JP2013167195A - 燃料ポンプ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】組付け部品に複数の結合部が近接しても、それらの相互干渉による組付け部品の寸法変化を抑えて、小型化要求と性能要求とを両立させ得る燃料ポンプ構造を提供する。
【解決手段】ポンプ本体に組み付けられるハウジング部材２２は、互いに少なくとも一部で径方向に重なる複数の筒状部品５１〜５３によって構成され、これらの筒状部品５１〜５３は、相互の結合およびポンプ本体への結合のための複数の結合部６１〜６３を有し、特定の筒状部品５２は、複数の結合部６１〜６３のうち、軸方向における結合位置が異なり内外周壁の両方側に位置する第１および第２の結合部６１、６２を有し、両結合部６１、６２が形成される特定の筒状部品５１〜５３の軸方向における結合領域Ｚ１、Ｚ２のうち少なくとも片方は、結合部６１が形成される内周壁側とは反対の外周壁側で、隣接する他の筒状部品５３に対し隙間嵌合している。
【選択図】図３

Description

本発明は、燃料ポンプ構造に関し、特に互いに結合する複数の筒状部品を用いて燃料通路を形成するとともに弁保持機構を構成している燃料ポンプ構造に関する。

車両用の内燃機関においては、気筒内に高圧燃料を直接噴射するものがあるが、このような内燃機関では、燃料を高圧に加圧して燃料噴射弁（インジェクタ）に供給する必要があることから、低圧燃料ポンプから給送される燃料を高圧燃料ポンプにより高圧に加圧する燃料供給システムが多用されている。

このような燃料供給システムにおいては、コンパクトさと信頼性が要求され、その高圧燃料ポンプには、小型化のために、少なくとも逆止弁機能を有する吸入弁および吐出弁をコンパクトに実装・保持することが要求される。

そこで、従来、例えば高圧燃料ポンプのポンプハウジング（ポンプボデー）と吐出弁を収納する吐出弁ハウジングとを別体に構成し、インジェクタ側の燃圧蓄圧器内の圧力を設定圧に制御することができる圧力リリーフ弁を、この吐出弁ハウジング内に実装して、吐出弁と共にポンプハウジングに組み付けるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、プランジャが摺動可能に支承されるシリンダとポンプハウジングとを異種金属で形成し、ポンプハウジングとシリンダとの間に形成される加圧室を互いの圧接面でシールするように、シリンダとポンプハウジングとを相対的に押圧する押圧機構を設けたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００４−２１８５４７号公報 特開２００７−１４６８６２号公報

しかしながら、上述のような従来の燃料供給システムにあっては、高圧燃料ポンプの小型化のために、弁や摺動部品を高密度に配置するとともにそれらを収納するハウジング部材等の組付け部品をポンプボデー本体部にねじ結合や圧入嵌合等により結合し固定する燃料ポンプ構造が採用されていた。そのため、特に燃料が高圧となる吐出側のハウジング部材の固定部分において、そのハウジング部材の歪によって弁のシール性や摺動部品の摺動性能が低下することがあり、その場合、高圧燃料ポンプの燃料加圧性能や耐久性の低下を招いていた。

また、複数の筒状部品を圧入嵌合させたりねじ結合させたりして吐出弁ハウジングを構成すると、吐出弁ハウジング内にリリーフ弁を実装しても吐出弁ハウジングをコンパクトに構成できると考えられるが、そのような場合、ねじ結合部や圧入嵌合部あるいは溶接部等の複数の結合部が近接することになる。そのため、これら複数の結合部の相互干渉によってハウジング部材等の組付け部品の径方向の寸法変化が大きくなり、弁のシール性や摺動部品の摺動性能が低下することが懸念される。

すなわち、従来の燃料ポンプ構造にあっては、複数の結合部の相互干渉を抑えてポンプ性能を高めることと、複数の結合部が近接する実装形態としてポンプサイズの小型化の要求に応えることとが背反し、これらの要求を両立させることが困難であった。

そこで、本発明は、ハウジング部材等の組付け部品の固定部分に複数の結合部が近接しても、それらの相互干渉による組付け部品の寸法変化を抑えることができ、小型化要求と性能要求とを両立させることができる燃料ポンプ構造を提供するものである。

本発明は、上記課題の解決のため、（１）燃料通路と該燃料通路に接続する燃料加圧室とが形成されるとともに該燃料加圧室内の燃料を加圧する燃料加圧機構が装着されたポンプ本体と、可動部品を収納するとともに前記ポンプ本体に組み付けられたハウジング部材と、を備える燃料ポンプ構造であって、前記ハウジング部材は、互いに少なくとも一部で径方向に重なる複数の筒状部品によって構成され、前記複数の筒状部品は、相互の結合および前記ポンプ本体への結合のための複数の結合部を有するとともに、前記複数の筒状部品のうち特定の筒状部品は、前記複数の結合部のうち、該特定の筒状部品の軸方向における結合位置が異なり該特定の筒状部品の内外周壁の両方側に位置する第１および第２の結合部を有し、前記第１および第２の結合部が形成される前記特定の筒状部品の前記軸方向における第１および第２の結合領域のうち少なくとも片方は、前記第１および第２の結合部のうちいずれか片方が形成される前記内外周壁の片方側とは反対側で、隣接する他の筒状部品に対し隙間嵌合していることを特徴とする。

