WO2016185681A1 - リリーフ弁、および、これを用いた高圧ポンプ - Google Patents
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Definitions
- This disclosure relates to a relief valve capable of reducing the pressure of a fluid in a space, and a high-pressure pump using the relief valve.
- a relief valve capable of reducing the pressure of the fluid in the space when the pressure of the fluid in the space exceeds a predetermined value.
- the relief valve described in Patent Document 1 is provided so as to be connected to a discharge passage of a high-pressure pump.
- the relief valve returns the fuel in the discharge passage to the pressurizing chamber side of the high-pressure pump and reduces the pressure of the fuel in the discharge passage.
- the relief valve of Patent Document 1 includes a spherical valve body and a movable holder that holds the valve body.
- the movable holder can reciprocate in the guide hole together with the valve body while sliding on the inner wall of the cylindrical guide hole.
- the relief valve of patent document 1 is provided with the urging member which urges
- the valve opening pressure which is the pressure when the valve body leaves the valve seat, is set based on the urging force of the urging member.
- the area of the minimum gap between the movable holder and the guide hole that is, the minimum flow path area between the pressure chamber which is the space on the valve seat side of the movable holder and the space on the pressure chamber side of the high pressure pump is Is discontinuously set to suddenly increase when it moves away from the valve seat and exceeds a predetermined position. Therefore, when the pressure of the fuel in the discharge passage exceeds the valve opening pressure of the valve body and the valve body opens, the pressure of the fuel in the pressure chamber increases, and the movable holder moves in a direction away from the valve seat together with the valve body. .
- This disclosure is intended to provide a relief valve capable of suppressing the pulsation of the pressure of the fluid in the space when reducing the pressure of the fluid in the space, and a high-pressure pump using the relief valve.
- a relief valve that is provided so as to be connected to a first space and a second space that is a space different from the first space, and is capable of reducing the pressure of the fluid in the first space. And a valve seat part, a valve member, and an urging member.
- the body portion includes a cylindrical inner wall that is a cylindrical inner wall, a hole portion that is formed to connect an inner space that is a space inside the cylindrical inner wall and the second space, and a hole portion that is formed on the inner inner wall.
- the valve seat portion is formed in an annular shape outside the diameter of the valve hole formed so as to close one end of the cylindrical inner wall and connect the inner space and the first space, and the inner space side end portion of the valve hole. Has a valve seat.
- the valve member is formed on a valve main body that can be reciprocated in the axial direction in the body portion, a sliding outer wall that is an outer wall that slides on a cylindrical inner wall of the outer wall of the valve main body, and a valve seat side of the valve main body. It has a seat part which can contact a valve seat.
- the valve member forms an intermediate chamber between the cylindrical inner wall and the valve seat portion, the volume of which varies depending on the axial position of the valve main body with respect to the cylindrical inner wall and which can communicate with the valve hole and the hole portion.
- the valve member communicates the valve hole and the intermediate chamber when the seat portion is separated from the valve seat, and shuts off the valve hole and the intermediate chamber when the seat portion contacts the valve seat.
- valve member allows the fluid flow between the valve hole and the intermediate chamber when the seat portion is separated from the valve seat, and the fluid between the valve hole and the intermediate chamber when the seat portion contacts the valve seat. Regulate the flow of The urging member urges the valve member toward the valve seat portion.
- the valve member has an overlapping area that is an area in which the hole opening and the sliding outer wall overlap as the valve member moves in a direction in which the valve member moves away from the valve seat portion. It includes a “specific range” in which the minimum flow path area, which is the minimum flow path area between the intermediate chamber and the hole, gradually increases.
- the seat portion is opened away from the valve seat. Accordingly, when the pressure of the fluid in the intermediate chamber communicating with the first space increases, the valve member moves in a direction away from the valve seat portion. In a specific range, as the valve member is further away from the valve seat, the minimum flow path area between the intermediate chamber and the hole becomes larger. Therefore, the fluid flowing from the intermediate chamber to the hole becomes larger as the pressure of the fluid in the intermediate chamber increases. The flow rate increases. Thereby, the pressure of the fluid in the first space communicating with the intermediate chamber can be quickly reduced.
- the overlap area between the hole opening and the sliding outer wall gradually increases in a specific range, and the gap between the intermediate chamber and the hole portion is increased.
- the minimum flow path area is gradually reduced. Therefore, when the fluid flows from the intermediate chamber to the hole, the pressure of the fluid in the intermediate chamber decreases, and when the valve member moves toward the valve seat, the flow of the fluid from the intermediate chamber to the hole is gradually reduced. .
- “the flow of fluid from the intermediate chamber to the hole is suddenly throttled and the pressure of the fluid in the intermediate chamber suddenly increases again” is suppressed. Therefore, when reducing the pressure of the fluid in the first space, it is possible to suppress the occurrence of pressure pulsation in the fluid in the intermediate chamber and the fluid in the first space communicating with the intermediate chamber.
- FIG. 1A is a cross-sectional view of a relief valve according to a first embodiment of the present disclosure, showing a state in which a seat portion is in contact with a valve seat
- FIG. 1B is a cross-sectional view of the relief valve according to the first embodiment of the present disclosure, and shows a state in which the seat portion is separated from the valve seat
- FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a state in which the relief valve according to the first embodiment of the present disclosure is applied to a high-pressure pump of a vehicle.
- FIG. 3 is a partial cross-sectional perspective view showing a state in which the relief valve according to the first embodiment of the present disclosure is applied to a high-pressure pump of a vehicle
- FIG. 4A is a cross-sectional view of the vicinity of the hole portion of the relief valve according to the first embodiment of the present disclosure, and shows a state in which the seat portion is in contact with the valve seat
- FIG. 4B is a cross-sectional view of the vicinity of the hole portion of the relief valve according to the first embodiment of the present disclosure, and shows a state where the seat portion is separated from the valve seat
- FIG. 4A is a cross-sectional view of the vicinity of the hole portion of the relief valve according to the first embodiment of the present disclosure, and shows a state where the seat portion is separated from the valve seat
- FIG. 4B is a cross-sectional view of the vicinity of the hole portion of the relief valve according to the first embodiment of the present disclosure, and shows a state where the seat portion is separated from the valve seat
- FIG. 4A is
- FIG. 4C is a cross-sectional view of the vicinity of the hole portion of the relief valve according to the first embodiment of the present disclosure, and shows a state where the seat portion is separated from the valve seat and the valve member is in contact with the movement restricting portion.
- FIG. 5 is a diagram for explaining the characteristics of the relief valve according to the first embodiment of the present disclosure, in which the relative position of the valve member with respect to the cylindrical inner wall, the overlapping area of the hole opening and the sliding outer wall, and , A graph showing the relationship between the minimum flow area between the intermediate chamber and the hole, FIG.
- FIG. 6A is a cross-sectional view of the vicinity of a hole portion of a relief valve according to a second embodiment of the present disclosure, showing a state in which a seat portion is in contact with a valve seat;
- FIG. 6B is a cross-sectional view of the vicinity of the hole portion of the relief valve according to the second embodiment of the present disclosure, and shows a state in which the seat portion is separated from the valve seat;
- FIG. 6C is a cross-sectional view of the vicinity of the hole portion of the relief valve according to the second embodiment of the present disclosure, and shows a state in which the seat portion is separated from the valve seat and the valve member is in contact with the movement restricting portion.
- FIG. 6A is a cross-sectional view of the vicinity of a hole portion of a relief valve according to a second embodiment of the present disclosure, showing a state in which a seat portion is in contact with a valve seat
- FIG. 6B is a cross-sectional view of the vicinity of the hole portion of the relief valve according
- FIG. 7 is a diagram for explaining the characteristics of the relief valve according to the second embodiment of the present disclosure, in which the relative position of the valve member with respect to the cylindrical inner wall, the overlapping area of the hole opening and the sliding outer wall, and , A graph showing the relationship between the minimum flow area between the intermediate chamber and the hole
- FIG. 8A is a cross-sectional view of the vicinity of a hole portion of a relief valve according to a third embodiment of the present disclosure, showing a state in which a seat portion is in contact with a valve seat
- FIG. 8B is a cross-sectional view of the vicinity of the hole of the relief valve according to the third embodiment of the present disclosure, and shows a state in which the seat is separated from the valve seat;
- FIG. 8A is a cross-sectional view of the vicinity of a hole portion of a relief valve according to a third embodiment of the present disclosure, showing a state in which a seat portion is in contact with a valve seat
- FIG. 8B is a cross-sectional view of the
- FIG. 8C is a cross-sectional view of the vicinity of the hole portion of the relief valve according to the third embodiment of the present disclosure, in which the seat portion is separated from the valve seat and the valve member is in contact with the movement restricting portion;
- FIG. 9 is a diagram for explaining the characteristics of the relief valve according to the third embodiment of the present disclosure, in which the relative position of the valve member with respect to the cylindrical inner wall, the overlapping area of the hole opening and the sliding outer wall, and , A graph showing the relationship between the minimum flow area between the intermediate chamber and the hole,
- FIG. 10A is a cross-sectional view of a relief valve according to a fourth embodiment of the present disclosure, and shows a state where a seat portion is in contact with a valve seat;
- FIG. 10A is a cross-sectional view of a relief valve according to a fourth embodiment of the present disclosure, and shows a state where a seat portion is in contact with a valve seat;
- FIG. 10B is a cross-sectional view of a relief valve according to a fourth embodiment of the present disclosure, and shows a state in which a seat portion is separated from a valve seat;
- FIG. 11A is a cross-sectional view of the vicinity of the hole of the relief valve according to the fourth embodiment of the present disclosure, and shows a state in which the seat is in contact with the valve seat;
- FIG. 11B is a cross-sectional view of the vicinity of the hole portion of the relief valve according to the fourth embodiment of the present disclosure, in which the seat portion is separated from the valve seat, FIG.
- FIG. 11C is a cross-sectional view of the vicinity of the hole portion of the relief valve according to the fourth embodiment of the present disclosure, in which the seat portion is separated from the valve seat and the valve member is in contact with the movement restricting portion;
- FIG. 12 is a diagram for explaining the characteristics of the relief valve according to the fourth embodiment of the present disclosure, in which the relative position of the valve member with respect to the cylindrical inner wall, the overlapping area of the hole opening and the sliding outer wall, and The graph which shows the relationship with the minimum flow-path area between an intermediate chamber and a hole.
- FIG. 13A is a cross-sectional view of a relief valve according to a fifth embodiment of the present disclosure, showing a state where a seat portion is in contact with a valve seat;
- FIG. 13A is a cross-sectional view of a relief valve according to a fifth embodiment of the present disclosure, showing a state where a seat portion is in contact with a valve seat;
- FIG. 13B is a cross-sectional view of the relief valve according to the fifth embodiment of the present disclosure, and shows a state where the seat portion is separated from the valve seat;
- FIG. 14A is a cross-sectional view of a relief valve according to a first reference embodiment of the present disclosure, and shows a state where a seat portion is in contact with a valve seat;
- FIG. 14B is a cross-sectional view of the relief valve according to the first reference embodiment of the present disclosure, and shows a state where the seat portion is separated from the valve seat;
- FIG. 15A is a sectional view of a relief valve according to a second reference embodiment of the present disclosure, and shows a state in which a seat portion is in contact with a valve seat;
- FIG. 15B is a cross-sectional view of the relief valve according to the second reference embodiment of the present disclosure, and shows a state where the seat portion is separated from the valve seat;
- FIG. 16A is a sectional view of a relief valve according to a third reference embodiment of the present disclosure, and shows a state where a seat portion is in contact with a valve seat;
- FIG. 16B is a cross-sectional view of the relief valve according to the third reference embodiment of the present disclosure, and shows a state where the seat portion is separated from the valve seat;
- FIG. 17A is a sectional view of a relief valve according to a fourth reference embodiment of the present disclosure, and shows a state in which a seat portion is in contact with a valve seat;
- FIG. 17B is a cross-sectional view of the relief valve according to the fourth embodiment of the present disclosure, and shows a state where the seat portion is separated from the valve seat;
- FIG. 18A is a cross-sectional view of a relief valve according to a fifth reference embodiment of the present disclosure, and shows a state where a seat portion is in contact with a valve seat;
- FIG. 18B is a cross-sectional view of a relief valve according to a fifth reference embodiment of the present disclosure, and shows a state where a seat portion is separated from a valve seat;
- FIG. 19A is a sectional view of a relief valve according to a sixth reference embodiment of the present disclosure, and shows a state in which a seat portion is in contact with a valve seat;
- FIG. 19B is a cross-sectional view of the relief valve according to the sixth reference embodiment of the present disclosure, and shows a state where the seat portion is separated from the valve seat.
- FIGS. 1A and 1B A relief valve according to a first embodiment of the present disclosure is shown in FIGS. 1A and 1B.
- the relief valve 1 is provided in the high-pressure pump 10.
- the high-pressure pump 10 is provided in a vehicle (not shown).
- the vehicle can run using, for example, an internal combustion engine that uses gasoline as fuel as a drive source.
- the fuel pump 3 pumps up the fuel stored in the fuel tank 2 and supplies it to the high-pressure pump 10 via the pipe 4.
- the high-pressure pump 10 pressurizes and discharges the fuel supplied from the fuel pump 3 and supplies the fuel rail 6 via the pipe 5.
- high-pressure fuel is stored in the fuel rail 6.
- the fuel in the fuel rail 6 is supplied to the internal combustion engine of the vehicle via a plurality of injectors 7 connected to the fuel rail 6.
- the high-pressure pump 10 includes a housing 11, a suction valve 16, a discharge valve 17, a drive unit 18, a plunger 19, a spring 191, a relief valve 1, and the like.
- the housing 11 has a pressurizing chamber 12, a suction passage 13, a discharge passage 14, a fuel chamber 15, and the like.
- the housing 11 is made of metal such as stainless steel.
- the pressurizing chamber 12, the suction passage 13, the discharge passage 14, and the fuel chamber 15 are formed by cutting the housing 11, for example.
- the fuel chamber 15 is formed so as to be connected to the suction passage 13.
- the suction passage 13 is formed so as to be connected to the pressurizing chamber 12.
- the pressurizing chamber 12 is formed so as to be connected to the discharge passage 14.
- the space in the discharge passage 14 is referred to as a first space 101.
- the space in the fuel chamber 15 is referred to as the second space 102.
- the second space 102 is a space isolated from the first space 101, that is, a space different from the first space 101.
- the pipe 4 connected to the fuel pump 3 is connected to an inlet portion formed in the housing 11 so as to be connected to the fuel chamber 15.
- the fuel in the fuel tank 2 is supplied from the fuel pump 3 to the fuel chamber 15 (second space 102) via the pipe 4 and the inlet portion.
- the suction valve 16 is provided between the suction passage 13 and the pressurizing chamber 12.
- the intake valve 16 includes a valve seat 161, a valve body 162, and an urging member 163.
- the valve seat 161 is formed on the inner wall of the suction passage 13 on the pressure chamber 12 side.
- the valve body 162 is provided so as to contact the valve seat 161 from the pressurizing chamber 12 side.
- the urging member 163 urges the valve body 162 toward the valve seat 161 side.
- the discharge valve 17 is provided between the pressurizing chamber 12 and the discharge passage 14.
