JP2013227877A - ダンパ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ダイアフラムの周縁部の溶接部に作用する応力を低減可能であり、製造工数を低減可能なダンパ装置を提供する。
【解決手段】 ダンパ装置６０は、金属製の第１支持部材６８の第１挟持部６９と第２支持部材７１の第２挟持部７２とにより第１ダイアフラム６１の第１周縁部６２および第２ダイアフラム６４の第２周縁部６５を厚み方向で挟持し、各周縁部６２、６５および各挟持部６９、７２の径外壁同士が同時に溶接されている。したがって、第１周縁部６２と第２周縁部６５とが互いに離間するように変形することを第１挟持部６９と第２挟持部７２とで抑制するため、上記変形に起因して溶接部７８に作用する応力を低減することができる。また、各ダイアフラム６１、６４と各支持部材６８、７１とが同時に溶接されるので、製造工数を低減可能である。
【選択図】図２

Description

本発明は、ダンパ装置に関する。

従来、周縁部同士が溶接された２枚のダイアフラムからなるダンパ装置が知られている。このダンパ装置は、例えば高圧ポンプの燃料室に配置され、燃料室内の燃料の圧力に応じてダンパ室の容積を変化させることにより燃料の圧力脈動を低減する。特許文献１に開示されたダンパ装置は、２枚のダイアフラムの周縁部を覆う樹脂部材を有しており、高圧ポンプに装着されるとき、ハウジングの台座と押さえ部材とにより周方向の複数箇所を挟まれることによって固定される。

特開２０１０−７６９３号公報

特許文献１に開示されたダンパ装置では、ダイアフラムの周縁部を覆う部材は樹脂製であり、また台座と押さえ部材とはダイアフラムの周縁部の全周を挟んでいない。そのため、燃料の圧力に応じてダンパ室の容積が大きくなるように各ダイアフラムが変形するとき、各ダイアフラムの周縁部同士が互いに離間するように変形し易い。したがって、ダイアフラムの周縁部の変形に起因して溶接部に作用する応力を十分に低減することができないという問題があった。

また、特許文献１に開示されたダンパ装置を製造するとき、各ダイアフラムの周縁部同士を溶接した後に周縁部の周りに樹脂部材を成形する必要があり、製造工数が多いという問題があった。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ダイアフラムの周縁部の溶接部に作用する応力を低減可能であり、製造工数を低減可能なダンパ装置を提供することである。

本発明は、高圧ポンプの流体通路内に設置されるダンパ装置であって、金属製の環状の第１挟持部材と第２挟持部材とにより第１ダイアフラムの第１周縁部および第２ダイアフラムの第２周縁部を挟持し、各周縁部および各挟持部材の径外壁同士が同時に溶接されていることを特徴とする。

したがって、第１周縁部と第２周縁部とが互いに離間するように変形することを第１挟持部材と第２挟持部材とで抑制するため、上記変形に起因して溶接部に作用する応力を低減することができる。
また、各ダイアフラムと各挟持部材とが同時に溶接されるので、例えば各ダイアフラムを溶接した後に樹脂部材を成形する、或いは各ダイアフラムを溶接した後に他の部材を溶接する必要がない。そのため、製造工数を低減可能である。

本発明の第１実施形態によるダンパ装置が適用された高圧ポンプの概略構成を示す図である。 図１のダンパ装置およびその周辺部分を拡大して示す図である。 図２の矢印ＩＩＩ部分を拡大して示す図である。 本発明の第２実施形態によるダンパ装置が適用された高圧ポンプのうち、ダンパ装置およびその周辺部分を拡大して示す図である。 本発明の第３実施形態によるダンパ装置が適用された高圧ポンプのうち、ダンパ装置およびその周辺部分を拡大して示す図である。 本発明の第４実施形態によるダンパ装置が適用された高圧ポンプのうち、ダンパ装置およびその周辺部分を拡大して示す図である。 図６の矢印ＶＩＩ部分を拡大して示す図である。 本発明の第５実施形態によるダンパ装置のうち周縁部を拡大して示す図である。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づき説明する。実施形態同士で実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態によるダンパ装置は、図１に示す高圧ポンプに適用されている。高圧ポンプ１０は、エンジンのインジェクタに燃料を供給するポンプであり、ハウジング２０、プランジャ３０、吸入弁４０、吐出弁５０、およびダンパ装置６０などから構成されている。以下の説明では、図１の上を「上」、図１の下を「下」として説明する。

