JP2010001828A - High pressure fuel pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンに装備する燃料噴射弁に燃料を圧送するためのプランジャ式の高圧燃料ポンプに関する。 The present invention relates to a plunger-type high-pressure fuel pump for pumping fuel to a fuel injection valve equipped in an engine.
近年では、エンジンの燃焼室に燃料を直線噴射供給する形態の筒内直噴型エンジンがいろいろ開発されている。この筒内直噴型エンジンの場合、燃料タンクから送り出される燃料をプランジャ式の高圧燃料ポンプの加圧室に導入し、この高圧燃料ポンプのプランジャをカムで直線的に往復変位させることによって前記加圧室内の燃料を加圧してから、デリバリパイプに貯留させ、このデリバリパイプ内の高圧燃料を燃料噴射弁に圧送して、この燃料噴射弁からエンジンの燃焼室に直接的に噴射するようになっている(例えば特許文献1参照。)。 In recent years, various in-cylinder direct injection engines have been developed in which fuel is linearly injected into the combustion chamber of the engine. In the case of this in-cylinder direct injection engine, the fuel delivered from the fuel tank is introduced into the pressurizing chamber of a plunger type high pressure fuel pump, and the plunger of the high pressure fuel pump is linearly reciprocated by a cam to reciprocate the pressure. After pressurizing the fuel in the pressure chamber, it is stored in the delivery pipe, the high-pressure fuel in the delivery pipe is pumped to the fuel injection valve, and is injected directly from the fuel injection valve into the combustion chamber of the engine. (For example, refer to Patent Document 1).
ところで、カムをプランジャに直接当接させる形態にしていると、すべり接触となってフリクションロスが増大することを考慮し、プランジャの下端にタペット(ローラリフタに相当)を設け、このタペットのカムローラにカムを転がり接触させる形態にすることがある。 By the way, considering that the cam is in direct contact with the plunger, the tappet (corresponding to a roller lifter) is provided at the lower end of the plunger in consideration of sliding contact and increased friction loss. May be brought into rolling contact.
その場合、カムの回転に伴い、そのベース円がカムローラに当接してプランジャが下降されると、低圧燃料配管から加圧室に燃料が吸入されるようになる。一方、カムのカムノーズがカムローラに当接してプランジャが上昇されると、加圧室の容積が縮小されるようになる。 In that case, when the base circle comes into contact with the cam roller and the plunger is lowered with the rotation of the cam, the fuel is sucked into the pressurizing chamber from the low pressure fuel pipe. On the other hand, when the cam nose of the cam contacts the cam roller and the plunger is raised, the volume of the pressurizing chamber is reduced.
ところで、前記特許文献1に示すタペット本体(リフタボディに相当)は、対向する一対の壁部と、この一対の壁部に形成される挿通孔に両端部が挿入されて前記壁部に固定される支軸とを有し、前記カムローラは、前記支軸に円筒形のブッシング(すべり軸受)を介して外装されるようになっている。
上記特許文献1に係る従来例に示すような構造では、カムに対するカムローラの接触状態について、カムローラの回転軸線とカムの回転軸線とを平行にして線接触とするのが理想的である。しかしながら、カムが設けられるカムシャフトにたわみが発生したときに、カムとカムローラとの接触面に片当たりが発生して、これら両者に偏摩耗が発生することがある。 In the structure shown in the conventional example according to Patent Document 1, it is ideal that the cam roller contact state with respect to the cam is in line contact with the cam roller rotation axis parallel to the cam rotation axis. However, when deflection occurs in the camshaft on which the cam is provided, a contact between the cam and the cam roller may occur, and uneven wear may occur in both of them.
そこで、特許文献1に係る従来例では、支軸に取り付けられるブッシングの外周面に凸状フルクラウニングを形成することにより、カムローラの傾きを許容するように構成している。なお、凸状フルクラウニングとは、軸方向中央から軸方向両端へ向けて漸次縮径する「樽」のような形状である。 Therefore, the conventional example according to Patent Document 1 is configured to allow the inclination of the cam roller by forming a convex full crowning on the outer peripheral surface of the bushing attached to the support shaft. The convex full crowning has a shape like a “barrel” that gradually decreases in diameter from the axial center to both axial ends.
このような特許文献1に係る従来例の構成では、支軸に取り付けられるブッシングに対してカムローラが傾きうるから、カムシャフトにたわみが発生したときに、カムローラが、カムシャフトのカムの傾きに倣って接触するので、カムローラとカムとの接触面に片当たりが生じなくなると記載されている。 In the configuration of the conventional example according to Patent Document 1, the cam roller can tilt with respect to the bushing attached to the support shaft. Therefore, when the cam shaft is deflected, the cam roller follows the cam shaft cam tilt. Therefore, it is described that the contact surface between the cam roller and the cam does not come into contact with each other.
