JP2010249082A

JP2010249082A - 高圧燃料ポンプ

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Publication number: JP2010249082A
Application number: JP2009101510A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Yokogoshi; 竜也横越; Koichi Kaminaga; 晃一神永
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-04-20
Filing date: 2009-04-20
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2029-04-20
Also published as: JP5218246B2

Abstract

【課題】簡単な構造で部品点数を少なくすることができ、汎用性の高いシール部材で構成でき、高い生産効率を有する高圧燃料ポンプを提供すること。
【解決手段】駆動カム３２と摺接するローラ７３と、ローラ７３を回転可能に支持するローラリフタ５３と、ローラリフタ５３を摺動可能に支持するリフタハウジング５４と、ポンプボディ５１と、プランジャ５２とを備え、ローラリフタ５３の外周面から突出した回り止め部７１ｂがプランジャ５２の軸線方向に摺動可能に挿入される貫通孔５４ｆが、シール部材５９よりも駆動カム３２側に位置するようリフタハウジング５４に形成され、リフタハウジング５４の内周面部およびポンプボディ５１の外周面部のいずれかに環状溝６９が形成され、環状溝６９にシール部材５９が装着されることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、高圧燃料ポンプに関し、特に、駆動カムの回転運動により往復運動するローラリフタを備えた高圧燃料ポンプに関する。

一般に、高圧燃料ポンプは、駆動カムと摺接して回転するローラと、このローラを支持するローラリフタと、このローラリフタを往復運動可能に収容するリフタハウジングと、ポンプボディとを備え、ポンプボディに吸入された燃料を高圧にして吐出するよう構成されている。この高圧燃料ポンプにおいては、ローラリフタが往復運動する際、駆動カムとローラとの相対位置がずれないよう、リフタハウジングに対するローラリフタの回転を阻止する回り止めが設けられている。

従来、この種の高圧燃料ポンプとして、駆動カムとしてのカムシャフトと、ローラおよびローラリフタとしてのローラ付タペットと、リフタハウジングとしての滑りスリーブと、ローラ付タペットに装着されたピンと、このピンを案内するよう滑りスリーブに形成された長手方向スリット部と、この滑りスリーブをポンプボディに取り付けるようおねじが形成された固定ピンと、この固定ピンと対向する側に配置された嵌合ピンとを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この高圧燃料ポンプにおいては、固定ピンおよび嵌合ピンを着脱可能として滑りスリーブをポンプボディから着脱できるようにし、さらに、ローラ付タペットに装着されたピンもローラ付タペットから取り外しできるようにし、滑りスリーブが摩耗した際の交換を容易にしている。また、滑りスリーブに長手方向スリット部を形成し、この長手方向スリット部内にピンを突入させることにより、ローラ付タペットが滑りスリーブ内で往復運動する際、相対回転を阻止するとともに、ローラ付タペットが滑りスリーブから脱落しないようにしている。

この高圧燃料ポンプにおいては、固定ピンおよび嵌合ピンを着脱可能として滑りスリーブをポンプボディから着脱できるよう固定ピンおよび嵌合ピンが設けられ、さらに長手方向スリット部内にピンを突入させることにより、ローラ付タペットが滑りスリーブ内で往復運動する際の相対回転を阻止するようにしている。そのため、高圧燃料ポンプの構造が複雑になってしまい部品点数が増加し、組立ての手間が掛かり生産効率が低下してしまうおそれがあるという問題があった。

このような問題の解決を図るようにした従来の高圧燃料ポンプとして、図１７に示すように、前述の特許文献１に記載の高圧燃料ポンプと比較して、構造を簡単にして生産効率を向上させようとしたものが知られている。

この高圧燃料ポンプ１００においては、図示しないエンジンに設けられたポンプ取付部１１０の取付孔１１０ａおよびガイド溝１１０ｂに挿入されたリフタハウジング１０１と、このリフタハウジング１０１内の収容孔１０１ａに収容され、往復運動するローラリフタ１０２と、ローラリフタ１０２に回転可能に支持されるとともに、駆動カム１０３に摺接するローラ１０４と、オイルが駆動カム１０３側から収容孔１０１ａを通って外部に漏出しないようシールするシール部材１０５とを備えている。

また、この高圧燃料ポンプ１００においては、リフタハウジング１０１の側面部にガイド溝１０１ｂが設けられており、このガイド溝１０１ｂ内にローラリフタ１０２に形成された回り止め部１０６が挿入され、ローラリフタ１０２が往復運動する際、収容孔１０１ａ内で相対回転しないようにしている。

特開平６−１５９１９２号公報

しかしながら、図１７に示す従来の高圧燃料ポンプ１００においては、特許文献１に記載の高圧燃料ポンプよりも部品点数が少なくなったものの、構造上の欠点があった。すなわち、図１７に示す高圧燃料ポンプ１００においては、オイルの漏出を防止するため、リフタハウジング１０１の上面部に形成されたシール溝１０１ｃにシール部材１０５が装着されるようになっているので、シール部材１０５が汎用性のない特殊な形状になってしまい、シール部材１０５の組付けの効率が低下してしまい、生産効率を著しく向上させることが困難であるという問題があった。

本発明は、前述のような従来の問題を解決するためになされたもので、簡単な構造で部品点数を少なくすることができ、汎用性の高いシール部材で構成でき、高い生産効率を有する高圧燃料ポンプを提供することを課題とする。

