JP2013142364A - Drive device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロッカーアームによって被駆動部材を往復運動させる駆動装置に関し、特に内燃機関の燃料を筒内噴射可能な高圧に加圧する高圧燃料ポンプを駆動するのに好適な駆動装置に関する。 The present invention relates to a drive device that reciprocates a driven member by a rocker arm, and more particularly to a drive device suitable for driving a high-pressure fuel pump that pressurizes fuel of an internal combustion engine to a high pressure capable of in-cylinder injection.
ロッカーアームを備えた駆動装置は、回転入力に応じてロッカーアームを揺動させることで、そのロッカーアームに係合する被駆動部材を往復運動させることができる。このような駆動装置は、内燃機関の動弁機構に広く用いられているが、他の装置、例えばプランジャを往復運動させて内燃機関の燃料を高圧に加圧する高圧燃料ポンプの駆動装置にも適用できる。 A drive device provided with a rocker arm can reciprocate a driven member engaged with the rocker arm by swinging the rocker arm in accordance with a rotation input. Such a drive device is widely used in a valve mechanism of an internal combustion engine, but is also applied to another device, for example, a drive device of a high-pressure fuel pump that pressurizes the fuel of the internal combustion engine to a high pressure by reciprocating a plunger. it can.
ロッカーアームを供えた従来の駆動装置としては、例えばカムシャフトの軸受部を設けたヘッドカバーの組立時にロッカーアームが脱落するのを確実に抑止すべく、ロッカーアームの揺動支点部の直上に近接してロッカーアームの脱落を規制するロッカーアーム支持部をヘッドカバーに一体に設けたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 As a conventional drive device provided with a rocker arm, for example, in order to prevent the rocker arm from falling off when assembling a head cover provided with a bearing portion of a camshaft, it is close to the rocker arm's rocking fulcrum. For example, a rocker arm supporting portion that restricts the rocker arm from falling off is provided integrally with the head cover (see, for example, Patent Document 1).
また、ユニットインジェクタ駆動用のプランジャのスティック時でもカムフォロワがプランジャから脱落するのを防止できるよう、カムフォロワの揺動支点部を揺動中心軸線方向に貫通する支持軸に支持させるとともに引張ばねによって吊上げ方向に付勢するようにしたものも知られている(例えば、特許文献2参照)。 In addition, the cam follower is supported by a support shaft penetrating in the direction of the central axis of the cam follower so that the cam follower can be prevented from falling off the plunger even when the plunger for driving the unit injector is stuck, and the lifting direction by the tension spring There is also known one that is biased to (see, for example, Patent Document 2).
さらに、ローラ付のカムフォロワの揺動支点部を揺動中心軸線方向に貫通する支持軸に支持させるとともに、カムフォロワの可動範囲を規制する規制部材を設けたものも知られている(例えば、特許文献3参照)。 Further, there is also known one in which a rocking fulcrum portion of a cam follower with a roller is supported by a support shaft penetrating in the rocking central axis direction, and a regulating member for regulating a movable range of the cam follower is provided (for example, Patent Documents). 3).
しかしながら、ロッカーアームの揺動支点部に微小隙間を隔てて近接するロッカーアーム支持部を設ける従来の駆動装置にあっては、ロッカーアームの脱落を規制することができるものの、ロッカーアームによって駆動されるプッシュロッドやバルブステム等がスティックを起こした場合には、ロッカーアームが正常に支持されないために、駆動カムからの打撃等により周辺部品にダメージを与えてしまうことが懸念される。 However, in the conventional driving device in which the rocker arm support portion that is close to the rocking fulcrum portion of the rocker arm with a small gap is provided, the rocker arm can be prevented from falling off, but is driven by the rocker arm. When the push rod, the valve stem, or the like raises a stick, the rocker arm is not normally supported, and there is a concern that the peripheral parts may be damaged by hitting from the drive cam.
特に、このような駆動装置を、ロッカーアームより鉛直上方側でプランジャを往復運動させる燃料ポンプの駆動に用いる場合には、プランジャがスティック等の摺動異常を起こすと、正常に支持されなくなったロッカーアームが駆動カムからの打撃等により損傷したり周辺部品にダメージを与えたりしてしまう可能性が高くなると考えられる。 In particular, when such a drive device is used to drive a fuel pump that reciprocates the plunger vertically above the rocker arm, the rocker that is no longer supported normally when the plunger causes a sliding abnormality such as a stick. It is considered that there is a high possibility that the arm may be damaged by hitting from the drive cam or the like, or the peripheral parts may be damaged.
また、カムフォロワの揺動支点部を揺動中心軸線方向に貫通する支持軸に支持させる従来の駆動装置にあっては、カムフォロワに支持軸を通す必要から組付けが容易でないばかりか、駆動カムとローラの接触圧が不均一になり、耐久性が低下してしまうという問題があった。 Further, in the conventional drive device that supports the swing fulcrum portion of the cam follower on the support shaft that penetrates in the direction of the swing center axis, it is not only easy to assemble because it is necessary to pass the support shaft through the cam follower. There was a problem that the contact pressure of the roller became non-uniform and the durability deteriorated.
そこで、本発明は、被駆動部材側に何らかの異常が発生しても、ロッカーアーム周辺部品のダメージを抑制でき、しかも、被駆動部材の組付け性や耐久性の向上を図ることができる駆動装置を提供するものである。 Therefore, the present invention can suppress damage to the parts around the rocker arm even if some abnormality occurs on the driven member side, and can further improve the assembling property and durability of the driven member. Is to provide.
