JP2014163259A - 高圧燃料ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】ハウジング本体からシリンダ部材にプランジャ摺動面を変形させる力が働くのを抑制し、ポンプ寿命やポンプ効率を向上させ得る高圧燃料ポンプを提供する。
【解決手段】ポンプハウジングのハウジング本体２２が、プランジャを摺動させるシリンダ部材２１と、その一端部２１ａが嵌入されるとともにバルブユニット１４が結合された上ハウジング部材３２と、シリンダ部材２１が嵌入されるとともに上ハウジング部材３２に対しシリンダ部材２１の他端部２１ｂ側に配置された下ハウジング部材３３とを含み、上ハウジング部材３２は、シリンダ部材２１が嵌入された圧入穴３２ｈの下端側内周壁部３２ｉと、バルブユニット１４が結合された接続部材結合部３２ｆとを有する。そして、下端側内周壁部３２ｉと接続部材結合部３２ｆとの間には、圧入穴３２ｈの径方向で下端側内周壁部３２ｉと接続部材結合部３２ｆとを離間させる隙間３２ｇが形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、高圧燃料ポンプに関し、特にプランジャを摺動させるシリンダ部材がポンプハウジングのハウジング本体に嵌入されている高圧燃料ポンプに関する。

高圧燃料噴射を行う内燃機関において、ポンプハウジングのシリンダ内にプランジャを摺動可能に挿入し、プランジャの往復動によって燃料を吸入および吐出できるようにした高圧燃料ポンプが多用されている。また、ポンプハウジングのハウジング本体にシリンダ部材を圧入等により嵌入することで、ハウジング本体の加工を容易化するとともに、シリンダ内壁面の形状精度および耐久性を高めることが行われている。

そのような高圧燃料ポンプとしては、例えば互いに別体をなす単純形状の上下のハウジング部材およびカバー部材によりポンプハウジングのハウジング本体を構成することで、ポンプハウジングの駄肉を減らすようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−２１５１６４号公報

しかしながら、上述のような従来の高圧燃料ポンプでは、ハウジング本体の上ハウジング部材に吸入側および吐出側のバルブユニットが結合されたり、高圧燃料ポンプを内燃機関に取り付けるための取付フランジ部がハウジング本体のカバー部材もしくは下ハウジング部材と一体に設けられたりしていたため、次のような問題があった。

すなわち、吸入側および吐出側のバルブユニットがハウジング本体の上ハウジング部材にねじ締結や圧入等によって結合されると、シリンダ部材の軸方向の一部に、摺動面と垂直な方向である側圧方向に大きな力が加わってしまう。また、取付フランジ部からカバー部材や下フランジ部材にボルト締結に起因するモーメントが加わるため、カバー部材からバルブユニットに力が加わったり下ハウジング部材が歪んだりし易くなる。

そのため、特にバルブユニットが本来の取付け位置や取付け姿勢から変位し易くなり、プランジャを摺動させるシリンダ部材の内壁面が変形することで、プランジャの摺動抵抗の増加によってポンプ寿命の低下やポンプ効率の低下を招く虞があった。

そこで、本発明は、ポンプハウジングのハウジング本体からシリンダ部材の一部にプランジャ摺動面を変形させるような力が働くことを有効に抑制し、ポンプ寿命やポンプ効率を向上させることのできる高圧燃料ポンプを提供することを目的とする。

本発明に係る高圧燃料ポンプは、上記目的達成のため、（１）プランジャと、前記プランジャが摺動可能に挿入され、前記プランジャによる燃料の加圧が可能な燃料加圧室および該燃料加圧室に連通する燃料通路が形成されているポンプハウジングと、前記燃料通路を外部の通路に接続するよう前記ポンプハウジングに装着された配管接続部材と、を備えた高圧燃料ポンプであって、前記ポンプハウジングが、前記プランジャを摺動可能に案内するシリンダ部材と、前記シリンダ部材の一端部が嵌入されるとともに前記配管接続部材が結合された上ハウジング部材と、前記シリンダ部材が嵌入されるとともに前記上ハウジング部材に対して前記シリンダ部材の他端側に配置された下ハウジング部材と、を含み、前記上ハウジング部材は、前記シリンダ部材が嵌入された嵌入穴の下端側を形成する下端側内周壁部と、前記配管接続部材が結合された接続部材結合部と、を有し、前記下端側内周壁部と前記接続部材結合部との間には、前記嵌入穴の径方向で前記下端側内周壁部と前記接続部材結合部とを離間させる隙間が形成されていることを特徴とする。

この構成により、配管接続や取付け等に際し、上ハウジング部材の接続部材結合部側に対して下端側内周壁部とシリンダ部材との間の圧接力を高めるようなモーメントが入力されたとしても、隙間の存在により、下端側内周壁部が上ハウジング部材の接続部材結合部側から直接的にシリンダ部材に向かう圧接方向の力を受けることがなくなり、シリンダ部材の軸方向の一部に側圧方向の大きな力が加わってしまうことを有効に抑制できることになる。

本発明の高圧燃料ポンプにおいては、（２）前記配管接続部材が、前記燃料加圧室への燃料吸入通路を形成するとともに該燃料吸入通路を開閉する吸入バルブを内蔵する吸入バルブユニットと、前記燃料加圧室からの燃料吐出通路を形成するとともに該燃料吐出通路を開閉する吐出バルブを内蔵する吐出バルブユニットとのうち少なくとも一方によって構成されていてもよい。

この場合、吸入バルブユニットおよび吐出バルブユニットのうち少なくとも一方が予め組み付けられた高圧燃料ポンプとなり、その組付け時の結合力を十分に高めることができるとともに、そのバルブユニットに接続される外部の配管を簡素化できることになる。

本発明の高圧燃料ポンプにおいては、（３）前記配管接続部材が、前記吸入バルブユニットおよび前記吐出バルブユニットの双方によって構成され、前記吸入バルブユニットおよび前記吐出バルブユニットが、互いに同一軸線上に配置されていてもよい。

