(57)【要約】【課題】潤滑油の粘性抵抗によるプランジャの作動不良を抑えることのできる高圧ポンプを提供する。【解決手段】リフタガイド（７２）と、前記リフタガイドの内壁面により往復動可能に案内されることでシリンダボディに形成されたシリンダ（１０ａ）内のプランジャ（１２）を往復動させるリフタ（７０）と、前記リフタの底面を前記シリンダボディへ向かう方向に間欠的に押圧するカム（１８）と、前記リフタを前記シリンダボディから遠ざかる方向に付勢する弾性部材（７４）と、を備えている。特に、前記リフタガイドの内壁面及び前記リフタの外壁面の少なくとも一方に、これら壁面同士の接触面より下方に繋がる溝（７１、７３）が形成されている。【選択図】  図２
2004285964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リフタガイドと、前記リフタガイドの内壁面により往復動可能に案内されることでシリンダボディに形成されたシリンダ内のプランジャを往復動させるリフタと、前記リフタの底面を前記シリンダボディへ向かう方向に間欠的に押圧するカムと、前記リフタを前記シリンダボディから遠ざかる方向に付勢する弾性部材と、を備えた高圧ポンプであって、
前記リフタガイドの内壁面及び前記リフタの外壁面の少なくとも一方に、これら壁面同士の接触面より下方に繋がる溝が形成されている、高圧ポンプ。
【請求項２】
リフタガイドと、前記リフタガイドの内壁面により往復動可能に案内されることでシリンダボディに形成されたシリンダ内のプランジャを往復動させるリフタと、前記リフタの底面を前記シリンダボディへ向かう方向に間欠的に押圧するカムと、前記リフタを前記シリンダボディから遠ざかる方向に付勢する弾性部材と、を備えた高圧ポンプであって、
前記リフタが前記リフタガイドよりも線膨張係数の高い材料にて形成されている、高圧ポンプ。
【請求項３】
リフタガイドと、前記リフタガイドの内壁面により往復動可能に案内されることでシリンダボディに形成されたシリンダ内のプランジャを往復動させるリフタと、前記リフタの底面を前記シリンダボディへ向かう方向に間欠的に押圧するカムと、前記リフタを前記シリンダボディから遠ざかる方向に付勢する弾性部材と、を備えた高圧ポンプであって、
前記リフタガイド及び前記リフタの少なくとも一方にヒータが設けられている、高圧ポンプ。
【請求項４】
請求項１において、
前記リフタが前記リフタガイドよりも線膨張係数の高い材料にて形成されている、高圧ポンプ。
【請求項５】
請求項１又は請求項４において、
前記リフタガイド及び前記リフタの少なくとも一方にヒータが設けられている、高圧ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
本発明は高圧ポンプに関し、特に、内燃機関の燃料などの液体を圧送するために、シリンダ内でプランジャを往復動させることで、このプランジャの一端側に存在する加圧室内の液体を圧送する高圧ポンプに関する。
【従来の技術】
シリンダボディに形成されたシリンダ内にプランジャを往復動可能に配置し、このプランジャの一端側のシリンダ内部空間を加圧室とした高圧ポンプが知られている。かかる高圧ポンプにおいて、シリンダボディに固定されたリフタガイドの内壁面により往復動可能に案内されるリフタの底面をカムで押圧することによりリフタとともにシリンダ内のプランジャを上昇させる一方、スプリングの付勢力によりプランジャ及びリフタを下降させるものがある。
特開平８−６８３７０号公報は、リフタガイドの内壁とリフタの外壁との間に円筒状の油溜まりを形成し、リフタの往復動によるリフタガイドとの焼付きを防止するための潤滑油を供給することを開示している（段落００２４）。
【特許文献１】特開平８−６８３７０号公報（段落００２４等）
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に記載の構成においては、例えば−４０℃程度の極低温下で使用されると、リフタガイドの内壁面とリフタの外壁面との間に供給されている潤滑油の粘性抵抗が高くなり、スプリングの付勢力によるリフタの下降動作に対して粘性抵抗が作用するため、プランジャの作動不良が生じる可能性がある。
