CN102713283B - 燃料泵 - Google Patents

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Abstract

在一种燃料泵中——该燃料泵包括具有燃料通道(11a、11b)的泵壳体(10)、柱塞(17)、燃料加压室(15)和阀元件(12、14、16)，柱塞(17)可移动地容纳在泵壳体(10)中，燃料加压室(15)形成在泵壳体(10)中，响应于柱塞(17)的运动，燃料加压室(15)经由位于燃料室的吸入侧的燃料通道中的一个燃料通道(11a)抽入燃料、对已经抽入的燃料加压、并且经由位于燃料压力室(15)的排出侧的另一个燃料通道(11b)排出经加压的燃料，而阀元件(12、14、16)在燃料加压室(15)附近设置在燃料通道(11a、11b)中——阀元件(12、14、16)中每一个均具有：簧片阀体(41、42、43；74、75、76)，该簧片阀体(41、42、43；74、75、76)设置在位于燃料加压室(15)的吸入侧的燃料通道(11a)中或者位于燃料加压室(15)的排出侧的燃料通道(11b)中；和操作构件(21)，该操作构件(21)设置在泵壳体(10)中，沿阀打开方向或者阀关闭方向中至少一个方向向簧片阀体(41、42、43；74、75、76)施加操作力。

Description

燃料泵
技术领域
本发明涉及一种燃料泵，该燃料泵将用于内燃发动机的燃料加压至高压力，随后将燃料排出。更具体地，本发明涉及一种柱塞泵，在该柱塞泵中，在柱塞泵的燃料加压室附近设置有控制燃料的流量和压力的阀。
背景技术
近年来，在车用内燃发动机中，甚至带有火花点火系统的将燃料直接喷射至汽缸中的所谓直喷式内燃发动机已经变得广受欢迎。当然，还包括通过在进气行程中喷射至汽缸内的燃料的汽化热而通过冷却吸入空气从而通过增大吸入空气量来增大输出、以及通过通过在压缩行程中将燃料喷射至气缸内而获得半分层燃烧来改进起动过程中的燃烧稳定性的某些尝试。
与当把燃料喷射至进气口时相比较，在这些类型的内燃发动机中，必须将燃料加压至高压力，随后输送至燃料喷射阀(即，燃料喷射器)，故而通常将柱塞式高压力燃油泵用作燃料泵。
例如，日本专利申请公告No.11-132131(JP-A-11-132131)描述了根据现有技术的一个这种燃料泵。所描述的燃料泵是具有止回阀的柱塞泵，该止回阀设置在将燃料抽入柱塞泵的燃料加压室中的吸入侧燃料通道内，当燃料加压室侧的压力低时，该止回阀打开。此止回阀用于防止在燃料加压室中加压的燃料的压力波动，还防止由所述波动导致的液压敲击到达低压力侧。还已知，此止回阀不局限于是几乎没有燃料吸入阻力的球形阀，也可以是可以容易地制成小型的簧片阀。
此外，还已知一种燃料泵(例如，见日本专利申请公告No.2001-355542(JP-A-2001-355542))，该燃料泵试图通过将吸入侧簧片阀体和排出侧簧片阀体形成在同一阀板中、以及形成通过位于同一阀板相反两侧的座板中的这些簧片阀体打开和关闭吸入侧阀座孔和排出侧阀座孔来减少吸入侧簧片阀和排出侧簧片阀的尺寸，并且通过用电磁溢流阀打开和关闭贯穿阀板和座板的中心部而形成的环状通孔而以所需精度控制燃料的排出量和排出压力。
同时，在柴油发动机中，需要具有更好的燃料雾化和大的穿透力(即，其中燃料颗粒行进得远)的燃料喷射，故而能够产生更高压力的柱塞泵用于燃料泵。然而，也是在此情况下，通常使用在燃料加压室附近设置有电磁溢流阀以控制燃料喷出量和排出压力的燃料泵(例如，见日本专利申请公告No.2002-61548(JP-A-2002-61548))。
在例如上文描述的相关燃料泵中，必须在吸入侧和排出侧设置止回阀或者具有该功能的阀。然而，近年来，也已经开始将把排出压力限制于设定压力的安全阀之类容纳在燃料泵中，故而存在强化燃料管路中的功能的需要。
然而，当多个阀以此方式容纳在燃料泵中、而这些阀中每一个均如提升阀之类那样由阀体、阀座、弹簧、引导件和止动件之类形成时，零件的数量变得更大，并且必须在泵壳体上进行复杂的钻孔，这增加了成本。
相反，如JP-A-2001-355542中描述的，如果吸入侧和排出侧的止回阀由簧片阀形成，则可以减少零件的数量和泵壳体上的加工量。
然而，即使在此情况下，阀板和座板中的环状通孔起用于控制燃料的排出量和排出压力的溢流道的作用，并且通过提升阀型电磁溢流阀来打开和关闭，这导致零件数量增大并且仍然需要高精度阀座钻孔，故而不能充分地减少成本。
发明内容
因此，针对上文描述的问题而言，本发明提供了一种小型、低成本燃料泵，该燃料泵能够控制排出量和排出压力。
本发明的第一方面涉及一种燃料泵，该燃料泵包括泵壳体、柱塞、燃料加压室和阀元件，泵壳体具有燃料通道，柱塞可移动地容纳在泵壳体中，燃料加压室形成在泵壳体中，响应于柱塞的移动，燃料加压室经由位于燃料加压室的吸入侧的一个燃料通道抽入燃料、对已经抽入的燃料加压、并且经由位于燃料加压室的排出侧的另一个燃料通道排出加压燃料，而阀元件在燃料加压室附近设置在燃料通道中。在此燃料泵中，阀元件中每一个均具有设置在位于燃料加压室的吸入侧的燃料通道或者位于燃料加压室的排出侧的燃料通道中的簧片阀体。此外，泵壳体中设置有沿阀打开方向和阀关闭方向中至少一个方向施加操作力的操作构件。
根据此结构，可以通过用操作构件操作簧片阀体而通过簧片阀控制排出量和排出压力。因此，不再有必要制造高精度提升阀体和阀座孔之类。因此，能够提供能够控制排出量和排出压力的小型、低成本燃料泵。
在上文描述的燃料泵中，簧片阀体可以具有阀体部和挠性臂部，该阀体部通过沿阀打开方向被移位而打开燃料通道的一部分并且通过沿阀关闭方向被移位而关闭燃料通道的一部分，该挠性臂部具有连接至阀体部的一个端部和由泵壳体支承的另一个端部。此外，挠性臂部可以具有薄部，该薄部在阀体部的移位方向上比阀体部薄。
根据此结构，抵住操作构件的推压载荷的所需刚性可以通过阀体部确保，同时簧片阀体的阀体部能够通过挠性臂部容易地沿阀打开方向和阀关闭方向移位，故而即使阀在燃料通道中设置在吸入侧，也能够是几乎没有吸入阻力的簧片阀。附加地，该簧片阀是悬臂结构，故而减少板厚使偏斜量成三次方增加，故而与使挠性臂部更长及更窄相比，这更有效。此外，可以通过将这些组合起来而使簧片阀具有更少的吸入阻力。
此外，在上文描述的燃料泵中，簧片阀体上可以形成凹部，该凹部与挠性臂部相邻并且朝向座板敞开，所述座板与由弹性板形成的阀板的一个表面侧相邻，使得在座板与簧片阀体的挠性臂部之间形成间隙。
根据此结构，可以可靠地防止产生所谓的微振磨损，故而可以增大簧片阀体的耐久性。
此外，在上文描述的燃料泵中，泵壳体内可以设置有围绕燃料通道的一部分的阀座部。此外，操作构件的与挠性臂部的另一个端部相背离的一个侧表面部可以由阀座部或者在阀座部附近的泵壳体侧的引导构件沿操作方向引导。
根据此结构，即使操作构件接受沿垂直于操作方向的方向的力、同时簧片阀体由于从操作构件施加至该簧片阀体的操作力而沿阀打开方向弯曲，则该侧向力由引导操作构件的一个侧表面部的引导构件支承，故而操作构件能够以稳定的操作姿态操作簧片阀体。
在上文描述的燃料泵中，在泵壳体内可以容纳有由弹性板形成的阀板和与阀板的一个面侧相邻的座板。此外，簧片阀体可以由阀板的已经进行部分切除的一部分形成，而各燃料通道的一部分可以由座板中的切除部形成。
根据此结构，当各燃料通道的一部分形成在座板中时，可以同时形成围绕那些燃料通道的阀座部，因此消除了形成高精度阀座部的需要。结果，可以容易地制造薄簧片阀。
在上文描述的燃料泵中，簧片阀体可以由设置在位于燃料加压室的吸入侧的燃料通道中的第一簧片阀体、或者设置在位于燃料加压室的排出侧的燃料通道中的第二簧片阀体形成。此外，第一簧片阀体和第二簧片阀体均由阀板的已经进行部分切除的一部分形成，而位于燃料加压室的吸入侧的燃料通道的一部分与位于燃料加压室的排出侧的燃料通道的一部分均由座板中的切除部形成。
根据此结构，阀板中形成有多个簧片阀体，同时座板上和座板中形成对应于多个簧片阀体和各燃料通道的一部分的阀座部。结果，可以使多个簧片阀紧凑。
