JP2015148231A - 高圧ポンプ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】高圧ポンプ1は、プランジャ51、シリンダ13、通路形成部材15、カバー31および支持部材11を備える。シリンダ13は、往復移動可能なプランジャ51を摺動可能に支持する内壁及びプランジャ51の外壁により形成される加圧室14、加圧室14に連通する吸入孔141、及び、加圧室14に連結する吐出孔142を有する。通路形成部材15は、シリンダ13の吸入孔141に連通する吸入通路161、162とシリンダ13の吐出孔142に連通する吐出通路163とを有する。カバー31は、通路形成部材15を収容するよう設けられる。支持部材11は、カバー31に結合し、燃料が流入する燃料ギャラリ33をカバー31との間に形成する。
【選択図】図1
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。カバーは、通路形成部を収容するよう設けられる。
下ハウジングは、カバーに結合する。下ハウジングは、燃料が流入する燃料ギャラリをカバーとの間に形成する。
(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。「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は「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。
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
112 ・・・第1嵌合部(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 (8)
- 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内壁及び前記プランジャの外壁により形成される加圧室、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する通路形成部、及び、前記通路形成部を収容するよう設けられる有底筒状のカバーからなる上ハウジングと、
前記カバーに結合し、燃料が流入する燃料ギャラリを前記カバーとの間に形成する下ハウジングと、
を備えることを特徴とする高圧ポンプ。 - 前記シリンダと前記下ハウジングとの間には環状隙間があることを特徴とする請求項1に記載の高圧ポンプ。
- 前記環状隙間は、前記シリンダのうち軸方向において前記下ハウジングと重なる部分と、前記下ハウジングとの間に形成されることを特徴とする請求項2に記載の高圧ポンプ。
- 前記下ハウジングと前記カバーとは、溶接により接合されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
- 前記カバーは、前記吸入通路に対応する第1貫通孔、及び、前記吐出通路に対応する第2貫通孔を有し、
前記第1貫通孔に挿通された状態で前記吸入通路に設けられ、前記加圧室へ吸入される燃料が通過する燃料吸入部と、前記第2貫通孔に挿通された状態で前記吐出通路に設けられ、前記加圧室から吐出される燃料が通過する燃料吐出部と、をさらに備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。 - 前記カバーの前記第1貫通孔と前記燃料吸入部、及び、前記カバーの前記第2貫通孔と前記燃料吐出部とは、溶接により接合されていることを特徴とする請求項5に記載の高圧ポンプ。
- 前記燃料ギャラリに設けられ、前記燃料ギャラリ内の燃料の圧力脈動を低減可能なパルセーションダンパをさらに備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
- 前記パルセーションダンパは、前記カバーの底部と前記通路形成部との間に設けられていることを特徴とする請求項7に記載の高圧ポンプ。
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