ところで、カムシャフトのたわみだけでなく、例えばカムローラがいろいろな要因によって傾くことがあり、そのような場合にも、カムローラの回転軸線がカムの回転軸線に対して傾いてしまうので、カムに対するカムローラの接触領域が小さくなり、甚だしい場合には点接触になってしまうことがある。そのようになると、カムローラの接触面圧が増大して、両者が偏摩耗しやすくなる。 By the way, not only the deflection of the camshaft but also the cam roller may be inclined due to various factors. In such a case, the rotation axis of the cam roller is inclined with respect to the rotation axis of the cam. If the contact area becomes small and it is severe, point contact may occur. If it becomes so, the contact surface pressure of a cam roller will increase, and both will be easy to carry out partial wear.
ちなみに、前記カムローラが傾く要因としては、例えば、ハウジングの摺動孔に対するタペット本体の回り止めの遊びや、カムローラを支持する支軸の取り付け誤差等が挙げられる。 Incidentally, factors that cause the cam roller to incline include, for example, a play for preventing rotation of the tappet body with respect to the sliding hole of the housing, an attachment error of the support shaft that supports the cam roller, and the like.
まず、回り止めの遊びを説明する。タペット本体をハウジングの摺動孔に上下方向(摺動孔の軸心方向)に沿ってスライド可能に挿入するとともに、タペット本体をタペットガイドで回り止めするようにしている。 First, the play of the detent will be explained. The tappet main body is slidably inserted in the sliding hole of the housing along the vertical direction (axial direction of the sliding hole), and the tappet main body is prevented from rotating by the tappet guide.
このタペットガイドとタペット本体との間には、動作円滑化のために周方向の遊びを設ける必要があり、そのために、タペット本体に支持されるカムローラの回転軸線がカムの回転軸線に対して傾くことがある。このような傾きは、詳しくは、カムローラの回転軸線とカムの回転軸線とを結ぶ平面と直交する平面内での傾きと言える。この傾きを、単に「横方向傾き」と言うことにする。 It is necessary to provide a circumferential play between the tappet guide and the tappet main body for smooth operation. For this reason, the rotation axis of the cam roller supported by the tappet main body is inclined with respect to the rotation axis of the cam. Sometimes. Specifically, such an inclination can be said to be an inclination in a plane orthogonal to the plane connecting the rotation axis of the cam roller and the rotation axis of the cam. This inclination is simply referred to as “lateral inclination”.
また、取り付け誤差を説明する。カムローラを支持する支軸を壁部の挿通孔に抜け止めするために、当該支軸の両端を一対の側壁にかしめることにより固定するような形態を採用することがある。その場合に、支軸の両端をかしめる段階で支軸が傾くことが起こりうる。この傾きをゼロにすることは困難である。 Moreover, an attachment error will be described. In order to prevent the support shaft supporting the cam roller from slipping out into the insertion hole of the wall portion, a form in which both ends of the support shaft are fixed by caulking the pair of side walls may be employed. In that case, the support shaft may be inclined at the stage where both ends of the support shaft are caulked. It is difficult to make this inclination zero.
このような取り付け誤差に起因するカムローラの傾きは、少なくとも、カムローラの回転軸線とカムの回転軸線とを結ぶ平面内での傾き(単に「縦方向傾き」と言う)だけでなく、前記平面と直交する平面内での傾き(単に「横方向傾き」と言う)、あるいはそれらを合成した方向(単に合成傾きと言う)となりうる。 The inclination of the cam roller due to such an attachment error is not only at least in the plane connecting the rotation axis of the cam roller and the rotation axis of the cam (simply referred to as “vertical inclination”), but orthogonal to the plane. It can be an inclination within a plane (simply referred to as “lateral inclination”) or a direction in which they are combined (simply referred to as a combined inclination).
このようなカムローラのいろいろな傾きについて、上記特許文献1に係る従来例では何ら考慮されていない。 Such various inclinations of the cam roller are not considered at all in the conventional example according to Patent Document 1.
つまり、上記特許文献1に係る従来例で考慮しているカムシャフトのたわみは、上述したカムローラの縦方向傾きに類似していると考えられるので、このカムローラの縦方向傾きに対して、上記特許文献1に係る従来例は十分な効果を発揮すると考えられる。しかしながら、上述したカムローラの横方向傾きに対して、上記特許文献1に係る従来例は十分な効果を発揮するとは考えられない。 That is, the camshaft deflection considered in the conventional example according to Patent Document 1 is considered to be similar to the above-described vertical inclination of the cam roller. The conventional example according to Document 1 is considered to exhibit a sufficient effect. However, it is not considered that the conventional example according to Patent Document 1 exhibits a sufficient effect with respect to the lateral inclination of the cam roller described above.
このような事情に鑑み、本発明は、エンジンに装備する燃料噴射弁に燃料を圧送するためのプランジャ式の高圧燃料ポンプにおいて、仮にローラリフタのローラが傾いた場合でも、このローラとカムとが偏摩耗することを抑制または防止可能とすることを目的としている。 In view of such circumstances, the present invention provides a plunger-type high-pressure fuel pump for pumping fuel to a fuel injection valve provided in an engine. Even if the roller of the roller lifter is inclined, the roller and the cam are offset. The object is to make it possible to suppress or prevent wear.
