JP3936119B2 - 高圧ポンプおよび高圧ポンプの組み付け構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は高圧ポンプおよび高圧ポンプの組み付け構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
高圧ポンプとして、例えば、特開平11−210598号公報に記載されているごとく、筒内噴射型ガソリン式エンジン等に用いられる高圧燃料ポンプが知られている。この公報においては、加工性や組み付け性を向上させるため、シリンダボディ(前記公報ではスリーブ)などの中間部材を軸方向にブラケット等の部材により挟持して締結ボルトにて締結している従来例を示している。
【0003】
更に、上記公報においては、シリンダボディの一部を単に締め付けたのみではシリンダ形状に歪みを発生させやすいことから、シリンダボディの締め付け部位と内部のシリンダとの間にスリットを設けることにより、円筒状の締め付け部材による締め付け時の歪みがシリンダ形状に影響し難いようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したいずれの例においても、シリンダボディを締め付けるための締結ボルト等においては、比較的大きな初期軸力を要するものである。すなわち、初期軸力としては、単にシリンダボディ等の中間部材に対するシールに要する軸力ばかりでない。重要なものとしては、温度変化による各構成の膨張収縮に伴う軸力変化、締結面のへたり等の寸法変化に起因する軸力変化、高圧ポンプの作動時の燃料圧力脈動による軸力変化等に対処するための軸力も加味する必要がある。したがって、高圧ポンプの製造時にはこれらの軸力変化分を考慮して可成り大きな初期軸力にて中間部材を締め付ける必要がある。
【0005】
しかし、このように大きな初期軸力にて締結ボルト等を締結した場合には、各構成のシール面に対する歪みや前述したシリンダ形状の歪みを十分に防止できなくなるという問題が発生する。
【0006】
本発明は、締結ボルトの初期軸力を低くしてシール面やシリンダ形状に対する歪みを防止することができる高圧ポンプおよび高圧ポンプの組み付け構造の提供を目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段およびその作用効果について記載する。
請求項1記載の高圧ポンプは、シリンダ内でプランジャを往復動させることにより加圧室内の流体を高圧化するシリンダボディを含む中間部材を、第1締付部材と第2締付部材との間に配置し、両締付部材間に架け渡した締結ボルトの締結により両側から前記中間部材を締め付けることで構成した高圧ポンプであって、前記第1締付部材および前記第2締付部材はカバー及びフランジであり、前記締結ボルトの軸方向の中央領域において、前記第1締付部材および前記第2締付部材から、前記締結ボルトの一部が全周にわたって露出するとともに、前記第1締付部材および前記第2締付部材の周縁部分を前記締結ボルトにて締め付けることにより、前記中間部材の締め付けが前記第1締付部材と前記第2締付部材との両方における曲げ弾性力によりなされていることを特徴とする。
【0008】
第1締付部材および第2締付部材はカバー及びフランジであり、締結ボルトの軸方向の中央領域において締結ボルトの一部が、締付部材から全周にわたって露出するとともに、第1締付部材および第2締付部材の周縁部分を締結ボルトにて締め付けることにより、締結ボルトの締め付けによる締結力は、両方の締結部材においては、圧縮応力として作用することに加え、曲げ応力として作用し、それら両者が作用することになる。このとき、特に締め付け力を生じさせている曲げ弾性変形における弾性係数は、圧縮弾性変形の場合に比較して小さなものとなる。すなわち、締結力に対する変形量は、圧縮変形のみならず曲げ変形も伴うため大きなものとなる。
【0009】
したがって、温度変化による各構成の膨張収縮や締結面のへたり等の寸法変化が生じても、弾性係数が小さいために軸力変化も小さいものとなる。このため、初期軸力を比較的低くしておいても、十分に製造後の高圧ポンプの各構成の寸法変化に対処できる軸力を発生させることができる。このことにより、シール面やシリンダ形状に対する歪みを防止することができる。
【0010】
また、高圧ポンプの作動時の流体圧力脈動により締付部材の弾性変形が生じても、前述したごとく弾性係数が小さい曲げ応力による変形であるので変形に伴う軸力の増加は低く抑えられる。このため、高圧ポンプの作動時の流体圧力脈動によるシール面やシリンダ形状に対する歪みの防止も可能となる。
【0011】
請求項2記載の高圧ポンプは、請求項1記載の構成において、前記締結ボルトの全周が前記第1締付部材および前記第2締付部材から露出している部分が、複数存在することを特徴とする。
【0012】
露出部分はその露出の程度により曲げ弾性変形における弾性係数を調整しても良いが、このように露出部分を複数設けることで適切な弾性係数としても良い。
請求項3記載の高圧ポンプは、シリンダ内でプランジャを往復動させることにより加圧室内の流体を高圧化するシリンダボディを含む中間部材を、第1締付部材と第2締付部材との間に配置し、両締付部材間に架け渡した締結ボルトの締結により両側から前記中間部材を締め付けることで構成した高圧ポンプであって、前記第1締付部材および前記第2締付部材はカバー及びフランジであり、前記締結ボルトの軸方向の中央領域において、前記第1締付部材および前記第2締付部材が、前記締結ボルトの全周にわたって締結ボルトから離れて存在する部分を設けることにより、前記中間部材の締め付けが前記第1締付部材と前記第2締付部材との両方における前記締結ボルトの中心軸に垂直な部分での曲げ弾性力によりなされていることを特徴とする。