この場合、吸入バルブユニットおよび吐出バルブユニットが直線的に配置されるため、シリンダ部材の軸方向の特定部位にプランジャの側圧を過大にするような力が入力され易くなるが、それにもかかわらず、シリンダ部材の軸方向の一部に側圧方向の大きな力が加わってしまうことを有効に抑制できることになる。

本発明の高圧燃料ポンプにおいては、（４）前記ポンプハウジングが、前記上ハウジング部材を覆うとともに前記配管接続部材が貫通する貫通穴が形成されたカバー部材をさらに含み、前記ポンプハウジングの前記カバー部材と前記配管接続部材との間の環状隙間が閉止されるように、前記カバー部材と前記配管接続部材とが固着されていてもよい。

この場合、カバー部材から配管接続部材に力が作用すると、シリンダ部材の軸方向の特定部位でプランジャの側圧が大きくなるようなモーメントが入力され易くなるが、その場合も、隙間の存在により、下端側内周壁部が上ハウジング部材の接続部材結合部側から直接的にシリンダ部材に向かう圧接方向の力を受けることがなくなり、シリンダ部材の軸方向の一部に側圧方向の大きな力が加わってしまうことが有効に抑制される。

本発明の高圧燃料ポンプにおいては、（５）前記下ハウジング部材が、前記上ハウジング部材に嵌入された環状圧接部を有し、前記環状圧接部は、前記上ハウジング部材の前記嵌入穴の径方向で前記接続部材結合部に圧接するとともに、前記嵌入穴の軸方向で前記上ハウジング部材の前記下端側内周壁部に対向していてもよい。

この場合、上ハウジング部材がシリンダ部材の軸方向の一部に側圧方向の大きな力が加わる方向に変形するのを、下ハウジング部材の環状圧接部によって有効に抑制することができる。

本発明の高圧燃料ポンプにおいては、（６）前記環状圧接部は、前記上ハウジング部材の前記嵌入穴の径方向外方側で前記上ハウジング部材に圧接する一方、前記嵌入穴の径方向内方側で前記シリンダ部材に圧接していてもよい。

この場合、上ハウジング部材がシリンダ部材の軸方向の一部に側圧方向の大きな力が加わる方向に変形するのを、下ハウジング部材の環状圧接部によって効果的に抑制しつつ、シリンダ部材の軸方向の中間部を的確に保持できる。

本発明の高圧燃料ポンプにおいては、（７）前記上ハウジング部材の前記下端側内周壁部は、前記シリンダ部材に圧入嵌合する内周嵌合面を有しており、前記圧入嵌合面は、前記嵌入穴の軸方向一方側における前記隙間の最端位置よりも前記嵌入穴の軸方向他方側に位置するものであってもよい。

この場合、上ハウジング部材の下端側内周壁部の外周側の全域に及ぶ隙間が形成されることになり、シリンダ部材の軸方向の一部に側圧方向の大きな力が加わってしまうことがより有効に抑制される。

本発明の高圧燃料ポンプにおいては、（８）前記下ハウジング部材が、前記嵌入穴の軸方向一方側で前記上ハウジング部材に突き当てられるとともに、前記嵌入穴の軸方向他方側で前記シリンダ部材に突き当てられていてもよい。

この場合、上ハウジング部材および下ハウジング部材に対するシリンダ部材の嵌入深さ位置および嵌入範囲を安定させることができる。

本発明の高圧燃料ポンプにおいては、（９）前記隙間が、前記上ハウジング部材の前記下端側内周壁部の全周を取り囲む環状に形成されていてもよい。

この場合、上ハウジング部材に対して、複数の配管接続部材が軸線を交差させる方向に接続されたとしても、隙間が確実に存在することにより、下端側内周壁部が上ハウジング部材のいずれかの接続部材結合部側から直接的にシリンダ部材に向かう圧接方向の力を受けることがなく、シリンダ部材の軸方向の一部に側圧方向の大きな力が加わってしまうことが有効に抑制される。

本発明によれば、ポンプハウジングのハウジング本体からシリンダ部材の一部にプランジャ摺動面を変形させるような力が働くのを有効に抑制し、ポンプ寿命やポンプ効率を向上させることのできる高圧燃料ポンプを提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る高圧燃料ポンプの概略縦断面図である。 本発明の第１実施形態に係る高圧燃料ポンプの要部の部分拡大断面図である。 本発明の第１実施形態に係る高圧燃料ポンプをその燃料通路の中心軸線位置で見た横断面図である。 本発明の第１実施形態に係る高圧燃料ポンプをその燃料通路の中心軸線位置で見た上ハウジング部材およびシリンダ部材の結合部分の断面図である。 本発明の第２ないし第４実施形態に係る高圧燃料ポンプにおける下端側内周壁部と接続部材結合部との間の隙間形状を示す断面図であり、（ａ）はバルブユニットの幅方向全域に及ぶ一対の長い平行溝状の隙間形状とする第２実施形態を、（ｂ）はバルブユニットの幅方向における接続部材の結合範囲内に位置する一対の短い平行溝状の隙間形状とする第３実施形態を、（ｃ）はバルブユニットの幅方向における接続部材の結合範囲内に位置する一対の円弧溝状の隙間形状とする第４実施形態を、それぞれ示している。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

（第１実施形態）
図１および図２は、本発明の第１実施形態に係る高圧燃料ポンプを示している。

なお、本実施形態の高圧燃料ポンプは、車両に搭載される内燃機関、例えば気筒内直接燃料噴射が可能ないわゆる筒内噴射式あるいはデュアル噴射式の多気筒のガソリンエンジン（以下、単にエンジンという）に装備され、そのエンジンの燃料をプランジャにより高圧に加圧して吐出するものである。

図１に示す本実施形態の高圧燃料ポンプ１０は、その吸入側で、図示しない低圧燃料ポンプから燃料が供給される低圧燃料回路に配管接続されており、低圧燃料ポンプによって燃料タンク内から汲み上げられてフィード圧に加圧された燃料を吸入するようになっている。ここにいう低圧燃料ポンプは、例えばポンプインペラを駆動モータで回転駆動する電動式ポンプ等で構成されている。

