JP3744329B2 - 高圧燃料ポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジンに燃料を高圧で供給する高圧燃料ポンプに係り、特に燃料の吸入、吐出を司るチェック弁の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の高圧燃料ポンプでは、チェック弁の組み付け性を向上するために、図６に示すような構成が用いられている。２２ａはチェック弁、２９ａはポンプ本体にあるチェック弁取付穴であり、弁筒２８ａは弁室２６ａの入り口部に圧入して固定されている。弁ハウジング２１ａはチェック弁取付穴２９ａに螺入され、弁ハウジング２１ａの先端面２５ａを弁筒２８ａの外端面３１ａに押付け、これによりガスケット２７ａを押し付けて、二重の隙間ｄおよびＤを通じての液漏れを同時に防止する。この種の高圧燃料ポンプとしては、例えば、特開平１１−０８２２３９号公報に記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術の高圧燃料ポンプでは弁筒２８ａは弁体６ａが繰り返し衝突するので、耐摩耗性に優れた硬質の材料とする必要があり、弁ハウジング２１ａもチェック弁取付け穴に螺入するため、ある程度の硬さが必要である。このため弁ハウジング２１ａの先端面２５ａと弁筒２８ａの端面３１ａの間のシール性を高めるためには両面とも高い平坦度と表面粗さが必要となり、高度な加工を施す必要がある。その上、弁筒２８ａの端面３１ａはすぐ側に円筒状の突起部３３ａがあるため研磨しにくい形状である。このため高い加工コストがかかるという問題もあった。
【０００４】
本発明の目的は、より容易な加工でチェック弁の燃料漏れをより確実に防止できる高圧燃料ポンプを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の高圧燃料ポンプは、弁ハウジング及び弁シートとポンプケーシングの間にこれらよりも柔らかい材料で構成され、これらによって挟設押圧されて燃料の漏洩を防止するシール部材を設けるとともに、弁ハウジングのシール部材と当接する面を、弁シートのシール部材と当接する面よりも突出するように構成する。これにより弁ハウジングと弁シートをシール部材に押圧したとき、弁ハウジングとシール部材の間をより強く押圧することができ、チェック弁取付け穴底部と弁ハウジングの間を通過するポンプ外部への燃料漏れをより確実に防ぐことができる。同時に、弁シートとシール部材も押圧されるため、チェック弁取付け穴底部と弁シートの間を通過する燃料漏れも防ぐことができる。
【０００６】
望ましくは、その突出量を、弁ハウジングがシール部材を押圧した時のシール部材の厚さの減少量以内となるようにする。これにより、弁シートのシール部材に当接する面がシール部材を確実に押圧できるので、チェック弁取付け穴底部と弁シートの間を通過する燃料漏れをより確実に防ぐことができる。
【０００７】
また、上記目的を達成するために、本発明の高圧燃料ポンプは、チェック弁取付け穴底部の材質を弁ハウジングよりも柔らかい材質とし、弁ハウジングのチェック弁取付け穴底部と当接する面を、弁シートのチェック弁取付け穴底部と当接する面よりも突出するように構成する。この構成では、弁ハウジングと弁シートをチェック弁取付け穴底部に押圧したとき、チェック弁取付け穴底部が変形し、シール部材と同様の機能を果たす。すなわち弁ハウジングの先端がチェック弁取付け穴底部により強く押圧シールすることにより、チェック弁取付け穴底部と弁ハウジングの間を通過するポンプ外部への燃料漏れを確実に防ぎ、同時に、弁シートとチェック弁取付け穴底部も押圧シールすることにより、この間を通過する燃料漏れも防ぐことができる。
【０００８】
望ましくはその突出量を、弁ハウジングがチェック弁取付け穴底部を押圧した時のチェック弁取付け穴底部の減少量以内となるようにする。これにより、弁シートのチェック弁取付け穴底部に当接する面がチェック弁取付け穴底部を確実に押圧シールすることにより、この間を通過する燃料漏れをより確実に防ぐことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図１ないし図３を用いて説明する。
【００１０】