本発明に係る燃料ポンプは、上記課題の解決のため、(1)駆動カムと、長手方向の中間部で前記駆動カムに係合し前記駆動カムの回転に応じて揺動するロッカーアームと、前記駆動カムと協働して前記ロッカーアームを揺動可能に支持するロッカーアーム支持機構と、を備え、前記ロッカーアームの揺動端部を前記駆動カムに接近する方向に付勢する被駆動部材を、前記ロッカーアームの揺動に応じて往復運動させる駆動装置であって、前記ロッカーアーム支持機構は、前記被駆動部材の前記往復運動の方向における第1の支持位置で、前記ロッカーアームの基端部を揺動自在に支持するピボット部材と、前記ピボット部材を前記往復運動の方向における前記第1の支持位置から前記駆動カム側に変位可能に支持する支持部材と、前記ピボット部材を前記第1の支持位置から前記駆動カム側に付勢する付勢機構と、を含んで構成されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the fuel pump according to the present invention includes (1) a drive cam, a rocker arm that engages with the drive cam at an intermediate portion in the longitudinal direction, and rocks according to the rotation of the drive cam; A rocker arm support mechanism that supports the rocker arm in a swingable manner in cooperation with the drive cam, and a driven member that urges the rocking end of the rocker arm in a direction approaching the drive cam The rocker arm support mechanism is configured to reciprocate the rocker arm according to the rocking movement of the rocker arm. A pivot member that slidably supports an end portion, a support member that movably supports the pivot member from the first support position in the reciprocating direction toward the drive cam, and the pivot Characterized in that the door member from the first supporting position is configured to include a, a biasing mechanism for biasing the drive cam side.
この発明では、被駆動部材からロッカーアームの揺動端部に対し駆動カム側に加えられる付勢力により、駆動カムに係合するロッカーアームがピボット部材を支持部材側に付勢し第1の支持位置に位置決めすることになるが、このピボット部材には第1の支持位置から前記駆動カム側に付勢する付勢機構からの付勢力が作用している。したがって、被駆動部材側に何らかの異常が発生し、被駆動部材側からロッカーアームへの付勢力が低下すると、ピボット部材が付勢機構からの付勢力によって第1の支持位置から駆動カム側に変位するとともに、駆動カムに係合するロッカーアームがその揺動端部を、被駆動部材側に変位させ、ロッカーアームが三点支持される。その結果、被駆動部材側に何らかの異常が発生しても、駆動カムによるロッカーアームの打撃等を回避してロッカーアームのばたつきによる周辺部品のダメージを抑制できる。なお、ロッカーアームを駆動カム側に付勢する被駆動部材側からの付勢力が正常にロッカーアームに加わる場合には、ロッカーアームがロッカーアーム支持機構のピボット部材と被駆動部材および駆動カムとによって三点支持されながら、駆動カムの回転に応じて揺動することになる。 In this invention, the rocker arm that engages with the drive cam biases the pivot member toward the support member by the biasing force applied to the drive cam side from the driven member to the rocking end of the rocker arm. The pivot member is biased by a biasing mechanism that biases the pivot member from the first support position toward the drive cam. Therefore, when some abnormality occurs on the driven member side and the urging force from the driven member side to the rocker arm decreases, the pivot member is displaced from the first support position to the driving cam side by the urging force from the urging mechanism. At the same time, the rocker arm that engages with the drive cam displaces its swing end toward the driven member, and the rocker arm is supported at three points. As a result, even if some abnormality occurs on the driven member side, it is possible to avoid damage to the peripheral parts due to the rocking of the rocker arm by avoiding the impact of the rocker arm by the driving cam. When the urging force from the driven member side that urges the rocker arm toward the drive cam is normally applied to the rocker arm, the rocker arm is moved by the pivot member of the rocker arm support mechanism, the driven member, and the drive cam. While being supported at three points, it swings according to the rotation of the drive cam.
本発明の駆動装置は、好ましくは、(2)前記ロッカーアームの前記揺動端部が一定範囲内の付勢力で前記駆動カム側に付勢される状態で、前記ロッカーアームの前記中間部が前記駆動カムに係合するとき、前記ピボット部材が、前記付勢機構の付勢力に抗して前記第1の支持位置に位置決めされるものである。 In the drive device of the present invention, it is preferable that (2) the intermediate portion of the rocker arm is in a state where the rocking end portion of the rocker arm is urged toward the drive cam by an urging force within a certain range. When engaging with the drive cam, the pivot member is positioned at the first support position against the biasing force of the biasing mechanism.
この場合、ロッカーアームの通常の揺動支点位置を安定させることができ、しかも、被駆動部材側からの付勢力が損なわれたときには、迅速かつ的確に、必要量だけロッカーアームの基端部を駆動カム側に変位させることができる。 In this case, the normal rocking fulcrum position of the rocker arm can be stabilized, and when the urging force from the driven member side is impaired, the base end of the rocker arm is quickly and accurately adjusted by a necessary amount. It can be displaced toward the drive cam.
上記(2)の構成を有する駆動装置においては、(3)前記被駆動部材が前記ロッカーアームの前記揺動端部を前記駆動カム側に付勢する付勢力が前記一定範囲内から外れて低下したとき、前記ピボット部材が、前記付勢機構の付勢力により前記第1の支持位置から前記駆動カム側に変位して、前記ロッカーアームの前記揺動端部を前記被駆動部材側に変位させることが、より好ましい。 In the drive device having the configuration of (2) above, (3) the biasing force by which the driven member biases the rocking end of the rocker arm toward the drive cam is deviated from the predetermined range. Then, the pivot member is displaced from the first support position to the drive cam side by the urging force of the urging mechanism, and the swinging end portion of the rocker arm is displaced to the driven member side. It is more preferable.
この構成により、ロッカーアームの通常の揺動支点位置を安定させつつ、被駆動部材側からの付勢力が通常の変動範囲から外れて大きく低下したときにだけ、迅速かつ的確に、必要量だけロッカーアームの基端部を駆動カム側に変位させることができる。 This configuration stabilizes the normal swing fulcrum position of the rocker arm, and only when the urging force from the driven member side falls outside the normal fluctuation range, and quickly and accurately only the required amount. The base end of the arm can be displaced toward the drive cam.
