JP4437552B2 - 高圧燃料ポンプ - Google Patents
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Description
また、リリーフ弁から吐出燃料を排出するための燃料排出通路を専用に形成すると、ポンプハウジングに燃料排出通路を加工する工数が増加する。
このように、リリーフ弁の収容穴の加工工数、シール工数、ポンプハウジングの組付工数、あるいは燃料排出通路の加工工数が増加すると、高圧燃料ポンプの製造工数が増加する。
リリーフ弁を専用穴に収容する場合、専用穴を形成するためのスペースがポンプハウジングに必要であるから、ポンプハウジングが大型化する。また、リリーフ弁の専用穴とリリーフ弁との間をOリング等のシール部材でシールする場合には、シール部材の設置スペースが必要であるから、ポンプハウジングが大型化する。
また、リリーフ弁を収容するために複数のハウジング部材を締結する構成では、ハウジング部材同士の組付箇所のシール寸法が非常に長くなるので、ポンプハウジングが大型化する。
本発明の他の目的は、小型の高圧燃料ポンプを提供することにある。
また、吸入口穴がリリーフ弁の収容穴を兼ねているので、リリーフ弁が開弁するときに排出される燃料は吸入口側に流れる。つまり、吸入口穴にリリーフ弁を収容するために、吸入口穴、または吸入口穴とリリーフ弁との間を新たにシールする必要がない。これにより、高圧燃料ポンプのシール箇所が減少するので、シール工数が低減するとともに、シール部材の部品点数が減少する。したがって、高圧燃料ポンプの製造工数が低減し、かつ高圧燃料ポンプの製造コストが低下する。また、リリーフ弁用にシール部材を設置するスペースがポンプハウジングに不要になるので、ポンプハウジングを小型化できる。
また、請求項1および5に記載の発明によると、プランジャを収容するハウジングのプランジャ収容穴の内周面と燃料室とを連通する燃料排出通路と、リリーフ弁と燃料室とを連通する燃料排出通路とが共用されているので、燃料排出通路の加工工数を低減できる。したがって、高圧燃料ポンプの製造工数が低減する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による高圧燃料ポンプを図1から図3に示す。高圧燃料ポンプ10は、例えば、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンのインジェクタに燃料を供給する燃料ポンプである。図示しない低圧ポンプから吸入口300に供給された燃料は、フィルタ40を通り、燃料室302、連通路304、燃料ギャラリ306から加圧室308に吸入される。加圧室308で加圧された燃料は、吐出口310から燃料レール等に供給される。
パルセーションダンパ44は、カバー42とハウジング本体12との間に挟持されている。パルセーションダンパ44は、燃料室302の燃料圧力に応じて弾性変形し、燃料室302から加圧室308に吸入される燃料の圧力脈動を低減する。連通路304は、燃料室302と電磁弁70の燃料ギャラリ306とを連通している。
電磁弁70のバルブボディ72は、燃料ギャラリ306と加圧室308との間でハウジング本体12に取り付けられている。バルブボディ72の弁座73に弁部材74が着座すると、燃料ギャラリ306と加圧室308との連通が遮断される。スプリング座76はバルブボディ72内に取り付けられており、スプリング78の一端と当接している。スプリング78の他端は弁部材74と当接している。スプリング78は、弁部材74が弁座73に着座する閉弁方向に弁部材74に荷重を加えている。スプリング座76には、燃料ギャラリ306と加圧室308とを連通する燃料通孔76aが形成されている。
ヨーク88、89は、コイル92の外周を覆っており、固定コア80および可動コア82と磁気回路を形成している。固定コア80とヨーク89との間には、固定コア80とヨーク89との間で磁束が短絡することを防止する筒状の非磁性部材90が設置されている。コイル92は、固定コア80、ヨーク89おおよび非磁性部材90の外周に巻回されている。ターミナル94はコイル92と電気的に接続されており、電磁弁70に電力を供給する。
(1)吸入行程
プランジャ50が下降し、加圧室308の圧力が低下すると、弁部材74の燃料入口側である燃料ギャラリ306と、燃料出口側である加圧室308とから弁部材74が受ける差圧が変化する。そして、加圧室308の燃料圧力により弁部材74が弁座73に着座する方向に受ける力とスプリング78の荷重との和が、燃料ギャラリ306の燃料圧力により弁部材74が弁座73から離座する方向に受ける力とスプリング86の荷重との和よりも小さくなると、弁部材74は弁座73から離座する。これにより、燃料室302から連通路304、燃料ギャラリ306を通り加圧室308に燃料が吸入される。弁部材74が弁座73から離座すると、スプリング86の荷重により、ロッド84は弁部材74に向けて移動し、可動コア82は固定コア80に向けて移動する。可動コア82が固定コア80に当接すると、可動コア82およびロッド84の移動は停止する。可動コア82が固定コア80に当接している状態では、ロッド84の弁部材74側の先端は弁座73よりも弁部材74側に突出している。
