(57)【要約】【課題】非常に高い送出圧力で、大量に送出すことができ、製造コストを抑え、操作上の信頼性と寿命に対する要求を満足させる高圧ポンプを提供する。【解決手段】  ピストンポンプユニット（2）のピストン（6）をシリンダーボア（7）内で案内されるように備える。ピストン（6）の滑り面（10）をストロークリング（12）の滑り座面（11）上に設ける。ピストン（6）内にリリーフチャンバ（22）を備えて、滑り座面（11）に対して開口させ、ピストン（6）内の通路（23）によりワーキングチャンバ（8）と接続させる。通路（23）のボア（24）内に制御ピストン（25）を変位可能に備える。制御ピストン（25）は一方でワーキングチャンバ（8）内の媒体により、他方でリリーフチャンバ（22）内の圧力媒体により作用される。制御ピストン（25）は送出される媒体をリリーフチャンバ（22）内の圧力媒体から区別させ、ワーキングチャンバ（8）内の圧力が向上する時、リリーフチャンバ（22）内の圧力を向上させる。
2006514195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に内燃機関の燃料噴射システムに用いられる、高圧ポンプであって、ピストンポンプユニット（２、２’）を少なくとも一つを有し、該ピストンポンプユニット（２、２’）にシリンダーボア（７）内で案内されて、ワーキングチャンバ（８）の範囲を定めるようにピストン（６）を備え、また、前記ピストン（６）を駆動させるクランク駆動部（１３）を有し、前記クランク駆動部（１３）と前記ピストン（６）の間に設けられるようにストロークリング（１２）を有して、該ストロークリング（１２）は、前記クランク駆動部（１３）に関して回転可能なように駆動させるが、回転しないようにし、かつ、平らな滑り座面（１１）を備えて、この上に滑り面（１０）を備える前記ピストン（６）を支持させるようにし、また、前記高圧ポンプは、前記滑り面（１０）の領域内に配置されるようにリリーフチャンバ（２２）を有して、前記滑り座面（１１）に向って開口させて、前記ピストン（６）内に形成された通路（２３）を通って前記ワーキングチャンバ（８）と圧力接続されるようにし、さらに、この特徴として、前記ピストン（６）内の前記通路（２３）内に圧力伝達部（２５、４１）を備えて、この一方の側では、送出される媒体によって加圧可能にするとともに、この反対の側では、前記リリーフチャンバ（２２）内の圧力媒体によって加圧可能にし、さらに、圧力の作用下では圧力の及ぼされる方向に変位可能にして、前記リリーフチャンバ（２２）を前記ワーキングチャンバ（８）から流体的に区別させたことを特徴とする高圧ポンプ。
【請求項２】
前記クランク駆動部（１３）は偏心部（１５）を有し、これは、回転可能なように駆動される駆動軸（１４）上に、偏心量（ｅ）を備えるように設けられ、この上に、前記ストロークリング（１２）を一緒に回転しないように取付けたことを特徴とする請求項１に記載の高圧ポンプ。
【請求項３】
前記圧力伝達部は制御ピストン（２５）であって、前記通路（２３）に属する長手方向のボア（２４）内に変位可能にされるとともに、スライド状に当接して案内されることを特徴とする請求項１又は２に記載の高圧ポンプ。
【請求項４】
前記リリーフチャンバ（２２）と面する側の端部で、前記制御ピストン（６）は圧縮ばね（２６）上で支持されて、前記圧縮ばね（２６）は反対側の端部で接合部上に置かれることを特徴とする請求項３に記載の高圧ポンプ。
【請求項５】
前記接合部は、前記制御ピストン内に保持される支持部によって形成され、特にばねリング（２７）を用いて形成されることを特徴とする請求項４に記載の高圧ポンプ。
【請求項６】
前記圧力伝達部はダイヤフラム（４１）であって、これは弾性的に撓むことができ、前記通路（２３）を覆って、この縁部の領域でシールされるように取付けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の高圧ポンプ。
【請求項７】
前記ピストン（６）は、長手方向のボア（７）内で案内されるようにピストン部（３８）を有し、かつリング（３９）を有するが、これは、前記ワーキングチャンバ（８）から離れる側の端部で前記ピストン部（３８）と接続されることを特徴とする請求項６に記載の高圧ポンプ。
【請求項８】
前記ダイヤフラム（４１）は、前記ピストン部（３８）と前記リング（３９）の間の縁部領域内に固定されて支持されることを特徴とする請求項７に記載の高圧ポンプ。
【請求項９】
前記ピストン（６）内には、前記リリーフチャンバ（２２）を囲むとともにこれと同軸上となるように環状の溝部（３６）が形成されて、前記滑り座面（１１）に向って開口するとともに、前記クランク駆動部（１３）と前記ストロークリング（１２）の割り当てられるチャンバ（５）と接続されることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の高圧ポンプ。
【請求項１０】
前記滑り座面（１１）の領域内で、前記ストロークリング（１２）内に、長手方向の溝部（３７）を形成して、前記滑り面（１０）に向って開口させるとともに、前記チャンバ（５）内に開口させて、また、前記駆動軸（１４）の回転軸（１４ａ）の方向で、前記リリーフチャンバ（２２）に関してオフセットさせて、前記環状の溝部（３６）と連通させたことを特徴とする請求項９に記載の高圧ポンプ。
【請求項１１】
前記リリーフチャンバ（２２）内の圧力媒体は潤滑剤であって、好ましくは潤滑油であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の高圧ポンプ。
【請求項１２】
前記ストロークリング（１２）内に接続用ダクト（３４、３５）を形成し、前記ストロークリング（１２）が前記ピストン（６）に関して特定の位置にあるときに限り、前記リリーフチャンバ（２２）と接続されるような位置で、前記滑り座面（１１）内に開口させ、さらに、潤滑剤の供給部（３１、３２、３３）と周期的に接続可能にしたことを特徴とする請求項１１に記載の高圧ポンプ。
