JP2009293491A - High pressure fuel pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、低圧の燃料を加圧して外部へ供給する高圧燃料ポンプに関するものである。 The present invention relates to a high-pressure fuel pump that pressurizes low-pressure fuel and supplies it to the outside.
従来、加圧対象の燃料が流通する開口部を有するボデーと、当該開口部を覆う蓋体とを備えた高圧燃料ポンプが知られている。例えば特許文献1には、ボデーと蓋体との間にOリングを用いたシール部を設け、燃料の外部への漏洩を防止する高圧燃料ポンプが開示されている。
Conventionally, a high-pressure fuel pump including a body having an opening through which fuel to be pressurized flows and a lid that covers the opening is known. For example,
しかし、特許文献1のようにOリングを用いたシール部では、燃料を完全にシールすることができないため、高圧燃料ポンプの内部で気化した燃料の一部が外部へ漏洩するおそれがある。このため、気化した燃料の漏洩をゼロにすることを要望する近年のエミッション規制を満たすことができない。
本発明者らは、上記エミッション規制に応えるべく、ボデーと蓋体とを接合するシール部に変更することにより、気化した燃料の漏洩をゼロにする技術について、研究を行ってきた。その結果、開口部の周囲から環状に突出する嵌合部をボデーに設けるとともに、内周面が嵌合部の外周面に嵌合されて接合される周壁部を筒状の蓋体に設け、当該接合によりシール部を形成して開口部を覆う構成を想到した。 In order to meet the above emission regulations, the present inventors have conducted research on a technique that eliminates the leakage of vaporized fuel by changing to a seal portion that joins the body and the lid. As a result, a fitting portion that protrudes in an annular shape from the periphery of the opening portion is provided on the body, and a peripheral wall portion that is joined by being joined to the outer peripheral surface of the fitting portion is provided on the cylindrical lid body. A configuration has been conceived in which a sealing portion is formed by the joining to cover the opening.
しかし、本発明者らがさらに鋭意研究を進めた結果、ボデーの嵌合部と蓋体の周壁部とを接合する構成においては、蓋体に覆われる開口部の流通燃料の圧力により当該蓋体に軸方向の力が作用することで問題が生じることが判明した。その問題とは、軸方向力の作用により、ボデーと蓋体とを接合するシール部に応力が集中して、周壁部のボデー側の端部が径方向外側に変形するというものである。この変形はシール部近傍の周壁部を圧縮して、シール部の剥がれ要因となる。ここで、開口部の流通燃料の圧力は長期に亘り蓋体に作用するので、応力集中するシール部では疲労強度が低下し、シール部のシール性が悪化することになる。 However, as a result of further diligent research by the present inventors, in the configuration in which the fitting portion of the body and the peripheral wall portion of the lid are joined, the lid is affected by the pressure of the circulating fuel in the opening covered by the lid. It has been found that a problem arises when an axial force acts on the. The problem is that due to the action of the axial force, stress concentrates on the seal portion that joins the body and the lid, and the end of the peripheral wall portion on the body side is deformed radially outward. This deformation compresses the peripheral wall portion in the vicinity of the seal portion and causes the seal portion to peel off. Here, since the pressure of the fuel flowing through the opening acts on the lid for a long time, the fatigue strength is reduced in the stress-concentrated seal portion, and the sealing performance of the seal portion is deteriorated.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、シール性を高めた高圧燃料ポンプを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a high-pressure fuel pump with improved sealing performance.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明では、低圧の燃料を加圧して外部へ供給する高圧燃料ポンプであって、燃料が流通する開口部、並びに開口部の周囲から環状に突出する嵌合部を有するボデーと、筒状に形成され、周壁部の内周面が嵌合部の外周面に嵌合して接合されることにより、シール部を形成して開口部を覆う蓋体と、周壁部のボデー側の端部について径方向外側への変形を規制する規制構造と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a high-pressure fuel pump that pressurizes low-pressure fuel and supplies the fuel to the outside. A body having a protruding fitting portion and a cylindrical shape are formed, and the inner peripheral surface of the peripheral wall portion is fitted and joined to the outer peripheral surface of the fitting portion, thereby forming a seal portion and covering the opening portion. It is characterized by comprising a lid and a regulating structure that regulates deformation toward the radially outer side of the end of the peripheral wall on the body side.
この発明によれば、ボデーの開口部を覆う蓋体は、開口部を流通する燃料の圧力により軸方向の力を受ける。ここで、筒状の蓋体における周壁部の内周面がボデーにおける開口部周囲の嵌合部の外周面に嵌合接合されて形成されるシール部には、蓋体への軸方向力の作用により応力が集中し、それによって周壁部のボデー側端部は、径方向外側の力を受けて変形しようとする。しかし、周壁部のボデー側端部の径方向外側への変形は規制構造により規制されることから、当該変形によりシール部近傍の周壁部が圧縮されることに起因するシール部の剥がれは抑制されることになる。したがって、開口部の流通燃料の圧力が長期に亘り作用することになっても、応力集中するシール部の疲労強度を確保して高いシール性を実現することができるのである。 According to this invention, the lid that covers the opening of the body receives an axial force due to the pressure of the fuel flowing through the opening. Here, the seal portion formed by fitting and joining the inner peripheral surface of the peripheral wall portion of the cylindrical lid body to the outer peripheral surface of the fitting portion around the opening portion of the body has an axial force applied to the lid body. The stress is concentrated by the action, whereby the body side end portion of the peripheral wall portion tends to be deformed by receiving a force on the radially outer side. However, since the deformation of the peripheral wall portion toward the outer side in the radial direction is restricted by the restriction structure, peeling of the seal portion due to the compression of the peripheral wall portion in the vicinity of the seal portion is suppressed by the deformation. Will be. Therefore, even if the pressure of the fuel flowing through the opening acts for a long period of time, the fatigue strength of the seal portion where stress is concentrated can be secured and high sealing performance can be realized.