- the discharge valve 17 includes a valve seat 171, a valve body 172, and an urging member 173.
- the valve seat 171 is formed on the inner wall of the pressurizing chamber 12 on the discharge passage 14 side.
- the valve body 172 is provided to be able to contact the valve seat 171 from the discharge passage 14 side.
- the urging member 173 urges the valve body 172 to the valve seat 171 side.
- the discharge valve 17 allows the flow of fuel from the pressurization chamber 12 side to the discharge passage 14 side, regulates the flow of fuel from the discharge passage 14 side to the pressurization chamber 12 side, and serves as a check valve. Function.
- the drive unit 18 is provided on the suction passage 13 side of the suction valve 16.
- the drive unit 18 can be driven so that the valve body 162 of the suction valve 16 moves to the valve seat 161 side or the pressurizing chamber 12 side when electric power is supplied.
- the drive unit 18 urges the valve body 162 toward the pressurizing chamber 12 against the urging force of the urging member 163.
- the valve body 162 is separated from the valve seat 161, that is, in a state in which the valve is opened.
- the drive unit 18 drives the valve body 162 so as to reduce the force that biases the valve body 162 toward the pressurizing chamber 12.
- the suction valve 16 of this embodiment functions as a so-called normally open type valve device in combination with the drive unit 18.
- the plunger 19 is formed in a rod shape from a metal such as stainless steel.
- the plunger 19 is provided so that one end side is inserted inside the cylinder part formed in the housing 11 so as to be connected to the pressurizing chamber 12.
- the plunger 19 has an outer wall slidable with the inner wall of the cylinder part, and is supported by the inner wall of the cylinder part so as to be reciprocally movable in the axial direction. When the plunger 19 reciprocates in the axial direction, the volume of the pressurizing chamber 12 changes.
- the high-pressure pump 10 is provided such that the other end of the plunger 19 comes into contact with the cam 9 provided on the camshaft 8 of the internal combustion engine of the vehicle.
- the high-pressure pump 10 includes a spring 191 that biases the plunger 19 toward the cam 9.
- the plunger 19 moves to the side opposite to the cam 9 with the intake valve 16 closed, the volume of the pressurizing chamber 12 decreases, and the fuel in the pressurizing chamber 12 is compressed and pressurized. .
- the pressure of the fuel in the pressurizing chamber 12 becomes equal to or higher than the opening pressure of the discharge valve 17, the discharge valve 17 is opened, and the fuel is discharged from the pressurizing chamber 12 to the discharge passage 14 (first space 101).
- the pipe 5 connected to the fuel rail 6 is connected to an outlet portion formed in the housing 11 so as to be connected to the discharge passage 14.
- the fuel pressurized in the pressurizing chamber 12 is supplied to the fuel rail 6 via the discharge passage 14, the outlet portion, and the pipe 5.
- high-pressure fuel is stored in the fuel rail 6.
- the relief valve 1 includes a body portion 20, a valve seat portion 40, a valve member 50, a biasing member 60, a spring seat portion 70, a movement restricting portion 74, a sealing portion 80, and the like.
- the body portion 20 is formed in a substantially cylindrical shape from a metal such as stainless steel.
- the body portion 20 is formed integrally with the housing 11 of the high-pressure pump 10. That is, it can be said that the body portion 20 is a part of the housing 11.
- the body part 20 has a cylindrical inner wall 21, a first hole part 25 as a "hole part", a hole part opening 26, a second hole part 27, and the like.
- the cylindrical inner wall 21 is an inner wall of the body portion 20 and is formed in a substantially cylindrical shape.
- a space inside the cylindrical inner wall 21 is referred to as an inner space 103.
- the cylindrical inner wall 21 has a reference inner diameter portion 22, a first large diameter portion 23, a second large diameter portion 24, and the like.
- the reference inner diameter portion 22 is a portion formed in a cylindrical shape so as to have a predetermined inner diameter in the cylindrical inner wall 21.
- the first large diameter portion 23 is a portion of the cylindrical inner wall 21 that is formed in a cylindrical shape so as to have an inner diameter larger than the inner diameter of the reference inner diameter portion 22, and is formed on one end side of the reference inner diameter portion 22.
- the second large diameter portion 24 is a portion formed in a cylindrical shape so as to have an inner diameter larger than the inner diameter of the first large diameter portion 23 in the cylindrical inner wall 21, and is formed on the other end side of the reference inner diameter portion 22. ing.
- the first hole 25 is formed so as to connect the inner space 103 and the second space 102 (the space in the fuel chamber 15).
- a hole opening 26 that is an opening of the first hole 25 is formed in the reference inner diameter portion 22 of the cylindrical inner wall 21.
- the 1st hole part 25 is formed so that an inner wall may become cylindrical shape. Therefore, the shape of the hole opening 26 is circular.
- the shape of the hole opening 26 is a perfect circle when viewed from the radial direction of the cylindrical inner wall 21.
- the second hole 27 is formed at a location different from the first hole 25 so as to connect the inner space 103 and the second space 102 (the space in the fuel chamber 15). Thereby, the opening of the second hole portion 27 is formed in the second large diameter portion 24 of the cylindrical inner wall 21.
- the valve seat 40 is made of a metal such as stainless steel.
- the valve seat portion 40 is formed integrally with the housing 11 of the high-pressure pump 10. That is, it can be said that the valve seat portion 40 is a part of the housing 11 like the body portion 20.
- the valve seat portion 40 is provided so as to close one end of the cylindrical inner wall 21 of the body portion 20, that is, the first large diameter portion 23 side.
- the valve seat portion 40 is formed integrally with the body portion 20.
- the side opposite to the reference inner diameter portion 22 of the second large diameter portion 24 of the cylindrical inner wall 21 is connected to the outer wall of the housing 11. That is, the other end of the cylindrical inner wall 21 is formed to open to the outer wall of the housing 11.
- the valve seat portion 40 has a valve hole 41, a valve seat 42, and the like.
- the valve hole 41 is formed to connect the inner space 103 and the first space 101 (the space in the discharge passage 14).
- the valve seat 42 is formed in an annular shape on the outer diameter side of the end portion on the inner space 103 side of the valve hole 41.
- the valve seat 42 is formed in a tapered shape so as to be separated from the axis of the valve hole 41 toward the inner space 103 side.
- the valve member 50 is formed of, for example, a metal such as stainless steel, and is provided inside the body portion 20.
- the valve member 50 includes a valve main body 51, a sliding outer wall 55, a seat portion 58, and the like.
- the valve body 51 has a cylindrical part 52, a bottom part 56, and a protruding part 57.
- the cylindrical part 52 has a large diameter part 53 and a small diameter part 54.
- the large diameter portion 53 is set so that the outer diameter is equal to the inner diameter of the reference inner diameter portion 22 of the cylindrical inner wall 21 or slightly smaller than the inner diameter of the reference inner diameter portion 22. As a result, the outer wall of the large diameter portion 53 can slide on the reference inner diameter portion 22.
- the outer wall of the large-diameter portion 53 corresponds to the sliding outer wall 55.
- the small diameter portion 54 is a portion of the cylindrical portion 52 having an outer diameter smaller than the outer diameter of the large diameter portion 53 and is formed on the valve seat 40 side of the large diameter portion 53.
- the bottom portion 56 is formed integrally with the cylindrical portion 52 so as to block the end portion of the cylindrical portion 52 on the small diameter portion 54 side.
- the protruding portion 57 is formed integrally with the bottom portion 56 so as to protrude in a columnar shape from the center of the bottom portion 56 toward the valve seat 42 side.
- the valve body 51 is provided so as to be capable of reciprocating in the axial direction within the body portion 20.
- the seat portion 58 is formed integrally with the protruding portion 57 on the valve seat 42 side of the protruding portion 57.
- the seat portion 58 is formed in a tapered shape so that the outer wall of the end portion on the valve seat 42 side approaches the axis of the protruding portion 57 as it goes toward the valve seat 42 side.
- the seat portion 58 can abut the valve seat 42 on the outer wall of the end portion on the valve seat 42 side.
- the valve member 50 changes its volume depending on the axial position of the valve main body 51 with respect to the cylindrical inner wall 21, and has an intermediate chamber 104 that can communicate with the valve hole 41 and the first hole portion 25, with the cylindrical inner wall 21 and the valve seat portion 40. Form between.
- the valve member 50 allows the valve hole 41 and the intermediate chamber 104 to communicate with each other when the seat portion 58 is separated from the valve seat 42, and allows fuel flow between the valve hole 41 and the intermediate chamber 104. Further, the valve member 50 shuts off the valve hole 41 and the intermediate chamber 104 when the seat portion 58 comes into contact with the valve seat 42, and restricts the flow of fuel between the valve hole 41 and the intermediate chamber 104.
- the urging member 60 is, for example, a coil spring, and is opposite to the valve seat portion 40 of the bottom portion 56 so that one end side is located inside the cylindrical portion 52 of the valve member 50 and one end abuts against the bottom portion 56 of the valve member 50. On the side.
- the spring seat part 70 is formed, for example with metals, such as stainless steel, and is provided in the opposite side to the valve seat part 40 of the valve member 50. As shown in FIG.
- the spring seat portion 70 has a cylindrical portion 71, a bottom portion 72, and the like.
- the outer diameter of the cylindrical portion 71 is set to be equal to or slightly larger than the inner diameter of the reference inner diameter portion 22 of the cylindrical inner wall 21.
- the cylinder portion 71 is provided inside the body portion 20 so that the outer wall on one end side contacts the reference inner diameter portion 22.
- the cylinder portion 71 is fixed to the inside of the body portion 20 by, for example, welding or press fitting.
- the bottom portion 72 is formed integrally with the cylindrical portion 71 so as to close the other end side of the cylindrical portion 71.
- the bottom portion 72 has a hole 73 that connects one surface and the other surface at the center.
- the hole 73 connects the space inside the cylinder 71 and the space outside.
- the movement restricting portion 74 is formed at the end portion of the spring seat portion 70 opposite to the bottom portion 72 of the cylindrical portion 71.
- the movement restricting portion 74 can come into contact with an end portion of the valve member 50 on the side opposite to the bottom portion 56 of the cylindrical portion 52. Therefore, the movement restricting portion 74 can restrict the valve member 50 from moving in a direction away from the valve seat 42 by contacting the cylinder portion 52. That is, in this embodiment, the valve member 50 can move between the valve seat portion 40 and the movement restricting portion 74.
- the axially movable distance of the valve member 50 is a distance between the cylinder portion 52 and the movement restricting portion 74 when the seat portion 58 is in contact with the valve seat 42.
- the biasing member 60 is provided on the valve member 50 side of the bottom portion 72 so that the other end side is located inside the cylindrical portion 71 of the spring seat portion 70 and the other end abuts on the bottom portion 72 of the spring seat portion 70. .
- the distance between the bottom portion 56 of the valve member 50 and the bottom portion 72 of the spring seat portion 70 when the seat portion 58 of the valve member 50 is in contact with the valve seat 42 is set to be shorter than the free length of the biasing member 60. Yes. Therefore, the urging member 60 urges the valve member 50 toward the valve seat portion 40.
- the sealing portion 80 is formed of, for example, a metal such as stainless steel, and is provided on the opposite side of the spring seat portion 70 from the valve member 50.
- the sealing part 80 has a main body 81 and a cylindrical part 82.
- the cylindrical portion 82 is formed integrally with the main body 81 so as to extend from the main body 81 in a cylindrical shape.
- a thread groove is formed on the outer wall of the cylindrical portion 82.
- a thread groove corresponding to the thread groove of the cylindrical portion 82 is formed in the second large diameter portion 24 of the body portion 20.
- the sealing portion 80 is provided on the body portion 20 so that the cylindrical portion 82 is screwed into the second large diameter portion 24.
- the sealing portion 80 seals the other end of the cylindrical inner wall 21, that is, the opening formed in the outer wall of the housing 11.
- the cylindrical portion 82 of the sealing portion 80 is located on the outer diameter side of the other end of the cylindrical portion 71 of the spring seat portion 70, and forms a cylindrical space between the outer wall of the cylindrical portion 71.
- a space is formed between the bottom portion 72 of the spring seat portion 70 and the sealing portion 80.
- the space inside the cylinder part 71 of the spring seat part 70 is a hole 73, a space between the bottom part 72 and the sealing part 80, a cylindrical space between the cylinder part 82 and the cylinder part 71, It communicates with the second space 102 (the space in the fuel chamber 15) via the second hole portion 27.
- the reciprocating movement of the valve member 50 in the body portion 20 in the axial direction can be made smooth.
- valve opening pressure of the relief valve 1 (valve member 50) is determined by the biasing force of the biasing member 60 and the fuel pressure in the space on the spring seat portion 70 side of the valve member 50 in the inner space 103 (the fuel pressure in the fuel chamber 15). Pressure).
- a gap that is an area of a cross section perpendicular to the axis of the cylindrical gap formed between the reference inner diameter portion 22 of the body portion 20 and the small diameter portion 54 of the valve member 50.
- the area Ss is larger than the opening area So that is the area of the hole opening 26. That is, the body part 20, the valve member 50, and the hole opening 26 are formed so as to satisfy the relationship Ss> So.
- FIG. 4A to 4C show the vicinity of the first hole 25 in the sectional view of the relief valve 1 in order to explain the positional relationship between the sliding outer wall 55 and the hole opening 26.
- FIG. 4A corresponds to a cross section taken along line IVA-IVA of FIG. 1A.
- the overlapping area Sp which is the area where the hole opening 26 and the sliding outer wall 55 overlap, is the same as the opening area So (area of the hole opening 26).
- the minimum flow path area Sf that is the minimum flow path area between the intermediate chamber 104 and the first hole portion 25 is “0”.
- the overlapping area Sp becomes smaller than the opening area So.
- the minimum flow path area Sf is equal to the area obtained by subtracting the overlapping area Sp from the opening area So.
- the overlapping area Sp is “0”.
- the minimum flow path area Sf is the same as the opening area So.
- the position PA indicates the relative position of the valve member 50 with respect to the cylindrical inner wall 21 in FIG. 4A.
- the position PB has shown the relative position of the valve member 50 with respect to the cylindrical inner wall 21 at the time of FIG. 4B.
- the position PC has shown the relative position of the valve member 50 with respect to the cylindrical inner wall 21 at the time of FIG. 4C.
- the overlapping area Sp is indicated by a one-dot chain line, and the minimum flow path area Sf is indicated by a solid line.
- the minimum flow path area Sf is “0”.
- the minimum flow path area Sf is the same as the opening area So.
- the valve member 50 is at least within the axially movable range “at the hole opening 26 as the valve member 50 moves away from the valve seat 40.
- the overlapping area Sp which is the area where the sliding outer wall 55 and the sliding outer wall 55 overlap, is gradually (continuously) reduced, and the minimum flow area Sf, which is the minimum flow area between the intermediate chamber 104 and the first hole 25.
- the overlapping area Sp which is the area where the sliding outer wall 55 and the sliding outer wall 55 overlap
- the minimum flow area Sf which is the minimum flow area between the intermediate chamber 104 and the first hole 25.
