JP3154559U - ディーゼルポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】高い燃料圧力でも高い信頼性を有し、小型化、軽量化も可能なディーゼルポンプを提供する。【解決手段】ハウジング３にシリンダ５が設けられ、シリンダ５内のプランジャ７が駆動機構９に駆動されて往復する。駆動機構９は、回転中心からオフセットしたライダー軸部２１を有し、ライダー軸部２１の両側の第１主軸部２３及び第２主軸部２５にて前記ハウジングに支持されるドライブシャフト１１と、ライダー軸部２１に回動可能に設けられ、ライダー軸部２１の回転に伴ってプランジャ７を押すライダー１３とを有する。ライダー軸２１とライダー１３の間にライダー軸受３１が設けられ、第１主軸部２３及び第２主軸部２５とハウジング３の間に第１主軸受３３及び第２主軸受３５がそれぞれ設けられ、ライダー軸受３１、第１主軸受３３及び第２主軸受３５が、転がり軸受である。【選択図】図１

Description

本考案は、ディーゼルエンジンへと高圧で燃料を供給するディーゼルポンプに関し、特に、高い燃料圧力でも高い信頼性を有し、小型化、軽量化も可能なディーゼルポンプを提供する技術に関する。

ディーゼルエンジンは、燃料を高圧で供給するためのディーゼルポンプを備えている。従来一般にはエンジンの各気筒に１つのディーゼルポンプが備えられていた。しかし、最近は、高圧化の要求に応えるため、コモンレールシステムが一般化している。コモンレールシステムは、ディーゼルポンプからコモンレールを介して複数の気筒に燃料を供給するように構成される。

従来、商業車用のディーゼルエンジンでは、燃料圧力が１０００ｂａｒ（１００ＭＰａ）以下であった。この場合、インナープランジャタイプのディーゼルポンプが一般に使われていた。この種のディーゼルポンプでは、プランジャをポンプ中心へ向けて駆動することにより燃料が加圧される。

これに対して、最近の乗用車用のディーゼルエンジンでは、燃料圧力が１４００ｂａｒ（１４０Ｍｐａ）以上であり、２０００ｂａｒ（２００Ｍｐａ）に達している。燃料圧力はさらに増大すると予想される。このようなディーゼルエンジンでは、アウタープランジャタイプのディーゼルポンプが採用されている。この場合、複数のプランジャが放射状に設けられ、それらプランジャが外向きに押されて燃料が加圧される。プランジャの数は一般に２又は３本である。

従来のアウタープランジャタイプのディーゼルポンプは、例えば、文献１に開示されている。

特開２００３−４９７４５号公報

従来、ディーゼルポンプにおけるプランジャの駆動機構としては、ライダー機構が知られている。ライダー機構は、ドライブシャフトとライダーで構成される。ドライブシャフトは、ライダー軸部とその両側の主軸部を有し、両主軸部がハウジングに軸支される。ライダー軸部は、主軸部からオフセットして設けられ、ライダー軸部にライダーが回動可能に支持される。ライダーは、両端の平坦面でプランジャに接している。

このようなライダー機構では、ドライブシャフトがエンジン回転力等によって回転すると、オフセットしたライダー軸部の回転に伴ってライダーが往復動し、プランジャがライダーに押されてシリンダー内で往復動し、燃料が加圧される。

従来のプランジャ駆動機構において、ドライブシャフトの両主軸部とハウジングの間の軸受は、一般にブッシングメタルと呼ばれる滑り軸受である。また、ライダーとライダー軸部の間の軸受も、ブッシングメタルと呼ばれる滑り軸受である。

しかし、近年、２０００ｂａｒ（２００ＭＰａ）を超える勢いで燃料圧力が増大しており、ライダーを経由してドライブシャフトに作用する荷重も１ｔｏｎ近くになり、ドライブシャフトを経由してライダーの両側の軸受が受ける反力も比例して大きくなる。これに対して、ドライブシャフトの外径は、一般に２０ｍｍ程度と小さい。そのため、上記のように加重が増大すると、従来の滑り軸受では、必要な最小油膜厚さが得られなくなり、十分な軸受寿命及び耐久性を確保できなくなる可能性がある。

