JP6767576B2 - ピストンポンプ用ローラタペットおよびピストンポンプ - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前提部の構成要件を備えたピストンポンプ用ローラタペット、特に燃料高圧ポンプ用ローラタペットに関するものである。ローラタペットは、ピストンポンプのポンプピストンを駆動軸のカムまたは偏心体で支持するために用いられる。本発明は、さらに、このようなローラタペットを備えたピストンポンプ、特に内燃エンジンに燃料を供給するための燃料高圧ポンプに関する。

上記の種類のローラタペットは、たとえば特許文献１から読み取られる。この公知のローラタペットはタペット部分を有し、該タペット部分は該タペット部分内に回転可能に支持されているローラを介して駆動装置で支持可能である。支持領域での摩耗を最小限に抑えて、このようにポンプの寿命を向上させるため、タペット部分内に設けられた少なくとも１つの貫通路と溝とを介して支持領域の潤滑を改善することを提案している。貫通路は、ローラの支持部が配置されているタペット部分の内側領域を、タペット部分の外側ジャケットと結合させている。貫通路の配置は、該貫通路が前記溝に開口するように行われる。この場合溝は、回転軸線の方向に向いているローラ端面に境を接しているタペット部分の周領域内にしてタペット部分の内側ジャケットに設けられ、ローラタペットの長手軸線の方向に延在している。したがって、貫通路を介してタペット部分の内側領域に到達する潤滑剤は、ローラとタペット部分の内側ジャケットとの間にある軸線方向の支持隙間に優先的に供給される。

独国特許出願公開第１０２０１２２２３４１３Ａ１号明細書

本発明の課題は、引用した上記従来技術から出発して、ピストンポンプ用の、特に燃料高圧ポンプ用のローラタペットの回転可能に支持されているローラの潤滑をさらに改善することである。特に、側部衝突条件の下で、すなわちローラを軸線方向においてタペット本体に対し押圧させるような力成分がローラに作用する際に、潤滑が保証されているべきである。これは、カムがローラタペットに対し傾斜位置を占めているときに規則的に起こるケースであり、この場合傾斜位置は製造公差および／または組立公差に起因している。

上記課題を解決するため、請求項１の構成要件を備えたローラタペットが提示される。本発明の有利な発展形態は従属請求項から読み取れる。さらに、このようなローラタペットを備えたピストンポンプが提案される。

ピストンポンプのために、特に燃料高圧ポンプのために設けられるローラタペットは、ストローク運動可能なポンプピストンを駆動軸のカムまたは偏心体で支持するために用いる。ローラタペットは、端面の１つの凹部と２つの半径方向の孔とを備えたタペット本体を含んでいる。２つの半径方向の孔は、凹部において径方向に対向し、ローラを直接にまたは支持ブシュを介して間接に回転可能に支持しているスタッドを収容している。ローラとスタッドとの間またはローラと支持ブシュとの間に形成された半径方向の支持隙間に潤滑媒体を供給するため、タペット本体内には、半径方向にまたは傾斜して延在する少なくとも１つの流入孔が形成され、該流入孔は、軸線方向の支持隙間の領域においてローラとタペット本体との間で凹部に開口している。本発明によれば、流入孔は円弧状に延在している潤滑通路と結合され、該潤滑通路は、タペット本体の、軸線方向の支持隙間を画成している面内に形成されている。

円弧状に延在している潤滑通路は、流入孔を介して軸線方向の支持隙間内に到達する潤滑媒体の配分を可能にし、その結果まず軸線方向の支持隙間の領域での潤滑が改善される。半径方向の支持隙間への潤滑媒体の供給は軸線方向の支持隙間を介して行われるので、軸線方向の支持隙間全体にわたる潤滑媒体の均等な配分は、半径方向の支持隙間の潤滑に対しても同様に利点として作用する。

潤滑を改善することにより、ローラ軸受の領域でのローラタペットの摩耗が減少し、その結果ローラタペットの堅牢性が向上する。特に、ローラの端面に対向しているタペット本体の側部衝突面の領域での摩耗が減少する。さらに、摩擦熱による望ましくない温度上昇が阻止される。

円弧状に延在している潤滑通路は、ローラが側部衝突条件の下で流入孔を覆った場合でも、潤滑媒体の配分を保証する。というのは、潤滑通路と流入孔との結合部が、ローラが側部に衝突しても潤滑媒体の供給を確保するような一種のバイパスを形成しているからである。

有利には、潤滑通路は、ローラの回転軸線のまわりに実質的に円弧状に延在している。すなわち、潤滑媒体はローラの周方向に配分される。有利な態様では、ローラとスタッドとの間またはローラと支持ブシュとの間に半径方向の支持隙間を備えた潤滑通路の覆い領域が存在し、その結果潤滑媒体はローラタペットの領域で直接潤滑通路から半径方向の支持隙間の中へ引き込まれる。