まず、図１を用いて本実施例の高圧燃料ポンプを用いた燃料供給システムの構成を説明する。ポンプケーシング１には、燃料吸入通路１０、吐出通路１１、加圧室１２が形成されている。加圧室１２には、加圧部材であるプランジャ２が摺動可能に設けてある。吸入通路１０及び吐出通路１１には、弁体５、弁体６が設けられており、それぞればね２３、２４にて一方向に保持され、燃料の流通方向を制限するチェック弁となっている。また、ソレノイド９０がポンプケーシング１に設けられており、ソレノイド９０には、ロッド９１、ばね９２が配されている。ロッド９１は、ソレノイド９０がＯＦＦの時は、ばね９２によって、弁体５を開弁する方向に付勢力がかけられている。ばね９２の付勢力は、ばね２３の付勢力より大きくなっているため、ソレノイド９０がＯＦＦの時は、図１のように、弁体５は開弁状態となっている。
【００１１】
燃料はタンク５０から低圧ポンプ５１にてポンプケーシング１の燃料導入口に、プレッシャレギュレータ５２によって一定の圧力に調圧されて導かれる。その後、高圧燃料ポンプ７で加圧され、燃料吐出口からコモンレール５３に圧送される。コモンレール５３には、インジェクタ５４、リリーフ弁５５、圧力センサ５６が装着されている。インジェクタ５４は、エンジンの気筒数にあわせて装着されており、コントロールユニット５８の信号に従って燃料を噴射する。また、リリーフ弁５５はコモンレール５３内の圧力が所定値を超えた際に開弁して、配管系の破損を防止する。
【００１２】
プランジャ２の下端に設けられたリフタ３は、ばね４によってカム１００に圧接されている。プランジャ２は、エンジンカムシャフト等により回転されるカム１００により、往復運動して加圧室１２内の容積を変化させる。
【００１３】
プランジャ２の圧縮工程中に弁体５が閉弁すると、加圧室１２内の圧力が上昇し、これにより弁体６が自動的に開弁し、燃料をコモンレール５３に圧送する。
【００１４】
弁体５は、加圧室１２の圧力が燃料導入口より低くなると自動的に開弁するが、閉弁はソレノイド９０によって制御される。
【００１５】
ソレノイド９０をＯＮ状態で保持すると、ばね９２の付勢力以上の電磁力が発生してロッド９１をソレノイド９２側に引き寄せるため、ロッド９１と弁体５は分離される。この状態では、弁体５はプランジャ２の往復運動に同期して開閉する自動弁となる。従って、圧縮工程中は、弁体５は閉塞し、加圧室１２の容積減少分の燃料は、弁体６を押し開きコモンレール５３へ圧送される。よって、ポンプの最大の能力で吐出することができる。
【００１６】
これに対し、ソレノイド９０をＯＦＦの状態で保持すると、ばね９２の付勢力によりロッド９１は弁体５に係合し、弁体５を開弁状態に保持する。従って、圧縮工程時においても加圧室１２の圧力は燃料導入口部とほぼ同等の低圧状態を保つため、弁体６を開弁することができず、加圧室１２の容積減少分の燃料は、弁体５を通り燃料導入口側へ戻される。よって、ポンプ吐出量は０となる。
【００１７】
また、圧縮工程の途中で、ソレノイド９０をＯＮ状態にすれば、このときから、コモンレール５３へ燃料圧送される。一度圧送が始まれば加圧室１２内の圧力は上昇するため、その後、ソレノイド９０をＯＦＦ状態にしても弁体５は閉塞状態を維持し、吸入工程の始まりと同期して自動開弁する。よって、ソレノイド９０のＯＮタイミングによって吐出量を調節することができる。また、圧力センサ５６の信号に基づき、コントロールユニット５８にて適切な吐出タイミングを演算しソレノイド９０をコントロールすることにより、コモンレール５３圧力を略一定値に保つことができる。
【００１８】
次に、本発明を高圧ポンプの吐出側チェック弁に適用した実施例を図２ないし図３を用いて説明する。
【００１９】
図３はチェック弁２２をチェック弁取付け穴に組み付ける前の位置関係である。２１は弁ハウジング、２８は弁シート、６は弁体、２４は弁体を付勢するばね、２７はシール部材である。弁ハウジング２１のシール部材に当接する面２５が、弁シート２８のシール部材に当接する面３１よりも突出している。
【００２０】
図２はこのチェック弁２２を取付け穴２９に螺入した図である。シール部材２７を弁ハウジング２１と弁シート２８で押圧することにより、燃料が弁ハウジング２１のシール部材に当接する面２５とチェック弁取付け穴底部３０の間の経路Ｂを通過して外部へ漏れるのを防ぎ、かつ、弁シートのシール部材に当接する面３１とチェック弁取付け穴底部３０の間の経路Ｃを通過するポンプ内部の燃料漏れを防ぐことができる。すなわち、１枚のシール部材でチェック弁２２の内部漏れと外部漏れをシールすることができる。
