JP5862580B2 - 高圧燃料ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、高圧燃料ポンプに関し、特にポンプボデーにバルブ等を含む流体制御ユニットが結合されている高圧燃料ポンプに関する。

車両用の内燃機関、特に、気筒内に高圧燃料を直接噴射できるようにした内燃機関においては、一般に、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して燃料噴射弁に供給するようになっている。そして、その高圧燃料ポンプとして、シリンダ内でプランジャを往復動させるタイプの高圧燃料ポンプが多用されており、そのタイプの高圧燃料ポンプでは、ポンプボデー本体に逆止弁の機能を有する吸入弁および吐出弁が実装されているものが多い。

そのような燃料ポンプとしては、例えば雄ねじ付の筒状ケーシングを有する吐出バルブユニットや、吸入バルブをソレノイド型のアクチュエータにより閉弁または開弁駆動するようユニット化されたソレノイドユニットを、シリンダの軸線方向と直交する方向に向けてポンプボデーにねじ結合させたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−２１５１６４号公報

しかしながら、前述のような従来の高圧燃料ポンプにあっては、筒状ケーシングを有する流体制御ユニットを、ポンプボデーに対してシリンダ部の軸線と直交する方向にねじ結合させていたため、流体制御ユニットをポンプボデーにねじ結合させる際に、流体制御ユニットの内端部、例えば吐出圧の逆流を阻止する吐出弁の弁座を形成するシート形成部材の先端部とポンプボデー側の接触部とに微小金属片であるバリが発生し易かった。

そのため、従来の高圧燃料ポンプにあっては、ポンプボデーへの流体制御ユニットの取付け時に発生したバリが燃料通路内に混入し、吐出弁のシール性や摺動部品の摺動性の低下によるポンプ性能の低下が誘発されるおそれがあり、信頼性が低下していた。

そこで、本発明は、流体制御ユニットの取付けに起因して燃料通路内にバリが混入することを有効に抑制することができる信頼性の高い高圧燃料ポンプを提供するものである。

本発明は、上記課題を解決するために、（１）燃料通路が形成されたポンプボデーと、前記ポンプボデーの内部に前記燃料通路に連通する燃料加圧室を形成するよう前記ポンプボデーに変位可能に保持されたプランジャと、前記燃料通路を開閉するよう前記ポンプボデーにねじ結合された流体制御ユニットと、を備えた高圧燃料ポンプであって、前記流体制御ユニットが、前記ポンプボデーにねじ結合するねじ結合部および該ねじ結合部の軸線方向で前記ポンプボデーに対向する内端部を有する外筒部材と、前記外筒部材に嵌合するとともに前記外筒部材の内端部と前記ポンプボデーとの間に挟圧される被挟圧部を有する内筒部材と、を含み、前記内筒部材の前記被挟圧部が、前記外筒部材の内端部に圧接する環状の第１シール面部と前記ポンプボデーに圧接する環状の第２シール面部とを有し、前記第１シール面部が、前記第２シール面部より半径方向の内方側に配置されていることを特徴とする。

この構成により、外筒部材がポンプボデーにねじ結合するとき、半径方向の異なる位置で軸方向の逆向きの力を受ける被挟圧部が、燃料加圧室側の燃料通路内に露出するポンプボデーと第２シール面部の圧接部位付近で、第２シール面部を半径方向外側に滑らせる方向に歪むことになる。したがって、ポンプボデーと第２シール面部の圧接部位にバリが発生したとしても、そのバリは専ら第２シール面部の半径方向外方側に生じ、ポンプボデー、内筒部材の被挟圧部および外筒部材によって囲まれた閉空間内に閉じ込められる。また、第２シール面部の半径方向内方側のシールは、強化される。したがって、流体制御ユニットの取付けに起因して燃料通路内にバリが混入することが有効に抑制される。

本発明の高圧燃料ポンプにおいては、（２）前記燃料通路が、前記燃料加圧室より下流側の燃料吐出通路を含み、前記内筒部材は、前記燃料吐出通路を開閉する吐出弁の弁座を形成するとともに、前記外筒部材と共に前記吐出弁より下流側に高圧通路部分を画成していることが好ましい。

この構成により、高圧燃料ポンプの吐出側の流体制御ユニット内で燃料通路内にバリが混入することが有効に抑制されることになり、高いシール性が要求される高圧燃料回路にバリが混入することが防止される。

本発明の高圧燃料ポンプにおいては、（３）前記吐出弁は、前記燃料加圧室からの燃料の吐出を許容しつつ該燃料の逆流を阻止する逆止弁となっており、前記内筒部材の前記被挟圧部が前記内筒部材の軸方向一端側に配置されるとともに、前記吐出弁の弁座が前記内筒部材の軸方向他端側に配置されているのがよい。

