JP3199105B2 - 高圧燃料供給ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関（以下「内燃
機関」をエンジンという）に用いられる高圧燃料供給ポ
ンプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のプランジャポンプ方式の高圧燃料
供給ポンプを用いたガソリンエンジンの燃料供給システ
ムを図２６に示す。燃料タンク３０１には燃料ポンプ３
０２が収容されており、燃料ポンプ３０２により数１０
０ｋｐａに燃料が加圧されてから燃料フィルタ３０３の
吸入ポート３０４に圧送される。燃料フィルタ３０３の
吐出ポート３０５は高圧燃料供給ポンプ３０６の吸入ポ
ート３０７に接続されている。ピストン３１１の往復運
動による駆動力は、コネクティングロッド３１２、クラ
ンク軸３１３、ベルト３１４から成る連結機構によりカ
ムシャフト３１０に伝達され、高圧燃料供給ポンプ３０
６のカムシャフト３１０を回転させる。吸入ポート３０
７から吸入された燃料は高圧燃料供給ポンプ３０６によ
り数Ｍｐａから数１０Ｍｐａの高圧に加圧され、吐出ポ
ート３０８を介してコモンレール３０９に吐出される。
コモンレール３０９に蓄圧された高圧燃料は、分岐通路
３１５を介してエンジン各気筒に設けられたインジュク
タ３１７に供給される。そしてインジェクタ３１７から
高圧燃料が直接気筒内の燃焼室３１６に噴射される。

【０００３】高圧燃料供給ポンプ３０６のバイパス吐出
口３１８から出力される余分な低圧燃料はリターン通路
３１９を介して燃料タンク３０１にリターンされる。コ
モンレール３０９にはその内部の燃料の圧力を検出する
ための圧力センサ３２０が配設されており、圧力センサ
３２０により検出された圧力信号が電子制御ユニット３
２１に入力される。電子制御ユニット３２１は、圧力セ
ンサ３２０により検出された圧力信号、および、エンジ
ンの回転数や負荷等のエンジン運転状態等に応じて燃料
噴射圧が最適値になるように電磁弁３２２の通電時期を
制御することによりコモンレール３０９へ吐出される燃
料量を制御している。また、電子制御ユニット３２１は
エンジンの回転数や負荷状態等のエンジンの運転状態に
応じて燃料噴射時期および噴射期間を制御するためにイ
ンジェクタ３１７に制御信号を出力している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の高圧燃料供給ポンプでは、プランジャ摺動の
ためシリンダ内周壁とプランジャ外周壁との間には数μ
ｍ〜数十μｍのクリアランスが必要である。燃料噴射
時、燃料加圧室の燃料が加圧されると前記クリアランス
から燃料がリークし、潤滑油よりも粘度の低い燃料がエ
ンジンの潤滑油を希釈することによりエンジン各部の潤
滑、冷却等が不十分になるのでエンジン信頼性を低下さ
せる。また同様に、ポンプ内部の摺動部潤滑のために導
かれている潤滑油がプランジャに付着して油膜を形成
し、プランジャの摺動によってシリンダ内周壁の燃料油
膜と、プランジャ外周壁の潤滑油油膜とが接触しあうこ
とにより潤滑油が燃料に混入するオイルリークが発生す
る。このオイルリークによりエンジン内の潤滑油は徐々
に消費され潤滑油不足によりエンジン各部の潤滑、冷却
等が不十分になるのでエンジンの信頼性低下、もしくは
頻繁に潤滑油の補給を行う必要が生じる。また、燃料中
の潤滑油がノズルおよびインジェクタのデポジットの原
因となる可能性もある。

【０００５】このような問題点を解決するため、プラン
ジャの外周壁をシールするシール部材をシリンダ内壁に
装着することにより燃料のリーク量を減少することが考
えられる。ところが、シリンダ内周壁にシール部材を装
着するためにはシリンダ内壁にシール部材を収容するス
ペースを設ける必要があり、シリンダの加工工数が増加
するとともにシリンダの体格が大きくなるという問題が
ある。シリンダの軸方向の体格を大きくしないでシール
部材の装着スペースを確保すると、シリンダとプランジ
ャとの高圧シール長が短縮されシール効率が低下する。
また、シール部材以外の部品点数も増えるのでコストア
ップするという欠点がある。さらに、自己潤滑性に乏し
い低粘度のガソリンによりシリンダとの摺動部において
プランジャの外周壁に数１／１０〜数μｍ深さの摺動傷
が発生すると、この摺動傷がシール部材と接触し、シー
ル部材が損傷してシール性が低下したり摺動傷を通って
リークする燃料量が増加するという問題がある。

【０００６】プランジャの外周壁に摺動傷が生じること
を防止するため、熱処理やメッキ等によりプランジャの
硬度を高めることが考えられるが、プランジャの硬度を
高めるとシリンダが磨耗しやすくなる。シリンダの摩耗
を防止するためシリンダの硬度を高めると、結局プラン
ジャに摺動傷が生じることを防止できない。プランジャ
とシリンダとの摺動部に潤滑油を導入することにより摺
動傷の発生を低減することは可能であるが、オイルリー
クが激増するという問題がある。また、プランジャに接
触するシール部材の付勢力を大きくすることによりプラ
ンジャに摺動傷が生じてもシール部材のシール性を保持
することは可能であるが、シール部材の摩耗速度が速く
なるので実用に即さない。

【０００７】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、シリンダの体格を増加させずにシリン
ダとプランジャとの良好なシール性を保持し、信頼性の
高い高圧燃料供給ポンプを提供することを目的とする。
また本発明の他の目的は、燃料リークを低減するシール
部材の損傷を防止することによりシリンダとプランジャ
との良好なシール性を保持し、信頼性の高い高圧燃料供
給ポンプを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の請求項１記載の高圧燃料供給ポンプは、燃料
の吸入通路と吐出通路とに連通する摺動孔を形成する内
壁によりプランジャを往復動可能かつ摺動可能に支持す
るシリンダと、前記摺動孔の一部である燃料加圧室に前
記吸入通路から導入され前記プランジャの往復動により
加圧された燃料の吐出タイミングを決定する吐出時期制
御弁と、前記プランジャとともに往復動し、潤滑油が供
給されるタペットと、前記プランジャおよび前記タペッ
トを往復駆動する駆動手段と、前記プランジャの軸方向
の前記シリンダ外部において、前記プランジャの外周壁
で潤滑油と燃料とを液密にシールするとともに、前記プ
ランジャの往復動により前記外周壁と摺動する環状部材
を有するシール部材と、を備えることを特徴とする。

