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1. (WO2005068823) POMPE D'ALIMENTATION EN CARBURANT
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燃料供給用ポンプ

技術分野

[0001] 本発明は、燃料供給用ポンプに関する。特に、増圧方式の蓄圧式燃料噴射装置に 適した燃料供給用ポンプに関する。

背景技術

[0002] 従来、ディーゼルエンジン等にお 1、て、高圧の燃料を効率良く噴射するために、蓄 圧器 (コモンレール)を用いた蓄圧式燃料噴射装置が各種提案されてヽる。

このような蓄圧式燃料噴射装置に用いられる燃料供給用ポンプとしては、ポンプノヽ ウジング内に、エンジンの駆動によって回転するカムシャフトに回転一体化された力 ムと、このカムの回転によって昇降するプランジャと、このプランジャにカムの回転を 上昇力として伝達するタペット構造体と、プランジャが配設されるプランジャバレルと、 を備えたものが採用されている。

力かる燃料供給用ポンプにおいては、図 18に示すように、プランジャバレル 407は 、ポンプノヽウジング 402内の収容部に配置されるとともに、当該プランジャバレル 407 内にプランジャ 410がー部挿入され、上下に移動可能に配置されている。そして、当 該プランジャ 410を、カム 404及びタペット構造体 406によって上昇させるとともに、 復帰用のスプリング 411によって下降させ、これを繰り返すことにより、燃料を加圧し て蓄圧機に供給している (例えば、特許文献 1参照)。

また、通常、大量の高圧燃料を蓄圧機に供給するために、これらのプランジャや、タ ペット構造体等を複数備えるとともに、それぞれにお、て燃料を加圧処理してヽる。 特許文献 1 :特開 2001 - 317430号公報(図 1)

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] し力しながら、特許文献 1に開示された燃料供給用ポンプは、当該ポンプを高速回 転させて、大流量の燃料を十分に加圧処理することについて、何ら考慮されていな かった。そのために、それぞれのプランジャゃタペット構造体が収容された複数の収 容部は、全て独立して構成されていた。したがって、ポンプを高速回転させた場合に 、収容部の一部であるスプリング保持室内に潤滑油が滞留して、スプリング保持室内 の圧力が上昇し、プランジャの動作を阻害して、大流量の燃料を十分に加圧処理で きないという問題が見られた。

[0004] そこで、本発明の発明者らは鋭意検討した結果、ポンプハウジング内に、所定の筒 間連結部を設けることにより、潤滑油又は潤滑用燃料の行き来が自由になつて、ボン プを高速回転させた場合であっても、スプリング保持室内の圧力が過度に上昇する ことを防止できることを見出した。

すなわち、本発明は、増圧方式の蓄圧式燃料噴射装置に対応すベぐ燃料供給用 ポンプを高速回転させた場合であっても、潤滑油又は潤滑用燃料がプランジャの動 作を阻害することなぐ燃料を十分に加圧処理することができる燃料供給用ポンプを 提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0005] 本発明によれば、ポンプハウジング内に、複数のプランジャバレルと、プランジャと、 タペット構造体と、を備えた燃料供給用ポンプであって、ポンプハウジング内に、複数 のプランジャバレルを並列配置するための複数の収容部を設けるとともに、当該複数 の収容部の間に、潤滑油又は潤滑用燃料を通過させるための筒間連結部を設けた 燃料供給用ポンプが提供され、上述した問題を解決することができる。

[0006] すなわち、ポンプハウジング内に所定の筒間連結部を設けることにより、潤滑油又 は潤滑用燃料の移動空間が形成され、スプリング保持室内の圧力が過度に上昇す ることを防止することができる。すなわち、複数のプランジャバレルやプランジャ等を 備えた燃料供給用ポンプにおいては、通常、プランジャがそれぞれ交互に上下往復 運動を繰り返すように構成されている。そして、一つのプランジャが上昇して、当該プ ランジャにかかるスプリング保持室の容積が小さくなる場合には、他方のプランジャは 下降して、そのプランジャにかかるスプリング保持室の容積は大きくなる。したがって 、潤滑油又は潤滑用燃料は、一方のスプリング保持室の容積が小さくなつたとしても 、筒間連結部を介して他方のスプリング保持室へと移動することができ、圧力が上昇 することを防止できる。

よって、かかる潤滑油又は潤滑用燃料が、プランジャの高速駆動を阻害することが 少なくなる。

[0007] また、本発明の燃料供給用ポンプを構成するにあたり、筒間連結部を、タペット構 造体の上昇位置よりも高、位置に設けることが好ま、。

[0008] また、本発明の燃料供給用ポンプを構成するにあたり、筒間連結部を、複数のブラ ンジャバレルの配置方向に対して、実質的に垂直に設ける力、あるいは、傾斜させて 設けることが好ましい。

