JP2006257972A - High pressure fuel pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プランジャの往復移動により加圧室に吸入した燃料を加圧し吐出する高圧燃料ポンプに関するものである。 The present invention relates to a high-pressure fuel pump that pressurizes and discharges fuel sucked into a pressurizing chamber by reciprocating movement of a plunger.
プランジャの往復移動により燃料入口から加圧室に吸入した燃料を加圧し吐出する高圧燃料ポンプが知られている(例えば、特許文献1、2参照)。そして、特許文献1、2では、燃料入口と加圧室との連通を電磁駆動式の調量弁で断続し、燃料吐出量を調量している。このように電磁駆動式の調量弁を用いた高圧燃料ポンプでは、調量弁の磁気回路を構成する部品と、プランジャを往復移動自在に支持するシリンダとを別部品で構成している。これは、磁気回路部品は磁束を通すために磁性材で形成され、プランジャと摺動するシリンダは耐摩耗性を高めるために高硬度の材質で形成されるからである。このように、調量弁の磁気回路部品とシリンダには異なる機能が要求される。 High-pressure fuel pumps that pressurize and discharge fuel sucked from a fuel inlet into a pressurizing chamber by a reciprocating movement of a plunger are known (for example, see Patent Documents 1 and 2). In Patent Documents 1 and 2, the communication between the fuel inlet and the pressurizing chamber is intermittently connected by an electromagnetically driven metering valve to meter the fuel discharge amount. In this way, in the high-pressure fuel pump using the electromagnetically driven metering valve, the components that constitute the magnetic circuit of the metering valve and the cylinder that supports the plunger so as to reciprocate are configured as separate components. This is because the magnetic circuit component is formed of a magnetic material so as to allow magnetic flux to pass, and the cylinder that slides with the plunger is formed of a high-hardness material in order to improve wear resistance. Thus, different functions are required for the magnetic circuit component of the metering valve and the cylinder.
しかしながら、特許文献1、2のように調量弁の磁気回路部品とシリンダとを別部品で構成すると、高圧燃料ポンプの部品点数が増加する。その結果、部品同士の結合箇所が増加するので、部品同士を結合するためのボルト等の結合部品、またはねじ山等の結合構造が必要になる。また、部品同士の結合箇所をシールするためのシール部品が必要になる。その結果、高圧燃料ポンプの部品点数および組付工数が増加し、高圧燃料ポンプの製造コストが増加する。 However, if the magnetic circuit part of the metering valve and the cylinder are configured as separate parts as in Patent Documents 1 and 2, the number of parts of the high-pressure fuel pump increases. As a result, the number of parts to be joined increases, so that a joining part such as a bolt for joining parts together or a joining structure such as a screw thread is required. In addition, a seal part for sealing the joint portion between the parts is required. As a result, the number of parts and assembly man-hours of the high-pressure fuel pump increase, and the manufacturing cost of the high-pressure fuel pump increases.
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、部品点数および組付工数が減少し安価な高圧燃料ポンプを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide an inexpensive high-pressure fuel pump in which the number of parts and the number of assembly steps are reduced.
請求項1から5記載の発明によると、プランジャを往復移動自在に支持するシリンダが調量弁の磁気回路を構成しているので、高圧燃料ポンプの部品点数が減少する。また、請求項2記載の発明では、シリンダがハウジング本体をなしており、調量弁はシリンダに直接組み付けられている。したがって、高圧燃料ポンプの部品点数がさらに減少する。 According to the first to fifth aspects of the present invention, since the cylinder that supports the plunger so as to be reciprocally movable constitutes the magnetic circuit of the metering valve, the number of parts of the high-pressure fuel pump is reduced. In the invention according to claim 2, the cylinder forms the housing body, and the metering valve is directly assembled to the cylinder. Therefore, the number of parts of the high-pressure fuel pump is further reduced.
そして、高圧燃料ポンプの部品点数が減少することにより、高圧燃料ポンプにおいて、部品同士を結合するための結合部品、あるいは部品同士を結合する結合構造を形成する箇所が減少する。さらに、部品同士の間をシールするシール部品が減少する。したがって、高圧燃料ポンプの部品点数および組付工数が減少し、高圧燃料ポンプの製造コストを低減できる。 Then, as the number of parts of the high-pressure fuel pump is reduced, in the high-pressure fuel pump, the number of parts that form a joint part for joining parts together or a joint structure for joining parts together is reduced. Further, the number of sealing parts that seal between the parts is reduced. Therefore, the number of parts and assembly man-hours of the high pressure fuel pump are reduced, and the manufacturing cost of the high pressure fuel pump can be reduced.
