高圧ポンプ
【課題】蓋部材の剛性と耐腐食性を高める高圧ポンプを提供する。
【解決手段】ポンプボディに設けられる筒状の筒部の開口を塞ぐ蓋部材１２は、筒部とともにダンパ室を形成する。蓋部材１２は、筒部の軸方向に重なる環状の周縁部５０、この周縁部５０の径内側から軸方向に突出するドーム状の第１凸部５１、及び周縁部５０と第１凸部５１に跨って設けられ、周縁部５０及び第１凸部５１よりさらに外気側へ突出する第２凸部５２を有する。これにより、蓋部材１２の剛性を高め、例えばエンジンまたは電磁弁などの振動に共振する共振周波数を高くすることができる。共振周波数を可聴域外にすることで、蓋部材から発せられる騒音を低減することができる。また、例えば塩水、雨水またはエンジン洗浄剤などの腐食性物質が蓋部材の外壁を流れ、蓋部材に溜まりにくいので、蓋部材の耐腐食性を高めることができる。
【解決手段】ポンプボディに設けられる筒状の筒部の開口を塞ぐ蓋部材１２は、筒部とともにダンパ室を形成する。蓋部材１２は、筒部の軸方向に重なる環状の周縁部５０、この周縁部５０の径内側から軸方向に突出するドーム状の第１凸部５１、及び周縁部５０と第１凸部５１に跨って設けられ、周縁部５０及び第１凸部５１よりさらに外気側へ突出する第２凸部５２を有する。これにより、蓋部材１２の剛性を高め、例えばエンジンまたは電磁弁などの振動に共振する共振周波数を高くすることができる。共振周波数を可聴域外にすることで、蓋部材から発せられる騒音を低減することができる。また、例えば塩水、雨水またはエンジン洗浄剤などの腐食性物質が蓋部材の外壁を流れ、蓋部材に溜まりにくいので、蓋部材の耐腐食性を高めることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンに用いられる高圧ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンへ燃料を供給する燃料供給系には、燃料タンクから供給される燃料を加圧する高圧ポンプが設けられる。高圧ポンプで加圧された燃料はデリバリパイプに蓄圧され、そのデリバリパイプに接続するインジェクタからエンジンの各気筒内に噴射される。
高圧ポンプは、燃料入口から加圧室に燃料が吸入される吸入行程、加圧室の燃料の一部を燃料入口側へ排出する調量行程、および加圧室の燃料を加圧し燃料出口から吐出する加圧行程を繰り返す。
【０００３】
特許文献１では、ポンプボディに設けられた筒状の筒部、及びこの筒部の開口を塞ぐ蓋部材により、ダンパ室が形成されている。ダンパ室は加圧室と連通し、調量行程で加圧室の燃料が燃料入口側へ排出されることによって生じる燃圧脈動を低減する。
特許文献２では、蓋部材の外縁部分にポンプボディ側へ凹む曲面部が設けられている。蓋部材の曲面部の内壁とダンパ室に設けられた支持部材がパルセーションダンパを上下から挟むことで、パルセーションダンパがダンパ室に支持されている。
特許文献３では、蓋部材の中央部分にポンプボディ側に凹む凹部が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３０７８２９号公報
【特許文献２】特開２００８−２８６１４４号公報
【特許文献３】独国特許出願公開第１０２００４０４７６０１Ａ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１は、蓋部材の上面が平面状に形成されている。このため、高圧ポンプの吸入弁、吐出弁による振動、燃圧脈動による振動、並びにエンジンの振動などが蓋部材へ伝達されると、蓋部材が音の放射面となり騒音が発生する問題がある。
一方、特許文献２、３は、車両を外気にさらしたまま長期放置した場合、蓋部材の曲面部または凹部に例えば塩水、雨水またはエンジン洗浄剤などの腐食性物質などが貯留していると、蓋部が腐食し、燃料漏れを生じるおそれがある。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、蓋部材の剛性と耐腐食性を高める高圧ポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明によると、プランジャの往復移動により燃料が加圧される加圧室をポンプボディは有する。ポンプボディに設けられる筒状の筒部は、ポンプボディの外側に開口する。筒部の開口を塞ぐ蓋部材は筒部とともに加圧室に連通するダンパ室を形成する。蓋部材は、筒部の軸方向に重なる環状の周縁部、この周縁部の径内側から軸方向に突出するドーム状の第１凸部、及び平坦の周縁部と第１凸部に跨って設けられ、周縁部及び第１凸部よりさらに外気側へ突出する第２凸部を有する。
【０００７】
第１凸部がドーム状に設けられ、第１凸部と周縁部に第２凸部が跨って設けられるので、蓋部材の剛性を高めることができる。これにより、蓋部材の固有振動数を高くし、例えばエンジンまたは電磁弁などの振動に共振する共振周波数を高くすることができる。共振周波数を可聴し難い領域もしくは可聴し難い放射音にすることで、蓋部材から発せられる騒音を低減することができる。
さらに、周縁部の径内側から第１凸部が軸方向に突出し、周縁部及び第１凸部より第２凸部がさらに外側へ突出することで、蓋部材が材料の腐食雰囲気にさらされた場合、例えば例えば塩水、雨水またはエンジン洗浄剤などの腐食性物質が凹部に溜まること無しに蓋部材の外壁を流れる。したがって、蓋部材の耐腐食性を高めることができる。
【０００８】
請求項２に係る発明によると、第２凸部は、蓋部材の中心軸側から蓋部材の径方向外側に向けて径の拡がる略円錐状の円錐部、および円錐部の底辺に接続する略球状の球状部を有する。蓋部材の中心軸側から蓋部材の径方向外側に向けて拡がるように円錐部が設けられるので、蓋部材の剛性を確実に高めることができる。また、球状部を設けることで第２凸部の剛性が高められ、その結果蓋部材の剛性をさらに高めることができる。
【０００９】
請求項３に係る発明によると、第２凸部は、それぞれが重なることなく独立して複数個設けられている。これにより、第１凸部と個々の第２凸部とが蓋部材の剛性を確実に高めることができる。
また、第１凸部は、蓋部材の中心軸側から周縁部まで途切れることなく延びることになる。したがって、第１凸部の外壁を腐食性物質が流れるので、蓋部材の外壁に腐食性物質が溜まることなく、耐腐食性を高めることができる。
【００１０】
請求項４に係る発明によると、高圧ポンプは、ダンパ室内にパルセーションダンパ、支持部材及び弾性部材を備える。蓋部材の周縁部の内壁と弾性部材とは、第２凸部と周縁部との接続位置よりも径方向外側で当接する。このため、蓋部材と弾性部材の当接位置が周方向に移動した場合、弾性部材が支持部材をポンプボディ側に押圧する弾性力に変化が生じることがない。これにより、支持部材はパルセーションダンパを安定して支持することができる。
【００１１】
請求項５に係る発明によると、第２凸部は、筒部の軸に垂直、かつ、第１凸部が軸方向に最も突出する頂点を含む仮想平面よりもポンプボディ側に設けられる。これにより、蓋部材の軸方向の高さを低くすることができる。したがって、蓋部材の剛性を高めるとともに、エンジンへの搭載性を高めることができる。
【００１２】
請求項６に係る発明によると、蓋部材は、周縁部、第１凸部及び第２凸部が略同じ板厚に形成される。これにより、第２凸部又は第１凸部を中実に形成することに比べ、蓋部材の剛性を高め、かつ、質量を小さくすることができる。蓋部材の板厚を、共振周波数を可聴し難い領域もしくは可聴し難い放射音にすることの可能な板厚にすることで、蓋部材から発せられる騒音を低減することができる。
さらに、第１凸部はドーム状であり、第２凸部は略円錐状と略球状が結合した形状であるので、第１凸部と第２凸部を略同じ板厚に形成することでダンパ室の容積を大きくすることができる。したがって、ダンパ室の燃圧脈動が抑制されるとともに蓋部材の共振が抑制され、蓋部材から発せられる放射音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態による高圧ポンプの蓋部材の平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態による高圧ポンプの断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態による高圧ポンプの蓋部材の平面図である。
