(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸と、
前記駆動軸とともに回転するカムと、
前記カムの外周に配設され、前記カムの回転にともない前記駆動軸に対して垂直方向に往復移動することにより燃料加圧室に吸入した燃料を加圧し、燃料圧送通路に送出する可動部材と、
前記燃料圧送通路を有し、前記駆動軸に対して垂直方向に往復移動可能に前記可動部材を支持するエレメントと、
前記エレメントが嵌合可能な嵌合穴を有し、前記嵌合穴の内壁で前記エレメントを保持するハウジング本体と、
前記ハウジング本体に対して前記駆動軸の軸方向の端部に接触して固定され、前記駆動軸を回転可能に支持する支持部材と、
前記ハウジング本体と前記支持部材との前記駆動軸の軸方向に対して垂直方向の合わせ面に設けられ、所定クリアランスを有する接触逃がし手段と、
を備えることを特徴とする燃料噴射ポンプ。
【請求項２】
前記接触逃がし手段は、前記ハウジング本体および前記支持部材の一方側または両方側の前記合わせ面に設けられる凹み部を有することを特徴とする請求項１記載の燃料噴射ポンプ。
【請求項３】
前記接触逃がし手段は、前記凹み部に設けられ、前記ハウジング本体または前記支持部材側の前記合わせ面に接触可能な突起部を有することを特徴とする請求項２記載の燃料噴射ポンプ。
【請求項４】
前記接触逃がし手段は、前記合わせ面に設けられ、前記ハウジング本体および前記支持部材に密着可能なプレート部材を有することを特徴とする請求項１記載の燃料噴射ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関（以下、「内燃機関」をエンジンという。）用の燃料噴射ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジン用の燃料噴射ポンプとして、カムの外周に放射状に複数のプランジャを配設し、各プランジャ毎に形成されている燃料加圧室に吸入した燃料を加圧する所謂星形ポンプが知られている。星形ポンプでは、燃料加圧室で加圧された高圧燃料を送出する燃料圧送通路をポンプハウジング内で直接一つに合流し、一つに合流した燃料圧送通路からコモンレールに燃料を供給することが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、蓄圧式の燃料噴射ポンプでは、プランジャを往復移動自在に支持するエレメントの嵌合穴等をポンプハウジングに形成するレイアウト上の制約により、駆動軸を回転可能に支持する支持部材をポンプハウジングに固定するためのボルト等を配置することができない領域があった。そのため、上記ボルトを配置することができない領域において、ボルトの締め付け力が及ばず、支持部材とポンプハウジングとの合わせ面の面圧が低下する。また、ポンプハウジングは燃料加圧室を形成するエレメントを保持しているため、プランジャが上昇して燃料を加圧・圧送すると、ポンプハウジングはエレメントを介して引っ張り力を受ける。そのため、支持部材とポンプハウジングとの間の低面圧部で摩擦力を伴った微少な繰り返しの相対滑りが生じ、所謂フレッティング摩耗が発生するという問題があった。
【０００４】
フレッティング摩耗が発生すると、生成された摩耗粉が容易に排出されず、支持部材とポンプハウジングとの合わせ面の摩耗および摩擦挙動に大きな影響を及ぼし、顕著な局所摩擦および大きな摩擦力を生じる。したがって、フレッティング作用位置において、ボルト軸力が低下し、ボルトの緩みや折損およびプランジャの焼き付きが発生したり、燃料漏れが発生したりする恐れがあるという問題があった。
【０００５】
上記問題は、ポンプハウジングおよび支持部材の体格を大型にして上記ボルトを配置することができない領域をなくし、ボルトによる締め付け力の均一化を図って支持部材とポンプハウジングとの合わせ面の面圧が低下することを抑制することにより解決することは可能である。しかしながら、ポンプハウジングおよび支持部材の体格を大型にすると、燃料噴射ポンプの占有空間が増大して搭載スペースを確保することが困難になるとともに、燃料噴射ポンプの重量が増加し、燃費低減を実現するための要求に応えることが困難になるという問題があった。
