(57)【要約】増圧方式の蓄圧式燃料噴射装置に好適に使用される燃料供給用ポンプ及びそれに適したタペット構造体を提供する。  そのために、ポンプハウジング内に、複数のプランジャバレルと、プランジャと、タペット構造体と、を備えた燃料供給用ポンプにおいて、ポンプハウジング内に、複数のプランジャバレルを並列配置するための複数の収容部を設けるとともに、当該複数の収容部の間に、潤滑油又は潤滑用燃料を通過させるための筒間連結部を設ける。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプハウジング内に、複数のプランジャバレルと、プランジャと、タペット構造体と、を備えた燃料供給用ポンプであって、
前記ポンプハウジング内に、前記複数のプランジャバレルを並列配置するための複数の収容部を設けるとともに、当該複数の収容部の間に、潤滑油又は潤滑用燃料を通過させるための筒間連結部を設けることを特徴とする燃料供給用ポンプ。
【請求項２】
前記筒間連結部を、前記タペット構造体の上昇位置よりも高い位置に設けることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の燃料供給用ポンプ。
【請求項３】
前記筒間連結部を、前記複数のプランジャバレルの配置方向に対して、実質的に垂直に設けるか、あるいは、傾斜させて設けることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の燃料供給用ポンプ。
【請求項４】
前記筒間連結部の断面積を１０〜３５０ｍｍ２の範囲内の値とすることを特徴とする請求の範囲第１項〜第３項のいずれか一項に記載の燃料供給用ポンプ。
【請求項５】
前記筒間連結部の途中に、弁部を設けることを特徴とする請求の範囲第１項〜第４項のいずれか一項に記載の燃料供給用ポンプ。
【請求項６】
前記タペット構造体に、潤滑油又は潤滑用燃料を通過させるための連通部を設けることを特徴とする請求の範囲第１項〜第５項のいずれか一項に記載の燃料供給用ポンプ。
【請求項７】
単位時間当たりの流量が５００〜１，５００リットル／時間である燃料を、５０ＭＰａ以上の値に加圧するための増圧方式の蓄圧式燃料噴射装置に用いることを特徴とする請求の範囲第１項〜第６項のいずれか一項に記載の燃料供給用ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、燃料供給用ポンプに関する。特に、増圧方式の蓄圧式燃料噴射装置に適した燃料供給用ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、ディーゼルエンジン等において、高圧の燃料を効率良く噴射するために、蓄圧器（コモンレール）を用いた蓄圧式燃料噴射装置が各種提案されている。
このような蓄圧式燃料噴射装置に用いられる燃料供給用ポンプとしては、ポンプハウジング内に、エンジンの駆動によって回転するカムシャフトに回転一体化されたカムと、このカムの回転によって昇降するプランジャと、このプランジャにカムの回転を上昇力として伝達するタペット構造体と、プランジャが配設されるプランジャバレルと、を備えたものが採用されている。
かかる燃料供給用ポンプにおいては、図１８に示すように、プランジャバレル４０７は、ポンプハウジング４０２内の収容部に配置されるとともに、当該プランジャバレル４０７内にプランジャ４１０が一部挿入され、上下に移動可能に配置されている。そして、当該プランジャ４１０を、カム４０４及びタペット構造体４０６によって上昇させるとともに、復帰用のスプリング４１１によって下降させ、これを繰り返すことにより、燃料を加圧して蓄圧機に供給している（例えば、特許文献１参照）。
また、通常、大量の高圧燃料を蓄圧機に供給するために、これらのプランジャや、タペット構造体等を複数備えるとともに、それぞれにおいて燃料を加圧処理している。
【特許文献１】特開２００１−３１７４３０号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  しかしながら、特許文献１に開示された燃料供給用ポンプは、当該ポンプを高速回転させて、大流量の燃料を十分に加圧処理することについて、何ら考慮されていなかった。そのために、それぞれのプランジャやタペット構造体が収容された複数の収容部は、全て独立して構成されていた。したがって、ポンプを高速回転させた場合に、収容部の一部であるスプリング保持室内に潤滑油が滞留して、スプリング保持室内の圧力が上昇し、プランジャの動作を阻害して、大流量の燃料を十分に加圧処理できないという問題が見られた。【０００４】  そこで、本発明の発明者らは鋭意検討した結果、ポンプハウジング内に、所定の筒間連結部を設けることにより、潤滑油又は潤滑用燃料の行き来が自由になって、ポンプを高速回転させた場合であっても、スプリング保持室内の圧力が過度に上昇することを防止できることを見出した。
