JP2011185111A - 燃料供給ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】燃料供給ポンプにおいて、カム軸４の傾斜が耐焼付性に影響しない構造を提供する。
【解決手段】軸受２２の外周面２３を外周側に膨出する楕円面状にすることにより、軸受２２は、楕円面状の外周面２３が支持孔形成面２４に対して滑ることで傾斜することができる。このため、カム軸５が傾斜しても、カム軸５と軸受２２との間には局所的に面圧が高い部位が発生しなくなるので、カム軸５の傾斜は、カム軸５と軸受２２との間の耐焼付性に影響しなくなる。この結果、燃料供給ポンプにおいて、カム軸５の傾斜が耐焼付性に影響しない構造を提供することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンに燃料を供給する燃料供給ポンプに関する。

従来から、例えば、１００ＭＰａを超える高圧で燃料を噴射供給する蓄圧式の燃料噴射装置では、図５に示すような燃料供給ポンプ１００によって燃料が高圧化されて蓄圧容器に供給されている。

この燃料供給ポンプ１００は、例えば、燃料の加圧室１０１を形成するプランジャ１０２と、プランジャ１０２を直線的に往復動させるカム１０３と、エンジン（図示せず）により回転駆動されてカム１０３を公転させるカム軸１０４とを備える。そして、燃料供給ポンプ１００は、プランジャ１０２の往復動により加圧室１０１を拡大または縮小させることで、加圧室１０１に燃料を吸引するとともに加圧室１０１から燃料を加圧して吐出する（例えば、特許文献１参照）。

また、燃料供給ポンプ１００によれば、カム１０３は、カム軸１０４の軸方向一端と他端との間でカム軸１０４に一体化され、カム軸１０４は、軸方向一端に略円板状の回転体１０５が装着され、回転体１０５を介してエンジンから駆動力を伝達される。そして、カム軸１０４は、軸方向一端とカム１０３との間の部分が、所定の支持孔１０６に軸受１０７を介して収容されて軸受されている。

ところで、カム軸１０４の軸方向一端に装着される回転体１０５は、例えば、ギヤであり、ギヤに巻かれたチェーンを介してエンジン出力が伝達される。このため、回転体１０５には、常に一方向に荷重が加わっており、この荷重によって、カム軸１０４は支持孔１０６の軸心に対して傾斜しようとするので、カム軸１０４と軸受１０７との間には局所的に面圧が高い部位が発生してしまう。

例えば、図５（ｂ）に示すように、図示上方に向かって回転体１０５に荷重が加わっている場合、カム軸１０４と軸受１０７との間では、図示左上側の部位、および図示右下側の部位で局所的に面圧が高くなってしまう。
この結果、カム軸１０４と軸受１０７との間の耐焼付性はカム軸１０４の傾斜に応じて定まってしまうので、カム軸１０４の傾斜が耐焼付性に影響しない構造が求められている。

特開２００７−１５４７１１号公報

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、燃料供給ポンプにおいて、カム軸の傾斜が耐焼付性に影響しない構造を提供することにある。

〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の燃料供給ポンプは、燃料の加圧室を形成するプランジャと、プランジャを直線的に往復動させるカムと、エンジンにより回転駆動されてカムを公転させるカム軸とを備え、プランジャの往復動により加圧室を拡大または縮小させることで、加圧室に燃料を吸引するとともに加圧室から燃料を加圧して吐出するものである。

また、カムは、カム軸の軸方向一端と他端との間でカム軸に一体化され、カム軸は、軸方向一端に略円板状の回転体が装着され、回転体を介してエンジンから駆動力が伝達されるとともに、軸方向一端とカムとの間の部分が所定の支持孔に軸受を介して収容されている。
そして、軸受は、自身の外周面が外周側に曲面状に膨出しており、支持孔の軸心に対し傾斜するように、支持孔を形成する内周面（以下、支持孔形成面と呼ぶ。）に対して滑ることができる。

