JP2024518130A - 入口弁組立体を有する燃料ポンプ - Google Patents

入口弁組立体を有する燃料ポンプ Download PDF

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Abstract

燃料ポンプ(18)は、燃料ポンプ筐体(28)であって、燃料ポンプ筐体(28)に定められる汲み上げ室(38)と、入口弁穴軸(28b)に沿って前記燃料ポンプ筐体(28)の外部へと延びる入口弁穴(28a)と、を有する燃料ポンプ筐体(28)を備える。汲み上げプランジャ(34)は、前記汲み上げプランジャ(34)の吸入行程が前記汲み上げ室(38)の容積を増加させ、前記汲み上げプランジャ(34)の圧縮行程が前記汲み上げ室(38)の容積を低下させるように、プランジャ穴の中で往復動する。入口弁組立体(40)は、燃料ポンプ(18)の入口(20a)と汲み上げ室(38)との間の流体連通を選択的に提供および防止する。入口弁組立体(40)は、内側筐体(82)の外側周辺が入口弁穴(28a)の内側周辺に封止されるように、入口弁穴(28a)の中に受け入れられる内側筐体(82)を含む。外側筐体(94)は、内側筐体(82)を周方向において包囲する。環状室(96)は、径方向において内側筐体(82)と外側筐体(94)との間に定められ、軸方向において外側筐体(94)と燃料ポンプ筐体(28)との間に定められる。封止環体(98)は、ポンプ筐体(28)および外側筐体(94)に対して軸方向において圧縮されるように環状室(96)の中に位置付けられる。

Description

本発明は、燃料を内燃エンジンに供給する燃料ポンプに関し、より詳細には、入口弁組立体を含む、そのような燃料ポンプに関し、さらにより詳細には、外部環境の流体曝露に対して堅牢である入口弁組立体を備える、そのような燃料ポンプに関する。
ガソリンによって燃料供給される現代の内燃エンジンにおける燃料システムは、特に自動車市場における使用の場合、燃料を内燃エンジンの燃焼室へと直接的に噴射する燃料噴射器が設けられるガソリン直接噴射(GDi)を採用している。GDiを採用するこのようなシステムでは、燃料タンクからの燃料は、典型的には燃料タンク内に位置付けられる電気燃料ポンプである低圧燃料ポンプによって、比較的低い圧力の下で供給される。低圧燃料ポンプは、燃料ポンプ筐体と、内燃エンジンのカムシャフトによって燃料ポンプ筐体内で往復動させられる汲み上げプランジャと、を典型的には含む、高圧燃料ポンプに燃料を供給する。汲み上げプランジャの往復動は、内燃エンジンの燃焼室へと燃料を直接的に噴射する燃料噴射器へと供給させるために、燃料をさらに加圧する。動作の間、内燃エンジンは出力トルクについての変化する要求を受ける。変化する出力トルク要求を受け入れるために、汲み上げプランジャの各々の行程によって送達される燃料の質量も変化させられなければならない。高圧燃料ポンプによる燃料の送達を変化させるための1つの方策は、ソレノイドを含む入口弁組立体を使用することである。入口弁組立体は、完全な装填分の燃料を、各々の吸入行程の間に汲み上げ室へと入らせることができるが、ソレノイドは、入口弁組立体を、汲み上げプランジャの圧縮行程の一部分の間に開いたままとさせて、一部の燃料を供給源に向けて戻すように溢れさせるように動作させることができる。次に、ソレノイドが入口弁組立体を閉じさせるように動作させられるとき、圧縮行程の残りが燃料を加圧し、燃料を燃料噴射器へと放出する。入口弁組立体が燃料ポンプ筐体の穴の中に受け入れられ、燃料ポンプ筐体の外側へ延びることが、知られている。燃料の漏れを防止するために、封止構成が、燃料ポンプ筐体と入口弁組立体との間を封止するために設けられる。Stritzelらへの特許文献1において提供されているものなど、いくつかの構成では、入口弁組立体の一部分が、封止された境界面を提供するために燃料ポンプ筐体に溶接される。Usuiらへの特許文献2において提供されているものなど、他の構成では、入口弁組立体は、入口弁組立体と燃料ポンプ筐体との間において径方向にOリングを設けることで、燃料ポンプ筐体に封止され得る。各々の場合において、封止構成は、入口弁組立体と燃料ポンプ筐体との間で燃料が燃料ポンプ筐体から出ることを防止するために提供される。しかしながら、燃料ポンプ筐体の外側へ延びる入口弁組立体の部分は環境条件に曝露される可能性があり、これは、雨水、または、除氷された道路からの塩水などの液体を出口制御弁に堆積させてしまう可能性がある。これらの液体は、入口制御弁またはソレノイドを形成する構成要素の境界面へと浸み込み、時間と共に、入口制御弁またはソレノイドの構成要素のうちの1つ以上を傷める可能性があり、これは入口制御弁の望ましくない動作をもたらす可能性がある。
米国特許第10,947,942号明細書 米国特許第7,401,594号明細書
必要とされているものは、先に述べられているような欠点のうちの1つ以上を最小限にし、または排除する燃料ポンプである。
本発明の一態様によれば、燃料ポンプは、燃料ポンプ筐体であって、燃料ポンプ筐体に定められる汲み上げ室、および、入口弁穴軸に沿って燃料ポンプ筐体の外部へと延びる入口弁穴を有する燃料ポンプ筐体と、汲み上げプランジャであって、汲み上げプランジャの吸入行程が汲み上げ室の容積を増加させ、汲み上げプランジャの圧縮行程が汲み上げ室の容積を低下させるように、プランジャ穴の中で往復動する汲み上げプランジャと、1)燃料ポンプの入口と汲み上げ室との間に流体連通を選択的に提供し、2)燃料ポンプの入口と汲み上げ室との間の流体連通を選択的に防止する入口弁組立体と、を備える。入口弁組立体は、内側筐体であって、内側筐体が燃料ポンプ筐体の外部へと延びるように、および、燃料が径方向において内側筐体と入口弁穴との間を燃料ポンプ筐体の外部へと通過することが防止されるように、内側筐体の外側周辺が入口弁穴の内側周辺に封止されるように、入口弁穴の中に受け入れられる内側筐体と、燃料ポンプ筐体の外側に位置付けられ、内側筐体を周方向において包囲する外側筐体であって、環状室が、径方向において内側筐体と外側筐体との間に定められ、軸方向において外側筐体と燃料ポンプ筐体との間に定められる、外側筐体と、エラストマ材料から作られ、環状形状であり、燃料ポンプ筐体および外側筐体に対して軸方向において圧縮されるように環状室の中に位置付けられる封止環体と、を備える。
封止環体を有する、本明細書に記載されているような燃料ポンプは、到達した場合に望ましくない動作をもたらす可能性のある、外部環境からの液体が入口弁組立体の要素に到達する可能性を最小限にする。
入口弁組立体はソレノイド組立体を含み得る。ソレノイド組立体は、前記内側筐体と、前記外側筐体と、前記内側筐体の中に位置付けられる透磁性材料から作られる極片と、径方向において前記内側筐体と前記外側筐体との間に位置付けられるように前記極片を周方向において包囲する導電線のコイルと、を備え得る。電気がコイルに印加されるとき、これは、前記極片と前記入口弁組立体の弁要素との間に磁気引力をもたらし、それにより、前記弁要素が前記極片に向かって移動する。
