JP7249411B2 - JOINT STRUCTURE AND HIGH PRESSURE FUEL SUPPLY PUMP USING THE SAME - Google Patents
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Description
本発明は、継手構造及びこれを用いた高圧燃料供給ポンプに関し、特に溶接品質向上に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a joint structure and a high-pressure fuel supply pump using the same, and more particularly to improving welding quality.
本発明の溶接構造の従来技術として、特許文献1に記載のものがある。この特許文献1には「ポンプボディと、前記ポンプボディに取り付けられる機能部品と、前記ポンプボディに対して前記機能部品を固定する溶接部と、前記溶接部の溶接方向の先において前記溶接部と前記ポンプボディと前記機能部品とで形成された空隙と、を備え、前記用絶部の溶接方向における入り口面中央と前記空隙を形成する出口面の中央とを結ぶ直線が、前記機能部品の軸方向において取り付け方向に向かうにつれて前記機能部品の径方向外側から径方向内側に向かうように形成された」と記載されている(要約参照)。
As a prior art of the welded structure of the present invention, there is one described in
特許文献1においては、ポンプボディと機能部品により空隙が形成されている。しかし、溶接部裏側が閉空間であるため、溶接時の熱影響で膨張した空気が溶接部バックビードを押しのけてしまい、バックビードの形状が安定せず(アンダーフィルの発生)、溶接部強度のばらつきが大きくなってしまう。
In
上記目的を達成するために、本発明に係る継手構造は、穴部を有する第1部品と、前記第1部品の内部に接続される第2部品と、を接続する継手構造であって、前記第1部品と前記第2部品とを固定する溶接部と、前記第1部品と前記第2部品と前記溶接部とに囲まれる第1空間部と、前記第1空間部に隣接し、前記溶接部と異なる位置において前記第1部品と第2部品とが合わさる嵌合部と、前記穴部の一部を構成し、前記第1空間部と反対側において前記嵌合部と隣接する第2空間部と、前記第1部品と前記第2部品とが前記嵌合部において重なる方向を径方向とすると、前記嵌合部と前記径方向に重なる位置において前記第2空間部と繋がる第1流路と、前記第1流路及び前記第1空間部と繋がるとともに前記第1部品又は前記第2部品に周方向に形成される第2流路と、を有し、前記嵌合部は、前記第1部品と前記第2部品とを圧入により固定する圧入部であり、前記第1流路は、前記圧入部と前記径方向に重なる位置に形成され、前記第2流路の前記径方向の寸法は、前記第1流路の前記径方向の寸法よりも大きく、前記穴部の空間部側端部の前記径方向長さが前記穴部の前記第1流路と重なる位置における前記径方向長さよりも大きく形成され、前記第2流路は前記空間部側端部に形成される。 In order to achieve the above object, a joint structure according to the present invention is a joint structure for connecting a first part having a hole and a second part connected to the inside of the first part, the joint structure comprising: a weld for fixing a first part and the second part; a first space surrounded by the first part, the second part, and the weld; a fitting portion where the first part and the second part are joined at a position different from the portion; and a second space forming part of the hole and adjacent to the fitting portion on the opposite side to the first space Assuming that the radial direction is the direction in which the portion, the first component, and the second component overlap in the fitting portion, the first flow path is connected to the second space portion at a position where the fitting portion overlaps in the radial direction. and a second flow path connected to the first flow path and the first space and formed in the first component or the second component in the circumferential direction, wherein the fitting portion A press-fitting portion for fixing the first component and the second component by press-fitting, wherein the first flow passage is formed at a position overlapping the press-fitting portion in the radial direction, and the dimension of the second flow passage in the radial direction is is larger than the radial dimension of the first flow path, and the radial length at a position where the radial length of the end of the hole on the side of the space overlaps the first flow path of the hole and the second flow path is formed at the end on the side of the space.
本発明によれば、溶接品質向上が図れる。
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。According to the present invention, welding quality can be improved.
Other configurations, actions, and effects of the present invention will be described in detail in the following examples.
