JP2017198155A - 高圧ポンプ - Google Patents
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Abstract
Description
ハウジングは、加圧室を有している。
プランジャは、加圧室の容積を増減するよう移動し、加圧室内の燃料を加圧可能である。
燃料室形成部は、プランジャの径方向外側に設けられ、加圧室に連通する燃料室を形成している。
パルセーションダンパは、燃料室内に設けられ、燃料室内の燃料の圧力脈動を低減可能である。
吐出部は、加圧室で加圧された燃料を吐出する。
被固定部は、プランジャの径方向外側に設けられ、挿通穴部を有し、挿通穴部に対応して設けられる固定部材により内燃機関に固定される。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による高圧ポンプを図2、3に示す。
ハウジング10は、例えばステンレス等の金属により形成されている。ハウジング10は、ハウジング本体11、シリンダ部12、ホルダ支持部13を有している。
ハウジング本体11は、流入穴部101、穴部102、穴部105、吸入穴部106、吐出穴部109、穴部108を有している。
流入穴部101は、シリンダ部12の径方向外側において、ハウジング本体11の外壁から内側に略円筒状に凹むようにして形成されている。具体的には、ハウジング本体11の側壁、すなわち、ハウジング本体11の円筒面状の外壁から内側に向かって略円筒状に凹むようにして形成されている。
穴部105は、シリンダ部12の内側の空間と吐出穴部109とを接続するよう形成されている。
なお、プランジャ20の大径部201と小径部202との間の段差面とシール22との間には、プランジャ20の往復移動時に容積が変化する可変容積室104が形成されている。
燃料室形成部30は、板部31、筒部32、板部33、筒部34、支持部材35を有している。
板部31、筒部32、板部33、筒部34、支持部材35は、例えばステンレス等の金属により形成されている。
支持部材35は、燃料室300に設けられている。
燃料室形成部30は、筒部34がハウジング本体11の流入穴部101に嵌合するようハウジング10に設けられている。これにより、燃料室300と流入穴部101とは筒部34を経由して接続している。
燃料室形成部30は、例えば溶接によりハウジング本体11に固定されている。
インレット部26を筒部32に接続する場合、インレット部26の軸の方向は、燃料室形成部30周りに自由に設定することが可能になり、高圧ポンプ1の搭載自由度が向上する。
パルセーションダンパ40は、燃料室300内の燃圧の変化に応じて弾性変形することで、燃料の圧力脈動を低減可能である。
ストッパ54は、例えばステンレス等の金属により略円板状に形成され、外縁部が吸入穴部106の内壁に嵌合するよう、吸入弁52に対し加圧室107側に設けられている。ここで、ストッパ54の加圧室107側の面の外縁部は、シリンダ部12のシールホルダ21とは反対側の端面に当接している。また、ストッパ54の加圧室107とは反対側の外縁部は、吸入弁座部51の概念部に当接している。ストッパ54は、一方の面と他方の面とを接続する穴部を複数有している。
吸入弁52は、吸入弁座部51とストッパ54との間において往復移動可能に設けられている。吸入弁52は、一方の端面が吸入弁座511に当接可能である。吸入弁52は、吸入弁座511から離間、または、吸入弁座511に当接することで、吸入通路500を開閉可能である。すなわち、吸入弁52は、燃料室300と加圧室107との間を開閉可能である。
吸入弁52は、他方の端面がストッパ54に当接可能である。ストッパ54は、吸入弁52が当接したとき、吸入弁52の加圧室107側への移動を規制可能である。
ねじ止め部55は、例えばステンレス等の金属により略円筒状に形成されている。ねじ止め部55の外壁には、ねじ山が形成されている。また、吸入穴部106の内壁には、ねじ止め部55のねじ山に対応するねじ溝が形成されている。ねじ止め部55は、吸入穴部106のねじ溝に螺合するようにして設けられている。これにより、ねじ止め部55は、吸入弁座部51を経由してストッパ54を、シリンダ部12のシールホルダ21とは反対側の端面に押し付けている。つまり、吸入弁座部51およびストッパ54は、ねじ止め部55とシリンダ部12とにより挟み込まれるようにして固定されている。
なお、ねじ止め部55は、プランジャ20と同軸(軸Ax1)に設けられている。そのため、ねじ止め部55の螺合に伴う歪みがプランジャ20の摺動部に与える影響を小さくすることができる。