本発明は、エンジンに装備する燃料噴射弁に燃料を圧送するためのプランジャ式の高圧燃料ポンプであって、前記プランジャの外端に、カムの回転を受けて前記プランジャを直線的に往復変位させるためのローラリフタが設けられ、前記カムの外周面と、前記ローラリフタのリフタボディに回転自在に支持されかつ前記カムが当接されるローラの外周面とのいずれか一方に、凸状フルクラウニングが、また、前記残り他方に前記凸状フルクラウニングに対応する形状の凹状フルクラウニングが、それぞれ形成されている、ことを特徴としている。 The present invention is a plunger-type high-pressure fuel pump for pumping fuel to a fuel injection valve provided in an engine, and the plunger is reciprocally displaced linearly by the rotation of a cam at the outer end of the plunger. A convex full crowning is provided on either the outer peripheral surface of the cam or the outer peripheral surface of the roller that is rotatably supported by the lifter body of the roller lifter and is in contact with the cam. In the remaining other, concave full crowning having a shape corresponding to the convex full crowning is formed.
なお、プランジャ式の高圧燃料ポンプとは、一般的に、エンジンの吸気カムシャフトまたは排気カムシャフトに付設されるカムで駆動されて、燃料タンクから供給される燃料を加圧してデリバリパイプに貯留させ、このデリバリパイプ内の高圧燃料を燃料噴射弁からエンジンの燃焼室または吸気ポートに噴射するようなものである。 A plunger type high-pressure fuel pump is generally driven by a cam attached to an intake cam shaft or an exhaust cam shaft of an engine to pressurize fuel supplied from a fuel tank and store it in a delivery pipe. The high pressure fuel in the delivery pipe is injected from the fuel injection valve into the combustion chamber or intake port of the engine.
この構成によれば、仮に、ローラがカムに対して、縦方向、横方向あるいはそれらを合成した方向に傾いたとしても、カムに対してローラが点接触とならずに線接触となって、ローラが転がり状態を維持して引き摺られなくなる。 According to this configuration, even if the roller is inclined with respect to the cam in the vertical direction, the horizontal direction, or the direction in which they are combined, the roller is not in point contact with the cam but in line contact, The roller keeps rolling and cannot be dragged.
これにより、ローラとカムとの接触面圧が局部的に増大することを抑制または防止することが可能になるから、ローラやカムの偏摩耗を抑制または防止することが可能になる。 As a result, it is possible to suppress or prevent a local increase in the contact surface pressure between the roller and the cam, thereby suppressing or preventing uneven wear of the roller and the cam.
好ましくは、前記リフタボディは、対向する一対の壁部と、この一対の壁部に形成される挿通孔に両端部が挿入されて打刻かしめにより前記壁部に固定される支軸とを有し、前記ローラは、前記支軸に複数のころを介して外装される。 Preferably, the lifter body has a pair of opposing wall portions and a support shaft fixed to the wall portion by stamping by inserting both ends into insertion holes formed in the pair of wall portions. The roller is externally mounted on the support shaft via a plurality of rollers.
この構成では、ローラリフタの構成を特定するとともに、ローラが転がり支持される構成を特定している。このように、支軸を一対の壁部に打刻かしめにより固定する場合には、打刻かしめ段階で支軸が、縦方向、横方向あるいはそれらを合成した方向に傾いてしまう等、取り付け誤差が発生しうる。 In this configuration, the configuration of the roller lifter is specified, and the configuration in which the roller is supported by rolling is specified. In this way, when the support shaft is fixed to the pair of wall portions by stamping, the mounting shaft is tilted in the vertical direction, the horizontal direction or the direction in which they are combined at the stamping stage. Can occur.
このような取り付け誤差が発生しても、前記のようにカムとローラに凹状クラウニングと凸状クラウニングとを形成していれば、それらが線接触状態を保つようになる。 Even if such an attachment error occurs, if the concave crowning and the convex crowning are formed on the cam and the roller as described above, they are kept in a line contact state.
好ましくは、前記リフタボディは、リフタガイドのガイド孔内に、当該孔の軸心に沿ってスライド可能にかつ回り止めされた状態で収納される。なお、前記リフタガイドは、例えばシリンダヘッドに取り付けられるカムハウジングや、シリンダヘッド等に別体または一体に設けられる。 Preferably, the lifter body is accommodated in the guide hole of the lifter guide so as to be slidable and prevented from rotating along the axial center of the hole. The lifter guide is provided separately or integrally with, for example, a cam housing attached to the cylinder head, a cylinder head, or the like.
この構成において、前記回り止め構造に遊びが存在していると、前記リフタボディがポンプボディのガイド孔内で回転方向に僅かに動きうるが、そのような場合に、ローラがカムに対して横方向に傾いてしまう。そのような場合でも、前記のようにカムとローラに凹状クラウニングと凸状クラウニングとを形成していれば、それらの接触が線接触状態に保たれるようになる。 In this configuration, if there is play in the non-rotating structure, the lifter body can move slightly in the rotational direction within the guide hole of the pump body. Will be inclined to. Even in such a case, if the concave crowning and the convex crowning are formed on the cam and the roller as described above, their contact is maintained in a line contact state.
