JP7236906B2 - 高圧燃料ポンプ - Google Patents
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Description
また、その第2実施形態では、プランジャ中心軸の同軸上に、パルセーションダンパが組み込まれる円柱状のダンパ室の円柱中心軸であるダンパ中心軸がある構成である。
また、特許文献1の第2実施形態では、プランジャ中心軸の同軸上にダンパ中心軸があることで、往復動するプランジャの上方にパルセーションダンパが組付けられる。
プランジャの往復動により燃料を加圧して吐出する高圧燃料ポンプであって、
前記プランジャが往復動するプランジャ孔と、前記プランジャにより燃料が加圧される加圧室と、燃料が前記加圧室に吸入される燃料吸入通路と、前記加圧室で加圧された燃料が吐出される燃料吐出通路と、が形成されたポンプハウジングを有し、
前記燃料吸入通路の途中に介装された吸入弁を駆動して前記加圧室への燃料の供給量を調整する吸入弁駆動装置と、
前記燃料吸入通路の前記吸入弁より上流側に介装され燃料圧力の脈動を低減する円盤形状をしたパルセーションダンパが、前記ポンプハウジングに組み込まれた高圧燃料ポンプにおいて、
前記吸入弁駆動装置の前記吸入弁の弁孔の中心軸である弁中心軸と前記パルセーションダンパが組み込まれる扁平円柱状のダンパ室の円柱中心軸であるダンパ中心軸は、前記プランジャ孔の中心軸であるプランジャ中心軸に対して垂直であることを特徴とする高圧燃料ポンプを提供する。
なお、ここで、「垂直」の意味するところは、2直線が厳密に90度で交差する関係に限らず、90度に近い角度で交差する関係も含むものとする。
前記パルセーションダンパは、前記ダンパ中心軸の軸方向視で、前記プランジャ中心軸に関して前記吸入弁駆動装置と反対側に配設される。
さらに、パルセーションダンパは円盤形状をなし、ダンパ中心軸の軸方向に扁平であり、パルセーションダンパを収容するダンパ室が扁平円柱状をなすので、高圧燃料ポンプのダンパ中心軸の軸方向の幅を益々小さくできる。
前記燃料吸入通路の上流端吸入通路部と前記燃料吐出通路の下流端吐出通路部が、前記ダンパ室の前記ダンパ中心軸に垂直な底壁面に沿って、前記弁中心軸の軸方向に延出して形成される。
前記燃料吐出通路と前記ダンパ室を連通するリリーフ通路が形成され、
前記リリーフ通路に介装されたリリーフ弁が、前記上流端吸入通路部と前記下流端吐出通路部の間に配設される。
本構成によれば、短く形成できるリリーフ通路に介装されたリリーフ弁が、上流端吸入通路部と下流端吐出通路部の間に配設されるので、内部燃料通路の距離を短縮化しながら高圧燃料ポンプの小型化を図ることができる。
鞍乗型車両に搭載される内燃機関のシリンダヘッドの車幅方向側部の上に、前記プランジャ中心軸がシリンダのシリンダボアの中心軸であるシリンダ軸線に平行にして、前記ポンプハウジングが取り付けられる。
前記パルセーションダンパは、前記ダンパ中心軸を車幅方向に指向させて配置される。
前記内燃機関は、クランクケースから上方へシリンダおよび前記シリンダヘッドが起立して前記シリンダ軸線を上下方向に指向させた姿勢で、車両に搭載され、
前記シリンダヘッドに車幅方向に指向してカムシャフトが支持され、
前記カムシャフトの軸端にポンプカム軸が同軸に設けられ、
前記プランジャは、前記ポンプカム軸のカムの回転に従動して上下方向に往復動する。
前記シリンダヘッドの外周面に複数の冷却フィンが互いに平行に突出形成され、
前記ポンプハウジングの車幅方向側部に設けられた前記ダンパ室は、前記シリンダヘッドの車幅方向側部の前記冷却フィンの突出端より車幅方向内側に位置する。