【図５】本発明の第２実施形態による高圧ポンプの蓋部材の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態の高圧ポンプを図１〜図３に示す。
最初に、高圧ポンプ１０の基本構成および作動を説明する。図３に示すように、高圧ポンプ１０は、ポンプボディ１１、プランジャ１３、ダンパ室２０１、弁ボディ３０、電磁駆動部７０及び吐出弁部９０などを備えている。
【００１５】
ポンプボディ１１とプランジャ１３について説明する。
ポンプボディ１１には、円筒状のシリンダ１４が形成されている。シリンダ１４には、プランジャ１３が軸方向に往復移動可能に収容されている。プランジャ１３の加圧室１２１と反対側に設けられたヘッド１７は、スプリング座１８と結合している。スプリング座１８と後述するオイルシールホルダ２５との間には、スプリング１９が設けられている。スプリング１９は、一方の端部がオイルシールホルダ２５に当接し、他方の端部がスプリング座１８に当接しており、軸方向へ伸びる力を有している。このスプリング１９の弾性力により、スプリング座１８は図示しないエンジンのカムの方向へ付勢される。これにより、プランジャ１３は、図示しないタペットを介してカムと接することで軸方向に往復移動する。シリンダ１４の深部に加圧室１２１が形成されている。プランジャ１３の往復移動により、加圧室１２１の容積が変化することで燃料が加圧される。
【００１６】
次に、ダンパ室２０１について説明する。
ポンプボディ１１には、シリンダ１４の反対側に、筒状の筒部２０３が設けられている。筒部２０３は、ポンプボディ１１の外側に開口２０４を有している。この筒部２０３の開口２０４を蓋部材１２が塞いでいる。筒部２０３と蓋部材１２によって、ダンパ室２０１が形成される。蓋部材１２については、後に詳細に説明する。
【００１７】
ダンパ室２０１には、パルセーションダンパ２１０、第１支持体材２１１、第２支持体材２１２及び弾性部材としての波ばね２１３が収容されている。
パルセーションダンパ２１０は、２枚の金属ダイアフラムから構成され、内部に所定圧の気体が密封されている。パルセーションダンパ２１０は、２枚の金属ダイアフラムがダンパ室２０１の圧力変化に応じて弾性変形することで、ダンパ室２０７の燃圧脈動を低減する。
第１支持部材２１１は、筒状に形成され、径方向に燃料を通す孔を有している。第１支持部材２１１は、ポンプボディ１１に設けられた穴１１０に嵌入している。これにより、第１支持部材２１１は、径方向の移動が制限される。第２支持部材２１２もまた、筒状に形成されている。第２支持部材２１２と第１支持部材２１１は、パルセーションダンパ２１０を上下から挟持している。
波ばね２１３は、第２支持部材２１２と蓋部材１２との間に設けられている。波ばね２１３は、第２支持部材２１２をポンプボディ１１側に押圧している。これにより、第２支持部材２１２、パルセーションダンパ２１０及び第１支持体材２１１がダンパ室２０１内に固定される。
【００１８】
ダンパ室２０１は、図示しない燃料通路を通じて図示しない燃料入口と連通している。この燃料入口には図示しない燃料タンクから燃料が供給される。したがって、ダンパ室２０１は、燃料入口から燃料通路を通じて燃料タンクの燃料が供給される。
【００１９】
続いて、供給通路１００、弁ボディ３０及び吸入弁３５等について説明する。
ポンプボディ１１には、シリンダ１４の中心軸と略垂直に筒部１５が設けられている。筒部１５の内側には筒部通路１５１が形成され、この筒部通路１５１の底側に筒部通路１５１より小径の弁ボディ収容穴１５２が形成されている。
【００２０】
ダンパ室２０１と筒部１５の内側の筒部通路１５１とを導入通路１１１が連通している。一方、弁ボディ収容穴１５２と加圧室１２１とを吸入通路１１２が連通している。導入通路１１１と吸入通路１１２とは、後述する弁ボディ３０の内側の通路を経由して連通している。
燃料入口とダンパ室２０１との間の燃料通路、ダンパ室２０１、導入通路１１１、吸入通路１１２、吐出通路１１４、及び弁ボディ３０の内側の通路により供給通路１００が構成される。この供給通路１００を経由して加圧室１２１に燃料が供給される。
【００２１】
弁ボディ３０は、弁ボディ収容穴１５２に収容され、係止部材２０によって固定されている。弁ボディ３０は、小径部３１と筒部３２を有している。筒部３２の底部には、凹テーパ状の円周面を有する第１弁座３４が形成されている。
吸入弁３５は弁ボディ３０の筒部３２の内側に配置されている。吸入弁３５は、小径部３１に設けられた孔の内壁に案内されて往復移動する。吸入弁３５の第１弁座３４側に、第１弁座３４に着座可能な凸テーパ状の外周面が形成されている。
【００２２】
ストッパ４０は、弁ボディ３０の筒部３２の内壁に固定されている。このストッパ４０は、吸入弁３５の開弁方向（図３の右方向）への移動を規制する。ストッパ４０の内側と吸入弁３５の端面との間にはスプリング２１が設けられている。スプリング２１は、吸入弁３５を第１弁座３４に着座させる方向、すなわち閉弁方向へ付勢している。
【００２３】
弁ボディ３０の筒部３２の内壁とストッパ４０の外壁との間に環状の環状燃料通路１０１が形成されている。吸入弁３５が開弁すると、筒部通路１５１と環状燃料通路１０１が連通する。吸入弁３５が閉弁すると、筒部通路１５１と環状燃料通路１０１の連通が遮断される。
【００２４】
ストッパ４０には、ストッパ４０の軸に対して傾斜する傾斜通路１０２が周方向に複数形成され、環状燃料通路１０１と吸入通路１１２とを連通している。ストッパ４０の内側には、吸入弁３５側に開口する容積室４１が形成されている。また、ストッパ４０には、容積室４１と環状燃料通路１０１とを連通する管路４２が形成されている。このため、環状燃料通路１０１と連通する傾斜通路１０２の燃料は、管路４２を経由して容積室４１に流入可能である。
【００２５】
なお、上述した供給通路１００は、環状燃料通路１０１及び傾斜通路１０２を含んでいる。すなわち、燃料がダンパ室２０１側から加圧室１２１側へ向かうとき、燃料は導入通路１１１、筒部通路１５１、環状燃料通路１０１、傾斜通路１０２、吸入通路１１２をこの順に流れる。一方、加圧室１２１側からダンパ室２０１側へ向かうとき、燃料はこの逆の順に流れる。
【００２６】
次に電磁駆動部７０について説明する。
電磁駆動部７０は、コイル７１、固定コア７２、可動コア７３、フランジ７５などから構成される。コイル７１は樹脂製のスプール７８に巻回され、コネクタ７７の端子７４を通じて通電されることにより磁界を発生する。固定コア７２は磁性材料で作られ、コイル７１の内側に収容されている。可動コア７３は磁性材料で作られ、固定コア７２と対向して配置されている。可動コア７３は、筒部材７９及びフランジ７５の内側に軸方向に往復移動可能に収容されている。
【００２７】
筒部材７９は非磁性材料で作られ、固定コア７２とフランジ７５との間の磁気的な短絡を防止する。フランジ７５は磁性材料で作られ、ポンプボディ１１の筒部１５に取り付けられている。フランジ７５は、電磁駆動部７０をポンプボディ１１に保持するとともに、筒部１５の端部を塞いでいる。フランジ７５の中央に設けられた孔の内壁には、筒状のガイド筒７６が取り付けられている。
ニードル３８は略円筒状に形成され、ガイド筒７６の内壁に案内されて往復移動する。ニードル３８は、一方の端部が可動コア７３に一体に組み付けられ、他方の端部が吸入弁３５の電磁駆動部７０側の端面に当接するように設置されている。
【００２８】
固定コア７２と可動コア７３との間にスプリング２２が設けられている。スプリング２２は、スプリング２１が吸入弁３５を閉弁方向に付勢する力よりも強い力で、可動コア７３を吸入弁３５側へ付勢している。
コイル７１に通電していないとき、可動コア７３は固定コア７２に吸引されず、スプリング２２の弾性力により互いに離れている。このため、可動コア７３と一体のニードル３８が吸入弁３５側へ移動し、ニードル３８の端面が吸入弁３５を押圧することで吸入弁３５が開弁する。
【００２９】
次に可変容積室１２２について説明する。
プランジャ１３は、小径部１３１、及び小径部１３１に接続する大径部１３３を有している。小径部１３１と大径部１３３との接続部分には段差面１３２が形成される。段差面１３２に向き合うように、略円環状のプランジャストッパ２３が設けられている。