在上文描述的燃料泵中，阀板的已经进行部分切除的一部分可以形成第三簧片阀体，该第三簧片阀体与第一簧片阀体和第二簧片阀体分开地形成，该第三簧片阀体通过沿阀打开方向被移位而在位于燃料加压室的吸入侧的燃料通道和位于燃料加压室的排出侧的燃料通道之中打开其中一个燃料通道，并且第三簧片阀体通过沿阀关闭方向被移位而关闭一个燃料通道。此外，与设置在位于燃料加压室的吸入侧的燃料通道和位于燃料加压室的排出侧的燃料通道之中的另一个燃料通道中的第一簧片阀体或者第二簧片阀体相比，第三簧片阀体可以更靠近设置在一个燃料通道中的第二簧片阀体或者第一簧片阀体。
根据此结构，设置在位于燃料加压室的吸入侧的燃料通道中的簧片阀远离设置在位于燃料加压室的排出侧的燃料通道中的其他簧片阀，故而能够保持高压侧和低压侧的密封。
在上文描述的燃料泵中，第一簧片阀体可以形成具有止回阀功能并且设置在位于燃料加压室的吸入侧的燃料通道中的吸入阀，第二簧片阀体可以形成具有止回阀功能并且设置在位于燃料加压室的排出侧的燃料通道中的排出阀，而第三簧片阀体可以形成连接至位于燃料加压室的排出侧的燃料通道的安全阀。
根据此结构，容易使通过在泵壳体内除了吸入阀和排出阀还容纳安全阀而强化功能的燃料泵能够更小。
在上文描述的燃料泵中，座板上可以形成有朝向簧片阀体敞开的凹部，使得在簧片阀体与挠性臂部之间形成间隙。
根据此结构，即使簧片阀体侧未设置凹部，也可以防止微动磨损，故而簧片阀体更容易制造，这使得能够减少成本。
在上文描述的燃料泵中，接受来自操作构件的操作力的簧片阀体的操作部上可以形成有具有弯曲成弧形的横截面的凹面。此外，簧片阀体的结构可以形成为：当簧片阀体接受来自操作构件的操作力而弯曲时，簧片阀体在沿操作力的方向位于凹面的最内侧的接触点处接受来自操作构件的操作力。
根据此结构，当簧片阀体弯曲时，可以抑制作用为使得操作构件沿垂直于操作方向的方向偏移的侧向力，故而可以确保所需操作精度和操作稳定性。附加地，具有弯曲成弧形的横截面的凹面是例如圆柱面或者球面的一部分，并且包括类似于两者中任一个的凹面。
此外，在上文描述的燃料泵中，泵壳体内可以设置有围绕燃料通道的一部分的阀座部。此外，簧片阀体可以具有阀体部和挠性臂部，该阀体部通过被移位成远离阀座部运动而打开燃料通道的一部分并且通过被移位成与阀座部接合而关闭燃料通道的一部分，该挠性臂部具有连接至阀体部的一端和由泵壳体支承的另一个端部。此外，阀体部可以形成以大体圆锥形倾斜的环状倾斜面并且沿阀关闭方向形成朝向阀座部的凸形。阀体部可以构造为：当阀体部与阀座部接合时，在挠性臂部弯曲的同时，阀体部被压靠在阀座部上。
根据此结构，当阀关闭时，可以稳定地确保良好的密封。
在上文描述的燃料泵，阀座部可以具有对应于阀体部的环状倾斜面的环形座表面。此外，簧片阀体可以由板簧构件和固定构件形成，该板簧构件形成挠性臂部和阀体部的与挠性臂部一体地形成的部分，该固定构件固定至板簧构件并且形成阀体部的其余部分。
根据此结构，可以将极为耐久的板簧材料用于簧片阀体的挠性臂部之类，故而可以改进簧片阀关闭时簧片阀和密封件的耐久性。
同时，在上文描述的燃料泵中，泵壳体内可以容纳有彼此面对的第一弹性板和第二弹性板。此外，簧片阀体可以由设置在位于燃料加压室的吸入侧的燃料通道中的第一簧片阀体或者设置在位于燃料加压室的排出侧的燃料通道中的第二簧片阀体形成。此外，第一簧片阀体和第二簧片阀体之中的一个簧片阀体、以及位于所述燃料加压室的所述排出侧的所述燃料通道或位于所述燃料加压室的所述吸入侧的所述燃料通道中的与所述第一簧片阀体和所述第二簧片阀体之中的另一个簧片阀体对应的那一个燃料通道的一部分分别由所述第一弹性板的已经进行部分切除的一部分和所述第一弹性板中的切除部形成。此外，位于所述燃料加压室的所述吸入侧的所述燃料通道或位于所述燃料加压室的所述排出侧的所述燃料通道中的与所述第一簧片阀体和所述第二簧片阀体之中的所述一个簧片阀体对应的那一个燃料通道的一部分、以及所述另一个簧片阀体分别由所述第二弹性板中的切除部和所述第二弹性板的已经进行部分切除的一部分形成。
因此，即使多个簧片阀的阀打开方向(或者阀关闭方向)彼此不同，簧片阀体和阀座部也可以容易地形成在两层弹性板中及弹性板上，故而可以实现薄阀结构。
因此，本发明的燃料泵能够是小型燃料泵，该小型燃料泵能够通过设置簧片阀体和操作此簧片阀体的操作构件来控制排出量和排出压力。此外，无需制造高精度提升阀体和阀座孔之类。结果，可以提供能够控制排出量和排出压力的小型、低成本燃料泵。
附图说明
本发明的特征、优点及技术工业重要性将参照附图在本发明示例性实施方式的如下详细描述中描述，附图中相同的附图标记指代相同的元件，图中：
图1是根据本发明第一示例性实施方式的燃料泵的主体部的分解立体图；
图2是示意性地示出了根据第一示例性实施方式的燃料泵的框图，作为主体部的阀单元以液压回路符号示出；
图3A是当吸入阀部关闭时根据第一示例性实施方式的燃料泵的阀单元的吸入阀部的截面图；
图3B是当吸入阀部打开时根据第一示例性实施方式的燃料泵的阀单元的吸入阀部的截面图；
图3C是相对于图3A和图3B中示出的吸入阀部、根据比较性示例的燃料泵的阀单元的吸入阀部的截面图；
图4是与柱塞的升程变化相对照地示出了通过根据第一示例性实施方式的燃料泵的阀单元的吸入阀部形成的电磁溢流阀以及操作该吸入阀部的操作机构的操作正时的时序图；
图5A是根据本发明第二示例性实施方式的燃料泵的阀单元的吸入阀部的截面图；
图5B是阀末端部的放大图，其示出了从阀关闭时至阀打开时图5A中的吸入阀部状态变化；
图6A是根据本发明第三示例性实施方式的燃料泵的阀单元的吸入阀部的截面图；
图6B是根据本发明第四示例性实施方式的燃料泵的阀单元的吸入阀部的截面图；
图7A是根据本发明第五示例性实施方式的燃料泵的阀单元的吸入阀部的截面图；
图7B是根据本发明第五示例性实施方式的燃料泵的阀单元的排出阀部的截面图；
图8A是根据本发明第六示例性实施方式的燃料泵的阀单元的吸入阀部的阀座孔形状的截面图；
图8B是沿图8A中B8-B8线截取的截面图；
图9A是根据本发明第七示例性实施方式的燃料泵的阀单元的吸入阀部的阀座孔形状的截面图；
图9B是沿图9A中B9-B9线截取的截面图；
图10A是根据本发明第八示例性实施方式的燃料泵的阀单元的吸入阀部或者排出阀部的阀座孔形状的截面图；
图10B是根据本发明第九示例性实施方式的燃料泵的阀单元的吸入阀部或者排出阀部的阀座孔形状的截面图；
图10C是根据本发明第十示例性实施方式的燃料泵的阀单元的吸入阀部或者排出阀部的阀座孔形状的截面图；
图10D是根据本发明第十一示例性实施方式的燃料泵的阀单元的吸入阀部或者排出阀部的阀座孔形状的截面图；
图11A是根据本发明第十二示例性实施方式的燃料泵的阀单元的吸入阀部的簧片阀体形状的截面图；
图11B是根据本发明第十三示例性实施方式的燃料泵的阀单元的吸入阀部的簧片阀体形状的截面图；
图11C是根据本发明第十四示例性实施方式的燃料泵的阀单元的吸入阀部的簧片阀体形状的截面图；
图11D是根据本发明第十五示例性实施方式的燃料泵的阀单元的吸入阀部的簧片阀体形状的截面图；
图12A是当吸入阀部关闭时根据本发明第十六示例性实施方式的燃料泵的阀单元的吸入阀部的截面图；
图12B是当吸入阀部打开时根据本发明第十六示例性实施方式的燃料泵的阀单元的吸入阀部的截面图；
图13A是根据第十六实施方式的燃料泵的阀单元的阀板的平面图；
图13B是根据第十六实施方式的燃料泵的阀单元的座板的平面图；
图14A是根据本发明第十七示例性实施方式的燃料泵的阀单元的吸入阀部的截面图；
图14B是根据本发明第十七示例性实施方式的燃料泵的阀单元的座板的平面图；
图15A是当吸入阀部关闭时根据本发明第十八示例性实施方式的燃料泵的阀单元的吸入阀部的截面图；并且
图15B是当吸入阀部打开时根据本发明第十八示例性实施方式的燃料泵的阀单元的吸入阀部的截面图。
具体实施方式
将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施方式。图1至图4示出了根据本发明第一示例性实施方式的燃料泵。
附加地，根据下文描述的结构，本示例性实施方式的燃料泵是柱塞泵式高压燃料泵，该泵抽入、加压、随后排出用于安装在车辆中的诸如缸内喷射或者复式喷射式汽油发动机(下文简称为发动机)的发动机的燃料。
如通过图2中框图示意性地示出的，此燃料泵1设置有泵壳体10(未详细示出)，泵壳体10具有位于吸入侧的燃料通道11a(即吸入通道)、位于排出侧的燃料通道11b(即排出通道)、以及与燃料通道11a和燃料通道11b两者连通的内部空间13。