本発明に係る高圧燃料ポンプは、上記課題を達成するため、（１）駆動カムと摺接するローラと、前記ローラを回転可能に支持するローラリフタと、前記ローラリフタを摺動可能に支持するリフタハウジングと、前記リフタハウジングに支持されたポンプボディと、前記ローラリフタを前記駆動カムの方向に押圧するスプリングと、前記ポンプボディに摺動可能に支持され、前記ポンプボディとともに圧力室を区画形成するプランジャと、を備え、前記駆動カムの回転運動に応じて前記プランジャが往復運動することにより、前記圧力室に吸入された燃料の圧力を高めて吐出する高圧燃料ポンプにおいて、前記ローラリフタの外周面から突出した回り止め部を前記プランジャの軸線方向に摺動可能に収容する貫通孔が、前記リフタハウジングに形成され、前記リフタハウジングが内周面部を有するとともに、前記ポンプボディが前記内周面部と接する外周面部を有し、前記内周面部および前記外周面部のいずれかに環状溝が形成されるとともに、前記環状溝に環状のシール部材が装着され、前記貫通孔が前記シール部材よりも前記駆動カム側に形成することを特徴とする。

この構成により、リフタハウジングの内周面部およびポンプボディの外周面部のいずれかに環状溝が形成され、この環状溝にシール部材が装着されるという、いわゆる軸シール構造で構成されるので、シール部の構造が著しく簡単になる。その結果、組付け作業性や、部品管理が良好となり生産効率が向上する。
また、リフタハウジングにシール部材よりも駆動カム側に位置するよう貫通孔が形成され、この貫通孔に、ローラリフタの回り止め部が摺動可能に挿入されるので、従来の高圧燃料ポンプのように、回り止め用の貫通孔がリフタハウジングのフランジ部にまで貫通して形成されることはなく、特殊な形状のシール部材を使用する必要がなくなる。また、貫通孔に回り止め部が挿入されるので、簡単な構造で確実にローラリフタの相対回転が防止される。

本発明に係る高圧燃料ポンプは、上記課題を達成するため、（２）駆動カムと摺接するローラと、前記ローラを回転可能に支持するローラリフタと、前記ローラリフタを摺動可能に支持するリフタハウジングと、前記リフタハウジングに支持されたポンプボディと、前記ローラリフタを前記駆動カムの方向に押圧するスプリングと、前記ポンプボディに摺動可能に支持され、前記ポンプボディとともに圧力室を区画形成するプランジャと、を備え、前記駆動カムの回転運動に応じて前記プランジャが往復運動することにより、前記圧力室に吸入された燃料の圧力を高めて吐出する高圧燃料ポンプにおいて、前記ローラリフタの外周面から突出した回り止め部を前記プランジャの軸線方向に摺動可能に収容する貫通孔が、前記リフタハウジングに形成され、前記リフタハウジングが平坦部を有するとともに、前記ポンプボディが前記平坦部と接する当接部を有し、前記当接部および前記平坦部のいずれかに環状溝が形成されるとともに、前記環状溝に環状のシール部材が装着され、前記貫通孔が前記シール部材よりも前記駆動カム側に形成することを特徴とする。

この構成により、ポンプボディの当接部およびリフタハウジングの平坦部のいずれかに環状溝が形成され、この環状溝にシール部材が装着されるという、単純なシール構造で構成されるので、シール部の構造が著しく簡単になる。その結果、組付け作業性や、部品管理が良好となり生産効率が向上する。
また、リフタハウジングにシール部材よりも駆動カム側に位置するよう貫通孔が形成され、この貫通孔に、ローラリフタの回り止め部が摺動可能に挿入されるので、従来の高圧燃料ポンプのように、回り止め用の貫通孔がリフタハウジングのフランジ部にまで貫通して形成されることはなく、特殊な形状のシール部材を使用する必要がなくなる。また、貫通孔に回り止め部が挿入されるので、簡単な構造で確実にローラリフタの相対回転が防止される。

上記（１）または（２）のいずれかに記載の高圧燃料ポンプにおいて、（３）前記環状のシール部材がＯリングであることを特徴とする。

この構成により、ボディ収容部の内周面部およびリフタハウジングの外周面部のいずれか、または、ポンプボディの当接部およびリフタハウジングの平坦部のいずれかに環状溝が形成され、この環状溝にＯリングを装着することができるので、汎用性が向上し、部品管理が良好となるとともに、生産効率が向上する。

上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の高圧燃料ポンプにおいて、（４）前記リフタハウジングが前記ローラリフタを収容するローラリフタ収容穴と、前記ポンプボディを収容するとともに、前記ローラリフタ収容穴よりも大きい直径を有して前記ローラリフタ収容穴と連通するポンプボディ収容穴とを有し、前記貫通孔の前記ポンプボディ側の端部が、前記ポンプボディ収容穴と連通することを特徴とする。

この構成により、ローラリフタをリフタハウジングのローラリフタ収容穴に収容する際、ローラリフタの回り止め部をポンプボディ収容穴側に向け、ローラリフタをポンプボディ収容穴に挿入するとともに、回り止め部を貫通孔に挿入して、ローラリフタ収容穴に挿入することができる。このように、ローラリフタの回り止め部をローラリフタと一体的に形成しても、ローラリフタをローラリフタ収容穴に容易に組み込むことができる。
さらに、ローラリフタをポンプボディ収容穴に挿入する際、ローラリフタの軸線がポンプボディ収容穴の軸線に対して傾斜するよう、ローラリフタを傾斜させると、より簡単にローラリフタの回り止め部をリフタハウジングの貫通孔に挿入することができ、より簡単にローラリフタ収容穴に挿入することができる。

上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の高圧燃料ポンプの組立方法において、（５）前記ローラリフタを前記リフタハウジングの前記ローラリフタ収容穴に収容する際、前記ローラリフタの前記回り止め部をポンプボディ収容穴側に向け、前記ローラリフタの軸線がポンプボディ収容穴の軸線に対して傾斜した状態で、前記ローラリフタを前記ポンプボディ収容穴に挿入し、前記ローラリフタ収容穴に挿入するローラリフタ組立ステップを含むことを特徴とする。

この構成により、ローラリフタをリフタハウジングのローラリフタ収容穴に収容する際、ローラリフタの軸線がポンプボディ収容穴の軸線に対して傾斜した状態で、ローラリフタをポンプボディ収容穴に挿入するようにしたので、高圧燃料ポンプの組立作業が著しく簡単になり、高圧燃料ポンプの生産効率が高まる。

