JP2014077361A - 高圧ポンプ - Google Patents

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Abstract

【課題】 プランジャストッパが燃料流に対し抵抗とならず、且つ、プランジャストッパの取り付けに係る製造工程を容易とする高圧ポンプを提供する。
【解決手段】 プランジャストッパ31は、側壁313がシリンダ孔形成部14の嵌合孔151の内壁に嵌合することで、シリンダ孔形成部14の内壁側に取り付けられるため、筒状通路17と干渉しない。したがって、プランジャストッパが筒状通路17と干渉する形態に比べ、吸入行程及び調量行程において可変容積室16と容積室通路19との間を流れる燃料の流れに対し抵抗となることを防止する。また、シリンダ孔形成部14の嵌合孔151は、シリンダ孔11の口元に段状に形成されるため、加工が容易である。さらに、プランジャストッパ31の側壁313を嵌合孔151の内壁に嵌合させる組み付け作業が容易である。よって、高圧ポンプの製造工程を低減し、歩留まりを向上させることができる。
【選択図】 図2

Description

本発明は、エンジンに用いられる高圧ポンプに関する。
従来、シリンダ孔の内壁面をプランジャが往復移動することにより、燃料タンクから供給される燃料を吸入し加圧してインジェクタ側へ圧送する高圧ポンプが知られている。この種の高圧ポンプでは、燃料入口側に燃料室が形成され、プランジャが下降するときに燃料室から吸入室を経由して加圧室へ燃料を吸入する「吸入行程」、プランジャが上昇するときに加圧室の燃料の一部を燃料室へ戻す「調量行程」、及び、吸入弁を閉じた後プランジャがさらに上昇するときに燃料を加圧する「加圧行程」を繰り返すことにより、燃料を加圧して吐出する。
こうした高圧ポンプを組み立てる過程や組み立てた高圧ポンプをエンジンに搭載する過程において、プランジャがシリンダ孔から落下することを防ぐため、シリンダ孔の端部にプランジャストッパを取り付けたものがある。
例えば特許文献1には、筒状のシリンダ孔形成部に取り付けられたプランジャストッパがプランジャの大径部と小径部との段差面に当接することでプランジャの移動を規制する高圧ポンプが開示されている。
特開2012−167663号公報
特許文献1の高圧ポンプにおいて、プランジャストッパの係合部がシリンダ孔形成部の外壁面、又は外壁面の外リセスに係合するタイプのものでは、シリンダ孔形成部の外壁面とシールエレメントの内壁面との間の筒状通路と係合部とが干渉する。しかも係合部は、外壁面や外リセスに係合しやすいように角張った形状に形成されている。そのため、吸入行程で可変容積室から筒状通路及び環状通路を経由して容積室通路(特許文献1では「戻し通路」)に向かい、また調量行程でこの逆方向に向かう燃料の流れに対し、プランジャストッパの係合部が抵抗となるおそれがある。
また、特許文献1の図4に第2実施形態として記載された形態は、シリンダ孔形成部の内壁面に形成された内リセスに、可撓性の有る紐状のプランジャストッパを係合させるものである。この形態のプランジャストッパは、筒状通路の燃料流に対し抵抗とならない。しかし、製造上、内リセスを加工する工程、及び、内リセスにプランジャストッパを組み付ける工程が容易でない。したがって、製造工数が増大し、不良品の発生によって歩留まりが低下するという問題がある。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、プランジャストッパが燃料流に対し抵抗とならず、且つ、プランジャストッパの取り付けに係る製造工程を容易とする高圧ポンプを提供することにある。
本発明は、大径部及び小径部を有するプランジャ、プランジャを摺動可能に収容するシリンダ孔が形成されるシリンダ孔形成部、及び、シリンダ孔形成部に取り付けられプランジャの段差面に当接することでプランジャの移動を規制するプランジャストッパを備える高圧ポンプにおいて、プランジャストッパの側壁が、シリンダ端部に開口する嵌合孔の内壁に嵌合することを特徴とする。
この場合、プランジャストッパの側壁と嵌合孔の内壁との嵌合は、圧入としてもよく、或いは、側壁が径外方向へ付勢する弾性力によって嵌合孔に着脱可能に嵌合するようにしてもよい。
これにより、プランジャストッパは筒状通路と干渉しないため、筒状通路を流れる燃料流に対し抵抗となることを防止することができる。また、嵌合孔はシリンダ孔の口元に段状に形成されるため、加工が容易である。さらに、プランジャストッパの側壁を嵌合孔の内壁に嵌合させる組み付け作業が容易である。よって、高圧ポンプの製造工程を低減し、歩留まりを向上させることができる。
