(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、高圧燃料供給ポンプをエンジンに取り付けるためのフランジにおいて、表裏の向きの判別を容易にすることである。【解決手段】  往復動することで燃料を加圧するプランジャ２と、内部にプランジャ２を収容するポンプハウジング１と、ポンプハウジング１をポンプ取付け部４１１に固定するためのフランジ４１と、を備えた高圧燃料供給ポンプにおいて、フランジ４１は、ポンプ取付け部４１１に対向する面を裏面、裏面の反対側の面を表面とする場合に、表面の側または裏面の側から見た輪郭が、左右対称となる対称軸を持たない左右非対称形に形成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復動することで燃料を加圧するプランジャと、
内部に前記プランジャを収容するポンプハウジングと、
前記ポンプハウジングをポンプ取付け部に固定するためのフランジと、を備えた高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記フランジは、前記ポンプ取付け部に対向する面を裏面、前記裏面の反対側の面を表面とする場合に、前記表面の側または前記裏面の側から見た輪郭が、左右対称となる対称軸を持たない左右非対称形に形成されたことを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記輪郭を左右非対称形にする切欠き部を有し、
前記フランジを前記表面に垂直な軸方向から見て、且つ前記フランジを前記フランジの中心を通り相互に直交する２つの軸線によって第１〜４象限に分けた場合に、前記切欠き部は前記第１〜４象限のうちいずれか一つの象限、連続する二つの象限、または連続する三つの象限のいずれかに形成されることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記フランジと前記ポンプハウジングとを固定する溶接部を有し、
前記フランジは、前記表面又は前記裏面の少なくともいずれか一方の面において、前記溶接部から径方向外側に形成され前記表面又は前記裏面から窪むくぼみ部を有することを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
【請求項４】
請求項３に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記くぼみ部は、前記フランジの前記表面に形成された第１くぼみ部と、前記フランジの前記裏面に形成された第２くぼみ部と、を有し、
前記第１くぼみ部及び前記第２くぼみ部は、前記第１くぼみ部の深さが前記第２くぼみ部の深さよりも深くなるように、もしくは前記第２くぼみ部の深さが前記第１くぼみ部の深さよりも深くなるように形成されたことを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
【請求項５】
請求項３に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記くぼみ部は、前記フランジの前記表面に形成された第１くぼみ部と、前記フランジの前記裏面に形成された第２くぼみ部と、を有し、
前記第１くぼみ部及び前記第２くぼみ部は、最も径方向外側に位置する部位の前記フランジの中心からの距離（半径位置）が、前記第１くぼみ部と前記第２くぼみ部とで同じ長さになるように形成されたことを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
【請求項６】
請求項２に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記フランジは、前記２つの軸線の一方の軸線上において、前記中心を挟んで両側にボルトを挿通する貫通孔を有し、
前記フランジは、前記２つの軸線を対称軸とした場合に、前記表面の側または前記裏面の側から見た輪郭が左右非対称に形成されたことを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
【請求項７】
請求項２に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記フランジは、四角形の各辺の一部を構成する４辺を有し、
