JP5642925B2 - 高圧燃料ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、エンジンに燃料を供給するプランジャ式の高圧燃料ポンプに関する。

従来から、カムによってプランジャを往復動させることで、燃料を加圧する高圧燃料ポンプが広く知られている。このような高圧燃料ポンプでは、カムとプランジャとの間に配置されるリフタがリフタガイドに対して摺動するので、リフタとリフタガイドとの間に潤滑オイルが供給される。

プランジャ式の高圧燃料ポンプでは、カムの回転位置に応じてリフタが傾斜するため、カムの回転位置によってリフタとリフタガイドとの接触圧が高くなることがある。

特許文献１に記載の高圧燃料ポンプは、リフトガイドに潤滑オイルを供給するオイル供給通路を形成し、オイル供給通路のリフタ側開口部を接触圧が高くなる位置近傍に設けることで、接触圧が高くなる位置でのリフタの潤滑性能を確保する。
特開２００３−２６９２９６２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の高圧燃料ポンプでは、オイル供給通路の開口部から離れるほどリフタとリフタガイドとの間の潤滑オイルの油量が少なくなって、リフタの潤滑性能が低下するという問題がある。

そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、リフタの潤滑性能の低下を抑制することができる高圧燃料ポンプを提供することを目的とする。

本発明は、以下のような解決手段によって前記課題を解決する。

本発明は、カムによってプランジャを往復動させることで燃料を加圧供給する高圧燃料ポンプにおいて、ガイド孔を有するリフタガイドと、ガイド孔に対して摺動し、カムとプランジャとの間に配置され、カムからの駆動力をプランジャに伝達するリフタと、ガイド孔の上部にリフタの側壁部に沿って設けられ、リフタの側壁部とガイド孔との間に供給される潤滑オイルを蓄えるオイル溜り部と、オイル溜り部に開口するようにリフタガイドに形成され、オイル溜り部に潤滑オイルを流すオイル供給通路と、を備える。オイル溜り部は、ガイド孔の上部においてリフタガイドに形成されたガイド孔径よりも大径の大径部と、リフタの円筒状の側壁部とによって、当該側壁部の全周に亘って形成されるとともに、リフタが下降した時にオイル溜り部に蓄えられた潤滑オイルの一部がリフタの上端を越えてリフタの内側に流入するように構成される。

本発明によれば、オイル溜り部を形成するので、リフタの側壁とリフタガイドのガイド孔との間にリフタの全周に亘って、潤滑オイルを十分に供給することができる。これにより、リフタの潤滑性能の低下を抑制することが可能となる。

（第１実施形態）
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。

図１は、車両用エンジンの概略構成図である。

エンジン１は直列４気筒エンジンであって、図１に示すように、シリンダブロック２と、シリンダブロック２の上側を覆うシリンダヘッド３とを備える。

シリンダブロック２には、ピストン４を摺動自在に収めるシリンダ５が形成される。ピストン４の冠面と、シリンダ５の壁面と、シリンダヘッド３の下面とによって燃焼室６が形成される。燃焼室６で混合気が燃焼すると、ピストン４は燃焼による燃焼圧力を受けてシリンダ５を往復動する。

シリンダヘッド３には、燃焼室６に新気を流す吸気ポート７と、燃焼室６からの排気を流す排気ポート８とが形成される。吸気ポート７には、吸気弁７Ａが設けられる。吸気弁７Ａは、吸気カムによって駆動され、ピストン４の上下動に応じて吸気ポート７を開閉する。また、排気ポート８には、排気弁８Ａが設けられる。排気弁８Ａは、排気カムによって駆動され、ピストン４の上下動に応じて排気ポート８を開閉する。

吸気ポート７と排気ポート８との間であって、シリンダヘッド３の中心近傍には、点火プラグ９が設置される。点火プラグ９は、燃焼室６内に形成された混合気に火花着火する。

エンジン１には、燃料供給装置１０によって燃料が供給される。燃料供給装置１０は、燃料噴射弁１１と、デリバリパイプ１２と、高圧燃料ポンプ２０と、低圧燃料ポンプ１３と、燃料タンク１４とを備える。

燃料噴射弁１１は、エンジン１の気筒毎に、シリンダヘッド３に設けられる。燃料噴射弁１１は、エンジン運転状態に応じた燃料を所定のタイミングで燃焼室６内に直接噴射する。燃料噴射弁１１に供給される燃料は、燃料タンク１４に貯蔵される。

