JP4386030B2 - 高圧ポンプ - Google Patents
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Description
この高圧ポンプは、図15に示すように、シリンダボディ71と、そのシリンダボディ71の摺動孔72に往復摺動可能に嵌入されたプランジャ73と、摺動孔72の一端側(図15の上側)に設けられた加圧室74と、摺動孔72の他端側(図15の下側)に設けられたリフタ75及び駆動カム76とを備えている。リフタ75は、その内底部においてプランジャ73に当接されており、リフタガイド77によって往復摺動可能に案内される。リフタ75はばね78によって駆動カム76側へ付勢されている。そして、駆動カム76が回転することでプランジャ73を摺動孔72内で往復摺動させ、加圧室74の容積を変化させて燃料79を吸入・加圧する構成となっている。
請求項1に記載の発明では、加圧室及び駆動カム間のシリンダボディの摺動孔にプランジャを往復摺動可能に嵌入し、前記駆動カムにより前記プランジャを同駆動カム側へ移動させることで同加圧室内に液体を吸入し、前記駆動カムにより前記プランジャを前記加圧室側へ移動させることで同加圧室内の液体を加圧し、さらに、前記プランジャと前記摺動孔の壁面との間隙を、前記加圧室から流出した液体の流通路とする高圧ポンプにおいて、前記流通路の途中に、同流通路のみが連通されて前記プランジャの前記駆動カム側への移動に伴い容積が拡大して前記加圧室から流出した液体を同流通路を通じて吸入する一方、同プランジャの前記加圧室側への移動に伴い容積が縮小して吸入された液体を前記流通路を通じて排出する液体溜まり部を設けている。
請求項3に記載の発明では、請求項2に記載の発明において、前記摺動孔の段差部及び前記プランジャの段差部は、ともに同摺動孔の中心線に対し直交する面により構成されているとする。
上記の構成によれば、摺動孔のテーパ状をなす段差部の内径は駆動カム側ほど大きい。同段差部とプランジャの小径軸部との間隔は、駆動カム側ほど大きい。そのため、段差部を摺動孔の中心線に対し直交させた場合に比べ、プランジャが駆動カム側へ移動して液体が液体溜まり部に流入する際の抵抗が小さく、液体溜まり部内に液体を効率よく吸入することができる。
上記の構成によれば、プランジャのテーパ状をなす段差部の外径は駆動カム側ほど大きい。同段差部と摺動孔の大径孔部との間隔は、駆動カム側ほど小さい。そのため、段差部を摺動孔の中心線に対し直交させた場合に比べ、プランジャが加圧室側へ移動して液体が液体溜まり部から流出する際の抵抗が小さくなって流動性がよくなり、潤滑・冷却性能の向上が期待できる。
前記流通路に、前記プランジャの前記駆動カム側への移動に伴い容積が拡大し、同プランジャの前記加圧室側への移動に伴い容積が縮小する液体溜まり部が設けられ、前記液体の流通路における前記液体溜まり部よりも前記駆動カム側の部分が、同液体溜まり部よりも前記加圧室側の部分に比べて大きな断面積を有しているものであるとする。
以下、本発明の高圧ポンプをエンジンの燃料供給系に設けられる高圧燃料ポンプに具体化した第1実施形態について、図1〜図8を参照して説明する。
図7に示すように、駆動カム22が所定のカムノーズ24のベース円部23から最も離れた箇所(先端部)においてリフタ38の中心Cと接触するときには、プランジャ32はその可動範囲においてカムシャフト21の回転中心Rから最も遠ざかった箇所(上死点)に位置する。このとき、プランジャ32の一端部(図7の上端部)は加圧室35内に最も突出した箇所に位置しており、従って、加圧室35の容積は採り得る範囲の最小となっている。
条件(ii):プランジャ32が下死点に位置するとき(図3参照)、摺動孔31の開放端48よりも加圧室35側にあること。