本発明は、上記従来技術の問題を解決し、潤滑油の粘性抵抗によるプランジャの作動不良を抑えることのできる高圧ポンプを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の高圧ポンプは、リフタガイドと、前記リフタガイドの内壁面により往復動可能に案内されることでシリンダボディに形成されたシリンダ内のプランジャを往復動させるリフタと、前記リフタの底面を前記シリンダボディへ向かう方向に間欠的に押圧するカムと、前記リフタを前記シリンダボディから遠ざかる方向に付勢する弾性部材と、を備えている。
特に本発明の高圧ポンプは、前記リフタガイドの内壁面及び前記リフタの外壁面の少なくとも一方に、これら壁面同士の接触面より下方に繋がる溝が形成されている。これにより、潤滑油が溝より外部空間に排出されるので、リフタガイドの内壁面やリフタの外壁面に潤滑油が付着するのを抑えることができ、潤滑油の粘性抵抗が高くなってもプランジャの作動不良の発生を抑えることができる。
また本発明の高圧ポンプは、前記リフタが前記リフタガイドよりも線膨張係数の高い材料にて形成されている。これにより、リフタガイドの内壁面とリフタの外壁面との間のクリアランスを低温時ほど大きくできるため、潤滑油の粘性抵抗が高くなってもプランジャの作動不良の発生を抑えることができる。
また本発明の高圧ポンプは、前記リフタガイド及び前記リフタの少なくとも一方にヒータが設けられている。これにより、高圧ポンプを極低温下で使用しても、潤滑油の粘性抵抗が高くなるのを抑えることができ、プランジャの作動不良を抑えることができる。
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照しながら本発明の実施の形態に係る高圧ポンプについて、内燃機関の高圧燃料ポンプを例にとって説明する。
＜１．燃料供給系統の全体構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る高圧燃料ポンプを含む燃料供給系統の概念図である。この燃料供給系統は、燃料タンク４８の燃料を高圧燃料ポンプ２で高圧化し、燃料インジェクタ６６に接続された燃料デリバリパイプ５０に圧送するものである。
燃料タンク４８は低圧燃料ポンプ４８ａとプレッシャーレギュレータ４８ｂを備え、低圧燃料通路４４を通じて高圧燃料ポンプ２に燃料を供給する。低圧燃料通路４４にはパルセーションダンパ４４ａが備えられ、燃圧脈動を防止している。低圧燃料通路４４は高圧燃料ポンプ２の加圧室１４に開口しており、その開口が電磁弁６により開閉できるようになっている。
高圧燃料ポンプ２で高圧化された燃料は、高圧燃料通路５４を通じて燃料デリバリパイプ５０に圧送される。燃料デリバリパイプ５０はチェック弁５２を介して排出経路４６に接続されており、燃料デリバリパイプ５０内の余剰燃料が燃料タンク４８に戻されるようになっている。
＜２．燃料ポンプの構成＞
図２（ａ）は、本発明の第１実施形態による高圧燃料ポンプの要部断面図であり、図２（ｂ）はそのＡ−Ａ線断面図である。高圧燃料ポンプ２は、シリンダボディ１０と、プランジャ１２と、カバー８と、電磁弁６とを備えている。
シリンダボディ１０には、シリンダ１０ａが図示上下方向に貫通して形成されている。このシリンダ１０ａの上端側には電磁弁挿入孔１０ｂが設けられている。この電磁弁挿入孔１０ｂを囲むようにカバー８がシリンダボディ１０の上部に重ねられて取り付けられている。
電磁弁挿入孔１０ｂには電磁弁６の筒状の下端部が挿入されている。このようにしてシリンダ上部から電磁弁６の下端部にかけての空間が加圧室１４とされ、電磁弁６が加圧室１４に臨むようになっている。