柱塞17在泵壳体10内容纳为能够沿轴向方向滑动，以便在柱塞10与泵壳体10之间形成与吸入侧燃料通道11a和排出侧燃料通道11b连通的燃料加压室15。泵壳体10中还设置有驱动此柱塞17的驱动凸轮18。该驱动凸轮18的旋转轴部18a在一个端部侧伸出至泵壳体10外，并且通过带轮通过发动机的动力可旋转地驱动。
此外，泵壳体10内设置有定位在吸入侧燃料通道11a内的起止回阀作用的吸入阀12和定位在排出侧燃料通道11b内的起止回阀作用的排出阀14。
至少当燃料以第一燃料压力水平从未示出的给送泵输送至吸入侧燃料通道11a时，吸入阀12打开(在本示例性实施方式中，吸入阀12常开，这将稍后描述)，由此使燃料能够通过吸入侧燃料通道11a抽入加压室15内。此外，当吸入阀12关闭而柱塞17的提升量通过驱动凸轮18的旋转而增大时，燃料加压室15的容积减小。通过此减少，在燃料侧，燃料加压室15变得被加压至第二燃料压力水平，该第二燃料压力水平充分高于第一燃料压力水平、即给送泵的供给压力水平。
当关闭时，排出阀14防止输送管侧的高压力燃料在抽入燃料时回流至燃料加压室15。此外，当燃料加压室15内的燃料压力变得高于位于排出阀14下游的排出侧燃料通道11b中的燃料压力、并且那些压力之间的差(即差动压力)达到预设差动压力值时，排出阀14打开，从而可以将燃料加压室15中的高压力燃料排出至未示出的输送管侧，该输送管连接至下游侧的排出侧燃料通道11b。
泵壳体10中还设置有安全阀16。当从燃料加压室15至输送管侧的高压力燃料的压力达到预设上限压力值时，此安全阀16打开，从而使过量燃料能够回流至燃料箱侧。
附加地，尽管未在此详细示出，当通过发动机的旋转动力驱动时，给送泵吸取燃料，例如储存在燃料储存箱中的汽油。此外，输送管蓄积并且储存从燃料泵1排出的高压力燃料，并且当那些燃料喷射阀打开时，将高压力燃料分配(即供给)至安装在发动机汽缸内的多个缸内喷射燃料喷射阀(未示出)。
在此示例性实施方式的燃料泵1中，上文描述的吸入阀12、排出阀14和安全阀16结合为将在下文描述的阀单元30，而且此阀单元30被设置在燃料加压室15附近的位置，并且在外周部固定至泵壳体10内。因此，吸入阀12、排出阀14和安全阀16每一个均为设置在燃料加压室15附近的阀元件。
如图1中示出的，阀单元30的吸入阀12、排出阀14和安全阀16每一个均由设置在燃料加压室15的吸入侧燃料通道11a或者排出侧燃料通道11b内的簧片阀形成。阀单元30具有对应于吸入阀12的第一簧片阀体41和第一阀座部51、对应于排出阀14的第二簧片阀体42和第二阀座部52、以及对应于安全阀16的第三簧片阀体43和第三阀座部53。
更具体地，阀单元30具有容纳在泵壳体10中的大体圆饼状阀板31、与阀板31的一侧(一个表面)相邻的一个座板32、以及与阀板31的另一侧(另一个表面)相邻的另一个座板33。第一簧片阀体41、第二簧片阀体42和第三簧片阀体43一体地形成在阀板31中。此外，第一阀座部51和第三阀座部53一体地形成在所述一个座板32中面对阀板31的一侧；第二阀座部52一体地形成在另一个座板33中面对阀板31的一侧。
此处，阀板31是具有良好弹簧特性的弹性板，该弹性板例如由沉淀硬化不锈钢板制成。此阀板31的板厚度约为例如1mm。此阀板31通过精密压制加工(也能够通过诸如放电加工(EDM)或者线切割之类的其他制造方法)制造为具有圆饼状外周轮廓形状。在此压制加工过程或者另一过程中，切除槽46、47和48通过分别绕第一簧片阀体41、第二簧片阀42和第三簧片阀43以恒定宽度部分地切掉一部分而形成，并且在此板阀31的外周部附近钻出定位孔31p。
一个座板32由硬度(即阀座部的硬度)等同于阀板31的硬度的板材料——例如比阀板31更厚的金属板——制成。此一个座板32例如通过精密压制加工(也能够通过诸如放电加工(EDM)或者线切割之类的其他制造方法)制造为具有圆饼形外周轮廓形状。在此压制加工过程或者另一过程中，切除孔部以形成通道孔32a、通道孔32b、通道孔32c和定位孔32p，通道孔32a成为吸入侧燃料通道11a的位于第一阀座部51的径向内部的一部分，通道孔32b具有开口区域，该开口区域足够宽以围绕第二簧片阀体42和切除槽47的环状部47a并且形成排出侧燃料通道11b的上游端部，通道孔32c成为排出侧燃料通道11b的位于第三阀座部53径向内部的一部分(在此情况下，为分岔开以释放过量压力的回流通道部11br的一部分)，而定位孔32p在所述一个座板32的外周部附近被钻出。
此外，另一个座板33由硬度等同于阀板31和所述一个座板32的硬度的板材料制成。此另一个座板33也例如通过精密压制加工(也能够通过诸如放电加工(EDM)或者线切割的制造方法)制造为具有圆饼形外周轮廓形状。在此压制加工过程或者另一过程中，切除孔部以形成通道孔33a、通道孔33b、通道孔33c和定位孔33p，通道孔33a形成吸入侧燃料通道11a的下游端部，通道孔33b成为排出侧燃料通道11b的位于第二阀座部52径向内部的一部分，通道孔33c成为至安全阀16的燃料箱侧的燃料回流通道的一部分，定位孔33p在此另一个座板33的外周部附近被钻出。此处，另一个座板33的通道孔33a以宽度足以围绕第一簧片阀体41和切除槽46的环状部46a的开口区域对燃料加压室15侧敞开。
阀板31的定位孔31p、一个座板32的定位孔32p和另一个座板33的定位孔33p具有大体相同的孔直径。因此，阀板31、一个座板32和另一个座板33能够通过在其外周部引导、同轴心地堆叠在一起、随后将定位销插入定位孔31p、32p和33p而放置在必要相对位置。
如图3A中示出的，第一簧片阀体41具有阀体部41a和连接至此阀体部41a的挠性臂部41b，阀体部41a通过沿阀移动远离第一阀座部51的阀打开方向被移位而打开燃料通道11a的一部分，并且通过沿阀抵靠第一阀座部51的阀关闭方向移位而关闭燃料通道11a的一部分。此挠性臂部41b在一个端部e1一体地连接至阀体部41a，并且在另一个端部e2通过一个座板32和另一个座板33由泵壳体10支承。此外，挠性臂部41b具有薄部rp，与沿着长度方向在中部的阀体部41a相比，薄部rp在阀体部41a的移位方向(即沿图3A中的竖直方向)上更薄。当在阀板31中形成第一簧片阀体41时，在制造过程中、例如在压制加工过程中，可以将挠性臂部41b的此薄部rp制薄，随后在必要时进行热处理，挠性臂部41b也可以通过放电加工之类制薄。
第一簧片阀体41的阀体部41a例如具有大体圆形(即圆饼形)形状，第一簧片阀体41的挠性臂部41b具有带状薄板形状，该带状薄板形状比阀体部41a的直径(最大宽度)窄。此外，面对第一簧片阀体41的阀体部41a的第一阀座部51具有大体圆形形状。类似地，第二簧片阀体42的阀体部和第三簧片阀体43的阀体部(两者均未由附图标记指出)均具有大体圆形形状。第二簧片阀42的挠性臂部和第三簧片阀43的挠性臂部(两者均未由附图标记指示)中每一个均具有带状薄板形状，该带状薄板形状比阀体部的直径(即最大宽度)窄。此外，面对第二簧片阀体42的阀体部的第二阀座部52和面对第三簧片阀体43的阀体部的第三阀座部53分别均具有大体圆形形状。
与阀体部41a的中心相比，第一簧片阀41的挠性臂部41b的基部端侧定位为更靠近阀板31的外周侧。类似地，与第二簧片阀体42的阀体部的中心相比，第二簧片阀体42的挠性臂部的基部端侧定位为更靠近阀板31的外周侧；而与第三簧片阀体43的阀体部的中心相比，第三簧片阀体43的挠性臂部的基部端侧定位为更靠近阀板31的外周侧。此外，挠性臂部41b的基部端侧之类每个均面对沿圆周方向的一侧，而阀体部41a之类每个均面对沿圆周方向的另一侧。
在此示例性实施方式中，通过此方式，用作吸入阀12的阀体的簧片阀体通过设置在燃料加压室15的吸入侧燃料通道11a中的第一簧片阀体41形成，而用作排出阀14的阀体的簧片阀通过设置在燃料加压室15的排出侧燃料通道11b中的第二簧片阀体42形成。此外，第一簧片阀体41和第二簧片阀体42每一个均通过阀板31的已经部分地切除的一部分形成。
此外，形成吸入侧燃料通道11a的一部分的通道孔32a以及形成排出侧燃料通道11b的一部分的通道孔32b每一个均通过一个座板32的已经切除的一部分形成。