以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図8は本発明の一実施例に係る高圧燃料供給ポンプ(以下、高圧ポンプと呼ぶ)が適用されたエンジンシステム800の構成図を示す。破線で囲まれた部分は、高圧ポンプのポンプボディ1を示す。破線の中に示されている機構、部品は高圧ポンプのポンプボディ1に一体に組み込まれていることを示す。
FIG. 8 shows a configuration diagram of an
燃料タンク20の燃料は、エンジンコントロールユニット27(以下ECUと称す)からの信号に基づきフィードポンプ21によって汲み上げられる。この燃料は適切なフィード圧力に加圧されて吸入配管28を通して高圧ポンプの低圧燃料吸入口10aに送られる。
Fuel in the
低圧燃料吸入口10aから吸入ジョイント51を通過した燃料は圧力脈動低減機構9、吸入通路10dを介して容量可変機構を構成する電磁吸入弁機構300の吸入ポート31bに至る。電磁吸入弁機構300に流入した燃料は、吸入弁30を通過し加圧室11に流入する。エンジンのカム機構93によりプランジャ2に往復運動する動力が与えられる。
プランジャ2の往復運動により、プランジャ2の下降工程には吸入弁30から燃料を吸入し、上昇工程には、燃料が加圧される。燃料は、吐出弁機構8を介し、コモンレール23へ圧送される。そして、ECU27からの信号に基づき、インジェクタ24がエンジンへ燃料を噴射する。The fuel that has passed through the
Due to the reciprocating motion of the
高圧ポンプ100は、ECU27から電磁吸入弁機構300への信号により、所望の供給燃料の燃料流量を吐出する。かくして、吸入ジョイント51に導かれた燃料は、ポンプ本体1の加圧室11にてプランジャ2の往復動によって必要な量が高圧に加圧され、燃料吐出口12cからコモンレール23に圧送される。
The high-
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、燃料をシリンダ内に直接、噴射する。ECU27は、直噴インジェクタ24の開閉弁を制御信号により制御する。
A direct injection injector 24 (so-called direct injection injector) and a
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、燃料吐出口12cと加圧室11の差圧がリリーフ弁機構200の開弁圧力以上になると、リリーフ弁202が開弁する。異常高圧となった燃料は、リリーフ弁機構内を通りリリーフ通路200aから加圧室11へと戻され、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 is generated in the
本実施例の高圧ポンプ100は、インジェクタ24がエンジンのシリンダ筒内に燃料を直接、噴射する、いわゆる直噴エンジンシステム800に適用される。
The
図1は、本実施例の高圧ポンプ100の縦断面図を示す。図2は、高圧ポンプ100を上方から見た水平方向断面図である。また図3は、高圧ポンプを図1と別方向から見た縦断面図である。また、図9は、吸入ジョイント51がポンプボディ1の側面に取り付けられた高圧ポンプ100の縦断面図である。
FIG. 1 shows a longitudinal sectional view of a high-
なお、図2においては吸入ジョイント51がポンプボディ1の側面に設けられているが、本発明はこれに限定される訳でなく、吸入ジョイント51がダンパーカバー14の上面に設けられた高圧ポンプにも適用可能である。これらの図1、図2及び図3を用いて本実施例の高圧ポンプ100について説明する。
Although the
図1に図示しない吸入ジョイント51の低圧燃料吸入口10aから流入した燃料はポンプボディ1の内部に形成された低圧流路を通って、ダンパ上部10b、ダンパ下部10cに形成されるダンパ室に流れる。ここで、ダンパ室は、ポンプボディ1とダンパカバー14により形成される空間を指す。燃料は、ダンパ室の圧力脈動低減機構9により、圧力脈動が低減する。燃料は、低圧燃料流路10dを介して電磁吸入弁300の吸入ポート31bに至る。
Fuel flowing from the low-
図2及び図3に示すように、ポンプボディ1は取付けフランジ1eを備える。ポンプボディ1と内燃機関のシリンダヘッド90とは、図示しない複数のボルトで固定され、密着する。また、Oリング61がポンプボディ1に嵌め込まれ、シリンダヘッド90とポンプボディ1との間をシールする。これにより、エンジンオイルが外部に漏れるのを防止する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
ポンプボディ1には、プランジャ2の往復運動をガイドするためのシリンダ6が取り付けられている。電磁吸入弁300は、ポンプボディ1に形成された加圧室入口流路1aを介して、燃料を加圧室11に供給する。シリンダ6は、その外周側において、圧入とかしめによりポンプボディ1に固定される。シリンダ6をポンプボディ1に圧入することで、ポンプボディ1とシリンダ6との隙間から、加圧された燃料が低圧側に漏れないようにしている。また、シリンダ6をポンプボディ1の軸方向に平面に接触させることで、ポンプボディ1とシリンダ6との円筒状の圧入部のシールに加え、二重のシール機能を果たす。
A
プランジャ2の下端には、タペット92が設けられている。タペット92は、内燃機関のカムシャフトに取り付けられたカム93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。プランジャ2は、リテーナ15を介して、ばね4によりタペット92に圧着されている。これにより、カム93の回転運動に伴い、プランジャ2を上下に往復運動させることができる。
A
また、シールホルダ7の内周下端部には、プランジャシール13が保持されている。図3に示すように、プランジャシール13は、シリンダ6の図中下方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が摺動したとき、副室7aの燃料が内燃機関内部へ流入するのを防ぐ。また、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)がポンプボディ1の内部に流入するのを防止する。
A
図9に示すように、ポンプボディ1には、吸入ジョイント51が取り付けられている。