請求項3記載の発明によると、プランジャと摺動するシリンダの摺動部は焼き入れされているので、シリンダの摺動部の硬度が増加し、シリンダの摺動部の摩耗が低減する。
請求項4および5記載の発明によると、可動部材と向き合い可動部材との間に磁気吸引力を発生するシリンダの吸引部の一部を薄肉化するか焼き入れしている。これにより、可動部材を吸引する吸引部の一部が磁気絞りとして機能するので、吸引部からシリンダの吸引部以外の部分に磁束が漏れることを低減できる。その結果、可動部材とシリンダの吸引部との間に働く磁気吸引力が増加する。
According to the third aspect of the present invention, since the sliding portion of the cylinder that slides with the plunger is quenched, the hardness of the sliding portion of the cylinder increases and the wear of the sliding portion of the cylinder decreases.
According to the fourth and fifth aspects of the present invention, a part of the attracting portion of the cylinder that generates the magnetic attraction force between the movable member and the facing movable member is thinned or quenched. Thereby, since a part of attraction | suction part which attracts | sucks a movable member functions as a magnetic aperture, it can reduce that magnetic flux leaks to parts other than the attraction | suction part of a cylinder from an attraction | suction part. As a result, the magnetic attractive force that acts between the movable member and the suction part of the cylinder increases.
本発明の複数の実施形態を図に基づいて説明する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による高圧燃料ポンプを図1および図2に示す。高圧燃料ポンプ10は、例えば、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンの燃料噴射弁に燃料を供給する燃料ポンプである。
図1に示すように、高圧燃料ポンプ10は、シリンダ12、ハウジングカバー30、プランジャ40、配管継手50、調量弁60、および吐出弁90(図2参照)等を備えている。
シリンダ12およびハウジングカバー30はポンプハウジングを構成している。シリンダ12は磁性材であるマルテンサイト系ステンレス等で形成されている。シリンダ12は、プランジャ40を往復移動自在に支持しており、プランジャ40と摺動するシリンダ12の摺動部14は高周波焼き入れにより硬化して形成されている。図1において、シリンダ12を高周波焼き入れして硬化した摺動部14の範囲は二点鎖線で示されている。そして、シリンダ12には、燃料入口である配管継手50、調量弁60および吐出弁90等が直接取り付けられている。つまりシリンダ12は、高圧燃料ポンプ10のハウジング本体をなしている。
A plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
A high-pressure fuel pump according to a first embodiment of the present invention is shown in FIGS. The high-
As shown in FIG. 1, the high-
The
また、シリンダ12には、導入通路202、吸入通路212、加圧室220、逃がし通路222、吐出通路230(図2参照)等が形成されている。吸入室210は、シリンダ12とハウジングカバー30との間に形成されている。吸入通路212は、シリンダ12の側壁を穿孔して形成されており、ボール80により穿孔入口が封止されている。導入通路202、吸入室210、吸入通路212、加圧室220、吐出通路230は、特許請求の範囲に記載した燃料通路を構成している。
The
