JP6421700B2 - 高圧ポンプ - Google Patents
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Description
ポンプボディは、燃料を加圧する加圧室、および、加圧室で加圧され吐出される燃料が流れる吐出通路を有する。
弁座部は、弁座部本体、吐出弁通路、リリーフ弁通路、吐出弁座、および、リリーフ弁座を有する。
吐出弁付勢部材は、吐出弁部材を吐出弁座側に付勢する。
リリーフ弁部材は、リリーフ弁本体、および、リリーフ弁シート部を有する。
リリーフ弁本体は、棒状に形成される。リリーフ弁シート部は、リリーフ弁座に当接可能なようリリーフ弁本体の一端にリリーフ弁本体と一体に形成される。リリーフ弁部材は、軸方向に往復移動可能なよう第1空間に設けられる。
リリーフ弁付勢部材は、リリーフ弁部材をリリーフ弁座側に付勢する。
支持部は、リリーフ弁部材の軸方向の往復移動を案内するようリリーフ弁本体の外壁を摺動可能に支持する支持部本体を有する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による高圧ポンプを図2に示す。
ポンプボディ10は、上ハウジング11、下ハウジング12、シリンダ13、ホルダ支持部14、ユニオン51等を有している。
シリンダ13の筒部および底部の内壁とプランジャ20の大径部201側の端部の外壁との間に加圧室103が形成される。加圧室103は、プランジャ20がシリンダ13内で往復移動するとき、容積が変化する。
吸入弁装置30は、上ハウジング11の吸入通路101に設けられている。吸入弁装置30は、吸入弁座部31、吸入弁部材32、ストッパ33、吸入弁付勢部材34等を有している。
吸入弁付勢部材34は、吸入弁部材32の板部とストッパ33の底部との間に設けられている。吸入弁付勢部材34は、吸入弁部材32を吸入弁座311側に付勢する。
非磁性部材42は、非磁性材料により筒状に形成されている。非磁性部材42は、筒部材41の上ハウジング11とは反対側に、筒部材41と同軸となるよう設けられている。
ニードル35は、例えば金属により棒状に形成されている。ニードル35は、筒部材41の内側で軸方向に往復移動可能に設けられている。ニードル35は、一端が吸入弁部材32に当接可能である。
可動コア43は、磁性材料により略円筒状に形成され、ニードル35の他端に圧入されている。これにより、可動コア43は、ニードル35とともに軸方向へ往復移動可能である。
固定コア44は、磁性材料により中実円筒状に形成され、可動コア43の加圧室103とは反対側に設けられている。固定コア44の加圧室103側の端部は、非磁性部材42に接続されている。
このように、吸入弁装置30は、電磁駆動部40の作動により、吸入通路101および吸入穴131における燃料の流れを許容または遮断可能である。なお、本実施形態では、吸入弁装置30は、電磁駆動部40とともに所謂ノーマリーオープンタイプの弁装置を構成している。
図3に示すように、吐出弁装置50は、弁座部60、吐出弁部材70、吐出弁付勢部材71、リリーフ弁部材80、リリーフ弁付勢部材89、支持部90等を備えている。
弁座部60は、例えばステンレス等の金属により形成され、ユニオン51の内側に設けられている。
弁座部60は、弁座部本体61、吐出弁通路67、リリーフ弁通路68、吐出弁座611、リリーフ弁座612、弁座部筒部62、および、弁座部突出部63を有する。
第2通路682は、弁座部本体61の軸に沿って延び、一端が第1通路681の中央に接続している。第2通路682は、他端の開口683が凹部65の底部651に形成されている(図4参照)。
吐出弁座611は、凹部66の外縁部に環状に形成されている。すなわち、吐出弁座611は、弁座部本体61の吐出弁通路67の第2空間106側の開口672の周囲に環状に形成されている。
弁座部筒部62は、弁座部本体61の第1空間105側の端面の外縁部から加圧室103側へ筒状に延びるよう形成されている。ここで、弁座部筒部62の外壁は、ユニオン51の内壁に当接している。
ホルダ筒部74は、穴部741のホルダ底部73側の内壁に段差部742を有している。段差部742は、吐出弁部材70の外縁部が当接可能なよう略円環状に形成されている。
図4に示すように、リリーフ弁シート部82と凹部65の底部651および筒部652との間には、環状の空間である中間室654が形成されている。