- the pressure of the fuel in the first space 101 becomes equal to or higher than the valve opening pressure of the valve member 50, and the seat portion 58 opens away from the valve seat 42, and the intermediate chamber 104 communicates with the first space 101.
- the valve member 50 moves away from the valve seat 40.
- the minimum flow passage area Sf between the intermediate chamber 104 and the first hole portion 25 increases as the valve member 50 moves away from the valve seat portion 40, so that the fuel pressure in the intermediate chamber 104 is increased. The larger the is, the larger the flow rate of the fuel flowing from the intermediate chamber 104 to the first hole portion 25 is.
- the overlap area Sp between the hole opening 26 and the sliding outer wall 55 gradually increases in the “specific range”.
- the minimum flow path area Sf between the intermediate chamber 104 and the first hole 25 is gradually reduced. Therefore, when the fuel flows from the intermediate chamber 104 to the first hole 25 to reduce the pressure of the fuel in the intermediate chamber 104 and the valve member 50 moves to the valve seat portion 40 side, the first hole extends from the intermediate chamber 104. The fuel flow to the section 25 is gradually reduced.
- the valve member 50 when the seat portion 58 is in contact with the valve seat 42 (position PA), the overlapping area Sp between the hole opening 26 and the sliding outer wall 55 is equal to that of the hole opening 26. As with the opening area So, the minimum flow path area Sf between the intermediate chamber 104 and the first hole 25 is 0, that is, the intermediate chamber 104 and the first hole 25 are not in communication. Further, while the valve member 50 moves from the position PA to the position PO in FIG. 5, the intermediate chamber 104 and the first hole portion 25 are not in communication. That is, in the present embodiment, the valve member 50 includes “a non-communication range in which the intermediate chamber 104 and the first hole 25 are not in communication” in the axially movable range (see FIG. 5). ).
- the high-pressure pump 10 pressurizes and discharges the fuel in the sucked fuel tank 2 and supplies the fuel rail 6 to the fuel rail 6 by repeating the above “suction process”, “metering process”, and “pressurization process”.
- the amount of fuel supplied from the high-pressure pump 10 to the fuel rail 6 is adjusted by controlling the supply timing of power to the drive unit 18 and the like.
- the intake valve 16 is kept open, so that fuel is not pressurized in the pressurizing chamber 12, and the fuel is high pressure.
- the fuel is not supplied from the pump 10 to the fuel rail 6.
- the suction valve 16 is kept open for some reason such as sticking of the valve body 162
- the fuel is not pressurized in the pressurizing chamber 12, and the fuel is fed from the high-pressure pump 10 to the fuel rail 6. Not supplied.
- the suction valve 16 is closed in the pressurization step, so that the fuel is pressurized in the pressurization chamber 12 and is supplied from the high-pressure pump 10 to the fuel.
- the pressure of the fuel in the discharge passage 14, the pipe 5, and the fuel rail 6 is increased by being supplied to the rail 6.
- the suction valve 16 is kept closed due to some cause such as sticking of the valve body 162
- the fuel is pressurized in the pressurizing chamber 12 and supplied from the high-pressure pump 10 to the fuel rail 6,
- the pressure of the fuel in the discharge passage 14, the pipe 5, and the fuel rail 6 increases.
- valve member 50 When the pressure of the fuel in the discharge passage 14 (first space 101) becomes equal to or higher than the valve opening pressure of the relief valve 1 (valve member 50), the seat portion 58 moves away from the valve seat 42 and opens into the first space 101. The pressure of the fuel in the communicating intermediate chamber 104 increases. Thereby, the valve member 50 moves in a direction away from the valve seat portion 40.
- the valve member 50 moves in a direction approaching the valve seat 40.
- the minimum flow area Sf between the intermediate chamber 104 and the first hole portion 25 gradually decreases, and the fuel flows from the intermediate chamber 104 to the first hole portion 25. Is gradually squeezed.
- the fuel in the intermediate chamber 104 is suppressed from rapidly decreasing in pressure, and the pressure is maintained at a certain value or more.
- the rapid movement of the valve member 50 toward the valve seat 40 is suppressed. Thereby, the valve member 50 is maintained in a position such that the minimum flow path area Sf is greater than 0, and the valve-opened state spaced from the valve seat 42 is maintained.
- the minimum flow area Sf between the intermediate chamber 104 and the first hole portion 25 increases as the valve member 50 moves away from the valve seat portion 40 in the “specific range”, the inside of the intermediate chamber 104 As the fuel pressure increases, the flow rate of fuel flowing from the intermediate chamber 104 to the first hole 25 increases. Thereby, the fuel pressure in the first space 101 (the space in the discharge passage 14) communicating with the intermediate chamber 104 can be quickly reduced.
- the valve member 50 moves in the direction approaching the valve seat portion 40, in the “specific range”, the overlapping area Sp between the hole opening 26 and the sliding outer wall 55 gradually increases, and the middle The minimum flow path area Sf between the chamber 104 and the first hole 25 is gradually reduced. Therefore, when the fuel flows from the intermediate chamber 104 to the first hole 25 to reduce the pressure of the fuel in the intermediate chamber 104 and the valve member 50 moves to the valve seat portion 40 side, the first hole extends from the intermediate chamber 104. The fuel flow to the section 25 is gradually reduced. Thereby, “the fuel flow from the intermediate chamber 104 to the first hole 25 is suddenly throttled and the fuel pressure in the intermediate chamber 104 rapidly increases again” is suppressed.
- the valve member 50 is at least in the axially movable range “opening the hole as the valve member 50 moves in the direction away from the valve seat 40. 26 and the sliding outer wall 55 overlap, the overlapping area Sp gradually decreases, and the minimum channel area Sf that is the minimum channel area between the intermediate chamber 104 and the first hole 25 gradually increases. Includes “specific ranges”.
- the pressure of the fuel in the first space 101 becomes equal to or higher than the valve opening pressure of the valve member 50, and the seat portion 58 opens away from the valve seat 42, and the intermediate chamber 104 communicates with the first space 101.
- the valve member 50 moves away from the valve seat 40.
- the minimum flow passage area Sf between the intermediate chamber 104 and the first hole portion 25 increases as the valve member 50 moves away from the valve seat portion 40, so that the fuel pressure in the intermediate chamber 104 is increased.
- the larger the is the larger the flow rate of the fuel flowing from the intermediate chamber 104 to the first hole portion 25 is.
- the fuel pressure in the first space 101 communicating with the intermediate chamber 104 can be quickly reduced.
- the overlap area Sp between the hole opening 26 and the sliding outer wall 55 gradually increases in the “specific range”.
- the minimum flow path area Sf between the intermediate chamber 104 and the first hole 25 is gradually reduced. Therefore, when the fuel flows from the intermediate chamber 104 to the first hole 25 to reduce the pressure of the fuel in the intermediate chamber 104 and the valve member 50 moves to the valve seat portion 40 side, the first hole extends from the intermediate chamber 104. The fuel flow to the section 25 is gradually reduced. Thereby, “the fuel flow from the intermediate chamber 104 to the first hole 25 is suddenly throttled and the fuel pressure in the intermediate chamber 104 rapidly increases again” is suppressed. Therefore, when reducing the pressure of the fuel in the first space 101, it is possible to suppress the occurrence of pressure pulsation in the fuel in the intermediate chamber 104 and the fuel in the first space 101 communicating with the intermediate chamber 104. it can.
- the valve member 50 when the seat portion 58 is in contact with the valve seat 42, the intermediate chamber 104 and the first hole portion 25 are not in communication.
- the valve member 50 includes “a non-communication range in which the intermediate chamber 104 and the first hole portion 25 are not in communication” in the axially movable range. Therefore, in the non-communication range, the valve member 50 moves quickly in the direction away from the valve seat portion 40 as the fuel pressure in the intermediate chamber 104 increases. Further, it is possible to easily maintain the valve opening state of the valve member 50 that is once opened (in a specific range) (to make it difficult to close the valve).
- the relief valve 1 of the present embodiment further includes a movement restricting portion 74 that can restrict the valve member 50 from moving in a direction away from the valve seat portion 40. Thereby, it is possible to suppress the valve member 50 from being too far from the valve seat portion 40 and damage (buckling) of the biasing member 60.
- the maximum value of the minimum flow area Sf between the intermediate chamber 104 and the first hole 25 is equal to the opening area So of the hole opening 26, but the position of the movement restricting portion 74 is set as appropriate.
- the maximum value of the minimum flow path area Sf can be set to an arbitrary value equal to or smaller than the opening area So.
- the hole opening 26 is formed in a circular shape. Therefore, the relative position of the valve member 50 with respect to the cylindrical inner wall 21, the overlapping area Sp of the hole opening 26 and the sliding outer wall 55, and the minimum flow path area Sf between the intermediate chamber 104 and the first hole 25. Is as shown in FIG.
- the high-pressure pump 10 of the present embodiment is pressurized and discharged in the pressurizing chamber 12 that sucks and pressurizes the fuel, the suction passage 13 in which the fuel sucked into the pressurizing chamber 12 flows, and the pressurizing chamber 12.
- a housing 11 having a discharge passage 14 through which fuel flows and the relief valve 1 are provided.
- the first space 101 is a space in the discharge passage 14. Therefore, when the pressure of the fuel in the discharge passage 14 (first space 101) communicating with the intermediate chamber 104 becomes high, the pressure can be quickly reduced. Further, when the pressure of the fuel in the discharge passage 14 (first space 101) is reduced, it is possible to suppress the occurrence of pressure pulsation in the fuel in the discharge passage 14 (first space 101). Thereby, damage to the piping 5 that connects the discharge passage 14 of the high-pressure pump 10 and the fuel rail 6 can be suppressed.
- the second space 102 is a space in the fuel chamber 15 that communicates with the suction passage 13. That is, the relief valve 1 is provided such that the valve hole 41 communicates with the discharge passage 14 and the first hole 25 communicates with the fuel chamber 15. The relief valve 1 returns the fuel in the discharge passage 14 to the low pressure fuel chamber 15 side when the pressure of the fuel in the discharge passage 14 exceeds the opening pressure of the relief valve 1, and the pressure of the fuel in the discharge passage 14. Reduce.
- the high-pressure pump 10 of the present embodiment is provided between the pressurizing chamber 12 and the discharge passage 14, and a discharge valve 17 that can allow or regulate the flow of fuel between the pressurization chamber 12 and the discharge passage 14. It has.
- the high-pressure pump 10 includes a suction valve 16 that is provided between the pressurizing chamber 12 and the suction passage 13 and that allows or restricts the flow of fuel between the pressurization chamber 12 and the suction passage 13. .
- the high-pressure pump 10 includes a drive unit 18 that can change the open state of the intake valve 16.
- the relief valve 1 is provided so that the back pressure side space (the space on the spring seat portion 70 side of the valve member 50) is connected to the low pressure fuel chamber 15 via the second hole portion 27. It has been. Therefore, the degree of freedom in setting the valve opening pressure of the relief valve 1 (valve member 50) can be increased.
- the hole opening 26 is closed by the sliding outer wall 55, so that the fuel pressure in the first hole 25 causes the valve member 50 to open. The influence on the pressure can be suppressed.
- the relief valve of the above-mentioned patent document 1 is provided so that the space on the back pressure side (the space on the biasing member side of the valve body and the movable holder) is connected to the pressurizing chamber of the high pressure pump, There is a possibility that the dead volume of the pressurizing chamber increases and it becomes difficult to sufficiently pressurize the fuel by the high pressure pump.
- the relief valve 1 is provided such that a space on the back pressure side (a space on the spring seat portion 70 side of the valve member 50) is connected to the fuel chamber 15. Therefore, an increase in the dead volume of the pressurizing chamber 12 is suppressed, and the fuel can be sufficiently pressurized by the high-pressure pump 10.
- the valve member 50 is configured such that the sliding outer wall 55 can always slide on the cylindrical inner wall 21 regardless of the axial position in the body portion 20. The movement of the member 50 in the axial direction is stabilized. Further, in the relief valve 1 of the present embodiment, unlike the relief valve of Patent Document 1, the valve cannot be closed.
- the outer peripheral surface of the urging member that urges the movable holder faces the flow path connecting the discharge passage and the pressurizing chamber. Therefore, when reducing the pressure of the fuel in the discharge passage, the fuel flowing from the discharge passage side to the pressurizing chamber side contacts the outer peripheral surface of the end portion of the biasing member, particularly the movable holder side, and the position of the movable holder is May become unstable.
- the outer peripheral surface of the end portion on the valve member 50 side of the urging member 60 is covered with the cylindrical portion 52. Further, the outer peripheral surface of the urging member 60 does not face the flow path connecting the discharge passage 14 and the fuel chamber 15.
- the body portion 20 of the relief valve 1 is formed integrally with the housing 11 of the high-pressure pump 10. Thereby, the number of members can be reduced.
- the hole opening 26 is formed in a rectangular shape.
- the hole opening 26 is formed in a rectangular shape so that the longitudinal direction is parallel to the axial direction of the sliding outer wall 55.
- the overlapping area Sp which is the area where the hole opening 26 and the sliding outer wall 55 overlap, is the same as the opening area So (area of the hole opening 26).
- the minimum flow path area Sf that is the minimum flow path area between the intermediate chamber 104 and the first hole portion 25 is “0”.
- the overlapping area Sp becomes smaller than the opening area So.
- the minimum flow path area Sf is equal to the area obtained by subtracting the overlapping area Sp from the opening area So.
- the overlapping area Sp is “0”.
- the minimum flow path area Sf is the same as the opening area So.
- the position PA indicates the relative position of the valve member 50 with respect to the cylindrical inner wall 21 in FIG. 6A.
- the position PB has shown the relative position of the valve member 50 with respect to the cylindrical inner wall 21 at the time of FIG. 6B.
- the position PC has shown the relative position of the valve member 50 with respect to the cylindrical inner wall 21 at the time of FIG. 6C.
- the overlapping area Sp is indicated by a one-dot chain line, and the minimum flow path area Sf is indicated by a solid line.
- the minimum flow path area Sf is “0”.
- the minimum flow path area Sf is the same as the opening area So.
- the valve member 50 is at least “moved in a direction in which the valve member 50 moves away from the valve seat portion 40 in the axially movable range. Accordingly, the overlap area Sp, which is an area where the hole opening 26 and the sliding outer wall 55 overlap, is gradually reduced, and the minimum flow path which is the minimum flow area between the intermediate chamber 104 and the first hole 25 is obtained. It includes a “specific range in which the area Sf gradually increases”.
- FIG. 7 shows the minimum flow path area Sf between the intermediate chamber 104 and the first hole 25 of the first embodiment with a broken line.
- the minimum flow passage area Sf changes (increases) in a curved shape (sinusoidal) with a change in the position of the valve member 50, and as shown in FIG. As the position of the member 50 changes, the minimum flow path area Sf changes (increases) linearly (linear function).
- the change rate (inclination) of the minimum flow path area Sf accompanying the change in the position of the valve member 50 in the specific range, particularly on the position PA side is larger than that in the first embodiment. Therefore, in the second embodiment, as compared with the first embodiment, the fuel in the intermediate chamber 104 can flow quickly into the first hole portion 25 in the specific range, particularly on the position PA side.
- FIGS. 8A to 8C and 9 A relief valve according to a third embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 8A to 8C and 9.