本発明によれば、エンジンに装備する燃料噴射弁に燃料を圧送するためのプランジャ式の高圧燃料ポンプにおいて、仮にローラリフタのローラが傾いた場合でも、このローラとカムとの接触面圧が局部的に増大することを抑制または防止することが可能になるので、ローラやカムの偏摩耗を抑制または防止することが可能になる。したがって、ローラおよびカムの耐久性を向上するうえで有利となる。 According to the present invention, in a plunger-type high-pressure fuel pump for pumping fuel to a fuel injection valve mounted on an engine, even if the roller lifter is inclined, the contact surface pressure between the roller and the cam is locally increased. Therefore, it is possible to suppress or prevent the roller and cam from being unevenly worn. Therefore, it is advantageous in improving the durability of the roller and the cam.
以下、本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
まず、図1から図7に本発明の一実施形態を示している。本発明の特徴部分の説明に先立ち、図1を参照して、本発明の適用対象となる筒内直噴型(筒内直接噴射型)エンジンに用いる燃料供給システムの概略構成を説明する。 First, FIG. 1 to FIG. 7 show an embodiment of the present invention. Prior to the description of the features of the present invention, a schematic configuration of a fuel supply system used in an in-cylinder direct injection type (in-cylinder direct injection type) engine to which the present invention is applied will be described with reference to FIG.
この燃料供給システムは、図1に示すように、主として、燃料タンク1、フィードポンプ2、プレッシャレギュレータ3、高圧燃料ポンプ4、デリバリパイプ(蓄圧容器)5、燃料噴射弁6、低圧燃料配管7、高圧燃料配管8、リターン配管9等を含む。
As shown in FIG. 1, this fuel supply system mainly includes a fuel tank 1, a
フィードポンプ2は、燃料タンク1から燃料を送り出すものである。プレッシャレギュレータ3は、低圧燃料配管7内の燃料圧力が所定圧を超えたときに低圧燃料配管7内の燃料を燃料タンク1に戻すことによって、この低圧燃料配管7内の燃料圧力を所定圧以下に維持する。
The
高圧燃料ポンプ4は、フィードポンプ2によって送り出されてフィルタ10で濾過された燃料を加圧してデリバリパイプ5に貯留させるものである。この高圧燃料ポンプ4の構成は後で説明する。
The high-
デリバリパイプ5は、内部に貯留される高圧燃料を燃料噴射弁6に供給するものである。燃料噴射弁6は、デリバリパイプ5内の高圧燃料を図示していないエンジンの各燃焼室にそれぞれ直接的に噴射するものである。この燃料噴射弁6の数は、エンジンの気筒数と同数とされる。例えば、図示しているように6個の燃料噴射弁6を用いる場合には、例えば6気筒エンジンとなる。
The delivery pipe 5 supplies high-pressure fuel stored therein to the
デリバリパイプ5には、リリーフバルブ11を介してリターン配管9が接続されている。このリリーフバルブ11は、デリバリパイプ5内の燃料圧力が所定圧を越えたときに開弁し、デリバリパイプ5に蓄えられた燃料の一部をリターン配管9を介して燃料タンク1に戻すことにより、デリバリパイプ5内の燃料圧力の過上昇を防止する。
A
低圧燃料配管7には、パルセーションダンパ12が設けられている。このパルセーションダンパ12は、高圧燃料ポンプ4の作動時における低圧燃料配管7内の燃圧脈動を抑制する。
The low
次に、図2を参照して、高圧燃料ポンプ4の具体構成を説明する。
Next, a specific configuration of the high-
高圧燃料ポンプ4は、一般的に公知のプランジャ式とされるもので、主として、ポンプ部20と、電磁スピル弁30と、逆止弁40と、ローラリフタ50とを含んで構成されている。
The high-
ポンプ部20は、主として、シリンダ21と、加圧室22と、プランジャ23とを含んでいる。
The
シリンダ21には、プランジャ23のガイド孔21aが上下方向に沿って設けられている。加圧室22は、ガイド孔21aの上端側に設けられており、図1に示すように、低圧燃料配管7を介してフィードポンプ2に連通されているとともに、高圧燃料配管8を介してデリバリパイプ5に連通されている。プランジャ23は、ほぼ円柱形状の部材からなり、シリンダ21のガイド孔21a内に上下摺動可能に挿入されている。
The
このポンプ部20の動作としては、回転するカム18によりプランジャ23がシリンダ21内で上下方向に往復変位されて、加圧室22の容積が拡大または縮小されるようになる。なお、プランジャ23とガイド孔21aとの嵌め合い隙間から漏出する燃料は、シールユニット25の上部の燃料収容室26に蓄積されるが、燃料排出配管13を介してリターン配管9に排出されるようになっている。
As an operation of the
電磁スピル弁30は、ポンプ部20の上方に設けられるもので、電磁ソレノイド31への通電を制御することにより、低圧燃料配管7と加圧室22とを連通または遮断するものである。
The
この電磁スピル弁30は、主として、電磁ソレノイド31と、ボビン32と、コア33と、アーマチャ34と、ポペット弁35と、シート体36と、圧縮コイルばね37とを含んで構成されている。
The