吸入ジョイント51は、車両の燃料タンク20からの燃料を供給する低圧配管に接続されている。燃料は吸入ジョイント51から高圧ポンプ内部に供給される。ポンプボディ1に圧入されている吸入フィルタ52は、燃料タンク20から低圧燃料吸入口10aまでの間に存在する異物の高圧ポンプ内への混入を防ぐ。As shown in FIG. 9, a suction joint 51 is attached to the
The intake joint 51 is connected to a low-pressure pipe that supplies fuel from the
図2、3に示すように加圧室11の出口には、吐出弁機構8が設けられる。吐出弁機構8は、吐出弁シート8a、吐出弁シート8aと接離する吐出弁8b、吐出弁8bを吐出弁シート8aに向かって付勢する吐出弁ばね8c、吐出弁プラグ8d、及び吐出弁8bのストローク(移動距離)を決める吐出弁ストッパ8eから構成される。吐出弁プラグ8dとポンプボディ1とは、当接部8fで溶接により接合され、燃料と外部を遮断している。
As shown in FIGS. 2 and 3, a
加圧室11と吐出弁室12aとの間で燃料差圧が無い場合、吐出弁8bは、吐出弁ばね8cによる付勢力により吐出弁シート8aに圧着され、閉弁状態となっている。加圧室11の燃料圧力が吐出弁室12aの燃料圧力よりも大きくなった場合に、吐出弁8bは吐出弁ばね8cに逆らって開弁する。そして、加圧室11内の高圧の燃料は、吐出弁室12a、燃料吐出通路12b、燃料吐出口12を経てコモンレール23へと吐出される。
When there is no fuel differential pressure between the pressurizing
吐出弁8bは、開弁した際、吐出弁ストッパ8eと接触し、ストロークが制限されるため、吐出弁8bのストロークは吐出弁ストッパ8eによって適切に決定される。これにより、加圧室11内への逆流を防止し、高圧ポンプの効率低下が抑制できる。また、吐出弁8bが開弁および閉弁運動を繰り返す時に、吐出弁8bがストローク方向にのみ運動するように、吐出弁ストッパ8eの外周面にてガイドしている。これにより、吐出弁機構8は燃料の流通方向を制限する逆止弁となる。
When the
以上のポンプボディ1、電磁吸入弁300、プランジャ2、シリンダ6及び吐出弁機構8にて加圧室11が構成される。
The
カム93の回転により、プランジャ2がカム93の方向に移動して吸入工程の場合、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。この工程で加圧室11内の燃料圧力が吸入通路10dの圧力よりも低くなると、弁体30は開口状態にある。
The rotation of the
プランジャ2が吸入工程を終了した後、プランジャ2が上昇運動に転じ圧縮工程に移る。ここで、電磁コイル43は無通電状態を維持したままであり、磁気付勢力は作用しない。ロッド付勢ばね40は、無通電状態において弁体30を開弁維持するのに必要十分な付勢力を有するよう設定されている。本実施例では、いわゆるノーマルオープン式の高圧ポンプを示しているが、本発明はこれに限定される訳ではなく、ノーマルクローズ式の高圧ポンプにも適用可能である。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が、この状態では、一度、加圧室11に吸入された燃料が、再び開弁状態の弁体30の開口部を通して吸入通路10dへと戻されるので、加圧室の圧力が上昇することは無い。
この工程を「戻し工程」と称する。After the
This step is called a "return step".
次に、電磁吸入弁300の構造について図7を用いて説明する。電磁吸入弁300とは、電磁コイル43への通電により磁性コア39、可動コア36、ロッド35とこれらに続き配置される弁体30を可動させることで、燃料を吸入し、加圧室11に送る機構のことを指す。本実施例の電磁吸入弁300は、無通電状態では、強力なロッド付勢ばね40によって、弁体30が開弁方向に稼働するためにノーマルオープン式となっている。この場合、ECU27からの制御信号が電磁吸入弁300に印加されると、電磁コイル43には端子46を介して電流が流れる。電流が流れることにより、磁性コア39は磁気吸引力を生じる。
Next, the structure of the
このとき、磁気吸引面Sにおいて、可動コア36が磁性コア39の磁気吸引力により閉弁方向に引き寄せられる。可動コア36の軸方向外側(図7の左側)の径方向内側には、ロッド35のフランジ部35aが位置する。なお、ロッド付勢ばね40は、蓋保持部材50及び蓋部材44により覆われている。ロッド35はフランジ部35aにより可動コア36と係合することで可動コア36とともに閉弁方向に移動することができる。
At this time, on the magnetic attraction surface S, the
また、ロッド35の外周部はロッドガイド部37bの内周側に形成された貫通穴によりガイドされる。ロッドガイド部37bは可動コア36との間おいて可動コア36を閉弁方向に付勢する閉弁付勢ばね41を保持し、かつ燃料通路37が形成される。
Further, the outer peripheral portion of the
ロッド35軸方向内側(図7の右側)には弁体30が位置し、さらに弁体30の軸方向内側(図7の右側)に吸入弁付勢ばね33、ストッパ32が配置される。弁体30は加圧室側に突出し、吸入弁付勢ばね33によりガイドされる被ガイド部30bが形成される。
弁体30はロッド35の移動に伴って弁体ストローク30eの隙間の分だけ移動することで開弁状態となり、供給通路10dから供給された燃料は加圧室11に供給される。弁体30は、固定されたストッパ32に衝突することにより動きを停止する。なお、ロッド35と弁体30は別体で独立した構造である。The
As the
弁体30は吸入側に配置された弁座部材31の弁座に接触することで加圧室11への流路を閉じ、また弁座から離れることで加圧室11への流路を開くように構成される。
The
以上の通り、磁気付勢力がロッド付勢ばね40の付勢力に打ち勝ってロッド35が吸入弁30から離れる方向に移動すると、吸入弁付勢ばね33による付勢力と燃料が吸入通路10dに流れ込むことによる流体力により吸入弁30が閉弁する。閉弁後、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し、燃料吐出口12の圧力以上になると、吐出弁機構8を介して高圧燃料の吐出が行われ、コモンレール23へと供給される。この工程を「吐出工程」と称する。