この構成により、特定の筒状部品は、その内外周壁の両方側で軸方向位置が異なる第１および第２の結合部によって内外の他の筒状部品に結合することになるが、第１および第２の結合領域のうち少なくとも１つの結合領域においては、内外周壁の片方側に第１および第２の結合部のうちいずれか片方が形成され、内外周壁の他の片方側（反対側）は、隣接する他の筒状部品に対し隙間嵌合する。したがって、第１および第２の結合部の間の径方向の重なりによる相互干渉が無くなることに加えて、第１および第２の結合部のうちいずれか片方の結合部における歪が隙間嵌合部分で緩和されることになり、複数の筒状部品からなるハウジング部材の径方向の寸法変化が抑制される。その結果、ハウジング部材等の組付け部品の固定部分に複数の結合部が近接しても、それらの相互干渉による組付け部品の寸法変化とそれによるシール性能の低下や摺動性の低下が抑えられ、燃料ポンプの小型化要求と性能要求とを両立させることができる燃料ポンプ構造となる。なお、ここにいういずれか片方の結合部は、第１および第２の結合部のうち歪の緩和が特に要求される方であるのが望ましい。また、第１および第２の結合部の双方の歪を緩和するようにこれらと軸方向および半径方向の位置が逆となる隙間嵌合部を設けてもよい。

本発明の燃料ポンプ構造は、好ましくは、（２）前記結合部の数が３つ以上であり、該３つ以上の結合部のうち前記径方向で隣り合う任意の一対の結合部は、前記軸方向位置が互いに異なっているものである。

したがって、径方向に隣り合う各一対の結合部の軸方向位置が同一となることがなく、
各結合部における歪が相互に干渉することが防止される。

上記（２）の構成を有する燃料ポンプ構造においては、（３）前記結合部が、前記径方向に隣り合う前記第１の結合部および前記第２の結合部と、前記第２の結合部に対し前記径方向で前記第１の結合部とは反対側に配置された第３の結合部とを含み、前記第３の結合部が、前記軸方向で前記第２の結合部より前記第１の結合部の近くに配置されていることが望ましい。

この場合、３つ以上の結合部は交互に軸方向位置を相違させるように配置されることになり、径方向に重なる結合部の数が多くなっても、ハウジング部材をコンパクトに構成することができる。しかも、隙間嵌合部分が形成される結合領域内で径方向に重なる複数の結合部の結合歪みが隙間嵌合部分で緩和されることになり、各筒状部品の肉厚の薄肉化も可能となるので、多重の結合となる場合に体格の最小化に有効となる。

上記（３）の構成を有する燃料ポンプ構造においては、（４）前記第３の結合部が、前記軸方向で前記第１の結合領域内に配置されているのがより好ましい。

この場合、３つ以上の結合部は交互に軸方向の２つの位置に配置されることになり、ハウジング部材をよりコンパクトに構成することができる。

本発明の燃料ポンプ構造においては、（５）前記第１の結合部および前記第２の結合部のうち少なくとも片方が、圧入嵌合部であることが好ましい。

この場合、少なくとも特定の筒状部品における内外周の片方側の圧入嵌合による歪を、特定の筒状部品の内外周の反対側で緩和することができ、特定の筒状部品の径寸法が他の筒状部品との結合歪の影響で変化するのを防止できる。

本発明の燃料ポンプ構造においては、（６）前記第１の結合部および前記第２の結合部のうち少なくとも片方が、ねじ結合部であることが好ましい。

この場合、少なくとも特定の筒状部品における内外周の片方側のねじ結合による歪を、特定の筒状部品の内外周の反対側で緩和することができ、特定の筒状部品の径寸法が他の筒状部品との結合歪の影響で変化するのを防止できる。

本発明の燃料ポンプ構造においては、（７）前記可動部品が、前記燃料加圧室からの燃料の吐出を許容する一方で前記燃料加圧室側への前記燃料の逆流を阻止する吐出弁体を含み、前記複数の筒状部品のうち前記特定の筒状部品に、前記吐出弁体が着座可能な吐出弁座が形成されていることが好ましい。

この場合、吐出弁を収納するハウジング部材をコンパクトに構成できる。

上記（７）に記載の構成を有する燃料ポンプ構造においては、（８）前記可動部品が、前記吐出弁体より下流側の燃料の圧力に応じて変位するリリーフ弁体を含み、前記複数の筒状部品のうち前記特定の筒状部品に、前記リリーフ弁体が着座可能なリリーフ弁座が形成されているのがより好ましい。

この場合、吐出弁およびリリーフ弁を収納するハウジング部材をコンパクトに構成できる。

上記（７）または（８）に記載の構成を有する燃料ポンプ構造においては、（９）前記吐出弁座の弁座面が前記軸方向と直交しているのが好ましい。

この場合、圧入嵌合やねじ結合等の結合による歪みが吐出弁の弁座面に影響し難く、非吐出期間における吐出弁のシール性を向上させることができる。

本発明によれば、第１および第２の結合部の径方向の重なりを回避しつつ片方の結合部における歪を軸方向同一領域内の隙間嵌合部分で緩和するようにしているので、複数の筒状部品からなるハウジング部材の径方向の寸法変化を抑制して、ハウジング部材等の組付け部品の固定部分に複数の結合部が近接しても、それらの相互干渉による組付け部品の寸法変化を抑えることができ、小型化要求と性能要求とを両立させることができる燃料ポンプ構造を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る燃料ポンプ構造を示すその燃料ポンプの断面図である。 本発明の一実施形態に係る燃料ポンプ構造の特徴部を拡大して示す要部拡大断面図である。 本発明の一実施形態に係る燃料ポンプ構造の特徴部における複数の結合部の配置状態の説明図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

（一実施形態）
図１〜図３は、本発明の一実施形態に係る燃料ポンプ構造を有する内燃機関用の高圧燃料ポンプを示している。なお、本実施形態の高圧燃料ポンプ１０は、車両に搭載される内燃機関、例えば筒内噴射式あるいはデュアル噴射式の多気筒のガソリンエンジン（以下、単にエンジンという）に装備され、そのエンジンの燃料を高圧に加圧して吐出するプランジャポンプ型のものである。

図１に示す本実施形態の高圧燃料ポンプ１０は、その吸入側で、図示しない低圧燃料ポンプ（フィードポンプ）に配管接続されており、低圧燃料ポンプによって燃料タンク内から汲み上げられた燃料を吸入するようになっている。低圧燃料ポンプは、例えばポンプインペラを駆動モータで回転駆動する電動式のウェスコポンプ等で構成されており、その単位時間当りの吐出量や吐出圧を変化させることができるようになっている。