請求項2に記載の発明では、規制構造は、周壁部のボデー側端部をボデーと接合する接合部を有する。この発明によれば、ボデーと接合される周壁部の端部は、径方向外側の力による変形を確実に規制される。したがって、シール部の剥がれを十分に生じ難くして高いシール性を実現することができるのである。 In the invention described in claim 2, the restricting structure has a joint portion for joining the body side end portion of the peripheral wall portion to the body. According to the present invention, the end portion of the peripheral wall portion joined to the body is reliably restricted from being deformed by the radially outer force. Therefore, it is possible to realize high sealing performance by making it difficult for the seal portion to peel off sufficiently.
請求項3に記載の発明では、ボデーは、周壁部端部のボデー側の端面が当接する当接面を形成し、接合部は、当該端面を当接面と接合する。この発明のように、周壁部のボデー側端面がボデーの当接面と接合された構成では、周壁部端部を径方向外側へ変形させようとする力は、その接合部に対してせん断方向の力として作用する。一般に接合部は、せん断方向に対する強度が高いので、周壁部端部に生じる径方向外側への変形は、さらに確実に規制される。故に、シール部の剥がれを防止してシール性をさらに高めることができるのである。 In the third aspect of the invention, the body forms an abutting surface with which the end surface on the body side of the end portion of the peripheral wall abuts, and the joining portion joins the end surface to the abutting surface. In the configuration in which the body side end surface of the peripheral wall portion is joined to the abutting surface of the body as in the present invention, the force to deform the peripheral wall end portion radially outward is the shear direction with respect to the joint portion. Acts as a force. In general, since the joint portion has high strength in the shearing direction, the radially outward deformation occurring at the end portion of the peripheral wall portion is more reliably regulated. Therefore, the seal part can be prevented from peeling off and the sealing performance can be further enhanced.
請求項4に記載の発明では、接合部は、周壁部のボデー側端部の全周に亘り形成されるので、当該端部の径方向外側への変形はさらに確実に規制されることとなる。故に、シール部の剥がれを防止してシール性をさらに高めることができるのである。 In the invention according to claim 4, since the joint portion is formed over the entire circumference of the end portion on the body side of the peripheral wall portion, the deformation of the end portion toward the radially outer side is more reliably regulated. . Therefore, the seal part can be prevented from peeling off and the sealing performance can be further enhanced.
請求項5に記載の発明では、規制構造は、シール部よりも端部側で周壁部の内周面を嵌合部の外周面と接合する補助シール部を有することを特徴とする。この発明によれば、蓋体への軸方向力によりシール部へ集中する応力が、補助シール部により分散される。さらに、軸方向力による応力の一部が、シール部よりも端部側に位置する補助シール部に作用することで、周壁部のボデー側端部が受ける径方向外側の力が低減されるのである。故に、ボデーと接合される周壁部の端部は、径方向外側の力による変形を確実に規制される。したがって、シール部の剥がれを十分に生じ難くして高いシール性を実現することができるのである。 In a fifth aspect of the present invention, the restriction structure includes an auxiliary seal portion that joins the inner peripheral surface of the peripheral wall portion to the outer peripheral surface of the fitting portion on the end side of the seal portion. According to this invention, the stress concentrated on the seal portion by the axial force on the lid is dispersed by the auxiliary seal portion. Further, since a part of the stress due to the axial force acts on the auxiliary seal portion located on the end side with respect to the seal portion, the radially outer force received by the body side end portion of the peripheral wall portion is reduced. is there. Therefore, the end portion of the peripheral wall portion joined to the body is reliably restricted from being deformed by the radially outer force. Therefore, it is possible to realize high sealing performance by making it difficult for the seal portion to peel off sufficiently.
請求項6に記載の発明では、規制構造は、周壁部のボデー側端部およびボデーの一方に設けられる凸部、並びに周壁部端部およびボデーの他方に設けられ、凸部が嵌め込まれる凹部を有する。この発明によれば、周壁部のボデー側端部およびボデーの一方の凸部が他方の凹部に嵌め込まれることにより、径方向外側の力による当該端部の変形が確実に規制される。故に、シール部の剥がれを十分に生じ難くして高いシール性を実現することができるのである。
In the invention according to
請求項7に記載の発明では、周壁部のボデー側端部およびボデーの一方と他方とに設けられる凸部および凹部は当該端部の全周に亘り形成されるので、当該端部の径方向外側への変形はさらに確実に規制されることとなる。故に、シール部の剥がれを防止してシール性をさらに高めることができるのである。
In the invention according to
請求項8に記載の発明では、規制構造は、周壁部のボデー側端部の外周面に内周面が嵌合されるリング部材を有する。この発明によれば、周壁部のボデー側端部の外周面に内周面が嵌合されるリング部材により、当該端部に生じる径方向外側への変形が確実に規制される。故に、シール部の剥がれを十分に生じ難くして高いシール性を実現することができるのである。 In the invention according to claim 8, the restricting structure has a ring member whose inner peripheral surface is fitted to the outer peripheral surface of the body side end of the peripheral wall portion. According to this invention, the ring member whose inner peripheral surface is fitted to the outer peripheral surface of the body-side end portion of the peripheral wall portion reliably restricts the outward deformation in the radial direction that occurs at the end portion. Therefore, it is possible to realize high sealing performance by making it difficult for the seal portion to peel off sufficiently.
請求項9に記載の発明では、規制構造は、周壁部のボデー側端部から径方向に突出する突出部を有する。この発明によれば、周壁部のボデー側端部から径方向に突出する突出部により、当該端部の径方向の剛性が向上する。これにより、周壁部端部に径方向外側の力が生じても、当該端部の変形量が低減することになる。故に、シール部の剥がれが生じ難くなるので、シール性の向上に貢献することができるのである。 In the invention according to claim 9, the restricting structure has a projecting portion projecting in the radial direction from the body side end portion of the peripheral wall portion. According to this invention, the radial rigidity of the said edge part improves by the protrusion part which protrudes in the radial direction from the body side edge part of a surrounding wall part. As a result, even when a radially outward force is generated at the end portion of the peripheral wall portion, the deformation amount of the end portion is reduced. Therefore, peeling of the seal portion is difficult to occur, which can contribute to improvement of the sealing performance.