本発明の一実施形態による高圧ポンプの断面図である。 図1の高圧ポンプのプランジャ部の断面図である。 本発明の一実施形態によるプランジャストッパの組付状態図(図2の要部拡大断面図)である。 本発明の一実施形態によるプランジャストッパの(a):平面図、(b):(a)のb−b線断面図である。 第1比較例のプランジャストッパの組付状態図である。 第2比較例のプランジャストッパの組付状態図である。 図6のVII−VII断面でのシリンダの断面図である。 第2比較例のプランジャストッパの(a):平面図、(b):(a)のb−b線断面図である。 第3比較例のプランジャストッパの組付状態図である。 第3比較例のプランジャストッパの(a):平面図、(b):(a)のb−O−b線断面図である。 第3比較例の変形例のプランジャストッパの組付状態図である。 第3比較例の変形例のプランジャストッパの(a):平面図、(b):(a)のb−O−b線断面図である。 第4比較例のプランジャストッパの組付状態図である。 第4比較例のプランジャストッパの(a):平面図、(b):(a)のb1−O−b2−b3線断面図である。 図14(a)のXV矢視図である。 第5比較例のプランジャストッパの組付状態図である。
(一実施形態)
本発明の一実施形態の高圧ポンプについて、図1〜図4を参照して説明する。
まず、本実施形態による高圧ポンプ1の全体構成について、図1を参照して説明する。高圧ポンプ1は、車両に搭載されて用いられ、燃料タンクから低圧ポンプによって供給される燃料を加圧し、インジェクタが接続される燃料レールへ吐出する。高圧ポンプ1の燃料入口(図示しない)の上流側には低圧ポンプからの配管が接続される。
なお、以下の説明において図1の上側を「上」、図1の下側を「下」として説明する。
図1に示すように、高圧ポンプ1は、ポンプボディ10、プランジャ部20、ダンパ室40、吸入弁部50、電磁駆動部60、吐出弁部70等を備えている。以下、各部の構成について順に説明する。
[ポンプボディ10及びプランジャ部20]
ポンプボディ10は、高圧ポンプ1の外郭を構成する。ポンプボディ10の上部にはダンパ室40が設けられており、ポンプボディ10の下部であってエンジンブロック側にはプランジャ部20が設けられている。
ポンプボディ10の中心部には加圧室12が形成されている。また、本実施形態では、加圧室に連通するシリンダ孔11がポンプボディ10に直接形成されている。すなわち、本実施形態では、ポンプボディ10が「シリンダ孔形成部14」を一体に含んでいる。シリンダ孔形成部14は、ポンプボディ10の下方に筒状に突出しており、加圧室12と反対側の端部がシリンダ端部141となっている。シリンダ孔形成部14の周囲には、シールエレメント25を収容する凹部13が略円環状に形成されている。
また、シリンダ孔形成部14は、シリンダ端部141に開口しシリンダ孔11より大径の嵌合孔151を有している。すなわち、シリンダ孔形成部14の内壁側には、シリンダ孔11の口元に嵌合孔151が段状に形成されている。一方、シリンダ孔形成部14の外壁面142にはリセスや突起等は形成されていない。
プランジャ部20は、プランジャ21、燃料シール部材24、シールエレメント25、プランジャスプリング28等、プランジャストッパ31から構成される。
プランジャ21は、軸方向の加圧室12側の端部に大径部211を有し、大径部211との段差面214から軸方向の他端に延びる小径部213を有している。大径部211及び小径部213は同軸に形成されている。
プランジャ21は、大径部211側の端部が加圧室12に臨むように、大径部12がシリンダ孔11に摺動可能に収容されている。これにより、プランジャ21は、シリンダ孔11の軸方向に往復移動可能である。プランジャ21の小径部213側の下端部にはスプリング座27が結合されている。
燃料シール部材24は、小径部213の周囲を囲んで装着されている。燃料シール部材24は、小径部213の外周面に摺動可能に接触する内周側のテフロン(登録商標)リング241と外周側のOリング242とからなり、小径部213の周囲の燃料油膜の厚さを規制し、プランジャ21の摺動によるエンジンへの燃料のリークを抑制する。
シールエレメント25は、上部がポンプボディ10に形成された略円環状の凹部13に嵌め込まれ、例えば溶接により固定されている。また、下部が小径部213の周囲に装着され、燃料シール部材24を収容し保持している。
また、シールエレメント25のスプリング座27側の端部には、小径部213の周囲を囲んでオイルシール26が装着されている。オイルシール26は、小径部213の外周面に摺動可能に接触しており、小径部213の周囲のオイル油膜の厚さを規制し、プランジャ21の摺動によるオイルのリークを抑制する。
プランジャ21の下部に結合されたスプリング座27には、プランジャスプリング28の一方の端部が係止されている。プランジャスプリング28の他方の端部は、ポンプボディ10に固定されているシールエレメント25の所定の端面に係止されている。