プランジャストッパ２３は、加圧室１２１側の端面に、加圧室１２１と反対側へ略円板状に凹む凹部２３１と、凹部２３１から径外方向へプランジャストッパ２３の外縁まで延びる溝路２３２とを有している。凹部２３１の径はプランジャ１３の大径部１３３の外径より大きく形成されている。凹部２３１の中央部にはプランジャストッパ２３を板厚方向に貫く孔２３３が形成されている。プランジャストッパ２３は、孔２３３にプランジャ１３の小径部１３１が挿通されるとともに、加圧室１２１側の端面がポンプボディ１１に当接している。
プランジャ１３の段差面１３２、小径部１３１の外壁、シリンダ１４の内壁、プランジャストッパ２３の凹部２３１およびシール部材２４に囲まれる略円環状の空間により可変容積室１２２が形成される。
【００３０】
ポンプボディ１１には、シリンダ１４が開口する側の外壁に、加圧室１２１側へ略円環状に凹む凹部１０５が設けられている。凹部１０５には、オイルシールホルダ２５が嵌め込まれている。オイルシールホルダ２５は、プランジャストッパ２３との間にシール部材２４を挟んで、ポンプボディ１１に固定されている。シール部材２４は、小径部１３１周囲の燃料油膜の厚さを規制し、プランジャ１３の摺動によるエンジンへの燃料のリークを抑制する。オイルシールホルダ２５の加圧室１２１と反対側の端部には、オイルシール２６が装着されている。オイルシール２６は、小径部１３１周囲のオイル油膜の厚さを規制し、プランジャ１３の摺動によるオイルのリークを抑制する。
【００３１】
オイルシールホルダ２５とポンプボディ１１との間には、筒状通路１０６とこの筒状通路１０６に連通する環状通路１０７が形成されている。筒状通路１０６はプランジャストッパ２３の溝路２３２に連通している。環状通路１０７はポンプボディ１１に形成された戻し通路１０８を経由してダンパ室２０１に連通している。このように、溝路２３２、筒状通路１０６、環状通路１０７及び戻し通路１０８が順に連通することで、可変容積室１２２とダンパ室２０１とが連通する。
【００３２】
可変容積室１２２の容積は、プランジャ１３の往復移動に応じて容積が変化する。
調量行程でプランジャ１３が上昇すると、加圧室１２１の容積が減少し、可変容積室１２２の容積が増大する。ここで、大径部１３３と可変容積室１２２の断面積比は概ね１：０．６である。したがって、加圧室１２１の容積の減少分と可変容積室１２２の容積の増加分の比も１：０．６となる。よって、加圧室１２１がダンパ室２０１側へ排出した低圧燃料の容積の約６０％が、ダンパ室２０１から戻し通路１０８、環状通路１０７、筒状通路１０６及び溝路２３２を経由して可変容積室１２２に吸入される。これにより、燃圧脈動の伝達が約６０％低減される。
【００３３】
一方、吸入行程でプランジャ１３が下降すると、加圧室１２１の容積が増大し、可変容積室１２２の容積が減少する。したがって、加圧室１２１がダンパ室２０１から燃料を吸入すると同時に、可変容積室１２２の燃料がダンパ室２０１へ送り出される。このとき、加圧室１２１が吸入する燃料の約６０％が可変容積室１２２から供給され、残りの約４０％が燃料入口から吸入される。これにより、加圧室１２１への燃料の吸入効率が向上する。
【００３４】
次に吐出弁部９０について説明する。
吐出弁部９０は、加圧室１２１において加圧された燃料の排出を許容または遮断する。この吐出弁部９０は、吐出弁９２、規制部材９３、スプリング９４などから構成されている。
ポンプボディ１１には、シリンダ１４の中心軸と略垂直に吐出通路１１４が形成されている。吐出通路１１４は加圧室１２１と燃料出口９１とを連通している。
吐出弁９２は、有底筒状に形成され、底部９２１及びこの底部９２１から加圧室１２１と反対側へ延びる筒部９２２を有している。吐出弁９２は、吐出通路１１４に往復移動可能に収容されている。吐出弁９２は、底部９２１が第２弁座９５に着座することで吐出通路１１４を閉鎖し、底部９２１が第２弁座９５から離座することで吐出通路１１４を開放する。
吐出弁９２の燃料出口９１側に設けられた筒状の規制部材９３は、吐出通路１１４の内壁に固定されている。規制部材９３は、吐出弁９２の燃料出口９１側への移動を規制する。
スプリング９４は、一端が規制部材９３に当接し、他端が吐出弁９２の筒部９２２に当接している。スプリング９４は、吐出通路１１４の内壁に形成される第２弁座９５側へ吐出弁９２を付勢している。
【００３５】
加圧室１２１の燃料の圧力が上昇すると、加圧室１２１側の燃料から吐出弁９２が受ける力は増大する。そして、加圧室１２１側の燃料から吐出弁９２が受ける力がスプリング９４の弾性力と第２弁座９５の下流側の燃料から受ける力との和よりも大きくなると、吐出弁９２は第２弁座９５から離座する。このとき、加圧室１２１内の燃料は、吐出弁９２の筒部９２２に形成された通孔９２３及び筒部９２２の内側を経由して燃料出口９１から高圧ポンプ１０の外部へ吐出される。
【００３６】
一方、加圧室１２１の燃料の圧力が低下すると、加圧室１２１側の燃料から吐出弁９２が受ける力は減少する。そして、加圧室１２１側の燃料から吐出弁９２が受ける力がスプリング９４の弾性力と第２弁座９５の下流側の燃料から受ける力との和よりも小さくなると、吐出弁９２は第２弁座９５に着座する。これにより、第２弁座９５の下流側の燃料が加圧室１２１へ逆流することが防止される。
【００３７】
次に高圧ポンプ１０の作動について説明する。
（１）吸入行程
プランジャ１３が上死点から下死点に向かって下降すると、加圧室１２１の燃料が減圧される。このとき、コイル７１への通電が停止され、吸入弁３５は開弁状態となり、供給通路が連通する。一方、吐出弁９２は第２弁座９５に着座し、吐出通路１１４を閉塞する。そのため、ダンパ室２０１の燃料が供給通路１００を経由して加圧室１２１に吸入される。
【００３８】
（２）調量行程
プランジャ１３が下死点から上死点に向かって上昇するとき、所定の時期まではコイル７１への通電が停止され、吸入弁３５は開弁状態を維持する。そのため、加圧室１２１の低圧燃料が供給通路１００を経由してダンパ室２０１に戻される。
【００３９】
調量行程の途中の所定の時刻にコイル７１への通電を開始すると、コイル７１に発生する磁界によって、固定コア７２と可動コア７３との間に磁気吸引力が発生する。この磁気吸引力がスプリング２２の弾性力よりも大きくなると、可動コア７３及び可動コア７３と一体のニードル３８は固定コア７２側へ移動する。すると、吸入弁３５とニードル３８とが離間し、吸入弁３５は、スプリング２１の弾性力、及び加圧室１２１からダンパ室２０１側へ排出される低圧燃料の流れによって生ずる力によって、第１弁座３４側へ移動する。その結果、吸入弁３５が第１弁座３４に着座し、閉弁状態となる。
【００４０】
吸入弁３５が閉弁することで供給通路１００の燃料の流れが遮断され、加圧室１２１からダンパ室２０１へ低圧燃料を戻す調量行程は終了する。すなわち、コイル７１の通電時刻を調整することにより、加圧室１２１からダンパ室２０１へ戻される低圧燃料の量が調整される。これにより、加圧室１２１で加圧される燃料の量が決定される。
【００４１】
（３）加圧行程
加圧室１２１とダンパ室２０１との間の燃料の流れが遮断された状態で、プランジャ１３がさらに上死点に向けて上昇すると、加圧室１２１の燃料の圧力は上昇する。加圧室１２１の燃料の圧力が所定の圧力以上になると、吐出弁９２がスプリング９４の弾性力及び下流側からの燃料圧力に抗して開弁する。これにより、加圧室１２１で加圧された燃料は吐出通路１１４を経由して燃料出口９１から吐出される。
【００４２】
プランジャ１３が上死点まで上昇するとコイル７１への通電が停止され、吸入弁３５は再び開弁状態となる。そして、プランジャ１３は再び下降し、再び吸入行程が行われる。
このように（１）から（３）の行程を繰り返すことで、高圧ポンプ１０は吸入した燃料を加圧して吐出する。
【００４３】
次に、本実施形態の特徴である蓋部材１２について説明する。
図１及び図２に示すように、蓋部材１２は、周縁部５０、第１凸部５１および第２凸部５２を有している。周縁部５０、第１凸部５１および第２凸部５２は、略同じ板厚で、例えばプレス、切削等により一体に形成されている。蓋部材１２の板厚は、蓋部材１２の剛性を高め、かつ、質量を小さくすることで、蓋部材１２の固有振動数を高くすること可能な板厚に設定されている。
