CN101387289B - 泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种泵，在泵的液压缸(13)的内周面与排出通路(13c)的内周面交叉的连结部，设置从液压缸(13)的内周面向径向外方向凹陷的凹部(13d)。由泵室(15)内的流体的压力产生的作用在连结部附近的液压缸圆周方向的拉伸应力由于沿液压缸(13)的内周面与凹部(13d)的边界线传递而被分散，因此连结部产生的液压缸圆周方向的拉伸应力被降低，防止液压缸(13)的破损。

Description

泵 

技术领域

本发明涉及吸入、排出流体的泵。 

背景技术

用来将燃料喷射到压缩点火式内燃机的燃料喷射装置具备将燃料加压提供给共轨系统的供油泵。该供油泵由液压缸的内周面与活塞的端面(顶部)形成泵室，活塞在液压缸内往复运动加压泵室内的燃料，高压燃料通过液压缸侧面形成的排出通路排出到共轨系统中(参照例如专利文献1)。 

[专利文献1]日本特开昭64-73166号公报 

但是，专利文献1公开的现有技术的供油泵当泵室内的燃料被加压时，液压缸的内周在燃料压力的作用下向液压缸直径向方向(以下简称为“径向”)的外侧隆起，因此在液压缸的内周面上产生液压缸圆周方向(以下简称为“圆周方向”)的拉伸应力。图7为现有技术的供油泵中液压缸内周面的展开图，图中许多箭头表示泵室内的燃料被加压时产生的拉伸应力的方向。 

并且，如该图7所示，在液压缸内周面与排出通路13c的内周面交叉的连结部13x附近，圆周方向的拉伸应力集中，产生高的应力。并且，泵运转时，由于反复进行燃料的吸入、压送，连结部13x附近产生应力振幅引起疲劳破坏，有产生液压缸破损的危险。 

并且，如图8所示，在排出通路13c的轴线J2相对于液压缸13的轴线J1倾斜时，由于液压缸13的轴线J1与排出通路13c的轴线J2的夹角为锐角一侧的连结部13x附近的壁面厚度t1比液压缸的轴线与排出通路的轴线的夹角为钝角一侧的连结部附近的壁面厚度t2薄，因此在液压缸13的轴线J1与排出通路13c的轴线J2的夹角为锐角一侧的连结部13x附近，产生特别高的应力。 

发明内容

本发明就是鉴于上述问题，目的是要在液压缸的侧面形成有排出通路的泵中防止液压缸破损。 

本发明的一种泵，由液压缸(13)的内周面和活塞(14)的端面形成泵室(15)，活塞(14)在液压缸(13)内往复运动，泵室(15)内的流体被加压，泵室(15)内的加压流体经由形成于液压缸(13)的侧面的排出通路(13c)被导出到外部，其特征在于，在液压缸(13)的内周面与排出通路(13c)的内周面交叉的连结部设置有从液压缸(13)的内周面向径向外方凹陷的凹部(13d)；排出通路(13c)的轴线(J2)相对于液压缸(13)的轴线(J1)倾斜；凹部(13d)设置在液压缸(13)的轴线(J1)与排出通路(13c)的轴线(J2)的夹角为锐角一侧的连结部上，液压缸(13)的轴线(J1)与排出通路(13c)的轴线(J2)的夹角为钝角一侧的连结部上没有设置凹部(13d)。 

如果这样，由于泵室(15)内流体压力产生的作用在连结部附近的圆周方向的拉伸应力沿液压缸(13)的内周面与凹部(13d)的边界线传递被分散，因此降低了连结部产生的圆周方向的拉伸应力，防止液压缸(13)破损。 

由于泵室(15)的流体压力产生的作用在连结部附近的拉伸应力在凹部(13d)内变换成液压缸轴线方向上的拉伸应力，因此能够大幅度地减小凹部(13d)内作用在连结部附近的圆周方向的拉伸应力。因此，凹部(13d)内连结部附近产生的圆周方向的拉伸应力被大幅度地降低，进一步可靠地防止液压缸(13)的破损。 

