(57)【要約】【課題】カムとリフタとの間に生じる面圧の低減とカムの設計自由度の向上との双方を容易に実現することができる運動変換機構を提供する。【解決手段】運動変換機構は、カム２０と共に回転する副カム２２と、ハウジング５１に揺動可能に固定支持された揺動部材４３と、揺動部材４３の一端側に設けられ、副カム２２のカム面２２ａに当接する当接面を有するカム当接部４４と、揺動部材４３の他端側に設けられ、リフタ３０の突出部３４に当接するリフタ当接部４５とを有するカム従動機構４０を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内に往復摺動可能に収容された往復運動部材と、回転運動するカムと、前記往復運動部材と連動し、前記カムの外周面に当接して往復運動するリフタとを備え、前記カムの回転運動を前記リフタを介して前記往復運動部材の往復摺動に変換する運動変換機構であって、
前記カムと共に回転し、外周面にカム面を有する副カムと、揺動可能に固定支持された揺動部材と、前記揺動部材の一端側に設けられ、前記副カムのカム面に当接する当接面を有するカム当接部と、前記揺動部材の他端側に設けられ、前記リフタに当接するリフタ当接部とを有するカム従動機構を備えることを特徴とする運動変換機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カムを用いた運動変換機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高圧燃料を供給する燃料供給装置として、ハウジングに形成されたプランジャ摺動穴内に往復摺動可能に収容されたプランジャと、回転運動するカムと、プランジャと連動し、カムの外周面と当接して往復運動するリフタとを備え、カムの回転運動をリフタを介してプランジャの往復運動に変換する運動変換機構を備えたものが知られている。このものでは、プランジャを上死点から押し戻すために、プランジャの外周を取り囲む穴内に収容されたスプリングがプランジャを常時カム側に付勢している（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１３０１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の燃料供給装置によれば、スプリングがプランジャを常時カム側に付勢しており、リフタとカムとの間に高い面圧が生じる。そのため、動力損失が大きく不経済である。また、この面圧によってリフタとカムが当接する部分に摩耗が生じ、所望の圧力で燃料を供給できなくなるおそれもある。
【０００５】
そこで、リフタに揺動可能に支持された揺動部材と、揺動部材の一端側に設けられ、カムの外周面に当接する当接面を有するカム当接部と、揺動部材の他端側に設けられ、リフタに当接するリフタ当接部とを有するカム従動機構を設けることが考えられる。
【０００６】
このものでは、カムの形状、カム従動機構の各部の取付け位置、形状などを適宜定めることにより、上記特許文献１に記載されたようにスプリングを用いる場合と比較して、カムとリフタとの間に生じる圧力を低減することができる。
【０００７】
しかし、このものでは、カム従動機構のカム当接部とリフタが１つのカムに当接するので、リフタとカム従動機構とが共に所望の動作をするように当該カムの形状は自動的に決定され、カムの設計自由度が低い。
【０００８】
本発明の目的は、かかる従来技術の課題に鑑み、カムとリフタとの間に生じる面圧の低減とカムの設計自由度の向上との双方を容易に実現することができる運動変換機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の運動変換機構は、ハウジング内に往復摺動可能に収容された往復運動部材と、回転運動するカムと、前記往復運動部材と連動し、前記カムの外周面に当接して往復運動するリフタとを備え、前記カムの回転運動を前記リフタを介して前記往復運動部材の往復摺動に変換する運動変換機構であって、前記カムと共に回転し、外周面にカム面を有する副カムと、揺動可能に固定支持された揺動部材と、前記揺動部材の一端側に設けられ、前記副カムのカム面に当接する当接面を有するカム当接部と、前記揺動部材の他端側に設けられ、前記リフタに当接するリフタ当接部とを有するカム従動機構を備えることを特徴とする。
【００１０】
なお、揺動部材は固定された支点で揺動可能であればよく、支点はハウジング、シリンダヘッドなどに設ければよい。
【００１１】
本発明の運動変換機構によれば、カム当接部とカムとが当接することにより、揺動部材がリフタをカムの方に押し付ける。これにより、上記特許文献１に記載されたようにスプリングを用いる場合と比較して、カムとリフタとの間に生じる圧力負荷を低減することができる。これにより、動力損失が小さく経済的であると共に、当接する部分に生じる摩耗が低減し、長期間に亘ってプランジャに所望の動作をさせることができる。
【００１２】