また、加重の増大により、滑り軸受が高い面圧を受けて摺動することになるので、かじり、焼き付き等の損傷も生じやすくなる。

また、寒冷地で、野外駐車の車両が早朝にエンジンを始動するような状況では、燃料である軽油が部分的にシャーベット状になることがある。また、薄いブッシングメタルがアルミニウム合金製のハウジングに圧入される構造では、ハウジングが低温で収縮し、そのために十分な軸受隙間を確保できない可能性がある。そして、このような要因により、かじり、張り付き等の損傷が生じる可能性もある。

上記のように、従来のディーゼルポンプは、ライダー及びその両側の軸部の軸受が、滑り軸受であり、そのため、燃料圧力が増大すると信頼性が十分といえなくなる可能性がある。更に、ディーゼルポンプにはできるだけ小型化及び軽量化することも求められる。

本考案は上記背景の下でなされたものであり、その目的は、高い燃料圧力でも高い信頼性を有し、小型化、軽量化も可能なディーゼルポンプを提供することにある。

本考案のディーゼルポンプは、シリンダが設けられたハウジングと、前記シリンダに往復可能に設けられたプランジャと、前記プランジャを駆動する駆動機構とを備えるディーゼルポンプにおいて、前記駆動機構は、回転中心からオフセットしたライダー軸部を有し、前記ライダー軸部の両側の第１主軸部及び第２主軸部にて前記ハウジングに支持されるドライブシャフトと、前記ライダー軸部に回動可能に設けられ、前記ライダー軸部の回転に伴って前記プランジャを押すライダーとを有し、前記ライダー軸と前記ライダーの間にライダー軸受が設けられ、前記第１主軸部及び前記第２主軸部と前記ハウジングの間に第１主軸受及び第２主軸受がそれぞれ設けられ、前記ライダー軸受、第１主軸受及び第２主軸受が、転がり軸受である。

また、複数の前記シリンダが前記駆動機構を中心に放射状に配置されてよく、前記複数のシリンダに複数の前記プランジャがそれぞれ設けられてよく、前記駆動機構が前記ポンプハウジングの外方向に前記複数のプランジャを駆動して燃料を加圧してよい。

また、前記ライダー軸受が、保持器付き針状ころ軸受であってよい。

また、前記保持器付き針状ころ軸受が、円周上で２分割される保持器を有してよい。

また、前記第１主軸部及び前記第２主軸部の少なくとも一方が、前記ライダー軸部の半径とオフセット量の差以下の半径を有し、外周に装着されたカラーを介して軸支されてよく、前記保持器付き針状ころ軸受が、一体型保持器を有してよい。

また、前記第１主軸部が、前記ライダー軸から見て、回転力が前記ドライブシャフトに入力される側の軸部であってよく、前記第１主軸受が、保持器付き針状ころ軸受又は円筒ころ軸受であってよい。

また、前記第２主軸部が、前記ライダー軸から見て、回転力が前記ドライブシャフトに入力される側と反対側の軸部であってよく、前記第２主軸受が、深溝玉軸受であってよい。

また、前記第１主軸受及び前記第２主軸受が、円すいころ軸受であってよい。

本考案は、上記のように、プランジャ駆動機構におけるドライブシャフトのライダー軸部及びその両側の軸部に転がり軸受を設けたことにより、高い燃料圧力でも高い信頼性を有するディーゼルポンプを提供できる。

また、転がり軸受を用いることにより、ディーゼルポンプの小型化及び軽量化も可能になる。

本実施の形態におけるディーゼルポンプの断面図である。 本実施の形態におけるディーゼルポンプの外観図である。 本実施の形態におけるディーゼルポンプの断面図である。 ライダー軸部用の針状ころ軸受（２分割型保持器付き）を示す図である。 別の実施の形態におけるディーゼルポンプの断面図である。 図５の実施の形態に適用されるライダー軸部用の針状ころ軸受（一体型保持器付き）を示す図である。 さらに別の実施の形態におけるディーゼルポンプの断面図である。

以下に本考案の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１〜図３は、本実施の形態に係るディーゼルポンプを示している。図１、図３は断面図であり、これらの図は、ポンプ構造が分かりやすいようにポンプの断面を示しており、そのため、断面が一つの単純な平面でないことがある。

