JP2013072320A - 高圧ポンプ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 高圧ポンプ1のハウジングは、シリンダ13、支持部材11、通路形成部材15及びカバー31からなる。支持部材11は、シリンダ13の径外方向でカバー31に結合するフランジ部111と通路形成部材15に結合する第1嵌合部112とを有する。支持部材11は、シリンダ13に第1の環状隙間121を隔てて配置される。これによれば、加圧室14の燃圧を直接受けない支持部材11及びカバー31は薄肉化され、通路形成部材15は駄肉を減らすことで軽量化されている。また、支持部材11がシリンダ13から離間するので、支持部材11と他部材との結合時に支持部材11の変形により支持部材11がシリンダ13を径方向へ押圧することを回避し、シリンダ13の変形が抑制され、例えばプランジャ51が焼き付きを回避可能である。
【選択図】図4
Description
上ハウジングは、通路形成部およびカバー部からなる。通路形成部は、シリンダに結合し、シリンダの吸入孔に連通する吸入通路とシリンダの吐出孔に連通する吐出通路とを有する。カバー部は、通路形成部の外側を覆うカバーである。
下ハウジングは、フランジ部および結合部からなる。フランジ部は、シリンダの径外方向に位置し、シリンダの外壁を取り囲むように環状に形成される。結合部は、フランジ部と一体に形成され、上ハウジングの通路形成部およびカバー部の少なくとも一方に結合する。下ハウジングは、シリンダの径外方向に第1の環状隙間を隔てて配置される。
また、下ハウジングとシリンダとの間に第1の環状隙間があるので、下ハウジングは径方向でシリンダから離間する。そのため、下ハウジングと上ハウジングとの結合又は下ハウジングと他部材との結合により下ハウジングが変形するとき、下ハウジングがシリンダを径方向へ押圧することを回避することができる。そのため、シリンダの変形が抑制され、例えばシリンダの変形によりシリンダとプランジャとの間のクリアランスが狭くなりプランジャが焼き付くことを回避可能である。
このように、下ハウジングの結合部と上ハウジングとの結合による下ハウジングの変形量が最も大きい部分がシリンダの摺動面に対し径外方向に位置する場合も、下ハウジングがシリンダを押圧することを回避可能である。そのため、シリンダの変形を抑制し、例えばシリンダの変形によりシリンダとプランジャとの間のクリアランスが狭くなりプランジャが焼き付くことを回避可能である。
これによれば、下ハウジングの第1結合部と上ハウジングの通路形成部との結合、または、下ハウジングの第2結合部と上ハウジングのカバー部との結合により下ハウジングが変形するとき、下ハウジングがシリンダを径方向へ押圧することを回避することができる。そのため、シリンダの変形を抑制し、例えばシリンダの変形によりシリンダとプランジャとの間のクリアランスが狭くなりプランジャが焼き付くことを回避可能である。
また、請求項5に記載の発明では、上ハウジングの通路形成部は、シリンダが嵌合する第1嵌合孔、及び、第1嵌合孔の下ハウジング側かつ第1の環状隙間の径外方向に形成され第1嵌合孔の内径よりも大きい内径をもつ第2嵌合孔を有する。また、下ハウジングの第1結合部は、フランジ部から第2嵌合孔内に突き出す筒状である。この第1結合部は、第1の環状隙間の径外方向で第2嵌合孔の内壁に締まり嵌めで嵌合する。
これらによれば、下ハウジングの第1結合部と上ハウジングの通路形成部との嵌合により下ハウジングが変形するとき、下ハウジングがシリンダを径方向へ押圧することを回避することができる。そのため、シリンダの変形を抑制し、例えばシリンダの変形によりシリンダとプランジャとの間のクリアランスが狭くなりプランジャが焼き付くことを回避可能である。