また、カム従動機構のカム当接部が当接する副カムを、リフタが当接するカムとは別個に設けているので、カムと副カムとの形状をそれぞれ独立して設定することができる。よって、カムとリフタとの間に生じる面圧の低減とリフタの所望の動作との双方を容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る運動変換機構を備えた燃料供給装置の部分断面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の運動変換機構の実施形態を図面を用いて説明する。ここでは、実施形態として燃料供給装置（高圧燃料ポンプ）に用いられる場合を明する。ただし、本発明の運動変換機構は、燃料供給装置に用いられる場合に限定されず、排気バルブなど他の部品に用いてもよい。
【００１５】
図１に示すように、燃料供給装置は、プランジャ１０、回転運動するカム２０と、プランジャ１０と連動し、カム２０の外周面であるカム面２０ａに当接して往復運動するリフタ（タペット）３０とを有し、カム２０の回転運動をリフタ３０を介してプランジャ１０の往復運動に変換する運動変換機構を備えている。
【００１６】
プランジャ１０は、燃料供給装置のハウジング５１内に断面略円形で縦穴状に形成されたプランジャ摺動穴（図示せず）内に往復摺動可能に収容された部材であり、本発明の往復運動部材に相当する。
【００１７】
燃料供給装置は、さらに、加圧室（図示せず）、燃料流入パイプ（図示せず）、電磁弁装置５２及び燃料吐出装置５３を備えている。
【００１８】
燃料流入パイプは、図示しない燃料タンクから送出された燃料が流入される。
【００１９】
電磁弁装置５２は、ハウジング５１に保持され、その内部には電磁弁（図示せず）を有し、その電磁弁の開閉動作により燃料流入パイプからの燃料の加圧室への供給量を制御している。
【００２０】
加圧室は、プランジャ摺動穴と連続するように形成され、その内部をプランジャ１０の先端部が往復摺動する。
【００２１】
燃料吐出装置５３は、その内部に図示しないチェック弁を備えている。そのため、燃料吐出装置５３の上流側の加圧室内に流入した燃料は、適切なタイミングで電磁弁が閉じることにより、加圧室内に閉じ込められ、さらにプランジャ１０が加圧室内へ侵入することによって、圧縮され高圧化され、規定の圧力を超えるとチェック弁が開き、加圧室の高圧化した燃料を図示しない内燃機関に向けて吐出される。
【００２２】
カム２０は、図示しない内燃機関等の駆動源によって回転されるカムシャフト２１に固定されており、カムシャフト２１の回転に伴い回転する。カム２０は、ここでは、４つのカム山（角部）が丸まった略正方形の板状である。カムシャフト２１が１回転すると、プランジャ１０は４回往復運動する。カム山の個数は、内燃機関等の駆動源に応じて決定され、４つに限定されない。
【００２３】
さらに、カムシャフト２１には、カム２０に隣接して副カム２２が固定されている。副カム２２は、カム２０と同様に、４つのカム山（角部）が丸まった略正方形の板状である。カム２０と副カム２２とはその回転方向に例えば４５度ずらした位置関係を変えることなく、カムシャフト２１の回転に伴い回転する。なお、カム２０と副カム２２との位置関係は適宜設定することができる。
【００２４】
リフタ３０は、プランジャ１０の下端部に固定されたリフタ本体３１と、リフタ本体３１の下部に設けられた支持軸３２と、支持軸３２に回転自在に支持され、外周面がカム面２０ａと当接する主ローラ３３とを備えている。リフタ本体３１は、その外周面において、ハウジング５１の下部に形成された断面円形状の空洞５４内を摺動可能に構成されている。
【００２５】
さらに、リフタ３０は、支持軸３２より上方にて、側方に突出する突出部３４を備えている。突出部３４は、ここでは、支持軸３２を避けるように下部が切り欠かれた略半円柱状であるが、その形状は特に限定されない。
【００２６】
運動変換機構は、さらに、ハウジング５１に対して揺動可能に設けられたカム従動機構４０を備えている。具体的には、ハウジング５１の下側後部から下方に突出するように固定された部材４１に揺動軸４２が設けられており、この揺動軸４２にカム従動機構４０を構成する揺動部材４３が揺動自在に支持されている。
【００２７】
そして、揺動部材４３は、その一端側である後端部側にカム当接部４４を、その他端側である前端部側にリフタ当接部４５を備えている。
【００２８】
カム当接部４４は、副カム２２の外周面であるカム面２２ａに当接する当接面を有している。カム当接部４４は、ここでは、揺動部材４３の一端部に回転自在に支持され、カム面２２ａに外周面が当接する副ローラ４４である。副ローラ４４は、揺動部材４３の後端部に設けられた軸４６に回転自在に支持されている。
【００２９】
このように、カム当接部４４は、副ローラからなるので副カム２２に常時良好に当接する。
【００３０】
リフタ当接部４５は、リフタ３０、ここでは、リフタ３０の突出部３４と当接する。リフタ当接部４５は、突出部３４と係合するように、主ローラ３３の軸方向において、リフタ本体３１の外側に設けられている。リフタ当接部４５は、突出部３４の半円柱状の上面上を引っ掛かることなく摺動しながら係合可能なように滑らかな下面を有している。ここでは、リフタ当接部４５は、揺動部材４３の一部として形成されている。