プランジャ１２はシリンダ１０ａ内で軸線方向に摺動可能に配置されている。このプランジャ１２の下端は有底筒状のリフタ７０に当接されている。一方、シリンダボディ１０の下端には筒状のリフタガイド７２が固定されている。リフタ７０は、このリフタガイド７２内に挿入され、軸線方向に上下動可能になっている。リフタ７０の外面とリフタガイド７２の内面との間には潤滑油が供給されている。シリンダボディ１０とリフタ７０との間には、弾性部材であるスプリング７４が圧縮状態で設けられ、これによりリフタ７０がシリンダボディ１０から遠ざかる方向に付勢される。
リフタ７０の底面には、図１に示すように、カムシャフト１６上に取り付けられたカム１８が摺動接触し、リフタ７０をシリンダボディ１０に向かって間欠的に押圧する。これにより、リフタ７０はカムシャフト１６の回転に同期してリフタガイド７２の内面に沿って往復動し、プランジャ１２がシリンダ１０ａ内を往復動する。
電磁弁６は、図１に示すようにコイル２０、ポペット弁２８、スプリング３４を備えている。ポペット弁２８は、磁性体からなる図示しないアーマチャに固定され、このアーマチャが、リング状に巻装されたコイル２０の内側に進入可能に配置されている。ポペット弁２８の上端には、スプリング３４の一端が固定されている。このスプリング３４によってポペット弁２８は加圧室１４側に向かって付勢されており、コイル２０の非通電時には電磁弁６は開弁状態となる。これに対して、ＥＣＵ（電子制御装置）３６によりコイル２０に通電された時には、スプリング３４の付勢力に抗して、ポペット弁２８が図示上方に移動し、電磁弁６は閉弁状態となる。
加圧室１４には高圧燃料通路５４が開口しており、この高圧燃料通路５４は、シリンダボディ１０を貫通して高圧燃料ポンプ外部に至り、図１の燃料デリバリパイプ５０に接続している。高圧燃料通路５４の途中にはチェック弁５６が設けられている。このチェック弁５６は、加圧室１４から燃料デリバリパイプ５０方向への燃料の流動は許すが、燃料デリバリパイプ５０から加圧室１４への逆流は阻止している。
以上の構成において、加圧室１４へのプランジャ１２の進入時の適切なタイミングで電磁弁６が閉じられると、加圧室１４内の燃料が高圧になり、加圧室１４から高圧燃料通路５４及びチェック弁５６を介して燃料デリバリパイプ５０に高圧燃料が圧送供給される。また加圧室１４からのプランジャ１２の後退時には、低圧燃料通路４４から加圧室１４内に燃料が供給される。ＥＣＵ３６が、燃料デリバリパイプ５０に設けられた燃圧センサ５０ａ（図１）の出力に基づいて電磁弁６の開閉をフィードバック制御することで、燃料デリバリパイプ５０内を所望の燃圧にすることができる。
＜３．リフタ及びリフタガイドの構成及び作用＞
図２（ｂ）を参照すると、リフタ７０の外面には、リフタ７０の上端付近からリフタガイド７２の下端の位置に至る溝７１が形成されている。またリフタガイド７２の内面には、リフタ７０の上端付近の位置から、リフタガイド７２の下端に至る溝７３が形成されている。これら溝７１及び溝７３はそれぞれリフタ７０の外面及びリフタガイド７２の内面の対向する箇所に４箇所形成されている。
この溝は、リフタ７０の外面とリフタガイド７２の内面との間に供給されている潤滑油を外部に逃がすためのものである。これらの溝は、特に寒冷時において潤滑油の粘性が低下した場合でも外部に排出することによって接触面への潤滑油の付着を低減し、スプリング７４の付勢力によるリフタ７０の戻りを円滑にすることを可能にする。
なお、リフタ７０にのみ溝７１を形成してもよく、逆にリフタガイド７２にのみ溝７３を形成してもよい。
＜４．第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態による高圧燃料ポンプの構成及び作用につき、上記第１実施形態との相違点を中心に説明する。第２実施形態による高圧燃料ポンプは、リフタ７０の材料をリフタガイド７２の材料よりも線膨張係数の高い材料で形成している。この第２実施形態においては、第１実施形態と異なり、リフタ７０やリフタガイド７２に溝７１や溝７３を形成する必要は無いが、これら溝を設けても良い。
