JP4065837B2 - ポンプに用いられる逆止弁 - Google Patents

Description

本発明は、ポンプに用いられる逆止弁および特に蓄圧噴射システムの燃料ポンプに用いられる高圧逆止弁に関する。

ポンプに用いられる逆止弁は種々異なる構成で公知である。公知の逆止弁に対する１つの例は図１２に示してある。図１２に示したように、逆止弁は、弁座３を有する収容体２と、閉鎖体４と、ケージエレメント１６とを有している。閉鎖体４はつめ状のケージエレメント１６の内部に配置されていて、逆止弁における軸方向で運動することができる。この場合、閉鎖体４は２つの位置、つまり、閉鎖体４が弁座３に接触していて、したがって、流体の流れを阻止している第１の位置と、閉鎖体４がケージエレメント１６の底領域（当接領域）に接触していて、ケージエレメント１６の個々の案内領域の間の切欠きによる軸方向での弁の通流を可能にしている第２の位置とをとることができる。さらに、ケージエレメント１６は対応面１１に隣接している。

公知の逆止弁では、ケージエレメントが、閉鎖体案内の機能と、弁のオーバフローの機能と、構成部材内での閉鎖体のためのストッパの機能とを兼ね備えている。このようなケージエレメントは、たとえば打抜き加工および後続の深絞り加工によって製作されるかまたは旋削加工によって製作される。当接領域と案内領域との間の曲げ曲率に基づき、特に蓄圧噴射システムに用いられる高圧ポンプでの使用時には、高められる回転数と同時に高い圧力に基づき、しばしば破損が生ぜしめられる。

したがって、本発明の課題は、特に蓄圧噴射システムのための燃料ポンプに用いられる逆止弁を改良して、逆止弁が、単純な構造および簡単なかつ廉価な製作可能性と同時に、高い負荷の場合でも長い耐用年数を有しているようにすることである。

この課題は、請求項１の特徴を備えた逆止弁によって解決される。有利な改良形は従属請求項の対象である。

請求項１の特徴を備えた、ポンプ、特に高圧燃料ポンプに用いられる本発明による逆止弁は、閉鎖体に対するストローク制限に関する要求だけでなく、閉鎖体の案内に対する狭い誤差も満たすことができる。この場合、逆止弁のケージエレメントは、本発明によれば、２つの部分から成っていて、案内エレメントと当接エレメントとから形成されている。これによって、当接エレメントを、弁の開放時に生ぜしめられる、閉鎖体による衝撃力に対して最適化させることができるだけでなく、案内エレメントを、開放位置と閉鎖位置との間での閉鎖体の案内に対して最適化させることもできる。したがって、案内エレメントが、閉鎖体によって当接エレメントに作用する開放衝撃によって負荷されない。したがって、本発明による逆止弁は、改善された耐用年数を有している。したがって、ケージエレメントを２つの部分から形成することによって、ケージエレメントの種々異なる機能の引受けの分割が達成されるので、ケージエレメントの個々の構成部材をその要求に対して最適化させることができる。したがって、本発明による高圧逆止弁によって、公知先行技術で生ぜしめられる、特にポンプの回転数が高い場合のかつ圧力が高い場合の問題を回避することができる。

有利には、案内エレメントと当接エレメントとが互いに異なる材料から製作されている。この場合、案内エレメントのための材料は、当接エレメントの材料よりも低い弾性係数を有している。特に有利には、案内エレメントがプラスチックまたはアルミニウムから製作されており、当接エレメントが鋼、たとえば熱処理鋼または肌焼き鋼から製作されている。プラスチックから製作することによって、案内エレメントは、たとえば射出成形することができ、これによって、案内エレメントに切削後加工が必要となることなしに、閉鎖体の案内エレメントに関して極めて狭い誤差を有することができる。閉鎖体のより良好な案内によって、特に弁のシール円錐部へのより正確な載着を達成することができる。この場合、案内エレメントのための材料選択は、有利にはハウジングまたはこれに類するものへの容易な圧入可能性および高い滑り摩耗抵抗に関して行われる。当接エレメントの材料選択は、有利には高い衝突摩耗抵抗および高い交番強度に関して行われる。

特にコンパクトなかつ耐用年数の長いケージエレメントを獲得するためには、案内エレメントが、有利にはブシュとして形成されていて、その内周面に少なくとも１つのオーバフロー通路を有している。

ケージエレメントの前組付け可能性を可能にするためには、案内エレメントと当接エレメントとが、有利には圧入によって互いに結合されている。

当接エレメントにおける点状の負荷を阻止するためには、当接エレメントが、有利にはざる底球面を有している。この場合、案内エレメントの高い案内精度によって、特にざる底球面への閉鎖体の正確な載着も達成される。

有利には、当接エレメントが案内エレメントとの２つ、３つまたは４つの結合領域を有している。これによって、当接エレメントを、たとえば単純な棒状エレメント、星形のエレメントまたは十字形のエレメントとして形成することができる。

