driven by an engine, and a plunger (an example of an object to be driven) driven by a cam peak height displacement associated with the rotation of the camshaft, and the plunger is driven by the camshaft. By reciprocating, the volume of the pressurizing chamber at the end of the plunger fluctuates to perform fuel suction and pressure feeding.
図9、図10に示すように、カム山J1とプランジャJ2との間には、ローラJ3とタペットJ4が配置されている。
タペットJ4は、軸方向へ往復動自在に支持されるものであり、プランジャJ2に当接してプランジャJ2と一体に往復動するものである。
一方、ローラJ3は、円柱形状を呈してタペットJ4に回転自在に支持されるものであり、カム山J1に沿って回転する。
タペットJ4によるローラJ3の支持構造として、図9に示すローラJ3の回転軸にピンJ5を用い、このピンJ5をタペットJ4が支持するピンタイプと、図10に示すローラJ3の外周面がタペットJ4に直接摺動する直接摺動タイプ(特許文献1、2参照)とが知られている。
As shown in FIGS. 9 and 10, a roller J3 and a tappet J4 are disposed between the cam crest J1 and the plunger J2.
The tappet J4 is supported so as to be able to reciprocate in the axial direction, and abuts against the plunger J2 to reciprocate integrally with the plunger J2.
On the other hand, the roller J3 has a cylindrical shape and is rotatably supported by the tappet J4, and rotates along the cam crest J1.
As a support structure of the roller J3 by the tappet J4, a pin J5 is used for the rotating shaft of the roller J3 shown in FIG. 9, and the pin J5 is supported by the tappet J4, and the outer peripheral surface of the roller J3 shown in FIG. There is known a direct sliding type (see
(従来技術の問題点)
ピンタイプは、ローラJ3の外周面が、タペットJ4と直接摺動している部位を除いて燃料に晒されるため、ローラJ3の外周表面の油膜保持が容易で耐焼付性が高い。しかし、タペットJ4の体格が大きくなるとともに、部品点数が多く、組付け工数も多くなってしまう。そこで、直接摺動タイプを用いる要求が高まっている。
(Problems of conventional technology)
In the pin type, the outer peripheral surface of the roller J3 is exposed to the fuel except for the portion that slides directly with the tappet J4. Therefore, the oil film can be easily held on the outer peripheral surface of the roller J3 and the seizure resistance is high. However, the physique of the tappet J4 is increased, the number of parts is increased, and the number of assembling steps is increased. Therefore, there is an increasing demand for using a direct sliding type.
直接摺動タイプは、タペットJ4の体格を小さくできるとともに、部品点数を少なくできるが、次の問題がある。なお、以下では、説明の便宜上、図10の上側(プランジャJ2側)を上、図10の下側(カムシャフトJ6側)を下として説明する。
タペットJ4およびローラJ3を高圧燃料ポンプに組付ける際に、タペットJ4からローラJ3が脱落しないようにする必要がある。
そこで、タペットJ4にローラJ3が挿入されるローラ保持穴J7を設け、このローラ保持穴J7によってタペットJ4がローラJ3を保持する構造を採用し、タペットJ4からローラJ3が脱落するのを防ぐことが提案されている。このローラ保持穴J7は、カムシャフトJ6の回転軸と平行に形成された略円筒状の丸穴であり、ローラJ3の外周面の下側がタペットJ4の下方に露出するように形成されている。なお、ローラ保持穴J7の摺動径寸法(丸穴の内径寸法)は、ローラJ3の外径寸法より摺動クリアランス分だけ大きく設けられている。
The direct sliding type can reduce the size of the tappet J4 and the number of parts, but has the following problems. In the following description, for convenience of explanation, the upper side (plunger J2 side) in FIG. 10 is described as the upper side, and the lower side (camshaft J6 side) in FIG.
When assembling the tappet J4 and the roller J3 to the high-pressure fuel pump, it is necessary to prevent the roller J3 from dropping from the tappet J4.
Therefore, the tappet J4 is provided with a roller holding hole J7 into which the roller J3 is inserted, and the structure in which the tappet J4 holds the roller J3 by the roller holding hole J7 is adopted to prevent the roller J3 from falling off the tappet J4. Proposed. The roller holding hole J7 is a substantially cylindrical round hole formed in parallel with the rotation axis of the camshaft J6, and is formed so that the lower side of the outer peripheral surface of the roller J3 is exposed below the tappet J4. The sliding diameter dimension of the roller holding hole J7 (inner diameter dimension of the round hole) is set to be larger by the sliding clearance than the outer diameter dimension of the roller J3.
具体的に、ローラ保持穴J7の内周面は、(i)カム山J1によるリフト荷重と、プランジャJ2による燃料加圧荷重とを受けて、タペットJ4とローラJ3が直接摺動する直接摺動範囲Aと、(ii)直接摺動範囲Aとは異なるローラ保持範囲とに分かれる。
直接摺動範囲Aは、ローラJ3を軸方向から見て(図10参照)、ローラ保持穴J7の上部であり、ローラ保持範囲は「直接摺動範囲Aの端」から「ローラ保持穴J7の下部開口(ローラJ3を下方に露出させる開口端)」までである。
Specifically, the inner peripheral surface of the roller holding hole J7 is (i) a direct sliding where the tappet J4 and the roller J3 slide directly under the lift load by the cam crest J1 and the fuel pressurization load by the plunger J2. The range A is divided into (ii) a roller holding range different from the direct sliding range A.