周縁部５０は、環状に形成され、筒部２０３の軸方向に重なるように設けられている。周縁部５０は、筒部２０３の軸に略垂直に設けられる平面部５３を有している。周縁部５０は径外側に、軸方向に筒状に延びる溶接部５４を有している。溶接部５４の内壁は、筒部２０３の径外側の外壁に溶接などにより固定される。これにより、ダンパ室２０１が外気から遮断される。なお、溶接部５４の板厚は、径外側から筒部２０３と溶接可能なものとなっている。
【００４４】
第１凸部５１は、ドーム状に形成され、周縁部５０の径内側から軸方向に突出するように設けられている。
第２凸部５２は、蓋部材１２の中心軸Ｏ側から蓋部材１２の径方向外側に向けて径の拡がる略円錐状の円錐部５５と、この円錐部５５の底辺に接続する球状の球状部５６を有する。円錐部５５は第１凸部５１に接続し、球状部５６は周縁部５０に接続している。これにより、第２凸部５２は、第１凸部５１と周縁部５０に跨って設けられる。
【００４５】
第２凸部５２は、蓋部材１２の周方向に均等間隔で５個設けられている。第２凸部５２は、それぞれが重なることなく独立して設けられている。
第２凸部５２は、蓋部材１２の外縁まで延びることなく、周縁部５０の径方向の途中で周縁部５０と接続している。これにより、第２凸部５２と周縁部５０との接続位置よりも径外側で、波ばね２１３が周縁部５０の内壁と当接可能となる。
第２凸部５２は、周縁部５０及び第１凸部５１よりもさらに外気側へ突出している。ただし、第２凸部５２の有する円錐部５５の母線Ｇは、筒部２０３の軸に垂直、かつ、第１凸部５１が軸方向に最も突出する頂点を含む仮想平面Ｓよりもポンプボディ１１側に設けられている。
【００４６】
（第１実施形態の効果）
本実施形態では、上述したように、第２凸部５２がドーム状の第１凸部５１と周縁部５０の平面部５３に跨って設けられている。第２凸部５２は、略円錐状の円錐部５５と、この円錐部５５の底辺に接続する球状の球状部５６を有している。第２凸部５２は、周方向に均等間隔で奇数個設けられ、それぞれが重なることなく独立して設けられている。これにより、蓋部材１２の剛性を高めることができる。したがって、例えば高圧ポンプの吸入弁３５、吐出弁９２による振動、ダンパ室２０１の燃圧脈動による振動、並びにエンジンの振動と蓋部材１２との共振による放射音の発生を低減することができる。つまり、蓋部材１２の剛性を高めることで、蓋部材１２の固有振動数を高め、上述の振動に共振する共振周波数を高くすることができる。共振周波数を可聴域外にすることにより、音圧の高い状況下において蓋部材１２から発せられる騒音を低減することができる。
【００４７】
本実施形態では、各第２凸部５２が独立して設けられることで、第１凸部５１は蓋部材１２の中心軸側から周縁部５０まで途切れることなく延びている。これにより、例えば雨水またはエンジン洗浄剤などの腐食性物質が蓋部材１２の外壁に溜まることなく、第１凸部５１の外壁を流れる。したがって、蓋部材１２の耐腐食性を高めることができる。
本実施形態では、第２凸部５２と周縁部５０との接続位置よりも径外側で、波ばね２１３が周縁部５０の内壁と当接する。このため、波ばね２１３の荷重が第１支持部材２１１と第２支持部材２１２に均等に印加されるので、パルセーションダンパ２１０の脈動減衰機能を妨げることがない。したがって、ダンパ室２０１の燃圧脈動による蓋部材１２の振動を抑制することができる。
本実施形態では、第２凸部５２は、仮想平面Ｓよりもポンプボディ１１側に円錐部５５の母線Ｇが設けられている。このため、第１凸部５１よりも第２凸部５２の高さが低くなる。したがって、エンジンへの搭載性を高めることができる。また、第１凸部及び第２凸部が中空に形成されているので、ダンパ室２０１の容積を大きくすることができる。したがって、ダンパ室２０１の燃圧脈動が抑制されるとともに蓋部材の共振が抑制され、蓋部材１２から発せられる放射音を低減することができる。
【００４８】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態の蓋部材を図４及び図５に示す。第２実施形態の第２凸部６２は、第１実施形態の第２凸部５１と比べて、蓋部材１２０の周方向に大きく形成されている。
第２凸部６２と第１凸部５１とが接続する境界線のうち蓋部材１２０の中心軸側の境界線６３は、第１凸部５１と周縁部５０とが接続する接続線５７と同心円状に設けられている。また、蓋部材１２０の径方向に延びる境界線６４は、蓋部材１２０の中心から放射状に設けられている。蓋部材１２０の径外側の境界線６５は、周縁部５０の径方向の途中に設けられている。
【００４９】
本実施形態では、蓋部材１２０の周方向に第２凸部６２を大きくすることで、蓋部材１２０の固有振動数を変化させることができる。第２凸部６２の形状の変更により、高圧ポンプの用いられるエンジンに最適化させ、そのエンジンの振動に共振する共振周波数を可聴し難い領域もしくは可聴し難い放射音にすることができる。
また、蓋部材１２０の周方向に第２凸部６２を大きくすることで、ダンパ室２０１の容積を大きくすることができる。したがって、ダンパ室２０１の燃圧脈動が抑制されるとともに蓋部材１２０の共振が抑制され、蓋部材１２０から発せられる放射音を低減することができる。
【００５０】
（他の実施形態）
上述した複数の実施形態では、第２凸部５２、６２を蓋部材１２、１２０の周方向に均等間隔で５個設けた。これに対し、本発明は、第２凸部は、蓋部材の周方向に不等間隔で設けられてもよい。また、第２凸部の個数を増減してもよく、第１凸部及び第２凸部の大きさ、曲率を変更してもよい。さらに、周縁部、第１凸部および第２凸部の板厚を変え、第１凸部または第２凸部を中実にしてもよい。これにより、蓋部材１２の固有振動数を高圧ポンプの用いられるエンジンに最適化させ、そのエンジンの振動に共振する共振周波数を可聴域外にすることができる。
なお、上述した複数の実施形態では、周縁部５０の平面部５３を筒部２０３の軸に略垂直に設けた。これに対し、本発明は、周縁部の内壁が波ばねを確実に押圧することが可能な範囲であれば、筒部の軸に垂直な平面よりも平面部の外壁の径外側をポンプボディ側へ傾斜するようにしてもよい。このようにしても、蓋部材に腐食性物質が溜まることがない。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものでなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の形態により実施することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１０：燃料ポンプ、１１：ポンプボディ、１２、１２０：蓋部材、１３：プランジャ、５０：周縁部、５１：第１凸部、５２、６２：第２凸部、５５：円錐部、５６：球状部、１２１：加圧室、２０１：ダンパ室、２０３：筒部、２０４：開口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンに用いられる高圧ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンへ燃料を供給する燃料供給系には、燃料タンクから供給される燃料を加圧する高圧ポンプが設けられる。高圧ポンプで加圧された燃料はデリバリパイプに蓄圧され、そのデリバリパイプに接続するインジェクタからエンジンの各気筒内に噴射される。
高圧ポンプは、燃料入口から加圧室に燃料が吸入される吸入行程、加圧室の燃料の一部を燃料入口側へ排出する調量行程、および加圧室の燃料を加圧し燃料出口から吐出する加圧行程を繰り返す。
【０００３】
特許文献１では、ポンプボディに設けられた筒状の筒部、及びこの筒部の開口を塞ぐ蓋部材により、ダンパ室が形成されている。ダンパ室は加圧室と連通し、調量行程で加圧室の燃料が燃料入口側へ排出されることによって生じる燃圧脈動を低減する。
特許文献２では、蓋部材の外縁部分にポンプボディ側へ凹む曲面部が設けられている。蓋部材の曲面部の内壁とダンパ室に設けられた支持部材がパルセーションダンパを上下から挟むことで、パルセーションダンパがダンパ室に支持されている。
特許文献３では、蓋部材の中央部分にポンプボディ側に凹む凹部が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３０７８２９号公報
【特許文献２】特開２００８−２８６１４４号公報
