JP5497883B2 - 高圧ポンプ及びタペットアセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の内燃機関の燃料噴射装置のための高圧ポンプと、請求項１０の上位概念に記載の高圧ポンプのタペットアセンブリに関する。

従来技術において、タペット本体内に圧入されたローラ止めを備えたタペットアセンブリを有する、内燃機関の燃料噴射装置のための高圧ポンプが公知である。その際、タペットアセンブリは、高圧ポンプの回転駆動される駆動軸により、例えば、伸縮ばねの力に抗して、ストローク運動において駆動される。

独国特許出願公開第１０３４５０６１号明細書には、少なくとも１つのタペットアセンブリを備えた高圧ポンプが記載されており、この少なくとも１つのタペットアセンブリはさらに、中空円筒形状のタペット本体と、タペット本体の縦軸の方向にタペット本体内にはめ込まれたローラ止めであって、ローラがその内部で回転可能に保持される上記ローラ止めと、を有する。高圧ポンプは少なくとも１つの圧送素子を有し、この少なくとも１つの圧送素子はさらに、それによりポンプ作業室が画定されるポンププランジャを有する。タペットアセンブリは、ポンププランジャと、高圧ポンプの回転駆動される駆動軸と、の間に配置され、この駆動軸は、その上をローラが滑走する少なくとも１つのカム又は偏心輪を有する。タペット本体は、高圧ポンプのハウジング部分のボア内に摺動可能に案内される。タペットアセンブリは、駆動軸の回転運動を、ポンププランジャのストローク運動に変換する役目を果たす。上記のタペットアセンブリの場合、ローラ止めは、タペット本体内に圧入される。

タペットアセンブリは特に、ローラ及び駆動軸の回転軸に対して垂直に作用する横からの力を確実に受け止める必要があるため、全ての構成要素が、非常に僅かな製造ばらつき（Ｆｅｒｔｉｇｕｎｇｓｔｏｌｅｒａｎｚｅｎ）で実現される必要がある。

しかしながら、タペットアセンブリの必要な公差（Ｔｏｌｅｒａｎｚｅｎ）のために、タペット本体内へローラ止めを圧入する際に、斜めに圧入されることが多い。このことは更に、ローラ止めとタペット本体とから成る締まりばめの、不都合な又は誤った圧入力又は保持力が生じることに繋がる。

従って、タペット本体内へのローラ止めの正確で改善された圧入が保障される、堅牢なタペットアセンブリ−締まりばめ（Ｓｔｏｅｓｓｅｌｂａｕｇｒｕｐｐｅｎ−Ｐｒｅｓｓｖｅｒｂａｎｄ）を有するタペットアセンブリを備えた高圧ポンプを設ける必要がある。

本発明に基づいて、内燃機関の燃料噴射装置のための高圧ポンプであって、高圧ポンプは、ポンプ作業室を画定するポンププランジャを備えた少なくとも１つの圧送素子を有し、ポンププランジャと、上記高圧ポンプの回転駆動される駆動軸と、の間に、タペット本体と、当該タペット本体の収容部内に圧入されたローラ止めと、を備えたタペットアセンプリが設けられる、上記高圧ポンプにおいて、タペット本体が、ローラ止めを圧入するための心出しガイドを有する、上記高圧ポンプが設けられる。本発明に基づいて心出しガイドを設けることによって、タペット本体内へのローラ止めの改善された圧入が可能となる。斜めに圧入されることが防止され、心出しガイドにより、自動的な中心化が達成され、これにより、堅牢なタペットアセンブリ−締まりばめがもたらされる。さらに、心出しガイドを備えたタペット本体が設けられる場合には圧入力に誤りがない。

好適に、心出しガイドは、収容部の領域内に設けられる。

別の好適な実施形態によれば、収容部は円筒部分の形状（ｚｙｌｉｎｄｅｒａｂｓｃｈｎｉｔｔｓｆｏｅｒｍｉｇ）を為しており、収容部は、心出しガイドがそれに接して設けられる内周面（ｉｎｎｅｒｅｒ Ｕｍｆａｎｇ）を有する。