燃料ポンプの実施形態において、外側筐体は、環状形状であり、前記内側筐体に向けて内方へ延びるフランジを、電気が前記コイルに印加されるときに磁束が通過するための経路を前記フランジが提供するように備える。封止環体は、前記フランジに対して軸方向において圧縮され得る。
燃料ポンプの実施形態において、ソレノイド組立体は、電気絶縁性材料から作られ、前記コイルと前記外側筐体との間を満たすオーバーモールドをさらに備え得る。オーバーモールドは中心開口を含み得る。内側筐体は、環状隙間が径方向において前記内側筐体と前記中心開口との間に位置付けられるように、前記中心開口へと延び得る。
封止環体は第1の封止環体とでき、ソレノイド組立体は、エラストマ材料から作られ、環状形状であり、前記内側筐体および前記オーバーモールドに対して径方向において圧縮されるように前記環状隙間の中に位置付けられる第2の封止環体をさらに備え得る。
第2の封止環体は、燃料ポンプの外側からの液体の侵入を防止する。
第2の封止環体は、前記燃料ポンプ内からの燃料に曝露されないように構成され得る。
第1の封止環体は、燃料ポンプの外側からの液体が内側筐体へと移動することを防止する。
第1の封止環体は、前記燃料ポンプ内からの燃料に曝露されないように構成され得る。
例を用いると、ソレノイド組立体は、電気絶縁性材料から作られ、前記コイルと前記外側筐体との間を満たすオーバーモールドをさらに備え得る。オーバーモールドは中心開口を含むことができ、前記内側筐体は、環状隙間が径方向において前記内側筐体と前記中心開口との間に位置付けられるように、前記中心開口へと延びる。
ソレノイド組立体は、前記中心開口を閉鎖する封止キャップをさらに備え得る。
封止キャップは、前記中心開口の中に締まり嵌めで位置付けられる側壁を備え得る。封止キャップは、前記オーバーモールドに当接し、前記封止キャップが前記中心開口へとどれだけ深く挿入されるかを制限する、前記側壁から径方向外方へ延びる端壁をさらに備え得る。
封止キャップは、前記燃料ポンプ内からの燃料に曝露されないように構成され得る。
封止環体は、前記燃料ポンプ内からの燃料に曝露されないように構成され得る。
本発明のさらなる特徴および利点は、非限定的な例としてのみ与えられている、本発明の好ましい実施形態の以下の詳細な記載を読み、添付の図面を参照することで、よりはっきりと明らかになる。
本発明は、添付の図面を参照して、さらに説明される。
本発明による燃料ポンプを含む燃料システムの概略図である。 図1の燃料ポンプの断面図である。 図1および図2の燃料ポンプの入口弁組立体の分解等角図である。 第1の位置における燃料ポンプの入口弁組立体を示す、図2の一部分の拡大図である。 ここでは第2の位置における入口弁組立体を示す、図4の図である。 ここでは第3の位置における入口弁組立体を示す、図4および図5の図である。 ここでは第4の位置における入口弁組立体を示す、図4~図6の図である。 本開示による封止キャップの図である。
本発明の好ましい実施形態によれば、初めに図1を参照すると、内燃エンジン12のための燃料システム10が、概略的な形態で示されている。燃料システム10は、内燃エンジン12の動作のために内燃エンジン12に供給されるある体積の燃料を保持する燃料タンク14と、内燃エンジン12のそれぞれの燃焼室(図示されていない)へと燃料を直接的に噴射する複数の燃料噴射器16と、低圧燃料ポンプ18と、高圧燃料ポンプ20と、を概して備え、低圧燃料ポンプ18は、燃料を燃料タンク14から引き込み、高圧燃料ポンプ20への送達のために燃料の圧力を上昇させ、高圧燃料ポンプ20は、燃料噴射器16への送達のために燃料の圧力をさらに上昇させる。非限定的な例だけを用いて、低圧燃料ポンプ18は、燃料の圧力を約500kPa以下へと上昇させることができ、高圧燃料ポンプ20は、燃料の圧力を、約14MPaを上回るまで上昇させることができ、いくつかの用途では約35MPaさえも上回るまで上昇させることができる。4つの燃料噴射器16が図示されているが、より少ない数またはより多い数の燃料噴射器16が提供されてもよいことは、理解されるべきである。
図示されているように、低圧燃料ポンプ18は、燃料タンク14の中に設けることができるが、代替として燃料タンク14の外部に設けられてもよい。低圧燃料ポンプ18は、当業者にはよく知られているような電気燃料ポンプであり得る。低圧燃料供給路22が、低圧燃料ポンプ18から高圧燃料ポンプ20への流体連通を提供する。燃料圧力調節器24が、低圧燃料ポンプ18によって供給される燃料の一部分を、燃料戻し路26を通じて燃料タンク14へと戻すことで、低圧燃料供給路22の中を実質的に均一の圧力に保つように設けられ得る。燃料圧力調節器24は、燃料タンク14の外側で低圧燃料供給路22に示されているが、燃料タンク14の中に位置付けられてもよく、低圧燃料ポンプ18と統合されてもよいことは、理解されるべきである。
ここで図2を追加的に参照すると、高圧燃料ポンプ20は、プランジャ穴軸32に沿って延びてプランジャ穴軸32を中心とするプランジャ穴30を備える燃料ポンプ筐体28を備える。図示されているように、プランジャ穴30は、挿入体の組み合わせによって、燃料ポンプ筐体28によって直接的に定められ得る。高圧燃料ポンプ20は、プランジャ穴30の中に位置付けられる汲み上げプランジャ34も備え、内燃エンジン12の回転カムシャフト36(図1だけに示されている)からの入力に基づいて、プランジャ穴軸32に沿ってプランジャ穴30の中で往復動する。汲み上げ室38が燃料ポンプ筐体28の中に定められており、より明確には、汲み上げ室38はプランジャ穴30および汲み上げプランジャ34によって定められる。高圧燃料ポンプ20の入口弁組立体40が、燃料ポンプ筐体28の入口弁穴28aが高圧燃料ポンプ20の入口弁穴軸28bに沿って、燃料ポンプ筐体28の外部へと延びるように、入口弁穴28aの中に受け入れられる。高圧燃料ポンプ20は、燃料ポンプ筐体28のポンプ筐体入口路41を介して、高圧燃料ポンプ20の入口20aと汲み上げ室38との間の流体連通を選択的に提供および防止する一方で、出口弁組立体42が、燃料ポンプ筐体28の出口路43の中に位置付けられ、各々の燃料噴射器16が流体連通している燃料レール44を介して、燃料を汲み上げ室38から燃料噴射器16へと選択的に伝達させる。動作中、汲み上げプランジャ34の往復動は、プランジャ戻しバネ46が汲み上げプランジャ34を下方へ移動させる汲み上げプランジャ34の吸入行程(図2の向きとされているときの下方)の間に、汲み上げ室38の容積を増加させ、逆に、プランジャ戻しバネ46の力に抗してカムシャフト36が汲み上げプランジャ34を上方へ移動させる圧縮行程(図2の向きとされているときの上方)の間に、汲み上げ室38の容積を低減させる。このようにして、燃料は、後でより詳細に説明されるように、入口弁組立体40の動作に依存して、吸入行程の間に汲み上げ室38へと選択的に引き込まれ、逆に、燃料は、圧縮行程の間に汲み上げプランジャ34によって汲み上げ室38の中で圧縮され、加圧下において、出口弁組立体42を通じて燃料レール44および燃料噴射器16へと放出される。明確性のために、汲み上げプランジャ34は、吸入行程を表すために図2において実線で示されており、汲み上げプランジャ34は、圧縮行程を表すために図2において二点鎖線で示されている。高圧燃料ポンプ20は、出口弁組立体42の下流の圧力が、和らげられない場合に危険な動作状態をもたらす可能性がある所定の限度に達する場合に、汲み上げ室38へと戻す流路を提供するために、出口弁組立体42の下流に配置される圧力逃し弁組立体48も備える。