[0009] また、本発明の燃料供給用ポンプを構成するにあたり、筒間連結部の断面積を 10 一 350mm2の範囲内の値とすることが好ましい。

[0010] また、本発明の燃料供給用ポンプを構成するにあたり、筒間連結部の途中に、弁 部を設けることが好ましい。

[0011] また、本発明の燃料供給用ポンプを構成するにあたり、タペット構造体に、潤滑油 又は潤滑用燃料を通過させるための連通部を設けることが好ましい。

[0012] また、本発明の燃料供給用ポンプを構成するにあたり、単位時間当たりの流量が 5 00- 1, 500リットル Z時間である燃料を、 50MPa以上の値に加圧するための増圧 方式の蓄圧式燃料噴射装置に用いることが好ましい。

図面の簡単な説明

[0013] [図 1]本発明の燃料供給用ポンプにおける部分切り欠きを有する側面図である。

[図 2]本発明の燃料供給用ポンプにおける断面図である。

[図 3] (a)一 (b)は、それぞれポンプハウジングの斜視図及び断面図である。

[図 4] (a)一 (b)は、筒間連結部の配置方法を説明するために供する図である (その 1

) o

[図 5] (a)一 (b)は、筒間連結部の配置方法を説明するために供する図である (その 2

) o

[図 6] (a)一 (b)は、筒間連結部の配置方法を説明するために供する図である (その 3

) o

[図 7]筒間連結部に設ける弁部を説明するために供する図である。

[図 8]スプリング保持室内の圧力変化を説明するために供する図である。

[図 9] (a)一 (c)は、それぞれ別のスプリングシートの斜視図、平面図及び断面図であ る。

[図 10] (a)一 (b)は、タペット構造体を説明するために供する図である (その 1)。

[図 11] (a)一 (c)は、タペット構造体を説明するために供する図である (その 2)。

[図 12] (a)一 (c)は、それぞれローラボディを説明するために供する図である。

[図 13]タペット構造体におけるローラを説明するために供する図である。

[図 14]増圧方式の蓄圧式燃料噴射装置のシステムを説明するために供する図である

[図 15]増圧方式の蓄圧式燃料噴射装置の構造を説明するために供する図である。

[図 16]増圧方式の蓄圧式燃料噴射装置による燃料の増圧方法を概念的に示す図で ある。

[図 17]高圧燃料の噴射タイミングチャートを説明するために供する図である。

[図 18]従来の燃料供給用ポンプを説明するために供する図である。

発明を実施するための最良の形態

[0014] 本実施形態は、図 1に例示されるように、ポンプハウジング 52内に、複数のプランジ ャバレル 53と、プランジャ 54と、タペット構造体 6と、を備えた燃料供給用ポンプ 50で あって、ポンプハウジング 52内に、複数のプランジャバレル 53を並列配置するため の複数の収容部 30a、 30bを設けるとともに、当該複数の収容部 30a、 30bの間に、 潤滑油又は潤滑用燃料を通過させるための筒間連結部 40を設けることを特徴とする 燃料供給用ポンプ 50である。

以下、力かる燃料供給用ポンプ 50として、二組のプランジャバレル 53及び収容部 3 0を備えた燃料供給用ポンプを例に採って、構成要件等に分けて、具体的に説明す る。ただし、本実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定する ものではなぐ本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。

[0015] 1.燃料供給用ポンプの基本的形態

燃料供給用ポンプの基本的形態は特に制限されるものでは無いが、例えば、図 1 及び図 2に示されるような燃料供給用ポンプ 50であることが好ましい。すなわち、かか る燃料供給用ポンプ 50は、例えば、ポンプノヽウジング 52と、プランジャバレル (シリン ダ) 53と、プランジャ 54と、スプリングシート 10と、タペット構造体 6と、カム 60と、から 構成してあることが好ま、。

また、ポンプハウジング 52に収容されたプランジャバレル 53の内側に、カム 60の回 転運動に対応してプランジャ 54が往復運動し、導入された燃料を加圧するための燃 料圧縮室 74が形成されている。したがって、フィードポンプ力ゝら圧送されてくる燃料を 、燃料圧縮室 74において、プランジャ 54によって、高圧の燃料に効率的に加圧する ことができる。

なお、この燃料供給用ポンプ 50の例では、ポンプノヽウジング 52内に、例えば二組 のプランジャバレル 53及びプランジャ 54を備えている力より大容量の燃料を高圧 処理するために、二組以上の数に増加することも好ま、。