プランジャ40は、シリンダ12の摺動部14に往復移動自在に支持されている。加圧室220は、プランジャ40の往復移動方向の一端側に形成されている。プランジャ40の他端側に形成されたヘッド42は、スプリング座44と結合している。スプリング座44とシリンダ12との間にスプリング46が介装されている。スプリング座44はスプリング46の付勢力により図示しないタペットの底部内壁に押し付けられている。このタペットの底部外壁が図示しないカムの回転によりカムと摺動することにより、プランジャ40は往復移動する。プランジャ40のヘッド42側の外周面と、プランジャ40を収容するシリンダ12の内周面との間は、オイルシール48によりシールされている。オイルシール48は、エンジン内から加圧室220へのオイルの侵入を防止し、かつ加圧室220からエンジン内への燃料漏れを防止する。プランジャ40とシリンダ12との摺動箇所からオイルシール48側に漏れた燃料は、逃がし通路222から低圧側の導入通路202に戻される。これにより、オイルシール48に高圧の燃料圧力が加わることを防止する。
The
配管継手50は、配管継手50のボディ52とシリンダ12とがねじ結合することにより、導入通路202内に組み付けられている。配管継手50のボディ52内に導入通路202と連通する燃料通路200が形成されており、この燃料通路200に燃料フィルタ54が設置されている。
調量弁60は、弁部材62、ガイド64、スプリング66、弁座部材68、電磁駆動部70等を有している。可動部材である弁部材62は、例えば、磁性材、または磁性材の表面を非磁性材でコーティングすることによりカップ状に形成されており、ガイド64により往復移動自在に案内される。スプリング66は、弁部材62の吸入室210側に設置された弁座部材68に向けて弁部材62を付勢している。弁部材62が弁座部材68に着座すると、吸入室210と吸入通路212との連通が遮断される。弁座部材68はシリンダ12とねじ結合している。
The
The
調量弁60の電磁駆動部70は、樹脂部72に中心コア74およびコイル部76をインサート成形して形成されている。中心コア74およびコイル部76は、弁部材62に対して吸入室210と反対側の加圧室220の外周側に設けたシリンダ12の凹部18に弁部材62と同軸上に嵌め込まれている。コイル部76への通電をオンすると、弁部材62に対して弁座部材68と反対側に設けたシリンダ12の吸引部20と弁部材62との間に磁気吸引力が働く。つまり、シリンダ12は、電磁駆動式の調量弁60の磁気回路を構成している。
The
図2に示すように、燃料出口である吐出弁90は、ボディ92、弁部材94、スプリング96、弁座部材97、スプリング座98を有している。吐出弁90は、ボディ92とシリンダ12とがねじ結合することにより、加圧室220と連通している吐出通路230内に組み付けられている。スプリング96は、弁座部材97に着座する方向に向けて弁部材94を付勢している。弁部材94が弁座部材97に着座すると、吐出通路230は閉塞される。スプリング座98はスプリング96の一端を係止するとともに、弁部材94の周囲を覆い、弁部材94の往復移動を案内している。
As shown in FIG. 2, the
次に、高圧燃料ポンプ10の作動について説明する。
(1)吸入行程
プランジャ40が下降し、加圧室220の圧力が低下すると、弁部材62の上流側である吸入室210と下流側である加圧室220とから弁部材62が受ける差圧が変化する。そして、加圧室220の燃料圧力により弁部材62が弁座部材68に着座する方向に受ける力とスプリング66の付勢力との和が、吸入室210側の燃料圧力により弁部材62が弁座部材68から離座する方向に受ける力よりも小さくなると、弁部材62は弁座部材68から離座し、弁部材62に対し弁座部材68と反対側のシリンダ12の吸引部20に係止される。これにより、吸入室210から吸入通路212を通り加圧室220に燃料が吸入される。
Next, the operation of the high
(1) Suction stroke When the
そして、プランジャ40が下死点に達する前の弁部材62とシリンダ12の吸引部20とが当接している状態でコイル部76への通電をオンする。弁部材62とシリンダ12とが当接しているので、吸引部20に弁部材62が係止された調量弁60の開弁状態を保持するために必要な磁気吸引力は小さくてよい。
Then, energization of the
(2)戻し行程
プランジャ40が下死点から上死点に向かって上昇しても、コイル部76への通電はオンされた状態であり、吸引部20と弁部材62との間に磁気吸引力が働いているので、弁部材62は吸引部20に係止された開弁位置に保持される。これにより、プランジャ40の上昇により加圧された加圧室220の燃料は、吸入通路212を通り、調量弁60から吸入室210に戻される。
(2) Return stroke Even when the
(3)加圧行程
戻し行程中にコイル部76への通電をオフすると、弁部材62と吸引部20との間に磁気吸引力が働かなくなる。その結果、弁部材62が加圧室220の燃料圧力により弁座部材68に着座する方向に受ける力とスプリング66の付勢力との和が、吸入室210側の燃料圧力により弁部材62が弁座部材68から離座する方向に受ける力よりも大きくなる。その結果、弁部材62は差圧により弁座部材68に着座し、吸入室210と吸入通路212との連通は遮断される。この状態でプランジャ40がさらに上死点に向けて上昇すると、加圧室220の燃料が加圧され燃料圧力が上昇する。そして、加圧室220の燃料圧力が所定圧以上になると、スプリング96の付勢力に抗して弁部材94が弁座部材97から離座し吐出弁90が開弁する。これにより、加圧室220で加圧された燃料は吐出通路230を通り吐出弁90から吐出される。吐出弁90から吐出された燃料は、図示しない燃料レールに供給されて蓄圧され、燃料噴射弁に供給される。