すなわち、本発明は、増圧方式の蓄圧式燃料噴射装置に対応すべく、燃料供給用ポンプを高速回転させた場合であっても、潤滑油又は潤滑用燃料がプランジャの動作を阻害することなく、燃料を十分に加圧処理することができる燃料供給用ポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  本発明によれば、ポンプハウジング内に、複数のプランジャバレルと、プランジャと、タペット構造体と、を備えた燃料供給用ポンプであって、ポンプハウジング内に、複数のプランジャバレルを並列配置するための複数の収容部を設けるとともに、当該複数の収容部の間に、潤滑油又は潤滑用燃料を通過させるための筒間連結部を設けた燃料供給用ポンプが提供され、上述した問題を解決することができる。【０００６】  すなわち、ポンプハウジング内に所定の筒間連結部を設けることにより、潤滑油又は潤滑用燃料の移動空間が形成され、スプリング保持室内の圧力が過度に上昇することを防止することができる。すなわち、複数のプランジャバレルやプランジャ等を備えた燃料供給用ポンプにおいては、通常、プランジャがそれぞれ交互に上下往復運動を繰り返すように構成されている。そして、一つのプランジャが上昇して、当該プランジャにかかるスプリング保持室の容積が小さくなる場合には、他方のプランジャは下降して、そのプランジャにかかるスプリング保持室の容積は大きくなる。したがって、潤滑油又は潤滑用燃料は、一方のスプリング保持室の容積が小さくなったとしても、筒間連結部を介して他方のスプリング保持室へと移動することができ、圧力が上昇することを防止できる。
よって、かかる潤滑油又は潤滑用燃料が、プランジャの高速駆動を阻害することが少なくなる。【０００７】  また、本発明の燃料供給用ポンプを構成するにあたり、筒間連結部を、タペット構造体の上昇位置よりも高い位置に設けることが好ましい。【０００８】  また、本発明の燃料供給用ポンプを構成するにあたり、筒間連結部を、複数のプランジャバレルの配置方向に対して、実質的に垂直に設けるか、あるいは、傾斜させて設けることが好ましい。【０００９】  また、本発明の燃料供給用ポンプを構成するにあたり、筒間連結部の断面積を１０〜３５０ｍｍ２の範囲内の値とすることが好ましい。【００１０】  また、本発明の燃料供給用ポンプを構成するにあたり、筒間連結部の途中に、弁部を設けることが好ましい。【００１１】  また、本発明の燃料供給用ポンプを構成するにあたり、タペット構造体に、潤滑油又は潤滑用燃料を通過させるための連通部を設けることが好ましい。【００１２】  また、本発明の燃料供給用ポンプを構成するにあたり、単位時間当たりの流量が５００〜１，５００リットル／時間である燃料を、５０ＭＰａ以上の値に加圧するための増圧方式の蓄圧式燃料噴射装置に用いることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の燃料供給用ポンプにおける部分切り欠きを有する側面図である。
【図２】本発明の燃料供給用ポンプにおける断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｂ）は、それぞれポンプハウジングの斜視図及び断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｂ）は、筒間連結部の配置方法を説明するために供する図である（その１）。
【図５】（ａ）〜（ｂ）は、筒間連結部の配置方法を説明するために供する図である（その２）。
【図６】（ａ）〜（ｂ）は、筒間連結部の配置方法を説明するために供する図である（その３）。
【図７】筒間連結部に設ける弁部を説明するために供する図である。
【図８】スプリング保持室内の圧力変化を説明するために供する図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ別のスプリングシートの斜視図、平面図及び断面図である。
【図１０】（ａ）〜（ｂ）は、タペット構造体を説明するために供する図である（その１）。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は、タペット構造体を説明するために供する図である（その２）。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれローラボディを説明するために供する図である。
【図１３】タペット構造体におけるローラを説明するために供する図である。
【図１４】増圧方式の蓄圧式燃料噴射装置のシステムを説明するために供する図である。
【図１５】増圧方式の蓄圧式燃料噴射装置の構造を説明するために供する図である。
【図１６】増圧方式の蓄圧式燃料噴射装置による燃料の増圧方法を概念的に示す図である。
【図１７】高圧燃料の噴射タイミングチャートを説明するために供する図である。
【図１８】従来の燃料供給用ポンプを説明するために供する図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】  本実施形態は、図１に例示されるように、ポンプハウジング５２内に、複数のプランジャバレル５３と、プランジャ５４と、タペット構造体６と、を備えた燃料供給用ポンプ５０であって、ポンプハウジング５２内に、複数のプランジャバレル５３を並列配置するための複数の収容部３０ａ、３０ｂを設けるとともに、当該複数の収容部３０ａ、３０ｂの間に、潤滑油又は潤滑用燃料を通過させるための筒間連結部４０を設けることを特徴とする燃料供給用ポンプ５０である。
