JP2017133478A

JP2017133478A - ハウジング

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Publication number: JP2017133478A
Application number: JP2016016202A
Authority: JP
Inventors: 和正池田; Kazumasa Ikeda; 悠馬吉丸; Yuma Yoshimaru
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2016-01-29
Filing date: 2016-01-29
Publication date: 2017-08-03
Anticipated expiration: 2036-01-29
Also published as: JP6544255B2

Abstract

【課題】加振力が作用するハウジングの振動を抑制する。
【解決手段】加振力が作用する中空構造のハウジング１０は、軸直交断面形状が多角形の多角形部５２を備え、その多角形部５２は、軽量平板部Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８と、軽量平板部Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８よりも重い重量平板部Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７が、交互に環状に配置されている。これによると、多角形部５２に入力された振動が、多角形部５２の周方向に沿って伝播する間に減衰される。
【選択図】図３

Description

本発明は、加振力が作用するハウジングに関するものである。

従来、この種のハウジングを備える機器として、例えば特許文献１に記載された高圧ポンプがある。この特許文献１に記載された高圧ポンプは、プランジャにて燃料を加圧する加圧機構が、有底筒状のハウジング内に収容されている。また、加圧機構に燃料を供給する吸入通路を開閉する吸入弁、および、加圧機構から燃料を流出させる吐出通路を開閉する吐出弁が、ハウジングに接合されている。

ハウジングの筒部は、平板状の平板部が環状に配置されて、軸直交断面形状が多角形に形成されている。また、全ての平板部に２本の溝を形成して平板部の剛性を上げることにより、筒部の固有振動数を高周波側にずらし、溝がないハウジングの場合に共振が発生していた周波数帯域において振動を抑制するようにしている。

特開２０１４−５８８８０号公報

しかしながら、従来の高圧ポンプは、ハウジングの固有振動数を高周波側にずらすことはできるものの、ハウジングの振動レベルを十分に下げることができなかった。

本発明は上記点に鑑みて、加振力が作用するハウジングの振動を抑制することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、加振力が作用する中空構造のハウジングであって、軸直交断面形状が多角形の筒部（４１）を備え、筒部は、重さが異なる複数種類の平板状の平板部（Ｓ１〜Ｓ８）が環状に配置されて構成されている。

これによると、筒部に入力された振動が、筒部周方向に沿って伝播される間に減衰される。したがって、ハウジングの振動を抑制することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の一実施形態に係るハウジングを適用した高圧ポンプの構成を示す正面断面図である。図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。図１のハウジングの正面図である。図４のＶ−Ｖ線断面図である。ハウジングの多角形部の振動周波数と振動伝播量との関係を表す図である。一実施形態に係るハウジングの変形例を示す図４と同様の断面図である。

本発明の一実施形態について説明する。本実施形態に係る高圧ポンプは、内燃機関のインジェクタに燃料を供給するポンプである。

図１〜図３に示すように、高圧ポンプ１０は、固定部材１１、シリンダ２０、プランジャ３０、通路部材３５、ハウジング４０、吸入弁６０および吐出弁７０を備えている。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。

固定部材１１は、内燃機関の外壁に固定可能なフランジ部１２と、フランジ部１２から上方に突き出す円筒状のシリンダ保持部１３と、フランジ部１２から下方へ突き出す円筒状のエンジン嵌合部１４とを有している。

シリンダ２０は、有底筒状に形成され、底側端部２１が開口端部２２に対し上方に位置するように固定部材１１のシリンダ保持部１３を軸方向へ貫通している。シリンダ２０は、固定部材１１のシリンダ保持部１３に例えば圧入により固定されている。

プランジャ３０は、シリンダ２０の開口端部２２から当該シリンダ２０内部に挿入され、シリンダ２０の内壁により軸方向へ往復移動可能に支持されている。プランジャ３０の上端部３１は、シリンダ２０の底面２３との間に加圧室２４を区画形成している。プランジャ３０は、下端部３２に固定されたスプリングシート３３を介してスプリング３４により下方へ付勢されている。加圧室２４の容積は、プランジャ３０が下方へ移動すると大きくなり、プランジャ３０が上方へ移動すると小さくなる。なお、シリンダ２０およびプランジャ３０は、本発明の加圧機構を構成している。