【請求項１３】
反対側の端部で、前記接続用ダクト（３４、３５）は、前記クランク駆動部（１３）の前記偏心部（１５）と接触する前記ストロークリング（１２）の内面（１２ａ）に開口して、前記偏心部（１５）の周囲に潤滑用の溝部（３１）を備えるが、これは、この周囲の部分を越えるように延びて、外部に向って開口して、前記偏心部（１５）内と前記駆動軸（１４）内を通る接続ライン（３２、３３）を介して潤滑源と接続され、前記潤滑用の溝部（１５）は、前記接続用ダクト（３４、３５）が前記リリーフチャンバ（２２）と接続される時、前記ストロークリング（１２）内の前記接続用ダクト（３４、３５）と接続されるように配置されることを特徴とする請求項１２に記載の高圧ポンプ。
【請求項１４】
前記シリンダーボア（７）の壁部には、前記ピストン（６）に向って開口するように、環状の集合用の溝部（２８）が形成されて、前記シリンダーボア（７）の壁部と前記ピストン（６）の間の隙間を流れ抜ける漏れを集めるように用いられ、さらに、これに対して排出用の管（３０）が接続されることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の高圧ポンプ。
【請求項１５】
前記ピストン（６）内には横方向のボア（２９）が設けられて、前記ピストン（６）内の前記長手方向のボア（２４）から前記ピストン（６）の外壁まで導くようにし、前記環状の集合用の溝部（２８）内に開口して、前記長手方向のボア（２４）の壁部と前記制御ピストン（２５）の間の隙間を流れ抜ける漏れを導くように用いられることを特徴とする請求項１４に記載の高圧ポンプ。
【請求項１６】
前記高圧ポンプ（１、１’）は燃料、特に、ディーゼル用の燃料を送出すように構成されたことを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の高圧ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本明細書に添付した特許請求の範囲の請求項１の前段部に記載の高圧ポンプに関し、より具体的には、内燃機関用の燃料噴射システムに用いられるのに特に適する高圧ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１と、これに対応する特許文献２には、内燃機関の燃料噴射装置に用いられる一般的な高圧ポンプが開示されているが、この開示例では、ピストンポンプユニットのピストンは、偏心（エキセントリック）駆動部によってハーモニック駆動されている。ピストンポンプユニットのワーキングチャンバから離れるように面する端部では、ピストンは滑り（スライディング）シューを押圧するが、これは、滑り面とともにストロークリングの滑り座面（スライディングベアリングサーフェス）に対して置かれる。ストロークリングは、駆動軸の偏心ジャーナル上に回転可能なように取付けられ、回転可能なように駆動されているが、回転していない。駆動軸、偏心ジャーナル、ストロークリング及び滑りシューは、全て低圧チャンバ内に割り当てられているが、この低圧チャンバは送出される媒体、つまり燃料の供給用チャンバとして用いられている。滑りシュー内にはリリーフチャンバが形成されるが、これは、滑り座面に向って開口して、ポンプピストンの長手方向に延びる通路を介して、ワーキングチャンバと直接的に油圧（流体）接続されている。このため、リリーフチャンバは、送出される燃料によって満たされている。
【０００３】
ピストンポンプユニットの送出行程中、ピストンとこれに取付けられる滑りシューは、ワーキングチャンバ内で作用する圧力によって、ストロークリングに対して押圧される。このとき、滑りシュー上で作用し、ストロークリングから離れる方向での力が増大する結果、ワーキングチャンバと接続されたリリーフチャンバ内の圧力もまた向上する。このため、滑りシューとストロークリングの間の滑り軸受（スライディングベアリング）上で負荷のリリーフが達成される。滑り軸受上で負荷を油圧的にリリーフさせることにより、滑りシュー上の滑り面とストロークリング上の滑り座面との間の摩擦を減少させることができる。
【０００４】
滑りシューとストロークリングの間の滑り軸受の潤滑は、リリーフチャンバ内の燃料を用いて行われている。また、偏心ジャーナルとストロークリングの間の軸受は、低圧チャンバ内の燃料を用いて潤滑されている。しかしながら、従来公知のように、燃料の潤滑特性は低いため、限定的な潤滑作用を行うことしかできなかった。
【特許文献１】ドイツ国特許第１９７  ０５  ２０５号公報
【特許文献２】米国特許第６，０７７，０５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、非常に高い送出圧力で、大量に送出すことができる、最初に述べたようなタイプの高圧ポンプを提供するが、この際、製造コストをできる限り低くするとともに、操作上の信頼性と寿命に対する高い要求を満足させることができるように、高圧ポンプを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、本明細書に添付した特許請求の範囲の請求項１に記載の特徴部を有するように高圧ポンプを構成する。
【０００７】
本発明では、ピストン内の通路に設けた圧力伝達部を用いて、リリーフチャンバをワーキングチャンバから区別させる。従って、送出される媒体、例えば、燃料もまた、リリーフチャンバ内の媒体から区別させる。このため、圧力リリーフ用に送出される媒体と、ストロークリングとピストンの間の滑り軸受の潤滑剤を利用する上で制限がない。むしろ、目的により一層適する媒体、例えば、潤滑油として、優れた潤滑特性を備えたものを選ぶことが可能になる。従って、滑り軸受と、ストロークリングとクランク駆動部の間の軸受の潤滑を相当に向上させることができるので、高い負荷が及ぼされる場合であっても、これら軸受が故障するリスクをかなり減らすことができ、このため、操作上の信頼性を向上させて、寿命を延長させることが可能になる。