この構成により、吐出弁の弁座を流体通路上の所望位置に配置できるとともに、吐出弁より上流側の燃料通路と吐出弁より下流側の高圧通路部分とを、内筒部材および外筒部材の間で確実に仕切ることができる。

本発明の高圧燃料ポンプにおいては、（４）前記内筒部材の前記被挟圧部、前記外筒部材の内端部および前記ポンプボデーのうち少なくとも１つに、前記第１シール面部または前記第２シール面部に対応する環状シール部位で、該環状シール部位の半径方向に対し前記ねじ結合部によるねじ締結回転方向の後方側に傾斜しつつ前記半径方向に延びる帯状の段差形成面が形成されていてもよい。

この場合、帯状の段差形成面を側壁としてリブ状または溝状の凹凸が形成されることになる。そして、外筒部材がポンプボデーにねじ結合されるとき、第１または第２シール面部に対応する各環状シール部位で圧接しつつ相対回転する２つの部品、例えばその低硬度側の部品にバリが発生しても、そのバリは帯状の段差形成面を側壁するリブ状または溝状の凹凸によってそのねじ締結回転方向の後方側になるほど半径方向外側に案内される。すなわち、燃料通路側から遠ざけられる。

本発明の高圧燃料ポンプにおいては、（５）前記内筒部材の前記被挟圧部が、少なくとも前記第１シール面部において前記外筒部材の内端部より高硬度に形成されるとともに、少なくとも前記第２シール面部において前記ポンプボデーより高硬度に形成されていてもよい。

この場合、第１シール面部に対応する環状シール部位および第２シール面部に対応する環状シール部位をいわゆる塑性シールとし、部品点数を抑えながらも確実なシール性能を確保することができ、高圧燃料ポンプの信頼性向上とコスト低減が可能になる。また、内筒部材に吐出弁の弁座が形成される場合に、その所要の硬度および耐久性を確保できる。

本発明の高圧燃料ポンプにおいては、（６）前記被挟圧部の前記第２シール面部側の端面が、前記第２シール面部に対応する環状のシール面部と該環状のシール面部より半径方向内方側で前記ポンプボデーから離隔する環状の離隔面部とを有しているのがよい。

この場合、内筒部材の被挟圧部におけるシール部位が明確になるとともに、ねじ結合時に第２シール面部がポンプボデーに対し半径方向外側に滑るような被挟圧部の歪みが被挟圧部の径方向内方側の部分で生じ易くなる。

本発明の高圧燃料ポンプにおいては、（７）前記内筒部材の内方には、前記燃料加圧室から吐出される燃料の吐出圧を閉弁方向に受圧するとともに、前記吐出弁より下流側で前記高圧通路部分の燃料の圧力を開弁方向に受圧するリリーフ弁が設けられていてもよい。

この構成により、リリーフ弁を内蔵する流体制御ユニットがコンパクトに構成可能となる。

本発明の高圧燃料ポンプにおいては、（８）前記内筒部材が前記軸方向他端側を底部とする有底筒状体によって構成され、前記リリーフ弁が、前記内筒部材の内底面側に形成されるリリーフ弁座と、該リリーフ弁座に着座可能なリリーフ弁体と、前記リリーフ弁体を前記リリーフ弁座に付勢する弾性部材と、前記弾性部材を保持するとともに前記内筒部材の内方に圧入された環状保持部材とによって構成されているのがよい。

この構成により、内筒部材の軸方向中間部とリリーフ弁の環状保持部材とを相互に補強できるとともに、燃料通路上の所定位置にリリーフ弁を配置できる。

本発明によれば、流体制御ユニットの取付けに起因して燃料通路内にバリが混入することを有効に抑制することができる信頼性の高い高圧燃料ポンプを提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る高圧燃料ポンプを示すその燃料ポンプの断面図である。 本発明の第１実施形態に係る高圧燃料ポンプの吐出側の流体制御ユニットの拡大断面図である。 図２中のＡ部を拡大して示す本発明の第１実施形態に係る高圧燃料ポンプの要部拡大断面図である。 本発明の第１実施形態に係る高圧燃料ポンプにおける内筒部材の第１シール面部および第２シール面部の配置説明図である。 本発明の第２実施形態に係る高圧燃料ポンプにおける内筒部材の環状のシール面部に形成される複数の双曲螺旋状の帯状段差面の説明図である。