通路部材３５は、プランジャ３０の軸方向に直交する方向へ長手状をなす直方体であり、長手方向の中央を短手方向へ貫通する収容孔３６と、収容孔３６から長手方向の一方に延びる吸入通路３７と、収容孔３６から長手方向の他方に延びる吐出通路３８とを有している。収容孔３６には、シリンダ２０の底側端部２１が例えば圧入により固定されている。吸入通路３７は、シリンダ２０の吸入孔２５を通じて加圧室２４に連通している。吐出通路３８は、シリンダ２０の吐出孔２６を通じて加圧室２４に連通している。

ハウジング４０は、ステンレス等の金属よりなり、筒部４１および底部４２を有する中空構造になっており、プランジャ３０が挿入されたシリンダ２０や通路部材３５を内部に収容している。筒部４１は、シリンダ２０の底側端部２１および通路部材３５を取り囲む筒状であり、下端部が固定部材１１のフランジ部１２に例えば溶接により固定されている。底部４２は、筒部４１の上端部を塞いでおり、筒部４１と一体に形成されている。筒部４１は、周方向位置が吸入通路３７と一致する第１取付孔４３と、周方向位置が吐出通路３８と一致する第２取付孔４４と、インレットパイプ４８が取り付けられた第３取付孔４５とを有している。

ハウジング４０と固定部材１１とは、燃料ギャラリ４６を区画形成している。燃料ギャラリ４６のうちハウジング４０の底部４２と通路部材３５との間には、燃料の圧力脈動を低減するためのパルセーションダンパ４７が設けられている。燃料ギャラリ４６にある燃料は、通路部材３５の連通孔３９および吸入通路３７を通じて加圧室２４に供給される。

吸入弁６０は、吸入通路３７を開閉可能な電磁弁であり、筒状ハウジング６１、吸入弁ボディ６２、吸入弁部材６３、スプリング６４、可動コア６５、固定コア６６およびコイル６７などを備えている。筒状ハウジング６１は、ハウジング４０の筒部４１の第１取付孔４３を挿通し、通路部材３５の吸入通路３７の内壁に例えばねじ締結により固定されている。筒状ハウジング６１とハウジング４０との隙間は、溶接により封止されている。

可動コア６５は、コイル６７が通電されると固定コア６６側に吸引され、吸入弁部材６３を吸入弁ボディ６２に着座させる。また、スプリング６４は、コイル６７が非通電となると吸入弁部材６３を吸入弁ボディ６２から離座させる。吸入弁部材６３は、吸入弁ボディ６２に着座すると吸入通路３７を閉じ、吸入弁ボディ６２から離座すると吸入通路３７を開ける。

吐出弁７０は、吐出通路３８を開閉可能であり、筒状ハウジング７１、吐出弁ボディ７２、吐出弁部材７３およびスプリング７５を備えている。筒状ハウジング７１は、ハウジング４０の筒部４１の第２取付孔４４を挿通し、通路部材３５の吐出通路３８の内壁に例えばねじ締結により固定されている。筒状ハウジング７１とハウジング４０との隙間は、溶接により封止されている。

吐出弁部材７３は、加圧室２４の燃料の圧力が所定値以上になると、当該燃料の圧力により吐出弁ボディ７２から離座する。また、スプリング７５は、加圧室２４の燃料の圧力が所定値を下回ると吐出弁部材７３を吐出弁ボディ７２に着座させる。吐出弁部材７３は、吐出弁ボディ７２から離座すると吐出通路３８を開け、吐出弁ボディ７２に着座すると吐出通路３８を閉じる。

次に、ハウジング４０の特徴構成を図２〜図５に基づき説明する。

ハウジング４０の筒部４１は、プランジャ３０の軸と平行に延びており、筒部４１の軸方向において底部４２側から順に第１円形部５１、多角形部５２、および第２円形部５３を有している。第１円形部５１および第２円形部５３は、筒部４１の軸心に直交する横断面形状（以下、軸直交断面形状という）が円形であり、多角形部５２は軸直交断面形状が多角形である。本実施形態では、多角形部５２は、軸直交断面形状が八角形であり、平板状の８つの平板部Ｓ１〜Ｓ８が含まれている。

ここで、図３、図５において、多角形部５２のうち第１取付孔４３が形成されている箇所を平板部Ｓ１とし、時計まわりに平板部Ｓ２、平板部Ｓ３、平板部Ｓ４、平板部Ｓ５、平板部Ｓ７、平板部Ｓ７、および平板部Ｓ８とする。