この電磁ソレノイド31の動作としては、電磁ソレノイド41に対する通電が停止されているときに、圧縮コイルばね37の伸張復元力により、ポペット弁35がシート体36の通孔を開放して、低圧燃料配管7と加圧室22とを連通する(開弁状態)。一方、電磁ソレノイド31の通電時には、圧縮コイルばね37を圧縮させるようにアーマチャ34がコア33側に移動することにより、ポペット弁45がシート体46の通孔を閉塞して、低圧燃料配管7と加圧室22とを遮断する(閉弁状態)。
As an operation of the
逆止弁40は、高圧燃料ポンプ4から吐出された燃料が逆流することを阻止するもので、主として、バルブボディ41、シート体42、弁体43、圧縮コイルばね44を含んで構成されている。
The
この逆止弁40の動作としては、加圧室22内から高圧燃料通路21bを介して圧送される燃料の圧力が所定値を超えたとき、弁体43が圧縮コイルばね44の付勢力に抗してシート体42から離隔する側へ変位されることにより、逆止弁40が開弁状態になって、高圧燃料通路21bから圧送される高圧燃料が高圧燃料配管8を経てデリバリパイプ5に供給されるようになっている。
The operation of the
ローラリフタ50は、カム18の回転運動を直線運動に変換してプランジャ23に伝達することによりプランジャ23を上下変位させるものであり、主として、リフタボディ51と、支軸52と、ローラ53とを含んで構成されている。
The
リフタボディ51は、リフタガイド56のガイド孔56a内に、その中心軸線に沿って往復変位可能に挿入されている。なお、リフタガイド56は、例えば、吸気カムシャフト(または排気カムシャフト)14を支持するためのカムハウジング(図示省略)等に、別体または一体に設けられている。
The
このリフタボディ51は、略円筒形に形成されており、その上下方向の途中に上下に2分する隔壁51aが設けられており、この隔壁51aより上側を上側周壁51b,下側を下側周壁51cとしている。このリフタボディ51の隔壁51aの上面には、プランジャ23の下端がリテーナ27を介して当接されている。このリフタボディ51の下側周壁51cには、支軸52を介してローラ53が回転自在に支持されている。
The
そして、リフタボディ51の外周面において180度対向する領域には、互いに平行な平坦面51d,51eが長手方向(上下方向)全長にわって設けられており、それによって径方向の断面形状が小判形に形成されている。
And in the area | region which opposes 180 degree | times on the outer peripheral surface of the
このような二つの平坦面51d,51eを設けている理由は、リフタボディ51が、リフタガイド56のガイド孔56a内で往復変位する際に、ガイド孔56aの中心軸線周りに回転することを阻止するためである。
The reason why the two
この回り止めの構造について、図3および図4を参照して説明する。つまり、リフタガイド56の周壁部分には、ピン孔56bがガイド孔56aの接線方向に沿って設けられている。このピン孔56bの軸方向中間部分は、ガイド孔56aと連通するよう開放されている。このようなピン孔56b内に回り止めピン57を装着すると、回り止めピン57の一部がガイド孔56a内にはみ出すことになり、このはみ出す部分が、リフタボディ51の一方の平坦面51dに当接されることで、リフタボディ51が回り止めされる。
The structure of this detent will be described with reference to FIGS. That is, the
支軸52は、その両端が下側周壁51cにおける各平坦面51d,51eに貫通形成される挿通孔51f,51gに抜け止め固定されている。この支軸52の抜け止めについては、支軸52の両端は、挿通孔51f,51gにすきま嵌めされた状態において、この支軸52の両端面に打刻かしめが施されることによって、支軸52の両端が拡径されて挿通孔51f,51gから抜け出ないようになっている。
The both ends of the
この支軸52に対する打刻かしめ作業は、図示していないが、挿通孔51f,51gに挿入された支軸52の両端面に対し、打刻かしめ用の工具の刃先を押し付けて加圧することにより打刻溝52a,52aを形成して、径方向への塑性流動を発生させて支軸52の両端を拡径させる。これにより、支軸52が下側周壁51cに回り止めされた状態で固定される。
Although not shown in the drawings, the stamping operation for the
ローラ53は、支軸52の外径側に複数個のころ54を介して回転自在に転がり支持されている。このローラ53において外側へはみ出している外周面に、カム18が当接されるようになっている。ローラ53をカム18に圧接させるために、リフタボディ51の隔壁51aとシリンダ21との間に圧縮コイルばね55が圧縮された状態で介装されている。つまり、この圧縮コイルばね55の伸張復元力によって、ローラ53がカム18に圧接されるようになっている。なお、ローラ53とカム18との接触部分に潤滑油を供給させるようにすることができる。
The
次に、高圧燃料ポンプ4の動作を説明する。
Next, the operation of the high
この実施形態では、高圧燃料ポンプ4は、エンジンの例えば吸気カムシャフト(または排気カムシャフト)14に別体または一体に設けられるカム18によって駆動されるようになっている。
In this embodiment, the high-
例えば6気筒エンジンの場合、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、各気筒に設けられた燃料噴射弁6から各1回ずつ、合計6回の燃料噴射が行われることになる。また、エンジンの1サイクルごとに、吸気カムシャフト14が1回転し、高圧燃料ポンプ4からの吐出動作が3回ずつ行われる。そのために、このカム18には、回転軸線回りに120°の角度間隔をもって3つのカムノーズ18a・・・が設けられている。
For example, in the case of a six-cylinder engine, a total of six fuel injections are performed once from the
つまり、エンジン運転に伴うカム18の回転により、カムノーズ18aがローラリフタ50のローラ53を押し上げると、ポンプ部20のプランジャ23が上昇することになって、圧縮コイルばね55が圧縮されて加圧室22の容積が縮小される。一方、カムノーズ18a・・・がローラリフタ50のローラ53から離れてベース円が当接すると、圧縮コイルばね55の伸張復元力によりローラリフタ50およびプランジャ23が下降させられて加圧室22の容積が拡大される。