【0013】
第1締付部材および第2締付部材はカバー及びフランジであり、締結ボルトの軸方向の中央領域において第1締付部材および第2締付部材が、締結ボルトの全周にわたって締結ボルトから離れて存在している部分が設けられている。このことにより、締結ボルトの締め付けによる締結力は、両方の締結部材においては、圧縮応力として作用することに加え、締結ボルトの中心軸に垂直な部分での曲げ応力として作用し、それら両者が作用することになる。このとき、特に締め付け力を生じさせている曲げ弾性変形における弾性係数は、圧縮弾性変形の場合に比較して小さなものとなる。すなわち、締結力に対する変形量は、圧縮変形のみならず曲げ変形も伴うため大きなものとなる。
【0014】
したがって、温度変化による各構成の膨張収縮や締結面のへたり等の寸法変化が生じても、弾性係数が小さいために軸力変化も小さいものとなる。このため、初期軸力を比較的低くしておいても、十分に製造後の高圧ポンプの各構成の寸法変化に対処できる軸力を発生させることができる。このことにより、シール面やシリンダ形状に対する歪みを防止することができる。
【0015】
また、高圧ポンプの作動時の流体圧力脈動により締付部材の弾性変形が生じても、前述したごとく弾性係数が小さいので変形に伴う軸力の増加は低く抑えられる。このため、高圧ポンプの作動時の流体圧力脈動によるシール面やシリンダ形状に対する歪みの防止も可能となる。
【0016】
請求項4記載の高圧ポンプは、請求項3記載の構成において、前記第1締付部材および前記第2締付部材が、前記締結ボルトの全周にわたって離れて存在する部分が、複数存在することを特徴とする。
【0017】
締付部材が締結ボルトの全周から離れて存在する部分はその離れ具合あるいはその部分の大きさの程度により曲げ弾性変形の弾性係数を調整しても良いが、このように全周離れて存在する部分を複数設けることで適切な弾性係数としても良い。
【0018】
請求項5記載の高圧ポンプは、シリンダ内でプランジャを往復動させることにより加圧室内の流体を高圧化するシリンダボディを含む中間部材を、第1締付部材と第2締付部材との間に配置し、両締付部材間に架け渡した締結ボルトの締結により両側から前記中間部材を締め付けることで構成した高圧ポンプであって、前記第1締付部材および前記第2締付部材はカバー及びフランジであり、前記第1締付部材と前記第2締付部材とは直接当接せず、前記締結ボルトは、前記第1締付部材と前記第2締付部材との両方による前記中間部材に対する締め付け位置から締め付け方向に直交する方向に離れた位置で両締付部材を締結していることにより、前記中間部材の締め付けが前記第1締付部材と前記第2締付部材との両方における曲げ弾性力によりなされていることを特徴とする。
【0019】
第1締付部材および第2締付部材はカバー及びフランジであり、第1締付部材と第2締付部材とは相互に当接していない。しかも締結ボルトは、第1締付部材と第2締付部材との両方による中間部材に対する締め付け位置からは、締結ボルトの締め付けによる締結力は、両方の締結部材においては、圧縮応力として作用することに加え、曲げ応力として作用し、それら両者が作用することになる。このとき、特に締め付け力を生じさせている曲げ弾性変形における弾性係数は、圧縮弾性変形の場合に比較して小さなものとなる。すなわち、締結力に対する変形量は、圧縮変形のみならず曲げ変形も伴うため大きなものとなる。
【0020】
したがって、温度変化による各構成の膨張収縮や締結面のへたり等の寸法変化が生じても、弾性係数が小さいために軸力変化も小さいものとなる。このため、初期軸力を比較的低くしておいても、十分に製造後の高圧ポンプの各構成の寸法変化に対処できる軸力を発生させることができる。このことにより、シール面やシリンダ形状に対する歪みを防止することができる。
【0021】
また、高圧ポンプの作動時の流体圧力脈動により締付部材の弾性変形が生じても、前述したごとく弾性係数が小さいので変形に伴う軸力の増加は低く抑えられる。このため、高圧ポンプの作動時の流体圧力脈動によるシール面やシリンダ形状に対する歪みの防止も可能となる。
【0022】
請求項6記載の高圧ポンプは、請求項5記載の構成において、前記第1締付部材と前記第2締付部材とは、中心部において前記中間部材を締め付け、周縁部分にて複数の前記締結ボルトにて締結されていることを特徴とする。
【0023】
より具体的には、このように両締付部材が、中心部において中間部材を締め付け、周縁部分にて締結ボルトにて締結されることにより、中間部材をバランス良く締め付けることができ、かつ請求項5に示した作用効果を一層有効なものとできる。
請求項7記載の高圧ポンプは、シリンダ内でプランジャを往復動させることにより加圧室内の流体を高圧化するシリンダボディを含む中間部材を、第1締付部材と第2締付部材との間に配置し、両締付部材間に架け渡した締結ボルトの締結により両側から前記中間部材を締め付けることで構成した高圧ポンプであって、前記締結ボルトの軸方向の中央領域において、前記第1締付部材および前記第2締付部材から前記締結ボルトの一部が全周にわたって露出するとともに、前記第1締付部材による前記中間部材に対する締め付け位置から締め付け方向に直交する方向に離れた位置において前記第1締付部材の締め付け方向の厚みが他の部分よりも薄い部分を前記締結ボルトが締め付けることにより、前記中間部材の締め付けが前記第1締付部材における曲げ弾性力によりなされていることを特徴とする。