請求項10に記載の発明では、突出部は、周壁部のボデー側端部から径方向外側に突出し、当該突出部のボデー側の端面は、ボデーに支持される。この発明によれば、周壁部端部から径方向外側に突出する突出部のボデー側端面が、ボデーに支持されることで、当該端部に生じる径方向外側への変形が確実に規制される。故に、シール部の剥がれを十分に生じ難くして高いシール性を実現することができるのである。 In the invention described in claim 10, the protruding portion protrudes radially outward from the body side end portion of the peripheral wall portion, and the body-side end surface of the protruding portion is supported by the body. According to the present invention, the body-side end surface of the protruding portion that protrudes radially outward from the end portion of the peripheral wall portion is supported by the body, so that deformation to the radially outer side that occurs at the end portion is reliably restricted. . Therefore, it is possible to realize high sealing performance by making it difficult for the seal portion to peel off sufficiently.
請求項11に記載の発明では、突出部は、周壁部のボデー側端部から径方向内側に突出し、ボデーにより係止される。この発明によれば、周壁部端部から径方向内側に突出する突出部がボデーにより係止されることで、当該端部に生じる嵌合部の径方向外側への変形が確実に規制される。故に、シール部の剥がれを十分に生じ難くして高いシール性を実現することができるのである。
In the invention according to
請求項12に記載の発明では、突出部が周壁部のボデー側端部の全周に亘り形成されるので、当該端部の径方向外側への変形はさらに確実に規制されることとなる。故に、シール部の剥がれを防止してシール性をさらに高めることができるのである。
In the invention according to
請求項13に記載の発明では、ボデーと蓋体とは、開口部の下流において燃料を加圧する加圧室を共同で形成する。この発明によれば、開口部の下流において燃料を加圧する加圧室の燃料の圧力は、開口部内の燃料の圧力よりも高くなる。故に、ボデーと共同して加圧室を形成する蓋体には、当該加圧室の高い燃料圧力が開口部の燃料圧力に加えて作用することになるので、蓋体に作用する軸方向力、ひいては周壁部端部に作用する径方向外側の力が大きくなる。しかし、周壁部端部の径方向外側への変形は規制構造の存在により規制されるので、シール部の剥がれが抑制されて高いシール性が実現されることになるのである。 In the thirteenth aspect, the body and the lid jointly form a pressurizing chamber for pressurizing the fuel downstream of the opening. According to this invention, the pressure of the fuel in the pressurizing chamber that pressurizes the fuel downstream of the opening is higher than the pressure of the fuel in the opening. Therefore, since the high fuel pressure in the pressurizing chamber acts in addition to the fuel pressure in the opening on the lid that forms the pressurizing chamber in cooperation with the body, the axial force acting on the lid As a result, the radially outer force acting on the end portion of the peripheral wall portion is increased. However, since the deformation of the end portion of the peripheral wall portion in the radial direction is restricted by the presence of the restriction structure, peeling of the seal portion is suppressed and high sealing performance is realized.
請求項14に記載の発明では、燃料の供給量を制御する弁部材を有する電磁弁を備え、弁部材は、開口部に挿入される。このように燃料の供給量を制御する弁部材が、開口部に挿入される場合、当該開口部は大口化し易い。そのため、蓋体と燃料との接触面積が増え、蓋体に作用する軸方向力が増加し、端部に生じる嵌合部の径方向外側への力も大きくなる。しかし、上述したように、規制構造の作用発揮によれば、端部の径方向外側への変形を規制することができるので、電磁弁の弁部材が挿入される開口部を覆う蓋体として、請求項14に記載の発明は特に好適である。
The invention according to
請求項15に記載の発明では、電磁弁は、磁性材料よりなる蓋体に保持され、通電により蓋体に磁気回路を形成することにより弁部材を駆動するコイル部を有し、シール部は、周壁部の内周面と嵌合部の外周面との溶接により形成され、コイル部よりもボデー側に位置する。この発明によれば、磁性材料よりなる蓋体の磁気特性は、シール部を形成するときの溶接熱により変化し易いため、コイル部が蓋体に磁気回路を形成することで弁部材を駆動する構成の電磁弁においては、電磁弁の駆動の精度を悪化させる懸念がある。しかし、シール部はコイル部よりもボデー側に位置するので、コイル部が蓋体に形成する磁気回路にシール部形成時の溶接熱による影響が及ばないようにすることができるのである。
In the invention according to