弁部材突出部83は、リリーフ弁本体81の大径部812の加圧室103側から径外側へ突出するよう環状に形成されている。
リリーフ弁部材80は、リリーフ弁本体81の軸方向に往復移動可能なよう第1空間105に設けられる。
支持部筒部92の支持部本体91側の端部の外壁と吐出穴部112を形成する上ハウジング11の内壁との間には、略円筒状の空間である筒状空間110が形成されている。
このように、本実施形態の吐出弁装置50は、吐出弁としての機能とリリーフ弁としての機能との両方を備えるリリーフ弁一体型の吐出弁装置である。
「吸入工程」
電磁駆動部40のコイル45への電力の供給が停止されているとき、吸入弁部材32は、ニードル付勢部材37およびニードル35により加圧室103側へ付勢されている。よって、吸入弁部材32は、吸入弁座311から離間、すなわち、開弁している。この状態で、プランジャ20がカム5側に移動すると、加圧室103の容積が増大し、吸入通路101内の燃料は、加圧室103に吸入される。
吸入弁部材32が開弁した状態で、プランジャ20がカム5とは反対側に移動すると、加圧室103の容積が減少し、加圧室103内の燃料は、吸入通路101の燃料ギャラリ100側に戻される。調量工程の途中、コイル45に電力を供給すると、可動コア43がニードル35とともに固定コア44側に吸引され、吸入弁部材32が吸入弁座311に当接し閉弁する。プランジャ20がカム5とは反対側に移動するとき、吸入弁部材32を閉弁し吸入通路101の加圧室103側と燃料ギャラリ100側との間を遮断することにより、加圧室103から吸入通路101の燃料ギャラリ100側に戻される燃料の量が調整される。その結果、加圧室103で加圧される燃料の量が決定される。吸入弁部材32が閉弁することにより、燃料を加圧室103から吸入通路101の燃料ギャラリ100側に戻す調量工程は終了する。
吸入弁部材32が閉弁した状態でプランジャ20がカム5とは反対側にさらに移動すると、加圧室103の容積が減少し、加圧室103内の燃料は、圧縮され加圧される。加圧室103内の燃料の圧力が吐出弁部材70の開弁圧以上になると、吐出弁部材70が開弁し、燃料が加圧室103から配管6側、すなわち、第2空間106側に吐出される。
図5に示すように、第1空間105内の燃料の圧力が吐出弁部材70の開弁圧より大きくなると、吐出弁部材70は、吐出弁座611から離間し開弁する。このとき、加圧室103内の燃料は、吐出穴132、筒状空間110、穴部921、支持部筒部92および弁座部筒部62の内側の空間、吐出弁通路67、凹部66、穴部741、筒状空間108を経由してユニオン51の配管6側の端部の内側の空間に向かって流通可能となる。
弁座部60は、弁座部本体61、吐出弁通路67、リリーフ弁通路68、吐出弁座611、および、リリーフ弁座612を有する。
吐出弁付勢部材71は、吐出弁部材70を吐出弁座611側に付勢する。
リリーフ弁部材80は、リリーフ弁本体81、および、リリーフ弁シート部82を有する。
リリーフ弁本体81は、棒状に形成される。リリーフ弁シート部82は、リリーフ弁座612に当接可能なようリリーフ弁本体81の一端にリリーフ弁本体81と一体に形成される。リリーフ弁部材80は、軸方向に往復移動可能なよう第1空間105に設けられる。
リリーフ弁付勢部材89は、リリーフ弁部材80をリリーフ弁座612側に付勢する。
支持部90は、リリーフ弁部材80の軸方向の往復移動を案内するようリリーフ弁本体81の外壁を摺動可能に支持する支持部本体91を有する。
本発明の第2実施形態による高圧ポンプの一部を図7に示す。第2実施形態は、リリーフ弁部材80のリリーフ弁シート部の形状が第1実施形態と異なる。
上述の実施形態では、支持部90の支持部本体91が、リリーフ弁本体81の他端側、すなわち、加圧室103側の端部の外壁を摺動可能に支持する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、支持部90の支持部本体91は、リリーフ弁本体81の軸方向のどの位置を摺動可能に支持することとしてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、リリーフ弁座612は、テーパ状に限らず、平面状に形成されていてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、リリーフ弁シート部は、テーパ状または球面状に限らず、例えば平面状等、どのような形状に形成されていてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、シリンダ、上ハウジングおよび下ハウジングのうち少なくとも2つが一体に形成された構成であってもよい。