プランジャ50が下死点から上死点に向かって上昇しても、コイル92への通電はオンされた状態であり、固定コア80と可動コア82との間に磁気吸引力が働いているので、可動コア82は固定コア80と当接している位置に保持される。つまり、弁部材74はロッド84に遮られて弁座73から離座した開弁位置に保持されるので、プランジャ50の上昇にともない、加圧室308の燃料は燃料ギャラリ306から連通路304を通り、燃料室302に戻される。
戻し行程中にコイル92への通電をオフすると、固定コア80と可動コア82との間に磁気吸引力が働かなくなる。その結果、スプリング78とスプリング86との荷重差、ならびにプランジャ50の上昇にともない加圧室308の燃料が燃料ギャラリ306から連通路304を通り燃料室302に戻されるときの流体力により、弁部材74は閉弁方向である図1の右方向に移動して弁座73に着座するので、燃料ギャラリ306と加圧室308との連通は遮断される。この状態でプランジャ50がさらに上死点に向けて上昇すると、加圧室308の燃料が加圧され燃料圧力が上昇する。そして、加圧室308の燃料圧力が所定圧以上になると、デリバリバルブ100のボール102がスプリング106の付勢力に抗して弁座110から離座し、デリバリバルブ100が開弁する。これにより、加圧室308で加圧された燃料は吐出口310から吐出される。吐出口310から吐出された燃料は、図示しない燃料レールに供給されて蓄圧され、燃料噴射弁に供給される。
第1実施形態では、吸入口300を区画する吸入口穴20の奥に形成されたリリーフ弁収容部22にリリーフ弁120が収容されているので、リリーフ弁を収容する専用穴をハウジング本体12に新たに形成する必要がない。したがって、ハウジング本体12の加工工数が低減し、高圧燃料ポンプ10の製造工数が低減する。これにより、高圧燃料ポンプ10の製造コストを低下できる。
また、ハウジング本体12がリリーフ弁120の弁ハウジングを兼ねているので、リリーフ弁120の部品点数を低減し、かつハウジング本体12を小型化できる。
また、リリーフ弁120が開弁するときにリリーフ弁120から吸入口300側に燃料が排出される。この構成によれば、リリーフ弁120を高圧燃料ポンプ10に収容するためにハウジング本体12にシール部材を新たに設置する必要がないので、高圧燃料ポンプ10のシール箇所が低減する。これにより、シール部材の部品点数が減少し、シール部材を設置する工数が低減する。したがって、高圧燃料ポンプ10の製造コストが低下するとともに、製造工数が低減する。また、リリーフ弁120用にハウジング本体12にシール部材を設置するスペースが不要になるので、ハウジング本体12を小型化し、高圧燃料ポンプ10を小型化できる。また、シール箇所が低減しシール部材としてOリング等のゴム材を使用する箇所が低減するので、シール部材を透過してエバポが漏れることを抑制できる。
また、吐出口穴30に対してリリーフ弁120がオフセットされた位置に設置されているので、吐出口穴30の側方のハウジング本体12のスペースにリリーフ弁120を設置できる。したがって、ハウジング本体12を小径化できる。
本発明の第2実施形態を図4に示す。尚、第1実施形態と実質的に同一構成部分に同一符号を付す。
第2実施形態では、高圧燃料ポンプ140のハウジング本体142のシリンダ15の部分だけを焼き入れしたり、ハウジング本体142とは別部材でシリンダ15を設置してシリンダ15の硬度を確保している。この場合、デリバリバルブ150およびリリーフ弁160の弁座をハウジング本体142に直接形成することは硬度の点で困難である。そこで第2実施形態では、デリバリバルブ150の弁座およびリリーフ弁160の弁座を、ハウジング本体142よりも硬度の高い弁座部材152、162にそれぞれ形成している。弁座部材152、162は、吐出口穴30、リリーフ弁収容部22にそれぞれ収容されている。
本発明の第3実施形態を図5に示す。尚、既述の実施形態と実質的に同一構成部分に同一符号を付す。
第3実施形態では、リリーフ弁170のボール122をガイドするガイド180は、カップ状に形成されている。ガイド180の底部182には、ボール122よりも小径の嵌合穴183が形成されている。ボール122は、底部の外側から嵌合穴183に嵌合している。爪184は、底部182の外周側の4箇所からボール122と反対方向に延びている。ガイド180は、爪184がリリーフ弁収容部22と摺動することによりボール122を案内し、ボール122とともに往復移動する。そして、リリーフ弁170の開弁時に、爪184の間を通って吐出燃料が排出される。ガイド180は、板部材をプレス加工することにより容易に形成できる。
