CN107709820B - 膜片阻尼器 - Google Patents

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Abstract

一对膜片的周缘部相互重合。一对膜片的周缘部形成膜片阻尼器的外周端部。外周端部遍及外周端部的全周通过激光焊接而被连续地密封及接合。外周端部的顶端的厚度设定为与外周端部的顶端的激光的点径对应。通过焊接在外周端部的顶端的整个区域形成有焊道。

Description

膜片阻尼器
技术领域
本发明涉及用于吸收脉动的膜片阻尼器，该膜片阻尼器例如使用于高压燃料泵等的产生脉动的部位。
背景技术
以往，作为这种吸收脉动的装置，例如已知在高压燃料泵的流体通路内设置的阻尼器装置(以下称为“现有技术”。例如参照专利文献1。)。在该现有技术中，阻尼器装置吸收从高压燃料泵排出的燃料压力的脉动。其结果是，燃料压力的脉动幅度减小，燃料的喷射量稳定化。
如图4(a)所示，该现有技术的阻尼器装置具备第一膜片50、第二膜片55、从下方支承第一膜片50的第一支承构件60、以及从上方支承第二膜片55的第二支承构件65。第一膜片50由金属制的薄板构成，具有周缘部51和相对于周缘部51向下方凹陷的中央部52，形成为碟状。第二膜片55也由金属制的薄板构成，具有周缘部56和相对于周缘部56向上方凹陷的中央部57，形成为碟状。
第一膜片50的周缘部51和第二膜片55的周缘部56相互重合。周缘部51及周缘部56被第一支承构件60的第一夹持部61和第二支承构件65的第二夹持部66从上下方向夹持。第一夹持部61及第二夹持部66的厚度大于周缘部51及周缘部56的厚度，另外，根据径向的位置而具有一定的长度。
第一膜片50的周缘部51、第二膜片55的周缘部56、第一夹持部61以及第二夹持部66通过激光焊接遍及周缘部及夹持部的全周而接合。具体地，如图4(b)所示，在使第一膜片50的周缘部51、第二膜片55的周缘部56、第一夹持部61以及第二夹持部66这四片构件重合的状态下，向与它们的端面正交的方向照射激光束70。周缘部51、56及第一及第二夹持部61、66通过遍及它们的全周连续地进行端焊接而密封及接合。此时，如图4(b)的剖面线所示，焊接区域71的端面的直径d小于将第一膜片50的周缘部51、第二膜片55的周缘部56、第一夹持部61以及第二夹持部66的各端面的厚度合计所得的厚度t。另外，焊接区域71的直径随着从焊接区域71的端面朝向里面而减小。因此，在第一夹持部61及第二夹持部66的哪个表面都不露出焊接区域71。
因此，不能确认从焊接区域71的端面向里面进行焊接的程度、即熔深量的程度。当焊接区域71的端面小时，焊接区域71的进深距离也未必小。反之，当焊接区域71的端面大时，焊接区域71的进深距离也未必大。因此，有时焊接不足或者焊接过剩，得不到按照设计的焊接结果，不能充分发挥阻尼器装置本来的性能。另外，在现有的焊接方法中，因为根据经验而加减热输入量，所以难以使熔深量为恒定。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2013-227877号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于提供一种膜片阻尼器，其能够通过从外面观察来确认焊接部的熔深量，且能将焊接部的熔深量控制在恒定的范围。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，根据本发明的第一方式，膜片阻尼器具有一对膜片和高压室，高压室由一对膜片构成并且封入有高压气体，一对膜片的周缘部形成膜片阻尼器的外周端部，外周端部的全周通过激光焊接而被连续地密封及接合，外周端部的顶端的厚度设定为与外周端部的顶端的激光的点径对应，通过焊接在外周端部的顶端的整个区域形成有焊道。