上記(1)〜(3)の行程を繰り返すことにより、高圧燃料ポンプ10は吸入した燃料を加圧して吐出する。燃料の吐出量は、調量弁60のコイル部76への通電タイミングを制御することにより調量される。
(3) Pressurization stroke When energization of the
By repeating the steps (1) to (3), the high-
(第2、第3、第4、第5、第6実施形態)
本発明の第2実施形態を図3に、第3実施形態を図4に、第4実施形態を図5に、第5実施形態を図6に、第6実施形態を図7に示す。尚、第1実施形態と実質的に同一構成部分には同一符号を付し説明を省略する。
図3に示す第2実施形態の高圧燃料ポンプ100では、調量弁60の弁部材62に対し中心コア74およびコイル部76が偏心して設置されている。その結果、調量弁60の構成部品の中で占有スペースの大きいコイル部76の一部がシリンダ12の側面から外側に突出している。これにより、コイル部76を収容するために必要なシリンダ12のスペースが小さくなるので、高圧燃料ポンプ100を小型化できる。
(Second, third, fourth, fifth and sixth embodiments)
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention, FIG. 4 shows a third embodiment, FIG. 5 shows a fourth embodiment, FIG. 6 shows a fifth embodiment, and FIG. 7 shows a sixth embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the substantially same component as 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted.
In the high
図4に示す第3実施形態では、吸引部20の弁部材62側において吸引部20が弁部材62と当接する部分の内周側に凹部22を設け、吸引部20の一部に薄肉部24を形成している。凹部22の底面はスプリング66を係止している。また、図5に示す第4実施形態では、吸引部20のコイル部76側において吸引部20が弁部材62と当接する部分の内周側に相当する部分に凹部22を設け、吸引部20の一部に薄肉部24を形成している。
In the third embodiment shown in FIG. 4, the
第3実施形態および第4実施形態において吸引部20の一部に形成した薄肉部24は磁気絞りとして機能するので、コイル部76に通電することにより発生する磁束が吸引部20からシリンダ12の吸引部20以外の部分に漏れることを低減する。これにより、弁部材62とシリンダ12の吸引部20との間に流れる磁束を増加し、弁部材62と吸引部20との間に働く磁気吸引力を増加できる。
In the third embodiment and the fourth embodiment, the
図6に示す第5実施形態では、吸引部20が弁部材62と当接する部分の内周部26の肉厚全体を焼き入れして磁気特性を低下させている。焼き入れしている範囲は、内周部26が示す二点鎖線で囲まれた箇所である。その結果、内周部26は磁気絞りとして機能するので、コイル部76に通電することにより発生する磁束が吸引部20からシリンダ12の吸引部20以外の部分に漏れることを低減する。これにより、弁部材62とシリンダ12の吸引部20との間に流れる磁束を増加し、弁部材62と吸引部20との間に働く磁気吸引力を増加できる。
In the fifth embodiment shown in FIG. 6, the entire thickness of the inner
図7に示す第6実施形態の高圧燃料ポンプ110では、シリンダ112に設けた挿入部114からシリンダ112に電磁駆動部70を挿入している。そして、挿入部114に設けた円柱部116は、第1実施形態〜第5実施形態における中心コア74に相当している。このように第6実施形態では、調量弁60の電磁駆動部70の中心コアをシリンダ112と一体に形成した円柱部116で構成しているので、高圧燃料ポンプ110の部品点数が減少する。
In the high
上記複数の実施形態では、プランジャ40を往復移動自在に支持するシリンダを磁性材で形成し、プランジャ40と摺動する摺動部14を焼き入れすることにより、摺動部14の硬度を増加している。また、シリンダは電磁駆動式の調量弁の磁気回路を構成している。つまりシリンダは、プランジャ40を支持する摺動部14と、磁気回路部品という異なる機能を兼ねている。さらに、シリンダは高圧燃料ポンプのハウジング本体をなしており、高圧燃料ポンプの構成部品がシリンダに直接組み付けられている。このように、シリンダが摺動部14と調量弁60の磁気回路部品とを兼ね、さらにハウジング本体をなしているので、高圧燃料ポンプの部品点数が減少する。その結果、部品同士の結合箇所が減少するので、高圧燃料ポンプにおいて、部品同士を結合するための結合部品、あるいは部品同士を結合する結合構造を形成する箇所が減少する。さらに、部品同士の間をシールするシール部品が減少する。したがって、高圧燃料ポンプの部品点数および組付工数が減少し、高圧燃料ポンプの製造コストを低減できる。
