JP4556973B2 - サプライポンプ - Google Patents

Description

本発明は、エンジンに燃料を供給するサプライポンプに関する。

従来から、サプライポンプは、エンジンから駆動力を付与されて回転するシャフトと、シャフトに偏芯して組み付けられるカムと、カムの公転に応じて上下動するプランジャとを備え、プランジャの上下動に応じて、プランジャ上部の加圧室に燃料を吸引し加圧して吐出する（例えば、特許文献１参照）。

このサプライポンプでは、シャフトとハウジングとの間にメタルブッシュが配されて軸受部を形成しており、この軸受部に潤滑油が供給されて潤滑性が維持されている。そして、軸受部における潤滑油の浸透性を向上するため、シャフト外周面に溝を設ける等の改良が施されている。
しかし、吐出圧力の高圧化や回転数の高速化により、軸受部の潤滑性向上に対する要求は高まる一方であり、さらなる潤滑油の浸透性向上が求められている。
特開２０００−２４０５３１号公報

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、サプライポンプの軸受部において潤滑油の浸透性を向上することにある。

〔請求項１の手段〕
請求項１に記載のサプライポンプは、エンジンから駆動力を付与されて回転するシャフトと、シャフトに偏芯して組み付けられるカムと、カムの公転に応じて上下動するプランジャとを備え、プランジャの上下動に応じて、加圧室に燃料を吸引し加圧して吐出する。
そして、このサプライポンプによれば、カムを収容するとともにシャフトの軸受部に通じるカム室、および、シャフトの軸受部に通じるとともにカム室に接続する通路を有し、カム室および通路に潤滑油を流動させてシャフトの軸受部を潤滑し、カム室、通路およびシャフトの軸受部を含んでなる潤滑油流動部に、逆止弁が配されている。

これにより、高圧化された潤滑油が一方向に流れるので、潤滑油を軸受部に強制的に供給することができる。このため、サプライポンプの軸受部において潤滑油の浸透性を向上することができる。

〔請求項２の手段〕
請求項２に記載のサプライポンプによれば、逆止弁は、孔を有する筒状のボディと、孔を開閉する弁体とを有し、プランジャの下部の外周を包囲するようにプランジャと一体化されて上下動し、カム室を互いに液密性が保持される拡縮自在の２室に区画する。

これにより、逆止弁に区画される２室では、潤滑油の圧力（潤滑油圧と呼ぶ）がプランジャの上下動に応じて増減するので、２室の内の一方の空間を潤滑油の加圧室（潤滑油加圧室と呼ぶ）として利用することができる。すなわち、潤滑油加圧室が縮小し潤滑油加圧室の潤滑油圧が上昇したときに逆止弁を開弁させて潤滑油加圧室から潤滑油を吐出し、潤滑油加圧室が拡大し潤滑油加圧室の潤滑油圧が低下したときに逆止弁を閉弁させて潤滑油加圧室に潤滑油を吸引することができる。
このため、プランジャの上下動に応じて高圧の潤滑油を軸受部に供給することができるので、サプライポンプの軸受部において潤滑油の浸透性を向上することができる。

〔請求項３の手段〕
請求項３に記載のサプライポンプによれば、カム室は、プランジャの下部の外周を包囲するようにプランジャと一体化されて上下動する第１孔付筒状体を収容し、カム室は、第１孔付筒状体の内周側と外周側との２室に区画され、内周側の１室は、第１孔付筒状体の上下動により容積が拡縮する。そして、内周側の１室の潤滑油は、内周側の１室の容積の縮小により、第１孔付筒状体の孔を介して通路に吐出される。
内周側の１室は、プランジャの上下動に応じて容積が拡縮し潤滑油圧が増減するので、潤滑油加圧室として利用することができる。これにより、内周側の１室の容積縮小により、高圧化された潤滑油が、第１孔付筒状体の孔を介して通路に吐出される。このため、プランジャの上下動に応じて高圧の潤滑油を軸受部に供給することができるので、サプライポンプの軸受部において潤滑油の浸透性を向上することができる。