以下、かかる燃料供給用ポンプ５０として、二組のプランジャバレル５３及び収容部３０を備えた燃料供給用ポンプを例に採って、構成要件等に分けて、具体的に説明する。ただし、本実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。【００１５】１．燃料供給用ポンプの基本的形態
燃料供給用ポンプの基本的形態は特に制限されるものでは無いが、例えば、図１及び図２に示されるような燃料供給用ポンプ５０であることが好ましい。すなわち、かかる燃料供給用ポンプ５０は、例えば、ポンプハウジング５２と、プランジャバレル（シリンダ）５３と、プランジャ５４と、スプリングシート１０と、タペット構造体６と、カム６０と、から構成してあることが好ましい。
また、ポンプハウジング５２に収容されたプランジャバレル５３の内側に、カム６０の回転運動に対応してプランジャ５４が往復運動し、導入された燃料を加圧するための燃料圧縮室７４が形成されている。したがって、フィードポンプから圧送されてくる燃料を、燃料圧縮室７４において、プランジャ５４によって、高圧の燃料に効率的に加圧することができる。
なお、この燃料供給用ポンプ５０の例では、ポンプハウジング５２内に、例えば二組のプランジャバレル５３及びプランジャ５４を備えているが、より大容量の燃料を高圧処理するために、二組以上の数に増加することも好ましい。【００１６】（１）ポンプハウジング
ポンプハウジング５２は、図２に例示されるように、プランジャバレル５３と、プランジャ５４と、タペット構造体６と、カム６０とを収容する筐体である。
したがって、かかるポンプハウジング５２は、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、左右方向に開口するシャフト挿通孔９２ａ、及び複数のプランジャバレル５３を並列配置するための複数の収容部３０として、上下方向に開口する円柱空間３０ａ、３０ｂをそれぞれ有していることが好ましい。また、かかる円柱空間に、後述するプランジャバレル、タペット構造体、及び当該タペット構造体に下降力を付与するスプリングが配設されることにより、スプリング保持室が形成されることが好ましい。そして、本実施形態の燃料供給用ポンプにおいては、かかる円柱空間３０ａ、３０ｂの間に、潤滑油又は潤滑用燃料を通過させるための筒間連結部４０が形成されることとなる。
また、かかるポンプハウジング５２には、図３（ｂ）に示すように、円柱空間３０ａ、３０ｂの側面方向に開口する貫通孔９７、９８をさらに設けることが好ましい。すなわち、かかる貫通孔９７、９８は、タペット構造体の周方向への回転を防止するとともに、上下移動位置を案内する案内ピン（図示せず）の先端部が圧入され、その案内ピンの位置決めの精度が確保される構成となっている。また、孔部９７ａ、９８ａは案内ピンが螺合するねじ部として構成され、螺合によって案内ピンの先端部が圧入されることが好ましい。
なお、本実施形態においては、複数の収容部として二つの円柱空間を有するポンプハウジングを例に採って説明しているが、これに制限されるものではなく、三つ以上の円柱空間を有していても構わない。【００１７】（２）筒間連結部
（２）−１  概要
本実施形態の燃料供給用ポンプは、図１及び図３（ｂ）に示すように、プランジャバレル５３を並列配置するための複数の収容部としての円柱空間３０ａ、３０ｂの間に、潤滑油又は潤滑用燃料を通過させるための筒間連結部４０を設けることを特徴とする。すなわち、ポンプハウジング５２に設けられた円柱空間３０ａ、３０ｂの間に所定の筒間連結部４０を設けることにより、潤滑油又は潤滑用燃料を、当該筒間連結部を介して複数の収容部３０ａ、３０ｂ間を行き来させて、円柱空間９２の一部であるスプリング保持室内の圧力が過度に上昇することを防止するためである。
より具体的には、複数のプランジャ等を備えた燃料供給用ポンプにおいて、通常、プランジャは、それぞれ交互に上下往復運動を繰り返すように構成されている。また、一つのプランジャが上昇して、当該プランジャにかかるスプリング保持室の容積が小さくなる場合には、他方のプランジャは下降して、そのプランジャにかかるスプリング保持室の容積は大きくなる。このとき、かかる筒間連結部が設けられていることにより、一方のスプリング保持室の容積が小さくなった場合であっても、当該スプリング保持室内に存在した潤滑油等は、筒間連結部を介して他方のスプリング保持室へと移動することができる。したがって、スプリング保持室内に潤滑油等が滞留することを防止できる。
よって、かかる筒間連結部を設けることにより、スプリング保持室内の潤滑油等が、カム及びプランジャの高速駆動を阻害することを防止することができる。【００１８】（２）−２  配置１
また、筒間連結部は、図１に示すように、収容部３０において、タペット構造体６の上昇位置よりも高い位置に設けることが好ましい。
この理由は、カムの回転によってタペット構造体及びプランジャが上昇した際に、タペット構造体によって筒間連結部が塞がれてしまうことを防止するためである。したがって、スプリング保持室内に潤滑油等が滞留して、プランジャの高速駆動を阻害することが少なくなる。