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。

（第１実施形態）
図１〜図４は、本発明の第１実施形態に係る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から燃料が供給される低圧燃料回路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てフィード圧に加圧された燃料を吸入するようになっている。ここにいう低圧燃料ポンプは、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。ここにいう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、前記エンジンの各気筒内直接燃料噴射（以下、筒内噴射という）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、略円柱状のプランジャ１１と、このプランジャ１１の一端側を軸方向に往復変位可能に保持するポンプボデー１２と、ポンプボデー１２に対しプランジャ１１の軸線と直交する径方向に向かって取り付けられた吸入バルブユニット１３および吐出バルブユニット１４と、を備えている。

プランジャ１１は、図１中の下方側で駆動カム１５に係合するとき、駆動カム１５の回転に伴って図１中の上下方向に往復移動するように、復帰ばね１６およびばね受け板１７を介して駆動カム１５側に付勢されるようになっている。この駆動カム１５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。この駆動カム１５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１２の基端側には、複数のボルト穴１２ｈが形成されたフランジ部１２ｆと、図示しないヘッドカバー等のポンプ取付け穴部に嵌入される環状嵌合部１２ｅとが設けられており、ポンプボデー１２は、複数のボルト穴１２ｈ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けケースに締結される。なお、プランジャ１１とポンプボデー１２の間には、図示しない燃料シール用およびオイルシール用のシール部材が介装されている。

ポンプボデー１２は、プランジャ１１が摺動可能なシリンダ部材２１をポンプボデー本体２２の中心部に圧入嵌合させた構成となっている。そして、これらシリンダ部材２１およびポンプボデー本体２２により、プランジャ１１を介して燃料を加圧可能な燃料加圧室２３と、その燃料加圧室２３に連通する吸入側の燃料通路２４ａおよび吐出側の燃料通路２４ｂ（燃料吐出通路）とが形成されている。ここで、吸入側の燃料通路２４ａは、低圧燃料ポンプからの燃料を燃料加圧室２３に吸入させることができ、吐出側の燃料通路２４ｂは、燃料加圧室２３の内部で加圧された燃料を燃料加圧室２３からデリバリーパイプ側に吐出させることができるようになっている。また、ポンプボデー１２には、吸入側の燃料通路２４ａに連通し、低圧側の燃料を貯留する所定容積の吸入ギャラリ室１２ｇが形成されており、この吸入ギャラリ室１２ｇの内方に図示しない公知のパルセーションダンパが設けられている。

吸入バルブユニット１３は、詳細を図示しないが、吸入側の燃料通路２４ａの途中に弁座１３ｃを形成する筒状のバルブケーシング１３ａと、そのバルブケーシング１３ａ内に収納された吸入弁体１３ｂおよび弁ばね１３ｄとを備えている。そして、そのバルブケーシング１３ａは、ポンプボデー本体２２の吸入側の取付け穴２２ａに嵌入されるかねじ結合され、その取付け穴２２ａの内奥側の環状段付部２２ｂ（環状突当て面部）に突き当てられている。また、吸入弁体１３ｂは、弁ばね１３ｄによって例えば閉弁側に常時付勢されており、その前後に燃料加圧室２３側が低圧となる所定の開弁差圧が生じるときに開弁するようになっている。なお、吸入バルブユニット１３は、吸入弁体１３ｂを開弁操作することができるソレノイド等を実装したものであってもよいし、常開型の吸入弁体１３ｂをソレノイド等により閉弁させるものでもよい。

吐出バルブユニット１４は、図２に示すように、ポンプボデー本体２２の吐出側の取付け穴２２ｃにねじ結合された外筒部材３１を有しており、外筒部材３１によって吐出側の燃料通路２４ｂの一部を形成している。外筒部材３１の内方には逆止弁機能を有する吐出弁４０が内蔵されており、吐出バルブユニット１４は、吐出側の燃料通路２４ｂを吐出弁４０によって開閉するようポンプボデー本体２２にねじ結合された流体制御ユニットとなっている。

吐出バルブユニット１４の外筒部材３１は、ポンプボデー本体２２にねじ結合するねじ結合部３１ｓと、そのねじ結合部３１ｓの回転中心軸線方向（図２の左右方向）でポンプボデーに対向する内端部３１ａとを有している。

また、外筒部材３１の内端部３１ａ側には、内筒部材３３が圧入されている。この内筒部材３３は、外筒部材３１に嵌合する有底円筒状の圧入嵌合部３３ａと、この圧入嵌合部３３ａの開口端側である軸方向一端側（図２中の左端側）に拡径して設けられたフランジ部３３ｂとを有している。そして、外筒部材３１は、内筒部材３３のフランジ部３３ｂを介して、取付け穴２２ｃの内奥側の環状段付部２２ｄに突き当てられている。

