JP2017072026A - High pressure fuel supply pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高圧燃料供給ポンプに係わり、特に自動車の内燃機関に用いられるのに適した高圧燃料供給ポンプに関する。 The present invention relates to a high-pressure fuel supply pump, and more particularly to a high-pressure fuel supply pump suitable for use in an internal combustion engine of an automobile.
自動車等の内燃機関の内、燃焼室内部へ直接的に燃料を噴射する直接噴射タイプの内燃機関において、燃料を高圧化するための高圧燃料供給ポンプが広く用いられている。この高圧燃料供給ポンプの背景技術として、特開2003−343395号公報(特許文献1)に記載された燃料ポンプがある。この燃料ポンプは、往復動可能に保持されたシリンダと、シリンダの外面の一部を壁面の一部とし、この壁面の移動によって内容積が変化する加圧室と、加圧室に導かれる燃料の通路である燃料吸入通路と、加圧室で加圧された燃料が加圧室外へ出た後の通路である燃料吐出通路と、燃料吸入通路に間挿された燃料吸入弁と、燃料吐出通路に間挿された燃料吐出弁とを備えている(要約参照)。 Among internal combustion engines such as automobiles, high pressure fuel supply pumps for increasing the pressure of fuel are widely used in direct injection type internal combustion engines that inject fuel directly into the combustion chamber. As a background art of this high-pressure fuel supply pump, there is a fuel pump described in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-343395 (Patent Document 1). The fuel pump includes a cylinder that is reciprocally supported, a pressurizing chamber in which a part of the outer surface of the cylinder is a part of a wall surface, the inner volume of which is changed by the movement of the wall surface, and a fuel that is guided to the pressurizing chamber. A fuel suction passage, a fuel discharge passage which is a passage after the fuel pressurized in the pressurizing chamber goes out of the pressurizing chamber, a fuel suction valve inserted in the fuel suction passage, and a fuel discharge And a fuel discharge valve inserted in the passage (see summary).
さらに、この燃料ポンプは、燃料吐出弁として、ボールを用いている(図2参照)。ボールは背圧を受けてシート面に当接することにより、シート部とヘルツ接触を起こし、油密性能を得ることができる。 Further, this fuel pump uses a ball as a fuel discharge valve (see FIG. 2). The ball receives the back pressure and comes into contact with the seat surface, thereby causing Hertz contact with the seat portion and obtaining oil tight performance.
しかしながら、特許文献1の技術においては、燃料吐出弁の弁体がボール形状のため、幾何学的にシート部はボール直径よりも小さくならざるを得ず、シート部に形成される燃料通路(断面積)の確保に限界がある。例えば、シート部の直径(シート径)はボール直径の1/√2倍程度になる。この場合、通路断面積を大きくするために、ボール直径を大きくすると、弁体の質量増加を招き、応答性の悪化が避けられない。また、ボールを保持する部品なども大型化することで、燃料吐出弁(吐出弁機構)の構造が全体的に大型化する。
However, in the technique of
この対策として、弁体の曲面形状部を、シート部に当接する部分のみとすることが考えられる。この様な弁体を用いる場合、その曲面形状部が確実にシート部に当接できるようにするために、弁体を軸方向に摺動可能に拘束して、弁体の傾きを抑制するガイド機構が必要となる。さらに、高圧燃料供給ポンプでは、内燃機関への搭載性を高めるため、ガイド機構を含む吐出弁機構の小型化が必要である。 As a countermeasure, it is conceivable that the curved surface shape portion of the valve body is only a portion that abuts on the seat portion. When such a valve body is used, a guide for restraining the inclination of the valve body by restraining the valve body so as to be slidable in the axial direction in order to ensure that the curved surface shape portion can be brought into contact with the seat portion. A mechanism is required. Further, in the high-pressure fuel supply pump, it is necessary to reduce the size of the discharge valve mechanism including the guide mechanism in order to improve the mountability to the internal combustion engine.
本発明の目的は、ガイド機構を含む吐出弁機構の小型化が可能な高圧燃料供給ポンプを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a high-pressure fuel supply pump capable of downsizing a discharge valve mechanism including a guide mechanism.
上記目的を達成するために、本発明の高圧燃料供給ポンプは、
流体を圧縮するための加圧室と、前記加圧室と吐出通路との間に配置される吐出弁部材と、前記吐出弁部材が当接する吐出弁シート部と、前記吐出弁部材を前記吐出弁シート部に当接する向きに付勢する吐出弁ばね部材と、を備えた高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記吐出弁部材の前記加圧室側とは反対側に形成される被案内部と、
前記吐出弁部材に対して前記加圧室側とは反対側に配置され、前記被案内部をガイドする案内部と、
を備え、
前記案内部及び前記被案内部は、前記吐出弁部材の外周よりも径方向内側に配置される。
In order to achieve the above object, the high-pressure fuel supply pump of the present invention comprises:
A pressurizing chamber for compressing fluid; a discharge valve member disposed between the pressurizing chamber and the discharge passage; a discharge valve seat portion in contact with the discharge valve member; and discharging the discharge valve member A high-pressure fuel supply pump comprising a discharge valve spring member that urges the valve seat portion in a direction to contact the valve seat portion,
A guided portion formed on the side opposite to the pressurizing chamber side of the discharge valve member;
A guide portion that is disposed on the opposite side of the pressurizing chamber with respect to the discharge valve member, and guides the guided portion;
With
The guide part and the guided part are disposed radially inward from the outer periphery of the discharge valve member.
