JP6533290B2 - 燃料、好ましくはディーゼル燃料を内燃機関に供給するためのポンプユニット - Google Patents

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Description

本発明は、燃料、好ましくはディーゼル燃料を内燃機関に供給するためのポンプユニットに関する。
一般的に、ポンプンプユニットは、ポンプ本体と、当該ポンプ本体に組み付けられたヘッドと、当該ヘッド内に収容されたポンプピストンと、当該ポンプピストンを収容しているシリンダと、前記ヘッド内に形成された座部内部に収容された弁本体を有する吸入弁と、送出弁とを備えている。
弁本体は、座部の内壁と噛み合うねじ付き手段により、座部に取り付けられている。詳細には、ポンプ本体は、ねじ付き外側面を有するコネクタを含み、コネクタは、弁本体が挿入された後に座部内部に収容される。コネクタは、弁本体をヘッドに接触させておく。コネクタは座部の内側面に、ねじ付き接続部により取り付けられており、このねじ付き接続部に、コネクタのねじ付き外側壁上に形成されたねじ付き面と、座部の内側壁上に形成された別のねじ付き面とが設けられている。
先行技術の主な欠点1つは、座部の内側壁上のねじ付き面を形成するために、かなり長時間で費用高な精密機械加工作業が必要であることである。また、このように形成された前記ねじ付き面は耐えなければならない力が大きいため、ポンプの耐用年数中に摩耗及び漏れ止めの問題を呈し得る。
本発明の1つの目的は、上記の欠点を抑制する、上述のタイプのポンプユニットを提供することである。
本発明によれば、内燃機関に、燃料、好ましくはディーゼル燃料を供給するためのポンプユニットが提供され、当該ポンプユニットは、
軸に沿って延在するシリンダがその内部に形成されたヘッドと、
前記軸に沿って延在し、且つ前記シリンダに摺動的に連結されたポンプピストンと、
前記シリンダからポンプユニットの外部に向かって延在している通し穴と、
前記穴を介して前記シリンダと連通している吸入チャンバと、
前記吸入チャンバから前記穴までの燃料の流れを制御する吸入弁と、
前記ヘッドに、前記ポンプピストンの反対側に配置されて接続されたキャップであって、前記吸入チャンバを片側にて閉鎖するように前記ヘッドの外面に沿って選択的に固定されることができるキャップと、を備えている。
本発明の結果として、前記キャップによる前記ヘッドの閉鎖が、効率的且つ低コストに行われる。前記ヘッドの外面に沿った取り付けにより、ねじ付き接続部の実現が、より簡単で且つ低コストになる。さらに、前記ヘッドの外面に沿った取り付けにより、摩耗が減り、且つ、シール作用がより効果的になる。さらに、前記キャップのねじ付き内面が容易に実現され得る。すなわち、本発明の結果として、ねじ付き接続部は、キャップの内面に沿って部分的に設けられ、これが、最適なシール、低コスト、及び、より短い製造時間を保証する。
本発明の好ましい実施形態によれば、前記ヘッド及び前記キャップが、吸気ダクトがその内部に通じる前記吸入チャンバを画成できる。
本発明の結果として、前記吸入チャンバは、前記ヘッドと前記キャップとの間に配置され、且つ、製造コストがより低く、且つ、製造時間がより短い。
本発明の別の好ましい実施形態によれば、前記ヘッドの前記外面が、前記キャップに接続され得るようにねじ付きにされている。
前記ヘッドの前記外面上のねじにより、秀逸なシール作用及び低製造コストが保証される。
本発明の別の好ましい実施形態によれば、前記キャップが、前記ヘッドの前記外面と噛み合うねじ付き内面を含む。
前記キャップ上に形成された前記ねじ付き内面は、容易で且つ低コストに製造できる。
本発明の別の好ましい実施形態によれば、前記吸入弁は、前記ヘッド内部に形成された弁本体と、前記穴内部に配置された閉鎖部材とを含む。好ましくは、前記弁本体と前記シリンダとは、単一のモノブロックとして形成されている
本発明の結果として、前記ポンプユニット内部の摩擦及び摩耗点が低減され、ポンプユニットの耐用年数が増大し、且つ、漏れ止め性が向上する。