- the shape of the hole opening 26 formed in the cylindrical inner wall 21 of the body part 20 differs from 1st Embodiment.
- the hole opening 26 is formed in a triangular shape.
- the hole opening 26 is formed so that one of the apexes of the triangle faces the valve seat 40 side.
- the overlapping area Sp which is the area where the hole opening 26 and the sliding outer wall 55 overlap, is the same as the opening area So (area of the hole opening 26).
- the minimum flow path area Sf that is the minimum flow path area between the intermediate chamber 104 and the first hole portion 25 is “0”.
- the overlapping area Sp becomes smaller than the opening area So.
- the minimum flow path area Sf is equal to the area obtained by subtracting the overlapping area Sp from the opening area So.
- the overlapping area Sp is “0”.
- the minimum flow path area Sf is the same as the opening area So.
- a position PA indicates a relative position of the valve member 50 with respect to the cylindrical inner wall 21 in FIG. 8A.
- the position PB has shown the relative position of the valve member 50 with respect to the cylindrical inner wall 21 at the time of FIG. 8B.
- the position PC has shown the relative position of the valve member 50 with respect to the cylindrical inner wall 21 at the time of FIG. 8C.
- the overlapping area Sp is indicated by a one-dot chain line
- the minimum flow path area Sf is indicated by a solid line.
- the minimum flow path area Sf is “0”.
- the minimum flow path area Sf is the same as the opening area So.
- the valve member 50 is at least “moved in a direction in which the valve member 50 moves away from the valve seat portion 40 in the axially movable range. Accordingly, the overlap area Sp, which is an area where the hole opening 26 and the sliding outer wall 55 overlap, is gradually reduced, and the minimum flow path which is the minimum flow area between the intermediate chamber 104 and the first hole 25 is obtained. It includes a “specific range in which the area Sf gradually increases”.
- FIG. 9 shows the minimum flow area Sf between the intermediate chamber 104 and the first hole 25 of the first embodiment with a broken line.
- the minimum flow path area Sf changes (increases) in a curved shape (sinusoidal) with the change in the position of the valve member 50 in the first embodiment, and the valve in the third embodiment.
- the minimum flow path area Sf changes (increases) in a curved shape (second-order function).
- the change rate (inclination) of the minimum flow path area Sf accompanying the change in the position of the valve member 50 in the specific range, particularly on the position PA side, is smaller than that in the first embodiment. Therefore, in 3rd Embodiment, compared with 1st Embodiment, the valve-opening state of the valve member 50 once opened can be made easier to maintain (it is difficult to close).
- FIGS. 10A and 10B A relief valve according to a fourth embodiment of the present disclosure is shown in FIGS. 10A and 10B.
- the position of the hole opening 26 (1st hole 25) formed in the cylindrical inner wall 21 of the body part 20 differs from 1st Embodiment.
- the first hole 25 and the hole opening 26 are formed at positions close to the valve seat 40 compared to the first embodiment. Therefore, in the fourth embodiment, when the seat portion 58 is in contact with the valve seat 42, the intermediate chamber 104 and the first hole portion 25 communicate with each other via the hole portion opening 26.
- the hole opening 26 and the sliding outer wall 55 partially overlap with each other in a state where the seat portion 58 of the valve member 50 is in contact with the valve seat 42.
- the overlapping area Sp which is the area where the hole opening 26 and the sliding outer wall 55 overlap, is about half of the opening area So (the area of the hole opening 26).
- the minimum flow path area Sf is equal to the area obtained by subtracting the overlapping area Sp from the opening area So.
- the overlapping area Sp becomes “0”.
- the minimum flow path area Sf is the same as the opening area So.
- the position PA indicates the relative position of the valve member 50 with respect to the cylindrical inner wall 21 in FIG. 11A.
- the position PB has shown the relative position of the valve member 50 with respect to the cylindrical inner wall 21 at the time of FIG. 11B.
- the position PC indicates the relative position of the valve member 50 with respect to the cylindrical inner wall 21 in FIG. 11C.
- the overlapping area Sp is indicated by a one-dot chain line, and the minimum flow path area Sf is indicated by a solid line.
- the minimum flow path area Sf is about half of the opening area So (area of the hole opening 26). Further, when the position of the valve member 50 is the positions PB and PC, the minimum flow path area Sf is the same as the opening area So.
- valve member 50 is at least in the axially movable range “at the hole opening 26 as the valve member 50 moves away from the valve seat portion 40.
- the overlapping area Sp which is the area where the sliding outer wall 55 and the sliding outer wall 55 overlap, gradually decreases, and the minimum channel area Sf, which is the minimum channel area between the intermediate chamber 104 and the first hole 25, gradually increases. Range ".
- valve member 50 has a “non-communication range in which the intermediate chamber 104 and the first hole portion 25 are non-communication within the axially movable range. “Range” is not included (see FIG. 12).
- FIGS. 13A and 13B A relief valve according to a fifth embodiment of the present disclosure is shown in FIGS. 13A and 13B.
- the shape of the cylinder part 52 of the valve member 50 differs from 1st Embodiment.
- the valve member 50 has a recess 59.
- the recess 59 is formed so as to be recessed radially inward from the sliding outer wall 55 at a position corresponding to the hole opening 26 in a state where the seat 58 is in contact with the valve seat 42 (see FIG. 13A). For this reason, the outer edge portion of the hole opening 26 slides on the sliding outer wall 55 until the valve member 50 moves a predetermined distance in a direction away from the valve seat portion 40 after the seat portion 58 is in contact with the valve seat 42. Does not move. Therefore, wear of the outer edge portion of the hole opening 26 can be suppressed. Moreover, the malfunction of the valve member 50 (valve opening failure) by the sliding outer wall 55 of the valve member 50 being caught by the outer edge part or inner edge part of the hole opening 26 can be suppressed.
- FIGS. 14A and 14B A relief valve according to the first embodiment of the present disclosure is shown in FIGS. 14A and 14B.
- the body part 20 does not have the first hole part 25 and the hole part opening 26 shown in the first embodiment (FIGS. 1A and 1B).
- the body portion 20 has a third large diameter portion 211.
- the third large diameter portion 211 is formed in the middle of the reference inner diameter portion 22 in the axial direction.
- the third large diameter portion 211 has an inner diameter that is larger than the inner diameters of the reference inner diameter portion 22 and the first large diameter portion 23 and smaller than the inner diameter of the second large diameter portion 24.
- the valve member 50 has a notch 521 and a hole 522.
- the cutout portion 521 is formed by cutting out the outer wall on the small diameter portion 54 side of the large diameter portion 53 of the cylindrical portion 52 in a planar shape.
- the notch 521 is formed so as to be a plane parallel to the axis of the cylindrical portion 52. That is, a part of the outer wall of the large-diameter portion 53 in the circumferential direction of the cylindrical portion 52 is cut out in a planar shape. Therefore, the cross-sectional shape of the surface perpendicular to the axis of the outer wall of the large-diameter portion 53 including the notch portion 521 is substantially D-shaped.
- the hole 522 is formed so as to connect the outer wall and the inner wall of the large-diameter portion 53 of the cylindrical portion 52.
- FIGS. 15A and 15B A relief valve according to the second embodiment of the present disclosure is shown in FIGS. 15A and 15B.
- the body part 20 does not have the first hole part 25 and the hole part opening 26 shown in the first embodiment (FIGS. 1A and 1B).
- the relief valve includes a rod portion 61.
- the rod portion 61 is formed of a metal such as stainless steel in a rod shape, more specifically, a long columnar shape.
- the rod portion 61 is provided so that one end is fixed to the bottom portion 56 of the valve member 50 and the other end is located inside the hole portion 73 of the bottom portion 72 of the spring seat portion 70.
- the rod portion 61 has a length in the axial direction that seals the end surface on the spring seat portion 70 side of the bottom portion 56 of the valve member 50 in a state where the seat portion 58 is in contact with the valve seat 42 and the bottom portion 72 of the spring seat portion 70. It is formed to be substantially the same as the distance from the end surface on the part 80 side.
- the rod part 61 has a sliding outer wall 611 and a small diameter part 612.
- the sliding outer wall 611 is formed on the outer wall at the other end of the rod portion 61.
- the sliding outer wall 611 has an outer diameter that is the same as or slightly smaller than the inner diameter of the hole 73 in the bottom 72 of the spring seat 70. Thereby, the sliding outer wall 611 is slidable with the inner wall of the hole portion 73 of the bottom portion 72 of the spring seat portion 70 when the rod portion 61 moves in the axial direction together with the valve member 50.
- the small diameter portion 612 is formed on the valve member 50 side of the sliding outer wall 611 of the rod portion 61.
- the small diameter portion 612 is formed, for example, by cutting the outer wall of the rod portion 61 inward in the diameter.
- the valve member 50 has a hole 561.
- the hole portion 561 is formed so as to connect the wall surface on the valve seat portion 40 side of the bottom portion 56 of the valve member 50 and the wall surface on the spring seat portion 70 side.
- FIGS. 16A and 16B A relief valve according to the third embodiment of the present disclosure is shown in FIGS. 16A and 16B.
- the body part 20 does not have the first hole part 25 and the hole part opening 26 shown in the first embodiment (FIGS. 1A and 1B).
- the relief valve includes a pin 63.
- the pin 63 is formed of a metal such as stainless steel in a rod shape, more specifically, a long cone shape.
- One end side of the pin 63 having a large outer diameter is fixed to the valve seat portion 40.
- the valve member 50 has a hole 561.
- the hole portion 561 is formed so as to connect the wall surface on the valve seat portion 40 side of the bottom portion 56 of the valve member 50 and the wall surface on the spring seat portion 70 side.
- the pin 63 is provided so that the other end side with a small outer diameter is located inside the hole 561 of the valve member 50 in a state where the seat portion 58 is in contact with the valve seat 42. At this time, the hole 561 is closed by the pin 63. That is, the outer wall of the pin 63 and the inner wall of the hole 561 are in contact with each other. On the other hand, when the valve member 50 moves away from the valve seat portion 40, the outer wall of the pin 63 and the inner wall of the hole portion 561 are separated (see FIG. 16B).
- FIGS. 17A and 17B A relief valve according to the fourth embodiment of the present disclosure is shown in FIGS. 17A and 17B.
- the body part 20 does not have the first hole part 25 and the hole part opening 26 shown in the first embodiment (FIGS. 1A and 1B).
- the body portion 20 has a tapered portion 212.
- the tapered portion 212 is formed in the middle of the reference inner diameter portion 22 in the axial direction.
- the tapered portion 212 is formed in a tapered shape so that the inner diameter becomes larger from the valve seat portion 40 side toward the spring seat portion 70 side.
- the sliding outer wall 55 is slidable with the reference inner diameter portion 22 on the valve seat portion 40 side of the tapered portion 212.
- the valve member 50 has a hole 522.
- the hole 522 is formed so as to connect the outer wall and the inner wall of the large-diameter portion 53 of the cylindrical portion 52.
- FIGS. 18A and 18B A relief valve according to the fifth embodiment of the present disclosure is shown in FIGS. 18A and 18B.
- the hole opening 26 of the first hole 25 is formed in the first large diameter portion 23. Therefore, the intermediate chamber 104 and the first hole portion 25 communicate with each other with the seat portion 58 in contact with the valve seat 42.
- the relief valve includes a reed valve 65.
- the reed valve 65 is formed of a thin metal plate such as stainless steel.
- the reed valve 65 is provided so as to close the opening of the first hole 25 on the fuel chamber 15 side.
- the outer edge of the reed valve 65 is fixed at a position away from the opening of the first hole 25 on the inner wall of the housing 11 forming the fuel chamber 15 by, for example, welding.
- the reed valve 65 can be elastically deformed so that a portion opposite to the portion fixed to the inner wall of the housing 11 is separated from the opening of the first hole portion 25.
- FIGS. 19A and 19B A relief valve according to the sixth embodiment of the present disclosure is shown in FIGS. 19A and 19B.
- the body portion 20 has a small-diameter portion 213 instead of the first large-diameter portion 23 shown in the first embodiment (FIGS. 1A and 1B).
- the small diameter portion 213 is a portion formed in a cylindrical shape so as to have an inner diameter smaller than the inner diameter of the reference inner diameter portion 22 in the cylindrical inner wall 21, and is formed on the valve seat portion 40 side of the reference inner diameter portion 22.
- the hole opening 26 of the first hole portion 25 is formed on the small diameter portion 213 side of the reference inner diameter portion 22.
- the small diameter portion 213 has an inner diameter set to be equal to or slightly larger than the outer diameter of the small diameter portion 54 of the valve member 50. Thereby, the outer wall of the small diameter part 54 can slide on the inner wall of the small diameter part 213. The outer wall of the large diameter portion 53 of the valve member 50 is slidable on the reference inner diameter portion 22.
- annular space 105 that is an annular space is formed between the small diameter portion 54 of the valve member 50 and the reference inner diameter portion 22 of the body portion 20.
- the annular space 105 and the intermediate chamber 104 are not in communication with each other, and the annular space 105 and the first hole portion 25 are in communication with each other.
- the outer edge portion of the hole opening 26 does not slide with any of the outer wall (sliding outer wall 55) of the large diameter portion 53 and the outer wall of the small diameter portion 54. Therefore, wear of the outer edge portion of the hole opening 26 can be suppressed. Further, it is possible to suppress malfunction (valve opening failure) of the valve member 50 due to the outer wall of the large-diameter portion 53 (sliding outer wall 55) or the outer wall of the small-diameter portion 54 being caught by the outer edge or inner edge of the hole opening 26.
- the body portion and the valve seat portion may be formed separately.
- the coil spring as the biasing member is provided between the valve member and the spring seat portion, and the valve member is biased toward the valve seat.
- an urging member such as a leaf spring may be provided between the valve member and the body portion, and the valve member may be urged toward the valve seat.
- the area may be smaller than the area of the hole opening, and the minimum flow path area between the intermediate chamber and the hole may be larger than “0” and smaller than the area of the hole opening.
- This configuration can be realized, for example, by appropriately moving and fixing the position of the movement restricting portion (spring seat portion) of the above-described embodiment to the valve seat portion side.
- the maximum value of the minimum flow path area between the intermediate chamber and the hole is set to a value smaller than the area of the hole opening by appropriately setting the position of the valve member that can be restricted by the movement restricting part. be able to.
- the movement restricting portion and the spring seat portion are integrally formed.
- the movement restricting portion may be formed separately from the spring seat portion. Further, the movement restricting portion may be formed integrally with the body portion.
- the relief valve may not include a movement restricting unit.
- the shape of the hole opening is not limited to a perfect circle, a rectangle, and a triangle, and may be formed in any shape such as an ellipse or a pentagon or more polygon. Regardless of the shape of the hole opening, as the edge of the sliding outer wall on the valve seat side moves on the hole opening to the spring seat side, the hole opening and the sliding outer wall As the overlapping area gradually decreases, the minimum flow path area between the intermediate chamber and the hole gradually increases.
- the relief valve is connected to the discharge passage at the end opposite to the intermediate chamber of the valve hole, and the end opposite to the intermediate chamber 104 of the hole (first hole 25).
- the example which provided in a high pressure pump so that a part might connect to the fuel chamber 15 was shown.