上記(3)の構成を有する駆動装置においては、(4)前記ピボット部材が前記付勢機構の付勢力により前記第1の支持位置から前記駆動カム側に変位して第2の支持位置に達したときに前記ロッカーアームの前記基端部に係合し、該基端部の前記駆動カム側への変位を規制する脱落防止部材が設けられているのがよい。 In the drive device having the configuration of (3), (4) the pivot member is displaced from the first support position to the drive cam side by the urging force of the urging mechanism and reaches the second support position. It is preferable that a drop-off preventing member that engages with the base end portion of the rocker arm and restricts the displacement of the base end portion toward the drive cam is provided.
この構成により、被駆動部材の組付け時におけるロッカーアームの位置決め機能を発揮させることで組付け性の向上を図ることができ、ロッカーアームの揺動支点部における摩擦低減により耐久性を向上させることもできる。 With this configuration, it is possible to improve the assembling performance by exhibiting the rocker arm positioning function when assembling the driven member, and to improve the durability by reducing the friction at the rocking fulcrum portion of the rocker arm. You can also.
上記(4)の構成を有する駆動装置においては、(5)前記脱落防止部材が、前記支持部材に支持されていることが好ましい。 In the drive device having the configuration of (4), it is preferable that (5) the drop-off prevention member is supported by the support member.
この場合、ロッカーアームの基端部およびピボット部材の駆動カム側への変位量を、駆動装置の内燃機関側への組付け前から、あるいは、被駆動部材とロッカーアームの係合前から一定範囲内に規制することができ、組込み作業を容易化できる。 In this case, the amount of displacement of the base end portion of the rocker arm and the pivot member toward the drive cam is within a certain range from before the drive device is assembled to the internal combustion engine side or before the driven member and the rocker arm are engaged. It is possible to regulate the inside, and the assembly work can be facilitated.
本発明の駆動装置においては、(6)前記ロッカーアームが、前記基端部と前記揺動端部との間に、前記駆動カムに転動可能に係合するローラを有していることが望ましい。 In the driving device according to the present invention, (6) the rocker arm includes a roller that is movably engaged with the driving cam between the base end portion and the swing end portion. desirable.
この場合、駆動カムの回転に応じたロッカーアームの揺動のみならず、ピボット部材の変位時におけるロッカーアームの揺動(揺動支点となる端部の切替え)とその揺動中のロッカーアームと駆動カムの係合位置(ローラ接触位置)の移動が容易に可能となる。 In this case, not only rocking of the rocker arm according to the rotation of the drive cam but also rocking of the rocker arm when the pivot member is displaced (switching of the end serving as the rocking fulcrum) and the rocker arm during the rocking The engagement position (roller contact position) of the drive cam can be easily moved.
また、本発明の駆動装置においては、(7)前記被駆動部材は、入力部材の往復運動によってポンプボデー内に流体を吸入および吐出するポンプ装置の前記入力部材によって構成され、前記ポンプ装置は、前記入力部材を前記駆動カムに接近する側に付勢する弾性部材を有していることが好ましい。 In the driving device of the present invention, (7) the driven member is constituted by the input member of the pump device that sucks and discharges fluid into the pump body by reciprocating movement of the input member, It is preferable to have an elastic member that biases the input member toward the side approaching the drive cam.
この場合、ポンプ装置の入力部材を駆動カムの回転に応じたロッカーアームの揺動に従って往復運動させることができ、高圧ポンプに好適な駆動装置となる。また、ポンプ装置の入力部材が何らかの異常により正常に往復運動できなくなり、ロッカーアームを駆動カム側に付勢する入力部材からの付勢力が大きく低下したり失われたりした場合に、ピボット部材の駆動カム側への変位によってロッカーアームの揺動支点を通常の揺動端部側に切り替えることができる。したがって、入力部材からの付勢力が大きく損なわれた場合であっても、ピボット部材をロッカーアーム支持機構および駆動カムによって三点支持させ、駆動カムによるロッカーアームの打撃等を回避してロッカーアームのばたつきによる周辺部品のダメージを抑制することができる。また、ポンプ装置の組付け時に駆動装置側でロッカーアームの位置決め機能を発揮させることにより、ポンプ装置の組付け性の向上を図ることができる。 In this case, the input member of the pump device can be reciprocated according to the rocker arm swinging according to the rotation of the drive cam, and the drive device is suitable for a high-pressure pump. Also, when the input member of the pump device cannot normally reciprocate due to some abnormality and the urging force from the input member that urges the rocker arm toward the drive cam is greatly reduced or lost, the drive of the pivot member The rocking fulcrum of the rocker arm can be switched to the normal oscillating end side by the displacement toward the cam. Therefore, even when the urging force from the input member is greatly impaired, the pivot member is supported at three points by the rocker arm support mechanism and the drive cam, and the rocker arm is not struck by the drive cam and the rocker arm Damage to peripheral parts due to flapping can be suppressed. In addition, the assembling property of the pump device can be improved by exhibiting the rocker arm positioning function on the drive device side when the pump device is assembled.
なお、本発明にいうピボット部材は、ロッカーアームの基端部を、ロッカーアームの揺動方向のみならずこれと直交する傾斜方向にも摺動可能に保持するものである。 The pivot member referred to in the present invention holds the base end portion of the rocker arm so as to be slidable not only in the rocking direction of the rocker arm but also in an inclined direction perpendicular thereto.
