(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料の吸入口および吐出口を持つ加圧室を備えたシリンダと、
上記シリンダ内で上記加圧室の容積を可変とするように摺動可能に支持されたプランジャおよび上記プランジャに対して関連付けられていて、上記プランジャに対して相対移動が可能な独立した部品であって、外部からの駆動力を受けて上記プランジャにこの駆動力を伝える作用部材とを有するピストンと、
上記シリンダおよび上記ピストンを実質的に囲んで上記シリンダおよび上記ピストン間から漏れ出る燃料が外部に漏れないようにするケーシングと、
上記ケーシングおよび上記ピストン間の隙間を封止するシール装置とを備えた高圧燃料供給装置に於いて、
上記シール装置は、上記ケーシングに固着され、上記ピストンの上記作用部材に摺動接触してなることを特徴とする高圧燃料供給装置。
【請求項２】
上記作用部材が、上記プランジャに嵌合されたタペットであり、上記シール装置が上記タペットの円筒面に摺動接触してなる請求項１記載の高圧燃料供給装置。
【請求項３】
上記作用部材が、上記プランジャの端面に当接して設けられ、上記ケーシングによって軸方向に可動であるが径方向には移動せぬように支持された円柱状部材である請求項１記載の高圧燃料供給装置。
【請求項４】
上記作用部材が、セラミックである請求項１記載の高圧燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は高圧燃料供給装置に関するものであり、特に内燃機関に高圧燃料を供給するための高圧燃料供給装置に関するものである。
背景技術
燃料噴射型の自動車用内燃機関に於ける燃料供給システムは、一般的には図３に示すようなものであり、燃料タンク１内の燃料２は低圧ポンプ３によって燃料タンク１から送り出され、フィルタ４を通り、低圧レギュレータ５によって調圧された後、高圧ポンプである高圧燃料供給装置６に供給される。燃料は燃料供給装置６によって燃料噴射に必要な流量のみ高圧にされて内燃機関（図示してない）のコモンレール９内に供給される。余分な燃料は電磁弁１７から低圧ダンパ１２と吸入弁１３との間にリリーフされる。また、この必要流量は制御ユニット（図示してない）が決定し、電磁弁１７を制御している。このようにして供給された高圧の燃料はコモンレール９に接続された燃料噴射弁１０から高圧の霧状となって内燃機関のシリンダ（図示してない）内に噴射される。フィルタ７および高圧リリーフバルブ８はコモンレール９内が異常圧力（高圧リリーフバルブ開弁圧力）となった場合に開弁し、コモンレール９および燃料噴射弁１０の破損を防止する。
高圧ポンプである高圧燃料供給装置６は、供給された燃料を濾過するフィルタ１１と、低圧燃料の脈動を吸収する低圧ダンパ１２と、吸入弁１３を通して供給された燃料を加圧して、吐出弁１４および燃圧保持バルブ１５を通して高圧燃料を吐出するポンプ１６とを備えている。図４に示すように、ポンプ１６のプランジャ２６、スリーブ２５、プレート１０２、吸入弁１３、吐出弁１４で構成される燃料加圧室２４は電磁弁１７を介して、低圧ダンパ１２と吸入弁１３との間に繋がっている。
図４にはこのような高圧燃料供給装置６の従来の構造の詳細を示す。図４に於いて、高圧燃料供給装置６は、ケーシング２１内に組み込まれて燃料の吸入口２２および吐出口２３を持つ加圧室２４を内部に形成する円筒形のスリーブ即ちシリンダ２５を備えている。そのシリンダ２５内には、シリンダ２５内の加圧室２４の容積を可変とするように軸方向に摺動可能に支持されたプランジャ２６が設けられており、プランジャ２６の内端（図で上端）には圧縮バネ２７が設けられ、外端（図で下端）には図示してないエンジンのカムシャフトにより外部からの駆動力を受けてプランジャ２６に駆動力を伝えるタペット２８である作用部材が嵌合固着されている。このようにプランジャ２６とタペット２８とは高圧燃料供給装置６のピストン２９を構成している。
図４に於いて、高圧燃料供給装置６は、プランジャポンプであるポンプ１６と加圧室２４に接続された電磁弁１７と、低圧ダンパ１２とを一体に備えている。
高圧燃料供給装置６はまた、シリンダ２５およびピストン２９を実質的に囲んでシリンダ２５とピストン２９との間から漏れて出る燃料が外部に漏れないようにするケーシング３０と、ケーシング３０とピストン２９のプランジャ２６との間の隙間を封止するゴム製のシール装置３１とを備えている。
