WO2011092958A1 - ポンプ用タペット - Google Patents

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WO2011092958A1
WO2011092958A1 PCT/JP2010/072466 JP2010072466W WO2011092958A1 WO 2011092958 A1 WO2011092958 A1 WO 2011092958A1 JP 2010072466 W JP2010072466 W JP 2010072466W WO 2011092958 A1 WO2011092958 A1 WO 2011092958A1
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WO
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case
pump
tappet
plunger
shaft
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/072466
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English (en)
French (fr)
Inventor
雅 西村
真司 大石
加藤　晃央
Original Assignee
Ntn株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by Ntn株式会社 filed Critical Ntn株式会社
Priority to US13/574,901 priority Critical patent/US20120294741A1/en
Priority to CN201080062449.0A priority patent/CN102741540B/zh
Priority to EP10844712.9A priority patent/EP2530295B1/en
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/02—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type
    • F02M59/10—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by the piston-drive
    • F02M59/102—Mechanical drive, e.g. tappets or cams
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/0404—Details or component parts
    • F04B1/0426—Arrangements for pressing the pistons against the actuated cam; Arrangements for connecting the pistons to the actuated cam
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2307/00—Preventing the rotation of tappets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/80—Fuel injection apparatus manufacture, repair or assembly
    • F02M2200/8053—Fuel injection apparatus manufacture, repair or assembly involving mechanical deformation of the apparatus or parts thereof
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/18—Mechanical movements
    • Y10T74/18056—Rotary to or from reciprocating or oscillating
    • Y10T74/18296—Cam and slide

Definitions

  • This invention relates to a tappet for a pump.
  • high-pressure fuel pumps are used to inject high-pressure fuel into cylinders.
  • the high-pressure fuel pump converts the rotational motion of the camshaft provided with the cam to the reciprocating linear motion of the pump plunger, and feeds fuel by the reciprocating linear motion of the pump plunger to increase the pressure in the high-pressure chamber and into the combustion chamber.
  • Fuel is supplied by injection.
  • As a constituent member of the high-pressure fuel pump there is a pump tappet that transmits the rotational motion of the camshaft to the pump plunger as a reciprocating linear motion.
  • pump tappets there are several types of pump tappets, such as roller tappets with roller bearings and mushroom tappets, depending on the shape of the contact portion with the cam.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view showing a part of the high-pressure pump of Patent Document 1 that includes a roller tappet.
  • the high-pressure pump shown in Patent Document 1 is in contact with a camshaft 1 that rotates in the direction of arrow A in FIG. 20, a cam 2 provided on the outer diameter side of the camshaft, and the cam 2.
  • the rotary motion of the camshaft 1 is transmitted as a reciprocating linear motion to a pump plunger 3 (hereinafter simply referred to as “plunger”), and the tappet 4 that performs the reciprocating linear motion and the reciprocating linear motion in contact with the tappet 4 are performed.
  • the plunger 3 as a rod-shaped member, a high-pressure chamber (not shown) for sending fuel according to the reciprocating linear motion of the plunger 3 and increasing pressure, and the tappet 4 are in contact with each other, and the plunger 3 is arranged on the inner side.
  • a spring 5 provided in this way, and a housing 6 that accommodates the tappet 4, the plunger 3, and the spring 5 are provided.
  • the tappet 4, the plunger 3 and the spring 5 are arranged so as to be accommodated in the opening hole 7 provided in the housing 6.
  • the tappet 4 is guided by the inner diameter surface of the opening hole 7 in the vertical direction in FIG. 20, that is, in the direction of the arrow XX in FIG.
  • the camshaft 1 and the tappet 4 are arranged so that the outer diameter surface of the cam 2 and the outer diameter surface of the outer ring 8a of the roller bearing 8 accommodated in the tappet 4 come into contact with each other.
  • One end portion 3 a of the plunger 3 is disposed so as to contact an intermediate bottom provided in the case 9 that is a constituent member of the tappet 4.
  • the spring 5 is arranged so that one end thereof is in contact with a spring seat 10 provided on the lower side of the intermediate bottom.
  • the spring 5 has an elastic force in the downward direction, that is, the direction opposite to the direction indicated by the arrow XX in FIG.
  • the tappet 4 is urged upward by the elastic force of the spring 5 via the plunger 3, that is, in the direction indicated by the arrow XX in FIG. 20.
  • the tappet 4 and the plunger 3 are moved in the vertical direction, that is, in the direction of the arrow XX in FIG. 20 or vice versa by the rotational movement of the camshaft 1, the urging of the spring 5, and the guide of the inner diameter surface of the opening hole 7. Make a reciprocating linear motion in the direction.
  • the reciprocating linear motion here is a motion in the direction of arrow XX in FIG. 20 or in the opposite direction.
  • the tappet 4 performs a reciprocating linear motion in the direction of arrow XX in FIG. 20 or the opposite direction.
  • the high pressure chamber is arranged on the other end side (not shown) of the plunger 3.
  • the reciprocating linear motion of the plunger 3 can increase the pressure of the fuel supplied into the high pressure chamber.
  • the case 9 which is a constituent member of the tappet 4 is an intermediate bottom which partitions a vertical space inside a cylindrical peripheral wall 9a as shown in FIG. It is formed in a shape with 9b.
  • the metal structure of the round bar steel material that is the material of the case 9 is a fibrous structure in which many fibers are gathered.
  • the flow is called fiber flow.
  • the fiber flow of the steel material has a fiber flow in the thickness direction at the intermediate bottom 9b as shown by thin lines in FIG. It is cut into a uniform state. For this reason, when a large load of the plunger 3 is applied in the fiber flow direction, the portion of the intermediate bottom 9b is easily broken along the fiber flow direction.
  • the intermediate bottom 9b portion has to be formed thick, and the weight of the case 9 is increased accordingly. There was a problem that became larger.
  • the present invention provides a case that can withstand a large load of the plunger even if the thickness of the intermediate bottom is reduced as a case that is a constituent member of the tappet, thereby reducing the weight of the entire tappet. It is to be an issue.
  • a pump tappet transmits a rotary motion of a camshaft provided with a cam to a pump plunger as a reciprocating linear motion, and the reciprocating linear motion together with the pump plunger.
  • the case is formed by cold forging in which the center portion of the round steel bar is pressed from both sides to extrude the center portion of the meat to the periphery and flow up and down in the axial direction, and the fiber flow in the middle bottom portion is continuous. It exists as a feature.
  • the outer ring may be provided on a shaft via a rolling element such as a roller, or the rolling element may be omitted and provided directly in a shaft shape.
  • the pump tappet according to the present invention has a large load resistance even if the wall thickness is reduced because the fiber flow in the middle bottom portion of the case is continuously present without being cut as described above.
  • the weight of the entire case can be reduced.
  • the load flow from the pump plunger is improved by cold forging so that the direction of the fiber flow continuously present in the intermediate bottom is 90 degrees with respect to the load direction from the pump plunger. Can be made.
  • the middle bottom of the case is formed by pressing the center part of the round steel bar from both sides, the fiber flow density of the middle bottom is higher than other parts of the case, and the load resistance of the middle bottom Is more improved.