リフタ７０の材料としては例えばアルミニウム、リフタガイド７２の材料としては例えば鉄系の材料が採用される。リフタ７０をリフタガイド７２より線膨張係数の大きな材質としたことにより、低温時ほどリフタ７０とリフタガイド７２との間のクリアランスが大きくなる。したがって、潤滑油の粘性が増加した場合でもリフタ７０とリフタガイド７２との摺動性を良好に維持し、スプリング７４の付勢力によるリフタ７０の戻りを容易にすることができる。
なお、この場合、カム１８の摺動接触に対する強度や耐摩耗性を確保するために、リフタ７０の底面に例えば鉄系の材料にて形成したシムを設けることが望ましい。
また、リフタ７０及びリフタガイド７２の何れか又は両方を形状記憶合金で形成し、これらの接触面のクリアランスが大きくなるような形状を、極低温時にとるようにすることで、上記と同様の効果を得ることができる。
＜５．第３実施形態＞
図３は、本発明の第３実施形態による高圧燃料ポンプの要部断面図である。上記第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略し、第３実施形態の構成及び作用につき、上記第１実施形態との相違点を中心に説明する。第３実施形態による高圧燃料ポンプ２’は、リフタ７０又はリフタガイド７２の少なくとも一方にヒータを設けている。この第３実施形態においては、第１実施形態と異なり、リフタ７０やリフタガイド７２に溝７１や溝７３を形成する必要は無いが、これら溝を設けても良い。また、第２実施形態のようにリフタ７０をリフタガイド７２よりも線膨張係数の高い材料で構成しても良い。
図３には、リフタガイド７２の外面にヒータ７６を設けた例を示している。このヒータ７６は例えば電熱線から構成され、リフタガイド７２の外面を取り囲むように設けられている。ヒータ７６は、この高圧燃料ポンプ２’を車両の内燃機関に搭載する場合には、好ましくは内燃機関の始動前、例えば車両のイグニッションキーがＯＮされたとき又は図示しない温度センサにより所定の気温以下であることを感知したときに通電される。この通電制御は例えばＥＣＵ３６により行われる。リフタガイド７２を加熱することで、これに内接するリフタ７０も熱伝導により加熱される。これにより、リフタ７０とリフタガイド７２との間の潤滑油を加熱し、粘性を下げることができ、スプリング７４の付勢力によるリフタ７０の戻りを容易にすることができる。
なお、ヒータ７６をリフタガイド７２側に設けることで、リフタガイド７２をリフタ７０より先に加熱し、熱膨張によりリフタ７０とリフタガイド７２とのクリアランスを増大させて摩擦を低減するという効果もあると考えられる。
ヒータをリフタ７０側に設ける場合には、リフタ７０の内面に沿って設けることが望ましい。またリフタ７０側及びリフタガイド７２側の両方にヒータを設けても良い。
＜６．その他＞
上記においては内燃機関の高圧燃料ポンプを例にとって説明したが、これに限らず、他の燃料その他の流体の高圧ポンプに本発明を適用しても良い。
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、潤滑油の粘性抵抗によるプランジャの作動不良を抑えることのできる高圧ポンプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る高圧燃料ポンプを含む燃料供給系統の概念図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明の第１実施形態による高圧燃料ポンプの要部断面図であり、図２（ｂ）はそのＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態による高圧燃料ポンプの要部断面図である。
【符号の説明】
２、２’    高圧燃料ポンプ（高圧ポンプ）
１０  シリンダボディ
１０ａ  シリンダ
１２  プランジャ
１８  カム
７０  リフタ
７１  溝
７２  リフタガイド
７３  溝
７４  スプリング（弾性部材）
７６  ヒータ
【図１】
2004285964.tif 000003
【図２】
2004285964.tif 000004
【図３】
2004285964.tif 000005