本発明によれば、被駆動部材側に何らかの異常が発生し、被駆動部材側からロッカーアームへの付勢力が低下すると、ピボット部材を付勢機構からの付勢力によって第1の支持位置から駆動カム側に変位させるようにしているので、入力部材からの付勢力が大きく損なわれた場合であっても、ロッカーアームを三点支持できる。その結果、被駆動部材側に何らかの異常が発生しても、駆動カムによるロッカーアームの打撃等を回避してロッカーアームのばたつきによる周辺部品のダメージを抑制でき、しかも、被駆動部材の組付け時に組付け性や耐久性の向上を図ることができる駆動装置を提供することができる。 According to the present invention, when some abnormality occurs on the driven member side and the urging force from the driven member side to the rocker arm decreases, the pivot member is driven from the first support position by the urging force from the urging mechanism. Since the cam member is displaced toward the cam side, the rocker arm can be supported at three points even when the urging force from the input member is greatly impaired. As a result, even if some abnormality occurs on the driven member side, it is possible to avoid damage to the peripheral parts due to the rocking of the rocker arm by avoiding the hitting of the rocker arm by the driving cam, and when the driven member is assembled. It is possible to provide a drive device capable of improving the assemblability and durability.
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(一実施形態)
図1ないし図5は、本発明の一実施形態に係る駆動装置を示す図であり、本発明をプランジャポンプ型の高圧燃料ポンプの駆動装置に適用した例を示している。
(One embodiment)
FIG. 1 to FIG. 5 are diagrams showing a driving apparatus according to an embodiment of the present invention, and show an example in which the present invention is applied to a driving apparatus for a plunger pump type high-pressure fuel pump.
なお、本実施形態の燃料ポンプは、車両に搭載される内燃機関、例えば4サイクルの多気筒のガソリンエンジン(以下、単にエンジンという)に、その燃料供給システムの一部として装着される。この燃料ポンプは、複数の筒内噴射用のインジェクタ(燃料噴射弁)に対し高圧の燃料を分配するデリバリーパイプに対して、そのデリバリーパイプに蓄圧・貯留される高圧燃料を供給するようになっている。 The fuel pump according to the present embodiment is attached to an internal combustion engine mounted on a vehicle, for example, a four-cycle multi-cylinder gasoline engine (hereinafter simply referred to as an engine) as part of the fuel supply system. This fuel pump supplies high-pressure fuel stored and stored in the delivery pipe to a delivery pipe that distributes high-pressure fuel to a plurality of in-cylinder injectors (fuel injection valves). Yes.
図1にその概略構成を示すように、本実施形態の燃料ポンプ10は、燃料タンクT内に設けられたフィードポンプFPに配管Lを介して接続されており、フィードポンプFPから燃料ポンプ10に比較的低圧のフィード圧に加圧された燃料が導入されるようになっている。フィードポンプFPは、例えば電動式の低圧燃料ポンプで、燃料タンクT中の燃料であるガソリンを汲み上げるものである。
As shown schematically in FIG. 1, the
図1ないし図5に示す本実施形態においては、燃料ポンプ10を駆動装置20によって駆動するようになっている。
In the present embodiment shown in FIGS. 1 to 5, the
燃料ポンプ10は、ポンプボデー11と、ポンプボデー11に対し軸方向に往復変位可能に装着されたプランジャ12と、このプランジャ12の一端部12a(図1中の上端部)とポンプボデー11の間に画成された加圧室13と、を有している。
The
また、ポンプボデー11には、フィードポンプFPからの燃料を加圧室13に導入する吸入通路11a(燃料通路)と、加圧室13の内部で加圧された燃料を前記デリバリーパイプ側に吐出する吐出通路11b(燃料通路)とが形成されている。
In addition, the
駆動装置20は、駆動カム21と、駆動カム21の回転に応じて揺動するロッカーアーム22と、駆動カム21と協働してロッカーアーム22を揺動可能に支持するロッカーアーム支持機構23とを備えている。また、ロッカーアーム支持機構23は、エンジンの外壁部の一部に一体的に装着されたポンプ取付ケース24(支持部材)を有している。
The
燃料ポンプ10のプランジャ12は、その他端部12b側で、ロッカーアーム22を駆動カム21に接近する方向に付勢する入力部材となっており、駆動装置20は、プランジャ12をロッカーアーム22の揺動方向に対応するその軸方向に往復運動できるようになっている。
The