【０００６】
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あり、フレッティング摩耗の発生を防止し、信頼性を高める燃料噴射ポンプを提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、低面圧部をなくし、部材間の相対滑りを防止する燃料噴射ポンプを提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、小型軽量化を図るとともに、製造が容易な燃料噴射ポンプを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の燃料噴射ポンプによると、駆動軸とともに回転するカムの外周に配設され、カムの回転にともない駆動軸に対して垂直方向に往復移動することにより燃料加圧室に吸入した燃料を加圧し、燃料圧送通路に送出する可動部材と、ハウジング本体と、このハウジング本体に対して駆動軸の軸方向の端部に接触して固定され、駆動軸を回転可能に支持する支持部材との前記駆動軸の軸方向に対して垂直方向の合わせ面には、所定クリアランスを有する接触逃がし手段が設けられている。このため、エレメントの嵌合穴をハウジング本体に形成することで、支持部材をハウジング本体に固定するためのボルト等を配置することができない領域において、可動部材による燃料の加圧・圧送によってハウジング本体がエレメントを介して引っ張り力を受けても、ハウジング本体と支持部材との合わせ面に所定クリアランスを設けることにより、ボルト等の締め付け力による面圧が所定面圧に達しない低面圧部をなくして、ハウジング本体と支持部材との間に摩擦力を伴った微少な繰り返しの相対滑りが起こることを防止する。したがって、ハウジング本体と支持部材との合わせ面にフレッティング摩耗が発生することを防止し、ボルト等の緩みや折損および可動部材の焼き付きが発生したり、燃料漏れが発生したりすることを防止して信頼性を高めることができる。
【０００８】
さらに、ハウジング本体および支持部材の体格を小型にし、燃料噴射ポンプの占有空間を低減して搭載スペースを確保することが容易になるとともに、ハウジング本体および支持部材の部材を比較的硬度が低く軽量のアルミ等の金属で形成することにより、燃料噴射ポンプの重量を低減し、燃費低減を実現するための要求に応えることが容易になる。
【０００９】
本発明の請求項２記載の燃料噴射ポンプによると、ハウジング本体および支持部材の一方側または両方側の合わせ面に凹み部を設けるという比較的簡単な構成で容易にフレッティング摩耗の発生を防止することができる。したがって、簡便に小型軽量化を図るとともに、製造が容易となり、製造コストを低減することができる。
【００１０】
本発明の請求項３記載の燃料噴射ポンプによると、ハウジング本体または支持部材側の前記合わせ面に接触可能な突起部が凹み部に設けられているので、可動部材による燃料の加圧・圧送時に上記突起部が支点となって駆動軸にがたつきが発生することを防いで、支持部材が変形することを防止する。したがって、可動部材の焼き付きや燃料漏れの発生を確実に防止することができる。なお、この場合、可動部材による燃料の加圧・圧送時に突起部に摩耗が発生することが考えられるが、そのとき生成された摩耗粉は凹み部から外部に容易に排出され、摩耗粉がハウジング本体と支持部材との合わせ面に影響を及ぼすことはなく、フレッティング摩耗の発生を防止することに悪影響は与えない。
【００１１】
本発明の請求項４記載の燃料噴射ポンプによると、ハウジング本体および支持部材に密着可能なプレート部材をハウジング本体と支持部材との合わせ面に設けるという比較的簡単な構成で容易にフレッティング摩耗の発生を防止することができる。したがって、簡便に小型軽量化を図るとともに、製造が容易となり、製造コストを低減することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例を図に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例によるディーゼルエンジン用の燃料噴射ポンプを図１〜図４に示す。