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。 Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the overlapping description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol to the corresponding component in each embodiment.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による高圧燃料ポンプを用いた燃料供給システム1を図1に示す。なお、本実施形態の燃料供給システム1は、内燃機関7(例えば、ガソリンエンジン)の気筒内に直接燃料を噴射する、所謂、直接噴射式ガソリン供給システムである。
(First embodiment)
A
燃料供給システム1は、低圧燃料ポンプ2、高圧燃料ポンプ3、デリバリパイプ4および燃料噴射弁5等から構成されている。
The
低圧燃料ポンプ2は、電動式のポンプであって、燃料タンク6の燃料を汲み上げ、高圧燃料ポンプ3に供給する。高圧燃料ポンプ3は、プランジャ11と加圧室18を備えたプランジャポンプであって、低圧燃料ポンプ2から供給された低圧(約400kPa)の燃料を加圧室18にて加圧し、外部のデリバリパイプ4に供給する。高圧燃料ポンプ3は、加圧室18にて加圧された燃料の圧力が所定圧力(約40MPa)以上となった場合に開弁し、デリバリパイプ4に高圧燃料を供給する吐出弁20を備えている。デリバリパイプ4は、高圧燃料ポンプ3にて圧力が高められた燃料を蓄積する。デリバリパイプ4には、内燃機関7の各気筒に1つずつ設けられた燃料噴射弁5が接続されている。燃料噴射弁5は、各気筒に形成される燃焼室にデリバリパイプ4から供給される高圧燃料を噴射する。
The low-pressure fuel pump 2 is an electric pump that pumps up fuel in the
(基本構成)
本発明の第1実施形態による高圧燃料ポンプ3の構成を図2に基づいて詳細に説明する。高圧燃料ポンプ3は、ボデー70、カバー80、プランジャ11、調量弁50、吐出弁20等から構成されている。
(Basic configuration)
The configuration of the high-
ボデー70は焼入れ鋼等で形成されている。ボデー70にはシリンダ71が形成され、シリンダ71の摺動面71aは、プランジャ11を往復移動可能に支持する。シリンダ71の摺動面71aは高周波焼入れ等により硬化して形成されている。そして、ボデー70には、燃料入口側に、低圧燃料ポンプ2(図1参照)と接続する配管継手(図示しない)および調量弁50が取り付けられ、燃料出口側に吐出弁20が取り付けられている。
The
ボデー70には、吸入通路72、加圧室18、吐出通路73、逃がし通路74等が形成されている。ボデー70の上方には、ボデー70の上端部とカバー80との間に吸入室81が形成されている。吐出通路73の燃料出口側には、出口部73aが形成されている。吸入通路72は、吸入室81と加圧室18とを接続する通路である。吐出通路73は、加圧室18と出口部73aとを接続する通路である。逃がし通路74は、シリンダ71と吸入室81とを接続する通路である。
In the
吸入通路72の途中には、調量弁50を収容する収容部75が形成されている。収容部75の底部は、加圧室18側の吸入通路72に接続され、収容部75の内周部は、吸入室81側の吸入通路72に接続されている。収容部75の燃料入口側は開口部75aを形成しており、開口部75aには低圧の燃料が流通する。そして、開口部75aの周囲には、開口部75aの周囲から円環状に突出する嵌合部77が設けられている。また、吐出通路73には、吐出弁20を収容する収容部76が形成されている。
In the middle of the
加圧室18は、シリンダ71の摺動面71aに往復移動可能に支持されているプランジャ11の往復移動方向の一端側に形成されている。プランジャ11の他端に形成されたヘッド12は、スプリング座13と結合している。スプリング座13とボデー70との間には、スプリング15が設けられている。
The pressurizing
スプリング座13は、スプリング15の付勢力によりタペット14の底部内壁に押し付けられている。このタペット14の底部外壁がカム16の回転によりカム16と摺動することにより、プランジャ11は往復移動する。
The
摺動面71aの加圧室18とは反対側の端部には、オイルシール17が設けられている。オイルシール17は、外部から加圧室18へのオイル等の侵入を防止するとともに、加圧室18から外部への燃料漏れを防止する。プランジャ11とボデー70の摺動箇所からオイルシール17側に漏れた燃料は、逃がし通路74から低圧側の吸入室81へ戻される。これにより、オイルシール17に高圧の燃料圧力が加わることを抑制することができる。
An
調量弁50は、コネクタ40、弁部材52、閉弁用スプリング53、スプリング座54、電磁駆動部60等から構成されている。ここで、調量弁50は請求項に記載の電磁弁に相当し、吸入室81から加圧室18に吸入される燃料の供給量を制御する弁である。コネクタ40の一部、弁部材52、閉弁用スプリング53およびスプリング座54は、開口部75aを通じてボデー70内に挿入され、収容部75に収容されている。
The
コネクタ40は、磁性材料である電磁ステンレス等により全体として有底円筒状に形成されており、弁ハウジング部41、底壁部42、周壁部43、連結部44、シール部45、保持部46等を有している。尚、コネクタ40は、請求項に記載の蓋体に相当する。
The
コネクタ40の底壁部42は、収容部75の開口部75aを覆っている。底壁部42からは、弁ハウジング部41および連結部44が円筒状に突出している。円筒状に突出した先端側が弁ハウジング部41、底壁部42側が連結部44である。弁ハウジング部41の先端は、開口部75aの下流で低圧の燃料をさらに加圧する加圧室18をボデー70と共同で形成しており、加圧室18に生じる燃料の圧力は、弁ハウジング部41および連結部44を介して底壁部42へ作用する。弁ハウジング部41の内周部には、弁部材52が着座自在な弁座41aが、突環状の凸形に形成されている。また連結部44には、収容部75を加圧室18に連通するための燃料の通路である貫通孔44aが放射状に複数形成されている。
The
コネクタ40において、円盤状に形成された底壁部42から軸方向に沿ってボデー70側に円筒状に突出している周壁部43の内周面43aは、ボデー70における開口部75a周囲の円環状の嵌合部77の外周面77aに嵌合されて、レーザ溶接により接合されている。この接合により、周壁部43の内周面43aと、嵌合部77の外周面77aとの間には、円環状のシール部45が形成されている。シール部45は、ボデー70とコネクタ40との間をシールするとともに、コネクタ40をボデー70に保持している。またコネクタ40の底壁部42の外面には、軸方向のボデー70と反対側に突出する円環状の保持部46が形成されている。