【０００８】
上記圧力伝達部は、この一方の側で送出される媒体によって加圧されて、圧力の及ぼされる方向で変位可能となるため、ワーキングチャンバ内の圧力はリリーフチャンバ内の媒体に伝えられることになり、つまり、ワーキングチャンバ内の圧力が向上するとき、リリーフチャンバ内の圧力もまた向上することになる。このため、ストロークリングとピストンの間の滑り軸受上で負荷のリリーフが達成されるが、これは、上記先行技術から公知のように、送出圧力が大きくなるにつれて、大きくなる。滑り軸受上の負荷のリリーフは、より高い送出圧力を可能にするだけでなく、ピストン領域の拡大も可能にするため、送出しの割合を、この目的のために必要とされるピストンポンプユニットの数を増やすことなく、向上させることができる。このことは、製造コストの面で格段の効果がある。
【０００９】
本明細書に添付した特許請求の範囲に記載の独立請求項の主要部から、本発明に係る高圧ポンプのさらに好適な改良を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る好適な実施形態について、本明細書に添付した図を参照してより詳細に説明する。但し、これら図は、概略的に示されているに過ぎない。
図１〜４に示した高圧送出ポンプ１は、内燃機関の燃料噴射システムに用いられることを目的としており、二つの相互関係して、正反対のようにピストンポンプユニット２、２’（プランジャーポンプユニット）を備えるが、これらは同一のように構成されて、位相が異なるように操作される。各ピストンポンプユニット２、２’はハウジングブロック３を有するが、これはポンプケーシング４に固定されて、ポンプケーシング４の内部５に突出する。また、各ピストンポンプユニット２、２’はピストン６（プランジャー）を有するが、これは、ハウジングブロック３のシリンダーボア７内でスライド状に当接しながら線形に移動できるように案内されている。一方の端面６ａでは、ピストン６は、ワーキングチャンバ８の範囲を定め、反対側の端部では、ベース部９を形成するために広げられている。このベース部９は平らな滑り面１０を有するが、これは、ストロークリング１２上に備えられる滑り座面１１上に置かれる。このストロークリング１２は、ピストンポンプユニット２、２’の双方で共通する。また、二つのピストンポンプユニット２、２’のピストン６のハーモニック駆動用にクランク駆動部１３が備えられるが、これは、破線で示すように駆動軸１４を有し、また、この駆動軸１４と固定されるように偏心部１５を有する。駆動軸１４は、回転軸１４ａ（図１参照）に関して回転駆動される。ストロークリング１２は、偏心部１５上で回転可能なように置かれるが、一緒に回転はしない。偏心部１５は、駆動軸１４の回転軸１４ａに対して偏心量ｅ（図１参照）を有するように備えられている。駆動軸１４を回転させる際、ストロークリング１２は第一に滑り座面１１と平行に移動し、第二に駆動軸１４の回転軸１４ａに対し直角に移動するが、特に、各方向で量２ｅである。従って、操作中、ストロークリング１２は、ピストン６のベース部９に対して前後に変位する。ピストンポンプユニット２、２’のピストン６は、同様に２ｅ、つまり、偏心量ｅの倍で、行程を行う。
【００１１】
ピストン６のベース部９上には軌道輪（ベアリングリング）１６が置かれるが、これは圧縮ばね１７用の接合部（アバットメント）として用いられ、圧縮ばね１７は、ハウジングブロック３上で反対側の端部で支持される。圧縮ばね１７は、関連するピストン６をストロークリング１２に対して連続して接触させることを保っている。
【００１２】
ハウジングブロック３内には入口用の管１８が形成されるが、これは、圧力制御された入口用の弁１９（図１参照）を介して、ワーキングチャンバ８と接続されている。入口用の管１８は、図示されない、供給ラインと接続されるが、このラインは、液体用のリザーバー、つまり、この実施形態では、燃料タンクと接続され、例えば、プリ−送出ポンプを介して接続される。また、ハウジングブロック３内には出口用の管２０が設けられるが、これは、圧力制御された出口用の弁２１（図１参照）を介して、ワーキングチャンバ８と接続されている。出口用の管２０は、高圧チャンバ、例えば、燃料噴射システムの共通のレールと接続される。
【００１３】
ピストン６のベース部９の滑り面１０の領域内には、滑り座面１１に向って開口するように、リリーフチャンバ２２が形成される。ピストン６の長手方向には、連続して、同軸状の通路２３が延在するが、この一方の側はワーキングチャンバ８に向って開口し、反対側はリリーフチャンバ２２に向って開口する（尚、軸をずらして通路２３を配置することは可能である）。また、この通路２３に属するように、直径を変化させて、長手方向のボア２４を設けて、この中に、圧力伝達部として機能する制御ピストン２５を、スライド状に当接しながら変位可能なように案内させる。この制御ピストン２５は、圧縮ばね２６上に置かれるが、この圧縮ばね２６は、反対側の端部で、ピストン６内に保持されるばねリング２７（図２参照）上で支持されている。
【００１４】
ハウジングブロック３内には環状の溝部２８が形成されるが、これは、ピストン６の周囲で延びて、シリンダーボア７に向って開口する。また、ピストン６内には横方向のボア２９が設けられるが、これはピストン６を通り抜けて、両方の端部で環状の溝部２８と接続される。この環状の溝部２８に対して排出用の管３０が接続されるが、これは、ハウジングブロック３内で延びて、例えば燃料タンクでもよい、集合用リザーバーに導く、図示しないリターンラインと接続される。排出用の管３０を介して送り戻される漏れは、後述するように、環状の溝部２８内に集められる。
【００１５】