本発明によれば、簡単な構造で部品点数を少なくすることができ、汎用性の高いシール部材で構成でき、高い生産効率を有する高圧燃料ポンプを提供することができる。

本発明の実施形態に係る高圧燃料ポンプが適用される燃料供給装置の構造を模式的に示す図である。本発明の実施形態に係る高圧燃料ポンプの断面図である。図２のＡ−Ａ断面を示す断面図である。本発明の実施形態に係る高圧燃料ポンプのハウジングおよびローラリフタの斜視図である。本発明の実施形態に係る高圧燃料ポンプのローラリフタの側面図である。本発明の実施形態に係る高圧燃料ポンプのローラリフタの底面図である。図６のＢ−Ｂ断面を示す断面図である。図６のＣ−Ｃ断面を示す断面図である。本発明の実施形態に係る高圧燃料ポンプのハウジングの側面図である。図９のＤ−Ｄ断面を示す断面図である。本発明の実施形態に係る高圧燃料ポンプの断面図であり、（ａ）は、ローラリフタをハウジングのポンプボディ収容穴に挿入した状態を示し、（ｂ）は、ローラリフタをハウジングのローラリフタ収容穴に挿入した状態を示す。本発明の実施形態に係る高圧燃料ポンプの断面図であり、ローラリフタが降下した状態を示す。本発明の実施形態に係る高圧燃料ポンプの断面図であり、ローラリフタが上昇した状態を示す。本発明の実施形態の第１変形例に係る高圧燃料ポンプの断面図である。本発明の実施形態の第２変形例に係る高圧燃料ポンプの断面図である。本発明の実施形態の第３変形例に係る高圧燃料ポンプの断面図である。従来の高圧燃料ポンプの分解斜視図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

まず、構成について説明する。
図１に示すように、本発明の実施形態に係る高圧燃料ポンプ７は、燃料供給装置５を構成している。

この高圧燃料ポンプ７は、図示しない車両のエンジンに搭載され、燃料を高圧にしてエンジンの燃焼室内に供給するよう構成されており、エンジンにより駆動されエンジンの一部を構成するオイル供給装置４０からオイルが供給され潤滑されるようになっている。
なお、エンジンの種類については特に制限はなく、例えば、直列４気筒などのガソリンであってもよく、ディーゼルエンジンであってもよい。

燃料供給装置５は、燃料タンク６と、高圧燃料ポンプ７と、４個の燃料噴射バルブ８と、電子制御ユニット（ＥＣＵ：ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）９とを含んで構成されている。

さらに、燃料供給装置５は、燃料タンク６と高圧燃料ポンプ７とを連結する低圧燃料パイプ１１と、低圧燃料パイプ１１に設けられ燃料噴射バルブ８の燃料噴射によって燃料経路に発生する圧力脈動を抑制するパルセーションダンパ１２と、各燃料噴射バルブ８に燃料を供給するデリバリパイプ１３と、高圧燃料ポンプ７とデリバリパイプ１３とを連結する高圧燃料パイプ１４と、デリバリパイプ１３に蓄えられた燃料の一部を燃料タンク６に還流させるリターンパイプ１５と、デリバリパイプ１３内の燃料の圧力（ＭＰａ）を検知する燃圧センサ１６と、燃圧センサ１６が検知した燃料圧力が所定圧（ＭＰａ）を超えたときに開弁するリリーフバルブ１７とを含んで構成されている。

燃料タンク６は、エンジンに供給される燃料を貯留するタンク本体２１と、タンク本体２１内に収容され、低圧燃料パイプ１１に設けられ燃料の圧力を調整するプレッシャレギュレータ２２と、タンク本体２１内の燃料を低圧燃料パイプ１１を介して高圧燃料ポンプ７に供給するフィードポンプ２３と、プレッシャレギュレータ２２とフィードポンプ２３との間に設けられ燃料をろ過するフィルタ２４とを含んで構成されている。

高圧燃料ポンプ７は、図２に示すように、ポンプ本体３１と、ポンプ本体３１を駆動する駆動カム３２と、電磁スピルバルブ３３と、吸入バルブケース３４、吐出バルブケース３５と、吐出バルブケース３５内に収容されたチェックバルブ３６とを含んで構成されている。この高圧燃料ポンプ７は、ポンプ本体３１でシリンダヘッドカバーなどのエンジンの構成要素に設けられているポンプ取付部１８に取り付けられており、オイル供給装置４０によりオイルが供給され摺動部分などの潤滑要素が潤滑されるようになっている。

また、オイル供給装置４０は、図１に示すように、オイルパン４１と、オイルストレーナ４２と、クランクシャフトの動力により駆動されるポンプ４３と、メインオイルギャラリなどのオイル通路部４４と、オイル通路部４４からオイルの供給を受けてオイルを噴射するようエンジン内に設けられたオイル噴射ノズル４５と、ポンプ４３から吐出されオイルをろ過する図示しないオイルフィルタとを含んで構成されている。このオイル供給装置４０は、オイル噴射ノズル４５から高圧燃料ポンプ７に向けてオイルを噴射し高圧燃料ポンプ７の各構成要素を潤滑し冷却するとともに、エンジン内の各潤滑部にオイルを供給し各潤滑要素を潤滑し冷却するよう構成されている。

この高圧燃料ポンプ７においては、燃料タンク６からポンプ本体３１に供給された燃料の圧力（ＭＰａ）が、例えば、約４ＭＰａないし約１３ＭＰａの間で適正な圧力まで高められた後、高圧燃料パイプ１４に高圧になった燃料が吐出されるようになっている。
このように、高圧になった燃料は、燃料噴射バルブ８から内燃機関、すなわちエンジンを構成するシリンダブロックとシリンダヘッドとピストンによって区画された燃焼室に供給されるようになっている。