スプリング53は、例えばコイルスプリングであり、吸入弁52とストッパ54との間に設けられている。スプリング53は、吸入弁52を吸入弁座511側に付勢している。
可動コア63は、例えば磁性材料により略円筒状に形成され、ニードル62の他方の端部に設けられている。
筒部材64は、例えば非磁性材料により筒状に形成されており、可動コア63の径方向外側においてヨーク61の吸入弁部50とは反対側に設けられている。
固定コア65は、例えば磁性材料により形成され、筒部材64のヨーク61とは反対側に設けられている。
コイル67は、略円筒状に形成され、筒部材64および固定コア65の径方向外側に設けられている。
ヨーク68は、例えば磁性材料により有底筒状に形成され、コイル67を覆いつつ、開口部がヨーク61に当接するようにして設けられている。
吐出部70は、ハウジング本体11の吐出穴部109に設けられている。吐出部70は、吐出筒部71を有している。
吐出通路700には、吐出弁部80が設けられている。吐出弁部80は、吐出弁座部81、吐出弁82、スプリング83を有している。
スプリング83は、例えばコイルスプリングであり、吐出弁82を吐出弁座811側に付勢している。
2つの被固定部90は、それぞれ、挿通穴部900を有している。挿通穴部900は、軸Ax4がプランジャ20の軸Ax1に対し平行となるよう形成されている。
本実施形態では、被固定部90は、挿通穴部900に対応して設けられる固定部材としてのボルト91によりエンジンヘッド15に固定される。
また、燃料室形成部30は、外径d1が2つの挿通穴部900間の距離d2より大きい。なお、パルセーションダンパ40の外径d3は、2つの挿通穴部900間の距離d2よりやや小さい。
また、プランジャ20が上死点側に位置するときも、加圧室107と吸入弁52との間の流路を閉塞することがなく、燃料を加圧室107に効果的に吸入、および、加圧室107から効果的に排出することができる。
まず、図2に示すように、ハウジング10のホルダ支持部13をエンジンヘッド15の取付穴部150に挿し込む。このとき、被固定部90の挿通穴部900をエンジンヘッド15の固定穴部151に合わせる(図4参照)。続いて、ボルト91を挿通穴部900に挿通し、工具16によりボルト91を固定穴部151にねじ込む。これにより、被固定部90がエンジンヘッド15に固定され、高圧ポンプ1のエンジン9への取り付けが完了する。なお、本実施形態では、燃料室形成部30、インレット部26、吐出部70、コネクタ69等が軸Ax4および仮想筒状面VT1を避けた位置に設けられているため、工具16が干渉せず、ボルト91を容易にねじ込むことができる。
「吸入工程」
電磁駆動部60のコイル67への電力の供給が停止されているとき、吸入弁52は、スプリング66およびニードル62により加圧室107側へ付勢されている。よって、吸入弁52は、吸入弁座511から離間、すなわち、開弁している。この状態で、プランジャ20がカム5側に移動すると、加圧室107の容積が増大し、吸入通路500の吸入弁座511に対し加圧室107とは反対側の燃料は、加圧室107に吸入される。
なお、吸入工程において、燃料室300の燃料は流入穴部101に流入可能であり、流入穴部101の燃料は穴部102に流入可能であり、穴部102の燃料は環状空間103に流入可能であり、環状空間103の燃料は穴部105に流入可能であり、穴部105の燃料は隙間s1に流入可能であり、隙間s1の燃料は吸入通路500に流入可能であり、吸入通路500の燃料は加圧室107に流入可能である。
吸入弁52が開弁した状態で、プランジャ20がカム5とは反対側に移動すると、加圧室107の容積が減少し、加圧室107内の燃料は、吸入通路500の吸入弁座511に対し加圧室107とは反対側に戻される。調量工程の途中、コイル67に電力を供給すると、可動コア63がニードル62とともに固定コア65側に吸引され、吸入弁52が吸入弁座511に当接し閉弁する。プランジャ20がカム5とは反対側に移動するとき、吸入弁52を閉弁するタイミングを調整することで、加圧室107から吸入通路500側に戻される燃料の量が調整される。その結果、加圧室107で加圧される燃料の量が決定される。吸入弁52が閉弁することにより、燃料を加圧室107から吸入通路500側に戻す調量工程は終了する。