- the relief valve has a valve hole connected to the discharge passage, and a hole (first hole 25) is formed between the pressurizing chamber 12 (the suction valve 16 and the discharge valve 17). It is good also as providing in a high pressure pump so that it may connect to the space between.
- the body portion of the relief valve is formed integrally with the housing of the high-pressure pump.
- the body portion of the relief valve may be formed separately from the housing of the high pressure pump. Moreover, it is good also as providing a relief valve in the position away from the housing independently.
- the relief valve may be provided so that the valve hole is connected to a space in the pipe 5 or a space in the fuel rail 6 which is a space communicating with the discharge passage.
- the relief valve is provided so that a hole (first hole 25) is connected to a space in the intake passage or a space in the pipe 4 and a space in the fuel tank 2 that communicates with the intake passage. May be.
- the relief valve may be provided so that the hole (first hole 25) is connected to the space on the atmosphere side, that is, opened to the atmosphere. In this case, the space on the atmosphere side corresponds to the “second space”.
- the relief valve of the present disclosure can be applied not only to a high pressure pump of a vehicle but also to other devices and the like as long as a valve hole is connected to a space where a fluid can be at a high pressure.
- the present disclosure is not limited to the above embodiment, and can be implemented in various forms without departing from the gist thereof.
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Abstract
弁部材(50)は、軸方向の移動可能範囲の中に、弁部材(50)が弁座部(40)から離れる方向に移動するに従い、穴部開口(26)と摺動外壁(55)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、中間室(104)と第1穴部(25)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む。
Description
本出願は、2015年5月15日に出願された日本特許出願番号2015-100148号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
本開示は、空間内の流体の圧力を低減可能なリリーフ弁、および、これを用いた高圧ポンプに関する。
従来、空間内の流体の圧力が所定値以上になったとき、当該空間内の流体の圧力を低減可能なリリーフ弁が知られている。例えば特許文献1に記載されたリリーフ弁は、高圧ポンプの吐出通路に接続するよう設けられている。このリリーフ弁は、吐出通路内の燃料の圧力が所定値以上になると、吐出通路内の燃料を高圧ポンプの加圧室側に戻し、吐出通路内の燃料の圧力を低減させる。
特許文献1のリリーフ弁は、球状の弁体、および、当該弁体を保持する可動ホルダを備えている。この可動ホルダは、筒状のガイド孔の内壁に摺動しつつ、弁体とともにガイド孔内を往復移動可能である。また、特許文献1のリリーフ弁は、当該可動ホルダとともに弁体を弁座側に付勢する付勢部材を備えている。弁体が弁座から離れるときの圧力である開弁圧は、付勢部材の付勢力に基づき設定されている。
可動ホルダとガイド孔との間の最小隙間の面積、すなわち、可動ホルダの弁座側の空間である圧力室と高圧ポンプの加圧室側の空間との間の最小流路面積は、可動ホルダが弁座から離れる方向に移動し所定の位置を越えると、急に大きくなるよう不連続に設定されている。そのため、吐出通路内の燃料の圧力が弁体の開弁圧以上になり弁体が開弁すると、圧力室内の燃料の圧力が増大し、可動ホルダが弁体とともに弁座から離れる方向に移動する。そして、可動ホルダの位置が前記所定の位置を越えると、圧力室内から比較的多量の燃料が、可動ホルダとガイド孔との間の隙間を経由し加圧室側の空間へ流れる。これにより、吐出通路内の燃料の圧力は速やかに低減される。
特許文献1のリリーフ弁では、圧力室と加圧室側の空間との間の最小流路面積は、可動ホルダが弁座に近づく方向に移動し前記所定の位置を越えると、急に小さくなるよう不連続に設定されているともいえる。そのため、圧力室は、燃料が圧力室内から加圧室側の空間へ流れることで圧力が低減しても、可動ホルダが弁座に近づく方向に移動し前記所定の位置を越えると、加圧室側の空間への燃料の流れが急に絞られ、再び圧力が急激に増大する。これにより、圧力室内の燃料は圧力の低減および増大を繰り返し、圧力室に連通する吐出通路内の燃料に圧力の脈動が生じるおそれがある。吐出通路内の燃料に圧力の脈動が生じると、吐出通路に連通する空間を形成する部材が損傷するおそれがある。
本開示は、空間内の流体の圧力を低減するとき、当該空間内の流体の圧力の脈動を抑制可能なリリーフ弁、および、これを用いた高圧ポンプを提供することを目的とする。
本開示によれば、第1空間、および、第1空間とは異なる空間である第2空間に接続するよう設けられ、第1空間内の流体の圧力を低減可能なリリーフ弁であって、ボディ部と弁座部と弁部材と付勢部材とを備える。
ボディ部は、筒状の内壁である筒状内壁、筒状内壁の内側の空間である内側空間と第2空間とを接続するよう形成される穴部、および、内側内壁に形成された穴部の開口である穴部開口を有する。弁座部は、筒状内壁の一端を塞ぎ、内側空間と第1空間とを接続するよう形成される弁孔、および、弁孔の内側空間側の端部の径外側に環状に形成される弁座を有する。
弁部材は、ボディ部内を軸方向に往復移動可能に設けられる弁本体、弁本体の外壁のうち筒状内壁に摺動する外壁である摺動外壁、および、弁本体の弁座側に形成され弁座に当接可能なシート部を有する。弁部材は、筒状内壁に対する弁本体の軸方向の位置により容積が変化するとともに弁孔および穴部に連通可能な中間室を筒状内壁および弁座部との間に形成する。弁部材は、シート部が弁座から離間すると弁孔と中間室とを連通し、シート部が弁座に当接すると弁孔と中間室とを遮断する。これにより、弁部材は、シート部が弁座から離間すると弁孔と中間室との間の流体の流れを許容し、シート部が弁座に当接すると弁孔と中間室との間の流体の流れを規制する。付勢部材は、弁部材を弁座部側に付勢する。
本開示では、弁部材は、軸方向の移動可能範囲の中に少なくとも「弁部材が弁座部から離れる方向に移動するに従い、穴部開口と摺動外壁とが重なる面積である重なり面積が次第に小さくなるとともに、中間室と穴部との間の最小の流路面積である最小流路面積が次第に大きくなる特定範囲」を含む。
本開示では、第1空間内の流体の圧力が弁部材の開弁圧以上になると、シート部が弁座から離れて開弁する。これにより、第1空間に連通する中間室内の流体の圧力が増大すると、弁部材は、弁座部から離れる方向に移動する。特定範囲では、弁部材が弁座部から離れるほど、中間室と穴部との間の最小流路面積が大きくなるため、中間室内の流体の圧力が大きくなるほど、中間室から穴部に流れる流体の流量が多くなる。これにより、中間室に連通する第1空間の流体の圧力を速やかに低減することができる。
また、本開示では、弁部材が弁座部に近づく方向に移動するとき、特定範囲では、穴部開口と摺動外壁との重なり面積が次第に大きくなるとともに、中間室と穴部との間の最小流路面積が次第に小さくなる。そのため、中間室から穴部に流体が流れることで中間室内の流体の圧力が低減し、弁部材が弁座部側に移動するとき、中間室から穴部への流体の流れは徐々に絞られる。これにより、「中間室から穴部への流体の流れが急に絞られ、中間室内の流体の圧力が再び急激に増大すること」が抑制される。したがって、第1空間内の流体の圧力を低減するとき、中間室内の流体、および、中間室に連通する第1空間内の流体に圧力の脈動が生じるのを抑制することができる。
本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図1Aは、本開示の第1実施形態によるリリーフ弁の断面図であって、シート部が弁座に当接している状態を示す図、
図1Bは、本開示の第1実施形態によるリリーフ弁の断面図であって、シート部が弁座から離間している状態を示す図、
図2は、本開示の第1実施形態によるリリーフ弁を車両の高圧ポンプに適用した状態を示す模式図、
図3は、本開示の第1実施形態によるリリーフ弁を車両の高圧ポンプに適用した状態を示す部分断面の斜視図、
図4Aは、本開示の第1実施形態によるリリーフ弁の穴部近傍の断面図であって、シート部が弁座に当接している状態を示す図、
図4Bは、本開示の第1実施形態によるリリーフ弁の穴部近傍の断面図であって、シート部が弁座から離間している状態を示す図、
図4Cは、本開示の第1実施形態によるリリーフ弁の穴部近傍の断面図であって、シート部が弁座から離間し弁部材が移動規制部に当接している状態を示す図、
図5は、本開示の第1実施形態によるリリーフ弁の特性を説明するための図であって、筒状内壁に対する弁部材の相対位置と、穴部開口と摺動外壁との重なり面積、および、中間室と穴部との間の最小流路面積との関係を示すグラフ、
図6Aは、本開示の第2実施形態によるリリーフ弁の穴部近傍の断面図であって、シート部が弁座に当接している状態を示す図、
図6Bは、本開示の第2実施形態によるリリーフ弁の穴部近傍の断面図であって、シート部が弁座から離間している状態を示す図、
図6Cは、本開示の第2実施形態によるリリーフ弁の穴部近傍の断面図であって、シート部が弁座から離間し弁部材が移動規制部に当接している状態を示す図、
図7は、本開示の第2実施形態によるリリーフ弁の特性を説明するための図であって、筒状内壁に対する弁部材の相対位置と、穴部開口と摺動外壁との重なり面積、および、中間室と穴部との間の最小流路面積との関係を示すグラフ、
図8Aは、本開示の第3実施形態によるリリーフ弁の穴部近傍の断面図であって、シート部が弁座に当接している状態を示す図、
図8Bは、本開示の第3実施形態によるリリーフ弁の穴部近傍の断面図であって、シート部が弁座から離間している状態を示す図、
図8Cは、本開示の第3実施形態によるリリーフ弁の穴部近傍の断面図であって、シート部が弁座から離間し弁部材が移動規制部に当接している状態を示す図、
図9は、本開示の第3実施形態によるリリーフ弁の特性を説明するための図であって、筒状内壁に対する弁部材の相対位置と、穴部開口と摺動外壁との重なり面積、および、中間室と穴部との間の最小流路面積との関係を示すグラフ、
図10Aは、本開示の第4実施形態によるリリーフ弁の断面図であって、シート部が弁座に当接している状態を示す図、
図10Bは、本開示の第4実施形態によるリリーフ弁の断面図であって、シート部が弁座から離間している状態を示す図、
図11Aは、本開示の第4実施形態によるリリーフ弁の穴部近傍の断面図であって、シート部が弁座に当接している状態を示す図、
図11Bは、本開示の第4実施形態によるリリーフ弁の穴部近傍の断面図であって、シート部が弁座から離間している状態を示す図、
図11Cは、本開示の第4実施形態によるリリーフ弁の穴部近傍の断面図であって、シート部が弁座から離間し弁部材が移動規制部に当接している状態を示す図、
図12は、本開示の第4実施形態によるリリーフ弁の特性を説明するための図であって、筒状内壁に対する弁部材の相対位置と、穴部開口と摺動外壁との重なり面積、および、中間室と穴部との間の最小流路面積との関係を示すグラフ。
図13Aは、本開示の第5実施形態によるリリーフ弁の断面図であって、シート部が弁座に当接している状態を示す図、
図13Bは、本開示の第5実施形態によるリリーフ弁の断面図であって、シート部が弁座から離間している状態を示す図、
図14Aは、本開示の第1参考形態によるリリーフ弁の断面図であって、シート部が弁座に当接している状態を示す図、
図14Bは、本開示の第1参考形態によるリリーフ弁の断面図であって、シート部が弁座から離間している状態を示す図、
図15Aは、本開示の第2参考形態によるリリーフ弁の断面図であって、シート部が弁座に当接している状態を示す図、
図15Bは、本開示の第2参考形態によるリリーフ弁の断面図であって、シート部が弁座から離間している状態を示す図、
図16Aは、本開示の第3参考形態によるリリーフ弁の断面図であって、シート部が弁座に当接している状態を示す図、
図16Bは、本開示の第3参考形態によるリリーフ弁の断面図であって、シート部が弁座から離間している状態を示す図、
図17Aは、本開示の第4参考形態によるリリーフ弁の断面図であって、シート部が弁座に当接している状態を示す図、
図17Bは、本開示の第4参考形態によるリリーフ弁の断面図であって、シート部が弁座から離間している状態を示す図、
図18Aは、本開示の第5参考形態によるリリーフ弁の断面図であって、シート部が弁座に当接している状態を示す図、
図18Bは、本開示の第5参考形態によるリリーフ弁の断面図であって、シート部が弁座から離間している状態を示す図、
図19Aは、本開示の第6参考形態によるリリーフ弁の断面図であって、シート部が弁座に当接している状態を示す図、
図19Bは、本開示の第6参考形態によるリリーフ弁の断面図であって、シート部が弁座から離間している状態を示す図。
以下、本開示の複数の実施形態および参考形態によるリリーフ弁を図面に基づき説明する。なお、複数の実施形態および参考形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。また、複数の実施形態および参考形態において実質的に同一の構成部位は、同一または同様の作用効果を奏する。
(第1実施形態)
本開示の第1実施形態によるリリーフ弁を図1A、1Bに示す。
本開示の第1実施形態によるリリーフ弁を図1A、1B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。
燃料ポンプ3は、燃料タンク2に貯留された燃料を汲み上げ、配管4を経由して高圧ポンプ10に供給する。高圧ポンプ10は、燃料ポンプ3から供給された燃料を加圧および吐出し、配管5を経由して燃料レール6に供給する。これにより、燃料レール6には、高圧の燃料が蓄えられる。燃料レール6内の燃料は、燃料レール6に接続された複数のインジェクタ7を経由して、車両の内燃機関に供給される。
高圧ポンプ10は、ハウジング11、吸入弁16、吐出弁17、駆動部18、プランジャ19、スプリング191、リリーフ弁1等を備えている。
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。
ハウジング11は、例えばステンレス等の金属により形成されている。図3に示すように、加圧室12、吸入通路13、吐出通路14、および、燃料室15は、ハウジング11を例えば切削することにより形成されている。燃料室15は、吸入通路13に接続するよう形成されている。吸入通路13は、加圧室12に接続するよう形成されている。加圧室12は、吐出通路14に接続するよう形成されている。ここで、便宜上、吐出通路14内の空間を第1空間101とよぶ。また、燃料室15内の空間を第2空間102とよぶ。第2空間102は、第1空間101とは隔離された空間、つまり、第1空間101とは異なる空間である。
燃料ポンプ3に接続する配管4は、燃料室15に接続するようハウジング11に形成されたインレット部に接続される。これにより、燃料タンク2の燃料は、燃料ポンプ3から配管4およびインレット部を経由して燃料室15(第2空間102)に供給される。
図2に示すように、吸入弁16は、吸入通路13と加圧室12との間に設けられている。吸入弁16は、弁座161、弁体162、付勢部材163を有している。弁座161は、吸入通路13の加圧室12側の内壁に形成されている。弁体162は、弁座161に加圧室12側から当接可能に設けられている。付勢部材163は、弁体162を弁座161側に付勢している。弁体162が弁座161から離間または弁座161に当接すると、吸入通路13と加圧室12との間の燃料の流通が許容または規制される。
吐出弁17は、加圧室12と吐出通路14との間に設けられている。吐出弁17は、弁座171、弁体172、付勢部材173を有している。弁座171は、加圧室12の吐出通路14側の内壁に形成されている。弁体172は、弁座171に吐出通路14側から当接可能に設けられている。付勢部材173は、弁体172を弁座171側に付勢している。弁体172が弁座171から離間または弁座171に当接すると、加圧室12と吐出通路14との間の燃料の流通が許容または規制される。ここで、吐出弁17は、加圧室12側から吐出通路14側への燃料の流れは許容し、吐出通路14側から加圧室12側への燃料の流れは規制し、逆止弁として機能する。