シールエレメント25とスプリング座27とに両端部を係止されたプランジャスプリング28は、プランジャ21の戻しバネとして機能し、プランジャ21を図示しないタペットに付勢する。そして、プランジャ21は、このプランジャスプリング28の戻しバネ機能により、タペットを介してカムシャフトのカムに当接することで、シリンダ孔11内を軸方向に往復移動する。このプランジャ21の往復移動により、加圧室12の容積が変化し、燃料が吸入され、加圧される。
小径部213の外壁面、プランジャ21の段差面214およびシリンダ孔11の内壁面に囲まれる略円環状の空間により、可変容積室16が形成される(図2の破線参照)。可変容積室16は、プランジャ21の往復移動に伴い、大径部211と小径部213との断面積差にプランジャ21の移動距離を乗じた容積が変化する。
シールエレメント25とポンプボディ10との間には、互いに連通する筒状通路17及び環状通路18が形成される。また、ポンプボディ10には、環状通路18に連通する容積室通路19が形成される。可変容積室16は、これらの筒状通路17、環状通路18、及び容積室通路19を経由して、ダンパ室40に連通する。
次に、本発明の特徴的構成であるプランジャストッパ31について、主に図3、図4を参照して説明する。
本実施形態のプランジャストッパ31は、プレス成形によって板金を曲げることにより製造され、側壁313及び底壁311を含むカップ状を呈している。
底壁311の中央には、プランジャ21の小径部213が挿通する挿通孔319が形成されている。また、底壁311の外縁部は、側壁313よりも外側で折り返されてから、内側に少し戻りつつ垂直方向に曲げられて側壁313に接続している。
側壁313は、シリンダ孔形成部14の嵌合孔151に対し外径が同等、又はわずかに大きめになるように形成されている。そして、側壁313がシリンダ孔形成部14の嵌合孔151の内壁に嵌合することで、プランジャストッパ31がシリンダ孔形成部14に取り付けられる。この場合、プランジャストッパ31の側壁313と嵌合孔151の内壁との嵌合は、圧入としてもよく、或いは、図3にブロック矢印Fで示すように、側壁313が径外方向へ付勢する弾性力によって嵌合孔151に着脱可能に嵌合するようにしてもよい。このとき、プランジャストッパ31の底壁311とシリンダ端部141との間に間隔hを確保した位置で取り付けられる。
プランジャストッパ31の底壁311は、挿通穴319の周囲の部分がストッパ部312としてプランジャ21の段差面214に当接し、プランジャ21の下降を規制する。また、底壁311の外縁部は側壁313よりも外径が広がっており、Oリング242の膨潤等による脱落を防止する押さえ部317として機能する。
プランジャストッパ31の側壁313には、底壁311とシリンダ端部141との間隔hに対応する位置に、燃料通路316が形成されている。燃料通路316は、可変容積室16と筒状通路17とを連通する。この例では、放射状に3箇所の燃料通路316が形成されているが、通路数は3箇所に限らず、いくつでもよい。
こうしてプランジャストッパ31は、側壁313がシリンダ孔形成部14の嵌合孔151の内壁に嵌合することで、シリンダ孔形成部14に取り付けられ、プランジャ21の下降を規制する。したがって、高圧ポンプ1を組み立てる過程や組み立てた高圧ポンプ1をエンジンに搭載する過程において、プランジャ21がシリンダ孔11から落下することを防ぐことができる。
[ダンパ室40]
ダンパ室40は、凹部41、カバー42、ダンパユニット43等から構成されている。
ポンプボディ10には、シリンダ孔11の反対側に、シリンダ孔11側に凹む凹部41が設けられている。この凹部41には、カバー42が被せられている。
ダンパ室40には、ダンパユニット43が配設されている。ダンパユニット43は、2枚の金属ダイアフラム441、442を接合してなるパルセーションダンパ44と、凹部41の底部に配置される底側支持部45と、カバー42側に配置される蓋側支持部46とで構成される。
パルセーションダンパ44は、2枚の金属ダイアフラム441、442の内部に所定圧の気体が密封されている。そして、2枚の金属ダイアフラム441、442がダンパ室40の圧力変化に応じて弾性変形することで、ダンパ室40の燃圧脈動を低減する。
ダンパ室40の凹部41の底部には、底側支持部45を位置決めする窪み47が形成されている。また、窪み47には、図示しない燃料入口(インレット)の開口部が形成されており、低圧ポンプからの燃料が、燃料入口を通じて供給される。
蓋側支持部46の上方には、波ばね48が配置されている。これにより、カバー42をポンプボディ10に取り付けた状態で、波ばね48が蓋側支持部46を底側支持部45側へ押圧する。その結果、パルセーションダンパ44は、周縁部を蓋側支持部46と底側支持部45とによって周方向に均等な力で挟持され固定される。
[吸入弁部50]