【００３１】
なお、リフタ当接部４５と係合する突出部３４がリフタ３０に設けられているので、リフタ当接部４５を常時適切にリフタ３０に当接させるように構成することが容易になる。これにより、リフタ当接部４５によってリフタ３０をカム２０の方に押し付ける圧力が常時安定的にかかる。
【００３２】
以下、上述した燃料供給装置の作動について説明する。
【００３３】
図１では、リフタ３０の主ローラ３３は、カム２０の水平になった面と当接しており、カム従動機構４０の副ローラ４４は、副カム２２のカム山に当接している。このとき、カム２０の軸中心と主ローラ３３との距離は最小となっており、カム２０の軸中心と副ローラ４４との距離は最大となっているので、プランジャ１０が下死点に位置する。そして、副カム２２と副ローラ４４との当接点の高さは、主ローラ３３とカム２０との当接点より下に位置する。
【００３４】
その後、カム２０が回転して、主ローラ３３とカム２０との当接点は徐々に上昇するために、プランジャ１０も下死点から徐々に上昇する。一方、カム従動機構４０の副ローラ４４は、副カム２２のカム山から順次平らな面へと当接して、その当接点も徐々に下降する。このとき、副ローラ４４と副カム２２との当接点と主ローラ３３とカム２０との当接点との高さの差は、徐々に広がる。
【００３５】
その後、さらにカム２０が回転して、リフタ３０の主ローラ３３は、カム２０のカム山に当接し、カム２０の軸中心と主ローラ３３との距離は最大となり、プランジャ１０が上死点に到達する。一方、カム従動機構４０の副ローラ４４は、カム２０の平らな面に当接しており、カム２０の軸中心と副ローラ４４との距離は最小となる。
【００３６】
さらに、その後、さらにカム２０が回転したとき、副ローラ４４と副カム２２との当接点は徐々に副カム２２の軸中心から遠ざかり、副ローラ４４と副カム２２の軸中心との距離は次第に大きくなり、主ローラ３３とカム２０の軸中心との距離は次第に小さくなる。これにより、揺動部材４３は揺動軸４２回りに反時計回りに回転しようとする。そのため、リフタ当接部４５がリフタ３０の突出部３４に当接して、これを押し下げる圧力によって、リフタ３０は押し下げられる。リフタ３０が押し下げられることによって、リフタ３０と連動するプランジャ１０も押し下げられる。
【００３７】
さらに、カム２０が回転することにより、副ローラ４４は副カム２２のカム山に当接し、副ローラ４４と副カム２２の軸中心との距離は最大となる一方、主ローラ３３とカム２０の軸中心との距離は最小となる。これにより、プランジャ１０は下死点に到達する。このとき、副カム２２に当接する副ローラ４４の高さが上がり、シーソ効果によって、プランジャ１０を確実に押し下げることができる。そして、リフタ当接部４５がリフタ３０の突出部３４を押し下げる圧力は、プランジャ１０が下死点に押し下げられるまで持続する。
【００３８】
以上説明したように、本発明の実施形態に係る燃料供給装置によれば、リフタ３０をカム２０方向に付勢するスプリングが不要である。これにより、プランジャ１０が押し上げられる過程で、リフタ３０側からカム２０の方に向う圧力を非常に小さくすることができ、カム２０とリフタ３０との間に生じる圧力負荷を低減することができる。
【００３９】
よって、上記特許文献１に記載されたようにスプリングを用いた場合と比較して、動力損失が小さく経済的である。また、この面圧によってカム２０とリフタ３０が当接する部分に生じる摩耗の低減を図ることができ、長期間に亘って所望圧力で燃料を供給することが可能になる。
【００４０】
なお、プランジャ１０の往復運動における各時点でのリフタ当接部４５がリフタ３０の突出部３４を押し下げる圧力は、カム２０の形状、カム従動機構４０の各部の取付け位置、形状などに応じて定まる。よって、これらを適宜定めて、リフタ当接部４５がリフタ３０の突出部３４を押し下げる圧力の大きさ、遷移などの最適化を図ればよい。
【００４１】
さらに、カム従動機構４０のカム当接部４４が当接する副カム２２を、リフタ３０が当接するカム２０とは別個に設けている。そのため、カム２０と副カム２２との形状をそれぞれ独立に適宜設定することにより、カム２０とリフタ３０との間に生じる圧力の低減とカム２０の設計自由度の向上との双方を容易に実現することができる
以上、実施形態について説明したが、本発明は実施形態に限定されない。
【符号の説明】
【００４２】
１０…プランジャ、  ２０…カム、  ２０ａ…カム面、  ２１…カムシャフト、  ２２…副カム、  ２２ａ…カム面、  ３０…リフタ、  ３１…リフタ本体、  ３２…支持軸、  ３３…主ローラ、  ３４…突出部、  ３５…揺動軸、  ４０…カム従動機構、  ４１…部材、  ４２…揺動軸、  ４３…揺動部材、  ４４…カム当接部、副ローラ、  ４５…リフタ当接部、  ４６…軸、  ５１…ハウジング、  ５２…電磁弁装置、  ５３…燃料供給装置、  ５４…空洞。
【図１】
2016173134.tif 000003