The direct sliding range A is the upper part of the roller holding hole J7 when the roller J3 is viewed from the axial direction (see FIG. 10), and the roller holding range is from “the end of the direct sliding range A” to “the roller holding hole J7. Up to “lower opening (opening end exposing roller J3 downward)”.
直接摺動範囲Aは、カム山J1のリフト荷重と、プランジャJ2の燃料加圧荷重とを受ける部分であるため、ローラJ3とタペットJ4の接触面圧が高い。
直接摺動範囲AにおけるタペットJ4とローラJ3の焼き付きを防止するために、直接摺動範囲Aに潤滑油を供給する必要がある。しかし、直接摺動タイプの場合、ローラ保持穴J7の下部開口から直接摺動範囲Aまでの間に、長いローラ保持範囲が介在される。この長いローラ保持範囲は、ローラJ3とローラ保持穴J7の間が微細なクリアランスである。このため、直接摺動タイプは、直接摺動範囲Aへの潤滑油の供給能力が低い構造となっている。
Since the direct sliding range A is a portion that receives the lift load of the cam crest J1 and the fuel pressure load of the plunger J2, the contact surface pressure between the roller J3 and the tappet J4 is high.
In order to prevent seizure of the tappet J4 and the roller J3 in the direct sliding range A, it is necessary to supply lubricating oil to the direct sliding range A. However, in the case of the direct sliding type, a long roller holding range is interposed between the lower opening of the roller holding hole J7 and the direct sliding range A. This long roller holding range is a fine clearance between the roller J3 and the roller holding hole J7. For this reason, the direct sliding type has a structure in which the lubricating oil supply capability to the direct sliding range A is low.
このように、直接摺動タイプは、直接摺動範囲Aへの潤滑油の供給能力が低く、ローラJ3とタペットJ4の間に油膜を保持し難い構造となっており、耐焼付性、耐摩耗性が劣る問題があった。
なお、上記では、高圧燃料ポンプを例に従来技術の問題点を説明したが、ローラJ3とタペットJ4が直接摺動し、ローラJ3をローラ保持穴J7で保持するタイプは、上記と同様の問題が生じてしまう。
In the above, the problems of the prior art have been described by taking the high pressure fuel pump as an example. However, the type in which the roller J3 and the tappet J4 slide directly and the roller J3 is held by the roller holding hole J7 is the same problem as described above. Will occur.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、直接摺動タイプであっても、タペットとローラの耐焼付性、耐摩耗性を向上させることのできるカム機構搭載装置の提供にある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a cam mechanism mounting device that can improve the seizure resistance and wear resistance of a tappet and a roller even if it is a direct sliding type. Is in the provision of.
[請求項1の手段]
請求項1の手段を採用するカム機構搭載装置のタペットは、ローラが直接摺動する直接摺動範囲よりもローラ外周面の回転進入方向に、ローラとのクリアランスを広げ、且つタペットの外部と連通する潤滑油導入部を備える。
この潤滑油導入部を設けたことにより、ローラの回転によって、ローラとタペットが直接摺動する部分に潤滑油が入り込む。このようにして、ローラとタペットが直接摺動する部分に潤滑油が供給されるため、直接摺動タイプであっても、タペットとローラの耐焼付性、耐摩耗性を向上させることができる。
[Means of claim 1]
The tappet of the cam mechanism mounting device adopting the means of
By providing the lubricating oil introducing portion, the lubricating oil enters the portion where the roller and the tappet slide directly by the rotation of the roller. In this way, since the lubricating oil is supplied to the portion where the roller and the tappet directly slide, the seizure resistance and wear resistance of the tappet and the roller can be improved even in the direct sliding type.
[請求項2の手段]
請求項2の手段を採用するカム機構搭載装置の潤滑油導入部は、ローラ外周面の回転進入方向に向かってクリアランスが連続的に広がる形状に設けられる。
これにより、ローラの回転によって、ローラとタペットが直接摺動する部分に入り込む潤滑油の圧力が高まる。この結果、ローラとタペットが直接摺動する部分の油膜保持能力がさらに高まり、タペットとローラの耐焼付性、耐摩耗性をさらに向上させることができる。
[Means of claim 2]
The lubricating oil introducing portion of the cam mechanism mounting device adopting the means of
Thereby, the rotation of the roller increases the pressure of the lubricating oil that enters the portion where the roller and the tappet directly slide. As a result, the oil film holding ability of the portion where the roller and the tappet directly slide is further increased, and the seizure resistance and wear resistance of the tappet and the roller can be further improved.