具体的には、燃料ポンプ10のポンプボデー11は、図2に示すように、それぞれボルト穴11cを有する複数のフランジ部11f(図2中に1つだけ示す)と、ポンプ取付ケース24のポンプ取付穴部24aに嵌入される嵌入部11gとを有しており、複数のボルト穴11cに挿入された図示しない複数のボルトによってポンプ取付ケース24に締結されている。また、ポンプボデー11は、燃料導入管部11iと燃料吐出管部11jとを有しており、その燃料導入管部11iの内部に燃料フィルタ17が設けられている。
Specifically, as shown in FIG. 2, the
プランジャ12は、その一端部12a側をポンプボデー11の内部に摺動可能に挿入されており、ポンプボデー11の内部の加圧室13がプランジャ12の往復変位に応じてその容積を変化(増加、減少)させることで、加圧室13内への燃料の吸入と加圧室13からの燃料の吐出とが可能になっている。
The
また、プランジャ12は、その他端部12b側からロッカーアーム22を介して駆動カム21により駆動される被駆動部材となっている。
The
駆動カム21は、ポンプ取付ケース24を構成するシリンダヘッド(詳細図示せず)内に設けられており、エンジンからの回転動力によって駆動されるようになっている。この駆動カム21は、例えばエンジンの排気カムシャフト(詳細図示せず)に一体に装着されている。
The
また、プランジャ12の他端部12bの近傍にはばね受け部12cが装着されており、このばね受け部12cとポンプボデー11の間には、圧縮コイルばね19(弾性部材)が圧縮状態で組み込まれている。この圧縮コイルばね19は、プランジャ12を駆動カム21に接近する側に付勢する弾性部材となっており、プランジャ12は、圧縮コイルばね19によって加圧室13の容積を増加させる方向(図2中で下向きの方向)に常時付勢されている。したがって、駆動カム21がエンジンからの動力により回転駆動されるとき、その駆動カム21の回転に応じたロッカーアーム22の往復揺動に従って、プランジャ12が軸方向に往復運動するようになっている。
A
ロッカーアーム22は、プランジャ12の他端部12bに係合する揺動端部22aと、ポンプ取付ケース24側に支持された基端部22bと、これら揺動端部22aおよび基端部22bの間で駆動カム21に転動可能に係合するローラ22rを回転自在に保持する中間部22cと、によって構成されている。このロッカーアーム22は、プランジャ12の他端部12bと共に、シリンダヘッド内のエンジンオイル(外部からのオイル)によって潤滑されるようになっている。
The
加圧室13の前後、すなわち、加圧室13の吸入側および吐出側には、燃料フィルタ17よりも下流側で加圧室13への燃料吸入を許容するとともに逆流阻止機能を発揮する逆止弁からなる吸入弁14と、加圧室13からの燃料の吐出を許容するとともに逆流阻止機能を発揮する逆止弁からなる吐出弁16と、が設けられている。
Before and after the
吸入弁14は、吸入通路11aを開閉する板状の弁体14aおよび環状の弁座14bと、所定の吸入圧(フィード圧より所定の吸入弁開弁差圧分だけ低い圧力)に達するまで弁体14aを弁座14bに当接させる閉弁状態を保持する弁ばね14cとによって構成されている。
The
吐出弁16は、吐出通路11bを開閉する板状の弁体16aおよび環状の弁座16bと、所定の吐出圧(デリバリーパイプ内の燃料の圧力より所定の吐出弁開弁差圧分だけ高い圧力)に達するまで弁体16aを弁座16bに当接させる閉弁状態を保持する弁ばね16cと、によって構成されている。
The
したがって、プランジャ12が加圧室13の容積を減少させるよう図1中の上方向に変位するとき、吸入弁14の閉弁状態下で加圧室13内の燃料を加圧してその圧力を上昇させ、吐出弁16を開弁させつつ加圧室13から燃料を吐出させることができる。また、プランジャ12が加圧室13の容積を増加させるよう図1中の下方向に変位するとき、加圧室13内の燃料が減圧されてその圧力が低下し、吐出弁16の閉弁状態下で吸入弁14が開弁できるようになっている。
Therefore, when the
また、吸入弁14には、電磁操作機構15が付設されている。
The
電磁操作機構15は、弁体14aに対向するようポンプボデー11内に摺動可能に保持された操作部材15aと、この操作部材15aを吸入弁14の弁ばね14cの付勢力より大きな付勢力で弁体14aの開弁側に向かって付勢する開弁操作ばね15bと、開弁操作ばね15bの付勢力に抗して操作部材15aを弁体14aの閉弁側に変位させることができる電磁コイル部15cとを有している。
The
この電磁操作機構15は、電磁コイル部15cを通電による励磁するとき(ON状態のとき)に操作部材15aを電磁コイル部15c側に吸引することができ、吸入弁14の弁体14aを弁ばね14cの付勢力により閉弁方向に復帰させることができる。また、電磁操作機構15は、電磁コイル部15cの通電が停止されて非励磁状態(OFF状態)になるとき、開弁操作ばね15bにより弁ばね14cの付勢力に抗して吸入弁14を強制的に開弁させることができるようになっている。したがって、電磁操作機構15は、電磁コイル部15cへの通電によって吸入弁14を強制的に開弁させる期間を制御することで、プランジャ12による加圧室13内の燃料の加圧期間(吐出期間)を可変制御できるようになっている。
The
一方、ロッカーアーム支持機構23は、ポンプ取付ケース24に加えて、ピボット部材25、脱落防止部材26および圧縮コイルばね27を含んで構成されている。
On the other hand, the rocker
ピボット部材25は、ポンプ取付ケース24に支持された中空の基端側軸部25aと、ロッカーアーム22の基端部22bを揺動自在に支持する略球状または略半球状のピボット部25bと、プランジャ12の軸方向における第1の支持位置で(図2中に示す位置)ポンプ取付ケース24に突き当たる環状のフランジ部25cとを有している。
The
このピボット部材25は、ロッカーアーム22の基端部22bから図中上方側に押し上げられているとき、第1の支持位置でロッカーアーム22の基端部22bを揺動自在に支持することができるようになっている。また、ピボット部材25のピボット部25bは、ロッカーアーム22の揺動支点側となる基端部22bを、ロッカーアーム22の揺動方向を含む任意の方向に傾動および姿勢変化可能に保持しており、ピボット部25bの中心がロッカーアーム22の揺動支点(揺動中心)となるようになっている。なお、ピボット部材25にはオイルを通す潤滑油孔25hが形成されており、ロッカーアーム22の基端部22bには、潤滑油孔25hからのオイルをローラ22rの外周面近傍に導く油孔22hとピボット部材25のピボット部25bに対応する凹球面部(符号無し)とが形成されている。
The