図示のように、ディーゼルポンプ１は、ポンプハウジング３と、ポンプハウジング３に放射状に設けられた２つのシリンダ５と、２つのシリンダ５に往復可能にそれぞれ設けられる２つのプランジャ７と、２つのプランジャ７を駆動する駆動機構９とを備える。駆動機構９はライダー機構であり、ドライブシャフト１１とライダー１３で構成されており、ポンプハウジング３の中央部にて２つのシリンダ５の間に設けられている。

本実施の形態では、上記のようにシリンダ５の数が２つである。しかし、本考案はこれに限定されない。３つ以上のシリンダが設けられてもよい。

ポンプハウジング３は、高圧の燃料にはさらされない部品である。そこで、ポンプハウジング３は、アルミニウム合金又は鋳鉄等の、入手しやすく、加工性を含めた生産性の良い材料で作られてよい。本実施の形態では、ポンプハウジング３の材料がアルミニウム合金である。ポンプハウジング３は、概略的には、中央のライダーケース部１５と、ライダーケース部１５から両側に突き出す２つのシリンダ保持部１７とで構成されている。

ライダーケース部１５の内部は、ライダー室１９である。ライダー室１９には、ドライブシャフト１１が回転可能に軸支されている。ドライブシャフト１１は例えばエンジン回転力によって回転される。

ドライブシャフト１１は、中央のライダー軸部２１とその両側の第１主軸部２３及び第２主軸部２５を有する。第１主軸部２３はライダー軸部２１から見て被駆動側の軸であり、第２主軸部２５は被駆動側と反対側の軸である。被駆動側とは、回転力（ポンプ駆動力）を受ける側であり、回転力が被駆動側から入力される。ドライブシャフト１１の被駆動側（第１主軸部２３の側）の端部がポンプハウジング３から突き出しており、このシャフト端部にベルトプーリ又は歯車等（図示せず）が取り付けられ、エンジンの回転力が入力される。

ドライブシャフト１１は、第１主軸部２３及び第２主軸部２５にてポンプハウジング３に軸支されており、また、ライダー軸部２１にてライダー１３を軸支する。ライダー軸部２１とライダー１３の間にライダー軸受３１が設けられ、第１主軸部２３及び第２主軸部２５とポンプハウジング３の間に第１主軸受３３及び第２主軸受３５がそれぞれ設けられ、ライダー軸受３１、第１主軸受３３及び第２主軸受３５が、転がり軸受で構成される。これら軸受関連の構成については後述にて詳細に説明する。

ライダー軸部２１（オフセットジャーナル）は、ドライブシャフト１１に一体的に設けられている。ライダー軸部２１は円形であり、ライダー軸部２１の中心がドライブシャフト１１の回転中心からオフセットしている。したがって、ドライブシャフト１１が回転すると、ライダー軸部２１の中心は円軌跡を描く。

ライダー１３は、ライダー軸部２１の外側に嵌っている。ライダー１３は、両側に平坦部１３ａを有し、それら平坦部１３ａにて２つのプランジャ７に接している。これらプランジャ７にライダー１３の回転が制限される。したがって、ドライブシャフト１１が回転すると、ライダー１３は、同じ姿勢を保ったままライダー軸部２１の中心の軌跡に沿って移動する。その結果、ライダー１３は、シリンダ５（プランジャ７）の軸方向に対して垂直方向に揺動しながら、両側のプランジャ７に向かって往復し、２つのプランジャ７を押す。ライダー１３は、２つのプランジャ７を交互に押し、プランジャスプリング４１と協働して、各プランジャ７をシリンダ９内で往復動させる。

次に、シリンダ５とその周辺部分の構成について説明する。シリンダ５はシリンダ保持部１７に保持されており、シリンダ５にプランジャ７が設けられている。プランジャ７は、プランジャスプリング４１によりポンプ中心の駆動機構９（ライダー１３）に向けて付勢されている。シリンダ５に対して軸方向に外側には、インレットバルブ４３（入口バルブ）及びインレットバルブシート４５が配置されている。インレットバルブ４３は、インレットバルブスプリングにより外側に向けて付勢されて、インレットバルブシート４５に接している。インレットバルブ４３の外側では、ヘッドプラグ４７がポンプハウジング３の開口を塞いでいる。