[請求項3の手段]
潤滑油導入部の一部が直接摺動範囲内にあると、直接摺動範囲内の潤滑油導入部によりローラとタペットの摺動面積が減る。すると、ローラとタペットの接触面圧が高まり、潤滑油導入部が焼き付きの起点となる可能性がある。
そこで、請求項3の手段を採用するカム機構搭載装置は、潤滑油導入部の直接摺動範囲側の端部が、直接摺動範囲から外れて設けられる。
これにより、タペットとローラの耐焼付性を向上させる目的で設けた潤滑油導入部が焼き付きの起点となる不具合を回避することができる。
[Means of claim 3]
If a part of the lubricating oil introduction portion is within the direct sliding range, the sliding area between the roller and the tappet is reduced by the lubricating oil introduction portion within the direct sliding range. Then, the contact surface pressure between the roller and the tappet increases, and there is a possibility that the lubricating oil introduction portion becomes a starting point of seizure.
Therefore, in the cam mechanism mounting apparatus employing the means of
As a result, it is possible to avoid the problem that the lubricating oil introduction portion provided for the purpose of improving the seizure resistance of the tappet and the roller becomes the starting point of seizure.
[請求項4の手段]
請求項4の手段を採用するカム機構搭載装置における潤滑油導入部は、直接摺動範囲のうち、ローラとタペットの接触面圧が高い部位に潤滑油を導く。即ち、例えば、直接摺動範囲のうちのローラの回転軸方向の中心部が最も接触面圧が高まる場合は、タペットにおけるローラの回転軸方向の中心部に潤滑油導入部が設けられるものである。
このように設けられることにより、接触面圧が特に高まる部位に効率的に潤滑油を供給することができ、タペットとローラの耐焼付性、耐摩耗性を効率よく高めることができる。
[Means of claim 4]
The lubricating oil introducing portion in the cam mechanism mounting device adopting the means of
By providing in this way, lubricating oil can be efficiently supplied to the part where the contact surface pressure is particularly increased, and the seizure resistance and wear resistance of the tappet and the roller can be efficiently increased.
[請求項5の手段]
請求項5の手段を採用するカム機構搭載装置は、カム山の高さ変位によって燃料を加圧して吐出する高圧燃料ポンプであり、駆動対象物は、往復変位によって燃料の吸入と加圧を行うプランジャである。
そして、上記請求項1〜4のいずれかの手段と組み合わされることにより、高圧燃料ポンプが直接摺動タイプであっても、タペットとローラの耐焼付性、耐摩耗性を向上させることができる。
[Means of claim 5]
The cam mechanism mounting device adopting the means of
And by combining with any one of the means of the said Claims 1-4, even if a high-pressure fuel pump is a direct sliding type, the seizure resistance and abrasion resistance of a tappet and a roller can be improved.
最良の形態1のカム機構搭載装置(例えば、高圧燃料ポンプ等)は、回転によって高さが変位するカム山を備えるカムシャフトと、カム山の高さ変位によって往復駆動される駆動対象物(例えば、プランジャ等)との間に配置され、駆動対象物に当接するタペットと、このタペットに回転自在に支持され、カム山に当接する円柱形状を呈するローラとを具備する。
タペットは、ローラの外周面の一部がタペットの外部に露出した状態で、ローラを直接摺動自在に保持するローラ保持穴を備える。
さらに、タペットは、ローラが直接摺動する直接摺動範囲よりもローラ外周面の回転進入方向(カムシャフトが両方向に回転して、ローラが両方向に回転するものは、直接摺動範囲の両方向)に、ローラとのクリアランスを広げ、且つタペットの外部と連通する潤滑油導入部を備える。
A cam mechanism mounting device (for example, a high-pressure fuel pump or the like) according to the
The tappet is provided with a roller holding hole for holding the roller slidably in a state where a part of the outer peripheral surface of the roller is exposed to the outside of the tappet.
Furthermore, the tappet has a rotational approach direction on the outer peripheral surface of the roller rather than the direct sliding range in which the roller directly slides (the camshaft rotates in both directions and the roller rotates in both directions is the direct sliding range in both directions). In addition, a lubricating oil introducing portion that widens the clearance with the roller and communicates with the outside of the tappet is provided.
本発明を高圧燃料ポンプ(サプライポンプ)に適用した実施例1を、図1〜図4を参照して説明する。この実施例1では、先ず高圧燃料ポンプの概略構成を図4を参照して説明し、その後で本発明が適用された要部を図1〜図3を参照して説明する。
高圧燃料ポンプは、例えばディーゼルエンジン(以下、エンジンと称す)のコモンレール式燃料噴射装置に適用されて、燃料タンクから低圧ポンプ(フィードポンプ)を経由して供給される燃料を高圧に加圧してコモンレールへ圧送供給する燃料ポンプである。
なお、この実施例中では、説明のために高圧燃料ポンプのカムシャフト側(図4下側)を下、電磁弁側(図4上側)を上として説明するが、実際の搭載方向に限定されるものではない。
A first embodiment in which the present invention is applied to a high-pressure fuel pump (supply pump) will be described with reference to FIGS. In the first embodiment, a schematic configuration of a high-pressure fuel pump is first described with reference to FIG. 4, and then a main part to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS.
The high pressure fuel pump is applied to, for example, a common rail type fuel injection device of a diesel engine (hereinafter referred to as an engine), and pressurizes fuel supplied from a fuel tank via a low pressure pump (feed pump) to a high pressure. This is a fuel pump that supplies pressure to the tank.
