CN112840119B - 高压燃料泵 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种高压燃料泵，其解决与密封结构的轴向小型化相关的上述问题中的任一个，实现密封结构的轴向小型化。因此，高压燃料泵(100)具备：柱塞(2)，其使加压室的容积变化；柱塞密封件(13)，其将在柱塞(2)的外周侧形成于加压室的相反侧的外周侧空间(7s1、7s2)与外部空间之间密封；以及金属构件(16)，其具有与柱塞密封件(13)的加压室侧的端面相对的密封件相对面(16b1)且配置在柱塞(2)的外周侧。在金属构件(16)的密封件相对面(16b1)上，在内周部的径向外侧形成有贯通孔(16f)，该贯通孔(16f)将相对于密封件相对面(16b1)位于加压室侧的外周侧空间(7s1)和相对于密封件相对面(16b1)位于加压室的相反侧的外周侧空间(7s2)连通。

Description

高压燃料泵

技术领域

本发明涉及具备密封部保持构件的高压燃料泵。

背景技术

作为本技术领域的背景技术，例如公知有日本特表2018-514702号公报(专利文献1)中记载的高压燃料泵。专利文献1的高压燃料泵具备设置在活塞的外周，将燃料侧的空间区域和油侧的空间区域分开的密封装置(活塞密封件、低压密封件)。密封装置在径向上包围活塞的下侧部分(面向驱动部的部分)，密封装置和活塞能够相对滑动地构成。密封装置配置在支承活塞弹簧的一端部(上端部)的钵状的密封支承体(以下称为第一密封支承体)的径向内侧，由配置在第一密封支承体的上方(密封装置的插入方向入口侧)的帽子状的保持构件(以下称为第二密封支承体)沿轴向支承(以上参照段落0023-0025及图2)。在该情况下，第一密封支承体的内径在轴向上变化，在上侧的大径部和下侧的小径部之间形成有台阶部，密封装置配置成与下侧的小径部的内周面接触。另一方面，第二密封支承体配置成与上侧的大径部的内周面接触。另外，第二密封支承体在下方端部形成有向上方折返的折返部，折返部在径向内侧与活塞相对(参照图2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2018-514702号公报

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献1的高压燃料泵中，在密封装置接触的下侧的小径部与第二密封支承体接触的上侧的大径部之间设有台阶部，该台阶部在轴向上需要有限的长度。因此，台阶部有可能成为密封结构中的轴向的小型化的障碍(问题)。

另外，在高压燃料泵中，由于活塞相对于密封装置滑动，所以在滑动部会产生摩擦热。能够使燃料在密封装置中循环而冷却该摩擦热。在专利文献1的高压燃料泵中，燃料通过设于第二密封支承体的下方端部的折返部的径向内侧的部分而循环。在这种情况下，如果使第二密封支承体与密封装置的轴向的间隔变窄，则燃料的循环会受到阻碍。因此，在该第二密封支承体上构成的燃料的循环结构有可能成为密封结构的轴向的小型化的障碍(问题)。

在以上的说明中，各构成及构件的名称是基于专利文献1的名称。以下，将活塞称为柱塞，将密封装置(活塞密封件、低压密封件)称为柱塞密封件(密封构件)，将密封支承体(第一密封支承体)称为密封件保持构件或第一密封支承构件，将保持构件(第二密封支承体)称为金属构件(第二密封支承构件)来进行说明。

本发明的目的在于提供一种高压燃料泵，其解决与密封结构的轴向小型化相关的上述问题中的任一个，实现密封结构的轴向小型化。

解决问题的技术手段

为了解决上述问题，本发明在与柱塞密封件相对的金属构件上形成贯通孔，使燃料在金属构件的下侧空间中循环。由此，即使将金属构件靠近柱塞密封件配置，也能够使燃料在金属构件的下侧空间循环。或者，密封件保持构件在对柱塞密封件的外周部进行保持的密封件保持构件的内周面的同一面上具有供金属构件压入的压入部。由此，不需要在柱塞密封件的接触部与金属构件的压入部之间的密封保持部构件的内周面上设置拉深部。

发明的效果

根据本发明，能够提供一种实现了密封结构的轴向的小型化的高压燃料泵。关于本发明的其他构成、作用及效果，将在以下的实施例中详细说明。

附图说明

图1是应用了本发明的高压燃料泵的发动机系统的整体构成图。

图2是表示作为应用本发明的前提的高压燃料泵的垂直截面(与柱塞的轴向平行的截面)的截面图。

图3是表示从上方观察图2的高压燃料泵所得到的水平截面(与柱塞的轴向正交的截面)的截面图。

图4是表示从与图2不同的方向观察图2的高压燃料泵所得到的垂直的截面(与柱塞的轴向平行的截面)的截面图。

图5是表示本发明的密封结构的第一实施例(实施例1)的垂直截面(与柱塞的轴向平行的截面)的截面图。

图6是放大表示图5的柱塞密封件、第一密封支承构件和金属构件(第二密封支承构件)的附近的放大截面图。

图7是表示图6的第二密封支承构件的径向内侧的部分的VII-VII截面图。

图8是表示高压燃料泵安装在发动机上之前(a)和之后(b)、(c)的柱塞和金属构件(第二密封支承构件)的关系的图。

图9是放大表示本发明的密封结构的第二实施例(实施例2)的柱塞密封件、第一密封支承构件及金属构件(第二密封支承构件)的附近的、与图6同样的放大截面图。

图10是第二实施例的金属构件(第二密封支承构件)的立体截面图。

具体实施方式

以下，说明本发明的实施例。

[实施例1]

图1是应用了本发明的高压燃料泵的发动机系统的整体构成图。用虚线包围的部分表示高压燃料泵100的主体，该虚线中所示的机构和部件表示一体地组装在泵体1中。另外，图1是示意性地表示发动机系统的动作的图，高压燃料泵的详细的构成有与图2以后的高压燃料泵的构成不同的地方。

在以下的说明中，有时指定上下方向进行说明，但该上下方向基于各图，未必与将高压燃料泵100安装在发动机上时的上下方向一致。另外，在以下的说明中，轴向由柱塞2的中心轴线2A(参照图5)(长度方向)规定，该轴向与柱塞2的中心轴线2A平行。