また、シリンダヘッドの外周面の冷却フィンによる冷却効果は車幅方向側部の高圧燃料ポンプにまで及んで冷却性の向上を図ることができる。
前記ポンプハウジングは、
前記シリンダヘッドの上側合せ面に重ねられ、前記プランジャ孔の下部を除き前記ポンプカム軸を覆うロアハウジング部と、
前記ロアハウジング部の上側合せ面に重ねられ、前記プランジャ孔および前記加圧室が形成されるアッパハウジング部と、からなり、
前記シリンダヘッドに前記ロアハウジング部が締結され、
前記ロアハウジング部に前記アッパハウジング部が締結される。
図1は、本発明を適用した一実施の形態に係る高圧燃料ポンプ50を備えた内燃機関3を搭載した鞍乗型車両である自動二輪車1の右側面図である。
ただし、本明細書中で、前方および後方と表記した場合は、厳密な意味での前方および後方というのではなく、おおよそ前方および後方という意味である。
また、本明細書中で、上方と表記した場合も、同様におおよそ上方という意味である。
ヘッドパイプ20からはさらに車幅方向中央を斜め後下方に向けてダウンフレーム22が延出している。
メインフレーム21の屈曲部からは図示しない左右一対のシートレール23が後方に延出しており、シートレール23とピボットフレーム21aの中央部とを連結したバックステー24がシートレール23を支持している。
ピボットフレーム21aの下部に設けられたピボット軸25に前端を軸支されたリヤフォーク13が後方へ延出し、その後端に後輪14が軸支され、リヤフォーク13の中央部とバックステー24との間に図示しないリヤクッションが介装されている。
メインフレーム21には燃料タンク16が左右両側に跨るように架設され、燃料タンク16の後方にシート18がシートレール23に支持されて設けられている。
燃料タンク16内には、低圧燃料ポンプ17が内装されている。
該内燃機関3は、そのクランクケース30内の後部に多段変速機を一体に備えて、いわゆるパワーユニットを構成しており、そのクランク軸31を、自動二輪車1の車幅方向、すなわち左右方向に配向させて、車体フレーム2に支持される。
シリンダヘッド34の上方は、シリンダヘッドカバー35が覆う。
シリンダブロック33およびシリンダヘッド34の外周囲には、周方向に周回する冷却フィン33f,34fが上下に複数形成されている。
吸気管40に沿って設けられた燃料噴射弁43は、先端の噴射口が燃焼室に臨んでいる。
シリンダヘッド34の前面から延出した排気管45は車両下部右側を後方に延設されてマフラ46に接続している。
高圧燃料ポンプ50は、前記燃料タンク16内の低圧燃料ポンプ17から供給された燃料を、丸棒状のプランジャ60の往復動により加圧して吐出する燃料ポンプであり、高圧燃料ポンプ50から吐出された高圧燃料は前記燃料噴射弁43に送られ、燃料噴射弁43から直接燃焼室に高圧燃料が噴射される。
このカムシャフト36の右端に同軸にポンプカム軸61が連結され、一体に回転する。
図6を参照して、ポンプハウジング51のポンプカム軸61の上方にプランジャ60が往復動するプランジャ孔52が形成されており、プランジャ孔52の中心軸であり、丸棒状のプランジャ60の中心軸でもあるプランジャ中心軸Cpは、シリンダ軸線Lcに平行である。
ポンプカム軸61のボールベアリング62,62間に偏心カム61cが形成されている。
偏心カム61Cは、ポンプカム軸61の中心軸より偏心した外周円周面を有し、この外周円周面にニードルベアリング64を介してリフタ63が相対回転自在に外装されている。
したがって、リフタ63は、車幅方向水平に指向したポンプカム軸61にニードルベアリング64を介して外装されると、重錘部63wの重量により重錘部63wを下方にして押圧部63pを上方に位置させる。
プランジャ60の下端部60pのリフタ63の押圧部63pが接するプランジャ側接触曲面60Cは、下方に突出した凸状球面60Ccをなす。