〔請求項４の手段〕
請求項４に記載のサプライポンプによれば、カム室は、第１孔付筒状体の外周側でプランジャの上下動に対して相対的に固定されるとともに、第１孔付筒状体に対して同軸的かつ摺動自在に配される第２孔付筒状体を収容し、第２孔付筒状体は、自身の孔が通路に直接的に連通するように固定されている。そして、内周側の１室の潤滑油は、第１孔付筒状体の孔と第２孔付筒状体の孔とが連通することで通路に吐出され、シャフトの軸受部を潤滑する。

〔請求項５の手段〕
請求項５に記載のサプライポンプによれば、内周側の１室の潤滑油は、第１孔付筒状体の孔と通路とが直接的に連通することで通路に吐出される。

最良の形態１のサプライポンプは、エンジンから駆動力を付与されて回転するシャフトと、シャフトに偏芯して組み付けられるカムと、カムの公転に応じて上下動するプランジャとを備え、プランジャの上下動に応じて、加圧室に燃料を吸引し加圧して吐出する。
そして、このサプライポンプによれば、カムを収容するとともにシャフトの軸受部に通じるカム室、および、シャフトの軸受部に通じるとともにカム室に接続する通路を有し、カム室および通路に潤滑油を流動させてシャフトの軸受部を潤滑し、カム室、通路およびシャフトの軸受部を含んでなる潤滑油流動部に、逆止弁が配されている。
また、逆止弁は、孔を有する筒状のボディと、孔を開閉する弁体とを有し、プランジャの下部の外周を包囲するようにプランジャと一体化されて上下動し、カム室を互いに液密性が保持される拡縮自在の２室に区画する。

最良の形態２のサプライポンプによれば、カム室は、プランジャの下部の外周を包囲するようにプランジャと一体化されて上下動する第１孔付筒状体を収容し、カム室は、第１孔付筒状体の内周側と外周側との２室に区画され、内周側の１室は、第１孔付筒状体の上下動により容積が拡縮する。そして、内周側の１室の潤滑油は、内周側の１室の容積の縮小により、第１孔付筒状体の孔を介して通路に吐出される。

また、カム室は、第１孔付筒状体の外周側でプランジャの上下動に対して相対的に固定されるとともに、第１孔付筒状体に対して同軸的かつ摺動自在に配される第２孔付筒状体を収容し、第２孔付筒状体は、自身の孔が通路に直接的に連通するように固定されている。そして、内周側の１室の潤滑油は、第１孔付筒状体の孔と第２孔付筒状体の孔とが連通することで通路に吐出され、シャフトの軸受部を潤滑する。
最良の形態３のサプライポンプによれば、内周側の１室の潤滑油は、第１孔付筒状体の孔と通路とが直接的に連通することで通路に吐出される。

〔実施例１の構成〕
実施例１のサプライポンプ１の構成を、図１および図２を用いて説明する。
サプライポンプ１は、エンジン（図示せず）から駆動力を付与されて回転するシャフト２と、シャフト２に偏芯して組み付けられるカム３と、カム３の公転に応じて上下動するプランジャ４とを備え、プランジャ４の上下動に応じて、プランジャ４の上部に形成される加圧室５に燃料を吸引し加圧して吐出する。

ここで、加圧室５に吸引される燃料は、フィードポンプ７により燃料タンク（図示せず）から吸引され、吸入調量弁（図示せず）により調量されたものである。そして、吸入調量弁を通過した燃料が、プランジャ４の下降に伴う加圧室５の拡大により逆止弁８を開弁し、加圧室５に吸引される。また、加圧室５に吸引された燃料は、プランジャ４の上昇に伴う加圧室５の縮小により加圧されて逆止弁９を開弁し、加圧室５から吐出される。

そして、吐出された燃料は、例えば、コモンレール（図示せず）に供給されて高圧状態で蓄圧され、さらにコモンレールからインジェクタ（図示せず）に供給されてエンジンの気筒内に噴射される。なお、サプライポンプ１やインジェクタ等の駆動制御は、所定の電子制御装置（図示せず）により実行される。