ポンプ本体３１は、ポンプボディ５１と、ポンプボディ５１内で往復運動するプランジャ５２と、プランジャ５２を往復運動させるローラリフタ５３と、ローラリフタ５３を案内するリフタハウジング５４と、スプリング５５と、シールユニット５６と、ポンプボディ５１を保持しリフタハウジング５４に固定するホルダ５７と、プランジャ５２に取り付けられスプリング５５の一端を保持するプレート５８と、Ｏリングなどのシール部材５９とを含んで構成されている。

ポンプボディ５１は、円柱状に形成され軸線方向に貫通する貫通孔６１と、この貫通孔６１の一部が拡径されるよう形成された圧力室６２と、電磁スピルバルブ３３の一部を収容する収容穴６３と、吐出バルブケース３５の一部を収容する収容穴６４とを有している。この貫通孔６１には、プランジャ５２が挿入されるようになっており、貫通孔６１内でプランジャ５２が往復運動するようになっている。

また、ポンプボディ５１には、圧力室６２と収容穴６４とを連通し、圧力室６２内の燃料を吐出バルブケース３５内に吐出する燃料吐出通路６５が形成されている。
さらに、ポンプボディ５１の下部には、円筒部６６が形成されており、この円筒部６６にスプリング５５を保持するスプリング保持穴６７が形成されている。また、スプリング保持穴６７の径方向の内側にシールユニット５６を案内するガイド穴６８が形成されており、このガイド穴６８内をシールユニット５６が摺動するようになっている。
また、円筒部６６の径方向の外側に環状溝６９が形成されており、この環状溝６９には、シール部材５９が装着されるようになっている。

プランジャ５２は、円柱状に形成され、図２および図３に示すように、一端部に溝５２ａが形成されており、この溝５２ａを囲むプランジャ５２の内壁面部にプレート５８が係合するようになっている。また、プランジャ５２は、その他端部が圧力室６２内に露出するよう配置されており、圧力室６２内に進入することにより、圧力室６２内の燃料が加圧されるよう構成されている。

ローラリフタ５３は、図２ないし図８に示すように、リフタ本体７１と、シャフト７２と、ローラ７３とを含んで構成されている。

このローラリフタ５３においては、図２および図７に示すように、リフタハウジング５４の軸線Ｌａと同じくするローラリフタ５３の軸線が、駆動カム３２の軸心Ｐｃを通るようローラリフタ５３がリフタハウジング５４に支持されている。

リフタ本体７１は、円柱状に形成されており、その側壁面部７１ａでリフタハウジング５４に案内され、リフタハウジング５４内で往復運動するようになっている。
また、リフタ本体７１は、図３および図５に示すように、シャフト７２の軸線Ｌｂが、駆動カム３２の軸線Ｌｃとほぼ平行に配置されるよう、シャフト７２の一方端部を支持する側壁部７４と、シャフト７２の他方端部を支持する側壁部７５とを有している。

また、リフタ本体７１の側壁面部７１ａには、図５ないし図７に示すように、回り止め部７１ｂが、側壁面部７１ａから径方向の外側に向かって突出して形成されており、ローラリフタ５３がリフタハウジング５４内で往復運動する際に、回転しないようになっている。

また、リフタ本体７１には、図７および図８に示すように、その軸線方向の一端部にプレート５８を収容するプレート収容穴７６が形成され、このプレート収容穴７６内には、プレート５８と、プレート５８と係合したプランジャ５２と、プレート５８に支持されたスプリング５５が収容されるようになっている。また、リフタ本体７１には、その軸線方向の他端部にローラ７３を収容するローラ収容穴７７が形成され、このローラ収容穴７７内に、シャフト７２に支持されたローラ７３が収容されるようになっている。

シャフト７２は、その軸線方向の一方端部でリフタ本体７１の側壁部７４に支持され、他方端部でリフタ本体７１の側壁部７５に支持されており、各端部は、図３および図８に示すように、側壁部７４および側壁部７５から軸線方向の外側にそれぞれ突出しないよう、各端面と側壁部７４の表面および側壁部７５の表面が平坦になっている。
また、シャフト７２の軸心Ｐｓは、リフタハウジング５４の軸線Ｌａ上に位置するよう配置されている。

ローラ７３は、円筒状に形成され、駆動カム３２に外周面部７８ａで摺接する外輪７８と、外輪７８とシャフト７２との間で回転可能に介装された複数のニードル軸受７９とを含んで構成されている。各ニードル軸受７９は、高い剛性を有するとともに、高いラジアル荷重容量を有しており、ローラ７３がシャフト７２上で滑らかに回転するよう構成されている。また、シャフト７２の軸線Ｌｂと一致するローラ７３の軸線と駆動カム３２の軸線Ｌｃとがほぼ平行になるよう互いに配置されており、外輪７８の外周面部７８ａが、駆動カム３２に均一に接触する、いわゆる線接触の状態で、ローラ７３が駆動カム３２に摺接するようになっている。

リフタハウジング５４は、図２および図３、図９および図１０に示すように、円筒状に形成され、円筒部５４ａと、この円筒部５４ａの端部に、凹凸がなく平坦に形成されたフランジ部５４ｂとを含んで構成されている。この円筒部５４ａのフランジ部５４ｂ側の端部には、ポンプボディ収容穴５４ｃが形成されており、ポンプボディ５１の下端部が収容されるようになっている。。

円筒部５４ａには、フランジ部５４ｂと反対する側の端部に、ローラリフタ収容穴５４ｄが形成されており、ローラリフタ５３が摺動可能に収容されている。また、円筒部５４ａにおけるフランジ部５４ｂと反対する側の端部には、軸線に対して傾斜した傾斜部５４ｅが形成されており、リフタハウジング５４の周辺に配置されたエンジンの構成要素および駆動カム３２と干渉しないようになっている。
フランジ部５４ｂは、エンジンのポンプ取付部１８に図示しない締結具によって固定されており、このフランジ部５４ｂには、ホルダ５７が図示しない締結具によって固定されている。