在如上文描述的第一簧片阀体41和第二簧片阀体42旁边，打开和关闭形成排出侧燃料通道11b的一部分的通道孔32c的第三簧片阀体43也通过阀板31的已经部分地切除的一部分形成。然而，此第三簧片阀体43距设置在排出侧燃料通道11b中的第二簧片阀体42比距设置在燃料加压室15的吸入侧燃料通道11a中的第一簧片阀体41更近。附加地，在此情况下，短语“更近”的意思是，从第三簧片阀体43的通过阀板31一体地支承的基部端至第三簧片阀体43的自由端的任何部分距从第二簧片阀体42的通过阀板31一体地支承的基部端至第二簧片阀体42的任何部分比距与从第一簧片阀体41的通过阀板31一体地支承的基部端至第一簧片阀体41的自由端的任何给定部分更近。即，换言之，短语“第三簧片阀43距第二簧片阀体42比距第一簧片阀体41更近”的意思是，对于切除槽46、47和48，低压力侧的燃料所通过的切除槽46和高压力侧的燃料所通过的切除槽47和48在最近部分之间的距离大于切除槽47和48在最近部分之间的距离。
此外，在第一簧片阀体41上形成有凹部41c，该凹部41c沿挠性臂部41b的整体宽度(即，沿垂直于绘制图3A的纸面的方向)与挠性臂部41b相邻并且朝向一个座板32敞开，从而在一个座板32与第一簧片阀体41的挠性臂部41b的薄部rp之间形成间隙g。此凹部41c越远离阀体部41a变得越深，直至其达到位于挠性臂部41b的端部e1侧的薄部rp。从形成有薄部rp的阀体部41a开始，在特定长度上此凹部41c的深度恒定，随后越远离阀体部41a变得越浅。因此，第一簧片阀体41在阀体部41a以及挠性臂部41b的厚度对应于一个阀板32的厚度的另一个端部(即支承端部)处最厚，并且在阀体部41a和挠性臂部41b的另一个端部(即支承端部)连接至薄部rp的部分处越靠近薄部rp处变得越薄。
同时，泵壳体10中设置有操作构件21。此操作构件21沿阀打开方向和/或阀关闭方向向形成吸入阀12的第一簧片阀体41施加操作力。例如，操作构件21沿阀打开方向(由图1中di箭头指示)施加正操作力(即，沿阀打开方向增大压力载荷)和/或沿阀关闭方向施加负操作力(即，沿阀关闭方向减少压力载荷)。
图2中的操作构件21的上端部21a用作插入电磁线圈22内的操作柱塞部。当打开电源而使电磁线圈22变为通电时，操作构件21被从上端部21a侧被拉入电磁线圈21内，由此离开第一簧片阀体41的阀体部41a。
此外，操作部21的上端部21a通过压缩螺旋弹簧23朝向第一簧片阀体41的阀体部41a迫压。因此，当电磁线圈22断电时，压缩螺旋弹簧23的迫压力通过操作构件21施加至第一簧片阀体41的阀体部41a，使得阀体部41a稍远离第一阀座部51，由此打开吸入阀12。
电磁线圈22和压缩螺旋弹簧23形成操作操作构件21的电磁操作单元25。此电磁操作单元25与操作构件21和吸入阀12一起形成电磁溢流阀20。在此示例性实施方式中，吸入阀12是所谓常开式阀，该常开式阀在电磁操作单元25断电时如上文描述地打开。
当打开电源而使电磁线圈22变为通电并且将操作构件21拉入电磁线圈22时，去除了来自操作构件21的沿阀打开方向的压力。结果，通过挠性臂部41b的弹性恢复，第一簧片阀体41能够朝向第一阀座部51移动并且抵靠第一阀座部51。即，吸入阀12可以及通过为电磁线圈22通电而关闭。
燃料泵1为：当由于驱动凸轮18的旋转而使柱塞17的提升量增大时，未示出的ECU(电子控制单元)控制对电磁线圈22的电力(即，电磁线圈22的通电)，以便使吸入阀12恰好关闭持续一段时间，以便加压和排出必要量的燃料，来补偿由燃料喷射造成的输送管内的燃料的量的减小或者实际燃料压力的下降。附加地，稍后将描述燃料泵1的这种操作。
附加地，为了使第二簧片阀体42以预设接触压力抵靠第二阀座部52，第二簧片阀体42的挠性臂部可以形成为弯曲成，使抵靠第二阀座部52的部分从阀板31的表面朝向另一个座板33侧自由伸出。替代性地，与使第二簧片阀体42形成为弯曲的情况相反，可以使第二阀座部52从另一个座板33的表面稍伸出。此外，为了使阀打开方向与第二簧片阀体42的阀打开方向相反的第三簧片阀体43以预设压力抵靠第三阀座部53，第三簧片阀体43的挠性臂部可以形成为弯曲成使得抵靠第三阀座部53的部分从阀板31的表面朝向一个阀板32侧自由伸出。替代性地，与第三簧片阀体43形成为弯曲的情况相反，可以使第三阀座部53从一个座板32的表面稍伸出。在这些情况下，可以使在阀板31一侧的一个座板32和在阀板31另一侧的另一个座板33两者靠得更近，从而使所述两者挤紧阀板31，从而使第二簧片阀体42与第二阀座部52接触，第三簧片阀体43与第三阀座部53接触。此外，沿阀打开方向的高压力燃油压力从第三簧片阀体43的一个表面侧施加至安全阀16，同时近似大气压力的低压力从第三簧片阀体43的另一表面侧施加至安全阀16。因此，第三阀座部53的内直径小于第二阀座部52的内直径，而第三簧片阀体43的挠性臂部不具有薄部，故而第三簧片阀体43的挠性臂部弯曲刚度相对更高。
接下来，将描述操作。当发动机操作时，燃料泵1的驱动凸轮18通过发动机的动力驱动。如图4中示出的，根据该旋转，柱塞17的提升量循环变化。
在此状态下，ECU以规则周期计算补偿由燃料喷射造成的输送管中的燃料量的减小或者施加燃料压力下降所需的燃料的量。当柱塞17的提升量增大时(即当能够为燃料加压时)，ECU为电磁线圈22通电一段时间，以便加压并排出所需量的燃料。此时，操作构件21克服压缩螺旋弹簧23沿阀打开方向的迫压力而被抽至电磁线圈22中，由此去除阀打开方向的压力载荷。结果，吸入阀12关闭。当吸入阀12关闭时，随着柱塞17的提升量增大而燃料加压室15的容积减小，燃料加压室15中的燃料从第一燃料压力水平加压至足够高的第二燃料压力水平(例如4至13MPa)。当燃料加压室15中的燃料达到此第二燃料压力水平时，排出阀14受迫打开，燃料被输送至输送管内。
另一方面，在吸入阀12未关闭期间，对电磁线圈22的供电被ECU中断，从而使来自压缩螺旋弹簧23的沿阀打开方向的迫压力作用在电磁操作单元25的操作构件21上，并且来自操作构件21的压力打开吸入阀12。当吸入阀12打开时，即使柱塞17的提升量由驱动凸轮18的旋转而增加造成燃料加压室15的容积减小，结果燃料加压室15中的燃料也将仅仅泄漏出至吸入侧燃料通道11a侧，从而使燃料加压室15中的燃料将不会被加压至第二燃料压力水平，由此将不会被排出。
在这段时间里，当与下游侧的排出侧燃料通道11b中的燃料的压力相比，燃料加压室15中的燃料的压力变得更高，并且差动压力达到预设差动压力值(例如60kPa)时，具有第二簧片阀体42的排出阀14打开。此外，当从燃料加压室15排出至输送管侧的高压力燃料的压力达到预设上限压力值时，具有第三簧片阀体43的安全阀16打开，由此限制供给至输送管侧的燃料的压力的上限。
以此方式，包括具有吸入阀12、排出阀14和安全阀16的阀单元30和打开及关闭吸入阀12的电磁操作单元25的此示例性实施方式的燃料泵1通过在泵壳体10中容纳吸入阀12和排出阀14以及安全阀16而强化功能，从而能够容易地使燃料泵1更小。此外，第一簧片阀体41通过电磁操作单元25的操作构件21关闭的时间周期可以可变地控制，故而可以通过具有第一簧片阀体41的吸入阀12来控制燃料泵1的排出量和排出压力。因此，不再有必要像现有技术中那样制造高精度提升阀体和阀座孔之类。因此，能够提供能够控制排出量和排出压力的小型、低成本的燃料泵1。
此外，此示例性实施方式中的第一簧片阀体41具有薄部rp，在该薄部rp处，与阀体部41a的厚度相比，挠性臂部41b在阀体部41a的移位方向上厚度更薄。结果，第一簧片阀体41的阀体部41a能够由于挠性臂部41b而在阀打开方向和阀关闭方向容易地被移位，所以设置在吸入侧燃料通道11a中的吸入阀12能够为几乎不具有吸入阻力的簧片阀。附加地，第一簧片阀体41是悬臂结构，故而通过薄部rp减小板厚使偏斜量成三次方增加，故而与将挠性臂部41b更长及更窄相比，这更有效。当然，可以通过将这些组合起来而使簧片阀具有更少的吸入阻力。同时，在阀体部41a和挠性臂部41b的另一个端部(即支承端部)处，第一簧片阀体41具有对应于一个座板32的厚度的足够厚度，并且在阀体部41a和挠性臂部41b的另一个端部(支承端部)连接至薄部rp处，越靠近薄部rp变得越薄。结果，可以减少被加载有最大应力的第一簧片阀体41的基部端侧上的应力，还可以防止应力集中在阀体部41a连接至挠性臂部41b的部分处，故而能够保持吸入阀12的充足的可靠性。