なお、図１中、右側のタペット構造体６が、最も高く上昇した位置に置かれているが、筒間連結部４０は、その位置よりも高い位置に設けられている。【００１９】（２）−２  配置２
また、筒間連結部は、図１及び図３（ｂ）に示すように、ポンプハウジング５２の収容部３０としての円柱空間３０ａ、３０ｂの間において、プランジャバレルの配置方向に対して実質的に垂直に設けることが好ましい。この理由は、このように構成することにより、それぞれの円柱空間３０ａ、３０ｂにおける筒間連結部の高さ位置が等しくなるためである。したがって、各スプリング保持室内の圧力の上昇、低下に関しての条件を同一にすることができ、バラつきが生じることを防止することができるためである。
また、筒間連結部をこのように配置する場合には、図４（ａ）〜（ｂ）に示すように、ポンプハウジング５２の側面側からドリル５１等を使用して形成することができる。そして、当該筒間連結部４０の側面側の入り口部分４０ａを、封止部材４１により塞いで、密封することが好ましい。このように構成することにより、所定の筒間連結部を容易に形成することができるとともに、潤滑油等が漏れ出すことを防止することができる。【００２０】（２）−３  配置３
また、図５（ａ）〜（ｂ）に示すように、筒間連結部４０を、プランジャ５４の往復運動方向に対して傾斜させて設けることも好ましい。すなわち、図５（ａ）に示すように、製造時において、一つの円柱空間３０ａの上方から斜め方向に対して、ドリル５１等を使用して形成することできるために、筒間連結部として機能する部分以外の穴等を形成する必要がなくなるためである。したがって、ポンプハウジングにタペット構造体やプランジャバレル等を装着した際には、筒間連結部が確実に密閉され、潤滑油等が漏れ出すことを防止することができる。【００２１】（２）−４  配置４
また、筒間連結部は、図６（ａ）に示すように、一方の円柱空間３０ａから他方の円柱空間３０ｂの間を最短距離でつなぐように、直線的に設けることが好ましい。
この理由は、図６（ｂ）に示すように、一方の円柱空間３０ａから他方の円柱空間３０ｂの間を、迂回して形成した場合と比較して、よりスムーズに潤滑油等を通過させることができるためである。また、筒間連結部が、ポンプハウジングの側壁に近接することにより、ポンプハウジングの機械的強度が低下する場合があるためである。【００２２】（２）−５  断面積
また、筒間連結部の断面積を１０〜３５０ｍｍ２の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、筒間連結部の断面積が１０ｍｍ２未満の値となると、潤滑油等が複数のスプリング保持室間を行き来することが困難となって、スプリング保持室内の圧力が上昇してしまう場合があるためである。一方、筒間連結部の断面積が３５０ｍｍ２を超えると、ポンプハウジングの機械的強度が低下する場合があるためである。
したがって、筒間連結部の断面積を３０〜３００ｍｍ２の範囲内の値とすることがより好ましく、５０〜２５０ｍｍ２の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、筒間連結部の断面積とは、筒間連結部が複数設けられている場合には、それぞれの筒間連結部の断面積の合計面積を意味するものとする。【００２３】（２）−６  数
また、筒間連結部の数については特に制限されるものではなく、比較的大面積の筒間連結部を一つ設けたり、あるいは比較的小面積の筒間連結部を複数設けたりすることができる。さらには、断面積の異なる複数の筒間連結部を設けることもできる。
ただし、高圧の潤滑油等をスムーズに行き来させることができるとともに、目詰まり等の発生が少ないことから、比較的大面積の筒間連結部を一つ設けることが好ましい。【００２４】（２）−７  弁部
また、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、筒間連結部４０の途中に、弁部３７を設けることが好ましい。
この理由は、かかる弁部によって、例えば、プランジャが上昇する側のスプリング保持室内の圧力が一定の値を超えた場合にのみ、当該弁部を開放して潤滑油等を通過させることができるためである。したがって、スプリング保持室内の圧力を容易に調整することができる。また、このように調整することにより、各スプリング保持室内の圧力を均一化が図られ、ポンプから供給される燃料の流量にバラつきが生じることを有効に防止できるためである。【００２５】（２）−８  圧力ピーク
ここで、図８を参照して、カムが３６０°回転した際の、スプリング保持室内の圧力の変化について説明する。図８中、点線Ａは、本発明に係る筒間連結部を設けていない燃料供給用ポンプにおける、カムの回転に伴う所定のスプリング保持室内の圧力変化のプロフィールを示している。また、図８中、実線Ｂは、本発明に係る筒間連結部（有効断面積２００ｍｍ２）を設けた燃料供給用ポンプにおける、カムの回転に伴う所定のスプリング保持室内の圧力変化のプロフィールを示している。また、縦軸は圧力（相対値）を表し、横軸はカム角度（度）を表している。なお、かかる燃料供給用ポンプはともに、二つのスプリング保持室を備えるとともに、楕円形状のカムを使用している。