燃料箱20的燃料基于来自发动机控制单元27(以下称为ECU)的信号由进给泵21汲取。该燃料被加压到适当的进给压力，通过吸入配管28被输送到高压燃料泵100的低压燃料吸入口10a。如图3、4所示，低压燃料吸入口10a由吸入接头51构成。

通过了低压燃料吸入口10a的燃料经由配置有压力脉动降低机构9的缓冲器室(10b、10c)到达构成容量可变机构的电磁阀机构300的吸入口31b。具体而言，电磁阀机构300构成电磁吸入阀机构。

流入电磁阀机构300的燃料通过由吸入阀30开闭的吸入口，流入加压室11。通过发动机的凸轮机构93(参照图3、4)向柱塞2提供往复运动的动力。通过柱塞2的往复运动，在柱塞2的下降行程中从由吸入阀30开闭的吸入口吸入燃料，在上升行程中加压室11内的燃料被加压。加压后的燃料经由排出阀机构8向安装有压力传感器26的共轨23压送。然后，喷射器24基于来自ECU27的信号向发动机喷射燃料。本实施例是适用于喷射器24向发动机的缸筒内直接喷射燃料的所谓直喷发动机系统的高压燃料泵。在高压燃料泵100中，电磁阀机构300由从ECU27发送到电磁阀机构300的信号控制，并通过燃料排出口12排出期望的燃料流量。

图2是表示作为应用本发明的前提的高压燃料泵的垂直截面(与柱塞的轴向平行的截面)的截面图。图3是表示从上方观察图2的高压燃料泵所得到的水平截面(与柱塞的轴向正交的截面)的截面图。图4是表示从与图2不同的方向观察图2的高压燃料泵所得到的垂直的截面(与柱塞的轴向平行的截面)的截面图。

如图2、3所示，本实施例的高压燃料泵100与内燃机的高压燃料泵安装部90紧密接触而被固定。具体地说，如图3所示，在设置于泵体1上的安装凸缘1a上形成有螺纹孔1b，在螺纹孔1b中插入未图示的多个螺栓。由此，安装凸缘1a与内燃机的高压燃料泵安装部90紧密接触而被固定。为了密封高压燃料泵安装部90与泵体1之间，O型环61嵌入泵体1的槽1c中，防止发动机油泄漏到外部。

如图2、4所示，在泵体1上安装有引导柱塞2的往复运动并与泵体1一起形成加压室11的缸体6。即，柱塞2通过在缸体6的内部往复运动而使加压室11的容积变化。另外，设有用于向加压室11供给燃料的电磁阀机构300和用于从加压室11向排出通路排出燃料的排出阀机构8。

缸体6在其外周侧压入泵体1。在泵体1上形成有用于从下侧插入缸体6的插入孔，在插入孔的下端形成有以与缸体6的固定部6a的下表面接触的方式向内周侧变形的内周凸部1d。泵体1的内周凸部1d的上表面将缸体6的固定部6a向图中上方推压，缸体6在上端面进行密封，以使被加压室11加压后的燃料不向低压侧泄漏。

在柱塞2的下端设置有挺杆92，该挺杆92将安装在内燃机的凸轮轴上的凸轮93的旋转运动转换为上下运动，并传递给柱塞2。柱塞2经由保持器15被柱塞施力弹簧4压接在挺杆92上。由此，伴随凸轮93的旋转运动，能够使柱塞2上下往复运动。

柱塞密封件13保持在密封件保持构件7的内周下端部，在缸体6的图中下方部以能够滑动地与柱塞2的外周接触的状态设置。柱塞密封件13在柱塞2滑动时将副室7s1的燃料密封以防止流入内燃机内部。同时，柱塞密封件13防止润滑内燃机内的滑动部的润滑油(也包括发动机油)流入泵体1的内部。

在柱塞密封件13的上部安装有在高压燃料泵100未安装于发动机的状态下防止柱塞2落下的限制构件16。

密封件保持构件7是从径向外侧及轴向的一端侧(下侧)支承柱塞密封件13的构件，限制构件16是从轴向的另一端侧(上侧)支承柱塞密封件13的构件。因此，以下将密封件保持构件7称为第一密封支承构件，将限制构件16称为第二密封支承构件来进行说明。由于第二密封支承构件16配置在第一密封支承构件7的内侧，因此有时也将第一密封支承构件7称为外侧密封支承构件，将第二密封支承构件16称为内侧密封支承构件。另外，第二密封支承构件(限制构件)16是金属制的圆环状构件，有时也称为金属构件或圆环状构件。

限制构件16由金属构件构成，被压入并固定在第一密封支承构件7的径向内侧。在高压燃料泵未安装在发动机上的状态下，柱塞2因重力而向下方向移动，但通过柱塞2的大径部2a的外周部与限制构件16的底面接触，柱塞2不会从泵体1脱落而被保持在泵体1上。

如图3、4所示，在高压燃料泵100的泵体1的侧面部安装有吸入接头51。吸入接头51与将来自燃料箱20的燃料向高压燃料泵100供给的低压配管连接，燃料从吸入接头51向高压燃料泵100的内部供给。吸入过滤器52防止存在于燃料箱20到低压燃料吸入口10a之间的异物因燃料的流动而被吸收到高压燃料泵100的内部。

通过了低压燃料吸入口10a的燃料通过在泵体1上沿上下方向延伸设置的低压燃料吸入通路流向压力脉动降低机构9。压力脉动降低机构9配置在缓冲器盖14与泵体1的上端面之间的缓冲器室10b、10c中，由配置在泵体1的上端面的保持构件9a从下侧支承。具体而言，压力脉动降低机构9是2片金属膜片重叠构成的金属缓冲器。在压力脉动降低机构9的内部封入0.3MPa～0.6MPa的气体，外周缘部通过焊接接合。

在压力脉动降低机构9的上下表面形成有与低压燃料吸入口10a及低压燃料吸入通路连通的缓冲器室10b、10c。另外，虽未图示，但在保持构件9a上形成有将压力脉动降低机构9的上侧和下侧连通的通路。

