JP2023502655A - 内燃機関の燃料システム用の燃料高圧ポンプ - Google Patents

Abstract

内燃機関の燃料システム用の燃料高圧ポンプであって、ポンプハウジング（１２）と、このポンプハウジング（１２）内に配置された出口逆止弁（２０）とを備え、この出口逆止弁（２０）は、弁座部材（３０）と、弁部材（３２）と、この弁部材（３２）用の当接部材（３４）と、軸線方向に延在し、周方向で見て互いに離間させられた複数のガイドウェブ（５６）とを備え、これらのガイドウェブ（５６）は、弁部材（３２）を半径方向でガイドし、弁座部材（３０）と一体にまたは当接部材（３４）と一体に形成されている、燃料高圧ポンプにおいて、互いに隣り合ったガイドウェブ（５６）は、弁座部材（３０）または当接部材（３４）から突出した端部で結合部（６０）によって互いに結合されていることを特徴とする、燃料高圧ポンプ。

Description

本発明は、請求項１の前提部に記載の内燃機関の燃料システム用の燃料高圧ポンプに関する。

背景技術
例えば、独国特許出願公開第１０２０１４２０７１９４号明細書から、内燃機関の燃料システム用の燃料高圧ポンプが公知である。燃料高圧ポンプは、ピストンポンプである。ポンプピストンの運動時に、燃料は、出口逆止弁を通って高圧領域へと吐出される。出口逆止弁は、燃料が高圧領域から再び圧送室へと流れ戻ることを防ぐ機能を有している。同時に出口逆止弁は、燃料が圧送室から高圧領域へと流れることを実現しなければならない。出口逆止弁の弁部材は、通常は弁ボールであり、この弁ボールが、閉じた状態では、弁座部材の弁座に接触している。弁ボールの開放運動は、当接部材によって制限される。弁部材の半径方向のガイドは、軸線方向に延在するガイドウェブによって達成される。

発明の開示
本発明の根底にある問題は、請求項１の特徴を有する燃料高圧ポンプにより解決される。本発明の有利な発展形態は、従属請求項に記載されている。

本発明により、出口通路内へ出口弁を押し込む際に、確かに、ガイドウェブが、突出した端部で軸線方向において、対向する部材へと押圧されることが分かった。しかし、製造に起因する、ガイドウェブの長さの寸法偏差により、個々のガイドウェブが、対向する部材に接触しないということが生じ得る。これにより、こうしたガイドウェブが「自励振動」し、それによってガイドウェブの耐久限度が損なわれることが起こり得る。そのうえ、弁部材の半径方向の運動により、ガイドウェブの耐久限度を損ねる場合があるさらなる負荷が生じ得る。このことには、本発明により、ガイドウェブの剛性を極めて簡単に高めることで対処される。

具体的には、内燃機関の燃料システム用の燃料高圧ポンプが提案される。燃料システムは、ディーゼル燃料システムであってもよいし、ガソリン燃料システムであってもよい。燃料高圧ポンプは、燃料を極めて高い圧力へと圧縮して高圧領域へと圧送するために用いられ、この高圧領域から、燃料は、インジェクタによって、内燃機関の燃焼室内に直接噴射される。燃料高圧ポンプは、通常はピストンポンプである。燃料高圧ポンプは、ポンプハウジングと、ポンプハウジング内に配置された出口逆止弁とを備えている。ポンプハウジングは、全体として、実質的に円筒状の形を有することができ、出口逆止弁は、ばね荷重が加えられたボール弁とすることができる。

このために、出口逆止弁は、弁座部材と、弁部材と、弁部材用の当接部材とを備えている。弁座部材には弁座が存在しており、この弁座に向かって、弁部材には、閉じた状態で荷重が加えられる。当接部材は、弁座部材から開放方向で見て、弁部材の「後ろ」に配置されていてよく、その結果、弁部材の開放ストロークを制限する。出口逆止弁は、燃料高圧ポンプの出口通路内へと挿入されていてよいか、もしくはこの出口通路内へと押し込まれていてよい。このために、弁座部材および／または当接部材は、少なくとも部分的に、円柱状の外輪郭を備えていてよい。弁座部材および／または当接部材は、金属射出成形によって製造されていてよい。

出口逆止弁には、軸線方向に延在し、周方向で見て互いに離間させられた複数のガイドウェブも属していて、これらのガイドウェブは、弁部材を半径方向でガイドし、弁座部材と一体にまたは当接部材と一体に形成されている。上述した剛性の向上については、互いに隣り合ったガイドウェブが、弁座部材または当接部材から突出した端部で結合部によって互いに結合されていることによって達成される。ここで、「突出した端部で」という部位の表現については、この部位の表現が、結合部の、ガイドウェブの突出した端部の端面から若干の間隔を有する配置部位も含むという意味で広義に解釈されるべきである。本発明による手段によって、負荷はもはや個々のガイドウェブにではなく、互いに結合されたガイドウェブの結合体に作用し、それによって耐荷重性が高められる。