  • the density of the fiber flow at the joint between the intermediate bottom of the case and the cylindrical peripheral wall, that is, the corner portion is higher than that of the other portions, and the load resistance of the intermediate bottom is further improved.
  • the case component can be further reduced in weight without reducing the contact area with the inner diameter surface 16a.
  • the inner surface of the cylindrical peripheral wall of the case that contacts the width surface of the outer ring is ironed to improve the roughness of the contact surface with the width surface of the outer ring, and contact with the width surface of the outer ring. Heat generation and wear due to can be suppressed.
  • the center of gravity of the case so as to be provided in the cylindrical portion of the case away from the shaft fixing portion.
  • the case 23 can be prevented from tilting toward the shaft fixing portion, and the posture of the case 23 can be stabilized, so that the outer surface of the case can be centerless ground. become.
  • the intermediate bottom of the case preferably has a middle-high shape at the plunger contact portion.
  • the plunger contact portion By making the plunger contact portion into a medium-high shape, wear of the intermediate bottom can be suppressed.
  • the tappet for a pump according to the present invention uses a case in which the fiber flow of the middle bottom portion is continuously present, the thickness of the middle bottom is thinner than the case where the fiber flow of the middle bottom is cut by cutting. Even so, the load resistance can be ensured and the weight of the entire case can be reduced. Thereby, since the inertial force when the tappet reciprocates can be reduced, the occurrence of jumping can be suppressed and the pump can be driven efficiently.
  • FIG. 4 is a perspective view of the tappet shown in FIGS. 2 and 3. It is the figure which looked at the tappet shown in FIG. 4 from the direction of arrow V in FIG. It is the figure which looked at the tappet shown in FIG. 4 from the direction of arrow VI in FIG. It is the figure which looked at the tappet shown in FIG. 4 from the direction of arrow VII in FIG. It is the figure which looked at the tappet shown in FIG.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a part of the roller bearing included in the tappet shown in FIG. 2, which is a cross-sectional view cut along XI-XI in FIG. 9. It is a figure which shows the state which forms the intermediate material of the case contained in the tappet which concerns on embodiment of this invention by pressure processing. It is the schematic of the intermediate material of the case contained in the tappet which concerns on embodiment of this invention.
  • a high pressure pump 11 including a tappet has a cam 12a provided on the outer diameter side thereof, a camshaft 12 that rotates in the direction of arrow A in FIG.
  • the tappet 21 that abuts and transmits the rotary motion of the camshaft 12 as a reciprocating linear motion to the pump plunger 13 (hereinafter simply referred to as “plunger”) and performs the reciprocating linear motion, and the reciprocating linear motion abutting the tappet 21 Plunger 13 as a rod-shaped member that moves, a high-pressure chamber (not shown) that feeds fuel according to the reciprocating linear motion of plunger 13, abuts against tappet 21, and moves plunger 13 inward.
  • a spring 14 provided so as to be disposed; and a housing 15 that accommodates the tappet 21, the plunger 13, and the spring 14. That.
  • the tappet 21, the plunger 13, and the spring 14 are arranged so as to be accommodated in the opening hole 16 provided in the housing 15.
  • the tappet 21 is guided by the inner surface 16a of the opening hole 16 in the vertical direction in FIG. 1, that is, in the direction of the arrow I in FIG.
  • the camshaft 12 and the tappet 21 are arranged so that the outer diameter surface 12b of the cam 12a and the outer diameter surface 32a of the outer ring 32 of the roller bearing 31 included in the tappet 21 come into contact with each other.
  • One end 13 a of the plunger 13 is disposed so as to abut on an intermediate bottom 23 c provided in a case 23 included in the tappet 21.
  • the spring 14 is arranged so that one end thereof is in contact with a spring seat 17 provided on the lower side of the intermediate bottom 23c.
  • the spring 14 has an elastic force in the downward direction, that is, in the direction opposite to the direction indicated by the arrow I in FIG.
  • the tappet 21 is urged upward by the elastic force of the spring 14 in the upward direction, that is, in the direction indicated by the arrow I in FIG.
  • the tappet 21 and the plunger 13 are moved in the vertical direction, that is, in the direction of the arrow I in FIG. Reciprocating linear motion in the direction of.
  • the reciprocating linear motion here is a motion in the direction of arrow I in FIG. 1 or in the opposite direction.
  • the tappet 21 reciprocates linearly in the direction of arrow I in FIG.
  • the camshaft 12 rotates at a high speed
  • the speed of the reciprocating linear motion of the tappet 21 and the plunger 13 also increases.
  • the high pressure chamber is disposed on the other end side (not shown) of the plunger 13.
  • the reciprocating linear motion of the plunger 13 can increase the pressure of the fuel supplied to the high pressure chamber.
  • the tappet 21 includes a shaft 22, a roller bearing 31 that is disposed on the outer diameter side of the shaft 22 and is rotatably supported on the shaft 22, and a case 23 that houses the shaft 22 and the roller bearing 31.
  • the case 23 includes a cylindrical peripheral wall 23a and an intermediate bottom 23c provided at an intermediate position on the inner diameter surface 23b of the peripheral wall 23a so as to partition the vertical space.
  • the intermediate bottom 23 c is in contact with the plunger 13.
  • the peripheral wall 23a and the intermediate bottom 23c have a predetermined thickness.
  • a pair of support holes 23 d and 23 e for supporting the shaft 22 are provided on one end side of the peripheral wall 23 a.
  • the shaft 22 is arranged so that the shaft 22 is inserted into the pair of support holes 23d and 23e.
  • a roller bearing 31 is disposed on the outer diameter side of the shaft 22.
  • the case 23 accommodates the shaft 22 and the roller bearing 31 in the space 23f from the intermediate bottom 23c toward the one end side of the peripheral wall 23a.
  • the shaft 22 is formed in a hollow shape, and is fixed to the support holes 23d and 23e by caulking and fixing the outer peripheral edge of the end surface of the shaft 22.
  • Reference numeral 22a indicates a caulking portion.
  • a part of the plunger 13 is accommodated in the space 23g from the intermediate bottom 23c toward the other end of the peripheral wall 23a. Specifically, the one end portion 13a of the plunger 13 is disposed so as to contact the central portion in the radial direction of the intermediate bottom 23c, and the one end portion 13a of the plunger 13 is accommodated. Note that one end of the spring 14 is also accommodated in the space 23g.
  • the middle bottom 23c is provided with four oil holes 25 penetrating in the thickness direction (see FIGS. 7 and 8).
  • the four oil holes 25 are provided so as to avoid a contact portion between the one end portion 13a of the plunger 13 and the intermediate bottom 23c. By using this oil hole 25, the lubricating oil supplied to the tappet 21 can be passed between the space 23f and the space 23g.
  • the case 23 is provided with a through hole 23i as a recess that penetrates from the outer diameter surface 23h to the inner diameter surface 23b of the peripheral wall 23a.
  • a locking pin 24 is fitted into the through hole 23i so that a part of the through hole 23i protrudes from the outer diameter surface 23h.
  • the locking pin 24 positions the tappet 21 disposed in the opening hole 16. That is, the tappet 21 includes a rotation prevention pin 24 that positions the case 23.