シリンダ５は、超高圧機器に用いられる硫黄レスといわれる特殊合金鋼で作られている。この特殊合金鋼は、硫黄のような偏析の可能性の高い成分を出来る限り少なく、又は出来る限りゼロに近づけた合金鋼である。例えば、１８００ｂａｒ（１８０ＭＰａ）を超える超高圧条件で使用される機器では、耐久性、信頼性を確保するためにこのような特殊合金鋼が好適に用いられる。このような特殊合金鋼を、本明細書においては、硫黄レス合金鋼と呼ぶ。

シリンダ５は、ポンプハウジング３とは別体の部品であり、筒型の形状を有している。本実施の形態では、シリンダ５は２分割構造を有しており、軸方向に垂直な面で内側部分５ａ（摺動部分）と外側部分５ｂ（吸排部分）に分割されている。内側部分５ａは主にプランジャ７の摺動機能を提供し、外側部分５ｂは燃料加圧室５１を有し、燃料の吸排及び加圧機能を提供する。シリンダ５は、シリンダ保持部１７を貫通する段差付きの保持孔に保持されている。内側部分５ａが保持孔に挿入され、更に外側部分５ｂが保持孔に軽圧入され、内側部分５ａを段差に押圧し、固定している。

プランジャ７はシリンダ５に挿入されており、シリンダ５の中心軸方向に往復可能である。プランジャ７はプランジャ軸とプランジャフランジ部とを有する。プランジャ軸がシリンダ５に挿入されており、プランジャフランジ部がライダー室１９でライダー１３の平坦部１３ａに接している。また、シリンダ５とポンプハウジング３間にスプリング隙間が形成されており、スプリング隙間にプランジャスプリング４１が設けられている。プランジャスプリング４１はコイルスプリングであり、プランジャフランジ部を押圧し、プランジャ７をライダー１３に向けて付勢している。

インレットバルブシート４５は、シリンダ５の先端側（軸方向外側）の凹部に受け入れられている。そして、インレットバルブシート４５にインレットバルブ４３が挿入されている。インレットバルブ４３はシリンダ５の中心軸に沿って往復可能である。インレットバルブ４３は、負圧によって開くポペット弁であり、シリンダ５の先端部の加圧室５１に燃料を吸い込むために機能する。インレットバルブ４３は、インレットバルブスプリング（コイルスプリング）によって、シリンダ５から離れる方向に、すなわち軸方向に外側へ向けて付勢されている。インレットバルブスプリングは、ワッシャ及びｅ型クリップを用いて取り付けられている。

インレットバルブシート４５及びインレットバルブ４３の外側には、ヘッドプラグ４７が設けられている。ヘッドプラグ４７は外周におねじを有し、ポンプハウジング３のシリンダ保持部１７の保持孔に締結されている。ヘッドプラグ４７は、インレットバルブシート４５を押さえており、また、ヘッドプラグ４７は、保持孔を塞いでいる。ヘッドプラグ４７とシリンダ５の端面の間にはシリンダ端空間５３が形成されている。シリンダ端空間５３はシリンダ５への燃料供給経路の一部を構成する。ヘッドプラグ４７とポンプハウジング３の間にはＯリングが配置されている。

また、シリンダ５に対して横方向にアウトレットジョイント５５（図２参照）が取り付けられている。アウトレットジョイント５５は、図１のシリンダ軸に対して直角に配置されている。アウトレットジョイント５５も硫黄レス合金鋼製であり、加圧された燃料をシリンダ５の加圧室５１から排出するための管状の部品であり、先端がシリンダ５に直接当接している。シリンダ５の加圧室５１には、シリンダ軸に直角に燃料排出孔が設けられており、この燃料排出孔にアウトレットジョイント５５が連通する。アウトレットジョイント５５には、球型のアウトレットバルブ（出口バルブ）とアウトレットバルブスプリングが設けられている。燃料経路は、アウトレットジョイント５５からディーゼルエンジンのコモンレールへと通じている。

次に、ディーゼルポンプ１の燃料経路について説明する。ディーゼルポンプ１へは、圧力５〜６ｂａｒ（０．５〜０．６ＭＰａ）の燃料が供給される。燃料供給経路は、通路６１、６３、６５、６７、６９を通ってシリンダ端空間５３に至る。シリンダ端空間５３はシリンダ５の先端部に位置しており、より詳細にはシリンダ５、外側のヘッドプラグ４７及び周囲のポンプハウジング３により作られる空間である。シリンダ５の端面の溝が通路６９に面しており、シリンダ端空間５３への通路６９の開口を提供している。さらに、燃料供給経路は、インレットバルブシート４５内の通路７１を通り、シリンダ５の加圧室５１へ至る。通路７１は、インレットバルブ４３によって開閉される。

