JP5178618B2 - High pressure fuel supply pump - Google Patents
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Description
本発明は筒内直接燃料噴射型内燃機関の燃料噴射弁に高圧燃料を圧送する高圧燃料供給ポンプに関し、特に流体通路を開閉する電磁駆動式の弁機構(例えば燃料供給量を制御する可変容量電磁駆動弁機構)を備えた高圧燃料供給ポンプに関する。 The present invention relates to a high-pressure fuel supply pump that pumps high-pressure fuel to a fuel injection valve of an in-cylinder direct fuel injection internal combustion engine, and more particularly, to an electromagnetically driven valve mechanism that opens and closes a fluid passage (for example, a variable capacity electromagnetic that controls a fuel supply amount). The present invention relates to a high-pressure fuel supply pump provided with a drive valve mechanism.
国際公開公報WO00/47888号パンフレットに記載された従来の高圧燃料供給ポンプの例えば電磁駆動型可変容量弁機構のような電磁駆動型の弁機構は、電磁プランジャによって操作される弁機構部と、この電磁プランジャを磁気的に駆動する筒状の電磁コイルを備えた電磁駆動機構部とを取付けホルダ内に一体に組合せてユニット化し、このユニット化された電磁駆動型の弁機構をポンプハウジングに成形された筒状ケース部に挿入し、取付けホルダのねじ締結による力でポンプハウジングに固定されている。 An electromagnetically driven valve mechanism such as an electromagnetically driven variable displacement valve mechanism of a conventional high-pressure fuel supply pump described in the pamphlet of International Publication No. WO00 / 47888 includes a valve mechanism operated by an electromagnetic plunger, An electromagnetic drive mechanism having a cylindrical electromagnetic coil for magnetically driving the electromagnetic plunger is integrally combined in the mounting holder to form a unit, and this unitized electromagnetic drive type valve mechanism is molded into the pump housing. It is inserted into the cylindrical case part and fixed to the pump housing by the force of fastening the screw of the mounting holder.
そして、本体とユニットとの間はOリングのようなシール機構によりシールされている。 The body and the unit are sealed by a sealing mechanism such as an O-ring.
上記従来技術の構成では、電磁コイルに電力を供給するコネクタは電磁駆動装置の外周に樹脂成形により一体に取付けられている。ポンプハウジングに電磁駆動型の弁機構をねじ止めした場合、コネクタの位置がねじ止め終点位置によって決まってしまい、ねじ止めの終点位置に対して任意の位置へコネクタを配置できないという問題があった。 In the above prior art configuration, the connector for supplying power to the electromagnetic coil is integrally attached to the outer periphery of the electromagnetic drive device by resin molding. When the electromagnetically driven valve mechanism is screwed to the pump housing, the position of the connector is determined by the screwing end point position, and there is a problem that the connector cannot be disposed at an arbitrary position with respect to the screwing end point position.
本発明の目的は、コネクタの位置を自由に設定できるようにする点にある。 An object of the present invention is to make it possible to freely set the position of the connector.
本発明の上記目的は、電磁駆動型の弁機構とポンプハウジングとは、ポンプハウジングに対して、通電コネクタの位置が回転方向に任意の位置で、組付け可能に構成された嵌合部を備え、さらに、燃料通路と大気との間の気密を保持するシール部を備える構成とすることによって達成される。 The above object of the present invention is to provide an electromagnetically driven valve mechanism and a pump housing having a fitting portion that can be assembled to the pump housing at any position in the rotational direction of the energizing connector. Furthermore, this is achieved by providing a seal portion that maintains the airtightness between the fuel passage and the atmosphere.
電磁駆動型の弁機構の弁機構部とコネクタが設けられる電磁機構部とを別体として形成し、弁機構部をボディに気密を保って固定した後、コネクタが設けられた電磁機構部を弁機構部に圧入固定することによって達成される。 The valve mechanism part of the electromagnetically driven valve mechanism and the electromagnetic mechanism part provided with the connector are formed separately, and the valve mechanism part is fixed to the body in an airtight manner, and then the electromagnetic mechanism part provided with the connector is This is achieved by press-fitting to the mechanism.