偏心部１５には潤滑用の溝部３１が備えられるが、これは周囲の一部に沿って延びて、ストロークリング１２に向って開口する。この潤滑用の溝部３１は、偏心部１５内のラジアル方向のボア３２を介して、供給用ダクト３３と接続されるが、これは、駆動軸１４の回転軸１４ａの方向に延びて、図示しない、潤滑用ポンプを介して潤滑剤用のリザーバーと接続される。この供給用ダクト３３を介して、潤滑剤、好ましくは潤滑油が、例えば、２−６バールの圧力で供給される。また、ストロークリング１２内には二つの接続用ダクト３４、３５が形成されるが、これら各々はストロークリング１２の内面１２ａから滑り座面１１の一つまで導く。潤滑用の溝部３１は、常に供給用ダクト３３と接続されるが、しかしながら、図１−３から理解できるように、偏心部１５が特定の回転位置にある場合に限り、接続用ダクト３４、３５と接続される。
【００１６】
次に、図１−４を参照して、本発明の実施形態に係る高圧ポンプ１の機能についてより詳しく説明する。
図１を参照すると、偏心部１５の回転位置が示されているが、この際、図の上方の、一つのピストンポンプユニット２のピストン６は、下方の端部位置、つまり、吸出行程（suction stroke）の終端部に置かれている。他の、下方のピストンポンプユニット２’のピストン６は、送出行程（delivery stroke）の終端部に達しており、従って、この上方端部位置にある。接続用ダクト３４、３５は、潤滑用の溝部３１又は関連するリリーフチャンバ２２のいずれとも接続されていない。
【００１７】
以下、上方ピストンポンプユニット２の操作だけについて、この開始位置から始まるように説明する。尚、他の、下方ピストンポンプユニット２’の操作は、上方ピストンポンプユニットと等しいが、反対のように行われる。
【００１８】
駆動軸１４が反時計回りに回転すると、上方ピストンポンプユニット２のピストン６の送出行程が開始し、つまり、ピストン６が矢印Ａの示す方向に上方に変位する（図２参照）。この送出行程の間、入口用の弁１９は閉鎖されるが、これはまた、送出行程の開始時の出口用の弁２１にも適用される。ワーキングチャンバ８内の圧力は向上し、ワーキングチャンバ８内の液体の圧力によってワーキングチャンバ８に面する端面で加圧される制御ピストン２５は、圧縮ばね２６の作用に逆らって、図２の矢印Ｄに示す方向で下方に移動する。この結果、リリーフチャンバ２２内に配置されて、制御ピストン２５の下方の通路２３の領域内にある潤滑剤の圧力が増大する。この結果、ピストン６上に力が及ぼされるが、これはストロークシリンダ１２から離れる方向に向って、ワーキングチャンバ８内の液体によってピストン６上に及ぼされる力に対し反対に作用する。このように、上記特許文献１及び２に既に説明されているように、ベース部９上の滑り面１０とストロークリング１２上の滑り座面１１によって形成される滑り軸受上に負荷の油圧的なリリーフが得られる。尚、リリーフチャンバ２２の直径ＤＡが、ワーキングチャンバ８に面する、ピストン６の端面６ａの直径ＤＰよりもわずかに小さいとき、最適なリリーフ作用が得られる（図２参照）。
【００１９】
図２には、駆動軸１４を９０°回転させた後の状況が示されている。ピストン６は、送出行程中、この中間の位置に達している。ここでは、潤滑用の溝部３１と上方ピストンポンプユニット２のリリーフチャンバ２２との間で接続が行われない。反対に、下方のピストンポンプユニット２’では、図示していないが、リリーフチャンバ２２は潤滑用の溝部３１と接続されている。駆動軸１４を９０°回転させた後、図２に示すように、ストロークリング１２はこの右手側の端部位置になるが、これは図４に破線で示されるとともに符合１２’で示されている。
【００２０】
ピストンの送出行程の進行中、ワーキングチャンバ８内の圧力が、出口用の弁２１の閉鎖する力よりも大きな値に達するとすぐに、出口用の弁２１は開放されて、液体がワーキングチャンバ８から出口用の管２０内に放出されて、高圧チャンバ内に流入する。
【００２１】
図１に示した位置から駆動軸１４を１８０°回転させると、ピストン６の送出行程は完了する。次に、ピストン６は、吸出行程用に、反対方向に下方に移動するが、つまり、矢印Ｂの示す方向に移動する（図３参照）。この吸出行程の間、出口用の弁２１は閉鎖されたままになる。矢印Ｂに示す方向でピストン６を下方に移動させる際、ワーキングチャンバ８内で負圧が形成されるが、この結果、入口用の弁１９が開放されて、ワーキングチャンバ８内に液体が流入されるようになる。リリーフチャンバ２２と、制御ピストン２８の下方の通路２３の領域内で優勢な圧力は、圧縮ばね２６と合わせて、矢印Ｅの示す方向に制御ピストン２５を上方に変位させるように作用する（図３参照）。図３では、駆動軸１４を全部で２７０°回転させた後の状況が示されている。ピストン６は、吸出行程中にこの中央の位置に達している。ストロークリング１２はこの左手側の位置にあるが、これは、図４では実線で示されている。図４では、ストロークリング１２は、滑り座面１１の方向で、全ての行程Ｃを達成することが示されているが、これは２ｅ、つまり、偏心量ｅの倍に等しい。図３及び４に示した、ストロークリング１２のこの左手側の位置では、ストロークリング１２内の接続用ダクト３４は、リリーフチャンバ２２と潤滑用の溝部３１と接続されている。このことは、供給用ダクト３３、ラジアル方向のボア３２、潤滑用の溝部３１及び接続用のダクト３４を介して、加圧されたオイルがリリーフチャンバ２２内に流入できることを意味する。このように、滑り座面１１に沿うとともに、制御ピストン２５の外面に沿う漏れの結果として、送出行程の際に失われた潤滑剤が戻される。
【００２２】
駆動軸１４を全部で３６０°にわたって回転させた後、ピストン６は吸出行程の終端部に置かれて、再度、図１に示した下方の端部位置になる。そして、上述した操作サイクルがはじめから開始されることになる。
【００２３】