点線Ａで示すように、筒間連結部を設けていない燃料供給用ポンプにおけるスプリング保持室内の圧力変化のプロフィールには、カムが３６０°回転する間に、カムの形状に対応して二つのピークが存在している。すなわち、それぞれのピーク時には、カムによってプランジャが上昇し、スプリング保持室の容積が減少するために、当該スプリング保持室内の圧力が上昇することとなる。また、当該ピーク時における圧力は、相対的に高い値となっている。【００２６】  一方で、実線Ｂで示すように、本発明にかかる筒間連結部を設けた燃料供給用ポンプにおけるスプリング保持室内の圧力変化のプロフィールには、カムが３６０°回転する間に、四つのピークが存在している。これは、二つのプランジャを上昇させるカムが、位相を９０°ずらして配置されているため、カムが３６０°回転する間に、一方のプランジャと、他方のプランジャとがそれぞれ２回ずつ、合計４回上昇することによるものである。すなわち、カムが６０°回転時には、圧力を測定している側のスプリング保持室に対応したプランジャは下降し、他方側のプランジャが上昇するとともに、その他方側のスプリング保持室の容積は小さくなる。したがって、潤滑油等は、容積が拡大された、圧力を測定している側のスプリング保持室に移動する。このようにして、一回目のピークが現れる。
次いで、カムが１５０°回転時には、圧力を測定している側のスプリング保持室に対応したプランジャが上昇し、スプリング保持室の容積が減少するために、当該スプリング保持室内の圧力が上昇することとなる。このようにして、二回目のピークが現れる。このとき、他方側のプランジャは下降して、その他方側のスプリング保持室の容積が拡大しているために、潤滑油等は、他方側のスプリング保持室へと移動している。
その後は、これらの動作が繰り返されることにより、それぞれのプランジャの上昇に対応して、スプリング保持室内に圧力ピークが現れることとなる。
そして、それぞれのピーク時における圧力は、スプリング保持室の潤滑油等が、容積が拡大された側へとスムーズに移動していることにより、上記の筒間連結部を設けていない場合と比較して、１５％程度まで低下している。
したがって、スプリング保持室内の最大圧力を低下させるためには、それぞれのスプリング保持室を連通する筒間連結部を設けることが有効であることが理解できる。【００２７】（３）プランジャバレル（シリンダ）
プランジャバレル５３は、図１及び図２に例示されるように、プランジャ５４を支持するための筐体であって、当該プランジャ５４によって大量の燃料を高圧に加圧するための燃料圧縮室（ポンプ室）７４の一部を構成している要素である。また、プランジャバレル５３は、組立が容易なことから、ポンプハウジング５２の円柱空間３０ａ、３０ｂの上方開口部に対して装着されていることが好ましい。
なお、プランジャバレルを設ける燃料供給用ポンプの種類が、インラインタイプ及びラジアルタイプの場合には、それぞれにタイプに対応させて、プランジャバレルの形態を適宜変更することができる。【００２８】（４）プランジャ
プランジャ５４は、図１及び図２に例示されるように、プランジャバレル５３内の燃料圧縮室７４における燃料を高圧に加圧するための主要素である。したがって、プランジャ５４は、ポンプハウジング５２の円柱空間３０ａ、３０ｂにそれぞれ装着されるプランジャバレル５３内に、昇降自在に配設されていることが好ましい。
なお、プランジャを高速駆動させて、大量の燃料を加圧処理すべく、ポンプの回転数を１，５００〜４，０００ｒｐｍの範囲内の値とすることが好ましく、また、ギヤ比を考慮して、ポンプの回転数を、エンジンの回転数に対して、１〜５倍の範囲内の値とすることが好ましい。【００２９】（５）燃料圧縮室
燃料圧縮室７４は、図２に示すように、プランジャ５４とともに、プランジャバレル５３内に形成される小部屋である。したがって、かかる燃料圧縮室７４において、燃料供給バルブ７３を介して定量的に流入した燃料について、プランジャ５４が高速駆動することによって、効率的かつ大量に加圧することができる。なお、後述するように、本発明の燃料供給用ポンプであれば、このようにプランジャ５４が高速駆動した場合であっても、スプリング保持室内の潤滑油又は潤滑用燃料がプランジャ５４の高速動作を阻害しないという特徴を得られる。
一方、プランジャ５４による加圧が終了した後は、加圧された燃料は、燃料吐出バルブ７９を介して、図１４に示すコモンレール１０６に供給されることになる。【００３０】（６）スプリングシート
スプリングシート１０は、燃料供給用ポンプのプランジャを引き下げる際に用いられる復帰用スプリングを保持するための要素である。かかるスプリングシート１０は、図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、スプリングシート１０の縁部の一部をローラの端部の方向に延設することにより、当該延設部を、タペット構造体におけるローラの回転軸方向の移動を規制するための規制手段９０ａとして構成することが好ましい。この理由は、このように構成することにより、ポンプを高速回転させた場合であっても、ローラの端部によって、ポンプハウジングの内周面が傷付くことを防止することができるためである。