本発明によれば、コネクタが設けられた電磁駆動型の弁機構をポンプハウジングに固定する際に、ポンプハウジングとコネクタの位置を自由に設定できるという効果が得られる。 According to the present invention, when the electromagnetically driven valve mechanism provided with the connector is fixed to the pump housing, an effect that the positions of the pump housing and the connector can be freely set is obtained.
以下、図を参照して本発明の実施例を具体的に説明する。 Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
(第1の実施例)
図1乃至図4に基づき本発明の第1実施例について具体的に説明する。まず図1と図2を用いて高圧燃料供給ポンプの構成と動作を説明する。
(First embodiment)
The first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. First, the configuration and operation of the high-pressure fuel supply pump will be described with reference to FIGS.
破線で囲まれた部分が高圧ポンプハウジングを示し、この破線の中に示されている機構,部品はポンプハウジング1に一体に組込まれていることを示す。
A portion surrounded by a broken line indicates a high-pressure pump housing, and the mechanism and components shown in the broken line indicate that the
燃料タンク20の燃料はフィードポンプ21によって汲み上げられ、吸入配管28を通してポンプハウジング1の吸入ジョイント10aに送られる。その際ポンプハウジング1への吸入燃料はプレッシャ−レギュレータ22にて一定の圧力に調圧される。
The fuel in the
吸入ジョイント10aを通過した燃料は圧力脈動低減機構9,吸入通路10dを介して容量可変機構を構成する電磁駆動型の弁機構30の吸入ポート30aに至る。
The fuel that has passed through the
電磁駆動型の弁機構30は環状若しくは筒状の電磁コイルで構成されるソレノイド30bを備え、このソレノイド30bが通電されている状態では電磁プランジャ30cが図1の右方に移動した状態で、ばね33が圧縮された状態が維持される。電磁プランジャ30cの先端に取付けられた吸入弁体31が高圧ポンプの加圧室11につながる吸入口32を開いている。吸入弁体31は電磁プランジャ30cと別体として構成し、吸入弁体31に対して電磁プランジャ30cとは反対側に位置して、吸入口32の端面に形成されている弁座に吸入弁体31を押し付ける別のばねを設けても良い。
The electromagnetically driven
ソレノイド30bが通電されていない状態で、かつ吸入通路10d(吸入ポート30a)と加圧室11との間の流体差圧が無い時は、このばね33の付勢力(若しくは、吸入弁体31に対して電磁プランジャ30cとは反対側に位置して、吸入口32の端面に形成されている弁座に吸入弁体31を押し付ける別のばね)により、吸入弁体31は閉弁方向に付勢され吸入口32の端面に形成されている弁座に押し付けられて、吸入口32は閉じられた状態となっている。
When the
具体的には以下のように動作する。 Specifically, it operates as follows.