これによれば、例えば上ハウジングの通路形成部に接続される弁装置や配管等から通路形成部に作用する力が下ハウジングに伝わり難い。そのため、上ハウジングの通路形成部から下ハウジングに伝わる力がシリンダに作用することを回避することができる。そのため、シリンダの変形を抑制し、例えばシリンダの変形によりシリンダとプランジャとの間のクリアランスが狭くなりプランジャが焼き付くことを回避可能である。
また、請求項8に記載の発明では、下ハウジングのフランジ部は、下ハウジングを他部材に固定するねじが挿通するねじ挿通孔を有する。
このように、下ハウジングの第2結合部が上ハウジングのカバー部に溶接されること、または、下ハウジングが他部材にねじ締結されることによって下ハウジングが大きく変形する場合も、下ハウジングがシリンダを押圧することを回避可能である。そのため、シリンダの変形を抑制し、例えばシリンダの変形によりシリンダとプランジャとの間のクリアランスが狭くなりプランジャが焼き付くことを回避可能である。
これによれば、シリンダの突起に当接する下ハウジングは、加圧室の燃料の圧力を受けてプランジャとは反対側に移動しようとするシリンダを規制する規制部材として機能する。
これによれば、下ハウジングが変形するとき下ハウジングがシリンダの突起を径方向に押圧することを回避可能である。そのため、シリンダの変形を抑制し、例えばシリンダの変形によりシリンダとプランジャとの間のクリアランスが狭くなりプランジャが焼き付くことを回避可能である。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による高圧ポンプを図1〜図3に示す。高圧ポンプ1は、図示しない燃料タンクから低圧ポンプにより供給される燃料を加圧し、この加圧した燃料を燃料レールに吐出する燃料ポンプである。高圧ポンプ1は、本体部10、燃料供給部30、プランジャ部50、燃料吸入部70および燃料吐出リリーフ部90を備える。以下の説明では、図1および図2の上側を「上」、図1の下側を「下」として説明する。
支持部材11は、フランジ部111、第1嵌合部112および第2嵌合部113から一体に形成されている。フランジ部111は、シリンダ13の径外方向に延びる円板状であり、シリンダ13が挿通するシリンダ挿通孔115を有する。「第1結合部」としての第1嵌合部112は、シリンダ13の径外方向に位置し、フランジ部111から上側に突き出す円筒状である。第2嵌合部113は、シリンダ13の径外方向に位置し、フランジ部13から下側に突き出す円筒状である。第2嵌合部113は、第1嵌合部112よりも大径に形成されている。フランジ部111は、第1嵌合部112の径外方向かつ第2嵌合部113の径内方向で厚み方向に貫通する燃料流通孔114を有する。
支持部材11は、耐錆性の高い例えばステンレス等の材料からなる。
筒部131の内壁、底部132の内壁、及び、プランジャ51の上端面511は、加圧室14を区画形成する。加圧室14内の燃料は、加圧室14が密封されるとシリンダ13内を上昇するプランジャ51により加圧される。
シリンダ13は、プランジャ51の摺動による焼付や摩耗を抑えるため、例えば焼き入れ等の熱処理によって硬度が高められている。この熱処理は、プランジャ51が摺動する摺動面134だけに部分的に施されてもよいし、シリンダ13全体に施されてもよい。
通路形成部材15は、例えば、横断面が矩形の棒状の素材にシリンダ嵌合孔151、第1吸入通路161、第2吸入通路162および吐出通路163を形成することで作られる。通路形成部材15は、後述のカバー31とともに、特許請求の範囲の「上ハウジング」を構成する。
燃料供給部30は、カバー31、パルセーションダンパ33および燃料インレット35を備える。
カバー31は、通路形成部材15およびシリンダ13の上端部を覆う。カバー31は、シリンダ13の径外方向に位置するカバー筒部312と、カバー筒部312の上端すなわち支持部材11とは反対側を塞ぐカバー底部311とを有する有底円筒状である。カバー筒部312は、カバー底部311側から支持部材11側に向けて順に第1円筒部321、多辺筒部322および第2円筒部323を形成する。