In the
弁部材52は、有底円筒状に形成されており、底部が弁座41aに着座するように弁ハウジング部41に収容されている。弁部材52の内周側には、閉弁用スプリング53が収容されている。閉弁用スプリング53は、一方の端部が弁ハウジング部41に取り付けられたスプリング座54に支持され、他方の端部が弁部材52の底部に支持されている。弁部材52は、閉弁用スプリング53の付勢力により、弁座41aに着座する方向に押し付けられる。弁部材52が弁座41aに着座すると、吸入室81と加圧室18との連通が遮断される。
The
電磁駆動部60は、固定コア62、可動コア63、駆動ロッド64、開弁用スプリング65、コイル部66および電気コネクタ67等により構成されている。電磁駆動部60は、コネクタ40の保持部46と連結されており、コネクタ40を介してボデー70に保持されている。
The
固定コア62は磁性材料から形成されており、吸引部62aを有している。固定コア62の吸引部62a側には、磁性材料により形成された可動コア63が設けられている。可動コア63は、コネクタ40の底壁部42を貫くようにして設けられた駆動ロッド64と結合している。吸引部62aは、可動コア63との間に発生する磁気吸引力により、可動コア63を吸引する。駆動ロッド64の先端は弁部材52と当接しており、駆動ロッド64が可動コア63とともに往復移動することで、弁部材52は離着座方向に移動可能となっている。
The fixed
固定コア62と可動コア63との間には、開弁用スプリング65が設けられている。開弁用スプリング65の付勢力は、閉弁用スプリング53の付勢力よりも大きい。このため、吸引部62aに磁気吸引力が発生していないときは、可動コア63は、固定コア62から離れる方向に移動する。つまり、弁部材52を弁座41aから離座する方向に移動する。その結果、吸入室81と加圧室18とが連通する。
A
コイル部66は、固定コア62の外周側に設けられている。コイル部66の外周側には、コイル部66に電力を供給する電気コネクタ67が設けられている。コイル部66に外部からの電力が供給されると、固定コア62および可動コア63を通過する磁気回路を形成し、吸引部62aと可動コア63との間に磁気吸引力が働く。磁気吸引力の発生により可動コア63は固定コア62側に移動し、弁座41aに弁部材52が着座する。その結果、吸入室81と加圧室18との連通が遮断される。
The
吐出弁20は、弁座21、弁体22、ストッパ23およびスプリング24を有し、吐出通路73内に形成された収容部76に収容されている。弁座21は、吐出通路73の内周部に形成されている。弁体22は、円筒状に形成されており、弁座21よりも出口部73a側に設けられている。弁体22は、大径部22aと小径部22bとを有している。大径部22aは、吐出通路73に摺動可能に支持されている。小径部22bは、大径部22aよりも加圧室18側に設けられ、弁体22が加圧室18側に移動することにより、小径部22bの先端が弁座21に着座する。
The
小径部22bの周壁部には、弁体22の内部に形成される燃料通路22cを収容部76に連通させる貫通孔22dが複数個形成されている。これにより、弁体22が弁座21から離座したとき、小径部22bと吐出通路73との間の隙間に流入した燃料は、貫通孔22dを通過して燃料通路22cに流入し、出口部73aへ向かって流れる。
A plurality of through
ストッパ23は、円筒状に形成され、弁体22よりも出口部73a側に設けられている。ストッパ23は、吐出通路73に固定され、弁体22の出口部73a側への移動を規制する。スプリング24は、ストッパ23と弁体22の大径部22aとの間に設けられている。スプリング24は、ストッパ23と弁体22とを引き離すように付勢する。これにより、弁体22の小径部22bは、弁座21に着座し、加圧室18と出口部73aとの連通が遮断される。
The
弁体22の加圧室18側と出口部73a側との間に差圧が発生し、弁体22の小径部22bの先端に働く力がスプリング24の付勢力を上回ると、弁体22は弁座21から離座し、加圧室18と出口部73aとが連通する。ここで、ストッパ23は、圧入等により吐出通路73に固定されている。ストッパ23の吐出通路73内での位置を調整することにより、弁体22の移動量およびスプリング24のセット荷重を調整することができる。
When a differential pressure is generated between the pressurizing
以上のように構成した、高圧燃料ポンプ3の作動について説明する。
The operation of the high-
(1)吸入行程
プランジャ11が下降するとき、調量弁50のコイル部66には電力が供給されていない。プランジャ11が下降すると、加圧室18の燃料圧力が低下し、吸入室81内の燃料が吸入通路72を介して加圧室18に吸入される。調量弁50のコイル部66への通電は、プランジャ11が下死点に達するまでオフされた状態である。
(1) Suction stroke When the
(2)戻し行程
プランジャ11が下死点から上死点に向かって上昇しても、コイル部66への通電は、オフされた状態である。このため、加圧室18の燃料は、調量弁50を介して吸入室81へ戻される。
(2) Return stroke Even when the
(3)加圧行程
戻し行程中に、コイル部66への通電をオンすると、固定コア62の吸引部62aに磁気吸引力が発生し、可動コア63が吸引部62aに吸引される。その結果、弁部材52が弁座41aに着座し、加圧室18と吸入室81との連通が遮断され、加圧室18から吸入室81への燃料の流れが停止する。
(3) Pressurization stroke When energization of the
この状態で、プランジャ11がさらに上死点に向けて上昇すると、加圧室18の燃料が加圧され燃料圧力が上昇する。そして、加圧室18の燃料圧力が上昇する。そして、加圧室18の燃料圧力が所定圧力以上になると、スプリング24の付勢力に抗して弁体22が弁座21から離座し、吐出弁20が開弁する。これにより、加圧室18にて加圧された燃料は、出口部73aから吐出される。出口部73aから吐出された燃料は、デリバリパイプ4(図1参照)に供給される。
In this state, when the
上記(1)〜(3)の行程を繰り返すことにより、高圧燃料ポンプ3は吸入した燃料を加圧して供給する。燃料の吐出量は、調量弁50のコイル部66への通電タイミングを制御し、吸入室81から加圧室18に吸入される燃料の供給量を増減させることにより調量される。
By repeating the steps (1) to (3), the high-
(特徴部分)
以下、第1実施形態の特徴部分について説明する。
(Characteristic part)
Hereinafter, the characteristic part of 1st Embodiment is demonstrated.