図３に部分拡大断面図で示すように、内筒部材３３のフランジ部３３ｂは、外筒部材３１の軸線方向において外筒部材３１の内端部３１ａとポンプボデー本体２２との間に挟圧される被挟圧部となっている。また、内筒部材３３のフランジ部３３ｂは、外筒部材３１の内端部３１ａに圧接する一面側に環状の第１シール面部３４を有するとともに、ポンプボデー本体２２に圧接する他面側に環状の第２シール面部３５を有している。

図３および図４に示すように、第１シール面部３４は、フランジ部３３ｂの一面側において、例えば内周半径がＲ１、外周半径が概ねＲ２となる半径方向内方側の環状面部分に形成されている。すなわち、第１シール面部３４は、第２シール面部３５より半径方向の内方側に配置されている。

第２シール面部３５は、内筒部材３３の開口端側であるフランジ部３３ｂの他面側において、例えば内周半径がＲ２、外周半径がＲ３となる半径方向外方側の環状部分に配置されており、ポンプボデー本体２２の環状段付部２２ｄ上のシール面２２ｆに圧接している。また、フランジ部３３ｂの他面側において、第２シール面部３５の半径方向内方側には、半径が小さくなるほどポンプボデー本体２２側のシール面２２ｆから離隔する環状の離隔面部として面取り部３６が形成されている。

内筒部材３３のフランジ部３３ｂがこのように外筒部材３１の内端部３１ａに圧接する第１シール面部３４およびポンプボデー本体２２に圧接する第２シール面部３５を有することで、ポンプボデー１２のボデー本体２２と吐出バルブユニット１４の間には、ポンプボデー本体２２、内筒部材３３のフランジ部３３ｂおよび外筒部材３１の内端部３１ａによって囲まれた密閉空間状のバリトラップ室３７が画成されている。

図２に戻り、内筒部材３３の底部側である軸方向他端側（図２中の右端側）には、吐出側の燃料通路２４ｂを開閉する吐出弁４０が設けられている。この吐出弁４０は、燃料加圧室２３からの燃料の吐出を許容しつつその燃料の逆流を阻止することができる吐出弁体４１と、吐出側の燃料通路２４ｂの一部を形成するとともに吐出弁体４１が係合および離脱することによって開閉される弁座４２と、吐出弁体４１を閉弁方向に常時付勢する弁ばね４３と、弁ばね４３を保持するよう内筒部材３３の軸方向他端部に固定されたばね受け４４とを含んで構成されている。ここで、弁座４２は内筒部材３３の軸方向他端側に一体に形成されており、内筒部材３３は、この軸方向他端側において外筒部材３１と共に吐出弁体４１より下流側の高圧通路部分２４ｃの一部を画成している。

そして、吐出弁体４１は、燃料加圧室２３から吐出される燃料の圧力が下流側の燃料圧力に対して所定の吐出弁開弁差圧（例えば数十ｋＰａの差圧）分だけ余計に加圧されたときに開弁する。すなわち、プランジャ１１が燃料加圧室２３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２３内の燃料が加圧され、吐出弁体４１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、吸入弁の閉弁状態下で吐出弁体４１が開弁方向に変位し得るようになっている。

ところで、内筒部材３３のフランジ部３３ｂは、少なくとも第１シール面部３４において外筒部材３１の内端部３１ａの表面部分より高硬度に形成されるとともに、少なくとも第２シール面部３５においてポンプボデー本体２２側のシール面２２ｆの近傍部分より高硬度に形成されている。

具体的には、内筒部材３３は、第１シール面部３４および第２シール面部３５を含むその表面全域において、外筒部材３１の内端部３１ａの表面部分およびポンプボデー本体２２側のシール面２２ｆの近傍の表面部分のいずれよりも高い表面硬さに形成されている。また、外筒部材３１の表面硬さＨ１はポンプボデー本体２２の表面硬さＨ２に対して例えば１．５倍程度大きく設定されており、内筒部材３３の表面硬さＨ３は、その外筒部材３１の表面硬さＨ２に対し例えば２倍近く大きな硬度値に設定されている。より具体的には、例えば外筒部材３１の表面硬さＨ１は、Ｈｖ２００程度であり、ポンプボデー本体２２の表面硬さＨ２は、Ｈｖ３３０程度であり、内筒部材３３の表面硬さＨ３は、Ｈｖ６００程度である。なお、ポンプボデー本体２２、外筒部材３１および内筒部材３３の部品形状により異なる硬度設定がなされ得ることはいうまでもない。