多辺筒部322は、軸方向に直交する断面が八辺形である。多辺筒部322の外面は、互いに平行に且つ軸に対し対称に配置される四対の平面からなる。多辺筒部322と第1円筒部321とを接続する曲部、および、多辺筒部322と第2円筒部323とを接続する曲部は、カバー31の剛性を高めている。
カバー31は、耐錆性の高い例えばステンレス等の板材がプレス加工により作られる。カバー31は、内部に燃料ギャラリ32を形成する役割を果たす限りにおいて肉厚が薄く形成される。
パルセーションダンパ33は、燃料ギャラリ32内の燃料の圧力変化に応じて弾性変形することにより燃料ギャラリ32内の燃料の圧力脈動を低減する。
プランジャ部50は、プランジャ51、オイルシールホルダ52、スプリングシート53およびプランジャスプリング54などを備える。
プランジャ51は、シリンダ13の筒部131に摺動可能に支持される大径部512と、大径部512の下側に一体に形成される小径部513とを有する。大径部512はシリンダ13の摺動面134を摺動可能である。小径部513はオイルシールホルダ52を挿通している。
プランジャスプリング54は、一端がスプリングシート53に係止され、他端がオイルシールホルダ52の圧入部522の深部に係止されている。プランジャスプリング54は、プランジャ51の戻しばねとして機能し、プランジャ51をタペットに当接させるよう付勢する。
プランジャ部50は、前記カムシャフトの回転に応じてプランジャ51を往復移動させ、加圧室14の容積を増減させる。
燃料吸入部70は、吸入通路を開閉するためのものであり、吸入弁部71および電磁駆動部81を備える。
吸入弁部71は、吸入弁ボディ72、シートボディ73、吸入弁部材74および第1スプリングホルダ75等からなる。
吸入弁ボディ72は、円筒状をなし、第1吸入通路161の内壁に形成されたねじ穴に螺合することで通路形成部材15に結合する。シートボディ73および第1スプリングホルダ75は、吸入弁ボディ72と通路形成部材15との間に挟まれて固定されている。シートボディ73内に形成される吸入室711は、第2吸入通路162を通じて燃料ギャラリ32に連通している。また、吸入室711は、吸入孔141を通じて加圧室14に連通可能である。シートボディ73の加圧室14側には、吸入弁部材74が当接可能な弁座731(図3参照)が形成されている。
ニードル86は、吸入弁ボディ72内の第2スプリングホルダ852により軸方向に移動可能に支持されている。ニードル86は、加圧室14側に移動することで吸入弁部材74を弁座731から離間させる。可動コア84は、吸入弁ボディ72内で軸方向に移動可能に設けられ、ニードル86の端部に固定されている。
第2スプリングホルダ852の内側には、ニードル86を加圧室14側に付勢する第2スプリング85が設けられている。第2スプリング85は、第1スプリング76が吸入弁部材74を閉弁方向に付勢する力よりも強い力でニードル86を開弁方向へ付勢する。
固定コア83の磁力は、コイル87への通電を止めると失われる。ニードル86は、固定コア83の磁気的吸引力が無くなると、第2スプリング85の付勢力により固定コア83とは反対側に移動する。これにより、吸入弁部材74が離座し、吸入弁部71が開弁する。
燃料吐出リリーフ部90は、吐出弁ボディ91、シートボディ92、吐出弁部材94およびリリーフ弁部材96等からなる。
吐出弁ボディ91は、円筒状をなし、通路形成部材15の吐出通路163の内壁に形成されたねじ穴に螺合することで通路形成部材15に結合している。
リリーフ弁部材96は、シートボディ92の底壁の加圧室14側でシートボディ92に当接および離間可能に設けられている。リリーフ弁部材96は、シートボディ92に当接することでリリーフ路97を塞ぐ。リリーフ弁スプリング98は、リリーフ弁部材96を閉弁方向へ付勢する。
