JP6432440B2 - 高圧ポンプ - Google Patents
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Description
ハウジングは、燃料を吸入し加圧する加圧室、加圧室に吸入される燃料が流れる吸入通路、吸入通路を経由して加圧室に連通する燃料室、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している。
また、本発明では、第1空間は、吐出通路内の空間、または、吐出通路に連通する空間である。第2空間は、吸入通路内の空間、または、燃料室内の空間である。第2穴部は、内側空間のうち弁本体に対し中間室とは反対側の空間と第2空間とを接続するよう形成されている。
本発明の第1実施形態によるリリーフ弁を図1に示す。
図2に示すように、リリーフ弁1は、高圧ポンプ10に設けられる。高圧ポンプ10は、図示しない車両に設けられる。ここで、車両は、例えばガソリンを燃料とする内燃機関を駆動源として走行可能である。
ハウジング11は、加圧室12、吸入通路13、吐出通路14、燃料室15等を有している。
リリーフ弁1は、ボディ部20、弁座部40、弁部材50、付勢部材60、ばね座部70、移動規制部74、封止部80等を備えている。
弁本体51は、筒部52、底部56、突出部57を有している。筒部52は、大径部53、小径部54を有している。大径部53は、外径が筒状内壁21の基準内径部22の内径と同等、または、基準内径部22の内径よりやや小さく設定されている。これにより、大径部53の外壁は、基準内径部22に摺動可能である。ここで、大径部53の外壁は、摺動外壁55に対応している。
底部56は、筒部52の小径部54側の端部を塞ぐようにして筒部52と一体に形成されている。突出部57は、底部56の中央から弁座42側に円柱状に突出するよう底部56と一体に形成されている。
弁本体51は、ボディ部20内を軸方向に往復移動可能に設けられている。
弁部材50は、筒状内壁21に対する弁本体51の軸方向の位置により容積が変化するとともに弁孔41および第1穴部25に連通可能な中間室104を筒状内壁21および弁座部40との間に形成する。
付勢部材60は、例えばコイルスプリングであり、一端側が弁部材50の筒部52の内側に位置し、一端が弁部材50の底部56に当接するよう、底部56の弁座部40とは反対側に設けられている。
リリーフ弁1(弁部材50)の開弁圧は、付勢部材60の付勢力と内側空間103のうち弁部材50のばね座部70側の空間の燃料の圧力(燃料室15内の燃料の圧力)とにより設定される。
筒状内壁21に対する弁部材50の相対位置と、穴部開口26と摺動外壁55との重なり面積Sp、および、中間室104と第1穴部25との間の最小流路面積Sfとの関係を図5に示す。
「吸入工程」
駆動部18への電力の供給が停止されているとき、吸入弁16の弁体162は、駆動部18により加圧室12側へ付勢されている。よって、弁体162は、弁座161から離間、すなわち、吸入弁16は開弁している。この状態で、プランジャ19がカム9側に移動すると、加圧室12の容積が増大し、吸入通路13内の燃料は、加圧室12に吸入される。
吸入弁16が開弁した状態で、プランジャ19がカム9とは反対側に移動すると、加圧室12の容積が減少し、加圧室12内の燃料は、吸入通路13に戻される。調量工程の途中、駆動部18に電力を供給すると、吸入弁16は閉弁する。プランジャ19がカム9とは反対側に移動するとき、吸入弁16を閉弁し加圧室12と吸入通路13とを遮断することにより、加圧室12から吸入通路13に戻される燃料の量が調整される。その結果、加圧室12で加圧される燃料の量が決定される。吸入弁16が閉弁することにより、燃料を加圧室12から吸入通路13に戻す調量工程は終了する。
吸入弁16が閉弁した状態でプランジャ19がカム9とは反対側にさらに移動すると、加圧室12の容積が減少し、加圧室12内の燃料は、圧縮され加圧される。加圧室12内の燃料の圧力が吐出弁17の開弁圧以上になると、吐出弁17が開弁し、燃料が加圧室12から吐出通路14(第1空間101)に吐出される。
吐出通路14(第1空間101)内の燃料の圧力がリリーフ弁1(弁部材50)の開弁圧以上になると、シート部58が弁座42から離れて開弁し、第1空間101に連通する中間室104内の燃料の圧力が増大する。これにより、弁部材50は、弁座部40から離れる方向に移動する。
吐出通路14(第1空間101)内の燃料の圧力がさらに低減し、最小流路面積Sfが略ゼロになり、吐出通路14から中間室104を経由して燃料室15(第2空間102)側に流れる燃料が略ゼロになると、シート部58が弁座42に当接し、リリーフ弁1が閉弁する。