出口弁組立体42は、出口弁部材42a、出口弁座42b、および出口弁バネ42cを概して備える。出口弁部材42aは、玉として非限定的な例だけを用いて示されており、出口弁バネ42cによって出口弁座42bに向けて付勢されており、出口弁バネ42cは、汲み上げ室38と燃料レール44との間の所定の圧力差に到達されるときに出口弁部材42aを開けさせるように選択される。出口弁組立体42は、燃料が出口弁組立体42を通じて汲み上げ室38の外へと流されるが、出口弁組立体42を通じて汲み上げ室38の中へと流されないように向き付けられる。
圧力逃し弁組立体48は、圧力逃し弁部材48a、圧力逃し弁座48b、および圧力逃し弁バネ48cを概して備える。圧力逃し弁部材48aは、玉として非限定的な例だけを用いて示されており、圧力逃し弁バネ48cによって圧力逃し弁座48bに向けて付勢されており、圧力逃し弁バネ48cは、汲み上げ室38と燃料レール44との間の所定の圧力差に到達されるときに圧力逃し弁部材48aを開けさせるように選択される。圧力逃し弁組立体48は、燃料が圧力逃し弁組立体48を通じて汲み上げ室38の中へと流されるが、圧力逃し弁組立体48を通じて汲み上げ室38の外へと流されないように向き付けられる。
ここで、入口弁組立体40が特に図3~図7を参照して説明される。入口弁組立体40は、弁体50と、弁体50の中に位置付けられる弁スプール52と、逆止弁54と、ソレノイド組立体55と、を備える。入口弁組立体40の様々な要素は、後に続く段落においてより詳細に説明される。
弁体50は、弁体の第1の端50aから弁体の第2の端50bへと延びるように、入口弁穴軸28bを中心として入口弁穴軸28bに沿って延びる。弁体穴58が、弁体の第1の端50aから弁体50へと延び、弁体穴58好ましくは円筒となるように弁体の第2の端50bへと延びる弁体端壁60において途切れる。弁体の第1の入口路62が、弁体50の弁体外側周辺50cから延び、弁体穴58へと開放するように、弁体50を通じて延びる。弁体の第2の入口路64(図3では視認できないが、図4~図7では視認可能である)が、弁体外側周辺50cから延び、弁体穴58へと開放するように、弁体50を通じて延びる。図に示されているように、弁体の第1の入口路62と弁体の第2の入口路64とは、弁体の第2の入口路64が軸方向において弁体の第1の端50aと弁体の第1の入口路62との間に位置付けられるように、入口弁穴軸28bに沿って軸方向で互いから離間される。同じく図に示されているように、各々の弁体の第1の入口路62が、入口弁穴軸28bに沿って同じ軸方向の場所に位置付けられるが、弁体外側周辺50cの周りで他の弁体の第1の入口路62から離間されるように、複数の弁体の第1の入口路62が設けられ得る。1つの弁体の第2の入口路64のみが図示されているが、複数の弁体の第2の入口路64が、入口弁穴軸28bに沿って同じ軸方向の位置に、ただし、弁体外側周辺50cの周りで互いから離間されて設けられてもよいことが、理解されるべきである。
弁体中心路66が、弁体の第2の端50bを弁体穴58と連結するように、および、入口弁穴軸28bを中心として入口弁穴軸28bに沿って延びるように、弁体端壁60を通じて延びる。各々の弁体出口路68が、弁体端壁60を通じて延びるように、および、弁体の第2の端50bを弁体穴58と連結するように、複数の弁体出口路68が弁体端壁60に設けられる。各々の弁体出口路68は、弁体中心路66から横方向にずれており、入口弁穴軸28bと平行な方向において弁体端壁60を通じて延びる。
図に示されているように、弁体外側周辺50cは、異なる直径の3つの区域を含み得る。弁体外側周辺50cの弁体外側周辺の第1の部分50dは、弁体外側周辺の第2の部分50eより直径が小さくなるように、弁体の第1の端50aにおいて始まり、弁体外側周辺50cの弁体外側周辺の第2の部分50eへと延びる。図に示されているように、弁体外側周辺の第1の部分50dはポンプ筐体入口路41の外側全体に位置付けられ得、弁体外側周辺の第2の部分50eは、弁体の第1の入口路62および弁体の第2の入口路64が、入口弁組立体40の上流にあるポンプ筐体入口路41の一部分とそれぞれ常に流体連通するように、つまり、弁体の第1の入口路62および弁体の第2の入口路64が、入口弁組立体40と低圧燃料ポンプ18との間にあるポンプ筐体入口路41の一部分とそれぞれ常に流体連通するように、弁体の第1の入口路62および弁体の第2の入口路64を含む。弁体外側周辺50cの弁体外側周辺の第3の部分50fは、弁体外側周辺の第2の部分50eより直径が大きくなるように、弁体外側周辺の第2の部分50eから弁体の第2の端50bへと延びる。弁体外側周辺の第3の部分50fは、ポンプ筐体入口路41と弁体外側周辺の第3の部分50fとの境界面における入口弁組立体40を越えてポンプ筐体入口路41を通る流体連通が防止され、入口弁組立体40を越えてポンプ筐体入口路41を通る流体連通が弁体穴58を通じてのみ可能となるように、ポンプ筐体入口路41と封止して係合させられる。
弁スプール52は、磁性材料から作られ、入口弁穴軸28bを中心として入口弁穴軸28bに沿って、弁スプールの第1の端52aから弁スプールの第2の端52bへと延びる。弁スプール52は、弁スプールの第1の端52aに近接する弁スプールの第1の部分52cと、弁スプールの第2の端52bに近接する弁スプールの第2の部分52dと、を備える。弁スプールの第1の部分52cは、弁体穴58と相補的である弁スプール外側周辺52eを、燃料が弁スプール外側周辺52eと弁体穴58との境界面の間を通過するのを実質的に防止するための大きさに弁スプール外側周辺52eおよび弁体穴58がされるように有する。本明細書で使用されているように、燃料が弁スプール外側周辺52eと弁体穴58との境界面の間を通過するのを実質的に防止することは、当業者によって容易に認識されるように高圧燃料ポンプ20の動作を依然として可能とする境界面の間を通る少量の燃料を許容することを網羅している。弁スプールの第2の部分52dは、弁スプールの第1の部分52cから延びる基礎部分52fを、基礎部分52fが弁スプールの第1の部分52cより直径が小さく、それによって径方向において基礎部分52fと弁体穴58との間に環状の空間を提供するように備える。弁スプールの第2の部分52dは、基礎部分52fから延び、弁スプールの第2の端52bにおいて途切れる先端部分52gも備える。先端部分52gは基礎部分52fより直径が小さく、それによって、先端部分52gが基礎部分52fと直面する弁スプール肩部52hを定める。先端部分52gは、入口弁穴軸28bにおける弁体中心路66の中で自由に滑動することができるように、弁体50の弁体中心路66の中に位置付けられる大きさとされる。使用中、先端部分52gは、後でより詳細に説明されるように、逆止弁54と接合するために使用される。