本発明の別の実施形態によれば、前記ポンプユニットは、前記シリンダ内に形成された圧縮チャンバを備え、当該圧縮チャンバは、前記穴を通して燃料を受け入れるように前記穴に連通している。また、前記吸入弁は、閉鎖部材、弾性要素、及び、前記閉鎖部材に一体的に取り付けられたディスク要素を含み、前記弾性要素は、前記ヘッドと前記ディスク要素との間に、前記閉鎖部材の移動を制御するように配置されている。
本発明の別の実施形態によれば、前記キャップはキャビティを含み、当該キャビティの内部で前記ディスク要素が、前記閉鎖部材の移動を抑制するようにスライドし、且つ、前記キャビティの直径は、前記ディスク要素の直径の、最大で1.4倍に等しい。
本発明の結果として、前記閉鎖部と前記ヘッドとの前記接触点の摩耗が低減される。
本発明の別の実施形態によれば、前記キャップは、前記吸入チャンバを片側にて閉鎖するためのカバーピースと、当該カバーピースを所与の位置にてロックするためのリングナットとを含む。
本発明の別の実施形態によれば、前記カバーピースは、前記軸に対して半径方向外側に突出するカラーを含み、前記リングナットは、前記軸に対して半径方向内側に突出し且つ前記カバーピースの前記カラーと係合するフランジを含む。
本発明の結果として、前記キャップと前記ヘッドとの前記接続が、最適なシールを保証する。
本発明の別の好ましい実施形態によれば、前記カラーが第1の突出面を含み、前記リングナットが、前記第1突出面に接触する第2の突出面を含む。
本発明の別の好ましい実施形態によれば、前記リングナットは、前記カバーピースを前記ヘッドに接触させておくように軸方向の力を前記カバーピースに加える。
本発明の別の好ましい実施形態によれば、前記キャップは単一の部品であり、且つ、前記吸入チャンバの境界を片側にて定めるための中央部と、前記ヘッドに係合するための側部とを含む。
本発明の別の好ましい実施形態によれば、前記ポンプユニットは、前記キャップと前記ヘッドとの間に配置されたシール要素を含む。
本発明の結果として、前記ポンプユニットは、低コストで容易に実現できる。
本発明の別の好ましい実施形態によれば、前記吸入弁は機械式の弁であり、好ましくは、前記吸入弁は、開閉中に、前記シリンダと、前記シリンダ内部に配置された圧縮チャンバとの圧力差により動作される。
ここで、本発明を、添付図面を参照しつつ説明する。添付図面は、本発明の非限定的な実施形態の例を示す。
本発明の実施形態に従って設計されたポンプユニットの、明瞭化のために一部を除去した断面図である。 図1の詳細の拡大図である。 図1に示した実施形態の代替の実施形態の詳細の拡大図である。 図1に示した実施形態の別の代替実施形態の詳細の拡大図である。
図1及び図2を参照する。図1の全体が、燃料、好ましくはディーゼル燃料を内燃機関(図示せず)に供給するためのポンプユニットを示す。
ポンプユニット1は、前記内燃機関(図示せず)に燃料を供給するように設計されたポンプピストンタイプの高圧ポンプ2と、燃料をポンプ2に供給するように設計された公知のギヤポンプ(図示せず)とを備えている。ポンプ2及びギヤポンプは、シャフト(添付図面に示さず)により駆動される。
ポンプ2は、ポンプ本体3と;ポンプ本体2上に組み付けられたヘッド4と:ヘッド4内に形成され且つ軸A1に沿って延在しているシリンダ12と;軸A1に沿って延在し且つシリンダ12に摺動的に連結されたポンプピストン5と;ヘッド4内にその一部が形成された吸入ダクト6と;吸入ダクト6に連通している吸入弁7と;吸入ダクト6と吸入弁7との間に配置された吸入チャンバ8と;吸入弁7を介して吸入チャンバ8に連通している圧縮チャンバ9と;ヘッド4内にその一部が形成され且つ圧縮チャンバ9に連通している送出ダクト10と;燃料を送出ダクト10に沿って選択的に遮断するための送出弁11とを備えている。
ヘッド4は、ヘッド4内に軸A1と同軸状に形成され且つシリンダ12の一端と連通している通し穴(スルーホール)13を有する。詳細には、穴13は、シリンダ12からヘッド4の外部に向かって延在する。より詳細には、穴13は、ヘッド4内で吸入チャンバ8から圧縮チャンバ9まで延在し、且つ、吸入弁7の一部を収容している。ヘッド4は、吸入チャンバ8を収納している座部14を含む。座部14とシリンダ12とは、それぞれ穴13の反対側に配置されている。