また、本実施形態では、リリーフ弁1のボディ部20は、高圧ポンプ10のハウジング11と一体に形成されている。これにより、部材点数を低減することができる。
本発明の第2実施形態によるリリーフ弁を図6、7に基づき説明する。第2実施形態では、ボディ部20の筒状内壁21に形成される穴部開口26の形状が第1実施形態と異なる。
図6(A)に示すように、本実施形態では、穴部開口26は、矩形の形状に形成されている。ここで、穴部開口26は、長手方向が摺動外壁55の軸方向と平行になるよう長方形の形状に形成されている。
筒状内壁21に対する弁部材50の相対位置と、穴部開口26と摺動外壁55との重なり面積Sp、および、中間室104と第1穴部25との間の最小流路面積Sfとの関係を図7に示す。
図7に示すように、弁部材50の位置が位置PAのとき、最小流路面積Sfは0である。また、弁部材50の位置が位置PCのとき、最小流路面積Sfは開口面積Soと同じである。
本発明の第3実施形態によるリリーフ弁を図8、9に基づき説明する。第3実施形態では、ボディ部20の筒状内壁21に形成される穴部開口26の形状が第1実施形態と異なる。
図8(A)に示すように、本実施形態では、穴部開口26は、三角形の形状に形成されている。ここで、穴部開口26は、三角形の頂点の1つが弁座部40側を向くよう形成されている。
筒状内壁21に対する弁部材50の相対位置と、穴部開口26と摺動外壁55との重なり面積Sp、および、中間室104と第1穴部25との間の最小流路面積Sfとの関係を図9に示す。
図9に示すように、弁部材50の位置が位置PAのとき、最小流路面積Sfは0である。また、弁部材50の位置が位置PCのとき、最小流路面積Sfは開口面積Soと同じである。
本発明の第4実施形態によるリリーフ弁を図10に示す。第4実施形態では、ボディ部20の筒状内壁21に形成される穴部開口26(第1穴部25)の位置が第1実施形態と異なる。
図11(C)に示すように、弁部材50がばね座部70側にさらに移動し、筒部52が移動規制部74に当接するとき、重なり面積Spは、0である。
筒状内壁21に対する弁部材50の相対位置と、穴部開口26と摺動外壁55との重なり面積Sp、および、中間室104と第1穴部25との間の最小流路面積Sfとの関係を図12に示す。
また、本実施形態では、第1実施形態等と異なり、弁部材50は、軸方向の移動可能範囲の中に「中間室104と第1穴部25とが非連通となる範囲である非連通範囲」を含まない(図12参照)。
本発明の第5実施形態によるリリーフ弁を図13に示す。第5実施形態では、弁部材50の筒部52の形状が第1実施形態と異なる。
本発明の第1参考形態によるリリーフ弁を図14に示す。
第1参考形態では、ボディ部20は、第1実施形態(図1)に示す第1穴部25および穴部開口26を有していない。
穴部522は、筒部52の大径部53の外壁と内壁とを接続するよう形成されている。
本発明の第2参考形態によるリリーフ弁を図15に示す。
第2参考形態では、ボディ部20は、第1実施形態(図1)に示す第1穴部25および穴部開口26を有していない。
弁部材50は、穴部561を有している。穴部561は、弁部材50の底部56の弁座部40側の壁面とばね座部70側の壁面とを接続するよう形成されている。
本発明の第3参考形態によるリリーフ弁を図16に示す。
第3参考形態では、ボディ部20は、第1実施形態(図1)に示す第1穴部25および穴部開口26を有していない。
弁部材50は、穴部561を有している。穴部561は、弁部材50の底部56の弁座部40側の壁面とばね座部70側の壁面とを接続するよう形成されている。
本発明の第4参考形態によるリリーフ弁を図17に示す。
第4参考形態では、ボディ部20は、第1実施形態(図1)に示す第1穴部25および穴部開口26を有していない。
ここで、摺動外壁55は、テーパ部212の弁座部40側の基準内径部22と摺動可能である。
弁部材50は、穴部522を有している。穴部522は、筒部52の大径部53の外壁と内壁とを接続するよう形成されている。
本発明の第5参考形態によるリリーフ弁を図18に示す。
第5参考形態では、第1穴部25の穴部開口26は、第1大径部23に形成されている。よって、シート部58が弁座42に当接した状態で、中間室104と第1穴部25とは連通している。
本発明の第6参考形態によるリリーフ弁を図19に示す。
第6参考形態では、ボディ部20は、第1実施形態(図1)に示す第1大径部23に代えて、小径部213を有している。小径部213は、筒状内壁21のうち基準内径部22の内径よりも小さな内径となるよう円筒状に形成される部分であり、基準内径部22の弁座部40側に形成されている。第1穴部25の穴部開口26は、基準内径部22の小径部213側に形成されている。