さらに、有利には、タペット本体の、軸線方向の支持隙間を画成している面内に、流入孔を拡大させる凹部が形成され、該凹部を介して流入孔が潤滑通路と結合されている。凹部を介して、特に、ローラが側部から衝突する際の流入孔と潤滑通路との結合が確保されており、その結果潤滑媒体の流入は中断されない。

本発明の有利な実施態様によれば、潤滑通路は、半径方向の孔を囲んでいる斜角部によって形成される。斜角部による潤滑通路の形成は、潤滑通路の製造を容易にさせる。これは、潤滑通路が形成されている面が内側にあるので、特に重要である。さらに、半径方向の孔を囲んでいる斜角部を介して、潤滑媒体を誘導している領域への潤滑通路の更なる結合部が提供され、その結果潤滑通路には、よって軸線方向の支持隙間には、流入孔だけを介して潤滑媒体が供給されるわけではない。

これとは択一的にまたは補完的に、潤滑通路は、ローラの回転方向とは逆の方向に流入孔からタペット本体の端面まで延在していることが提案される。このケースでも同様に、潤滑媒体を誘導する領域への潤滑通路の更なる結合が与えられており、その結果側部衝突条件のもとでも軸線方向の支持隙間への潤滑媒体の供給が確保されている。これに加えて、潤滑通路がローラの回転方向とは逆の方向に延在している場合、ローラの回転運動は、潤滑媒体を潤滑通路内または軸線方向の支持隙間内に配分するために利用でき、その結果潤滑がさらに最適化される。

有利には、タペット本体の端面の凹部において径方向に対向し、スタッドを収容している半径方向の孔は、タペット本体の前記端面のほうへ開口し、スタッドは半径方向の孔内にクリップ固定されている。スタッドのクリップ結合はローラタペットの組み立てを容易にし、その結果製造がさらに簡単になる。また、潤滑媒体を誘導する領域への更なる結合を提供するために、潤滑通路がタペット本体の端面まで案内されていれば、潤滑通路の長さが短縮される。

本発明の発展形態では、潤滑通路は、タペット本体と、ローラの端面であって軸線方向の支持隙間を画成している前記端面との間に形成されている潤滑ポケットに開口していることが提案される。潤滑ポケットを介して潤滑通路が拡大され、その結果潤滑媒体の潤滑通路内への引き込み、よって軸線方向の支持隙間内への引き込みが改善される。

好ましくは、潤滑ポケットは斜角部によって形成され、該斜角部を介して、タペット本体の、軸線方向の支持隙間を画成している面は、タペット本体の端面へ移行している。斜角部としての構成で潤滑ポケットは特に簡単に製造可能である。加えて、タペット本体の端面を介しての潤滑通路内または軸線方向の支持隙間内への潤滑媒体の引き込みを改善することができる。

上述の種類のローラタペットは２つの軸線方向の支持隙間を形成するので、潤滑媒体を供給するために少なくとも２つの流入孔がタペット本体内に設けられ、これらの流入孔が、軸線方向の支持隙間の領域でタペット本体の端面の凹部に開口していることが提案される。有利には、両流入孔はそれぞれ、潤滑媒体を配分するために円弧状に延在している潤滑通路と結合されている。加えて、さらに有利には、それぞれの潤滑通路は、１つの潤滑ポケットを介して、潤滑媒体を誘導する他の領域に結合されており、その結果潤滑媒体の供給は少なくとも２つの位置を介して行われ、すなわち一方では流入孔を介して、他方では潤滑ポケットを介して行われる。

さらに、ピストンポンプ、特に内燃エンジンの燃料供給用の燃料高圧ポンプが提案される。ピストンポンプは、本発明によるローラタペットを介して駆動軸のカムまたは偏心体で支持されているストローク運動可能なポンプピストンを含んでいる。この場合、ローラタペットのタペット本体は、ピストンポンプのハウジング部分の筒孔にストローク運動可能に収容されている。本発明によるローラタペットを使用することにより、ポンプの動力部の領域での摩耗を減少させることができ、その結果ポンプの寿命が延長する。

有利な態様では、タペット本体内に設けられ、半径方向の支持隙間に潤滑媒体を供給するのに用いる少なくとも１つの流入孔は、ハウジング部分の筒孔を介して、エンジン内部の圧力油供給管に接続されている。したがって、別個の潤滑媒体を蓄えておく必要がない。加えて、圧力油供給管内で支配的な圧力は、ローラ軸受の領域内への潤滑媒体の供給を促進させる。