(1)ポンプハウジング

ポンプハウジング 52は、図 2に例示されるように、プランジャバレル 53と、プランジャ 54と、タペット構造体 6と、カム 60とを収容する筐体である。

したがって、力かるポンプハウジング 52は、図 3 (a)及び (b)に示すように、左右方 向に開口するシャフト揷通孔 92a、及び複数のプランジャバレル 53を並列配置する ための複数の収容部 30として、上下方向に開口する円柱空間 30a、 30bをそれぞれ 有していることが好ましい。また、かかる円柱空間に、後述するプランジャバレル、タ ペット構造体、及び当該タペット構造体に下降力を付与するスプリングが配設される ことにより、スプリング保持室が形成されることが好ましい。そして、本実施形態の燃料 供給用ポンプにおいては、かかる円柱空間 30a、 30bの間に、潤滑油又は潤滑用燃 料を通過させるための筒間連結部 40が形成されることとなる。

また、力かるポンプハウジング 52には、図 3 (b)に示すように、円柱空間 30a、 30b の側面方向に開口する貫通孔 97、 98をさらに設けることが好ましい。すなわち、かか る貫通孔 97、 98は、タペット構造体の周方向への回転を防止するとともに、上下移 動位置を案内する案内ピン(図示せず)の先端部が圧入され、その案内ピンの位置 決めの精度が確保される構成となっている。また、孔部 97a、 98aは案内ピンが螺合 するねじ部として構成され、螺合によって案内ピンの先端部が圧入されることが好ま しい。

なお、本実施形態においては、複数の収容部として二つの円柱空間を有するボン プハウジングを例に採って説明している力これに制限されるものではなぐ三つ以 上の円柱空間を有して、ても構わな、。

[0017] (2)筒間連結部

(2) - 1 概要

本実施形態の燃料供給用ポンプは、図 1及び図 3 (b)に示すように、プランジャバレ ル 53を並列配置するための複数の収容部としての円柱空間 30a、 30bの間に、潤滑 油又は潤滑用燃料を通過させるための筒間連結部 40を設けることを特徴とする。す なわち、ポンプハウジング 52に設けられた円柱空間 30a、 30bの間に所定の筒間連 結部 40を設けることにより、潤滑油又は潤滑用燃料を、当該筒間連結部を介して複 数の収容部 30a、 30b間を行き来させて、円柱空間 92の一部であるスプリング保持 室内の圧力が過度に上昇することを防止するためである。

より具体的には、複数のプランジャ等を備えた燃料供給用ポンプにおいて、通常、 プランジャは、それぞれ交互に上下往復運動を繰り返すように構成されている。また 、一つのプランジャが上昇して、当該プランジャにかかるスプリング保持室の容積が 小さくなる場合には、他方のプランジャは下降して、そのプランジャにかかるスプリン グ保持室の容積は大きくなる。このとき、力かる筒間連結部が設けられていることによ り、一方のスプリング保持室の容積力 S小さくなつた場合であっても、当該スプリング保 持室内に存在した潤滑油等は、筒間連結部を介して他方のスプリング保持室へと移 動することができる。したがって、スプリング保持室内に潤滑油等が滞留することを防 止できる。

よって、力かる筒間連結部を設けることにより、スプリング保持室内の潤滑油等が、 カム及びプランジャの高速駆動を阻害することを防止することができる。

[0018] (2) -2 配置 1

また、筒間連結部は、図 1に示すように、収容部 30において、タペット構造体 6の上 昇位置よりも高い位置に設けることが好ましい。

この理由は、カムの回転によってタペット構造体及びプランジャが上昇した際に、タ ペット構造体によって筒間連結部が塞がれてしまうことを防止するためである。したが つて、スプリング保持室内に潤滑油等が滞留して、プランジャの高速駆動を阻害する ことが少なくなる。

なお、図 1中、右側のタペット構造体 6が、最も高く上昇した位置に置かれているが 、筒間連結部 40は、その位置よりも高い位置に設けられている。

[0019] (2) -2 配置 2

また、筒間連結部は、図 1及び図 3 (b)に示すように、ポンプハウジング 52の収容部 30としての円柱空間 30a、 30bの間において、プランジャバレルの配置方向に対して 実質的に垂直に設けることが好ましい。この理由は、このように構成することにより、そ れぞれの円柱空間 30a、 30bにおける筒間連結部の高さ位置が等しくなるためであ る。したがって、各スプリング保持室内の圧力の上昇、低下に関しての条件を同一に することができ、ノつきが生じることを防止することができるためである。

また、筒間連結部をこのように配置する場合には、図 4 (a)—(b)に示すように、ボン プハウジング 52の側面側力もドリル 51等を使用して形成することができる。そして、 当該筒間連結部 40の側面側の入り口部分 40aを、封止部材 41により塞いで、密封 することが好ましい。このように構成することにより、所定の筒間連結部を容易に形成 することができるとともに、潤滑油等が漏れ出すことを防止することができる。