本発明によれば、ガイド機構を含む吐出弁機構の小型化が可能な高圧燃料供給ポンプを提供することができる。そして、ガイド機構により弁体の傾きを抑制することができ、弁体を軸方向に摺動可能に拘束できるため、弁体のシート面をより強固にシート部に当接させることが可能となる。本発明のその他の構成、作用、効果については以下の実施例において詳細に説明する。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the high pressure fuel supply pump which can miniaturize the discharge valve mechanism containing a guide mechanism can be provided. And since the inclination of the valve body can be suppressed by the guide mechanism and the valve body can be restrained so as to be slidable in the axial direction, the seat surface of the valve body can be more firmly brought into contact with the seat portion. . Other configurations, operations, and effects of the present invention will be described in detail in the following examples.
以下、本発明に係る実施例について図面を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図3を用いて、本発明の実施例に係るシステムの構成と動作を説明する。図3は、本発明に係る高圧燃料供給ポンプを含む、システム全体図である。 The configuration and operation of the system according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an overall view of the system including the high-pressure fuel supply pump according to the present invention.
破線で囲まれた部分が高圧燃料供給ポンプ(以下高圧ポンプと呼ぶ)1の本体を示し、この破線の中に示されている機構、部品は高圧ポンプ本体1Aに一体に組み込まれていることを示す。
A portion surrounded by a broken line indicates a main body of a high-pressure fuel supply pump (hereinafter referred to as a high-pressure pump) 1, and the mechanisms and components shown in the broken line are integrally incorporated in the high-pressure pump
燃料タンク20の燃料はフィードポンプ21によって汲み上げられ、吸入配管28を通してポンプ本体1の吸入ジョイント10aに送られる。吸入ジョイント10aを通過した燃料は、圧力脈動低減機構9、吸入通路10bを介して、容量可変機構を構成する電磁吸入弁30の吸入ポート30aに至る。脈動防止機構9については後述する。
The fuel in the
電磁吸入弁30は電磁コイル308を備える。電磁コイル308が通電されていない時は、アンカー(電磁プランジャ)305及び吸入弁体301は、アンカーばね303の付勢力と弁ばね304の付勢力との差分の付勢力により付勢され、図3に示すように右方に移動した状態である。このとき、吸入弁体301は開弁方向に付勢されており、吸入口30dは開けられた状態となっている。
The
尚、アンカーばね303の付勢力と弁ばね304の付勢力とは、
アンカーばね303の付勢力 > 弁ばね304の付勢力
となるように設定されている。
The urging force of the
Biasing Force of
一方、電磁コイル308が通電されている状態では、アンカー305が図3の左方に移動し、アンカーばね303が圧縮された状態になる。アンカー305の先端が同軸で接触するようにアンカー305の先端に取り付けられた吸入弁体301は、弁ばね304の付勢力により、吸入口30dを閉じている。吸入口30dは、高圧ポンプ1の加圧室11と吸入ポート30aとを接続する燃料通路(燃料流路)である。
On the other hand, in a state where the
以下、高圧ポンプ1の動作について説明する。
Hereinafter, the operation of the high-
後述するカムの回転により、プランジャ2が図3の下方に変位して吸入行程状態にある時は、加圧室11の容積は増加し、加圧室11内の燃料圧力が低下する。この行程で加圧室11内の燃料圧力が吸入通路10b(吸入ポート30a)の圧力よりも低くなると、燃料は開口状態にある吸入口30dを通り、加圧室11に流入する。
When the
プランジャ2が吸入行程を終了し圧縮行程へと移行した場合、プランジャ2が圧縮行程(図3の上方へ移動する状態)に移る。ここで電磁コイル308は無通電状態を維持したままであり、アンカー305に磁気付勢力は作用しない。よって、吸入弁体301はアンカーばね303の付勢力により開弁したままである。
When the
圧縮行程において、加圧室11の容積は、プランジャ2の圧縮運動に伴い減少する。しかし、この状態では、一度加圧室11に吸入された燃料が、再び開弁状態の吸入弁体301を通じて、吸入通路10b(吸入ポート30a)へと戻される。このため、加圧室11の圧力が上昇することは無い。この行程を戻し行程と称する。
In the compression stroke, the volume of the pressurizing
この状態で、エンジンコントロールユニット27(以下ECUと呼ぶ)からの制御信号が電磁吸入弁30に印加されると、電磁吸入弁30の電磁コイル308に電流が流れる。このとき、アンカー305に磁気付勢力が作用し、電磁プランジャ305は図3の左方に移動してアンカーばね303が圧縮された状態になる。その結果、吸入弁体301にはアンカーばね303の付勢力が作用しなくなり、弁ばね304による付勢力と燃料が吸入通路10b(吸入ポート30a)に流れ込むことによる流体力とが働く。そのため、吸入弁体301は閉弁し、吸入口30dを閉じる。