【０００９】また本発明の請求項２記載の高圧燃料供給
ポンプは、燃料の吸入通路と吐出通路とに連通する摺動
孔を内壁により形成するシリンダと、前記内壁に往復動
可能かつ摺動可能に支持され、前記吸入通路から前記摺
動孔の一部である燃料加圧室に導入された燃料を往復動
することにより加圧するプランジャと、前記プランジャ
とともに往復動し、潤滑油が供給されるタペットと、前
記プランジャおよび前記タペットを往復駆動する駆動手
段と、前記プランジャの軸方向の前記シリンダ外部にお
いて、前記プランジャの外周壁で潤滑油と燃料とを液密
にシールするとともに、前記プランジャの往復動により
前記外周壁と摺動する環状部材を有するシール部材と、
を備えることを特徴とする。

【００１０】さらにまた本発明の高圧燃料供給ポンプの
前記摺動孔の一部は、請求項３に記載したように、前記
シリンダと一体に形成され前記プランジャの軸方向に突
出した突部の内壁により形成されることが望ましい。さ
らに本発明の請求項４記載の高圧燃料供給ポンプでは、
前記環状部材の前記シリンダ側端部から前記プランジャ
と摺動する前記シリンダ内壁の前記シール部材側端部ま
での長さは、前記プランジャのリフトストロークよりも
長いことを特徴とする。

【００１１】さらにまた本発明の請求項５記載の高圧燃
料供給ポンプでは、前記摺動孔を形成する前記内壁の全
周に前記プランジャと摺動しないように形成される非接
触部の軸方向長は、前記環状部材の前記シリンダ側端部
から前記プランジャと摺動する前記シリンダ内壁の前記
シール部材側端部までの長さの一部または全部であるこ
とを特徴とする。

【００１２】さらにまた本発明の請求項６記載の高圧燃
料供給ポンプは、前記シール部材と前記プランジャと前
記シリンダとにより区画形成される燃料溜まりを備える
ことを特徴とする。さらにまた本発明の高圧燃料供給ポ
ンプの前記環状部材は、請求項７に記載したように、ゴ
ム製であることが望ましい。さらにまた本発明の請求項
８に記載した高圧燃料供給ポンプは、請求項６に記載し
た高圧燃料供給ポンプにおいて、前記燃料溜まりと大気
圧と等しい圧力をもつ経路とを連通させることを特徴と
する。

【００１３】さらにまた本発明の請求項９に記載した高
圧燃料供給ポンプは、請求項１、２、３、４、５または
７に記載した高圧燃料供給ポンプにおいて、前記摺動孔
を形成する前記内壁に環状の燃料溜まりを設け、この燃
料溜まりと大気圧と等しい圧力をもつ経路とを連通させ
ることを特徴とする。

【００１４】

【作用および発明の効果】本発明の請求項１または２記
載の高圧燃料供給ポンプによると、プランジャの外周壁
で潤滑油と燃料とを液密にシールするシール部材をプラ
ンジャ軸方向のシリンダ外部に設けることによりシリン
ダの体格を小型化できる。これにより、プランジャとと
もに往復動する部材の小型化による軽量化により、例え
ばプランジャを付勢する付勢手段の付勢力を小さくする
ことができるので、より小型の圧縮コイルスプリングを
装着し高圧燃料供給ポンプの体格を小さくすることが可
能となる。

【００１５】また本発明の請求項３記載の高圧燃料供給
ポンプによると、プランジャの軸方向に突出したシリン
ダの突部内壁により摺動孔の一部を形成しているので、
突部内壁にシール部材を取付けないで突部外周壁にシー
ル部材を取り付けることができる。このため、シリンダ
熱処理時の熱応力によりシール部材の設置部位である突
部の変形を小さくすることができるとともにシリンダの
焼き割れを防止することができる。また、熱処理後の研
削等の加工工程での工数削減が図れる。

【００１６】さらに本発明の請求項４または５記載の高
圧燃料供給ポンプによると、環状部材のシリンダ側端部
からプランジャと摺動するシリンダ内壁のシール部材側
端部までの長さは、プランジャのリフトストロークより
も長いため、プランジャ外周壁に生じる摺動傷が環状部
材に到達しない。したがって、環状部材が損傷すること
を防止できるとともに環状部材とプランジャとの間から
燃料がリークすることを低減できる。

【００１７】さらにまた本発明の請求項６記載の高圧燃
料供給ポンプによると、リーク燃料を溜める燃料溜まり
をシール部材とプランジャとシリンダとにより区画形成
するため、シリンダ内部ではなくシリンダ外部に燃料溜
まりを形成できるので、シリンダのプランジャ軸方向長
さを短縮できるとともに加工工数を減少することができ
る。

【００１８】さらにまた本発明の請求項７記載の高圧燃
料供給ポンプによると、環状部材をゴム製にすることに
よりプランジャとのシール性がより良好になる。さらに
また本発明の請求項８または９記載の高圧燃料供給ポン
プによると、シリンダの内部または外部に形成されたリ
ーク燃料を溜める燃料溜まりと大気圧と等しい圧力をも
つ経路とを連通させることにより、燃料溜まりにリーク
した燃料を大気圧と等しい圧力をもつ経路を通って排出
できるのでシール部材に高圧が加わらない。このため、
シール部材の構造を簡素化してもシール部材とプランジ
ャとの摺動部から燃料がさらにリークすることを抑制で
きる。