【特許文献３】独国特許出願公開第１０２００４０４７６０１Ａ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１は、蓋部材の上面が平面状に形成されている。このため、高圧ポンプの吸入弁、吐出弁による振動、燃圧脈動による振動、並びにエンジンの振動などが蓋部材へ伝達されると、蓋部材が音の放射面となり騒音が発生する問題がある。
一方、特許文献２、３は、車両を外気にさらしたまま長期放置した場合、蓋部材の曲面部または凹部に例えば塩水、雨水またはエンジン洗浄剤などの腐食性物質などが貯留していると、蓋部が腐食し、燃料漏れを生じるおそれがある。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、蓋部材の剛性と耐腐食性を高める高圧ポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明によると、プランジャの往復移動により燃料が加圧される加圧室をポンプボディは有する。ポンプボディに設けられる筒状の筒部は、ポンプボディの外側に開口する。筒部の開口を塞ぐ蓋部材は筒部とともに加圧室に連通するダンパ室を形成する。蓋部材は、筒部の軸方向に重なる環状の周縁部、この周縁部の径内側から軸方向に突出するドーム状の第１凸部、及び平坦の周縁部と第１凸部に跨って設けられ、周縁部及び第１凸部よりさらに外気側へ突出する第２凸部を有する。
【０００７】
第１凸部がドーム状に設けられ、第１凸部と周縁部に第２凸部が跨って設けられるので、蓋部材の剛性を高めることができる。これにより、蓋部材の固有振動数を高くし、例えばエンジンまたは電磁弁などの振動に共振する共振周波数を高くすることができる。共振周波数を可聴し難い領域もしくは可聴し難い放射音にすることで、蓋部材から発せられる騒音を低減することができる。
さらに、周縁部の径内側から第１凸部が軸方向に突出し、周縁部及び第１凸部より第２凸部がさらに外側へ突出することで、蓋部材が材料の腐食雰囲気にさらされた場合、例えば例えば塩水、雨水またはエンジン洗浄剤などの腐食性物質が凹部に溜まること無しに蓋部材の外壁を流れる。したがって、蓋部材の耐腐食性を高めることができる。
【０００８】
請求項２に係る発明によると、第２凸部は、蓋部材の中心軸側から蓋部材の径方向外側に向けて径の拡がる略円錐状の円錐部、および円錐部の底辺に接続する略球状の球状部を有する。蓋部材の中心軸側から蓋部材の径方向外側に向けて拡がるように円錐部が設けられるので、蓋部材の剛性を確実に高めることができる。また、球状部を設けることで第２凸部の剛性が高められ、その結果蓋部材の剛性をさらに高めることができる。
【０００９】
請求項３に係る発明によると、第２凸部は、それぞれが重なることなく独立して複数個設けられている。これにより、第１凸部と個々の第２凸部とが蓋部材の剛性を確実に高めることができる。
また、第１凸部は、蓋部材の中心軸側から周縁部まで途切れることなく延びることになる。したがって、第１凸部の外壁を腐食性物質が流れるので、蓋部材の外壁に腐食性物質が溜まることなく、耐腐食性を高めることができる。
【００１０】
請求項４に係る発明によると、高圧ポンプは、ダンパ室内にパルセーションダンパ、支持部材及び弾性部材を備える。蓋部材の周縁部の内壁と弾性部材とは、第２凸部と周縁部との接続位置よりも径方向外側で当接する。このため、蓋部材と弾性部材の当接位置が周方向に移動した場合、弾性部材が支持部材をポンプボディ側に押圧する弾性力に変化が生じることがない。これにより、支持部材はパルセーションダンパを安定して支持することができる。
【００１１】
請求項５に係る発明によると、第２凸部は、筒部の軸に垂直、かつ、第１凸部が軸方向に最も突出する頂点を含む仮想平面よりもポンプボディ側に設けられる。これにより、蓋部材の軸方向の高さを低くすることができる。したがって、蓋部材の剛性を高めるとともに、エンジンへの搭載性を高めることができる。
【００１２】
請求項６に係る発明によると、蓋部材は、周縁部、第１凸部及び第２凸部が略同じ板厚に形成される。これにより、第２凸部又は第１凸部を中実に形成することに比べ、蓋部材の剛性を高め、かつ、質量を小さくすることができる。蓋部材の板厚を、共振周波数を可聴し難い領域もしくは可聴し難い放射音にすることの可能な板厚にすることで、蓋部材から発せられる騒音を低減することができる。
さらに、第１凸部はドーム状であり、第２凸部は略円錐状と略球状が結合した形状であるので、第１凸部と第２凸部を略同じ板厚に形成することでダンパ室の容積を大きくすることができる。したがって、ダンパ室の燃圧脈動が抑制されるとともに蓋部材の共振が抑制され、蓋部材から発せられる放射音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態による高圧ポンプの蓋部材の平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態による高圧ポンプの断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態による高圧ポンプの蓋部材の平面図である。
【図５】本発明の第２実施形態による高圧ポンプの蓋部材の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態の高圧ポンプを図１〜図３に示す。
最初に、高圧ポンプ１０の基本構成および作動を説明する。図３に示すように、高圧ポンプ１０は、ポンプボディ１１、プランジャ１３、ダンパ室２０１、弁ボディ３０、電磁駆動部７０及び吐出弁部９０などを備えている。
【００１５】
ポンプボディ１１とプランジャ１３について説明する。
ポンプボディ１１には、円筒状のシリンダ１４が形成されている。シリンダ１４には、プランジャ１３が軸方向に往復移動可能に収容されている。プランジャ１３の加圧室１２１と反対側に設けられたヘッド１７は、スプリング座１８と結合している。スプリング座１８と後述するオイルシールホルダ２５との間には、スプリング１９が設けられている。スプリング１９は、一方の端部がオイルシールホルダ２５に当接し、他方の端部がスプリング座１８に当接しており、軸方向へ伸びる力を有している。このスプリング１９の弾性力により、スプリング座１８は図示しないエンジンのカムの方向へ付勢される。これにより、プランジャ１３は、図示しないタペットを介してカムと接することで軸方向に往復移動する。シリンダ１４の深部に加圧室１２１が形成されている。プランジャ１３の往復移動により、加圧室１２１の容積が変化することで燃料が加圧される。
【００１６】
次に、ダンパ室２０１について説明する。
ポンプボディ１１には、シリンダ１４の反対側に、筒状の筒部２０３が設けられている。筒部２０３は、ポンプボディ１１の外側に開口２０４を有している。この筒部２０３の開口２０４を蓋部材１２が塞いでいる。筒部２０３と蓋部材１２によって、ダンパ室２０１が形成される。蓋部材１２については、後に詳細に説明する。
【００１７】
ダンパ室２０１には、パルセーションダンパ２１０、第１支持体材２１１、第２支持体材２１２及び弾性部材としての波ばね２１３が収容されている。
パルセーションダンパ２１０は、２枚の金属ダイアフラムから構成され、内部に所定圧の気体が密封されている。パルセーションダンパ２１０は、２枚の金属ダイアフラムがダンパ室２０１の圧力変化に応じて弾性変形することで、ダンパ室２０７の燃圧脈動を低減する。
第１支持部材２１１は、筒状に形成され、径方向に燃料を通す孔を有している。第１支持部材２１１は、ポンプボディ１１に設けられた穴１１０に嵌入している。これにより、第１支持部材２１１は、径方向の移動が制限される。第２支持部材２１２もまた、筒状に形成されている。第２支持部材２１２と第１支持部材２１１は、パルセーションダンパ２１０を上下から挟持している。
波ばね２１３は、第２支持部材２１２と蓋部材１２との間に設けられている。波ばね２１３は、第２支持部材２１２をポンプボディ１１側に押圧している。これにより、第２支持部材２１２、パルセーションダンパ２１０及び第１支持体材２１１がダンパ室２０１内に固定される。
【００１８】
ダンパ室２０１は、図示しない燃料通路を通じて図示しない燃料入口と連通している。この燃料入口には図示しない燃料タンクから燃料が供給される。したがって、ダンパ室２０１は、燃料入口から燃料通路を通じて燃料タンクの燃料が供給される。