図３は、燃料供給経路に沿ってディーゼルポンプ１を切断した断面図である。図示のように、通路６１は、管状部品であるフューエルコネクタ７３によって形成されている。そしてフューエルコネクタ７３（通路６１）は、フューエルボルト７５を介して通路６３に接続されている。より詳細には、燃料は、通路６１からフューエルボルト７５内の通路を通って通路６３に至る。

また、フューエルボルト７５の取付孔の底部には、オリフィス７７が設けられている。オリフィス７７は、燃料供給経路をライダー室１９と連通している。燃料がオリフィス７７を介してライダー室１９に供給されて、駆動機構９（ライダー機構）が燃料により潤滑される。さらに、フューエルリターンジョイント７９がライダー室１９から燃料を排出し、循環するように設けられている。

「軸受構造」
次に、本実施の形態に特徴的な、ドライブシャフト１１及びライダー１３の軸受構造について説明する。

既に説明したように、ドライブシャフト１１は、その回転軸上に第１主軸部２３及び第２主軸部２５を有し、そして、第１主軸部２３、第２主軸部２５の間にオフセットしたライダー軸部２１を有する。ドライブシャフト１１は、第１主軸部２３及び第２主軸部２５にてポンプハウジング３に軸支されており、また、ライダー軸部２１にてライダー１３を軸支する。ライダー軸部２１とライダー１３の間にライダー軸受３１が設けられ、第１主軸部２３及び第２主軸部２５とポンプハウジング３の間に第１主軸受３３及び第２主軸受３５がそれぞれ設けられ、ライダー軸受３１、第１主軸受３３及び第２主軸受３５が、転がり軸受である。これら軸受は以下のような構成である。

「ライダー軸受３１」
ライダー軸部２１は、ドライブシャフト１１の中央に位置している。ライダー軸受３１としては、保持器付き針状ころ軸受が用いられる。保持器付き針状ころ軸受は、一般にはニードルローラベアリングと呼ばれる。

図４は、本実施の形態のライダー軸受３１を示している。図４に示されるように、本実施の形態では、保持器を円周上で二分割したタイプの保持器付き針状ころ軸受が用いられている。このような軸受は、例えば２サイクルエンジンのコネクティングロッドの大端部に用いられている。

この点に関し、本実施の形態では、３箇所の軸受寿命が均等になるように３つの軸径が設計されており、両主軸部２３、２５がある程度の大きさを必要とする。そのため、一体型保持器を有する軸受はライダー軸部２１に組み付けられないので、上述の如く図４の分割タイプの保持器を有する軸受が採用されている。

また、ドライブシャフト１１には、潤滑用の通路８１、８３、８５が設けられている。これらのうち、通路８１は、ドライブシャフト１１の軸方向に延びており、通路８３は通路８１から直角に延びてライダー軸部２１に達している。そして、ポンプハウジング３のライダー室１９内の燃料が、通路８１、８３を通ってライダー軸部２１に供給される。

「第１主軸受３３」
第１主軸部２３は、既に説明したように被駆動側の軸であり、回転力を入力される側の軸である。ドライブシャフト１１の被駆動側（第１主軸部２３の側）の端部には、直接ベルトプーリ又は歯車等を固定した直接駆動などにより駆動力が入力され、したがって、第１主軸部２３には外部から高いラジアル荷重が作用する。

そこで、外部から受ける高いラジアル荷重にも耐えられるよう、第１主軸受３３としては、一体型保持器付き針状ころ軸受、或いは、円筒ころ軸受が用いられる。円筒ころ軸受は、一般にローラベアリングと呼ばれる。図１の例では、第１主軸受３３が、前者の一体型保持器付き針状ころ軸受である。

第１主軸受３３の一方の側面はポンプハウジング３のライダー室１９の壁面に当接している。他方の側面とライダー軸部２１の間には、スペーサ８７が介在している。また、ドライブシャフト１１の軸方向の通路８１から直角に通路８５が延びており、通路８５が第１主軸部２３に達している。これら通路８１、８５を通って、潤滑のために燃料が第１主軸部２３に供給される。