したがって、ポンプカム軸61の偏心カム61cが回転しても、リフタ63は押圧部63pがプランジャ60の下端部60pに接して、自身の回動が抑制された状態で上下移動を含む円運動をする。
アッパハウジング部51Uのプランジャ孔52に円筒状のプランジャガイド65が嵌合され、このプランジャガイド65にプランジャ60が摺動自在に嵌装される。
アッパハウジング部51Uのプランジャ孔52の上方空間は、加圧室53となっており、加圧室53の天井面とプランジャ60の上端部60uとの間に圧縮バネ66が介装されている。
燃料吐出通路55の後端の下流端吐出通路部55zは、拡径して後方に向け開口している。
吐出弁55vは、ばねにより付勢されて閉弁する逆止弁であり、加圧室53内の圧力が所定の開弁圧力を超えたときに、開弁して加圧室53内の高圧燃料が下流端吐出通路部55zから吐出する。
図2を参照して、吐出接続管55jに一端を接続された吐出燃料パイプ55Pが後方に延出して下方に廻り込んで燃料噴射弁43の燃料供給口に他端を接続している(図2参照)。
高圧燃料ポンプ50から吐出された高圧燃料は、吐出燃料パイプ55Pを通って燃料噴射弁43に供給される。
ポンプハウジング51のアッパハウジング部51Uは、下流端吸入通路部54zから拡径して前方に円筒保持部51aが延出して形成されている。
図9を参照して、吸入弁駆動装置70は、円筒保持部51aに前方から嵌入するようにして円筒状支持部材71が嵌め込まれ、同円筒状支持部材71の前方に電磁駆動部79が突設される。
電磁駆動部79は、中央の固定コア79aの周囲にコイル79cが巻回された電磁ソレノイドである。
固定コア79aの後方に対向して可動コア79bが前後方向に摺動自在に設けられている。
円筒状支持部材71には、内側に円筒状の弁座部材74、円板状のロッド支持部材75、円筒カラー部材76が後部から前方に順次配列されて支持されている。
ロッド72は、弁座部材74,ロッド支持部材75および円筒カラー部材76の中央を貫挿しており、円板状のロッド支持部材75の中央円孔を貫通して前後方向に摺動自在に支持されている。
前後方向に指向するロッド72の後端に固着された吸入弁73が、弁座部材74の弁座74sに後方から当接して弁孔74hを閉じ閉弁することができる。
弁座部材74の後端開口端面の円環状の弁座74sより外周の外周面から後方の下流端吸入通路部54zに向けて円筒状の吸入ガイド部材77が設けられている。
したがって、ロッド72は圧縮バネ78により後方に付勢されている。
前側の扁平空間は円筒カラー部材76の内部と連通し、後側の扁平空間は弁座部材74の弁孔74hと連通している。
すなわち、中間吸入通路部54mは円筒状支持部材71の内部およびロッド支持部材75の連通孔を介して弁座部材74の弁孔74hに連通し、吸入弁73が開弁すると、弁孔74hは吸入ガイド部材77の内部を介して下流端吸入通路部54zおよび加圧室53に連通する。
ダンパ室56の円柱中心軸をダンパ中心軸Cdとすると、ダンパ中心軸Cdは、左右車幅方向に指向しており、前記プランジャ中心軸Cpおよび前記弁中心軸Cvのいずれに対しても垂直である(図3参照)。
ダンパ蓋部材85は、扁平円筒部の外周面に雄ねじが形成され、ダンパ室56の内周面に形成された雌ねじに螺入して底壁部がダンパ室56の開口を閉塞するので、ダンパ蓋部材85はダンパ室56から右側方に僅かに突出するだけである。
図5に示されるように、パルセーションダンパ80を収容するダンパ室56は、シリンダヘッド34の外周囲の冷却フィン34fの右方突出端より車幅方向内側に位置する。