ハウジング２０は、上下方向に延びる中実筒状であり、下面から上方向に延び且つプランジャ３０が嵌合する有底の嵌合穴２１を有している。嵌合穴２１の内面とプランジャ３０の上端面とは、加圧室２２を区画形成している。加圧室２２の容積は、プランジャ３０の上下方向位置に応じて変化する。また、ハウジング２０は、外部から供給された燃料を収容可能な燃料室２３、燃料室２３と加圧室２２とを接続する吸入通路２４、２５、および、加圧室２２の燃料を外部に吐出可能な吐出通路２６を有している。燃料室２３は、特許請求の範囲に記載の「流体通路」に相当し、ハウジング２０の上部に形成された凹部２７の内面と、ハウジング２０の上部に被せられて固定された有底筒状のカバー２８の内面とで区画形成されている。

プランジャ３０は、ハウジング２０の嵌合穴２１の内壁により軸方向に往復移動可能に支持されている。プランジャ３０の下端部はハウジング２０外に突き出しており、この下端部にはスプリングシート３１が固定されている。スプリングシート３１とハウジング２０との間には、プランジャ３０を下方向に付勢するスプリング３２が設けられている。プランジャ３０の下端面には、図示しないタペットが当接可能である。プランジャ３０は、上記タペットに押されて上方に移動すると加圧室２２の容積を小さくし、上記タペットによる押圧が無くなりスプリング３２に押されて下方に移動すると加圧室２２の容積を大きくする。

吸入弁４０は、吸入通路２５を開閉可能な電磁弁であり、吸入弁ボディ４１、吸入弁部材４２、ストッパ４３、スプリング４４、可動コア４５、固定コア４６およびコイル４７などを備えている。
吸入弁ボディ４１は、吸入通路２５内で固定されており、弁座４８および流路４９を有している。吸入弁部材４２は、弁座４８に当接および離間可能なポペットバルブであり、弁座４８に当接すると流路４９と加圧室２２との連通を遮断し、ストッパ４３側に移動し弁座４８から離間すると流路４９と加圧室２２とを連通させる。

可動コア４５は、吸入弁部材４２の端部に固定された磁性体であり、吸入弁部材４２と一体に移動可能である。スプリング４４は、可動コア４５および吸入弁部材４２を開弁方向に付勢している。コイル４７は、固定コア４６に巻回された巻線であり、通電により磁界を発生する。固定コア４６は、可動コア４５に対し吸入弁部材４２とは反対側に配置されており、コイル４７の通電により磁化する。

吸入弁４０は、コイル４７の通電により磁化した固定コア４６に可動コア４５が吸引され、吸入弁部材４２が弁座４８に着座すると閉弁する。また、吸入弁４０は、固定コア４６の磁化が解除され、吸入弁部材４２がスプリング４４の付勢力で離座方向に移動すると開弁する。吸入弁４０は、ノーマリオープン型である。

吐出弁５０は、吐出通路２６を開閉可能であり、吐出弁部材５１、ストッパ５２およびスプリング５３を備えている。吐出弁部材５１は、ハウジング２０が形成する弁座５４に当接および離間可能であり、弁座５４に当接すると吐出通路２６を閉じる。ストッパ５２は、吐出弁部材５１に対し離座方向に配置されており、離座方向に移動する吐出弁部材５１と当接可能である。スプリング５３は、吐出弁部材５１を閉弁方向に付勢している。スプリング５３の付勢力は、加圧室２２の燃料の圧力が所定値以上になると開弁するように設定されている。

吐出弁５０は、加圧室２２の燃料の圧力が所定値以上になると開弁し、加圧室２２の燃料の吐出を可能とする。また、吐出弁５０は、加圧室２２の燃料の圧力が所定値を下回ると閉弁し、加圧室２２の燃料の加圧を可能とする。吐出弁５０は、ノーマリクローズ型である。