In this state, when a control signal from the engine control unit 27 (hereinafter referred to as an ECU) is applied to the
吸入口30dが閉じると、このときから加圧室11の燃料圧力はプランジャ2の上昇運動と共に上昇する。そして、加圧室11の燃料圧力が吐出ジョイント12側の燃料圧力以上になると、吐出弁機構8を介して加圧室11に残っている燃料の高圧吐出が行われる。吐出ジョイント12側へ吐出された高圧燃料は、コモンレール23へと供給される。この行程を吐出行程と称する。
When the
すなわち、プランジャ2の圧縮行程(下始点から上始点までの間の上昇行程)は、戻し行程と吐出行程とからなる。そして、電磁吸入弁30の電磁コイル308への通電タイミングを制御することで、吐出される高圧燃料の量を制御することができる。電磁コイル308へ通電するタイミングを早くすれば、圧縮行程中における戻し行程の割合が小さくなり、吐出行程の割合が大きくなる。すなわち、吸入通路10b(吸入ポート30a)に戻される燃料が少なくなり、高圧吐出される燃料は多くなる。
That is, the compression stroke of the plunger 2 (the ascending stroke from the lower starting point to the upper starting point) consists of a return stroke and a discharge stroke. Then, by controlling the energization timing of the
一方、電磁コイル308へ通電するタイミングを遅くすれば、圧縮行程中における戻し行程の割合が大きくなり、吐出行程の割合が小さくなる。すなわち、吸入通路10bに戻される燃料が多くなり、高圧吐出される燃料は少なくなる。
On the other hand, if the timing of energizing the
電磁コイル308への通電タイミングは、ECU27からの指令によって制御される。以上のように構成することで、電磁コイルへ308への通電タイミングを制御することで、高圧吐出される燃料の量を内燃機関が必要とする量に制御することが出来る。
The timing of energizing the
加圧室11の出口には吐出弁機構8が設けられている。吐出弁機構8は、吐出弁シート面(吐出弁シート部)8aと吐出弁8bと吐出弁ばね8cとを備える。加圧室11と吐出ジョイント12とに燃料差圧が無い状態では、吐出弁8bは吐出弁ばね8cによる付勢力で吐出弁シート面8aに押し付けられ、閉弁状態となっている。加圧室11の燃料圧力が吐出ジョイント12側の燃料圧力よりも大きくなった時に始めて、吐出弁8bは吐出弁ばね8cに逆らって開弁する。吐出弁8bが開弁することにより、加圧室11内の燃料は吐出ジョイント12を経てコモンレール23へと高圧吐出される。
A
かくして、吸入ジョイント10aに導かれた燃料はポンプ本体1Aの加圧室11にてプランジャ2の往復動によって高圧に加圧され、必要な量の燃料が吐出ジョイント12からコモンレール23に圧送される。
Thus, the fuel guided to the suction joint 10a is pressurized to a high pressure by the reciprocation of the
コモンレール23には、直接噴射用インジェクタ24(所謂直噴インジェクタ)及び圧力センサ26が装着されている。直噴インジェクタ24は、内燃機関の気筒数に合わせて装着されており、エンジンコントロールユニット(ECU)27の制御信号にしたがって開閉弁して、燃料を内燃機関のシリンダ(燃焼室)内に噴射する。
A direct injection injector 24 (so-called direct injection injector) and a
ポンプ本体1Aにはさらに、吐出弁8bの下流側と加圧室11とを連通するリリーフ通路(戻し通路)101が、吐出通路110とは別に、吐出弁機構8をバイパスして設けられている。リリーフ通路101にはリリーフ弁103が設けられている。リリーフ弁103は、燃料の流れを吐出通路110から加圧室11への一方向のみに制限する。
The
リリーフ弁103は、押付力(付勢力)を発生するリリーフばね102により、リリーフ弁シート104に押付けられている。リリーフ弁103は、加圧室11内の燃料圧力と吐出通路110内の燃料圧力との間の圧力差が規定の圧力以上になると、リリーフ弁103がリリーフ弁シート104から離れ、開弁するように設定している。
The
直噴インジェクタ24の故障等によりコモンレール23等に異常高圧が発生した場合、吐出通路110の燃料圧力と加圧室11の燃料圧力との差圧がリリーフ弁103の開弁圧力以上になると、リリーフ弁103が開弁する。リリーフ弁103が開弁すると、異常高圧となったコモンレール23の燃料はリリーフ通路101から加圧室11へと戻される。これにより、コモンレール23等の高圧部配管が保護される。
When an abnormally high pressure occurs in the
以下に高圧燃料供給ポンプの構成及び動作を図1乃至図2を用いてさらに詳しく説明する。図1は、本発明が実施された第一実施例の高圧燃料供給ポンプについて、プランジャの軸方向に切断して示す全体断面図である。図2は、第一実施例の高圧燃料供給ポンプの別の角度からの断面図である。 Hereinafter, the configuration and operation of the high-pressure fuel supply pump will be described in more detail with reference to FIGS. FIG. 1 is an overall cross-sectional view showing a high-pressure fuel supply pump according to a first embodiment in which the present invention is implemented, cut in the axial direction of a plunger. FIG. 2 is a cross-sectional view from another angle of the high-pressure fuel supply pump of the first embodiment.