これにより、軸受は、自身の外周面が支持孔形成面に対して滑ることで傾斜することができる。このため、カム軸が傾斜しても、カム軸と軸受との間には局所的に面圧が高い部位が発生しなくなるので、カム軸の傾斜は、カム軸と軸受との間の耐焼付性に影響しなくなる。
以上により、燃料供給ポンプにおいて、カム軸の傾斜が耐焼付性に影響しない構造を提供することができる。

〔請求項２の手段〕
請求項２に記載の燃料供給ポンプによれば、支持孔形成面には、外周側に向かって窪む溝が軸方向と略平行に設けられるとともに、軸受の外周面には、溝に嵌る隆起が軸方向と略平行に設けられ、溝の底および隆起の頂は、軸方向と略平行に伸びている。そして、溝の底と隆起の頂とは、隆起が溝に嵌った状態で、軸受が支持孔の軸心に対し傾斜することができるように径方向に隙間を形成している。
これにより、軸受が自身の軸心を中心として回転することを阻止することができる。このため、カム軸の傾斜が耐焼付性に影響しない構造において、軸受がカム軸に供回りすることを防止できる。

〔請求項３の手段〕
請求項３に記載の燃料供給ポンプによれば、隆起の頂は、外周側に曲線状に膨出しており、軸受が支持孔の軸心に対し傾斜するように、溝の底に対して滑ることができる。
これにより、軸受は、隆起の頂が溝の底に対して滑ることで傾斜することができる。

このため、カム軸が傾斜しても、カム軸と軸受との間には局所的に面圧が高い部位が発生しなくなるので、カム軸の傾斜は、カム軸と軸受との間の耐焼付性に影響しなくなる。また、溝に隆起を嵌めることで、軸受が自身の軸心を中心として回転することを阻止することができる。
以上により、燃料供給ポンプにおいて、カム軸の傾斜が耐焼付性に影響しない構造を提供することができるとともに、軸受がカム軸に供回りすることを防止できる。

燃料供給ポンプの全体構成図である（実施例１）。 （ａ）は軸受の形状的特徴を強調する斜視図であり、（ｂ）はカム軸が傾斜していない状態を示す説明図であり、（ｃ）はカム軸が傾斜している状態を示す説明図である（実施例１）。 （ａ）は軸受の形状的特徴を強調する斜視図であり、（ｂ）はカム軸が傾斜していない状態を示す説明図であり、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ断面図である（実施例２）。 （ａ）は軸受の形状的特徴を強調する斜視図であり、（ｂ）はカム軸が傾斜していない状態を示す説明図であり、（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である（実施例３）。 （ａ）は燃料供給ポンプの全体構成図であり、（ｂ）はカム軸と軸受との間に局所的に面圧が高い部位が発生している状態を示す説明図である（従来例）。

実施形態１の燃料供給ポンプは、燃料の加圧室を形成するプランジャと、プランジャを直線的に往復動させるカムと、エンジンにより回転駆動されてカムを公転させるカム軸とを備え、プランジャの往復動により加圧室を拡大または縮小させることで、加圧室に燃料を吸引するとともに加圧室から燃料を加圧して吐出するものである。

また、カムは、カム軸の軸方向一端と他端との間でカム軸に一体化され、カム軸は、軸方向一端に略円板状の回転体が装着され、回転体を介してエンジンから駆動力が伝達されるとともに、軸方向一端とカムとの間の部分が所定の支持孔に軸受を介して収容されている。
そして、軸受は、自身の外周面が外周側に曲面状に膨出しており、支持孔の軸心に対し傾斜するように、支持孔を形成する内周面（以下、支持孔形成面と呼ぶ。）に対して滑ることができる。