ダンパ装置６０は、燃料室２３内に設けられている。以下、ダンパ装置６０について詳細に説明する。図２に示すように、ダンパ装置６０は、第１ダイアフラム６１、第２ダイアフラム６４、第１支持部材６８および第２支持部材７１を備えている。
第１ダイアフラム６１は、金属製の薄板からなり、周縁部６２に対し中央部６３が下方向に凹む皿状である。以下、上記周縁部６２を「第１周縁部６２」と記載し、上記中央部６３を「第１中央部６３」と記載する。第１中央部６３は、特許請求の範囲に記載の「第１ダンパ部」に相当する。

第２ダイアフラム６４は、金属製の薄板からなり、周縁部６５に対し中央部６６が上方向に凹む皿状である。以下、上記周縁部６５を「第２周縁部６５」と記載し、上記中央部６６を「第２中央部６６」と記載する。第２中央部６６は、特許請求の範囲に記載の「第２ダンパ部」に相当する。

第２ダイアフラム６４の第２中央部６６は、第１ダイアフラム６１の第１中央部６３との間にダンパ室６７を区画形成している。ダンパ室６７は、燃料室２３の燃料収容空間に対し隔離された気密な空間である。ダンパ室６７には所定圧の例えば不活性ガス等が封入されている。第１中央部６３と第２中央部６６とは、燃料室２３内の燃料の圧力に応じてダンパ室６７の容積が増減するように弾性変形可能である。

第１支持部材６８は、金属製であり、第１周縁部６２に対し第２周縁部６５とは反対側に設けられている環状の第１挟持部６９と、第１挟持部６９の径内端から下方向に延び、第１中央部６３を囲むように筒状に形成されている第１カバー部７０とを有している。第１挟持部６９は、特許請求の範囲に記載の「第１挟持部材」に相当し、第１中央部６３の受圧面７６に対して径外方向に離間する位置に設けられている。

第２支持部材７１は、金属製であり、第２周縁部６５に対し第１周縁部６２とは反対側に設けられている環状の第２挟持部７２と、第２挟持部７２の径内端から上方向に延び、第２中央部６６を囲むように筒状に形成されている第２カバー部７３とを有している。第２挟持部７２は、特許請求の範囲に記載の「第２挟持部材」に相当し、第１挟持部６９と協働して第１周縁部６２と第２周縁部６５とを挟持している。また、第２挟持部７２は、第２中央部６６の受圧面７７に対して径外方向に離間する位置に設けられている。

ダンパ装置６０は、波型ワッシャ７４によって燃料室２３の内壁に押し付けられることにより固定されている。第１カバー部７０は、燃料室２３の内壁により直接的に支持され、第２カバー部７３は、燃料室２３の内壁により波型ワッシャ７４を介して間接的に支持されている。波型ワッシャ７４は、特許請求の範囲に記載の「弾性部材」に相当する。

図２および図３に示すように、第１周縁部６２、第２周縁部６５、第１挟持部６９および第２挟持部７２は、径外壁同士が溶接されている。この溶接は同時に行われる。図３に示すように、第１挟持部６９および第２挟持部７２は、第１周縁部６２および第２周縁部６５よりも厚みが大きく、剛性が高い。つまり、第１挟持部６９および第２挟持部７２は、径内端部同士が互いに離間する曲げに抗する能力が第１周縁部６２および第２周縁部６５よりも高い。
また、第１挟持部６９および第２挟持部７２の径方向長さＬ１は、第１周縁部６２および第２周縁部６５の溶接部７８の溶け込み深さＬ２よりも長い。その結果、第１挟持部６９の径内端部と第２挟持部７２の径内端部とは、溶接部７８に対し径内方向で第１周縁部６２および第２周縁部６５を挟持している。