  • the anti-rotation pin 24 includes a leg portion 24a fitted in the through hole 23i and a semi-spherical head portion 24b protruding from the outer diameter surface 23h.
  • the rotation prevention pin 24 is fixed by press-fitting the leg portion 24a into the through hole 23i, and prevents the drop from the through hole 23i.
  • a concave groove 16b extending in the direction of arrow I in FIG. 1 is provided on the inner diameter surface 16a of the opening hole 16 of the housing 15 so as to be recessed from the inner diameter surface 16a.
  • FIG. 9 is an enlarged view of a portion indicated by IX of the two-dot chain line in FIG.
  • a roller pitch circle 31a is indicated by a one-dot chain line in FIG.
  • FIG. 10 is a view of a part of the roller bearing 31 seen from the direction of the arrow X shown in FIG.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a part of the roller bearing 31, and is a XI-XI cross section in FIG.
  • the roller bearing 31 includes an outer ring 32, a plurality of rollers 33 disposed between the outer ring 32 and the shaft 22, and a cage 34 that holds the plurality of rollers 33.
  • the retainer 34 includes a pair of annular portions 34a and 34b and a plurality of column portions 34d that connect the pair of annular portions 34a and 34b so as to form a pocket 34c that accommodates the rollers 33.
  • the column portion 34d has a shape that extends straight in the axial direction, that is, in the cross section shown in FIG.
  • the retainer 34 is disposed between the outer ring 32 and the shaft 22 similarly to the rollers 33.
  • the plurality of rollers 33 are accommodated and held in the respective pockets 34 c provided in the cage 34.
  • the retainer 34 is configured such that the outer diameter guide, that is, the inner diameter surface 32 b of the outer ring 32 disposed on the outer diameter side of the retainer 34 and the outer diameter surface 34 e of the retainer 34 are in radial contact.
  • the retainer 34 is provided with an oil groove 34f so as to be recessed inward from the outer diameter surface 34e.
  • the oil groove 34f is provided at the center of the column portion 34d and has a shape extending in the circumferential direction.
  • Rotational motion of the camshaft 12 also rotates the outer ring 32 and the rollers 33 that are constituent members of the roller bearing 31.
  • the rotation of the rollers 33 also increases.
  • the roller bearing 31 which is a constituent member of the tappet 21 the position of the roller 33 in the roller bearing 31 at the time of high speed rotation can be stabilized by the cage 34. Then, the skew of the roller 33 can be suppressed and the lateral running of the roller bearing 31 can be prevented. Accordingly, it is possible to reduce the risk of poor lubrication of the roller bearing 31 and wear of the roller bearing 31 during high-speed rotation. That is, such a pump tappet can be manufactured at a low cost and can have a long life.
  • such a high-pressure pump 11 includes a tappet 21 that can be manufactured at a low cost and can reduce the risk of poor lubrication of the roller bearing 31 and wear of the roller bearing 31 during high-speed rotation.
  • the fuel can be manufactured at a low cost, and the pressure of the fuel can be increased more stably in a short time.
  • the retainer 34 is an outer diameter guide, and the retainer 34 and the outer ring 32 are provided on the outer diameter surface 34e of the retainer 34 because an oil groove 34f that is recessed inward from the surface is provided. And the radial position of the cage 34 can be stabilized. Further, the oil permeability of the inner diameter surface 34g of the cage 34 and the outer diameter surface 22a of the shaft 22 is improved, and the lubricity between the outer diameter surface 34e of the cage 34 and the inner diameter surface 32b of the outer ring 32 is improved and retained. Wear of the vessel 34 and the outer ring 32 can be suppressed. Therefore, the life of the cage 34, the rollers 33, the outer ring 32, and the shaft 22 can be extended.
  • the oil groove may be provided so as to extend with an inclination in the axial direction, or may be provided so as to extend in a curved manner. A plurality of oil grooves may be provided.
  • the cage 34 is an inner diameter guide, and an oil groove may be provided on the inner diameter surface 34 g of the cage 34.
  • retainer 34 and the shaft 22 can be made to contact and the radial position of the holder
  • the oil permeability of the outer diameter surface 34e of the cage 34 and the inner diameter surface 32b of the outer ring 32 is improved, and the lubricity between the inner diameter surface 34g of the cage 34 and the outer diameter surface 22a of the shaft 22 is improved and retained. Wear of the vessel 34 and the shaft 22 can be suppressed. Therefore, the life of the cage 34, the rollers 33, the outer ring 32, and the shaft 22 can be extended.
  • the cage 34 provided in the roller bearing 31 may be made of resin.
  • retainer 34 itself can be made lightweight and the weight of the tappet 21 can be lightened generally. Therefore, the force required for the reciprocating linear motion, here, the force required for the vertical movement of the tappet 21 can be reduced.
  • the cage 34 when the cage 34 is made of resin, it can be manufactured by injection molding or the like, so that mass production is facilitated and it can be manufactured at low cost.
  • the material of the cage 34 include nylon 66, nylon 46, polyphenylene sulfide (PPS), polyether ether ketone (PEEK), and the like. If necessary, the resin may be filled with carbon fiber, glass fiber, carbon black, or the like.
  • rollers and shafts constituting the above-described tappet are manufactured by forging, cutting, or the like of a steel member such as SUJ2 or SCM420 (both JIS standards).
  • the recess for fitting the rotation prevention pin is a through-hole penetrating from the inner diameter surface to the outer diameter surface of the case. It does not need to penetrate from the inner diameter surface to the outer diameter surface. Furthermore, you may comprise a recessed part so that it may have a shape dented from the outer diameter surface of the case so that the outer diameter surface of a rotation prevention pin may be met. By doing so, the outer diameter surface of the locking pin and the concave portion of the case are matched, and the locking pin and the concave portion can be more reliably fitted.
  • the cage includes a pair of annular portions and a plurality of pillar portions, but is not limited thereto, and is divided into a plurality of members instead of an integrated type, A spacer-type cage disposed between the rollers may be used.
  • the pillar part was made into the shape extended straightly to an axial direction, it is not restricted to this,
  • the pillar part may be bent by radial direction, for example, a V-type holder, It may be shaped like an M-type cage.
  • the roller bearing is configured to include a cage that holds a plurality of rollers.
  • the configuration is not limited thereto, that is, a configuration in which the roller bearing does not include a cage, that is, a full-roller type. The same applies to roller bearings.
  • the above embodiment is the tappet 21 in which the roller bearing 31 is provided on the outer diameter side of the shaft 22, but the embodiment shown in FIGS. 17 and 18 omits the rolling elements and the outer ring on the outer diameter side of the shaft 22. It is an example of the tappet 21 directly provided 32a so that rotation is possible, the part which is common in the said embodiment attaches
  • the case 23 which is a constituent member of the tappet 21 according to the present invention will be described.
  • the case 23 includes the cylindrical peripheral wall 23a and the intermediate bottom 23c provided in the middle of the inner diameter surface 23b of the peripheral wall 23a so as to partition the vertical space.
  • the case 23 is conventionally formed by cutting a round bar steel material by cutting, and the fiber flow of the steel material is indicated by a thin line in the schematic schematic diagram of FIG. 19.