請求項8記載の高圧ポンプは、シリンダ内でプランジャを往復動させることにより加圧室内の流体を高圧化するシリンダボディを含む中間部材を、第1締付部材と第2締付部材との間に配置し、両締付部材間に架け渡した締結ボルトの締結により両側から前記中間部材を締め付けることで構成した高圧ポンプであって、前記締結ボルトの軸方向の中央領域において、前記第1締付部材および前記第2締付部材が、前記締結ボルトの全周にわたって締結ボルトから離れて存在する部分を設けるとともに、前記第1締付部材による前記中間部材に対する締め付け位置から締め付け方向に直交する方向に離れた位置において前記第1締付部材の締め付け方向の厚みが他の部分よりも薄い部分を前記締結ボルトが締め付けることにより、前記中間部材の締め付けが前記第1締付部材における曲げ弾性力によりなされていることを特徴とする。
請求項9記載の高圧ポンプは、シリンダ内でプランジャを往復動させることにより加圧室内の流体を高圧化するシリンダボディを含む中間部材を、第1締付部材と第2締付部材との間に配置し、両締付部材間に架け渡した締結ボルトの締結により両側から前記中間部材を締め付けることで構成した高圧ポンプであって、前記第1締付部材と前記第2締付部材とは直接当接せず、前記第1締付部材による前記中間部材に対する締め付け位置から締め付け方向に直交する方向に離れた位置において前記第1締付部材の締め付け方向の厚みが他の部分よりも薄い部分を前記締結ボルトが締め付けることにより、前記中間部材の締め付けが前記第1締付部材における曲げ弾性力によりなされていることを特徴とする。
【0024】
請求項10記載の高圧ポンプの組み付け構造は、請求項1〜9のいずれか記載の高圧ポンプを、支持体に対して該高圧ポンプの第2締付部材にて、組付ボルトにより組み付ける高圧ポンプの組み付け構造であって、前記締付部材に対して前記締結ボルトが与えている曲げ方向とは逆側に曲げる方向に組み付け力が作用する位置に組付ボルトを配置したことを特徴とする。
【0025】
組付ボルトの配置を、第2締付部材に対して締結ボルトが与えている曲げ方向とは逆側に曲げる方向に組み付け力が作用するように配置しているので、締結ボルトにより第2締付部材が曲げられていても、支持体に接触する側に曲げ戻され、これにより支持体の表面に対する接触面の密着度を高めることが可能となり、支持体との間のシール性などを良好にすることができる。
【0026】
【発明の実施の形態】
[実施の形態1]
図1は、上述した発明が適用された高圧燃料ポンプ2の断面図である。なお、この高圧燃料ポンプは、図2の燃料供給系統概略構成図に示すごとく、筒内噴射型ガソリンエンジンEに組み込まれてエンジンEの燃焼室内へ燃料を噴射するための高圧燃料を発生させるものである。
【0027】
高圧燃料ポンプ2は、シリンダボディ4、カバー6、フランジ8および電磁スピル弁10を備えている。シリンダボディ4の中心軸位置にはシリンダ4aが形成され、内部にプランジャ12を軸方向に摺動可能に支持している。シリンダ4aの先端側には加圧室14が形成され、プランジャ12の進入・退出により加圧室14の容積は変化するようにされている。
【0028】
加圧室14内は燃料圧送経路16によりチェック弁18に接続されている。このチェック弁18は、燃料分配管20(図2)に接続しており、加圧室14内の燃料が高圧化した場合に開弁して、高圧燃料を燃料分配管20側に圧送する。
【0029】
シリンダボディ4の下側にはスプリングシート22およびリフターガイド24が積層状態で配置されている。スプリングシート22の内周面にはオイルシール26が取り付けられている。このオイルシール26は略円筒状をなして、下端部26aはプランジャ12の外周面に摺動状態で密着している。プランジャ12とシリンダ4aとの間隙から漏出した燃料は、オイルシール26の燃料収納室26bに蓄積し、その後、燃料収納室26bに接続している燃料排出経路(図示略)を介して燃料タンクT側に戻される。
【0030】
リフターガイド24内にはリフタ28が軸方向に摺動可能に収納されている。
このリフタ28の底板部28aの内部表面に形成されている突出受部28bに、プランジャ12の下端部12aが当接している。またプランジャ12の下端部12aはリテーナ30に係合されている。そしてスプリングシート22とリテーナ30との間に圧縮状態で配置されたスプリング32により、プランジャ12の下端部12aは、リフタ28の突出受部28b側に押し付けられている。そして、このプランジャ12の下端部12aからの押圧力により、リフタ28の底板部28aは燃料ポンプ用カム34に当接されている。
【0031】
燃料ポンプ用カム34がエンジンEの回転に連動して回転すると、リフタ28の底板部28aを、燃料ポンプ用カム34のカムノーズが押し上げることにより、リフタ28が上昇する。これに連動して、加圧室14の容積を押し縮めるようにプランジャ12が上昇する。この上昇行程が加圧室14内の燃料の加圧行程である。
【0032】
この加圧行程内での適切なタイミングで加圧室14に臨んで配置されている電磁スピル弁10が閉じられる。電磁スピル弁10が閉じられる前の加圧行程では、加圧室14内の燃料が電磁スピル弁10、ギャラリ10aおよび低圧燃料通路35を介して燃料タンクT側に戻ることにより、加圧室14からは燃料分配管20側へは燃料は圧送されない。そして電磁スピル弁10が閉じられると、加圧室14内の燃料はその圧力を急速に上昇して高圧燃料となる。この高圧燃料によりチェック弁18が押し開かれて燃料分配管20側へ高圧燃料が圧送される。