通过了缓冲器室10b、10c的燃料接着经由在泵体1上沿上下方向延伸设置而形成的低压燃料吸入通路10d到达电磁阀机构300的吸入口31b。另外，如图3所示，吸入口31b在形成吸入阀阀座31a的吸入阀阀座构件31上沿图3的上下方向形成。

如图2所示，端子46a与连接器46一体地模制，未模制的端部能够与发动机控制单元27侧连接。

使用图3对电磁阀机构300进行说明。

通过凸轮93的旋转，柱塞2向凸轮93的方向移动而处于吸入行程状态时，加压室11的容积增加，加压室11内的燃料压力降低。在该行程中，当加压室11内的燃料压力比吸入口31b的压力低时，吸入阀30成为开阀状态。当吸入阀30成为最大升程状态时，吸入阀30与止动件32接触。通过吸入阀30的升程，吸入阀阀座31a与吸入阀30之间的吸入口开口，电磁阀机构300开阀。燃料通过吸入阀阀座31a与吸入阀30之间的吸入口，经由在泵体1上沿横向形成的孔(燃料通路)流入加压室11。

在柱塞2结束吸入行程后，柱塞2转为上升运动而转移到上升行程。在此，电磁线圈43维持不通电状态不变，不作用磁作用力。阀杆施力弹簧40被设定为对向阀杆35的外径侧凸出的阀杆凸部35a施力，在非通电状态下具有维持吸入阀30开阀所需的充分的作用力。加压室11的容积随着柱塞2的上升运动而减少，但在该状态下，一度被吸入加压室11的燃料再次通过开阀状态的吸入阀30的吸入口而返回吸入通路10d，因此加压室11的压力不会上升。将该行程称为回送行程。

在该状态下，当来自ECU27的控制信号被施加到电磁阀机构300时，电流经由端子46(参照图2)流过电磁线圈43。由此，在磁芯39和衔铁36之间作用磁吸引力，磁芯39和衔铁36在磁吸引面接触。磁吸引力克服阀杆施力弹簧40的作用力而对衔铁36施力，衔铁36与阀杆凸部35a卡合而使阀杆35向离开吸入阀30的方向移动。

此时，吸入阀30通过吸入阀施力弹簧33的作用力和燃料流入吸入通路10d所产生的流体力而闭阀。闭阀后，加压室11的燃料压力与柱塞2的上升运动一起上升，若成为燃料排出口12的压力以上，则经由排出阀机构8进行高压燃料的排出，高压燃料被向共轨23供给。将该行程称为排出行程。

即，柱塞2的从下始点到上始点之间的上升行程由回送行程和排出行程构成。并且，通过控制向电磁阀机构300的线圈43的通电时刻，能够控制排出的高压燃料的量。

柱塞2具有大径部2a和小径部2b，通过柱塞2的往复运动，副室7s1的体积增减。副室7s1通过燃料通路10e与缓冲器室10b、10c连通。在柱塞2下降时从副室7s1向缓冲器室10b、10c产生燃料的流动，在柱塞2上升时从缓冲器室10b、10c向副室7s1产生燃料的流动。

由此，能够降低泵的吸入行程或回送行程中的向泵内外的燃料流量，能够降低在高压燃料泵100的内部产生的压力脉动。

如图3所示，设置在加压室11的出口的排出阀机构8由排出阀阀座8a、与排出阀阀座8a接触分离的排出阀8b、向排出阀阀座8a对排出阀8b施力的排出阀弹簧8c、以及决定排出阀8b的行程(移动距离)的排出阀止动件8d构成。排出阀止动件8d和泵体1在抵接部8e通过焊接接合，将燃料流动的流路和外部隔断。

在加压室11与排出阀室12a之间没有燃料压差的状态下，排出阀8b在排出阀弹簧8c的作用力下被压接在排出阀阀座8a上，成为闭阀状态。在加压室11的燃料压力比排出阀室12a的燃料压力大时，排出阀8b抵抗排出阀弹簧8c而开阀。而且，加压室11内的高压的燃料经由排出阀室12a、燃料排出通路12b及燃料排出口12向共轨23排出。排出阀8b在开阀时与排出阀止动件8d接触，行程被限制。因此，排出阀8b的行程由排出阀止动件8d适当决定。由此，能够防止由于行程过大，排出阀8b的关闭延迟，向排出阀室12a高压排出的燃料再次逆流到加压室11内，能够抑制高压燃料泵100的效率降低。

燃料排出口12形成在排出接头60上，排出接头60通过焊接部60a焊接固定在泵体1上。

接着，利用图2对溢流阀机构200进行说明。

溢流阀机构200由溢流阀体201、溢流阀202、溢流阀支架203、溢流弹簧204及弹簧止动件205构成。在溢流阀体201上设有锥形的阀座部。溢流阀202经由溢流阀支架203承受溢流弹簧204的负荷，被按压在溢流阀体201的阀座部上，与阀座部协同动作而切断燃料。

当由于高压燃料泵100的电磁阀机构300的故障等，燃料排出口12的压力异常地成为高压，比溢流阀机构200的设定压力大时，异常高压燃料经由溢流通路213被溢流到低压侧即缓冲器室10c。在本实施例中，将溢流阀机构200的溢流目的地作为缓冲器室10c，但也可以以向加压室11溢流的方式构成。

接着，使用图5、6、7对本实施例的密封部(柱塞密封件)的周围的构成(密封结构)进行说明。

图5是表示本发明的密封结构的第一实施例(实施例1)的垂直截面(与柱塞的轴向平行的截面)的截面图。

本实施例的密封结构SC由柱塞密封件13、第一密封支承构件及限制构件(第二密封支承构件)构成。

柱塞密封件13防止高压燃料泵100内部的燃料流入发动机内部，或者防止发动机内部的油流入高压燃料泵100的内部。柱塞密封件13具有上部沿径向扩展的弹簧13a1和下部沿径向扩展的弹簧13a2。由此，柱塞密封件13在其与第二密封支承构件7之间通过由弹簧13a1、13a2产生的径向的压紧力而来保持。