一般に高圧ポンプは、ポンプ本体1Aに設けられたフランジ1eを用い、内燃機関のシリンダヘッド41の平面に密着して固定される。シリンダヘッド41とポンプ本体1A間の気密保持のために、Oリング61がポンプ本体1Aに嵌め込まれている。
In general, the high-pressure pump is fixed in close contact with the plane of the
ポンプ本体1には、プランジャ2の進退運動をガイドし、かつ内部に加圧室11を形成するよう端部が有底筒型状に形成されたシリンダ6が取り付けられている。さらに加圧室11には、燃料を供給するための電磁吸入弁30と加圧室11から吐出通路に燃料を吐出するための吐出弁機構8とに連通するように連通穴11aが設けられている。
A
シリンダ6はその外径部(外周部)に大径部6bと小径部6cとを有する。小径部6cはポンプ本体1Aに圧入され、かつ大径部6bと小径部6cの段差6aがポンプ本体1Aに面圧着し、加圧室11で加圧された燃料が低圧側に漏れるのを防止してシールする。
The
プランジャ2の下端には、内燃機関のカムシャフトに取り付けられたカム5の回転運動を上下運動に変換し、プランジャ2に伝達するタペット3が設けられている。プランジャ2はリテーナ15を介してばね4にてタペット3に圧着されている。これによりカム5の回転運動に伴い、プランジャ2を上下に進退(往復)運動させることができる。
At the lower end of the
また、シールホルダ7の内周下端部に保持されたプランジャシール13が、シリンダ6の図中下端部において、プランジャ2の外周に摺動可能に接触する状態で設置されている。これによりプランジャ2とシリンダ6との間のブローバイ隙間がシールされ、燃料がポンプ外部に漏れることを防止する。同時に内燃機関内の摺動部を潤滑する潤滑油(エンジンオイルも含む)がブローバイ隙間を介してポンプ本体1の内部に流入するのを防止する。
A
フィードポンプ21によって汲み上げられた燃料は、吸入配管28と結合された吸入ジョイント10aを介してポンプ本体1Aに送られる。ダンパカバー14は、ポンプ本体1Aと結合することにより低圧燃料室10を形成し、吸入ジョイント10aを通過した燃料が流入する。低圧燃料室10の上流には、燃料中に含まれる金属粉等の異物を除去するために燃料フィルタ120が、たとえばポンプ本体1Aに圧入されるなどして取り付けられている。
The fuel pumped up by the
低圧燃料室10には高圧ポンプ内で発生した圧力脈動が燃料配管28へ波及するのを低減減させる圧力脈動低減機構9が設置されている。一度、加圧室11に吸入された燃料が、容量制御状態のため再び開弁状態の吸入弁体301を通して吸入通路10b(吸入ポート30a)へと戻される場合、吸入通路10b(吸入ポート30a)へ戻された燃料により低圧燃料室10には圧力脈動が発生する。しかし、この圧力脈動は圧力脈動低減機構9により吸収低減される。
The low-
圧力脈動低減機構9は、波板状の円盤型金属板2枚をその外周で張り合わせ、内部にアルゴンのような不活性ガスを注入した金属ダンパ9aで形成されている。圧力脈動はこの金属ダンパ9aが膨張・収縮することで吸収低減される。9bは金属ダンパ9aをポンプ本体1Aの内周部に固定するための取り付け金具である。
The pressure pulsation reducing
電磁吸入弁30の電磁コイル308は、端子307を介してECU27と接続される。電磁コイル308への通電と無通電を繰り返すことにより、吸入弁体301の開閉が制御される。電磁吸入弁30は、吸入弁体301の開閉により燃料の流量を制御する可変制御機構である。電磁コイル308が通電されていない時、吸入弁体301には、アンカー305とアンカー305に一体となるよう形成されたアンカーロッド302とを介して、アンカーばね303の付勢力が伝達される。
The
アンカーばね303の付勢力と対向するように弁ばね304が設けられている。弁ばね304は吸入弁体301の内側に設置される。アンカーばね303の付勢力と弁ばね304の付勢力とは、上述したように設定される。その結果、吸入弁体301は開弁方向に付勢され、吸入口30dは開けられた状態となっている。この時アンカーロッド302と吸入弁体301とは302bに示す部位で接触している(図1に示す状態)。
A
電磁コイル308の通電により発生する磁気付勢力は、アンカー305が固定子306側にアンカーばね303の付勢力に打ち勝って吸引可能な力を有するように設定される。電磁コイル308への通電時、アンカー305は固定子306側に移動(図の左側)し、アンカーロッド302端部に形成されたストッパ302aがアンカーロッド軸受309に当接して係止する。アンカー305の移動量と吸入弁体301の移動量とは、
アンカー305の移動量 > 吸入弁体301の移動量
となる様にクリアランスが設定されている。このため、ストッパ302aがアンカーロッド軸受309に当接した状態では、アンカーロッド302と吸入弁体301との接触部302bは開放される。その結果、吸入弁体301は、弁ばね304により閉弁状態に付勢され、吸入口30dは閉じられた状態となる。
The magnetic biasing force generated by energization of the
The amount of movement of the
電磁吸入弁30には、吸入弁体301が加圧室11への吸入口30dを塞ぐことができるように、吸入弁シート310が設けられている。吸入弁シート310は、筒状ボス部1bに機密を保って挿入され、ポンプ本体1Aに固定される。電磁吸入弁30がポンプ本体1Aに取り付けられた際、吸入ポート30aと吸入通路10bとが接続される。
The
図4乃至図7を用いて、本実施例における吐出弁機構8を説明する。。
The
まず、図4を用いて、吐出弁機構8の構成を説明する。図4は、本発明が実施された第一実施例の吐出弁機構の断面図である。