図3に示すように、周壁部43の内周面43aが嵌合部77の外周面77aと嵌合して接合されたシール部45のボデー70側の端部43c側に、規制構造90である接合部91が形成されている。本実施形態のボデー70には、周壁部43の端部43cの端面43dが当接する当接面70aが設けられている。接合部91は、周壁部43のボデー70側の端面43dを当接面70aとレーザ溶接により接合することで、端部43cの全周に亘り形成されている。また、図2に示すように、本実施形態において溶接により形成されるシール部45および接合部91は、コイル部66よりもボデー70側に位置している。
As shown in FIG. 3, a
ここで、図4に示すように規制構造90を備えない場合における、シール部45に生じる応力について説明する。ボデー70の開口部75aを覆うコネクタ40の底壁部42は、開口部75aを流通する燃料の圧力により、軸方向の力を受けることになる。加えて、コネクタ40の底壁部42は、加圧室18(図2参照)内の燃料の圧力により、弁ハウジング部41の先端から連結部44を介して、軸方向の力を受けている。燃料の圧力から受けるこれらの力の総和を、コネクタ40に対して軸方向に作用する軸方向力Pとする。周壁部43と嵌合部77との接合により形成されたシール部45には軸方向力Pによる応力が集中し、周壁部43におけるボデー70側の端部43cが径方向外側に変形するのである(図4の矢示D)。この変形により、シール部45近傍の周壁部43が圧縮され、シール部45の剥がれの要因となるのである。
Here, the stress generated in the
しかし、図3に示すように本実施形態では、周壁部43におけるボデー70側の端部43cが、接合部91によりボデー70に接合されていることから、当該端部43cが径方向外側への変形を規制されるのである。故に、シール部45の近傍の周壁部43が圧縮されることがなく、シール部45の剥がれが抑制されるのである。したがって、開口部75aの流通燃料による圧力が長年に亘り作用することになっても、応力集中するシール部45の疲労強度を確保して、高いシール性を実現することができるのである。
However, as shown in FIG. 3, in the present embodiment, the
また本実施形態では、接合部91が周壁部43のボデー70側の端面43dを、当該端面43dが当接する当接面70aと接合することで、当該端部43cを径方向外側へ変形させようとする力を、接合部91に対するせん断方向の力として作用させることができる。溶接による接合箇所は、せん断方向の強度が高いため、端面43dと当接面70aとの接合により、端部43cに生じる径方向外側への変形が接合部91により確実に規制することができるのである。
In the present embodiment, the joining
さらに本実施形態では、周壁部43におけるボデー70側の端部43cの全周に亘り形成される接合部91により、周壁部43の端部43cの径方向外側への変形をさらに確実に規制することができる。
Further, in the present embodiment, the
またさらに図2に示す本実施形態では、コネクタ40は、例えば400kPa程度と低圧な開口部75a周辺の燃料の圧力と比較して、例えば40MPa程度と高圧である加圧室18内の燃料の圧力を受ける。故に、コネクタ40に作用する軸方向力P(図3参照)が増加し、周壁部43の端部43cに生じる径方向外側の力が大きくなる。しかし、端部43cの径方向外側への変形を規制する規制構造90である接合部91によってシール部45の剥がれが抑制されて、高いシール性が実現されるのである。
Further, in the present embodiment shown in FIG. 2, the
加えて本実施形態では、燃料の供給量を制御するための調量弁50の弁部材52等が、開口部75aに挿入され、収容部75の内部に収容されるため、開口部75aの面積が大口化し易い。開口部75aの面積が拡大することで、コネクタ40の底壁部42と加圧された燃料との接触面積が増え、底壁部42に作用する軸方向力P(図3参照)が増加し、周壁部43の端部43cに生じる径方向外側の力が大きくなる。しかし、規制構造90である接合部91によってシール部45の剥がれが抑制されて、高いシール性が実現されるのである。
In addition, in the present embodiment, the
またコネクタ40の磁気特性は、シール部45を形成するときの溶接熱により変化する。本実施形態では、電磁駆動部60のコイル部66は、通電によりコネクタ40に磁気回路を形成し、可動コア63を駆動する構成であるため、溶接熱によるコネクタ40の磁気特性の変化が、電磁駆動部60の駆動精度を悪化させる懸念がある。しかし、シール部45および接合部91がコイル部66よりもボデー70側に位置しているので、コイル部66がコネクタ40に形成する磁気回路に、シール部45の形成に際する溶接熱の影響が及はないようにすることができるのである。
Further, the magnetic characteristics of the
(第2実施形態)
図5に示すように、本発明の第2実施形態は第1実施形態の変形例である。第2実施形態の規制構造90は、周壁部43のボデー70側の端部43cに設けられた凸部92aと、ボデー70に設けられた凹部92bとにより構成されている。凸部92aおよび凹部92bは、端部43cおよびボデー70の全周に亘り設けられ、それぞれ円環状を呈している。そして、コネクタ40側の凸部92aが、ボデー70側の凹部92bに軸方向に沿って嵌め込まれることにより、周壁部43端部43cの径方向外側への変形が確実に規制されるようになっている。
(Second Embodiment)
As shown in FIG. 5, the second embodiment of the present invention is a modification of the first embodiment. The
したがって、コネクタ40の底壁部42に軸方向の軸方向力Pが作用しても、シール部45の剥がれを生じ難くして、高いシール性を獲得することができるのである。
Therefore, even if an axial force P in the axial direction acts on the
(第3実施形態)
図6に示すように、本発明の第3実施形態は第2実施形態の変形例である。第3実施形態の規制構造90は、ボデー70に設けられた凸部93aと、周壁部43のボデー70側の端部43cに設けられた凹部93bとにより構成される。凸部93aおよび凹部93bは、ボデー70および端部43cの全周に亘り設けられ、それぞれ円環状を呈している。そして、凸部93aは凹部93bに軸方向に沿って嵌め込まれることにより、周壁部43端部43cの径方向外側への変形が確実に規制されるようになっている。これにより、コネクタ40の底壁部42に作用する軸方向の軸方向力Pによるシール部45の剥がれを生じ難くして、高いシール性を獲得することができるのである。