また、高圧燃料ポンプ１０は、その吐出側でデリバリーパイプを介して複数の筒内噴射用のインジェクタに配管接続されており、デリバリーパイプに対して高圧の燃料を圧送するようになっている。デリバリーパイプは、高圧燃料ポンプ１０から吐出される高圧の燃料を貯留し蓄圧するもので、各気筒の筒内噴射用のインジェクタの開弁時に、そのインジェクタに高圧の燃料を分配・供給するようになっている。

図１に示すように、高圧燃料ポンプ１０は、ポンプボデー１１と、ポンプボデー１１に対し軸方向に往復変位可能に設けられた略円柱状のプランジャ１２（加圧部材）と、を有している。

ポンプボデー１１には、低圧燃料ポンプからの燃料を吸入する吸入通路１１ａ（低圧側燃料通路）と、内部で加圧された燃料をデリバリーパイプ側に吐出する吐出通路１１ｂ（高圧側燃料通路）とが形成されている。

プランジャ１２は、その内端部１２ａ（図１中の上側端部）でポンプボデー１１の内部に摺動可能に挿入されている。また、プランジャ１２が挿入されたポンプボデー１１の内部には、吸入通路１１ａおよび吐出通路１１ｂに接続する燃料加圧室１３が画成されている。この燃料加圧室１３は、プランジャ１２の軸方向変位に応じてその容積を変化（増減、減少）させることで、燃料を吸入および吐出可能である。

ポンプボデー１１の吸入通路１１ａ上には、燃料加圧室１３内への燃料の吸入を許容する一方で、燃料加圧室１３から上流側への燃料の逆流を阻止する逆止弁機能を有する吸入弁１４が設けられている。また、ポンプボデー１１の吐出通路１１ｂ上には、燃料加圧室１３からの燃料の吐出を許容する一方で、燃料加圧室１３への下流側からの燃料の逆流を阻止する逆止弁機能を有する吐出弁１５と、吐出弁１５より下流側からの燃料の圧力が許容圧力範囲の上限に達すると吐出弁１５をバイパスする燃料加圧室１３側への逆流を許容して下流側の燃料圧力の異常な上昇を回避するリリーフ弁１６と、が設けられている。

ポンプボデー１１の吸入通路１１ａの一部は、低圧燃料ポンプからの燃料を貯留可能な所定容積の吸入ギャラリ室１１ｇ（燃料貯留室）となっており、吸入通路１１ａに導入される燃料は、この吸入ギャラリ室１１ｇの内部にまず貯留されてから燃料加圧室１３内に吸入されるようになっている。

プランジャ１２は、図１中の下端部１２ｂ側で、図示しないローラ付きのロッカーアームを介して図外の駆動カムに係合している。この駆動カムは、少なくとも周方向の一箇所でその半径（リフト量）が他の箇所の半径より大きくなるカムプロフィール（例えば、楕円形または角が丸められた多角形のカムプロフィール）を有している公知のものである。この駆動カムは、例えばエンジンの排気カムシャフト（詳細図示せず）に一体に装着されており、エンジンの動力により駆動される。

ポンプボデー１１の基端側には、それぞれボルト穴１１ｃが形成された複数のフランジ部１１ｆ（図１中に１つだけ示す）と、図示しないヘッドカバー等のポンプ取付穴部に嵌入される嵌入部１１ｈとが設けられており、ポンプボデー１１は、複数のボルト穴１１ｃに挿入された図示しない複数のボルトによってポンプ取付ケースに締結されている。

また、プランジャ１２の他端部１２ｂの近傍にはばね受け部１２ｃが装着されており、このばね受け部１２ｃとポンプボデー１１の間には、圧縮コイルばね１９（弾性部材）が圧縮状態で組み込まれている。この圧縮コイルばね１９は、プランジャ１２を駆動カム２１に接近する側に付勢する弾性部材となっており、プランジャ１２は、圧縮コイルばね１９によって加圧室１３の容積を増加させる方向（図１中で下向きの方向）に常時付勢されている。したがって、前記駆動カムが回転駆動されるとき、プランジャ１２は、駆動カムの回転に応じて軸方向に往復変位する。

ポンプボデー１１に挿入されたプランジャ１２は、前述の駆動カムや圧縮コイルばね１８、オイルシールホルダ１９等と共に、燃料加圧室１３内の燃料を加圧する燃料加圧機構１７を構成している。そして、高圧燃料ポンプ１０は、この燃料加圧機構１７がポンプボデー１１に装着されたポンプ本体２０を有している。

また、ポンプ本体２０には、その外方に突き出るように、筒状の吸入側ハウジング部材２１と筒状の吐出側ハウジング部材２２とが組み付けられている。

ポンプボデー１１は、具体的には、主筒状部材３１と、プランジャ１２を軸方向に摺動可能に保持するとともに主筒状部材３１の中心部に圧入された円筒状のシリンダ部材３２と、フランジ部１１ｆおよび嵌入部１１ｈが一体に装着されるとともに主筒状部材３１およびシリンダ部材３２を支持する取付け部材３３と、を含んで構成されている。

主筒状部材３１およびシリンダ部材３２は、吸入側ハウジング部材２１と共に吸入通路１１ａを形成する一方で、吐出側ハウジング部材２２と共に吐出通路１１ｂを形成している。そして、主筒状部材３１の図１中の左端側部分に吸入側ハウジング部材２１がねじ結合した状態で、主筒状部材３１の中心部に吸入弁１４が保持されている。また、主筒状部材３１の図１中の右端側部分にねじ結合した吐出側ハウジング部材２２の内部に、吐出弁１５およびリリーフ弁１６が保持されている。