在柱塞密封件13上，在小径部2b的径向外侧遍及整周地形成有从与副室7s1相对的相对面(上表面)向副室7s1侧的相反侧(下侧)凹陷的凹部13b1。在凹部13b1中配置有弹簧13a1。另外，在柱塞密封件13上，在与副室7s1相对的相对面(上表面)的相反侧的端面(下表面)上，在小径部2b的径向外侧遍及整周地形成有从该端面向副室7s1侧(上侧)凹陷的凹部13b2。在凹部13b2中配置有弹簧13a2。

柱塞密封件13配置在第一密封支承构件7的内侧。在这种情况下，柱塞密封件13在径向和轴向上配置在第一密封支承构件7的内侧。第一密封支承构件7具有收纳柱塞密封件13的内周侧圆筒部7a。内周侧圆筒部7a具有形成于上部的大径部7a1、形成于下部的小径部7a2、形成于大径部7a1与小径部7a2之间的锥部7a3。在大径部7a的上端部，在径向内侧形成有开口7b。另外，在大径部7a的上端部，形成有朝向径向外侧延伸设置的凸缘部7c，并且以从凸缘部7c的外周端部向下方折返的方式形成有外周侧圆筒部7d。

在泵体1上形成有组装第一密封支承构件7的凹部1e，第一密封支承构件7通过将第一密封支承构件7的外周侧圆筒部7d的下端部7d1压入凹部1e的内周面的下端部1e1而被固定。因此，第一密封支承构件7的上端部插入凹部1e中。

凸缘部7c构成支承柱塞施力弹簧4的上端部(加压室11侧的端部)的支承部(弹簧座)。因此，柱塞施力弹簧4在径向上配置在内侧圆筒部7a与外周侧圆筒部7d之间。柱塞施力弹簧4的下端部被保持器15支承，保持器15构成柱塞施力弹簧4的下端部的弹簧座。

第二密封支承构件16配置在第一密封支承构件7的内侧、柱塞密封件13的上方(开口7b侧)。柱塞密封件13从开口7b插入到第一密封支承构件7的内侧。在第一密封支承构件7的小径部7a2的下端部设有向径向内侧弯曲而形成的底部7e，柱塞密封件13的轴向位置被限制在底部7e与第二密封支承构件16之间。另外，柱塞密封件13的径向的位置被第一密封支承构件7及柱塞2的小径部2b限制。

在第一密封支承构件7的底部7e的中央部设有沿轴向贯通的贯通孔7f，柱塞2的小径部2b的下端部插通于贯通孔7f并向第一密封支承构件7的外部突出。

使用图6对密封结构SC进行更详细的说明。图6是放大表示图5的柱塞密封件、第一密封支承构件以及金属构件(第二密封支承构件)的附近的放大截面图。在图6中，特定于密封结构SC，表示高压燃料泵100安装在发动机上后的柱塞2、限制构件(第二密封支承构件)及柱塞密封13的关系。

柱塞密封件13和第二密封支承构件16设置在第一密封支承构件7的内周侧圆筒部7a的小径部7a2的内侧。柱塞密封件13夹在小径部7a2的内周面下部7a2-2与柱塞2的小径部2b的外周面之间，与内周面下部7a2-2接触。第二密封支承构件16被压入并固定在小径部7a2的内周面上部7a2-1。即，第一密封支承构件(密封件保持构件)7在保持柱塞密封件13的外周部的第一密封支承构件(密封件保持构件)7的内周面7a2-2的同一面上具有供第二密封支承构件(金属构件)16压入的压入部7a2-1。

在此，所谓同一面是内径相同且在轴向上连续的圆筒形状的内周面，或者是内径在轴向上以一定的比例缩小或扩大的、在轴向上连续的缩径面或扩径面。在这种情况下，同一面并不意味着柱塞密封件13接触的部位和第二密封支承构件16被压入的部位在轴向上位于相同的位置，而意味着在轴向上分离的柱塞密封件13的接触部位和第二密封支承构件16的压入部位存在于在轴向上连续的一个面上。

第二密封支承构件16具有外周侧圆筒部(压入圆筒部)16a、径向延伸设置部16b、折返部(内周侧圆筒部)16c以及扩径部(锥部)16d。外周侧圆筒部16a被压入到第一密封支承构件7的小径部7a2中，与内周面上部7a2-1接触。径向延伸部16b从外周侧圆筒部16a的下端部向径向内侧延伸设置。在径向延伸设置部16b上设有沿轴向贯通的贯通孔16f。折返部16c从径向延伸设置部16b的内周端部向上方(第一密封支承构件7的开口7b侧)折返的方式形成。扩径部16d以从圆筒部16a的上端部向上方扩径的方式延伸设置。

第二密封支承构件(金属构件)16仅配置在第一密封支承构件(密封件保持构件)7的径向内侧且轴向内侧。由此，能够抑制对第一密封支承构件7以及第二密封支承构件16进行冲压加工时的拉深量，在第一密封支承构件7以及第二密封支承构件16中得到稳定的强度。

通过设置扩径部16d，规定第二密封支承构件16相对于第一密封支承构件7的轴向位置。即，在压入第二密封支承构件16时，若第二密封支承构件16插入第一密封支承构件7直到扩径部16d与第一密封支承构件7的锥部7a3干涉的位置，则无法将第二密封支承构件16向下方进一步插入第一密封支承构件7。这样，扩径部16d具有用于在轴向上对第二密封支承构件16定位的功能。

柱塞密封件13与小径部7a2的内周面下部7a2-2接触，但未完全固定在内周面下部7a2-2上。在本实施例中，柱塞密封件13的下端与第一密封支承构件7的底部7e抵接，上端与第二密封支承构件16的径向延伸设置部16b抵接，由此，柱塞密封件13在轴向上的位置被固定。在不需要将柱塞密封件13的轴向的位置完全固定的情况下，也可以在第二密封支承构件16的径向延伸设置部16b与柱塞密封件13的上端部之间设置间隙。