ピストン６はスライド状に当接しながらシリンダーボア７内で案内されるが、一方で液体、つまり燃料が、ピストン６とシリンダーボア７の壁部の間の隙間を通り抜けることができ、他方で潤滑剤、つまり潤滑油が、ポンプケーシング４の内部から流れ出ることができる。この漏れは、液体と潤滑剤の混合、つまり、燃料と潤滑油の混合として、環状の溝部２８内に集められる。
【００２４】
さらに、液体（燃料）は、通路２３の上方区間と、制御ピストン２５と長手方向のボア２４の壁部の間の非常に小さな隙間を通って、ワーキングチャンバ８から流れ出ることが可能である。この漏れは、同様に、ピストン６内の横方向のボア２９を通って、環状の溝部２８内に流入する。さらに、リリーフチャンバ２２から潤滑剤（潤滑油）が、制御ピストン２５と長手方向のボア２４の壁部の間の狭い隙間を通り抜けることができる。この漏れの潤滑剤は、同様に、横方向のボア２９を通って、環状の溝部２８内に流入する。
【００２５】
環状の溝部２８内の流体の混合（燃料と潤滑剤（潤滑油））は、排出用の管３０を介して導き出されて、例えば、液体用リザーバー、つまり燃料タンク内に導き戻される。
【００２６】
以下の説明では、図１及び２に示した実施形態の変更例について説明するが、この際、滑り面１０の領域内の、ピストン６のベース部９内で、環状の溝部３６が、リリーフチャンバ２２と同軸状に配置されて、滑り座面１１に向って開口するように、さらに形成される。この環状の溝部３６は、ストロークリング１２内に形成されて、滑り面１０に向って開口する、長手方向の溝部３７と接続される。この長手方向の溝部３７は、駆動軸１４の回転軸１４ａの方向で図３に示した区間の平面（これは、回転軸１４ａに対して直角の角度で、ストロークリング１２の中央で延びる）に対してオフセットされて、両方の端部でポンプケーシング４の内部５内に開口する（図４参照）。この環状の溝部３６内に流入する漏れ（潤滑油）は、長手方向の溝部３７を通って、内部５に導き戻される。
【００２７】
環状の溝部３６を備える結果、リリーフチャンバ２２から外側に向うラジアル方向の、滑り面１０と滑り軸受３７上での圧力分布は変化するが、これは、漏れの量に効果的な影響を及ぼす。
【００２８】
図５に示した高圧ポンプ１’に関する第二の実施形態と、図１−４に示した第一の実施形態との相違は、ピストン６内に設けられる圧力伝達部の構成の相違にある。図５では、図２と相当するものに関して、図１−４に示したものと同じ符合が、双方の実施形態において同じ部品に対して使われている。
【００２９】
図５に示した第二の実施形態では、ピストン６は、シリンダーボア７とリング３９内で案内されるようにピストン部３８を含むが、ピストン６は、ワーキングチャンバ８から離れるように面する端部でピストン部３８と接続され、例えば、プレスされたり、焼きばめされる。リング３９は、ストロークリング１２上の滑り座面１１上の滑り面１０とともに置かれて、フランジ４０を有するが、この上に圧縮ばね１７が支持される。図１−３を用いて説明したように、この圧縮ばね１７は、リング３９がストロークリング１２と当接されたままになることを保つようにする。また、リング３９上には、滑り面１０が形成される。また、フランジ４０は、図２に示した軌道輪１６と類似するように、別体の部品として形成されていてもよい。
【００３０】
この実施形態では、リング３９とピストン部３８の間にダイヤフラム４１を設けるが、これは弾性的に撓むことができ、リング３９とピストン部３８の間の縁部領域に沿って密着して固定されるようにクランプされている。このダイヤフラム４１は、圧力伝達部として機能して、リングの内壁３９ａによって範囲を定められるリリーフチャンバ２２にまたがり、このリリーフチャンバ２２をピストン部３８内に形成されるチャンバ４２から区別させる。このチャンバ４２内には、長手方向のボア４３が開口するが、これは、ピストン部３８の長手方向軸に沿って延び、これを介してチャンバ４２がワーキングチャンバ８と接続されるようにする。これら長手方向のボア４３とチャンバ４２は、通路２３を形成する。このチャンバ４２は、送出される液体、つまり燃料によって満たされる。
【００３１】
チャンバ４２内の圧力は、ワーキングチャンバ８内の圧力と同じ方向で変化する。そして、チャンバ４２内の圧力が増大するとともに、ダイヤフラム４１は、圧力の作用する方向で下方、つまり、滑り座面１１に向って撓む。このことは、図１−４を参照して上述したように、潤滑剤を含むリリーフチャンバ２２内の圧力を増大させ、そして、油圧的に圧力のリリーフを導く。尚、ダイヤフラム４１の双方の側の圧力はほぼ同じなため、ダイヤフラム４１を圧迫させることは小さい。このため、ダイヤフラム４１は、薄い壁状であって、弾性があるようにできる。
【００３２】
図５に示した変更例では、環状の溝部２８は、排出用の管３０とともに、図１−３に例示した第一の実施形態で生じるような漏れを集めて、導くが、このことは図示されておらず、必要に応じて同様に備えることができるものとする。
【００３３】
さらなる変更例では、図示していないが、ダイヤフラム４１は、ワーキングチャンバ８から離れるように面するピストン６の端面６ａに対して取付けられる。このダイヤフラム４１は、溶着されて固定されていてもよく、又は、図５と同様に、保持部を螺合させたり、プレスさせたり、又は、焼きばめさせることで固定されていてもよい。そして、通路２３はダイヤフラム４１の下方に設けられるが、これは潤滑剤で満たされて、リリーフチャンバ２２と直接的に連通する。
【００３４】
図５に示した実施形態の作用は、図１−４を用いて説明した操作の態様と対応する。
【００３５】
図１−５を参照して説明したように、本発明に係る高圧ポンプ１、１’の例示した実施形態では、この特徴として、ワーキングチャンバ８とリリーフチャンバ２２を接続する通路２３内に、圧力伝達部、つまり制御ピストン２５又はダイヤフラム４１を設けた結果、ワーキングチャンバ８内とリリーフチャンバ２２内にある媒体を互いに区別させている。このため、送出される媒体（燃料）にかかわらず、ストロークリング１２とクランク駆動部１３の領域内に適切な潤滑剤を用いることができる。さらに、製造上の費用を大幅に増大させることなく、ピストン６の滑り面１０とストロークリング１２上の滑り座面１１によって形成される滑り軸受の所望の圧力リリーフを達成できる。