第１ダイアフラム６１および第２ダイアフラム６４は、燃料室２３の燃料の圧力に応じてダンパ室６７の容積が増減するように弾性変形可能である。例えば、燃料室２３の燃料の圧力がダンパ室６７の不活性ガスの圧力よりも大きくなると、第１中央部６３は上方向に引っ込み、第２中央部６６は下方向に引っ込む。第１中央部６３および第２中央部６６の変形によりダンパ室６７の容積が小さくなると、燃料室２３の燃料収容空間の容積が大きくなり、燃料室２３の燃料の圧力の上昇が抑制される。

また、燃料室２３の燃料の圧力がダンパ室６７の不活性ガスの圧力よりも小さくなると、第１中央部６３は下方向に張り出し、第２中央部６６は上方向に張り出す。第１中央部６３および第２中央部６６の変形によりダンパ室６７の容積が大きくなると、燃料室２３の燃料収容空間の容積が小さくなり、燃料室２３の燃料の圧力の低下が抑制される。
ここで、ダンパ室６７の容積が大きくなるように第１中央部６３および第２中央部６６が変形すると、第１周縁部６２および第２周縁部６５の径内端部同士が互いに離間するように変形する。本実施形態では、第１周縁部６２および第２周縁部６５のうち溶接部７８に対し径内方向に位置する中間部が第１挟持部６９と第２挟持部７２とにより挟持されているため、第１周縁部６２の中間部と第２周縁部６５の中間部とが互いに離間するように変形し難い。

以上説明したように、第１実施形態によるダンパ装置６０は、金属製の環状の第１支持部材６８の第１挟持部６９と第２支持部材７１の第２挟持部７２とにより第１ダイアフラム６１の第１周縁部６２および第２ダイアフラム６４の第２周縁部６５を厚み方向で挟持し、各周縁部６２、６５および各挟持部６９、７２の径外壁同士が同時に溶接されている。

したがって、第１周縁部６２と第２周縁部６５とが互いに離間するように変形することを第１挟持部６９と第２挟持部７２とで抑制するため、上記変形に起因して溶接部７８に作用する応力を低減することができる。
また、各ダイアフラム６１、６４と各支持部材６８、７１とが同時に溶接されるので、例えば各ダイアフラムを溶接した後に樹脂部材を成形する必要がなく、製造工数を低減可能である。

また、第１実施形態では、第１挟持部６９および第２挟持部７２の径方向長さＬ１は、第１周縁部６２および第２周縁部６５の溶接部７８の溶け込み深さＬ２よりも長い。したがって、第１挟持部６９の径内端部と第２挟持部７２の径内端部とは、溶接部７８に対し径内方向で第１周縁部６２および第２周縁部６５を挟持することができ、溶接部７８に作用する応力を確実に低減することができる。

また、第１実施形態では、第１挟持部６９および第２挟持部７２は、第１周縁部６２および第２周縁部６５よりも厚みが大きく、剛性が高い。したがって、第１挟持部６９および第２挟持部７２は、第１周縁部６２および第２周縁部６５の径内端部同士が互いに離間するように変形するとき、その変形に抗する能力が高いので、溶接部７８に作用する応力を確実に低減することができる。

また、第１実施形態では、第１支持部材６８は、第１ダイアフラム６１の第１中央部６３を囲むように筒状に形成された第１カバー部７０を有し、第２支持部材７１は、第２ダイアフラム６４の第２中央部６６を囲むように筒状に形成された第２カバー部７３を有している。したがって、例えばダンパ装置６０の輸送中などに第１中央部６３および第２中央部６６を保護することができる。

また、第１実施形態では、第１支持部材６８の第１カバー部７０は、燃料室２３の内壁により直接的に支持され、第２支持部材７１の第２カバー部７３は、燃料室２３の内壁により波型ワッシャ７４を介して間接的に支持される。したがって、ダンパ装置６０をハウジング２０内で確実に固定することができる。

また、第１実施形態では、ダンパ装置６０は、波型ワッシャ７４によって燃料室２３の内壁に押し付けられることにより固定されている。したがって、ダンパ装置６０の寸法がばらついてもダンパ装置６０をハウジング２０内で確実に固定することができる。