実施形態２の燃料供給ポンプによれば、支持孔形成面には、外周側に向かって窪む溝が軸方向と略平行に設けられるとともに、軸受の外周面には、溝に嵌る隆起が軸方向と略平行に設けられ、溝の底および隆起の頂は、軸方向と略平行に伸びている。そして、溝の底と隆起の頂とは、隆起が溝に嵌った状態で、軸受が支持孔の軸心に対し傾斜することができるように径方向に隙間を形成している。

実施形態３の燃料供給ポンプによれば、隆起の頂は、外周側に曲線状に膨出しており、軸受が支持孔の軸心に対し傾斜するように、溝の底に対して滑ることができる。

〔実施例１の構成〕
実施例１の燃料供給ポンプ１の構成を、図面に基づいて説明する。
燃料供給ポンプ１は、例えば、１００ＭＰａを超える高圧で燃料を噴射供給する蓄圧式の燃料噴射装置を構成するものであり、燃料供給ポンプ１により高圧化された燃料は、蓄圧容器としてのコモンレールに送り込まれ、コモンレールからエンジン（図示せず）の気筒ごとに備わる燃料噴射弁（図示せず）に分配されて噴射される。

燃料供給ポンプ１は、図１に示すように、燃料の加圧室２を形成するプランジャ３と、プランジャ３を直線的に往復動させるカム４と、エンジンにより回転駆動されてカム４を公転させるカム軸５とを備え、プランジャ３の往復動により加圧室２を拡大または縮小させることで、加圧室２に燃料を吸引するとともに加圧室２から燃料を加圧して吐出するものである。

なお、以下の説明では、カム軸５の軸方向を第１軸方向と呼び、プランジャ３の軸方向を第２軸方向と呼ぶ。ここで、プランジャ３は、１個の燃料供給ポンプ１につきカム軸５の軸心の周囲に等角度間隔で複数個存在するので、第２軸方向は、図１の上側に図示されたプランジャ３に関してのみ定義する。

プランジャ３は、シリンダヘッド７により第２軸方向に摺動自在となるように支持されており、第２軸方向の一端側に加圧室２を形成する。また、プランジャ３は、第２軸方向の他端部がカム４から駆動力が伝達されるプランジャヘッド８をなし、プランジャヘッド８は、スプリング９により第２軸方向の他方側に付勢されて後記するカムリング１０に摺接している。

ここで、加圧室２には、燃料タンク（図示せず）からフィードポンプ１２により吸引された低圧の燃料が吸入調量弁１３により調量されて供給される。すなわち、プランジャ３の第２軸方向他方側への移動により加圧室２が拡大されて減圧されると、吸入側の逆止弁１４が開弁してフィードポンプ１２から吐出された低圧の燃料が吸入調量弁１３を経て加圧室２に吸入される。そして、プランジャ３の第２軸方向一方側への移動により加圧室２が縮小されて増圧されると、吐出側の逆止弁１５が開弁して高圧化された燃料が加圧室２からコモンレールに向けて吐出される。

カム４は、カム軸５の第１軸方向一端と他端との間で、カム軸５の軸心に対して偏心するようにカム軸５に一体化されている。また、カム４の外周にはブッシュ１７を介してカムリング１０が嵌合されており、カムリング１０の外周側表面は、プランジャヘッド８が摺接する摺接面１８をなす。

ここで、カム軸５が回転すると、カム４はカム軸５の軸心を中心として公転するので、摺接面１８は第２軸方向に往復動するとともに、図１の紙面に垂直な方向（以下、第３の方向と呼ぶ。）に往復動する。この結果、プランジャヘッド８は、第２軸方向に往復動するとともに、摺接面１８上を摺動しながら摺接面１８に対して第３の方向に相対的に往復動するので、プランジャ３は、第２軸方向に直線的に往復動する。

カム軸５は、第１軸方向一端に略円板状の回転体１９が装着され、回転体１９を介してエンジンから駆動力が伝達される（図２参照）。そして、カム軸５は、第１軸方向一端とカム４との間の部分が、所定の支持孔２１に軸受２２を介して収容されている。なお、カム軸５の第１軸方向他端にはフィードポンプ１２の回転羽が装着されており、フィードポンプ１２は、カム軸５の回転により駆動されて燃料タンクから燃料を吸引するとともに吸入調量弁１３に向けて吐出する。