  • the part was cut into a state where the fiber flow was aligned in the thickness direction. For this reason, when a large load of the plunger is applied in the direction of the fiber flow, there is a problem that the portion of the intermediate bottom easily breaks along the direction of the fiber flow.
  • the intermediate material 40 of the case 23 is formed from a round bar steel material by cold forging.
  • the intermediate material 40 includes a peripheral wall 40a that forms the cylindrical peripheral wall 23a of the case 23, and an intermediate bottom 40c that is provided at an intermediate position on the inner diameter surface 40b of the peripheral wall 40a so as to partition the vertical space of the peripheral wall 40a.
  • the intermediate bottom 40 c forms the intermediate bottom 23 c of the case 23.
  • the intermediate material 40 presses the center part of the round bar steel material in the die 41 with the upper punch 42 and the lower punch 43 to extrude the meat in the center part to the surroundings.
  • An intermediate bottom 40c and a cylindrical peripheral wall 40a are formed by flowing vertically in the axial direction.
  • the intermediate material 40 of the case 23 formed in this way has a continuous fiber flow between the intermediate bottom 40c and the peripheral wall 40a.
  • the fiber flow at the intermediate bottom 23c is continuously present without being cut. Therefore, even if the thickness of the intermediate bottom 23c is reduced, the weight of the entire case 23 can be reduced because it has a large load resistance. Thereby, since the inertial force when the tappet 21 reciprocates can be reduced, the occurrence of jumping can be suppressed and the pump can be driven efficiently.
  • the direction of the fiber flow continuously existing in the intermediate bottom 23c of the case 23 formed from the intermediate material 40 is cold forged so as to be in the direction of 90 degrees with respect to the load direction from the plunger 13, The load resistance from the plunger 13 is further improved.
  • the intermediate bottom 23c of the case 23 formed by cold forging as described above is formed by pressing the central portion of the round bar steel material from both sides, the fiber flow density of the intermediate bottom 23c is different from that of the case 23. The load resistance of the intermediate bottom 23c is further improved.
  • the density of the fiber flow at the corner portion of the joint portion between the intermediate bottom 23c portion and the cylindrical peripheral wall 23b is also higher than other portions, The load resistance of the bottom 23c is further improved.
  • the intermediate material 40 of the case 23 is formed by cold forging, as shown in FIG. 14, the upper edge of the cylindrical peripheral wall 40a of the intermediate material 40 is formed into an inclined surface 40d that is lowered inward. Accordingly, the intermediate material of the case 23 is further reduced in weight without changing the height of the case outer diameter portion in the I direction in FIG. 1 and without reducing the contact area between the case outer diameter portion and the inner diameter surface 16a of the opening hole 16. 40 can be formed.
  • the space 23f of the case 23 that accommodates the shaft 22 and the roller bearing 31 is provided. It is desirable to iron the inner diameter surface 23b. By improving the roughness of the contact surface, it is possible to suppress heat generation and wear when contacting the width surface of the outer ring.
  • the intermediate material 40 forming the case 23 when the intermediate material 40 forming the case 23 is processed, it is preferable to process the intermediate material 40 so that the center of gravity is provided on the cylindrical peripheral wall 40a away from the shaft fixing portion of the rolling bearing 31.