ポンプ取付ケース24には、ピボット部材25の基端側軸部25aを摺動可能に嵌合させるピボット保持穴部24cおよび給油孔24dが形成されており、給油孔24dからピボット保持穴部24c内に所定の潤滑油圧で供給されるオイルが、ピボット部材25の潤滑油孔25hおよびロッカーアーム22の油孔22hを通してローラ22rと駆動カム21の係合部分に補給されるようになっている。
The
また、ポンプ取付ケース24は、ピボット部材25のフランジ部25cが図2中の下面側から突き当たるとき、ピボット部材25を第1の支持位置に位置決め保持するようになっている。このポンプ取付ケース24は、ピボット部材25の基端側軸部25aを摺動可能に保持することで、ピボット部材25を第1の支持位置から駆動カム21側に変位可能に支持している。
The
通常、ロッカーアーム22は、長手方向中間部分のローラ22rを駆動カム21に係合させるとともに、揺動端部22a側でプランジャ12を介して圧縮コイルばね19からの図中下向きの付勢力(以下、第1の付勢力ともいう)を受けることで、図2中の反時計方向に付勢されている。そして、ロッカーアーム22の基端部22bは、ピボット部材25を図中上方側に押し上げ、ピボット部材25を第1の支持位置に位置決めしている。
Normally, the
脱落防止部材26は、ポンプ取付ケース24に固定されており、ポンプ取付ケース24から図中下方側に向かって延在する固定端側部分26aと、その固定端側部分26aの図中下端部からロッカーアーム22の基端部22b側に屈曲した自由端側部分26bと、を有している。そして、脱落防止部材26の自由端側部分26bは、プランジャ12の往復運動方向である軸方向においてロッカーアーム22の基端部22bより駆動カム21側に位置している。この脱落防止部材26は、圧縮コイルばね27と協働して、ロッカーアーム22の基端部22bの落下を駆動カム21側から阻止することができるようになっている。
The drop-
圧縮コイルばね27は、ピボット部材25を第1の支持位置から駆動カム21側(図2中の下方側、ロッカーアーム22の時計回転方向側)に付勢する付勢機構となっている。この圧縮コイルばね27は、通常は第1の支持位置に押し込まれているピボット部材25を、プランジャ12を介した圧縮コイルばね19側からの付勢力の低下時に第1の支持位置から駆動カム21側に脱出させるものである。
The
また、圧縮コイルばね27は、ポンプ取付ケース24に形成されたピボット保持穴部24c内に収納されており、通常、ポンプ取付ケース24とピボット部材25の基端側軸部25aとの間に圧縮状態で保持されている。
The
具体的には、圧縮コイルばね27によってピボット部材25に加えられる図中下向きの付勢力(以下、第2の付勢力ともいう)とローラ22rの中心から第2の付勢力の作用点までの半径とに応じてロッカーアーム22に作用する図2中の時計方向の回転モーメントは、圧縮コイルばね19からプランジャ12を介してロッカーアーム22の揺動端部22aに加えられる第1の付勢力とローラ22rの中心から第1の付勢力の作用点までの半径とに応じてロッカーアーム22に作用する同図中の反時計方向の回転モーメントよりも十分に小さくなっている。したがって、駆動カム21に係合した状態のロッカーアーム22に対し、圧縮コイルばね19からの第1の付勢力がプランジャ12を介してロッカーアーム22の揺動端部22aに正常に加わるとき、ロッカーアーム22の基端部22bは、圧縮コイルばね27からの第2の付勢力に抗してピボット部材25を図中上方側に押し上げ、ピボット部材25が第1の支持位置に位置決めされている。
Specifically, a downward biasing force (hereinafter also referred to as a second biasing force) applied to the
すなわち、ロッカーアーム22の揺動端部22aが一定範囲内の第1の付勢力で駆動カム21側に付勢される状態で、ロッカーアーム22のローラ22rが駆動カムに係合するとき、ピボット部材25は、圧縮コイルばね27の付勢力に抗して第1の支持位置に位置決めされる。
That is, when the rocking
一方、プランジャ12とポンプボデー11との間の正常な摺動状態が何らかの異常によって損なわれ、プランジャ12が、駆動カム21によって上死点まで強制的に移動させられるものの、圧縮コイルばね19からの付勢力によって円滑に下降することができなくなったような場合、ロッカーアーム22を駆動カム21側に付勢する第1の付勢力が一定範囲内から外れて著しく低下する。このような場合、ピボット部材25は、圧縮コイルばね27の付勢力により第1の支持位置から駆動カム21側に変位し、ロッカーアーム22を図2中の時計方向に揺動させて、同図中の上方側で停止するかスティック(一時的な引掛り停止)を繰り返しつつ駆動カム21の回転に追従できなくなっているプランジャ12の他端部12bに、ロッカーアーム22の揺動端部22aを当接させることができるようになっている。換言すれば、ピボット部材25は、ロッカーアーム22をプランジャ12、駆動カム21およびピボット部材25によって三点支持(プランジャ12の往復運動方向およびロッカーアーム22の揺動方向の双方で定位置に保持)する状態がプランジャ12の摺動の遅れ若しくは停止によって損なわれることを防止するように、圧縮コイルばね27の付勢力により第1の支持位置から駆動カム21側に変位することができるようになっている。
On the other hand, the normal sliding state between the
また、脱落防止部材26は、ピボット部材25が圧縮コイルばね27の付勢力により第1の支持位置(図2中の停止位置)から駆動カム側に変位して第2の支持位置(図5中の停止位置)に達したとき、ロッカーアーム22の基端部22bに係合するようになっており、その基端部22bの駆動カム21側への脱落方向の変位を規制することができるようになっている。
Further, the drop-
なお、ポンプボデー11は、より具体的には、軸方向に隣り合うとともに互いにOリング等のシールリングを介して液密的に嵌合した複数の筒状または環状のセグメント(符号無し)によって構成されている。
More specifically, the
また、ポンプ取付ケース24内に露出するポンプボデー11の図中の下端側には、プランジャ12に係合する複数のシールリング41,42を保持するオイルシール保持部18が設けられている。ここで、シールリング41は、プランジャ12とポンプボデー11の摺動隙間部分をシールすることで燃料漏れを抑制する燃料用シールであり、シールリング42は、シリンダヘッド内のエンジンオイルがプランジャ12とポンプボデー11の摺動隙間部分に浸入するのを抑制するオイルシールとなっている。
An oil
次に作用について説明する。 Next, the operation will be described.