冷却フィン34fにより走行風によるシリンダヘッド34の冷却性を確保しながら、ダンパ室56の張り出しを冷却フィン34fにより目立たなくして外観性を向上させることができる。
パルセーションダンパ80は、ダンパ蓋部材85で蓋をされたダンパ室56内の圧力の変化に応じて一対のダイアフラムが弾性変形することで、ダンパ室56の内部の燃料圧力の脈動を低減する。
ダンパ室56の燃料圧力の脈動が低減されることで、ダンパ室56を途中に有する燃料吸入通路54への圧力脈動の伝達が抑えられ、高圧燃料ポンプ50の加圧室53内へ流入する燃料の圧力変動を抑制することができる。
パルセーションダンパ80は、ダンパ中心軸Cdの軸方向視で、吸入弁駆動装置70と重ならないので、高圧燃料ポンプ50は、左右幅を益々小さく抑えて、パルセーションダンパ80を組み込むことができる。
ダンパ室56のダンパ中心軸Cdに垂直な円形の底壁面56bには、燃料吐出通路55に沿って平行に延びた前記中間吸入通路部54mの右方に屈曲した上流端部54maが開口している。
図4に示されるように、中間吸入通路部54mの上流端部54maは、ダンパ室56の円形の底壁面56bの上部で斜め前方に位置している。
すなわち、燃料吸入通路54の上流端吸入通路部54aと燃料吐出通路55の下流端吐出通路部55zは、ダンパ室56のダンパ中心軸Cdに垂直な底壁面56bに沿って、弁中心軸Cvの軸方向に延出して形成されている(図4,図5参照)。
上流端吸入通路部54aの右方に屈曲した下流端部54azがダンパ室56の円形の底壁面56bの下部に開口している(図4,図5参照)。
前記低圧燃料ポンプ17から延出した吸入燃料パイプ54Pが吸入接続管54jに接続され、低圧燃料ポンプ17から低圧燃料が吸入燃料パイプ54Pにより高圧燃料ポンプ50に導入される。
そして、吸入弁73が開弁して弁孔74hを開くと、円筒状支持部材71の内部は、吸入弁73の下流側の下流端吸入通路部54zに連通し、さらに加圧室53に連通する。
吸入弁73が閉弁して弁孔74hを閉じると、加圧室53からの燃料の戻りは停止され、下流側から燃料噴射弁43へ燃料が送られる。
リリーフ通路57の途中にはリリーフ弁58が介装される。
図7および図11に示されるように、リリーフ弁58は、燃料吐出通路55の下流端吐出通路部55zと燃料吸入通路54の上流端吸入通路部54aとの間のリリーフ弁穴57mに嵌挿されている。
したがって、下流端吐出通路部55zの燃料の吐出圧が所定圧以上となると、リリーフ弁58が開き、余剰燃料をダンパ室56に戻す。
図10に示されるように、この油溜まり65rとダンパ室56とがリーク通路59により連通している。
したがって、プランジャ60の往復動で加圧室53からプランジャ60の外周面に沿ってリークした燃料が油溜まり65rに溜まり、油溜まり65rからリーク通路59を通ってダンパ室56に戻る。
この状態で、プランジャ60がポンプカム軸61の偏心カム61cの回転により下方に移動すると、加圧室53の容積が増大し、低圧燃料が燃料吸入通路54を通って加圧室53に吸入される。
加圧室53内の燃料が戻されている途中で、吸入弁駆動装置70がコイル79cに電流を流しオン状態として吸入弁73を閉弁すると、加圧室53からの燃料の戻りは停止される。
加圧室53から燃料吸入通路54に戻される燃料の量が調整されることは、すなわち、加圧室53で加圧される燃料の量が調整されることになる。
図3に示されるように、吸入弁駆動装置70の吸入弁73の弁孔74hの中心軸である弁中心軸Cvとパルセーションダンパ80が組み込まれる扁平円柱状のダンパ室56の円柱中心軸であるダンパ中心軸Cdが、プランジャ孔52の中心軸であるプランジャ中心軸Cpに対して垂直であるので、プランジャ60が往復動するプランジャ孔52およびプランジャ60により加圧される加圧室53がプランジャ中心軸Cpの軸方向に並んで長尺に構成されたポンプ部分に対して、さらにプランジャ中心軸Cpの軸方向に、弁中心軸Cvやダンパ中心軸Cdを同軸にして弁駆動装置やパルセーションダンパを組み付けることを避けることができ、高圧燃料ポンプ50のプランジャ中心軸Cpの軸方向の小型化を図ることができる。