吐出バルブユニット１４の内筒部材３３の内方には、さらに、リリーフ弁５０が設けられている。

このリリーフ弁５０は、内筒部材３３の内方に配置されたリリーフ弁体５１と、リリーフ弁体５１が係合および離脱できるよう内筒部材３３の内底面側に形成されたリリーフ弁座５２と、リリーフ弁体５１をリリーフ弁座５２側に常時付勢する弾性部材としての弁ばね５３と、弁ばね５３の基端側を所定姿勢に保持するよう内筒部材３３の内方に圧入された環状保持部材５４とによって構成されている。

そして、リリーフ弁体５１は、燃料加圧室２３から吐出される燃料の吐出圧を閉弁方向に受圧するとともに、吐出弁体４１より下流側の高圧通路部分２４ｃにおける燃料の圧力を開弁方向に受圧するようになっている。

なお、内筒部材３３の軸方向他端部は、吐出弁体４１より燃料加圧室２３側で吐出側の燃料通路２４ｂを閉塞する底部形状をなすとともに、その低部前後で吐出弁４０の弁座４２の内方を燃料加圧室２３側に連通させる連通孔３３ｈと、その低部前後でリリーフ弁５０の弁座５２の内方を吐出弁４０より下流側の高圧通路部分２４ｃに連通させる連通孔３３ｊとを有している。また、吐出バルブユニット１４の外筒部材３１の一端側の外周には、ねじ締結時に工具を係合させるための係合部、例えば６角形に拡径された工具係合部３１ｈｘが設けられているとともに、図示しない配管接続用のねじ部等が設けられている。

次に、作用を説明する。

上述のように構成された本実施形態の高圧燃料ポンプにおいては、吐出バルブユニット１４のポンプボデー１２への取り付けのために外筒部材３１をポンプボデー本体２２にねじ結合させるとき、燃料加圧室２３側の燃料通路２４ｂ内に露出するポンプボデー本体２２と第２シール面部３５の圧接部位付近において、内筒部材３３のフランジ部３３ｂが第２シール面部３５を半径方向外側に滑らせる方向に歪むことになる。

すなわち、この吐出バルブユニット１４のポンプボデー１２への取り付け時には、外筒部材３１がポンプボデー本体２２に対しねじ締結方向に回転操作され、内筒部材３３のフランジ部３３ｂが外筒部材３１の内端部３１ａによってポンプボデー本体２２側に押し付けられる。

このとき、第１シール面部３４が第２シール面部３５より半径方向の内方側に配置されているので、内筒部材３３のフランジ部３３ｂは、有底円筒状の圧入嵌合部３３ａの開口端側で径方向外方側に突出しつつ、その基端側では軸方向一方側への押圧力を、その突出端側では軸方向他方側への反力を受ける。したがって、内筒部材３３のフランジ部３３ｂが、図２中に白抜き矢印で示す方向に弾性変形する、すなわち、円錐周壁面状の面取り部３６を拡径させて第２シール面部３５を半径方向外側に滑らせる方向に歪むことになる。

その結果、ポンプボデー本体２２のシール面２２ｆと第２シール面部３５の圧接部位にバリが発生したとしても、そのバリは専ら第２シール面部３５の半径方向外方側に生じ、ポンプボデー本体２２、内筒部材３３のフランジ部３３ｂおよび外筒部材３１によって囲まれた閉空間、すなわち、バリトラップ室３７内に閉じ込められる。また、第２シール面部３５の半径方向の内方側のシールは強化されることになる。したがって、吐出バルブユニット１４のポンプボデー１２への取付けに起因して吐出側の燃料通路２４ｂや燃料加圧室２３内にバリが混入することが有効に抑制される。

本実施形態では、また、内筒部材３３が吐出弁４０の弁座４２を形成するとともに、外筒部材３１と共に吐出弁４０より下流側に高圧通路部分２４ｃを画成しているので、吐出バルブユニット１４内で吐出側の燃料通路２４ｂ中の燃料にバリが混入することが有効に抑制されることになり、高いシール性が要求される高圧燃料回路にバリが混入することが防止される。

さらに、本実施形態では、内筒部材３３のフランジ部３３ｂが内筒部材３３の軸方向一端側に配置されるとともに、逆止弁となる吐出弁４０の弁座４２が内筒部材３３の軸方向他端側に配置されているので、内筒部材３３の適宜の軸長設定により、吐出弁４０の弁座４２を流体通路上の所望位置に配置できる。しかも、吐出側の燃料通路２４ｂのうち吐出弁４０より上流側の部分と吐出弁４０より下流側の高圧通路部分２４ｃとを、外筒部材３１とこれに圧入された内筒部材３３とによって確実に仕切ることができる。