燃料タンク１４に貯蔵された燃料は、燃料タンク１４内に設けられた低圧燃料ポンプ１３から吐出される。吐出された低圧燃料は、低圧燃料通路１５を通って高圧燃料ポンプ２０に供給される。

高圧燃料ポンプ２０は、プランジャ式のポンプであって、ポンプカム２１が回転駆動してプランジャを往復動させることで燃料を加圧する。高圧燃料ポンプ２０から吐出された高圧燃料は、高圧燃料通路１６を通ってデリバリパイプ１２に流れ込み、デリバリパイプ１２を介して各燃料噴射弁１１に供給される。

次に、図２を参照して、高圧燃料ポンプ２０について説明する。

高圧燃料ポンプ２０は、ポンプカム２１がリフタ２２を介してプランジャ２３を駆動するように構成される。

ポンプカム２１は、カムシャフト３１に一体形成され、リフタ２２に当接する。ポンプカム２１は、カムシャフト３１の回転に応じて回転する。

リフタ２２は、下端側が閉塞された円筒形状であって、リフタガイド２５内に摺動可能に設けられる。リフタ２２は、側壁部２２Ａと底壁部２２Ｂとを形成する。リフタ２２の底壁部２２Ｂには、下側からポンプカム２１が当接し、上側からプランジャ２３の下端２３Ａが当接する。底壁部２２Ｂには、リフタ２２の内側と外側とを連通するように、軸方向に貫通する貫通孔２２Ｃが複数形成される。リフタ２２とハウジング２４との間には、リフタ２２を図中下側に付勢するようにスプリング２６が設けられる。

リフタ２２を摺動自在に収めるリフタガイド２５には、リフタ２２の側壁部２２Ａと摺接するガイド孔２５Ａと、ガイド孔２５Ａよりも内径が大きい大径部２５Ｂと、潤滑オイルを流すオイル供給通路２５Ｃとが形成される。

大径部２５Ｂは、ガイド孔２５Ａの上部に設けられる。大径部２５Ｂとリフタ２２の側壁部２２Ａとによって、リフタ２２の外周に沿ってオイル溜り部２７が形成される。オイル供給通路２５Ｃは、オイル溜り部２７と連通するように大径部２５Ｂに開口する。潤滑オイルは、図示しないオイルポンプによって圧送され、オイル供給通路２５Ｃを通ってオイル溜り部２７に供給される。

リフタ２２に当接するプランジャ２３は、円柱形状であって、往復動可能にハウジング２４内に設けられる。プランジャ２３の下端２３Ａは、ハウジング２４から下方へ突出する。プランジャ２３とハウジング２４との間は、シール部材２８によってシールされる。

ハウジング２４は、オイルシール２９を介してリフタガイド２５に固定される。ハウジング２４の内部には、プランジャ２３が摺動するプランジャシリンダ２４Ａと、プランジャシリンダ２４Ａの上部に配置される燃料室２４Ｂと、低圧燃料通路１５と接続する入口側通路２４Ｃと、高圧燃料通路１６と接続する出口側通路２４Ｄとが形成される。

プランジャシリンダ２４Ａは、ハウジング軸方向に形成され、燃料室２４Ｂと連通する。燃料室２４Ｂは、プランジャシリンダ２４Ａを往復動するプランジャ２３の位置に応じて拡縮する。

入口側通路２４Ｃは、燃料室拡大時にのみ燃料室２４Ｂと連通するように、プランジャシリンダ２４Ａの途中に開口する。さらに、入口側通路２４Ｃは、燃料室２４Ｂと常時連通する位置においても開口しており、電磁制御弁４１の弁体４１Ａを介して燃料室２４Ｂに連通するように構成される。電磁制御弁４１は、弁体４１Ａの開閉タイミングを制御することによって、燃料室２４Ｂから出口側通路２４Ｄへと吐出される燃料の吐出量を調整する。

出口側通路２４Ｄは、燃料室２４Ｂと常時連通する位置に開口する。出口側通路２４Ｄは、逆止弁４２を介して燃料室２４Ｂと連通する。逆止弁４２は、燃料室２４Ｂからの燃料の吐出を許容する一方、燃料の逆向きの流れを阻止するバルブである。