８つの平板部Ｓ１〜Ｓ８のうち、平板部Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６、およびＳ８は、軽量平板部であり、平板部Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５、およびＳ７は、軽量平板部Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８よりも重い重量平板部である。具体的には、重量平板部Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７の板厚を、軽量平板部Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８よりも厚くすることにより、重量平板部Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７を、軽量平板部Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８よりも重くしている。

そして、多角形部５２は、軽量平板部Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８と重量平板部Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７が、１つずつ交互に環状に配置されている。換言すると、多角形部５２は、隣接する１つの軽量平板部と１つの重量平板部が１つの基準配列パターンを構成し、その基準配列パターンが４組環状に配置されている。さらに換言すると、多角形部５２は、平板部Ｓ１〜Ｓ８の重さが周期的に異なっている。

吸入弁６０は、重量平板部Ｓ１に接合されている。また、吐出弁７０は、重量平板部Ｓ５に接合されている。

以上のように構成された高圧ポンプ１０では、吸入弁６０が吸入通路３７を開けているとき、加圧室２４の燃料はプランジャ３０が上昇しても加圧されず、吸入通路３７を経由して燃料ギャラリ４６に戻される。

一方、吸入弁６０が吸入通路３７を閉じているとき、加圧室２４の燃料はプランジャ３０が上昇すると加圧され、圧力が所定値以上になると吐出弁７０を押し開けて外部に吐出される。

高圧ポンプ１０の作動中、吸入弁６０が吸入通路３７を開閉する際に、吸入弁６０を加振源として吸入弁６０が接合された重量平板部Ｓ１に振動が入力され、ハウジング４０に振動が伝播する。そして、ハウジング４０から音が放射される。また、ハウジング４０の振動がフランジ部１２や吐出弁７０に伝播し、フランジ部１２や吐出弁７０から音が放射される。

ここで、本実施形態のように、重さが異なる平板部を環状に配置した多角形部５２の場合、重量平板部Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７および軽量平板部Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８のうち一方の平板部が振動しにくい周波数帯があったり、重量平板部Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７および軽量平板部Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８のいずれも振動しにくい周波数帯があることが判明した。

そして、上記構成になる高圧ポンプ１０において、重量平板部Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７の板厚を３ｍｍ、軽量平板部Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８の板厚を２ｍｍに設定し、平板部Ｓ１〜Ｓ８のうち任意の平板部に所定の振幅の振動を与えた場合の、ハウジング４０の多角形部５２の振動周波数と振動伝播量との関係は、図６に示すようになる。

なお、振動を与えられた平板部の振幅を入力振幅とし、振動を与えられた平板部から振動が多角形部５２を一周して伝播された平板部の振幅を出力振幅とした場合、振動伝播量＝出力振幅／入力振幅である。

図６に示すように、全周波数域で振動伝播量が小さくなること、すなわち、振動が減衰されることが確認された。特に、略１０ｋＨｚ〜略１６ｋＨｚの特定の周波数帯では、振動伝播量が特に小さくなることが確認された。

また、振動伝播量が特に小さくなる周波数帯は、平板部Ｓ１〜Ｓ８の板厚が大になるほど高周波側に移動することが確認された。さらに、重量平板部Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７の板厚をＴ１とし、軽量平板部Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８の板厚をＴ２としたとき、板厚比（＝Ｔ１／Ｔ２）が大になるほど、換言すると重量比が大になるほど、振動伝播量が小さくなることが確認された。

なお、振動伝播量が特に小さくなる周波数帯のうち、低周波数域では軽量平板部Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８が振動しにくく、高周波数域では重量平板部Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７が振動しにくく、中間周波数域では重量平板部Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７および軽量平板部Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８のいずれも振動しにくい。

また、重量平板部Ｓ５に吐出弁７０が接合されているため、重量平板部Ｓ５の実質的な重量が増加している。これにより、重量平板部Ｓ５の実質的な重量と軽量平板部Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８との重量比が大になり、重量平板部Ｓ５に吐出弁７０が接合されていない場合よりも振動伝播量が小さくなる。

以上述べたたように、本実施形態によると、ハウジング４０の多角形部５２に入力された振動が、筒部４１の周方向に沿って伝播する間に減衰される。したがって、ハウジング４０の振動に起因した騒音の発生を抑制することができる。