カムの回転により、ピストンプランジャ2が図1の下方に変位して吸入工程状態にある時は、加圧室11の容積は増加し加圧室11内の燃料圧力が低下する。この工程で加圧室11内の燃料圧力が吸入通路10d(吸入ポート30a)の圧力よりも低くなると、吸入弁体31には燃料の流体差圧による開弁力(吸入弁体31を図1の右方に変位させる力)が発生する。
When the
この流体差圧による開弁力により、吸入弁体31は、ばね33の付勢力に打ち勝って開弁し、吸入口32を開くように設定されている。
By the valve opening force due to this fluid differential pressure, the
この状態にて、エンジンコントロールユニット27(以下ECUと称す)からの制御信号が電磁駆動型の弁機構30に印加されると電磁駆動型の弁機構30のソレノイド30bには電流が流れ、磁気付勢力により電磁プランジャ30cが図1の右方に移動し、ばね33が圧縮された状態が維持される。その結果、吸入弁体31が吸入口32を開いた状態が維持される。
In this state, when a control signal from the engine control unit 27 (hereinafter referred to as ECU) is applied to the electromagnetically driven
電磁駆動型の弁機構30に入力電圧の印加状態を維持したまま、ピストンプランジャ2が吸入工程を終了し、圧縮工程へと移行した場合、ピストンプランジャ2が圧縮工程(図1の上方へ移動する状態)に移ると、ソレノイド30bへの通電状態を維持したままなので磁気付勢力は維持されたままであり、依然として吸入弁体31は開弁したままである。
When the piston plunger 2 finishes the suction process and shifts to the compression process while maintaining the application state of the input voltage to the electromagnetically driven
加圧室11の容積は、ピストンプランジャ2の圧縮運動に伴い減少するが、この状態では、一度加圧室11に吸入された燃料が、再び開弁状態の吸入弁体31を通して吸入通路10d(吸入ポート30a)へと戻されるので、加圧室の圧力が上昇することは無い。この工程を戻し工程と称す。
The volume of the pressurizing
この状態で、ECU27からの制御信号を解除して、ソレノイド30bへの通電を断つと、電磁プランジャ30cに働いている磁気付勢力は一定の時間後(磁気的,機械的遅れ時間後)に消去される。吸入弁体31にはばね33による付勢力が働いているので、電磁プランジャ30cに作用する電磁力が消滅すると吸入弁体31はばね33による付勢力で吸入口32を閉じる。吸入口32が閉じるとこのときから加圧室11の燃料圧力はピストンプランジャ2の上昇運動と共に上昇する。そして、燃料吐出口12の圧力以上になると、吐出弁ユニット8を介して加圧室11に残っている燃料の高圧吐出が行われ、コモンレール23へと供給される。この工程を吐出工程と称す。すなわち、ピストンプランジャ2の圧縮工程(下始点から上始点までの間の上昇工程)は、戻し工程と吐出工程からなる。
In this state, when the control signal from the
そして、電磁駆動型の弁機構30のソレノイド30bへの通電を解除するタイミングを制御することで、吐出される高圧燃料の量を制御することができる。ソレノイド30bへの通電を解除するタイミングを早くすれば、圧縮工程中の、戻し工程の割合が小さく、吐出工程の割合が大きい。すなわち、吸入通路10d(吸入ポート30a)に戻される燃料が少なく、高圧吐出される燃料は多くなる。一方、入力電圧を解除するタイミングを遅くすれば、圧縮工程中の、戻し工程の割合が大きく、吐出工程の割合が小さい。すなわち、吸入通路10dに戻される燃料が多く、高圧吐出される燃料は少なくなる。ソレノイド30bへの通電を解除するタイミングは、ECUからの指令によって制御される。
And the quantity of the high-pressure fuel discharged can be controlled by controlling the timing which cancels | releases electricity supply to the
以上のように構成することで、ソレノイド30bへの通電を解除するタイミングを制御することで、高圧吐出される燃料の量を内燃機関が必要とする量に制御することができる。
With the configuration described above, the amount of fuel discharged at high pressure can be controlled to the amount required by the internal combustion engine by controlling the timing at which the energization of the