また、第１実施形態では、第１挟持部６９は、第１中央部６３の受圧面７６に対して径外方向に離間する位置に設けられ、第２挟持部７２は、第２中央部６６の受圧面７７に対して径外方向に離間する位置に設けられている。したがって、各挟持部６９、７２および各周縁部６２、６５の溶接部７８と、ダンパ装置６０の機能部である中央部６３、６６とを互いに離間していることによって、溶接時の熱などの影響を機能部に与えずにすむ。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態によるダンパ装置８０を図４に示す。ダンパ装置８０は、２つのダンパユニット８１、８２を備えている。ダンパユニット８１のダイアフラム６１、６４は、第１支持部材６８と第３支持部材８３とにより挟持され、ダンパユニット８２のダイアフラム６１、６４は、第２支持部材７１と第３支持部材８３とにより挟持されている。
第２実施形態では、第１実施形態と同様の効果を奏し、さらに燃料室２３の燃料の圧力脈動の低減効果が大きいという効果を得ることができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態によるダンパ装置８５を図５に示す。ダンパ装置８５の第２支持部材８６は、第２カバー部７３の上端から径内方向に延びる弾性片８７を有している。ダンパ装置８５は、弾性片８７によって燃料室２３の内壁に押し付けられることにより固定されている。このとき、第１カバー部７０は、燃料室２３の内壁により直接的に支持され、第２カバー部７３は、燃料室２３の内壁により弾性片８７を介して間接的に支持される。
第３実施形態では、第１実施形態と同様の効果を奏し、さらに波型ワッシャ７４が不要であるという効果を得ることができる。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態によるダンパ装置９０を図６および図７に示す。ダンパ装置９０は、第１ダイアフラム６１、第２ダイアフラム６４、第１挟持部材９１および第２挟持部材９２から構成されている。第１ダイアフラム６１、第２ダイアフラム６４、第１挟持部材９１および第２挟持部材９２は、径外壁同士が同時に溶接されている。第１挟持部材９１は、第１実施形態の第１挟持部６９と同様の構成であり、第２挟持部材９２は、第１実施形態の第２挟持部７２と同様の構成である。ダンパ装置９０は、ハウジング２０の台座９３と押さえ部材９４とで周方向の複数箇所を挟まれることにより固定されている。
第４実施形態では、第１実施形態と同様の効果を奏し、さらに構成が簡素であるという効果を得ることができる。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態によるダンパ装置９５を図８に示す。ダンパ装置９５は、第１ダイアフラム６１、第２ダイアフラム６４、第１挟持部材９６および第２挟持部材９８から構成されている。第１ダイアフラム６１、第２ダイアフラム６４、第１挟持部材９６および第２挟持部材９８は、径外壁同士が同時に溶接されている。第１挟持部材９６は、径内端部９７以外は第１実施形態の第１挟持部６９と同様の構成であり、第２挟持部材９８は、径内端部９９以外は第１実施形態の第２挟持部７２と同様の構成である。

第１挟持部材９６の径内端部９７および第２挟持部材９８の径内端部９９は、図中に二点鎖線で示す状態が自然状態である。この自然状態においては、径内端部９７と径内端部９９との間隔は、第１周縁部６２と第２周縁部６５との厚みよりも小さい。これにより、図中に実線で示すように溶接された状態においては、径内端部９７と径内端部９９とは、第１周縁部６２および第２周縁部６５を厚み方向の両側から挟圧するように作用する。
第５実施形態では、第１実施形態と同様の効果を奏し、さらに構成が簡素であるとともに、第１周縁部６２と第２周縁部６５とが互いに離間するように変形することを一層抑制可能である。

（他の実施形態）
本発明の他の実施形態では、第１周縁部、第２周縁部、第１挟持部および第２挟持部は、円環状に限らず、例えば楕円や矩形などの他の形の環状であってもよい。
本発明の他の実施形態では、第１周縁部、第２周縁部、第１挟持部および第２挟持部の径外面は、径方向位置が一致しなくてもよい。
本発明の他の実施形態では、第１挟持部および第２挟持部は、第１周縁部および第２周縁部よりも剛性が低くてもよい。