【００１９】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 （第１実施例） 本発明の第１実施例によるガソリンエンジン用の高圧燃
料供給ポンプを図１〜図４に示す。高圧燃料供給ポンプ
のポンプ本体１０は、図４に示すように、エンジンハウ
ジングの一部であるヘッドカバー１００にボルト１０３
により固定されている。ポンプ本体１０の底面は、図示
しない吸排気バルブを開閉駆動するカムシャフト１０１
に取付けられているポンプカム１０２に当接し、カムシ
ャフト１０１と一体に回転するポンプカム１０２により
ポンプ本体１０が往復駆動される。図１に示すように、
ポンプ本体１０は、吸入通路１２ａの形成された吸入口
１２と電磁弁２０とデリバリバルブ３０とをシリンダ１
１の上部に収容している。ポンプ本体１０のその他の部
分は、円筒状のタペットガイド４０に囲われている。タ
ペットガイド４０はスクリュウねじ６０またはピンによ
りシリンダ１１に固定されている。

【００２０】後述するプランジャ４３を往復動可能かつ
摺動可能に支持するシリンダ１１の摺動孔１１ａを形成
する内壁には、円環状の燃料溜まり１１ｂが形成されて
いる。燃料溜まり１１ｂはリターン通路１７を介して吸
入通路１２ａと連通している。吸入口１２には吸入通路
１２ａが形成されており、図示しない燃料ポンプから燃
料が供給される。吸入通路１２ａは燃料通路１３と連通
するとともに、リターン通路１７を介して燃料溜まり１
１ｂと連通している。

【００２１】電磁弁２０はシリンダ１１に鉛直下向きに
嵌挿されており、電磁弁２０の内部には弁座２１や燃料
の供給通路の形成されたバルブボディ２２が嵌挿されて
いる。弁体２３は、弁座２１に対して当接および離間可
能にバルブボディ２２に配設されている。バルブボディ
２２の−Ｚ軸方向端面はプレート２４と、プレート２４
の−Ｚ軸方向端面はワッシャ２５と、そしてワッシャ２
５の−Ｚ軸方向端面はシリンダ１１と面接触している。
電磁弁２０周囲のシリンダ１１の内壁には環状の燃料ギ
ャラリ１４が形成され、この燃料ギャラリ１４は燃料通
路１３および連通路２６と連通している。

【００２２】デリバリバルブ３０は図示しない燃料鋼管
により図示しないコモンレールに接続されている。デリ
バリバルブ３０はシリンダ１１とねじ結合で固定してお
り、燃料通路３０ａが吐出通路１５と連通している。吐
出弁体３１は、圧縮コイルスプリング３２により弁座３
３に付勢されている。燃料加圧室１６内の圧力が所定圧
以上になると、圧縮コイルスプリング３２の付勢力に抗
して吐出弁体３１がリフトし、燃料通路３０ａを介し吐
出通路１５と吐出口３４とが連通する。

【００２３】タペット４１は有底円筒状に形成され、図
４のポンプカム１０２に底面４１ａを当接している。タ
ペット４１はタペットガイド４０の内壁に摺動可能に支
持されている。タペットガイド４０の内壁とタペット４
１の外壁との間には円筒状の油溜まり４２が形成されて
おり、タペット４１の往復動によるタペットガイド４０
との焼付きを防止するため潤滑油が供給されている。タ
ペット４１は、図１に示すプランジャ４３の下死点位置
においてもピン６１に係止しないが、図２のヘッドカバ
ー１００への組付け時、ピン６１により落下を防止され
る。

【００２４】プランジャ４３は、摺動孔１１ａを形成す
るシリンダ１１および後述する突部５０の内壁とシール
部材７０により軸方向に摺動可能に支持されている。ス
プリングシート４４は圧縮コイルスプリング４５により
図１の−Ｚ軸方向に付勢され、タペット４１の内底面に
当接している。プランジャ４３のヘッド部４３ａは、タ
ペット４１の内底面とスプリングシート４４との間に挟
持され、スプリングシート４４により図１の−Ｚ軸方向
に付勢されている。プランジャ４３の図１の＋Ｚ軸方向
の端面と、シリンダ１１の内壁と、電磁弁２０の端面と
により燃料加圧室１６が形成されている。

【００２５】突部５０は、シリンダ１１の下部にシリン
ダ１１から突出するように一体に形成されており、図２
に示すように、リターン通路１８と連通するリターン通
路５３が軸方向に形成されている。シール部材７０は突
部５０の外周壁に圧入により嵌合している。突部５０の
端部外周縁には、シール部材７０圧入時、シール部材７
０を滑らかに圧入可能であるとともにシール部材７０の
圧入時の損傷を防止するテーパ面５１が形成されてい
る。シール部材７０は、支持部材７１、内壁被覆部７
２、外壁被覆部７３、リップ部７４からなる。

【００２６】支持部材７１は、底部に円形の貫通孔を有
する有底円筒状に形成されている。内壁被覆部７２、外
壁被覆部７３およびリップ部７４はゴム製であり、一体
に成形されている。突部５０へシール部材７０を圧入す
るとき、突部５０の外周壁に形成された環状の溝５２に
内壁被覆部７２が食い込み、シール部材７０の脱落を防
止する。

【００２７】リップ部７４は上リップ７４ａおよび下リ
ップ７４ｂにより円環状に一体形成されており、プラン
ジャ４３の外周壁に弾性力をもって接触している。リッ
プ部７４の内径は、軸方向中央部から上リップ７４ａお
よび下リップ７４ｂに向けて内径が徐々に減少するよう
に形成されている。上リップ７４ａおよび下リップ７４
ｂはプランジャ４３外周壁との環状摺動部においてこの
環状摺動部の軸方向前後の壁面がプランジャ４３の外周
壁とそれぞれ所定角度を形成しており、上リップ７４ａ
が燃料溜まり５４からタペット４１側への燃料リーク量
を主に低減し、下リップ７４ｂがタペットガイド４０と
タペット４１との摺動部から燃料溜まり５４にリークす
る潤滑用オイルのリーク量を主に低減する。上リップ７
４ａおよび下リップ７４ｂはプランジャ４３の外周壁を
覆う燃料油膜を薄くする作用があるので、燃料またはオ
イルのリーク量を低減することができる。