【００２１】
この構造では、弁ハウジング２１のシール部材に当接する面２５の方が弁シート２８のシール部材に当接する面３１よりも突出しているので、弁ハウジング２１はシール部材２７により強く押圧され、経路Ｂを通過する燃料の外部漏れを重点的に防ぐことができる。ここで、経路Ｂの外部漏れは、直ちにポンプ外部への燃料漏れにつながるので、確実に防止する必要がある。また、経路Ｃの内部漏れは、ポンプの吐出性能に影響し、多少の漏れは許容できるものの、ポンプ効率向上のためにできるだけ漏れを防ぐことが望ましい。
【００２２】
そこで、図３に示す距離Ａを、図２に示す組立て状態においてシール部材２７が弁ハウジング２１に押しつぶされて変形する量より小さくすれば、弁ハウジング２１がシール部材２７の外周を押圧したとき、弁シート２８もシール部材内周を確実に押圧できるので、これにより外部漏れの確実な防止に加え、内部漏れも十分に低減して、ポンプの吐出性能とも高いレベルに確保することができる。
【００２３】
また、上述した実施例は１枚のシール部材で内部漏れと外部漏れをシールした例であるが、チェック弁取付け穴の材質が弁ハウジングよりも柔らかい材質である場合、シール部材を用いない構成でも同様の効果を望める。
【００２４】
以下、図４を用いてその一実施例を説明する。チェック弁２２は、弁ハウジング２１のチェック弁取付け穴底部３０に当接する面２５が弁シート２８のチェック弁取付け穴底部３０に当接する面３１よりも突出している。このチェック弁２２をチェック弁取付け穴２９に螺入して、弁ハウジング２１のチェック弁取付け穴底部に当接する面２５でチェック弁取付け穴底部３０を押圧する。このとき、チェック弁取付け穴底部３０は柔らかい材質であるため変形してチェック弁取付け穴底部３０がシール部材と同様の効果を果たすため、経路Ｂを通過する燃料の外部漏れを防ぐことができる。また、弁シート２８のチェック弁取付け穴底部３０に当接する面３１もチェック弁取付け穴底部３０に押圧されるため、上記実施例同様、経路Ｃを通過する内部漏れも同時に防ぐことができる。すなわち、シール部材を用いずにチェック弁２２の内部漏れと外部漏れをシールすることができる。
【００２５】
なお、図３に示す距離Ａが、図４に示す組立て状態においてチェック弁取り付穴底部３０が弁ハウジング２１に押圧したときのチェック弁取付け穴底部の変形した量より小さくすれば、弁ハウジング２１がチェック弁取付け穴底部３０を押圧したとき、弁シート２８も確実にチェック弁取付け穴底部３０を押圧できるので、経路Ｃを通過する内部漏れをより確実に防ぐことができる。
【００２６】
以上説明した通り、チェック弁取付け穴の材質が弁ハウジングよりも柔らかくすれば、シール部材を用いずに内部漏れと外部漏れをシールすることができる。
【００２７】
以上に示した実施例のシール部材あるいはポンプケーシングのチェック弁取付け穴底部は弁ハウジング及び弁シートより柔らかい材料で構成しているので、変形してよく密着するため、シール面の平面度や表面粗さを高める高度な加工は不要であり、一般的に多用される切削、研削等の加工で十分なシール性を得ることができる。
【００２８】
なお、上述の実施例では本発明を吐出側チェック弁に適用した例を示したが、吸入側チェック弁に同様に適用することも可能である。
【００２９】
その一例を図５に示す。６１は弁ハウジング、６８は弁シート、７５は弁体、６３は弁体を付勢するばね、６７はシール部材である。弁ハウジング６１のシール部材に当接する面６５は、弁シート６８のシール部材に当接する面７１よりも突出している。このチェック弁６２を取付け穴６９に螺入した場合、シール部材６７を弁ハウジング６１と弁シート６８で押圧することにより、燃料が弁ハウジング６１のシール部材に当接する面６５とチェック弁取付け穴底部７０の間の経路Ｅを通過して外部へ漏れるのを防ぎ、かつ、弁シートのシール部材に当接する面７１とチェック弁取付け穴底部７０の間の経路Ｆを通過するポンプ内部の燃料漏れを防ぐことができる。
【００３０】