在柱塞密封件13与柱塞2的小径部2b之间，由于由弹簧13a1产生的径向的压紧力而产生摩擦力。当发动机起动且高压燃料泵100处于驱动状态时，由进给泵21产生的平均压力作用在柱塞密封件13上，柱塞密封件13在图6中被向下按压。在这种情况下，即使在柱塞密封件13与柱塞2的小径部2b之间产生摩擦力，也可以通过进给泵21的平均压力来维持柱塞密封件13被按压在第一密封支承构件7的底部7e上的状态。

在上述的本实施例中，高压燃料泵100具备：柱塞2，其使加压室11的容积变化；柱塞密封件13，其将在柱塞2的外周侧形成于加压室11的相反侧的外周侧空间7s1、7s2与外部空间之间密封；第二密封支承构件(金属构件)16，其具有与柱塞密封件13的加压室11侧的端面相对的密封件相对面16b1且配置在柱塞2的外周侧；以及第一密封支承构件(密封件保持构件)7，其保持柱塞密封件13且将外周侧空间7s1、7s2与外部空间分开。另外，第一密封支承构件(密封件保持构件)7在保持柱塞密封件13的外周部的第一密封支承构件(密封件保持构件)7的内周面的同一面上具有供第二密封支承构件(金属构件)16压入的压入部。

在本实施例中，第二密封支承构件16相对于第一密封支承构件7的压入部与柱塞密封件13相对于第一密封支承构件7的插入部在同一面上。由此，在第二密封支承构件16与柱塞密封件13相对的面上，在第一密封支承构件7与第二密封支承构件16之间形成的间隙小，能够防止柱塞密封件13进入该间隙。

在这种情况下，第二密封支承构件(金属构件)16最好用0.6mm以下厚度的金属构成。第二密封支承构件16在外周侧圆筒部16a与径向延伸设置部16b之间形成有弯曲成大致90°的角部。如果该角部的R变大，则即使在将外周侧圆筒部16a压入第一密封支承构件7的情况下，在该角部，在第一密封支承构件7和第二密封支承构件16之间产生间隙，柱塞密封件13有可能进入该间隙。因此，通过用0.6mm以下厚度的金属构成第二密封支承构件16，使角部的R变小，防止柱塞密封件13进入间隙。

第一密封支承构件(密封件保持构件)7优选通过冲压成型品构成。另外，第二密封支承构件(金属构件)16优选通过冲压成型品构成。由此，能够以低成本批量生产高压燃料泵100。

由于第二密封支承构件16的压入部与柱塞密封件13的插入部位于第一密封支承构件7的同一面上，因此不需要在第二密封支承构件16的压入部与柱塞密封件13的插入部之间设置拉深部，能够抑制冲压成型的拉深量。由此，在第一密封支承构件7上得到稳定的强度。进而，通过抑制冲压成型的拉深量，能够抑制材料费。另外，能够缩短支点与力点的距离，即使是薄壁也能够保持柱塞。

在上述的构成中，柱塞密封件13的上部暴露于燃料中，下部(泵外部侧)暴露于油中。由于柱塞密封件13是树脂材料，所以燃料温度、油温度的变化对柱塞密封件13的强度降低产生影响。另外，由于柱塞2上下滑动而产生的滑动热，柱塞密封件13的温度也上升。

基本上，柱塞密封件13的温度越高，强度越低。

为了冷却柱塞密封件13周边，使温度比油低的燃料在暴露于燃料的柱塞密封件13的上部(泵内部侧)循环是有效的。为此，需要在第二密封支承构件16与柱塞密封件13之间设置用于使燃料循环的空间。但是，在柱塞密封件13与第一密封支承构件7之间由弹簧13a1、13a2产生的径向的压紧力比与柱塞2的压紧力弱的情况下，柱塞密封件13与柱塞2的上下运动相应地在第二密封支承构件16与第一密封支承构件7之间反复移动，柱塞密封件13的耐久性有可能降低。因此，尽量使在第二密封支承构件16和柱塞密封件13之间形成的空间(轴向间隙)小，最好抑制柱塞密封件13的移动。另外，由于增大在第二密封支承构件16与柱塞密封件13之间形成的空间(轴向间隙)会导致密封结构SC在轴向上的大型化，因此优选减小该空间(轴向间隙)。

因此，优选使第二密封支承构件16与柱塞密封件13接触而压入第一密封支承构件7。在这种情况下，第二密封支承构件(金属构件)16的密封件相对面16b1以与柱塞密封件13接触的方式构成。

由此，即使在柱塞密封件13与柱塞2的压紧力大于与第一密封支承构件7的压紧力的情况下，也能够利用金属构件(第二密封支承构件)16抑制柱塞密封件13的移动。

但是，如果使第二密封支承构件16的密封件相对面16b1与柱塞密封件13接触，或者使密封件相对面16b1与柱塞密封件13之间的间隔变窄，则燃料可能无法在柱塞密封件13侧的空间7s2中循环。

因此，本实施例的高压燃料泵100在金属构件(第二密封支承构件)16上设置贯通孔16f。具体而言，高压燃料泵100具备：柱塞2，其使加压室11的容积变化；柱塞密封件13，其将在柱塞2的外周侧形成于加压室11的相反侧的外周侧空间7s1、7s2与外部空间之间密封；以及金属构件16，其具有与柱塞密封件13的加压室11侧的端面相对的密封件相对面16b1且配置在柱塞2的外周侧。进一步地，在金属构件16的密封件相对面16b1上，在内周部的径向外侧形成有贯通孔16f，该贯通孔16f连通相对于密封件相对面16b1位于加压室11侧的外周侧空间7s1和相对于密封件相对面16b1位于加压室11的相反侧的外周侧空间7s2。

更具体来说，第二密封支承构件(金属构件)16具有：外周侧圆筒部16a，其被压入第一密封支承构件(密封件保持构件)7的内周部中；径向延伸设置部16b，其从外周侧圆筒部16a的柱塞密封件13侧的端部向径向内侧延伸设置；以及内周侧圆筒部16c，其形成为从径向延伸设置部16b的内周端部向柱塞密封件13的相反侧折返。并且，贯通孔16f形成在径向延伸设置部16b上。在该情况下，内周侧圆筒部16c以从底部16b折返的方式弯曲，能够容易地提高内周侧圆筒部16c的刚性，能够使构成第二密封支承构件16的板厚变薄。进而，如上所述，通过减薄第二密封支承构件16的板厚，能够减小外周侧圆筒部16a与径向延伸设置部16b之间的角部的R。