弁スプールの第1の部分52cには、形が環状となるように弁スプール外側周辺52eから径方向内方へ延びる弁スプール溝70が設けられている。弁スプール溝70は、後でより詳細に説明されるように、ポンプ筐体入口路41を通る流体連通を制御するために、弁体の第1の入口路62および弁体の第2の入口路64と選択的に並べられるかまたは並べられない。弁スプール溝70から弁スプールの第1の部分52cを通じて弁スプールの第2の端52bに向けて延びる1つ以上の弁スプール路72が設けられており、それによって、弁スプール溝70と弁体出口路68との間に流体連通を提供する。
弁スプール端穴74が弁スプールの第1の端52aから弁スプール52へと延びている。図示されているように、弁スプール端穴74は、内部が円錐台形である弁スプール端穴の第1の部分74aと、円筒形であり、弁スプール端穴底部74cで途切れる弁スプール端穴の第2の部分74bと、を備え得る。弁スプール連結路76が、図に示されているように、非限定的な例だけを用いて、直交する穿孔の対によって形成され得るように、弁スプール溝70と弁スプール端穴74との間に流体連通を提供する。
逆止弁54が逆止弁部材78と進行制限部80とを備える。逆止弁54は、逆止弁部材78が、後でより詳細に説明されるように、弁体出口路68を塞ぐ着座位置(図5~図7に示されている)と、弁体出口路68を塞がない開放位置(図4に示されている)と、の間を移動させられるように、弁スプールの第2の端52bに配置される。逆止弁部材78は、逆止弁路78bが貫いて延びている平坦な板である逆止弁中心部分78aを備え、選択の逆止弁路78bだけが明瞭性のために図3で符号付けられていることは留意されたい。逆止弁路78bは、弁体出口路68と軸方向で並べられないように逆止弁中心部分78aを通じて配置される。複数の逆止弁脚部78cが、弾性的で柔軟性のあるように逆止弁中心部分78aから延びている。逆止弁脚部78cの自由端が、例えば溶接によって、弁体の第2の端50bに固定される。結果として、弁体穴58と汲み上げ室38との間の圧力差が十分に高いとき、逆止弁中心部分78aは、逆止弁脚部78cの弾性変形のため、弁スプール52から離座させられ、それによって弁体出口路68を開放する。進行制限部80は、逆止弁部材78の変位の許容可能な量を提供するために、弁体の第2の端50bから軸方向に離間される進行制限環体80aを備える。進行制限部80は、進行制限環体80aと弁体の第2の端50bとの間に軸方向の間隔を提供する複数の進行制限脚部80bも含む。進行制限脚部80bは、例えば溶接によって、進行制限環体80aと一体に形成され、弁体の第2の端50bに固定される。
ソレノイド組立体55は、内側筐体82と、内側筐体82の中に位置付けられる極片84と、戻しバネ86と、スプール88と、コイル90と、磁束ワッシャ91と、オーバーモールド92と、外側筐体94と、を備える。ソレノイド組立体55の様々な要素は、後に続く段落においてより詳細に説明される。
内側筐体82は、中空であり、内側筐体の第1の部分82aが開放し、内側筐体端壁82cによって閉じられる内側筐体の第2の部分82bより直径が大きくなるように、内側と外側との両方で段付きとされている内側筐体82は、入口弁穴軸28bを中心として入口弁穴軸28bに沿って延びる。内側筐体の第1の部分82aは、ポンプ筐体入口路41から燃料ポンプ筐体28の外部への燃料の漏れを防止するために、燃料ポンプ筐体28に封止されるように、入口弁穴28aの中に受け入れられる。この封止は、非限定的な例だけを用いて、内側筐体の第1の部分82aと入口弁穴28aとの間の締まり嵌め、内側筐体の第1の部分82aが燃料ポンプ筐体28に直面する内側角の周りでの溶接、および接着剤のうちの1つ以上によって、遂行され得る。ポンプ筐体入口路41と弁体の第2の入口路64との間に流体連通を提供するために、環状隙間が内側筐体の第1の部分82aの内側周辺と弁体外側周辺の第2の部分50eとの間に設けられる。内側筐体の第2の部分82bの内側周辺は、内側筐体の第2の部分82bの内側周辺と弁体外側周辺の第1の部分50dとの境界面の間での燃料の連通を防止するために、弁体外側周辺の第1の部分50dと結合する。
極片84は、透磁性材料から作られ、入口弁穴軸28bを中心として入口弁穴軸28bに沿って延びるように、内側筐体の第2の部分82bの中に受け入れられる。極片の第1の端84aは、極片の第1の端84aの角度が弁スプール端穴の第1の部分74aの角度と相補的になるように円錐台形である。このようにして、極片の第1の端84aが弁スプール端穴の第1の部分74aの中に受け入れられる。極片の第1の端84aの反対にある極片の第2の端84bが、内側筐体82の閉じた端に位置付けられる。極片穴84cは、極片84を通じて極片の第1の端84aから極片の第2の端84bへと軸方向に延び、それにより、極片穴84cのより大きい直径部分が、極片の第1の端84aから極片84へと延び、それによって、弁スプール端穴底部74cの方を向く極片肩部84dを定める。戻しバネ86は、極片肩部84dに当接するように、極片穴84cによって部分的に受け入れられる。戻しバネ86は、弁スプール端穴の第2の部分74bの中にも部分的に受け入れられ、弁スプール端穴底部74cに当接する。戻しバネ86は、極片肩部84dと弁スプール端穴底部74cとの間で圧縮されて保持され、このようにして、戻しバネ86は弁スプール52を極片84から離すように付勢する。
スプール88は、プラスチックなどの電気絶縁性材料から作られ、スプール88が密に嵌まり合う関係で内側筐体の第2の部分82bを周方向で包囲するように、入口弁穴軸28bを中心として、入口弁穴軸28bに沿って延びる。コイル90は、極片84を周方向で包囲するようにスプール88の外側周辺の周りで巻かれる導電線の巻線である。結果として、コイル90に電流がエネルギー供給されるとき、弁スプール52は、極片84へと磁気的に引き付けられ、極片84に向けて移動させられ、コイル90に電流がエネルギー供給されていないとき、弁スプール52は戻しバネ86によって極片84から離れるように移動させられる。動作のより詳細な説明が後で提供される。