【００１９】
続いて、供給通路１００、弁ボディ３０及び吸入弁３５等について説明する。
ポンプボディ１１には、シリンダ１４の中心軸と略垂直に筒部１５が設けられている。筒部１５の内側には筒部通路１５１が形成され、この筒部通路１５１の底側に筒部通路１５１より小径の弁ボディ収容穴１５２が形成されている。
【００２０】
ダンパ室２０１と筒部１５の内側の筒部通路１５１とを導入通路１１１が連通している。一方、弁ボディ収容穴１５２と加圧室１２１とを吸入通路１１２が連通している。導入通路１１１と吸入通路１１２とは、後述する弁ボディ３０の内側の通路を経由して連通している。
燃料入口とダンパ室２０１との間の燃料通路、ダンパ室２０１、導入通路１１１、吸入通路１１２、吐出通路１１４、及び弁ボディ３０の内側の通路により供給通路１００が構成される。この供給通路１００を経由して加圧室１２１に燃料が供給される。
【００２１】
弁ボディ３０は、弁ボディ収容穴１５２に収容され、係止部材２０によって固定されている。弁ボディ３０は、小径部３１と筒部３２を有している。筒部３２の底部には、凹テーパ状の円周面を有する第１弁座３４が形成されている。
吸入弁３５は弁ボディ３０の筒部３２の内側に配置されている。吸入弁３５は、小径部３１に設けられた孔の内壁に案内されて往復移動する。吸入弁３５の第１弁座３４側に、第１弁座３４に着座可能な凸テーパ状の外周面が形成されている。
【００２２】
ストッパ４０は、弁ボディ３０の筒部３２の内壁に固定されている。このストッパ４０は、吸入弁３５の開弁方向（図３の右方向）への移動を規制する。ストッパ４０の内側と吸入弁３５の端面との間にはスプリング２１が設けられている。スプリング２１は、吸入弁３５を第１弁座３４に着座させる方向、すなわち閉弁方向へ付勢している。
【００２３】
弁ボディ３０の筒部３２の内壁とストッパ４０の外壁との間に環状の環状燃料通路１０１が形成されている。吸入弁３５が開弁すると、筒部通路１５１と環状燃料通路１０１が連通する。吸入弁３５が閉弁すると、筒部通路１５１と環状燃料通路１０１の連通が遮断される。
【００２４】
ストッパ４０には、ストッパ４０の軸に対して傾斜する傾斜通路１０２が周方向に複数形成され、環状燃料通路１０１と吸入通路１１２とを連通している。ストッパ４０の内側には、吸入弁３５側に開口する容積室４１が形成されている。また、ストッパ４０には、容積室４１と環状燃料通路１０１とを連通する管路４２が形成されている。このため、環状燃料通路１０１と連通する傾斜通路１０２の燃料は、管路４２を経由して容積室４１に流入可能である。
【００２５】
なお、上述した供給通路１００は、環状燃料通路１０１及び傾斜通路１０２を含んでいる。すなわち、燃料がダンパ室２０１側から加圧室１２１側へ向かうとき、燃料は導入通路１１１、筒部通路１５１、環状燃料通路１０１、傾斜通路１０２、吸入通路１１２をこの順に流れる。一方、加圧室１２１側からダンパ室２０１側へ向かうとき、燃料はこの逆の順に流れる。
【００２６】
次に電磁駆動部７０について説明する。
電磁駆動部７０は、コイル７１、固定コア７２、可動コア７３、フランジ７５などから構成される。コイル７１は樹脂製のスプール７８に巻回され、コネクタ７７の端子７４を通じて通電されることにより磁界を発生する。固定コア７２は磁性材料で作られ、コイル７１の内側に収容されている。可動コア７３は磁性材料で作られ、固定コア７２と対向して配置されている。可動コア７３は、筒部材７９及びフランジ７５の内側に軸方向に往復移動可能に収容されている。
【００２７】
筒部材７９は非磁性材料で作られ、固定コア７２とフランジ７５との間の磁気的な短絡を防止する。フランジ７５は磁性材料で作られ、ポンプボディ１１の筒部１５に取り付けられている。フランジ７５は、電磁駆動部７０をポンプボディ１１に保持するとともに、筒部１５の端部を塞いでいる。フランジ７５の中央に設けられた孔の内壁には、筒状のガイド筒７６が取り付けられている。
ニードル３８は略円筒状に形成され、ガイド筒７６の内壁に案内されて往復移動する。ニードル３８は、一方の端部が可動コア７３に一体に組み付けられ、他方の端部が吸入弁３５の電磁駆動部７０側の端面に当接するように設置されている。
【００２８】
固定コア７２と可動コア７３との間にスプリング２２が設けられている。スプリング２２は、スプリング２１が吸入弁３５を閉弁方向に付勢する力よりも強い力で、可動コア７３を吸入弁３５側へ付勢している。
コイル７１に通電していないとき、可動コア７３は固定コア７２に吸引されず、スプリング２２の弾性力により互いに離れている。このため、可動コア７３と一体のニードル３８が吸入弁３５側へ移動し、ニードル３８の端面が吸入弁３５を押圧することで吸入弁３５が開弁する。
【００２９】
次に可変容積室１２２について説明する。
プランジャ１３は、小径部１３１、及び小径部１３１に接続する大径部１３３を有している。小径部１３１と大径部１３３との接続部分には段差面１３２が形成される。段差面１３２に向き合うように、略円環状のプランジャストッパ２３が設けられている。
プランジャストッパ２３は、加圧室１２１側の端面に、加圧室１２１と反対側へ略円板状に凹む凹部２３１と、凹部２３１から径外方向へプランジャストッパ２３の外縁まで延びる溝路２３２とを有している。凹部２３１の径はプランジャ１３の大径部１３３の外径より大きく形成されている。凹部２３１の中央部にはプランジャストッパ２３を板厚方向に貫く孔２３３が形成されている。プランジャストッパ２３は、孔２３３にプランジャ１３の小径部１３１が挿通されるとともに、加圧室１２１側の端面がポンプボディ１１に当接している。
プランジャ１３の段差面１３２、小径部１３１の外壁、シリンダ１４の内壁、プランジャストッパ２３の凹部２３１およびシール部材２４に囲まれる略円環状の空間により可変容積室１２２が形成される。
【００３０】
ポンプボディ１１には、シリンダ１４が開口する側の外壁に、加圧室１２１側へ略円環状に凹む凹部１０５が設けられている。凹部１０５には、オイルシールホルダ２５が嵌め込まれている。オイルシールホルダ２５は、プランジャストッパ２３との間にシール部材２４を挟んで、ポンプボディ１１に固定されている。シール部材２４は、小径部１３１周囲の燃料油膜の厚さを規制し、プランジャ１３の摺動によるエンジンへの燃料のリークを抑制する。オイルシールホルダ２５の加圧室１２１と反対側の端部には、オイルシール２６が装着されている。オイルシール２６は、小径部１３１周囲のオイル油膜の厚さを規制し、プランジャ１３の摺動によるオイルのリークを抑制する。
【００３１】
オイルシールホルダ２５とポンプボディ１１との間には、筒状通路１０６とこの筒状通路１０６に連通する環状通路１０７が形成されている。筒状通路１０６はプランジャストッパ２３の溝路２３２に連通している。環状通路１０７はポンプボディ１１に形成された戻し通路１０８を経由してダンパ室２０１に連通している。このように、溝路２３２、筒状通路１０６、環状通路１０７及び戻し通路１０８が順に連通することで、可変容積室１２２とダンパ室２０１とが連通する。
【００３２】
可変容積室１２２の容積は、プランジャ１３の往復移動に応じて容積が変化する。
調量行程でプランジャ１３が上昇すると、加圧室１２１の容積が減少し、可変容積室１２２の容積が増大する。ここで、大径部１３３と可変容積室１２２の断面積比は概ね１：０．６である。したがって、加圧室１２１の容積の減少分と可変容積室１２２の容積の増加分の比も１：０．６となる。よって、加圧室１２１がダンパ室２０１側へ排出した低圧燃料の容積の約６０％が、ダンパ室２０１から戻し通路１０８、環状通路１０７、筒状通路１０６及び溝路２３２を経由して可変容積室１２２に吸入される。これにより、燃圧脈動の伝達が約６０％低減される。
【００３３】
一方、吸入行程でプランジャ１３が下降すると、加圧室１２１の容積が増大し、可変容積室１２２の容積が減少する。したがって、加圧室１２１がダンパ室２０１から燃料を吸入すると同時に、可変容積室１２２の燃料がダンパ室２０１へ送り出される。このとき、加圧室１２１が吸入する燃料の約６０％が可変容積室１２２から供給され、残りの約４０％が燃料入口から吸入される。これにより、加圧室１２１への燃料の吸入効率が向上する。
【００３４】
次に吐出弁部９０について説明する。