次に、本発明の有利な実施形態を、添付の図面を用いて詳細に説明する。
ローラタペットの領域での本発明によるピストンポンプの概略的な縦断面図である。 軸線方向の支持隙間の領域での図１の拡大部分図である。 軸線方向の支持隙間に開口している流入孔の外側での図１のローラタペットの概略的な縦断面図である。 図１のローラタペットの概略的な側面図である。 図１のローラタペットのタペット本体の斜視図である。 図１のローラタペットのタペット本体の他の斜視図である。

図１から、ストローク運動可能なポンプピストン２を、回転する駆動軸４のカム３で支持するためのローラタペット１を備えた本発明によるピストンポンプが見て取れる。駆動軸４の回転は、ローラタペット１を介してポンプピストン２のストローク運動に変換される。このため、ローラタペット１は、ピストンポンプのハウジング部分２１の筒孔２０内にストローク運動可能に収容されているタペット本体５と、カム３の外周側で転動するローラ１０とを含んでいる。ローラ１０はスタッド９で回転可能に支持され、スタッドは、タペット本体５との結合のために、タペット本体５の半径方向の孔７，８内にクリップ固定されている。

ローラ１０とスタッド９との間に形成されている半径方向の支持隙間１１に潤滑媒体を供給するため、タペット本体５内に流入孔１２が設けられている。流入孔は、タペット本体５の外周面から、ローラ１０が収容されている、タペット本体５の端面の凹部６まで延びている。流入孔１２は筒孔２０を介して圧力油供給管２２と結合されており、その結果油は潤滑媒体として供給される。

流入孔１２は、ローラ１０の端面１９とタペット本体５の面１５とによって画成される軸線方向の支持隙間１３の領域で、タペット本体５の端面の凹部６に開口している。開口領域はほぼ半径方向の支持隙間１１に対向しており、その結果半径方向の支持隙間にも同様に流入孔１２を介して潤滑媒体が供給される。しかしながら、製造公差および／または組立公差により、カム３がローラタペット１に対し傾斜することがあり、その結果ローラ１０をタペット本体５の面１５に対し押圧させるような力成分がローラ１０に対し作用する。ローラ１０が側方から衝突することによって潤滑媒体の流入が中断されるのを阻止するため、図示したローラタペット１のタペット本体５は、ローラ１０の回転軸線Ａのまわりで円弧状に延在している潤滑通路１４を有し、該潤滑通路は凹部１６を介して流入孔１２と結合されている（図５をも参照）。

特に図２および図５から見て取れるように、凹部１６は、半径方向外側にあって側部衝突面２４を画成している円曲線から半径方向の孔７または８まで延在している。このようにして流入孔１２と潤滑通路１４との結合が提供され、この結合は、ローラ１０が側部衝突面２４の領域においてタペット本体５の面１５に対し押圧される場合でも存続する。

潤滑通路１４の形成を容易にするため、該潤滑通路は、半径方向の孔７または８を含んでいる斜角部として形成されている。斜角部の幅は、有利には、該斜角部が半径方向の孔７または８から側部衝突面２４まで延在し、その結果半径方向の支持隙間内への潤滑媒体の引き込みが改善されるように、選定されている（図３を参照）。斜角部は周方向においてタペット本体５の端面１７まで延在しており、その結果これを介して、潤滑媒体を誘導する領域に対する潤滑通路１４の更なる結合が与えられている（図５を参照）。潤滑通路１４は、端面１７の領域において、ローラ１０の端面１９とタペット本体５との間に他の斜角部によって形成される潤滑ポケット１８に開口している（図４を参照）。

ピストンポンプの作動時、ローラ１０は駆動軸４のカム３上を転動する。その際、ローラ１０は回転軸線Ａを中心として回転する。潤滑媒体を配分する際にローラ１０の回転運動を補助的に使用するため、潤滑通路１４は、流入孔１２から、または、流入孔１２を拡大させている凹部１６から、ローラ１０の回転方向２３とは逆の方向にタペット本体１２の端面１７まで案内されている。したがって、そこにある潤滑媒体は潤滑ポケット１８を介して軸線方向の支持隙間１３内へ引き込まれる（矢印２５を参照）。流入孔１２と凹部１６とを介して軸線方向の支持隙間１３内へ達っした潤滑媒体は、同様にローラ１０の回転運動を介して側部衝突面２４全体にわたって均等に配分される（矢印２６を参照）。同時に潤滑媒体は潤滑通路１４内へ押し込まれ、該潤滑通路を介して半径方向の支持隙間１１に潤滑媒体が供給される（矢印２７を参照）。