That is, when the
そこで、まず、カム18とローラ53との当接位置がカム18のカムノーズ18a・・・の頂点からベース円に移行する期間において、プランジャ23が下降されることにより加圧室22の容積が増大されることになるので、その期間、電磁スピル弁30の電磁ソレノイド31に対する通電を停止させることにより電磁スピル弁30を圧縮コイルばね37の伸張復元力によってポペット弁35を開放させて、低圧燃料配管7と加圧室22とを連通させると、フィードポンプ2から送り出された燃料が低圧燃料配管7を経て加圧室22内に吸入されることになる(吸入行程)。
Therefore, first, during the period in which the contact position between the
一方、カム18とローラ53との当接位置がカム18のベース円からカムノーズ18a・・・の頂点に移行する期間、プランジャ23が上昇されることにより加圧室22の容積が縮小されることになるので、その期間、電磁ソレノイド31への通電を行うことにより電磁スピル弁30を圧縮コイルばね37の弾性力に抗してポペット弁35を閉塞させて、低圧燃料配管7と加圧室22とを遮断させると、加圧室22内の燃料圧力が上昇し、その燃料圧力が所定値に達した時点で逆止弁40が開放されて、高圧の燃料が高圧燃料配管8を通じてデリバリパイプ5に向けて吐出される(昇圧行程)。
On the other hand, the volume of the
次に、図3から図7を参照して、本発明の特徴を適用した部分について詳細に説明する。図3は、図2に示す高圧燃料ポンプ4のローラリフタ50を側面から示す図、図4は、図3の(4)−(4)線断面の矢視図で、ローラリフタ50のリフタボディ51の回り止め構造を示している。図5は、カム18に対するローラ53の適正な姿勢での接触状態を模式的に示す平面図である。
Next, with reference to FIG. 3 to FIG. 7, a portion to which the features of the present invention are applied will be described in detail. 3 is a side view of the
要するに、カム18の外周面とローラリフタ50のローラ53の外周面とに、互いに合致する凸状フルクラウニングと凹状フルクラウニングとを、振り分けて設けている。
In short, the convex full crowning and the concave full crowning that match each other are provided separately on the outer peripheral surface of the
具体的に、この実施形態では、カム18の外周面に凸状フルクラウニングを、また、ローラ53の外周面に前記凸状フルクラウニングに合致する形状の凹状フルクラウニングを形成している。
Specifically, in this embodiment, a convex full crowning is formed on the outer peripheral surface of the
このフルクラウニングとは、一般的に公知のように、その形成対象となる外周面の軸方向全長にわって形成されるもののことである。また、凸状フルクラウニングとは、その形成対象となる筒体(カム18またはローラ53)の外周面の軸方向中央から軸方向両端へ向けて漸次縮径する「樽」のような形状である。一方、凹状フルクラウニングとは、その形成対象となる筒体(ローラ53またはカム18)の外周面の軸方向両端から軸方向中央へ向けて漸次縮径する「鼓」のような形状のことである。
The full crowning is formed over the entire axial length of the outer peripheral surface to be formed, as is generally known. Further, the convex full crowning has a shape like a “barrel” that gradually decreases in diameter from the center in the axial direction toward the both ends in the axial direction of the outer peripheral surface of the cylinder (
この実施形態では、凸状フルクラウニングや凹状フルクラウニングについて、例えば単一の曲率半径からなる円弧形状としている。なお、図3から図7では、フルクラウニングの形状を誇張して記載している。 In this embodiment, the convex full crowning and the concave full crowning have, for example, an arc shape having a single radius of curvature. 3 to 7, the full crowning shape is exaggerated.
この他、前記のフルクラウニングは、軸方向中間の曲率半径が大きく、軸方向両端に向かうほど曲率半径が小さくなる擬似対数曲線とすることが可能である(例えば特開2003−106111号公報参照)。さらに、前記のフルクラウニングは、複数の曲率半径の円弧を連接した複合曲面形状とすることが可能である(例えば特開2002−039326号公報参照)。 In addition, the full crowning can be a pseudo-logarithmic curve having a large radius of curvature in the middle in the axial direction and a radius of curvature that decreases toward the both ends in the axial direction (see, for example, JP-A-2003-106111). . Further, the full crowning can be formed into a complex curved surface shape in which a plurality of arcs of curvature radii are connected (see, for example, JP-A-2002-039326).