プランジャ２３が下降して燃料室２４Ｂを拡張する場合には、弁体４１Ａが入口側通路２４Ｃと燃料室２４Ｂの連通を遮断し、逆止弁４２が出口側通路２４Ｄからの燃料の逆流を阻止するので、燃料室２４Ｂが負圧化する。プランジャシリンダ２４Ａ内を下降するプランジャ２３が入口側通路２４Ｃを開口した時点で、入口側通路２４Ｃから燃料がプランジャシリンダ２４Ａ内に流れ込み、燃料室２４Ｂに吸入される。

そして、プランジャ２３が下降から上昇に転じると、プランジャシリンダ２４Ａ側の入口側通路２４Ｃが閉鎖された後に、プランジャシリンダ２４Ａ及び燃料室２４Ｂの容積減少に応じて燃料室２４Ｂの燃料圧力が上昇する。加圧された燃料室２４Ｂの燃料は、逆止弁４２を押し開いて、出口側通路２４Ｄへと流出する。このとき弁体４１Ａの開度を制御することによって、燃料室２４Ｂから出口側通路２４Ｄへと吐出される燃料の吐出量が調整される。

上記した高圧燃料ポンプ２０では、オイル供給通路２５Ｃから供給される潤滑オイルによって、リフタ２２とリフタガイド２５との間を潤滑する。

図３を参照して、リフタ２２とリフタガイド２５との潤滑について説明する。図３は、高圧燃料ポンプ２０のリフタ２２近傍を拡大した図である。

図３に示すように、高圧燃料ポンプ２０では、オイル供給通路２５Ｃから供給される潤滑オイルがオイル溜り部２７に蓄えられる。

オイル溜り部２７の潤滑オイルは、リフタ２２がガイド孔２５Ａを摺動する時に、矢印Ａに示すように、リフタ２２の側壁部２２Ａとガイド孔２５Ａとの微小隙間に流入する。オイル溜り部２７はリフタ２２の側壁部２２Ａに沿って設けられるので、リフタ２２の全周に亘って潤滑オイルが十分に供給される。

リフタ２２が下降すると、オイル溜り部２７の潤滑オイルの一部が、矢印Ｂに示すように、側壁部２２Ａの上端を越えてリフタ２２の内側へ流入する。このようにリフタ内側に流入した潤滑オイルは、プランジャ２３の下端２３Ａとリフタ２２の底壁部２２Ｂの上面との接触部分を潤滑する。

また、リフタ２２の内側に流入した潤滑オイルは、矢印Ｃに示すように、リフタ２２の貫通孔２２Ｃを介してカム側へ滴下する。貫通孔２２Ｃからの潤滑オイルは、カムとリフタ２２の底壁部２２Ｂの下面との接触部分を潤滑する。

以上により、第１実施形態の高圧燃料ポンプ２０では、下記の効果を得ることができる。

高圧燃料ポンプ２０では、リフタガイド２５のガイド孔２５Ａの上部に大径部２５Ｂを設け、大径部２５Ｂとリフタ２２の側壁部２２Ａとによってオイル溜り部２７を形成するので、リフタ２２の側壁部２２Ａとガイド孔２５Ａとの間にリフタ２２の全周に亘って、
潤滑オイルを十分に供給することができる。これにより、リフタ２２の潤滑性能の低下を抑制することが可能となる。

また、潤滑オイルは、粘度が高いので、エンジン停止時にはリフタ２２の側壁部２２Ａとガイド孔２５Ａとの微小隙間に流入しにくい。したがって、エンジン停止後においても、オイル溜り部２７に潤滑オイルを蓄えることができるので、エンジン再始動時に速やかに潤滑オイルをリフタ２２の側壁部２２Ａとガイド孔２５Ａとの間に供給できる。

（第２実施形態）
図４は、第２実施形態の高圧燃料ポンプを示す図である。図４は、第１実施形態の図３に置き換わるものである。

第２実施形態の高圧燃料ポンプ２０の基本構成は、第１実施形態とほぼ同様であるが、高圧燃料ポンプ２０の配置の仕方において相違する。つまり、高圧燃料ポンプ２０の配置に応じてオイル供給通路の開口位置を設定するようにしたもので、以下にその相違点を中心に説明する。