ポンプピストン5は、作動装置(添付図面に示さず)により、シリンダ12に沿って交互直線運動により変位される。これらの直線運動は、燃料をシリンダ12内に引き込むための吸入ストロークと、前記シリンダ12内に収容された燃料のための、すなわち、圧縮チャンバ9内に引き込まれた燃料を圧縮するための圧縮ストロークとを含む。
吸入ダクト6がギヤポンプを吸入弁7に接続している。
吸入弁7は、機械タイプの弁である。吸入弁7は、シリンダ12内部の燃料を、吸入チャンバ8から圧縮チャンバ9に、穴13に沿って選択的に供給するように制御するように設計されている。吸入弁7は軸A1に沿って延在し、且つ、ヘッド4内部に形成された弁本体15を含む。すなわち、ヘッド5の一部が吸入弁7の弁本体15を画成し、ヘッド5の別の部分がシリンダ12も画成している。従って、弁本体15とヘッド4とは、好ましくは、ストックリムーバルによる機械加工を用いて単一のモノブロックとして形成される。詳細には、弁本体15とシリンダ12とは、単一のモノブロックとして作られる。
図2を参照すると、吸入弁7は、燃料を選択的に通過させるように軸A1に沿って移動可能な閉鎖部材16と、弾性要素17と、閉鎖部材16に一体的に取り付けられたディスク要素18とを含む。閉鎖部材16は、ステム19及びフット20を含む。ステム19は穴13内部に収容されている。フット20は、圧縮段階での使用中に、弁本体15(詳細には、穴13がその内部に通じているシリンダ12の一端)に接触する。ディスク要素18は閉鎖部材16のステム19に取り付けられており、弾性要素17は、弁本体15とディスク要素18との間に配置されている。すなわち、弾性要素17は、ヘッド4とディスク要素18との間に配置されている。詳細には、弾性要素17は、ポンプユニット1が吸入段階にあるとき、閉鎖部材16の開放に抗する弾性力を加えている。実際、吸入段階中、圧縮チャンバ9内部の圧力は吸入ダクト6内部の圧力よりも小さく、閉鎖部材16は、圧力差により、軸A1に沿ってポンプピストン5に向かって押される。このようにして、閉鎖部材16は、燃料が吸入チャンバ8から圧縮チャンバ9まで通過することを可能にする。従って、吸入弁7は機械のタイプの弁である。なぜなら、吸入弁7は、閉鎖部材16に直接作用する電子制御メカニズムを補助とせずに、圧力差により動作するからである。
圧縮段階中、ポンプピストン5は、軸A1に沿って閉鎖部材16に向かって移動する。圧縮段階中の吸入弁7は閉鎖位置にあり、且つ、閉鎖部材16はヘッド5に接触している。実際、吸入段階が終了すると、弾性要素17は閉鎖部材16を軸A1に沿ってポンプピストン5の反対側から押す。この場合、閉鎖部材16のフット20は、ヘッド5の一部により画成されている弁本体15に接触する。圧縮段階中、弾性要素17は、軸A1に沿った力を閉鎖部材16のステム19にディスク要素18を介して加えることにより、閉鎖部材16のフット20との接触を保つ。すなわち、弾性要素17は、ディスク要素18を軸A1に沿ってシリンダ12に対向する方向に押す。
ヘッド4は、吸入チャンバ8を収容している座部21を画成し、吸入チャンバ8内部に、少なくともその一部がヘッド4内に形成された吸入ダクト6が通じている。
図1及び図2を参照すると、ヘッド4は、ヘッド4に接続されたキャップ23を含み、キャップ23は、ポンプピストン5の、穴13に対して反対側に配置されている。キャップ23は、カバーピース23aと、カバーピース23aをヘッド4に取り付けているリングナット24とを含む。リングナット24はヘッド4の外面25に沿って接続されている。ヘッド4は、座部21の環状壁26を含む。外面25は環状であり、座部21の壁26の外面により画成されている。詳細には、壁26はシリンダ部により画成され、外面25はシリンダ部の外面である。キャップ23は座部21の境界を定め、座部21を片側にて密閉している。さらに、外面25は、キャップ23のリングナット24と係合するためにねじ付きに(ねじ切り)されている。リングナット24は、キャップ23a及びヘッド4と係合する。