吸入弁１４は、吸入通路１１ａへの燃料の導入を許容する一方で吸入通路１１ａに導入された燃料の逆流を規制する吸入弁体１４ａと、その吸入弁体１４ａを常時閉弁方向に付勢することで吸入弁１４の開弁圧を規定する吸入弁ばね１４ｂと、吸入弁ばね１４ｂからの付勢力を受けた吸入弁体１４ａが着座・係合する吸入弁座１４ｃと、によって構成されている。この吸入弁１４は、その前後に所定の開弁差圧が生じるときに開弁し得る。

また、吸入側ハウジング部材２１には、吸入弁１４の吸入弁体１４ａを閉弁操作することができる電磁操作ユニット４０が装着されている。

この電磁操作ユニット４０は、吸入弁体１４ａに連結された操作部材４１と、操作部材４１を吸入弁ばね１４ｂの閉弁方向の付勢力より大きな開弁方向の付勢力で吸入弁１４の吸入弁体１４ａの開弁方向に付勢する圧縮コイルばね４２と、操作部材４１の図１中の上端部に固定された可動コア４３と、可動コア４３に対向する固定コア４４と、固定コア４４の外周を取り囲むように設けられ、通電により励磁されるときに固定コア４４により可動コア４３を吸引させる電磁力を発生させ、操作部材４１を介して吸入弁１４の吸入弁体１４ａを閉弁させる電磁コイル４５と、によって構成されている。

したがって、電磁操作ユニット４０は、吸入弁１４を強制的に閉弁させる期間を制御することにより、プランジャ１２による燃料加圧室１３内の燃料の加圧期間を可変制御することができる。なお、吸入弁１４は、燃料加圧室１３内の燃料の圧力が吸入ギャラリ室１１ｇ内の燃料の圧力に対して所定の吸入弁開弁差圧、例えば数十ｋＰａの差圧分だけ小さくなったときに開弁し得る。

図２および図３に示すように、吐出弁１５は、吐出通路１１ｂを開閉する吐出弁体１５ａおよび環状の吐出弁座１５ｂと、所定の吐出圧（デリバリーパイプ内の燃料の圧力より所定の吐出弁開弁差圧分だけ高い圧力）に達するまで吐出弁体１５ａを吐出弁座１５ｂに当接させる閉弁状態を保持する吐出弁ばね１５ｃ（弾性部材）とによって構成されている。ここで、吐出弁体１５ａが接触する吐出弁座１５ｂの弁座面１５ｓは、中間の筒状部品５２の軸方向（中心軸線方向）に対し直交する円環状をなしている。

この吐出弁１５は、燃料加圧室１３内の燃料の圧力が吐出弁体１５ａより下流側の燃料の圧力（デリバリー圧）に対して予め設定された吐出弁開弁差圧（例えば数十ｋＰａの差圧）だけ高圧となったときに開弁し得る。すなわち、プランジャ１２が燃料加圧室１３の容積を減少させるよう図１中の上方側に変位するとき、燃料加圧室１３内の燃料が加圧されてその圧力が上昇し、吐出弁１５の前後に吐出弁開弁差圧以上の差圧が生じることにより、吸入弁１４の閉弁状態下で吐出弁１５が開弁し得るようになっている。

リリーフ弁１６は、吐出側ハウジング部材２２内に吐出弁１５をバイパスするように形成されたバイパス通路２２ｗ（詳細は後述する）上に設けられた球状のリリーフ弁体１６ａと、このリリーフ弁体１６ａによって閉止可能な環状のリリーフ弁座１６ｂと、リリーフ弁体１６ａをリリーフ弁座１６ｂ側に付勢するリリーフ弁ばね１６ｃと、によって構成されている。

このリリーフ弁１６は、ポンプボデー１１の内部であって燃料加圧室１３の吐出側で吐出弁１５をバイパスするバイパス通路２２ｗ上で、燃料加圧室１３から下流側への吐出方向には常時閉弁し、下流側から燃料加圧室１３側への逆流方向には開弁し得るようになっている。すなわち、リリーフ弁１６は、吐出弁１５より下流側の吐出通路１１ｂ中の燃料の圧力が燃料加圧室１３内の燃料の圧力に対し所定の吐出弁開弁差圧より十分に大きい所定のリリーフ弁開弁差圧（例えば、最大吐出圧より数ＭＰａ大きい差圧）分だけ上回ったときに、開弁するようになっている。なお、ここにいう吐出弁開弁差圧より十分に大きいとは、デリバリーパイプ内の燃料圧力の脈動程度ではリリーフ弁１６が開弁しない程度に大きいことを意味しており、所定のリリーフ弁開弁差圧は、デリバリーパイプ以降の各部品の配管限界圧力を保障し得る範囲内で設定されている。

図１に戻り、前述の電磁操作ユニット４０は、エンジンの動力により前記駆動カムが駆動されてプランジャ１２のリフト量が周期的に変化するとき、図外の電子制御ユニット（ＥＣＵ）によりその通電を制御されるようになっている。そして、インジェクタからの燃料噴射によってデリバリーパイプ内の実燃料圧力が予め設定されたデリバリー圧より低下すると、ＥＣＵがその実燃料圧力を検出する燃圧センサの検出情報に基づいて、プランジャ１２のリフト量が増加する期間（燃料の加圧が可能な所定のクランク角度期間）中に電磁操作ユニット４０の電磁コイル４５に通電し、吸入弁１４を閉弁させて、燃料加圧室１３からデリバリーパイプ内に高圧燃料を圧送させるようになっている。

なお、吸入弁１４が開弁している期間中は、駆動カムの回転に伴ってプランジャ１２のリフト量が増加し、燃料加圧室１３の容積が縮小するときには燃料加圧室１３内の燃料が吸入通路１１ａ側に漏出するため、燃料加圧室１３内の燃料が高圧の燃料圧力レベルにまで加圧されない状態（非加圧状態）となる。

上述のように、本実施形態の高圧燃料ポンプ１０は、燃料通路である吸入通路１１ａおよび吐出通路１１ｂとこれらに接続する燃料加圧室１３とが形成されたポンプボデー１１に燃料加圧機構１７が装着されたポンプ本体２０と、可動部品である吸入弁１４、吐出弁１５およびリリーフ弁１６を収納するとともにポンプ本体２０に組み付けられた吸入側ハウジング部材２１および吐出側ハウジング部材２２（組付け部品）とを備える燃料ポンプ構造を有している。