或者，能够在连结部的所有部位设置凹部(13d)。这种结构在排出通路(13c)的轴线(J2)与液压缸(13)的轴线(J1)正交时有利。而且，也可以在连结部的所有部位和上述连结部附近的周围部位设置凹部(13d)。 

例如，凹部(13d)可以通过电解加工形成为球面形状，或者也可以通过铣加工形成为圆柱形状。 

另外，权利要求的范围和这一栏中记载的各单元括号内的标记表示与后述的实施方式记载的具体单元的对应关系。 

附图说明

图1为表示本发明第1实施方式涉及的泵的结构的剖视图。 

图2(a)为表示图1的泵中液压缸13的主要部分的剖视图，(b)为沿(a)的A-A线剖视的剖视图；(c)为(a)的液压缸13的内周面的展开图。 

图3(a)为表示拉伸应力的方向的图2的液压缸13的内周面的展开图，(b)为沿(a)的B-B线剖视的剖视图。 

图4(a)为表示本发明第2实施方式涉及的泵中液压缸13的主要部分的剖视图，(b)为沿(a)的C-C线剖视的剖视图；(c)为(a)的液压缸13的内周面的展开图。 

图5(a)为表示拉伸应力的方向的图4的液压缸13的内周面的展开图，(b)为沿(a)的D-D线剖视的剖视图。 

图6(a)为表示本发明第3实施方式涉及的泵中液压缸13的主要部分的剖视图，(b)为沿(a)的E-E线剖视的剖视图；(c)为沿(a)的F-F线剖视的剖视图。 

图7为现有技术的泵中液压缸内周面的展开图。 

图8为表示现有技术的泵中液压缸13的主要部分的剖视图。 

具体实施方式

(第1实施方式) 

下面说明本发明的第1实施方式。本实施方式的泵作为将燃料喷射给压缩点火式内燃机的燃料喷射装置中给储存高压燃料的共轨系统提供高压燃料的供油泵(サプライポンプ)使用。 

图1为表示本实施方式涉及的泵的结构的图，在泵壳10上形成有：位于其下端侧的凸轮室10a、自该凸轮室10a向泵壳10的上方延伸的圆柱状的滑动子插入孔10b、以及自该滑动子插入孔10b延伸到泵壳10的上端面的圆柱状液压缸插入孔10c。 

凸轮室10a内配置有用图中没有表示的压缩点火式内燃机(以下称为“内燃机”)驱动的凸轮轴11，该凸轮轴11旋转自由地支承在泵壳10上。并且，凸轮轴11上形成有凸轮12。 

液压缸插入孔10c上安装有液压缸13，堵塞液压缸插入孔10c。该液压缸13上形成有圆柱形活塞插入孔13a，圆柱形活塞14往复运动自由地插入该活塞插入孔13a中。并且，由该活塞14的上端面和液压缸13的内周 面形成泵室15。 

在活塞14的下端连接有底座14a，该底座14a在弹簧16的作用下挤压在滑动子17上。该滑动子17形成为圆筒形，往复运动自由地插入滑动子插入孔10b中。并且，滑动子17上旋转自由地安装有凸轮滚子18，该凸轮滚子18与凸轮12相抵接。于是，当凸轮轴11的旋转使凸轮12旋转时，活塞14与底座14a、滑动子17和凸轮滚子18一起被往复驱动。 

在液压缸13与泵壳10之间，形成燃料储存室19。从图中没有表示的燃料泵排出的低压燃料通过图中没有表示的低压燃料管线提供到该燃料储存室19中。并且，燃料储存室19通过液压缸13上形成的吸入通路13b和电磁阀30内的吸入通路31a与泵室15连通。 

在液压缸13的侧面形成有一直与泵室15连通的排出通路13c。并且，泵室15通过该排出通路13c、排出阀20和图中没有表示的高压燃料管线与共轨系统连接。 

排出阀20安装在排出通路13c下游一侧的液压缸13上。该排出阀20具备开闭排出通路13c的阀体20a和向闭阀方向推动该阀体20a的弹簧20b。于是，在泵室15内被加压的燃料使阀体20a克服弹簧20b的推力向开阀方向移动，被压送到共轨系统中。 