通过上述的贯通孔16f能够改善柱塞密封件13的周围的燃料的循环状态，能够利用循环的燃料将由柱塞2的小径部2b与柱塞密封件13的摩擦产生的热释放到密封结构SC的外侧。特别是，在第二密封支承构件(金属构件)16的密封件相对面16b1上，通过在内周部的径向外侧设置贯通孔16，能够使燃料有效地在第二密封支承构件16的下侧空间7s2中循环，提高柱塞密封13的冷却效果。由此，能够充分冷却柱塞密封件13，因此能够得到不超过柱塞密封件13的允许温度的高压燃料泵100。

通过设置贯通孔16f，能够充分冷却柱塞密封件13，因此，能够使第二密封支承构件16与柱塞密封件13接触，或者接近柱塞密封件13地配置。由此，能够实现密封结构SC的轴向的小型化。

使用图7说明贯通孔16f的配置。图7是表示图6的第二密封支承构件的径向内侧的部分的VII-VII截面图。

贯通孔(连通路)16f通过在第二密封支承构件16的底部16b上开口而构成。另外，从柱塞轴向观察，优选贯通孔16f形成在柱塞密封件13的凹部13b1的正上方。燃料通过贯通孔16f沿上下方向移动。因此，从轴向观察时，通过以与柱塞密封件13的凹部13b1重叠的方式形成连通路16f，能够增加在上侧空间(副室或外周侧空间)7s1与下侧空间(外周侧空间)7s2之间往返的燃料量，能够进一步提高柱塞密封件13的冷却效果。

如图7所示，在第二密封支承构件(金属构件)16的底部16b上，设有多个贯通孔16f和多个架桥部16g。即，在本实施例中，在第二密封支承构件(金属构件)16的密封件相对面16b1上形成有多个贯通孔16f。由此，能够增加在上侧空间7s1与下侧空间7s2之间往返的燃料量，并且能够使燃料在周向上均匀地循环，能够抑制周向上的冷却效果的偏差。

贯通孔16f及架桥部16g在呈圆环状的底部16b的范围内构成。即，贯通孔16f及架桥部16g作为第二密封支承构件16的中心在内周半径r2到外周半径r1的范围内构成。在这种情况下，通孔16f的总面积大于架桥部16g的总面积。即，本实施例的第二密封支承构件(金属构件)16在周向上隔开间隔地具有多个贯通孔16f，并且在相邻的两个贯通孔16f之间具有连接外周侧圆筒部16a和内周侧圆筒部16c的架桥部16g。形成于径向延伸设置部16b的贯通孔16f的总面积比形成于径向延伸设置部16b的架桥部16g的总面积大。由此，难以阻碍在上侧空间7s1与下侧空间7s2之间往返的燃料的流通，能够增加在贯通孔16f中流通的燃料量。因此，能够提高柱塞密封件13的冷却效果。

使用图8，对高压燃料泵100安装在发动机上前后的状态进行说明。图8是表示高压燃料泵安装在发动机上之前(a)和之后(b)、(c)的柱塞和金属构件(第二密封支承构件)的关系的图。另外，(b)表示柱塞位于下止点的状态，(c)表示柱塞位于上止点的状态。

在高压燃料泵100安装在发动机缸盖上之前(图8的(a))，柱塞2被柱塞施力弹簧4向下方按压。此时，柱塞2的大径部2a与小径部2b之间的台阶部2c与柱塞密封件13直接接触，有可能损伤柱塞密封件13。因此，设置第二密封支承构件(限制构件)16作为柱塞密封件13的保护构件。

由此，柱塞2的台阶部2c与第二密封支承构件16的内周侧圆筒部16c的上端部接触，限制其进一步向下方向移动。即，在本实施例的高压燃料泵中，柱塞2具有大径部2a、小径部2b、以及大径部2a与小径部2b的台阶部2c。第二密封支承构件(金属构件)16在径向上与台阶部2c重叠的位置上具有朝向台阶部2c弯曲而形成的内周侧圆筒部16c。

在图8的(a)中，柱塞2的台阶部2c与内周侧圆筒部16c的上端部的间隔δ1为0，柱塞2的下端部位于Pa。此时，台阶部2c不与柱塞密封件13接触，能够保护柱塞密封件13。

这样，第二密封支承构件16除了具有作为对柱塞密封件13的轴向移动的限制构件的功能之外，还具有作为对柱塞2的轴向移动的限制构件的功能。

另外，图8的(b)表示在高压燃料泵100安装在发动机缸盖上的状态下，柱塞2处于下止点的状态。在该状态下，柱塞2的下端部也位于比图8的(a)的位置Pa高的位置Pb，柱塞2的台阶部2c与内周侧圆筒部16c的上端部的间隔δ2具有比0大的值。另外，图8的(c)表示在高压燃料泵100安装在发动机缸盖上的状态下，柱塞2处于上死点的状态。在该状态下，柱塞2的下端部位于比图8的(b)的位置Pb更高的位置Pc，柱塞2的台阶部2c与内周侧圆筒部16c的上端部的间隔δ3具有比δ2大的值。

实施例2

使用图9、10，对第二实施例(实施例2)的高压燃料泵进行说明。图9是放大表示本发明的密封结构的第二实施例(实施例2)的柱塞密封件、第一密封支承构件及金属构件(第二密封支承构件)的附近的、与图6同样的放大截面图。图10是第二实施例的金属构件(第二密封支承构件)的立体截面图。以下，仅对与第一实施例不同的部分进行说明。对与第一实施例相同的构成赋予与第一实施例相同的符号，并省略说明。