更に別の好適な実施形態によれば、心出しガイドは斜面を有する。

好適に、収容部は、第１の端部と第２の端部とを有し、第２の端部に接して、内周面から内側へ半径方向に伸張するストッパ又は突出部が設けられ、第１の端部は、駆動軸の構成要素、特にカム又は偏心輪に対向する。

さらに好適に、心出しガイドは、第１の端部に接して設けられる。

更に別の好適な実施形態によれば、心出しガイドは、２ｍｍから１０ｍｍまでの範囲内の、特に４ｍｍの第１の端部の高さを上回るように設けられる。

さらに、斜面が、０．１ｍｍから０．０１ｍｍまでの範囲内の、特に０．０５ｍｍの深さａを有し、３０°から６０°までの角度範囲内で、特に角度４５°で形成される場合には有利である。上記の寸法の心出しガイド、又は、上記の寸法の範囲内にある心出しガイドによるタペット本体の弱化は、タペットアセンブリ−締まりばめに対して不都合な影響を与えない。タペット本体とローラ止めとの間の軸方向の間隔が、タペットアセンブリでの圧入の際又は圧入後の圧力除荷の際に、心出しガイドの無いタペットアセンブリと比較して、ネガティブな（ｎｅｇａｔｉｖ）影響を与えることもなく、また、圧入の間及びそれに続く圧力除荷の際に、先に示した寸法を有する心出しガイドが、タペット本体の半径方向の変形に対してネガティブに作用することもない。むしろ、心出しガイドを有するタペット本体に関しては、タペット本体のより好都合な変形が生じる。

好適に、ローラ止めは、特に９μｍの値Ｐ_{ｕｅ，ｎｅｎｎ}を有する円筒形状のプレス締め代（Ｐｒｅｓｓｕｅｂｅｒｍａｓｓ）を有して形成される。

さらに本発明に基づいて、タペット本体と、当該タペットの収容部内に圧入されたローラ止めと、を有する、内燃機関の燃料噴射装置のための高圧ポンプのタペットアセンブリにおいて、タペット本体がローラ止めを圧入するための心出しガイドを有する、上記タペットアセンブリが設けられる。タペットアセンブリは、心出しガイドを設けることにより堅牢であり、先に挙げた利点を有する。

以下、本発明の実施例が、添付の図面を参照してより詳細に記載される。
従来技術による高圧ポンプの縦の断面図を示す。 図１の高圧ポンプのタペットアセンブリの一部ＩＩを示す。 圧入工程前の従来技術によるタペットアセンブリの一部を示す。 圧入工程時の従来技術によるタペットアセンブリの一部を示す。 圧入工程後の従来技術によるタペットアセンブリの一部を示す。 圧入工程前の一実施形態にかかるタペットアセンブリの一部を示す。 圧入工程時の一実施形態にかかるタペットアセンブリの一部を示す。 圧入工程後の一実施形態にかかるタペットアセンブリの一部を示す。 図３Ａに示される組立状態の詳細図を示す。 図４Ａに示される組立状態の詳細図を示す。 図５Ｂに示される組立状態の更なる別の詳細図を示す。

図１には、内燃機関の燃料噴射装置のための高圧ポンプ１が示されている。高圧ポンプ１はハウジング２を有し、このハウジング２は複数の構成要素で構成され、回転駆動される駆動軸３がその内部に配置される。駆動軸３は、当該駆動軸３の回転軸４の方向において互いに離間している２つの軸受箇所を介して、ハウジング２内で回転可能に保持される。この軸受箇所はハウジング２の様々なハウジング構成要素５、６内に配置されうる。