【００２８】突部５０の端面とプランジャ４３の外周壁
と内壁被覆部７２とにより燃料溜まり５４が形成されて
いる。燃料溜まり５４は、リターン通路５３を介しリタ
ーン通路１８に連通している。高圧燃料供給ポンプの作
動について、図１、図２および図４に基づいて(1) 燃料
の吸入行程、(2) 燃料の加圧圧送行程に分けて説明す
る。

【００２９】(1) 燃料の吸入行程 バルブカムシャフト１０１の回転に伴いポンプカム１０
２が回転し、タペット４１およびスプリングシート４４
とともにプランジャ４３が往復動する。プランジャ４３
が上死点である＋Ｚ軸方向の最大位置に位置すると、電
磁弁２０の図示しないソレノイドへの通電が遮断され
る。すると図示しない圧縮コイルスプリングの付勢力に
より弁体２３が弁座２１から離間し電磁弁２０は開弁状
態となる。このとき、プランジャ４３が−Ｚ軸方向に移
動することにより、燃料ポンプから吐出された低圧燃料
が、吸入通路１２ａ、燃料通路１３、燃料ギャラリ１
４、連通路２６を介して燃料加圧室１６に流入される。
そしてプランジャ４３が下死点である−Ｚ軸方向の最大
位置に位置するとき、燃料加圧室１６内には最大量の低
圧燃料が流入する。

【００３０】(2) 燃料の加圧圧送行程 プランジャ４３が＋Ｚ軸方向に移動する行程において、
所望の燃料吐出量に対応した位置にプランジャ４３が到
達したとき、図示しない電子制御ユニットにより電磁弁
２０のソレノイドに通電される。これにより、弁体２３
は＋Ｚ軸方向に移動し弁座２１に当接する。すなわち、
電磁弁２０は閉弁状態となる。その後、プランジャ４３
がさらに＋Ｚ軸方向に移動すると燃料加圧室１６内の燃
料は高圧となり、吐出弁体３１が弁座３３から離間する
ことにより、吐出通路１５、燃料通路３０ａ、吐出口３
４を介して高圧燃料がデリバリバルブ３０から図示しな
いコモンレールに吐出される。コモンレールに燃料が供
給され吐出弁体３１の燃料上流側と燃料下流側との圧力
差が小さくなると、圧縮コイルスプリング３２の付勢力
により吐出弁体３１は弁座３３に当接しデリバリバルブ
３０は閉弁する。これにより、燃料下流側から燃料が逆
流することを防止する。燃料の加圧圧送時、燃料加圧室
１６内の高圧燃料の一部がプランジャ４３とシリンダ１
１との摺動部に流れ込むことがある。この流れ込んだ燃
料は、図１に示す燃料溜まり１１ｂに溜まり、リターン
通路１７を通して吸入通路１２ａにリターンされる。吸
入通路１２ａには低圧ではあるが燃料圧力が加わってい
るため、燃料溜まり１１ｂに溜まっている燃料が−Ｚ軸
方向に流れ込むことがある。この燃料は燃料溜まり５４
に溜まり、リターン通路５３、リターン通路１８を介し
リターンコネクタ１９から最終的には燃料タンクへリタ
ーンされるので、燃料がエンジンオイルに混入すること
はない。リターン通路１８内の圧力は大気圧と等しいの
で燃料溜まり５４内の燃料圧力は低圧化されており燃料
溜まり５４を形成するシール部材７０に高圧が加わらな
い。このため、シール部材７０自体の構造を簡素化して
もリップ部７４とプランジャ４３との摺動部から燃料溜
まり５４内に溜まったリーク燃料が洩れだすことを抑制
できる。また、突部５０とシール部材７０との結合構造
が簡素化できる。

【００３１】第１実施例では、シリンダ１１の端部に一
体に形成した突部５０の外周壁にシール部材７０を圧入
することにより突部５０を小型かつ肉厚に形成できるの
で、シリンダ１１の熱処理時の変形を低減できるととも
に摺動孔１１ａの加工が容易になるという効果がある。
さらに、プランジャ４３とともに往復動するタペット４
１等の部材を小型化できるとともに圧縮コイルスプリン
グ４５の付勢力を小さくできるのでポンプ本体１０の体
格を小さくできる。

【００３２】さらに第１実施例では、突部５０の端面と
プランジャ４３の外周壁と内壁被覆部７２とで区画形成
される燃料溜まり５４を低圧の燃料溜まりとしたため、
摺動孔１１ａを形成するシリンダ１１の内壁に燃料溜ま
りを形成する必要がなくシリンダの軸長を短縮できると
ともに加工工数を減少することができる。

【００３３】さらにまた第１実施例では、高圧のリーク
燃料用の燃料溜まり１１ｂに加え低圧のリーク燃料用の
燃料溜まり５４を設けたことにより、リターン通路１８
からリターンコネクタ１９を介し燃料タンクへリターン
する燃料量が減少する。このため、リターン燃料がエン
ジンの輻射熱等にて加熱されることに起因するＨＣの排
出量が減少可能となる。

【００３４】さらにまた第１実施例では、ヘッドカバー
１００にポンプ本体１０を収容したことに加え、通常コ
モンレールはエンジンの燃焼室近傍に配置されるため、
ポンプ本体１０、コモンレール、燃焼室を接続する燃料
鋼管の長さを短縮できる。第１実施例では、高圧のリー
ク燃料用の燃料溜まり１１ｂと低圧のリーク燃料用の燃
料溜まり５４とを設けたが、本発明では、低圧用の燃料
溜まりだけを設けてもよく、この場合においても、リー
クする燃料量を減少し高圧燃料供給ポンプの燃料加圧圧
送効率を向上できる。これにより、エンジンの燃費向上
が可能となる。第１実施例では、エンジンのハウジング
の一部であるヘッドカバー１００にポンプ本体１０を取
付けたが、本発明では、エンジンのハウジングの一部で
あるシリンダヘッドにポンプ本体を取付けることは可能
である。