ここで、吐出側ハウジング部材２２は、図２に示すように、互いに少なくとも一部で径方向に重なる複数の筒状部品５１、５２、５３によって、吐出弁１５およびリリーフ弁１６を収納・保持する弁保持機構を構成している。

主筒状部材３１内に位置する内側の筒状部品５１は、吐出通路１１ｂの上流端部分を形成する内周壁５１ａと、径方向に隣り合う中間の筒状部品５２の基端側内周壁５２ａに圧入嵌合する外周壁５１ｂと、内周壁５１ａの上流端側でリリーフ弁１６の弁ばね１６ｃの一端を支持するばね受け部５１ｃと、吐出通路１１ｂの一部を構成する複数の放射方向連通孔５１ｄと、有している。

径方向で内外の筒状部品５１、５３の間に位置する中間の筒状部品５２は、圧入結合された２つの有底のセグメント５４、５５からなる。

図２および図３に示すように、基端側セグメント５４は、基端側内周壁５２ａを有する基端側凹部５４ａと、その基端側凹部５４ａの内奥部に形成されたリリーフ弁１６のリリーフ弁座１６ｂと、このリリーフ弁座１６ｂの周りで基端側凹部５４ａ内に連通するとともに吐出弁１５の環状の吐出弁座１５ｂの内方に開口するようセグメント５４の軸方向に延在する吐出側内通路５４ｂと、を有している。また、基端側セグメント５４は、外側の筒状部品５３の基端側内周壁５３ａに所定の環状隙間を隔てて対抗する中間外周面５４ｃと、リリーフ弁座１６ｂ内に開口するとともに中間外周面５４ｃ上に開口するリリーフ側内通路５４ｄと、外側の筒状部品５３の基端側内周壁５３ａに対し軸方向の一部の範囲（図３中の結合領域Ｚ２）内で圧入嵌合され、軸方向の残部の範囲内で隙間嵌合している基端側外周壁５４ｅと、を有している。

先端側セグメント５５は、吐出弁１５の吐出弁体１５ａおよび吐出弁ばね１５ｃを収納する吐出通路１１ｂの中間部分を形成する内周壁５５ａと、外側の筒状部品５３の中間内周面５３ｂに対し所定の環状隙間を隔てて対向する中間外周面５５ｂと、内周壁５５ａの下流端側で吐出弁１５の吐出弁ばね１５ｃの一端を支持する環状内突形状のばね受け部５５ｃとを有している。また、先端側セグメント５５には、基端側セグメント５４の中間外周面５４ｃと外側の筒状部品５３の基端側内周壁５３ａとの間の環状の隙間５６ａを、吐出弁１５の吐出弁体１５ａより下流側の吐出通路１１ｂに連通させる複数の切欠き５５ｅが形成されている。ここにいう吐出弁１５の吐出弁体１５ａより下流側の吐出通路１１ｂは、内周壁５５ａにより形成される吐出通路１１ｂの中間部分と、先端側セグメント５５の中間外周面５５ｂと外側の筒状部品５３の中間内周面５３ｂとの間の環状の隙間５６ｂとの双方からなる。また、切欠き５５ｅは、先端側セグメント５５を基端側拡径部分５５ｆの近傍で内外に貫通する複数の長穴状のものである。

外側の筒状部品５３は、基端側内周壁５３ａと中間内周面５３ｂとを異なる内径にした段付形状を有しており、その基端側外周部に主筒状部材３１にねじ結合可能な基端側ねじ部５３ｃを有している。また、外側の筒状部品５３の外周部には、ねじ結合時の回転操作用の例えば六角形の拡径部５３ｈｘが一体に設けられている。なお、外側の筒状部品５３は、その先端側（図２中の右端側）の外周部にもデリバリーパイプへの配管接続のための接続用ねじ部を有していてもよい。

一方、図２および図３に示すように、複数の筒状部品５１〜５３は、相互の結合のための複数の結合部６１、６２と、ポンプ本体２０への結合のための外側の結合部６３とを有している。なお、本実施形態においては、複数の結合部６１〜６３の数は、３つであるが、勿論３つ以上であってもよい。

複数の筒状部品５１〜５３のうち特定の筒状部品、例えば半径方向で内外の筒状部品５１、５３の間に位置する中間の筒状部品５２は、複数の結合部６１〜６３のうち第１および第２の結合部となる内側の結合部６１および中間の結合部６２を有している。これら内側および中間の結合部６１、６２は、特定の筒状部品５２の軸方向における結合位置が互いに異なるとともに、特定の筒状部品５２の図２中左端側の内外周壁の両方側に位置している。そして、これら特定の筒状部品５２は、内側および中間の結合部６１、６２が形成される２つの結合領域Ｚ１、Ｚ２を軸方向の異なる位置に有している。

これら２つの結合領域Ｚ１、Ｚ２のうち少なくとも片方、例えば内側の結合部６１（内側および中間の結合部６１、６２のうちいずれか片方）が形成される結合領域Ｚ１（第１の結合領域）は、内側の結合部６１が形成されるその内周壁（内外周壁の片方）側とは反対側であって、基端側セグメント５４の基端側外周壁５４ｅの軸方向の残部の範囲（図３中の結合領域Ｚ１）内で、隣接する他の筒状部品である外側の筒状部品５３に対し隙間嵌合している。以下、この基端側セグメント５４の基端側外周壁５４ｅが外側の筒状部品５３の基端側内周壁５３ａに対し隙間嵌合している部分を、隙間嵌合部分Ｆｃという。

また、複数の結合部６１〜６３は、特定の筒状部品５２の径方向に隣り合う内側の結合部６１および中間の結合部６２と、中間の結合部６２に対し特定の筒状部品５２の径方向で内側の結合部６１とは反対側の外側に配置された外側の結合部６３（第３の結合部）と、を含んでいる。