有利には、当接エレメントが、組み付けられた状態で、弁のハウジングに形成された対応面に隣接している。これによって、本発明による弁を、完全に前組付けされた構成ユニットとして製造することができる。しかし、対応面が、弁を配置した流体管路に設けられた段部によって直接形成されていることも可能である。

特に簡単な組付けを可能にするためには、案内エレメントに、有利には、当接エレメントの結合領域が収容される溝が形成されている。この場合、当接エレメントは、たとえば圧入または接着によって嵌め込むことができる。さらに、当接エレメントが、たとえば射出成形による製作時に案内エレメント内にも埋め込まれることが可能となる。

この場合、特に有利には、当接エレメントを収容するための溝に、圧力補償を確保する切欠きが形成されている。

本発明による逆止弁は、特に高い圧力に基づき個々の構成部材に極めて高い要求が課せられ得る高圧燃料ポンプに使用される。本発明による逆止弁はこの高い要求を満たすことができ、簡単なかつ廉価な製作可能性および組付けと同時に長い耐用年数を有している。

以下に、本発明の有利な実施例を図面につき詳しく説明する。

以下に、図１〜図５ｂにつき本発明の第１実施例による逆止弁を説明する。

図１および図２に示したように、本発明による高圧逆止弁１は、第１実施例によれば、収容体２を有している。この収容体２には管路１２の端部に弁座３が形成されている。図２に示したように、この弁座３はシール円錐部として形成されている。さらに、弁１は、２つの部分から成るケージエレメントを有している。このケージエレメントは案内エレメント５と当接エレメント６とから成っている。この当接エレメント６は、案内エレメント５に設けられた溝８内に嵌め込まれている。

案内エレメント５はほぼ円筒状に形成されていて、その内面に、図４ａに示したように、４つのオーバフロー通路７と４つの案内領域１３とを有している。この場合、これらの案内領域１３は、ボールとして形成された閉鎖体４を案内するために働く。オーバフロー通路７によって、軸方向での逆止弁の通流が可能となる。特に図１および図５ａから明らかであるように、当接エレメント６の内面にはざる底球面１０が形成されている。このざる底球面１０は、たとえば円筒状の凹設部によって当接エレメント６に形成されていてよい。ざる底球面１０によって、弁１の開放時に閉鎖体４と当接エレメント６との間の、特に高い負荷を当接エレメント６に招く恐れがある点状の接触しか生ぜしめられないことが阻止される。

さらに、特に図１および図３から明らかであるように、管路１５を有する構成部材１４に段部が形成されている。この段部はケージエレメントに対する対応面１１を提供している。

特に図４ｂから明らかであるように、当接エレメント６を固定するための溝８に凹設部もしくは切欠き９が形成されている。この切欠き９によって、当接エレメント６が案内エレメント５に組み付けられた状態で、当接エレメント６によって部分的にカバーされた両オーバフロー通路７の間の圧力補償が可能となる。これによって、特に逆止弁の流れ抵抗を減少させることができる。

案内エレメント５と当接エレメント６とは、それぞれ異なる材料から製作されている。案内エレメント５はプラスチックから製作されているので、この構成部材に対して切削加工は不要となる。この場合、特に狭い誤差を維持することができるので、閉鎖体４の、公知先行技術に比べて良好な案内が可能となる。これによって、弁の閉鎖時の、収容体２に設けられたシール円錐部３へのかつ弁の開放時の、当接エレメント６に設けられたざる底球面１０へのより正確な載着を達成することができる。ブシュ状の案内エレメント５は、閉鎖体の両終端位置の間に閉鎖体４の一定不変の案内が存在しているような高さを有している。この場合、当接エレメント６は、たとえば鋼から製作されていて、打抜き加工によって極めて廉価に製作することができる。

したがって、オーバフロー通路７によって、弁の軸方向Ｘ−Ｘで弁１を通る十分な体積流が可能となり得る。通流方向は図３に矢印Ｒによって示してある。

図６には、本発明の第２実施例による案内エレメントが示してある。この場合、同じ部材もしくは機能的に同じ部材には、第１実施例と同じ符号が付してある。

図６に示したように、第１実施例の案内エレメントと異なり、第２実施例の案内エレメントは２つのオーバフロー通路７しか備えていない。この場合、両オーバフロー通路７は互いに反対の側に配置されている。さらに、同じく２つの案内領域１３しか形成されていない。しかし、両案内領域１３は、それぞれブシュ状の案内エレメント５における内周面の約１／４にわたって延びている。

図７には、本発明の第３実施例による案内エレメント５が示してある。同じ部材もしくは機能的に同じ部材には、再び第１実施例と同じ符号が付してある。図７に示したように、第３実施例による案内エレメント５は３つのオーバフロー通路７と３つの案内領域１３とを有している。この場合、オーバフロー通路７もしくは案内領域１３はそれぞれ互いに同じ間隔を置いて配置されている。