吸入弁部50は、吸入室52、弁ボディ53、シート部54、吸入弁55等から構成されている。
ポンプボディ10には、シリンダ孔11の中心軸と略垂直に筒部51が設けられている。筒部51の内部は吸入室52には弁ボディ53が収容され、係止部材によって固定されている。弁ボディ53の内側には、凹テーパ状の円周面を有するシート部54が形成されており、シート部54と相対して吸入弁55が配置されている。吸入弁55は、弁ボディ53の底部に設けられた孔の内壁に案内されて往復移動する。吸入弁55は、シート部54から離座することで吸入室52を開放し、シート部54に着座することで吸入室52を閉塞する。
弁ボディ53の内壁に固定されたストッパ56は、吸入弁55の開弁方向(図1の右方向)への移動を規制する。また、ストッパ56の内側と吸入弁55の端面との間に設けられた第1スプリング57は、吸入弁55を閉弁方向(図1の左方向)へ付勢する。
また、ストッパ56には、ストッパ56の軸に対して傾斜する傾斜通路58が周方向に複数形成されている。ダンパ室40から吸入室連通路59及び吸入室52を通って供給された燃料は、傾斜通路58を通って加圧室12に吸入される。
[電磁駆動部60]
電磁駆動部60は、コネクタ61、固定コア62、可動コア63、フランジ64等から構成されている。
コネクタ61は、コイル611及び端子612を有し、端子612を通じてコイル611に通電されることにより磁界を発生するようになっている。固定コア62は磁性材料で作られ、コイル611の内側に収容されている。可動コア63は磁性材料で作られ、固定コア62と対向して配置されている。可動コア63は、フランジ64の内側に軸方向に往復移動可能に収容されている。
フランジ64は、磁性材料で作られ、ポンプボディ10の筒部51に取り付けられている。また、フランジ64は、コネクタ61等をポンプボディ10に保持すると共に、筒部51の端部を塞いでいる。フランジ64の中央に設けられた孔の内壁には、筒状のガイド筒65が取り付けられている。非磁性材料で作られた筒部材66は、固定コア62とフランジ64との間の磁気的な短絡を防止する。
ニードル67は略円筒状に形成され、ガイド筒65の内壁に案内されて往復移動する。ニードル67は、一方の端部が可動コア63に固定され、他方の端部が吸入弁55の電磁駆動部60側の端面に当接可能である。
固定コア62と可動コア63との間には、第2スプリング68が設けられている。第2スプリング68は、第1スプリング57が吸入弁55を閉弁方向に付勢する力よりも強い力で、可動コア63を開弁方向へ付勢している。
コイル611に通電していないとき、可動コア63と固定コア62とは、第2スプリング68の弾性力により互いに離れている。これにより、可動コア63と一体のニードル67が吸入弁55側へ移動し、ニードル67の端面が吸入弁55を押圧することで吸入弁55が開弁する。
[吐出弁部70]
吐出弁部70は、吐出通路71、吐出弁装置80等から構成されている。
ポンプボディ10には、シリンダ孔11の中心軸と略垂直に吐出通路71が形成されている。吐出通路71は、一方で加圧室12に連通し、他方で燃料出口72に連通している。吐出通路71には吐出弁装置80が組み付けられている。
吐出弁装置80は、吐出弁部材82、スプリング83、アジャスティングパイプ84等から構成され、吐出弁部70に組み付けられている。
吐出弁部材82は、ポンプボディ10の弁座85に相対して収容されている。吐出弁部材82の燃料出口72側には、付勢部材としてのスプリング83が収容されている。このスプリング83は、一方の端部が吐出弁部材82の第2端面に当接している。また、スプリング83の燃料出口72側に円筒状のアジャスティングパイプ84が収容されている。アジャスティングパイプ84は、スプリング83の他方の端部を係止している。
このように吐出弁部70に組み付けられた吐出弁装置80は、次のように作動する。
プランジャ21がシリンダ孔11内を上昇するにつれ、加圧室12の燃料の圧力が上昇する。そして、加圧室12側(上流側)の燃料から吐出弁部材82が受ける力が、スプリング83の弾性力と吐出弁部材82より燃料出口72側(下流側)の燃料から受ける力との和よりも大きくなると、吐出弁部材82はポンプボディ10の弁座85から離座し、吐出弁装置80は開弁状態となる。これにより、加圧室12で加圧された高圧燃料は、吐出通路71を通って燃料出口72に吐出される。
他方、プランジャ21がシリンダ孔11内を下降するにつれて加圧室12の燃料の圧力が低下する。そして、上流側の燃料から吐出弁部材82が受ける力が、スプリング83の弾性力と下流側の燃料から受ける力との和と同等以下になると、吐出弁部材82はポンプボディ10の弁座85に着座し、吐出弁装置80は閉弁状態となる。これにより、吐出弁部材82より下流側の燃料が上流側の加圧室12へ逆流することが防止される。