加えて、本実施形態では、内筒部材３３のフランジ部３３ｂが、少なくとも第１シール面部３４および第２シール面部３５において外筒部材３１の内端部およびポンプボデー本体２２より高硬度に形成されているので、第１シール面部３４および第２シール面部３５に対応する各環状シール部位をいわゆる塑性シールとして、部品点数を抑えながらも確実なシール性能を確保することができる。また、内筒部材３３のフランジ部３３ｂが、その表面全域において外筒部材３１の内端部およびポンプボデー本体２２より高硬度に形成されているので、内筒部材３３に形成される弁座４２の所要の硬度および耐久性を容易に確保することができる。

また、本実施形態では、フランジ部３３ｂの第２シール面部３５側の端面が、第２シール面部３５と、それより半径方向内方側でポンプボデー本体２２から離隔する面取り部３６とを有しているので、内筒部材３３のフランジ部３３ｂにおける塑性シール形成部位が明確になるとともに、ねじ結合時に第２シール面部３５がポンプボデー本体２２に対し半径方向外側に滑るようなフランジ部３３ｂの歪みが生じ易くなる。

さらに、本実施形態では、内筒部材３３の内方で、リリーフ弁５０のリリーフ弁体５１が燃料加圧室２３から吐出される燃料の吐出圧を閉弁方向に受圧するとともに、吐出弁４０より下流側の高圧通路部分２４ｃの燃料の圧力を開弁方向に受圧するので、リリーフ弁を内蔵する吐出バルブユニット１４がコンパクトに構成できる。

しかも、リリーフ弁５０は、弁ばね５３を所定姿勢に保持する環状保持部材５４が内筒部材３３の内方に圧入された構成となっているので、内筒部材３３の軸方向中間部とリリーフ弁５０の環状保持部材５４とを相互に補強でき、吐出側の燃料通路２４ｂ上の所定位置にリリーフ弁５０を配置できる。

このように、本実施形態においては、吐出バルブユニット１４の取付けに起因して下流側の燃料通路２４ｂおよび燃料加圧室２３内にバリが混入することを有効に抑制することができる。その結果、ポンプ性能および信頼性を高めた高圧燃料ポンプ１０を提供することができる。

（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態に係る高圧燃料ポンプを示している。

なお、本実施形態は、ポンプボデーの全体構成が前述の第１実施形態と類似するものであるので、本実施形態の構成のうち第１実施形態と同一の構成要素については、図１ないし図４に示した対応する構成要素と同一の符号を用い、以下の説明においては、主に本実施形態の第１実施形態との相違点について説明する。

本実施形態の高圧燃料ポンプ１０においては、内筒部材３３のフランジ部３３ｂ、外筒部材３１の内端部３１ａおよびポンプボデー本体２２側のシール面２２ｆのうち少なくとも１つ、例えば内筒部材３３のフランジ部３３ｂの第２シール面部３５には、第２シール面部に対応する環状シール部位において互いに周方向に等間隔に離間するよう複数の帯状の段差形成面６１が形成されている。

これら複数の帯状の段差形成面６１は、第１シール面部３４または第２シール面部３５に対応する各環状シール部位で、その環状シール部位の半径方向に対しそれぞれねじ結合部３１ｓによるねじ締結回転方向Ｒの後方側に傾斜しつつ半径方向に延びるリブまたは溝の側壁面となっている。

ここにいうねじ締結回転方向Ｒとは、例えば外筒部材３１のねじ締結時の回転方向、外筒部材３１のねじ締結方向回転に伴う内筒部材３３の回転方向、あるいは、内筒部材３３に対するポンプボデー本体２２側のシール面２２ｆの相対回転方向、ポンプボデー本体２２側のシール面２２ｆに圧接し外筒部材３１に対して相対回転する場合の内筒部材３３の相対回転方向のいずれかである。すなわち、ねじ締結回転方向Ｒは、ねじ締結方向に回転する可動側部材の回転方向か、この可動側部材に対して相対回転する固定側部材の相対回転方向である。また、ここにいうリブや溝には、矩形断面、三角形断面その他の多角形断面、半円形断面等といった任意の断面形状のものが含まれる。