【００３５】（第２実施例） 本発明の第２実施例を図５および図６に示す。高圧燃料
供給ポンプのポンプ本体８０は、シリンダ８１と一体に
形成された突部８２の外壁を軸方向に横断面弓状に切欠
いてリターン通路８２ａを形成している。燃料溜まり５
４はリターン通路８２ａを介しリターン通路１８と連通
している。シール部材７０は、突部８２の外壁に圧入さ
れ、突部８２に形成された段差８２ｂに押圧されてい
る。このため、リターン通路８２ａまたは１８から燃料
がリークすることを防止する。第２実施例では、突部８
２の外壁を軸方向に切欠いてリターン通路８２ａを形成
することにより、第１実施例に較べ、燃料溜まり５４と
燃料通路１８とを連通するリターン通路８２ａの加工が
容易になり加工コストが低下する。

【００３６】（第３実施例） 本発明の第３実施例を図７および図８に示す。高圧燃料
供給ポンプのポンプ本体９０は、シリンダ９１と一体に
形成された突部９２の外壁を軸方向に溝状に切欠いてリ
ターン通路９２ａを形成している。燃料溜まり５４はリ
ターン通路９２ａを介しリターン通路１８と連通してい
る。第３実施例も第２実施例と同様に、第１実施例に較
べ、燃料溜まり５４と連通するリターン通路９２ａの加
工が容易になり加工コストが低下する。

【００３７】（第４実施例） 本発明の第４実施例のシール部材を図９および図１０に
示す。第４実施例では、シール部材７５の支持部材７６
の内周壁を覆う内壁被覆部を排除し、金属製の支持部材
７６の内周壁が図示しないシリンダの突部外壁に直接接
触するように圧入されている。支持部材７６の内周壁に
軸方向に溝状のリターン通路７６ａが形成されている。
このリターン通路７６ａを介し燃料が図示しないポンプ
本体から排出される。

【００３８】第４実施例では、シール部材７５の内壁被
覆部材を排除し金属製の支持部材７６をシリンダの突部
に圧入することにより、突部にシール部材７５の脱落防
止用の溝を形成する必要がないので加工工数が減少す
る。さらに、熱膨張による圧入緩みやゴム製の内壁被覆
部の変形によるシール部材７５の脱落を防止できる。

【００３９】（第５実施例） 本発明の第５実施例を図１１および図１２に示す。高圧
燃料供給ポンプのポンプ本体１０５のシール部材９３
は、シリンダ９１と一体に形成された突部９２に嵌合し
ている。支持部材９４は、底部に円形の貫通孔を有する
有底円筒状に形成され、シール部材９３の圧入方向端部
にフランジ部９４ａが形成されている。支持部材９４の
内周壁を覆う内壁被覆部は排除されており、支持部材９
４の内周壁と突部９２の外周壁とは一定のクリアランス
を形成している。ゴム製の環状に形成されたパッキン９
５は、圧縮コイルスプリング４５の付勢力によりフラン
ジ部９４ａとシリンダ９１間に挟持され、シール部材９
３とシリンダ９１間をシールしている。シール部材９３
は、圧縮コイルスプリング４５の付勢力によりシリンダ
９１に付勢されているので脱落を防止されている。

【００４０】第５実施例では、シリンダ９１とシール部
材９３間をパッキン９５でシールすることにより、突部
９２にシール部材９３を圧入する必要がないのでシール
部材の径方向の加工精度を要求されないので加工工数が
減少する。また、圧縮コイルスプリング４５の付勢力に
よりシール部材９３の落下が防止されているため突部９
２の外周壁にシール部材９３の落下防止用の溝を形成す
る必要がないので、シリンダの加工が容易になる。

【００４１】（第６実施例） 本発明の第６実施例を図１３および図１４に示す。高圧
燃料供給ポンプのポンプ本体１１０のシール部材１１３
は、シリンダ１１１と一体に形成された突部１１２に嵌
合している。支持部材１１４は、底部に円形の貫通孔を
有する有底円筒状に形成され、シール部材１１３の圧入
方向端部にフランジ部１１４ａが形成されている。支持
部材１１４の内周壁を覆う内壁被覆部は排除されてお
り、支持部材１１４の内周壁と突部１１２の外周壁とが
一定のクリアランスを形成している。支持部材１１４の
内壁には、軸方向に溝１１４ｂが形成されている。この
溝１１４ｂはリーターン通路１８に連通しており、燃料
溜まり５４内の燃料をリターン通路１８を介して排出す
る。ゴム製の環状に形成されたパッキン９５は、圧縮コ
イルスプリング４５の付勢力によりフランジ部１１４ａ
とシリンダ１１１間に挟持され、シール部材１１３とシ
リンダ１１１間をシールしている。シール部材１１３
は、圧縮コイルスプリング４５の付勢力によりシリンダ
１１１に付勢されているので脱落を防止されている。

【００４２】第６実施例では、燃料排出用の溝１１４ｂ
をシール部材１１３に設けるとともに、圧縮コイルスプ
リング４５の付勢力によりシール部材１１３の落下が防
止されているため突部１１２の外周壁にシール部材１１
３の落下防止用の溝を形成する必要がないので、シリン
ダの加工が容易になりシリンダ１１１の加工工数を減少
することができる。さらに、シリンダ１１１とシール部
材１１３間をパッキン９５でシールすることにより、突
部１１２にシール部材１１３を圧入する必要がないため
シール部材の径方向の加工精度を要求されないので加工
工数が減少する。

【００４３】（第７実施例） 本発明の第７実施例を図１５に示す。高圧燃料供給ポン
プのポンプ本体１２０のシール部材１２３は、シリンダ
１２１と一体に形成された突部１２２の外壁に圧入され
ている。シール部材１２３の構成は第１実施例と同様で
ある。シリンダ１２１の摺動孔１１ａを形成する内壁に
は、環状に形成された高圧用の燃料溜まり１１ｂと低圧
用の燃料溜まり１１ｃとが形成されており、燃料溜まり
１１ｃはリターン通路１８と連通している。燃料溜まり
１１ｂに溜まっている燃料が−Ｚ軸方向に流れ燃料溜ま
り１１ｃに溜まると、リターン通路１８を介しリターン
コネクタ１９から最終的には燃料タンクへリターンされ
るので、燃料がエンジンオイルに混入することはない。
また、リターン通路１８内の圧力は大気圧と等しいので
燃料溜まり１１ｃ内の燃料圧力は低圧化されている。こ
のため、燃料溜まり１１ｃからさらにシール部材１２３
側に燃料がリークしてもこのリーク燃料の圧力は低圧で
あるため、シール部材１２３に高圧が加わらない。これ
により、シール部材１２３自体の構造を簡素化してもシ
ール部材１２３とプランジャ４３との摺動部からタペッ
ト４１側にリーク燃料が洩れだすことを抑制できる。ま
た、シール部材１２３と突部１２２との結合構造が簡素
化できる。