また、高圧燃料ポンプ１０は、その吐出側でデリバリーパイプを介して複数の筒内噴射用のインジェクタに配管接続されており、デリバリーパイプに対して高圧の燃料を圧送するようになっている。ここにいうデリバリーパイプは、高圧燃料ポンプ１０から吐出される高圧の燃料を貯留し蓄圧するもので、前記エンジンの各気筒内直接燃料噴射（以下、筒内噴射という）用のインジェクタの開弁時に、そのインジェクタに高圧の燃料を分配・供給するようになっている。

図１に示すように、高圧燃料ポンプ１０は、略円柱状のプランジャ１１と、このプランジャ１１の一端側を軸方向に往復変位可能に保持するポンプハウジング１２と、ポンプハウジング１２に対しプランジャ１１の軸線と直交する径方向に向かって取り付けられた吸入バルブユニット１３および吐出バルブユニット１４と、を備えている。

プランジャ１１は、図１中の下方側で駆動カム１５に係合するとき、駆動カム１５の回転に伴って図１中の上下方向に往復移動するように、復帰ばね１６およびばね受け板１７を介して駆動カム１５側に付勢されるようになっている。この駆動カム１５は、少なくとも周方向の一箇所でそのリフト量が大きくなるカムプロフィール、例えば楕円形または角が丸められた多角形のカムプロフィールを有している。この駆動カム１５は、例えばエンジンの排気側か吸気側のカムシャフトＳｃに一体に装着されており、エンジンの動力により回転駆動される。

ポンプハウジング１２の基端側には、複数の取付ボルト穴１２ｈが形成された取付フランジ部１２ｆと、ヘッドカバー等に一体化されたポンプ取付ケースＣｖの取付穴部に嵌入される取付嵌合部１２ｅとが設けられており、ポンプハウジング１２は、複数の取付ボルト穴１２ｈに挿入された図示しない複数のボルトによってポンプ取付ケースＣｖに締結される。なお、プランジャ１１とポンプハウジング１２の間には、燃料シールおよびオイルシールを併有するシールユニット１８が介装されている。

ポンプハウジング１２は、プランジャ１１を摺動可能に案内するシリンダ部材２１と、このシリンダ部材２１を中心部に圧入嵌合させたハウジング本体２２とによって構成されている。そして、これらシリンダ部材２１およびハウジング本体２２により、プランジャ１１を介して燃料を加圧可能な燃料加圧室２３と、その燃料加圧室２３に連通する吸入側の燃料通路２４ａ（燃料吸入通路）および吐出側の燃料通路２４ｂ（燃料吐出通路）とが形成されている。

吸入側の燃料通路２４ａは、低圧燃料ポンプからの燃料を燃料加圧室２３に吸入させることができ、吐出側の燃料通路２４ｂは、燃料加圧室２３の内部で加圧された燃料を燃料加圧室２３からデリバリーパイプ側に吐出させることができるようになっている。

ハウジング本体２２は、吸入バルブユニット１３および吐出バルブユニット１４が図１中の左右方向に貫通するカップ状すなわち有底筒状のカバー部材３１と、カバー部材３１の内方に収納された上ハウジング部材３２と、取付フランジ部１２ｆや復帰ばね１６のばね受け部を有し、シリンダ部材２１とともにカバー部材３１の開口端を閉止する下ハウジング部材３３と、を含んで構成されている。

そして、シリンダ部材２１がハウジング本体２２の長手方向中央部に軸直角方向に圧入嵌合された状態で、これらカバー部材３１、上ハウジング部材３２および下ハウジング部材３３が一体的に結合されている。なお、カバー部材３１の下ハウジング部材３３への結合方法や、シリンダ部材２１の下ハウジング部材３３への結合方法としては、圧入やろう付け、ねじ結合等、任意の結合方法が採用できる。

ポンプハウジング１２の内部であって上ハウジング部材３２の周囲には、吸入ギャラリ室１２ｇが形成している。この吸入ギャラリ室１２ｇは、吸入側の燃料通路２４ａに連通する所定容積の室で、低圧側の燃料が貯留されるとともに図示しない公知のパルセーションダンパが収納されている。

吸入バルブユニット１３は、詳細を図示しないが、吸入側の燃料通路２４ａの途中に弁座１３ｃを形成する筒状の外筒部材１３ａと、その外筒部材１３ａ内に収納された吸入弁体１３ｂおよび弁ばね１３ｄとを備えている。そして、その外筒部材１３ａは、上ハウジング部材３２の吸入側の取付穴３２ａに嵌入されるかねじ結合され、その取付穴３２ａの内奥側の突当部３２ｂに突き当てられている。また、吸入弁体１３ｂは、弁ばね１３ｄによって例えば閉弁側に常時付勢されており、その前後に燃料加圧室２３側が低圧となる所定の開弁差圧が生じるときに開弁するようになっている。なお、吸入バルブユニット１３は、吸入弁体１３ｂを開弁操作することができるソレノイド等を実装したものであってもよいし、常開型の吸入弁体１３ｂをソレノイド等により閉弁させるものでもよい。

吐出バルブユニット１４は、図２に示すように、上ハウジング部材３２の吐出側の取付穴３２ｃにねじ結合された外筒部材１４ａと、外筒部材１４ａのねじ先端側から内方に圧入された内筒部材１４ｂとを有し、これら外筒部材１４ａおよび内筒部材１４ｂによって吐出側の燃料通路２４ｂの一部を形成している。また、外筒部材１４ａの内方には逆止弁機能を有する吐出弁体１４ｖが収納されており、吐出バルブユニット１４は、吐出側の燃料通路２４ｂを吐出弁体１４ｖによって開閉するようハウジング本体２２にねじ結合された流体制御ユニットとなっている。

吐出バルブユニット１４の外筒部材１４ａは、ハウジング本体２２にねじ結合するねじ結合部１４ｓを有しており、そのねじ結合部１４ｓの先端側で内筒部材１４ｂのフランジ部１４ｆを介して上ハウジング部材３２の取付穴３２ｃの内奥側の突当部３２ｄに突き当たるようになっている。