駆動部18は、吸入弁16の吸入通路13側に設けられている。駆動部18は、電力が供給されると、吸入弁16の弁体162が弁座161側または加圧室12側に移動するよう駆動可能である。本実施形態では、例えば駆動部18に電力が供給されていないとき、駆動部18は、付勢部材163の付勢力に抗して弁体162を加圧室12側に付勢しており、弁体162は弁座161から離間、すなわち、開弁した状態である。駆動部18に電力が供給されると、駆動部18は、弁体162を加圧室12側に付勢する力が小さくなるよう駆動する。これにより、弁体162は、付勢部材163の付勢力により弁座161側に移動し、弁座161に当接、すなわち、閉弁する。このように、本実施形態の吸入弁16は、駆動部18との組み合わせにより、所謂ノーマリーオープンタイプの弁装置として機能する。
プランジャ19は、例えばステンレス等の金属により棒状に形成されている。プランジャ19は、加圧室12に接続するようハウジング11に形成されたシリンダ部の内側に一端側が挿入されるようにして設けられている。プランジャ19は、外壁がシリンダ部の内壁と摺動可能であり、シリンダ部の内壁により軸方向に往復移動可能に支持されている。プランジャ19が軸方向に往復移動すると、加圧室12の容積が変化する。
高圧ポンプ10は、車両の内燃機関のカムシャフト8に設けられたカム9に、プランジャ19の他端が当接するよう設けられる。高圧ポンプ10は、プランジャ19をカム9側に付勢するスプリング191を備えている。この構成により、内燃機関が運転しているとき、クランクシャフトに同期してカムシャフト8およびカム9が回転し、プランジャ19が軸方向に往復移動する。
吸入弁16が開弁した状態で、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。また、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。
一方、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。
燃料レール6に接続する配管5は、吐出通路14に接続するようハウジング11に形成されたアウトレット部に接続される。これにより、加圧室12で加圧された燃料は、吐出通路14、アウトレット部、配管5を経由して燃料レール6に供給される。その結果、燃料レール6には、高圧の燃料が蓄えられることとなる。
次に、リリーフ弁1の構成について、図1A、1Bに基づき詳細に説明する。
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。
ボディ部20は、例えばステンレス等の金属により略円筒状に形成されている。本実施形態では、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。すなわち、ボディ部20は、ハウジング11の一部であるともいえる。
ボディ部20は、筒状内壁21、「穴部」としての第1穴部25、穴部開口26、第2穴部27等を有している。筒状内壁21は、ボディ部20の内壁であり、略円筒状に形成されている。ここで、筒状内壁21の内側の空間を内側空間103とよぶ。
筒状内壁21は、基準内径部22、第1大径部23、第2大径部24等を有している。基準内径部22は、筒状内壁21のうち所定の内径となるよう円筒状に形成される部分である。第1大径部23は、筒状内壁21のうち基準内径部22の内径よりも大き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の一端側に形成されている。第2大径部24は、筒状内壁21のうち第1大径部23の内径よりも大き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の他端側に形成されている。
第1穴部25は、内側空間103と第2空間102(燃料室15内の空間)とを接続するよう形成されている。これにより、筒状内壁21の基準内径部22に、第1穴部25の開口である穴部開口26が形成されている。本実施形態では、第1穴部25は、内壁が円筒状になるよう形成されている。そのため、穴部開口26の形状は、円形である。なお、穴部開口26の形状は、筒状内壁21の径方向から見たとき、真円である。
第2穴部27は、内側空間103と第2空間102(燃料室15内の空間)とを接続するよう、第1穴部25とは異なる箇所に形成されている。これにより、筒状内壁21の第2大径部24に、第2穴部27の開口が形成されている。
弁座部40は、例えばステンレス等の金属により形成されている。本実施形態では、弁座部40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。すなわち、弁座部40は、ボディ部20と同様、ハウジング11の一部であるともいえる。
弁座部40は、ボディ部20の筒状内壁21の一端、すなわち、第1大径部23側を塞ぐよう設けられている。弁座部40は、ボディ部20と一体に形成されている。ここで、筒状内壁21の第2大径部24の基準内径部22とは反対側は、ハウジング11の外壁と接続している。すなわち、筒状内壁21の他端は、ハウジング11の外壁に開口するよう形成されている。
弁座部40は、弁孔41、弁座42等を有している。弁孔41は、内側空間103と第1空間101(吐出通路14内の空間)とを接続するよう形成されている。弁座42は、弁孔41の内側空間103側の端部の径外側に環状に形成されている。本実施形態では、弁座42は、内側空間103側に向かうに従い弁孔41の軸から離れるようテーパ状に形成されている。
弁部材50は、例えばステンレス等の金属により形成され、ボディ部20の内側に設けられている。弁部材50は、弁本体51、摺動外壁55、シート部58等を有している。
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。
小径部54は、筒部52のうち大径部53の外径よりも外径が小さい部分であり、大径部53の弁座部40側に形成されている。
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。
シート部58は、突出部57の弁座42側に、突出部57と一体に形成されている。シート部58は、弁座42側の端部の外壁が、弁座42側に向かうに従い突出部57の軸に近づくようテーパ状に形成されている。シート部58は、弁座42側の端部の外壁が、弁座42に当接可能である。
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。
弁部材50は、シート部58が弁座42から離間すると弁孔41と中間室104とを連通し、弁孔41と中間室104との間の燃料の流れを許容する。また、弁部材50は、シート部58が弁座42に当接すると弁孔41と中間室104とを遮断し、弁孔41と中間室104との間の燃料の流れを規制する。
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。
ばね座部70は、例えばステンレス等の金属により形成され、弁部材50の弁座部40とは反対側に設けられている。ばね座部70は、筒部71、底部72等を有している。筒部71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の内径よりやや大きく設定されている。筒部71は、一端側の外壁が基準内径部22に当接するようボディ部20の内側に設けられている。筒部71は、例えば溶接または圧入等によりボディ部20の内側に固定されている。
底部72は、筒部71の他端側を塞ぐようにして筒部71と一体に形成されている。底部72は、中央に、一方の面と他方の面とを接続する穴部73を有している。穴部73は、筒部71の内側の空間と外側の空間とを接続している。
本実施形態では、移動規制部74は、ばね座部70の筒部71の底部72とは反対側の端部に形成されている。移動規制部74は、弁部材50の筒部52の底部56とは反対側の端部に当接可能である。そのため、移動規制部74は、筒部52に当接することにより、弁部材50が弁座42から離れる方向に移動するのを規制可能である。すなわち、本実施形態では、弁部材50は、弁座部40と移動規制部74との間を移動可能である。また、弁部材50の軸方向の移動可能距離は、シート部58が弁座42に当接しているときの筒部52と移動規制部74との間の距離である。
付勢部材60は、他端側がばね座部70の筒部71の内側に位置し、他端がばね座部70の底部72に当接するよう、底部72の弁部材50側に設けられている。弁部材50のシート部58が弁座42に当接しているときの弁部材50の底部56とばね座部70の底部72との距離は、付勢部材60の自由長よりも短く設定されている。そのため、付勢部材60は、弁部材50を弁座部40側に付勢している。
封止部80は、例えばステンレス等の金属により形成され、ばね座部70の弁部材50とは反対側に設けられている。封止部80は、本体81、筒部82を有している。筒部82は、本体81から筒状に延びるようにして本体81と一体に形成されている。筒部82の外壁にはねじ溝が形成されている。また、ボディ部20の第2大径部24には、筒部82のねじ溝に対応するねじ溝が形成されている。封止部80は、筒部82が第2大径部24にねじ込まれるようにしてボディ部20に設けられている。
ここで、封止部80は、筒状内壁21の他端、すなわち、ハウジング11の外壁に形成された開口を封止している。また、封止部80の筒部82は、ばね座部70の筒部71の他端の径外側に位置し、筒部71の外壁との間に筒状の空間を形成している。また、ばね座部70の底部72と封止部80との間には空間が形成されている。これにより、ばね座部70の筒部71の内側の空間は、穴部73、底部72と封止部80との間の空間、筒部82と筒部71との間の筒状の空間、第2穴部27を経由して、第2空間102(燃料室15内の空間)に連通している。これにより、ボディ部20内での弁部材50の軸方向の往復移動を円滑にすることができる。
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。
次に、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とが重なる面積である重なり面積Sp、および、中間室104と第1穴部25との間の最小の流路面積である最小流路面積Sfとの関係について、図1A、1B、4A~4Cに基づき説明する。
図1Bに示すように、本実施形態では、ボディ部20の基準内径部22と弁部材50の小径部54との間に形成される筒状の隙間の軸に直交する断面の面積である隙間面積Ssは、穴部開口26の面積である開口面積Soよりも大きい。すなわち、ボディ部20、弁部材50、穴部開口26は、Ss>Soの関係を満たすよう形成されている。
図4A~4Cは、摺動外壁55と穴部開口26との位置関係を説明するために、リリーフ弁1の断面図のうち第1穴部25近傍を示すものである。ここで、図4Aは、図1AのIVA-IVA線断面に対応している。
図4Aに示すように、弁部材50のシート部58が弁座42に当接した状態では、穴部開口26と摺動外壁55とは完全に重なっている。よって、穴部開口26と摺動外壁55とが重なる面積である重なり面積Spは、開口面積So(穴部開口26の面積)と同じである。なお、ここで、中間室104と第1穴部25との間の最小の流路面積である最小流路面積Sfは、”0”である。
図4Bに示すように、弁部材50のシート部58が弁座42から離間し、弁部材50がばね座部70側にさらに移動すると、重なり面積Spは、開口面積Soより小さくなる。なお、ここで、最小流路面積Sfは、開口面積Soから重なり面積Spを引いた面積に等しい。
図4C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。なお、ここで、最小流路面積Sfは、開口面積Soと同じである。
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5に示す。
図5において、位置PAは、図4Aのときの筒状内壁21に対する弁部材50の相対位置を示している。また、位置PBは、図4Bのときの筒状内壁21に対する弁部材50の相対位置を示している。また、位置PCは、図4Cのときの筒状内壁21に対する弁部材50の相対位置を示している。また、重なり面積Spを一点鎖線で示し、最小流路面積Sfを実線で示している。
図5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。
また、図5に示すように、本実施形態では、弁部材50は、軸方向の移動可能範囲の中に少なくとも「弁部材50が弁座部40から離れる方向に移動するに従い、穴部開口26と摺動外壁55とが重なる面積である重なり面積Spが次第に(連続的に)小さくなるとともに、中間室104と第1穴部25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(連続的に)大きくなる特定範囲」を含む。別の言い方をすると、弁部材50は、軸方向の移動可能範囲の中に少なくとも「弁部材50が弁座部40から離れる方向に移動するに従い、穴部開口26と摺動外壁55との重なり面積Spが漸減するとともに、中間室104と第1穴部25との間の最小流路面積Sfが漸増する特定範囲」を含む。
本実施形態では、第1空間101内の燃料の圧力が弁部材50の開弁圧以上になりシート部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と、弁部材50は、弁座部40から離れる方向に移動する。上記「特定範囲」では、弁部材50が弁座部40から離れるほど、中間室104と第1穴部25との間の最小流路面積Sfが大きくなるため、中間室104内の燃料の圧力が大きくなるほど、中間室104から第1穴部25に流れる燃料の流量が多くなる。
また、本実施形態では、弁部材50が弁座部40に近づく方向に移動するとき、上記「特定範囲」では、穴部開口26と摺動外壁55との重なり面積Spが次第に大きくなるとともに、中間室104と第1穴部25との間の最小流路面積Sfが次第に小さくなる。そのため、中間室104から第1穴部25に燃料が流れることで中間室104内の燃料の圧力が低減し、弁部材50が弁座部40側に移動するとき、中間室104から第1穴部25への燃料の流れは徐々に絞られる。
また、上述のように、本実施形態では、シート部58が弁座42に当接しているとき(位置PA)、穴部開口26と摺動外壁55との重なり面積Spは穴部開口26の開口面積Soと同じで、中間室104と第1穴部25との間の最小流路面積Sfは0、すなわち、中間室104と第1穴部25とは非連通である。また、弁部材50が図5の位置PAから位置POまで移動する間、中間室104と第1穴部25とは非連通である。つまり、本実施形態では、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」を含む(図5参照)。
次に、本実施形態の高圧ポンプ10の作動について、図2に基づき説明する。
「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。
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。
「調量工程」
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。
「加圧工程」
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。
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。
駆動部18への電力の供給が停止され、プランジャ19がカム9側に移動すると、吸入弁16は再び開弁する。これにより、燃料を加圧する加圧工程が終了し、吸入通路13から加圧室12に燃料が吸入される吸入工程が再開する。
上記の「吸入工程」、「調量工程」、「加圧工程」を繰り返すことにより、高圧ポンプ10は、吸入した燃料タンク2内の燃料を加圧、吐出し、燃料レール6に供給する。高圧ポンプ10から燃料レール6への燃料の供給量は、駆動部18への電力の供給タイミング等を制御することにより調節される。
例えば、駆動部18への電力の供給が停止された状態が所定期間継続すると、吸入弁16は開弁状態を維持するため、加圧室12での燃料の加圧は行われず、燃料は高圧ポンプ10から燃料レール6に供給されない。また、弁体162の固着等、何らかの原因により吸入弁16が開弁状態を維持している場合も、加圧室12での燃料の加圧は行われず、燃料は高圧ポンプ10から燃料レール6に供給されない。
一方、例えば、駆動部18への電力の供給が所定期間継続すると、吸入弁16は加圧工程で閉弁状態となるため、燃料は、加圧室12で加圧され、高圧ポンプ10から燃料レール6に供給され、吐出通路14、配管5、燃料レール6内の燃料の圧力が増大していく。また、弁体162の固着等、何らかの原因により吸入弁16が閉弁状態を維持している場合も、燃料は、加圧室12で加圧され、高圧ポンプ10から燃料レール6に供給され、吐出通路14、配管5、燃料レール6内の燃料の圧力が増大していく。
次に、本実施形態のリリーフ弁1の作動について、図1A、1Bに基づき説明する。
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。
弁部材50が弁座部40から離れる方向にさらに移動すると、中間室104と第1穴部25とが、穴部開口26を経由して連通する。これにより、中間室104から第1穴部25に燃料が流れる。第1穴部25に流れた燃料は、燃料室15に向かって流れる。
中間室104内の燃料の圧力がさらに増大し、弁部材50が弁座部40から離れる方向にさらに移動すると、中間室104と第1穴部25との最小流路面積Sfが大きくなり、中間室104から第1穴部25に燃料が流れ易くなる。これにより、中間室104、および、中間室104に連通する吐出通路14(第1空間101)内の燃料の圧力が速やかに低減する。