〔実施例１の特徴および効果〕
実施例１の燃料供給ポンプ１によれば、軸受２２は、図２に示すように、自身の外周面２３が外周側に楕円面状に膨出しており、支持孔２１の軸心に対し傾斜するように、支持孔２１を形成する内周面（以下、支持孔形成面２４と呼ぶ。）に対して滑ることができる。

ここで、カム軸５の第１軸方向一端に装着される回転体１９は、例えばギヤであり、ギヤに巻かれたチェーン（図示せず）を介してエンジン出力が伝達される。このため、回転体１９には、常に一方向に荷重が加わっており、この荷重によって、カム軸５は支持孔２１の軸心に対して傾斜しようとする。このため、軸受２２が支持孔２１の軸心に対して傾斜できない場合、カム軸５と軸受２２との間には局所的に面圧が高い部位が発生してしまい、カム軸５と軸受２２との間の耐焼付性はカム軸５の傾斜に応じて定まってしまう。

これに対し、軸受２２の外周面２３を外周側に膨出する楕円面状にすることにより、軸受２２は、楕円面状の外周面２３が支持孔形成面２４に対して滑ることで傾斜することができる。このため、カム軸５が傾斜しても、カム軸５と軸受２２との間には局所的に面圧が高い部位が発生しなくなるので、カム軸５の傾斜は、カム軸５と軸受２２との間の耐焼付性に影響しなくなる。
以上により、燃料供給ポンプ１において、カム軸５の傾斜が耐焼付性に影響しない構造を提供することができる。

〔実施例２〕
実施例２の燃料供給ポンプ１によれば、図３に示すように、支持孔形成面２４には、外周側に向かって窪む２つの溝２６が第１軸方向と略平行に、かつ支持孔２１の軸心を中心軸として線対称となるように設けられている。また、軸受２２の外周面２３には、それぞれの溝２６に嵌る隆起２７が第１軸方向と略平行に、かつ軸受２２の軸心を中心軸として線対称となるように設けられている。

そして、溝２６の底２８および隆起２７の頂２９は第１軸方向と略平行に伸び、溝２６の底２８と隆起２７の頂２９とは、隆起２７が溝２６に嵌った状態で、軸受２２が支持孔２１の軸心に対し傾斜することができるように径方向に隙間３０を形成している。
これにより、軸受２２が自身の軸心を中心として回転することを阻止することができるので、軸受２２がカム軸５に供回りすることを防止できる。なお、軸受２２は、実施例１と同様に、外周面２３が支持孔形成面２４に対して滑ることで傾斜することができる。

〔実施例３〕
実施例３の燃料供給ポンプ１によれば、図４に示すように、隆起２７の頂２９は、外周側に楕円弧状に膨出しており、軸受２２が支持孔２１の軸心に対し傾斜するように、溝２６の底２８に対して滑ることができる。なお、軸受２２において隆起２７以外の部分は、円筒状に設けられている。

これにより、軸受２２は、頂２９が底２８に対して滑ることで傾斜することができる。このため、カム軸５が傾斜しても、カム軸５と軸受２２との間には局所的に面圧が高い部位が発生しなくなるので、カム軸５の傾斜は、カム軸５と軸受２２との間の耐焼付性に影響しなくなる。また、溝２６に隆起２７を嵌めることで、軸受２２が自身の軸心を中心として回転することを阻止することができる。
以上により、燃料供給ポンプ１において、カム軸５の傾斜が耐焼付性に影響しない構造を提供することができるとともに、軸受２２がカム軸５に供回りすることを防止できる。