図８および図９には、本発明の第４実施例による案内エレメントと当接エレメントとが示してある。この場合、再び同じ部材には同じ符号が付してある。

図８に示したように、案内エレメント５は第１実施例と異なり３つの溝８を有している。これらの溝８内には、図９に示した星形の当接エレメント６が圧入可能である。この場合、図９に示したように、当接エレメント６の３つの結合領域は、それぞれ互いに１２０゜の同じ間隔を置いて配置されている。この場合、当接エレメント６と案内エレメント５との間にはプレス嵌め部が設けられている。

図１０および図１１には、本発明の第５実施例による案内エレメントと当接エレメントとが示してある。この場合、同じ部材には、再び同じ符号が付してある。

第４実施例と異なり、第５実施例では４つの溝８が設けられているので、当接エレメント６にも４つの結合領域が形成されている。したがって、当接エレメント６はほぼ十字形の形状を有している。

したがって、本発明は、ポンプ、特に燃料ポンプに用いられる逆止弁であって、弁座３が形成された収容体２と、閉鎖体４と、ケージエレメントとが設けられている形式のものに関する。閉鎖体４はケージエレメント内に配置されている。この場合、ケージエレメントは２つの部分から形成されている。このケージエレメントは案内エレメント５と当接エレメント６とから成っており、これによって、ケージエレメントの、互いに異なる機能を有する領域の機能分離が可能となる。

本発明は図示の実施例に限定されるものではない。本発明の範囲を逸脱することなしに、種々異なる変形および変更を実施することができる。

本発明の第１実施例による逆止弁の斜視的な分解図である。

図１に示した逆止弁を別の方向から見た斜視的な分解図である。

図１および図２に示した逆止弁の組付け状態における断面図である。

第１実施例の逆止弁の案内エレメントを下方から見た図である。

図４ａに示した案内エレメントの側面図である。

第１実施例による当接エレメントを下方から見た図である。

図５ａに示した当接エレメントの側面図である。

本発明の第２実施例による案内エレメントを下方から見た図である。

本発明の第３実施例による案内エレメントを下方から見た図である。

本発明の第４実施例による案内エレメントの平面図である。

図８に示した案内エレメントに対する当接エレメントを下方から見た図である。

本発明の第５実施例による案内エレメントの平面図である。

図１０に示した案内エレメントに対する当接エレメントを下方から見た図である。

公知先行技術による逆止弁の斜視的な分解図である。

符号の説明

１ 弁、 ２ 収容体、 ３ 弁座、 ４ 閉鎖体、 ５ 案内エレメント、 ６ 当接エレメント、 ７ オーバフロー通路、 ８ 溝、 ９ 切欠き、 １０ ざる底球面、 １１ 対応面、 １２ 管路、 １３ 案内領域、 １４ 構成部材、 １５ 管路、 １６ ケージエレメント、 Ｒ 通流方向、 Ｘ−Ｘ 軸方向

Claims (9)

1. ポンプに用いられる逆止弁であって、弁座（３）が形成された収容体（２）と、弁座（３）を開閉する閉鎖体（４）と、流体の通流方向（Ｒ）で見て、収容体（２）に後置されたケージエレメントとが設けられており、該ケージエレメント内に閉鎖体（４）が配置されている形式のものにおいて、ケージエレメントが、２つの部分から成っていて、閉鎖体（４）と流体とを案内する案内エレメント（５）と、流体の通流方向（Ｒ）で見て、該案内エレメント（５）に後置された、当該逆止弁の開放時に閉鎖体（４）が当接する当接エレメント（６）とから形成されており、案内エレメント（５）が、当接エレメント（６）の材料よりも小さな弾性係数を有する材料から製作されており、案内エレメント（５）が、プラスチックまたはアルミニウムから製作されており、当接エレメント（６）が、鋼から製作されていることを特徴とする、ポンプに用いられる逆止弁。
2. 案内エレメント（５）が、ブシュとして形成されていて、内周面に少なくとも１つのオーバフロー通路（７）を有している、請求項１記載の逆止弁。
3. 当接エレメント（６）が、案内エレメント（５）に圧入されている、請求項１または２記載の逆止弁。
4. 当接エレメント（６）にざる底球面（１０）が形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の逆止弁。
5. 当接エレメント（６）が、案内エレメント（５）に結合するための２つ、３つまたは４つの結合領域を有している、請求項１から４までのいずれか１項記載の逆止弁。
6. 当接エレメント（６）が、組み付けられた状態で、当該弁のハウジングに形成された対応面（１１）に隣接している、請求項１から５までのいずれか１項記載の逆止弁。
7. 案内エレメント（５）に、当接エレメント（６）を収容するための溝（８）が形成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の逆止弁。
8. 溝（８）に、圧力補償を確保するための切欠き（９）が形成されている、請求項７記載の逆止弁。
9. 当該弁が、蓄圧噴射システムに用いられる燃料を圧送するための高圧ポンプに使用されるようになっている、請求項１から８までのいずれか１項記載の逆止弁。

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