前記切欠き部は、前記フランジを前記表面に垂直な軸方向から見た場合に、前記四角形を形成する前記４辺のうち１辺のみに形成されたことを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のシリンダに直接燃料を噴射する燃料噴射弁に高圧燃料を供給する高圧燃料供給ポンプに関するもので、特に高圧燃料供給ポンプ本体をエンジンに取り付けるためのフランジを備えた高圧燃料供給ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
背景技術として、特開２０１６−１４２１４４号公報（特許文献１）に記載された高圧燃料供給ポンプが知られている。この高圧燃料供給ポンプでは、段落００１８に記載されているように、高圧燃料供給ポンプ本体に設けられたフランジを用いて、高圧燃料供給ポンプ本体を内燃機関のシリンダヘッドの平面に密着し、複数のボルトで固定している。取付けフランジは高圧燃料供給ポンプ本体に全周をレーザー溶接で溶接結合されて環状固定部を形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１４２１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されている高圧燃料供給ポンプでは、エンジン取付け用のフランジは左右対称形に形成されている（特許文献１の図３参照）。またフランジの両面に凹み部が形成されており、上面と下面では凹み部の深さが異なるにも関わらず、凹み部の外径はほぼ同じである（特許文献１の図１，２参照）。よって、フランジの表裏の区別が付きにくく、仮に表裏を逆にしても気付きにくい。表裏を逆にした状態でも組み立てる事は可能であるため、表裏逆向きのまま組み立ててしまうと誤組となる課題があった。
【０００５】
仮にフランジの上面の凹み部と下面の凹み部との外径が異なれば、両面の凹み部の外径を確認する事で表裏の判別は可能であるが、上面又は下面のいずれか一方の確認のみでは表裏の判別が難しく両面の凹み部の外径を確認する必要があるため、容易に表裏を判別できない課題があった。
【０００６】
本発明の目的は、高圧燃料供給ポンプをエンジンに取り付けるためのフランジにおいて、表裏の向きの判別を容易にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では上記目的を達成するために、高圧燃料供給ポンプのエンジン取付け用フランジを左右非対称形とする等、フランジの表裏を判別するための形状特徴部を設ける。具体的にはエンジン取付け用フランジの外側輪郭部の一部に切欠き部を追加するとよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、エンジン取付け用フランジの切欠き部の位置を確認するだけで、フランジの表裏の向きを容易に判別できて、正しい向きに組み立てる事が可能になり、誤組を容易に防止できる。
【０００９】
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施例に係る高圧燃料供給ポンプを用いた燃料供給システムを示す図である。
【図２】本発明の一実施例に係る高圧燃料供給ポンプの縦方向に平行な断面を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施例に係る高圧燃料供給ポンプの縦方向に平行な断面を示す断面図であり、図２とは異なる断面を示す断面図である。
【図４】図２の電磁吸入弁機構３０の拡大図であり、電磁コイル５３に無通電の状態を示す断面図である。
【図５】図２の電磁吸入弁機構３０の拡大図であり、電磁コイル５３に通電された状態を示す断面図である。
【図６】図２の電磁吸入弁機構３０をポンプハウジング１に組み込む前の状態を示す断面図である。
【図７】図２のプランジャユニット８０のポンプハウジング１に組み込む前の状態を示す断面図である。
【図８】図２のプランジャユニット８０の組立て方法を示す分解斜視図である。
【図９】フランジ４１，ボルト４２を含む、図２の環状固定溶接部４１ａ部の近傍の拡大断面図である。
【図１０】本発明の一実施例に係るフランジ４１の外観を示す斜視図である。
【図１１】図９の環状固定溶接部４１ａ部の近傍をさらに拡大した断面図である。