【００１３】
図４に示すように、燃料噴射ポンプ１０のポンプハウジングは、ハウジング本体１１とシリンダヘッド１２および１３とを有する。ハウジング本体１１はアルミ製である。シリンダヘッド１２および１３は鉄製であり、可動部材としてのプランジャ２０を往復移動自在に支持している。シリンダヘッド１２および１３の内周面と、逆止弁２３の端面と、プランジャ２０の端面とにより燃料加圧室３０が形成されている。エレメントとしてのシリンダヘッド１２および１３は、ハウジング本体１１に形成された嵌合穴１１ａに嵌合され、図３に示すように、嵌合穴１１ａの内壁に保持され、ボルト７５のねじ締めによりハウジング本体１１に固定されている。第１実施例ではシリンダヘッド１２および１３はほぼ同一形状に形成されているが、ねじ穴や燃料通路等の形成位置が異なっている。これに対し、ねじ穴や燃料通路等の形成位置を同じにし、シリンダヘッド１２および１３を全く同一形状に形成することも可能である。
【００１４】
駆動軸１４は、ジャーナル１５を介し支持部材としてのベアリングカバー６０に回転可能に支持されている。図３に示すように、ベアリングカバー６０は、シリンダヘッド１２および１３の嵌合穴１１ａ近傍を除く領域において、ボルト７０のねじ締めによりハウジング本体１１に固定されている。ベアリングカバー６０と駆動軸１４との間はオイルシール１６によりシールされている。断面円形状のカム１７は駆動軸１４に対し偏心して一体形成されている。駆動軸１４を挟んで１８０°反対側に各プランジャ２０が配置されている。シュー１８とカム１７との間にシュー１８およびカム１７と摺動自在にブッシュ１９が介在している。プランジャ２０と対向するシュー１８の外周面とプランジャヘッド２０ａの端面とは平面状に形成され互いに接触している。
【００１５】
プランジャ２０は、駆動軸１４の回転にともないシュー１８を介しカム１７により往復駆動され、燃料流入通路３１から逆止弁２３を通り燃料加圧室３０に吸入した燃料を加圧する。逆止弁２３は、弁部材２３ａを有し、燃料加圧室３０から燃料流入通路３１に燃料が逆流することを防止する。
【００１６】
スプリング２１はシュー１８側にプランジャ２０を付勢している。シュー１８およびプランジャ２０のそれぞれの接触面が平面状に形成されているので、シュー１８とプランジャ２０との面圧が低下する。さらに、カム１７の回転にともないシュー１８はカム１７と摺動しながら自転することなく公転する。
【００１７】
図４に示すように、燃料吐出通路３２はシリンダヘッド１２に直線状に形成されており、燃料加圧室３０との連通口３２ａを有している。シリンダヘッド１２に形成した燃料吐出通路３２の下流側には燃料吐出通路３２よりも通路面積の大きい長孔状の燃料室３３が形成されており、燃料室３３に逆止弁４４が収容されている。燃料室３３の燃料下流側に燃料室３３よりも通路面積の大きい収容孔３４が形成されている。収容孔３４はシリンダヘッド１２の外周壁に開口し燃料出口３４ａを形成している。燃料吐出通路３２、燃料室３３および収容孔３４は燃料圧送通路を構成している。燃料配管接続用の接続部材４１は収容孔３４にねじ止め等により収容されている。接続部材４１の内部に燃料通路４１ａが形成されており、燃料通路４１ａは燃料室３３と連通している。燃料通路４１ａは燃料吐出通路３２とほぼ同一直線上に形成されている。
【００１８】
シリンダヘッド１２の燃料吐出通路３２の燃料下流側に配設されている逆止弁４４は、ボール状の弁部材４５と、弁部材４５を閉弁側に付勢するスプリング４７とを有している。逆止弁４４は、逆止弁４４の燃料下流側である燃料室３３から燃料吐出通路３２を経て燃料加圧室３０に燃料が逆流することを防止する。接続部材４１は燃料配管により図示しない畜圧部材としてのコモンレールと接続されており、燃料噴射ポンプ１０で加圧された燃料は接続部材４１からコモンレールに供給される。なお、シリンダヘッド１３には、シリンダヘッド１２と同様に図示しない燃料吐出通路が形成され、この燃料吐出通路の燃料下流側に図示しない燃料配管を経由して燃料室３３と接続される図示しない逆止弁が配設されている。