また、サプライポンプ１では、シャフト２とハウジング１１との間にメタルブッシュ１２が配されて軸受部１３を形成しており、軸受部１３に潤滑油が供給されて潤滑性が維持されている。すなわち、サプライポンプ１は、カム３を収容するとともにシャフト２の軸受部１３に通じるカム室１４、および、シャフト２の軸受部１３に通じるとともにカム室１４に接続する通路１５を有し、カム室１４および通路１５に潤滑油を流動させてシャフト２の軸受部１３を潤滑する。つまり、サプライポンプ１は、カム室１４、通路１５およびシャフト２の軸受部１３等により潤滑油流動部１６を形成する。

ここで、カム３は、プランジャ４の先端部をなすプランジャヘッド１９と摺接するカムリング２０の内周側に収容され、カム３とカムリング２０との間にはメタルブッシュ２１が介挿されている。また、プランジャヘッド１９は、スプリング２２により下方に付勢されてカムリング２０に当接し、カム３の公転によりカムリング２０が上下動するとともに図示手前側と奥側との間で往復動することで、カムリング２０に対して摺動する。

そして、カム室１４は、カム３とともに、プランジャヘッド１９、カムリング２０、メタルブッシュ２１およびスプリング２２を収容し、潤滑油が供給されてメタルブッシュ２１とカム３との間やプランジャヘッド１９とカムリング２０との間が潤滑される。なお、潤滑油は、フィードポンプ７からカム室１４に向けて設けられた通路（図示せず）を介して供給される燃料であり、所定の流出口（図示せず）からサプライポンプ１の外部に流出して燃料タンクに戻る。

また、プランジャヘッド１９には、潤滑油流動部１６における逆止弁として機能する弁装置が装着されている（以下、この弁装置を逆止弁２５とする）。
逆止弁２５は、図２に示すように、孔２６を有する筒状のボディ２７と、孔２６を開閉する弁体２８とを有し、プランジャ４の下部の外周を包囲するようにプランジャ４に固着されている。すなわち、逆止弁２５は、ボディ２７の下端部の内周がプランジャヘッド１９の外周に固定されることで、プランジャ４に固着されている。さらに、弁体２８がボディ２７の上端部の外周に固着されることで、逆止弁２５として一体をなしている。

ここで、弁体２８は、弁部２９が孔２６を外周側から覆うように、ボディ２７に固着されている。これにより、弁部２９には、孔２６を通じてボディ２７の内周側の圧力が外周側に向けて作用し、内周側の圧力が所定の閾値よりも高圧になると、弁部２９が外周側に弾性変形して孔２６をボディ２７の外周側に開放する。この結果、ボディ２７の内周側と外周側とが連通状態になり、逆止弁２５は開弁状態となる。

また、弁体２８の上端部の外周は、カム室１４を形成するハウジング１１の内周面３１に摺接する摺動部３２をなしている。そして、逆止弁２５は、摺動部３２が内周面３１に摺接することで、カム室１４を互いに液密性が保持される拡縮自在の２室に区画する。

ここで、逆止弁２５は、上記のようにボディ２７の内周側が高圧になると弁部２９が外周側に弾性変形して開弁する。このため、逆止弁２５は、区画された２室の内で逆止弁２５の内周側の領域を含む１室を潤滑油の加圧室として利用し（以下、逆止弁２５の内周側の領域を含む１室を潤滑油加圧室３３とする）、潤滑油加圧室３３の潤滑油を加圧して逆止弁２５の外周側のカム室１４（以下、外周側カム室３４とする）に吐出することができる。

〔実施例１の作用〕
実施例１のサプライポンプ１の作用を、図３を用いて説明する。
まず、プランジャ４が上昇すると、潤滑油加圧室３３が縮小し潤滑油加圧室３３の潤滑油圧が上昇する。これにより、潤滑油加圧室３３の潤滑油圧が閾値よりも大きくなり、逆止弁２５が開弁する（図３（ａ）参照）。このため、加圧された潤滑油が、潤滑油加圧室３３から外周側カム室３４に吐出される。

また、プランジャ４が下降すると、潤滑油加圧室３３が拡大し潤滑油加圧室３３の潤滑油圧が低下する。これにより、潤滑油加圧室３３の潤滑油圧が閾値よりも小さくなり逆止弁２５が閉弁し、さらに潤滑油圧は低下を続ける（図３（ｂ）参照）。このため、通路１５の潤滑油が潤滑油加圧室３３に吸引され、さらに軸受部１３の潤滑油が通路１５に流入する。