吐出弁部９０は、加圧室１２１において加圧された燃料の排出を許容または遮断する。この吐出弁部９０は、吐出弁９２、規制部材９３、スプリング９４などから構成されている。
ポンプボディ１１には、シリンダ１４の中心軸と略垂直に吐出通路１１４が形成されている。吐出通路１１４は加圧室１２１と燃料出口９１とを連通している。
吐出弁９２は、有底筒状に形成され、底部９２１及びこの底部９２１から加圧室１２１と反対側へ延びる筒部９２２を有している。吐出弁９２は、吐出通路１１４に往復移動可能に収容されている。吐出弁９２は、底部９２１が第２弁座９５に着座することで吐出通路１１４を閉鎖し、底部９２１が第２弁座９５から離座することで吐出通路１１４を開放する。
吐出弁９２の燃料出口９１側に設けられた筒状の規制部材９３は、吐出通路１１４の内壁に固定されている。規制部材９３は、吐出弁９２の燃料出口９１側への移動を規制する。
スプリング９４は、一端が規制部材９３に当接し、他端が吐出弁９２の筒部９２２に当接している。スプリング９４は、吐出通路１１４の内壁に形成される第２弁座９５側へ吐出弁９２を付勢している。
【００３５】
加圧室１２１の燃料の圧力が上昇すると、加圧室１２１側の燃料から吐出弁９２が受ける力は増大する。そして、加圧室１２１側の燃料から吐出弁９２が受ける力がスプリング９４の弾性力と第２弁座９５の下流側の燃料から受ける力との和よりも大きくなると、吐出弁９２は第２弁座９５から離座する。このとき、加圧室１２１内の燃料は、吐出弁９２の筒部９２２に形成された通孔９２３及び筒部９２２の内側を経由して燃料出口９１から高圧ポンプ１０の外部へ吐出される。
【００３６】
一方、加圧室１２１の燃料の圧力が低下すると、加圧室１２１側の燃料から吐出弁９２が受ける力は減少する。そして、加圧室１２１側の燃料から吐出弁９２が受ける力がスプリング９４の弾性力と第２弁座９５の下流側の燃料から受ける力との和よりも小さくなると、吐出弁９２は第２弁座９５に着座する。これにより、第２弁座９５の下流側の燃料が加圧室１２１へ逆流することが防止される。
【００３７】
次に高圧ポンプ１０の作動について説明する。
（１）吸入行程
プランジャ１３が上死点から下死点に向かって下降すると、加圧室１２１の燃料が減圧される。このとき、コイル７１への通電が停止され、吸入弁３５は開弁状態となり、供給通路が連通する。一方、吐出弁９２は第２弁座９５に着座し、吐出通路１１４を閉塞する。そのため、ダンパ室２０１の燃料が供給通路１００を経由して加圧室１２１に吸入される。
【００３８】
（２）調量行程
プランジャ１３が下死点から上死点に向かって上昇するとき、所定の時期まではコイル７１への通電が停止され、吸入弁３５は開弁状態を維持する。そのため、加圧室１２１の低圧燃料が供給通路１００を経由してダンパ室２０１に戻される。
【００３９】
調量行程の途中の所定の時刻にコイル７１への通電を開始すると、コイル７１に発生する磁界によって、固定コア７２と可動コア７３との間に磁気吸引力が発生する。この磁気吸引力がスプリング２２の弾性力よりも大きくなると、可動コア７３及び可動コア７３と一体のニードル３８は固定コア７２側へ移動する。すると、吸入弁３５とニードル３８とが離間し、吸入弁３５は、スプリング２１の弾性力、及び加圧室１２１からダンパ室２０１側へ排出される低圧燃料の流れによって生ずる力によって、第１弁座３４側へ移動する。その結果、吸入弁３５が第１弁座３４に着座し、閉弁状態となる。
【００４０】
吸入弁３５が閉弁することで供給通路１００の燃料の流れが遮断され、加圧室１２１からダンパ室２０１へ低圧燃料を戻す調量行程は終了する。すなわち、コイル７１の通電時刻を調整することにより、加圧室１２１からダンパ室２０１へ戻される低圧燃料の量が調整される。これにより、加圧室１２１で加圧される燃料の量が決定される。
【００４１】
（３）加圧行程
加圧室１２１とダンパ室２０１との間の燃料の流れが遮断された状態で、プランジャ１３がさらに上死点に向けて上昇すると、加圧室１２１の燃料の圧力は上昇する。加圧室１２１の燃料の圧力が所定の圧力以上になると、吐出弁９２がスプリング９４の弾性力及び下流側からの燃料圧力に抗して開弁する。これにより、加圧室１２１で加圧された燃料は吐出通路１１４を経由して燃料出口９１から吐出される。
【００４２】
プランジャ１３が上死点まで上昇するとコイル７１への通電が停止され、吸入弁３５は再び開弁状態となる。そして、プランジャ１３は再び下降し、再び吸入行程が行われる。
このように（１）から（３）の行程を繰り返すことで、高圧ポンプ１０は吸入した燃料を加圧して吐出する。
【００４３】
次に、本実施形態の特徴である蓋部材１２について説明する。
図１及び図２に示すように、蓋部材１２は、周縁部５０、第１凸部５１および第２凸部５２を有している。周縁部５０、第１凸部５１および第２凸部５２は、略同じ板厚で、例えばプレス、切削等により一体に形成されている。蓋部材１２の板厚は、蓋部材１２の剛性を高め、かつ、質量を小さくすることで、蓋部材１２の固有振動数を高くすること可能な板厚に設定されている。
周縁部５０は、環状に形成され、筒部２０３の軸方向に重なるように設けられている。周縁部５０は、筒部２０３の軸に略垂直に設けられる平面部５３を有している。周縁部５０は径外側に、軸方向に筒状に延びる溶接部５４を有している。溶接部５４の内壁は、筒部２０３の径外側の外壁に溶接などにより固定される。これにより、ダンパ室２０１が外気から遮断される。なお、溶接部５４の板厚は、径外側から筒部２０３と溶接可能なものとなっている。
【００４４】
第１凸部５１は、ドーム状に形成され、周縁部５０の径内側から軸方向に突出するように設けられている。
第２凸部５２は、蓋部材１２の中心軸Ｏ側から蓋部材１２の径方向外側に向けて径の拡がる略円錐状の円錐部５５と、この円錐部５５の底辺に接続する球状の球状部５６を有する。円錐部５５は第１凸部５１に接続し、球状部５６は周縁部５０に接続している。これにより、第２凸部５２は、第１凸部５１と周縁部５０に跨って設けられる。
【００４５】
第２凸部５２は、蓋部材１２の周方向に均等間隔で５個設けられている。第２凸部５２は、それぞれが重なることなく独立して設けられている。
第２凸部５２は、蓋部材１２の外縁まで延びることなく、周縁部５０の径方向の途中で周縁部５０と接続している。これにより、第２凸部５２と周縁部５０との接続位置よりも径外側で、波ばね２１３が周縁部５０の内壁と当接可能となる。
第２凸部５２は、周縁部５０及び第１凸部５１よりもさらに外気側へ突出している。ただし、第２凸部５２の有する円錐部５５の母線Ｇは、筒部２０３の軸に垂直、かつ、第１凸部５１が軸方向に最も突出する頂点を含む仮想平面Ｓよりもポンプボディ１１側に設けられている。
【００４６】
（第１実施形態の効果）
本実施形態では、上述したように、第２凸部５２がドーム状の第１凸部５１と周縁部５０の平面部５３に跨って設けられている。第２凸部５２は、略円錐状の円錐部５５と、この円錐部５５の底辺に接続する球状の球状部５６を有している。第２凸部５２は、周方向に均等間隔で奇数個設けられ、それぞれが重なることなく独立して設けられている。これにより、蓋部材１２の剛性を高めることができる。したがって、例えば高圧ポンプの吸入弁３５、吐出弁９２による振動、ダンパ室２０１の燃圧脈動による振動、並びにエンジンの振動と蓋部材１２との共振による放射音の発生を低減することができる。つまり、蓋部材１２の剛性を高めることで、蓋部材１２の固有振動数を高め、上述の振動に共振する共振周波数を高くすることができる。共振周波数を可聴域外にすることにより、音圧の高い状況下において蓋部材１２から発せられる騒音を低減することができる。
【００４７】
本実施形態では、各第２凸部５２が独立して設けられることで、第１凸部５１は蓋部材１２の中心軸側から周縁部５０まで途切れることなく延びている。これにより、例えば雨水またはエンジン洗浄剤などの腐食性物質が蓋部材１２の外壁に溜まることなく、第１凸部５１の外壁を流れる。したがって、蓋部材１２の耐腐食性を高めることができる。
本実施形態では、第２凸部５２と周縁部５０との接続位置よりも径外側で、波ばね２１３が周縁部５０の内壁と当接する。このため、波ばね２１３の荷重が第１支持部材２１１と第２支持部材２１２に均等に印加されるので、パルセーションダンパ２１０の脈動減衰機能を妨げることがない。したがって、ダンパ室２０１の燃圧脈動による蓋部材１２の振動を抑制することができる。