外側筐体94は、スプール88およびコイル90が径方向において内側筐体82と外側筐体94との間に位置付けられるように、内側筐体82、スプール88、およびコイル90を周方向において包囲する。環状室96が、軸方向において、燃料ポンプ筐体28の外部と、環状形状であり、内側筐体の第2の部分82bに向けて内方へ延びる外側筐体94のフランジ94aと、の間に位置付けられるように、径方向において内側筐体の第1の部分82aと外側筐体94との間に形成される。フランジ94aは、電流がコイル90に印加されるときに磁束が通過するための経路を提供し、結果として、非常に小さい径方向の間隔が径方向において内側筐体82とフランジ94aとの間に提供される。第1の封止環体98が、環状室96の中に位置付けられ、軸方向において燃料ポンプ筐体28とフランジ94aとの間で、燃料ポンプ筐体28とフランジ94aとによって圧縮される。第1の封止環体98はエラストマ材料から作られ、その具体的な組成は、当業者によって容易に認識されるように、第1の封止環体98と接触し得る温度および液体などの環境因子に基づいて選択される。第1の封止環体98は、外部環境からの液体が内側筐体82へと移動することを防止し、そうでない場合、内側筐体82に液体が集まり、乾燥するのが難しくなり得、これは、内側筐体82に劣化をもたらす可能性があり、特に、内側筐体82と外側筐体94のフランジ94aとの間の小さい径方向の隙間において劣化を引き起こす可能性があり、その隙間では、液体が蓄積する可能性がある場合、クレバス状の腐食および侵食が起こる可能性がある。第1の封止環体98が高圧燃料ポンプ20内の燃料を封止することにおいて何の役目も演じないこと、つまり、第1の封止環体98が、高圧燃料ポンプ20内の燃料に曝露されず、高圧燃料ポンプ20の外部の環境に存在する液体の侵入を防止するために提供されることに留意することは、重要である。高圧燃料ポンプ20の外部の環境に存在する液体の侵入を防止する主な目的に加えて、第1の封止環体98は、そうでない場合に環境へと伝えられ得る、動作の間の高圧燃料ポンプ20の動作から作り出される振動および可聴騒音の抑制を提供することもできる。
磁束ワッシャ91は、磁束ワッシャ91の外側周辺が外側筐体94の内側周辺と係合するように、および、スプール88とコイル90とが軸方向においてフランジ94aと磁束ワッシャ91との間に位置付けられるように、外側筐体94の中に位置付けられる。磁束ワッシャ91は、電流がコイル90に印加されるときに磁束が通過するための経路を提供し、結果として、非常に小さい径方向の間隔が径方向において内側筐体82と磁束ワッシャ91との間に提供される。
オーバーモールド92はプラスチックなどの電気絶縁性材料であり、この材料は、コイル90の両端に連結される端子(図示されていない)を含む電気コネクタ100を定めるために、オーバーモールド92が外側筐体94から軸方向に延びるように、スプール88/コイル90と外側筐体94との間の空所を満たす。電気コネクタ100は、使用中に電流をコイル90へと供給するために、相補的な電気コネクタ(図示されていない)と結合するように構成される。オーバーモールド92は、入口弁穴軸28bに沿って磁束ワッシャ91へと延びる中心開口92aを備える。環状隙間102が径方向においてオーバーモールド92と内側筐体82との間に形成されるように、内側筐体82は中心開口92aへと延びる。第2の封止環体104が、環状隙間102の中に位置付けられ、径方向においてオーバーモールド92と内側筐体82との間で、オーバーモールド92と内側筐体82とによって圧縮される。第2の封止環体104はエラストマ材料から作られ、その具体的な組成は、当業者によって容易に認識されるように、第2の封止環体104と接触し得る温度および液体などの環境因子に基づいて選択される。設置の前に断面の形が円形である第1の封止環体98と異なり、第2の封止環体104は、入口弁穴軸28bと平行な方向において捕獲されないため、第2の封止環体104に構造的な完全性を提供するために、設置の前に入口弁穴軸28bと平行な方向において細長くされ得る。この断面の形は、環状隙間102への設置の間、第2の封止環体104の転がることも防止する。第2の封止環体104は、外部環境からの液体が、内側筐体82と磁束ワッシャ91との間の小さい径方向の間隔へと移動することを防止し、その間隔では、そうでない場合、液体が集まり、乾燥するのが難しくなり得、液体が蓄積する可能性がある場合、クレバス状の腐食および侵食が起こる可能性がある。第2の封止環体104が高圧燃料ポンプ20内の燃料を封止することにおいて何の役目も演じないこと、つまり、第2の封止環体104が、高圧燃料ポンプ20内の燃料に曝露されず、高圧燃料ポンプ20の外部の環境に存在する液体の侵入を防止するために提供されることに留意することは、重要である。高圧燃料ポンプ20の外部の環境に存在する液体の侵入を防止する主な目的に加えて、第2の封止環体104は、そうでない場合に環境へと伝えられ得る、動作の間の高圧燃料ポンプ20の動作から作り出される振動および可聴騒音の抑制を提供することもできる。
ここで、高圧燃料ポンプ20の動作、具体的には、入口弁組立体40の動作が、ソレノイド組立体55のコイル90に電流が供給されていないことに起因する第1の位置においての弁スプール52を示す図4を特に参照して説明される。電流がコイル90に供給されないとき、戻しバネ86は弁スプール52を極片84から弁スプール肩部52hが弁体端壁60に当接するまで離すように付勢し、これによって、弁スプール52の先端部分52gが、弁体出口路68を通る流れを許可する離座位置において逆止弁部材78を保持するように、および、流体出口路68が汲み上げ室38と流体連通しているように、弁体の第2の端50bを越えて先端部分52gを突出させる。第1の位置においても、弁スプール溝70は弁体の第1の入口路62と並べられるが、弁スプール溝70が弁体の第2の入口路64と並べられないことは留意されたい。このようにして、弁スプール52は、逆止弁部材78を離座位置において維持し、弁体の第1の入口路62は弁体出口路68と流体連通している。第1の位置において、弁スプール溝70と弁体の第1の入口路62との間の位置合わせがポンプ筐体入口路41に経路を提供することは、留意されるべきである。このようにして、第1の位置は、高圧燃料ポンプ20のリンプホーム動作を提供するデフォルト位置であり、つまり、ソレノイド組立体55への電力が意図せずに遮断される場合に、弁スプール52によって逆止弁部材78が離座位置で保持されることによって汲み上げプランジャ34による燃料の加圧を防止するため、燃料が高圧燃料ポンプ20によって加圧されないが、十分な量および圧力での燃料が、内燃エンジン12の引き続きの動作のために低圧燃料ポンプ18によって燃料噴射器16へと供給される。高圧燃料ポンプ20のリンプホーム動作を可能にするポンプ筐体入口路41への経路は、唯一の圧力逃し弁、つまり圧力逃し弁組立体48の使用を可能にもすることは、留意されるべきである。