なお、スプリングシートをこのように構成した場合においては、タペット本体部に設けられた当該規制手段を挿入する挿入孔を潤滑油等の通過孔としても機能させることができる。【００３１】（７）タペット構造体
タペット構造体６は、図１０（ａ）〜（ｂ）及び図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように、基本的に、ブロック体からなるボディ本体部２７ａ、及び当該ボディ本体部２７ａから延設される円筒状の摺動部２７ｂからなるタペット本体部２７と、ローラ２９と、から構成されており、図１に示すようなカムシャフト３及びそれに連なるカム６０の回転運動によって、昇降するように構成されていることが好ましい。
なお、図１０（ａ）〜（ｂ）は、図９に示すスプリングシート１０を装着したタペット構造体６を示している。また、図１１（ａ）に、図１０に示すタペット構造体６の上面図を、図１１（ｂ）に、図１１（ａ）中のＡＡ断面図を、図１１（ｃ）に、図１１（ａ）中のＢＢ断面図を示す。【００３２】  ここで、タペット構造体を構成するタペット本体部は、図１２（ａ）〜（ｃ）に示すように、全体が軸受鋼からなるとともに、ブロック体からなるボディ本体部２７ａと、当該ボディ本体部２７ａの端部から上方に延設されてなる円筒状の摺動部２７ｂと、から構成されていることが好ましい。すなわち、ポンプハウジングの円柱空間の内周面に適合する外周面を有する平面円形状であることが好ましい。そして、かかる円筒状の摺動部２７ｂ内に、スプリングシートや、プランジャが挿入される空間が形成されることとなる。
また、図１２（ａ）に示すように、ボディ本体部２７ａには、ローラ２９の外周面に適合する内周面を有するローラ受け２８が設けられている。そして、ローラ受け２８及びローラ２９の直径や幅等を考慮して、図１０（ｂ）に示すように、ローラ受け２８の側方からローラ２９が挿入できるとともに、当該ローラ２９を、ローラ受け２８が回転自在に支承していることが好ましい。【００３３】  また、図１２（ａ）〜（ｃ）に例示するように、タペット本体部２７ａに、潤滑油又は潤滑用燃料を通過させるための連通部を設けることが好ましい。より具体的には、連通部としてタペット本体部２７ａ内の通過孔３１や、当該通過孔３１の上面側開口部３１ａを含む箇所に、導通路３３を設けることが好ましい。
この理由は、このように通過孔３１や導通路３３を設けることにより、スプリング保持室とカム室との間で、潤滑油又は潤滑用燃料を通過させることができるためである。したがって、カム及びプランジャの高速駆動を阻害することが少なくなる。
なお、図１０（ｂ）に示すように、スプリングシートの縁部の一部を延設して、ローラの回転軸方向の移動を規制するように構成した場合には、タペット本体部２７に、当該板状の規制手段９０ａを挿入するための挿入孔９５が設けられる。したがって、当該挿入孔９５における板状の規制手段９０ａの周囲に間隙９９を設けることにより、挿入孔９５を、潤滑油等を行き来させる通過孔としても機能させることができる。【００３４】  タペット構造体を構成するローラ２９は、図１３（ａ）〜（ｂ）に示すように、ピン部２９ａ及びローラ部２９ｂが一体化された構成であることが好ましい。また、ローラ２９は、表面全体に炭素処理、例えば、カーボンコーティング皮膜が施されているローラ受け２８に対して側方から挿入されて、回転自在に支承されていることが好ましい。
このように構成されたタペット構造体であれば、カムシャフトに連通するカムの回転に対応して、繰返し、かつ長期間にわたって高速で往復動することができる。【００３５】（８）カム
カム６０は、図１及び図２に例示されるように、回転運動をタペット構造体６を介して、プランジャ５４の上下運動に変えるための主要素である。したがって、カム６０は、シャフト挿通孔５２ａに軸受体を介して回転自在に挿通保持されていることが好ましい。そして、ディーゼルエンジンに連なったカムシャフト３の駆動によって回転するように構成されている。
このカム６０の外周面には、ポンプハウジング５２の円柱空間３０ａ、３０ｂの下方に位置し、かつ軸線方向に所定の間隔をもって並列する二つのカムが一体に設けられていることが好ましい。【００３６】（９）燃料吸入用バルブ及び燃料吐出用バルブ
燃料吸入用バルブ及び燃料吐出用バルブは、弁本体及び、先端につば部を供えた弁体を有するとともに、図２に示すように燃料吸入用バルブ７３及び燃料吐出用バルブ７９をそれぞれ配置することが好ましい。【００３７】（１０）燃料潤滑システム
また、燃料供給用ポンプの潤滑システムとしては特に制限されるものではないが、燃料油の一部を潤滑成分（潤滑油燃料）として使用する燃料潤滑システムを採用することが好ましい。
この理由は、燃料をカム室等の潤滑に用いることにより、燃料を加圧してコモンレールに燃料を圧送するに際して、たとえカム室等を潤滑するための燃料の一部がコモンレールに圧送される燃料に混合されたとしても、これらは同一成分であるため、潤滑油をカム室等の潤滑に用いる場合のように潤滑油に含まれる添加剤等がコモンレールに圧送される燃料に混合されてしまうことがないからである。したがって、排ガス浄化性が低下することが少なくなる。【００３８】２．増圧方式の蓄圧式燃料噴射装置