根据该特征，能由焊接后的焊道的外径及宽度推定熔深量。另外，外周端部的顶端开始熔融时的热输入和由于金属传热引起的放热的平衡变得良好。因此，熔深深度稳定，能遍及外周端部的全周将熔深量维持为恒定。而且，即使激光的中心偏离外周端部的顶端的厚度的中心，焊道也形成于外周端部的顶端的整个区域。因此，不存在由于激光的中心偏离外周端部的顶端的厚度的中心而导致的影响，能将熔深量维持为恒定。而且，即使在外周端部产生起伏的情况下，也能将熔深量维持为恒定。
在上述的膜片阻尼器中优选的是，膜片阻尼器进一步具有第一盖构件和第二盖构件，第一盖构件和第二盖构件分别支承一对膜片，第一盖构件及第二盖构件分别具有夹持部，夹持部夹持一对膜片的周缘部，第一盖构件的夹持部及第二盖构件的夹持部分别具备外表面，该外表面具有斜面，各个斜面分别设定为：使得各个夹持部的厚度随着朝向各个夹持部的顶端而减小。
根据该特征，基于热输入的能量从外周端部的顶端向里面逐渐扩散，能将外周端部的焊接区域的厚度方向的整体作为熔深区域。因此，能从外周端部的外面确认熔深区域。
在上述的膜片阻尼器中优选的是，一对膜片被第一盖构件及第二盖构件分别从外侧覆盖，一对膜片的周缘部相互重合，重合的周缘部被第一盖构件及第二盖构件的各个夹持部夹持，外周端部包括一对膜片的周缘部和第一盖构件及第二盖构件的各个夹持部。
根据该特征，能根据焊道的外径及宽度使一对膜片和第一盖部及第二盖部可靠地一体化。
附图说明
图1是表示本发明的实施例1的膜片阻尼器的纵剖视图。
图2(a)是将膜片阻尼器的外周端部放大表示的局部剖视图，图2(b)是表示激光的照射位置偏离中心x-x时的焊接状态的局部剖视图。
图3是表示膜片阻尼器的外周端部焊接后的状态的局部剖视图。
图4(a)是表示现有的膜片阻尼器的纵剖视图，图4(b)是表示膜片阻尼器的焊接状态的局部剖视图。
具体实施方式
以下基于实施例并参照附图说明本发明的具体实施方式。本发明的范围只要没有特别明示，就对该实施例的构成部件的尺寸、材质、形状、构成部件的相对配置等不作限定。
实施例1
以下参照图1～图3对本发明的实施例1的膜片阻尼器进行说明。本发明的膜片阻尼器使用于高压泵，该高压泵通过柱塞的往复运动对从燃料箱供给的燃料进行加压并将其向喷射器压送。
在这种高压泵的燃料入口附近形成有燃料腔。在高压泵中反复进行“吸入工序”、“调量工序”以及“加压工序”，“吸入工序”在柱塞下降时从燃料腔向加压室吸入燃料，“调量工序”在柱塞上升时使加压室的燃料的一部分返回到燃料腔，“加压工序”在关闭吸入阀后柱塞进一步上升时对燃料加压。由此，高压泵对燃料加压，将加压后的燃料排出。本发明的膜片阻尼器是为了减小在这样的高压泵的燃料腔中产生的脉动而使得的。
如图1所示，高压泵的壳体1具有能收纳从外部供给的燃料的燃料腔2等。燃料腔2由壳体1的上部3和覆盖并固定于壳体1的上部的有底筒状的盖4的内表面形成。虽然未图示，但是盖4的下部与壳体1紧密地接合。
在燃料腔2内设置有两个膜片阻尼器10。两个膜片阻尼器10在上下方向排列。上方的膜片阻尼器10的基本结构与下方的膜片阻尼器10的基本结构相同。两个膜片阻尼器10利用夹具11相互固定。
膜片阻尼器10载置于壳体1的上部3。在盖4的内侧设置有保持构件13。螺旋波浪形弹簧12通过保持构件13固定于膜片阻尼器10的上方。膜片阻尼器10被螺旋波浪形弹簧12向下方按压，从而固定于壳体1。
膜片阻尼器10具有一对圆盘状的膜片15、15。另外，膜片阻尼器10具有高压室16，高压室16由一对膜片15、15构成并且封入有高压气体。一对圆盘状的膜片15、15被圆盘状的第一盖构件17及第二盖构件18分别从外侧覆盖。在高压室16内设置有一对橡胶状弹性构件14、14，一对橡胶状弹性构件14、14在上下方向排列。
一对膜片15、15由可挠性的薄的金属板构成，成形为相同形状。膜片15、15分别以中央部15b、15b形成为具有可挠性。第一盖构件17及第二盖构件18由金属构成，分别支承膜片15、15，具有大于膜片15、15的厚度。
如图1及图2所示，膜片15、15的周缘部15a、15a相互重合。另外，重合的周缘部15a、15a被第一盖构件17的周缘部的夹持部17a和第二盖构件18的周缘部的夹持部18a夹持。