以上により、サプライポンプ１では、プランジャ４の上下動に応じて、潤滑油加圧室３３の潤滑油圧上昇および逆止弁２５の開弁と、潤滑油加圧室３３の潤滑油圧低下および逆止弁２５の閉弁とが繰り返される。この結果、潤滑油流動部１６の潤滑油は、カム室１４→軸受部１３→通路１５→カム室１４の方向に流れる。

〔実施例１の効果〕
実施例１のサプライポンプ１は、カム室１４に逆止弁２５が配されて逆止弁２５の内周側に拡縮自在の潤滑油加圧室３３を形成し、プランジャ４の上下動に応じて潤滑油加圧室３３で潤滑油を加圧して軸受部１３の方に吐出し、通路１５から潤滑油加圧室３３に潤滑油を吸引する。
これにより、潤滑油流動部１６の潤滑油は、カム室１４→軸受部１３→通路１５→カム室１４の方向に流れるので、軸受部１３において潤滑油の浸透性を向上することができる。

〔実施例２の構成〕
実施例２のサプライポンプ１によれば、カム室１４は、図４および図５に示すように、プランジャ４の下部の外周を包囲するようにプランジャヘッド１９に固着されて上下動する第１孔付筒状体３７と、ハウジング１１の内周面３１に固着されてプランジャ４の上下動に対し相対的に固定される第２孔付筒状体３８とを収容する。

第１孔付筒状体３７は、第２孔付筒状体３８と同軸的に配されるとともに、外周面が第２孔付筒状体３８の内周面に摺動自在になるように配される。また、カム室１４は、第１孔付筒状体３７の内周側と外周側との２室に区画され、内周側の１室は、第１孔付筒状体３７の上下動により容積が拡縮し潤滑油圧が増減する。

第２孔付筒状体３８は、外周側で自身の孔（第２孔４１とする）が通路１５に直接的に連通するように、ハウジング１１の内周面３１に固定されている。また、第２孔付筒状体３８は、第１孔付筒状体３７の上昇により、内周側で第２孔４１と第１孔４０とが連通可能となるように第１孔付筒状体３７に摺接している。

これにより、内周側の１室の潤滑油は、内周側の１室の容積の縮小により高圧化され、第１孔４０と第２孔４１とが連通することで、第１、第２孔４０、４１を介して通路１５に吐出される。すなわち、第１孔付筒状体３７の内周側の１室は、潤滑油加圧室３３として機能し、プランジャ４の上昇により第１孔４０と第２孔４１とが連通することで、潤滑油加圧室３３で加圧された潤滑油が通路１５に吐出される（なお、第１孔付筒状体３７の外周側の１室は、実施例１と同様に外周側カム室３４とする）。

〔実施例２の作用〕
実施例２のサプライポンプ１の作用を、図５を用いて説明する。
まず、プランジャ４が下死点の位置（図５（ａ）参照）から上昇を開始すると、潤滑油加圧室３３が縮小を開始する。そして、第１孔４０が外周側カム室３４に開口しなくなると、潤滑油加圧室３３の潤滑油圧が上昇を開始し、ほぼ同時に、第１、第２孔４０、４１が互いに連通し（図５（ｂ）参照）、潤滑油加圧室３３で加圧された潤滑油が通路１５に吐出され、さらに通路１５から軸受部１３に流入するようになる。やがて、プランジャ４は、上死点の位置（図５（ｃ）参照）に到達して下降を開始する。

下降開始後、第１、第２孔４０、４１が連通しなくなって潤滑油加圧室３３からの吐出が終わり、潤滑油加圧室３３が拡大して潤滑油加圧室３３の潤滑油圧が低下する。さらにプランジャ４が下降すると、第１孔４０が外周側カム室３４に開口し、外周側カム室３４から潤滑油加圧室３３に潤滑油が吸引される（図５（ａ）参照）。

以上により、サプライポンプ１では、プランジャ４の上下動に応じて、潤滑油加圧室３３の潤滑油圧上昇および第２孔４１を介する第１孔４０と通路１５との連通と、潤滑油加圧室３３の潤滑油圧低下、第１孔４０と通路１５との非連通および第１孔４０の外周側カム室３４への開口とが繰り返される。この結果、潤滑油流動部１６の潤滑油は、カム室１４→通路１５→軸受部１３→カム室１４の方向に流れ、軸受部１３における潤滑油の浸透性が向上する。