このようにして、吐出弁装置80は、加圧室12から燃料出口72に向かって吐出される高圧燃料に対する逆止弁として機能する。
次に、高圧ポンプ1の作動について説明する。
(1)吸入行程
カムシャフトの回転により、プランジャ21がシリンダ孔11内を上死点から下死点に向かって下降すると、加圧室12の容積が増加し、加圧室12内の燃料が減圧される。すると、吐出弁部70では、吐出弁装置80の吐出弁部材82が弁座85に着座し、吐出通路71を閉塞する。また、吸入弁部50では、加圧室12と吸入室52との差圧により、吸入弁55が第1スプリング57の付勢力に抗して図1の右方向に移動して開弁状態となる。このとき、電磁駆動部60のコイル611への通電は停止されているので、可動コア63、及び可動コア63と一体のニードル67は第2スプリング68の付勢力により図1の右方向に移動する。したがって、ニードル67と吸入弁55とが当接し、吸入弁55は開弁状態を維持する。これにより、吸入室52から加圧室12に燃料が吸入される。
吸入行程では、プランジャ21の下降により可変容積室16の容積が減少する。したがって、可変容積室16の燃料は、筒状通路17、環状通路18、及び容積室通路19を経由してダンパ室40へ送り出される。ここで、大径部211と可変容積室16の断面積比は、概ね1:0.6であるため、加圧室12の容積の増加分と可変容積室16の容積の減少分の比も1:0.6となる。したがって、加圧室12が吸入する燃料の約60%が可変容積室16から供給され、残りの約40%が燃料入口から吸入される。これにより、加圧室12への燃料の吸入効率が向上する。
(2)調量行程
カムシャフトの回転によりプランジャ21がシリンダ孔11内を下死点から上死点に向かって上昇すると、加圧室12の容積が減少する。このとき、所定の時期まではコイル611への通電が停止されているので、第2スプリング68の付勢力によりニードル67と吸入弁55は図1の右方向に位置する。これにより、吸入室52は開放した状態が維持される。このため、加圧室12に一度吸入された低圧燃料が吸入室52へ戻される。したがって、加圧室12の圧力は上昇しない。
調量行程では、プランジャ21の上昇により可変容積室16の容積が増大する。したがって、ダンパ室40の燃料は、容積室通路19、環状通路18、及び筒状通路17を経由して可変容積室16へ流入する。このとき、加圧室12がダンパ室40側へ排出する低圧燃料の容積の約60%が、ダンパ室40から可変容積室16に流入する。
(3)加圧行程
プランジャ21がシリンダ孔11内を下死点から上死点に向かって上昇する途中の所定の時刻に、コイル611へ通電される。するとコイル611に発生する磁界により、固定コア62と可動コア63との間に磁気吸引力が発生する。この磁気吸引力が第2スプリング68の弾性力と第1スプリング57の弾性力との差より大きくなると、可動コア63とニードル67は固定コア62側(図1の左方向)へ移動する。これにより、吸入弁55に対するニードル67の押圧力が解除される。吸入弁55は、第1スプリング57の弾性力、及び加圧室12からダンパ室40側へ排出される低圧燃料の流れによって生ずる力により、シート部54側へ移動する。したがって、吸入弁55はシート部54に着座し、吸入室52が閉塞される。
吸入弁55がシート部54に着座した時から、加圧室12の燃料圧力は、プランジャ21の上死点に向かう上昇と共に高くなる。吐出弁部70において、上流側の燃料圧力が吐出弁装置80の吐出弁部材82に作用する力が、吐出弁部材82の下流側の燃料圧力が吐出弁部材82に作用する力及びスプリング83の付勢力の和よりも大きくなると、吐出弁部材82が開弁する。これにより、加圧室12で加圧された高圧燃料は吐出通路71を経由して燃料出口72から吐出される。
なお、加圧行程の途中でコイル611への通電が停止される。加圧室12の燃料圧力が吸入弁55に作用する力は、第2スプリング68の付勢力より大きいので、吸入弁55は閉弁状態を維持する。
以上のように、高圧ポンプ1は、(1)吸入行程、(2)調量行程、(3)加圧行程を繰り返し、エンジンに必要な量の燃料を加圧して吐出する。
コイル611へ通電するタイミングを早くすれば、調量行程の時間が短くなると共に、加圧行程の時間が長くなる。これにより、加圧室12から吸入室52へ戻される燃料が少なくなり、吐出通路71から吐出される燃料が多くなる。
一方、コイル611へ通電するタイミングを遅くすれば、調量行程の時間が長くなると共に、吐出行程の時間が短くなる。これにより、加圧室12から吸入室52へ戻される燃料が多くなり、吐出通路71から吐出される燃料が少なくなる。
このように、コイル611へ通電するタイミングを制御することで、高圧ポンプ1から吐出される燃料の量をエンジンが必要とする量に制御する。
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