(Third embodiment)
As shown in FIG. 6, the third embodiment of the present invention is a modification of the second embodiment. The
(第4、第5実施形態)
図7および図8に示すように、本発明の第4および第5実施形態は第1実施形態の別の変形例である。第4実施形態の規制構造90は、周壁部43におけるボデー70側の端部43cの外周面43bおよびボデー70の外周面70bに、内周面94aが嵌合している円環状のリング部材94である。また、第5実施形態の規制構造90は、周壁部43におけるボデー70側の端部43cの外周面43bに、内周面95aが嵌合している円環状のリング部材95である。このようなリング部材94,95によれば、周壁部43の端部43cの径方向外側への変形を確実に規制することができる。これにより、コネクタ40の底壁部42に作用する軸方向の軸方向力Pによるシール部45の剥がれを生じ難くして、高いシール性を獲得することができるのである。
(Fourth and fifth embodiments)
As shown in FIGS. 7 and 8, the fourth and fifth embodiments of the present invention are another modification of the first embodiment. The
(第6実施形態)
図9に示すように、本発明の第6実施形態は第1実施形態のさらに別の変形例である。第6実施形態の規制構造90は、周壁部43の端部43cから径方向外側に突出する突出部96と、外周面77aと内周面43aとの界面のシール部45よりも端部43c側にレーザ溶接により形成された補助シール部691とを有している。突出部96ならびに補助シール部691は、端部43cの全周に亘り形成されている。また、突出部96はフランジ状を呈している。そして、突出部96のボデー70側の端面96aおよび端部43cの端面43dは、嵌合部77の外周面77aから径方向外側に突出するボデー70の当接面70aと当接している。
(Sixth embodiment)
As shown in FIG. 9, the sixth embodiment of the present invention is still another modification of the first embodiment. The restricting
突出部96が形成されることにより、周壁部43は径方向の剛性が向上する。したがって、周壁部43端部43cの径方向外側への変形量を低減することができる。また、突出部96の端面96aが、当接面70aと当接することにより、突出部96をボデー70側へ支持させることができる。加えて、補助シール部691がシール部45よりも端部43c側に形成され、周壁部43の内周面43aを嵌合部77の外周面77aと接合することにより、シール部45に作用する軸方向の軸方向力Pを分散させることができる。さらに、軸方向力Pによる応力の作用点を端部43cの先端側へと移動させることで、周壁部43の端部43cを径方向外側へ変形させる力を低減することができるのである。これらの作用発揮により、周壁部43端部43cの径方向外側への変形が確実に抑制され、シール部45の剥がれを生じ難くして、高いシール性を獲得することができるのである。
By forming the protruding
(第7実施形態)
図10に示すように、本発明の第7実施形態は第1実施形態のさらに別の変形例である。第7実施形態の規制構造90は、周壁部43の端部43cから径方向内側に突出する突出部97と、突出部97をボデー70に接合する接合部791とにより構成されている。突出部97は、端部43cの全周に亘り形成され、フランジ状を呈している。ここで、嵌合部77には、突出部97が底壁部42と反対側から当接する当接面777bが形成されており、突出部97を当接面777bに係止している。加えて、突出部97を当接面777bと接合する接合部791がレーザ溶接により形成されている。接合部791は、端部43cの全周に亘り形成されている。
(Seventh embodiment)
As shown in FIG. 10, the seventh embodiment of the present invention is still another modification of the first embodiment. The restricting
突出部97が形成されることによれば、周壁部43は径方向の剛性が向上する。したがって、周壁部43の端部43cについて径方向外側への変形量を低減することができる。また、突出部97が接合部791によってボデー70に係止且つ接合されることにより、周壁部43の端部43cは径方向外側への変形が確実に規制される。これらの作用発揮によって、コネクタ40の底壁部42に軸方向力Pが作用しても、シール部45の剥がれを生じ難くして、高いシール性を獲得することができるのである。
By forming the protruding
(第8実施形態)
図11に示すように、本発明の第8実施形態は第7実施形態の変形例である。第8実施形態の規制構造90は、接合部971のかわりに、突出部98に設けられる凸部892aおよび嵌合部77に設けられる凹部892bを有している。凸部892aは凹部892bに軸方向に沿って嵌め込まれている。また、突出部98および凸部892aならびに凹部892bは、端部43cの全周に亘り形成されて、それぞれ円環状を呈している。
これらの作用発揮によって、コネクタ40の底壁部42に軸方向力Pが作用しても、シール部45の剥がれを生じ難くして、高いシール性を獲得することができるのである。
(Eighth embodiment)
As shown in FIG. 11, the eighth embodiment of the present invention is a modification of the seventh embodiment. The restricting
By exhibiting these functions, even if the axial force P is applied to the
(他の実施形態)
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。
(Other embodiments)
As mentioned above, although each embodiment of this invention was described, this invention is limited to the said embodiment and is not interpreted and can be applied to various embodiment in the range which does not deviate from the summary.