また、本発明の他の実施形態では、高圧ポンプを、車両のエンジン以外の装置等へ向けて燃料を吐出する燃料ポンプとして用いてもよい。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
Claims (13)
- 燃料を加圧する加圧室(103)、および、前記加圧室で加圧され吐出される燃料が流れる吐出通路(102)を有するポンプボディ(10)と、
前記吐出通路を前記加圧室側の空間である第1空間(105)と前記加圧室とは反対側の空間である第2空間(106)とに区画するよう前記吐出通路に設けられる弁座部本体(61)、前記第1空間と前記第2空間とを接続するよう前記弁座部本体に形成される吐出弁通路(67)、前記第2空間と前記第1空間とを接続し前記吐出弁通路とは非連通となるよう前記弁座部本体に形成されるリリーフ弁通路(68、681、682)、前記弁座部本体の前記吐出弁通路の前記第2空間側の開口の周囲に環状に形成される吐出弁座(611)、および、前記弁座部本体の前記リリーフ弁通路の前記第1空間側の開口の周囲に環状に形成されるリリーフ弁座(612)を有する弁座部(60)と、
前記吐出弁座に当接可能なよう前記第2空間に設けられ、前記吐出弁座から離間または前記吐出弁座に当接すると前記吐出弁通路を開閉する吐出弁部材(70)と、
前記吐出弁部材を前記吐出弁座側に付勢する吐出弁付勢部材(71)と、
棒状に形成されるリリーフ弁本体(81)、および、前記リリーフ弁座に当接可能なよう前記リリーフ弁本体の一端に前記リリーフ弁本体と一体に形成されるリリーフ弁シート部(82、85)を有し、軸方向に往復移動可能なよう前記第1空間に設けられるリリーフ弁部材(80)と、
前記リリーフ弁部材を前記リリーフ弁座側に付勢するリリーフ弁付勢部材(89)と、
前記リリーフ弁部材の軸方向の往復移動を案内するよう前記リリーフ弁本体の外壁を摺動可能に支持する支持部本体(91)を有する支持部(90)と、を備え、
前記弁座部本体は、前記第1空間側の端面から前記第2空間側へ凹むよう形成される凹部(65)を有し、
前記リリーフ弁座は、前記凹部の底部(651)に形成され、
前記リリーフ弁本体は、前記リリーフ弁シート部の前記加圧室側に前記リリーフ弁シート部よりも外径の大きな端部(811)を有し、
前記リリーフ弁シート部が前記リリーフ弁座に当接しているとき、前記端部と前記凹部との間に筒状の隙間が形成され、
前記筒状の隙間は、前記端部に対し前記リリーフ弁座側の空間と、前記端部に対し前記リリーフ弁座とは反対側の空間とを連通している高圧ポンプ(1)。 - 燃料を加圧する加圧室(103)、および、前記加圧室で加圧され吐出される燃料が流れる吐出通路(102)を有するポンプボディ(10)と、
前記吐出通路を前記加圧室側の空間である第1空間(105)と前記加圧室とは反対側の空間である第2空間(106)とに区画するよう前記吐出通路に設けられる弁座部本体(61)、前記第1空間と前記第2空間とを接続するよう前記弁座部本体に形成される吐出弁通路(67)、前記第2空間と前記第1空間とを接続し前記吐出弁通路とは非連通となるよう前記弁座部本体に形成されるリリーフ弁通路(68、681、682)、前記弁座部本体の前記吐出弁通路の前記第2空間側の開口の周囲に環状に形成される吐出弁座(611)、および、前記弁座部本体の前記リリーフ弁通路の前記第1空間側の開口の周囲に環状に形成されるリリーフ弁座(612)を有する弁座部(60)と、
前記吐出弁座に当接可能なよう前記第2空間に設けられ、前記吐出弁座から離間または前記吐出弁座に当接すると前記吐出弁通路を開閉する吐出弁部材(70)と、
前記吐出弁部材を前記吐出弁座側に付勢する吐出弁付勢部材(71)と、
棒状に形成されるリリーフ弁本体(81)、および、前記リリーフ弁座に当接可能なよう前記リリーフ弁本体の一端に前記リリーフ弁本体と一体に形成されるリリーフ弁シート部(82、85)を有し、軸方向に往復移動可能なよう前記第1空間に設けられるリリーフ弁部材(80)と、
前記リリーフ弁部材を前記リリーフ弁座側に付勢するリリーフ弁付勢部材(89)と、
前記リリーフ弁部材の軸方向の往復移動を案内するよう前記リリーフ弁本体の外壁を摺動可能に支持する支持部本体(91)を有する支持部(90)と、を備え、