  • the case 23 when the outer surface of the intermediate material 40 is subjected to centerless grinding, the case 23 can be prevented from inclining toward the shaft fixing portion, and the posture of the case 23 can be stabilized. It becomes possible to process.
  • the embodiment shown in FIG. 15 is an example in which the intermediate bottom 23c of the case 23 that contacts the one end 13a of the plunger 13 is a flat surface.
  • the intermediate bottom 23c of the case 23 is made flat, as shown in FIG. 15, when the plunger 13 is in contact with the intermediate bottom 23c of the case 23 in a tilted state due to the influence of mounting error or gap, Since one end 13a of the plunger 13 hits the middle bottom 23c of the case 23, the middle bottom 23c of the case 23 is easily worn.
  • the intermediate bottom 23 c of the case 23 that comes into contact with the one end 13 a of the plunger 13 is formed in a middle-high shape.
  • the tappet according to the present invention is included in a high-pressure pump that supplies fuel to an engine of an automobile or the like, and is effectively used as an automobile part.

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Abstract

　ポンプ用タペットの構成部材であるケースの中間底の厚みを薄くしてもポンププランジャーの大きな荷重に耐えることができるものを提供し、ポンプ用タペット全体の軽量化を図ることを課題とする。　ポンプ用タペットのケースを、丸棒鋼材の中央部を両面から加圧して中央部の肉を周囲へ押出して軸方向に上下に流動させる冷間鍛造によって、中間底４０ｃの部分のファイバーフローが連続して存在する中間材料４０から形成したものである。

Description

ポンプ用タペット
　この発明は、ポンプ用タペットに関するものである。
　自動車の直噴エンジンでは、シリンダー内に高圧の燃料を噴射するために高圧燃料ポンプが使用される。高圧燃料ポンプは、カムが設けられたカムシャフトの回転運動をポンプ用プランジャーの往復直線運動に変換し、ポンプ用プランジャーの往復直線運動により燃料を送り込んで高圧室内で高圧化し、燃焼室内に噴射して燃料を供給している。この高圧燃料ポンプの構成部材として、カムシャフトの回転運動を往復直線運動としてポンプ用プランジャーに伝達するポンプ用タペットがある。
　ポンプ用タペットには、カムとの接触部の形状等により、ころ軸受を備えるころ入りタペットやきのこ形タペット等、複数の種類がある。
　ころ入りタペットを備える高圧ポンプに関する技術として、ＤＥ　１０　２００５　０４７　２３４　Ａ１（特許文献１）に開示されたものがある。図２０は、ころ入りタペットを備える特許文献１の高圧ポンプの一部を示す断面図である。
　この特許文献１に示す高圧ポンプは、図２０中の矢印Ａの方向に回転運動を行なうカムシャフト１と、このカムシャフトの外径側に設けられたカム２と、このカム２と当接し、カムシャフト１の回転運動を往復直線運動としてポンプ用プランジャー３（以下、単に「プランジャー」という）に伝達すると共に往復直線運動を行なうタペット４と、タペット４に当接して往復直線運動を行なう棒状部材としてのプランジャー３と、プランジャー３の往復直線運動に応じて燃料を送り込み高圧化させる高圧室（図示せず）と、タペット４と当接し、プランジャー３を内方側に配置するようにして設けられたバネ５と、タペット４、プランジャー３およびバネ５を収容するハウジング６とを備えている。
　タペット４、プランジャー３およびバネ５は、ハウジング６に設けられた開口孔７内に収容されるようにして配置される。タペット４は、開口孔７の内径面で、図２０中の上下方向、すなわち、図２０中の矢印XXの方向またはその逆の方向に案内される。
　カムシャフト１とタペット４とは、カム２の外径面と、タペット４に収容したころ軸受８の外輪８ａの外径面とが当接するように配置される。プランジャー３の一方端部３ａは、タペット４の構成部材であるケース９に設けられた中間底と当接するように配置される。バネ５は、その一方端部が中間底の下方側に設けられたバネ座１０と当接するように配置される。
　バネ５は下方向、すなわち、図２０中の矢印XXで示す方向と逆の方向に弾性力を有する。タペット４は、バネ５の弾性力によりプランジャー３を介して、上方向、すなわち、図２０中の矢印XXで示す方向に付勢されている。
　カムシャフト１の回転運動、バネ５の付勢、および開口孔７の内径面の案内等により、タペット４およびプランジャー３は、上下方向、すなわち、図２０中の矢印XXの方向またはその逆の方向に往復直線運動を行なう。ここでいう往復直線運動は、図２０中の矢印XXの方向またはその逆の方向への運動である。タペット４は、図２０中の矢印XXの方向またはその逆の方向への往復直線運動を行なう。カムシャフト１が高速で回転すると、このタペット４およびプランジャー３の往復直線運動の速度も速くなる。
　高圧室は、プランジャー３の図示しない他方端部側に配置される。プランジャー３の往復直線運動により、高圧室内に供給された燃料の高圧化を図ることができる。
　ところで、今後、燃料ポンプの高圧化に伴いポンプのプランジャー３と接触するタペット４の中間底にかかる荷重が増加することが予想されるが、荷重が高くなると中間底が損傷するおそれがある。
　その解決策としては、特開平０１－１１０８７７号公報（特許文献２）や特表２００１－５００２２１号公報（特許文献３）に示すように、中間底のポンププランジャー接触部の肉厚を厚くする方法が考えられる。
ＤＥ　１０　２００５　０４７　２３４　Ａ１ 特開平０１－１１０８７７号公報 特表２００１－５００２２１号公報
　しかしながら、ポンプのプランジャー３が接触するタペット４の中間底の肉厚を厚くした場合、重量がそれだけ大きくなる。このため、タペット４が往復運動した際の慣性力が大きくなり、ジャンピングの発生などによりポンプを効率よく駆動できないおそれがある。
　また、従来、タペット４の構成部材であるケース９は、丸棒鋼材を切削加工により刳り抜いて、図１９に示すように、円筒状の周壁９ａの内部に、上下方向の空間を仕切る中間底９ｂを備える形状に形成している。
　ケース９の材料である丸棒鋼材の金属組織は、図１９の模式図に細線で示すように、何本もの繊維が集まったような繊維状の組織になっており、この繊維状の組織の流れはファイバーフローと呼ばれている。
　前記のように、ケース９を、切削加工により丸棒鋼材を両面から刳り抜いて形成すると、鋼材のファイバーフローが図１９に細線で示すように、中間底９ｂの部分で厚み方向にファイバーフローが揃ったような状態に切断される。このため、ファイバーフローの方向にプランジャー３の大きな荷重が加わると、中間底９ｂの部分がファイバーフローの方向に沿って破断しやすくなる。
　したがって、切削加工によりケース９を形成する場合には、中間底９ｂの部分の耐荷重性を向上させるために、従来は中間底９ｂの部分を厚く形成せざるを得ず、それだけケース９の重量が大きくなるという問題があった。