First, the configuration of the
吐出弁機構8は、ポンプ本体1Aに設けられた吐出弁シート面8aと、中心部に軸受8eを形成する筒状の突状部8gを設けた吐出弁部材8bと、吐出弁部材8bの軸受8eに対し摺動可能な中心軸8fを設けた吐出弁ガイド部材8dを有する。軸受8eは、中心軸8fによって、径方向に保持され、軸方向8nに摺動可能に構成される。そして吐出弁部材8bは、軸受8e及び中心軸8fによって中心軸8fの軸方向の往復運動を案内される。
The
吐出弁部材8bは吐出弁シート面8aと接触する曲面部8iを有する。曲面部8iは吐出弁シート面8aと接触することにより油密保持可能な環状接触面8jを形成する。吐出弁ばね8cは吐出弁部材8bを閉弁方向に付勢するように設けられている。吐出弁シート面8aは中心に連通路8kが穿設されている。
The
すなわち本実施例の高圧ポンプ1は、流体を圧縮するための加圧室11と、加圧室11と吐出通路110との間に配置される吐出弁部材8bと、を備え、吐出弁部材8bは加圧室11と反対側に形成される被案内部(軸受8e)を備える。そして、吐出弁部材8bに対して加圧室11と反対側に、被案内部(軸受8e)と摺動して被案内部をガイドする案内部(吐出弁ガイド部材8d)を備える。
That is, the high-
別の言い方をすると、吐出弁部材8bの環状接触面8jが着座するシート部(吐出弁シート面8a)を備え、案内部(吐出弁ガイド部材8d)は吐出弁部材8bの環状接触面8jよりもシート部(吐出弁シート面8a)から遠い位置に配置され、被案内部(軸受8e)の摺動部の内周側において吐出弁部材8bをガイドする。
In other words, a seat portion (discharge
このような構成にすることで、吐出弁部材8bの傾きを抑制することができ、吐出弁部材8bを軸方向に摺動可能に拘束することができる。その結果、吐出弁部材8bの曲面部8iを確実にシート部(吐出弁シート面8a)に当接させることが可能である。
With such a configuration, the inclination of the
吐出弁部材8及び吐出弁ばね8cは、ポンプ本体1Aに形成された収容孔(収容凹部)8kに収容されている。収容孔8kの奥部に吐出弁シート面8aが形成され、吐出弁シート面8aのさらに奥部に連通路8kが穿設されている。また、吐出弁ばね8cはコイルばねで構成されている。
The
吐出弁部材8bに形成された突状部8gの外径は吐出弁部材8bの外径(直径)よりも小さく、突状部8gの外周面は収容孔8kの径方向において吐出弁部材8bの外周よりも内側(中心側)に位置している。すなわち被案内部(軸受8e)の直径(突状部8gの内径)は、吐出弁部材8bの外径(直径)よりも小さい。
The outer diameter of the
また、吐出弁ばね8cの内径は突状部8gの外径よりも大きく、吐出弁ばね8cの外径は吐出弁部材8bの外径よりも小さい。そして、吐出弁ばね8cは突状部8gの外周側に配置されている。すなわち吐出弁ばね8cは、収容孔8kの径方向において、突状部8gの外周面よりも径方向外側で、かつ吐出弁部材8bの外周に対して内側(中心側)に位置している。
Further, the inner diameter of the
本実施例では、吐出弁部材8bを案内する案内部(吐出弁ガイド部材8dの中心軸8f)及び被案内部(軸受8e)が吐出弁ばね8cの内径側(内側)に配置される。このため、吐出弁ばね8cの内側のスペースを有効に活用して、吐出弁部材8bの案内部(中心軸8f)及び被案内部(軸受8e)を配置することができる。
In the present embodiment, a guide portion (
また、本実施例では、吐出弁部材8bの案内部(中心軸8f)及び被案内部(軸受8e)が吐出弁部材8bの外径(外周)よりも径方向内側(内径側)に設けられる構成である。このため、吐出弁部材8bの外径寸法に、案内部(中心軸8f)及び被案内部(軸受8e)を配置する寸法を確保する必要がない。その結果、吐出弁部材8bに形成される環状接触面8jの直径を大きくすることができ、環状接触面8jと吐出弁シート面8aとの間に形成される燃料通路の断面積を大きくすることができる。これにより、環状接触面8jと吐出弁シート面8aとの間を流れる燃料流量を十分に確保することができる。
In the present embodiment, the guide portion (
燃料流量を確保するために環状接触面8jを大きくすると、吐出弁部材8bの加圧室側の受圧面積が大きくなる場合がある。この場合、吐出弁ばね8cを太くすると共に吐出弁ばね8cの外径を大きくすることで対応することが考えられる。この場合、吐出弁ばね8cの内径側により大きなスペースができるため、このスペースを有効に活用することが望ましい。本実施例では、このスペースを案内部(中心軸8f)及び被案内部(軸受8e)の配置のために活用することができる。
If the annular contact surface 8j is increased to ensure the fuel flow rate, the pressure receiving area on the pressurizing chamber side of the
次に、図5を用いて、吐出弁機構8の組み立て構造を説明する。図5は、本発明が実施された吐出弁機構の分解図である。
Next, the assembly structure of the
図5に示すように、ポンプ本体1Aの収容孔8kに吐出弁部材8b及び吐出弁ばね部材8cを挿入し、ポンプ本体1の外周面側に開口する収容孔8kの開口部を封止プラグ(栓部材)17により封止することにより吐出弁機構8を構成している。吐出弁ガイド部材8dは封止プラグ17の一端側に形成される。封止プラグ17は、封止部17aが収容孔8kの内周面に圧入されることにより、収容孔8kを封止する。
As shown in FIG. 5, the