【００１９】
インナギア式フィードポンプ５０は図示しない燃料タンクから図示しない燃料インレットを介して吸入した燃料を加圧し、図示しない燃料通路に送出する。フィードポンプ５０内の燃料圧力が所定圧以上になると図示しないレギュレートバルブが開弁し、余剰燃料が燃料タンクにリターンされる。
また、ハウジング本体１１には、燃料流入通路３１から逆止弁２３を経て燃料加圧室３０に吸入される燃料量をエンジン運転状態に応じて調量する図示しない調量電磁弁が設けられている。
【００２０】
次に、ベアリングカバー６０とハウジング本体１１との合わせ面について、図１および図２を用いて詳細に説明する。
図１および図２に示すように、ベアリングカバー６０は概略円筒形状のアルミ製部材であって、ハウジング本体１１側の外周端面、すなわちハウジング本体１１との合わせ面に概略円弧状の密着部６２および凹み部６１が各２箇所設けられている。密着部６２は複数のボルト穴６４を有しており、複数のボルト穴６４に図３に示すボルト７０が螺合する。ボルト７０のねじ締めによりベアリングカバー６０がハウジング本体１１に固定されたとき、密着部６２がハウジング本体１１側の合わせ面に密着する。このとき、凹み部６１は、シリンダヘッド１２および１３の嵌合穴１１ａ近傍に位置する。密着部６２と凹み部６１との間であって、ボルト７０のねじ締めにより所定の面圧が発生する境界部分には段差部６３が形成され、この段差部６３は高さが０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ程度であるため、凹み部６１がハウジング本体１１側の合わせ面に接触することはない。すなわち、ベアリングカバー６０とハウジング本体１１との合わせ面に所定クリアランスが設けられている。ここで、段差部６３の高さは、凹み部６１がハウジング本体１１の合わせ面に接触しない寸法であればよい。凹み部６１と段差部６３とは接触逃がし手段を構成している。
【００２１】
次に、燃料噴射ポンプ１０の作動について説明する。
駆動軸１４の回転に伴いカム１７が回転し、カム１７の回転に伴いシュー１８が自転することなく公転する。このシュー１８の公転に伴いシュー１８およびプランジャ２０に形成されている平面状の接触面同士が摺動することによりプランジャ２０が往復移動する。
【００２２】
シュー１８の公転に伴い上死点にあるプランジャ２０が下降すると、フィードポンプ５０からの吐出燃料が調量電磁弁の制御によって調整され、その調整された燃料が燃料流入通路３１から逆止弁２３を経て燃料が燃料加圧室３０に流入する。下死点に達したプランジャ２０が再び上死点に向けて上昇すると逆止弁２３が閉じ、燃料加圧室３０の燃料圧力が上昇する。燃料加圧室３０の燃料圧力が燃料通路４１ａの燃料圧力よりも上昇すると逆止弁４４が開弁する。
【００２３】
シリンダヘッド１２側の燃料加圧室３０で加圧された燃料は、燃料吐出通路３２、逆止弁４４、燃料室３３から燃料通路４１ａに送出される。シリンダヘッド１３側の燃料加圧室３０で加圧された燃料は、図示しない燃料配管を経由して燃料室３３に流入する。両燃料加圧室３０で加圧された燃料は燃料室３３で合流し、燃料通路４１ａからコモンレールに供給される。コモンレールは燃料噴射ポンプ１０から供給される圧力変動のある燃料を蓄圧し一定圧に保持する。コモンレールから図示しないインジェクタに高圧燃料が供給される。
【００２４】
次に、比較例のベアリングカバーについて、図７および図８を用いて説明する。図８に示すベアリングカバー１６０は、図２に示す第１実施例のベアリングカバー６０とはハウジング本体１１との合わせ面の構造が異なっており、その他の構造は第１実施例と同様であり、実質的に同一構成部分に同一符号を付す。
【００２５】