[0020] (2) -3 配置 3

また、図 5 (a)—(b)に示すように、筒間連結部 40を、プランジャ 54の往復運動方 向に対して傾斜させて設けることも好ましい。すなわち、図 5 (a)に示すように、製造時 において、一つの円柱空間 30aの上方から斜め方向に対して、ドリル 51等を使用し て形成することできるために、筒間連結部として機能する部分以外の穴等を形成する 必要がなくなるためである。したがって、ポンプノヽゥジングにタペット構造体やプラン ジャバレル等を装着した際には、筒間連結部が確実に密閉され、潤滑油等が漏れ出 すことを防止することができる。

[0021] (2) -4 配置 4

また、筒間連結部は、図 6 (a)に示すように、一方の円柱空間 30aから他方の円柱 空間 30bの間を最短距離でつなぐように、直線的に設けることが好ましい。

この理由は、図 6 (b)に示すように、一方の円柱空間 30aから他方の円柱空間 30b の間を、迂回して形成した場合と比較して、よりスムーズに潤滑油等を通過させること ができるためである。また、筒間連結部が、ポンプノ、ウジングの側壁に近接することに より、ポンプハウジングの機械的強度が低下する場合があるためである。

[0022] (2) -5 断面積

また、筒間連結部の断面積を 10— 350mm2の範囲内の値とすることが好ましい。 この理由は、筒間連結部の断面積が 10mm2未満の値となると、潤滑油等が複数の スプリング保持室間を行き来することが困難となって、スプリング保持室内の圧力が 上昇してしまう場合があるためである。一方、筒間連結部の断面積が 350mm2を超え ると、ポンプノ、ウジングの機械的強度が低下する場合があるためである。

したがって、筒間連結部の断面積を 30— 300mm2の範囲内の値とすることがより好 ましぐ 50— 250mm2の範囲内の値とすることがさらに好ましい。

なお、筒間連結部の断面積とは、筒間連結部が複数設けられている場合には、そ れぞれの筒間連結部の断面積の合計面積を意味するものとする。

[0023] (2) -6 数

また、筒間連結部の数については特に制限されるものではなぐ比較的大面積の 筒間連結部を一つ設けたり、あるいは比較的小面積の筒間連結部を複数設けたりす ることができる。さらには、断面積の異なる複数の筒間連結部を設けることもできる。 ただし、高圧の潤滑油等をスムーズに行き来させることができるとともに、目詰まり等 の発生が少ないことから、比較的大面積の筒間連結部を一つ設けることが好ましい。

[0024] (2) -7 弁部

また、図 7 (a)及び (b)に示すように、筒間連結部 40の途中に、弁部 37を設けること が好ましい。

この理由は、力かる弁部によって、例えば、プランジャが上昇する側のスプリング保 持室内の圧力が一定の値を超えた場合にのみ、当該弁部を開放して潤滑油等を通 過させることができるためである。したがって、スプリング保持室内の圧力を容易に調 整することができる。また、このように調整することにより、各スプリング保持室内の圧 力を均一化が図られ、ポンプ力も供給される燃料の流量にバラつきが生じることを有 効に防止できるためである。

[0025] (2) -8 圧力ピーク

ここで、図 8を参照して、カムが 360° 回転した際の、スプリング保持室内の圧力の 変化について説明する。図 8中、点線 Aは、本発明に係る筒間連結部を設けていな い燃料供給用ポンプにおける、カムの回転に伴う所定のスプリング保持室内の圧力 変化のプロフィールを示している。また、図 8中、実線 Bは、本発明に係る筒間連結部 (有効断面積 200mm2)を設けた燃料供給用ポンプにおける、カムの回転に伴う所定 のスプリング保持室内の圧力変化のプロフィールを示している。また、縦軸は圧力( 相対値)を表し、横軸はカム角度 (度)を表している。なお、力かる燃料供給用ポンプ はともに、二つのスプリング保持室を備えるとともに、楕円形状のカムを使用している

点線 Aで示すように、筒間連結部を設けて!/、な!、燃料供給用ポンプにおけるスプリ ング保持室内の圧力変化のプロフィールには、カムが 360° 回転する間に、カムの 形状に対応して二つのピークが存在している。すなわち、それぞれのピーク時には、 カムによってプランジャが上昇し、スプリング保持室の容積が減少するために、当該 スプリング保持室内の圧力が上昇することとなる。また、当該ピーク時における圧力は 、相対的に高い値となっている。