第1〜8実施形態では、シール部45はレーザ溶接によって形成したが、強度およびシール性が獲得可能であれば、接合する手段を限定するものではなく、レーザ溶接以外の溶接や、その他の手段を用いてもよい。また、第1および第7実施形態における接合部91,791、ならびに第6実施形態における補助シール部691は、レーザ溶接によって形成したが、接合する手段を限定するものではなく、レーザ溶接以外の溶接や、その他の手段を用いてもよい。
In the first to eighth embodiments, the
第2、第3および第8実施形態では、ボデー70又は端部43cの一方に設けられた凸部92a,93a,892aを、他方に設けられた凹部92b,93b,892bに嵌め込むだけであったが、凸部92a,93a,892aと凹部92b,93b,892bとをさらに溶接等によって接合してもよい。また、第4〜6実施形態の周壁部43の端面43dを、ボデー70の当接面70aに溶接等により接合してもよい。あるいは、第2および第3、並びに第6〜8実施形態において、端部43cにリング部材を外嵌してもよい。さらには、第1〜第5、並びに第7および第8実施形態において、外周面77aと内周面43aとの界面のシール部45よりも端部43c側に補助シール部を形成してもよい。
In the second, third, and eighth embodiments, the
第1〜8実施形態では、規制構造90は、端部43cの全周に亘り形成されていたが、周壁部43又は嵌合部77の周方向の一部のみであってもよい。
In the first to eighth embodiments, the
第1〜8実施形態では、コネクタ40は弁ハウジング部41を有し、加圧室18内の燃料の圧力が作用する構成であったが、図12に示す高圧燃料ポンプ903のように、コネクタ940と弁ハウジング部材941とを別体で形成し、弁ハウジング部材941を固定リング941aにより収容部75の内周壁に固定することにより、コネクタ940には開口部75a周辺の燃料の圧力だけが作用する構成であってもよい。
In the first to eighth embodiments, the
第1〜8実施形態においては、本発明をボデー70とその蓋体であるコネクタ40との間に、ガソリンに対するシールが必要な高圧燃料ポンプ3に適用した例を示したが、本発明は、ボデーと蓋体との間に、各種燃料に対するシールが必要な高圧燃料ポンプに適用することができる。
In the first to eighth embodiments, an example in which the present invention is applied to the high-
1 燃料供給システム、2 低圧燃料ポンプ、3,903 高圧燃料ポンプ、4 デリバリパイプ、5 燃料噴射弁、6 燃料タンク、7 内燃機関、11 プランジャ、12 ヘッド、13 スプリング座、14 タペット、15 スプリング、16 カム、17 オイルシール、18 加圧室、20 吐出弁、21 弁座、22 弁体、23 ストッパ、24 スプリング、40,940 コネクタ(蓋体)、41 弁ハウジング部、41a 弁座、42 底壁部、43 周壁部、43a 内周面、43b 外周面、43c 端部、43d 端面、44 連結部、45 シール部、46 保持部、50 調量弁(電磁弁)、941 弁ハウジング部材、941a 固定リング、52 弁部材、53 閉弁用スプリング、54 スプリング座、60 電磁駆動部、62 固定コア、63 可動コア、64 駆動ロッド、65 開弁用スプリング、66 コイル部、67 配線コネクタ、70 ボデー、70a 当接面、70b 外周面、71 シリンダ、72 吸入通路、73 吐出通路、74 逃がし通路、75 収容部、75a 開口部、76 収容部、77 嵌合部、77a 外周面、777b 当接面、80 カバー、81 吸入室、90 規制構造、91,791 接合部、691 補助シール部、92a,93a,892a 凸部、92b,93b,892b 凹部、94,95 リング部材、96,97 突出部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel supply system, 2 Low pressure fuel pump, 3,903 High pressure fuel pump, 4 Delivery pipe, 5 Fuel injection valve, 6 Fuel tank, 7 Internal combustion engine, 11 Plunger, 12 Head, 13 Spring seat, 14 Tappet, 15 Spring, 16 Cam, 17 Oil seal, 18 Pressurization chamber, 20 Discharge valve, 21 Valve seat, 22 Valve body, 23 Stopper, 24 Spring, 40, 940 Connector (lid body), 41 Valve housing part, 41a Valve seat, 42 Bottom Wall portion, 43 peripheral wall portion, 43a inner peripheral surface, 43b outer peripheral surface, 43c end portion, 43d end surface, 44 connecting portion, 45 seal portion, 46 holding portion, 50 metering valve (solenoid valve), 941 valve housing member, 941a Fixing ring, 52 Valve member, 53 Valve closing spring, 54 Spring seat, 60 Electromagnetic drive unit, 62 Fixed core, 63 Movable core, 64 Drive rod, 65 Valve opening spring, 66 Coil part, 67 Wiring connector, 70 Body, 70a Contact surface, 70b Outer peripheral surface, 71 Cylinder, 72 Suction passage, 73 Discharge passage, 74 Relief Passage, 75 accommodating portion, 75a opening, 76 accommodating portion, 77 fitting portion, 77a outer peripheral surface, 777b abutting surface, 80 cover, 81 suction chamber, 90 regulating structure, 91,791 joint portion, 691 auxiliary seal portion, 92a, 93a, 892a Convex part, 92b, 93b, 892b Concave part, 94, 95 Ring member, 96, 97 Protruding part
Claims (15)
前記燃料が流通する開口部、並びに前記開口部の周囲から環状に突出する嵌合部を有するボデーと、
筒状に形成され、周壁部の内周面が前記嵌合部の外周面に嵌合して接合されることにより、シール部を形成して前記開口部を覆う蓋体と、
前記周壁部の前記ボデー側の端部について径方向外側への変形を規制する規制構造と、を備えることを特徴とする高圧燃料ポンプ。 A high-pressure fuel pump that pressurizes low-pressure fuel and supplies it to the outside.
A body having an opening through which the fuel flows, and a fitting portion protruding in an annular shape from the periphery of the opening;
A lid body that is formed in a cylindrical shape and that forms a seal portion and covers the opening portion by fitting and joining the inner peripheral surface of the peripheral wall portion to the outer peripheral surface of the fitting portion;
A high-pressure fuel pump comprising: a restricting structure that restricts deformation of the end portion on the body side of the peripheral wall portion toward the radially outer side.
前記接合部は、当該端面を前記当接面と接合することを特徴とする請求項2に記載の高圧燃料ポンプ。 The body forms an abutting surface with which an end surface on the body side of the end abuts,
The high-pressure fuel pump according to claim 2, wherein the joining portion joins the end surface to the contact surface.
前記突出部のボデー側の端面は、前記ボデーに支持されることを特徴とする請求項9に記載の高圧燃料ポンプ。 The protruding portion protrudes radially outward from the end portion,
The high-pressure fuel pump according to claim 9, wherein an end surface of the protruding portion on the body side is supported by the body.
前記弁部材は、前記開口部に挿入されることを特徴とする請求項1〜13のいずれか一項に記載の高圧燃料ポンプ。 An electromagnetic valve having a valve member for controlling the fuel supply amount;
The high-pressure fuel pump according to any one of claims 1 to 13, wherein the valve member is inserted into the opening.
前記シール部は、前記周壁部の内周面と前記嵌合部の外周面との溶接により形成され、前記コイル部よりも前記ボデー側に位置することを特徴とする請求項14に記載の高圧燃料ポンプ。 The solenoid valve is held by a lid made of a magnetic material, and has a coil portion that drives the valve member by forming a magnetic circuit in the lid by energization.
The high pressure according to claim 14, wherein the seal portion is formed by welding the inner peripheral surface of the peripheral wall portion and the outer peripheral surface of the fitting portion, and is located on the body side with respect to the coil portion. Fuel pump.
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