複数の結合部６１〜６３のうち径方向で隣り合う任意の一対の結合部、例えば内側の結合部６１および中間の結合部６２は、それらの結合位置が特定の筒状部品５２の軸方向にずらして配置されており、各結合部６１、６２の長さ領域の半分（好ましくは、２／３）以上がそれぞれ径方向に隣り合う結合部６２、６３と重なることがないように配置されている。また、外側の結合部６３は、特定の筒状部品５２の軸方向で中間の結合部６２より内側の結合部６１の近くに配置されている。例えば、外側の結合部６３による外側の筒状部品５３のポンプ本体２０への結合領域Ｚ３（図３参照）は、軸方向において、特定の筒状部品５２の外側の結合領域Ｚ２からは外れ、特定の筒状部品５２の内側の結合領域Ｚ１とは部分的に重複するように配置されている。

すなわち、複数の結合部６１〜６３のうち径方向で隣り合う任意の一対の結合部、例えば中間の結合部６２および外側の結合部６３も、それらの軸方向位置が互いに異なっており、各結合部６２、６３の長さ領域の半分以上がそれぞれの径方向に隣り合う結合部６２、６１と重なることがないようになっている。したがって、径方向に重なる複数の結合部６１〜６３は、軸方向に交互に前後する配置形態となっている。

ここで、軸方向位置が異なり径方向に隣り合う任意の一対の結合部のうち少なくとも片方、例えば内側の結合部６１および中間の結合部６２の両方は、それぞれ圧入嵌合部となっている。

また、軸方向における結合位置が異なり径方向に隣り合う任意の一対の結合部、例えば軸方向位置が異なる中間の結合部６２および外側の結合部６３のうち片方の外側の結合部６３は、ねじ結合部となっている。これら各一対の結合部６１、６２あるいは６２、６３は、本発明にいう第１および第２の結合部に相当するものであり、複数の結合部６１〜６３のうち残りの結合部６３または６１が、本発明にいう第３の結合部に相当する。なお、外側の筒状部品５３の基端側ねじ部５３ｃのうち大半は外側の結合部６３を構成するが、外側の筒状部品５３は、中間の結合部６２の形成領域Ｚ２と重複する軸方向範囲外に他のねじ部分を有していてもよい。

上述のように、ポンプ本体２０に組み付けられた吐出側ハウジング部材２２には、可動部品である吐出弁１５の吐出弁体１５ａやリリーフ弁１６のリリーフ弁体１６ａが収納されている。そして、複数の筒状部品５１〜５３のうち中間の特定の筒状部品５２に、吐出弁体１５ａが着座可能な吐出弁座１５ｂが形成されるとともに、リリーフ弁体１６ａが着座可能なリリーフ弁座１６ｂが形成されている。

また、リリーフ弁体１６ａをリリーフ弁座１６ｂに付勢するリリーフ弁ばね１６ｃが、特定の筒状部品５２の基端側に圧入嵌合する内側の筒状部品５１によって保持されるとともに、吐出弁体１５ａを吐出弁座１５ｂ側に付勢する吐出弁ばね１５ｃが特定の筒状部品５２の先端側セグメント５５によって保持されている。したがって、吐出弁１５を中間の筒状部品５２に予め組み付けた状態で、中間の筒状部品５２を外側の筒状部品５３に圧入することもできるし、吐出弁１５およびリリーフ弁１６を共に中間の筒状部品５２に予め組み付けた状態で、中間の筒状部品５２を外側の筒状部品５３に圧入することもできる。

なお、図２中の点線Ｌ１は、吐出側ハウジング部材２２内の吐出通路１１ｂに沿った加圧燃料の流れの経路を示している。この場合、内側の筒状部品５１の放射方向連通孔５１ｄから内側の筒状部品５１の内部を通って基端側セグメント５４の基端側凹部５４ａ内に入った燃料は、その基端側凹部５４ａの内奥側の吐出側内通路５４ｂを通って吐出弁１５の環状の吐出弁座１５ｂの内方に入り、吐出弁１５の開弁時に、先端側セグメント５５の切欠き５５ｅおよび環状の隙間５６ｂを通ってデリバリーパイプ側に吐出される。また、図２中の二点鎖線Ｌ２は、デリバリーパイプ側が異常に高まりリリーフ弁１６が開弁されるときの燃料圧力の解放経路を示しており、この解放経路中にバイパス通路２２ｗが含まれている。ここで、バイパス通路２２ｗは、先端側セグメント５５の周りの環状の隙間５６ｂと、先端側セグメント５５の周りの環状の隙間５６ａと、この隙間５６ａからリリーフ弁座１６ｂの内方に連通するリリーフ側内通路５４ｄとによって構成され、吐出弁１５の閉弁状態でリリーフ弁１６が開弁するときにバイパス通路として機能するようになっている。

次に、作用について説明する。

上述のように構成される本実施形態の燃料ポンプ構造では、中間の筒状部品５２が、その内外周壁の両方側で軸方向位置が異なる内側および中間の結合部６１、６２によって内外の他の筒状部品５１、５３に結合している。

この状態において、中間の筒状部品５２の２つの結合領域Ｚ１、Ｚ２のうち少なくとも１つの結合領域、例えば一方の結合領域Ｚ１は、内周壁側に第１の結合部６１が形成されており、反対側である外周壁側では、隣接する外側の筒状部品５３に対し隙間嵌合している。