In this embodiment, for the sake of explanation, the camshaft side (lower side in FIG. 4) of the high-pressure fuel pump will be described below, and the solenoid valve side (upper side of FIG. 4) will be described as upper. However, this embodiment is limited to the actual mounting direction. It is not something.
高圧燃料ポンプは、エンジン等に固定されるポンプハウジング1と、このポンプハウジング1に挿入された状態で結合されるシリンダボディ2とを備える。
ポンプハウジング1の下側には、カム室3が形成されている。このカム室3には、エンジンによって駆動されるカムシャフト4が収容されている。このカムシャフト4には、カムシャフト4と一体にカム山5が形成されている。カム山5は、カムシャフト4が1回転する際に後述するプランジャ7を複数回(この実施例では3回)往復動させるために、周方向に複数(この実施例では3つ)形成されている。
The high-pressure fuel pump includes a
A
シリンダボディ2には、上下方向へ伸びる円筒形状のシリンダ孔6が貫通形成されている。このシリンダ孔6の内部には、円柱棒状を呈したプランジャ7が微小クリアランスを介して上下方向へ往復摺動自在に支持され、プランジャ7の上端におけるシリンダ孔6の内部に、燃料の吸引と加圧を行う加圧室(燃料圧縮室)8が形成されている。シリンダ孔6の上端は、電磁弁9を介して燃料供給側(低圧側)に連通しており、加圧室8と燃料供給側とは電磁弁9によって開閉される。
The
ポンプハウジング1の側面には、外部(フィードポンプ)より低圧燃料を受ける燃料供給管11が接続されており、この燃料供給管11へ供給された低圧燃料は、ポンプハウジング1とシリンダボディ2との間に形成された環状の燃料溜り12に供給される。一方、電磁弁9は、シリンダボディ2の頂部に固定され、電磁弁9とシリンダボディ2との間に環状の低圧室13を形成する。シリンダボディ2には、燃料溜り12と、低圧室13とを連通する低圧燃料通路14が形成されている。これにより、燃料供給管11へ供給された低圧燃料は、電磁弁9の周囲の低圧室13へ導かれる。
A
また、ポンプハウジング1の側面には、加圧室8で加圧された高圧燃料を外部(コモンレール)へ吐出する燃料吐出管15が接続されている。シリンダボディ2には、加圧室8と燃料吐出管15とを連通する高圧燃料通路16が形成されており、加圧室8で加圧された燃料が高圧燃料通路16を介して燃料吐出管15より吐出される。なお、燃料吐出管15の内部には、所定圧以上で開弁し、所定圧以上の燃料圧を外部へ吐出する吐出弁17が設けられている。
A
電磁弁9は、電磁弁9の周囲の低圧室13と、プランジャ7の上端の加圧室8との連通と遮断を行うバルブ21と、このバルブ21を開閉駆動する電磁アクチュエータ22とを組み合わせたものである。
バルブ21は、バルブボディ23と弁体24とで構成され、弁体24が上方へ駆動されると低圧室13と加圧室8の連通を遮断し、弁体24が下方へ駆動されると低圧室13と加圧室8を連通する。
The
The
電磁アクチュエータ22は、ソレノイド(電磁石)25、アーマチャ26、リターンスプリング27等で構成され、上部に設けられたコネクタ28を介してソレノイド25が通電されると、弁体24に結合されたアーマチャ26が上方へ磁気吸引されて、低圧室13と加圧室8の連通が遮断される。また、通電が停止されると、リターンスプリング27の作用で弁体24が下方へ駆動され、低圧室13と加圧室8が連通する。
The electromagnetic actuator 22 includes a solenoid (electromagnet) 25, an
電磁弁9(電磁アクチュエータ22のソレノイド25)は、ECU(エンジン・コントロール・ユニットの略:制御装置:図示しない)により通電制御されるものであり、ECUが電磁弁9の通電タイミングを制御することにより、加圧室8における燃料の加圧量が制御されて、燃料吐出管15からコモンレールへ吐出される燃料の流量が調整される。
The solenoid valve 9 (solenoid 25 of the solenoid actuator 22) is energized and controlled by an ECU (abbreviation of engine control unit: controller: not shown), and the ECU controls the energization timing of the
プランジャ7の下端は、大径化されたプランジャヘッド31によりロアシート32と結合されている。ロアシート32の上面は、ポンプハウジング1内において軸方向にコイルスプリング33の下端と当接しており、プランジャ7の下端面は、コイルスプリング33の付勢力により後述するタペット36の上面に押し付けられて当接している。なお、コイルスプリング33の上端はアッパーシート34に当接し、このアッパーシート34はシリンダボディ2により上方への移動が規制されている。
The lower end of the
ポンプハウジング1には、カム室3の上方にタペットシリンダ35が形成されている。このタペットシリンダ35の内部には、タペット36が上下方向へ往復摺動自在に支持されている。なお、タペットシリンダ35およびタペット36の側面には、軸方向(上下方向)に沿って伸びる平行面が設けられており、タペット36が軸方向を中心として回転不能になっている。
A
タペット36とカム山5との間には、カム山5に沿って回転可能なローラ37が配置されている。このローラ37は、円柱形状を呈してタペット36によって回転自在に支持されるものであり、コイルスプリング33の付勢力によりローラ37がカム山5に常に当接する。