内筒部材１４ｂには、吐出側の燃料通路２４ｂの一部を形成するとともに吐出弁体１４ｖが係合および離脱することによって開閉される弁座１４ｗが形成されている。また、内筒部材１４ｂには、吐出弁体１４ｖを閉弁方向に常時付勢する弁ばね１４ｐが収納されている。さらに、内筒部材１４ｂの弁座１４ｗより下流側の部分は、外筒部材１４ａとともに吐出弁体１４ｖより下流側の高圧通路部分２４ｃの一部を画成している。

そして、吐出弁体１４ｖは、燃料加圧室２３から吐出される燃料の圧力が下流側の燃料圧力に対して所定の吐出弁開弁差圧（例えば数十ｋＰａの差圧）分だけ余計に加圧されたときに開弁する。すなわち、プランジャ１１が燃料加圧室２３の容積を減少させるよう図１中の上方側に変位するとき、燃料加圧室２３内の燃料が加圧され、吐出弁体１４ｖの前後に吐出弁開弁差圧以上の差圧が生じることにより、吸入弁の閉弁状態下で吐出弁体１４ｖが開弁方向に変位し得るようになっている。

このように、本実施形態の高圧燃料ポンプ１０は、シリンダ部材２１を有するとともに燃料加圧室２３、吸入側の燃料通路２４ａおよび吐出側の燃料通路２４ｂがそれぞれ形成されたポンプハウジング１２を備えており、そのハウジング本体２２を構成する上ハウジング部材３２に対して吸入バルブユニット１３および吐出バルブユニット１４が結合されている。

これら吸入バルブユニット１３および吐出バルブユニット１４は、互いに同一軸線上に直線的に配置されつつカバー部材３１を貫通するよう、カバー部材３１の一対の貫通穴３１ａ，３１ｂの内方にそれぞれ挿入されている。そして、カバー部材３１と吸入バルブユニット１３および吐出バルブユニット１４は、互いの間の環状隙間をそれぞれ気密的に閉止するように、略Ｌ字形断面の環状補助部材５１，５２を介した溶接結合により互いに固着されている。

本発明にいうバルブユニットは、吸入バルブユニット１３および吐出バルブユニット１４のうち、上ハウジング部材３２を介してシリンダ部材２１の近傍に歪みを生じさせるモーメント等の発生が予測される少なくとも一方側のバルブユニットで構成される。また、そのバルブユニットは、吸入弁や吐出弁以外の弁、例えば吐出燃料圧力の上限を規定するリリーフ弁１４ｒ（図２参照）を内蔵するものであってもよいし、他の流体制御要素を内蔵するものであってもよい。また、吸入弁または吐出弁を内蔵するバルブユニットに、リリーフ弁その他の流体制御要素が併せて組み込まれてもよい。なお、リリーフ弁は、吐出弁より十分に高設定圧の逆止弁機能を有し、吐出弁をバイパスするバイパス通路に吐出弁とは逆向きに設置される。

カバー部材３１は、吸入バルブユニット１３および吐出バルブユニット１４の共通の軸線に対し直交しつつ互いに平行に離間する少なくとも一対の平行面、例えば４対の平行面３１ｆを外周側に有している。そして、カバー部材３１の貫通穴３１ａ，３１ｂは、吸入バルブユニット１３および吐出バルブユニット１４の共通の軸方向における上ハウジング部材３２の両端と平行をなす一対の平行面３１ｆ上に開口しており、カバー部材３１の両平行面３１ｆに対してこれらに対応する環状補助部材５１，５２が固着されている。

図１および図２に示すように、上ハウジング部材３２は、吸入バルブユニット１３が圧入結合された一端側の第１の接続部材結合部３２ｅと、吐出バルブユニット１４がねじ結合された他端側の第２の接続部材結合部３２ｆとを有している。

また、上ハウジング部材３２は、第１および第２の接続部材結合部３２ｅ，３２ｆの間に位置する長手方向中央部に、シリンダ部材２１の一端部２１ａが嵌入された中央の圧入穴３２ｈ(嵌入穴)と、その圧入穴３２ｈの下端側を形成する下端側内周壁部３２ｉとを有している。

図２に示す断面の近傍において、ハウジング本体２２によるシリンダ部材２１の圧入保持は、シリンダ部材２１の一端部２１ａが上ハウジング部材３２に対して圧入された図２中上方側の高さｈ０の嵌合範囲で強固に行われる。さらに、この圧入保持は、シリンダ部材２１の軸方向中央部２１ｃが上ハウジング部材３２に対して圧入された図２中の上下方向中央側の高さｈ１の嵌合範囲と、その軸方向中央部２１ｃが下ハウジング部材３３に対して圧入された図２中の下方側の高さｈ３の範囲とでも行われるようになっている。

そして、下端側内周壁部３２ｉと第１および第２の接続部材結合部３２ｅ，３２ｆとの間には、それぞれ圧入穴３２ｈの径方向において下端側内周壁部３２ｉと第１および第２の接続部材結合部３２ｅ，３２ｆとを離間させる所定形状の溝状の隙間３２ｇが形成されている。

図３中に破線で示すように、この隙間３２ｇは、上ハウジング部材３２の下端側内周壁部３２ｉの全周を取り囲む下向きの凹部、例えば環状溝として形成されているが、シリンダ部材２１を間に挟んで対向する一対の円弧溝状の隙間として形成されていてもよい。また、隙間３２ｇの断面形状は、矩形、Ｕ字形、Ｖ形その他の任意の断面形状とし得るし、全周で一定の断面形状である必要はない。

より具体的には、上ハウジング部材３２の下端側内周壁部３２ｉは、シリンダ部材２１に圧入嵌合する内周嵌合面Ｆ１と、隙間３２ｇを隔てて上ハウジング部材３２の接続部材結合部３２ｅ，３２ｆに対向する外側対向面Ｆ２とを有しており、図２に示すように、上端側を固定端とする片持ち梁状の断面形状をなしている。