「第２主軸受３５」
第２主軸部２５は、ライダー軸部２１から見て被駆動側と反対側の軸である。第２主軸受３５としては、ライダー１３からの反力のほぼ半分のラジアル荷重を受けると同時に、ヘリカルギヤ（はすば歯車）等によるドライブシャフト１１の直接駆動などによって作用するスラスト荷重も受けられるように、一般にボールベアリングと呼ばれる深溝玉軸受が採用されている。

図示のように、第２主軸部２５とライダー軸部２１の間にはスペーサ８９が介在している。また、ドライブシャフト１１の端部には雄ねじ部が設けられ、この雄ねじ部にナット９１及びワッシャ９３が組み付けられ、これらによって第２主軸受３５が固定されている。

以上に、ドライブシャフト１１及びライダー１３関連の軸受構造について説明した。次に、ディーゼルポンプ１の動作を説明する。

駆動機構９のドライブシャフト１１が回転すると、ライダー１３が上下に動き、プランジャ７を往復させる。より詳細には、ドライブシャフト１１のライダー軸部２１が回転し、ライダー軸部２１の中心が円形の軌跡を描く。ライダー軸部２１の回転により、ライダー１３が往復し、ライダー１３の平坦部１３ａがプランジャ７を周期的に押圧する。ライダー１３の押圧力とプランジャスプリング４１の付勢力によってプランジャ７が往復する。

プランジャ７の中心（シリンダ５の中心）は、ドライブシャフト１１の中心からオフセットしている。これは、プランジャ７の燃料加圧過程においてプランジャ７の中心とライダー中心（ライダー軸部中心）をより接近させるためである。このオフセットにより、プランジャ７の傾きを低減することができる。

図１では、上側のプランジャ７がライダー１３に押されて上死点に位置している。ライダー１３が回転すると、ライダー１３の平坦部１３ａが下がり、プランジャ７がプランジャスプリング４１の付勢力で下降する。プランジャ７の下降により負圧が加圧室５１に生じ、インレットバルブ４３が下降して開く。そして、燃料が、シリンダ端空間５３からインレットバルブシート４５を通ってシリンダ５の加圧室５１に吸い込まれる。

図１の下側のプランジャ７は下死点にある。プランジャ７は下死点を過ぎて上昇する。プランジャ７が上昇すると、インレットバルブ４３が閉じ、加圧室５１の燃料がプランジャ７により加圧される。プランジャ７が上昇し、加圧室５１の圧力がアウトレットジョイント５５のアウトレットバルブスプリングの付勢力に打ち勝つと、アウトレットバルブが開く（図示せず）。加圧された燃料は、アウトレットジョイント５５の通路を通ってディーゼルエンジンのコモンレールへと排出される。

上記の動作では、加圧室５１に高圧が繰り返し作用する。しかし、本実施の形態では、シリンダ５が硫黄レス合金鋼でできているので、硫黄の偏析がシリンダ５の内面に現れることがなく、クラックの起点が存在しない。したがって、高い耐久性と信頼性が得られる。２０００ｂａｒ（２００ＭＰａ）レベルの高圧下でも耐久性と信頼性を確保できる。しかも、本実施の形態では、シリンダ５がポンプハウジング１と別体であり、サイズが小さく、加工箇所も少ない。したがって、生産性の大幅低下とコストの大幅増加を避けることができる。こうして、高圧下での耐久性を向上でき、生産性が高く、低コストなディーゼルポンプ１を提供できる。

また、本実施の形態では、ライダー軸受３１、第１主軸受３３及び第２主軸受３５が転がり軸受である。これにより、２０００ｂａｒ（２００ＭＰａ）レベル下でも、軸受部分の寿命や耐久性を確保し、かじり、焼き付き等の損傷を防いで、信頼性を向上できる。更には、転がり軸受を用いることにより、ディーゼルポンプの小型化、軽量化も可能となる。これらの利点については更に後述する。