この２つの軸受箇所の間に存在する領域内に、駆動軸３は、少なくとも１つのカム７又は偏心輪を有し、カム７は、マルチカムとしても形成されうる。高圧ポンプ１は、少なくとも１つの又は複数の圧送素子９であって、ハウジング構成要素８内にそれぞれが配置されポンププランジャ１０をそれぞれが備える上記圧送素子９を有し、ポンププランジャ１０は、駆動軸３のカム７によって間接的に、ストローク運動において、駆動軸３の回転軸４に対して少なくとも近似的に半径方向に駆動される。ポンププランジャ１０は、ハウジング構成要素８内のバレルボア１１内に、密閉した状態で（ｄｉｃｈｔ）摺動可能に案内され、バレルボア１１内の、駆動軸３の方に向かないその端面により、ポンプ作動室１２を画定する。

ポンプ作動室１２は、ハウジング２内を通る燃料入口管路１３を介して、燃料入口、例えば圧送ポンプとの接続を有する。ポンプ作動室１２内への燃料入口管路１３の合流口には、ポンプ作動室１２内へと開放している吸入弁１４が配置され、この吸入弁１４は、ばね調整弁素子１５を有する。ポンプ作動室１２はさらに、ハウジング構成要素８内を通る燃料出口管路１６を介して、例えば高圧アキュムレータ１７と接続された出口との接続を有する。この高圧アキュムレータ１７には、内燃機関のシリンダに配置された１つ又は好適に複数の噴射装置１８が接続され、この噴射装置１８によって、内燃機関のシリンダ内に燃料が噴射される。ポンプ作業室１２内への燃料出口管路１６の合流口には、ポンプ作業室１２から開放している出口弁１９が配置され、この出口弁１９も同様にばね調整弁素子１５を有する。

圧送素子９には、タペットアセンブリ２１が割り当てられ、このタペットアセンブリ２１を介して、ポンププランジャ１０は駆動軸３のカム７で支持される。タペットアセンブリ２１は、中空円筒形状のタペット本体２２を有し、このタペット本体２２は、高圧ポンプ１のハウジング２の構成要素５のボア２３内に摺動可能に案内される。ポンププランジャ１０は、タペット本体２２よりも小さい直径を有し、ポンプ作業室１２の方を向かないその末端領域が、バレルボア１１からタペット本体２２内へと突き出ている。ポンププランジャ１０は、ポンプ作業室１２の方を向かないその端部に、残りの領域に対して直径が拡大されたプランジャ底部２４を有しうる。

タペットアセンブリ２１とポンププランジャ１０とは、初期応力が掛かった（ｖｏｒｇｅｓｐａｎｎｔ）ばね２７により、駆動軸３のカム７へと押圧される。ばね２７は、ポンププランジャ１０を包囲しタペット本体２２内へと突き出た螺旋形圧力ばねとして形成される。ばね２７は、一方ではポンプハウジング構成要素８で、他方ではばね座２８で支持される。

図２は、従来技術による図１の高圧ポンプ１のタペットアセンブリ２１の、図１においてＩＩで示される部分を示す。図で分かるように、ばね座２８が、ポンププランジャ１０と連結され、リングバー（Ｒｉｎｇｓｔｅｇ）２９の、ローラ止め２６の方を向かない側に存在する。従って、ばね２７は、ばね座２８を介して、ポンププランジャ１０及びタペット本体２２に対して影響を与える。

タペット本体２２内には、当該タペット本体２２の駆動軸３の方を向いた側から、タペット本体２２の縦軸２５の方向へと、ローラ止め２６が挿入されている。ローラ止め２６の内部では、円筒部分の形状を為した収容部３０内の、ローラ止め２６の、駆動軸３のカム７の方を向いた側に、円筒形状のローラ３１が回転可能に保持される。ローラ止め２６は、タペット本体２２内で、縦軸２５の方向にストッパ３２と接触して設置され、このストッパ３２は、例えばタペット本体２２から内側に半径方向に出っ張ったリングバー（Ｒｉｎｇｓｔｅｇ）として構成される。