また、円筒部５４ａには、図９および図１０に示すように、円周方向に所定の幅Ｗを有し、軸線方向に所定の長さＬを有する貫通孔５４ｆがシール部材５９よりも駆動カム３２側に位置するよう形成されており、この貫通孔５４ｆに、リフタ本体７１の側壁面部７１ａに形成された回り止め部７１ｂが挿入されるようになっている。
この貫通孔５４ｆのポンプボディ収容穴５４ｃ側の端部は、ポンプボディ収容穴５４ｃと連通しており、ローラリフタ５３をローラリフタ収容穴５４ｄに収容する際に、リフタ本体７１の回り止め部７１ｂが貫通孔５４ｆに挿入できるようになっている。
所定の幅Ｗおよび所定の長さＬは、高圧燃料ポンプ７の構造、形状および大きさなどの設定諸元に基づいて適宜選択される。

なお、ポンプボディ収容穴５４ｃは、ローラリフタ収容穴５４ｄよりも、その直径が大きくなるよう、ローラリフタ収容穴５４ｄと連通して形成されており、リフタ本体７１をポンプボディ収容穴５４ｃ側からローラリフタ収容穴５４ｄに挿入する際、リフタ本体７１の回り止め部７１ｂが、貫通孔５４ｆに挿入され易くなるよう構成されている。

スプリング５５は、圧縮コイルばねからなり、一端部がリフタ本体７１のプレート５８に支持され、他端部がポンプボディ５１に支持されており、プレート５８を介してローラリフタ５３を駆動カム３２の方向に押圧するようになっている。

シールユニット５６は、図３に示すように、ポンプボディ５１に支持された円筒部５６ａと、この円筒部５６ａの端部に支持され、プランジャ５２を摺動可能に囲むシール部５６ｂと、シール部５６ｂをプランジャ５２の方向に押圧するよう介装されたコイルスプリング５６ｃとを含んで構成されている。このシールユニット５６は、ポンプボディ５１とプランジャ５２との隙間を通過した燃料がリフタハウジング５４内に漏出するのを防止するよう構成されている。

ホルダ５７は、図２に示すように、係合部５７ａと、固定部５７ｂとを有しており、係合部５７ａでポンプボディ５１に係合するとともに、固定部５７ｂでリフタハウジング５４のフランジ部５４ｂに固定されるようになっている。

プレート５８は、円盤状に形成され、図２および図７に示すように、スプリング５５の端部を支持するよう環状凸部５８ａを有している。この環状凸部５８ａの中心部には、貫通孔５８ｂが形成され、さらにこの貫通孔５８ｂと連通する図示しない切欠きが形成されており、この切欠きに溝５２ａが形成されたプランジャ５２の一端部が挿通され、この一端部が貫通孔５８ｂの周囲に係合するようになっている。

駆動カム３２は、図２および図３に示すように、ローラ７３の外輪７８の外周面部７８ａに摺接する略正三角形のカム３２ａと、カム３２ａを回転させるシャフト３２ｂとを含んで構成されている。このシャフト３２ｂは、前述のようにその軸線Ｌｃが、シャフト７２の軸線Ｌｂと一致するローラ７３の軸線とほぼ平行になるよう配置されており、ローラ７３の外輪７８の外周面部７８ａとカム３２ａとが均一な線接触になるよう、ポンプ本体３１がエンジンのポンプ取付部１８に取り付けられている。

この駆動カム３２は、その回転運動により、ローラ７３を往復運動するものであればよく、略正三角形の形状以外の形状で形成されているものであってもよい。例えば、駆動カムの外周面部の１箇所が径方向の外側に向かって突出するよう形成されたものであってもよく、外周面部の２箇所が径方向の外側に向かって突出するよう形成されたものであってもよく、外周面部の複数箇所が径方向の外側に向かって突出するとともに、それぞれ異なった形状で突出するよう形成されたものであってもよい。

このシャフト３２ｂは、駆動源により回転するシャフトであればよく、例えば、吸気カムシャフトであってもよく、排気カムシャフトであってもよく、また、エンジンのクランクシャフトにチェーンなどの動力伝達部材により連結され、クランクシャフトの動力で回転する他のシャフトであってもよい。また、駆動源は、モータなどの電動機であってもよい。

電磁スピルバルブ３３は、図２に示すように、電磁ソレノイド８１、ボビン８２、コア８３、アーマチュア８４、ポペットバルブ８５、シート体８６、コイルスプリング８７、端子部８８、支持リング８９とを含んで構成されている。このポペットバルブ８５の下部と、シート体８６の下部と、ポンプボディ５１の圧力室６２内に露出しているプランジャ５２の端部と、ポンプボディ５１の内壁部とにより燃料を加圧する圧力室６２が画成されている。

電磁ソレノイド８１は、ボビン８２にリング状に巻回されたコイルからなり、コア８３は、ボビン８２に形成された貫通孔に挿通され嵌合固定されている。
アーマチュア８４は、ポペットバルブ８５の一端に固定された状態で支持リング８９に支持されており、その一部がコア８３と同軸上でボビン８２内に移動できるようになっている。

コア８３およびアーマチュア８４の各対向面には、凹部がそれぞれ形成されており、それらの凹部間にはコイルスプリング８７が圧縮状態で収容されている。そして、このコイルスプリング８７によりアーマチュア８４が圧力室６２側に向かって付勢されている。
ポペットバルブ８５は、シート体８６内の貫通孔に摺動可能に収容されており、その下端部には円板状の弁体８５ａが形成されている。そして、電磁ソレノイド８１が通電されていない時には、コイルスプリング８７の付勢力により、弁体８５ａがシート体８６のシート部８６ａから離隔されて、電磁スピルバルブ３３は、開弁状態となっている。