As described above, when the magnetic biasing force overcomes the biasing force of the
すなわち、プランジャ2の圧縮工程(下始点から上始点までの間の上昇工程)は、戻し工程と吐出工程とからなる。そして、電磁吸入弁300のコイル43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43へ通電するタイミングを早くすれば、圧縮工程中の、戻し工程の割合が小さく、吐出工程の割合が大きいため、吸入通路10dに戻される燃料が少なく、高圧吐出される燃料は多くなる。一方、通電するタイミングを遅くすれば圧縮工程中の、戻し工程の割合が大きく吐出工程の割合が小さいため、吸入通路10dに戻される燃料が多く、高圧吐出される燃料は少なくなる。
That is, the compression process of the plunger 2 (rising process from the lower start point to the upper start point) consists of a return process and a discharge process. By controlling the timing of energization of the
次に図1、2に示すリリーフ弁機構200について説明する。リリーフ弁機構200は、リリーフ弁カバー201、ボール弁202、リリーフ弁押え203、ばね204、ばねホルダ205で構成される。
Next, the
リリーフ弁機構200は、コモンレール23やその先の部材に何らかの問題が生じ、異常に高圧になった場合に開弁し、燃料を加圧室に戻す機能を有する。
The
図1、2に示す低圧燃料室(10a、10b)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させる圧力脈動低減機構9が設置されている。圧力脈動低減機構9の上下には上側低圧燃料室10b、下側低圧燃料室10cが設けられている。
加圧室11の燃料が、容量制御のため開弁状態の弁体30を通して吸入通路10dへと戻される場合、吸入通路10d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。A pressure
When the fuel in the
ここで圧力脈動低減機構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イアフラムダンパで形成されている。
圧力脈動はこの金属ダンパが膨張・収縮することで吸収低減される。取付金具9aは、金属ダンパをポンプボディ1の内周部に固定するための取付金具である。取付金具9aは、燃料通路上に設置されるため、周方向の一部において取付金具9aの上下に流体を通過させる流路が形成される。Here, the pressure
Pressure pulsation is absorbed and reduced by expansion and contraction of this metal damper. The mounting
図3に示すようにプランジャ2は、大径部2aと小径部2bを有し、プランジャ2の往復運動によって副室7aの体積が増減する。副室7aは燃料通路10eにより低圧燃料室10と連通している。プランジャ2の下降時は、副室7aから低圧燃料室10へ、上昇時は、低圧燃料室10から副室7aへと燃料の流れが発生する。これにより、ポンプの吸入工程もしくは、戻し工程におけるポンプ内外への燃料流量を低減することができ、高圧ポンプ内部で発生する圧力脈動を低減する機能を有している。
As shown in FIG. 3, the
図2に示すように本実施例では、機能部品である、吸入ジョイント51、吐出ジョイント12c、吐出弁機構8あるいは電磁吸入弁機構300がポンプボディ1に形成された穴に対し、径方向内側に設置される。
As shown in FIG. 2, in this embodiment, functional parts such as a suction joint 51, a discharge joint 12c, a
またポンプボディ1と機能部品は、溶接により接合される。ここで、ポンプボディ1の外表面から外側へ突き出す上記機能部品が例えばレーザ溶接により結合される場合、レーザ溶接のためのビームが、お互いの機能部品或いはフランジ1eと干渉することなく配置される必要がある。
Also, the
例えば、図1に示すように、吐出ジョイント12cを溶接する場合に、レーザビーム500が照射されるが、そのレーザビーム500がフランジ1eやその他の機能部品と干渉しないような配置とする必要がある。この時、レーザビーム500は、機能部品の軸方向と平行に近くなる様に照射されれば、干渉を防ぐことができ、各機能部品の配置の自由度をより高めることができる。
For example, as shown in FIG. 1, when welding the discharge joint 12c, a
各機能部品のポンプボディ1との結合部の信頼性は、高圧ポンプ内部の燃料が外部に漏れることを防止するためにも十分に確保する必要がある。すなわち、結合部は十分な強度を確保する必要がある。
The reliability of the connection between each functional part and the
ここで図4、5を用いて機能部品の一つである吐出ジョイント12cとポンプボディ1との接合方法について説明する。図4は吐出ジョイント12cとポンプボディ1とが溶接される前の状態を示し、図5は吐出ジョイント12cとポンプボディ1とが溶接される後の状態を示す。図5に示すように本実施例の高圧ポンプは、ポンプボディ1に対して吐出ジョイント12cを固定する溶接部407と、溶接部407の溶接方向(レーザビーム500の方向)の先において溶接部407とポンプボディ1と吐出ジョイント12cとで形成された第1空間部400とを備える。
Here, a method of connecting the discharge joint 12c, which is one of the functional parts, and the
そして、溶接部407の溶接方向における入口面中央409と第1空間部400を形成する出口面の中央410とを結ぶ直線501が、吐出ジョイント12cの軸方向502(中心軸方向といっても良い)において取付方向に向かうにつれて吐出ジョイント12cの径方向外側から径方向内側向かうように形成される。要するに、溶接部407の直線501が斜めに形成されるものである。なお、図5において、吐出ジョイント12cの取付方向は上側から下側に向かう方向により定義される。