なお、調量工程において、加圧室107の燃料は吸入通路500に流出可能であり、吸入通路500の燃料は隙間s1に流出可能であり、隙間s1の燃料は穴部105に流出可能であり、穴部105の燃料は環状空間103に流出可能であり、環状空間103の燃料は穴部102に流出可能であり、穴部102の燃料は流入穴部101に流出可能であり、流入穴部101の燃料は燃料室300に流出可能である。
吸入弁52が閉弁した状態でプランジャ20がカム5とは反対側にさらに移動すると、加圧室107の容積が減少し、加圧室107内の燃料は、圧縮され加圧される。加圧室107内の燃料の圧力が吐出弁82の開弁圧以上になると、吐出弁82が開弁し、燃料が加圧室107から配管6側、すなわち、燃料レール7側に吐出される。
ハウジング10は、加圧室107を有している。
プランジャ20は、加圧室107の容積を増減するよう移動し、加圧室107内の燃料を加圧可能である。
燃料室形成部30は、プランジャ20の径方向外側に設けられ、加圧室107に連通する燃料室300を形成している。
パルセーションダンパ40は、燃料室300内に設けられ、燃料室300内の燃料の圧力脈動を低減可能である。
吐出部70は、加圧室107で加圧された燃料を吐出する。
被固定部90は、ハウジング10の外壁のプランジャ20の径方向外側に設けられ、軸Ax4がプランジャ20の軸Ax1に対し平行な挿通穴部900を有し、挿通穴部900に対応して設けられるボルト91によりエンジン9に固定される。
また、(4)本実施形態では、パルセーションダンパ40は、中空の円板状に形成されており、軸Ax3がプランジャ20の軸Ax1と交差する関係となるよう設けられている。
なお、本実施形態では、燃料室形成部30が、挿通穴部900の軸Ax4を、プランジャ20の径外方向に避けるようにしてプランジャ20の径方向外側に設けられているため、インレット部26を、挿通穴部900の軸Ax4を避けつつ燃料室形成部30に接続して設けるのが容易である。そのため、燃料室形成部30に対するインレット部26の接続位置および接続方向の自由度が向上する。
吸入弁部50は、加圧室107と燃料室300との間を開閉可能である。
電磁駆動部60は、通電されると吸入弁部50が加圧室107と燃料室300との間を開閉するよう吸入弁部50を駆動可能である。
電磁駆動部60は、挿通穴部900の軸Ax4、および、仮想筒状面VT1を避けた位置に設けられている。そのため、ボルト91により高圧ポンプ1の被固定部90をエンジン9に固定するときに使用する工具16が電磁駆動部60に干渉するのを抑制することができる。これにより、高圧ポンプ1のエンジン9への取り付けが容易になる。
また、(15)本実施形態では、電磁駆動部60は、通電のためのハーネス692が接続されるコネクタ69を有している。
コネクタ69は、挿通穴部900の軸Ax4、および、仮想筒状面VT1を避けた位置に設けられている。そのため、ボルト91により高圧ポンプ1の被固定部90をエンジン9に固定するときに使用する工具16がコネクタ69に干渉するのを抑制することができる。これにより、高圧ポンプ1のエンジン9への取り付けが容易になる。
本発明の第2実施形態による高圧ポンプの一部を図6に示す。第2実施形態では、被固定部90をエンジン9に固定する固定部材の構成が第1実施形態と異なる。
第2実施形態は、上述した点以外は、第1実施形態と同様である。
第2実施形態においても、第1実施形態と同様、種々の効果を奏することができる。
本発明の第3実施形態による高圧ポンプを図7に示す。燃料室形成部30の配置等が第1実施形態と異なる。
なお、本実施形態では、リリーフ弁の開弁時、加圧室107に比較的近い隙間s1に高圧の燃料を逃がす構成のため、例えば燃料室300に高圧の燃料を逃がす構成と比べ、配管4や燃料ポンプ3等、低圧の環境に設けられた部材に対する燃圧の影響を小さくすることができる。
図7に示すように、本実施形態では、リリーフ弁部85は、挿通穴部900の軸Ax4、および、仮想筒状面VT1を避けた位置に設けられている。
第3実施形態は、上述した点以外は、第1実施形態と同様である。
リリーフ弁部85は、吐出部70内の燃料の圧力が所定値以上になったとき、吐出部70内の燃料を吐出部70に対し加圧室107側へ逃がすことが可能である。これにより、吐出部70に接続される配管6の破損等を抑制することができる。
本発明の第4実施形態による高圧ポンプを図8に示す。第4実施形態は、リリーフ弁部85およびインレット部26の配置等が第3実施形態と異なる。
また、第4実施形態では、インレット部26は、ハウジング本体11の外壁に接続するよう設けられている。インレット部26の内側の空間は、例えばハウジング本体11の流入穴部101に連通している。