加圧室11の出口には吐出弁ユニット8が設けられている。吐出弁ユニット8はシート部材8a,吐出弁8b,吐出弁ばね8cを備え、加圧室11と燃料吐出口12に燃料差圧が無い状態では、吐出弁8bは吐出弁ばね8cによる付勢力でシート部材8aに圧着され閉弁状態となっている。加圧室11の燃料圧力が、燃料吐出口12の燃料圧力よりも大きくなった時に始めて、吐出弁8bは吐出弁ばね8cに逆らって開弁し、加圧室11内の燃料は燃料吐出口12を経てコモンレール23へと高圧吐出される。
A
かくして、吸入ジョイント10aに導かれた燃料はポンプハウジング1の加圧室11にてピストンプランジャ2の往復動によって必要な量が高圧に加圧され、燃料吐出口12からコモンレール23に圧送される。
Thus, the fuel guided to the suction joint 10 a is pressurized to a high pressure by the reciprocating motion of the
コモンレール23には、インジェクタ24,圧力センサ26が装着されている。インジェクタ24は、内燃機関の気筒数に合わせて装着されており、エンジンコントロールユニット(ECU)27の制御信号にてしたがって開閉弁して、燃料をシリンダ内に噴射する。
An
ポンプハウジング1にはさらに、吐出弁8bの下流側と吸入通路10cとを連通するリリーフ流路210が設けられている。
The
リリーフ流路210には燃料の流れを吐出流路から吸入通路10cへの一方向のみに制限するリリーフ弁202が設けられている。リリーフ弁202は、押付力を発生するリリーフばね203によりリリーフ弁シート201に押し付けられており、吸入室内とリリーフ通路内211との間の圧力差が規定の圧力以上になるとリリーフ弁202がリリーフ弁シート201から離れ、開弁するように設定している。オリフィスプレート214はリリーフ通路210の途中に設けられ、リリーフ通路210内の圧力の急変によってリリーフ弁202が過敏に開かないようにしている。
The
インジェクタ24の故障等によりコモンレール23等に異常高圧が発生した場合、リリーフ流路210と吸入通路の差圧がリリーフ弁202の開弁圧力以上になると、リリーフ弁202が開弁し、異常高圧となった燃料はリリーフ流路210から吸入通路へと戻され、コモンレール23等の高圧部配管が保護される。
When an abnormally high pressure is generated in the
以下に電磁駆動型の弁機構30の構成,組付け方法について図3,図4を用いて詳細に説明する。
Hereinafter, the configuration and assembly method of the electromagnetically driven
電磁駆動型の弁機構30は、以下のように構成される。
The electromagnetically driven
電磁駆動型の弁機構30は、ソレノイド30bを備えた電磁機構部310と、電磁プランジャ30cによって操作される弁機構部320と、弁機構部320をポンプハウジング1に固定し燃料をシールし、電磁機構部310を圧入固定させる機能を持つ外周ヨーク330から構成される。
The electromagnetically driven
前記電磁機構部310は、ソレノイド30bと、ソレノイド30bに電流を流すためのコネクタ312と、前記外周ヨーク330との圧入部を持つ上ヨーク311からなる。
The
前記弁機構部320は、電磁プランジャ30cと、電磁プランジャ30cの先端に取付けられた弁体31と、弁体31と接触するシート面を持つ吸入口32と、弁体31に図4の右方向に変位させる力(閉弁力)を常に与えるばね33と、ポンプハウジング1と接触し外周ヨーク330のねじ締結力により燃料をシールする機構を持つコア(A)321と、コア(A)321と接触することにより電磁プランジャ30cのストローク量を設定しているアンカー322と、電磁プランジャ30cをガイドしているロッドガイド323と、電磁プランジャ30cとアンカー322とロッドガイド323を覆っているコア(B)324と、コア(A)321とコア(B)324に溶接され気密を保持しているシールリング325からなる。
The
電磁駆動型の弁機構30は、以下のように組付けられる。
The electromagnetically driven
ポンプハウジング1に弁機構部320を圧入する。その後、ボディに成形または接続された筒状ケース部340の雌ねじ部と外周ヨーク330の雄ねじ部を用いてねじ締結する。ねじ締結により、弁機構部320が固定されシール機構が機能し燃料をシールする。その後、コネクタ312が設けられた電磁機構部310を弁機構部320に圧入固定する。その際、コネクタ312は任意の方向に配置できる。
The
組付け後の磁路は、磁性体部品の外周ヨーク330,上ヨーク311,コア(B)324,アンカー322,コア(A)321により、確保している。
The magnetic path after the assembly is secured by the outer
(第2の実施例)
次に第2の実施例について説明する。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment will be described.