また、下端側内周壁部３２ｉの内周嵌合面Ｆ１は、圧入穴３２ｈの軸方向一方側（図２中の上方側）における隙間３２ｇの高さ位置Ｈ１（最端位置）よりも圧入穴３２ｈの軸方向他方側（図２中の下方側）に位置している。

下ハウジング部材３３は、シリンダ部材２１が嵌入された中央の嵌入穴３３ａと、嵌入穴３３ａの周囲で上ハウジング部材３２の下部に嵌入された環状の凸形状をなす環状圧接部３３ｂとを有している。

この下ハウジング部材３３の嵌入穴３３ａは、上ハウジング部材３２の圧入穴３２ｈと略同一の穴径を有しており、例えば上ハウジング部材３２の圧入穴３２ｈよりもシリンダ部材２１に対する圧入代が小さくなっている。

下ハウジング部材３３の環状圧接部３３ｂは、上ハウジング部材３２に対してシリンダ部材２１の他端部２１ｂ側である図２中の下方側に配置されており、上ハウジング部材３２の接続部材結合部３２ｅ，３２ｆに対して径方向の内方側から圧接するとともに、圧入穴３２ｈの軸方向で上ハウジング部材３２の下端側内周壁部３２ｉに対向している。

そして、環状圧接部３３ｂの外周面３３ｃ側（圧入穴３２ｈの径方向外方側）では、環状圧接部３３ｂが接続部材結合部３２ｅ，３２ｆの下端側の内壁面部３２ｊ，３２ｋに圧接し、一方、環状圧接部３３ｂの内周面３３ｄ側（圧入穴３２ｈの径方向内方側）では、環状圧接部３３ｂがシリンダ部材２１に圧接している。

また、下ハウジング部材３３は、図２中の上方側で段付状に形成されて、環状圧接部３３ｂの上面および径方向外側でそれぞれ上ハウジング部材３２に突き当てられるとともに、図２中の下方側でシリンダ部材２１の拡径部２１ｆに突き当てられている。

下ハウジング部材３３は、また、内周側の上端部に環状圧接部３３ｂを有するとともに外周側の下端部に取付嵌合部１２ｅを有する内側環状部材３５と、この内側環状部材３５を取り囲むとともに外周側に取付フランジ部１２ｆを有する外側環状部材３６と、によって構成されている。

シリンダ部材２１およびハウジング本体２２の間の嵌合は、吸入側および吐出側の燃料通路２４ａ，２４ｂに近接する近接領域Ｚの内方では、図２および図４に示すような隙間嵌めとなっているか、あるいは、いわゆるしっくり嵌合状態や相対的に弱い締まり嵌めとなっている。一方、近接領域Ｚの外方では、シリンダ部材２１およびハウジング本体２２の間の嵌合は、相対的に強い締まり嵌めとなっている。

すなわち、シリンダ部材２１およびハウジング本体２２は、図３中の左右の近接領域Ｚの範囲内では、嵌合がゆるい弱嵌合状態となり、左右の近接領域Ｚの範囲外では、互いに径方向に圧接するようきつく嵌合した強嵌合状態となるように、嵌合条件が設定されている。両図中においては、近接領域Ｚ内におけるシリンダ部材２１およびハウジング本体２２の嵌合隙間を誇張して示している。

なお、吸入バルブユニット１３および吐出バルブユニット１４は、上ハウジング部材３２にねじ結合されていてもよいし、他の結合方法で一体的に結合されていてもよく、一部品として一体形成されていてもよい。また、吐出バルブユニット１４の外筒部材１４ａの一端側の外周には、ねじ締結時に工具を係合させるための係合部、例えば６角形に拡径された工具係合部１４ｈｘが設けられているとともに、図示しない配管接続用のねじ部等が設けられている。

次に、作用を説明する。

上述のように構成された本実施形態の高圧燃料ポンプ１０においては、吸入バルブユニット１３や吐出バルブユニット１４がカバー部材３１に溶接されたり、ポンプハウジング１２の取付フランジ部１２ｆがボルトにより締結固定されたりする。そのため、上ハウジング部材３２の接続部材結合部３２ｅ，３２ｆには、吸入バルブユニット１３や吐出バルブユニット１４をそれらの取付け姿勢から傾けるようなモーメントや、シリンダ部材２１の軸方向の一部に側圧方向の力を加えるような各種応力が発生し得る。

また、吸入バルブユニット１３や吐出バルブユニット１４を介した燃料配管の接続時やエンジンの運転中における外力や加振力等によっても、上ハウジング部材３２の接続部材結合部３２ｅ，３２ｆに対して下端側内周壁部３２ｉとシリンダ部材２１との間の圧接力を高める方向にモーメントや各種応力が発生し得る。

そして、それらモーメントや各種応力がシリンダ部材２１に伝達されると、シリンダ部材２１の軸方向の一部に側圧方向の大きな力が加わってしまい、プランジャ１１を摺動可能に案内するシリンダ部材２１の内周面２１ｉに歪が生じる可能性がある。

しかし、本実施形態においては、上ハウジング部材３２における下端側内周壁部３２ｉと接続部材結合部３２ｅ，３２ｆとの間に環状溝形状の隙間３２ｇが存在することから、下端側内周壁部３２ｉが上ハウジング部材３２の接続部材結合部３２ｅ，３２ｆ側から直接的にシリンダ部材２１に向かう圧接方向の大きな力を受けることがない。

しかも、吸入バルブユニット１３や吐出バルブユニット１４を取付け姿勢から傾けるようなモーメントが入力されるとき、上ハウジング部材３２の接続部材結合部３２ｅ，３２ｆは、隙間３２ｇの形成範囲（図２中の高さ位置Ｈ１と高さ位置Ｈ２の間の高さ区間）よりも下方側である図２中の高さｈ２の範囲内に位置する内壁面部３２ｊ，３２ｋにて、下ハウジング部材３３の環状圧接部３３ｂの外周面３３ｃに圧接している。さらに、シリンダ部材２１に圧接嵌合する下ハウジング部材３３の内周面３３ｄの形成範囲は、図２中の高さｈ２の範囲よりさらに下方側の高さｈ３の範囲に拡大されている。なお、高さｈ３は、図２中のシリンダ部材２１のフランジ状の拡径部２１ｆの上面高さ位置Ｈ３から下ハウジング部材３３の上面高さ位置Ｈ２までの高さであり、下ハウジング部材３３の内周面３３ｄの高さと略同一である。