【0033】
そして、燃料ポンプ用カム34のカムノーズが下がり始めると、リフタ28およびプランジャ12はスプリング32の付勢力により次第に下降し始めて吸入行程となる。この吸入行程の開始とともに電磁スピル弁10が開弁されて、加圧室14内にギャラリ10aと電磁スピル弁10とを介して低圧燃料通路35側から燃料が吸入される。
【0034】
このような加圧行程と吸入行程とを繰り返し、加圧行程での電磁スピル弁10の閉弁タイミングを電子制御装置(ECU)36にて燃料圧力センサ20aにて検出される燃料分配管20内の燃料圧力やその他のエンジン運転状態に応じてフィードバック制御することにより、燃料分配管20内の燃料圧力が燃料噴射弁38から噴射するのに適切な圧力に調整される。
【0035】
ここで、中間部材としてのシリンダボディ4、スプリングシート22およびリフターガイド24は、図示したごとくの積層状態に重ね合わされて第1締付部材としてのカバー6と第2締付部材としてのフランジ8との間に配置されている。なお、ギャラリ10aや燃料収納室26b等のシールのために、電磁スピル弁10、カバー6、シリンダボディ4、スプリングシート22およびリフターガイド24の積層面にはOリング62,64,66,68が配置されている。
【0036】
そして、このような積層状態にて、シリンダボディ4、スプリングシート22およびリフターガイド24は、カバー6とフランジ8との間に架け渡された締結ボルト40の締結により両側から締め付けられている。なお、図1の断面図では高圧燃料ポンプ2の中心軸において角度をつけて切断した面を示しており、複数存在する締結ボルト40の内の1本のみが示されている。例えば、図3に示すごとく高圧燃料ポンプ2の中心軸において角度をつけずに切断した場合には、中心軸に対称となる他の位置にも締結ボルト40が配置されている。本実施の形態1ではこのように対称となる位置に2対、合計4本の締結ボルト40がシリンダボディ4、スプリングシート22およびリフターガイド24の周囲に配置されている。
【0037】
これらの締結ボルト40の軸方向の中央領域40aにおいては、カバー6とフランジ8とにより覆われていない。すなわち、締結ボルト40の一部が全周にわたってカバー6およびフランジ8から露出している。また、中間部材としてのシリンダボディ4、スプリングシート22およびリフターガイド24に対して、カバー6およびフランジ8が締め付けている位置とは締め付け方向に直交する方向に距離S離れた位置で、締結ボルト40は相互に当接していないカバー6とフランジ8とを締結している。特に本実施の形態1の場合には、カバー6とフランジ8とは、中心部においてシリンダボディ4、スプリングシート22およびリフターガイド24を積層状態で締め付け、その周縁部分にて複数の締結ボルト40にて締結されている構成である。
【0038】
このように構成されていることにより、締結ボルト40の締め付けによる締結力は、カバー6とフランジ8とが締結ボルト40の中央領域40aを覆っている従来のような構成と異なり、カバー6とフランジ8とを圧縮変形させることに加え、カバー6の周縁部6aとフランジ8の周縁部8aとを互いに近づけるようにカバー6およびフランジ8を曲げるように作用する。このことにより、シリンダボディ4、スプリングシート22およびリフターガイド24には、カバー6およびフランジ8の曲げ変形時の曲げ弾性力を中心とする締結力が作用することになる。
【0039】
以上説明した本実施の形態1によれば、以下の効果が得られる。
(イ).前述したごとく締結ボルト40の軸方向の中央領域40aにおいては、カバー6およびフランジ8から全周にわたって露出している。このことにより、締結ボルト40の締め付けによる締結力は、カバー6およびフランジ8に対して、圧縮応力として作用することに加え、周縁部6a,8a同士を近づける方向の曲げ応力として作用することになる。このとき、シリンダボディ4、スプリングシート22およびリフターガイド24に対する締め付け力を生じさせている曲げ弾性変形の弾性係数が圧縮弾性変形の場合に比較して小さいものとなる。
【0040】
したがって、温度変化による高圧燃料ポンプ2の各構成の膨張収縮や各構成間の締結面のへたり等の寸法変化が生じても、弾性係数が小さいために締結ボルト40の軸力変化も小さいものとなる。このため、締結ボルト40の初期軸力を比較的低くしておいても、製造後における高圧燃料ポンプ2の各構成の寸法変化に対処できる十分な軸力を発生させることができる。このことにより、各構成間のシール面やシリンダ4aの形状に対する歪みを防止することができる。
【0041】
(ロ).また、高圧燃料ポンプ2の作動時の燃料圧力脈動、特に電磁スピル弁10の閉弁時の急激な燃料圧力上昇によりカバー6やフランジ8の弾性変形が生じても、前述したごとく弾性係数が小さい曲げ応力による変形であるので変形に伴う軸力の増加は低く抑えられる。このため、高圧燃料ポンプ2の作動時の燃料圧力脈動によるシール面やシリンダ4aの形状に対する歪みの防止も可能となる。
【0042】
(ハ).また、カバー6とフランジ8とは直接当接していない。このため、シリンダボディ4、スプリングシート22およびリフターガイド24に対する締め付け力は曲げ弾性変形を主体とするものとなり、弾性係数を十分に低いものとすることができ、上記(イ)および(ロ)に述べた効果を一層顕著なものとできる。