　そこで、この発明は、タペットの構成部材であるケースとして、中間底の厚みを薄くしてもプランジャーの大きな荷重に耐えることができるものを提供することにより、タペット全体の軽量化を図ることを課題とするものである。
　前記の課題を解決するために、この発明に係るポンプ用タペットは、カムが設けられたカムシャフトの回転運動を往復直線運動としてポンプ用プランジャーに伝達し、前記ポンプ用プランジャーと共に往復直線運動を行なうものであり、シャフトと、シャフトの外径側に配置され、シャフト上に回転可能に支持された外輪と、シャフトおよび外輪を収容するケースとを備え、前記ケースは、円筒状の周壁と、上下方向の空間を仕切るように周壁の内径面の途中位置に設けられた中間底とを備えている。そして、前記ケースは、丸棒鋼材の中央部を両面から加圧して中央部の肉を周囲へ押出して軸方向に上下に流動させる冷間鍛造によって形成され、中間底の部分のファイバーフローが連続して存在することを特徴とする。
　前記外輪は、シャフト上にころ等の転動体を介して設けてもよいし、転動体を省略し、シャフト状に直接設けるようにしてもよい。
　この発明に係るポンプ用タペットは、前記のように、ケースの中間底の部分のファイバーフローが、切断されずに連続して存在しているため、肉厚を薄くしても、大きな耐荷重性を有するので、ケース全体の重量を軽量化できる。これにより、タペットが往復運動した際の慣性力を小さくすることができるので、ジャンピングの発生を抑制し、ポンプを効率よく駆動することができる。
　前記中間底に連続して存在するファイバーフローの方向は、ポンププランジャーからの荷重方向に対して９０度の方向になるように冷間鍛造することにより、ポンププランジャーからの耐荷重性を向上させることができる。
　また、ケースの中間底は、丸棒鋼材の中央部を両面から加圧して形成するので、中間底のファイバーフローの密度をケースの他の部位よりも高くなっており、中間底の耐荷重性がより向上している。
　また、ケースの前記中間底と円筒状の周壁とのつなぎ目、即ち、コーナー部分のファイバーフローの密度も、他の部位よりも高くなっており、中間底の耐荷重性をより向上している。
　さらに、ケースの円筒状の周壁の縁部を、内側へ低くなるように傾斜させることにより、ケース外径部の図１のI方向の高さを変えず、ケース外径部と開口孔１６の内径面１６ａとの接触面積を減らさずに、ケース部品をさらに軽量化することができる。
　また、前記外輪の幅面が接触する前記ケースの円筒状の周壁の内径面にしごき加工することにより、外輪の幅面との接触面の粗さを良好にすることができ、外輪の幅面との接触による発熱・摩耗を抑制できる。
　また、ケースの重心位置は、シャフト固定部から離れたケースの円筒部に設けるように加工することが好ましい。これにより、ケースの外面をセンタレス研削加工する際にケース２３がシャフト固定部側に傾くことが防止でき、ケース２３の姿勢を安定させることができるため、ケースの外面をセンタレス研削加工することが可能になる。
　また、ケースの中間底は、プランジャー接触部分を中高形状にすることが好ましい。プランジャー接触部分を中高形状にすることにより、中間底の摩耗を抑制することができる。
　この発明に係るポンプ用タペットは、中間底の部分のファイバーフローが連続して存在するケースを使用するので、切削加工によって中間底のファイバーフローが切断されているケースよりも中間底の厚みを薄くしても、耐荷重性を確保でき、ケース全体の重量を軽量化できる。これにより、タペットが往復運動した際の慣性力を小さくすることができるので、ジャンピングの発生を抑制し、ポンプを効率よく駆動することができる。
この発明の一実施形態に係るタペットを含む高圧ポンプの一部を示す断面図である。 図１に示す高圧ポンプに含まれるタペットの縦断正面図である。 図１に示す高圧ポンプに含まれるタペットの縦断側面図である。 図２および図３に示すタペットの斜視図である。 図４に示すタペットを、図４中の矢印Vの方向から見た図である。 図４に示すタペットを、図４中の矢印VIの方向から見た図である。 図４に示すタペットを、図４中の矢印VIIの方向から見た図である。 図４に示すタペットを、図４中の矢印VIIIの方向から見た図である。 図２に示すタペットのIXで示す部分の拡大図である。 図２に示すタペットに含まれるころ軸受の一部を、図９中の矢印Xの方向から見た図である。 図２に示すタペットに含まれるころ軸受の一部の断面図であり、図９中のXI－XIで切断した断面図である。 この発明の実施形態に係るタペットに含まれるケースの中間材料を加圧加工によって形成する状態を示す図である。 この発明の実施形態に係るタペットに含まれるケースの中間材料の概略図である。 この発明に係るタペットに含まれるケースの他の実施形態の中間材料の概略模式図である。 この発明に係るタペットに含まれるケースの実施形態における中間底とプランジャーとの接触状態を説明する縦断側面図である。 この発明に係るタペットに含まれるケースの他の実施形態における中間底とプランジャーとの接触状態を説明する縦断側面図である。 この発明に係るタペットの他の実施形態を示す縦断正面図である。 この発明に係るタペットの他の実施形態を示す縦断側面図である。 従来のタペットに含まれるケースの中間材料を示す概略模式図である。 従来のタペットを含む高圧ポンプの一部を示す断面図である。
　以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
　この発明の一実施形態に係るタペットを備える高圧ポンプ１１は、カム１２ａがその外径側に設けられており、図１中の矢印Ａの方向に回転運動を行なうカムシャフト１２と、カム１２ａと当接し、カムシャフト１２の回転運動を往復直線運動としてポンプ用プランジャー１３（以下、単に「プランジャー」という）に伝達すると共に往復直線運動を行なうタペット２１と、タペット２１に当接して往復直線運動を行なう棒状部材としてのプランジャー１３と、プランジャー１３の往復直線運動に応じて燃料を送り込み高圧化させる高圧室（図示省略）と、タペット２１と当接し、プランジャー１３を内方側に配置するようにして設けられたバネ１４と、タペット２１、プランジャー１３およびバネ１４を収容するハウジング１５とを備えている。
　タペット２１、プランジャー１３およびバネ１４は、ハウジング１５に設けられた開口孔１６内に収容されるようにして配置される。タペット２１は、開口孔１６の内径面１６ａで、図１中の上下方向、すなわち、図１中の矢印Iの方向またはその逆の方向に案内される。
　カムシャフト１２とタペット２１とは、カム１２ａの外径面１２ｂと、タペット２１に含まれるころ軸受３１の外輪３２の外径面３２ａとが当接するように配置される。プランジャー１３の一方端部１３ａは、タペット２１に含まれるケース２３に設けられた中間底２３ｃと当接するように配置される。バネ１４は、その一方端部が中間底２３ｃの下方側に設けられたバネ座１７と当接するように配置される。
　バネ１４は下方向、すなわち、図１中の矢印Iで示す方向と逆の方向に弾性力を有する。タペット２１は、バネ１４の弾性力によりプランジャー１３を介して、上方向、すなわち、図１中の矢印Iで示す方向に付勢されている。
　カムシャフト１２の回転運動、バネ１４の付勢、および開口孔１６の内径面１６ａの案内等により、タペット２１およびプランジャー１３は、上下方向、すなわち、図１中の矢印Iの方向またはその逆の方向に往復直線運動を行なう。ここでいう往復直線運動は、図１中の矢印Iの方向またはその逆の方向への運動である。タペット２１は、多少傾きながらも、図１中の矢印Iの方向またはその逆の方向への往復直線運動を行なう。カムシャフト１２が高速で回転すると、このタペット２１およびプランジャー１３の往復直線運動の速度も速くなる。
　高圧室は、プランジャー１３の図示しない他方端部側に配置される。プランジャー１３の往復直線運動により、高圧室内に供給された燃料の高圧化を図ることができる。
　次に、この発明の一実施形態に係るタペット２１の構成について説明する。タペット２１は、シャフト２２と、シャフト２２の外径側に配置され、シャフト２２上に回転可能に支持されたころ軸受３１と、シャフト２２およびころ軸受３１を収容するケース２３とを備える。
　ケース２３は、円筒状の周壁２３ａと、上下方向の空間を仕切るように周壁２３ａの内径面２３ｂの途中位置に設けられた中間底２３ｃとを備える。ケース２３のうち、中間底２３ｃの部分が、プランジャー１３と当接する。周壁２３ａおよび中間底２３ｃは、所定の肉厚を有する。