具体的に、タペット36の下側には、図4に示すように、ローラ37を回転摺動自在に支持するローラ保持穴38が形成されている。このローラ保持穴38は、ローラ37を摺動クリアランスを介して保持する円穴であり、ローラ37の外周面の下部をタペット36の下面より下方に露出した状態で、ローラ37を摺動自在に保持する。
ローラ保持穴38の貫通軸(ローラ37の回転軸)は、カムシャフト4の回転軸と平行に形成されており、カム山5の直線部とローラ37の直線部とが一致するようになっている。
Between the
Specifically, as shown in FIG. 4, a
The penetrating shaft of the roller holding hole 38 (the rotating shaft of the roller 37) is formed in parallel with the rotating shaft of the
また、図4に示すように、プランジャ7の駆動軸芯、タペット36の駆動軸芯、ローラ37の回転軸芯、カムシャフト4の回転軸芯が、上下軸上に並ぶように設けられている。これによって、カムシャフト4の回転に伴うカム山5の高さ変位は、プランジャ7の略中心軸の延長線上においてローラ37およびタペット36を介してプランジャ7に伝達される。
4, the drive shaft core of the
〔実施例1の特徴〕
高圧燃料ポンプは、カム機構搭載装置の一例であり、上記の構成で示したように、カム山5とプランジャ7(駆動対象物の一例)との間に、タペット36とローラ37とが配置され、カム山5の高さ変位がローラ37およびタペット36を介してプランジャ7に伝達される。
また、上述したように、ローラ37は、タペット36に形成されたローラ保持穴38に回転摺動自在に支持され、ローラ37の外周面がローラ保持穴38の上部曲面(直接摺動範囲A内)において直接摺動するものである。
一方、ポンプハウジング1の内部(カム室3およびタペットシリンダ35の内部)は、シリンダ孔6とプランジャ7の間の微小クリアランスや、タペット36に形成された貫通穴36a等を介して燃料が満たされるように設けられており、ポンプハウジング1内に満たされた燃料によって各部の潤滑が行われる。
[Features of Example 1]
The high-pressure fuel pump is an example of a cam mechanism mounting device, and as shown in the above configuration, a
Further, as described above, the
On the other hand, the inside of the pump housing 1 (the inside of the
ここで、ローラ保持穴38における直接摺動範囲Aを、図1を参照して説明する。
ローラ保持穴38は、ローラ37を摺動保持する円穴であるが、高圧燃料ポンプの運転中に実際ローラ37が摺動する範囲は限られている。高圧燃料ポンプの運転中に実際ローラ37が摺動する部分は、カム山5の高さ変位に伴って、カム山5とローラ37の当接部に係る合成力Zの変化により所定の範囲内で変化する。
具体的に、ローラ37には、カム山5とローラ37の当接部における接線方向に向かう接線力Xと、カム山5によるリフト荷重とプランジャ7による燃料加圧荷重による垂直応力Yとが印加されるため、ローラ37には、カム山5との当接部を起点とした合成力Zが作用する。そして、カムシャフト4が回転してカム山5の高さが変位すると、カム山5とローラ37の当接部が変化するとともに、接線力Xおよび垂直応力Yが変化して合成力Zの方向および大きさが変化するため、ローラ37とタペット36が直接摺動している部分が変化する。
そして、カムシャフト4が1回転する間(具体的にはカム山5の変位が1サイクルする間)に、ローラ37とタペット36が直接摺動する部位の変化範囲を直接摺動範囲Aと称する。
また、ローラ保持穴38を成す円穴のうち、直接摺動範囲Aとは別の円穴内周面をローラ保持範囲と称する。
Here, the direct sliding range A in the
The
Specifically, a tangential force X in the tangential direction at the contact portion between the
A change range of a portion where the
In addition, among the circular holes forming the
タペット36には、直接摺動範囲Aよりもローラ外周面の回転進入方向(図1における直接摺動範囲Aの右側)に、ローラ37とのクリアランスを広げた潤滑油導入部41が設けられている。この潤滑油導入部41は、タペット36の下面において外部(燃料で満たされたポンプハウジング1内)と連通し、燃料を直接摺動範囲Aの近傍へ導くもので、図2に示すように、ローラ保持穴38の一部を切欠いた形状を呈する。
具体的な潤滑油導入部41の形成方法の一例を開示する。先ず、タペット36に切削加工によりローラ保持穴38を形成する。その後、切削加工によりローラ保持穴38の一部を広げて潤滑油導入部41を形成する。なお、この形成方法は一例であり、他の形成方法を用いて潤滑油導入部41を形成しても良い。また、図2に示す潤滑油導入部41の形状は、説明のための一例であって、潤滑油導入部41の角部を面取り形状にするなど、他の形状であっても良い。
The
An example of a specific method for forming the lubricating
ここで、プランジャ7が燃料の加圧を行う場合、タペット36の上面の中央部分(プランジャ当接部)にはプランジャ7から集中荷重(燃料の加圧荷重)が加えられる。プランジャ当接部で受けた集中荷重によって、ローラ37とタペット36の接触面圧がローラ37の回転軸方向の中央部において最も高くなる。
そこで、この実施例の潤滑油導入部41は、直接摺動範囲Aのうち、ローラ37とタペット36の接触面圧が高い部位(ローラ37の回転軸方向の中央部)の近傍に潤滑油を確実に導くことができるよう、図2に示すように、潤滑油導入部41がローラ37の回転軸方向の中間部分に形成されている。これにより、接触面圧の高い部位に積極的に潤滑油を供給することができるとともに、潤滑油導入部41の両側(ローラ37の回転軸方向の両側)にローラ保持範囲が残されるため、タペット36の組付時にローラ37がタペット36から脱落する不具合がない。