第4実施形態は、上述した点以外は、第3実施形態と同様である。
また、(10)本実施形態では、インレット部26は、挿通穴部900の軸Ax4、および、仮想筒状面VT1を避けた位置に設けられている。
また、(11)本実施形態では、リリーフ弁部85は、挿通穴部900の軸Ax4、および、仮想筒状面VT1を避けた位置に設けられている。そのため、ボルト91により高圧ポンプの被固定部90をエンジン9に固定するときに使用する工具16がインレット部26およびリリーフ弁部85に干渉するのを抑制することができる。これにより、高圧ポンプのエンジン9への取り付けが容易になる。
本発明の第5実施形態による高圧ポンプを図9に示す。第5実施形態は、電磁駆動部60およびインレット部26の配置等が第4実施形態と異なる。
インレット部26は、ハウジング本体11の外壁の電磁駆動部60と吐出部70との間に接続するようにして設けられている。
ここで、電磁駆動部60、コネクタ69、インレット部26は、挿通穴部900の軸Ax4、および、仮想筒状面VT1を避けた位置に設けられている。
第5実施形態は、第4実施形態で示したリリーフ弁部85を備えていない。
第5実施形態は、上述した点以外は、第4実施形態と同様である。
本発明の第6実施形態による高圧ポンプを図10に示す。第6実施形態は、電磁駆動部60の配置が第4実施形態と異なる。
第6実施形態は、上述した点以外は、第4実施形態と同様である。
本発明の第7実施形態による高圧ポンプを図11に示す。第7実施形態は、電磁駆動部60のコネクタ69の向きが第6実施形態と異なる。
第7実施形態は、上述した点以外は、第6実施形態と同様である。
本発明の第8実施形態による高圧ポンプを図12に示す。第8実施形態は、燃料室形成部30およびパルセーションダンパ40の大きさが第3実施形態と異なる。
第8実施形態では、燃料室形成部30は、外径d1が2つの挿通穴部900間の距離d2より大きい。また、パルセーションダンパ40の外径d3は、2つの挿通穴部900間の距離d2より大きい。
なお、燃料室形成部30およびパルセーションダンパ40の一部は、プランジャ20の軸Ax1を中心とし吐出部70の端部を通る仮想円筒面VT2の外側に位置している。
第8実施形態は、上述した点以外は、第3実施形態と同様である。
本発明の第9実施形態による高圧ポンプを図13に示す。第9実施形態は、ハウジング10および燃料室形成部30の構成等が第1実施形態と異なる。
第9実施形態では、シリンダ部12は、ハウジング本体11とは別体に形成されている。シリンダ部12は、略円筒状に形成され、外壁がハウジング本体11の内壁に嵌合するよう設けられている。
燃料室形成部30は、板部31は、筒部32とは別体に形成されている。筒部32は、板部33と一体に形成されている。板部31は、筒部32の筒部34とは反対側を塞ぐようにして設けられている。
第9実施形態は、上述した点以外は、第1実施形態と同様である。
本発明の第10実施形態による高圧ポンプを図14に示す。第10実施形態は、被固定部90の構成等が第1実施形態と異なる。
第10実施形態は、上述した点以外は、第1実施形態と同様である。
本発明の他の実施形態では、燃料室形成部30は、挿通穴部900の軸Ax4を避けた位置であれば、仮想筒状面VT1が通る位置に設けられていてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、挿通穴部900に対応して設けられる固定部材であれば、ボルト91またはナット92に限らず、どのような部材で被固定部90を固定することとしてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、燃料室形成部30の外径d1は、2つの挿通穴部900間の距離d2より小さくてもよい。
また、電磁駆動部60のコネクタ69は、高圧ポンプの車両への搭載スペースやハーネス692の位置等を考慮し、ハウジング本体11に対し、どのような方向を向くように設けられていてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、パルセーションダンパ40の内側の振動抑制部材41は省略してもよい。
また、本発明の他の実施形態では、燃料室形成部30は、ハウジング本体11と一体に形成されていてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、高圧ポンプを、車両のエンジン以外の装置等へ向けて燃料を吐出する燃料ポンプとして用いてもよい。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