　周壁２３ａの一方端側には、図３に示すように、シャフト２２を支持する一対の支持孔２３ｄ、２３ｅが設けられている。この一対の支持孔２３ｄ、２３ｅにシャフト２２を挿入するようにして、シャフト２２を配置する。シャフト２２の外径側には、ころ軸受３１が配置される。このようにして、ケース２３は、中間底２３ｃから周壁２３ａの一方端側に向かう空間２３ｆで、シャフト２２およびころ軸受３１を収容する。
　シャフト２２は、中空に形成され、シャフト２２の端面の外周縁部をかしめ固定することにより、前記支持孔２３ｄ、２３ｅに固定されている。符号２２ａは、かしめ部分を示している。シャフト２２を中空にすることにより、中実のシャフトを使用する場合よりも軽量化が図れる。
　中間底２３ｃから周壁２３ａの他方端側に向かう空間２３ｇには、プランジャー１３の一部が収容される。具体的には、プランジャー１３の一方端部１３ａが中間底２３ｃの径方向の中央部分に当接するようにして配置され、プランジャー１３の一方端部１３ａが収容される。なお、バネ１４の一方端部についても、空間２３ｇ内に収容される。
　中間底２３ｃには、その厚み方向に貫通する４つの油孔２５が設けられている（図７および図８参照）。４つの油孔２５は、プランジャー１３の一方端部１３ａと中間底２３ｃとの当接部分を避けるようにして設けられている。この油孔２５を利用して、空間２３ｆおよび空間２３ｇ間において、タペット２１に供給される潤滑油を通油させることができる。
　ケース２３には、図２に示すように、周壁２３ａの外径面２３ｈから内径面２３ｂまで貫通する凹部としての貫通孔２３ｉが設けられている。この貫通孔２３ｉには、その一部が外径面２３ｈから突出するように回り止めピン２４が嵌合されている。回り止めピン２４は、開口孔１６内に配置されたタペット２１の位置決めを行なう。すなわち、タペット２１は、ケース２３の位置決めを行なう回り止めピン２４を備える。
　回り止めピン２４は、貫通孔２３ｉに嵌合する脚部２４ａと、外径面２３ｈから突出する半円球状の頭部２４ｂとによって構成されている。ここで、回り止めピン２４は、脚部２４ａを貫通孔２３ｉに圧入することにより固定され、貫通孔２３ｉからの脱落を防止している。
　ハウジング１５の開口孔１６の内径面１６ａには、内径面１６ａから凹むように図１中の矢印Iの方向に延びる凹溝１６ｂが設けられている。タペット２１の開口孔１６への収容時には、回り止めピン２４の頭部２４ｂを、この凹溝１６ｂに嵌合させる。これにより、開口孔１６内におけるケース２３、引いてはタペット２１の周方向の位置決めを行なう。これにより、開口孔１６内におけるタペット２１の周方向への回転を防止することができる。
　次に、タペット２１に含まれるころ軸受３１の構成について説明する。図９は、図２中の二点鎖線のIXで示す部分の拡大図である。図９中の一点鎖線で、ころピッチ円３１ａを示している。図１０は、図９に示す矢印Xの方向からころ軸受３１の一部を見た図である。図１１は、ころ軸受３１の一部を示す断面図であり、図９中のXI－XI断面である。ころ軸受３１は、外輪３２と、外輪３２とシャフト２２との間に配置される複数のころ３３と、複数のころ３３を保持する保持器３４とを備える。
　保持器３４は、一対の環状部３４ａ、３４ｂと、ころ３３を収容するポケット３４ｃを形成するように一対の環状部３４ａ、３４ｂを連結する複数の柱部３４ｄとを含む。柱部３４ｄは、軸方向、すなわち、図９で示す断面において、紙面表裏方向に真直ぐに延びる形状である。
　保持器３４は、ころ３３と同様に、外輪３２とシャフト２２との間に配置される。複数のころ３３は、保持器３４に設けられた各ポケット３４ｃにそれぞれ収容され、保持される。保持器３４は、外径案内、すなわち、保持器３４の外径側に配置される外輪３２の内径面３２ｂと保持器３４の外径面３４ｅとが径方向で接触するよう構成されている。また、保持器３４には、外径面３４ｅからその内方側に凹むように油溝３４ｆが設けられている。油溝３４ｆは、柱部３４ｄの中央に設けられており、周方向に延びる形状である。
　カムシャフト１２の回転運動により、ころ軸受３１の構成部材である外輪３２およびころ３３も回転する。カムシャフト１２が高速で回転すると、ころ３３の回転も速くなる。ここで、タペット２１の構成部材であるころ軸受３１において、高速回転時におけるころ軸受３１内でのころ３３の位置を保持器３４によって安定させることができる。そうすると、ころ３３のスキューを抑制して、ころ軸受３１の横走りを防止することができる。したがって、高速回転時におけるころ軸受３１の潤滑不良、およびころ軸受３１の摩耗のおそれを少なくすることができる。すなわち、このようなポンプ用タペットは、安価に製造することができると共に、長寿命化を図ることができる。
　また、このような高圧ポンプ１１は、安価に製造することができると共に、高速回転時におけるころ軸受３１の潤滑不良、およびころ軸受３１の摩耗のおそれを少なくすることができるタペット２１を含むため、安価に製造することができると共に、短時間でより安定して燃料を高圧化することができる。
　ここで、保持器３４は、外径案内であって、保持器３４の外径面３４ｅに、その表面から内方側に凹んだ油溝３４ｆが設けられているため、保持器３４と外輪３２とを接触させて、保持器３４の径方向の位置を安定させることができる。また、保持器３４の内径面３４ｇとシャフト２２の外径面２２ａの通油性を向上させると共に保持器３４の外径面３４ｅと外輪３２の内径面３２ｂとの間の潤滑性を向上させ、保持器３４と外輪３２との摩耗を抑制することができる。したがって、保持器３４、ころ３３、外輪３２およびシャフト２２の長寿命化を図ることができる。なお、油溝は、軸方向に傾きを持って延びるように設けてもよいし、湾曲して延びるように設けてもよい。また、油溝は、複数設けられていてもよい。
　なお、保持器３４は、内径案内であって、保持器３４の内径面３４ｇに、油溝が設けられるようにしてもよい。こうすることにより、保持器３４とシャフト２２とを接触させて、保持器３４の径方向の位置を安定させることができる。また、保持器３４の外径面３４ｅと外輪３２の内径面３２ｂの通油性を向上させると共に保持器３４の内径面３４ｇとシャフト２２の外径面２２ａとの間の潤滑性を向上させ、保持器３４とシャフト２２との摩耗を抑制することができる。したがって、保持器３４、ころ３３、外輪３２およびシャフト２２の長寿命化を図ることができる。
　ころ軸受３１に備えられる保持器３４については、樹脂製にしても良い。こうすることにより、保持器３４自体を軽量にすることができ、総じてタペット２１の重量を軽くすることができる。したがって、往復直線運動に要する力、ここでは、タペット２１の上下方向の動きに要する力を軽減することができる。また、保持器３４を樹脂製とすると、射出成形等により製造することが可能であるため、大量生産が容易となり、安価に製造することができる。保持器３４の材質としては、例えば、ナイロン６６やナイロン４６、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）やポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等が挙げられる。なお、必要に応じて、樹脂に炭素繊維やガラス繊維、カーボンブラック等を充填することにしてもよい。
　なお、図１０において、ポケット３４ｃに収容されたころ３３の転動面３３ａと柱部３４ｄの側壁面３４ｈとのすき間の寸法については、理解を容易にする観点から、誇張して大きく図示している。
　なお、前記したタペットを構成するころおよびシャフトは、鋼製部材、例えば、ＳＵＪ２やＳＣＭ４２０（いずれもＪＩＳ規格）等を鍛造、切削等することにより製造される。
　ここで、前記の実施の形態においては、回り止めピンを嵌合する凹部は、ケースの内径面から外径面まで貫通する貫通孔とすることとしたが、これに限らず、凹部は、ケースの内径面から外径面まで貫通していなくともよい。さらに、凹部は、回り止めピンの外径面に沿うようケースの外径面から凹んだ形状を有するよう構成してもよい。こうすることにより、回り止めピンの外径面とケースの凹部とを合わせて、回り止めピンと凹部とをより確実に嵌合させることができる。
　なお、前記の実施の形態においては、保持器は、一対の環状部と、複数の柱部とを含むこととしたが、これに限らず、一体型ではなく複数の部材に分割されており、ころの間に配置される間座型の保持器であってもよい。
　また、前記の実施の形態において、柱部は、軸方向に真直ぐに延びる形状としたが、これに限らず、柱部が径方向に折曲げられていてもよく、例えば、Ｖ型保持器やＭ型保持器のような形状であってもよい。さらに、柱部の側壁面に、ころの径方向の脱落を防止するころ止め部を設けることとしてもよい。