一発展形態では、結合部が、互いに隣り合ったガイドウェブに一体に成形されていることが提案される。このことは、製造を容易にし、最適な耐久限度につながる。

一発展形態では、結合部が、全周にわたって延びる閉じたリングを形成していることが提案される。このことは、構造的に最適であり、最大限の強度をもたらす。ここで付言しておくと、リングは、軸線方向での弁部材の運動が妨げられない限り、個々の真っ直ぐなセグメントから成ってもよい。

これに対する一発展形態では、リングが円形であることが提案される。これにより、燃料の流れも、軸線方向での弁部材の運動も、最小限にしか損なわれない。

これに対する一発展形態では、リングの内径が、ガイドウェブの内径よりも大きいことが提案される。この発展形態により、弁部材の妨げられない運動が保証される。

一発展形態では、少なくとも１つの結合部の横断面が台形であることが提案される。このことは、例えば射出成形法によって製造を容易にし、半径方向での最適な剛性と同時に、軸線方向でのより短い延在をもたらす。

これに対する一発展形態では、台形の縁部が丸み付けられていることが提案される。こうして、応力ピークが回避されるため、耐久限度がさらに高められる。

一発展形態では、少なくとも１つの結合部が、（ガイドウェブが当接部材に一体成形されている場合には）弁座部材に向かって、または（ガイドウェブが弁座部材に一体成形されている場合には）当接部材に向かってストッパを形成していることが提案される。したがって、結合部は、対向する部材に対する当接面積の増大に寄与し、これにより、剛性がさらに高められる。

本発明を、以下に、添付の図面を参照しつつ説明する。

出口逆止弁を備えた燃料高圧ポンプの部分的な断面図である。 図１の出口逆止弁の斜視分解図である。 図１の出口逆止弁の当接部材の斜視分解図である。 図１の出口逆止弁の断面図である。

燃料高圧ポンプには、図１では全体として参照符号１０が付してある。燃料高圧ポンプ１０は、全体として、実質的に円筒状のポンプハウジング１２を備えており、ポンプハウジング１２の長手方向においてポンプピストン１４が収容されている。燃料高圧ポンプ１０は、つまり、ピストンポンプである。ポンプピストン１４およびポンプハウジング１２が圧送室１６を画定している。燃料は、電磁的に制御される量制御弁として構成されている入口弁１８を介して圧送室に達する。圧送室１６から、圧縮された燃料が出口逆止弁２０を介して高圧出口２２に達し、さらに、高圧領域２４へと達する。この高圧領域２４は、例えば燃料収集管路（「レール」）を備えている。燃料収集管路には、複数のインジェクタが接続されていて、それぞれ対応付けられた燃焼室内へ燃料を直接噴射する。燃料としては、ディーゼルもガソリンも可能である。

出口逆止弁２０に対して液圧的に並列に、圧力制限弁２６が配置されていて、この圧力制限弁２６により、燃料が、高圧出口２２から特定の運転条件下で圧送室１６へと流れ戻ることができる。出口逆止弁２０は段状の出口通路２８内に配置されている。出口通路２８はポンプハウジング１２内に形成されており、出口通路２８の長手方向軸線２９は、本構成では例示的に、ポンプハウジング１２の半径方向に延在している。長手方向軸線２９は、出口逆止弁２０の長手方向軸線も成している。

ここで、出口逆止弁２０の構成を、図２～図４を参照しつつ詳細に説明する。出口逆止弁２０は、弁座部材３０と、本構成では例示的に弁ボールとして形成されている弁部材３２と、本構成では例示的に全体として円筒状かつポット状の当接部材３４と、組み付けられた状態において当接部材３４と弁部材３２との間で緊縮されている弁ばね３６とを備えている。弁ばね３６は、本構成では例示的にコイルばねとして形成されている。

弁座部材３０は、図２および図４において右側の端部に配置されている円筒状かつ管片状の導入部３８を有している。導入部３８は、出口通路２８の部分２８ａへと流体密に押し込まれている。円筒状の導入部３８には、同じく円筒状のベース部４０が続いている。このベース部４０は導入部３８よりも大きな外径を有しており、これにより、導入部３８とベース部４０との間には、段部４２が形成される。この段部４２は、出口通路２８の対応する段部２８ｂに接触している。こうして、出口逆止弁２０の弁座部材３０が、出口通路２８内に軸線方向で正確に位置決めされている。

導入部３８もベース部４０も、中央の流れ通路４４によって貫かれる。図２および図４における流れ通路の左側の縁部は、弁部材３２用の環状の弁座４６を形成している。当接部材３４は、周壁部４８と底部５０とを有する。この底部５０には、中央の貫通開口５２が存在している。弁座部材３０も当接部材３４も、本構成では例示的に、金属射出成形によって製造されている。しかし、基本的には別の製造方法も可能である。