【0043】
(ニ).更に、カバー6とフランジ8とは、その中心部においてシリンダボディ4、スプリングシート22およびリフターガイド24を締め付け、周縁部分にて複数の締結ボルト40にて締結されている。このことにより、シリンダボディ4、スプリングシート22およびリフターガイド24をバランス良く締め付けることができ、上記(イ)および(ロ)に述べた効果を一層顕著なものとできる。
【0044】
(ホ).更に締結ボルト40の中央領域40aがシリンダボディ4、カバー6、フランジ8およびその他の構成から離れて、完全に高圧燃料ポンプ2から露出することで、貫通空間40bが形成されている。したがって、この貫通空間40bを利用して、図4に示すごとく製造ライン等において搬送用フック50に掛けて搬送することができる。このため高圧燃料ポンプ2自体に特別にブラケット等の係合部品を組み付けたり、係合するための加工をしなくても、簡単な搬送ラインで搬送が可能となり、製造コストの低減に貢献できる。
【0045】
(ヘ).締結ボルト40により締結されているカバー6とフランジ8とは高圧燃料ポンプ2の全周にわたって離れており、カバー6とフランジ8との間からシリンダボディ4、スプリングシート22およびリフターガイド24の積層部分を確認することができる。このため、例えば、製造後の検査あるいは使用中の検査において、積層部分にクラック等の問題が生じていないかを、外観から容易に確認することが可能である。
【0046】
従来技術では、積層部分をそのままでは外観から確認することができず、確認したい箇所に特別に覗き窓を形成するか、あるいは抜き取りにより分解して確認する必要がある。
【0047】
(ト).カバー6、シリンダボディ4、スプリングシート22、リフターガイド24およびフランジ8が積層状に締結されている。特に、図1に示したごとく中間部材としてのシリンダボディ4、スプリングシート22およびリフターガイド24は円筒状の部品構成にすることが可能であり、旋盤加工などにより製造が容易である。なお、カバー6およびフランジ8についても同様に円筒状に加工することは可能であり、全体として成形加工が容易となる。
【0048】
(チ).また、中間部材としてのシリンダボディ4、スプリングシート22およびリフターガイド24は、全体が円筒状であることにより、これらにネジ孔等を形成する場合に、中心軸周りの位相を固定化する必要がない。更に、シリンダボディ4、スプリングシート22およびリフターガイド24に何らかの部品を取り付ける場合も、締結ボルト40の中央領域40aに干渉しなければ全方位から取り付けが可能であり、設計や部品組み立て上の自由度が向上する。
【0049】
なお、図5に示すごとく、カバー6Aとフランジ8Aとの間を拡大した形状とすれば、チェック弁18A等の比較的大型の部品についても、取り付け位相の自由度が拡大する。
【0050】
(リ).また、締結ボルト40の中央領域40aを露出させ、カバー6とフランジ8とは当接させずに、カバー6およびフランジ8の曲げ変形にてシリンダボディ4、スプリングシート22およびリフターガイド24を締結しているので、高圧燃料ポンプ2の各構成の軸方向寸法は高精度を必要としない。したがって締結ボルト40の螺入量にて締め付け力を調整することで、容易に製造することができる。更に、曲げ変形による締め付け力を発生するための弾性係数が小さいことから螺入量の誤差による軸力の変動も小さいので、螺入量についても高精度は要求されない。
【0051】
(ヌ).温度変化による高圧燃料ポンプ2の各構成の膨張収縮や各構成間の締結面のへたり等の寸法変化が生じても、(イ)に述べたごとく寸法変化に対処できる十分な軸力を発生させることができる。したがって、シリンダボディ4のような、ポンプ機能上、特に重要な部品については高級部材を用いて、他は比較的低級な部品にて構成しても良いことから、材料費が低減できる。
【0052】
[実施の形態2]
図6は高圧燃料ポンプ102を、支持体としてのシリンダヘッドカバー152に組付ボルト154により取り付けることにより、筒内噴射型ガソリンエンジンに組み込んだ構造を示している。
【0053】
本実施の形態2における高圧燃料ポンプ102は、フランジ108以外の構成については、前記実施の形態1に示した高圧燃料ポンプ2と同じである。本実施の形態2のフランジ108は、締結ボルト140が貫通する締結ボルト孔108bの更に外周縁部側に組付ボルト154を貫通させるための組付ボルト孔108cを設けている。
【0054】
この組付ボルト孔108cに、締結ボルト140とは逆方向から組付ボルト154が貫通され、シリンダヘッドカバー152側に設けられた螺合孔152aに螺入されることにより、高圧燃料ポンプ102全体をシリンダヘッドカバー152に取り付けている。このことにより、リフタ128の底板部128aを、シリンダヘッドカバー152の貫通孔153を介してエンジンの燃料ポンプ用カム134に接触させることができる。
【0055】
なお、図6では高圧燃料ポンプ102の中心軸において角度をつけて切断した面を示しており、締結ボルト140および組付ボルト154は各1本のみ示している。例えば、図7に示すごとく高圧燃料ポンプ102の中心軸において角度をつけずに切断した場合には、中心軸に対称となる位置にも他の締結ボルト140および組付ボルト154による締結と組付けとがなされている。本実施の形態2ではこのように対称となる位置に、締結ボルト140と組付ボルト154とが各2対、合計で締結ボルト140が4本および組付ボルト154が4本による締結および組付けがシリンダボディ4、スプリングシート22およびリフターガイド24の周囲になされている。