【００４４】（第８実施例） 本発明の第８実施例を図１６〜図１８に示す。高圧燃料
供給ポンプのポンプ本体１３０のシール部材１３３は、
シリンダ１３１と一体に形成された突部１３２の外壁に
圧入されている。図１８に示すように、支持部材１３４
の内周壁を覆う内壁被覆部は排除されているので、図１
７に示すように、支持部材１３４の内周壁と突部１３２
の外周壁とが直接接触している。

【００４５】このため、シール部材１３３の脱落防止用
の溝を突部１３２に設ける必要がないので、シリンダ１
３１の加工工数が減少する。また、金属製の支持部材１
３４の内壁と突部１３２の外壁とが接触しているため、
ゴムと金属とが接触している場合のように熱による圧入
部の緩みを防止できる。

【００４６】（第９実施例） 本発明の第９実施例を図１９に示す。高圧燃料供給ポン
プ１４０のポンプ本体１４１はポンプハウジング１４２
に収容されている。シリンダ１４３には、電磁弁２０、
デリバリバルブ１４５、オーバフローバルブ１４６が取
付けられている。ポンプカム１４７側のシリンダ１４３
の突部１５０には第１実施例のシール部材と同じ構造の
シール部材１５１が圧入されており、ゴム製の内壁被覆
部１５２がシリンダ１４３の外周壁に設けられた溝１５
０ａに食い込んでいる。スプリングシート４４は圧縮コ
イルスプリング４５により図１９の−Ｚ軸方向に付勢さ
れ、タペット４６の内底面に当接している。プランジャ
４３のヘッド部４３ａは、タペット４６の内底面とスプ
リングシート４４との間に挟持され、スプリングシート
４４により図１９の−Ｚ軸方向に付勢されている。タペ
ット４６の図１９の−Ｚ軸方向底面に保護板４７が固定
され、ポンプカム１４７との摺動による摩耗を防止して
いる。ポンプカム１４７はカムシャフト１４８と一体に
回転し、プランジャ４３を往復駆動する。

【００４７】燃料入口１４４には吸入通路１４４ａが形
成され、ポンプハウジング１４２に形成された燃料通路
１４２ａに連通している。燃料入口１４４から導入され
た燃料は、吸入通路１４４ａ、燃料通路１４２ａ、シリ
ンダ１４３の外周壁に環状に形成された燃料ギャラリ１
４３ａ、燃料通路１４３ｂ、燃料ギャラリ１４３ｃから
電磁弁２０を介し燃料加圧室１４９に吸入される。第９
実施例は、シリンダ１４３のポンプカム１４７側に形成
された突部１５０の外壁に圧入したシール部材１５１に
より、良好に燃料リーク量を減少できる。

【００４８】（第１０実施例） 本発明の第１０実施例を図２０に示す。高圧燃料供給ポ
ンプのポンプ本体１５５のシール部材１５６は、シリン
ダ１３１と一体に形成された突部１３２の外壁に圧入さ
れている。シール部材１５６のリップ部７４の上端から
突部１３２の底面１３２ａ迄の長さＬは、プランジャ４
３のリフトストロークより長くなるようにシール部材１
５６の軸長は形成されている。

【００４９】このため、プランジャ４３とシリンダ１３
１との摺動によりプランジャ４３の外周壁に摺動傷が生
じてもこの摺動傷がリップ部７４のシール位置まで到達
しない。リップ部７４に接触するプランジャ４３の外周
面は常に摺動傷のない滑らかな面であるので、プランジ
ャ４３の外周壁に生じた摺動傷によりリップ部７４が損
傷することを防止できる。さらに、リップ部７４と摺動
傷との間に生じる空間から燃料がリークすることも防止
できる。

【００５０】第１０実施例のシール部材１５６は、突部
１３２の外周壁に圧入することによりシリンダ１３１に
取付ける構造である。このため本発明では、シール部材
の軸長を増減することにより突部端面からシール部材の
シール位置までの長さを容易に変更できるので、例えば
シール部材の軸長を増加することにより、プランジャの
リフトストロークを増加し高圧燃料供給ポンプの加圧圧
送能力を容易に向上できる。

【００５１】（第１１実施例） 本発明の第１１実施例を図２１に示す。高圧燃料供給ポ
ンプのポンプ本体１６０のシール部材１６３は、シリン
ダ１６１と一体に形成された突部１６２の外壁に圧入さ
れている。シリンダ１６１の摺動孔を形成する内壁に
は、燃料溜まり１１ｃの下側に円筒状のリセス部１６２
ａが形成されている。このリセス部１６２ａは、プラン
ジャ４３と一定のクリアランスを形成し、プランジャ４
３の往復運動中プランジャ４３と接触しないように設け
られている。このリセス部１６２ａの上端からシール部
材１６３のリップ部７４の上端迄の長さＬは、プランジ
ャ４３のリフトストロークより長くなるようにシール部
材１６３の軸長は形成されている。

【００５２】このため、プランジャ４３とシリンダ１６
１との摺動によりプランジャ４３の外周壁に摺動傷が生
じてもこの摺動傷がリップ部７４のシール位置まで到達
しない。リップ部７４に接触するプランジャ４３の外周
面は常に摺動傷のない滑らかな面であるので、プランジ
ャ４３の外周壁に生じた摺動傷によりリップ部７４が損
傷することを防止できる。さらに、リップ部７４と摺動
傷との間に生じる空間から燃料がリークすることも防止
できる。