図３Ａ、３Ｂ、３Ｃはそれぞれ、圧入工程前、圧入工程時、圧入工程後の、従来技術によるタペットアセンブリ２１の一部を示す。図４Ａ、４Ｂ、４Ｃはそれぞれ、圧入工程前、圧入工程時、圧入工程後の、一実施形態にかかるタペットアセンブリの一部を示し、その際に、タペット本体２２の収容部３０は、後に記載する心出しガイドが設けられる。

図３Ａは、本来の圧入工程の前の初期段階を示し、ここでは、タペット本体２２を、ローラ止め２６と連携させるために、僅かな力Ｋが上から垂直に又はＹ方向にタペット本体２２に対して加えられる。以下に図６との関連で更に記載される心出しガイドを備えたタペット本体２２に関する図４Ａの対応する初期段階との比較で分かるように、タペット本体２２に対してＹ方向に同一の僅かな力Ｋが加えられる際に、ローラ止め２６は既に、タペット本体２２の収容部３０の第１の端部３３内に案内されている。既にこの初期段階において、同実施形態にかかるタペット本体２２とローラ止め２６との間に、従来技術による心出しガイドが無いタペット本体２２及びローラ止め２６に関する対応する初期段階におけるよりも、明らかにより大きな圧入力又は保持力が存在する。

これに対して、図３Ｂ及び図４Ｂはそれぞれ、６ｋＮの明らかにより大きな力Ｋがタペット本体２２に対してＹ方向に加えられる本来の圧入工程時の状態を示している。例えば６ｋＮの力Ｋを加えることにより、ローラ止め２６は、収容部３０の第２の端部３５に設けられたストッパ３２にローラ止め２６が当接するまで、タペット本体２２の収容部３０の内周面３４に沿って、当該タペット本体２２内に挿入され又は圧入される。最後に、図３Ｃ及び４Ｃは、ローラ止め２６がタペット本体２２の収容部３０内に圧入され、更なる別の力が、タペット本体２２に対してＹ方向に作用していない状態を示す。

図５Ａは再び、図３Ａで示した、僅かな力の作用でタペット本体２２がローラ止め２６と連携させられる初期段階の詳細図を示している。その際、収容部３０の第２の端部３５でのストッパ３２と、第１の端部３３と、の間の間隔ｄは１１．８ｍｍである。これに対して、図５Ｂに示されるように、同実施形態にかかる心出しガイドが設けられたタペット本体２２への、ローラ止め２６の圧入工程の対応する初期段階では、間隔ｄが既に７．８ｍｍに減少しており、その際に、図５Ａに示される組立状態のように、同一の力Ｋがタペット本体２２に対して加えられている。

図６は、図５Ｂに示された組立状態の更なる別の詳細図を示す。タペット本体２２の収容部３０の下方端部３３には、内周面３４に、心出しガイド３７が、４ｍｍの収容部３０の高さｈを上回るように形成される。内周面３４に設けられる心出しガイドは、角度４５°で０．０５ｍｍの斜面ａを有し、これにより、ローラ止め２６が、既に初期段階の間に、心出しガイド３７の高さｈを上回って収容部３０内に挿入されることが可能となる（図４Ａ、５Ｂ参照）。

全体として考察すると、心出しガイド３７を設けることにより、堅牢なタペットアセンブリ２１又は堅牢な高圧ポンプ１が創出されうる。心出しガイド３７の寸法は、タペット本体の不都合な弱化の原因とならない。圧入工程の際又は後続の除荷の際の、タペット本体とローラ止めとの間の軸方向の間隔に関する、又は、初期段階でのタペット本体の半径方向の変形に関する、タペット本体とローラ止めとの間の振る舞いも、従来技術による心出しガイドの無いタペット本体−ローラ止め−締まりばめ（Ｓｔｏｅｓｓｅｌｋｏｅｒｐｅｒ−Ｒｏｌｌｅｎｓｃｈｕｈ−Ｐｒｅｓｓｖｅｒｂｕｎｄ）と比較してネガティブな影響を受けない。