〔変形例〕
燃料供給ポンプ１の態様は、実施例１〜３に限定されず種々の変形例を考えることができる。例えば、実施例１、２の燃料供給ポンプ１によれば、軸受２２の外周面２３は楕円面状に膨出していたが、軸受２２の外周面２３の形状は楕円面状に限定されず、外周側に膨出する形状であればいかなる曲面状であってもよい。

また、実施例３の燃料供給ポンプ１によれば、隆起２７の頂２９は楕円弧状に膨出していたが、隆起２７の頂２９の形状は楕円弧状に限定されず、外周側に膨出する形状であればいかなる曲線状であってもよい。
また、実施例２、３では、溝２６および隆起２７は、それぞれ２箇所に設けられていたが、溝２６および隆起２７をそれぞれ１箇所にのみ設けるようにしてもよい。

１ 燃料供給ポンプ
２ 加圧室
３ プランジャ
４ カム
５ カム軸
１９ 回転体
２１ 支持孔
２２ 軸受
２３ 外周面
２４ 支持孔形成面（支持孔を形成する内周面）
２６ 溝
２７ 隆起
２８ 底（溝の底）
２９ 頂（隆起の頂）
３０ 隙間

Claims (3)

1. 燃料の加圧室を形成するプランジャと、このプランジャを直線的に往復動させるカムと、エンジンにより回転駆動されて前記カムを公転させるカム軸とを備え、
   前記プランジャの往復動により前記加圧室を拡大または縮小させることで、前記加圧室に燃料を吸引するとともに前記加圧室から燃料を加圧して吐出する燃料供給ポンプにおいて、
   前記カムは、前記カム軸の軸方向一端と他端との間で前記カム軸に一体化され、
   前記カム軸は、軸方向一端に略円板状の回転体が装着され、この回転体を介して前記エンジンから駆動力が伝達されるとともに、軸方向一端と前記カムとの間の部分が所定の支持孔に軸受を介して収容され、
   前記軸受は、自身の外周面が外周側に曲面状に膨出しており、前記支持孔の軸心に対し傾斜するように、前記支持孔を形成する内周面に対して滑ることができることを特徴とする燃料供給ポンプ。
2. 請求項１に記載の燃料供給ポンプにおいて、
   前記支持孔を形成する内周面には、外周側に向かって窪む溝が軸方向と略平行に設けられるとともに、前記軸受の外周面には、前記溝に嵌る隆起が軸方向と略平行に設けられ、前記溝の底および前記隆起の頂は、軸方向と略平行に伸び、
   前記溝の底と前記隆起の頂とは、前記隆起が前記溝に嵌った状態で、前記軸受が前記支持孔の軸心に対し傾斜することができるように径方向に隙間を形成していることを特徴とする燃料供給ポンプ。
3. 燃料の加圧室を形成するプランジャと、このプランジャを直線的に往復動させるカムと、エンジンにより回転駆動されて前記カムを公転させるカム軸とを備え、
   前記プランジャの往復動により前記加圧室を拡大または縮小させることで、前記加圧室に燃料を吸引するとともに前記加圧室から燃料を加圧して吐出する燃料供給ポンプにおいて、
   前記カムは、前記カム軸の軸方向一端と他端との間で前記カム軸に一体化され、
   前記カム軸は、軸方向一端に略円板状の回転体が装着され、この回転体を介して前記エンジンから駆動力が伝達されるとともに、軸方向一端と前記カムとの間の部分が所定の支持孔に軸受を介して収容され、
   前記支持孔を形成する内周面には、外周側に向かって窪む溝が軸方向と略平行に設けられるとともに、前記軸受の外周面には、前記溝に嵌る隆起が軸方向と略平行に設けられ、前記溝の底および前記隆起の頂は、軸方向と略平行に伸び、
   前記隆起の頂は、外周側に曲線状に膨出しており、前記軸受が前記支持孔の軸心に対し傾斜するように、前記溝の底に対して滑ることができることを特徴とする燃料供給ポンプ。

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