ここで具体的に図5を参照すると、弁スプール52は、電流が第1のデューティサイクルにおいてソレノイド組立体55のコイル90へと供給されていることから結果的に生じる第2の位置で示されている。電流が第1のデューティサイクルにおいてコイル90に供給されるとき、弁スプール52は極片84に引き付けられ、それによって弁スプール52を極片84に向けて移動させ、戻しバネ86を第1の位置より大きい度合いまで圧縮する。弁スプール連結路76は、極片84に向けての弁スプール52の移動の間、弁スプール52と極片84との間に位置付けられる燃料を弁体出口路68に向けて変位させることができ、弁スプール52の各々の軸方向の端において圧力を等しくさせることもできる。第2の位置において、先端部分52gは、もはや弁体の第2の端50bを越えて突出しないように位置決めされ、結果的に、逆止弁部材78は、弁体出口路68を通じた弁体穴58への流れを防止する着座位置に移動させられる。また、第2の位置において、弁スプール溝70は、弁体の第1の入口路62と並べられず、弁体の第2の入口路64とも並べられず、このようにして、燃料は、弁体の第1の入口路62および弁体の第2の入口路64を通じて弁体穴58に出入りすることが防止される。結果として、弁体の第1の入口路62および弁体の第2の入口路64は弁体出口路68と流体連通していない。弁スプール52の第2の位置は、自動車がコースティングしており、燃料が要求されない減速カットオフ事象の間に起こり得る、内燃エンジン12が動作中であるが、燃料を燃料噴射器16から供給させるように要求しないときに使用される。このようにして、第2の位置は燃料が燃料噴射器16へと供給されることを防止する。
ここで具体的に図6を参照すると、弁スプール52は、弁スプール52の第2の位置を達成するために使用される第1のデューティサイクルより大きい第2のデューティサイクルにおいて電流がソレノイド組立体55のコイル90へと供給されていることから結果的に生じる第3の位置で示されている。電流が第2のデューティサイクルにおいてコイル90に供給されるとき、弁スプール52は極片84に引き付けられ、それによって弁スプール52を極片84に向けて移動させ、戻しバネ86を第2の位置より大きい度合いまで圧縮する。第2の位置においてと同じように、第3の位置は、先端部分52gがもはや弁体の第2の端50bを越えて突出しないように位置決めされるという結果をもたらし、結果的に、逆止弁部材78は、弁体出口路68を通じた弁体穴58への流れを防止する着座位置に移動させられる。しかしながら、弁体穴58と汲み上げ室38との間での圧力差が十分に高いとき、つまり、吸入行程の間、逆止弁部材78が離座位置へと移動することができることは、留意されるべきである。また、第3の位置において、弁スプール溝70は弁体の第1の入口路62と並べられないが、ここでは弁スプール溝70が弁体の第2の入口路64と並べられ、このようにして燃料は弁体の第2の入口路64を通じて弁体穴58へと与えられる。結果として、汲み上げプランジャ34の吸入行程の間、燃料を、弁体の第2の入口路64に通して、入口弁組立体40を通じて流す圧力差が作り出され、それによって、燃料を汲み上げ室38へと流す離座位置へと逆止弁部材78を移動させる。汲み上げプランジャ34の圧縮行程の間、圧力が汲み上げ室38の中で増加し、それによって逆止弁部材78を着座位置へと移動させ、これは、燃料が汲み上げ室38から弁体穴58へと流れることを防止し、汲み上げ室38の中の加圧された燃料を、出口弁組立体42を通じて放出させることができる。弁スプール52の第3の位置は、弁スプール溝70と弁体の第2の入口路64との並びが制限された通過を提供し、それによって、軽負荷における内燃エンジン12の給油を支援するために、汲み上げプランジャ34の吸入行程の間に少量の燃料を汲み上げ室38へと供給することが留意されるため、内燃エンジン12が軽い出力トルクを作り出すために必要とされるときに使用される。
ここで具体的に図7を参照すると、弁スプール52は、弁スプール52の第3の位置を達成するために使用される第2のデューティサイクルより大きい第3のデューティサイクルにおいて電流がソレノイド組立体55のコイル90へと供給されていることから結果的に生じる第4の位置で示されている。電流が第3のデューティサイクルにおいてコイル90に供給されるとき、弁スプール52は極片84に引き付けられ、それによって弁スプール52を極片84に向けて移動させ、戻しバネ86を第3の位置より大きい度合いまで圧縮する。第2および第3の位置においてと同じように、第4の位置は、先端部分52gがもはや弁体の第2の端50bを越えて突出しないように位置決めされるという結果をもたらし、結果的に、逆止弁部材78は、弁体出口路68を通じた弁体穴58への流れを防止する着座位置に移動させられる。しかしながら、弁体穴58と汲み上げ室38との間での圧力差が十分に高いとき、つまり、吸入行程の間、逆止弁部材78が離座位置へと移動することができることは、留意されるべきである。また、第4の位置において、第3の位置においてと同じように、弁スプール溝70は弁体の第1の入口路62と並べられないが、ここでは弁スプール溝70が弁体の第2の入口路64と並べられ、このようにして燃料は弁体の第2の入口路64を通じて弁体穴58へと与えられる。結果として、汲み上げプランジャ34の吸入行程の間、燃料を、弁体の第2の入口路64に通して、入口弁組立体40を通じて流す圧力差が作り出され、それによって、燃料を汲み上げ室38へと流す離座位置へと逆止弁部材78を移動させる。汲み上げプランジャ34の圧縮行程の間、圧力が汲み上げ室38の中で増加し、それによって逆止弁部材78を着座位置へと移動させ、これは、燃料が汲み上げ室38から弁体穴58へと流れることを防止し、汲み上げ室38の中の加圧された燃料を、出口弁組立体42を通じて放出させることができる。ここで明らかになるように、弁スプール52の第3の位置と第4の位置とはほとんど同一であるが、第4の位置は、弁スプール溝70と弁体の第2の入口路64との並びが第3の位置におけるより制限がない点において、第3の位置と異なる。結果的に、弁スプール52の第4の位置は、内燃エンジン12がより高い出力トルクを作り出すために必要とされるときに使用される。なぜならば、弁スプール溝70と弁体の第2の入口路64との並びが、制限のより少ない通過を提供し、それによって、高い負荷における内燃エンジン12の給油を支援するために、汲み上げプランジャ34の吸入行程の間に、第3の位置と比較して、より多くの量の燃料を汲み上げ室38へと供給するからである。
ここではっきりとするように、異なるデューティサイクルが、汲み上げ室38へと供給される燃料の量を変化させるために提供でき、異なるデューティサイクルは、弁スプール溝70と弁体の第2の入口路64との並びの度合いを変化させる結果となり、それによって制限の度合いを変化させる。別の言い方をすれば、先に記載されているような第3および第4の位置は、弁スプール52の位置の単なる例であり、他のデューティサイクルが、汲み上げ室38への異なる供給量の燃料を提供して内燃エンジン12の異なる出力トルクを達成するために設けられてもよい。電子制御ユニット106が、本明細書に記載されている様々なデューティサイクルにおいて、電流をコイル90に供給するために使用される。電子制御ユニット106は、適切なデューティサイクルをコイル90に提供して、内燃エンジン12によって生成されるように望まれる命令されたトルクに基づいて変化し得る所望の圧力を燃料レール44において維持するために、燃料レール44の中の圧力を感知する圧力センサ108からの入力を受信することができる。