A
また、溶接部407の入口面の中央409は、図5の溶接方向における断面図において、外部空間に面する最も径方向外側の一端409E1から最も径方向外側の他端409E2までを結ぶ直線の中央(真ん中)として定義される。あるいは、外部空間に面する最も径方向外側の一端409E1から最も径方向外側の他端409E2までを結ぶ溶接部407で形成される曲線の長さの中央(真ん中)として定義しても良い。同様に、溶接部407の出口面の中央410は、図5の溶接方向における断面図において、第1空間部400に面する最も径方向外側の一端410E1から最も径方向外側の他端410E2までを結ぶ直線の中央(真ん中)として定義される。あるいは第1空間部400に面する最も径方向外側の一端410E1から最も径方向外側の他端410E2までを結ぶ溶接部407で形成される曲線の長さの中央(真ん中)として定義しても良い。
5, the
この時、ポンプボディ1に形成される穴部1cに挿入される機能部品、例えば図4に示す吐出ジョイント12cは吐出ジョイント12cの外周部12dはポンプボディ1に形成された穴部1cの内周部1dに対して圧入部405において圧入により固定される。このとき、ポンプボディ1の圧入受面406は吐出ジョイント12cの軸方向(502に示す方向)において、さらに取り付け方向(図4の上側から下側に向かう方向)への移動を規制する。
At this time, the functional parts inserted into the
この状態において、レーザビーム500により、吐出ジョイント12cの軸方向(502に示す方向)に対して斜めに傾斜するように構成された吐出ジョイント12cとポンプボディ1との境界面403が接合され、レーザ照射面404に対して外周面と反対側に第1空間部400が形成される。溶接部407は、吐出ジョイント12cの外周を全周において溶接し内部の燃料をシールする。
溶接前の図4に示すように機能部品(吐出ジョイント12c)には突合せ部(境界面403)に対して、垂直となるような平面部404を設ける。この平面部404に対し、レーザ500を垂直に照射する。つまり、突合せ部(境界面403)を構成する直線とレーザ500の照射方向501の角度は同一である。これらに対し機能部品の平面部404は、垂直となるように形成する。レーザ500の照射方向501と照射面(平面部404)を垂直とすることで、レーザの吸収効率が最も高くなり、安定した溶接が可能となる。In this state, the
As shown in FIG. 4 before welding, the functional part (discharge joint 12c) is provided with a
なお、機能部品(吐出ジョイント12c)の側でなく、ポンプボディ1の側にレーザ500の照射方向501に対して垂直となる垂直面を設けることでも可能である。ここで、機能部品とは高圧ポンプの性能を満たすための部品であり、上記の吐出ジョイント12cの他に、例えば、吐出弁機構8が配置される空間を封止する吐出弁プラグ8dがある。
It is also possible to provide a vertical plane perpendicular to the
図2に示す構造とは異なるがリリーフ弁機構200が配置される空間をリリーフ弁プラグで封止する場合、これを機能部品としても良い。それ以外に吸入ジョイント51に対しても適用可能であり、ポンプボディに対して溶接される部品であるが、上記した以外の部品を機能部品と呼んでも良く、本実施例が適用可能である。
Although the structure is different from that shown in FIG. 2, when the space in which the
図5のように本実施例では溶接部407の入口面の中央409と出口面の中央410とを結ぶ直線501に対して、断面形状がほぼ左右対称となる溶接部407が形成される。
As shown in FIG. 5, in this embodiment, the welded
溶接時の回転軸502に対するレーザビーム500の入射角度において、レーザ照射面404を垂直に設け、境界面403を平行とすることにより、レーザの吸収率と溶接位置ズレのロバスト性を向上することが可能となる。すなわち、溶接部407がほぼ左右対称の形状となり、突合せ部(境界面403)に対してレーザ500の照射位置が少しずれたとしても安定した溶接形状が得られ、強度の信頼性を確保することが可能となる。
At the incident angle of the
また、図5に示す第1空間部400を形成するポンプボディ1の部位と溶接部407の部位407Pの全てが第1空間部400の開始点となるポンプボディ内周面408に対して外周側(径方向外側)に位置するように構成される。これによりポンプボディ形状を簡素とすることができ、機械加工時における加工時間の短縮、刃具寿命の向上を図ることができる。
Also, the portion of the
また機能部品(吐出ジョイント12c)の軸線502と、溶接部407の入口面の中央409と出口面の中央410とを結ぶ直線501との交差角度が10度~50度となるように構成されることが望ましい。なお、ここでは機能部品は吐出ジョイント12cを例として説明しているが、上記したその他の機能部品においても同様に適用可能である。軸線502は、吐出ジョイント12cを軸方向から見た断面において、中心を通る線なので、中心軸線502と呼んでも良い。
Also, the
図4を用いて説明すると、本実施例では、レーザ照射500の角度を面404と境界面403の角度を10度から50度までの間で任意の角度でレーザの照射を設定する。これにより、ポンプボディ1のフランジ1eとレーザ500の干渉を回避することができることから、製品のレイアウトの自由度が向上する。
Referring to FIG. 4, in this embodiment, the angle of
なお、図6は高圧ポンプの吐出プラグ8dの溶接構造を示し、図4に対応して溶接前の状態について説明する図である。但し、機能部品それ自体は異なるが、基本的には図4と同じ内容であり、同じ符号については同様の意味であるため、詳細な説明は省略する。また、図6に示すような吐出プラグ8dの溶接後の状態については図示していないが、基本的には図4で示すものと同様の形状となるため、詳細な説明は省略している。
FIG. 6 shows the welded structure of the