図5は、図2の実施例に対して筒状ケース部340を取除き、ポンプハウジング1と弁機構部320のコア(A)321をレーザー溶接することにより弁機構部320の固定と燃料のシールをしている第2の実施例である。また、外周ヨーク330もコア(A)321とレーザー溶接することにより固定されている。
FIG. 5 shows that the
組付け後の磁路は、磁性体部品の外周ヨーク330,上ヨーク311,コア(B)324,アンカー322,コア(A)321により、確保している。
The magnetic path after the assembly is secured by the outer
(第3の実施例)
次に第3の実施例について説明する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described.
図6は、図2の実施例に対して外周ヨーク330をフランジ形状の外周ヨーク330aに変え、電磁駆動型の弁機構をポンプハウジング1にボルト固定した第3の実施例である。
FIG. 6 shows a third embodiment in which the
従来技術では、ポンプハウジングとフランジ形状の外周ヨークをボルト固定するとコネクタと外周ヨークが一体なのでコネクタを任意の位置に設定できない。しかし、図6に示す第3の実施例の場合、外周ヨーク330aとコネクタ312が設けられた電磁駆動装置310が別体なので、コネクタ312の位置を任意に設定できる。
In the prior art, when the pump housing and the flange-shaped outer yoke are fixed with bolts, the connector and the outer yoke are integrated, and the connector cannot be set at an arbitrary position. However, in the case of the third embodiment shown in FIG. 6, the position of the
以上の実施例では、弁機構部と電磁機構部とを別体にしたものを説明したが、弁機構部と電磁機構部とをユニットとして構成し、このユニットを取付けるポンプハウジング側の取付け孔を筒状とすると共に、この孔に嵌合する外周壁面をユニット側に設けても良い。 In the above embodiment, the valve mechanism portion and the electromagnetic mechanism portion have been described separately. However, the valve mechanism portion and the electromagnetic mechanism portion are configured as a unit, and the mounting hole on the pump housing side for mounting this unit is provided. A cylindrical shape and an outer peripheral wall surface that fits into the hole may be provided on the unit side.
この場合、ポンプハウジングとユニットとの間の嵌合部の隙間は全周を溶接することで、シールする。 In this case, the gap of the fitting part between the pump housing and the unit is sealed by welding the entire circumference.
本発明は内燃機関の高圧燃料供給ポンプの吸入弁を電磁駆動型の弁機構で構成する、電磁駆動型吐出容量可変機構として構成したものを説明したが、電磁リリーフ弁機構,電磁吐出弁機構あるいは、スピル燃料制御弁機構に用いることもできる。 Although the present invention has been described with respect to an intake valve of a high-pressure fuel supply pump of an internal combustion engine configured as an electromagnetically driven discharge capacity variable mechanism configured by an electromagnetically driven valve mechanism, an electromagnetic relief valve mechanism, an electromagnetic discharge valve mechanism, or It can also be used for a spill fuel control valve mechanism.
1 ポンプハウジング
2 ピストンプランジャ
5 カム
8 吐出弁ユニット
8a シート部材
8b 吐出弁
8c 吐出弁ばね
9 圧力脈動低減機構
10a 吸入ジョイント
10d 吸入通路
11 加圧室
12 燃料吐出口
20 燃料タンク
21 フィードポンプ
22 プレッシャーレギュレータ
23 コモンレール
24 インジェクタ
26 圧力センサ
27 エンジンコントロールユニット
30 電磁駆動型の弁機構
30a 吸入ポート
30b ソレノイド
30c 電磁プランジャ
31 弁体
32 吸入口
33 ばね
201 リリーフ弁シート
202 リリーフ弁
210 リリーフ流路
211 リリーフ通路内
214 オリフィスプレート
310 電磁機構部
311 上ヨーク
312 コネクタ
320 弁機構部
321 コア(A)
322 アンカー
323 ロッドガイド
324 コア(B)
325 シールリング
330 外周ヨーク
330a フランジ形状の外周ヨーク
340 筒状ケース部
DESCRIPTION OF
325
Claims (5)
前記ポンプハウジングに固定され、前記燃料通路を遮断,連通する電磁駆動型の弁機構、前記電磁駆動型の弁機構に設けられた通電コネクタを備えた高圧燃料ポンプにおいて、
前記電磁駆動型の弁機構と前記ポンプハウジングとは、
前記ポンプハウジングに対して、前記通電コネクタの位置が回転方向に任意の位置で、組付け可能に構成された嵌合部を備え、
さらに、前記燃料通路と大気との間の気密を保持するシール部を備えており、
前記電磁駆動型の弁機構は、筒状の電磁コイルと前記コネクタとを備えた電磁機構部と、当該電磁機構部によって磁気的に駆動される弁機構部とから構成され、前記弁機構部が前記ポンプハウジングに、気密を保って固定されており、前記電磁機構部が、前記弁機構部に対して回転方向に任意の位置で組付け可能に構成された前記嵌合部を備えている高圧燃料供給ポンプ。 A fuel passage formed in the pump housing,