支持部材11の第1嵌合部112およびフランジ部111は、特許請求の範囲の「結合部」として機能する。
支持部材11の第1嵌合部112は、シリンダ13の摺動面134の径外方向で、通路形成部材15の下側に開口する「第2嵌合孔」としての嵌合孔152の内壁に圧入されている。支持部材11のフランジ部111および第1嵌合部112は、シリンダ13の筒部131の径外方向で筒部131の外壁に対し第1の環状隙間121を隔てて配置されている。
カバー31の開口側の端部は、シリンダ13の摺動面134の径外方向で支持部材11のフランジ部111に溶接されている。支持部材11のフランジ部111は、高圧ポンプ1をエンジン100に固定するとき用いるねじ101が挿通するねじ挿通孔116を有する。支持部材11は、ねじ101によりエンジン100に締結される。
(I)第1圧入工程
第1圧入工程では、支持部材11の第1嵌合部112を通路形成部材15の嵌合孔152に圧入する。このとき、支持部材11は、フランジ部111が通路形成部材15の下端面153に当接するまで圧入される。
(II)第2圧入工程
第2圧入工程では、シリンダ13を支持部材11の下側からシリンダ挿通孔115に挿入し通路形成部材115のシリンダ嵌合孔151に圧入する。このとき、シリンダ13は、環状突起135が支持部材11に軸方向で当接するまで圧入される。
弁取付工程では、先ず、カバー31を通路形成部材15の外側に被せる。続いて、燃料吐出リリーフ部を構成する部材同士が予め組み付けられた状態で、吐出弁ボディ91をカバー31の外側から第2貫通孔326に挿入し通路形成部材15にねじ込む。続いて、吸入弁ボディ72をカバー31の外側から第1貫通孔325に挿入し通路形成部材15にねじ込む。このとき、吸入弁部71を構成する他の部材も同時に通路形成部材15に組み付ける。
(IV)溶接工程
溶接工程では、先ず、カバー31の開口側の端部と下ハウジング11のフランジ部112とを溶接する。続いて、吐出弁ボディ91とカバー31とを溶接するとともに、吸入弁ボディ72とカバー31とを溶接する。これらの溶接は、例えばレーザ溶接等により行われる。
また、支持部材11とシリンダ13との間に第1の環状隙間121があるので、支持部材11が径方向でシリンダ13の筒部131から離間する。そのため、支持部材11と上ハウジングとの結合又は支持部材11とエンジン100との結合により支持部材11が変形するとき、支持部材11がシリンダ13を径方向へ押圧することを回避することができる。そのため、シリンダ13の変形が抑制され、例えばシリンダ13の変形によりシリンダ13とプランジャ51との間のクリアランスが狭くなりプランジャ51が焼き付くことを回避可能である。
このように、支持部材11の結合部と他部材との結合による支持部材11の変形量が最も大きい部分がシリンダ13の摺動面134に対し径外方向に位置する場合も、支持部材11がシリンダ13を押圧することを回避可能である。そのため、シリンダ13の変形を抑制することができ、プランジャ51の焼き付きを回避可能である。
これによれば、支持部材11の第1嵌合部112と通路形成部材15との結合、または、支持部材11のフランジ部111とカバー31との結合により支持部材11が変形するとき、支持部材11がシリンダ13を径方向へ押圧することを回避することができる。そのため、シリンダ13の変形を抑制することができ、プランジャ51の焼き付きを回避可能である。
これによれば、支持部材11の第1嵌合部112と通路形成部材15との嵌合により支持部材11が変形するとき、支持部材11がシリンダ13を径方向へ押圧することを回避することができる。そのため、シリンダ13の変形を抑制することができ、プランジャ51の焼き付きを回避可能である。