(1)プランジャ32と摺動孔31の壁面46との間の燃料10の流通路47に、プランジャ32の駆動カム22側への移動に伴い容積が拡大し、プランジャ32の加圧室35側への移動に伴い容積が縮小する液体溜まり部55を設けて、流通路47において液体溜まり部55よりも駆動カム22側の箇所に多くの燃料10を供給するようにしている。そのため、加圧行程でプランジャ32が摺動孔31内で傾斜し、摺動孔31の壁面46の駆動カム側端部Edに強く当たった状態で摺動したとしても、上記のように液体溜まり部55から供給される多くの燃料10により駆動カム側端部Edを確実に潤滑及び冷却し、もって摺動に伴う過熱を抑制することができる。
次に、本発明を具体化した第2実施形態について、図9を参照して説明する。第2実施形態では、液体溜まり部55を構成する摺動孔31及びプランジャ32における各段差部58,63の形状が第1実施形態と異なっている。具体的には、摺動孔31の段差部58は駆動カム22側(図9の下側)ほど拡径するテーパ状をなしている。同様に、プランジャ32の段差部63もまた駆動カム22側ほど拡径するテーパ状をなしている。両段差部58,63のテーパの程度を、摺動孔31の中心線Lとなす角度α1,α2として表すと、両角度α1,α2は互いに略同一に設定されている。
条件(iii ):プランジャ32が上死点に位置するとき、段差部63の上端部(小径軸部62に最も近い箇所)が段差部58の上端部(小径孔部57に最も近い箇所)よりも駆動カム22側にあること。
上述した以外の構成は第1実施形態と同様である。そのため、第1実施形態と同様の部材、箇所等については同一の符号を付して説明を省略する。
(5)摺動孔31の段差部58を駆動カム22側ほど拡径するテーパ状に形成している。そのため、吸入行程において燃料10が液体溜まり部55に流入する際の抵抗を小さくし、燃料10を液体溜まり部55内に効率よく吸入することが可能となる。
次に、本発明を具体化した第3実施形態について、図10及び図11を参照して説明する。第3実施形態では、摺動孔31の壁面46とプランジャ32との間の燃料10の流通路47について、摺動孔31の中心線Lに直交する面の面積(以下、流通路47の断面積という)が、液体溜まり部55を基準とし、それよりも駆動カム22側の空間65と加圧室35側の空間64とで異なっている。前者の断面積をSdとし、後者の断面積をSpとすると、両者の間には、Sd>Spの関係が成り立っている。
(7)流通路47において、空間65の断面積Sdを空間64の断面積Spよりも大きく設定している。そのため、液体溜まり部55内の燃料10を空間65へ多く供給して駆動カム側端部Edを積極的に潤滑・冷却することができる。
次に、本発明を具体化した第4実施形態について、図12及び図13を参照して説明する。
上記の構成を有する本実施形態の高圧燃料ポンプ17では、液体溜まり部55から流通路47の空間65へ流出する燃料10の多くは、抵抗の小さな箇所であるプランジャ32と大径孔部56の壁面46との間隔の大きな箇所へ流れようとする。第4実施形態では、この間隔の大きな箇所は、プランジャ32が加圧室35側へ移動するときに大径孔部56の壁面46の駆動カム側端部Edに接触する側に設定されている。そのため、液体溜まり部55から空間65へ流れる燃料10の多くが、その空間65の中でも特に潤滑・冷却の必要な箇所へ集中して供給されることとなる。
(8)空間65における大径軸部61と大径孔部56の壁面46との間隔D1,D2に関し、プランジャ32が加圧室35側へ移動するときに摺動孔31の壁面46の駆動カム側端部Edに接触する側の間隔D2を、接触しない側の間隔D1よりも大きく設定している。そのため、液体溜まり部55内の燃料を空間65において潤滑・冷却の特に必要な箇所へ集中して供給して、潤滑・冷却の効率を高めることができる。
・第2実施形態における摺動孔31の段差部58及びプランジャ32の段差部63の一方を、摺動孔31の中心線Lに対し直交する面により構成してもよい。