本実施形態のプランジャストッパ31は、側壁313がシリンダ孔形成部14の嵌合孔151の内壁に嵌合することで、シリンダ孔形成部14の内壁側に取り付けられるため、筒状通路17と干渉しない。したがって、プランジャストッパが筒状通路17と干渉する形態に比べ、吸入行程において可変容積室16から容積室通路19に向かう燃料の流れや、調量行程において容積室通路19から可変容積室16に向かう燃料の流れに対し抵抗となることを防止することができる。
また、シリンダ孔形成部14の嵌合孔151は、シリンダ孔11の口元に嵌合孔151が段状に形成されるため、加工が容易である。さらに、プランジャストッパ31の側壁313を嵌合孔151の内壁に嵌合させる組み付け作業が容易である。よって、高圧ポンプ1の製造工程を低減し、歩留まりを向上させることができる。
さらに、本実施形態のプランジャストッパ31は、Oリング242の膨潤等による脱落を防止する押さえ部317を有しているため、他の部材に押さえ部の機能を持たせる必要がなく効率的である。
加えて、本実施形態のプランジャストッパ31は、プレス成形によって製造されることで、製造コストを低減することができる。
以下、上記実施形態と対比される複数の比較例のプランジャストッパについて、図5〜図16を参照して説明する。これらの比較例のプランジャストッパは、いずれもシリンダ孔形成部14に取り付けられプランジャ21の下降限を規制する点で上記実施形態と共通する。しかし、第1〜第4比較例については、プランジャストッパが、シリンダ孔形成部14の内壁側ではなく外壁側に取り付けられている点で上記実施形態と異なる。また、第5比較例については、プランジャストッパが、シリンダ孔形成部14の内壁側ではあるが嵌合孔でなく内リセスに取り付けられている点で上記実施形態と異なる。
以下の比較例の説明において、上記実施形態と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比較例)
図5に示す第1比較例のプランジャストッパ23は、特許文献1の図1、図2に第1実施形態として記載された形態に相当し、シリンダ孔形成部14の外壁面142の外周に形成された外リセス150に取り付けられることを特徴とする。
この例では、プランジャストッパ23の外壁部233の周方向の複数箇所(特許文献1では4箇所)に切り欠き部235が形成されている。そして、切り欠き部235によって分離された外壁部233に設けられた折れ曲がり部234が、それぞれ外リセス150に係合している。すなわち、切り欠き部235によって分離された外壁部233が「複数の係合部」として機能することで、プランジャストッパ23がシリンダ孔形成部14に取り付けられている。また、複数箇所に切り欠き部235が形成されることにより、シリンダ孔形成部14への取り付け時に、外壁部233が外側に広がるように変形させやすくなっている。
プランジャストッパ23の底壁231は、挿通穴239の周囲の部分がストッパ部232としてプランジャ21の段差面214に当接し、プランジャ21の下降を規制する。
また、第1比較例では、シールエレメント250に設けられた内鍔部251が、Oリング242の膨潤等による脱落を防止する押さえ部として機能する。
第1比較例では、プランジャストッパ23の外壁部233が筒状通路17と干渉するため、燃料流に対して抵抗となり得る。
(第2比較例)
図6〜図8に示す第2比較例のプランジャストッパ32は、シリンダ孔形成部14の外壁面142に設けられた突起部152に取り付けられることを特徴とする。
この例では、シリンダ孔形成部14の外壁面142の周方向に6箇所の突起部152が設けられている。また、プランジャストッパ32の側壁323には、突起部152に対応する6箇所の窓部324が形成されている。なお、突起部及び窓部の数は、6箇所に限らず、いくつでもよい。
側壁323を外側に変形させて広げつつ、突起部152が窓部324に嵌り込むように押し込むことで、プランジャストッパ32をシリンダ孔形成部14に取り付ける。このとき、プランジャストッパ32の底壁321とシリンダ端部141との間に間隔hを確保した位置で取り付けられる。
プランジャストッパ32の底壁321は、挿通穴329の周囲の部分がストッパ部322としてプランジャ21の段差面214に当接し、プランジャ21の下降を規制する。また、底壁321の外縁部は側壁323よりも外径が広がっており、Oリング242の膨潤等による脱落を防止する押さえ部327として機能する。
プランジャストッパ32の側壁323には、窓部324よりも底壁321側であって、底壁321とシリンダ端部141との間隔hに対応する位置に、燃料通路326が形成されている。
このように、プランジャストッパがシリンダ孔形成部14の外壁面142に取り付けられる場合、第1比較例のように外リセス150に限らず、第2比較例のように突起部152に取り付けられてもよい。