さらに、パルセーションダンパ80は円盤形状をなし、ダンパ中心軸Cdの軸方向に扁平であり、パルセーションダンパ80を収容するダンパ室56が扁平円柱状をなすので、高圧燃料ポンプ50のダンパ中心軸Cdの軸方向の幅を益々小さくできる。
図7に示されるように、この短く形成できるリリーフ通路57に介装されたリリーフ弁58が、上流端吸入通路部54aと下流端吐出通路部55zの間に配設されるので、内部燃料通路の距離を短縮化しながら高圧燃料ポンプ50の小型化を図ることができる。
また、シリンダヘッド34の外周面の冷却フィン34fによる冷却効果は車幅方向側部の高圧燃料ポンプ50にまで及んで冷却性の向上を図ることができる。
Lc…シリンダ軸線、
1…自動二輪車、2…車体フレーム、3…内燃機関、10…フロントフォーク、11…前輪、12…操舵ハンドル、13…リヤフォーク、14…後輪、15…、16…燃料タンク、17…低圧燃料ポンプ、18…シート、20…ヘッドパイプ、21…メインフレーム、22…ダウンフレーム、23…シートレール、24…バックステー、25…ピボット軸、
30…クランクケース、31…クランク軸、32…、33…シリンダブロック、33f…冷却フィン、34…シリンダヘッド、34f…冷却フィン、35…シリンダヘッドカバー、36…カムシャフト、
40…吸気管、41…スロットルボディ、43…燃料噴射弁、45…排気管、46…マフラ、
50…高圧燃料ポンプ、51…ポンプハウジング、51L…ロアハウジング部、51U…アッパハウジング部、51a…円筒保持部、52…プランジャ孔、53…加圧室、
54…燃料吸入通路、54a…上流端吸入通路部、54az…下流端部、54m…中間吸入通路部、54ma…上流端部、54mz…下流端部、54z…下流端吸入通路部、54j…吸入接続管、
55…燃料吐出通路、55z…下流端吐出通路部、55j…吐出接続管、55v…吐出弁、55P…吐出燃料パイプ、56…ダンパ室、57…リリーフ通路、58…リリーフ弁、59…リーク通路、
60…プランジャ、60u…上端部、60p…下端部、60C…プランジャ側接触曲面、60Cc…凸状球面、61…ポンプカム軸、61c…偏心カム、62…ボールベアリング、63…リフタ、63p…押圧部、63C…リフタ側接触曲面、63Cc…凹状球面、64…ニードルベアリング、65…プランジャガイド、65r…油溜まり、66…圧縮バネ、
70…吸入弁駆動装置、71…円筒状支持部材、72…ロッド、73…吸入弁、74…弁座部材、74s…弁座、74h…弁孔、75…ロッド支持部材、76…円筒カラー部材、77…吸入ガイド部材、78…圧縮バネ、79…電磁駆動部、79c…コイル、79a…固定コア、79b…可動コア、
80…パルセーションダンパ、85…ダンパ蓋部材、
95…ボルト、96…ボルト。
Claims (7)
- プランジャ(60)の往復動により燃料を加圧して吐出する高圧燃料ポンプ(50)であって、
前記プランジャ(60)が往復動するプランジャ孔(52)と、前記プランジャ(60)により燃料が加圧される加圧室(53)と、燃料が前記加圧室(53)に吸入される燃料吸入通路(54)と、前記加圧室(53)で加圧された燃料が吐出される燃料吐出通路(55)と、が形成されたポンプハウジング(51)を有し、
前記燃料吸入通路(54)の途中に介装された吸入弁(73)を駆動して前記加圧室(53)への燃料の供給量を調整する吸入弁駆動装置(70)と、