【0056】
以上説明した本実施の形態2によれば、以下の効果が得られる。
(イ).前記実施の形態1の(イ)〜(ヌ)で述べた効果が得られる。
(ロ).本実施の形態2では、フランジ108の下面108dがシリンダヘッドカバー152に対する取り付け面となっている。フランジ108は高圧燃料ポンプ102の組み立て時において締結ボルト140による締結により、周縁部108aがカバー106側に近づく方向(図6:矢印U方向)にわずかに曲がる。このため、フランジ108の下面108dは、シリンダヘッドカバー152の表面152bに対する密着度が低下する。
【0057】
しかし、組付ボルト154によるシリンダヘッドカバー152に対する取り付けが行われると、締結ボルト140よりも、周縁部108a側にてフランジ108をシリンダヘッドカバー152側に締め付けるため、締結ボルト140が生じさせている曲げ方向(矢印U方向)とは逆側に曲げる方向(矢印D方向)に組み付け力が作用する。
【0058】
このように締結ボルト140によりフランジ108が曲げられていても、シリンダヘッドカバー152に接触する側に曲げ戻される。このことによりシリンダヘッドカバー152の表面152bに対するフランジ108の密着度を高めることが可能となり、シリンダヘッドカバー152との間のシール性などを良好にすることができる。
【0059】
したがって、フランジ108を薄くして軽量化しても、締結ボルト140の締結力によるシリンダヘッドカバー152の表面152bに対する密着度が低下することを防止することができる。更に、フランジ108の下面108dの平面度の公差が大きくても、組付ボルト154の組み付け力によりシリンダヘッドカバー152の表面152bに対する密着度を向上させることができる。このため材料費や加工コストの低減が可能となる。
【0060】
また、このようにフランジ108の下面108dとシリンダヘッドカバー152の表面152bとの密着度を向上できるので、フランジ108の下面108dとシリンダヘッドカバー152の表面152bとの間をOリング等によりシールする場合も、潰し代を小さく設定でき、少ない材料で十分なシールが可能であり、材料費の低減が可能となる。
【0061】
[実施の形態3]
図8は実施の形態3の高圧燃料ポンプ202の断面図である。ここでは、前記実施の形態1と同様に、電磁スピル弁210、カバー206、シリンダボディ204、スプリングシート222、リフターガイド224およびフランジ208が中心軸方向で積層されている。ただし、これらの積層面にはOリングの代わりにゴム等の振動減衰性を有するシール材262,264,266,268,270が配置されている。
【0062】
以上説明した本実施の形態3によれば、以下の効果が得られる。
(イ).前記実施の形態1の(イ)〜(ヌ)で述べた効果が得られる。
(ロ).高圧燃料ポンプ202の構成の内、特に電磁スピル弁210は、閉弁する際に一瞬にして電磁スピル弁210を介して流れている燃料の流れを停止することから、内部に設けられた弁体の着座時にシート部210bに衝撃振動を生じる。しかし、シート部210bから直接振動が伝達される加圧室214が設けられているシリンダボディ204は、シール材262〜270により二重三重に振動が減衰され、外側への伝達が阻止される。このような振動阻止構成は、シリンダボディ204等の中間部材をフローティング状態でカバー206とフランジ208とが挟持しているために可能となる。
【0063】
なお、前記実施の形態1に示したOリング62〜68によっても十分に振動減衰と振動伝達とが阻止されるが、本実施の形態3のごとくに構成すれば、更に振動減衰と伝達阻止とが効果的である。
【0064】
このようなシール材262〜270は、ゴムや樹脂のシートでも良いが、例えば、図9の斜視図および図10の拡大断面図に示すごとくリング状金属板272を用いても良い。リング状金属板272はテーパー状の段差272aにより接続された2つのリング部272b,272cを設けている。このリング部272b,272cには図10に示すごとく、上下の面にリング状ゴムシート272d,272eが設けられている。このようなリング状金属板272を例えば、図11に示すごとく、シール材264の代わりにカバー206とシリンダボディ204との間に圧縮状態で配置する。更にシール材262,266〜270の代わりに同様な形状のリング状金属板を圧縮状態で配置する。このことにより、ギャラリ210aに対してシール作用を生じさせることができるとともに、更に、電磁スピル弁210からシリンダボディ204に伝達される振動を減衰でき、カバー206やフランジ208側へ振動が伝達されるのを防止できる。
【0065】
[その他の実施の形態]
・前記各実施の形態においては、締付部材であるカバーとフランジとは直接当接していなかったが、図12に示すごとく、シリンダボディ304等の中間部材および締結ボルト340から離れた位置に設けられた当接部306b,308bにてカバー306とフランジ308とが当接していても良い。この構成の場合も、締結ボルト340の軸方向の中央領域340aにおいて全周が露出している部分が一部でもあれば、カバー306あるいはフランジ308の一方あるいは両方(この場合は両方)において、締結ボルト340の中心軸に垂直な部分306c,308cで曲げ弾性変形する。このことにより、前記実施の形態1にて述べたごとく低い弾性係数の弾性力により、シリンダボディ304等の中間部材を締結できる。このことにより、前記実施の形態1に述べた効果を生じさせることができる。