此外，第一簧片阀体41、第二簧片阀体42和第三簧片阀体43每个均通过阀板31的已经进行部分切除的一部分形成，吸入侧燃料通道11a的一部分和排出侧燃料通道11b的一部分每个均通过一个座板32和另一个座板33中的切除部形成。因此，当吸入侧燃料通道11a的一部分和排出侧燃料通道11b的一部分形成在一个座板32和另一个座板33中时，可以同时形成围绕那些吸入侧燃料通道11a的一部分和排出侧燃料通道11b的一部分的第一阀座部51、第二阀座部52和第三阀座部53，因而消除了形成多个高精度阀座部的需要。结果，可以容易地制造具有薄簧片阀的阀单元30。
此外，多个簧片阀体41至43形成在阀板31中，同时对应于多个簧片阀体41至43的阀座部51至53以及形成燃料通道的一部分的通道孔32a、32b、32c、33a、33b和33c形成在与阀板31相邻的座板32和33中。结果，可以使具有吸入阀12、排出阀14和安全阀16(即三个簧片阀)的阀单元30紧凑。
此外，设置在燃料加压室15的吸入侧燃料通道11a中的簧片阀41远离设置在燃料加压室15的排出侧燃料通道11b中的其余的簧片阀42和43，从而能够保持高压侧和低压侧的密封。
此外，在此示例性实施方式中，可以可靠地防止第一簧片阀体41与一个座板32之间产生所谓的微振磨损，从而可以增大第一簧片阀体41的耐久性。即，例如如图3C示出的，通过第一簧片阀体41的挠性臂部41b在一个座板32附近的逆向布置，挠性臂部41b从第一簧片阀体41的基部端侧逐渐接触一个座板32，此后阀体部41a最终接触一个座板32。然而，两者之间可能产生微量滑动。在此情况下，难以去除第一簧片阀体41的挠性臂部41b与一个座板32之间的磨尘，并且该区域未受润滑，故而可能产生磨损进展突然且迅速的微振磨损。
相反，如图3A和图3B中示出的，第一簧片阀体41中形成有与挠性臂部41b相邻并且朝向一个座板32敞开的凹部41c，从而在一个座板32与第一簧片阀体41的挠性臂部41b之间形成间隙g。结果，能够可靠地防止发生微振磨损。
以此方式，此示例性实施方式不仅能够提供能够通过设置第一簧片阀体41和操作此第一簧片阀体41的操作构件21来控制排出量和排出压力的小型燃料泵1，还能够消除对形成高精度提升阀体和阀座孔之类的需要。结果，能够提供能够控制排出量和排出压力的小型、低成本燃料泵1。
图5A和图5B是根据本发明第二示例性实施方式的燃料泵的主体部的截面图。
附加地，在下文描述的示例性实施方式中，总体结构与上文描述的第一示例性实施方式中描述的大体相同，仅仅阀单元30的一部分不同。因此，通用或者类似的构成元件将以图1至图4中示出的相应构成元件的附图标记指代，而仅详细描述不同之处。
如图5A中示出的，在此示例性实施方式中，阀单元30的阀板31中形成的第一簧片阀体41具有凹面41d，该凹面41d的横截面弯曲成弧形，形成在阀体部41a(被操作部)上，该阀体部41a接受来自操作构件21的操作力。此外，操作构件21通过引导环部10g沿轴向方向可滑动地引导，该引导环部10g在操作构件21的末端侧安装至泵壳体10内。
凹面41d例如可以形成部分圆柱面或者球形面，并且可以是与所述两者中任意一个相似的凹面。形成有凹面41d的阀体部41a具有恒定曲率半径，该曲率半径大于操作构件21的末端部21t的曲率半径，使得与操作构件21的半球形末端部21t的接触点p位于沿操作构件21的轴向方向(即，操作方向)的凹面41d的最内侧。
因此，如图5B中示出的，即使当第一簧片阀体41接受来自操作构件21的操作力而沿阀打开方向弯曲、使第一簧片阀体41的阀体部41a如图中下部示出地相对于操作构件21倾斜时，阀体部41a在接触点p’接受来自操作构件21的操作力，在该接触点p’处，与操作构件21的半球形末端部21t的接触点p在沿操作构件21的轴向方向位于凹面41d的最内侧处。
与上文描述的第一示例性实施方式相同，此示例性实施方式还使得能够提供小型、低成本燃料泵1，该燃料泵1通过在泵壳体10中除吸入阀12和排出阀14以外还容纳安全阀16来强化功能，并且能够通过可变地控制第一簧片阀体41通过电磁操作单元25的操作构件21关闭的持续时间来控制排出量和排出压力。
此外，在此示例性实施方式中，当吸入阀12的第一簧片阀体41受到操作构件21的操作力而弯曲时，能够有效地抑制作用为沿垂直于操作方向的方向偏移操作构件21的侧向力。结果，能够确保通过操作构件21的第一簧片阀体41的操作精度和操作稳定性，从而可以增大燃料泵1的可靠性。
图6A是根据本发明第三实施方式的燃料泵的主体部的截面图，图6B是根据本发明第四实施方式的燃料泵的主体部的截面图。
如图6A中示出的，在第三示例性实施方式中，阀单元30的阀板31中形成的第一簧片阀体41的阀体部41a形成为面部具有大体弧形横截面的凸类球体形。
即，泵壳体10中的一个座板32上形成有围绕吸入侧燃料通道11a的一部分的第一阀座部51，而该第一阀座部51上形成有圆锥状环形座表面51a。此外，类似于上文描述的第一实施方式，第一簧片阀体41具有阀体部41a和挠性臂部41b，阀体部41a通过沿阀体部41a移动远离第一阀座部51的阀打开方向被移位而打开燃料通道11a的一部分、并且通过沿阀体部41a与第一阀座部51接合的阀关闭方向被移位来关闭燃料通道11a的一部分，挠性臂部41b具有一个端部e1和另一个端部e2，一个端部e1连接至此阀体部41a，而另一个端部e2通过泵壳体10支承。然而，在此示例性实施方式中，第一簧片阀体41的阀体部41a形成环状斜坡面41e，该环状斜坡面41e以大体圆锥形状成斜坡并且朝向第一阀座部51沿阀关闭方向形成凸形。因此，即使当吸入阀12关闭、即第一簧片阀体41的阀体部41a与第一阀座部51接合时，阀体部41a通过被弯曲(产生弯曲应力)的挠性臂部41b压靠在第一阀座部51上，故而确保了必要的设定载荷。
因此，在此第三示例性实施方式中，除了上文描述的第一示例性实施方式的效果，吸入阀12能够可靠地关闭，从而可以获得稳定的阀操作。此外，第一簧片阀体41和第一阀座部51以近似于环状形状的线接触的接触状态放置，故而可以容易地确保密封面压力。结果，可以稳定地确保吸入阀12的良好密封。
如图6B中示出的，在第四示例性实施方式中，代替上文描述的示例性实施方式中的阀板31，阀单元30中设置有由沉淀硬化极具弹性的不锈钢板形成的阀板。此阀板61中形成在上文描述的示例性实施方式中的具有与第一簧片阀体41相同的轮廓形状的第一簧片阀体71的簧片部71r(舌形部；板簧构件)、第二簧片阀体42和第三簧片阀体43之类。
此外，形成为面部具有大体弧形或者大体圆锥形横截面的凸形的铆钉形固定构件71s通过例如卷边固定至簧片部71r或者簧片部71r和未示出的第二和第三簧片阀体的簧片部。与第一阀座部51接合的此固定构件71s的面部71e具有带大体弧形横截面的凸类球体形。
此外，一个座板32上形成有朝向第一簧片阀体71敞开的凹部32e，从而在一个座板32与第一簧片阀体71的挠性臂部71b之间形成间隙p。
也在此示例性实施方式中，可以获得通过第三示例性实施方式获得的那些大致类似的效果。此外，可以将极为耐久的板簧材料用于第一簧片阀体71的挠性臂部71b之类。以此方式针对材料而言将第一簧片阀体71的阀体部71a与第一簧片阀体71的挠性臂部71b的功能清楚地分开，使得能够改进吸入阀12的耐久性和吸入阀12关闭时的密封。
此外，一个座板32上形成有朝向第一簧片阀体71敞开的凹部32e，故而即使在第一簧片阀体71侧未设置凹部，也可以防止微振磨损。因此，第一簧片阀体71容易制造，所以可以减少成本。
图7A和图7B是根据本发明第五示例性实施方式的燃料泵的主体部的截面图。
图7A和图7B的上部中示出的上文描述的第一示例性实施方式中的阀单元30形成为三层，即，阀板31、位于阀板31的一个表面侧的一个座板32和位于阀板31的另一个表面侧的另一个座板33。然而，在第五示例性实施方式中，阀单元30形成为两层。
即，在图7A和图7B的下部中示出的此示例性实施方式的阀单元30中，泵壳体10中容纳有由与上文描述的阀板31相同的材料形成并且彼此面对的第一弹性板81和第二弹性板82。