また、本実施形態の燃料供給用ポンプは、例えば、以下のような構成を有する増圧方式の蓄圧式燃料噴射装置の一部であることが好ましい。
すなわち、図１４に例示されるように、燃料タンク１０２と、かかる燃料タンク１０２の燃料を供給するためのフィードポンプ（低圧ポンプ）１０４と、燃料供給用ポンプ（高圧ポンプ）１０３と、かかる燃料供給用ポンプ１０３から圧送された燃料を蓄圧するための蓄圧器としてのコモンレール１０６と、コモンレール１０６で蓄圧された燃料をさらに加圧するための増圧装置（増圧ピストン）１０８と、及び燃料噴射装置１１０と、から構成されていることが好ましい。【００３９】（１）燃料タンク、フィードポンプ、及び燃料供給用ポンプ
図１４に例示される燃料タンク１０２の容積や形態は、例えば、単位時間当たりの流量が５００〜１，５００リットル／時間程度の燃料を循環できることを考慮して定めることが好ましい。
また、フィードポンプ１０４は、図１４に示すように、燃料タンク１０２内の燃料（軽油）を燃料供給用ポンプ１０３に圧送するものであり、フィードポンプ１０４と、燃料供給用ポンプ１０３との間にはフィルター１０５が介在されていることが好ましい。そして、このフィードポンプ１０４は、一例ではあるが、ギヤポンプ構造を有し、カムの端部に取付け、ギヤの駆動を介して、カム軸と直結又は適当なギヤ比を介して駆動されていることが好ましい。【００４０】  また、フィードポンプ１０４から、フィルター１０５を介して圧送された燃料は、噴射量調整を行う比例制御弁１２０をさらに経由して、燃料供給用ポンプ１０３に供給されることが好ましい。
また、フィードポンプ１０４から供給された燃料は、比例制御弁１２０及び燃料供給用ポンプ１０３に対して圧送される他に、かかる比例制御弁１２０と並列的に設けられたオーバーフローバルブ（ＯＦＶ）を介して、燃料タンク１０２に戻されるように構成することが好ましい。そして、さらに、一部の燃料は、オーバーフローバルブに取付けられたオリフィスを介して、燃料供給用ポンプ１０３のカム室に圧送され、カム室の燃料潤滑油として使用されることが好ましい。【００４１】（２）コモンレール
また、コモンレール１０６の構成は特に制限されるものではなく、公知のものであれば使用することができるが、例えば、図１４に示すように、コモンレール１０６には、複数のインジェクタ（噴射弁）１１０が接続されており、コモンレール１０６で高圧に蓄圧された燃料を各インジェクタ１１０から内燃機関（図示せず）内に噴射することが好ましい。
この理由は、このように構成することにより、エンジンの回転数の変動に噴射圧が影響されることなく、回転数に見合った噴射圧で、インジェクタ１１０を介してエンジンに燃料噴射することができるためである。なお、従来の噴射ポンプシステムでは、エンジン回転数に倣って噴射圧力は変化してしまうという問題があった。
また、コモンレール１０６の側端には、圧力検知器１１７が接続されており、かかる圧力検知器１１７で得られた圧力検知信号を電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）に送ることが好ましい。すなわち、ＥＣＵは、圧力検知器１１７からの圧力検知信号を受けると、電磁制御弁（図示せず。）を制御するとともに、検知した圧力に応じて比例制御弁の駆動を制御することが好ましい。【００４２】（３）増圧装置
また、増圧装置としては、図１５に例示されるように、シリンダ１５５と、機械式ピストン（増圧ピストン）１５４と、受圧室１５８と、電磁弁１７０と、循環路１５７とを含み、そして、機械式ピストン１５４が、比較的大面積を有する受圧部１５２及び比較的小面積を有する加圧部１５６をそれぞれ備えていることが好ましい。
すなわち、シリンダ１５５内に収容された機械式ピストン１５４が、当該受圧部１５２において、コモンレール圧を有する燃料により押圧されて移動し、受圧室１５８のコモンレール圧、例えば、２５〜１００ＭＰａ程度の圧力を有する燃料を、さらに比較的小面積を有する加圧部１５６によって加圧し、１５０ＭＰａ〜３００ＭＰａの範囲内の値とすることが好ましい。【００４３】  また、機械式ピストン１５４を加圧するために、コモンレール圧を有する燃料を大量に使用するが、加圧後には、電磁弁１７０を介して、高圧ポンプの燃料入り口に還流させることが好ましい。すなわち、図１４に示すように、コモンレール圧を有する燃料の大部分は、機械式ピストン１５４を加圧した後、例えば、ライン１２１を介して、高圧ポンプ１０３の燃料入り口に還流され、再び、機械式ピストン１５４を加圧するために使用することが好ましい。
一方、加圧部１５６によって増圧された燃料は、図１５に示すように、燃料噴射装置（燃料噴射ノズル）１６３に送液され、効率的に噴射されて燃焼されるとともに、燃料噴射装置の電磁弁１８０から流出した燃料については、燃料タンク１０２に、ライン１２３を介して還流することになる。【００４４】  したがって、このように増圧装置を設けることにより、コモンレールを過度に大型化することなく、かつ、任意時期に、コモンレール圧を有する燃料によって効果的に機械式ピストンを押圧することができる。