【００３６】
言うまでもなく、例示した実施形態に対して様々な変更を施すことは可能である。これら変更例のうちの幾つかについて、以下で説明する。
【００３７】
本発明に関するさらなる実施形態では、ピストン６に横方向のボア２９を設けない。そして、制御ピストン２５の双方の側での、本発明に従ったスライド状の当接と圧力の関係とによって、ワーキングチャンバ８と面する側部からリリーフチャンバ２２内に向う漏れを非常に低く保つことができるようにする。
【００３８】
所定の状況下では、有効な圧力の状況の結果として目立った漏れが生じない場合には、ピストン６の外側に沿った漏れを集めて、排出するための手段を省くことができ、つまり、ハウジングブロック３内の環状の溝部２８と排出用の管３０を省くことができる。
【００３９】
さらなる変更例では、図示していないが、制御ピストン２５は、図１−３に示したものよりも大きな直径を有する。また、スライド状に当接させながら、制御ピストン２５を案内させる長手方向のボア２４は、頂部で、ワーキングチャンバ８の方向に開口することができる。この場合、狭い断面を有する、通路２３の部分は、再度、制御ピストン２５の下方に置かれて、リリーフチャンバ２２と直接的に連通する。この制御ピストン２５は、上方からピストン６内に装着される。また、図２に示したばねリング２７と類似したばねリングは、端面６ａの上方で制御ピストンが抜け出ることを防止する。また、長手方向のボア２４は、ピストン６内で連続していてもよい。この場合、通路２３の残りの部分は、長手方向のボア２４と同じ直径を有する。但し、通路２３の残りの部分が、長手方向のボア２４の直径よりもわずかに大きな直径を有することは可能である。
【００４０】
さらに、リリーフチャンバ２２から、ハウジングの内部５に向う潤滑剤の損失を低く抑える必要がある。この目的のための手段の一例は、図３及び４の実施形態（環状の溝部３６と長手方向の溝部３７）に例示されている。ベース部９の平らな滑り面１０とストロークリング１２の滑り面１１が、例えば、二つの滑り面１０と１１の強制された非対称の位置の結果として、互いに正確に置かれない場合、潤滑剤の損失が害のあるように影響を受けることがある。このような状態を防ぐための構造上の手段として、所定の弾性を備えるようにベース部９を形成して、この結果、ベース部９のわずかな弾性的な変形によって、滑り面１０が滑り面１１に適用できるようにする。また、図４に示したように、上記特許文献１と、これに対応する特許文献２と類似するように、ベース部９とピストン６を二つの部分に分けることは適用可能である。さらに、ストロークリング１２の内面１２ａは、偏心部１５の関連する表面と合わせて、回転軸１４ａの方向でわずかに凸状でもよく、又は、長手及び横方向にわずかに球面状でもよい。この場合、装着用の理由のため、二つの部品からストロークリング１２を構成することが望ましい。
【００４１】
また、図１に示したように二つのピストンポンプユニット２、２’の替わりに、単一のピストンポンプユニット２だけを備えることは可能である。反対に、二つ以上のピストンポンプユニットを、ストロークリング１２の対応する滑り面１１とともに、ラジアル方向に取付けることは可能であって、例えば、３つのピストンポンプユニットを１２０°でオフセットさせて、又は４つのピストンポンプユニットを９０°でオフセットさせて、又は６つのピストンポンプユニットを６０°でオフセットさせて、共通のストロークリング１２とともに備えることは可能である。
【００４２】
さらに、二つ又は複数の個別のピストンポンプユニット、又は二つ又は複数の対の相互で反対のピストンポンプユニット２、２’を、駆動軸１４の回転軸１４ａの方向で、順次位相が異なるように、操作されるように備えることは可能である。
【００４３】
上述した高圧ポンプ１、１’は、特にディーゼルエンジンのような、内燃機関の燃料噴射システムに用いられるように備えられているが、これらポンプを他の分野に適用させることは可能である。
【００４４】
また、圧縮ばね２６とこれを支持するばねリング２７を省くことは可能である。この場合、制御ピストン２５は、二つの端部上で作用する圧縮力によってのみ移動する。
【００４５】
最後に、二つの異なる直径を有するように制御ピストン２５を形成することは可能である。そして、ワーキングチャンバ８に面する端面がリリーフチャンバに面するものよりも大きい場合には、圧力の段階的な増大が生じるが、反対の場合には、圧力の段階的な減少が生じるようにする。このような改良の場合、各々適当な直径を有する二つの異なる部品から制御ピストン２５を形成してもよい。そして、対応する大きな直径を有するボアと、対応する小さな直径を有するものが正確に配置されない場合には、このやり方で、ずれと摩擦の問題を防ぐことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】長手方向の区間に二つのピストンポンプユニットを有する、高圧ポンプの第一の実施形態を示す図である。
【図２】図１に対応するが、異なる操作位置にある、ポンプピストンとともに二つのピストンポンプユニットの一つを拡大して示す図である。
【図３】図１に対応するが、異なる操作位置にある、ポンプピストンとともに二つのピストンポンプユニットの一つを拡大して示す図である。
【図４】図３の線Ａ−Ａに沿って示す断面図である。
【図５】図２に対応する、高圧ポンプの第二の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
２、２’            ピストンポンプユニット