次に、本考案の別の実施の形態について説明する。上述の実施の形態では、組付けの都合上、ライダー軸受が、二分割タイプの保持器を有する針状ころ軸受であった。これに対して、本実施の形態では、軸径の設定の変更により、一体型保持器を有する針状ころ軸受を使用可能にしている。また、上述の実施の形態とは第１主軸受のタイプが異なり、すなわち本実施の形態では第１主軸受が円筒ころ軸受である。以下の説明において、上述の実施の形態と重複する事項の説明は適宜省略する。

図５は本実施の形態のディーゼルポンプ１０１を示しており、図６は本実施の形態で使われるライダー軸受を示している。図５に示されるように、本実施の形態では、第２主軸部１０３の径が小さく設定されている。第２主軸部１０３の外周にはカラー１０５が装着され、カラー１０５の外周に第２主軸受３５が設けられている。カラー１０５は、ライダー軸部２１側にフランジ部を有し、フランジ部がライダー軸部２１と第２主軸受３５のスペーサとして機能する。

そして、図５の構成では、ライダー軸受１０７が、円周一体型保持器を有する保持器付き針状ころ軸受（図６）である。組立の際は、ライダー軸受１０７がライダー軸部２１に嵌められ、カラー１０５が第２主軸部１０３に嵌められ、それからカラー１０５に第２主軸受３５が嵌められる。

本実施の形態では、第２主軸部１０３の半径が、ライダー軸部２１の半径とオフセット量の差以下であればよい。これにより、シャフト回転中心からライダー軸部２１の外周までの距離の最小値（図５においてシャフト回転中心からライダー軸部２１の下端までの距離）が、第２主軸部１０３の半径以上にになり、上記のように一体型保持器を有する保持器付き針状ころ軸受をライダー軸受１０７としてライダー軸部２１に組み付け可能になる。図５の例では、第２主軸部１０３の半径が、ライダー軸部２１の半径とオフセット量の差とほぼ等しい。

以上に本実施の形態について説明した。上述の説明ように、本実施の形態では、スラスト荷重を負担する側の第２主軸受３５（玉軸受）とドライブシャフト１１の間にカラー１０５を挿入することで、第２主軸部１０３の軸径を小さくし、これにより、一体型保持器を有するライダー軸受１０７を組み付け可能にしている。ただし、上述の図１の構成の方が、ドライブシャフトの剛性が高く、軸受耐久性も高くでき、また、組立の生産性も高く、これらの点で有利である。

また、図１では、第１主軸受３３が一体型保持器付き針状ころ軸受であったのに対して、図５では、第１主軸受１１１として円筒ころ軸受である。前述したように、第１主軸受には、外部から受ける高いラジアル荷重にも耐えることが求められ、円筒ころ軸受も適している。第１主軸受１１１とライダー軸部２１の間にはスペーサ１１３が介在している。

図７は、本考案の更に別の実施の形態を示している。図７では、第１主軸受及び第２主軸受が、円すいころ軸受である。これら第１主軸受、第２主軸受は、中央のライダーを挟み込んでおり、スラスト荷重も受けるように設けられている。このような構成でも、本考案の利点を好適に得ることができる。

以上に、本考案の実施の形態について説明した。上述したように、本考案によれば、プランジャ駆動機構におけるドライブシャフトのライダー軸部及びその両側の軸部に転がり軸受を設けたことにより、高い燃料圧力でも高い信頼性を提供することができる。

特に、近年、２０００ｂａｒ（２００ＭＰａ）を超える勢いで燃料圧力が増大しており、ライダーを経由してドライブシャフトに作用する荷重も１ｔｏｎ近くになり、ドライブシャフトを経由してライダーの両側の軸受が受ける反力も比例して大きくなる。しかし、ドライブシャフトの外径は、一般に２０ｍｍ程度と小さい。そのため、従来一般に適用される滑り軸受では、必要な最小油膜厚さが得られなくなり、十分な軸受寿命及び耐久性を確保できなくなる可能性がある。これに対して、本考案では、転がり軸受を用いており、小径、かつ狭い軸受幅の条件でも十分な寿命・耐久性を確保できる。

また、従来の滑り軸受を用いる構成に比べ、転がり軸受を用いる本考案の構成は、圧倒的に機械的損失が少ない。滑り軸受けを用いた構成では、高い面圧を受けて摺動することに起因してかじり、焼き付き等の損傷が生じやすくなるのに対し、このような損傷に対するタフネスに関しても、転がり軸受けを用いた本考案の構成は圧倒的な優位性を持つ。