１ ローラタペット
２ ポンプピストン
３ カム
４ 駆動軸
５ タペット本体
６ 凹部
７，８ 半径方向の孔
９ スタッド
１０ ローラ
１１ 半径方向の支持隙間
１２ 流入孔
１３ 軸線方向の支持隙間
１４ 潤滑通路
１５ タペット本体の、軸線方向の支持隙間を画成している面
１６ 凹部
１７ タペット本体の端面
１８ 潤滑ポケット
１９ ローラの端面
２０ 筒孔
２１ ハウジング部分
２２ 圧力油供給管
Ａ ローラの回転軸線

Claims (9)

1. ストローク運動可能なポンプピストン（２）を駆動軸（４）のカム（３）または偏心体で支持するためのピストンポンプ用、特に燃料高圧ポンプ用ローラタペット（１）であって、端面の凹部（６）と２つの半径方向の孔（７，８）とを備えたタペット本体（５）を含み、前記２つの半径方向の孔が、前記凹部（６）において径方向に対向しており、且つローラ（１０）を直接にまたは支持ブシュを介して間接に回転可能に支持するスタッド（９）を収容しており、前記ローラ（１０）と前記スタッド（９）との間または前記ローラ（１０）と前記支持ブシュとの間に形成された半径方向の支持隙間（１１）に潤滑媒体を供給するため、半径方向または斜めに延在する少なくとも１つの流入孔（１２）が前記タペット本体（５）内に形成され、該流入孔が、軸線方向の支持隙間（１３）の領域において前記ローラ（１０）と前記タペット本体（５）との間で前記凹部（６）に開口している前記ローラタペット（１）において、
   前記流入孔（１２）が、前記タペット本体（５）の、前記軸線方向の支持隙間（１３）を画成している面（１５）内に形成された、円弧状に延在する潤滑通路（１４）と結合されていて、
   前記潤滑通路（１４）が、前記半径方向の孔（７，８）を囲んでいる斜角部によって形成され、および／または、前記ローラ（１０）の回転方向とは逆の方向に前記流入孔（１２）から前記タペット本体（５）の端面（１７）まで延在していることを特徴とするローラタペット（１）。
2. 前記潤滑通路（１４）が、前記ローラ（１０）の回転軸線（Ａ）のまわりに実質的に円弧状に延在していることを特徴とする、請求項１に記載のローラタペット（１）。
3. 前記潤滑通路（１４）が、前記半径方向の支持隙間（１１）を、前記ローラ（１０）と前記スタッド（９）との間または前記ローラ（１０）と前記支持ブシュとの間で少なくとも部分的に覆っていることを特徴とする、請求項１または２に記載のローラタペット（１）。
4. 前記タペット本体（５）の、前記軸線方向の支持隙間（１３）を画成している前記面（１５）内に、前記流入孔（１２）を拡大させる凹部（１６）が形成され、該凹部を介して前記流入孔（１２）が前記潤滑通路（１４）と結合されていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一項に記載のローラタペット（１）。
5. 前記タペット本体（５）の前記端面の凹部（６）において径方向に対向し、前記スタッド（９）を収容している前記半径方向の孔（７，８）が、前記タペット本体（５）の前記端面（１７）のほうへ開口し、前記スタッド（９）が前記半径方向の孔（７，８）内にクリップ固定されていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一項に記載のローラタペット（１）。
6. 前記タペット本体（５）の端面（１７）の領域において、前記潤滑通路（１４）が、前記タペット本体（５）と、前記ローラ（１０）の端面（１９）であって前記軸線方向の支持隙間（１３）を画成している前記端面（１９）との間に斜角部によって形成されている潤滑ポケット（１８）に開口していることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一項に記載のローラタペット（１）。
7. 前記潤滑ポケット（１８）を形成する斜角部を介して、前記タペット本体（５）の、前記軸線方向の支持隙間（１３）を画成している前記面（１５）が、前記タペット本体（５）の前記端面（１７）へ移行していることを特徴とする、請求項６に記載のローラタペット（１）。
8. 請求項１から７までのいずれか一項に記載のローラタペット（１）を介して駆動軸（４）のカム（３）または偏心体で支持されているストローク運動可能なポンプピストン（２）を含み、前記ローラタペット（１）の前記タペット本体（５）が、前記ピストンポンプのハウジング部分（２１）の筒孔（２０）にストローク運動可能に収容されているピストンポンプ、特に内燃エンジンの燃料供給用の燃料高圧ポンプ。
9. 前記タペット本体（５）内に設けられている前記少なくとも１つの流入孔（１２）が、前記筒孔（２０）を介して、エンジン内部の圧力油供給管（２２）に接続されていることを特徴とする、請求項８に記載のピストンポンプ。

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