Claims (13)

1. 内燃機関の燃料噴射装置のための高圧ポンプ（１）であって、前記高圧ポンプ（１）は、ポンプ作業室（１２）を画定するポンププランジャ（１０）を備えた少なくとも１つの圧送素子（９）を有し、前記ポンププランジャ（１０）と、前記高圧ポンプ（１）の回転駆動される駆動軸（３）と、の間に、前記駆動軸のカム（３）又は偏心輪が滑走されるローラ（３１）と、タペット本体（２２）と、前記タペット本体（２２）の収容部（３０）内に圧入され、その内部で前記ローラ（３１）を回転可能に保持するローラ止め（２６）と、が設けられる、前記高圧ポンプ（１）において、
   前記タペット本体（２２）は、前記ローラ止め（２６）を圧入するための斜面を有する心出しガイド（３７）を有することを特徴とする、高圧ポンプ（１）。
2. 前記心出しガイド（３７）は、前記収容部（３０）の領域内に設けられることを特徴とする、請求項１に記載の高圧ポンプ（１）。
3. 前記収容部（３０）は、円筒部分の形状で形成され、前記収容部（３０）は、前記心出しガイド（３７）がそれに接して設けられる内周面（３４）を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の高圧ポンプ（１）。
4. 前記収容部（３０）は、第１の端部（３３）と第２の端部（３５）とを有し、前記第２の端部（３５）に接して、内周面（３４）から内側へと半径方向に伸張するストッパ（３２）が設けられ、前記第１の端部（３３）は、前記駆動軸（３）のカム（７）又は偏心輪に対向することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の高圧ポンプ（１）。
5. 前記心出しガイド（３７）は、前記第１の端部（３３）に接して設けられることを特徴とする、請求項４に記載の高圧ポンプ（１）。
6. 前記心出しガイド（３７）は、２ｍｍから１０ｍｍまでの範囲内の前記第１の端部（３３）の高さｈを上回るように設けられることを特徴とする、請求項４又は５に記載の高圧ポンプ（１）。
7. 前記心出しガイド（３７）は、４ｍｍの前記第１の端部（３３）の高さｈを上回るように設けられることを特徴とする、請求項６に記載の高圧ポンプ（１）。
8. 前記斜面は、０．１ｍｍから０．０１ｍｍまでの範囲の深さａを有し、３０°から６０°までの角度範囲内で形成されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の高圧ポンプ（１）。
9. 前記斜面は０．０５ｍｍの深さａを有することを特徴とする、請求項８に記載の高圧ポンプ（１）。
10. 前記斜面は角度４５°で形成されることを特徴とする、請求項８又は９のいずれか１項に記載の高圧ポンプ（１）。
11. 前記ローラ止め（２６）は、円筒状のプレス締め代Ｐ_{ｕｅ，ｎｅｎｎ}を有して形成されることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の高圧ポンプ（１）。
12. 前記ローラ止め（２６）は、９μｍの円筒状のプレス締め代Ｐ_{ｕｅ，ｎｅｎｎ}を有して形成されることを特徴とする、請求項１１に記載の高圧ポンプ（１）。
13. タペット本体（２２）と、前記タペット本体（２２）の収容部（３０）内に圧入されてその内部でローラ（３１）を回転可能に保持するローラ止め（２６）と、を有する、内燃機関の燃料噴射装置のための高圧ポンプ（１）のタペットアセンブリ（２１）において、
    前記タペット本体（２２）は、前記ローラ止め（２６）を圧入するための斜面を有する心出しガイド（３７）を有することを特徴とする、タペットアセンブリ（２１）。

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