[0026] 一方で、実線 Bで示すように、本発明にかかる筒間連結部を設けた燃料供給用ポ ンプにおけるスプリング保持室内の圧力変化のプロフィールには、カムが 360° 回転 する間に、四つのピークが存在している。これは、二つのプランジャを上昇させるカム 力 位相を 90° ずらして配置されているため、カムが 360° 回転する間に、一方のプ ランジャと、他方のプランジャとがそれぞれ 2回ずつ、合計 4回上昇することによるもの である。すなわち、カムが 60° 回転時には、圧力を測定している側のスプリング保持 室に対応したプランジャは下降し、他方側のプランジャが上昇するとともに、その他方 側のスプリング保持室の容積は小さくなる。したがって、潤滑油等は、容積が拡大さ れた、圧力を測定している側のスプリング保持室に移動する。このようにして、一回目 のピークが現れる。

次いで、カムが 150° 回転時には、圧力を測定している側のスプリング保持室に対 応したプランジャが上昇し、スプリング保持室の容積が減少するために、当該スプリン グ保持室内の圧力が上昇することとなる。このようにして、二回目のピークが現れる。 このとき、他方側のプランジャは下降して、その他方側のスプリング保持室の容積が 拡大しているために、潤滑油等は、他方側のスプリング保持室へと移動している。 その後は、これらの動作が繰り返されることにより、それぞれのプランジャの上昇に 対応して、スプリング保持室内に圧力ピークが現れることとなる。

そして、それぞれのピーク時における圧力は、スプリング保持室の潤滑油等力容 積が拡大された側へとスムーズに移動していることにより、上記の筒間連結部を設け て 、な、場合と比較して、 15%程度まで低下して、る。

したがって、スプリング保持室内の最大圧力を低下させるためには、それぞれのス プリング保持室を連通する筒間連結部を設けることが有効であることが理解できる。

[0027] (3)プランジャバレル(シリンダ)

プランジャバレル 53は、図 1及び図 2に例示されるように、プランジャ 54を支持する ための筐体であって、当該プランジャ 54によって大量の燃料を高圧に加圧するため の燃料圧縮室 (ポンプ室) 74の一部を構成している要素である。また、プランジャバレ ル 53は、組立が容易なことから、ポンプハウジング 52の円柱空間 30a、 30bの上方 開口部に対して装着されて、ることが好ま、。

なお、プランジャバレルを設ける燃料供給用ポンプの種類が、インラインタイプ及び ラジアルタイプの場合には、それぞれにタイプに対応させて、プランジャバレルの形 態を適宜変更することができる。

[0028] (4)プランジャ

プランジャ 54は、図 1及び図 2に例示されるように、プランジャバレル 53内の燃料圧 縮室 74における燃料を高圧に加圧するための主要素である。したがって、プランジャ 54は、ポンプハウジング 52の円柱空間 30a、 30bにそれぞれ装着されるプランジャ バレル 53内に、昇降自在に配設されて、ることが好ま、。

なお、プランジャを高速駆動させて、大量の燃料を加圧処理すベぐポンプの回転 数を 1, 500— 4, OOOrpmの範囲内の値とすることが好ましぐまた、ギヤ比を考慮し て、ポンプの回転数を、エンジンの回転数に対して、 1一 5倍の範囲内の値とすること が好ましい。

[0029] (5)燃料圧縮室

燃料圧縮室 74は、図 2に示すように、プランジャ 54ととも〖こ、プランジャバレル 53内 に形成される小部屋である。したがって、カゝかる燃料圧縮室 74において、燃料供給 バルブ 73を介して定量的に流入した燃料にっ、て、プランジャ 54が高速駆動するこ とによって、効率的かつ大量に加圧することができる。なお、後述するように、本発明 の燃料供給用ポンプであれば、このようにプランジャ 54が高速駆動した場合であって も、スプリング保持室内の潤滑油又は潤滑用燃料がプランジャ 54の高速動作を阻害 しなヽとヽぅ特徴を得られる。

一方、プランジャ 54による加圧が終了した後は、加圧された燃料は、燃料吐出バル ブ 79を介して、図 14に示すコモンレール 106に供給されることになる。

[0030] (6)スプリングシート

スプリングシート 10は、燃料供給用ポンプのプランジャを引き下げる際に用いられる 復帰用スプリングを保持するための要素である。力かるスプリングシート 10は、図 9 (a )一(c)に示すように、スプリングシート 10の縁部の一部をローラの端部の方向に延 設することにより、当該延設部を、タペット構造体におけるローラの回転軸方向の移 動を規制するための規制手段 90aとして構成することが好ましい。この理由は、このよ うに構成することにより、ポンプを高速回転させた場合であっても、ローラの端部によ つて、ポンプノヽゥジングの内周面が傷付くことを防止することができるためである。 なお、スプリングシートをこのように構成した場合においては、タペット本体部に設け られた当該規制手段を挿入する挿入孔を潤滑油等の通過孔としても機能させること ができる。