【0066】
なお、カバー306とフランジ308とは当接部306b,308bにて当接している。しかし、この場合、当接部306b,308bは、シリンダボディ304等の中間部材の締結位置とは離れており、かつカバー306およびフランジ308は曲げ変形にてシリンダボディ304等の中間部材を締結している。このため、高圧燃料ポンプ302の各構成の軸方向寸法は高精度でなくても、締結ボルト340の軸力に大きな変化を生じることなく寸法公差を吸収できる。
【0067】
・更に、図13に示すごとく、当接部406b,408bの先端を締結ボルト440側に曲げた構成とし、先端の貫通孔406d,408dに締結ボルト440の中央領域440aを貫通させても良い。この場合も、締結ボルト440の中央領域440aにおいて全周が露出している部分440b,440cが存在する。このため、カバー406あるいはフランジ408の一方あるいは両方(この場合は両方)において、締結ボルト440の中心軸に垂直な部分406c,408cで曲げ弾性変形する。このことにより、前記実施の形態1にて述べたごとく低い弾性係数の弾性力により、シリンダボディ404等の中間部材を締結できる。このことにより、前記実施の形態1に述べた効果を生じさせることができる。
【0068】
なお、カバー406とフランジ408とは、締結ボルト440まで延びた当接部406b,408bにて当接している。この場合についても、当接部406b,408bは力の伝達経路に関しては、図12の場合と同様にシリンダボディ404等の中間部材の締結位置とは離れている。そして、カバー406およびフランジ408の曲げ変形にてシリンダボディ404等の中間部材を締結している。このため、高圧燃料ポンプ402の各構成の軸方向寸法は高精度でなくても、締結ボルト440の軸力に大きな変化を生じることなく寸法公差を吸収できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態1の高圧燃料ポンプの断面図。
【図2】実施の形態1の高圧燃料ポンプを組み込んだ筒内噴射型ガソリンエンジンの燃料供給系統概略構成図。
【図3】実施の形態1の高圧燃料ポンプの断面図。
【図4】実施の形態1の高圧燃料ポンプの搬送状態説明図。
【図5】実施の形態1の高圧燃料ポンプの変形例を示す断面図。
【図6】実施の形態2の高圧燃料ポンプの組み付け構造を示す断面図。
【図7】実施の形態2の高圧燃料ポンプの組み付け構造を示す断面図。
【図8】実施の形態3の高圧燃料ポンプの断面図。
【図9】実施の形態3の高圧燃料ポンプにシール材として用いるリング状金属板の斜視図。
【図10】図9のリング状金属板の断面図。
【図11】図9のリング状金属板の使用状態を説明する高圧燃料ポンプの要部断面図。
【図12】他の実施の形態の高圧燃料ポンプの断面図。
【図13】他の実施の形態の高圧燃料ポンプの断面図。
【符号の説明】
2…高圧燃料ポンプ、4…シリンダボディ、4a…シリンダ、6…カバー、6A…カバー、6a,8a…周縁部、8…フランジ、8A…フランジ、8a…周縁部、10…電磁スピル弁、10a…ギャラリ、12…プランジャ、12a…下端部、14…加圧室、16…燃料圧送経路、18…チェック弁、18A…チェック弁、20…燃料分配管、20a…燃料圧力センサ、22…スプリングシート、24…リフターガイド、26…オイルシール、26a… 下端部、26b…燃料収納室、28…リフタ、28a…底板部、28b…突出受部、30…リテーナ、32…スプリング、34…燃料ポンプ用カム、35…低圧燃料通路、38…燃料噴射弁、40…締結ボルト、40a…中央領域、40b… 貫通空間、50…搬送用フック、62,64,66,68…Oリング、102…高圧燃料ポンプ、106…カバー、108…フランジ、108a…周縁部、108b…締結ボルト孔、108c…組付ボルト孔、108d…下面、128…リフタ、134…燃料ポンプ用カム、140…締結ボルト、152…シリンダヘッドカバー、152a…螺合孔、153…貫通孔、154…組付ボルト、202…高圧燃料ポンプ、204…シリンダボディ、206…カバー、208…フランジ、210…電磁スピル弁、210b…シート部、214…加圧室、222…スプリングシート、224…リフターガイド、262,264,266,268,270…シール材、272…リング状金属板、272a…段差、272b,272c…リング部、272d,272e… リング状ゴムシート、304…シリンダボディ、306…カバー、306b,308b…当接部、306c,308c…垂直な部分、308…フランジ、340…締結ボルト、340a…中央領域、404…シリンダボディ、406…カバー、406b,408b…当接部、406c,408c…垂直な部分、406d,408d…貫通孔、408…フランジ、440…締結ボルト、440a…中央領域、440b,440c…露出している部分、E…エンジン、T…燃料タンク。
Claims (10)
- シリンダ内でプランジャを往復動させることにより加圧室内の流体を高圧化するシリンダボディを含む中間部材を、第1締付部材と第2締付部材との間に配置し、両締付部材間に架け渡した締結ボルトの締結により両側から前記中間部材を締め付けることで構成した高圧ポンプであって、