実施例３のサプライポンプ１によれば、潤滑油加圧室３３の潤滑油は、図６に示すように、第１孔４０と通路１５とが直接的に連通することで通路１５に吐出される。つまり、第１孔付筒状体３７は、内周面３１に直接的に摺接して上下動する。

すなわち、実施例３のサプライポンプ１では、プランジャ４の上下動に応じて、潤滑油加圧室３３の潤滑油圧上昇および第１孔４０と通路１５との連通と、潤滑油加圧室３３の潤滑油圧低下、第１孔４０と通路１５との非連通および第１孔４０の外周側カム室３４への開口とが繰り返される。この結果、潤滑油流動部１６の潤滑油は、実施例２と同様に、カム室１４→通路１５→軸受部１３→カム室１４の方向に流れ、軸受部１３における潤滑油の浸透性が向上する。

実施例４のサプライポンプ１によれば、第１孔付筒状体３７は、図７に示すように、有底状に設けられている。すなわち、第１孔付筒状体３７は、第１孔４０が設けられて内周面３１に摺接する筒部４３と、プランジャ４に押圧されてカムリング２０に当接する底部４４とを有する。また、プランジャ４の先端には、スプリング２２の座をなす支持部材４５が装着され、スプリング２２の付勢力は、支持部材４５を介してプランジャ４に伝達され、プランジャ４を下方に付勢して底部４４をカムリング２０に当接させる。
このように、第１孔付筒状体３７は、実施例１〜３のプランジャヘッド１９に相当する機能を兼ねるように設けられている。

〔変形例〕
実施例１のサプライポンプ１によれば、弁体２８がボディ２７の外周に固着されていたが、弁体２８をボディ２７の内周に固着し、内周面３１への摺動部３２をボディ２７に設けてもよい。この場合、潤滑油流動部１６の潤滑油は、実施例１の流れ方向とは逆の方向に流れる。
また、実施例１のサプライポンプ１によれば、逆止弁２５は、カム室１４に配され、弁部２９が自身の弾性により変形して開弁するものであったが、所定形状（例えば、球状）の弁体と、この弁体を弾性付勢するスプリング等とで逆止弁２５を構成して通路１５に配し、カム室１４には潤滑油加圧室３３を形成する部材を配してもよい。

実施例２〜４のサプライポンプ１によれば、第１孔４０と通路１５との連通と、第１孔４０と通路１５との非連通および第１孔４０の外周側カム室３４への開口とが繰り返され、潤滑油は、カム室１４→通路１５→軸受部１３→カム室１４の一方向に流れたが、潤滑油の流れは、このような一方向に限定されない。

例えば、第１孔付筒状体３７が下死点まで下降しても第１孔４０と通路１５との連通を維持できるように、第１、第２孔４０、４１や通路１５を設ければ、プランジャ４の上昇とともに加圧された潤滑油を潤滑油加圧室３３から通路１５に向けて吐出し、プランジャ４の下降とともに通路１５の潤滑油を潤滑油加圧室３３に吸引することができるので、潤滑油流動部１６の流れ方向を、プランジャ４の上昇時と下降時とで逆転させながら軸受部１３における潤滑油の浸透性を向上することができる。

実施例１のサプライポンプ１によれば、逆止弁２５とプランジャ４とは別部品であり、逆止弁２５は、プランジャヘッド１９に固着されることでプランジャ４と一体化されていたが、例えば、逆止弁２５のボディ２７とプランジャヘッド１９と一体成形により設けることで、逆止弁２５とプランジャ４とを一体化してもよい。

実施例２のサプライポンプ１によれば、第１孔付筒状体３７は、プランジャヘッド１９に固着されることでプランジャ４と一体化されていたが、実施例４のサプライポンプ１と同様に、第１孔付筒状体３７をプランジャヘッド１９に相当する機能を兼ねるように設けてもよい。