前記弁座部本体は、前記第1空間側の端面から前記第2空間側へ凹むよう形成される凹部(65)を有し、
前記凹部は、前記リリーフ弁座が形成される底部(651)、前記底部の外縁部から前記加圧室側へ延び筒面状の内壁を有する筒部(652)、および、前記筒部の前記底部とは反対側から前記加圧室側へ延び前記第1空間側から前記第2空間側へ向かうに従い内壁が前記弁座部本体の軸に近づくようテーパ状に形成されているテーパ部(653)を有し、
前記リリーフ弁本体は、前記リリーフ弁シート部の前記加圧室側に前記リリーフ弁シート部よりも外径の大きな端部(811)を有し、
前記リリーフ弁シート部が前記リリーフ弁座に当接しているとき、前記端部と前記筒部および前記テーパ部との間に筒状の隙間が形成されている高圧ポンプ(1)。 - 燃料を加圧する加圧室(103)、および、前記加圧室で加圧され吐出される燃料が流れる吐出通路(102)を有するポンプボディ(10)と、
前記吐出通路を前記加圧室側の空間である第1空間(105)と前記加圧室とは反対側の空間である第2空間(106)とに区画するよう前記吐出通路に設けられる弁座部本体(61)、前記第1空間と前記第2空間とを接続するよう前記弁座部本体に形成される吐出弁通路(67)、前記第2空間と前記第1空間とを接続し前記吐出弁通路とは非連通となるよう前記弁座部本体に形成されるリリーフ弁通路(68、681、682)、前記弁座部本体の前記吐出弁通路の前記第2空間側の開口の周囲に環状に形成される吐出弁座(611)、および、前記弁座部本体の前記リリーフ弁通路の前記第1空間側の開口の周囲に環状に形成されるリリーフ弁座(612)を有する弁座部(60)と、
前記吐出弁座に当接可能なよう前記第2空間に設けられ、前記吐出弁座から離間または前記吐出弁座に当接すると前記吐出弁通路を開閉する吐出弁部材(70)と、
前記吐出弁部材を前記吐出弁座側に付勢する吐出弁付勢部材(71)と、
棒状に形成されるリリーフ弁本体(81)、および、前記リリーフ弁座に当接可能なよう前記リリーフ弁本体の一端に前記リリーフ弁本体と一体に形成されるリリーフ弁シート部(82、85)を有し、軸方向に往復移動可能なよう前記第1空間に設けられるリリーフ弁部材(80)と、
前記リリーフ弁部材を前記リリーフ弁座側に付勢するリリーフ弁付勢部材(89)と、
前記リリーフ弁部材の軸方向の往復移動を案内するよう前記リリーフ弁本体の外壁を摺動可能に支持する支持部本体(91)を有する支持部(90)と、を備え、
前記リリーフ弁座は、前記第1空間側から前記第2空間側に向かうに従い内径が小さくなるようテーパ状に形成され、
前記リリーフ弁シート部(82)は、前記第1空間側から前記第2空間側へ向かうに従い前記リリーフ弁シート部の軸に近づくようテーパ状に形成される第1テーパ面(821)、および、前記第1テーパ面に接続するよう前記第1テーパ面の前記第2空間側に位置し前記第1空間側から前記第2空間側へ向かうに従い前記リリーフ弁シート部の軸に近づくようテーパ状に形成される第2テーパ面(822)を有し、
前記第1テーパ面に沿って延びる仮想直線と前記リリーフ弁シート部の軸との成す角は、前記第2テーパ面に沿って延びる仮想直線と前記リリーフ弁シート部の軸との成す角よりも小さく、
前記リリーフ弁シート部が前記リリーフ弁座に当接しているとき、前記第2テーパ面と前記リリーフ弁座との間に環状の隙間が形成されている高圧ポンプ(1)。 - 燃料を加圧する加圧室(103)、および、前記加圧室で加圧され吐出される燃料が流れる吐出通路(102)を有するポンプボディ(10)と、
前記吐出通路を前記加圧室側の空間である第1空間(105)と前記加圧室とは反対側の空間である第2空間(106)とに区画するよう前記吐出通路に設けられる弁座部本体(61)、前記第1空間と前記第2空間とを接続するよう前記弁座部本体に形成される吐出弁通路(67)、前記第2空間と前記第1空間とを接続し前記吐出弁通路とは非連通となるよう前記弁座部本体に形成されるリリーフ弁通路(68、681、682)、前記弁座部本体の前記吐出弁通路の前記第2空間側の開口の周囲に環状に形成される吐出弁座(611)、および、前記弁座部本体の前記リリーフ弁通路の前記第1空間側の開口の周囲に環状に形成されるリリーフ弁座(612)を有する弁座部(60)と、
前記吐出弁座に当接可能なよう前記第2空間に設けられ、前記吐出弁座から離間または前記吐出弁座に当接すると前記吐出弁通路を開閉する吐出弁部材(70)と、
前記吐出弁部材を前記吐出弁座側に付勢する吐出弁付勢部材(71)と、