したがって、内側および中間の結合部６１、６２の径方向の重なりによる悪影響がないことに加えて、内側の結合部６１における圧入嵌合による結合歪が、中間の筒状部品５２の基端側セグメント５４の基端側外周壁５４ｅと外側の筒状部品５３の基端側内周壁５３ａとの間の隙間嵌合部分Ｆｃで緩和される。また、内側の結合部６１と軸方向の同一結合領域Ｚ１内で径方向に重なる外側の結合部６３における結合歪も結合領域Ｚ１内の隙間嵌合部分Ｆｃで緩和される。これにより、隙間嵌合部分Ｆｃを緩衝域として多重の結合部６１〜６３の相互の悪影響を確実に回避でき、複数の筒状部品５１〜５３からなる吐出側ハウジング部材２２における結合部６１〜６３の径方向の寸法変化を抑制できることになる。しかも、各筒状部品５１〜５３の基端側における肉厚の薄肉化も可能となるので、多重の結合構造となる場合に吐出側ハウジング部材２２の体格の最小化に有効となる。

その結果、吐出側ハウジング部材２２の固定部分に複数の結合部６１〜６３が近接しても、それらの相互干渉による寸法変化を抑えることができ、吐出弁１５やリリーフ弁１６のシール性の低下あるいはその弁体１５ａ、１６ａその他の摺動部品の摺動性能の低下を防止することができる。よって、高圧燃料ポンプ１０の燃料加圧性能や耐久性の低下を招くことがなく、高圧燃料ポンプ１０の小型化要求と性能要求とを両立させることができる燃料ポンプ構造となる。

また、本実施形態では、３つ以上の結合部のうち径方向で隣り合う任意の一対の結合部６１、６２あるいは６２、６３が、それらの軸方向位置を互いに異ならせたものとなっていることから、径方向に隣り合う各一対の結合部６１、６２あるいは６２、６３の軸方向位置が同一となることがなく、各結合部６１〜６３における歪が相互に干渉することが防止される。

さらに、本実施形態では、複数の結合部６１〜６３が、径方向に隣り合う内側の結合部６１および中間の結合部６２と、中間の結合部６２に対し径方向で内側の結合部６１とは反対側に配置された外側の結合部６３とを含み、その外側の結合部６３が、軸方向で中間の結合部６２よりも内側の結合部６１の近くに配置されている。したがって、３つ以上の結合部６１〜６３は交互に軸方向位置を相違させるように配置されることになり、径方向に重なる結合部６１〜６３等の数が多くなっても、吐出側ハウジング部材２２等の組み付け部品をコンパクトに構成できることになる。

特に、本実施形態では、外側の結合部６３が、軸方向で内側の結合部６１が形成される結合領域Ｚ１内に配置されているので、３つ以上の結合部６１〜６３は交互に軸方向の２つの位置に配置されることになり、吐出側ハウジング部材２２をよりコンパクトに構成することができる。

加えて、内側および中間の結合部６１、６２の両方が圧入嵌合部であり、外側の結合部６３がねじ結合部であるので、少なくとも中間の筒状部品５２における内周側の圧入嵌合による歪を、中間の筒状部品５２の外周側で緩和することができ、特定の筒状部品５２の内側の筒状部品５１（または外側の筒状部品５３）との圧入嵌合部の径寸法が外側の他の筒状部品５３（または内側の他の筒状部品５１）との結合歪の影響で変化するのを防止できることになる。

このことは、外側の筒状部品５３についてもいうことができる。すなわち、中間および外側の結合部６２、６３が圧入嵌合部およびねじ結合部であり、中間の結合部６２に対応する中間の筒状部品５２の結合領域Ｚ２内においては、外側の結合部６３のねじ結合領域から外れており、外側の筒状部品５３の外周側における結合強度が小さい領域となるから、外側の筒状部品５３における内周側の圧入嵌合および外周側のねじ結合による歪を、外側の筒状部品５３の内周側で緩和することができ、外側の筒状部品５３のポンプ本体２０とのねじ結合部６３の径寸法が内側の他の筒状部品５２との圧入嵌合による結合歪の影響で変化するのを防止できることになる。

また、本実施形態では、複数の筒状部品５１〜５３のうち特定の筒状部品５２に、吐出弁体１５ａが着座可能な吐出弁座１５ｂと、リリーフ弁体１６ａが着座可能なリリーフ弁座１６ｂとが、それぞれ形成されているので、吐出弁１５およびリリーフ弁１６を収納する吐出側ハウジング部材２２をコンパクトに構成できる。

さらに、本実施形態では、吐出弁座１５ｂの弁座面１５ｓが中間の筒状部品５２の軸方向に対し直交しているので、中間の筒状部品５２の内外周両側の圧入嵌合や外側の筒状部品５３のねじ結合による歪みが、吐出弁１５の弁座面１５ｓに影響し難く、非吐出期間における吐出弁１５のシール性を十分に向上させることができる。

このように、本実施形態においては、軸方向の同一結合領域Ｚ１内で径方向に重なる内側および外側の結合部６１、６３における結合歪が隙間嵌合部分Ｆｃで緩和され得るようにしているので、複数の筒状部品５１〜５３の多重結合部を有する吐出側ハウジング部材２２の径方向の寸法変化を抑制して、吐出側ハウジング部材２２の固定部分に複数の結合部６１〜６３が近接しても、それらの相互干渉による組付け部品の寸法変化を抑えてシールや摺動部品の性能低下を防止することができ、小型化要求と性能要求とを両立させることができる燃料ポンプ構造を提供することができる。

このような本発明の作用効果は、軸方向における同一の結合領域内で径方向に重なる結合部の数が多くなる場合に有効であり、コンパクトなポンプ構造を得ることができる。

なお、上述の一実施形態では、複数の筒状部品５１〜５３は環状の結合部６１から６３を有するものとしたが、径方向の結合部が２重になるものや、４重以上になる場合であっても、本発明を適用できる。