与第一示例性实施方式相类似，吸入阀12通过设置在燃料加压室15的吸入侧燃料通道11a中的第一簧片阀体41形成，而排出阀14通过设置在燃料加压室15的排出侧燃料通道11b中的第二簧片阀体42形成。
然而，第一簧片阀体41和第二簧片阀体42中，簧片阀体中的一个、例如第一簧片阀体41由第一弹性板81的已经进行部分切除的一部分形成，而作为对应于另一簧片阀体(第一簧片阀体41或者第二簧片阀体42中其余的一个)例如第二簧片阀体42的排出侧燃料通道11b的一部分的通道孔81b通过第一弹性板81的已经切除的一部分形成。作为对应于第一簧片阀体41的吸入侧燃料通道11a的一部分的通道孔82由第二弹性板82的已经切除的一部分形成，而第二簧片阀体42由第二弹性板82的已经进行部分切除的一部分形成。
在此示例性实施方式中，即使第一簧片阀体41和第二簧片阀体42的阀打开方向(即，多个簧片阀的阀打开方向)彼此不同，第一簧片阀体41和第二簧片阀体42以及第一阀座部51和第二阀座部52可以容易地形成在两层弹性板、即第一弹性板81和第二弹性板82上，故而可以容易地实现薄阀单元80。
图8A和图8B是根据本发明第六实施方式的燃料泵的阀单元的吸入阀部的阀座孔形状的截面图。
在此示例性实施方式中，代替作为第一示例性实施方式中的燃料泵1中的燃料加压室15的吸入侧燃料通道11a的一部分的一个座板32的通道孔32a，如图8A中示出的，形成有具有以90°间隔的四个扩展部的通道孔32f，而通道孔32f周围的第一阀座部51具有四个向内面向的凸部51d。操作构件21的一部分容纳在通道孔32f的四个扩展部中的一个内。
除了第一示例性实施方式的效果，通过此示例性实施方式，当加压室15中的压力升起时，第一阀座部51的四个向内面向的凸部51d能够有效地抑制第一簧片阀体41的阀体部41a的变形，从而可以抑制第一簧片阀体41的磨损。
图9A和图9B是根据本发明第七示例性实施方式的燃料泵的阀单元的吸入阀部的阀座孔形状的截面图。
在此示例性实施方式中，代替形成第一示例性实施方式中的燃料泵1中的燃料加压室15的吸入侧燃料通道11a的一部分的一个座板32的通道孔32a，如图9A中示出的，形成有中心部圆形第一通道孔32h1和围绕该第一通道孔32h1的多个圆形第二通道孔32h2，第一阀座部51在独立地围绕第一通道孔32h1和第二通道孔32h2的多个小阀座部51q中展开。
除了第一示例性实施方式的效果，通过此实施方式，当燃料加压室15中的压力升高时，第一阀座部51的多个小阀座部51q能够有效地抑制第一簧片阀体41的阀体部41a变形，故而可以抑制第一簧片阀体41的磨损。
图10A是根据本发明第八示例性实施方式的燃料泵的阀单元的吸入阀部的阀座孔形状的截面图，而图10B是根据本发明第九示例性实施方式的燃料泵的阀单元的吸入阀部的阀座孔形状的截面图。图10C是根据本发明第十示例性实施方式的燃料泵的阀单元的吸入阀部的阀座孔形状的截面图，而图10D是根据本发明第十一示例性实施方式的燃料泵的阀单元的吸入阀部的阀座孔形状的截面图。
在图10A中示出的第八示例性实施方式中，代替形成第一示例性实施方式中的燃料泵1中的燃料加压室15的吸入侧燃料通道11a的一部分的一个座板32的通道孔32a，如图中示出的，形成有大体十字形通道孔32i，并且第一阀座部51具有绕此通道孔32i的四个向内的凸部51d。
除了第一示例性实施方式的效果，通过此示例性实施方式，当燃料加压室15中的压力升高时，第一阀座部51的多个凸部51d能够有效地抑制第一簧片阀体41的阀体部41a变形，故而可以抑制第一簧片阀体41的磨损。
在图10B中示出的第九示例性实施方式中，代替形成第一示例性实施方式中的燃料泵1中的燃料加压室15的吸入侧燃料通道11a的一部分的一个座板32的通道孔32a，如图中示出的，形成有中心部圆形通道孔32j1和中心部圆形通道32j1周围的四个弧形通道孔32j2，而第一阀座部51在这些第一通道孔32j1和32j2周围的多个小阀座部51q中展开。
除了第一示例性实施方式的效果，通过此示例性实施方式，当燃料加压室15中的压力升高时，第一阀座部51的多个小阀座部51q能够有效地抑制第一簧片阀体41的阀体部41a变形。
在图10C中示出的第十示例性实施方式中，代替形成第一示例性实施方式中的燃料泵1中的燃料加压室15的吸入侧燃料通道11a的一部分的一个座板32的通道孔32a，如图中示出的，形成有四个扇形通道孔32k，而第一阀座部51在这些通道孔32k周围的多个小阀座部51q中展开。
此外，第一簧片阀体41具有操作端部41p，该操作端部41p从阀体部41a朝向末端侧延伸。来自操作构件21的操作载荷施加至此操作端部41p。
除了此第一示例性实施方式的效果，通过此示例性实施方式，当燃料加压室15中的压力升高时，第一阀座部51的多个小阀座部51q能够有效地抑制第一簧片阀体41的阀体部41a变形。此外，第一簧片阀体41具有操作端部41p，该操作端部41p从阀体部41a朝向末端部延伸，故而可以减少操作构件21的操作力。
在图10D中示出的第十一示例性实施方式中，代替形成第一示例性实施方式中的燃料泵1中的燃料加压室15的吸入侧燃料通道11a的一部分的一个座板32的通道孔32a，如图中示出的，形成有两个半圆形通道孔32n，而第一阀座部51在这些通道孔32n周围的多个小阀座部51q中展开。
此外，第一簧片阀体41具有操作端部41p，该操作端部41p从阀体部41a朝向末端侧延伸。来自操作构件21的操作载荷施加至此操作端部41p。
除了第一示例性实施方式的效果，通过此示例性实施方式，当燃料加压室15中的压力升高时，第一阀座部51的多个小阀座部51q能够有效地抑制第一簧片阀体41的阀体部41a。此外，第一簧片阀体41具有操作端部41p，该操作端部41p从阀体部41a朝向末端侧延伸，故而可以减少操作构件21的操作力。
图11A是根据本发明第十二示例性实施方式的燃料泵的阀单元的吸入阀部的簧片阀体的截面图，而图11B是根据本发明第十三示例性实施方式的燃料泵的阀单元的吸入阀部的簧片阀体的截面图。此外，图11C是根据本发明第十四示例性实施方式的燃料泵的阀单元的吸入阀部的簧片阀体的截面图，而图11D是根据本发明第十五示例性实施方式的燃料泵的阀单元的吸入阀部的簧片阀体的截面图。
通过图11A中示出的第十二示例性实施方式，代替第一示例性实施方式中的燃料泵1的吸入阀12的第一簧片阀体41(或者排出阀14的第二簧片阀体42、或者安全阀16的第三簧片阀体43)，设置了具有增强结构的簧片阀体74。
此簧片阀体74的阀体部74a具有对应于一个座板32上形成的第一阀座部51的环状增强肋74b。此增强肋74b具有朝向第一阀座部51的内周边缘部的内侧和外侧两方向延伸的矩形横截面。此外，尽管未示出，一个座板32上形成有朝向簧片阀体74敞开的凹部。
除了第一示例性实施方式的效果，通过此示例性实施方式，簧片阀体74的增强肋74b能够有效地抑制簧片阀体74的阀体部74a由于燃料加压室15中的压力升高而变形，并且可以通过与第一阀座部51的内周边缘部线接触抑制簧片阀体74的磨损。
在图11B中示出的第十三示例性实施方式中，代替第一示例性实施方式中的燃料泵1中的吸入阀12的第一簧片阀体41，设置有具有增强结构的簧片阀体75。
此簧片阀体75的簧片阀部75a具有对应于一个座板32上形成的第一阀座部51的环状增强肋75b。此增强肋75b具有朝向第一阀座部51的内周边缘部的内侧和外侧两方向延伸的三角形横截面。此外，尽管未示出，一个座板32上形成有朝向簧片阀体75敞开的凹部。
通过此示例性实施方式，可以预期到与根据第十二示例性实施方式获得的大致相同的效果。
通过图11C中示出的第十四示例性实施方式，代替第一示例性实施方式的燃料泵1的吸入阀12的第一簧片阀体41，设置有具有朝向通道孔32a敞开的凹面碾轧部76c的簧片阀体76。
由于阀体部76a的一侧的碾轧部76c，故而此簧片阀体76不接触一个座板32上形成的第一阀座部51的内周边缘部，而是接触围绕该内周边缘部的第一阀座部51的平面部。此外，尽管未示出，一个座板32上形成有朝向簧片阀体76敞开的凹部。
除了第一示例性实施方式的效果，通过此示例性实施方式，当簧片阀体76的阀体部76a由于燃料加压室15中的压力升高而变形时，与第一阀座部51的内周边缘部的线接触使得能够防止簧片阀体76的阀体部76a磨损。