これによれば、例えば通路形成部材15に接続される弁装置や配管等から通路形成部材15に作用する力が支持部材11に伝わり難い。そのため、通路形成部材15から支持部材11に伝わる力がシリンダ13に作用することを回避することができる。そのため、シリンダ13の変形を抑制することができ、プランジャ51の焼き付きを回避可能である。
このように、支持部材11のフランジ部111がカバー31に溶接されること、または、支持部材11がエンジン100にねじ締結されることによって支持部材11が大きく変形する場合も、支持部材11がシリンダ13を押圧することを回避可能である。そのため、シリンダ13の変形を抑制することができ、プランジャ51の焼き付きを回避可能である。
これによれば、支持部材11が変形するとき支持部材11がシリンダ13の突起を径方向に押圧することを回避可能である。そのため、シリンダ13の変形を抑制することができ、プランジャ51の焼き付きを回避可能である。
本発明の第2実施形態による高圧ポンプを図5に基づき説明する。図5に示すように第2実施形態による高圧ポンプ2では、プランジャ部60のプランジャ61は、軸方向で外径が同一となるストレート型のプランジャである。
このようなプランジャ61を備える高圧ポンプ2においても、第1実施形態と同様に、加圧室14の燃料の圧力を直接受けない支持部材11およびカバー31は肉厚を薄くすることで軽量化されている。また、通路形成部材15は、横断面が矩形の棒状の素材からなり、各通路を形成する部分以外の駄肉を減らすことで軽量化されている。そのため、高圧ポンプ1のハウジングが軽くなる。
また、支持部材11とシリンダ13との間に第1の環状隙間121があるので、支持部材11が径方向でシリンダ13の筒部131から離間する。そのため、支持部材11と上ハウジングとの結合又は支持部材11とエンジン100との結合により支持部材11が変形するとき、支持部材11がシリンダ13を径方向へ押圧することを回避することができる。そのため、シリンダ13の変形が抑制され、例えばシリンダ13の変形によりシリンダ13とプランジャ51との間のクリアランスが狭くなりプランジャ51が焼き付くことを回避可能である。
本発明の他の実施形態では、通路形成部材およびカバーは、互いに一体に形成されてもよい。また、通路形成部材およびカバーは、それらの少なくとも一方が支持部材と結合すればよい。
本発明の他の実施形態では、支持部材の第1嵌合部およびフランジ部は、シリンダの筒部の摺動面に対し径外方向に位置しなくてもよい。支持部材の第1嵌合部およびフランジ部は、シリンダの筒部の径外方向に位置していればよい。
本発明の他の実施形態では、支持部材の第1嵌合部は、通路形成部材から支持部材側に突き出す筒状の突起が嵌合する嵌合孔から構成されてもよい。
本発明の他の実施形態では、通路形成部材と支持部材とが圧入以外の方法で結合されてもよい。例えば、焼きばめ又は冷やしばめ等の他の締まり嵌めで結合されてもよいし、溶接やろう付け等で結合されてもよい。
本発明の他の実施形態では、支持部材の第1嵌合部は通路形成部材の嵌合孔の底面に軸方向で当接してもよい。また、支持部材のフランジ部は通路形成部材の下端面に軸方向で当接しなくてもよい。
本発明の他の実施形態では、カバーの開口側の端部は、支持部材のフランジ部に溶接以外の方法で結合されてもよい。たとえば、圧入、焼きばめ又は冷やしばめ等の締まり嵌めで結合されてもよい。
本発明の他の実施形態では、高圧ポンプは、燃料レール以外の装置へ向けて液体を吐出する液体ポンプとしてもよい。
本発明の他の実施形態では、吸入通路と吐出通路とは、プランジャの軸に対して対称に配置されなくてもよい。また吸入弁および吐出弁も、プランジャの軸に対して対称に配置されなくてもよい。
本発明の他の実施形態では、パルセーションダンパは、カバーの底部の内側ではなく、カバーの底部以外の場所に配置されてもよい。
このように本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態に適用可能である。