このような高圧燃料供給装置６は図示してないエンジンカムシャフトの同軸上に設けられた駆動カムによってプランジャピストン２９が図４で上下に駆動され、燃料を吸入し吐出する。このとき、コモンレール９内にある所定量燃料が吐出された時点で電磁弁１７を開くことにより加圧室２４内の高圧燃料が低圧の吸入側にリリーフ（逃がす）し、コモンレール９内への燃料が圧送されなくなる。この電磁弁１７の開弁タイミングを制御することにより燃料供給装置６からの吐出量を可変に調整制御するのである。
このような構成の従来の高圧燃料供給装置６に於いては、高圧燃料供給装置６内の燃料がエンジン室に漏れるのを防止するシール装置３１は、軸側部材としては燃料の加圧のためのピストン２９が使用され、相手側としてはゴム製のシール部材３１が設置されている。シール３１の磨耗防止のため、シール部にはピストン２９の往復動の際に燃料あるいはエンジンオイルを引き込むプランジャ２６とゴム製シール装置３１のリップ部とが接する部分に油膜を形成して磨耗せぬようにしている。
このような構造は、完全なシールではなく、或る程度の微少量の漏れを容認し利用する構造であるので、シール部での軸側の表面状態、軸の移動速度、ゴム製のリップの形状および締め代、リップ周辺の燃料およびエンジンオイルの状態により、シール部の潤滑状態が大きく変化し、シール部での磨耗が発生し、漏れ量が増大する問題がある。
また、高圧燃料供給装置６に於いては、燃料を加圧するピストン２９は最も重要な部品であり、評価に多大な時間を必要とする。特に耐久性は、ピストン２５同様に燃料加圧室２４を構成し、ピストン２９とある一定の隙間をもって嵌合するスリーブ２５に対する磨耗、焼付きが問題となる。このような従来装置に於いてシール部にこのような問題が発生した場合、ピストン２９のスリーブ２５に対する磨耗、焼付きへの影響も同時に評価する必要があり、評価時間に多大な時間が必要となる。またピストン２９側への対策に対して制約が発生するために更に評価に時間が必要となる。
従って、この発明の目的は、燃料シール部の耐久性を向上させ、同時に評価時間を短縮させた高圧燃料供給装置を提供することである。
発明の開示
本発明は、燃料の吸入口および吐出口を持つ加圧室を備えたシリンダと、シリンダ内で加圧室の容積を可変とするように摺動可能に支持されたプランジャおよびプランジャに関連付けられて外部からの駆動力を受けてプランジャに駆動力を伝える作用部材とを有するピストンと、シリンダおよびピストンを実質的に囲んでシリンダおよびピストン間から漏れる出る燃料が外部に漏れないようにするケーシングと、ケーシングおよびピストン間の隙間を封止するシール装置とを備えた高圧燃料供給装置に於いて、シール装置は、ケーシングに固着され、ピストンの作用部材に摺動接触してなることを特徴とする高圧燃料供給装置である。
作用部材を、プランジャに嵌合されたタペットとし、シール装置をタペットの円筒面に摺動接触させることもできる。
作用部材を、プランジャの端面に当接して設けられ、ケーシングによって軸方向に可動であるが径方向には移動せぬように支持された円柱状部材とすることもできる。
作用部材をセラミックとすることもできる。
発明を実施するための最良の形態
図１に示す本発明の高圧燃料供給装置４０のポンプ４１は、ケーシング２１内に組み込まれて燃料の吸入口２２および吐出口２３を持つ加圧室２４を内部に形成する円筒形のスリーブ即ちシリンダ２５を備えている。シリンダ２５内には、シリンダ２５内の加圧室２４の容積を可変とするように軸方向に摺動可能に支持されたプランジャ４２が設けられており、プランジャ４２の内端（図で上端）には圧縮バネ２７が設けられ、外端（図で下端）には図示してないエンジンのカムシャフトにより外部からの駆動力を受けてプランジャ４２に駆動力を伝えるタペット４３である作用部材が嵌合固着されている。タペット４３はプランジャ４２の先端の中心孔４４にボス４５が比較的緩く中心軸回りに回転できるようにして嵌合されている。タペット４３は図示してないカムシャフトによってプランジャから抜け落ちないように組み立てられている。タペット４３は表面処理を施して硬度を高めた工具鋼等が適当であるが、セラミックで形成することもできる。このように、シリンダ２５内で加圧室２４の容積を可変とするように摺動可能に支持されたプランジャ４２と、このプランジャ４２に関連付けられて外部からの駆動力を受けてプランジャ４２に駆動力を伝える作用部材であるタペット４３とは、高圧燃料供給装置４０のピストン４６を構成している。