中間室104内の燃料の圧力が低減すると、弁部材50は、弁座部40に近づく方向に移動する。弁部材50が弁座部40に近づく方向に移動すると、中間室104と第1穴部25との最小流路面積Sfが次第に小さくなり、中間室104から第1穴部25への燃料の流れが徐々に絞られる。そのため、中間室104内の燃料は、圧力の急激な低減が抑制され、圧力が一定値以上に維持される。また、このとき、弁部材50の弁座部40側への急激な移動が抑制される。これにより、弁部材50は、最小流路面積Sfが0より大きい状態になるよう位置が維持され、弁座42から離間した開弁状態が維持される。
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。
本実施形態では、「特定範囲」において、弁部材50が弁座部40から離れるほど、中間室104と第1穴部25との間の最小流路面積Sfが大きくなるため、中間室104内の燃料の圧力が大きくなるほど、中間室104から第1穴部25に流れる燃料の流量が多くなる。これにより、中間室104に連通する第1空間101(吐出通路14内の空間)の燃料の圧力を速やかに低減することができる。
また、本実施形態では、弁部材50が弁座部40に近づく方向に移動するとき、「特定範囲」では、穴部開口26と摺動外壁55との重なり面積Spが次第に大きくなるとともに、中間室104と第1穴部25との間の最小流路面積Sfが次第に小さくなる。そのため、中間室104から第1穴部25に燃料が流れることで中間室104内の燃料の圧力が低減し、弁部材50が弁座部40側に移動するとき、中間室104から第1穴部25への燃料の流れは徐々に絞られる。これにより、「中間室104から第1穴部25への燃料の流れが急に絞られ、中間室104内の燃料の圧力が再び急激に増大すること」が抑制される。したがって、第1空間101内の燃料の圧力を低減するとき、中間室104内の燃料、および、中間室104に連通する第1空間101(吐出通路14内の空間)の燃料に圧力の脈動が生じるのを抑制することができる。
以上説明したように、本実施形態のリリーフ弁1では、弁部材50は、軸方向の移動可能範囲の中に少なくとも「弁部材50が弁座部40から離れる方向に移動するに従い、穴部開口26と摺動外壁55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、中間室104と第1穴部25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」を含む。
本実施形態では、第1空間101内の燃料の圧力が弁部材50の開弁圧以上になりシート部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と、弁部材50は、弁座部40から離れる方向に移動する。上記「特定範囲」では、弁部材50が弁座部40から離れるほど、中間室104と第1穴部25との間の最小流路面積Sfが大きくなるため、中間室104内の燃料の圧力が大きくなるほど、中間室104から第1穴部25に流れる燃料の流量が多くなる。これにより、中間室104に連通する第1空間101の燃料の圧力を速やかに低減することができる。
また、本実施形態では、弁部材50が弁座部40に近づく方向に移動するとき、上記「特定範囲」では、穴部開口26と摺動外壁55との重なり面積Spが次第に大きくなるとともに、中間室104と第1穴部25との間の最小流路面積Sfが次第に小さくなる。そのため、中間室104から第1穴部25に燃料が流れることで中間室104内の燃料の圧力が低減し、弁部材50が弁座部40側に移動するとき、中間室104から第1穴部25への燃料の流れは徐々に絞られる。これにより、「中間室104から第1穴部25への燃料の流れが急に絞られ、中間室104内の燃料の圧力が再び急激に増大すること」が抑制される。したがって、第1空間101内の燃料の圧力を低減するとき、中間室104内の燃料、および、中間室104に連通する第1空間101内の燃料に圧力の脈動が生じるのを抑制することができる。
また、本実施形態のリリーフ弁1では、シート部58が弁座42に当接しているとき、中間室104と第1穴部25とは非連通である。また、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」を含む。よって、当該非連通範囲では、中間室104内の燃料の圧力の増大に伴い、弁部材50は弁座部40から離れる方向に速やかに移動する。また、一旦開弁した(特定範囲にある)弁部材50の開弁状態を維持し易くする(閉弁し難くする)ことができる。
また、本実施形態のリリーフ弁1では、弁部材50が弁座部40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。これにより、弁部材50が弁座部40から離れ過ぎること、および、付勢部材60の損傷(座屈)等を抑制することができる。
また、本実施形態では中間室104と第1穴部25との間の最小流路面積Sfの最大値は穴部開口26の開口面積Soと等しいが、移動規制部74の位置を適宜設定することにより、最小流路面積Sfの最大値を開口面積So以下の任意の値に設定することができる。
また、本実施形態のリリーフ弁1では、穴部開口26は、形状が円形に形成されている。そのため、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との関係は、図5に示すとおりとなる。
また、本実施形態の高圧ポンプ10は、燃料を吸入し加圧する加圧室12、加圧室12に吸入される燃料が流れる吸入通路13、および、加圧室12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、上記リリーフ弁1と、を備えている。そして、第1空間101は、吐出通路14内の空間である。したがって、中間室104に連通する吐出通路14(第1空間101)内の燃料の圧力が高圧になったとき、当該圧力を速やかに低減することができる。また、吐出通路14(第1空間101)内の燃料の圧力を低減するとき、吐出通路14(第1空間101)内の燃料に圧力の脈動が生じるのを抑制することができる。これにより、高圧ポンプ10の吐出通路14と燃料レール6とを接続する配管5の損傷を抑制することができる。
また、本実施形態では、第2空間102は、吸入通路13に連通する燃料室15内の空間である。つまり、リリーフ弁1は、弁孔41が吐出通路14に連通し、第1穴部25が燃料室15に連通するよう設けられている。リリーフ弁1は、吐出通路14内の燃料の圧力がリリーフ弁1の開弁圧以上に大きくなると、吐出通路14内の燃料を低圧の燃料室15側へ戻し、吐出通路14内の燃料の圧力を低減する。
また、本実施形態の高圧ポンプ10は、加圧室12と吐出通路14との間に設けられ、加圧室12と吐出通路14との間の燃料の流れを許容または規制可能な吐出弁17を備えている。また、高圧ポンプ10は、加圧室12と吸入通路13との間に設けられ、加圧室12と吸入通路13との間の燃料の流れを許容または規制可能な吸入弁16を備えている。さらに、高圧ポンプ10は、吸入弁16の開弁状態を変更可能な駆動部18を備えている。
また、本実施形態では、リリーフ弁1は、背圧側の空間(弁部材50のばね座部70側の空間)が第2穴部27を経由して、低圧の燃料室15に接続するよう設けられている。そのため、リリーフ弁1(弁部材50)の開弁圧の設定の自由度を大きくすることができる。なお、本実施形態は、弁部材50の閉弁時、穴部開口26が摺動外壁55により塞がれる構成のため、第1穴部25内の燃料の圧力が、弁部材50の開弁圧に影響するのを抑制することができる。
また、上述の特許文献1のリリーフ弁は、背圧側の空間(弁体および可動ホルダの付勢部材側の空間)が高圧ポンプの加圧室に接続するよう設けられているため、高圧ポンプの加圧室のデッドボリュームが増大し、高圧ポンプによる燃料の十分な加圧が困難になるおそれがある。これに対し、本実施形態の高圧ポンプ10では、リリーフ弁1は、背圧側の空間(弁部材50のばね座部70側の空間)が燃料室15に接続するよう設けられている。そのため、加圧室12のデッドボリュームの増大を抑制し、高圧ポンプ10による燃料の十分な加圧が可能となる。
また、特許文献1のリリーフ弁では、弁座に当接する弁体と、付勢部材により付勢される可動ホルダとが別体に形成されているため、弁体と可動ホルダとの位置がずれると、リリーフ弁の作動不良を招くおそれがある。これに対し、本実施形態のリリーフ弁1では、弁座42に当接するシート部58と、付勢部材60により付勢される弁本体51とは、一体に形成されている。そのため、シート部58と弁本体51との位置がずれることはない。
また、特許文献1のリリーフ弁では、加圧室内の燃料と吐出通路内の燃料との差圧が大きくなると、可動ホルダがガイド孔から抜け出るおそれがある。可動ホルダがガイド孔から抜け出ると、可動ホルダは再度ガイド孔内に入ることが困難になるおそれがある。この場合、弁体を弁座に押し付けることができなくなり、リリーフ弁が閉弁不能になるおそれがある。これに対し、本実施形態のリリーフ弁1では、弁部材50は、ボディ部20内の軸方向の位置に関係なく、摺動外壁55が筒状内壁21に常に摺動可能であるため、弁部材50の軸方向の移動が安定する。また、本実施形態のリリーフ弁1では、特許文献1のリリーフ弁のように閉弁不能になることはない。
また、特許文献1のリリーフ弁では、可動ホルダを付勢する付勢部材の外周面は、吐出通路と加圧室とを接続する流路に面している。そのため、吐出通路内の燃料の圧力を低減するとき、吐出通路側から加圧室側に流れる燃料が、付勢部材の特に可動ホルダ側の端部の外周面に接触し、可動ホルダの位置が不安定になるおそれがある。これに対し、本実施形態のリリーフ弁1では、付勢部材60の弁部材50側の端部の外周面は、筒部52で覆われている。また、付勢部材60の外周面は、吐出通路14と燃料室15とを接続する流路に面していない。そのため、本実施形態では、吐出通路14内の燃料の圧力を低減するとき、吐出通路14側から燃料室15側に流れる燃料が、付勢部材60の外周面に接触することがない。これにより、弁部材50の位置を安定させることができる。
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。
(第2実施形態)
本開示の第2実施形態によるリリーフ弁を図6A~6C、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。
本開示の第2実施形態によるリリーフ弁を図6A~6C、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6A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。
図6Aに示すように、弁部材50のシート部58が弁座42に当接した状態では、穴部開口26と摺動外壁55とは完全に重なっている。よって、穴部開口26と摺動外壁55とが重なる面積である重なり面積Spは、開口面積So(穴部開口26の面積)と同じである。なお、ここで、中間室104と第1穴部25との間の最小の流路面積である最小流路面積Sfは、”0”である。
図6Bに示すように、弁部材50のシート部58が弁座42から離間し、弁部材50がばね座部70側にさらに移動すると、重なり面積Spは、開口面積Soより小さくなる。なお、ここで、最小流路面積Sfは、開口面積Soから重なり面積Spを引いた面積に等しい。
図6C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。なお、ここで、最小流路面積Sfは、開口面積Soと同じである。
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7に示す。
図7において、位置PAは、図6Aのときの筒状内壁21に対する弁部材50の相対位置を示している。また、位置PBは、図6Bのときの筒状内壁21に対する弁部材50の相対位置を示している。また、位置PCは、図6Cのときの筒状内壁21に対する弁部材50の相対位置を示している。また、重なり面積Spを一点鎖線で示し、最小流路面積Sfを実線で示している。
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。
また、図7に示すように、本実施形態では、第1実施形態と同様、弁部材50は、軸方向の移動可能範囲の中に少なくとも「弁部材50が弁座部40から離れる方向に移動するに従い、穴部開口26と摺動外壁55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、中間室104と第1穴部25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」を含む。
図7に、第1実施形態の中間室104と第1穴部25との間の最小流路面積Sfを破線で示す。特定範囲において、第1実施形態では弁部材50の位置の変化に伴い最小流路面積Sfは曲線状(正弦波状)に変化(増大)し、図7に示すように、第2実施形態では弁部材50の位置の変化に伴い最小流路面積Sfは直線状(一次関数状)に変化(増大)する。また、第2実施形態では、特定範囲のうち特に位置PA側において、弁部材50の位置の変化に伴う最小流路面積Sfの変化率(傾き)は、第1実施形態と比べ、大きい。よって、第2実施形態では、第1実施形態と比べ、特定範囲のうち特に位置PA側においては、中間室104内の燃料を第1穴部25に速やかに流すことができる。
(第3実施形態)
本開示の第3実施形態によるリリーフ弁を図8A~8C、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。
本開示の第3実施形態によるリリーフ弁を図8A~8C、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8A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。
図8Aに示すように、弁部材50のシート部58が弁座42に当接した状態では、穴部開口26と摺動外壁55とは完全に重なっている。よって、穴部開口26と摺動外壁55とが重なる面積である重なり面積Spは、開口面積So(穴部開口26の面積)と同じである。なお、ここで、中間室104と第1穴部25との間の最小の流路面積である最小流路面積Sfは、”0”である。
図8Bに示すように、弁部材50のシート部58が弁座42から離間し、弁部材50がばね座部70側にさらに移動すると、重なり面積Spは、開口面積Soより小さくなる。なお、ここで、最小流路面積Sfは、開口面積Soから重なり面積Spを引いた面積に等しい。
図8C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。なお、ここで、最小流路面積Sfは、開口面積Soと同じである。
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9に示す。
図9において、位置PAは、図8Aのときの筒状内壁21に対する弁部材50の相対位置を示している。また、位置PBは、図8Bのときの筒状内壁21に対する弁部材50の相対位置を示している。また、位置PCは、図8Cのときの筒状内壁21に対する弁部材50の相対位置を示している。また、重なり面積Spを一点鎖線で示し、最小流路面積Sfを実線で示している。
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。
また、図9に示すように、本実施形態では、第1実施形態と同様、弁部材50は、軸方向の移動可能範囲の中に少なくとも「弁部材50が弁座部40から離れる方向に移動するに従い、穴部開口26と摺動外壁55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、中間室104と第1穴部25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」を含む。
図9に、第1実施形態の中間室104と第1穴部25との間の最小流路面積Sfを破線で示す。図9に示すように、特定範囲において、第1実施形態では弁部材50の位置の変化に伴い最小流路面積Sfは曲線状(正弦波状)に変化(増大)し、第3実施形態では弁部材50の位置の変化に伴い最小流路面積Sfは曲線状(二次関数状)に変化(増大)する。また、第3実施形態では、特定範囲のうち特に位置PA側において、弁部材50の位置の変化に伴う最小流路面積Sfの変化率(傾き)は、第1実施形態と比べ、小さい。よって、第3実施形態では、第1実施形態と比べ、一旦開弁した弁部材50の開弁状態をより維持し易くする(閉弁し難くする)ことができる。
(第4実施形態)
本開示の第4実施形態によるリリーフ弁を図10A、10B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。
本開示の第4実施形態によるリリーフ弁を図10A、10B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10A、10Bに示すように、第4実施形態では、第1実施形態と比べ、第1穴部25および穴部開口26は、弁座部40に近い位置に形成されている。そのため、第4実施形態では、シート部58が弁座42に当接しているとき、中間室104と第1穴部25とは、穴部開口26を経由して連通している。
次に、第4実施形態における、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とが重なる面積である重なり面積Sp、および、中間室104と第1穴部25との間の最小の流路面積である最小流路面積Sfとの関係について、図11A~11C、12に基づき説明する。
図11Aに示すように、弁部材50のシート部58が弁座42に当接した状態で、穴部開口26と摺動外壁55とは一部が重なっている。ここで、穴部開口26と摺動外壁55とが重なる面積である重なり面積Spは、開口面積So(穴部開口26の面積)の約半分である。なお、ここで、最小流路面積Sfは、開口面積Soから重なり面積Spを引いた面積に等しい。
図11Bに示すように、弁部材50のシート部58が弁座42から離間し、弁部材50がばね座部70側にさらに移動すると、重なり面積Spは、”0”になる。なお、ここで、最小流路面積Sfは、開口面積Soと同じである。