通过图11D中示出的第十五示例性实施方式，代替第一示例性实施方式的燃料泵1的一个座板32，设置有具有形成吸入侧燃料通道11a的一部分的通道孔92a的一个座板92。
此座板92径向延伸通道孔92a的燃料加压室15侧的端部，使第一阀座部51的内周部成为无边缘而稍稍弯曲的环状壁面92q。
除了第一示例性实施方式的效果，通过此示例性实施方式，即使第一簧片阀体41的阀体部41a由于燃料加压室15中的压力升高而变形，该阀体部41a将不会与第一阀座部51的内周边缘部进行边缘接触，并且稍稍弯曲的环状壁面92q使得能够防止第一簧片阀体41的阀体部41a磨损。
图12A是当吸入阀关闭时根据本发明第十六示例性实施方式的燃料泵的阀单元的吸入阀的主体部的截面图，而图12B是当吸入阀打开时根据第十六示例性实施方式的燃料泵的阀单元的吸入阀的主体部的截面图。此外，图13A是根据第十六示例性实施方式的燃料泵的阀单元的阀板的平面图，而图13B是根据第十六示例性实施方式的燃料泵的阀单元的座板的平面图。
在此示例性实施方式中，电磁操作单元25的操作构件21相对于形成吸入侧燃料通道11a的一部分的通道孔32a偏移，而操作构件21的下端部在第一示例性实施方式的燃料泵1的阀单元30中通过一个座板32的通道孔32a的内壁部32g从侧面沿操作方向引导。
即，操作构件21的远离第一簧片阀体41的变形臂部41b的另一个端部e2的一个侧表面部21s通过第一阀座部51或者一个座板32的通道孔32a在第一阀座部51附近的泵壳体10侧的起引导构件作用的内壁部32g沿操作方向引导。
因此，在此示例性实施方式中，即使操作构件21接受沿垂直于操作方向的方向的力、同时第一簧片阀41由于从操作构件21施加至该第一簧片阀41的操作力而沿阀打开方向弯曲，该侧向力通过起引导操作构件21的一个侧面21s的引导构件作用的一个座板32支承，故而操作构件21能够通过稳定操作姿态操作第一簧片阀体41。
附加地，如图13B中示出的，一个座板32的通道孔32a的内壁部32g如图中以虚线示出地部分地伸出，故而该内壁部32g也可以用作围绕操作构件21并且沿操作方向引导操作构件21的圆柱形引导部。即，一个座板32也可以以此方式修改。
图14A是根据本发明第十七示例性实施方式的燃料泵的阀单元的吸入阀部附近的主体部的截面图，而图14B是根据第十七示例性实施方式的燃料泵的阀单元的座板的平面图。
在此示例性实施方式中，在阀单元30中，操作构件21相对于形成吸入侧燃料通道11a的一部分的通道孔32a偏移，而操作构件21的下端部以与第十六示例性实施方式在很大程度上相同的方式，通过一个座板32的通道孔32a的内壁部32g从侧面沿操作方向引导。
然而，此示例性实施方式的一个座板32的通道孔32a并非如第一示例性实施方式中那样为圆形，而是通过内壁部32g从三个侧面引导操作构件21的非圆形孔。
也在此示例性实施方式中，操作构件21的远离第一簧片阀体41的变形臂部41b的另一个端部e2的一个侧表面部21s通过一个座板32的通道孔32a的内壁32g(即，在第一阀座部51附近的泵壳体10侧的引导构件)沿操作方向引导。
因此，也在此示例性实施方式中，即使操作构件21接受沿垂直于操作方向的方向的力、同时第一簧片阀体41作为从操作构件21施加至第一簧片阀体41的操作力的结果沿阀打开方向弯曲，该侧向力通过起引导操作构件21的一个侧表面部21c的引导构件作用的一个座板32支承，故而操作构件21能够以稳定的操作姿态操作第一簧片阀体41。
图15A是吸入阀部关闭时根据本发明第十八示例性实施方式的燃料泵的阀单元的吸入阀部的截面图，而图15B是当吸入阀部打开时根据第十八示例性实施方式的燃料泵的阀单元的吸入阀部的截面图。
在第一示例性实施方式至第十七示例性实施方式中的每种情况下，未设置有特定构件来限制第一簧片阀体41的行程。然而，在第十八示例性实施方式中，设置有止动部34，该止动部34封闭布置在另一个座板33的中心部处的通道孔33a的一部分并且限制第一簧片阀体41的行程。止动部34防止第一簧片阀体41移动过多。可以防止挠性臂部41b的弯曲部上的应力由于第一簧片阀体弯曲过多而变得过大。
附加地，在上文描述的示例性实施方式中的每一个中，形成吸入阀12的第一簧片阀体41通过直接操作的操作构件21操作，但是簧片阀体也可以通过形成形状为凸轮状或者杠杆状的操作构件来操作。此外，当除了吸入阀之外还存在设置在加压室15附近的另一控制阀时，簧片阀体通过操作构件操作的阀结构也可以应用于该控制阀。
此外，在上文描述的示例性实施方式中的每一个中，安全阀16不具有位于第三簧片阀体43的挠性臂部上的薄部，因此具有相对较高的弯曲刚度。然而，也可以在另一个座板33的通道孔33c附近设置用作沿阀关闭方向的辅助迫压装置的弹簧元件，从而可以在不必使第三簧片阀体的弯曲刚度很大的情况下容易地达到安全阀16的高设定压力。此外，在上文描述的示例性实施方式中，发动机是汽油发动机，但本发明也可以应用于使用另一类型燃料的发动机的燃料泵，例如柴油发动机的燃料泵。
如上文描述的，本发明的燃料泵能够是小型燃料泵，该小型燃料泵能够通过设置簧片阀体和操作此簧片阀体的操作构件来控制排出量和排出压力。此外，无需制造高精度提升阀体和阀座孔之类。结果，可以提供能够控制排出量和排出压力的小型、低成本燃料泵。本发明的燃料泵能够用于一般燃料泵，或者更具体地，能够用于柱塞泵，该柱塞泵将用于内燃发动机的燃料加压至高压力，随后排出该燃料，并且具有设置在燃料泵的加压室附近的控制燃料的流量和压力的阀。

Claims (15)

1.一种燃料泵，包括：泵壳体(10)，所述泵壳体(10)具有燃料通道(11a、11b)；柱塞(17)，所述柱塞(17)可移动地容纳在所述泵壳体(10)中；燃料加压室(15)，所述燃料加压室(15)形成在所述泵壳体(10)中，响应于所述柱塞(17)的运动，所述燃料加压室(15)经由位于所述燃料加压室(15)的吸入侧的一个燃料通道(11a)抽入燃料、对已经抽入的燃料加压、并且经由位于所述燃料加压室(15)的排出侧的另一个燃料通道(11b)排出经加压的燃料；和阀元件(12、14、16)，所述阀元件(12、14、16)在所述燃料加压室(15)附近设置在所述一个燃料通道(11a)和所述另一个燃料通道(11b)中，其中，所述阀元件(12、14、16)中每一个均具有：簧片阀体(41、42、43；74、75、76)，所述簧片阀体(41、42、43；74、75、76)设置在位于所述燃料加压室(15)的所述吸入侧的所述一个燃料通道(11a)中以及位于所述燃料加压室(15)的所述排出侧的所述另一个燃料通道(11b)中，其特征在于，
在所述泵壳体(10)中设置有沿阀打开方向向所述簧片阀体(41、42、43；74、75、76)施加操作力的操作构件(21)，其中，位于所述一个燃料通道(11a)中的所述簧片阀体(41；74)关闭的时间段能够被以可变的方式控制。
2.如权利要求1所述的燃料泵，其特征在于，所述簧片阀体(41、42、43；74、75、76)具有阀体部(41a)和挠性臂部(41b)，所述阀体部(41a)通过沿所述阀打开方向被移位而打开所述一个燃料通道(11a)的一部分并且通过沿所述阀关闭方向被移位而关闭所述一个燃料通道(11a)的一部分，所述挠性臂部(41b)具有连接至所述阀体部(41a)的一个端部(e1)和由所述泵壳体(10)支撑的另一个端部(e2)；并且所述挠性臂部(41b)具有薄部，所述薄部在所述阀体部(41a)的移位方向上比所述阀体部(41a)薄。
3.如权利要求2所述的燃料泵，其特征在于，所述簧片阀体(41、42、43；74、75、76)上形成有凹部(41c)，所述凹部(41c)与所述挠性臂部(41b、71b)相邻并且朝向座板(32)敞开，所述座板(32)与由弹性板形成的阀板(31、61)的一个表面侧相邻，使得在所述座板(32)与所述簧片阀体(41、42、43；74、75、76)的所述挠性臂部(41b、71b)之间形成间隙(g)。
4.如权利要求2所述的燃料泵，其特征在于，所述泵壳体(10)内设置有围绕所述一个燃料通道(11a)和所述另一个燃料通道(11b)的一部分的阀座部(51)；并且所述操作构件(21)的与所述挠性臂部(41b)的所述另一个端部(e2)相背离的一个侧表面部(21s)由所述阀座部(51)或者在所述阀座部(51)附近的所述泵壳体(10)侧的引导构件(32g)沿操作方向引导。