吐出弁機構8は燃料流通方向を制限する逆止弁として作用する。つまり、加圧室11はポンプボディ(ポンプ本体1A)に設けられており、このポンプボディ(ポンプ本体1)には加圧室11と吐出通路110との間に配置される穴部(収容孔8k)が形成される。そして、本実施例の吐出弁機構8はこの穴部8kに設けられる。穴部8kは、吐出弁部材8b及びポンプ本体1と別体で形成された閉塞栓(封止プラグ17)によって閉塞される。そして、吐出弁ガイド部材8dは、この閉塞栓(封止プラグ17)に固定される。
The
また吐出弁ばね部材8cは閉塞栓17に形成されたばね座8lに支持されており、吐出弁部材8bを加圧室11の側に付勢する。案内部(吐出弁ガイド部材8d)は、閉塞栓(封止プラグ17)と一体に形成してもよいが、別体で構成されることが望ましい。これにより、案内部の摺動面には耐摩耗性を確保しつつ、閉塞栓17はポンプ本体1Aとの溶接によって、吐出弁室を封止し易くなるため、高い燃料圧力においても油密性能を確保しながら、小型軽量な吐出弁構造を有する高圧ポンプ1を提供できる。
The discharge
吐出弁部材8b、吐出弁ばね8c及び閉塞栓17は、ポンプボディの外周面に形成された穴部8kの開口から、吐出弁部材8b、吐出弁ばね8c、閉塞栓17の順に、穴部8kに挿入される。このとき、吐出弁部材8b、吐出弁ばね8c及び閉塞栓17を別々に穴部8kに挿入してもよいし、吐出弁部材8b、吐出弁ばね8c及び閉塞栓17を一体に組み付けて穴部8kに挿入してもよい。いずれの場合も、案内部(吐出弁ガイド部材8d)と被案内部(軸受8e)とが設けられていることで、ポンプ本体1Aに容易に組み付けることができる。
The
本実施例では、吐出弁シート面8aを通過した燃料は、吐出通路110を通り、吐出ジョイント12に形成された燃料吐出口を通過して下流側へ流れる構成となっている。吐出通路110の確保は設計裁量であり、たとえば封止プラグ17に直接、吐出通路を設けても本発明の意図する吐出弁機構8は構成できる。吐出弁部材8bと接触する吐出弁シート面8aは円錐形状に形成される。断面から見るとテーパー形状である。
In this embodiment, the fuel that has passed through the discharge
本実施例の高圧ポンプ1を上から見ると、吐出弁部材8bから閉塞栓(封止プラグ17)に向かう方向、つまり、吐出弁部材8bの移動方向又は吐出弁ばね部材8cによる吐出弁部材8bの付勢方向に対して交差する交差方向に、吐出通路110に連通する流体通路(燃料通路)が形成される。つまり、吐出弁部材8bを介して吐出された流体(燃料)は、吐出弁部材8bの移動方向又は吐出弁ばね部材8cによる吐出弁部材8bの付勢方向に沿って流れるのではなく、ポンプ本体1Aの外周方向に形成された穴(通路)を流れる。したがって、吐出弁部材8bから吐出される流体(燃料)は、この外周方向の穴(通路)を流れた後に吐出通路110に流れる。
When the high-
図6を用いて、吐出弁部材8bを説明する。図6は、吐出弁の断面図である。
The
吐出弁部材8bには曲面部8iが設けられており、この曲面部8iが吐出弁シート面8aと接触することで、環状接触面8jが形成される。本実施例における曲面部8iは、曲率半径Rの球面で構成される。また環状接触面8jの中心側には突状部8gが形成され、突状部8gの内周面に軸受8eが設けられている。
The
吐出弁部材8bの環状接触面8jが着座するシート部(吐出弁シート面8a)は、吐出弁部材8bから加圧室11に向かって径が小さくなるように円錐形状に形成される(図4参照)。そして、吐出弁部材8bは、加圧室11からの流体が流れる通路に対向する平面部8mと、平面部8mから加圧室11と反対側に向かって外周側に広がる拡大部(曲面部8i)と、を備えて形成される。吐出弁部材8bは、拡大部(曲面部8i)の環状接触面8jがシート部(吐出弁シート面8a)に接触することで着座する。
The seat portion (discharge
吐出弁部材8bの曲面部8iが吐出弁シート面8aに押圧されると、曲面部8iは微小に変形し、油密保持可能な環状接触面8jが形成される。曲面部8iの当接部は全周で均一な曲率半径Rで形成されているため、環状接触面8jは全周で均一なシート面(環状シート面)を形成することが可能となる。また、環状シート面8jは曲面部8iの押圧による変形によって形成されるため、吐出弁部材8bに作用する圧力(背圧)が高いほど、環状シート面8jが幅広く形成され、シート部8aとの間の隙間が小さくなる。曲面部8iとシート部8aとの微小変形の理屈としては、一般的に知られているヘルツ接触に伴う変形で説明できる。
When the
さらに、曲面部8iは環状接触面8j部だけでなく、その前後(内周側と外周側)に同じ曲率半径Rの広がりを有している。こうすることにより、多少ガイド部が傾いても、吐出弁シート面8aに押し当てられる曲面部8iは、同一な曲率半径を有することになり、油密保持可能な環状接触面8jを形成することができる。
Further, the
また、曲率半径が一定の部位は環状接触面8j及びその前後だけであるため、純粋な球形状の弁体よりは小型軽量化を図ることができる。軽量化は吐出弁の応答性を上げるのに望ましいことである。 Further, since the portions having a constant radius of curvature are only the annular contact surface 8j and the front and back thereof, the size and weight can be reduced as compared with a pure spherical valve body. Weight reduction is desirable to increase the responsiveness of the discharge valve.