在本实施例中，相对于第一实施例，变更了第二密封支承构件16的构成的一部分。具体而言，在第二密封支承构件16上没有设置折返部(内周侧圆筒部)16c和扩径部16d。在本实施例中，由于没有设置扩径部16d，所以第二密封支承构件(金属构件)16相对于保持柱塞密封件13的外周部的第一密封支承构件(密封件保持构件)7的内周面7a2-2，仅配置在径向内侧。由此，能够抑制对第二密封支承构件16进行冲压加工时的拉深量，在第二密封支承构件16中得到稳定的强度。

在本实施例中，第二密封支承构件16相对于第一密封支承构件7的小径部7a2仅配置在径向内侧且轴向内侧。但是，第二密封支承构件16的上端部也可以从第一密封支承构件7的小径部7a2的上端部向轴向外侧(上侧)伸出。但是，通过使第二密封支承构件16相对于第一密封支承构件7的小径部7a2仅配置在轴向内侧，能够进一步缩短第二密封支承构件16的轴向长度，能够抑制对第二密封支承构件16进行冲压加工时的拉深量。

在本实施例中，柱塞2的台阶部2c与第二密封支承构件(限制构件)16的底面16h接触，限制柱塞2进一步向下方向移动。这样，由于第二密封支承构件16的形状不同，柱塞2的台阶部2c所抵接的第二密封支承构件16的部位不同。其他的构成与第一实施例相同，对于与第一实施例相同的构成，能够得到与第一实施例相同的效果。另外，柱塞2的台阶部2c所抵接的第二密封支承构件16的部位(面)16h与第1实施例不同，但与柱塞2的移动限制有关的效果与第1实施例相同。

在本实施例中，柱塞2的台阶部2c所接触的第二密封支承构件16的接触部位16h由与柱塞2的轴向垂直的平面形成。

即，在本实施例中，柱塞2具有大径部2a、小径部2b、以及大径部2a与小径部2b的台阶部2c，第二密封支承构件(金属构件)16在密封件相对面16b1的相反侧具有与台阶部2c相对的台阶部相对面16h。台阶部相对面16h通过与台阶部2c相对，在安装高压燃料泵100之前限制柱塞2向与加压室11相反一侧的移动。

根据该构成，能够用平面充分确保第二密封支承构件16的台阶部2c与第二密封支承构件16的接触部位(接触面)16h的接触面。因此，接触力分散到大面积，能够缓和应力集中，所以可靠性提高。另外，在不需要为了限制柱塞密封件13的移动而使第二密封支承构件16与柱塞密封件13抵接的情况下，不需要设置第一实施例的内周侧圆筒部16c，相应地能够减小第二密封支承构件16的轴向尺寸。因此，能够更容易地兼顾高压燃料泵100的发动机安装前的密封部13的保护功能和驱动时的冷却功能。

另外，优选第一密封支承构件(密封保持部)7及第二密封支承构件(限制构件)16由金属构件构成，由冲压成型品制造。由此，能够以低成本批量生产高压燃料泵100。

本实施例的构成可以与第一实施例的构成组合。例如，能够将使柱塞2的台阶部2c与第二密封支承构件(限制构件)16的底面16c接触的构成应用于第一实施例，也可以是在第一实施例的第二密封支承构件16中去掉内周侧圆筒部16c的构成。或者，也可以将第一实施例中的第二密封支承构件16的扩径部16d应用于第二实施例的第二密封支承构件16。

概括以上说明的实施例，本发明的实施例的高压燃料泵100具有以下的构成。

高压燃料泵100具备：柱塞2，其使加压室11的容积变化；柱塞密封件13，其与柱塞2的外周面滑动接触；第一密封支承构件7，其从径向外侧及轴向的一端侧支承柱塞密封件13；以及第二密封支承构件16，其从轴向的另一端侧支承柱塞密封件13。第一密封支承构件7具有：插入口7b，其设置在轴向的一端侧，将柱塞密封件13和第二密封支承构件16插入第一密封支承构件7的内侧；底部7e，其设置在轴向的另一端侧，形成有供柱塞2插通的贯通孔7f；以及内径相同的内周面7a2-1、7a2-2，其在插入口7f与底部7e之间形成在规定的范围内。柱塞密封件13以相对于第二密封支承构件16位于底部7e侧的方式被第一密封支承构件7的内周面7a2-1、7a2-2和柱塞2夹持，第二密封支承构件16以相对于柱塞密封件13位于插入口7b侧的方式被压入第一密封支承构件7的内周面7a2-1。

另外，本发明不限于上述各实施例，包含各种变形例。例如，上述的实施例是为了容易理解地说明本发明而详细说明的，并不限定于必须具备全部的构成。另外，可以将一个实施例的构成的一部分置换为其他实施例的构成，另外，也可以在一个实施例的构成中加入其他实施例的构成。另外，对于各实施例的构成的一部分，能够进行其他构成的追加、删除、置换。

符号说明

2…柱塞，2a…柱塞2的大径部，2b…柱塞2的小径部，2c…柱塞2的台阶部，7…第一密封支承构件(密封件保持构件)，7a2-1……供第二密封支承构件16压入的第一密封支承构件7的内周面，7a2-2…保持柱塞密封件13的外周部的第一密封支承构件7的内周面，7b…构成在第一密封支承构件7上的插入口，7e…第一密封支承构件7的底部，7s1、7s2…外周侧空间，11…加压室，13…柱塞密封件，16…第二密封支承构件(金属构件)，16a…第二密封支承构件16的外周侧圆筒部，16b…第二密封支承构件16的径向延伸设置部，16b1…第二密封支承构件的密封件相对面，16c…第二密封支承构件16的内周侧圆筒部，16f…贯通孔，16h…与第二密封支承构件16的台阶部2c相对的台阶部相对面，16g…连接外周侧圆筒部16a和内周侧圆筒部16c的架桥部，100…高压燃料泵。

Claims (19)

1.一种高压燃料泵，其特征在于，具备：

柱塞，其使加压室的容积变化；

柱塞密封件，其将在所述柱塞的外周侧形成于所述加压室的相反侧的外周侧空间与外部空间之间密封；以及

金属构件，其具有在轴向上与所述柱塞密封件的所述加压室侧的端面相对的密封件相对面，并配置在所述柱塞的外周侧，

在所述金属构件的所述密封件相对面上，在内周部的径向外侧形成有贯通孔，该贯通孔连通相对于所述密封件相对面位于所述加压室侧的外周侧空间和相对于所述密封件相对面位于所述加压室的相反侧的外周侧空间。