上述のように構成された本実施形態の燃料ポンプ10の駆動装置20においては、エンジンの運転中、駆動カム21が図2中に白抜き矢印で示す回転方向に回転する。そして、ロッカーアーム22の揺動端部22aを駆動カム21側に付勢する圧縮コイルばね19からの第1の付勢力が、プランジャ12を介して正常にロッカーアーム22の揺動端部22aに加わる。
In the
このような通常の動作中においては、図2に示すように、ピボット部材25が第1の支持位置に位置決めされた状態で、ロッカーアーム22が、ピボット部材25とプランジャ12および駆動カム21とによって三点支持されながら、駆動カム21の回転に応じて往復揺動する。また、プランジャ12は、図2に示すように駆動カム21によるリフト量が最大となる上死点位置と、図3に示すように駆動カム21によるリフト量が最小となる下死点位置との間で、軸方向に往復運動する。そして、そのプランジャ12の往復運動に伴って加圧室13の容積が変化する状態下で、電磁操作機構15により吸入弁14を強制的に開弁させる期間が制御されることにより、プランジャ12による加圧室13内の燃料の加圧期間が可変制御され、燃料ポンプ10の燃料吐出量が制御される。
During such a normal operation, as shown in FIG. 2, the
このような状態においては、ピボット部材25は、圧縮コイルばね27の付勢力に抗して第1の支持位置に位置決めされるから、ロッカーアーム22の通常の揺動支点位置を安定させることができる。
In such a state, since the
いま、仮に、プランジャ12とポンプボデー11との間の正常な摺動状態が何らかの異常によって損なわれたとする。例えば、プランジャ12がポンプボデー11側に焼き付いたり、プランジャ12とポンプボデー11の間に異物が入り込んでプランジャ12の摺動性が損なわれたりしたとする。
Now, suppose that the normal sliding state between the
このとき、プランジャ12は、駆動カム21によって上死点まで強制的に移動させられるものの、圧縮コイルばね19からの第1の付勢力によって円滑に下降することができなくなり、図4に示すように、同図中の上方側で停止するかスティックを繰り返しつつ駆動カム21の回転に追従できなくなる可能性がある。
At this time, the
しかし、そのような場合、図5に示すように、ピボット部材25が圧縮コイルばね27からの付勢力によって第1の支持位置から駆動カム21側に変位することにより、駆動カム21に係合するロッカーアーム22がその揺動端部22aをプランジャ12の他端部12b側に変位させ、当接させる。
However, in such a case, as shown in FIG. 5, the
このとき、ロッカーアーム22の揺動支点は、ピボット部材25側からプランジャ12の他端部12b側に切り替わり得るが、ロッカーアーム22の三点支持状態は、即座に回復されることになる。
At this time, the rocking fulcrum of the
したがって、プランジャ12側に何らかの異常が発生しても、駆動カム21によるロッカーアーム22の打撃等を回避してロッカーアーム22のばたつきによる周辺部品のダメージを抑制できることになる。
Therefore, even if some abnormality occurs on the
本実施形態では、また、プランジャ12がロッカーアーム22の揺動端部22aを駆動カム21側に付勢する第1の付勢力が一定範囲内から外れて低下したとき、ピボット部材25が、圧縮コイルばね27の付勢力により第1の支持位置から駆動カム21側に変位してロッカーアーム22の揺動端部22aをプランジャ12側に変位させる。したがって、駆動カム21の回転に追従できなくなったプランジャ12に対し、迅速かつ的確に、必要量だけロッカーアーム22の基端部22bを駆動カム21側に変位させて、ロッカーアーム22の三点支持状態を即座に回復させることができる。
In the present embodiment, the
さらに、本実施形態では、ピボット部材25が圧縮コイルばね27の付勢力により第1の支持位置から駆動カム21側に変位して第2の支持位置に達したとき、脱落防止部材26がロッカーアーム22の基端部22bに係合してその基端部の駆動カム21側への脱落・変位を規制する。したがって、プランジャ12の組付け時におけるロッカーアーム22の位置決め機能を発揮させることで、組付け性の向上を図ることができ、ピボット部材25を用いることで、ロッカーアーム22の揺動支点部における摩擦低減やローラ22rと駆動カム21の背職活の均一化によって、耐久性を向上させることもできる。
Further, in the present embodiment, when the
しかも、本実施形態では、脱落防止部材26がポンプ取付ケース24に支持されているので、ロッカーアーム22の基端部22bおよびピボット部材25の駆動カム21側への変位量を、駆動装置20の内燃機関側への組付け前から、あるいは、プランジャ12とロッカーアーム22の係合前から、一定範囲内に規制することができ、その組込み作業を容易化できることになる。
In addition, in the present embodiment, since the drop-
また、本実施形態の駆動装置20においては、ロッカーアーム22が、基端部22bと揺動端部22aとの間に、駆動カム21に転動可能に係合するローラ22rを有しているので、駆動カム21の回転に応じたロッカーアーム22の揺動のみならず、ピボット部材25の変位時におけるロッカーアーム22の揺動支点の切替えと、その切替え中のロッカーアーム22のローラ接触位置の移動が容易に可能となり、ロッカーアーム22の安定姿勢が容易に確保される。
Further, in the
さらに、プランジャ12を駆動カム21の回転に応じたロッカーアーム22の揺動に従って往復運動させることができるので、高圧ポンプに好適な駆動装置20となる。また、燃料ポンプ10の組付け時に駆動装置20側でロッカーアーム22の位置決め機能を発揮させることにより、燃料ポンプ10の組付け性の向上を図ることができる。
Furthermore, since the
このように、本実施形態においては、プランジャ12側に何らかの異常が発生し、プランジャ12側からロッカーアーム22への付勢力が一定範囲から外れて低下すると、ピボット部材25を圧縮コイルばね27からの付勢力によって第1の支持位置から駆動カム21側に変位させるようにしているので、プランジャ12からの付勢力が大きく損なわれた場合であっても、ロッカーアーム22の三点支持状態を確保できる。その結果、プランジャ12側に何らかの異常が発生しても、駆動カム21によるロッカーアーム22の打撃等を回避してロッカーアーム22のばたつきによる周辺部品のダメージを抑制でき、しかも、燃料ポンプ10の組付け性や耐久性の向上を図ることができる駆動装置20を提供することができる。
As described above, in this embodiment, when some abnormality occurs on the
なお、上述の一実施形態においては、ピボット部材25と、ロッカーアーム22と、脱落防止部材26とを、ロッカーアーム22の長手方向に直線的に配置する構成としていたが、脱落防止部材26は、ロッカーアーム22の長手方向の軸線上から外れる配置形態をとり得る。
In the above-described embodiment, the
また、上述の一実施形態においては、駆動装置20が高圧加圧用の燃料ポンプ10を駆動するものとなっていたが、本発明の駆動装置は、燃料ポンプ以外のプランジャ型のポンプ駆動にも好適であり、ロッカーアームの揺動に応じて往復運動する入力部材を有する他の装置の駆動にも適用可能である。
In the above-described embodiment, the driving
さらに、上述の一実施形態では、付勢機構として圧縮コイルばね27を用いたが、他のばね要素であってもよいし、ばねとレバー等を併用してピボット部材25を駆動カム側に付勢することができる他の付勢機構であってもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the
また、ロッカーアームは、すべてローラロッカーアームとしていたが、ロッカーアーム22の基端部22bの凹球面とピボット部25bとの接触圧およびピボット部材25に作用する側圧をローラ付きのロッカーアームの場合と同程度に低減可能な構成であれば、ロッカーアームと駆動カムの間に他の介在物が介装されてもよい。