なお、上記実施形態においては、重量平板部Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７の板厚を、軽量平板部Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８よりも厚くすることにより、重量平板部Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７を、軽量平板部Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８よりも重くしたが、図７に示す変形例のように、重量平板部Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７における筒部４１周方向の長さＬ１を、軽量平板部Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８における筒部４１周方向の長さＬ２よりも長くすることにより、重量平板部Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７を、軽量平板部Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８よりも重くしてもよい。

また、上記実施形態においては、隣接する１つの軽量平板部と１つの重量平板部を基準配列パターンとしたが、基準配列パターンは、軽量平板部と重量平板部が所定の順序で配置されていればよい。例えば、複数の軽量平板部と１つの重量平板部が所定の順序で配置されたものを基準配列パターンとしてもよいし、１つの軽量平板部と複数の重量平板部が所定の順序で配置されたものを基準配列パターンとしてもよい。

（他の実施形態）
上記実施形態では、本発明のハウジングを高圧ポンプに適用したが、本発明のハウジングは、内燃機関を始動するためのスタータモータのハウジングに適用することができる。

ところで、内燃機関を始動するためのスタータモータにおいては、スタータモータのピニオンギヤが内燃機関のリングギヤに噛み合う際の衝撃によりスタータモータのハウジングが振動し、ハウジングから音が放射される。また、ハウジングの振動が内燃機関に伝播し、内燃機関から音が放射される。そこで、本発明のハウジングをスタータモータのハウジングに適用することにより、ハウジングの振動に起因した騒音の発生を抑制することができる。

また、上記実施形態では、本発明のハウジングを高圧ポンプに適用したが、本発明のハウジングは、電気回路を開閉するリレー（すなわち、電磁継電器）のハウジングに適用することができる。この場合、スイッチング作動時にリレーのハウジングが振動するが、そのハウジングの振動に起因した騒音の発生を抑制することができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

また、上記実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

また、上記実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。

また、上記実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。

（まとめ）
上記実施形態の一部で示された第１の観点によれば、加振力が作用する中空構造のハウジングは、軸直交断面形状が多角形の筒部を備え、筒部は、重さが異なる複数種類の平板状の平板部が環状に配置されて構成されている。

また、第２の観点によれば、平板部は、軽量平板部と、軽量平板部よりも重い重量平板部とを含み、筒部は、軽量平板部と重量平板部が所定の順序で配置された基準配列パターンが、複数個環状に配置されて構成されている。

また、第３の観点によれば、筒部は、軽量平板部と重量平板部が交互に環状に配置されて構成されている。

また、第４の観点によれば、軽量平板部と重量平板部は板厚が異なる。

また、第５の観点によれば、軽量平板部と重量平板部は、筒部周方向の長さが異なる。

また、第６の観点によれば、流体を加圧する加圧機構を内部に収容するとともに、加圧機構にて加圧した流体を流出させる吐出通路を開閉する吐出弁が接合されるハウジングであって、吐出弁は、重量平板部に接合されている。

これによると、吐出弁が接合された重量平板部は実質的な重量が増加し、軽量平板部との重量比が大になり、重量平板部に吐出弁が接合されていない場合よりも振動伝播量が小さくなる。

４１筒部
Ｓ１〜Ｓ８平板部

Claims

加振力が作用する中空構造のハウジングであって、
軸直交断面形状が多角形の筒部（４１）を備え、
前記筒部は、重さが異なる複数種類の平板状の平板部（Ｓ１〜Ｓ８）が環状に配置されて構成されているハウジング。
前記平板部は、軽量平板部（Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８）と、前記軽量平板部よりも重い重量平板部（Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７）とを含み、
前記筒部は、前記軽量平板部と前記重量平板部が所定の順序で配置された基準配列パターンが、複数個環状に配置されて構成されている請求項１に記載のハウジング。
前記筒部は、前記軽量平板部と前記重量平板部が交互に環状に配置されて構成されている請求項２に記載のハウジング。
前記軽量平板部と前記重量平板部は板厚が異なる請求項２または３に記載のハウジング。
前記軽量平板部と前記重量平板部は、筒部周方向の長さが異なる請求項２または３に記載のハウジング。
流体を加圧する加圧機構（２０、３０）を内部に収容するとともに、前記加圧機構にて加圧した流体を流出させる吐出通路（３８）を開閉する吐出弁（７０）が接合されるハウジングであって、
前記吐出弁は、前記重量平板部に接合されている請求項２ないし５のいずれか１つに記載のハウジング。