また、吐出弁ばね8cを吐出弁部材8bの中心軸側へ設けることにより、吐出弁機構8全体の小径化を図ることが可能となる。本実施例では環状接触面8jよりも内側に吐出弁ばね8cを設ける例を示したが、環状接触面8fよりも外側に設けても良い。
Further, by providing the
図7を用いて、吐出弁ガイド部材8dを説明する。図7は、吐出弁ガイド部材及び封止プラグの斜視図である
吐出弁ガイド部材8dには、吐出弁部材8bの軸受8eに対し摺動可能な中心軸(軸部)8fが設けられている。中心軸8fの軸方向8nの中央部には鍔部8hが設けられており、鍔部8hを介して中心軸8fの反対側には、封止プラグ17との結合部8oが設けられている。鍔部8hの中心軸8f側の端面には、吐出弁ばね部材8cのばね座8lが設けられている。
The discharge
ここで、軸部8fと結合部8oを同じ形状とすれば、吐出弁ガイド部材8dは、鍔部8hを中心面とした対称部品となり、組立て時に軸方向の向きを気にする必要がなくなり、作業性が向上する。なお、吐出弁部材8bの軸受8eと、吐出弁ガイド部材8dの軸部8fとの関係を逆にして、吐出弁部材8bに軸部8fを設け、吐出弁ガイド部材8dに軸受8eを設けても良い。
Here, if the
吐出弁ガイド部材8dは封止プラグ17に、たとえば結合部8oの圧入部8p(図4参照)を圧入することにより固定される。吐出弁ガイド部材8dと封止プラグ17との結合には、他にもネジ、接着剤、ろう付けなどを用いても良い。
The discharge
封止プラグ17は、吐出弁ガイド部材8dと別体となったことで、ボディ本体1Aとの溶接に適した材料を選定できるようになる。ボディ本体1Aと封止プラグ17とを溶接で気密に接合することで、他の方法、たとえばネジ軸力による面シールで気密する場合などと比べて、吐出弁機構8の小型化を実現できる。
Since the sealing
図8を用いて、本発明に係る第二実施例を説明する。図8は、第二実施例の吐出弁機構の断面図である。本実施例の吐出弁機構8’は、第一実施例と同様な高圧ポンプ1のボディ本体1Aに取り付けられる。以下、第一実施例と異なる部分についてのみ説明する。
A second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a sectional view of the discharge valve mechanism of the second embodiment. The discharge valve mechanism 8 'of this embodiment is attached to the body
吐出弁機構8’は、吐出弁シート面8a’、吐出弁部材8b’、吐出弁ばね8c’及び吐出弁ガイド部材8d’を有する。その下流には吐出弁機構8’を収容する収容孔8k’を封止する封止プラグ17’が設けられている。
The discharge valve mechanism 8 'includes a discharge
吐出弁ガイド部材8d’と封止プラグ17’には、吐出通路110’が設けられている。そして、封止プラグ17’は吐出ジョイント12’を兼ねる。このために、吐出弁ガイド部材8d’には、吐出通路110’を構成するために、軸方向8n’に貫通する貫通通路(燃料通路部)8q’が設けられている。封止プラグ17’には、吐出通路110’を構成するために、軸方向8n’に貫通する貫通通路(燃料通路部)17b’が設けられている。
A discharge passage 110 'is provided in the discharge
すなわち、本実施例では、封止プラグ(栓部材)17’の一部が吐出通路110’を有する吐出ジョイント12を構成し、被案内部(軸受8e’)及び封止プラグ17’には吐出ジョイント12’に連通する燃料通路部8q’,17b’が形成されている。
That is, in the present embodiment, a part of the sealing plug (plug member) 17 ′ constitutes the discharge joint 12 having the
吐出弁部材8b’は曲面部8i’を有しており、吐出弁部材8b’の最外径は、曲面部8i’の最外径とほぼ同じであるので、純粋な球形状の弁体よりは最外径を小さく抑えられる。
吐出弁部材8b’の軸受8e’は吐出弁部材8b’の外周よりも径方向内側(中心側)に設けてあり、吐出弁ガイド部材8d’の軸部(案内部)8f’と軸方向8n’に摺動可能であり、径方向に拘束される。吐出弁ばね部材8c’は吐出弁ガイド部材8d’の内周側に納められる。
The
The
本実施例では、案内部(軸部8f’)及び被案内部(軸受8e’)の径方向位置と吐出弁部材8b’の外径(外周面)との位置関係は第一実施例と同様であり、この位置関係に関して第一実施例と同様の作用効果を得ることができる。
In the present embodiment, the positional relationship between the radial positions of the guide portion (
また、吐出弁部材8b’、案内部(軸部8f’)及び被案内部(軸受8e’)を第一実施例における吐出弁部材8b、案内部(軸部8f)及び被案内部(軸受8e)と同様に構成し、案内部(軸部8f)及び被案内部(軸受8e)に燃料通路部8q’,17b’に相当する燃料通路部を構成してもよい。
Further, the
上述した各実施例では、ガイド機構(軸部8f,8f’及び軸受8e,8e’)は、摺動面が摩耗すると吐出弁部材8b,8b’の傾きが大きくなり、曲面部8iとシート部8aとの正常な接触が保証できなくなる。このため、吐出弁部材8b,8b’及び吐出弁ガイド部材8d,8d’の材料は耐摩耗性を考慮して選定する必要がある。また、本実施例のように、ガイド機構は部品の位置関係から吐出弁機構8,8’を収容する収容室8k,8k’を封止する閉塞栓17,17’に設けるのが望ましい。
In each of the above-described embodiments, the guide mechanism (the
なお、本発明は上記した各実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 In addition, this invention is not limited to each above-mentioned Example, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
Claims (5)
前記吐出弁部材の前記加圧室の側とは反対側に形成される被案内部と、
前記吐出弁部材に対して前記加圧室の側とは反対側に配置され、前記被案内部をガイドする案内部と、
を備え、