前記第1締付部材および前記第2締付部材はカバー及びフランジであり、
前記締結ボルトの軸方向の中央領域において、前記第1締付部材および前記第2締付部材から、前記締結ボルトの一部が全周にわたって露出するとともに、前記第1締付部材および前記第2締付部材の周縁部分を前記締結ボルトにて締め付けることにより、前記中間部材の締め付けが前記第1締付部材と前記第2締付部材との両方における曲げ弾性力によりなされていることを特徴とする高圧ポンプ。 - 請求項1記載の構成において、前記締結ボルトの全周が前記第1締付部材および前記第2締付部材から露出している部分が、複数存在することを特徴とする高圧ポンプ。
- シリンダ内でプランジャを往復動させることにより加圧室内の流体を高圧化するシリンダボディを含む中間部材を、第1締付部材と第2締付部材との間に配置し、両締付部材間に架け渡した締結ボルトの締結により両側から前記中間部材を締め付けることで構成した高圧ポンプであって、
前記第1締付部材および前記第2締付部材はカバー及びフランジであり、
前記締結ボルトの軸方向の中央領域において、前記第1締付部材および前記第2締付部材が、前記締結ボルトの全周にわたって締結ボルトから離れて存在する部分を設けることにより、前記中間部材の締め付けが前記第1締付部材と前記第2締付部材との両方における前記締結ボルトの中心軸に垂直な部分での曲げ弾性力によりなされていることを特徴とする高圧ポンプ。 - 請求項3記載の構成において、前記第1締付部材および前記第2締付部材が、前記締結ボルトの全周にわたって離れて存在する部分が、複数存在することを特徴とする高圧ポンプ。
- シリンダ内でプランジャを往復動させることにより加圧室内の流体を高圧化するシリンダボディを含む中間部材を、第1締付部材と第2締付部材との間に配置し、両締付部材間に架け渡した締結ボルトの締結により両側から前記中間部材を締め付けることで構成した高圧ポンプであって、
前記第1締付部材および前記第2締付部材はカバー及びフランジであり、
前記第1締付部材と前記第2締付部材とは直接当接せず、前記締結ボルトは、前記第1締付部材と前記第2締付部材との両方による前記中間部材に対する締め付け位置から締め付け方向に直交する方向に離れた位置で両締付部材を締結していることにより、前記中間部材の締め付けが前記第1締付部材と前記第2締付部材との両方における曲げ弾性力によりなされていることを特徴とする高圧ポンプ。 - 請求項5記載の構成において、前記第1締付部材と前記第2締付部材とは、中心部において前記中間部材を締め付け、周縁部分にて複数の前記締結ボルトにて締結されていることを特徴とする高圧ポンプ。
- シリンダ内でプランジャを往復動させることにより加圧室内の流体を高圧化するシリンダボディを含む中間部材を、第1締付部材と第2締付部材との間に配置し、両締付部材間に架け渡した締結ボルトの締結により両側から前記中間部材を締め付けることで構成した高圧ポンプであって、
前記締結ボルトの軸方向の中央領域において、前記第1締付部材および前記第2締付部材から前記締結ボルトの一部が全周にわたって露出するとともに、前記第1締付部材による前記中間部材に対する締め付け位置から締め付け方向に直交する方向に離れた位置において前記第1締付部材の締め付け方向の厚みが他の部分よりも薄い部分を前記締結ボルトが締め付けることにより、前記中間部材の締め付けが前記第1締付部材における曲げ弾性力によりなされていることを特徴とする高圧ポンプ。 - シリンダ内でプランジャを往復動させることにより加圧室内の流体を高圧化するシリンダボディを含む中間部材を、第1締付部材と第2締付部材との間に配置し、両締付部材間に架け渡した締結ボルトの締結により両側から前記中間部材を締め付けることで構成した高圧ポンプであって、
前記締結ボルトの軸方向の中央領域において、前記第1締付部材および前記第2締付部材が、前記締結ボルトの全周にわたって締結ボルトから離れて存在する部分を設けるとともに、前記第1締付部材による前記中間部材に対する締め付け位置から締め付け方向に直交する方向に離れた位置において前記第1締付部材の締め付け方向の厚みが他の部分よりも薄い部分を前記締結ボルトが締め付けることにより、前記中間部材の締め付けが前記第1締付部材における曲げ弾性力によりなされていることを特徴とする高圧ポンプ。 - シリンダ内でプランジャを往復動させることにより加圧室内の流体を高圧化するシリンダボディを含む中間部材を、第1締付部材と第2締付部材との間に配置し、両締付部材間に架け渡した締結ボルトの締結により両側から前記中間部材を締め付けることで構成した高圧ポンプであって、
前記第1締付部材と前記第2締付部材とは直接当接せず、前記第1締付部材による前記中間部材に対する締め付け位置から締め付け方向に直交する方向に離れた位置において前記第1締付部材の締め付け方向の厚みが他の部分よりも薄い部分を前記締結ボルトが締め付けることにより、前記中間部材の締め付けが前記第1締付部材における曲げ弾性力によりなされていることを特徴とする高圧ポンプ。 - 請求項1〜9のいずれか記載の高圧ポンプを、支持体に対して該高圧ポンプの第2締付部材にて、組付ボルトにより組み付ける高圧ポンプの組み付け構造であって、
前記締付部材に対して前記締結ボルトが与えている曲げ方向とは逆側に曲げる方向に組み付け力が作用する位置に組付ボルトを配置したことを特徴とする高圧ポンプの組み付け構造。
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