また、寒冷地で、野外駐車の車両が早朝にエンジンを始動するような状況では、燃料である軽油が部分的にシャーベット状になることがある。また、薄いブッシングメタルがアルミニウム合金等のハウジングに圧入される構造では、ハウジングが低温で収縮し、そのために十分な軸受隙間を確保できない可能性がある。そして、このような要因により、かじり、張り付き等の損傷が生じる可能性もある。このような損傷に対するタフネスに関しても、転がり軸受けを用いた本考案の構成は数段優れている。

また、本考案は、ディーゼルポンプの小型、軽量化にも寄与する。まず、上述したように、本考案では、転がり軸受を用いているので、小径、かつ狭い軸受幅の条件でも十分な寿命・耐久性を確保できる。このことにより、ドライブシャフト径や軸受サイズを大きくしないですむので、ポンプ全体としては小型化が可能になる。

更に、滑り軸受に比べ、転がり軸受は高速回転に適しているため、ポンプ１回転ごとの高圧燃料の排出量を下げ、その分回転数を上げることで、結果的に小型、軽量化の効果を得られる。

以上に本考案の好適な実施の形態を説明した。しかし、本考案は上述の実施の形態に限定されず、当業者が本考案の範囲内で上述の実施の形態を変形可能なことはもちろんである。

以上のように、本考案に係るディーゼルポンプは、高圧下での信頼性を向上でき、小型、軽量化も可能であり、例えば高圧用ディーゼルポンプとして有用である。

１ ディーゼルポンプ
３ ポンプハウジング
５ シリンダ
７ プランジャ
９ 駆動機構
１１ ドライブシャフト
１３ ライダー
２１ ライダー軸部
２３ 第１主軸部
２５ 第２主軸部
３１ ライダー軸受
３３ 第１主軸受
３５ 第２主軸受

Claims (8)

1. シリンダが設けられたハウジングと、
   前記シリンダに往復可能に設けられたプランジャと、
   前記プランジャを駆動する駆動機構とを備えるディーゼルポンプにおいて、
   前記駆動機構は、
   回転中心からオフセットしたライダー軸部を有し、前記ライダー軸部の両側の第１主軸部及び第２主軸部にて前記ハウジングに支持されるドライブシャフトと、
   前記ライダー軸部に回動可能に設けられ、前記ライダー軸部の回転に伴って前記プランジャを押すライダーとを有し、
   前記ライダー軸と前記ライダーの間にライダー軸受が設けられ、前記第１主軸部及び前記第２主軸部と前記ハウジングの間に第１主軸受及び第２主軸受がそれぞれ設けられ、前記ライダー軸受、第１主軸受及び第２主軸受が、転がり軸受であることを特徴とするディーゼルポンプ。
2. 複数の前記シリンダが前記駆動機構を中心に放射状に配置されており、前記複数のシリンダに複数の前記プランジャがそれぞれ設けられ、前記駆動機構が前記ポンプハウジングの外方向に前記複数のプランジャを駆動して燃料を加圧することを特徴とする請求項１に記載のディーゼルポンプ。
3. 前記ライダー軸受が、保持器付き針状ころ軸受であることを特徴とする請求項１または２に記載のディーゼルポンプ。
4. 前記保持器付き針状ころ軸受が、円周上で２分割される保持器を有することを特徴とする請求項３に記載のディーゼルポンプ。
5. 前記第１主軸部及び前記第２主軸部の少なくとも一方が、前記ライダー軸部の半径とオフセット量の差以下の半径を有し、外周に装着されたカラーを介して軸支され、
   前記保持器付き針状ころ軸受が、一体型保持器を有することを特徴とする請求項３に記載のディーゼルポンプ。
6. 前記第１主軸部が、前記ライダー軸から見て、回転力が前記ドライブシャフトに入力される側の軸部であり、前記第１主軸受が、保持器付き針状ころ軸受又は円筒ころ軸受であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のディーゼルポンプ。
7. 前記第２主軸部が、前記ライダー軸から見て、回転力が前記ドライブシャフトに入力される側と反対側の軸部であり、前記第２主軸受が、深溝玉軸受であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のディーゼルポンプ。
8. 前記第１主軸受及び前記第２主軸受が、円すいころ軸受であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のディーゼルポンプ。