エンジンルーム内におけるレイアウトによっては、高圧燃料ポンプ２０は、図４に示すように、リフタ２２の軸心線Ｃ₁が、リフタ２２の底壁部２２Ｂの中心Ｄを鉛直に通る鉛直線Ｃ₀に対して時計周り方向に傾斜し、軸心線Ｃ₁と鉛直線Ｃ₀とのなす角度がθとなるように配置されることがある。

高圧燃料ポンプ２０が傾斜して配置される場合には、リフタガイド２５もリフタ２２の傾きに応じて傾斜して配置される。そして、リフタ２２に対するリフタガイド２５の周方向位置は、リフタガイド傾斜状態において、大径部２５Ｂに開口するオイル供給通路２５Ｃの開口部２５Ｄの位置が最も高くなるように設定される。

このようにオイル供給通路２５Ｃの開口部２５Ｄを配置すれば、オイル供給通路２５Ｃからオイル溜り部２７に供給される潤滑オイルが、上流側（図中左側）から下流側（図中右側）にリフタ２２の側壁部２２Ａの外周に沿って流れるので、リフタ２２の側壁部２２Ａとガイド孔２５Ａとの間にリフタ２２の全周に亘って、潤滑オイルを十分に供給することができる。したがって、高圧燃料ポンプ２０が傾斜して設けられる場合であっても、リフタ２２の潤滑性能の低下を抑制することが可能となる。

本発明は上記した実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

車両用エンジンの概略構成図である。 第１実施形態の高圧燃料ポンプの概略構成図である。 高圧燃料ポンプにおけるリフタとリフタガイドとの潤滑について説明する図である。 第２実施形態の高圧燃料ポンプの概略構成図である。

符号の説明

１ エンジン
２０ 高圧燃料ポンプ
２１ ポンプカム
２２ リフタ
２２Ａ 側壁部
２２Ｂ 底壁部
２２Ｃ 貫通孔
２３ プランジャ
２４ ハウジング
２４Ａ プランジャシリンダ
２４Ｂ 燃料室
２４Ｃ 入口側通路
２４Ｄ 出口側通路
２５ リフタガイド
２５Ａ ガイド孔
２５Ｂ 大径部
２５Ｃ オイル供給通路
２５Ｄ 開口部
２７ オイル溜り部

Claims (4)

1. カムによってプランジャを往復動させることで燃料を加圧供給する高圧燃料ポンプにおいて、
   ガイド孔を有するリフタガイドと、
   前記ガイド孔に対して摺動し、前記カムと前記プランジャとの間に配置され、前記カムからの駆動力を前記プランジャに伝達するリフタと、
   前記ガイド孔の上部に前記リフタの側壁部に沿って設けられ、前記リフタの側壁部と前記ガイド孔との間に供給される潤滑オイルを蓄えるオイル溜り部と、
   前記オイル溜り部に開口するように前記リフタガイドに形成され、前記オイル溜り部に潤滑オイルを流すオイル供給通路と、を備え、
   前記オイル溜り部は、
   前記ガイド孔の上部において前記リフタガイドに形成されたガイド孔径よりも大径の大径部と、前記リフタの円筒状の側壁部とによって、当該側壁部の全周に亘って形成されるとともに、
   前記リフタが下降した時に前記オイル溜り部に蓄えられた潤滑オイルの一部が前記リフタの上端を越えて前記リフタの内側に流入するように構成される、
   ことを特徴とする高圧燃料ポンプ。
2. 前記リフタは、前記側壁部と、その側壁部の下端側に設けられ、上面で前記プランジャに当接するとともに下面で前記カムと当接する底壁部とを備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の高圧燃料ポンプ。
3. 前記リフタは、前記底壁部に貫通孔を備える、
   ことを特徴とする請求項２に記載の高圧燃料ポンプ。
4. 前記リフタは、リフタ軸心線が前記底壁部の中心を鉛直に通る鉛直線に対して傾くように配置され、
   前記リフタガイドは、前記リフタの傾きに応じて傾斜するとともに、リフタガイド傾斜状態において前記オイル溜り部に開口する前記オイル供給通路の開口部の位置が、前記側壁部に沿って設けられた前記オイル溜り部の周内で最も高くなるように前記リフタに対するリフタガイド周方向位置が設定される、
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の高圧燃料ポンプ。

Images