図11C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。
図12において、位置PAは、図11Aのときの筒状内壁21に対する弁部材50の相対位置を示している。また、位置PBは、図11Bのときの筒状内壁21に対する弁部材50の相対位置を示している。また、位置PCは、図11Cのときの筒状内壁21に対する弁部材50の相対位置を示している。また、重なり面積Spを一点鎖線で示し、最小流路面積Sfを実線で示している。
図12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、開口面積So(穴部開口26の面積)の約半分である。また、弁部材50の位置が位置PB、PCのとき、最小流路面積Sfは開口面積Soと同じである。
また、図12に示すように、本実施形態では、弁部材50は、軸方向の移動可能範囲の中に少なくとも「弁部材50が弁座部40から離れる方向に移動するに従い、穴部開口26と摺動外壁55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、中間室104と第1穴部25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」を含む。
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)。
(第5実施形態)
本開示の第5実施形態によるリリーフ弁を図13A、13B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。
本開示の第5実施形態によるリリーフ弁を図13A、13B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。
第5実施形態では、弁部材50は、凹部59を有する。凹部59は、シート部58が弁座42に当接した状態(図13A参照)において、穴部開口26に対応する位置に摺動外壁55から径内方向へ凹むよう形成されている。そのため、シート部58が弁座42に当接した状態から弁部材50が弁座部40から離れる方向に所定距離移動するまでの間、穴部開口26の外縁部は、摺動外壁55と摺動しない。よって、穴部開口26の外縁部の摩耗を抑制できる。また、弁部材50の摺動外壁55が穴部開口26の外縁部または内縁部に引っかかることによる弁部材50の作動不良(開弁不良)を抑制できる。
(第1参考形態)
本開示の第1参考形態によるリリーフ弁を図14A、14Bに示す。
本開示の第1参考形態によるリリーフ弁を図14A、14Bに示す。
第1参考形態では、ボディ部20は、第1実施形態(図1A、1B)に示す第1穴部25および穴部開口26を有していない。
第1参考形態では、ボディ部20は、第3大径部211を有している。第3大径部211は、基準内径部22の軸方向の途中に形成されている。第3大径部211は、内径が、基準内径部22および第1大径部23の内径より大きく、第2大径部24の内径より小さく形成されている。
弁部材50は、切り欠き部521、穴部522を有している。切り欠き部521は、筒部52の大径部53の小径部54側の外壁を平面状に切り欠くことにより形成されている。切り欠き部521は、筒部52の軸に対し平行な平面となるよう形成されている。すなわち、筒部52は、大径部53の外壁の周方向の一部が平面状に切り欠かれている。よって、切り欠き部521を含む大径部53の外壁の軸に垂直な面による断面の形状は、略D字状となる。
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。
上記構成により、図14Bに示すように、リリーフ弁が開弁し、中間室104内の燃料の圧力が増大し、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と筒部52の内側の空間とは、切り欠き部521と筒状内壁21(第3大径部211)との間、穴部522を経由して連通した状態になる。これにより、第1空間101(吐出通路14)内の燃料は、弁孔41、中間室104、切り欠き部521と筒状内壁21(第3大径部211)との間、穴部522、ばね座部70の内側、ばね座部70と封止部80との間、第2穴部27を経由して第2空間102(燃料室15)側に流通可能となる。その結果、吐出通路14内の燃料の圧力を低減できる。
(第2参考形態)
本開示の第2参考形態によるリリーフ弁を図15A、15Bに示す。
本開示の第2参考形態によるリリーフ弁を図15A、15Bに示す。
第2参考形態では、ボディ部20は、第1実施形態(図1A、1B)に示す第1穴部25および穴部開口26を有していない。
第2参考形態では、リリーフ弁は、棒部61を備えている。棒部61は、例えばステンレス等の金属により、棒状、より詳細には長い円柱状に形成されている。棒部61は、一端が弁部材50の底部56に固定され、他端がばね座部70の底部72の穴部73の内側に位置するよう設けられている。
棒部61は、軸方向の長さが、シート部58が弁座42に当接した状態の弁部材50の底部56のばね座部70側の端面とばね座部70の底部72の封止部80側の端面との距離と概ね同じになるよう形成されている。
棒部61は、摺動外壁611、小径部612を有している。摺動外壁611は、棒部61の他端の外壁に形成されている。摺動外壁611は、外径が、ばね座部70の底部72の穴部73の内径と同じ、または、穴部73の内径よりやや小さく形成されている。これにより、摺動外壁611は、棒部61が弁部材50とともに軸方向に移動するとき、ばね座部70の底部72の穴部73の内壁と摺動可能である。
小径部612は、棒部61の摺動外壁611の弁部材50側に形成されている。小径部612は、例えば棒部61の外壁を径内側に切削することにより形成されている。
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。
上記構成により、図15Bに示すように、リリーフ弁が開弁し、中間室104内の燃料の圧力が増大し、弁部材50が弁座部40から離れる方向に移動すると、第1空間101(吐出通路14)内の燃料は、弁孔41、中間室104、穴部561、筒部52の内側、筒部71の内側、穴部73と小径部612との間、ばね座部70と封止部80との間、第2穴部27を経由して第2空間102(燃料室15)側に流通可能となる。その結果、吐出通路14内の燃料の圧力を低減できる。
(第3参考形態)
本開示の第3参考形態によるリリーフ弁を図16A、16Bに示す。
本開示の第3参考形態によるリリーフ弁を図16A、16Bに示す。
第3参考形態では、ボディ部20は、第1実施形態(図1A、1B)に示す第1穴部25および穴部開口26を有していない。
第3参考形態では、リリーフ弁は、ピン63を備えている。ピン63は、例えばステンレス等の金属により、棒状、より詳細には長い円錐状に形成されている。ピン63は、外径の大きい一端側が弁座部40に固定されている。
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。
ピン63は、シート部58が弁座42に当接した状態では、外径の小さい他端側が弁部材50の穴部561の内側に位置するよう設けられている。このとき、穴部561は、ピン63により塞がれている。すなわち、ピン63の外壁と穴部561の内壁とは接している。一方、弁部材50が弁座部40から離れる方向に移動すると、ピン63の外壁と穴部561の内壁とは離間する(図16B参照)。
上記構成により、図16Bに示すように、リリーフ弁が開弁し、中間室104内の燃料の圧力が増大し、弁部材50が弁座部40から離れる方向に移動すると、第1空間101(吐出通路14)内の燃料は、弁孔41、中間室104、穴部561、筒部52の内側、筒部71の内側、穴部73、ばね座部70と封止部80との間、第2穴部27を経由して第2空間102(燃料室15)側に流通可能となる。その結果、吐出通路14内の燃料の圧力を低減できる。
(第4参考形態)
本開示の第4参考形態によるリリーフ弁を図17A、17Bに示す。
本開示の第4参考形態によるリリーフ弁を図17A、17Bに示す。
第4参考形態では、ボディ部20は、第1実施形態(図1A、1B)に示す第1穴部25および穴部開口26を有していない。
第4参考形態では、ボディ部20は、テーパ部212を有している。テーパ部212は、基準内径部22の軸方向の途中に形成されている。テーパ部212は、弁座部40側からばね座部70側に向かうほど、内径が大きくなるようテーパ状に形成されている。
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。
上記構成により、図17Bに示すように、リリーフ弁が開弁し、中間室104内の燃料の圧力が増大し、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と筒部52の内側の空間とは、筒部52と筒状内壁21(テーパ部212)との間、穴部522を経由して連通した状態になる。これにより、第1空間101(吐出通路14)内の燃料は、弁孔41、中間室104、筒部52と筒状内壁21(テーパ部212)との間、穴部522、ばね座部70の内側、ばね座部70と封止部80との間、第2穴部27を経由して第2空間102(燃料室15)側に流通可能となる。その結果、吐出通路14内の燃料の圧力を低減できる。
(第5参考形態)
本開示の第5参考形態によるリリーフ弁を図18A、18Bに示す。
本開示の第5参考形態によるリリーフ弁を図18A、18B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。
第5実施形態では、リリーフ弁は、リード弁65を備えている。リード弁65は、例えばステンレス等の金属の薄板により形成されている。リード弁65は、第1穴部25の燃料室15側の開口を塞ぐようにして設けられている。リード弁65は、燃料室15を形成するハウジング11の内壁の第1穴部25の開口から所定距離離れた箇所に、外縁部が例えば溶接により固定されている。リード弁65は、ハウジング11の内壁に固定された部分とは反対側の部分が、第1穴部25の開口から離れるよう弾性変形可能である。
上記構成により、図18Bに示すように、リリーフ弁が開弁すると、中間室104内の燃料の圧力が増大し弁部材50が弁座部40から離れる方向に移動するとともに、第1穴部25内の燃料の圧力が増大しリード弁65が第1穴部25の開口から離れるようにして開弁する。これにより、第1空間101(吐出通路14)内の燃料は、弁孔41、中間室104、第1穴部25を経由して第2空間102(燃料室15)側に流通可能となる。その結果、吐出通路14内の燃料の圧力を低減できる。
(第6参考形態)
本開示の第6参考形態によるリリーフ弁を図19A、19Bに示す。
本開示の第6参考形態によるリリーフ弁を図19A、19Bに示す。
第6参考形態では、ボディ部20は、第1実施形態(図1A、1B)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。
小径部213は、内径が弁部材50の小径部54の外径と同等、または、小径部54の外径よりやや大きく設定されている。これにより、小径部54の外壁は、小径部213の内壁に摺動可能である。なお、弁部材50の大径部53の外壁は、基準内径部22に摺動可能である。
シート部58が弁座42に当接した状態では、弁部材50の小径部54とボディ部20の基準内径部22との間に環状の空間である環状空間105が形成される。このとき、環状空間105と中間室104とは非連通の状態であり、環状空間105と第1穴部25とは連通した状態である。
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19B参照)。
上記構成により、図19Bに示すように、リリーフ弁が開弁すると、中間室104内の燃料の圧力が増大し弁部材50が弁座部40から離れる方向に移動し、中間室104と環状空間105とが連通する。これにより、第1空間101(吐出通路14)内の燃料は、弁孔41、中間室104、環状空間105、第1穴部25を経由して第2空間102(燃料室15)側に流通可能となる。その結果、吐出通路14内の燃料の圧力を低減できる。
また、第6参考形態では、穴部開口26の外縁部は、大径部53の外壁(摺動外壁55)および小径部54の外壁のいずれとも摺動しない。よって、穴部開口26の外縁部の摩耗を抑制できる。また、大径部53の外壁(摺動外壁55)または小径部54の外壁が穴部開口26の外縁部または内縁部に引っかかることによる弁部材50の作動不良(開弁不良)を抑制できる。
(他の実施形態)
本開示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。
本開示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、本開示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。
また、上述の実施形態では、移動規制部が弁部材のばね座部側への移動を規制するとき、すなわち、弁部材と移動規制部(ばね座部)とが当接しているとき、穴部開口と摺動外壁との重なり面積が”0”、かつ、中間室と穴部との間の最小流路面積が穴部開口の面積と同じになる例を示した。これに対し、本開示の他の実施形態では、移動規制部が弁部材のばね座部側への移動を規制するとき、穴部開口と摺動外壁との重なり面積が”0”より大きく穴部開口の面積より小さく、かつ、中間室と穴部との間の最小流路面積が”0”より大きく穴部開口の面積より小さくなる構成でもよい。この構成は、例えば上述の実施形態の移動規制部(ばね座部)の位置を弁座部側に適宜移動し固定することで実現できる。このように、移動規制部が規制可能な弁部材の位置を適宜設定することにより、中間室と穴部との間の最小流路面積の最大値を穴部開口の面積より小さい値に設定することができる。
また、上述の実施形態では、移動規制部とばね座部とが一体に形成される例を示した。これに対し、本開示の他の実施形態では、移動規制部は、ばね座部とは別体に形成されていてもよい。また、移動規制部は、ボディ部と一体に形成されていてもよい。また、本開示の他の実施形態では、リリーフ弁は移動規制部を備えないこととしてもよい。
また、本開示の他の実施形態では、穴部開口の形状は、真円、矩形、三角形に限らず、楕円、五角以上の多角形等、どのような形状に形成されていてもよい。穴部開口の形状がどのような形状であっても、摺動外壁の弁座部側の縁部が穴部開口上をばね座部側に移動するに従い、穴部開口と摺動外壁との重なり面積は次第に小さくなるとともに、中間室と穴部との間の最小流路面積は次第に大きくなる。
また、上述の実施形態では、リリーフ弁を、弁孔の中間室とは反対側の端部が吐出通路に接続し、穴部(第1穴部25)の中間室104とは反対側の端部が燃料室15に接続するよう高圧ポンプに設ける例を示した。これに対し、本開示の他の実施形態では、リリーフ弁を、弁孔が吐出通路に接続し、穴部(第1穴部25)が加圧室12(吸入弁16と吐出弁17との間の空間)に接続するよう高圧ポンプに設けることとしてもよい。
また、上述の実施形態では、リリーフ弁のボディ部を高圧ポンプのハウジングと一体に形成する例を示した。これに対し、本開示の他の実施形態では、リリーフ弁のボディ部を高圧ポンプのハウジングとは別体に形成してもよい。また、リリーフ弁をハウジングとは独立して離れた位置に設けることとしてもよい。
また、リリーフ弁は、吐出通路に連通する空間である、配管5内の空間、または、燃料レール6内の空間等に弁孔が接続するよう設けてもよい。また、リリーフ弁は、吸入通路内の空間、または、吸入通路に連通する空間である、配管4内の空間、燃料タンク2内の空間に穴部(第1穴部25)が接続するよう設けてもよい。また、リリーフ弁は、穴部(第1穴部25)が大気側の空間に接続されるよう、すなわち、大気に開放されるよう設けてもよい。この場合、大気側の空間が「第2空間」に対応する。
本開示のリリーフ弁は、流体が高圧になり得る空間に弁孔が接続するよう設ければ、車両の高圧ポンプに限らず、他の装置等にも適用することができる。
このように、本開示は、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 (7)
- 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空間内の流体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穴部(25)、および、前記内側内壁に形成された前記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、
前記ボディ部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」を含むリリーフ弁。 - 前記シート部が前記弁座に当接しているとき、前記中間室と前記穴部とは非連通である請求項1に記載のリリーフ弁。
- 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に記載のリリーフ弁。
- 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リリーフ弁。
- 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リリーフ弁。
- 流体を吸入し加圧する加圧室(12)、前記加圧室に吸入される流体が流れる吸入通路(13)、および、前記加圧室で加圧され吐出される流体が流れる吐出通路(14)を有するハウジング(11)と、
請求項1~5のいずれか一項に記載のリリーフ弁と、を備え、
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る高圧ポンプ(10)。 - 前記第2空間は、前記吸入通路内の空間、または、前記吸入通路に連通する空間である請求項6に記載の高圧ポンプ。
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
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