前記案内部及び前記被案内部は、前記吐出弁部材の外周よりも径方向内側に配置されたことを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。 A pressurizing chamber for compressing fluid; a discharge valve member disposed between the pressurizing chamber and the discharge passage; a discharge valve seat portion in contact with the discharge valve member; and discharging the discharge valve member A high-pressure fuel supply pump comprising a discharge valve spring member that urges the valve seat portion in a direction to contact the valve seat portion,
A guided portion formed on a side opposite to the pressurizing chamber side of the discharge valve member;
A guide portion that is disposed on the opposite side of the pressurizing chamber with respect to the discharge valve member and guides the guided portion;
With
The high-pressure fuel supply pump, wherein the guide part and the guided part are arranged radially inside the outer periphery of the discharge valve member.
前記吐出弁ばね部材は、前記吐出弁シート部と当接する前記吐出弁部材の環状接触面に対して、前記加圧室の側とは反対側に配置されたコイルばねで構成され、
前記案内部及び前記被案内部は、前記吐出弁ばね部材の内周側に配置されたことを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。 The high-pressure fuel supply pump according to claim 1,
The discharge valve spring member is composed of a coil spring disposed on the side opposite to the pressurizing chamber side with respect to the annular contact surface of the discharge valve member in contact with the discharge valve seat portion,
The high-pressure fuel supply pump, wherein the guide part and the guided part are arranged on an inner peripheral side of the discharge valve spring member.
前記加圧室が設けられたポンプボディに形成され、前記吐出弁部材及び前記吐出弁ばね部材を収容する収容孔と、
前記ポンプボディの外周面側に開口する前記収容孔の開口部に取り付けられる栓部材と、
を備え、
前記被案内部は前記栓部材に設けられることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。 The high-pressure fuel supply pump according to claim 2,
An accommodation hole that is formed in the pump body provided with the pressurizing chamber, and accommodates the discharge valve member and the discharge valve spring member;
A plug member attached to the opening of the accommodation hole that opens to the outer peripheral surface side of the pump body;
With
The high pressure fuel supply pump, wherein the guided portion is provided on the plug member.
前記被案内部は、前記栓部材とは別部材として形成され、前記栓部材に固定されていることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。 The high-pressure fuel supply pump according to claim 3,
The high-pressure fuel supply pump, wherein the guided portion is formed as a member separate from the plug member and is fixed to the plug member.
前記加圧室が設けられたポンプボディに形成され、前記吐出弁部材及び前記吐出弁ばね部材を収容する収容孔と、
前記ポンプボディの外周面側に開口する前記収容孔の開口部に取り付けられる栓部材と、
を備え、
前記栓部材は、前記吐出通路が形成された吐出ジョイントを構成し、
前記被案内部は、前記吐出ジョイントに連通する燃料通路部を有することを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。 The high-pressure fuel supply pump according to claim 1,
An accommodation hole that is formed in the pump body provided with the pressurizing chamber, and accommodates the discharge valve member and the discharge valve spring member;
A plug member attached to the opening of the accommodation hole that opens to the outer peripheral surface side of the pump body;
With
The plug member constitutes a discharge joint in which the discharge passage is formed,
The high pressure fuel supply pump, wherein the guided portion has a fuel passage portion communicating with the discharge joint.
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