在与活塞14的上端面相对置的位置，电磁阀30螺合固定在液压缸13上，以便闭塞泵室15。在电磁阀30的机身31上形成有一端与泵室15连通、另一端与吸入通路13b连接的吸入通路31a，以及配置在该吸入通路31a中的底座部(图中没有表示)。 

并且，该电磁阀30具有：通电时产生吸引力的电磁铁32；被该电磁铁32吸引的衔铁33；向反吸引侧推动该衔铁33的弹簧34；与衔铁33一体地移动，通过与底座部接触或分离而开闭吸入通路31a的阀体35；以及限制该阀体35开阀时的位置的阻挡器36。阻挡器36由电磁阀30和液压缸13夹持，形成有多个将吸入通路31a和泵室15连通起来的连通孔(图中没有表示)。 

下面详细叙述本实施方式的泵的主要部分的结构。图2(a)为表示图1的泵中液压缸13的主要部分的剖视图，图2(b)为图2(a)中沿A-A线的剖视图，图2(c)为图2(a)的液压缸13的内周面的展开图。

如图2所示，在围绕泵室15的液压缸13的内周面，液压缸13的内周面与排出通路13c的内周面交叉的连结部上，设置有从液压缸13的内周面向径向外方向凹陷的凹部13d。换言之，在液压缸13的内周面上具有从液压缸13的内周面向径向外方向凹陷的凹部13d，排出通路13c向泵室15一侧的开口端部向凹部13d开口。另外，凹部13d通过电解加工形成，呈球面形状。并且，排出通路13c的轴线J2相对于液压缸13的轴线J1倾斜。 

说明上述结构的泵的动作。首先，当电磁阀30的电磁铁32没有通电时，阀体35在弹簧34的推力的作用下移动到开阀位置。即，阀体35离开机身31的底座，吸入通路31a被打开。 

于是，在吸入通路31a打开的状态下，当活塞14下降时，从燃料泵排出的低压燃料通过燃料储存室19、吸入通路13b和吸入通路31a提供给泵室15。 

接着，当活塞14开始上升时，活塞14要加压泵室15内的燃料。但是，在活塞14上升开始的初期，由于电磁阀30没有通电，吸入通路31a开放，因此泵室15内的燃料通过吸入通路31a和吸入通路13b溢流到燃料储存室19一侧，没有被加压。 

当在该泵室15内的燃料溢流的过程中电磁阀30通电时，衔铁33和阀体35被吸引，挤压弹簧34，阀体35落座到机身31的底座上，闭塞吸入通路31a。由此，燃料停止向燃料储存室19一侧溢流，活塞14开始加压泵室15内的燃料。于是，泵室15内的燃料压力使排出阀20打开，燃料被压送到共轨系统中。 

下面详细叙述液压缸13的内周面上产生的拉伸应力。图3(a)为表示拉伸应力的方向的图2的液压缸13的内周面的展开图，图3(b)为沿图3 

(a)的B-B线的剖视图。 

图3(a)、图3(b)的多个箭头表示泵室15内的燃料被加压时产生的拉伸应力的方向。并且，由于作用在液压缸13的内周面与排出通路13c的内周面交叉的连结部附近的圆周方向的拉伸应力沿液压缸13的内周面与凹部15d的边界线传递被分散，因此如图3(a)、图3(b)所示，连结部附近产生的圆周方向的拉伸应力也被分散，降低了连结部附近产生的圆周方向的拉伸应力。另外，经模拟确认，能够将连结部附近产生的圆周方向的 最大拉伸应力抑制在现有技术的80％左右。 

本实施例由于在连结部的所有部位设置了凹部13d，因此能够有效地抑制在连结部附近产生的圆周方向的最大拉伸应力。图2的具体例中，在连结部所有的部位和连结部附近周围的部位设置了凹部13d。 

虽然本实施方式叙述的是排出通路13c的轴线J2相对于液压缸13的轴线J1倾斜的泵，但也可以是排出通路13c的轴线J2与液压缸13的轴线J1正交。 

(第2实施方式) 