[0031] (7)タペット構造体

タペット構造体 6は、図 10 (a)—(b)及び図 11 (a)—(c)に示すように、基本的に、 ブロック体からなるボディ本体部 27a、及び当該ボディ本体部 27aから延設される円 筒状の摺動部 27bからなるタペット本体部 27と、ローラ 29と、から構成されており、図 1に示すようなカムシャフト 3及びそれに連なるカム 60の回転運動によって、昇降する ように構成されて、ることが好まし、。

なお、図 10 (a)—(b)は、図 9に示すスプリングシート 10を装着したタペット構造体 6 を示している。また、図 11 (a)に、図 10に示すタペット構造体 6の上面図を、図 11 (b) に、図 11 (a)中の AA断面図を、図 11 (c)に、図 11 (a)中の BB断面図を示す。

[0032] ここで、タペット構造体を構成するタペット本体部は、図 12 (a)—(c)に示すように、 全体が軸受鋼カもなるとともに、ブロック体力もなるボディ本体部 27aと、当該ボディ 本体部 27aの端部から上方に延設されてなる円筒状の摺動部 27bと、から構成され ていることが好ましい。すなわち、ポンプハウジングの円柱空間の内周面に適合する 外周面を有する平面円形状であることが好ましい。そして、力かる円筒状の摺動部 2 7b内に、スプリングシートや、プランジャが挿入される空間が形成されることとなる。 また、図 12 (a)に示すように、ボディ本体部 27aには、ローラ 29の外周面に適合す る内周面を有するローラ受け 28が設けられている。そして、ローラ受け 28及びローラ 29の直径や幅等を考慮して、図 10 (b)に示すように、ローラ受け 28の側方力ロー ラ 29が挿入できるとともに、当該ローラ 29を、ローラ受け 28が回転自在に支承してい ることが好ましい。

[0033] また、図 12 (a)—(c)に例示するように、タペット本体部 27aに、潤滑油又は潤滑用 燃料を通過させるための連通部を設けることが好ましい。より具体的には、連通部とし てタペット本体部 27a内の通過孔 31や、当該通過孔 31の上面側開口部 31aを含む 箇所に、導通路 33を設けることが好ましい。

この理由は、このように通過孔 31や導通路 33を設けることにより、スプリング保持室 とカム室との間で、潤滑油又は潤滑用燃料を通過させることができるためである。した がって、カム及びプランジャの高速駆動を阻害することが少なくなる。

なお、図 10 (b)に示すように、スプリングシートの縁部の一部を延設して、ローラの 回転軸方向の移動を規制するように構成した場合には、タペット本体部 27に、当該 板状の規制手段 90aを挿入するための挿入孔 95が設けられる。したがって、当該挿 入孔 95における板状の規制手段 90aの周囲に間隙 99を設けることにより、挿入孔 9 5を、潤滑油等を行き来させる通過孔としても機能させることができる。

[0034] タペット構造体を構成するローラ 29は、図 13 (a)—(b)に示すように、ピン部 29a及 びローラ部 29bがー体ィ匕された構成であることが好ましい。また、ローラ 29は、表面 全体に炭素処理、例えば、カーボンコーティング皮膜が施されているローラ受け 28に

対して側方力も挿入されて、回転自在に支承されて、ることが好ま U、。 このように構成されたタペット構造体であれば、カムシャフトに連通するカムの回転 に対応して、繰返し、かつ長期間にわたって高速で往復動することができる。

[0035] (8)カム

カム 60は、図 1及び図 2に例示されるように、回転運動をタペット構造体 6を介して、 プランジャ 54の上下運動に変えるための主要素である。したがって、カム 60は、シャ フト揷通孔 52aに軸受体を介して回転自在に挿通保持されて!、ることが好ま、。そ して、ディーゼルエンジンに連なったカムシャフト 3の駆動によって回転するように構 成されている。

このカム 60の外周面には、ポンプハウジング 52の円柱空間 30a、 30bの下方に位 置し、かつ軸線方向に所定の間隔をもって並列する二つのカムが一体に設けられて 、ることが好まし!/、。

[0036] (9)燃料吸入用バルブ及び燃料吐出用バルブ

燃料吸入用ノレブ及び燃料吐出用バルブは、弁本体及び、先端につば部を供え た弁体を有するとともに、図 2に示すように燃料吸入用バルブ 73及び燃料吐出用バ ルブ 79をそれぞれ配置することが好まし、。

[0037] (10)燃料潤滑システム

また、燃料供給用ポンプの潤滑システムとしては特に制限されるものではな、が、 燃料油の一部を潤滑成分 (潤滑油燃料)として使用する燃料潤滑システムを採用す ることが好ましい。

この理由は、燃料をカム室等の潤滑に用いることにより、燃料を加圧してコモンレー ルに燃料を圧送するに際して、たとえカム室等を潤滑するための燃料の一部がコモ ンレールに圧送される燃料に混合されたとしても、これらは同一成分であるため、潤 滑油をカム室等の潤滑に用いる場合のように潤滑油に含まれる添加剤等がコモンレ 一ルに圧送される燃料に混合されてしまうことがないからである。したがって、排ガス 浄ィ匕性が低下することが少なくなる。