・第3及び第4実施形態についても第2実施形態と同様、摺動孔31の段差部58を駆動カム22側ほど拡径するテーパ状とし、プランジャ32の段差部63を、駆動カム22側ほど拡径するテーパ状としてもよい。
・本発明はエンジンの高圧燃料ポンプ17以外の高圧ポンプにも適用することができる。
Claims (8)
- 加圧室及び駆動カム間のシリンダボディの摺動孔にプランジャを往復摺動可能に嵌入し、前記駆動カムにより前記プランジャを同駆動カム側へ移動させることで同加圧室内に液体を吸入し、前記駆動カムにより前記プランジャを前記加圧室側へ移動させることで同加圧室内の液体を加圧し、さらに、前記プランジャと前記摺動孔の壁面との間隙を、前記加圧室から流出した液体の流通路とする高圧ポンプにおいて、
前記流通路の途中に、同流通路のみが連通されて前記プランジャの前記駆動カム側への移動に伴い容積が拡大して前記加圧室から流出した液体を同流通路を通じて吸入する一方、同プランジャの前記加圧室側への移動に伴い容積が縮小して吸入された液体を前記流通路を通じて排出する液体溜まり部を設けたことを特徴とする高圧ポンプ。 - 前記摺動孔には、前記駆動カム側の大径孔部と前記加圧室側の小径孔部とが設けられる一方、前記プランジャには前記駆動カム側の大径軸部と前記加圧室側の小径軸部とが設けられ、前記大径軸部が前記大径孔部に嵌入され、前記小径軸部が前記小径孔部に嵌入されており、
前記液体溜まり部は、前記大径孔部及び前記小径孔部間の段差部と、前記大径軸部及び前記小径軸部間の段差部との間に生ずる空間により構成されるものである請求項1に記載の高圧ポンプ。 - 前記摺動孔の段差部及び前記プランジャの段差部は、ともに同摺動孔の中心線に対し直交する面により構成されている請求項2に記載の高圧ポンプ。
- 前記摺動孔の段差部は駆動カム側ほど拡径するテーパ状をなしている請求項2に記載の高圧ポンプ。
- 前記プランジャの段差部は駆動カム側ほど拡径するテーパ状をなしている請求項2又は4に記載の高圧ポンプ。
- 加圧室及び駆動カム間のシリンダボディの摺動孔にプランジャを往復摺動可能に嵌入し、前記駆動カムにより前記プランジャを同駆動カム側へ移動させることで同加圧室内に液体を吸入し、前記駆動カムにより前記プランジャを前記加圧室側へ移動させることで同加圧室内の液体を加圧し、さらに、前記プランジャと前記摺動孔の壁面との間隙を、前記加圧室から流出した液体の流通路とする高圧ポンプにおいて、
前記流通路に、前記プランジャの前記駆動カム側への移動に伴い容積が拡大し、同プランジャの前記加圧室側への移動に伴い容積が縮小する液体溜まり部が設けられ、前記液体の流通路における前記液体溜まり部よりも前記駆動カム側の部分が、同液体溜まり部よりも前記加圧室側の部分に比べて大きな断面積を有していることを特徴とする高圧ポンプ。 - 前記液体溜まり部よりも前記駆動カム側の部分における前記プランジャと前記摺動孔の壁面との間隔について、前記プランジャが前記加圧室側へ移動するときに前記摺動孔の壁面の駆動カム側端部に接触する側での間隔が、接触しない側での間隔よりも大きく設定されている請求項6に記載の高圧ポンプ。
- 加圧室及び駆動カム間のシリンダボディの摺動孔にプランジャを往復摺動可能に嵌入し、前記駆動カムにより前記プランジャを同駆動カム側へ移動させることで同加圧室内に液体を吸入し、前記駆動カムにより前記プランジャを前記加圧室側へ移動させることで同加圧室内の液体を加圧し、さらに、前記プランジャと前記摺動孔の壁面との間隙を、前記加圧室から流出した液体の流通路とする高圧ポンプにおいて、
前記流通路における前記プランジャが前記摺動孔の壁面に対し最も高い面圧で接触する箇所の近傍に、前記プランジャの前記駆動カム側への移動に伴い容積が拡大し、同プランジャの前記加圧室側への移動に伴い容積が縮小する液体溜まり部が設けられていることを特徴とする高圧ポンプ。
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