高圧燃料供給装置４０はまた、シリンダ２５およびピストン４６を実質的に囲んでシリンダ２５とピストン４６との間から漏れて出る燃料が外部に漏れないようにするケーシング３０と、ケーシング３０とピストン４６との間の隙間を封止するゴム製のシール装置４７とを備えている。シール装置４７は円筒状のケーシング３０の先端部に固着された円筒部４８と、円筒部４８から一体に径方向内側に延びたフランジ４９とを持つ断面Ｌ字型の取付け金具の内周縁に断面Ｙ字型の環状のシールゴム５０が固着されたものである。このように、シール装置４７は、ケーシング３０に固着されてピストン４６のタペット４３に摺動接触していて、ケーシング３０とピストン４６との間の隙間を封止している。
この発明によれば、シール装置４７のシールゴム５０は、ピストン４６のプランジャ４２には接触しておらず、プランジャ４２の先端に嵌合された作用部材であるタペット４３の円筒形外周面５１に接触している。タペット４３はピストン４６が往復動をしても常にシールゴム５０とのシール関係を維持できるように図４に示す従来のものよりも摺動面が長くされている。
このような構成によれば、ピストン４６のプランジャ４２とタペット４３を別個の独立した部品とし、それぞれ独立した評価を行うことができるようにしたため、プランジャ４２のスリーブ即ちシリンダ２５に対する摩耗性や焼付性はこれまでの高圧燃料供給装置６のものと同レベルに維持できる一方、タペット４３とシール装置４７との間のシール部だけを独立して評価することができる。また、ピストン４６側の仕様変更に対する制限を緩くすることが可能になり、評価時間を大幅に短縮することができるとともに、ピストン４６の摩耗を減少させることもできる。
図２に示す高圧燃料供給装置においては、プランジャ６２の先端が平坦になっていて図１に示す実施例の中心孔４４のような中心孔を持たず、プランジャ６２にカムシャフト（図示してない）の作用を伝達するタペット６３が、プランジャ６２の端面に嵌合でなく単に当接して設けられた、両端面が平坦な円柱状部材である。プランジャ６２とタペット６３とでピストン６４が構成されている。円柱状のタペット６３は、ハウジング２１に支持されたケーシング６５の先端に設けられ、軸方向開口６６が設けられた摺動軸受６７によってその円筒面６８が支持され、軸方向に可動ではあるが径方向には移動せぬように支持されている。シール装置４７は図１のものと同一のものであるが、摺動軸受６７の内側に設けられ、タペット６３の円筒面６８に接触してシール関係を確立している。
このような構成によれば、プランジャ６２とタペット６３との間には嵌合部分が無く、単に当接しているだけであるので、カムシャフト（図示してない）の回転力がタペット６３からプランジャ６２に伝達されることがなく、シール部を含むタペット６３とプランジャ６２とを完全に独立させることができる。また、タペット６３の形状が簡単であるので、セラミックを低コストで用いることができる。
また、この構成ではタペット６３の外径、特にシール部の外径を自由に選択することもできるが、シール部をプランジャ６２と異なる直径とした場合には、高圧燃料供給装置６０が作動しているときのドレーン室の容積変化により、ドレーン配管内で脈動が発生し、配管振動により車体側で騒音が発生する可能性があるので、タペット６３のシール部分の直径をプランジャ６２の直径と同じにするのが望ましい。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明にかかる高圧燃料供給装置は、燃料噴射型の自動車用内燃機関に於ける燃料供給システムに於ける燃料供給装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
図１はこの発明の一実施例の高圧燃料供給装置を示す縦断面図である。
図２はこの発明の別の実施例の高圧燃料供給装置を示す縦断面図である。
図３は本発明による高圧燃料供給装置を適用できる一般的な燃料供給システムを示す概略図である。
図４は従来の高圧燃料供給装置の縦断面図である。
【図１】
0003816441.tif 000002
【図２】
0003816441.tif 000003
【図３】
0003816441.tif 000004
【図４】
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