11 ・・・支持部材(下ハウジング)
111 ・・・フランジ部(第2結合部、結合部)
112 ・・・第1嵌合部(第1結合部、結合部)
121 ・・・第1の環状隙間
13 ・・・シリンダ
131 ・・・筒部
132 ・・・底部
134 ・・・摺動面
14 ・・・加圧室
141 ・・・吸入孔
142 ・・・吐出孔
15 ・・・通路形成部材(通路形成部、上ハウジング)
161 ・・・第1吸入通路(吸入通路)
162 ・・・第2吸入通路(吸入通路)
163 ・・・吐出通路
31 ・・・カバー(カバー部、上ハウジング)
51、61・・・プランジャ
Claims (10)
- 往復移動可能なプランジャと、
前記プランジャを摺動可能に支持する筒部および当該筒部の一端を塞ぐ底部からなり、前記筒部の内壁と前記底部の内壁と前記プランジャの外壁とで区画形成される加圧室、当該加圧室に連通する吸入孔、及び、前記加圧室に連結する吐出孔を有するシリンダと、
前記吸入孔に連通する吸入通路と前記吐出孔に連通する吐出通路とを有し前記シリンダに結合する通路形成部、及び、前記通路形成部の外側を覆うカバー部からなる上ハウジングと、
前記シリンダの径外方向に位置する環状のフランジ部、及び、前記通路形成部および前記カバー部の少なくとも一方に結合する結合部から一体に形成され、前記シリンダの径外方向に第1の環状隙間を隔てて配置される下ハウジングと、
を備えることを特徴とする高圧ポンプ。 - 前記下ハウジングの前記結合部は、前記プランジャが摺動可能な前記筒部の摺動面に対し径外方向に位置することを特徴とする請求項1に記載の高圧ポンプ。
- 前記上ハウジングの前記通路形成部および前記カバー部は互いに別体に形成され、
前記下ハウジングの前記結合部は、前記上ハウジングの前記通路形成部に結合する第1結合部と、前記上ハウジングの前記カバー部に結合する第2結合部とからなることを特徴とする請求項1または2に記載の高圧ポンプ。 - 前記下ハウジングの前記第1結合部は、前記上ハウジングの前記通路形成部に締まり嵌めで嵌合することを特徴とする請求項3に記載の高圧ポンプ。
- 前記上ハウジングの前記通路形成部は、前記シリンダが嵌合する第1嵌合孔、及び、当該第1嵌合孔の前記下ハウジング側かつ前記第1の環状隙間の径外方向に形成され前記第1嵌合孔の内径よりも大きい内径をもつ第2嵌合孔を有し、
前記下ハウジングの前記第1結合部は、前記フランジ部から前記第2嵌合孔内に突き出す筒状であり、前記第1の環状隙間の径外方向で前記第2嵌合孔の内壁に嵌合することを特徴とする請求項4に記載の高圧ポンプ。 - 前記下ハウジングの前記第1結合部は、軸方向で前記上ハウジングの前記通路形成部に対し第2の環状隙間を隔てて配置されることを特徴とする請求項5に記載の高圧ポンプ。
- 前記下ハウジングの前記第2結合部は、前記上ハウジングの前記カバー部に溶接されていることを特徴とする請求項3〜6のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
- 前記下ハウジングの前記フランジ部は、前記下ハウジングを他部材に固定するねじが挿通するねじ挿通孔を有することを特徴とする請求項3〜7のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
- 前記シリンダは、前記第1の環状隙間に対し前記加圧室とは反対側で径外方向へ突き出し、軸方向で前記下ハウジングに当接する突起を有することを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
- 前記下ハウジングは、径方向で前記シリンダの前記突起に対し第3の環状隙間を隔てて配置されることを特徴とする請求項9に記載の高圧ポンプ。
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