[0038] 2.増圧方式の蓄圧式燃料噴射装置

また、本実施形態の燃料供給用ポンプは、例えば、以下のような構成を有する増圧

方式の蓄圧式燃料噴射装置の一部であることが好ま、。

すなわち、図 14に例示されるように、燃料タンク 102と、力かる燃料タンク 102の燃 料を供給するためのフィードポンプ (低圧ポンプ) 104と、燃料供給用ポンプ (高圧ポ ンプ) 103と、力かる燃料供給用ポンプ 103から圧送された燃料を蓄圧するための蓄 圧器としてのコモンレール 106と、コモンレール 106で蓄圧された燃料をさらに加圧 するための増圧装置 (増圧ピストン) 108と、及び燃料噴射装置 110と、から構成され ていることが好ましい。

[0039] (1)燃料タンク、フィードポンプ、及び燃料供給用ポンプ

図 14に例示される燃料タンク 102の容積や形態は、例えば、単位時間当たりの流 量が 500— 1, 500リットル Z時間程度の燃料を循環できることを考慮して定めること が好ましい。

また、フィードポンプ 104は、図 14に示すように、燃料タンク 102内の燃料 (軽油)を 燃料供給用ポンプ 103に圧送するものであり、フィードポンプ 104と、燃料供給用ポ ンプ 103との間にはフィルター 105が介在されていることが好ましい。そして、このフィ ードポンプ 104は、一例ではあるが、ギヤポンプ構造を有し、カムの端部に取付け、 ギヤの駆動を介して、カム軸と直結又は適当なギヤ比を介して駆動されていることが 好ましい。

[0040] また、フィードポンプ 104から、フィルター 105を介して圧送された燃料は、噴射量 調整を行う比例制御弁 120をさらに経由して、燃料供給用ポンプ 103に供給されるこ とが好ましい。

また、フィードポンプ 104から供給された燃料は、比例制御弁 120及び燃料供給用 ポンプ 103に対して圧送される他に、かかる比例制御弁 120と並列的に設けられた オーバーフローバルブ (OFV)を介して、燃料タンク 102に戻されるように構成するこ とが好ましい。そして、さらに、一部の燃料は、オーバーフローバルブに取付けられた オリフィスを介して、燃料供給用ポンプ 103のカム室に圧送され、カム室の燃料潤滑 油として使用されることが好ましい。

[0041] (2)コモンレール

また、コモンレール 106の構成は特に制限されるものではなぐ公知のものであれ

ば使用することができる力例えば、図 14に示すように、コモンレール 106には、複数 のインジェクタ(噴射弁) 110が接続されており、コモンレール 106で高圧に蓄圧され た燃料を各インジェクタ 110から内燃機関(図示せず)内に噴射することが好ましい。 この理由は、このように構成することにより、エンジンの回転数の変動に噴射圧が影 響されることなく、回転数に見合った噴射圧で、インジェクタ 110を介してエンジンに 燃料噴射することができるためである。なお、従来の噴射ポンプシステムでは、ェンジ ン回転数に倣って噴射圧力は変化してしまうと!、う問題があった。

また、コモンレール 106の側端には、圧力検知器 117が接続されており、かかる圧 力検知器 117で得られた圧力検知信号を電子制御ユニット(ECU: Electrical Controlling Unit)に送ることが好ましい。すなわち、 ECUは、圧力検知器 117からの 圧力検知信号を受けると、電磁制御弁(図示せず。)を制御するとともに、検知した圧 力に応じて比例制御弁の駆動を制御することが好ま、。

[0042] (3)増圧装置

また、増圧装置としては、図 15に例示されるように、シリンダ 155と、機械式ピストン( 増圧ピストン) 154と、受圧室 158と、電磁弁 170と、循環路 157とを含み、そして、機 械式ピストン 154が、比較的大面積を有する受圧部 152及び比較的小面積を有する 加圧部 156をそれぞれ備えて、ることが好ま、。

すなわち、シリンダ 155内に収容された機械式ピストン 154が、当該受圧部 152に おいて、コモンレール圧を有する燃料により押圧されて移動し、受圧室 158のコモン レール圧、例えば、 25— lOOMPa程度の圧力を有する燃料を、さらに比較的小面積 を有する加圧部 156によってカロ圧し、 150MPa— 300MPaの範囲内の値とすること が好ましい。