また、吸入側チェック弁で、チェック弁取付け穴底部が弁ハウジング及び弁シートより柔らかい材料で構成している場合、上記の実施例と同様にシール部材なしで燃料をシールすることができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、容易な加工で信頼性の高いチェック弁の燃料シールができるので、燃料漏れによるトラブルをより確実に防止できる上、低コストで高い信頼性を有する高圧燃料ポンプを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高圧燃料ポンプの一実施例を示すシステム図。
【図２】本発明の高圧燃料ポンプにおける吐出側チェック弁の一実施例を組立てた状態で示す断面図。
【図３】図２の弁シートと弁ハウジングの組立て前の位置関係を示す断面図。
【図４】本発明の他の実施例を示す断面図。
【図５】本発明を吸入側チェック弁に実施した例を示す断面図。
【図６】従来例を示す図。
【符号の説明】
１…ポンプケーシング、２…プランジャ、 ５，６，７５…弁体、７…高圧燃料ポンプ、１０…吸入流路、１１…吐出流路、２１，６１…弁ハウジング、２２，６２…チェック弁、２３，２４，６３…ばね、２７，６７…シール部材、２８，６８…弁シート。

Claims (4)

1. ポンプケーシング内に設けたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に設けられカムの回転にしたがって往復運動するプランジャと、前記シリンダと吸込側管路の間を開閉する吸入側チェック弁と、前記シリンダと吐出側管路の間を開閉する吐出側チェック弁とを備え、前記プランジャの往復運動によって燃料を加圧吐出する高圧燃料ポンプにおいて、
   前記吐出側チェック弁と前記吸入側チェック弁のうち少なくとも一方は、弁ハウジングと、該弁ハウジングの内周側に設けた弁シートと、該弁シートに接離することによって燃料の流れの停止と流動を司る弁体とを備え、前記弁ハウジングおよび前記弁シートと前記ポンプケーシングとの間にこれらよりも柔らかい材料で構成されこれらによって挟設押圧されて燃料の漏洩を防止するシール部材を有し、前記弁ハウジングの前記シール部材と当接する面が前記弁シートの前記シール部材と当接する面よりも突出したことを特徴とする高圧燃料ポンプ。
2. 前記弁ハウジングと前記弁シートと前記シール部材を前記ポンプケーシング内に組込む前の状態において、前記弁ハウジングの前記シール部材と当接する面の、前記弁シートの前記シール部材と当接する面に対する突出量を、これらを組込んだ状態において前記弁ハウジングによって挟設押圧される部分の前記シール部材の組込み前に対する厚さの減少量よりも小さくしたことを特徴とする請求項１に記載の高圧燃料ポンプ。
3. ポンプケーシング内に設けたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に設けられカムの回転にしたがって往復運動するプランジャと、前記シリンダと吸込側管路の間を開閉する吸入側チェック弁と、前記シリンダと吐出側管路の間を開閉する吐出側チェック弁とを備え、前記プランジャの往復運動によって燃料を加圧吐出する高圧燃料ポンプにおいて、
   前記吐出側チェック弁と前記吸入側チェック弁のうち少なくとも一方は、弁ハウジングと、該弁ハウジングの内周側に設けた弁シートと、該弁シートに接離することによって燃料の流れの停止と流動を司る弁体とを備え、前記ポンプケーシングに設けたチェック弁取付け穴の底部は前記弁ハウジングおよび前記弁シートよりも柔らかい材料で構成され、前記弁ハウジングの前記チェック弁取付け穴の底部と当接する面が前記弁シートの前記チェック弁取付け穴の底部と当接する面よりも突出したことを特徴とする高圧燃料ポンプ。
4. 前記弁ハウジングと前記弁シートを前記チェック弁取付け穴に組込む前の状態において、前記弁ハウジングの前記チェック弁取付け穴の底部と当接する面の、前記弁シートの前記チェック弁取付け穴の底部と当接する面に対する突出量を、これらを組込んだ状態において前記弁ハウジングによって押圧される部分の前記チェック弁取付け穴の底部の組込み前に対する寸法変化量よりも小さくしたことを特徴とする請求項３に記載の高圧燃料ポンプ。

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