複数の帯状の段差形成面６１が形成される部品、例えば内筒部材３３のフランジ部３３ｂは、互いに圧接する２部品のうち高硬度側の部品である。低硬度側の部品であるポンプボデー本体２２側のシール面２２ｆは、フラットな環状シール面としておくのがよい。

本実施形態でも、上述の第１実施形態と同様の効果が期待できる。

しかも、本実施形態では、帯状の段差形成面６１を側壁としてリブ状または溝状の凹凸が形成されることになる。したがって、外筒部材３１がポンプボデー本体２２に対してねじ締結方向に締め付けられるとき、第２シール面部３５に対応する環状シール部位で圧接しつつ相対回転する２つの部品、例えば低硬度側の部品であるポンプボデー本体２２にバリが発生しても、そのバリは、帯状の段差形成面６１を側壁するリブ状または溝状の凹凸によってそのねじ締結回転方向の後方側になるほど半径方向外側に案内される。すなわち、図５中に点線の矢印で示すように、バリは第２シール面部３５の放射外方側へと搬送され、吐出側の燃料通路２４ｂから遠ざけられるとともにバリトラップ室３７内に閉じ込められる。このような本実施形態は、ポンプボデー本体２２の表面部を塑性変形させる塑性シールを採用する場合に好適である。

勿論、外筒部材３１の内端部３１ａの環状の端面部分に図５に示すような複数の帯状の段差形成面６１が形成されてもよいし、内筒部材３３のフランジ部３３ｂの第１シール面部３４あるいはポンプボデー本体２２側のシール面２２ｆに、図５中に図示する向きとは逆向きに複数の帯状の段差形成面６１が形成されてもよい。

そのようにしても、外筒部材３１がポンプボデー本体２２にねじ締結方向に締め付けられるとき、第１または第２シール面部３４、３５に対応する各環状シール部位で圧接しつつ相対回転する２つの部品、例えばその低硬度側の部品（塑性流動し易い部品）にバリが発生しても、そのバリは帯状の段差形成面６１を側壁するリブ状または溝状の凹凸によってそのねじ締結回転方向の後方側になるほど半径方向外側に案内される。すなわち、吐出側の燃料通路２４ｂから遠ざけられる。

なお、上述の各実施形態においては、流体制御ユニットを吐出バルブユニットとしたが、必ずしも吐出弁を収納する流体制御ユニットに限定されるものではない。すなわち、流体制御ユニットがポンプボデーにねじ結合するねじ結合部およびその軸線方向でポンプボデーに対向する内端部を有する外筒部材と、外筒部材に嵌合するとともに外筒部材の内端部とポンプボデーとの間に挟圧される被挟圧部を有する内筒部材とを含み、かつ、内筒部材の被挟圧部が外筒部材の内端部に圧接する環状の第１シール面部とポンプボデーに圧接する環状の第２シール面部とを有している場合、流体制御ユニットが吸入バルブユニットであってもよい。

また、上述の各実施形態においては、内筒部材３３のフランジ部３３ｂが、表面近傍の硬さについて、外筒部材３１およびポンプボデー本体２２より高硬度に形成されているものとしたが、表面部分だけでなく内部に及ぶ全体の硬さ、例えば金属の弾性率や剛性率等が、外筒部材３１およびポンプボデー本体２２より大きく設定されていてもよい。

さらに、フランジ部３３ｂの第２シール面部３５側の端面は、環状の離隔面部として、第２シール面部３５より半径方向内方側に半径が小さくなるほどポンプボデー本体２２側のシール面２２ｆから離隔する面取り部３６を有するものとしたが、環状の離隔面部は、傾斜面でなく段付き面であってもよいし湾曲した傾斜面または段付き面であってもよい。本発明の高圧燃料ポンプを用いる内燃機関がガソリンエンジンに限定されないことはいうまでもなく、他の燃料を用いるエンジンであってもよい。

以上説明したように、本発明に係る高圧燃料ポンプは、流体制御ユニットの取付けに起因して燃料通路内にバリが混入することを有効に抑制して、高圧燃料ポンプのポンプ性能および信頼性を高めることができるものであり、ポンプボデーにバルブ等を含む流体制御ユニットが結合されている高圧燃料ポンプ全般に有用である。