[0043] また、機械式ピストン 154を加圧するために、コモンレール圧を有する燃料を大量 に使用するが、加圧後には、電磁弁 170を介して、高圧ポンプの燃料入り口に還流 させることが好ましい。すなわち、図 14に示すように、コモンレール圧を有する燃料の 大部分は、機械式ピストン 154を加圧した後、例えば、ライン 121を介して、高圧ボン プ 103の燃料入り口に還流され、再び、機械式ピストン 154を加圧するために使用す ることが好ましい。

一方、加圧部 156によって増圧された燃料は、図 15に示すように、燃料噴射装置( 燃料噴射ノズル) 163に送液され、効率的に噴射されて燃焼されるとともに、燃料噴 射装置の電磁弁 180から流出した燃料については、燃料タンク 102に、ライン 123を 介して還流することになる。

[0044] したがって、このように増圧装置を設けることにより、コモンレールを過度に大型化 することなぐかつ、任意時期に、コモンレール圧を有する燃料によって効果的に機 械式ピストンを押圧することができる。

すなわち、図 16に模式図を示すように、増圧方式の蓄圧式燃料噴射装置によれば 、機械式ピストンに、比較的大面積の受圧部と、比較的小面積の加圧部と、を備える とともに、機械式ピストンのストローク量を考慮することにより、加圧損失を少なぐコモ ンレール圧を有する燃料を、所望値に効率的に増圧することが可能である。

より具体的には、コモンレール力の燃料 (圧力: pl、体積: VI、仕事量: W1)を、 比較的大面積を有する受圧部により受け、比較的小面積を有する加圧部を備えた機 械式ピストンにより、より高圧の燃料 (圧力: p2、体積: V2、仕事量: W2)とすることが できる。

[0045] (4)燃料噴射装置

(4) 1 基本的構造

また、燃料噴射装置 (インジェクタ) 110の形態は特に制限されるものでは無いが、 例えば、図 15に例示されるように、ニードル弁体 162が着座する着座面 164と、この 着座面 164の弁体当接部位よりも下流側に形成される噴孔 165と、を有するノズルボ ディ 163を備え、ニードル弁体 162のリフト時に着座面 164の上流側力も供給される 燃料を噴孔 165へ導く構成であることが好ましい。

また、このような燃料噴射ノズル 166は、スプリング 161等によって-一ドル弁体 16 2を着座面 164に向かって常時付勢しておき、ニードル弁体 162をソレノイド 180の 通電 Z非通電の切り替えによって開閉する電磁弁型であることが好ましい。

[0046] (4) -2 噴射タイミングチャート

また、高圧燃料の噴射タイミングチャートに関し、図 17に例示するように、実線 Aで 示されるような、二段階の噴射状態を有する燃料噴射チャートを示すことが好まし、。 この理由は、コモンレール圧と、増圧装置 (増圧ピストン)における増圧の組み合わ せにより、力かる二段階の噴射タイミングチャートを達成することができ、それによつて 燃料の燃焼効率を高めるとともに、排気ガス浄化させることができるためである。 また、本発明によれば、コモンレール圧と、増圧装置 (増圧ピストン)における増圧タ イミングの組み合わせにより、図 17中、点線 Bで示されるような燃料噴射チャートを示 すことも好まし、。

なお、増圧装置 (増圧ピストン)を使用しない場合には、すなわち従来の噴射タイミ ングチャートは、図 17中、点線 Cで示されるように、低噴射量の一段階の噴射タイミン グチャートとなる。

産業上の利用可能性

[0047] 本発明の燃料供給用ポンプによれば、所定の筒間連結部を設けることにより、複数 のスプリング保持室の間を、潤滑油又は潤滑用燃料を迅速かつ円滑に行き来させる ことができるようになった。そのために、ポンプを高速回転させた場合であっても、潤 滑油等によりプランジャの高速駆動が阻害されることが少なくなつた。したがって、本 発明の燃料供給用ポンプは、増圧方式の蓄圧式燃料噴射装置に使用される燃料供 給用ポンプとして好適に使用することができる。

符号の説明

[0048] 3 :カムシャフト

6 :タペット構造体

10 :スプリングシート

12 :スプリング保持部

14 :プランジャ取付け部

27 :タペット本体部

27a:ボディ本体部

27b :摺動部

28 :ローラ受け

29 :ローラ

30 :収容部

:通過孔 (連通部)

:導通路

:筒間連結部

:燃料供給用ポンプ

:ポンプハウジング

:プランジャバレル(シリンダ) :プランジャ

:カム

:燃料供給バルブ

:燃料圧縮室

:増圧方式の蓄圧式燃料噴射装置 :燃料タンク

:燃料供給用ポンプ (高圧ポンプ) :フィードポンプ(低圧ポンプ) :コモンレーノレ

:ピストン増圧装置 (増圧ピストン) :インジェクタ

:比例制御弁

:受圧部

:機械式ピストン

:シリンダ

:加圧部

:受圧室

:燃料噴射ノズル