In the above embodiments, the cylinder that supports the
(他の実施形態)
上記複数の実施形態では、プランジャと摺動するシリンダの摺動部14の硬度を焼き入れにより増加したが、シリンダの材質によっては焼き入れ処理を施さないことも可能である。
また上記複数の実施形態では、配管継手50、調量弁60、吐出弁90等をシリンダに直接組み付けたが、シリンダが調量弁60の磁気回路を構成するのであれば、配管継手50、調量弁60、吐出弁90等をシリンダ以外のハウジング部材に組み付けてもよい。
(Other embodiments)
In the above embodiments, the hardness of the sliding
In the above embodiments, the pipe joint 50, the
上記第3、第4実施形態では、スプリング66を係止するため、および燃料をシールするために、吸引部20の肉厚の一部を残して薄肉部24を形成して磁気絞りとし、吸引部20からの磁束の漏れを低減した。これに対し、構成上可能であるなら、弁部材62が吸引部20と当接する部分の内周側において吸引部20を肉厚方向に貫通し、吸引部20からの磁束の漏れを低減してもよい。
In the third and fourth embodiments, in order to lock the
また上記第5実施形態では、吸引部20が弁部材62と当接する部分の内周部26の肉厚全体を焼き入れして磁気特性を低下させたが、内周部26の肉厚の一部だけを焼き入れして磁気絞りとし、磁気特性を低下させてもよい。
また上記複数の実施形態では、加圧室220の吸入側の燃料通路を調量弁60が開閉して燃料を調量したが、調量弁の設置位置はこれに限るものではなく、高圧燃料ポンプの燃料入口と燃料出口との間の燃料通路であればどの位置に調量弁を設置してもよい。例えば、加圧室の吐出側の燃料通路に調量弁を設置して燃料を調量してもよい。
Further, in the fifth embodiment, the entire thickness of the inner
In the above embodiments, the
10、100、110 高圧燃料ポンプ、12、112 シリンダ、14 摺動部、20 吸引部、22 凹部、24 薄肉部、40 プランジャ、50 燃料継手(燃料入口)、60 調量弁、62 弁部材(可動部材)、70 電磁駆動部、76 コイル部、90 吐出弁(燃料出口)、202 導入通路(燃料通路)、210 吸入室(燃料通路)、212 吸入通路(燃料通路)、220 加圧室(燃料通路)、230 吐出通路(燃料通路) 10, 100, 110 High pressure fuel pump, 12, 112 Cylinder, 14 Sliding part, 20 Suction part, 22 Recessed part, 24 Thin part, 40 Plunger, 50 Fuel joint (fuel inlet), 60 Metering valve, 62 Valve member ( (Movable member), 70 electromagnetic drive part, 76 coil part, 90 discharge valve (fuel outlet), 202 introduction passage (fuel passage), 210 suction chamber (fuel passage), 212 suction passage (fuel passage), 220 pressurization chamber ( Fuel passage), 230 Discharge passage (fuel passage)
Claims (5)
前記燃料入口と前記燃料出口との間の燃料通路を開閉することにより燃料を調量する可動部材、および前記可動部材を駆動するコイル部を有する調量弁と、
を備え、
前記シリンダは前記調量弁の磁気回路を構成していることを特徴とする高圧燃料ポンプ。 In the high-pressure fuel pump that pressurizes the fuel sucked into the pressurizing chamber from the fuel inlet by reciprocating the plunger accommodated in the cylinder and discharges the pressurized fuel from the fuel outlet,
A movable member for metering fuel by opening and closing a fuel passage between the fuel inlet and the fuel outlet, and a metering valve having a coil portion for driving the movable member;
With
The high-pressure fuel pump, wherein the cylinder constitutes a magnetic circuit of the metering valve.
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