６                  ピストン
７                  シリンダーボア
８                  ワーキングチャンバ
１０                滑り面
１１                滑り座面
１２                ストロークリング
１３                クランク駆動部
２２                リリーフチャンバ
２３                通路
２５                圧力伝達部（制御ピストン）
４１                圧力伝達部（ダイヤフラム）
【図１】
2006514195.tif 000003
【図２】
2006514195.tif 000004
【図３】
2006514195.tif 000005
【図４】
2006514195.tif 000006
【図５】
2006514195.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成17年8月26日(2005.8.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に内燃機関の燃料噴射システムに用いられる、高圧ポンプであって、ピストンポンプユニット（２、２’）を少なくとも一つを有し、該ピストンポンプユニット（２、２’）にシリンダーボア（７）内で案内されて、ワーキングチャンバ（８）の範囲を定めるようにピストン（６）を備え、また、前記ピストン（６）を駆動させるクランク駆動部（１３）を有し、前記クランク駆動部（１３）と前記ピストン（６）の間に設けられるようにストロークリング（１２）を有して、該ストロークリング（１２）は、前記クランク駆動部（１３）に関して回転可能なように駆動させるが、回転しないようにし、かつ、平らな滑り座面（１１）を備えて、この上に滑り面（１０）を備える前記ピストン（６）を支持させるようにし、また、前記高圧ポンプは、前記滑り面（１０）の領域内に配置されるようにリリーフチャンバ（２２）を有して、前記滑り座面（１１）に向って開口させて、前記ピストン（６）内に形成された通路（２３）を通って前記ワーキングチャンバ（８）と圧力接続されるようにし、さらに、この特徴として、前記ピストン（６）内の前記通路（２３）内に圧力伝達部（２５、４１）を備えて、この一方の側では、送出される媒体によって加圧可能にするとともに、この反対の側では、前記リリーフチャンバ（２２）内の圧力媒体によって加圧可能にし、さらに、圧力の作用下では圧力の及ぼされる方向に変位可能にして、前記リリーフチャンバ（２２）を前記ワーキングチャンバ（８）から流体的に区別させたことを特徴とする高圧ポンプ。
【請求項２】
前記クランク駆動部（１３）は偏心部（１５）を有し、これは、回転可能なように駆動される駆動軸（１４）上に、偏心量（ｅ）を備えるように設けられ、この上に、前記ストロークリング（１２）を一緒に回転しないように取付けたことを特徴とする請求項１に記載の高圧ポンプ。
【請求項３】
前記圧力伝達部は制御ピストン（２５）であって、前記通路（２３）に属する長手方向のボア（２４）内に変位可能にされるとともに、スライド状に当接して案内されることを特徴とする請求項１又は２に記載の高圧ポンプ。
【請求項４】
前記リリーフチャンバ（２２）と面する側の端部で、前記制御ピストン（６）は圧縮ばね（２６）上で支持されて、前記圧縮ばね（２６）は反対側の端部で接合部上に置かれることを特徴とする請求項３に記載の高圧ポンプ。
【請求項５】
前記接合部は、前記制御ピストン内に保持される支持部によって形成され、特にばねリング（２７）を用いて形成されることを特徴とする請求項４に記載の高圧ポンプ。
【請求項６】
前記圧力伝達部はダイヤフラム（４１）であって、これは弾性的に撓むことができ、前記通路（２３）を覆って、この縁部の領域でシールされるように取付けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の高圧ポンプ。
【請求項７】
前記ピストン（６）は、長手方向のボア（７）内で案内されるようにピストン部（３８）を有し、かつリング（３９）を有するが、これは、前記ワーキングチャンバ（８）から離れる側の端部で前記ピストン部（３８）と接続されることを特徴とする請求項６に記載の高圧ポンプ。
【請求項８】
前記ダイヤフラム（４１）は、前記ピストン部（３８）と前記リング（３９）の間の縁部領域内に固定されて支持されることを特徴とする請求項７に記載の高圧ポンプ。
【請求項９】
前記ピストン（６）内には、前記リリーフチャンバ（２２）を囲むとともにこれと同軸上となるように環状の溝部（３６）が形成されて、前記滑り座面（１１）に向って開口するとともに、前記クランク駆動部（１３）と前記ストロークリング（１２）の割り当てられるチャンバ（５）と接続されることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の高圧ポンプ。
【請求項１０】
前記滑り座面（１１）の領域内で、前記ストロークリング（１２）内に、長手方向の溝部（３７）を形成して、前記滑り面（１０）に向って開口させるとともに、前記チャンバ（５）内に開口させて、また、前記駆動軸（１４）の回転軸（１４ａ）の方向で、前記リリーフチャンバ（２２）に関してオフセットさせて、前記環状の溝部（３６）と連通させたことを特徴とする請求項９に記載の高圧ポンプ。
【請求項１１】
前記リリーフチャンバ（２２）内の圧力媒体は潤滑剤であって、好ましくは潤滑油であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の高圧ポンプ。
【請求項１２】
前記ストロークリング（１２）内に接続用ダクト（３４、３５）を形成し、前記ストロークリング（１２）が前記ピストン（６）に関して特定の位置にあるときに限り、前記リリーフチャンバ（２２）と接続されるような位置で、前記滑り座面（１１）内に開口させ、さらに、潤滑剤の供給部（３１、３２、３３）と周期的に接続可能にしたことを特徴とする請求項１１に記載の高圧ポンプ。