図７および図８に示すように、ベアリングカバー１６０は、ハウジング本体１１との合わせ面に概略円環状の密着部１６２が設けられている。密着部１６２は複数のボルト穴１６４を有しており、複数のボルト穴１６４に図３に示す第１実施例のボルト７０が螺合する。ボルト７０のねじ締めによりベアリングカバー１６０がハウジング本体１１に固定されたとき、密着部１６２がハウジング本体１１側の合わせ面に密着する。このとき、シリンダヘッド１２および１３の嵌合穴１１ａ近傍の領域には、ボルト穴１６４を配置することができないため、この領域において、ボルト７０の締め付け力による面圧が所定面圧に至らず、ベアリングカバー１６０とハウジング本体１１との合わせ面の面圧が低下する。また、ハウジング本体１１は燃料加圧室３０を形成するシリンダヘッド１２および１３を保持しているため、プランジャ２０が上昇して燃料を加圧・圧送すると、ハウジング本体１１はシリンダヘッド１２および１３を介して引っ張り力を受ける。このため、ベアリングカバー１６０とハウジング本体１１との間の低面圧部で摩擦力を伴った微少な繰り返しの相対滑りが生じ、フレッティング摩耗が発生する恐れがある。
【００２６】
フレッティング摩耗が発生すると、生成された摩耗粉がベアリングカバー１６０とハウジング本体１１との合わせ面から容易に排出されず、ベアリングカバー１６０とハウジング本体１１の摩耗および摩擦挙動に大きな影響を及ぼし、顕著な局所摩擦および大きな摩擦力を生じる。したがって、シリンダヘッド１２および１３の嵌合穴１１ａ近傍の領域であるフレッティング作用位置において、ボルト軸力が低下し、ボルト７０の緩みや折損およびプランジャ２０の焼き付きが発生したり、燃料漏れが発生したりする恐れがあるという問題がある。
【００２７】
一方、第１実施例においては、シリンダヘッド１２および１３の嵌合穴１１ａをハウジング本体１１に形成することで、ベアリングカバー６０をハウジング本体１１に固定するためのボルト７０を配置することができない領域において、プランジャ２０による燃料の加圧・圧送によってハウジング本体１１がシリンダヘッド１２および１３を介して引っ張り力を受けても、ベアリングカバー６０とハウジング本体１１との合わせ面に所定クリアランスを設けることにより、ボルト７０の締め付け力による面圧が所定面圧に達しない低面圧部をなくし、ベアリングカバー６０とハウジング本体１１との間に摩擦力を伴った微少な繰り返しの相対滑りが起こることを防止する。したがって、ベアリングカバー６０とハウジング本体１１との合わせ面にフレッティング摩耗が発生することを防止し、ボルト７０の緩みや折損およびプランジャ２０の焼き付きが発生したり、燃料漏れが発生したりすることを防止して信頼性を高めることができる。
【００２８】
さらに、第１実施例においては、ハウジング本体１１およびベアリングカバー６０の体格を小型にし、燃料噴射ポンプ１０の占有空間を低減して搭載スペースを確保することが容易になるとともに、ハウジング本体１１およびベアリングカバー６０の部材を比較的硬度が低く軽量のアルミ等の金属で形成することにより、燃料噴射ポンプ１０の重量を低減し、燃費低減を実現するための要求に応えることが容易になる。
【００２９】
さらにまた、第１実施例においては、ベアリングカバー６０側の合わせ面に凹み部６１を設けるという比較的簡単な構成で容易にフレッティング摩耗の発生を防止することができる。したがって、簡便に小型軽量化を図るとともに、製造が容易となり、製造コストを低減することができる。
【００３０】
以上説明した第１実施例では、ベアリングカバー６０側の合わせ面に凹み部６１を設けたが、ハウジング本体１１側の合わせ面に凹み部を設けてもよいし、ベアリングカバー６０とハウジング本体１１との両方側の合わせ面に凹み部を設けてもよい。
【００３１】
（第２実施例）
第２実施例を図５に示す。図２に示す第１実施例と実質的に同一構成部分に同一符号を付す。
図５に示すように、第２実施例のベアリングカバー８０は、凹み部６１に突起部８１が設けられている。突起部８１は、各突起部８１を結ぶ仮想線が駆動軸１４の略中心を通るように、すなわちプランジャに重なる位置に設けられており、その高さは、段差部６３の高さと同等、または段差部６３の高さよりも僅かに小さい。突起部８１は、ハウジング本体側の合わせ面に接触することが可能である。