Here, when the
In view of this, the lubricating
また、潤滑油導入部41は、ローラ外周面の回転進入方向に向かって、ローラ37とタペット36のクリアランスが連続的に広がる形状に設けられている。この実施例1の潤滑油導入部41は、内向R曲面に設けられている。具体的に、図3に示すように、潤滑油導入部41を成す曲率R1は、ローラ保持穴38の曲率R2より大きいものである。なお、ローラ保持穴38の曲率R2は、ローラ37の外周面の曲率(ローラ径Dによる曲率)より、極めて僅か(摺動クリアランス分)だけ大きい曲率に設けられている。
Moreover, the lubricating
さらに、潤滑油導入部41の直接摺動範囲Aに近い側の端部(クリアランスの広がりの起点P)は、図1に示すように、直接摺動範囲Aから外れて設けられるが、直接摺動範囲Aの端部に極めて接近して設けられるものである。なお、潤滑油導入部41の直接摺動範囲Aに近い側の端部(クリアランスの広がりの起点P)と、直接摺動範囲Aの端部との設計距離(出荷時の長さ)は、設計上限の運転を行って直接摺動範囲Aが摩耗で広がっても直接摺動範囲Aが潤滑油導入部41に達しない距離に設けられるものであり、その設計距離はローラ37とタペット36の材質(硬度等)、形状(大きさ等)により適宜設定されるものである。
Further, as shown in FIG. 1, the end of the lubricating
(実施例1の作動)
エンジンの運転によりカムシャフト4が回転して高圧燃料ポンプが作動すると、プランジャ7の中心軸の延長線上においてカム山5の高さが上下に変位する。
カム山5の高さが大きくなる過程では、カム山5の高さ変位がローラ37、タペット36を介してプランジャ7に伝達され、プランジャ7が上昇して加圧室8に供給された燃料を加圧する。
逆に、カム山5の高さが小さくなる過程では、コイルスプリング33の付勢力によりプランジャ7、タペット36、ローラ37が下降し、加圧室8に燃料が吸引される。
(Operation of Example 1)
When the
In the process of increasing the height of the
On the contrary, in the process in which the height of the
この高圧燃料ポンプの作動時は、カムシャフト4の回転に伴いローラ37がカム山5に沿って回転し、直接摺動範囲A内においてローラ37とタペット36が直接摺動する。ローラ37が回転すると、ローラ37の外周面は、直接摺動範囲A→図1左側のローラ保持範囲→タペット36の外部→図1右側のローラ保持範囲→直接摺動範囲Aを繰り返して回転する。
このため、タペット36の外部から潤滑油導入部41の内部に導かれた潤滑油(燃料)が、ローラ37の回転力により、ローラ37とタペット36が直接摺動する部分に向かって加圧され、ローラ37とタペット36が直接摺動する部分に向かう潤滑油の圧力が高まる。
この結果、潤滑油導入部41に導かれた潤滑油が、ローラ37の回転によってローラ37とタペット36が直接摺動する部分に入り込み、ローラ37とタペット36が直接摺動する部分に潤滑油が供給される。
During the operation of the high pressure fuel pump, the
For this reason, the lubricating oil (fuel) guided from the outside of the
As a result, the lubricating oil introduced to the lubricating
(実施例1の効果)
実施例1の高圧燃料ポンプは、上述したように、タペット36の直接摺動範囲Aよりもローラ外周面の回転進入方向に潤滑油導入部41を備え、ローラ37の回転によって、ローラ37とタペット36が直接摺動する部分に潤滑油が入り込む。このようにして、ローラ37とタペット36が直接摺動する部分に潤滑油が供給されるため、高圧燃料ポンプが直接摺動タイプであっても、ローラ37とタペット36の耐焼付性を高めることができ、ローラ37とタペット36の耐摩耗性を向上させることができる。
(Effect of Example 1)
As described above, the high-pressure fuel pump according to the first embodiment includes the lubricating
また、この実施例1では、潤滑油導入部41が、ローラ外周面の回転進入方向に向かってクリアランスが連続的に広がる形状に設けられるため、ローラ37の回転によって、ローラ37とタペット36が直接摺動する部分に入り込む潤滑油の圧力が高まる。この結果、ローラ37とタペット36が直接摺動する部分の油膜保持能力をさらに高めることができ、ローラ37とタペット36の耐焼付性、耐摩耗性をさらに向上させることができる。
Further, in the first embodiment, the lubricating
さらにこの実施例1では、潤滑油導入部41が直接摺動範囲Aにおけるローラ37の回転軸方向の中央部(ローラ37とタペット36の接触面圧が高い部位)に潤滑油を導く。これによって、接触面圧が特に高まる直接摺動範囲Aの中央部を効率的に潤滑することができ、ローラ37とタペット36の耐焼付性、耐摩耗性に対する信頼性を高めることができる。
Further, in the first embodiment, the lubricating
一方、潤滑油導入部41の一部が直接摺動範囲A内にあると、直接摺動範囲A内に存在する潤滑油導入部41によってローラ37とタペット36の摺動面積が減り、直接摺動範囲A内の潤滑油導入部41が焼き付きの起点となる可能性がある。
これに対し、この実施例1では、潤滑油導入部41の直接摺動範囲Aに近い側の端部が、直接摺動範囲Aから外れて設けられるため、耐焼付性を向上させる目的で設けた潤滑油導入部41が焼き付きの起点となることがない。