5.如权利要求1至3中任一项所述的燃料泵，其特征在于，所述泵壳体(10)中容纳有阀板(31、61)和座板(32)，所述阀板(31、61)由弹性板形成，所述座板(32)与所述阀板(31、61)的一个表面侧相邻；并且所述簧片阀体(41、42、43；74、75、76)由所述阀板(31、61)的已经进行部分切除的一部分形成，并且所述一个燃料通道(11a)和所述另一个燃料通道(11b)的一部分由所述座板(32)中的切除部形成。
6.如权利要求5所述的燃料泵，其特征在于，所述簧片阀体(41、42、43；74、75、76)由第一簧片阀体(41；74)和第二簧片阀体(42；75)形成，所述第一簧片阀体(41；74)设置在位于所述燃料加压室(15)的所述吸入侧的所述一个燃料通道(11a)中，所述第二簧片阀体(42；75)设置在位于所述燃料加压室(15)的所述排出侧的所述另一个燃料通道(11b)中；所述第一簧片阀体(41；74)和所述第二簧片阀体(42；75)均由所述阀板(31；61)的已经进行部分切除的一部分形成；位于所述燃料加压室(15)的所述吸入侧的所述一个燃料通道(11a)的一部分与位于所述燃料加压室(15)的所述排出侧的所述另一个燃料通道(11b)的一部分均由所述座板(32)中的切除部形成。
7.如权利要求6所述的燃料泵，其特征在于，所述阀板(31、61)的已经进行部分切除的一部分形成第三簧片阀体(43)，所述第三簧片阀体(43)与所述第一簧片阀体(41；74)和所述第二簧片阀体(42；75)分开地形成，所述第三簧片阀体(43)通过沿所述阀打开方向被移位而打开所述另一个燃料通道(11b)，并且所述第三簧片阀体(43)通过沿所述阀关闭方向移位而关闭所述另一个燃料通道(11b)；并且与设置在位于所述燃料加压室(15)的所述吸入侧的所述一个燃料通道(11a)中的所述第一簧片阀体(41；74)相比，所述第三簧片阀体(43)更靠近设置在位于所述燃料加压室(15)的所述排出侧的所述另一个燃料通道(11b)中的所述第二簧片阀体(42；75)。
8.如权利要求7所述的燃料泵，其特征在于，所述第一簧片阀体(41；74)形成吸入阀(12)，所述吸入阀(12)具有止回阀功能并且设置在位于所述燃料加压室(15)的所述吸入侧的所述一个燃料通道(11a)中；所述第二簧片阀体(42；75)形成排出阀(14)，所述排出阀(14)具有止回阀功能并且设置在位于所述燃料加压室(15)的所述排出侧的所述另一个燃料通道(11b)中；并且所述第三簧片阀体(43)形成安全阀(16)，所述安全阀(16)连接至位于所述燃料加压室(15)的所述排出侧的所述另一个燃料通道(11b)。
9.如权利要求5所述的燃料泵，其特征在于，所述泵壳体(10)内容纳有由弹性板形成的阀板(31、61)和与所述阀板(31、61)的一个表面侧相邻的座板(32)；所述簧片阀体(41、42、43；74、75、76)由所述阀板(31、61)的已经进行部分切除的一部分形成，并且所述一个燃料通道(11a)和所述另一个燃料通道(11b)的一部分由所述座板(32)中的切除部形成；并且所述座板(32)上形成有朝向所述簧片阀体(71)敞开的凹部(32e)，使得在所述座板(32)与所述簧片阀体(71)的所述挠性臂部(71b)之间形成间隙(g)。
10.如权利要求5所述的燃料泵，其特征在于，所述泵壳体(10)内容纳有由弹性板形成的阀板(31、61)和与所述阀板(31、61)的一个表面侧相邻的座板(32)；所述簧片阀体(41、42、43；74、75、76)由所述阀板(31、61)的已经进行部分切除的一部分形成，所述一个燃料通道(11a)和所述另一个燃料通道(11b)的一部分由所述座板(32)中的切除部形成；并且所述泵壳体(10)内设置有围绕所述一个燃料通道(11a)和所述另一个燃料通道(11b)的一部分的阀座部(51)；所述操作构件(21)的与所述挠性臂部(41b)的所述另一个端部(e2)相背离的一个侧表面部(21s)由所述阀座部(51)或者所述阀座部(51)附近的所述泵壳体(10)侧的引导构件(32g)沿操作方向引导。
11.如权利要求1和2中任一项所述的燃料泵，其特征在于，接受来自所述操作构件(21)的所述操作力的所述簧片阀体(41、42、43)的操作部(41a)上形成有具有弯曲成弧形的横截面的凹面(41d)；并且所述簧片阀体(41、42、43)的结构形成为：当所述簧片阀体(41、42、43)在接受来自所述操作构件(21)的所述操作力而弯曲时，所述簧片阀体(41、42、43)在沿所述操作力的方向位于所述凹面(41d)的最内侧的接触点处接受来自所述操作构件(21)的所述操作力。
12.如权利要求5所述的燃料泵，其特征在于，接受来自所述操作构件(21)的所述操作力的所述簧片阀体(41、42、43)的操作部(41a)上形成有具有弯曲成弧形的横截面的凹面(41d)；并且所述簧片阀体(41、42、43)的结构形成为：当所述簧片阀体(41、42、43)在接受来自所述操作构件(21)的所述操作力而弯曲时，所述簧片阀体(41、42、43)在沿所述操作力的方向位于所述凹面(41d)的最内侧的接触点处接受来自所述操作构件(21)的所述操作力。
13.如权利要求1所述的燃料泵，其特征在于，所述泵壳体(10)内设置有围绕所述一个燃料通道(11a)和所述另一个燃料通道(11b)的一部分的阀座部(51)；所述簧片阀体(41、42、43)具有阀体部(41a、71a)和挠性臂部(41b、71b)，所述阀体部(41a、71a)通过被移位成远离所述阀座部(51)运动而打开所述一个燃料通道(11a)的一部分并且通过被移位成与所述阀座部(51)接合而关闭所述一个燃料通道(11a)的一部分，所述挠性臂部(41b、71b)具有连接至所述阀体部(41a、71a)的一个端部(e1)和由所述泵壳体(10)支撑的另一个端部(e2)；所述阀体部(41a)形成以大体圆锥形倾斜的环形倾斜表面并且沿所述阀关闭方向形成朝向所述阀座部(51)的凸形；并且所述阀体部(41a、71a)构造为：当所述阀体部(41a)接合所述阀座部(51)时，在所述挠性臂部(41b、71b)弯曲的同时，所述阀体部(41a、71a)被压靠在所述阀座部(51)上。
14.如权利要求13所述的燃料泵，其特征在于，所述阀座部(51)具有环形座表面(51a)，所述环形座表面(51a)对应于所述阀体部(71a)的所述环形倾斜表面(41e)；并且所述簧片阀体(71)由板簧构件和固定构件形成，所述板簧构件形成所述挠性臂部(71b)以及所述阀体部(71a)的与所述挠性臂部(71b)一体地形成的部分，所述固定构件固定至所述板簧构件并且形成所述阀体部(71a)的其余部分。
15.如权利要求1或2所述的燃料泵，其特征在于，所述泵壳体(10)内容纳有彼此面对的第一弹性板(81)和第二弹性板(82)；所述簧片阀体由设置在位于所述燃料加压室(15)的所述吸入侧的所述一个燃料通道(11a)中的第一簧片阀体(41)以及设置在位于所述燃料加压室(15)的所述排出侧的所述另一个燃料通道(11b)中的第二簧片阀体(42)形成；所述第一簧片阀体(41)和所述第二簧片阀体(42)之中的一个簧片阀体以及位于所述燃料加压室(15)的所述排出侧的所述另一个燃料通道(11b)和位于所述燃料加压室(15)的所述吸入侧的所述一个燃料通道(11a)中的与所述第一簧片阀体(41)和所述第二簧片阀体(42)之中的另一个簧片阀体对应的那一个燃料通道(11a、11b)的一部分分别由所述第一弹性板(81)的已经进行部分切除的一部分和所述第一弹性板(81)中的切除部形成；位于所述燃料加压室(15)的所述吸入侧的所述一个燃料通道(11a)和位于所述燃料加压室(15)的所述排出侧的所述另一个燃料通道(11b)中的与所述第一簧片阀体(41)和所述第二簧片阀体(42)之中的所述一个簧片阀体对应的那一个燃料通道(11a、11b)的一部分、以及所述另一个簧片阀体分别由所述第二弹性板(82)中的切除部和所述第二弹性板(82)的已经进行部分切除的一部分形成。
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