また、結合部は、上述の一実施形態では圧入嵌合部およびねじ結合部としたが、溶接による結合部やバンド等による締付け結合部のように、結合による歪みを生じ得る結合部であれば、異なる結合方式による結合部を有するものであってよい。したがって、隙間嵌合部は、隙間嵌めのように一様な隙間を有するものである必要は無く、近接する結合部の結合による歪の緩和に有効な形態であれば、外側の結合部６３以外のねじ部５３ｃのようなねじ結合部におけるねじ溝等に形成される隙間でもよい。セレーション嵌合等の場合、隙間嵌合部は、圧入セレーション嵌合により強固に結合する第１および第２の結合部に対し、嵌合代が十分（例えば数分の一程度以下）に小さくなっていればよい。すなわち、結合強度が高まると結合のための寸法変化（変形量）も大きくなるような結合部を有する場合、第１および第２の結合部は、その結合強度が相対的に十分に大きく、隙間嵌合部は、その結合強度が相対的に十分に小さいものとなる。ここにいう結合強度は、例えば抜去力であるが、ねじ結合であれば例えば脱出トルクである。

また、中間の筒状部品５２の先端側セグメント５５を外側の筒状部品５３と一体の一体部品として構成し、隙間５６ｂに代わるバイパス通路２２ｗの一部をその一体部品に穿設してもよい。

以上説明したように、本発明に係る燃料ポンプ構造は、複数の筒状部品の径方向に隣り合う複数の結合部における歪が軸方向の同一領域内で径方向に重なる隙間嵌合部分で緩和されるようにしている。したがって、複数の筒状部品からなるハウジング部材の径方向の寸法変化を抑制して、組付け部品の固定部分に複数の結合部が近接してもそれらの相互干渉による組付け部品の寸法変化を抑えることができ、小型化要求と性能要求とを両立させることができる燃料ポンプ構造を提供することができる。このような本発明は、互いに結合する複数の筒状部品を用いて燃料通路を形成するとともに弁保持機構を構成している燃料ポンプ構造全般に有用である。

１０ 高圧燃料ポンプ（燃料ポンプ）
１１ ポンプボデー
１１ａ 吸入通路
１１ｂ 吐出通路
１１ｇ 吸入ギャラリ室
１２ プランジャ
１３ 燃料加圧室
１４ 吸入弁
１５ 吐出弁
１５ｂ 吐出弁座
１５ｓ 弁座面
１６ リリーフ弁
１６ｂ リリーフ弁座
１７ 燃料加圧機構
２０ ポンプ本体
２１ 吸入側ハウジング部材
２２ 吐出側ハウジング部材
３１ 主筒状部材
３２ シリンダ部材
３３ 取付け部材
４０ 電磁操作ユニット
５１ 筒状部品（第１の筒状部品、第３の筒状部品）
５１ａ 内周壁
５１ｂ 外周壁
５２ 筒状部品（特定の筒状部品、第２の筒状部品）
５２ａ、５３ａ 基端側内周壁
５２ｂ 外周壁
５３ 筒状部品（第３の筒状部品、第１の筒状部品、他の筒状部品）
５３ｂ 中間内周面
６１ 内側の結合部（第１の結合部）
６２ 中間の結合部（第２の結合部）
６３ 外側の結合部（第３の結合部）
Ｚ１、Ｚ２ 結合領域（第１、第２の結合領域）

Claims (9)

1. 燃料通路と該燃料通路に接続する燃料加圧室とが形成されるとともに該燃料加圧室内の燃料を加圧する燃料加圧機構が装着されたポンプ本体と、可動部品を収納するとともに前記ポンプ本体に組み付けられたハウジング部材と、を備える燃料ポンプ構造であって、
   前記ハウジング部材は、互いに少なくとも一部で径方向に重なる複数の筒状部品によって構成され、
   前記複数の筒状部品は、相互の結合および前記ポンプ本体への結合のための複数の結合部を有するとともに、
   前記複数の筒状部品のうち特定の筒状部品は、前記複数の結合部のうち、該特定の筒状部品の軸方向における結合位置が異なり該特定の筒状部品の内外周壁の両方側に位置する第１および第２の結合部を有し、
   前記第１および第２の結合部が形成される前記特定の筒状部品の前記軸方向における第１および第２の結合領域のうち少なくとも片方は、前記第１および第２の結合部のうちいずれか片方が形成される前記内外周壁の片方側とは反対側で、隣接する他の筒状部品に対し隙間嵌合していることを特徴とする燃料ポンプ構造。
2. 前記結合部の数が３つ以上であり、
   該３つ以上の結合部のうち前記径方向で隣り合う任意の一対の結合部は、前記軸方向位置が互いに異なっていることを特徴とする請求項１に記載の燃料ポンプ構造。
3. 前記結合部が、前記径方向に隣り合う前記第１の結合部および前記第２の結合部と、前記第２の結合部に対し前記径方向で前記第１の結合部とは反対側に配置された第３の結合部とを含み、
   前記第３の結合部が、前記軸方向で前記第２の結合部より前記第１の結合部の近くに配置されていることを特徴とする請求項２に記載の燃料ポンプ構造。
4. 前記第３の結合部が、前記軸方向で前記第１の結合領域内に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の燃料ポンプ構造。
5. 前記第１の結合部および前記第２の結合部のうち少なくとも片方が、圧入嵌合部であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちいずれか１の請求項に記載の燃料ポンプ構造。
6. 前記第１の結合部および前記第２の結合部のうち少なくとも片方が、ねじ結合部であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のうちいずれか１の請求項に記載の燃料ポンプ構造。
7. 前記可動部品が、前記燃料加圧室からの燃料の吐出を許容する一方で前記燃料加圧室側への前記燃料の逆流を阻止する吐出弁体を含み、前記複数の筒状部品のうち前記特定の筒状部品に、前記吐出弁体が着座可能な吐出弁座が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のうちいずれか１の請求項に記載の燃料ポンプ構造。
8. 前記可動部品が、前記吐出弁体より下流側の燃料の圧力に応じて変位するリリーフ弁体を含み、前記複数の筒状部品のうち前記特定の筒状部品に、前記リリーフ弁体が着座可能なリリーフ弁座が形成されていることを特徴とする請求項７に記載の燃料ポンプ構造。
9. 前記吐出弁座の弁座面が前記軸方向と直交している請求項７または請求項８に記載の燃料ポンプ構造。

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