【００５３】（第１２実施例） 本発明の第１２実施例を図２２および図２３に示す。第
１２実施例のポンプ本体２３０は、シール部材２３１の
構成が第１実施例のシール部材７０の構成と異なるだけ
でその他の部分は実質的に同一部分であり同一符号を付
している。シール部材２３１は、支持部材７１、内壁被
覆部７２、外壁被覆部７３およびリップ部２３２からな
り、突部５０に圧入されている。支持部材７１、内壁被
覆部７２、外壁被覆部７３およびリップ部２３２はゴム
製であり、一体に成形されている。

【００５４】リップ部２３２は環状に形成されており、
プランジャ４３のリフト方向に向けて内径が徐々に減少
する上リップ２３３だけを有している。上リップ２３３
は、上リップ２３３の壁面に環状に形成された最小内径
部２３３ａでプランジャ４３の外周壁と弾力性をもって
接触している。最小内径部２３３ａの軸方向前後の壁面
は、プランジャ４３とシリンダ１１との摺動部から燃料
溜まり５４にリークしてきた燃料がさらにタペット４１
側にリークする量を低減するようにプランジャ４３の外
周壁と所定角度を形成している。このため、上リップ２
３３はタペット４１とタペットガイド４０との摺動部か
ら上リップ２３３とプランジャ４３の外周壁との摺動部
を通って燃料溜まり５４にリークするオイル量を十分に
低減することはできない。このため、燃料溜まり５４に
リークしたオイルがプランジャ４３とシリンダ１１との
摺動部から燃料加圧室１６内にリークしたり、リターン
通路１８から燃料タンクを経て燃料加圧室１６に供給さ
れたりすることがある。燃料加圧室１６内に流入したオ
イルは高圧燃料とともにインジェクタに供給される。し
かし、燃焼室内に直接インジェクタを露出させない燃料
噴射方式のエンジンでは、インジェクタが燃料の燃焼に
よる高温雰囲気に晒されないので燃料中に混入している
オイルがデポジットとなりにくい。このため、インジェ
クタに供給される燃料中にオイルが混入しても噴孔の流
路断面積が減少されることを防止できるので、高精度な
燃料噴射量制御を保持できる。また、上リップ２３３に
はある程度のオイルシール性があるので、リップ部２３
２から燃料溜まり５４にリークするオイル量は僅かであ
り、エンジン全体の潤滑用オイル量が減少し潤滑性が損
なわれることはない。

【００５５】第１２実施例の高圧燃料供給ポンプは、上
リップ２３３だけを有するリップ部２３２で燃料リーク
量だけを良好に低減し、オイルリーク量は十分に低減で
きない。しかし、燃焼室内に直接インジェクタを露出さ
せない燃料噴射方式のエンジンに本実施例の高圧燃料供
給ポンプを適用すれば、燃料中にオイルが混入してもオ
イルがデポジットになりにくい。本発明では、上リップ
に形成された最小内径部の軸方向前後の壁面がプランジ
ャ外周壁と形成する角度を調節することにより、燃料リ
ーク量の十分な低減はできないがオイルリーク量を良好
に低減可能なリップ部を形成することは可能である。

【００５６】（第１３実施例） 本発明の第１３実施例を図２４および図２５に示す。第
１３実施例のポンプ本体２４０は、シール部材２４１の
リップ部２４２の形成向きが第１２実施例のリップ部２
３２と異なるだけでその他の部分は実質的に同一部分で
あり同一符号を付している。

【００５７】リップ部２４２は環状に形成されており、
プランジャ４３の下降方向に向けて内径が徐々に減少す
る下リップ２４３を有している。下リップ２４３は、最
小内径部２４３ａでプランジャ４３の外周壁と弾力性を
もって接触している。最小内径部２４３ａの軸方向前後
の下リップ２４３の壁面は、タペット４１とタペットガ
イド４０との摺動部を潤滑するオイルがリップ部２４２
から燃料溜まり５４にリークする量を低減するようにプ
ランジャ４３の外周壁と所定角度を形成しているので、
下リップ２４３は燃料溜まり５４からタペット４１側に
リークする燃料量を十分に低減することはできない。し
かし、タペット４１側にリークした燃料がオイルに混入
しても、通常のエンジン運転状態においては周囲温度に
よりオイルに混入した燃料が揮発するので、リークした
燃料によりオイルが希釈されて潤滑性が低下することを
回避できる。

【００５８】第１３実施例では、下リップ２４３だけを
形成するので第１実施例の上リップの軸長分だけシール
部材を短縮することが可能である。このため、ポンプ本
体全体の軸長を短縮できる。また第１３実施例では、下
リップ２４３だけを有するリップ部２４２でオイルリー
ク量だけを良好に低減し、燃料リーク量は十分に低減で
きないが、本発明では、下リップに形成された最小内径
部の軸方向前後の壁面がプランジャ外周壁と形成する角
度を調節することにより、オイルリーク量の十分な低減
はできないが燃料リーク量を良好に低減可能なリップ部
を形成することは可能である。

【００５９】以上説明した本実施例は、ガソリンエンジ
ン用の高圧燃料供給ポンプに適用した例について説明し
たが、本発明は、ディーゼルエンジン用の高圧燃料供給
ポンプに適用することは可能である。また本実施例で
は、突部にシール部材を圧入する、突部にシール部
材を圧入するとともに突部に脱落防止用の溝を形成す
る、シール部材にフランジを設け圧縮コイルスプリン
グの付勢力によりシリンダにシール部材を付勢すること
によりシール部材の脱落を防止しているが、本発明で
は、例えば、ビス等によりシリンダにシール部材を固定
することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例によるポンプ本体を示す断
面図である。