本実施形態では、第２凸部５２は、仮想平面Ｓよりもポンプボディ１１側に円錐部５５の母線Ｇが設けられている。このため、第１凸部５１よりも第２凸部５２の高さが低くなる。したがって、エンジンへの搭載性を高めることができる。また、第１凸部及び第２凸部が中空に形成されているので、ダンパ室２０１の容積を大きくすることができる。したがって、ダンパ室２０１の燃圧脈動が抑制されるとともに蓋部材の共振が抑制され、蓋部材１２から発せられる放射音を低減することができる。
【００４８】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態の蓋部材を図４及び図５に示す。第２実施形態の第２凸部６２は、第１実施形態の第２凸部５１と比べて、蓋部材１２０の周方向に大きく形成されている。
第２凸部６２と第１凸部５１とが接続する境界線のうち蓋部材１２０の中心軸側の境界線６３は、第１凸部５１と周縁部５０とが接続する接続線５７と同心円状に設けられている。また、蓋部材１２０の径方向に延びる境界線６４は、蓋部材１２０の中心から放射状に設けられている。蓋部材１２０の径外側の境界線６５は、周縁部５０の径方向の途中に設けられている。
【００４９】
本実施形態では、蓋部材１２０の周方向に第２凸部６２を大きくすることで、蓋部材１２０の固有振動数を変化させることができる。第２凸部６２の形状の変更により、高圧ポンプの用いられるエンジンに最適化させ、そのエンジンの振動に共振する共振周波数を可聴し難い領域もしくは可聴し難い放射音にすることができる。
また、蓋部材１２０の周方向に第２凸部６２を大きくすることで、ダンパ室２０１の容積を大きくすることができる。したがって、ダンパ室２０１の燃圧脈動が抑制されるとともに蓋部材１２０の共振が抑制され、蓋部材１２０から発せられる放射音を低減することができる。
【００５０】
（他の実施形態）
上述した複数の実施形態では、第２凸部５２、６２を蓋部材１２、１２０の周方向に均等間隔で５個設けた。これに対し、本発明は、第２凸部は、蓋部材の周方向に不等間隔で設けられてもよい。また、第２凸部の個数を増減してもよく、第１凸部及び第２凸部の大きさ、曲率を変更してもよい。さらに、周縁部、第１凸部および第２凸部の板厚を変え、第１凸部または第２凸部を中実にしてもよい。これにより、蓋部材１２の固有振動数を高圧ポンプの用いられるエンジンに最適化させ、そのエンジンの振動に共振する共振周波数を可聴域外にすることができる。
なお、上述した複数の実施形態では、周縁部５０の平面部５３を筒部２０３の軸に略垂直に設けた。これに対し、本発明は、周縁部の内壁が波ばねを確実に押圧することが可能な範囲であれば、筒部の軸に垂直な平面よりも平面部の外壁の径外側をポンプボディ側へ傾斜するようにしてもよい。このようにしても、蓋部材に腐食性物質が溜まることがない。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものでなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の形態により実施することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１０：燃料ポンプ、１１：ポンプボディ、１２、１２０：蓋部材、１３：プランジャ、５０：周縁部、５１：第１凸部、５２、６２：第２凸部、５５：円錐部、５６：球状部、１２１：加圧室、２０１：ダンパ室、２０３：筒部、２０４：開口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プランジャと、
前記プランジャの往復移動により燃料が加圧される加圧室を有するポンプボディと、
前記ポンプボディに設けられ、前記ポンプボディの外側に開口する筒状の筒部と、
前記筒部の開口を塞ぐことで、前記加圧室に連通するダンパ室を前記筒部とともに形成する蓋部材と、を備え、
前記蓋部材は、前記筒部の軸方向に重なる環状の周縁部、この周縁部の径内側から軸方向に突出するドーム状の第１凸部、及び前記周縁部と前記第１凸部に跨って設けられ、前記周縁部及び前記第１凸部よりさらに外気側へ突出する第２凸部を有することを特徴とする高圧ポンプ。
【請求項２】
前記第２凸部は、前記蓋部材の中心軸側から前記蓋部材の径方向外側に向けて径の拡がる略円錐状の円錐部、及びこの円錐部の底辺に接続する略球状の球状部を有することを特徴とする請求項１に記載の高圧ポンプ。
【請求項３】
前記第２凸部は、それぞれが重なることなく独立して複数個設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の高圧ポンプ。
【請求項４】
パルセーションダンパと、
前記パルセーションダンパを前記ダンパ室内に支持する支持部材と、
前記支持部材と前記蓋部材との間に設けられ、前記支持部材を前記ポンプボディ側に押圧する弾性部材と、をさらに備え、
前記周縁部の内壁と前記弾性部材とは、前記第２凸部と前記周縁部との接続位置よりも径方向外側で当接することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
【請求項５】
前記第２凸部は、前記筒部の軸に垂直、かつ、前記第１凸部が軸方向に最も突出する頂点を含む仮想平面よりも前記ポンプボディ側に設けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
【請求項６】
前記蓋部材は、前記周縁部、前記第１凸部及び前記第２凸部が略同じ板厚に形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
【請求項１】
プランジャと、
前記プランジャの往復移動により燃料が加圧される加圧室を有するポンプボディと、
前記ポンプボディに設けられ、前記ポンプボディの外側に開口する筒状の筒部と、
前記筒部の開口を塞ぐことで、前記加圧室に連通するダンパ室を前記筒部とともに形成する蓋部材と、を備え、
前記蓋部材は、前記筒部の軸方向に重なる環状の周縁部、この周縁部の径内側から軸方向に突出するドーム状の第１凸部、及び前記周縁部と前記第１凸部に跨って設けられ、前記周縁部及び前記第１凸部よりさらに外気側へ突出する第２凸部を有することを特徴とする高圧ポンプ。
【請求項２】
前記第２凸部は、前記蓋部材の中心軸側から前記蓋部材の径方向外側に向けて径の拡がる略円錐状の円錐部、及びこの円錐部の底辺に接続する略球状の球状部を有することを特徴とする請求項１に記載の高圧ポンプ。
【請求項３】
前記第２凸部は、それぞれが重なることなく独立して複数個設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の高圧ポンプ。
【請求項４】
パルセーションダンパと、
前記パルセーションダンパを前記ダンパ室内に支持する支持部材と、
前記支持部材と前記蓋部材との間に設けられ、前記支持部材を前記ポンプボディ側に押圧する弾性部材と、をさらに備え、
前記周縁部の内壁と前記弾性部材とは、前記第２凸部と前記周縁部との接続位置よりも径方向外側で当接することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
【請求項５】
前記第２凸部は、前記筒部の軸に垂直、かつ、前記第１凸部が軸方向に最も突出する頂点を含む仮想平面よりも前記ポンプボディ側に設けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
【請求項６】
前記蓋部材は、前記周縁部、前記第１凸部及び前記第２凸部が略同じ板厚に形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１４４７００（Ｐ２０１１−１４４７００Ａ）
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３９５５（Ｐ２０１０−３９５５）
【出願日】平成２２年１月１２日（２０１０．１．１２）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１２日（２０１０．１．１２）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]