したがって、前記モーメントの中心からの距離が小さい範囲内においては、シリンダ部材２１の軸方向の一部に側圧方向の大きな力が加わってしまうことがなく、図２中の高さ位置Ｈ２より下方側まで中心からの距離が大きくなる広い範囲内では、前記モーメントに起因してシリンダ部材２１に加わる圧接方向の力が十分に低下することになる。

また、本実施形態の高圧燃料ポンプ１０では、配管接続部材として、吸入弁体１３ｂおよび吐出弁体１４ｖを内蔵する吸入バルブユニット１３および吐出バルブユニット１４のうち少なくとも一方が予め組み付けられているので、その組付け時の結合力を十分に高めることができるとともに、そのバルブユニット１３または１４に接続される外部の配管を簡素化できることになる。

さらに、本実施形態では、配管接続部材である吸入バルブユニット１３および吐出バルブユニット１４が互いに同一軸線上に配置されているので、従来であれば、シリンダ部材２１の軸方向の特定部位にプランジャ１１の側圧を過大にするような力が入力され得るところである。しかし、本実施形態では、上述の環状溝形状の隙間３２ｇが存在することから、シリンダ部材２１の軸方向の一部に側圧方向の大きな力が加わってしまうことを有効に抑制できる。

特に、本実施形態では、ポンプハウジング１２がカバー部材３１をさらに含み、そのカバー部材３１と吸入バルブユニット１３および吐出バルブユニット１４とが溶接により固着されているため、カバー部材３１から吸入バルブユニット１３や吐出バルブユニット１４に対しても前述のモーメントや各種応力が入力され得ることになる。しかし、下端側内周壁部３２ｉと上ハウジング部材３２の接続部材結合部３２ｅ，３２ｆの間の隙間３２ｇの存在により、下端側内周壁部３２ｉが直接的にシリンダ部材２１に向かう圧接方向の力を受けることがない。

加えて、本実施形態では、下ハウジング部材３３の環状圧接部３３ｂが上ハウジング部材３２の接続部材結合部３２ｅ，３２ｆに径方向内側から圧接しているので、上ハウジング部材３２の変形によって軸方向の一部に側圧方向の大きな力が加わるのを、下ハウジング部材３３によって十分に軽減し、有効に抑制することができる。

しかも、その下ハウジング部材３３の環状圧接部３３ｂは、圧入穴３２ｈの径方向内方側ではシリンダ部材２１に十分な面積で圧接しているので、シリンダ部材２１の軸方向の一部に大きな力を加えてしまうような上ハウジング部材３２の変形を有効に抑制するだけでなく、シリンダ部材２１の軸方向の中間部を的確に保持できる。

また、上ハウジング部材３２の下端側内周壁部３２ｉにおける内周嵌合面Ｆ１が、圧入穴３２ｈの軸方向一方側（図２中の上方側）における隙間３２ｇの上端の高さ位置Ｈ１よりも圧入穴３２ｈの軸方向他方側（図２中の下方側）に位置するので、所要の圧接嵌合状態を確保しながらも、圧入穴３２ｈの下端側近傍でシリンダ部材２１に過大な側圧方向の力が加わってしまうことを有効に抑制できる。

さらに、下ハウジング部材３３が、図２中の上方側では上ハウジング部材３２に突き当てられ、図２中の下方側はシリンダ部材２１に突き当てられているので、上ハウジング部材３２および下ハウジング部材３３に対するシリンダ部材２１の嵌入深さ位置および嵌入範囲を安定させることができる。

また、上ハウジング部材３２の隙間３２ｇは上ハウジング部材３２の下端側内周壁部３２ｉの全周を取り囲む環状に形成されているので、上ハウジング部材３２に対して吸入バルブユニット１３および吐出バルブユニット１４や他の配管接続部材が互いに軸線を交差させる方向に接続されたとしても、下端側内周壁部３２ｉとそれらの接続部材結合部３２ｅ，３２ｆ等の間に隙間３２ｇが確実に存在することになる。したがって、下端側内周壁部３２ｉが上ハウジング部材３２のいずれかの接続部材結合部３２ｅ，３２ｆ等側から直接的にシリンダ部材２１に向かう圧接方向の力を受けることがなく、シリンダ部材２１の軸方向の一部に側圧方向の大きな力が加わってしまうことが有効に抑制される。

このように、本実施形態においては、ポンプハウジング１２のハウジング本体２２からシリンダ部材２１の一部にプランジャ１１の摺動面を変形させるような力が働くのを有効に抑制することができる。その結果、ポンプ寿命やポンプ効率を向上させることのできる高圧燃料ポンプ１０を提供することができる。

（第２実施形態）
図５（ａ）は、本発明の第２実施形態に係る高圧燃料ポンプを示している。

なお、以下に説明する各実施形態は、上述の第１実施形態と略同様な全体構成を有する高圧燃料ポンプであり、そのポンプにおける下端側内周壁部と接続部材結合部との間の隙間形状が上述の第１実施形態とは相違するものである。したがって、以下の各実施形態については、上述の第１実施形態と略同様な構成部分については図１ないし図４に示した対応する構成要素の符号を用い、上述の第１実施形態との相違点についてのみ説明する。

図５（ａ）に示す第２実施形態の高圧燃料ポンプにおいては、第１実施形態における隙間３２ｇに代えて、同図中の上下方向である吸入バルブユニット１３および吐出バルブユニット１４の幅方向の全域に及ぶように、一対の長い平行溝状の隙間４２ｇが形状されている。

本実施形態においては、上ハウジング部材３２の下端側内周壁部３２ｉは、シリンダ部材２１に圧入嵌合する内周嵌合面Ｆ１と、下端側内周壁部３２ｉの周方向の二箇所で平行溝状の隙間４２ｇを隔てて上ハウジング部材３２の接続部材結合部３２ｅ，３２ｆに対向する一対の平行な外側対向面Ｆ２とを有するものとなっている。