2.根据权利要求1所述的高压燃料泵，其特征在于，

所述柱塞具有大径部、小径部以及所述大径部与所述小径部的台阶部，

所述金属构件在所述密封件相对面的相反侧具有与所述台阶部相对的台阶部相对面，

所述台阶部相对面通过与所述台阶部相对，在安装高压燃料泵之前限制所述柱塞向所述加压室的相反侧移动。

3.根据权利要求1所述的高压燃料泵，其特征在于，

所述柱塞具有大径部、小径部以及所述大径部与所述小径部的台阶部，

所述金属构件在径向上与所述台阶部重叠的位置具有朝向所述台阶部弯曲而形成的内周侧圆筒部。

4.根据权利要求1所述的高压燃料泵，其特征在于，

形成在所述金属构件的所述密封件相对面上的所述贯通孔形成有多个。

5.根据权利要求1所述的高压燃料泵，其特征在于，

所述金属构件的所述密封件相对面与所述柱塞密封件接触。

6.根据权利要求1所述的高压燃料泵，其特征在于，

所述金属构件由0.6mm以下厚度的金属构成。

7.根据权利要求1所述的高压燃料泵，其特征在于，

所述金属构件由冲压成型品构成。

8.根据权利要求1所述的高压燃料泵，其特征在于，

具备保持所述柱塞密封件的密封件保持构件，

所述金属构件具有：外周侧圆筒部，其被压入所述密封件保持构件的所述内周部；径向延伸设置部，其从所述外周侧圆筒部的所述柱塞密封件侧的端部向径向内侧延伸设置；以及内周侧圆筒部，其形成为从所述径向延伸设置部的内周端部向所述柱塞密封件的相反侧折返，

所述贯通孔形成于所述径向延伸设置部。

9.根据权利要求8所述的高压燃料泵，其特征在于，

所述金属构件在周向上隔开间隔地具有多个所述贯通孔，并且在相邻的两个贯通孔之间具有连接所述外周侧圆筒部和所述内周侧圆筒部的架桥部，

形成于所述径向延伸设置部的所述贯通孔的总面积比形成于所述径向延伸设置部的所述架桥部的总面积大。

10.一种高压燃料泵，其特征在于，具备：

柱塞，其使加压室的容积变化；

柱塞密封件，其将在所述柱塞的外周侧形成于所述加压室的相反侧的外周侧空间与外部空间之间密封；

金属构件，其具有与所述柱塞密封件的所述加压室侧的端面相对的密封件相对面，并配置在所述柱塞的外周侧；以及

密封件保持构件，其保持所述柱塞密封件，将所述外周侧空间和所述外部空间分开，

所述密封件保持构件在对所述柱塞密封件的外周部进行保持的所述密封件保持构件的内周面的同一面上具有供所述金属构件压入的压入部，

在所述金属构件的所述密封件相对面上，在内周部的径向外侧形成有贯通孔，该贯通孔连通相对于所述密封件相对面位于所述加压室侧的外周侧空间和相对于所述密封件相对面位于所述加压室的相反侧的外周侧空间。

11.根据权利要求10所述的高压燃料泵，其特征在于，

所述柱塞具有大径部、小径部以及所述大径部与所述小径部的台阶部，

所述金属构件在所述密封件相对面的相反侧具有与所述台阶部相对的台阶部相对面，

所述台阶部相对面通过与所述台阶部相对，在安装高压燃料泵之前限制所述柱塞向所述加压室的相反侧移动。

12.根据权利要求10所述的高压燃料泵，其特征在于，

所述柱塞具有大径部、小径部以及所述大径部与所述小径部的台阶部，

所述金属构件在径向上与所述台阶部重叠的位置具有朝向所述台阶部弯曲而形成的内周侧圆筒部。

13.根据权利要求10所述的高压燃料泵，其特征在于，

所述金属构件仅配置在所述密封件保持构件的径向内侧且轴向内侧。

14.根据权利要求10所述的高压燃料泵，其特征在于，

所述金属构件相对于对所述柱塞密封件的所述外周部进行保持的所述密封件保持构件的所述内周面，仅配置在径向内侧。

15.根据权利要求10所述的高压燃料泵，其特征在于，

所述金属构件的所述密封件相对面与所述柱塞密封件接触。

16.根据权利要求10所述的高压燃料泵，其特征在于，

所述金属构件由0.6mm以下厚度的金属构成。

17.根据权利要求10所述的高压燃料泵，其特征在于，

所述金属构件由冲压成型品构成。

18.根据权利要求10所述的高压燃料泵，其特征在于，

所述密封件保持构件由冲压成型品构成。

19.一种高压燃料泵，其特征在于，具备：

柱塞，其使加压室的容积变化；

柱塞密封件，其与所述柱塞的外周面滑动接触；

第一密封支承构件，其从径向外侧及轴向的一端侧支承所述柱塞密封件；以及

第二密封支承构件，其从轴向的另一端侧支承所述柱塞密封件，具有与所述柱塞密封件的所述加压室侧的端面相对的密封件相对面，

所述第一密封支承构件具有：插入口，其设置在轴向的一端侧，将所述柱塞密封件及所述第二密封支承构件插入所述第一密封支承构件的内侧；底部，其设置在轴向的另一端侧，形成有供所述柱塞插通的贯通孔；以及内径相同的内周面，其在所述插入口与所述底部之间形成在规定的范围，

所述柱塞密封件以相对于所述第二密封支承构件位于所述底部侧的方式被所述第一密封支承构件的所述内周面和所述柱塞夹持，

所述第二密封支承构件以相对于所述柱塞密封件位于所述插入口侧的方式被压入所述第一密封支承构件的所述内周面，

在所述第二密封支承构件的所述密封件相对面上，在内周部的径向外侧形成有贯通孔，该贯通孔连通相对于所述密封件相对面位于所述加压室侧的外周侧空间和相对于所述密封件相对面位于所述加压室的相反侧的外周侧空间。

Images