半径方向外向きに、当接部材３４の周壁部４８上には、複数の、すなわち本構成では例示的に３つの、周方向に均等に分配されて配置され、半径方向外側へ突出した翼状の押込み部５４が存在している。これらの押込み部５４によって、当接部材３４は出口通路２８の部分２８ｃへと押し込まれている。軸線方向で、それぞれ１つの押込み部５４の延長部分において、当接部材３４から弁座部材３０に向かう方向にガイドウェブ５６が延在している。ガイドウェブ５６は、当接部材３４の周壁部４８と一体に形成されている。ガイドウェブ５６の半径方向外面の直径は、押込み部５４の外面の直径よりも小さい。

ガイドウェブ５６の半径方向内面の直径は、周壁部４８の内径よりも大きい。また、ボール形の弁部材３２の直径は、ガイドウェブ５６の内面の直径よりも僅かに小さいが、周壁部４８の内径よりは大きい。したがって、１つには、弁部材３２とガイドウェブ５６との間に若干の半径方向の遊びが存在する。もう１つには、こうして、ガイドウェブ５６と周壁部４８との間にストッパ５８が形成され、このストッパ５８により、弁部材３２の開放運動は、軸線方向２９で制限される。

特に図３から、互いに隣り合ったガイドウェブ５６が結合部６０によって互いに結合されていることが分かる。結合部６０は、ここでは、互いに隣り合ったガイドウェブ５６に一体に成形されている。さらに結合部６０は、本構成では例示的に、全体として、全周にわたって延びる円形のリング６２を形成している。特に図３および図４から、リング６２の内径Ｄ１が、ガイドウェブ５６の内面が位置する直径Ｄ２よりも大きいことが分かる。結合部６０は、ガイドウェブ５６の、当接部材３４から突出した端部に配置されている。結合部６０は、図４から明らかであるように、弁座部材３０に向かってストッパを形成しており、このストッパにより、当接部材３４が軸線方向２９で弁座部材３０に対して正確に位置決めされている。図４からは、結合部６０の横断面が台形であり、この台形の外縁部が丸み付けられていることも明らかである。

図面には、ガイドウェブ５６が当接部材３４に一体成形されている実施形態が示されている。しかし、図示はしていないが、ガイドウェブが、弁座部材に一体成形されていて、この弁座部材から当接部材に向かう方向に延在しているような実施形態も基本的には可能である。さらには、当然ながら、より多くのまたはより少ないガイドウェブ５６および押込み部５４が設けられていてもよい。また、これらは必ずしも周方向に均等に分配されて配置されている必要はない。ガイドウェブ５６は、必ずしも押込み部５４の延長部分に配置されている必要もない。異なる数のガイドウェブ５６および押込み部５４が設けられていてよい。さらに、結合部の横断面は、台形でなくてもよく、例えば円形または楕円形でもよい。

Claims (8)

1. 内燃機関の燃料システム用の燃料高圧ポンプ（１０）であって、
   ポンプハウジング（１２）と、
   前記ポンプハウジング（１２）内に配置された出口逆止弁（２０）と、
   を備え、
   前記出口逆止弁（２０）は、
   弁座部材（３０）と、
   弁部材（３２）と、
   前記弁部材（３２）用の当接部材（３４）と、
   軸線方向に延在し、周方向で見て互いに離間させられた複数のガイドウェブ（５６）と、
   を備え、
   前記ガイドウェブ（５６）は、前記弁部材（３２）を半径方向でガイドし、前記弁座部材（３０）と一体にまたは前記当接部材（３４）と一体に形成されている、
   燃料高圧ポンプ（１０）において、
   互いに隣り合ったガイドウェブ（５６）は、前記弁座部材（３０）または前記当接部材（３４）から突出した端部で結合部（６０）によって互いに結合されていることを特徴とする、燃料高圧ポンプ（１０）。
2. 前記結合部（６０）は、互いに隣り合った前記ガイドウェブ（５６）に一体に成形されていることを特徴とする、請求項１記載の燃料高圧ポンプ（１０）。
3. 前記結合部（６０）は、全周にわたって延びるリング（６２）を形成していることを特徴とする、請求項１から２までの少なくとも１項記載の燃料高圧ポンプ（１０）。
4. 前記リング（６２）は円形であることを特徴とする、請求項３記載の燃料高圧ポンプ（１０）。
5. 前記リング（６２）の内径が、前記ガイドウェブ（５６）の内径よりも大きいことを特徴とする、請求項４記載の燃料高圧ポンプ（１０）。
6. 少なくとも１つの結合部（６０）の横断面が台形であることを特徴とする、請求項１から５までの少なくとも１項記載の燃料高圧ポンプ（１０）。
7. 前記台形の縁部が丸み付けられていることを特徴とする、請求項６記載の燃料高圧ポンプ（１０）。
8. 少なくとも１つの結合部（６０）は、前記弁座部材（３０）または前記当接部材（３４）に向かってストッパを形成していることを特徴とする、請求項１から７までの少なくとも１項記載の燃料高圧ポンプ（１０）。

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