したがって、本実施形態においても、下端側内周壁部３２ｉが上ハウジング部材３２の接続部材結合部３２ｅ，３２ｆ側から直接的にシリンダ部材２１に向かう圧接方向の大きな力を受けることがない。また、上ハウジング部材３２の接続部材結合部３２ｅ，３２ｆは、平行溝状の隙間４２ｇの形成範囲（図２中の高さ位置Ｈ１と高さ位置Ｈ２の間の高さ区間に相当する）よりも下方側で下ハウジング部材３３の環状圧接部３３ｂの外周面３３ｃに圧接しており、シリンダ部材２１に圧接嵌合する下ハウジング部材３３の内周面３３ｄの形成範囲は、図２中の高さｈ２の範囲よりさらに下方側の高さｈ３の範囲に拡大されている。

その結果、本実施形態においても、吸入バルブユニット１３や吐出バルブユニット１４を取付け姿勢から傾けるようなモーメント等が入力されるとき、ポンプハウジング１２のハウジング本体２２からシリンダ部材２１の一部にプランジャ１１の摺動面を変形させるような力が働くのを有効に抑制することができ、ポンプ寿命やポンプ効率を向上させることができる。

（第３実施形態）
図５（ｂ）に示す第３実施形態の高圧燃料ポンプにおいては、第１実施形態における隙間３２ｇに代えて、同図中の上下方向である吸入バルブユニット１３および吐出バルブユニット１４の幅方向の範囲内に位置するように、一対の短い平行溝状の隙間５２ｇが形状されている。なお、これら一対の隙間５２ｇに対応する溝の深さは、吸入バルブユニット１３および吐出バルブユニット１４の幅方向の中央側で深く、吸入バルブユニット１３および吐出バルブユニット１４の幅方向の両端側でそれぞれ浅くなっていてもよい。

本実施形態においては、上ハウジング部材３２の下端側内周壁部３２ｉは、シリンダ部材２１に圧入嵌合する内周嵌合面Ｆ１と、下端側内周壁部３２ｉの周方向の二箇所で短い平行溝状の隙間５２ｇを隔てて上ハウジング部材３２の接続部材結合部３２ｅ，３２ｆに対向する一対の平行な外側対向面Ｆ２と、を有するものとなっている。

したがって、本実施形態においても、図５（ａ）の場合と略同様に、下端側内周壁部３２ｉが上ハウジング部材３２の接続部材結合部３２ｅ，３２ｆ側から直接的にシリンダ部材２１に向かう圧接方向の大きな力を受けることがない。また、吸入バルブユニット１３や吐出バルブユニット１４を取付け姿勢から傾けるようなモーメント等が入力されるとき、ポンプハウジング１２のハウジング本体２２からシリンダ部材２１の一部にプランジャ１１の摺動面を変形させるような力が働くのを有効に抑制することができる。よって、本実施形態においても、上述の各実施形態と同様の効果が得られる。

（第４実施形態）
図５（ｃ）に示す第４実施形態の高圧燃料ポンプにおいては、第１実施形態における隙間３２ｇに代えて、同図中の上下方向である吸入バルブユニット１３および吐出バルブユニット１４の幅方向の範囲内に位置するように、一対の短い円弧状溝状の隙間６２ｇが形状されている。

本実施形態においては、上ハウジング部材３２の下端側内周壁部３２ｉは、シリンダ部材２１に圧入嵌合する内周嵌合面Ｆ１と、下端側内周壁部３２ｉの周方向の二箇所で円弧溝状の隙間６２ｇを隔てて上ハウジング部材３２の接続部材結合部３２ｅ，３２ｆに対向する一対の円弧断面の外側対向面Ｆ２と、を有するものとなっている。

したがって、本実施形態においても、図５（ａ）および図５（ｂ）の場合と略同様に、下端側内周壁部３２ｉが上ハウジング部材３２の接続部材結合部３２ｅ，３２ｆ側から直接的にシリンダ部材２１に向かう圧接方向の大きな力を受けることがない。また、吸入バルブユニット１３や吐出バルブユニット１４を取付け姿勢から傾けるようなモーメント等が入力されるとき、ポンプハウジング１２のハウジング本体２２からシリンダ部材２１の一部にプランジャ１１の摺動面を変形させるような力が働くのを有効に抑制することができる。よって、本実施形態においても、上述の各実施形態と同様の効果が得られる。

なお、上述の各実施形態においては、配管接続部材として吸入バルブユニット１３および吐出バルブユニット１４の双方をポンプハウジング１２のハウジング本体２２に組み付けるものとしたが、両バルブユニット１３、１４のうち少なくとも一方が予め組み付けられているか、あるいは、バルブを内蔵しない接続配管部材が、ハウジング本体２２に予め組み付けられてもよい。

また、本発明は、ハウジング本体２２がカバー部材３１を別体部品として容積の大きい吸入ギャラリ室１２ｇを形成するものに限定されないことはいうまでもなく、上ハウジング部材、あるいは、シリンダ部材が圧入されるハウジング本体の他のセグメントに吸入ギャラリ室１２ｇが形成される場合にも適用できる。勿論、カバー部材３１は、多角形や円筒面に限定されるものでなく、円筒形状の外周の一箇所を平面カットしたＤ字形の横断面や、円筒形状の外周の二箇所を平行に平面カットした小判形の横断面等を有するものであってもよいし、その接合面部分のみを外周面より内方に窪ませた凹形状を有するものであってもよい。

さらに、本発明の高圧燃料ポンプは、ガソリンを燃料とするものに限定されないことはいうまでもなく、他の燃料を用いるエンジンにも効果的に適用できる。

以上説明したように、本発明に係る高圧燃料ポンプは、ポンプハウジングのハウジング本体からシリンダ部材の一部にプランジャ摺動面を変形させるような力が働くのを有効に抑制し、ポンプ寿命やポンプ効率を向上させることのできる高圧燃料ポンプを提供することができる。このような本発明は、プランジャを摺動させるシリンダ部材がポンプハウジングのハウジング本体に嵌入されている高圧燃料ポンプ全般に有用である。