一方、図１に示すＥＣＵ９から端子部８８を介して電磁ソレノイド８１に通電されるときには、コア８３、アーマチュア８４および電磁スピルバルブ３３全体を支持する支持リング８９により磁気回路が形成され、コイルスプリング８７の付勢力に抗して、アーマチュア８４がコア８３側に移動するようになっている。これにより、ポペットバルブ８５が圧力室６２と反対側に移動し、その弁体８５ａがシート体８６のシート部８６ａに着座して、電磁スピルバルブ３３は閉弁状態となるよう構成されている。

シート体８６には、複数の燃料供給通路８６ｂが形成されており、電磁スピルバルブ３３が開弁状態にあるときに、各燃料供給通路８６ｂと圧力室６２との間で燃料が流通できるようになっている。

他方、電磁スピルバルブ３３の開弁状態で、プランジャ５２が下降するとき、燃料タンク６内のフィードポンプ２３の作動により、燃料タンク６から汲み上げられた低圧燃料が、フィルタ２４、プレッシャレギュレータ２２、低圧燃料パイプ１１内を流通して圧力室６２に吸入されるようになっている。

この圧力室６２には、電磁スピルバルブ３３の閉タイミング前にプランジャ５２が進入し、電磁スピルバルブ３３が閉弁した後にプランジャ５２が上死点に到達するようになっている。そして、プランジャ５２の先端部が圧力室６２内に進入した状態で、圧力室６２の内周面とプランジャ５２の外周面との間に隙間が形成されるよう構成されている。

吸入バルブケース３４は、電磁スピルバルブ３３とポンプボディ５１との間に配置され、低圧燃料パイプ１１から供給された燃料を流通させるとともに、電磁スピルバルブ３３の燃料供給通路８６ｂと連通した燃料通路３４ａを有している。

吐出バルブケース３５は、内部に燃料吐出通路６５と連通した燃料通路３５ａを有するとともに、燃料通路３５ａ内にチェックバルブ３６を収容している。また吐出バルブケース３５は、高圧燃料パイプ１４に連結されており、燃料吐出通路６５から吐出された燃料を燃料通路３５ａ内を流通させ、チェックバルブ３６を経由して高圧燃料パイプ１４に流通させるようになっている。

チェックバルブ３６は、吸入バルブケース３４内に配置されたシート体９１およびスプリングベース体９２と、シート体９１に接触および離隔可能に対向する弁体９３と、この弁体９３をシート体９１に対する当接位置に向かって付勢するコイルスプリング９４とを含んで構成されている。

このチェックバルブ３６内に圧送される燃料の圧力が所定値（ＭＰａ）を超えたとき、弁体９３がコイルスプリング９４の付勢力に抗してシート体９１から離隔して開弁状態となり、燃料吐出通路６５から吐出される燃料が高圧燃料パイプ１４を経てデリバリパイプ１３に供給されるようになっている。また、このチェックバルブ３６は、圧力室６２から吐出された燃料が逆流して圧力室６２に流入するのを防止するようになっている。

燃料噴射バルブ８は、図１に示すように、例えば、筒内噴射用のフューエルインジェクタなどからなり、４個の各気筒に設けられている。この燃料噴射バルブ８は、先端部にスリット形状の複数の噴孔を有しており、ＥＣＵ９の指令によりデリバリパイプ１３から供給された高圧の燃料を高微粒化し、図示しないエンジンの燃焼室に噴射するようになっている。

ＥＣＵ９は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）と、処理プログラムなどを記憶するＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）と、電気的に書換え可能な不揮発性のメモリからなるＥＥＰＲＯＭ（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙＥｒａｓａｂｌｅａｎｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）と、Ａ／Ｄ変換器やバッファなどを含む入力インターフェース回路、駆動回路などを含む出力インターフェース回路と、燃料噴射制御部とを含んで構成されている。

この燃料噴射制御部は、常時、筒内噴射用の燃料噴射バルブ８の駆動状態を監視しており、必要時に燃料噴射バルブ８および電磁スピルバルブ３３を高速に駆動するようになっている。

ＥＣＵ９の入力インターフェース回路には、燃圧センサ１６などの複数のセンサが接続されておりこれらのセンサから出力される情報は、入力インターフェース回路を介してＥＣＵ９に取り込まれるようになっている。

ＥＣＵ９の出力インターフェース回路には、燃料タンク６内のフィードポンプ２３、燃料噴射バルブ８および高圧燃料ポンプ７内の電磁ソレノイド８１などがそれぞれ接続されており、出力インターフェース回路を介して制御されるようになっている。

次に、実施形態に係る高圧燃料ポンプ７の組立方法について説明する。

高圧燃料ポンプ７の組立方法は、例えば、高圧燃料ポンプ７の各構成要素を揃えるとともに、組立治具を含む組立工具類を準備する準備ステップと、ローラリフタ５３をリフタハウジング５４に収容するローラリフタ組立ステップとを含んで構成されている。

ローラリフタ組立ステップにおいては、図１１（ａ）に示すように、まず、ローラリフタ５３をリフタハウジング５４のローラリフタ収容穴５４ｄに収容する際、ローラリフタ５３の回り止め部７１ｂをポンプボディ収容穴５４ｃ側に向ける。
次いで、ローラリフタ５３の軸線Ｌｒがポンプボディ収容穴５４ｃの軸線Ｌｐに対してなす角θでローラリフタ５３を傾斜させる。
次いで、図１１（ｂ）に示すように、ローラリフタ５３が傾斜した状態で、ローラリフタ５３をポンプボディ収容穴５４ｃに矢印方向に挿入し、ローラリフタ５３の回り止め部７１ｂを、リフタハウジング５４の貫通孔５４ｆに挿入する。
次いで、ローラリフタ５３を、ローラリフタ５３の軸線Ｌｒがポンプボディ収容穴５４ｃの軸線Ｌｐとほぼ一致するようほぼ垂直にして、ローラリフタ５３を、ローラリフタ収容穴５４ｄに挿入する。