本発明の第4実施形態を図6に示す。尚、既述の実施形態と実質的に同一構成部分に同一符号を付す。
第4実施形態の高圧燃料ポンプ190では、吐出口310とリリーフ弁120の吐出口310側とを連通する燃料排出通路320は、ハウジング本体192の外周面から形成されている。封止ねじは202は、燃料排出通路330を形成するハウジング本体192の段部にボール200を押し付けることにより、燃料排出通路330を塞いでいる。
第4実施形態では、ハウジング本体192の外周面から燃料排出通路330を形成しているので、第1実施形態のように吐出口310の途中から斜めに燃料排出通路312を形成する構成に比べ、燃料排出通路330の加工が容易である。
本発明の第5実施形態を図7に示す。尚、既述の実施形態と実質的に同一構成部分に同一符号を付す。
第5実施形態では、リリーフ弁210と燃料室302とを連通する燃料排出通路340を形成し、リリーフ弁210から吸入口300側である燃料室302に吐出燃料の一部を排出する。このように、リリーフ弁210から吸入口300に向けて吐出燃料を直接排出する必要がないので、第5実施形態のスプリング座220の板部222には、第1実施形態のように、燃料通路を形成するための切り欠きは形成されていない。これにより、スプリング座220の加工が容易になるので、スプリング座220の製造コストを低下できる。
このように、リリーフ弁210の開弁時に燃料室302に燃料を排出する燃料排出通路340と、シリンダ15とプランジャ50との摺動部から燃料室302に燃料を排出する燃料排出通路342とが一部で共有されているので、燃料排出通路の加工工数を低減できる。
上記実施形態では、ハウジング本体がリリーフ弁の弁ハウジングを兼ねている。これに対し、弁ハウジングを含んでサブアッセンブリ化したリリーフ弁を吸入口穴に収容してもよい。サブアッセンブリ化されたリリーフ弁を吸入口穴に収容する場合にも、リリーフ弁を収容するために、吸入口穴、または吸入口穴とリリーフ弁との間を新たにシールする必要はない。
また、上記実施形態では、吸入口300に対してリリーフ弁収容部22が同軸になるように吸入口穴20を形成している。これに対し、吸入口300とリリーフ弁収容部との軸をずらして吸入口穴を形成してもよい。また、吸入口300に対してリリーフ弁収容部を傾けて吸入口穴を形成してもよい。
また、第5実施形態に対し、吸入口穴以外にリリーフ弁の収容穴を専用に形成し、プランジャ収容穴から燃料を排出する燃料排出通路と、専用穴に収容されたリリーフ弁から吐出燃料を排出する燃料排出通路とを共用してもよい。
Claims (5)
- 吸入口を区画する吸入口穴、前記吸入口から燃料を吸入する加圧室、および前記加圧室で加圧された燃料を吐出する吐出口を区画する吐出口穴を有するポンプハウジングと、
往復移動することにより前記加圧室に吸入された燃料を加圧するプランジャと、
前記吸入口穴に収容され、前記吐出口から吐出される燃料の吐出圧が所定圧以上になると開弁し、燃料吐出圧を減圧するリリーフ弁と、
を備え、
前記ポンプハウジングは前記吸入口と前記加圧室との間に燃料室をさらに有し、前記プランジャを収容する前記ポンプハウジングのプランジャ収容穴と前記燃料室とを連通する燃料排出通路と、前記リリーフ弁と前記燃料室とを連通する燃料排出通路とは共用されている高圧燃料ポンプ。 - 前記ポンプハウジングは、前記リリーフ弁の弁ハウジングを兼ねている請求項1に記載の高圧燃料ポンプ。
- 前記リリーフ弁を収容する前記吸入口穴のリリーフ弁収容部と、前記吐出口穴とは軸方向に重なっている請求項1または2に記載の高圧燃料ポンプ。
- 前記吐出口と前記リリーフ弁の前記吐出口側とを連通して前記ポンプハウジングの外周面から形成され、前記外周面側の開口が塞がれている燃料排出通路を前記ポンプハウジングはさらに有する請求項1から3のいずれか一項に記載の高圧燃料ポンプ。
- 吸入口、前記吸入口から燃料を吸入する加圧室、前記吸入口と前記加圧室との間に形成された燃料室、および前記加圧室で加圧された燃料を吐出する吐出口を有するポンプハウジングと、
往復移動することにより前記加圧室に吸入された燃料を加圧するプランジャと、
前記ポンプハウジングの収容穴に収容され、前記吐出口から吐出される燃料の吐出圧が所定圧以上になると開弁し、燃料吐出圧を減圧するリリーフ弁と、
を備え、
前記プランジャを収容する前記ポンプハウジングのプランジャ収容穴と前記燃料室とを連通する燃料排出通路と、前記リリーフ弁と前記燃料室とを連通する燃料排出通路とは共用されている高圧燃料ポンプ。
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