【００３２】
上記第２実施例においても、図２に示す第１実施例と同様の効果を得ることができる。さらに、ハウジング本体側の合わせ面に接触可能な突起部８１が凹み部６１に設けられているので、プランジャによる燃料の加圧・圧送時に突起部８１が支点となって駆動軸１４にがたつきが発生することを防いで、ベアリングカバー８０が変形することを防止する。したがって、プランジャの焼き付きや燃料漏れの発生を確実に防止することができる。なお、第２実施例においては、プランジャによる燃料の加圧・圧送時に突起部８１に摩耗が発生することが考えられるが、そのとき生成された摩耗粉は凹み部６１から外部に容易に排出され、摩耗粉がベアリングカバー６０とハウジング本体との合わせ面に影響を及ぼすことはなく、フレッティング摩耗の発生を防止することに悪影響は与えない。
【００３３】
（第３実施例）
第３実施例を図６に示す。
図６に示す第３実施例のプレート部材９０は、図７および図８に示す比較例のベアリングカバー１６０とハウジング本体１１との合わせ面に設けられる。プレート部材９０は、一対の円弧状部材であって、複数のボルト穴９４を有している。ボルト穴９４は、ベアリングカバー１６０のボルト穴１６４に重なる位置に形成されている。ボルトのねじ締めによりベアリングカバー１６０とハウジング本体１１との合わせ面にプレート部材９０が固定されたとき、プレート部材９０の一方の密着部９２がベアリングカバー１６０側の合わせ面に密着し、他方の密着部９６がハウジング本体１１側の合わせ面に密着する。このとき、ベアリングカバー１６０とハウジング本体１１との合わせ面に所定クリアランスが形成され、この所定クリアランスはシリンダヘッドの嵌合穴近傍に位置する。
【００３４】
上記第３実施例においても、図２に示す第１実施例と同様の効果を得ることができる。さらに、ベアリングカバー１６０とハウジング本体１１との合わせ面にプレート部材９０を設けるという比較的簡単な構成で容易にフレッティング摩耗の発生を防止することができる。したがって、簡便に小型軽量化を図るとともに、製造が容易となり、製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による燃料噴射ポンプの主要部分を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施例による燃料噴射ポンプのベアリングカバー側の合わせ面を示す正面図である。
【図３】本発明の第１実施例による燃料噴射ポンプを示す一部切り欠き正面図である。
【図４】図３のIV−IV線断面図である。
【図５】本発明の第２実施例による燃料噴射ポンプのベアリングカバー側の合わせ面を示す正面図である。
【図６】本発明の第３実施例による燃料噴射ポンプのプレート部材を示す斜視図である。
【図７】比較例による燃料噴射ポンプの主要部分を示す断面図である。
【図８】比較例による燃料噴射ポンプのベアリングカバー側の合わせ面を示す正面図である。
【符号の説明】
１０    燃料噴射ポンプ
１１    ハウジング本体（ポンプハウジング）
１２、１３    シリンダヘッド（エレメント）
１４    駆動軸
１７    カム
２０    プランジャ（可動部材）
３０    燃料加圧室
３１    燃料流入通路
３２    燃料吐出通路（燃料圧送通路）
３３    燃料室（燃料圧送通路）
６０、８０    ベアリングカバー（支持部材）
６１    凹み部（接触逃がし手段）
６２    密着部
６３    段差部（接触逃がし手段）
７０    ボルト
８１    突起部
９０    プレート部材
【図１】
0004203708.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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