【請求項１３】
反対側の端部で、前記接続用ダクト（３４、３５）は、前記クランク駆動部（１３）の前記偏心部（１５）と接触する前記ストロークリング（１２）の内面（１２ａ）に開口して、前記偏心部（１５）の周囲に潤滑用の溝部（３１）を備えるが、これは、この周囲の部分を越えるように延びて、外部に向って開口して、前記偏心部（１５）内と前記駆動軸（１４）内を通る接続ライン（３２、３３）を介して潤滑源と接続され、前記潤滑用の溝部（１５）は、前記接続用ダクト（３４、３５）が前記リリーフチャンバ（２２）と接続される時、前記ストロークリング（１２）内の前記接続用ダクト（３４、３５）と接続されるように配置されることを特徴とする請求項１２に記載の高圧ポンプ。
【請求項１４】
前記シリンダーボア（７）の壁部には、前記ピストン（６）に向って開口するように、環状の集合用の溝部（２８）が形成されて、前記シリンダーボア（７）の壁部と前記ピストン（６）の間の隙間を流れ抜ける漏れを集めるように用いられ、さらに、これに対して排出用の管（３０）が接続されることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の高圧ポンプ。
【請求項１５】
前記ピストン（６）内には横方向のボア（２９）が設けられて、前記ピストン（６）内の前記長手方向のボア（２４）から前記ピストン（６）の外壁まで導くようにし、前記環状の集合用の溝部（２８）内に開口して、前記長手方向のボア（２４）の壁部と前記制御ピストン（２５）の間の隙間を流れ抜ける漏れを導くように用いられることを特徴とする請求項１４に記載の高圧ポンプ。
【請求項１６】
前記高圧ポンプ（１、１’）は燃料、特に、ディーゼル用の燃料を送出すように構成されたことを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の高圧ポンプ。
【請求項１７】
前記ピストン（６）は、前記ワーキングチャンバ（８）と反対側にベース部（９）を備え、この中に前記リリーフチャンバ（２２）を形成することを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の高圧ポンプ。
【請求項１８】
前記リリーフチャンバ（２２）の直径は、前記ピストン内の前記通路（２３）の直径よりも大きいことを特徴とする請求項１７に記載の高圧ピストン。
【請求項１９】
前記リリーフチャンバ（２２）の直径は、前記通路（２３）の一部である長手方向のボア（２４）の直径よりも大きいことを特徴とする請求項１８に記載の高圧ピストン。
【請求項２０】
前記ピストン（６）内の前記通路（２３）の直径は、前記通路（２３）の全長にわたって同じであることを特徴とする請求項１〜１９のいずれかに記載の高圧ポンプ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2006514195.tif 000008
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2006514195.tif 000009
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2006514195.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成17年10月26日(2005.10.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１３】
反対側の端部で、前記接続用ダクト（３４、３５）は、前記クランク駆動部（１３）の前記偏心部（１５）と接触する前記ストロークリング（１２）の内面（１２ａ）に開口して、前記偏心部（１５）の周囲に潤滑用の溝部（３１）を備えるが、これは、この周囲の部分を越えるように延びて、外部に向って開口して、前記偏心部（１５）内と前記駆動軸（１４）内を通る接続ライン（３２、３３）を介して潤滑源と接続され、前記潤滑用の溝部（３１）は、前記接続用ダクト（３４、３５）が前記リリーフチャンバ（２２）と接続される時、前記ストロークリング（１２）内の前記接続用ダクト（３４、３５）と接続されるように配置されることを特徴とする請求項１２に記載の高圧ポンプ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2006514195.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成18年1月12日(2006.1.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2006514195.tif 000012
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2006514195.tif 000013
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2006514195.tif 000014
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2006514195.tif 000015
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2006514195.tif 000016
【国際調査報告】
2006514195.tif 000017
2006514195.tif 000018
2006514195.tif 000019
2006514195.tif 000020
2006514195.tif 000021
2006514195.tif 000022