膜片15、15的周缘部15a、15a、第一盖构件17的夹持部17a以及第二盖构件的夹持部18a在重合的状态下形成膜片阻尼器10的外周端部A。外周端部A利用激光焊接遍及外周端部A的全周连续地密封及接合。
在进行激光焊接时，第一盖构件17被第一治具19保持，第二盖构件18被第二治具20保持。另外，通过使第一治具19及第二治具20靠近，从而膜片15、15的周缘部15a、15a、第一盖构件17的夹持部17a以及第二盖构件18的夹持部18a维持为相互贴紧的状态。
作为激光焊接，例如使用基于YAG激光的滚焊。在焊接时，使被第一治具19及第二治具20保持的一对膜片15、15、第一盖构件17以及第二盖构件18以图2(a)的竖直轴为中心旋转。伴随于此，从激光装置的射出单元21针对由一对膜片15、15的周缘部15a、15a、第一盖构件17的夹持部17a以及第二盖构件18的夹持部18a构成的外周端部A向与旋转轴线正交的方向照射激光L。这样，外周端部A的全周被焊接。由此，焊道22遍及外周端部A的全周而形成，高压室16被密封。
在本发明中，外周端部A的顶端的厚度t设定为与外周端部A的顶端的激光L的点径d对应。所谓点径d是指激光聚光系统的周围由于激光L的照射而受热熔融的区域的直径。点径d大于加工点处的聚光尺寸。
一般，第一盖构件17及第二盖构件18因为需要支承膜片15、15，所以使用厚度大的构件。因此，外周端部A的顶端的厚度t大于外周端部A的顶端的激光L的点径d。
在本例中，如图2(a)所示，第一盖构件17的夹持部17a及第二盖构件的夹持部18a分别具有外表面，该外表面分别具有斜面17b、18b。斜面17b、18b分别设定为：使得各夹持部的厚度随着朝向夹持部17a及夹持部18a的各顶端而减小。另外，斜面17b、18b分别设定为：使得外周端部A的顶端的厚度t和激光L的点径d大致相同。
为了在外周端部A的顶端的厚度方向的整个区域照射激光L，只要激光L的点径d和外周端部A的顶端的厚度t满足点径d>厚度t的关系式即可。其中，从强度上的要求出发，不能过度减小外周端部A的顶端的厚度t。另一方面，激光L的点径d由激光装置及被焊接构件的材质等焊接条件决定。
另外，如后所述，外周端部A由于制造上的误差等而具有一些起伏。当也考虑该起伏时，优选激光L的点径d设定为稍大于外周端部A的顶端的厚度t
当外周端部A的顶端的厚度t和激光L的点径d设定为大致相同时，外周端部A的顶端开始熔融时的热输入和由于金属传热引起的放热的平衡变得良好。因此，熔深深度h稳定，熔深量遍及外周端部A的全周维持为恒定。
另外，在焊接开始时，外周端部A的顶端的整个面成为熔深区域。因此，如图3所示，在焊接后，在外周端部A的顶端的整个区域形成有焊道22。因此，能从焊接后的焊道22的外径D及宽度B推定熔深量。
而且，第一盖构件17的夹持部17a及第二盖构件的夹持部18a分别具有外表面，该外表面具有斜面17b、18b。斜面17b、18b分别设定为：使得各夹持部的厚度随着朝向夹持部17a及夹持部18a的各顶端而减小。因此，基于热输入的能量从外周端部A的顶端向里面逐渐扩散，能将外周端部A的焊接区域的厚度方向的整体作为熔深区域。因此，能从外周端部A的外面确认熔深区域。
接着，参照图2(b)对激光的照射位置偏离中心的情况下的焊接进行说明。
例如，假设激光的中心比外周端部A的顶端的厚度t的中心x-x向下方偏离的情况。根据本发明，因为外周端部A的顶端的容积小，所以即使激光的中心比中心x-x向下方偏离，焊道22的下端的界限也是外周端部A的下端。因此，焊道22不会超越外周端部A的下端而变大。另一方面，焊道的上端形成到外周端部A的上端。因此，结果是焊道22形成于外周端部A的顶端的整个区域。因此，不存在由于激光的中心偏离外周端部A的顶端的厚度t的中心而导致的影響。因此，能将熔深量维持为恒定。
特别是在一边使一对膜片15、15、第一盖构件17以及第二盖构件18旋转一边照射激光L进行焊接的情况下，有时在外周端部A产生一些起伏。在这样的情况下，在现有的焊接方法中，有时熔深量变化，但是根据本发明，能将熔深量维持为恒定。