内側筐体82が、燃料ポンプ筐体28と直接的に係合し、直接的に溶接されるとして本明細書に図示および記載されているが、スリーブ(図示されていない)などの中間要素が径方向において内側筐体82と燃料ポンプ筐体28との間に設けられてもよいことは理解されるべきであり、この中間要素は、燃料ポンプ筐体28への本開示の範囲内として見なされるものである。
第2の封止環体104の追加または代替として、磁束ワッシャ91の反対にある中心開口92aの開放端を閉鎖する封止キャップ110が図8に示されているように設けられてもよい。封止キャップ110は、環状形状であり、1つ以上環状のリブ110bを用いてなどの締まり嵌めで中心開口92aの中に嵌まる側壁110aを備えることができ、リブ110bは、封止キャップ110をオーバーモールド92に保持するために、および、液体の侵入を防止するために、側壁110aを周方向において包囲する。封止キャップ110は、側壁110aの1つの開放端を閉鎖する端壁110cを備えることも可能であり、これにより、端壁110cが側壁110aから径方向外方へ延び、それによって、封止キャップ110が中心開口92aへと挿入される度合いを制限する停止部を形成する。封止キャップ110はエラストマ材料から作られ、その具体的な組成は、当業者によって容易に認識されるように、第1の封止環体98と接触し得る温度および液体などの環境因子に基づいて選択される。封止キャップ110は、液体が中心開口92aに入ることを防止し、それによって、第2の封止環体104に関して先に記載されているように、劣化を引き起こし得る領域へと液体が移動することを防止する。封止キャップ110が高圧燃料ポンプ20内の燃料を封止することにおいて何の役目も演じないこと、つまり、封止キャップ110が、高圧燃料ポンプ20内の燃料に曝露されず、高圧燃料ポンプ20の外部の環境に存在する液体の侵入を防止するために提供されることに留意することは、重要である。高圧燃料ポンプ20の外部の環境に存在する液体の侵入を防止する主な目的に加えて、封止キャップ110は、そうでない場合に環境へと伝えられ得る、動作の間の高圧燃料ポンプ20の動作から作り出される振動および可聴騒音の抑制を提供することもできる。
第1の封止環体98、第2の封止環体104、および封止キャップ110のうちの1つ以上で本明細書に記載されているような高圧燃料ポンプ20は、外部環境からの液体が入口弁組立体40およびソレノイド組立体55の要素に到達する可能性を最小限にし、もし到達した場合には、入口弁組立体40またはソレノイド組立体55の望ましくない動作をもたらす可能性がある。さらに、高圧燃料ポンプ20の動作から作り出される振動および可聴騒音が抑制され得る。
本発明はその好ましい実施形態に関して説明されているが、そのように限定されることは意図されておらず、むしろ、以下に続く請求項に述べられた範囲に限定されることが意図されている。
10 燃料システム
12 内燃エンジン
14 燃料タンク
16 燃料噴射器
18 低圧燃料ポンプ
20 高圧燃料ポンプ
20a 入口
22 低圧燃料供給路
24 燃料圧力調節器
26 燃料戻し路
28 燃料ポンプ筐体
28a 入口弁穴
28b 入口弁穴軸
30 プランジャ穴
32 プランジャ穴軸
34 汲み上げプランジャ
36 カムシャフト
38 汲み上げ室
40 入口弁組立体
41 ポンプ筐体入口路
42 出口弁組立体
42a 出口弁部材
42b 出口弁座
42c 出口弁バネ
43 出口路
44 燃料レール
46 プランジャ戻しバネ
48 圧力逃し弁組立体
48a 圧力逃し弁部材
48b 圧力逃し弁座
48c 圧力逃し弁バネ
50 弁体
50a 弁体の第1の端
50b 弁体の第2の端
50c 弁体外側周辺
50d 弁体外側周辺の第1の部分
50e 弁体外側周辺の第2の部分
50f 弁体外側周辺の第3の部分
52 弁スプール
52a 弁スプールの第1の端
52b 弁スプールの第2の端
52c 弁スプールの第1の部分
52d 弁スプールの第2の部分
52e 弁スプール外側周辺
52f 基礎部分
52g 先端部分
52h 弁スプール肩部
54 逆止弁
55 ソレノイド組立体
58 弁体穴
60 弁体端壁
62 弁体の第1の入口路
64 弁体の第2の入口路
66 弁体中心路
68 弁体出口路
70 弁スプール溝
72 弁スプール路
74 弁スプール端穴
74a 弁スプール端穴の第1の部分
74b 弁スプール端穴の第2の部分
74c 弁スプール端穴底部
76 弁スプール連結路
78 逆止弁部材
78a 逆止弁中心部分
78b 逆止弁路
78c 逆止弁脚部
80 進行制限部
80a 進行制限環体
80b 進行制限脚部
82 内側筐体
82a 内側筐体の第1の部分
82b 内側筐体の第2の部分
82c 内側筐体端壁
84 極片
84a 極片の第1の端
84b 極片の第2の端
84c 極片穴
84d 極片肩部
86 戻しバネ
88 スプール
90 コイル
91 磁束ワッシャ
92 オーバーモールド
92a 中心開口
94 外側筐体
94a フランジ
96 環状室
98 第1の封止環体
100 電気コネクタ
102 環状隙間
104 第2の封止環体
106 電子制御ユニット
108 圧力センサ
110 封止キャップ
110a 側壁
110b リブ
110c 端壁

Claims (14)

  1. 燃料ポンプ(18)であって、
    燃料ポンプ筐体(28)であって、前記燃料ポンプ筐体(28)内に定められる汲み上げ室(38)、および、入口弁穴軸(28b)に沿って前記燃料ポンプ筐体(28)の外部へと延びる入口弁穴(28a)を有する燃料ポンプ筐体(28)と、
    汲み上げプランジャ(34)であって、前記汲み上げプランジャ(34)の吸入行程が前記汲み上げ室(38)の容積を増加させ、前記汲み上げプランジャ(34)の圧縮行程が前記汲み上げ室(38)の容積を低下させるように、プランジャ穴の中で往復動する汲み上げプランジャ(34)と、
    1)前記燃料ポンプ(18)の入口(20a)と前記汲み上げ室(38)との間に流体連通を選択的に提供し、2)前記燃料ポンプ(18)の前記入口(20a)と前記汲み上げ室(38)との間の流体連通を選択的に防止する入口弁組立体(40)であって、
    内側筐体(82)であって、前記内側筐体(82)が前記燃料ポンプ筐体(28)の外部へと延びるように、および、前記内側筐体(82)の外側周辺が前記入口弁穴(28a)の内側周辺に封止されることで、燃料が径方向において前記内側筐体(82)と前記入口弁穴(28a)との間を前記燃料ポンプ筐体(28)の外部へと通過することが防止されるように、前記入口弁穴(28a)の中に受け入れられる内側筐体(82)、