Claims (15)
- 内燃機関(9)に取り付けられ、燃料を加圧し吐出し前記内燃機関に供給する高圧ポンプ(1)であって、
加圧室(107)を有するハウジング(10)と、
前記加圧室の容積を増減するよう移動し、前記加圧室内の燃料を加圧可能なプランジャ(20)と、
前記プランジャの径方向外側に設けられ、前記加圧室に連通する燃料室(300)を形成する燃料室形成部(30)と、
前記燃料室内に設けられ、前記燃料室内の燃料の圧力脈動を低減可能なパルセーションダンパ(40)と、
前記加圧室で加圧された燃料を吐出する吐出部(70)と、
前記プランジャの径方向外側に設けられ、挿通穴部(900)を有し、前記挿通穴部に対応して設けられる固定部材(91、92)により前記内燃機関に固定される被固定部(90)と、を備え、
前記燃料室形成部は、前記挿通穴部の軸(Ax4)を避けた位置に設けられている高圧ポンプ。 - 前記燃料室形成部は、前記挿通穴部の内壁を全て含む仮想筒状面(VT1)を避けた位置に設けられている請求項1に記載の高圧ポンプ。
- 前記固定部材は、前記挿通穴部に挿通され前記内燃機関に固定されること、または、前記挿通穴部に挿通された前記内燃機関の一部(152)に固定されることにより、前記被固定部を前記内燃機関に固定可能である請求項1または2に記載の高圧ポンプ。
- 前記パルセーションダンパは、中空の円板状に形成されており、前記パルセーションダンパの軸(Ax3)が前記プランジャの軸と交差する、または、ねじれの関係となるよう設けられている請求項1〜3のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
- 前記パルセーションダンパは、前記パルセーションダンパの軸が前記プランジャの軸と直交または直角にねじれるよう設けられている請求項4に記載の高圧ポンプ。
- 前記挿通穴部は、前記プランジャの軸を対称軸として線対称の関係となるよう複数設けられている請求項1〜5のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
- 前記燃料室形成部は、中空の円板状に形成されており、外径(d1)が複数の前記挿通穴部間の距離(d2)より大きい請求項6に記載の高圧ポンプ。
- 前記燃料室に連通し外部からの燃料を前記燃料室に導く筒状のインレット部(26)をさらに備え、
前記インレット部は、前記燃料室形成部に接続している請求項1〜7のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。 - 前記加圧室に連通し外部からの燃料を前記燃料室に導く筒状のインレット部(26)をさらに備え、
前記インレット部は、前記ハウジングに接続している請求項1〜7のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。 - 前記インレット部は、前記挿通穴部の軸(Ax4)を避けた位置に設けられている請求項8または9に記載の高圧ポンプ。
- 前記吐出部内の燃料の圧力が所定値以上になったとき、前記吐出部内の燃料を前記吐出部に対し前記加圧室側へ逃がすことが可能なリリーフ弁部(85)をさらに備え、
前記リリーフ弁部は、前記挿通穴部の軸(Ax4)を避けた位置に設けられている請求項1〜10のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。 - 前記加圧室と前記燃料室との間を開閉可能な吸入弁部(50)と、
通電されると前記吸入弁部が前記加圧室と前記燃料室との間を開閉するよう前記吸入弁部を駆動可能な電磁駆動部(60)と、をさらに備え、
前記電磁駆動部は、前記挿通穴部の軸(Ax4)を避けた位置に設けられている請求項1〜11のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。 - 前記電磁駆動部は、前記プランジャの軸上に設けられている請求項12に記載の高圧ポンプ。
- 前記電磁駆動部は、前記プランジャの径方向外側に設けられている請求項12に記載の高圧ポンプ。
- 前記電磁駆動部は、通電のためのハーネス(692)が接続されるコネクタ(69)を有し、
前記コネクタは、前記挿通穴部の軸(Ax4)を避けた位置に設けられている請求項12〜14のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
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