棒状に形成されるリリーフ弁本体(81)、および、前記リリーフ弁座に当接可能なよう前記リリーフ弁本体の一端に前記リリーフ弁本体と一体に形成されるリリーフ弁シート部(82、85)を有し、軸方向に往復移動可能なよう前記第1空間に設けられるリリーフ弁部材(80)と、
前記リリーフ弁部材を前記リリーフ弁座側に付勢するリリーフ弁付勢部材(89)と、
前記リリーフ弁部材の軸方向の往復移動を案内するよう前記リリーフ弁本体の外壁を摺動可能に支持する支持部本体(91)を有する支持部(90)と、を備え、
前記リリーフ弁部材は、前記リリーフ弁本体から径外側へ突出するよう形成される弁部材突出部(83)を有し、
前記リリーフ弁付勢部材は、一端が前記弁部材突出部に当接し、他端が前記支持部に当接するよう設けられており、
前記弁部材突出部は、前記リリーフ弁本体の軸を含む仮想平面による断面において前記リリーフ弁本体との接続部分の前記リリーフ弁座側の外壁の形状が曲線状となるよう形成されている高圧ポンプ(1)。 - 前記リリーフ弁部材は、前記リリーフ弁本体から径外側へ突出するよう形成される弁部材突出部(83)を有し、
前記リリーフ弁付勢部材は、一端が前記弁部材突出部に当接し、他端が前記支持部に当接するよう設けられており、
前記弁部材突出部は、前記リリーフ弁本体の軸を含む仮想平面による断面において前記リリーフ弁本体との接続部分の前記リリーフ弁座側の外壁の形状が曲線状となるよう形成されている請求項1または2に記載の高圧ポンプ。 - 前記リリーフ弁付勢部材は、筒状に形成されるコイルスプリングであり、前記リリーフ弁本体の径外側に設けられている請求項4または5に記載の高圧ポンプ。
- 前記リリーフ弁座は、前記第1空間側から前記第2空間側に向かうに従い内径が小さくなるようテーパ状に形成されている請求項1、2、4〜6のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
- 前記リリーフ弁シート部(82)は、前記第1空間側から前記第2空間側へ向かうに従い前記リリーフ弁シート部の軸に近づくようテーパ状に形成される第1テーパ面(821)、および、前記第1テーパ面に接続するよう前記第1テーパ面の前記第2空間側に位置し前記第1空間側から前記第2空間側へ向かうに従い前記リリーフ弁シート部の軸に近づくようテーパ状に形成される第2テーパ面(822)を有し、
前記第1テーパ面に沿って延びる仮想直線と前記リリーフ弁シート部の軸との成す角は、前記第2テーパ面に沿って延びる仮想直線と前記リリーフ弁シート部の軸との成す角よりも小さく、
前記リリーフ弁シート部が前記リリーフ弁座に当接しているとき、前記第2テーパ面と前記リリーフ弁座との間に環状の隙間が形成されている請求項7に記載の高圧ポンプ。 - 前記リリーフ弁シート部(85)は、球面状に形成されており、前記リリーフ弁座に線接触により当接可能に設けられている請求項7に記載の高圧ポンプ。
- 前記支持部は、前記リリーフ弁本体の他端側の外壁を摺動可能に支持する請求項1〜9のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
- 前記吐出弁通路の前記第1空間側の開口(671)は、前記リリーフ弁部材の外壁のうち最も外側の部位を通り前記リリーフ弁本体の軸方向に筒状に延びる仮想筒状面(C1)の外側に形成される請求項1〜10のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
- 前記弁座部は、前記弁座部本体から前記第1空間側へ筒状に延びる弁座部筒部(62)を有し、
前記支持部は、前記支持部本体から前記第2空間側へ筒状に延びて前記弁座部筒部の内壁または外壁に嵌合する支持部筒部(92)を有する請求項1〜11のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。 - 前記ポンプボディは、内側に前記吐出通路を形成する筒状のユニオン(51)、および、前記ユニオンの一端が挿し込まれるハウジング(11、12)を有し、
前記弁座部は、径外側へ突出するよう形成され前記ユニオンの一端と前記ハウジングとの間に挟まれる弁座部突出部(63)を有する請求項1〜12のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
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