参考までに、例えば、複合曲面形状を三つの曲面の組み合わせとする場合には、カム18やローラ53の軸方向中間の広範囲の曲率半径を大きくして、カム18やローラ53の軸方向両端の曲率半径を小さくし、それらを滑らかに連接させるような形状にすることが可能である。
For reference, for example, when the composite curved surface shape is a combination of three curved surfaces, the radius of curvature over a wide range in the axial direction of the
以上説明したように、本発明の特徴を適用した実施形態では、カム18の外周面とローラリフタ50のローラ53の外周面とに、互いに合致する凹凸形状のフルクラウニングを設けている。
As described above, in the embodiment to which the features of the present invention are applied, the concave and convex full crowning that matches each other is provided on the outer peripheral surface of the
この場合、カム18とローラ53とが平行となる適正な姿勢であれば、それらの接触状態がカム18の回転軸線O1やローラ53の回転軸線O2に沿う線接触となる。
In this case, if the
しかも、ローラ53が傾いた場合でも、カム18に対するローラ53の接触状態が、凹凸のフルクラウニングによって点接触にならずに線接触に保たれるようになる。その結果、ローラ53が転がり状態を維持して引き摺られなくなる。
Moreover, even when the
これにより、ローラ53とカム18との接触面圧が局部的に増大することを抑制または防止することが可能になるので、ローラ53やカム18の偏摩耗を抑制または防止することが可能になる等、それらの耐久性を向上するうえで有利となる。
As a result, it is possible to suppress or prevent a local increase in the contact surface pressure between the
ところで、前記のローラ53が傾く要因としては、従来例でも説明しているように、例えば、リフタガイド56のガイド孔56aに対するリフタボディ51の回り止めの遊びや、ローラ53を支持する支軸52の取り付け誤差等が挙げられる。
By the way, as described above in the conventional example, the reason why the
まず、回り止めの遊びを説明する。リフタボディ51をリフタガイド56のガイド孔56aに上下方向(ガイド孔56aの軸心方向)に沿ってスライド可能に挿入するとともに、リフタボディ51を回り止めピン57で回り止めするようにしている。
First, the play of the detent will be explained. The
その場合、リフタボディ51の一方平坦面51dと回り止めピン57との間に、動作円滑化のために僅かな隙間(遊び)を設ける必要がある。そのために、例えば図6に示すように、リフタボディ51に支持されるローラ53の回転軸線O2がカム18の回転軸線O1に対して所定角度α傾くことがある。この傾きは、ローラ53の回転軸線O2とカム18の回転軸線O1とを結ぶ平面と直交する平面内での傾きと言えるが、その他にローラ53の軸方向両端がカム18の円周方向前後に傾いた状態と言うこともできる。この傾きを、単に「横方向傾き」と言うことにする。
In this case, it is necessary to provide a slight gap (play) between the one
次に、取り付け誤差を説明する。ローラ53を支持する支軸52を下側周壁51cの挿通孔51f,51gに抜け止めするために、支軸52の両端を打刻かしめするような形態を採用することがある。
Next, an attachment error will be described. In order to prevent the
その場合、支軸52の両端を打刻かしめする段階で、支軸52が傾くことが起こりうる。この傾きをゼロにすることは困難である。
In that case, it is possible that the
このような取り付け誤差に起因するローラ53の傾きとしては、少なくとも、例えば図7に示すように、ローラ53の回転軸線O2とカム18の回転軸線O1とを結ぶ平面内での傾きがある。この傾きは、言い換えれば、ローラ53の軸方向両端が鉛直方向上下に所定角度β傾いた状態である。傾斜角度βは、カム18の回転軸線O1と平行な直線Lに対するローラ53の回転軸線O2の傾きである。この傾きを、単に「縦方向傾き」と言うことにする。なお、取り付け誤差に起因するローラ53の傾きとしては、前記の他にも、前記ローラ53の回転軸線O2とカム18の回転軸線O1とを結ぶ平面と直交する平面内での傾き(単に「横方向傾き」と言う)や、縦方向傾きと横方向傾きとを合成した方向(単に合成傾きと言う)の傾きがある。
As the inclination of the
ところで、外周面に凸状フルクラウニングを形成したカム18と、外周面に凹状フルクラウニングを形成したローラ53との嵌め合いにより、カム18とローラ53との調心作用が発生するので、リフタボディ51の回転を抑制する力が発生し、そのために、ローラ53の横方向傾きが発生しにくくなると言える。このことからすると、回り止めピン57とリフタボディ51の一方平坦面51dとの間に隙間を設けることが可能になる。
By the way, since the
しかし、回り止めピン57とリフタボディ51の一方平坦面51dとを隙間なく密に接触させることにより、リフタボディ51の回転を可及的に小さくさせるようにしてもよい。このようにすれば、リフタボディ51に取り付けられる支軸52およびローラ53の横方向傾きを可及的に小さくすることが可能になるので好ましい。
However, the rotation of the
但し、回り止めピン57とリフタボディ51の一方平坦面51dとを隙間なく密に接触させる場合には、リフタボディ51をガイド孔56a内で抵抗少なく上下往復変位させるために、回り止めピン57をピン孔56b内に回転可能に挿入させるようにするのが好ましいと言える。そのようにすれば、リフタボディ51の上下往復変位時に、回り止めピン57が回転することになって、リフタボディ51の動きを阻害せずに済むようになる。
However, when the
なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲で包含されるすべての変形や応用が可能である。以下で例を挙げる。 In addition, this invention is not limited only to the said embodiment, All the deformation | transformation and application included in the range equivalent to the claim and the said range are possible. Examples are given below.