弁部材50が弁座部40から離れる方向に移動すると、中間室104と環状空間105とは連通する(図19(B)参照)。
本発明の他の実施形態では、ボディ部と弁座部とは、別体に形成されていてもよい。
また、上述の実施形態では、付勢部材としてのコイルスプリングが弁部材とばね座部との間に設けられ、弁部材を弁座側に付勢する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、例えば板ばね等の付勢部材を弁部材とボディ部との間に設け、弁部材を弁座側に付勢することとしてもよい。
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。
20 ・・・ボディ部
21 ・・・筒状内壁
25 ・・・第1穴部(穴部)
26 ・・・穴部開口
40 ・・・弁座部
41 ・・・弁孔
42 ・・・弁座
50 ・・・弁部材
51 ・・・弁本体
55 ・・・摺動外壁
58 ・・・シート部
60 ・・・付勢部材
Claims (5)
- 第1空間(101)、および、前記第1空間とは異なる空間である第2空間(102)に接続するよう設けられ、前記第1空間内の燃料の圧力を低減可能なリリーフ弁(1)であって、
筒状の内壁である筒状内壁(21)、前記筒状内壁の内側の空間である内側空間(103)と前記第2空間とを接続するよう形成される第1穴部(25)、前記内側空間と前記第2空間とを接続するよう前記第1穴部とは異なる箇所に形成される第2穴部(27)、および、前記筒状内壁に形成された前記第1穴部の開口である穴部開口(26)を有するボディ部(20)と、
前記筒状内壁の一端を塞ぎ、前記内側空間と前記第1空間とを接続するよう形成される弁孔(41)、および、前記弁孔の前記内側空間側の端部の径外側に環状に形成される弁座(42)を有する弁座部(40)と、
前記内側空間内を軸方向に往復移動可能に設けられる弁本体(51)、前記弁本体の外壁のうち前記筒状内壁に摺動する外壁である摺動外壁(55)、および、前記弁本体の前記弁座側に形成され前記弁座に当接可能なシート部(58)を有し、前記筒状内壁に対する前記弁本体の軸方向の位置により容積が変化するとともに前記弁孔および前記第1穴部に連通可能な中間室(104)を前記筒状内壁および前記弁座部との間に形成し、前記シート部が前記弁座から離間すると前記弁孔と前記中間室とを連通し、前記シート部が前記弁座に当接すると前記弁孔と前記中間室とを遮断する弁部材(50)と、
前記弁部材を前記弁座部側に付勢する付勢部材(60)と、を有するリリーフ弁と、
燃料を吸入し加圧する加圧室(12)、前記加圧室に吸入される燃料が流れる吸入通路(13)、前記吸入通路を経由して前記加圧室に連通する燃料室(15)、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(14)を有するハウジング(11)と、を備え、
前記弁部材は、軸方向の移動可能範囲の中に少なくとも「前記弁部材が前記弁座部から離れる方向に移動するに従い、前記穴部開口と前記摺動外壁とが重なる面積である重なり面積(Sp)が次第に小さくなるとともに、前記中間室と前記第1穴部との間の最小の流路面積である最小流路面積(Sf)が次第に大きくなる特定範囲」を含み、
前記第1空間は、前記吐出通路内の空間、または、前記吐出通路に連通する空間であり、
前記第2空間は、前記吸入通路内の空間、または、前記燃料室内の空間であり、
前記第2穴部は、前記内側空間のうち前記弁本体に対し前記中間室とは反対側の空間と前記第2空間とを接続するよう形成されている高圧ポンプ。 - 前記シート部が前記弁座に当接しているとき、前記中間室と前記第1穴部とは非連通である請求項1に記載の高圧ポンプ。
- 前記弁部材が前記弁座部から離れる方向に移動するのを規制可能な移動規制部(74)をさらに備える請求項1または2に記載の高圧ポンプ。
- 前記弁部材は、前記シート部が前記弁座に当接した状態において、前記穴部開口に対応する位置に前記摺動外壁から径内方向へ凹むよう形成される凹部(59)を有する請求項1〜3のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
- 前記穴部開口は、形状が円形、矩形、または、三角形に形成されている請求項1〜4のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
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