また、図5に示すように、高圧ポンプ100は吐出ジョイント12cの軸線502(中心軸線と呼んでも良い)と、溶接部407の入口面の中央409と出口面の中央410とを結ぶ直線501との交差角度に対して、吐出弁プラグの中心軸線と、吐出弁プラグ8dの溶接部の入口面の中心と出口面の中心とを結ぶ直線との交差角度が小さくなるように構成されることが望ましい。
As shown in FIG. 5, the high-
吐出弁プラグ8dは、図3に示すように、溶接部のすべてがポンプボディ1の穴部入口面に対して内側に位置するように配置される。また、吐出弁プラグ8dの溶接部はそのすぐ径方向外側において、水平方向(つまり、吐出弁プラグ8dの軸方向)に沿うように壁面部16が形成されるので、スペースがない。よって、レーザ照射を傾斜させると壁面部16に干渉する虞がある。このように配置された機能部品については、機能部品(吐出弁プラグ8d)の軸線(中心軸線)と、溶接部の入口面の中央と出口面の中央とを結ぶ直線との交差角度が10度~30度となるように構成されることが望ましい。
The
一方で、吐出ジョイント12cの溶接部407はそのすぐ径方向外側において、水平方向(つまり、吐出ジョイント12cの軸方向)に沿うような壁面部が形成されていないためスペースに余裕がある。図1に示す壁面部17はレーザをある程度、傾斜させたとしても干渉するものではない。
On the other hand, the welded
よってこのように、レーザ照射を30度~50度、傾斜させたとしても干渉するような壁面部がない場合には、機能部品(吐出ジョイント12c)の軸線502(中心軸線)と、溶接部407の入口面の中央409と出口面の中央410とを結ぶ直線501との交差角度が30度~50度となるように構成されることが望ましい。
Therefore, even if the laser irradiation is tilted by 30 degrees to 50 degrees, if there is no wall surface portion that interferes, the axis 502 (central axis) of the functional part (discharge joint 12c) and the welded
ここで、溶接する際に発生する溶接スパッタのポンプボディ1内への混入を防ぐため、吐出ジョイント12cは、ポンプボディ1に圧入されていることが望ましい。そして、ポンプボディ1を第1部品、吐出ジョイント12cを第2部品と呼ぶと、図4、5は、穴部1cを有する第1部品(ポンプボディ1)と、第1部品(ポンプボディ1)の内部に接続される第2部品(吐出ジョイント12c)と、を接続する継手構造を示す。また図4、5の継手構造は、第1部品(ポンプボディ1)と第2部品(吐出ジョイント12c)とを固定する溶接部407と、第1部品(ポンプボディ1)と第2部品(吐出ジョイント12c)と溶接部407とに囲まれる第1空間部400を有する。また継手構造は、第1空間部400に隣接し、溶接部407と異なる位置において第1部品(ポンプボディ1)と第2部品(吐出ジョイント12c)とが合わさる嵌合部405を有する。
Here, it is desirable that the discharge joint 12 c is press-fitted into the
ここで、図5のように第1空間部400が溶接した状態で閉空間となると、第1空間部400内の空気が溶接の熱影響により膨張する。これにより、溶接部407が溶接照射方向にへこむアンダーフィルが発生する虞があり、アンダーフィルにより、溶接部407の形状が安定しない虞がある。これにより、溶接強度のばらつきが大きくなり、溶接品質の低下を招く虞がある。
Here, when the
そこで、図10及び図11に示すように、本実施例の継手構造は、穴部1cの一部を構成し、第1空間部400と反対側において嵌合部405と隣接する第2空間部470を有する。ここで第1部品(ポンプボディ1)と第2部品(吐出ジョイント12c)とが嵌合部405において重なる方向を径方向と定義する。そして本実施例の継手構造は、嵌合部405と径方向(図10の左右方向)に重なる位置において、第2空間部470と繋がる第1流路450と、第1流路450及び第1空間部400と繋がるとともに第1部品(ポンプボディ1)又は第2部品(吐出ジョイント12c)に周方向に形成される第2流路451と、を有する。
Therefore, as shown in FIGS. 10 and 11, the joint structure of this embodiment constitutes a part of the
これにより、溶接の熱影響により第1空間部400で膨張した空気を、第1流路450、第2流路451を介し、第2空間部470へ逃がすことができるため、アンダーフィルの発生を抑制することができる。
As a result, the air expanded in the
ここで、図11に示すように、第1流路450の第1空間部400の側は、溶接スパッタにより塞がれてしまうことが懸念される。これに対して本実施例では上記したように周方向に形成される第2流路451が形成されるため、溶接スパッタが第2流路451の第1空間部400の側の一部に付着しても、空気が周方向の第2流路451を介して第1流路450に流れることが可能である。したがって本実施例によれば、溶接スパッタが発生した場合でも流路がふさがらず、膨張した空気を逃がすことができ、吐出ジョイント12c内部への溶接スパッタの混入を抑制しつつ、溶接品質を向上することができる。
Here, as shown in FIG. 11, there is concern that the
具体的には本実施例の継手構造の第2流路451は円環状に形成されている。よって本実施例の継手構造では、第2部品(吐出ジョイント12c)の軸方向(図10の上下方向)から見て第2流路451の周方向の長さが、第1流路450の周方向の長さよりも大きく形成される。なお、第2流路451が円環上に形成されている場合、位置合わせ等の作業が必要なく製造し易くなるため、生産性を向上することが可能となる。
Specifically, the