如上所述，在实施例1中，起到如下显著效果。
(1)外周端部A的顶端的厚度t设定为与激光L的点径d对应。根据该构成，因为在焊接后的外周端部A的顶端的整个区域形成有焊道22，所以能由焊接后的焊道的外径D及宽度B推定熔深量。
(2)外周端部A的顶端的厚度t设定为与激光L的点径d大致相同。根据该构成，外周端部A的顶端开始熔融时的热输入和由于金属传热导致的放热的平衡变得良好。因此，熔深深度h稳定，熔深量遍及外周端部A的全周维持为恒定。
(3)第一盖构件17的夹持部17a及第二盖构件的夹持部18a分别具有外表面，该外表面具有斜面17b、18b。斜面17b、18b分别设定为：使得各夹持部的厚度随着朝向夹持部17a及夹持部18a的各顶端而减小。因此，基于热输入的能量随着从外周端部A的顶端向里面逐渐扩散，能将外周端部A的焊接区域的厚度方向的整体作为熔深区域。因此，能从外周端部A的外面确认熔深区域。
(4)因为外周端部A的顶端的容积小，所以即使激光的中心偏离外周端部A的顶端的厚度t的中心x-x，焊道22也形成于外周端部A的顶端的整个区域。因此，不存在由于激光的中心偏离外周端部A的顶端的厚度t的中心x-x而导致的影响。因此，能将熔深量维持为恒定。
(5)在一边使一对膜片15、15、第一盖构件17以及第二盖构件18旋转一边照射激光L进行焊接的情况下，有时在外周端部A产生一些起伏。即使在这样的情况下，也能将熔深量维持为恒定。
以上利用附图说明了本发明的实施例，但是具体的构成不限于实施例。本发明包括在不脱离其宗旨的范围内的变更、追加。
在所述实施例中，第一盖构件17的夹持部17a及第二盖构件的夹持部18a的斜面17b、18b以使得各夹持部17a，18a的厚度随着朝向各夹持部17a、18a的顶端而减小的方式直线性地变化，但是也可以以向外侧凸或者向内侧凹的方式曲线性地变化。
在所述实施例中，使用外周端部A的顶端的厚度t设定为与激光L的点径d“大致相同”、或者激光L的点径d“稍大于”外周端部A的顶端的厚度t的表述。总之，将外周端部A的顶端的厚度t设定为与激光L的点径d对应以使得在焊接后的外周端部A的顶端的整个区域形成有焊道22即可。
附图标记说明
1：壳体；2：燃料腔；3：壳体的上部；4：盖；10：膜片阻尼器；11：夹具；12：螺旋波浪形弹簧；13：保持构件；14：橡胶状弹性构件；15：膜片；15a：周缘部；15b：中央部；16：高压室；17：第一盖构件；17a：夹持部；17b：斜面；18：第二盖构件；18a：夹持部；18b：斜面；19：第一治具；20：第二治具；21：射出单元；22：焊道；A：外周端部；L：激光；t：外周端部的顶端的厚度；d：激光的外周端部的顶端的点径；h：熔深深度。

Claims (2)

1.一种膜片阻尼器，具有一对膜片和高压室，所述高压室由所述一对膜片构成并且封入有高压气体，
所述一对膜片的周缘部形成所述膜片阻尼器的外周端部，所述外周端部的全周通过激光焊接而被连续地密封及接合，
所述外周端部的顶端的厚度设定为与所述外周端部的顶端的激光的点径对应，通过焊接在所述外周端部的顶端的整个区域形成有焊道，
所述膜片阻尼器进一步具有第一盖构件和第二盖构件，所述第一盖构件和所述第二盖构件分别支承所述一对膜片，
所述第一盖构件及所述第二盖构件分别具有比所述膜片大的厚度，
所述第一盖构件及所述第二盖构件分别具有夹持部，所述夹持部夹持所述一对膜片的周缘部，
所述第一盖构件的夹持部及所述第二盖构件的夹持部分别具有外表面，所述外表面具有斜面，各个所述斜面分别设定为：使得各个所述夹持部的厚度随着朝向各个所述夹持部的顶端而减小。
2.根据权利要求1所述的膜片阻尼器，所述一对膜片被所述第一盖构件及所述第二盖构件分别从外侧覆盖，所述一对膜片的周缘部相互重合，重合的所述周缘部被所述第一盖构件及所述第二盖构件的各个夹持部夹持，
所述外周端部包括所述一对膜片的周缘部和所述第一盖构件及所述第二盖构件的各个夹持部。
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