サプライポンプの断面図である（実施例１）。 逆止弁の正面図である（実施例１）。 （ａ）は逆止弁の開弁状態を示す要部断面図であり、（ｂ）は逆止弁の閉弁状態を示す要部断面図である（実施例１）。 サプライポンプの断面図である（実施例２）。 （ａ）は第１、第２孔の非連通状態を示す要部断面図であり、（ｂ）は第１、第２孔が部分的に連通している状態を示す要部断面図であり、（ｃ）は第１、第２孔が全体的に連通している状態を示す要部断面図である（実施例２）。 第１孔とハウジング側の通路とが部分的に連通している状態を示す要部断面図である（実施例３）。 第１孔とハウジング側の通路とが部分的に連通している状態を示す要部断面図である（実施例４）。

符号の説明

１ サプライポンプ
２ シャフト
３ カム
４ プランジャ
５ 加圧室
１３ 軸受部（シャフトの軸受部）
１４ カム室
１５ 通路
１６ 潤滑油流動部
２５ 逆止弁
２６ 孔
２７ ボディ
２８ 弁体
３３ 潤滑油加圧室（内周側の１室）
３７ 第１孔付筒状体
３８ 第２孔付筒状体
４０ 第１孔（第１孔付筒状体の孔）
４１ 第２孔（第２孔付筒状体の孔）

Claims (5)

1. エンジンから駆動力を付与されて回転するシャフトと、
   このシャフトに偏芯して組み付けられるカムと、
   このカムの公転に応じて上下動するプランジャとを備え、
   このプランジャの上下動に応じて、加圧室に燃料を吸引し加圧して吐出するサプライポンプにおいて、
   前記カムを収容するとともに前記シャフトの軸受部に通じるカム室、および、前記シャフトの軸受部に通じるとともに前記カム室に接続する通路を有し、前記カム室および前記通路に潤滑油を流動させて前記シャフトの軸受部を潤滑し、
   前記カム室、前記通路および前記シャフトの軸受部を含んでなる潤滑油流動部に、逆止弁が配されていることを特徴とするサプライポンプ。
2. 請求項１に記載のサプライポンプにおいて、
   前記逆止弁は、
   孔を有する筒状のボディと、前記孔を開閉する弁体とを有し、
   前記プランジャの下部の外周を包囲するように前記プランジャと一体化されて上下動し、
   前記カム室を互いに液密性が保持される拡縮自在の２室に区画することを特徴とするサプライポンプ。
3. エンジンから駆動力を付与されて回転するシャフトと、
   このシャフトに偏芯して組み付けられるカムと、
   このカムの公転に応じて上下動するプランジャとを備え、
   このプランジャの上下動に応じて、加圧室に燃料を吸引し加圧して吐出するサプライポンプにおいて、
   前記カムを収容するとともに前記シャフトの軸受部に通じるカム室、および、前記シャフトの軸受部に通じるとともに前記カム室に接続する通路を有し、前記カム室および前記通路に潤滑油を流動させて前記シャフトの軸受部を潤滑し、
   前記カム室は、前記プランジャの下部の外周を包囲するように前記プランジャと一体化されて上下動する第１孔付筒状体を収容し、
   前記カム室は、この第１孔付筒状体の内周側と外周側との２室に区画され、
   内周側の１室は、前記第１孔付筒状体の上下動により容積が拡縮し、
   前記内周側の１室の潤滑油は、前記内周側の１室の容積の縮小により、前記第１孔付筒状体の孔を介して前記通路に吐出されることを特徴とするサプライポンプ。
4. 請求項３に記載のサプライポンプにおいて、
   前記カム室は、前記第１孔付筒状体の外周側で前記プランジャの上下動に対して相対的に固定されるとともに、前記第１孔付筒状体に対して同軸的かつ摺動自在に配される第２孔付筒状体を収容し、
   この第２孔付筒状体は、自身の孔が前記通路に直接的に連通するように固定され、
   前記内周側の１室の潤滑油は、前記第１孔付筒状体の孔と前記第２孔付筒状体の孔とが連通することで前記通路に吐出され、前記シャフトの軸受部を潤滑することを特徴とするサプライポンプ。
5. 請求項３に記載のサプライポンプにおいて、
   前記内周側の１室の潤滑油は、前記第１孔付筒状体の孔と前記通路とが直接的に連通することで前記通路に吐出されることを特徴とするサプライポンプ。

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