詳細には、リングナット24は、ヘッド4の外面25と噛み合うねじ付き内面27を含む。カバーピース23aは、軸A1に対して半径方向外側に延在するカラー30を含み、カラー30は、使用中にリングナット24に面する突出面28を含む。リングナット24は、軸A1に対して半径方向内側に延在するフランジ32を含み、フランジ32は、使用中にヘッド4に面する突出面29を含む。使用中、フランジ32は、カバーピース23aのカラー30と係合する。また、突出面29は突出面28に接触する。すなわち、リングナット24は、軸方向の力をカバーピース23aに加え、これは、カバーピース23aをヘッド4に、ヘッド4の環状接触面33及びカバーピース23aの環状接触面36に沿って接触させておくためである。ヘッド4の環状接触面33は吸入チャンバ8の外側に配置されている。より詳細には、接触面33及び接触面36は、座部21の内側に位置し、且つ、環状壁26の内面38との間に配置されている。
キャップ23は、片側にて吸入チャンバ8の境界を定めている。より詳細には、キャップ23aは、吸入チャンバ8の一部を画成するキャビティ31を有する。カバーピース23aは、閉鎖部材16の一部も収容し、詳細には、ディスク要素18及びステム19の一部をキャビティ31内部に収容している。カバーピース23aは、吸入チャンバ8の一部を画成している。
さらに、ポンプユニット1は、カバーピース23aとヘッド4との間に配置されたキャビティ41内部に配置されたシールリング40を含む。詳細には、カバーピース23aは環状の凹部42を有し、環状凹部42は、軸A1に対して半径方向に、外側面39に沿って且つ接触面36に近接して延在している。キャビティ41は、環状凹部42とヘッド4との間に、詳細には、環状凹部42と座部21の壁26との間に、詳細には、壁26の内面38の一部に沿って画成されている。
シールリング40は、ゴム、プラスチック、又は金属材料からつくられ得る。シールリング40は、カバーピース23a及びヘッド4の材料の硬度もより小さい硬度を有する材料からつくられる。シールリング40は、液体が吸入チャンバ8からヘッド4の外側に向かって漏出することを防止するように構成されている。
図1を参照すると、ポンプユニット1は弾性要素35を含む。添付図面に示した非限定的な実施形態において、弾性要素35は、ポンプピストン7の自由端36とヘッド4との間に係合されている螺旋ばねである。
ポンプユニット1は、送出弁11のための座部36と、送出弁11を座部36内部に保持するためのコネクタ37を備えている。送出弁11は送出ダクト10に沿って収容されており、且つ、前記内燃機関(図示せず)への燃料の選択的な供給を制御するように設計されている。
図3に示されている代替の実施形態によれば、ポンプユニット1は、キャップ23の代わりにキャップ123を含む。キャップ123は、カバーピース23aの代わりにカバーピース123aを含む。カバーピース123aは、キャビティの内部形状によりカバーピース23aと異なる。カバーピース123aはキャビティ131を有し、キャビティ131は、ディスク要素18の形状と同一の形状を有する円筒状断面を有する。キャビティ131はディスク要素18と同様の円筒形状を有し、詳細には、キャビティ131は、円形のベースを有する円筒形状を有する。キャビティ131はディスク要素18を、ディスク要素18が軸A1に沿って自由に移動するように円筒状部に収容している。より詳細には、キャビティ131の円筒状部分は、ディスク要素18がキャビティ131内部に移動するときに制動作用をもたらすように、ディスク要素18の直径D2と同等の直径Dlを有する。より詳細には、ディスク要素18がキャビティ131内部に移動するとき、ディスク要素18は、キャビティ131内を占めている燃料を押し出す。ディスク要素18の圧力下の燃料は、キャビティ131の、より低圧のゾーンへ移動する傾向がある。より詳細には、ディスク要素18がカバーピース123aに向かって移動するとき、燃料は、キャビティ131からヘッド4に向かって移動する傾向がある。その結果、ディスク要素18の移動は、燃料により速度が低下する。キャビティ131の直径Dlの値は、ディスク要素18の直径D2よりも最大で40%大きい。キャビティ131のおかげで、閉鎖部材16の移動が抑制され、そしてこれが、フット20が弁本体15に接触する点(この場合、ヘッド4上に直接形成される)での摩耗を少なくする。