第2比較例では、プランジャストッパ32の側壁323及びシリンダ孔形成部14の突起部152が筒状通路17と干渉するため、燃料流に対して抵抗となり得る。
(第3比較例)
図9、図10に示す第3比較例のプランジャストッパ33は、シリンダ孔形成部14の外壁面142に設けられた外リセス153に取り付けられ、また、側壁333が「一つの係合部」として外リセス153に係合することを特徴とする。
この例では、シリンダ孔形成部14の外壁面142の外周に外リセス153が形成されている。また、プランジャストッパ33の側壁333は、周方向に1箇所の切り欠き部335が形成されており、平面視でC形を呈している。C形の側壁333の上縁部には、径内方向に曲がる爪部334が設けられている。外リセス153の高さ寸法は、爪部334の高さ寸法に対し、わずかに大きく形成されている。
側壁323を外側に変形させて広げつつ、爪部334が外リセス153に嵌り込むように押し込むことで、プランジャストッパ33をシリンダ孔形成部14に取り付ける。このとき、爪部334は外リセス153に対し高さ方向の位置が規制される。また、プランジャストッパ33の底壁331とシリンダ端部141との間に間隔hを確保した位置で取り付けられる。
プランジャストッパ33の底壁331は、挿通穴339の周囲の部分がストッパ部332としてプランジャ21の段差面214に当接し、プランジャ21の下降を規制する。また、底壁331の外縁部は側壁333よりも外径が広がっており、Oリング242の膨潤等による脱落を防止する押さえ部337として機能する。
プランジャストッパ33の側壁333には、底壁331とシリンダ端部141との間隔hに対応する位置に、燃料通路336が形成されている。
このように、シリンダ孔形成部14の外壁面142に係合する係合部は、第1比較例のように複数に限らず、第3比較例のように単数であってもよい。また、爪部334は、高さ方向の位置決めが可能な程度に外リセス153に係合すればよく、径内方向に押圧される必要はない。
第3比較例では、プランジャストッパ33の側壁333が筒状通路17と干渉するため、燃料流に対して抵抗となり得る。
(第3比較例の変形例)
図11、図12に示す第3比較例の変形例のプランジャストッパ33Aは、第3比較例のプランジャストッパ33に対し、爪部334、334Aが二段に設けられている。
この例では、シリンダ孔形成部14の外壁面142の外周に形成された二段の外リセス153、153Aに対し、プランジャストッパ33の側壁333に設けられた爪部334、334Aがそれぞれ嵌り込んでいる。それ以外の点は、第3比較例と同様である。
なお、爪部及び外リセスが三段以上の構成としてもよい。
(第4比較例)
図13〜図15に示す第4比較例のプランジャストッパ39は、シリンダ孔形成部14の外壁面142に設けられた外リセス159に複数の側壁393が係合することでシリンダ孔形成部14に取り付けられること、また、底壁の台上面391とストッパ部392とが異なる高さに形成されることを特徴とする。
この例では、シリンダ孔形成部14の外壁面142の外周に外リセス159が形成されている。また、周方向に6箇所設けられた側壁393の上縁部には、径内方向に曲がる爪部394が設けられている。第3比較例とは異なり、外リセス159の高さ寸法は、爪部394の高さ寸法に対し、十分大きく形成されている。なお、側壁の数は、6箇所に限らず、いくつでもよい。
側壁393を外側に変形させて広げつつ、爪部394が外リセス159に嵌り込むように押し込むことで、プランジャストッパ39をシリンダ孔形成部14に取り付ける。このとき、底壁の台上面391がシリンダ端部141に当接することで、プランジャストッパ39は高さ方向に位置決めされる。
プランジャストッパ39の底壁は、挿通穴399の周囲の部分がストッパ部392としてプランジャ21の段差面214に当接し、プランジャ21の下降を規制する。また、外縁部は側壁393よりも外径が広がっており、Oリング242の膨潤等による脱落を防止する押さえ部397として機能する。
プランジャストッパ39には、側壁393の外壁と底壁の台内壁398とを貫通する燃料通路396が形成されている。
このように、第4比較例では、プランジャストッパ39の台上面391により高さ方向の位置決めがされるため、外リセス159に嵌り込んだ爪部394は、単に抜け止めとして機能すればよく、径内方向に押圧される必要はない。
第4比較例では、プランジャストッパ39の側壁393が筒状通路17と干渉するため、燃料流に対して抵抗となり得る。
(第5比較例)
図16に示す第5比較例のプランジャストッパ29は、特許文献1の図4に第2実施形態として記載された形態に相当し、シリンダ孔形成部14の内壁面143の内周に形成された内リセス155に取り付けられることを特徴とする。