　なお、前記の実施の形態においては、ころ軸受は、複数のころを保持する保持器を備える構成としたが、これに限らず、ころ軸受が保持器を備えない構成、すなわち、総ころ形式のころ軸受についても適用される。
　以上の実施形態は、シャフト２２の外径側にころ軸受３１を設けたタペット２１であるが、図１７及び図１８に示す実施形態は、転動体を省略し、シャフト２２の外径側に外輪３２ａを回転可能に直接設けたタペット２１の例であり、前記の実施形態と共通する部分は同一符号を付して説明を省略する。
　次に、この発明に係るタペット２１の構成部材であるケース２３について説明する。ケース２３は、前記のように、円筒状の周壁２３ａと、上下方向の空間を仕切るように周壁２３ａの内径面２３ｂの途中位置に設けられた中間底２３ｃとを備える。
　ケース２３は、従来は、図１９に記載した通り、丸棒鋼材を切削加工により刳り抜いて形成しており、鋼材のファイバーフローが図１９の概略模式図に細線で示すように、中間底の部分で厚み方向にファイバーフローが揃ったような状態に切断されたものであった。このため、ファイバーフローの方向にプランジャーの大きな荷重が加わると、中間底の部分がファイバーフローの方向に沿って破断しやすいという問題があった。
　かかる問題を解決するために、この発明においては、図１２に示すように、丸棒鋼材から冷間鍛造によってケース２３の中間材料４０を形成している。中間材料４０は、ケース２３の円筒状の周壁２３ａを形成する周壁４０ａと、周壁４０ａの上下方向の空間を仕切るように周壁４０ａの内径面４０ｂの途中位置に設けられた中間底４０ｃとを備え、中間底４０ｃがケース２３の中間底２３ｃを形成する。
　前記中間材料４０は、図１２に示すように、丸棒鋼材の中央部を、ダイ４１の中で、上パンチ４２と下パンチ４３とにより加圧して中央部の肉を周囲へ押出し、これを軸方向に上下に流動させて、中間底４０ｃと円筒状の周壁４０ａとを形成している。
　このようにして形成されたケース２３の中間材料４０は、図１３に示すように、中間底４０ｃと周壁４０ａの部分のファイバーフローが連続して存在する。
　この中間材料４０から形成したケース２３は、中間底２３ｃの部分のファイバーフローが、切断されずに連続して存在する。したがって、中間底２３ｃの肉厚を薄くしても、大きな耐荷重性を有するので、ケース２３全体の重量を軽量化することができる。これにより、タペット２１が往復運動した際の慣性力を小さくすることができるので、ジャンピングの発生を抑制し、ポンプを効率よく駆動することができる。
　前記中間材料４０から形成したケース２３の中間底２３ｃに連続して存在するファイバーフローの方向は、プランジャー１３からの荷重方向に対して９０度の方向になるように冷間鍛造することによって、プランジャー１３からの耐荷重性がより向上する。
　また、前記のように冷間鍛造によって形成したケース２３の中間底２３ｃは、丸棒鋼材の中央部を両面から加圧して形成されるので、中間底２３ｃのファイバーフローの密度がケース２３の他の部位よりも高くなり、中間底２３ｃの耐荷重性がより向上している。
　また、前記のように冷間鍛造によってケース２３を形成すると、中間底２３ｃの部分と円筒状の周壁２３ｂとのつなぎ目部分のコーナー部分におけるファイバーフローの密度も、他の部位よりも高くなり、中間底２３ｃの耐荷重性がより向上している。
　さらに、ケース２３の中間材料４０を冷間鍛造によって形成する際に、図１４に示すように、中間材料４０の円筒状の周壁４０ａの上方の縁部を、内側へ低くなる傾斜面４０ｄにすることにより、ケース外径部の図１のI方向の高さを変えず、ケース外径部と開口孔１６の内径面１６ａとの接触面積を減らさずに、さらに軽量化したケース２３の中間素材４０を形成することができる。
　前記中間材料４０からケース２３を形成する際には、転がり軸受３１の外輪３２の幅面との接触面の粗さを良好にするために、シャフト２２およびころ軸受３１を収容するケース２３の空間２３ｆの内径面２３ｂをしごき加工することが望ましい。接触面の粗さを良好にすることにより、外輪の幅面と接触した際の発熱・摩耗を抑制することができる。
　また、ケース２３を形成する中間材料４０を加工する際には、重心位置が転がり軸受３１のシャフト固定部から離れた円筒状の周壁４０ａに設けるように加工することが好ましい。これにより、中間素材４０の外面をセンタレス研削加工する際に、ケース２３がシャフト固定部側に傾くことを防止でき、ケース２３の姿勢を安定させることができるため、中間素材４０の外面をセンタレス研削加工することが可能になる。
　次に、図１５に示す実施形態は、プランジャー１３の一方端部１３ａと接触するケース２３の中間底２３ｃを平坦面にした例である。このように、ケース２３の中間底２３ｃを平坦面にすると、図１５に示すように、プランジャー１３が取り付け誤差やすきまの影響により傾いた状態でケース２３の中間底２３ｃに接触した場合に、プランジャー１３の一方端部１３ａがケース２３の中間底２３ｃに角当たりするため、ケース２３の中間底２３ｃが摩耗しやすくなる。このため、図１６に示す実施形態では、プランジャー１３の一方端部１３ａと接触するケース２３の中間底２３ｃを中高形状に形成している。このように、ケース２３の中間底２３ｃを中高形状に形成することにより、プランジャー１３が傾いた場合でもプランジャー１３と中間底２３ｃの接触が角あたりにはならないため、プランジャー１３の一方端部１３ａとの接触による中間底２３ｃの摩耗を抑制することができる。
　以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
　この発明に係るタペットは、自動車等のエンジンに燃料を供給する高圧ポンプに含まれ、自動車用部品として、有効に利用される。
１１　高圧ポンプ
１２　カムシャフト
１２ａ　カム
１３　プランジャー
１３ａ　一方端部
２１　タペット
２２　シャフト
２３　ケース
２３ａ　周壁
２３ｃ　中間底
３１　ころ軸受
３２、３２ａ　外輪
３３　ころ
４０　中間材料
４０ａ　周壁
４０ｃ　中間底

Claims (11)

  1. 　カムが設けられたカムシャフトの回転運動を往復直線運動としてポンプ用プランジャーに伝達し、前記ポンプ用プランジャーと共に往復直線運動を行なうポンプ用タペットであって、
    　シャフトと、シャフトの外径側に配置され、シャフト上に回転可能に支持された外輪と、シャフトおよび外輪を収容するケースとを備え、
    　前記ケースは、円筒状の周壁と、上下方向の空間を仕切るように周壁の内径面の途中位置に設けられた中間底とを備え、
    　前記ケースが、丸棒鋼材の中央部を両面から加圧して中央部の肉を周囲へ押出して軸方向に上下に流動させる冷間鍛造によって形成され、中間底の部分のファイバーフローが連続して存在することを特徴とするポンプ用タペット。
  2. 　前記外輪が、シャフト上に転動体を介して設けられている請求項１記載のポンプ用タペット。
  3. 　前記中間底に連続して存在するファイバーフローの方向が、ポンププランジャーからの荷重方向に対して９０度の方向になっている請求項１または２に記載のポンプ用タペット。
  4. 　前記中間底のファイバーフローの密度がケースの他の部位よりも高いことを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載のポンプ用タペット。
  5. 　前記中間底と円筒状の周壁とのつなぎ目のファイバーフローの密度がケースの他の部位よりも高いことを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載のポンプ用タペット。
  6. 　前記円筒状の周壁の縁部が、内側へ低くなる傾斜面になっている請求項１～５のいずれかに記載のポンプ用タペット。
  7. 　前記外輪の幅面が接触する前記ケースの円筒状の周壁の内径面にしごき加工が施されている請求項１～６のいずれかに記載のポンプ用タペット。
  8. 　前記ケースの重心がシャフト固定部以外にある請求項１～７のいずれかに記載のポンプ用タペット。
  9. 　前記ケースの中間底のポンプ用プランジャー接触面が、中高形状に形成されている請求項１～８のいずれかに記載のポンプ用タペット。
  10. 　前記請求項１～９のいずれかに記載のポンプ用タペットを用いたことを特徴とする高圧燃料ポンプ。
  11. 　前記請求項１０の高圧燃料ポンプを用いた自動車または二輪車。
     
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