図4に示されている別の代替実施形態によれば、ポンプユニット1は、キャップ23の代わりにキャップ223を含む。キャップ223は単一部品から構成され、中央部223a及び側部224を含む。中央部223aは、軸A1に対して半径方向に延在し、吸入チャンバ8の片側の境界を定めている。側部224は軸A1に沿って延在している。側部224は、ヘッド4と(詳細には、ヘッド4のねじ付き外面25に沿って壁26と)噛み合う。詳細には、側部224は、ヘッド4と係合するためのねじ付き内面227を有する。キャップ223は、吸入チャンバ8を片側にて閉鎖している。
ポンプユニット1は、キャップ223とヘッド4との間に配置されたシール要素241を備えている。詳細には、ヘッド4は、ヘッド4の座部21の一端に(詳細には、ねじ付き側面25とヘッド4の座部21の内側面38との間)に配置された接触面233を含む。すなわち、接触面233は、座部21の円筒状部の基部に沿って配置されている。キャップ223は接触面236を含み、接触面236は、使用中、接触面233に面し、且つ、側部224に沿って配置された半径方向内側のショルダ230により画成されている。シール要素241は、接触面236と接触面233との間に配置されている。シール要素241は剛性で、且つ、プラスチック又は金属材料からつくられ得る。シール要素241の硬度係数は、キャップ223及びヘッド4の硬度係数よりも小さい。
本発明が、詳細な説明及び均等な実施形態に記載されていない実施形態もまた包含し、これらが添付の特許請求の範囲の保護範囲内にあることが明白である。
1 ポンプユニット
2 ポンプ
3 ポンプ本体
4 ヘッド
5 ポンプピストン
6 吸入ダクト
7 吸入弁
8 吸入チャンバ
9 圧縮チャンバ
10 送出ダクト
11 送出弁
12 シリンダ
13 通し穴
16 閉鎖部材
17 弾性要素
18 ディスク要素
19 ステム
20 フット
21 座部
23 キャップ
23a カバーピース
24 リングナット
25 ヘッドの外面
27 ねじ付き内面
30 カラー
31 キャビティ
33 ヘッドの環状接触面
35 弾性要素
36 カバーピースの環状接触面
40 シールリング
41 キャビティ

Claims (9)

  1. ディーゼル燃料を内燃機関に供給するためのポンプユニット(1)が、
    軸(Al)に沿って延在するシリンダ(12)がその内部に形成されたヘッド(4)と、
    前記軸(Al)に沿って延在し、且つ前記シリンダ(12)に摺動的に連結されたポンプピストン(5)と、
    前記シリンダ(12)からポンプユニット(1)の外部に向かって延在している通し穴(13)と、
    前記穴(13)を介して前記シリンダ(12)に連通している吸入チャンバ(8)と、
    前記吸入チャンバ(8)から前記穴(13)までの燃料の流れを制御する吸入弁(7)と、
    前記ヘッド(4)に、前記ポンプピストン(5)の反対側に配置されて接続されたキャップ(23;123)であって、前記吸入チャンバ(8)を片側にて閉鎖するように前記ヘッド(4)の外面(25)に沿って選択的に固定されることができるキャップ(23;123)と
    を備え、
    前記ヘッド(4)は、シリンダ部により画成される環状壁(26)を含み、前記外面(25)は前記シリンダ部の外周面により画成され、
    前記キャップ(23;123)が、前記吸入チャンバ(8)を片側にて閉鎖するためのカバーピース(23a;123a)と、当該カバーピース(23a;123a)を所与の位置にてロックするためのリングナット(24)とを含み、
    前記カバーピース(23a;123a)の環状接触面(36)が、前記ヘッド(4)の環状接触面(33)と接触し、前記カバーピース(23a;123a)の環状接触面(36)と前記ヘッド(4)の環状接触面(33)とが前記環状壁(26)の内面(38)の内側に配置され、