An electromagnetically driven valve mechanism fixed to the pump housing and blocking and communicating with the fuel passage, and a high pressure fuel pump provided with an energizing connector provided in the electromagnetically driven valve mechanism,
The electromagnetically driven valve mechanism and the pump housing are:
The pump housing includes a fitting portion configured to be assembled at an arbitrary position in the rotation direction of the energizing connector,
Furthermore, it has a seal portion that maintains an airtightness between the fuel passage and the atmosphere,
The electromagnetically driven valve mechanism includes an electromagnetic mechanism unit including a cylindrical electromagnetic coil and the connector, and a valve mechanism unit that is magnetically driven by the electromagnetic mechanism unit. The high pressure is fixed to the pump housing in an airtight manner, and the electromagnetic mechanism portion includes the fitting portion configured to be assembled at an arbitrary position in the rotation direction with respect to the valve mechanism portion. Fuel supply pump.
前記弁機構部は、
前記流体通路内に配置された弁座部に対して着座,離間して前記流体通路を遮断,開放する弁要素と、
前記電磁機構部と共に磁路を構成するハウジング部と、
当該ハウジング内に収容されて、前記電磁機構部によって電磁的に駆動される電磁プランジャとを備え、
前記電磁プランジャによって前記弁要素が操作されるよう構成されている高圧燃料供給ポンプ。 The high-pressure fuel supply pump according to claim 1,
The valve mechanism is
A valve element that sits on and separates from a valve seat disposed in the fluid passage to shut off and open the fluid passage;
A housing part constituting a magnetic path together with the electromagnetic mechanism part;
An electromagnetic plunger housed in the housing and electromagnetically driven by the electromagnetic mechanism ,
A high pressure fuel supply pump configured to operate the valve element by the electromagnetic plunger.
前記電磁プランジャは、一端に磁性材製のアンカーを備え、他端が前記弁要素を操作するよう構成されている高圧燃料供給ポンプ。 In claim 2 ,
The electromagnetic plunger is a high-pressure fuel supply pump having one end provided with an anchor made of a magnetic material and the other end configured to operate the valve element.
前記シール部は、前記ポンプハウジングと前記電磁駆動型の弁機構との前記嵌合部の全周を溶接によって接合した接合部で構成される高圧燃料供給ポンプ。 The fitting portion according to claim 1, wherein the fitting portion fits a cylindrical outer peripheral wall surface provided on an outer periphery of the electromagnetically driven valve mechanism in a cylindrical hole formed in the pump housing. Consists of
The seal portion is a high-pressure fuel supply pump configured by a joint portion in which the entire circumference of the fitting portion between the pump housing and the electromagnetically driven valve mechanism is joined by welding.
前記ポンプハウジングに前記弁機構部を固定した後、前記コネクタが設けられた前記電磁機構部を前記弁機構部に固定する高圧燃料供給ポンプの組立て方法。 The method for assembling the high-pressure fuel supply pump according to claim 1,
A method for assembling a high-pressure fuel supply pump, wherein after fixing the valve mechanism portion to the pump housing, the electromagnetic mechanism portion provided with the connector is fixed to the valve mechanism portion.
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