すなわち、図１６に模式図を示すように、増圧方式の蓄圧式燃料噴射装置によれば、機械式ピストンに、比較的大面積の受圧部と、比較的小面積の加圧部と、を備えるとともに、機械式ピストンのストローク量を考慮することにより、加圧損失を少なく、コモンレール圧を有する燃料を、所望値に効率的に増圧することが可能である。
より具体的には、コモンレールからの燃料（圧力：ｐ１、体積：Ｖ１、仕事量：Ｗ１）を、比較的大面積を有する受圧部により受け、比較的小面積を有する加圧部を備えた機械式ピストンにより、より高圧の燃料（圧力：ｐ２、体積：Ｖ２、仕事量：Ｗ２）とすることができる。【００４５】（４）燃料噴射装置
（４）−１  基本的構造
また、燃料噴射装置（インジェクタ）１１０の形態は特に制限されるものでは無いが、例えば、図１５に例示されるように、ニードル弁体１６２が着座する着座面１６４と、この着座面１６４の弁体当接部位よりも下流側に形成される噴孔１６５と、を有するノズルボディ１６３を備え、ニードル弁体１６２のリフト時に着座面１６４の上流側から供給される燃料を噴孔１６５へ導く構成であることが好ましい。
また、このような燃料噴射ノズル１６６は、スプリング１６１等によってニードル弁体１６２を着座面１６４に向かって常時付勢しておき、ニードル弁体１６２をソレノイド１８０の通電／非通電の切り替えによって開閉する電磁弁型であることが好ましい。【００４６】（４）−２  噴射タイミングチャート
また、高圧燃料の噴射タイミングチャートに関し、図１７に例示するように、実線Ａで示されるような、二段階の噴射状態を有する燃料噴射チャートを示すことが好ましい。
この理由は、コモンレール圧と、増圧装置（増圧ピストン）における増圧の組み合わせにより、かかる二段階の噴射タイミングチャートを達成することができ、それによって燃料の燃焼効率を高めるとともに、排気ガス浄化させることができるためである。
また、本発明によれば、コモンレール圧と、増圧装置（増圧ピストン）における増圧タイミングの組み合わせにより、図１７中、点線Ｂで示されるような燃料噴射チャートを示すことも好ましい。
なお、増圧装置（増圧ピストン）を使用しない場合には、すなわち従来の噴射タイミングチャートは、図１７中、点線Ｃで示されるように、低噴射量の一段階の噴射タイミングチャートとなる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】  本発明の燃料供給用ポンプによれば、所定の筒間連結部を設けることにより、複数のスプリング保持室の間を、潤滑油又は潤滑用燃料を迅速かつ円滑に行き来させることができるようになった。そのために、ポンプを高速回転させた場合であっても、潤滑油等によりプランジャの高速駆動が阻害されることが少なくなった。したがって、本発明の燃料供給用ポンプは、増圧方式の蓄圧式燃料噴射装置に使用される燃料供給用ポンプとして好適に使用することができる。
【符号の説明】
【００４８】    ３：カムシャフト
６：タペット構造体
１０：スプリングシート
１２：スプリング保持部
１４：プランジャ取付け部
２７：タペット本体部
２７ａ：ボディ本体部
２７ｂ：摺動部
２８：ローラ受け
２９：ローラ
３０：収容部
３１：通過孔（連通部）
３３：導通路
４０：筒間連結部
５０：燃料供給用ポンプ
５２：ポンプハウジング
５３：プランジャバレル（シリンダ）
５４：プランジャ
６０：カム
７３：燃料供給バルブ
７４：燃料圧縮室
１００：増圧方式の蓄圧式燃料噴射装置
１０２：燃料タンク
１０３：燃料供給用ポンプ（高圧ポンプ）
１０４：フィードポンプ（低圧ポンプ）
１０６：コモンレール
１０８：ピストン増圧装置（増圧ピストン）
１１０：インジェクタ
１２０：比例制御弁
１５２：受圧部
１５４：機械式ピストン
１５５：シリンダ
１５６：加圧部
１５８：受圧室
１６６：燃料噴射ノズル
【図１】
2005068823.tif 000002
【図２】
2005068823.tif 000003
【図３】
2005068823.tif 000004
【図４】
2005068823.tif 000005
【図５】
2005068823.tif 000006
【図６】
2005068823.tif 000007
【図７】
2005068823.tif 000008
【図８】
2005068823.tif 000009
【図９】
2005068823.tif 000010
【図１０】
2005068823.tif 000011
【図１１】
2005068823.tif 000012
【図１２】
2005068823.tif 000013
【図１３】
2005068823.tif 000014
【図１４】
2005068823.tif 000015
【図１５】
2005068823.tif 000016
【図１６】
2005068823.tif 000017
【図１７】
2005068823.tif 000018
【図１８】
2005068823.tif 000019
【国際調査報告】
2005068823.tif 000020
2005068823.tif 000021
2005068823.tif 000022
2005068823.tif 000023