本発明の他の実施形態では、第２カバー部がカバーの内壁に直接的に支持され、第１カバー部が波型ワッシャまたは弾性片介して間接的にハウジングの内壁に支持されてもよい。
本発明の他の実施形態では、波型ワッシャに代えて他の弾性部材または支持部材を設けてもよい。
本発明の他の実施形態では、ダンパ装置は、燃料室に限らず他の通路に設けられてもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

６０、８０、８５、９０、９５・・・ダンパ装置
６１・・・第１ダイアフラム
６２・・・第１周縁部
６３・・・第１中央部（第１ダンパ部）
６４・・・第２ダイアフラム
６５・・・第２周縁部
６６・・・第２中央部（第２ダンパ部）
６７・・・ダンパ室
６９、９１、９６・・・第１挟持部（第１挟持部材）
７２、９２、９８・・・第２挟持部（第２挟持部材）

Claims (9)

1. 高圧ポンプ（１０）の流体通路（２３）内に設置されるダンパ装置（６０、８０、８５、９０、９５）であって、
   弾性変形可能な第１ダンパ部（６３）、および、環状の第１周縁部（６２）を形成している第１ダイアフラム（６１）と、
   前記第１ダンパ部との間にダンパ室（６７）を区画形成し、前記流体通路内の流体の圧力に応じて前記ダンパ室の容積が増減するように前記第１ダンパ部と共に弾性変形可能な第２ダンパ部（６６）、および、前記第１周縁部に重ねられた環状の第２周縁部（６５）を形成している第２ダイアフラム（６４）と、
   前記第１周縁部に対し前記第２周縁部とは反対側に設けられている金属製の環状の第１挟持部材（６９、９１、９６）と、
   前記第２周縁部に対し前記第１周縁部とは反対側に設けられ、前記第１挟持部材と協働して前記第１周縁部と前記第２周縁部とを挟持している金属製の環状の第２挟持部材（７２、９２、９８）と、
   を備え、
   前記第１周縁部、前記第２周縁部、前記第１挟持部材および前記第２挟持部材は、径外壁同士が同時に溶接されていることを特徴とするダンパ装置。
2. 前記第１挟持部材および前記第２挟持部材の径外面から径内面までの長さ（Ｌ１）は、前記第１周縁部および前記第２周縁部の溶接部の溶け込み深さ（Ｌ２）よりも長いことを特徴とする請求項１に記載のダンパ装置（６０、８０、８５、９０、９５）。
3. 前記第１挟持部材および前記第２挟持部材は、前記第１周縁部および前記第２周縁部よりも剛性が高いことを特徴とする請求項１または２に記載のダンパ装置（６０、８０、８５、９０、９５）。
4. 前記第１ダンパ部を囲むように筒状に形成され、前記第１挟持部材に接合している第１カバー部材（７０）と、
   前記第２ダンパ部を囲むように筒状に形成され、前記第２挟持部材に接合している第２カバー部材（７３）と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のダンパ装置（６０、８０、８５）。
5. 前記第１カバー部材および前記第２カバー部材は、前記流体通路内に設置されるとき当該流体通路の内壁により直接的に、または支持部材（７４）を介して間接的に支持されることを特徴とする請求項４に記載のダンパ装置（６０、８０、８５）。
6. 前記支持部材は、前記第１カバー部材または前記第２カバー部材に接合している弾性片（８７）であることを特徴とする請求項５に記載のダンパ装置（８５）。
7. 前記支持部材は、前記第１カバー部材または前記第２カバー部材と前記流体通路の内壁との間に配置される弾性部材（７４）であることを特徴とする請求項５に記載のダンパ装置（６０、８０）。
8. 前記第１挟持部材および前記第２挟持部材は、前記第１ダンパ部の受圧面（７６）および前記第２ダンパ部の受圧面（７７）に対して径外方向に離間する位置に設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のダンパ装置（６０、８０、８５、９０、９５）。
9. 前記第１ダイアフラム、前記第２ダイアフラム、前記第１挟持部材および前記第２挟持部材からなるダンパユニット（８１、８２）を複数備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のダンパ装置（８０）。

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