下面说明本发明的第2实施方式。图4(a)为表示第2实施方式涉及的泵中液压缸13的主要部分的剖视图，图4(b)为沿图4(a)的C-C线的剖视图，图4(c)为图4(a)的液压缸13的内周面的展开图。本实施方式设置凹部13d的范围与第1实施方式不同。与第1实施方式相同或均等的部分添加相同的附图标记，省略其说明。 

如图4所示，当排出通路13c的轴线J2相对于液压缸13的轴线J1倾斜时，在液压缸13的内周面与排出通路13c的内周面交叉的连结部附近中，液压缸13的轴线J1与排出通路13c的轴线J2的夹角为锐角一侧的连结部附近产生特别高的应力。 

于是，本实施方式在液压缸13的内周面与排出通路13c的内周面交叉的连结部附近中产生特别高的应力的部位，即液压缸13的轴线J1与排出通路13c的轴线J2的夹角为锐角一侧的连结部附近，设置凹部13d。另一方面，在液压缸13的轴线J1与排出通路13c的轴线J2的夹角为钝角一侧的连结部附近，不设置凹部13d。 

换言之，在排出通路13c的泵室15一侧的开口端部中，液压缸13的轴线J1与排出通路13c的轴线J2的夹角为锐角一侧的开口端部向凹部13d开口，液压缸13的轴线J1与排出通路13c的轴线J2的夹角为钝角一侧的开口端部向液压缸13的内周面开口。 

下面，详细说明液压缸13的内周面产生的拉伸应力。图5(a)为表示拉伸应力的方向的图4的液压缸13的内周面的展开图，图5(b)为沿图5(a)的D-D线的剖视图。 

图5(a)、图5(b)的多个箭头表示泵室15内的燃料被加压时产生的 拉伸应力的方向。并且，由于作用在液压缸13的内周面与排出通路13c的内周面交叉的连结部附近的拉伸应力在凹部13d内变换成液压缸13的轴线J1方向的拉伸应力，因此如图5(a)、图5(b)所示，在凹部13d内液压缸13的轴线J1方向的拉伸应力为主，连结部附近产生的圆周方向的拉伸应力大幅度地降低。另外，经模拟确认，能够将连结部附近产生的圆周方向的最大拉伸应力抑制在现有技术的60％左右。 

(第3实施方式) 

下面说明本发明的第3实施方式。图6(a)为表示第3实施方式涉及的泵中液压缸13的主要部分的剖视图，图6(b)为沿图6(a)的E-E线的剖视图，图6(c)为沿图6(a)的F-F线的剖视图。本实施方式中，凹部13d的加工方法与第2实施方式不同。与第2实施方式相同或均等的部分添加相同的附图标记，省略其说明。 

第2实施方式通过电解加工将凹部13d加工成为球面形状，但也可以如图6所示那样通过铣加工将凹部13d加工成圆柱形状。并且，第1实施方式的泵也可以通过铣加工将凹部13d加工成圆柱形状。 

(其他实施方式) 

上述各实施方式将本发明应用于内燃机用燃料喷射装置的供油泵，但本发明也能够广泛用于吸入、排出流体的泵中。

Claims (3)

1.一种泵，由液压缸(13)的内周面和活塞(14)的端面形成泵室(15)，上述活塞(14)在上述液压缸(13)内往复运动，上述泵室(15)内的流体被加压，上述泵室(15)内的加压流体经由形成于上述液压缸(13)的侧面的排出通路(13c)被导出到外部，其特征在于，

在上述液压缸(13)的内周面与上述排出通路(13c)的内周面交叉的连结部，设置有从上述液压缸(13)的内周面向径向外方凹陷的凹部(13d)；

上述排出通路(13c)的轴线(J2)相对于上述液压缸(13)的轴线(J1)倾斜；

上述凹部(13d)设置在上述液压缸(13)的轴线(J1)与上述排出通路(13c)的轴线(J2)的夹角为锐角一侧的连结部上，上述液压缸(13)的轴线(J1)与上述排出通路(13c)的轴线(J2)的夹角为钝角一侧的连结部上没有设置上述凹部(13d)。

2.如权利要求1所述的泵，其特征在于，上述凹部(13d)通过电解加工形成为球面形状。

3.如权利要求1所述的泵，其特征在于，上述凹部(13d)通过铣加工形成为圆柱形状。

Images