    シール要素(40)が、前記カバーピース(23a;123a)と前記ヘッド(4)の前記環状壁(26)の前記内面(38)との間に配置され
    前記ヘッド(4)と前記キャップ(23;123)とが、吸入ダクト(6)がその内部に通じている前記吸入チャンバ(8)を画成し、
    前記吸入ダクト(6)は、前記ヘッド(4)の環状接触面(33)の内側に配設され、
    前記カバーピース(23a;123a)が、前記軸(Al)に対して半径方向外側に突出するカラー(30)を含み、前記リングナット(24)が、前記軸(Al)に対して半径方向内側に突出し且つ前記カバーピース(23a;123a)の前記カラー(30)と係合するフランジ(32)を含み、
    前記リングナット(24)が、前記カバーピース(23a;123a)を前記ヘッド(4)に接触させておくように軸方向の力を前記カバーピース(23a;123a)との係合部に加え、
    前記カバーピース(23a;123a)が前記ヘッド(4)と接触する接触部と、前記リングナット(24)が前記カバーピース(23a;123a)と係合する係合部とが、軸方向に離れているポンプユニット。
  2. 前記ヘッド(4)の前記環状壁(26)の前記外面(25)が、前記キャップ(23;123)に接続され得るようにねじ付きにされている
    ことを特徴とする請求項1記載のポンプユニット。
  3. 前記キャップ(23;123)のリングナット(24)が、前記ヘッド(4)の前記環状壁(26)の前記外面(25)と噛み合うねじ付き内面(27)を含む
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載のポンプユニット。
  4. 前記吸入弁(7)が、前記ヘッド(4)内部に形成された弁本体(15)と、前記穴(13)内部に配置された閉鎖部材(16)とを含み、前記弁本体(15)と前記シリンダ(12)とが単一のモノブロックとして形成されている
    ことを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載のポンプユニット。
  5. 前記シリンダ(12)内に形成され、且つ前記穴(13)を通して燃料を受け入れるように前記穴(13)と連通している圧縮チャンバ(9)を備えた
    請求項1〜のいずれか一項に記載のポンプユニット。
  6. 前記吸入弁(7)が、閉鎖部材(16)、弾性要素(17)、及び、前記閉鎖部材(16)に一体的に取り付けられたディスク要素(18)を含み、且つ、前記弾性要素(17)が、前記ヘッド(4)と前記ディスク要素(18)との間に、前記閉鎖部材(16)の移動を制御するように配置されている
    ことを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載のポンプユニット。
  7. 前記キャップ(123)がキャビティ(131)を含み、当該キャビティ(131)の内部で前記ディスク要素(18)が、前記閉鎖部材(16)の移動を抑制するようにスライドし、且つ、前記キャビティ(131)の直径(D1)が、前記ディスク要素(18)の直径(D2)の、最大で1.4倍に等しい
    ことを特徴とする請求項に記載のポンプユニット。
  8. 前記カラー(30)が第1の突出面(28)を含み、前記リングナット(24)が、前記第1の突出面(28)に接触する第2の突出面(29)を含む
    ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載のポンプユニット。
  9. 前記吸入弁(7)が機械式の弁であり、前記吸入弁(7)が、開閉中に、前記吸入チャンバ(8)と、前記シリンダ(12)内部に配置された圧縮チャンバ(9)との圧力差により動作される
    ことを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載のポンプユニット。
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