ここで、図10に示すように、第2流路451は、穴部1cの空間部側端部410に形成される。つまり、第2流路451は、穴部1cの第1空間部400の側の端部410に形成される。そして、第1部品(ポンプボディ1)の穴部1cの空間部側端部410の径方向長さ(図10の左右方向における長さ)が、穴部1cの第1流路450と径方向において重なる位置における径方向長さよりも大きく形成されることが望ましい。換言すると穴部1cの空間部側端部410の径方向長さ(図10の左右方向における長さ)が、第2部品(吐出ジョイント12c)の嵌合部405の径方向長さよりも大きく形成されるのが望ましい。これにより、第2流路451を形成すると同時に、吐出ジョイント12cをポンプボディ1に圧入しやすくなるため、生産性を向上することができる。なお、吐出ジョイント12cの先端挿入部の第2流路451に対応する部位の径方向の厚みを吐出ジョイント12cの先端挿入部の第1流路450に対応する部位の径方向の厚みよりも小さくすることで、第2流路450を形成してもよい。
Here, as shown in FIG. 10, the
図12及び図13に示すように、切欠き部12c1は嵌合部405を形成する第2部品(吐出ジョイント12c)の面と同一面上に形成されている。そして第1流路450はこの切欠き部12c1により形成される。また図13に示すように、切欠き部12c1は吐出ジョイント12cの軸方向(図13において紙面に垂直な方向)から見て直線状に形成されることが望ましい。よって切欠き部12c1を第2部品(吐出ジョイント12c)に形成するだけの簡単な加工により第1流路450を形成できる。また、切り欠き部12c1の深さを測定しやすくなるため、結果として製造性が向上する。
As shown in FIGS. 12 and 13, the cutout portion 12c1 is formed on the same plane as the surface of the second component (discharge joint 12c) that forms the
なお、図14には図12及び図13に示した切欠き部12c1と形状の異なる切り欠き部12c2を示す。図14において第1流路450を形成する切り欠き部12c2は、第2部品(吐出ジョイント12c)の軸方向から見て(図13と同じ方向から見て)周方向中心にむかうにつれて径方向内側に凹む形状に形成される。
14 shows a notch 12c2 having a different shape from the notch 12c1 shown in FIGS. 12 and 13. As shown in FIG. 14, the cutout portion 12c2 forming the
それ以外にも第1流路450は、第2部品(吐出ジョイント12c)の加工方法により様々な形状が考えられる。例えば、図15に示すように、嵌合部405を形成する第2部品(吐出ジョイント12c)は径方向に形成される貫通孔12c3を有する。具体的には貫通孔12c3は第2空間部470から径方向外側に向かって形成される。そして図15においては図10及び図11で示した第1流路450が貫通孔12c3により形成される。
In addition to this, the
もしくは、図16及び図17に示すように、嵌合部405を形成する第2部品(吐出ジョイント12c)の外周面には環状に溝12c4が形成され、第1流路451は溝12c4により形成される構造としてもよい。環状の溝12c4はスプライン曲線を描くように形成されることが望ましい。この場合、位置合わせ等の作業が必要ないため、生産性を向上することができる。
Alternatively, as shown in FIGS. 16 and 17, an annular groove 12c4 is formed in the outer peripheral surface of the second component (discharge joint 12c) forming the
なお、本実施例では第2部品(吐出ジョイント12c)の側に切り欠き部(12c1、12c2、12c3、12c4)を形成しているが、第1部品(ポンプボディ1)の側に切り欠き部を形成してもよい。 In this embodiment, the notches (12c1, 12c2, 12c3, 12c4) are formed on the side of the second part (discharge joint 12c), but the notches (12c1, 12c2, 12c3, 12c4) are formed on the side of the first part (pump body 1). may be formed.
また、第1流路450を複数設ける構成としてもよい。これにより、冗長性を担保することができる。また、第2部品は内部に空間を持たない棒状の部品にも適用可能である。
Moreover, it is good also as a structure which provides the
また、第1部品及び第2部品は、筒状に限定されず、その他の形状、例えば角柱状に形成されていてもよい。もちろん、ポンプボディ1と、ポンプボディ1に取り付けられる吐出ジョイント12cとを備えた高圧燃料供給ポンプにおいて、上記の継手構造を適用することができることは言うまでもない。
Moreover, the first component and the second component are not limited to a cylindrical shape, and may be formed in other shapes, such as prismatic shapes. Needless to say, the above-described joint structure can be applied to a high-pressure fuel supply pump including the
まとめると、本実施例では、形成された空隙に通ずる第1流路450を設け、膨張した空気が外に排出される構造とし、かつ空隙側の連通穴入り口が溶接時に発生するスパッタで塞がれないように第2流路451を形成した。ここで、本実施例が適用される溶接方法は、レーザー溶接に限定されず、溶接熱による空気膨張が発生する溶接方法すべてに適用可能である。
In summary, in this embodiment, the
なお、本発明は上記した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、必ずしも説明した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、実施例の構成の一部を他の構成に置き換えることが可能であり、また、実施例の一部の構成に実施例の構成を加えることも可能である。In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications.