このように、ローラリフタ５３をリフタハウジング５４のローラリフタ収容穴５４ｄに収容する際、ローラリフタ５３の軸線Ｌｒがポンプボディ収容穴５４ｃの軸線Ｌｐに対してなす角θで傾斜した状態で、ローラリフタ５３をポンプボディ収容穴５４ｃに挿入するようにしたので、高圧燃料ポンプの組立作業が著しく簡単になり、高圧燃料ポンプの生産効率が高まる。
なお、ポンプボディ収容穴５４ｃの直径がローラリフタ５３の直径および回り止め部７１ｂの突出高さよりも充分に大きい場合には、ローラリフタ５３をリフタハウジング５４のローラリフタ収容穴５４ｄに収容する際、ローラリフタ５３の軸線Ｌｒがポンプボディ収容穴５４ｃの軸線Ｌｐに対してなす角θでローラリフタ５３を傾斜させなくてもよい。

次に、実施形態に係る高圧燃料ポンプ７の動作について説明する。

燃料を高圧にして燃料噴射バルブ８から噴射する必要があるとき、例えば、車両の加速時や始動の際の暖機運転時には、まず、ＥＣＵ９の指令により電磁スピルバルブ３３が開弁され、高圧燃料ポンプ７の吸入行程が開始する。

このとき、燃料が、図１に示す燃料タンク６のフィードポンプ２３からフィルタ２４、プレッシャレギュレータ２２およびパルセーションダンパ１２を介して低圧燃料パイプ１１から図７に示す燃料通路３４ａに流入する。

そして、図示しないエンジンの回転により、シャフト３２ｂが、例えば、時計方向に回転するとカム３２ａが同様に回転し、ローラ７３が反時計方向に回転しつつ、ローラリフタ５３がスプリング５５の押圧力により圧力室６２から離隔する方向に移動し、プランジャ５２が同方向に下降し、ローラリフタ５３が下降し、図１２に示すようにプランジャ５２が下死点に位置する状態になる。このとき、オイル噴射ノズル４５からオイルが噴射され、噴射されたオイルにより、ポンプ本体３１が潤滑される。また、ローラリフタ５３が下降する際、図７に示すように、電磁スピルバルブ３３が開弁状態となっているので、燃料が燃料通路３４ａから圧力室６２に一気に吸入される。

ローラリフタ５３が下死点に到達して燃料の吸入が完了すると、ＥＣＵ９の指令により電磁スピルバルブ３３が閉弁し、圧力室６２と燃料通路３４ａとが遮断され、加圧行程が開始する。この加圧行程においては、プランジャ５２が上昇し圧力室６２内の燃料が圧縮されて燃料圧力が、例えば、約１３ＭＰａ程度まで高められる。

圧力室６２内の燃料圧力が約１３ＭＰａに達すると、図１３に示すように、燃料圧力によりチェックバルブ３６が開放されて、圧力室６２内の高圧の燃料が、高圧燃料パイプ１４を介してデリバリパイプ１３に供給される。

このとき、ＥＣＵ９の噴射制御部から燃料噴射バルブ８に噴射指令が伝達され、燃料噴射バルブ８から高圧燃料が内燃機関、すなわちエンジンを構成するシリンダブロックとシリンダヘッドとピストンによって区画された燃焼室内に噴射される。この場合、図示しないエンジンの各気筒毎に、各気筒の燃焼サイクルに応じてＥＣＵ９により噴射量や噴射タイミングなどの燃料噴射が制御される。

このように、実施形態に係る高圧燃料ポンプ７は構成されているので、以下のような効果が得られる。

すなわち、実施形態に係る高圧燃料ポンプ７は、駆動カム３２と摺接するローラ７３と、ローラリフタ５３と、リフタハウジング５４と、ポンプボディ５１と、スプリング５５と、プランジャ５２とを備え、リフタハウジング５４が、ローラリフタ収容穴５４ｄとポンプボディ収容穴５４ｃとを有する円筒部５４ａと、フランジ部５４ｂとにより構成され、ローラリフタ収容穴５４ｄの壁面部に所定の長さＬ、所定の幅Ｗを有する貫通孔５４ｆがシール部材５９よりも駆動カム３２側に位置するよう形成され、貫通孔５４ｆに、ローラリフタ５３の回り止め部７１ｂが摺動可能に挿入され、ポンプボディ５１の外周面部に環状溝６９が形成され、環状溝６９にシール部材５９が装着されるよう構成される。

その結果、ポンプボディ５１の外周面部に環状溝６９が形成され、この環状溝６９にシール部材５９が装着されるという、いわゆる軸シール構造でシール部が構成されるので、シール部の構造が著しく簡単になるという効果が得られる。このシール部材５９は、汎用性の高いＯリングで構成することができるので、組付け作業性や、部品管理が良好となり生産効率が向上するという効果が得られる。

また、ローラリフタ収容穴５４ｄの壁面部に貫通孔５４ｆがシール部材５９よりも駆動カム３２側に位置するよう形成され、貫通孔５４ｆに、ローラリフタ５３の回り止め部７１ｂが摺動可能に挿入されるので、従来の高圧燃料ポンプのように、回り止め用の貫通孔がリフタハウジングのフランジ部にまで貫通して形成されることはなく、特殊な形状のシール部材を使用する必要がなくなる。また、貫通孔５４ｆに回り止め部７１ｂが挿入されるので、簡単な構造で確実にローラリフタ５３の相対回転が防止されるという効果が得られる。

また、ローラリフタ５３とリフタハウジング５４との間で、適正なクリアランスを維持することができ、ローラ７３と駆動カム３２との均一で適正な接触を維持することができるで、駆動カム３２の摩耗が抑制され、耐久性が向上するという効果が得られる。