プランジャストッパ29は、断面が略円形状の可撓性を有する紐状の部材であり、内側に変形させつつ、内リセス155に嵌り込むように組み付けられる。プランジャストッパ29は、内リセス16からシリンダ孔11の中心軸側にはみ出した部分がストッパ部292としてプランジャ21の段差面214に当接し、プランジャ21の下降を規制する。
また、第5比較例では、シールエレメント250に設けられた内鍔部251が、Oリング242の膨潤等による脱落を防止する押さえ部として機能する。
第5比較例のプランジャストッパ29は、筒状通路17と干渉する部分がないため、筒状通路17の燃料流に対し抵抗とはならない。しかし、製造上、内リセス155を加工する工程、及び、内リセス155にプランジャストッパ29を組み付ける工程が容易でない。したがって、製造工数が増大し、不良品の発生によって歩留まりが低下するおそれがある。
以上のとおり、第1〜第4比較例のプランジャストッパは、筒状通路17と干渉する部分が燃料流に対して抵抗となり得る。また、第5比較例のプランジャストッパは、製造工程が容易ではない。つまり、いずれの比較例も「燃料流に対して抵抗とならないこと」、及び、「製造工程が容易であること」の2つの要求を共に満足することができない。
それに対し、本発明の上記実施形態では、これら2つの要求に対する性能を両立させることができる。
(その他の実施形態)
(ア)上記実施形態のプランジャストッパ31は、底壁311の外縁部の外径が側壁313よりも広がるように形成され、Oリング242の膨潤等による脱落を防止する「押さえ部」としての機能を兼ね備えている。しかし、シールエレメント等の他の部品が押さえ部として機能する場合、プランジャストッパに押さえ部が形成されなくてもよい。
(イ)プランジャストッパは、プレス成形に限らず、切削加工等の工法によって製造されてもよい。
(ウ)高圧ポンプのプランジャ部以外の各部の構成は、上記実施形態に限定されない。例えば、ダンパ室40に、パルセーションダンパ44が設けられなくてもよい。吸入弁55は、上記実施形態のようにノーマリーオープン式でなくノーマリークローズ式であってもよい。また、ポンプボディ10に一体にシリンダ孔形成部14が形成されるのでなく、特許文献1の図16に第6実施形態として記載された形態のように、、ポンプボディ10に組み付けられた「別体のシリンダ形成部材」の一部にシリンダ孔形成部を含む構成としてもよい。
以上、本発明は、このような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において種々の形態で実施することができる。
1 ・・・高圧ポンプ、
11 ・・・シリンダ孔、 12 ・・・加圧室、
14 ・・・シリンダ孔形成部、 141 ・・・シリンダ端部、
151 ・・・嵌合孔、
21 ・・・プランジャ、
211 ・・・大径部、 213 ・・・小径部、 214 ・・・段差面、
24 ・・・燃料シール部材、
31 ・・・プランジャストッパ、
311 ・・・底壁、 312 ・・・ストッパ部、 313 ・・・側壁、
317 ・・・押さえ部。

Claims (4)

  1. 軸方向の一端に大径部(211)を有し、当該大径部との段差面(214)から軸方向の他端に延びる小径部(213)を有するプランジャと、
    燃料が加圧される加圧室(12)に連通し前記プランジャの前記大径部側の端部が前記加圧室に臨むように前記大径部を摺動可能に収容するシリンダ孔(11)、及び、前記加圧室と反対側の端部であるシリンダ端部(141)に開口し前記シリンダ孔より大径の嵌合孔(151)が形成されるシリンダ孔形成部(14)と、
    側壁(313)及び底壁(311)を含み、前記側壁が前記シリンダ孔形成部の前記嵌合孔の内壁に嵌合することで前記シリンダ孔形成部に取り付けられ、且つ、前記底壁のストッパ部(312)が前記プランジャの前記段差面に当接することで前記プランジャの移動を規制するプランジャストッパ(31)と、
    を備えることを特徴とする高圧ポンプ(1)。
  2. 前記プランジャストッパの前記側壁は、径外方向へ付勢する弾性力により前記嵌合孔の内壁に着脱可能に嵌合していることを特徴とする請求項1に記載の高圧ポンプ。
  3. 前記プランジャの前記小径部の外径をシールする燃料シール部材(24)を備え、
    前記プランジャストッパの前記底壁は、前記燃料シール部材が前記プランジャの前記大径部側へ脱落することを防止する押さえ部(317)を有していることを特徴とする請求項1または2に記載の高圧ポンプ。
  4. 前記プランジャストッパは、プレス成形によって製造されてい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高圧ポンプ。
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