    前記燃料ポンプ筐体(28)の外側に位置付けられ、前記内側筐体(82)を周方向において包囲する外側筐体(94)であって、環状室(96)が、径方向において前記内側筐体(82)と前記外側筐体(94)との間に定められ、軸方向において前記外側筐体(94)と前記燃料ポンプ筐体(28)との間に定められる、外側筐体(94)、および、
    エラストマ材料から作られ、環状形状であり、前記燃料ポンプ筐体(28)および前記外側筐体(94)に対して軸方向において圧縮されるように前記環状室(96)の中に位置付けられる封止環体(98)、
    を備える、入口弁組立体(40)と、
    を備える、燃料ポンプ(18)。
  2. 前記入口弁組立体(40)は、ソレノイド組立体(55)を含み、前記ソレノイド組立体は、
    前記内側筐体(82)と、
    前記外側筐体(94)と、
    前記内側筐体(82)の中に位置付けられる透磁性材料から作られる極片(84)と、
    を備える、請求項1に記載の燃料ポンプ(18)。
  3. 前記ソレノイド組立体(55)は、径方向において前記内側筐体(82)と前記外側筐体(94)との間に位置付けられるように前記極片(84)を周方向において包囲する導電線のコイル(90)をさらに備え、前記コイル(90)に印加される電気が、前記極片(84)と前記入口弁組立体(40)の弁要素(52)との間に磁気引力をもたらし、それにより、前記弁要素(52)が前記極片に向かって移動する、請求項2に記載の燃料ポンプ(18)。
  4. 前記外側筐体(94)は、環状形状であり、かつ前記内側筐体(82)に向けて内方へ延びるフランジ(94a)を備え、これにより、電気が前記コイル(90)に印加されるときに、前記フランジ(94a)は、磁束が通過するための経路を提供し、
    前記封止環体(98)は前記フランジに対して軸方向において圧縮される、請求項3に記載の燃料ポンプ(18)。
  5. 前記ソレノイド組立体(55)は、電気絶縁性材料から作られ、かつ前記コイル(90)と前記外側筐体(94)との間を満たすオーバーモールド(92)をさらに備え、前記オーバーモールド(92)は中心開口(92a)を含む、請求項3または4に記載の燃料ポンプ(18)。
  6. 前記内側筐体(82)は、環状隙間(102)が径方向において前記内側筐体(82)と前記中心開口(92a)との間に位置付けられるように、前記中心開口(92a)へと延びる、請求項5に記載の燃料ポンプ。
  7. 前記封止環体は第1の封止環体(98)であり、
    前記ソレノイド組立体(55)は、エラストマ材料から作られ、環状形状であり、前記内側筐体(82)および前記オーバーモールド(92)に対して径方向において圧縮されるように前記環状隙間(102)の中に位置付けられる第2の封止環体(104)をさらに備える、請求項5または6に記載の燃料ポンプ(18)。
  8. 前記第2の封止環体(104)は、前記燃料ポンプ(20)の外側からの液体の侵入を防止する、請求項7に記載の燃料ポンプ(18)。
  9. 前記第2の封止環体(104)は、前記燃料ポンプ(18)内からの燃料に曝露されないように構成される、請求項7または8に記載の燃料ポンプ(18)。
  10. 前記第1の封止環体(98)は、前記燃料ポンプ(18)の外側からの液体が前記内側筐体(82)へと移動することを防止する、請求項7から9のいずれか一項に記載の燃料ポンプ(18)。
  11. 前記第1の封止環体(98)は、前記燃料ポンプ(18)内からの燃料に曝露されないように構成される、請求項9または10に記載の燃料ポンプ(18)。
  12. 前記ソレノイド組立体は、前記中心開口(92a)を閉鎖する封止キャップ(110)をさらに備える、請求項5から11のいずれか一項に記載の燃料ポンプ(18)。
  13. 前記封止キャップ(110)は、
    前記中心開口(92a)の中に締まり嵌めで位置付けられる側壁(110a)と、
    前記オーバーモールドに当接し、前記封止キャップ(110)が前記中心開口(92a)へとどれだけ深く挿入されるかを制限する、前記側壁(110a)から径方向外方へ延びる端壁(110c)と、
    を備える、請求項12に記載の燃料ポンプ(18)。
  14. 前記封止キャップ(110)は、前記燃料ポンプ内からの燃料に曝露されないように構成される、請求項13に記載の燃料ポンプ(18)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69938615T2 (de) * 1999-02-09 2009-06-10 Hitachi, Ltd. Hochdruckbrennstoffpumpe für eine Brennkraftmaschine
JP2003343396A (ja) 2002-05-22 2003-12-03 Mitsubishi Electric Corp 高圧燃料供給装置
JP3912206B2 (ja) 2002-07-05 2007-05-09 株式会社日立製作所 筒内直接燃料噴射装置用燃料ポンプ
JP4036153B2 (ja) 2003-07-22 2008-01-23 株式会社日立製作所 ダンパ機構及び高圧燃料供給ポンプ
DE102010031600A1 (de) 2010-07-21 2012-01-26 Robert Bosch Gmbh Hochdruckpumpe
WO2013035132A1 (ja) 2011-09-06 2013-03-14 トヨタ自動車株式会社 燃料ポンプおよび内燃機関の燃料供給システム
EP2610497B1 (de) * 2011-12-27 2016-11-23 Grundfos Holding A/S Pumpenaggregat
DE102013212121A1 (de) * 2013-06-25 2015-01-08 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffzumesseinheit für ein Hochdruckeinspritzsystem
DE102013220768A1 (de) 2013-10-15 2015-04-16 Continental Automotive Gmbh Ventilanordnung
DE102014200695A1 (de) 2014-01-16 2015-07-16 Robert Bosch Gmbh Hochdruckpumpe mit einem elektromagnetischen Saugventil
DE102016213470A1 (de) 2016-05-19 2017-11-23 Robert Bosch Gmbh Hochdruck-Kraftstoffpumpe für ein Kraftstoff-Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine
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