１０…高圧燃料ポンプ、１１…プランジャ、１２…ポンプボデー、１３…吸入バルブユニット、１３ａ…バルブケーシング、１４…吐出バルブユニット（流体制御ユニット）、１５…駆動カム、２１…シリンダ部材、２２…ポンプボデー本体、２２ａ…吸入側の取付け穴、２２ｂ…環状段付部、２２ｃ…吐出側の取付け穴、２２ｄ…環状段付部、２２ｆ…シール面、２３…燃料加圧室、２４ａ…吸入側の燃料通路、２４ｂ…吐出側の燃料通路（燃料吐出通路）、２４ｃ…高圧通路部分（吐出弁より下流側の燃料通路）、３１…外筒部材、３１ａ…内端部、３１ｈｘ…工具係合部、３１ｓ…ねじ結合部、３３…内筒部材、３３ａ…圧入嵌合部、３３ｂ…フランジ部（被挟圧部）、３４…第１シール面部、３５…第２シール面部、３６…面取り部（環状の離隔面部）、３７…バリトラップ室（密閉室）、４０…吐出弁、４１…吐出弁体、４２…弁座、５０…リリーフ弁、５１…リリーフ弁体、５２…リリーフ弁座、５４…環状保持部材、６１…段差形成面（リブまたは溝の側壁面）

Claims (8)

1. 燃料通路が形成されたポンプボデーと、前記ポンプボデーの内部に前記燃料通路に連通する燃料加圧室を形成するよう前記ポンプボデーに変位可能に保持されたプランジャと、前記燃料通路を開閉するよう前記ポンプボデーにねじ結合された流体制御ユニットと、を備えた高圧燃料ポンプであって、
   前記流体制御ユニットが、前記ポンプボデーにねじ結合するねじ結合部および該ねじ結合部の軸線方向で前記ポンプボデーに対向する内端部を有する外筒部材と、前記外筒部材に嵌合するとともに前記外筒部材の内端部と前記ポンプボデーとの間に挟圧される被挟圧部を有する内筒部材と、を含み、
   前記内筒部材の前記被挟圧部が、前記外筒部材の内端部に圧接する環状の第１シール面部と前記ポンプボデーに圧接する環状の第２シール面部とを有し、
   前記第１シール面部が、前記第２シール面部より半径方向の内方側に配置されていることを特徴とする高圧燃料ポンプ。
2. 前記燃料通路が、前記燃料加圧室より下流側の燃料吐出通路を含み、
   前記内筒部材は、前記燃料吐出通路を開閉する吐出弁の弁座を形成するとともに、前記外筒部材と共に前記吐出弁より下流側に高圧通路部分を画成していることを特徴とする請求項１に記載の高圧燃料ポンプ。
3. 前記吐出弁は、前記燃料加圧室からの燃料の吐出を許容しつつ該燃料の逆流を阻止する逆止弁となっており、
   前記内筒部材の前記被挟圧部が前記内筒部材の軸方向一端側に配置されるとともに、前記吐出弁の弁座が前記内筒部材の軸方向他端側に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の高圧燃料ポンプ。
4. 前記内筒部材の前記被挟圧部、前記外筒部材の内端部および前記ポンプボデーのうち少なくとも１つに、前記第１シール面部または前記第２シール面部に対応する環状シール部位で、該環状シール部位の半径方向に対し前記ねじ結合部によるねじ締結回転方向の後方側に傾斜しつつ前記半径方向に延びる帯状の段差形成面が形成されている請求項１ないし請求項３のうちいずれか１の請求項に記載の高圧燃料ポンプ。
5. 前記内筒部材の前記被挟圧部が、少なくとも前記第１シール面部において前記外筒部材の内端部より高硬度に形成されるとともに、少なくとも前記第２シール面部において前記ポンプボデーより高硬度に形成されている請求項１ないし請求項４のうちいずれか１の請求項に記載の高圧燃料ポンプ。
6. 前記被挟圧部の前記第２シール面部側の端面が、前記第２シール面部に対応する環状のシール面部と該環状のシール面部より半径方向内方側で前記ポンプボデーから離隔する環状の離隔面部とを有していることを特徴とする請求項５に記載の高圧燃料ポンプ。
7. 前記内筒部材の内方には、前記燃料加圧室から吐出される燃料の吐出圧を閉弁方向に受圧するとともに、前記吐出弁より下流側で前記高圧通路部分の燃料の圧力を開弁方向に受圧するリリーフ弁が設けら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の請求項に記載の高圧燃料ポンプ。
8. 前記内筒部材が前記軸方向他端側を底部とする有底筒状体によって構成され、
   前記リリーフ弁が、前記内筒部材の内底面側に形成されるリリーフ弁座と、該リリーフ弁座に着座可能なリリーフ弁体と、前記リリーフ弁体を前記リリーフ弁座に付勢する弾性部材と、前記弾性部材を保持するとともに前記内筒部材の内方に圧入された環状保持部材とによって構成されていることを特徴とする請求項７に記載の高圧燃料ポンプ。

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