１０…高圧燃料ポンプ、１１…プランジャ、１２…ポンプハウジング、１２ｅ…取付嵌合部、１２ｆ…取付フランジ部、１２ｇ…吸入ギャラリ室、１２ｈ…取付ボルト穴、１３…吸入バルブユニット（バルブユニット、配管接続部材）、１３ａ…外筒部材、１３ｂ…吸入弁体、１３ｃ…弁座、１４…吐出バルブユニット（バルブユニット、配管接続部材）、１４ａ…外筒部材、１４ｂ…内筒部材、１４ｓ…ねじ結合部、１４ｖ…吐出弁体、１４ｗ…弁座、１５…駆動カム、１８…シールユニット、２１…シリンダ部材、２１ａ…一端部、２１ｂ…他端部、２１ｆ…拡径部、２１ｉ…内周面（プランジャ摺動面）、２２…ハウジング本体、２３…燃料加圧室、２４ａ…吸入側の燃料通路（燃料吸入通路、燃料通路）、２４ｂ…吐出側の燃料通路（燃料吐出通路、燃料通路）、３１…カバー部材、３１ａ，３１ｂ…貫通穴、３１ｆ…平行面、３２…上ハウジング部材、３２ｅ…第１の接続部材結合部（接続部材結合部）、３２ｆ…第２の接続部材結合部（接続部材結合部）、３２ｇ…隙間（環状溝）、３２ｈ…圧入穴（嵌入穴）、３２ｉ…下端側内周壁部、３２ｊ，３２ｋ…内壁面部、３３…下ハウジング部材、３３ａ…嵌入穴、３３ｂ…環状圧接部、３３ｃ…外周面、３３ｄ…内周面、３５…内側環状部材、３６…外側環状部材、Ｃｖ…ポンプ取付ケース、Ｆ１…内周嵌合面、Ｆ２…外側対向面、Ｈ１…高さ位置（最端位置）、Ｓｃ…カムシャフト、４２ｇ…隙間（平行溝）、５２ｇ…隙間（平行溝）、６２ｇ…隙間（円弧溝）

Claims (9)

1. プランジャと、前記プランジャが摺動可能に挿入され、前記プランジャによる燃料の加圧が可能な燃料加圧室および該燃料加圧室に連通する燃料通路が形成されているポンプハウジングと、前記燃料通路を外部の通路に接続するよう前記ポンプハウジングに装着された配管接続部材と、を備えた高圧燃料ポンプであって、
   前記ポンプハウジングが、前記プランジャを摺動可能に案内するシリンダ部材と、前記シリンダ部材の一端部が嵌入されるとともに前記配管接続部材が結合された上ハウジング部材と、前記シリンダ部材が嵌入されるとともに前記上ハウジング部材に対して前記シリンダ部材の他端側に配置された下ハウジング部材と、を含み、
   前記上ハウジング部材は、前記シリンダ部材が嵌入された嵌入穴の下端側を形成する下端側内周壁部と、前記配管接続部材が結合された接続部材結合部と、を有し、
   前記下端側内周壁部と前記接続部材結合部との間には、前記嵌入穴の径方向で前記下端側内周壁部と前記接続部材結合部とを離間させる隙間が形成されていることを特徴とする高圧燃料ポンプ。
2. 前記配管接続部材が、前記燃料加圧室への燃料吸入通路を形成するとともに該燃料吸入通路を開閉する吸入バルブを内蔵する吸入バルブユニットと、前記燃料加圧室からの燃料吐出通路を形成するとともに該燃料吐出通路を開閉する吐出バルブを内蔵する吐出バルブユニットとのうち少なくとも一方によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の高圧燃料ポンプ。
3. 前記配管接続部材が、前記吸入バルブユニットおよび前記吐出バルブユニットの双方によって構成され、
   前記吸入バルブユニットおよび前記吐出バルブユニットが、互いに同一軸線上に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の高圧燃料ポンプ。
4. 前記ポンプハウジングが、前記上ハウジング部材を覆うとともに前記配管接続部材が貫通する貫通穴が形成されたカバー部材をさらに含み、
   前記ポンプハウジングの前記カバー部材と前記配管接続部材との間の環状隙間が閉止されるように、前記カバー部材と前記配管接続部材とが固着されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちいずれか１の請求項に記載の高圧燃料ポンプ。
5. 前記下ハウジング部材が、前記上ハウジング部材に嵌入された環状圧接部を有し、
   前記環状圧接部は、前記上ハウジング部材の前記嵌入穴の径方向で前記接続部材結合部に圧接するとともに、前記嵌入穴の軸方向で前記上ハウジング部材の前記下端側内周壁部に対向していることを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちいずれか１の請求項に記載の高圧燃料ポンプ。
6. 前記環状圧接部は、前記上ハウジング部材の前記嵌入穴の径方向外方側で前記上ハウジング部材に圧接する一方、前記嵌入穴の径方向内方側で前記シリンダ部材に圧接していることを特徴とする請求項５に記載の高圧燃料ポンプ。
7. 前記上ハウジング部材の前記下端側内周壁部は、前記シリンダ部材に圧入嵌合する内周嵌合面を有しており、
   前記圧入嵌合面は、前記嵌入穴の軸方向一方側における前記隙間の最端位置よりも前記嵌入穴の軸方向他方側に位置することを特徴とする請求項６に記載の高圧燃料ポンプ。
8. 前記下ハウジング部材が、前記嵌入穴の軸方向一方側で前記上ハウジング部材に突き当てられるとともに、前記嵌入穴の軸方向他方側で前記シリンダ部材に突き当てられていることを特徴とする請求項５ないしは請求項７のうちいずれか１の請求項に記載の高圧燃料ポンプ。
9. 前記隙間が、前記上ハウジング部材の前記下端側内周壁部の全周を取り囲む環状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項８のうちいずれか１の請求項に記載の高圧燃料ポンプ。

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