(1)上記実施形態では、筒内直噴型6気筒エンジンを例に挙げているが、エンジンの気筒数は任意であり、また、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンのいずれであっても本発明を適用することが可能である。 (1) In the above embodiment, an in-cylinder direct injection type six-cylinder engine is taken as an example, but the number of cylinders of the engine is arbitrary, and the present invention is applied to any gasoline engine or diesel engine. Is possible.
(2)上記実施形態では、ローラリフタ50の支軸52とローラ53との間に、ころ54を介装させる形態を例に挙げているが、ころ54の代わりに、円筒形ブッシュ等のすべり軸受を介装させるようにすることも可能である。
(2) In the above embodiment, the
(3)上記実施形態では、カム18の外周面に凸状フルクラウニングを、また、ローラ53の外周面に凹状フルクラウニングを形成した例を挙げているが、例えば図8に示すように、逆の関係、つまり、カム18の外周面に凹状フルクラウニングを形成し、ローラ53の外周面に凸状フルクラウニングを形成することが可能である。
(3) In the above embodiment, an example in which a convex full crowning is formed on the outer peripheral surface of the
(4)上記実施形態では、高圧燃料ポンプ4を駆動するためのカム18を吸気カムシャフト(または排気カムシャフト)14に設けた例を挙げているが、このカム18の回転駆動源はエンジンの運転状態とは独立したものとすることが可能である。
(4) In the above embodiment, an example in which the
1 燃料タンク
4 高圧燃料ポンプ
6 燃料噴射弁
18 カム
18a カムノーズ
20 ポンプ部
21 ポンプ部のシリンダ
22 ポンプ部の加圧室
23 プランジャ
50 ローラリフタ
51 リフタボディ
51c リフタボディの下側周壁
51f,51g 下側周壁の挿通孔
52 支軸
53 ローラ
1 Fuel tank
4 High-pressure fuel pump
6 Fuel injection valve
18 cams
18a cam nose
20 Pump part
21 Pump cylinder
22 Pressurization chamber of pump part
23 Plunger
50 Roller lifter
51 Lifter body
51c Lower peripheral wall of
52 Spindle
53 Laura
Claims (3)
前記プランジャの外端に、カムの回転を受けて前記プランジャを直線的に往復変位させるためのローラリフタが設けられ、
前記カムの外周面と、前記ローラリフタのリフタボディに回転自在に支持されかつ前記カムが当接されるローラの外周面とのいずれか一方に、凸状フルクラウニングが、また、前記残り他方に前記凸状フルクラウニングに対応する形状の凹状フルクラウニングが、それぞれ形成されている、ことを特徴とする高圧燃料ポンプ。 A plunger-type high-pressure fuel pump for pumping fuel to a fuel injection valve mounted on an engine,
A roller lifter is provided at the outer end of the plunger to linearly reciprocate the plunger in response to rotation of a cam.
Convex full crowning is provided on one of the outer peripheral surface of the cam and the outer peripheral surface of the roller that is rotatably supported by the lifter body of the roller lifter and is in contact with the cam. The high-pressure fuel pump is characterized in that a concave full crowning having a shape corresponding to the full crowning is formed.
前記リフタボディは、対向する一対の壁部と、この一対の壁部に形成される挿通孔に両端部が挿入されて打刻かしめにより前記壁部に固定される支軸とを有し、
前記ローラは、前記支軸に複数のころを介して外装される、ことを特徴とする高圧燃料ポンプ。 The high-pressure fuel pump according to claim 1,
The lifter body has a pair of opposed wall portions, and a support shaft fixed to the wall portion by stamping by inserting both end portions into insertion holes formed in the pair of wall portions,
The high-pressure fuel pump, wherein the roller is externally mounted on the support shaft via a plurality of rollers.
前記リフタボディは、リフタガイドのガイド孔内に、当該孔の軸心に沿ってスライド可能にかつ回り止めされた状態で収納される、ことを特徴とする高圧燃料ポンプ。 The high-pressure fuel pump according to claim 1 or 2,
The high-pressure fuel pump, wherein the lifter body is housed in a guide hole of the lifter guide so as to be slidable and prevented from rotating along the axial center of the hole.
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-
2008
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