【図２】第１実施例の主要部分を示す拡大断面図であ
る。

【図３】図２のIII − III線断面図である。

【図４】第１実施例のポンプ本体をエンジンヘッドに取
付けた状態を示す断面図である。

【図５】本発明の第２実施例によるポンプ本体を示す断
面図である。

【図６】図２のVI− VI 線断面図である。

【図７】本発明の第３実施例によるポンプ本体を示す断
面図である。

【図８】図７のVIII− VIII 線断面図である。

【図９】本発明の第４実施例によるシール部材を示す断
面図である。

【図１０】図９のＸ−Ｘ線断面図である。

【図１１】本発明の第５実施例によるポンプ本体を示す
断面図である。

【図１２】第５実施例のシール部材を示す断面図であ
る。

【図１３】本発明の第６実施例によるポンプ本体を示す
断面図である。

【図１４】第６実施例のシール部材を示す断面図であ
る。

【図１５】本発明の第７実施例によるポンプ本体を示す
断面図である。

【図１６】本発明の第８実施例によるポンプ本体を示す
断面図である。

【図１７】図１６のXVII−XVII線断面図である。

【図１８】第８実施例のシール部材を示す断面図であ
る。

【図１９】本発明の第９実施例による高圧燃料供給ポン
プを示す断面図である。

【図２０】本発明の第１０実施例によるポンプ本体を示
す断面図である。

【図２１】本発明の第１１実施例によるポンプ本体を示
す断面図である。

【図２２】本発明の第１２実施例によるポンプ本体を示
す断面図である。

【図２３】第１２実施例のシール部材を示す断面図であ
る。

【図２４】本発明の第１３実施例によるポンプ本体を示
す断面図である。

【図２５】第１３実施例のシール部材を示す断面図であ
る。

【図２６】従来の高圧燃料供給ポンプを用いた燃料供給
システムを示す構成図である。

【符号の説明】

１０ ポンプ本体 １１ シリンダ １２ａ 吸入通路 １５ 吐出通路 １６ 燃料加圧室 ２０ 電磁弁（吐出時期制御弁） ３０ デリバリバルブ（吐出弁） ４３ プランジャ ４５ 圧縮コイルスプリング ５０ 突部 ７０ シール部材 ７１ 支持部材 ７４ リップ部（環状部材） ７５ シール部材 ８０ ポンプ本体 ９０ ポンプ本体 ９３ シール部材 １００ ヘッドカバー（エンジンのハウジング） １００ａ 収容孔 １０１ カムシャフト（駆動手段） １０２ ポンプカム（駆動手段） １０５、１１０、１２０ ポンプ本体 １２３ シール部材 １３０ ポンプ本体 １３３ シール部材 １４０ 高圧燃料供給ポンプ １４１ ポンプ本体 １５１ シール部材 １５５ ポンプ本体 １５６ シール部材 １６０ ポンプ本体 １６２ａ リセス部（非接触部） １６３ シール部材 ２３０ ポンプ本体 ２３１ シール部材 ２４０ ポンプ本体 ２４１ シール部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−98563（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−286569（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−176158（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−288133（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−353262（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−37516（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−90469（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−18263（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−149568（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−6058（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02M 59/44

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料の吸入通路と吐出通路とに連通する
   摺動孔を形成する内壁によりプランジャを往復動可能か
   つ摺動可能に支持するシリンダと、 前記摺動孔の一部である燃料加圧室に前記吸入通路から
   導入され前記プランジャの往復動により加圧された燃料
   の吐出タイミングを決定する吐出時期制御弁と、前記プランジャとともに往復動し、潤滑油が供給される
   タペットと、 前記プランジャおよび前記タペットを往復駆動する駆動
   手段と、 前記プランジャの軸方向の前記シリンダ外部において、
   前記プランジャの外周壁で潤滑油と燃料とを液密にシー
   ルするとともに、前記プランジャの往復動により前記外
   周壁と摺動する環状部材を有するシール部材と、 を備えることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
2. 【請求項２】 燃料の吸入通路と吐出通路とに連通する
   摺動孔を内壁により形成するシリンダと、 前記内壁に往復動可能かつ摺動可能に支持され、前記吸
   入通路から前記摺動孔の一部である燃料加圧室に導入さ
   れた燃料を往復動することにより加圧するプランジャ
   と、 前記プランジャとともに往復動し、潤滑油が供給される
   タペットと、 前記プランジャおよび前記タペットを往復駆動する駆動
   手段と、 前記プランジャの軸方向の前記シリンダ外部において、
   前記プランジャの外周壁で潤滑油と燃料とを液密にシー
   ルするとともに、前記プランジャの往復動により前記外
   周壁と摺動する環状部材を有するシール部材と、 を備えることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
3. 【請求項３】 前記摺動孔の一部は、前記シリンダと一
   体に形成され前記プランジャの軸方向に突出した突部の
   内壁により形成されることを特徴とする請求項１または
   ２記載の高圧燃料供給ポンプ。
4. 【請求項４】 前記環状部材の前記シリンダ側端部から
   前記プランジャと摺 動する前記シリンダ内壁の前記シー
   ル部材側端部までの長さは、前記プランジャのリフトス
   トロークよりも長いことを特徴とする請求項１、２また
   は３記載の高圧燃料供給ポンプ。
5. 【請求項５】 前記摺動孔を形成する前記内壁の全周に
   前記プランジャと摺動しないように形成される非接触部
   の軸方向長は、前記環状部材の前記シリンダ側端部から
   前記プランジャと摺動する前記シリンダ内壁の前記シー
   ル部材側端部までの長さの一部または全部であることを
   特徴とする請求項４記載の高圧燃料供給ポンプ。
6. 【請求項６】 前記シール部材と前記プランジャと前記
   シリンダとにより区画形成される燃料溜まりを備えるこ
   とを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の高
   圧燃料供給ポンプ。
7. 【請求項７】 前記環状部材はゴム製であることを特徴
   とする請求項１、２、３、４、５または６記載の高圧燃
   料供給ポンプ。
8. 【請求項８】 前記燃料溜まりと大気圧と等しい圧力を
   もつ経路とを連通させることを特徴とする請求項６記載
   の高圧燃料供給ポンプ。
9. 【請求項９】 前記摺動孔を形成する前記内壁に環状の
   燃料溜まりを設け、この燃料溜まりと大気圧と等しい圧
   力をもつ経路とを連通させることを特徴とする請求項
   １、２、３、４、５または７記載の高圧燃料供給ポン
   プ。