前記燃料吸入通路(54)の前記吸入弁(73)より上流側に介装され燃料圧力の脈動を低減する円盤形状をしたパルセーションダンパ(80)が、
前記ポンプハウジング(51)に組み込まれた高圧燃料ポンプ(50)において、
前記吸入弁駆動装置(70)の前記吸入弁(73)の弁孔(74h)の中心軸である弁中心軸(Cv)と前記パルセーションダンパ(80)が組み込まれる扁平円柱状のダンパ室(56)の円柱中心軸であるダンパ中心軸(Cd)は、前記プランジャ孔(52)の中心軸であるプランジャ中心軸(Cp)に対して垂直であり、
前記燃料吸入通路(54)の上流端吸入通路部(54a)と前記燃料吐出通路(55)の下流端吐出通路部(55z)が、前記ダンパ室(56)の前記ダンパ中心軸(Cd)に垂直な底壁面(56b)に沿って、前記弁中心軸(Cv)の軸方向に延出して形成され、
前記燃料吐出通路(55)と前記ダンパ室(56)を連通するリリーフ通路(57)が形成され、
前記リリーフ通路(57)に介装されたリリーフ弁(58)が、プランジャ中心軸(Cp)の軸方向で、前記上流端吸入通路部(54a)と前記下流端吐出通路部(55z)の間に配設されることを特徴とする高圧燃料ポンプ。 - 前記パルセーションダンパ(80)は、前記ダンパ中心軸(Cd)の軸方向視で、前記プランジャ中心軸(Cp)に関して前記吸入弁駆動装置(70)と反対側に配設されることを特徴とする請求項1に記載の高圧燃料ポンプ。
- 鞍乗型車両(1)に搭載される内燃機関(3)のシリンダヘッド(34)の車幅方向側部の上に、前記プランジャ中心軸(Cp)をシリンダ(33)のシリンダボアの中心軸であるシリンダ軸線(Lc)に平行にして、前記ポンプハウジング(51)が取り付けられることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の高圧燃料ポンプ。
- 前記パルセーションダンパ(80)は、前記ダンパ中心軸(Cd)を車幅方向に指向させて配置されることを特徴とする請求項3に記載の高圧燃料ポンプ。
- 前記内燃機関(3)は、クランクケース(30)から上方へシリンダ(33)および前記シリンダヘッド(34)が起立して前記シリンダ軸線(Lc)を上下方向に指向させた姿勢で、前記鞍乗型車両(1)に搭載され、
前記シリンダヘッド(34)に車幅方向に指向してカムシャフト(36)が支持され、
前記カムシャフト(36)の軸端にポンプカム軸(61)が同軸に設けられ、
前記プランジャ(60)は、前記ポンプカム軸(61)のカム(61c)の回転に従動して上下方向に往復動することを特徴とする請求項4に記載の高圧燃料ポンプ。 - 前記シリンダヘッド(34)の外周面に複数の冷却フィン(34f)が互いに平行に突出形成され、
前記ポンプハウジング(51)の車幅方向側部に設けられた前記ダンパ室(56)は、前記シリンダヘッド(34)の車幅方向側部の前記冷却フィン(34f)の突出端より車幅方向内側に位置することを特徴とする請求項5に記載の高圧燃料ポンプ。 - 前記ポンプハウジング(51)は、
前記シリンダヘッド(34)の上側合せ面に重ねられ、前記プランジャ孔(52)の下部を除き前記ポンプカム軸(61)を覆うロアハウジング部(51L)と、
前記ロアハウジング部(51L)の上側合せ面に重ねられ、前記プランジャ孔(52)および前記加圧室(53)が形成されるアッパハウジング部(51U)と、からなり、
前記シリンダヘッド(34)に前記ロアハウジング部(51L)が締結され、
前記ロアハウジング部(51L)に前記アッパハウジング部(51U)が締結されることを特徴とする請求項5または請求項6に記載の高圧燃料ポンプ。
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