On the other hand, if a part of the lubricating
On the other hand, in the first embodiment, since the end portion of the lubricating
実施例2を図5を参照して説明する。なお、以下の各実施例において上記実施例1と同一符号は、同一機能物を示すものである。
上記の実施例1では、潤滑油導入部41がローラ外周面の回転進入方向に向かって連続的に広がる一例として、タペット36に形成される潤滑油導入部41の形状を内向R曲面に設ける例を示した。
これに対し、この実施例2は、潤滑油導入部41を成す面形状を直線平面に設けて、実施例1と同様、潤滑油導入部41をローラ外周面の回転進入方向に向かって連続的に広げたものである。このように設けても、実施例1と同様の効果を得ることができる。
A second embodiment will be described with reference to FIG. In the following embodiments, the same reference numerals as those in the first embodiment denote the same functional objects.
In the first embodiment, as an example in which the
On the other hand, in the second embodiment, the surface shape forming the lubricating
実施例3を図6を参照して説明する。
この実施例3は、タペット36に形成される潤滑油導入部41の形状を外向R曲面に設けて、実施例1と同様、潤滑油導入部41をローラ外周面の回転進入方向に向かって連続的に広げたものである。このように設けても、実施例1と同様の効果を得ることができる。
A third embodiment will be described with reference to FIG.
In this third embodiment, the shape of the lubricating
実施例4を図7を参照して説明する。
この実施例4は、潤滑油導入部41に段差部を形成して、直接摺動範囲Aの近傍へ潤滑油を導くものである。潤滑油導入部41が段差形状であっても、直接摺動範囲Aの近傍に導かれた潤滑油を、ローラ37の回転力によりローラ37とタペット36の直接摺動部に供給するため、従来技術の直接摺動タイプに比較して、ローラ37とタペット36の耐焼付性、耐摩耗性を向上させることができる。
A fourth embodiment will be described with reference to FIG.
In the fourth embodiment, a step portion is formed in the lubricating
実施例5を図8を参照して説明する。
上記の各実施例では、直接摺動範囲Aの一方のみ(ローラ外周面の回転進入方向のみ)に潤滑油導入部41を形成する例を示した。
これに対し、この実施例5は、直接摺動範囲Aの両方(ローラ外周面の回転進入方向と、回転退出方向)に潤滑油導入部41を形成するものである。
このように、直接摺動範囲Aの両方に潤滑油導入部41を設けたことにより、組付方向の指定が無くなり、組付性を高めることができる。
また、カムシャフト4の回転方向が異なる高圧燃料ポンプにも使用することができ、汎用性が高まることで、コストを抑えることが可能になる。
A fifth embodiment will be described with reference to FIG.
In each of the above-described embodiments, the example in which the lubricating
On the other hand, in the fifth embodiment, the lubricating
Thus, by providing the lubricating
Moreover, it can be used for a high-pressure fuel pump in which the rotation direction of the
〔変形例〕
上記の実施例では、直接摺動範囲Aのローラ外周面の回転進入方向に1つの潤滑油導入部41を形成する例を示したが、2つ以上設けても良い。
上記の実施例では、電磁弁9が通電されている時に加圧室8と低圧室13の連通が遮断されるタイプを例に示したが、通電と開閉が逆のタイプの電磁弁9を用いた高圧燃料ポンプであっても良い。
上記の実施例では、加圧室8と低圧室13の開閉を電磁弁9により行う例を示したが、ピエゾアクチュエータを用いたピエゾ弁など、他の電動アクチュエータ弁により加圧室8と低圧室13の開閉を行っても良い。
また、電動アクチュエータを用いずに、メカニカルな構成(ラック&ピニオン等)により燃料の吐出圧を可変させる高圧燃料ポンプ(例えば、列型ポンプ等)に本発明を適用しても良い。
[Modification]
In the above-described embodiment, an example in which one lubricating
In the above embodiment, the type in which the communication between the pressurizing
In the above embodiment, the
Further, the present invention may be applied to a high-pressure fuel pump (for example, a row type pump) that varies the fuel discharge pressure by a mechanical configuration (rack & pinion or the like) without using an electric actuator.