In addition, the rocker arms are all roller rocker arms, but the contact pressure between the concave spherical surface of the
以上説明したように、本発明に係る駆動装置は、被駆動部材側に何らかの異常が発生し、被駆動部材側からロッカーアームへの付勢力が低下すると、ピボット部材を付勢機構からの付勢力によって第1の支持位置から駆動カム側に変位させるようにしているので、入力部材からの付勢力が大きく損なわれた場合であっても、ロッカーアームを三点支持できる。したがって、被駆動部材側に何らかの異常が発生しても、駆動カムによるロッカーアームの打撃等を回避してロッカーアームのばたつきによる周辺部品のダメージを抑制でき、しかも、被駆動部材の組付け時に組付け性や耐久性の向上を図ることができる駆動装置を提供することができる。このような本発明は、ロッカーアームによって被駆動部材を往復運動させる駆動装置全般、特に、内燃機関の燃料を筒内噴射可能な高圧に加圧する高圧燃料ポンプを駆動するのに好適な駆動装置全般に有用である。 As described above, in the drive device according to the present invention, when some abnormality occurs on the driven member side and the urging force from the driven member side to the rocker arm decreases, the urging force from the urging mechanism is applied to the pivot member. Accordingly, the rocker arm can be supported at three points even when the urging force from the input member is greatly impaired. Therefore, even if some abnormality occurs on the driven member side, it is possible to avoid damage to the peripheral parts due to the rocking of the rocker arm by avoiding the hitting of the rocker arm by the driving cam, and at the time of assembling the driven member. It is possible to provide a drive device that can improve the attachment and durability. The present invention as described above is a general drive device that reciprocates a driven member by a rocker arm, and in particular, a general drive device that is suitable for driving a high-pressure fuel pump that pressurizes fuel of an internal combustion engine to a high pressure capable of in-cylinder injection. Useful for.
10 燃料ポンプ
11 ポンプボデー
11a 吸入通路
11b 吐出通路
12 プランジャ
12a 一端部
12b 他端部
12c ばね受け部
13 加圧室
14 吸入弁
15 電磁操作機構
16 吐出弁
18 オイルシール保持部
19 圧縮コイルばね(弾性部材)
20 駆動装置
21 駆動カム
22 ロッカーアーム
22a 揺動端部
22b 基端部
22c 中間部
22r ローラ
23 ロッカーアーム支持機構
24 ポンプ取付ケース(支持部材)
24a ポンプ取付穴部
24c ピボット保持穴部
25 ピボット部材
25a 基端側軸部
25b ピボット部
25c フランジ部
25h 潤滑油孔
26 脱落防止部材
26a 固定端側部分
26b 自由端側部分
27 圧縮コイルばね(付勢機構)
41,42 シールリング
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
24a Pump mounting
41, 42 Seal ring
Claims (7)
前記ロッカーアーム支持機構は、
前記被駆動部材の前記往復運動の方向における第1の支持位置で、前記ロッカーアームの基端部を揺動自在に支持するピボット部材と、
前記ピボット部材を前記往復運動の方向における前記第1の支持位置から前記駆動カム側に変位可能に支持する支持部材と、
前記ピボット部材を前記第1の支持位置から前記駆動カム側に付勢する付勢機構と、を含んで構成されていることを特徴とする駆動装置。 A driving cam, a rocker arm that engages with the driving cam at an intermediate portion in the longitudinal direction and swings in accordance with the rotation of the driving cam, and supports the rocker arm in a swingable manner in cooperation with the driving cam. A rocker arm support mechanism, and a drive device that reciprocates a driven member that urges a rocking end of the rocker arm in a direction approaching the drive cam in accordance with the rocking of the rocker arm. And
The rocker arm support mechanism is
A pivot member that swingably supports a base end portion of the rocker arm at a first support position in the reciprocating direction of the driven member;
A support member for supporting the pivot member so as to be displaceable from the first support position in the reciprocating direction toward the drive cam;
And a biasing mechanism that biases the pivot member from the first support position toward the drive cam.
前記ポンプ装置は、前記入力部材を前記駆動カムに接近する側に付勢する弾性部材を有していることを特徴とする請求項1ないし請求項6のうちいずれか1の請求項に記載の駆動装置。 The driven member is constituted by the input member of a pump device that sucks and discharges fluid into and from the pump body by reciprocating movement of the input member
The said pump apparatus has an elastic member which urges | biases the said input member to the side which approaches the said drive cam, The Claim of any one of Claim 1 thru | or 6 characterized by the above-mentioned. Drive device.
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- 2012-01-12 JP JP2012004036A patent/JP2013142364A/en active Pending
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