実施形態に係る高圧燃料ポンプ７においては、ポンプボディ５１の外周面部に環状溝６９が形成され、環状溝６９にシール部材５９が装着されるよう構成した場合について説明した。しかしながら、本発明に係る高圧燃料ポンプにおいては、ポンプボディの外周面部以外の部分に環状溝を形成し、その環状溝にシール部材を装着するようにしてもよい。

例えば、図１４に示す第１変形例に係る高圧燃料ポンプ７ａのように、リフタハウジング５４の円筒部５４ａに形成したポンプボディ収容穴５４ｃを囲むリフタハウジング５４の内壁面部に環状溝６９を形成し、この環状溝６９にシール部材５９を装着するようにしてもよい。

この場合、シール部がいわゆる軸シール構造で構成されるので、実施形態と同様、シール部の構造が著しく簡単になるという効果が得られる。このシール部材５９は、実施形態と同様、汎用性の高いＯリングで構成することができるので、組付け作業性や、部品管理が良好となり生産効率が向上するという効果が得られる。

また、図１５に示す第２変形例に係る高圧燃料ポンプ７ｂのように、ポンプボディ５１の下端におけるリフタハウジング５４のフランジ部５４ｂに当接する当接部に環状溝６９を形成し、この環状溝６９にシール部材５９を装着するようにしてもよい。

この場合、リフタハウジング５４のフランジ部５４ｂが、溝などの凹凸がなく平坦に形成されており、シール部が単純なシール構造で構成されるので、実施形態と同様、シール部の構造が著しく簡単になるという効果が得られる。このシール部材５９は、実施形態と同様、汎用性の高いＯリングで構成することができるので、組付け作業性や、部品管理が良好となり生産効率が向上するという効果が得られる。

また、図１６に示す第３変形例に係る高圧燃料ポンプ７ｃのように、リフタハウジング５４のフランジ部５４ｂの上面部に環状溝６９を形成し、この環状溝６９にシール部材５９を装着するようにしてもよい。

この場合、フランジ部５４ｂが、溝などの凹凸がなく平坦に形成されているので、シール部が単純なシール構造で構成されるので、実施形態と同様、シール部の構造が著しく簡単になるという効果が得られる。このシール部材５９は、実施形態と同様、汎用性の高いＯリングで構成することができるので、組付け作業性や、部品管理が良好となり生産効率が向上するという効果が得られる。

以上説明したように、本発明によれば、簡単な構造で部品点数を少なくすることができ、汎用性の高いシール部材で構成でき、高い生産効率を有する高圧燃料ポンプを提供することができるという効果を奏し、駆動カムの回転運動がプランジャの往復運動に変換される機構を備えたポンプ全般に有用である。

５燃料供給装置
７高圧燃料ポンプ
３１ポンプ本体
３２駆動カム
４０オイル供給装置
５１ポンプボディ
５２プランジャ
５３ローラリフタ
５４リフタハウジング
５４ａ円筒部
５４ｂフランジ部
５４ｃポンプボディ収容穴
５４ｄローラリフタ収容穴
５４ｆ貫通孔
５９シール部材
６６円筒部
６９環状溝
７１リフタ本体
７１ａ側壁面部
７１ｂ回り止め部
７２シャフト
７３ローラ

Claims

駆動カムと摺接するローラと、前記ローラを回転可能に支持するローラリフタと、前記ローラリフタを摺動可能に支持するリフタハウジングと、前記リフタハウジングに支持されたポンプボディと、前記ローラリフタを前記駆動カムの方向に押圧するスプリングと、前記ポンプボディに摺動可能に支持され、前記ポンプボディとともに圧力室を区画形成するプランジャと、を備え、前記駆動カムの回転運動に応じて前記プランジャが往復運動することにより、前記圧力室に吸入された燃料の圧力を高めて吐出する高圧燃料ポンプにおいて、
前記ローラリフタの外周面から突出した回り止め部を前記プランジャの軸線方向に摺動可能に収容する貫通孔が、前記リフタハウジングに形成され、
前記リフタハウジングが内周面部を有するとともに、前記ポンプボディが前記内周面部と接する外周面部を有し、前記内周面部および前記外周面部のいずれかに環状溝が形成されるとともに、前記環状溝に環状のシール部材が装着され、
前記貫通孔が前記シール部材よりも前記駆動カム側に形成することを特徴とする高圧燃料ポンプ。
駆動カムと摺接するローラと、前記ローラを回転可能に支持するローラリフタと、前記ローラリフタを摺動可能に支持するリフタハウジングと、前記リフタハウジングに支持されたポンプボディと、前記ローラリフタを前記駆動カムの方向に押圧するスプリングと、前記ポンプボディに摺動可能に支持され、前記ポンプボディとともに圧力室を区画形成するプランジャと、を備え、前記駆動カムの回転運動に応じて前記プランジャが往復運動することにより、前記圧力室に吸入された燃料の圧力を高めて吐出する高圧燃料ポンプにおいて、
前記ローラリフタの外周面から突出した回り止め部を前記プランジャの軸線方向に摺動可能に収容する貫通孔が、前記リフタハウジングに形成され、
前記リフタハウジングが平坦部を有するとともに、前記ポンプボディが前記平坦部と接する当接部を有し、前記当接部および前記平坦部のいずれかに環状溝が形成されるとともに、前記環状溝に環状のシール部材が装着され、
前記貫通孔が前記シール部材よりも前記駆動カム側に形成することを特徴とする高圧燃料ポンプ。
前記環状のシール部材がＯリングであることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の高圧燃料ポンプ。
前記リフタハウジングが前記ローラリフタを収容するローラリフタ収容穴と、前記ポンプボディを収容するとともに、前記ローラリフタ収容穴よりも大きい直径を有して前記ローラリフタ収容穴と連通するポンプボディ収容穴とを有し、前記貫通孔の前記ポンプボディ側の端部が、前記ポンプボディ収容穴と連通することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１の請求項に記載の高圧燃料ポンプ。