上記の実施例では、加圧室8の吸入と調量を一つの電磁弁9で行う高圧燃料ポンプに本発明を適用する例を示したが、調量弁(SCV等)と吸入弁(逆止弁等)とを別々に設けた高圧燃料ポンプに本発明を適用しても良い。
具体的な調量弁の一例を示す。調量弁は、ソレノイドにより弁が開閉する電磁調量弁であり、ソレノイドの通電を制御(例えばデューティ比制御)することで加圧室8へ燃料を導く燃料流路の通路面積を変化させて、所定の燃料を加圧室8へ送るものである。具体的な吸入弁の一例を示す。吸入弁は、スプリングによって弁に付勢力(閉弁力)が与えられるものであり、低圧側(低圧燃料供給側)の燃料圧力が加圧室8内より所定圧以上大きくなると開弁するものである。
上記の実施例では、本発明を高圧燃料ポンプに適用する例を示したが、駆動対象物は高圧燃料ポンプのプランジャ7に限定されるものではなく、燃料ポンプ以外のプランジャであっても良いし、直線往復動しない部材(例えば、円弧の往復動を行うアーム部材)であっても良い。即ち、燃料ポンプ以外のカム機構搭載装置(例えば、産業用ロボット等)に本発明を適用しても良い。
In the above embodiment, the example in which the present invention is applied to the high-pressure fuel pump that performs suction and metering of the pressurizing
An example of a specific metering valve is shown. The metering valve is an electromagnetic metering valve that opens and closes by a solenoid. By controlling the energization of the solenoid (for example, duty ratio control), the passage area of the fuel flow path that guides fuel to the pressurizing
In the above embodiment, the example in which the present invention is applied to the high-pressure fuel pump is shown. However, the driven object is not limited to the
4 カムシャフト
5 カム山
7 プランジャ(駆動対象物)
36 タペット
37 ローラ
38 ローラ保持穴
41 潤滑油導入部
A 直接摺動範囲
P 起点(潤滑油導入部における直接摺動範囲に近い側の端部)
4
36
Claims (5)
前記駆動対象物に当接するタペットと、このタペットに回転自在に支持され、前記カム山に当接する円柱形状を呈するローラとを具備するカム機構搭載装置において、
前記タペットは、
前記ローラの外周面の一部が前記タペットの外部に露出した状態で、前記ローラを直接摺動自在に保持するローラ保持穴を備えるとともに、
前記ローラが直接摺動する直接摺動範囲よりも前記ローラの外周面の回転進入方向に、前記ローラとのクリアランスを広げ、且つ前記タペットの外部と連通する潤滑油導入部を備えることを特徴とするカム機構搭載装置。 It is arranged between a camshaft having a cam crest whose height is displaced by rotation and a driving object that is driven to reciprocate by the height displacement of the cam crest,
A cam mechanism mounting device comprising: a tappet that abuts against the driving object; and a roller that is rotatably supported by the tappet and has a cylindrical shape that abuts against the cam crest.
The tappet is
In a state where a part of the outer peripheral surface of the roller is exposed to the outside of the tappet, the roller holding hole for holding the roller directly slidable,
It is characterized by comprising a lubricating oil introduction part that widens the clearance with the roller and communicates with the outside of the tappet in the rotational approach direction of the outer peripheral surface of the roller rather than the direct sliding range in which the roller directly slides. Cam mechanism mounting device.
前記潤滑油導入部は、前記ローラの外周面の回転進入方向に向かって前記クリアランスが連続的に広がる形状に設けられたことを特徴とするカム機構搭載装置。 In the cam mechanism mounting device according to claim 1,
The cam mechanism mounting device according to claim 1, wherein the lubricating oil introduction portion is provided in a shape in which the clearance continuously spreads in a rotation approach direction of the outer peripheral surface of the roller.
前記潤滑油導入部の直接摺動範囲側の端部は、前記直接摺動範囲から外れて設けられたことを特徴とするカム機構搭載装置。 In the cam mechanism mounting device according to claim 1 or 2,
The cam mechanism mounting device characterized in that the end portion on the direct sliding range side of the lubricating oil introducing portion is provided outside the direct sliding range.
前記潤滑油導入部は、直接摺動範囲のうち、前記ローラと前記タペットの接触面圧が高い部位に潤滑油を導くことを特徴とするカム機構搭載装置。 In the cam mechanism mounting device according to any one of claims 1 to 3,
The cam mechanism mounting device characterized in that the lubricating oil introducing section guides the lubricating oil to a portion where a contact surface pressure between the roller and the tappet is high in a direct sliding range.
このカム機構搭載装置は、前記カム山の高さ変位によって燃料を加圧して吐出する高圧燃料ポンプであり、
前記駆動対象物は、往復変位によって燃料の吸入と加圧を行うプランジャであることを特徴とするカム機構搭載装置。
In the cam mechanism mounting device according to any one of claims 1 to 4,
This cam mechanism mounting device is a high-pressure fuel pump that pressurizes and discharges fuel by the height displacement of the cam crest,
The cam mechanism mounting device, wherein the driven object is a plunger that sucks and pressurizes fuel by reciprocating displacement.
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