For example, the above-described embodiments have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the described configurations. Further, part of the configuration of the embodiment can be replaced with another configuration, and it is also possible to add the configuration of the embodiment to a part of the configuration of the embodiment.
1…ポンプボディ、1c…穴部、2…プランジャ、6…シリンダ、7…シールホルダ、8…吐出弁機構、9…圧力脈動低減機構、10a…低圧燃料吸入口、11…加圧室、12…燃料吐出口、12c…吐出ジョイント、12c1…切り欠き部、12c2…切り欠き部、12c3…貫通孔、12c4…溝、13…プランジャシール、30…吸入弁、36…可動コア、40…ロッド付勢ばね、43…電磁コイル、200…リリーフ弁機構、300…電磁吸入弁、400…第1空間部、410…穴部の空間部側端部、407…溶接部、470…第2空間部、500…レーザビーム
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記第1部品の内部に接続される第2部品と、を接続する継手構造であって、
前記第1部品と前記第2部品とを固定する溶接部と、
前記第1部品と前記第2部品と前記溶接部とに囲まれる第1空間部と、
前記第1空間部に隣接し、前記溶接部と異なる位置において前記第1部品と第2部品とが合わさる嵌合部と、
前記穴部の一部を構成し、前記第1空間部と反対側において前記嵌合部と隣接する第2空間部と、
前記第1部品と前記第2部品とが前記嵌合部において重なる方向を径方向とすると、
前記嵌合部と前記径方向に重なる位置において前記第2空間部と繋がる第1流路と、
前記第1流路及び前記第1空間部と繋がるとともに前記第1部品又は前記第2部品に周方向に形成される第2流路と、を有し、
前記嵌合部は、前記第1部品と前記第2部品とを圧入により固定する圧入部であり、
前記第1流路は、前記圧入部と前記径方向に重なる位置に形成され、
前記第2流路の前記径方向の寸法は、前記第1流路の前記径方向の寸法よりも大きく、
前記穴部の空間部側端部の前記径方向長さが前記穴部の前記第1流路と重なる位置における前記径方向長さよりも大きく形成され、前記第2流路は前記空間部側端部に形成される
継手構造。 a first part having a hole;
A joint structure for connecting a second part connected to the inside of the first part,
a weld that fixes the first part and the second part;
a first space surrounded by the first part, the second part, and the weld;
a fitting portion adjacent to the first space portion and at which the first component and the second component are joined at a position different from the welding portion;
a second space forming part of the hole and adjacent to the fitting portion on the side opposite to the first space;
Assuming that the direction in which the first part and the second part overlap in the fitting part is defined as a radial direction,
a first flow path connected to the second space at a position overlapping the fitting portion in the radial direction;
a second flow path connected to the first flow path and the first space and formed in the first part or the second part in the circumferential direction;
The fitting portion is a press-fitting portion that fixes the first component and the second component by press-fitting,
The first flow path is formed at a position overlapping the press-fit portion in the radial direction,
the radial dimension of the second channel is larger than the radial dimension of the first channel ;
The radial length of the space-side end of the hole is formed to be greater than the radial length of the hole at a position where it overlaps with the first flow channel, and the second flow channel is formed at the space-side end of the hole. formed in the part
joint structure.
前記嵌合部を形成する前記第2部品の面と同一面上に切欠き部が形成され、前記第1流路は前記切欠き部により形成される継手構造。 The joint structure according to claim 1,
A joint structure in which a notch is formed on the same surface as the surface of the second component forming the fitting portion, and the first flow path is formed by the notch.
前記嵌合部を形成する前記第2部品は前記径方向に形成される貫通孔を有し、前記第1流路は前記貫通孔により形成される継手構造。 The joint structure according to claim 1,
The joint structure, wherein the second component forming the fitting portion has a through hole formed in the radial direction, and the first flow path is formed by the through hole.
前記嵌合部を形成する前記第2部品の外周面には環状に溝が形成され、前記第1流路は前記溝により形成される継手構造。 The joint structure according to claim 1,
A joint structure in which an annular groove is formed in an outer peripheral surface of the second component forming the fitting portion, and the first flow path is formed by the groove.
前記第1流路を形成する前記切欠き部は、前記第2部品の軸方向から見て直線状に形成される継手構造。 The joint structure according to claim 2,
The joint structure in which the notch forming the first flow path is formed linearly when viewed from the axial direction of the second component.
前記ポンプボディに取り付けられる吐出ジョイントとを備えた高圧燃料供給ポンプにおいて、
請求項1に記載の継手構造を備える高圧燃料供給ポンプ。 a pump body;
A high pressure fuel supply pump comprising a discharge joint attached to the pump body,
A high-pressure fuel supply pump comprising the joint structure according to claim 1.
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