【図１２】図２の高圧燃料供給ポンプを上方から見た平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図１から図１２に基づき、本実施例の高圧燃料供給ポンプの構成について説明する。以下の説明の中で上下方向を指定して説明する場合があるが、この上下方向は図２，３における上下方向に基づいており、高圧燃料供給ポンプの実装状態における上下方向と必ずしも一致しない。また図２，３における上下方向を縦方向又は鉛直方向、図２，３における上下方向に垂直な方向を水平方向と呼ぶ場合もあるが、この鉛直方向及び水平方向も高圧燃料供給ポンプの実装状態における鉛直方向及び水平方向と必ずしも一致するものではない。
【００１２】
図１は、本発明の一実施例に係る高圧燃料供給ポンプを用いた燃料供給システムを示す図である。図２は、本発明の一実施例に係る高圧燃料供給ポンプの縦方向に平行な断面を示す断面図である。図３は、本発明の一実施例に係る高圧燃料供給ポンプの縦方向に平行な断面を示す断面図であり、図２とは異なる断面を示す断面図である。
【００１３】
図１中で、破線で囲まれた部分が高圧燃料供給ポンプ（以下、高圧ポンプという）のポンプハウジング１を示し、この破線の中に示されている機構、部品は高圧ポンプのポンプハウジング１に一体に組み込まれていることを示す。
【００１４】
燃料タンク２０の燃料は、エンジンコントロールユニット２７（以下ＥＣＵと称す）からの信号に基づきフィードポンプ２１によって汲み上げられ、適切なフィード圧力に加圧されて吸入配管２８を通して高圧燃料供給ポンプの吸入口１０ａに送られる。
【００１５】
吸入口１０ａを通過した燃料は、吸入ジョイント１０１内に固定されたフィルタ１０２を通過し、さらに吸入流路１０ｂ，金属ダイアフラムダンパ９，吸入流路１０ｃを介して容量可変機構を構成する電磁駆動型弁機構３０の吸入ポート３０ａに至る。
【００１６】
金属ダイアフラムダンパ９は、吸入流路１０ｃの一部を構成するダンパ室に収容され、内周面１Ｃに固定された固定部材９ａにより固定されている。金属ダイアフラムダンパ９の上方は、ダンパカバー１４により覆われている。
【００１７】
ポンプハウジング１には中心部に加圧室１１としての凹部１Ａが形成されており、この加圧室１１の側面に開口するように、電磁吸入弁機構３０装着用の孔３０Ａと吐出弁機構８装着用の凹所１１Ａとが形成されている。
【００１８】
孔３０Ａに装着された電磁吸入弁機構３０は、電磁コイル５３への通電タイミングを制御することで、高圧燃料供給ポンプから吐出される高圧燃料の量を制御する。電磁吸入弁機構３０と電磁吸入弁機構３０による高圧燃料の吐出量の制御とについては、後で詳細に説明する。吸入口１０ａに導かれた燃料は、電磁吸入弁機構３０を介してポンプハウジング１の加圧室１１に送られ、加圧室１１においてプランジャ２の往復動によって必要な量が高圧に加圧される。
【００１９】
凹所１１Ａに装着される吐出弁機構８は、加圧室１１の出口に設けられておいており、加圧室１１において高圧に加圧された燃料は吐出弁機構８から吐出される。吐出弁機構８については後で詳細に説明する。吐出弁機構８から吐出された燃料は、燃料吐出口１２からコモンレール２３に圧送される。コモンレール２３には、インジェクタ２４及び圧力センサ２６が装着されている。インジェクタ２４は、内燃機関の気筒数に合わせて装着されており、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２７の制御信号にしたがって開閉弁して、燃料を内燃機関のシリンダ内に噴射する。
【００２０】
ここで、図４，５を用いて、電磁吸入弁機構３０について説明する。図４は、図２の電磁吸入弁機構３０の拡大図であり、電磁コイル５３に無通電の状態を示す断面図である。図５は、図２の電磁吸入弁機構３０の拡大図であり、電磁コイル５３に通電された状態を示す断面図である。
【００２１】
プランジャロッド３１は、吸入弁部３１ａ、ロッド部３１ｂ及びアンカー固定部３１ｃの３部分を有し、アンカー固定部３１ｃにはアンカー３５が溶接部３７ｂによって、溶接固定されている。
【００２２】
ばね３４は図のようにアンカー内周３５ａ及び第一コア部内周３３ａに嵌め込まれ、アンカー３５と第一コア部３３とを引き離す方向にばね力が発生するように構成されている。
【００２３】
弁シート部材３２は、吸入弁シート部３２ａ、吸入通路部３２ｂ、圧入部３２ｃ及び摺動部３２ｄを有する。圧入部３２ｃは第一コア部３３に圧入固定されている。吸入弁シート部３２ａはポンプハウジング１に圧入固定されており、この圧入部で加圧室１１と吸入ポート３０ａとを完全に遮断している。
【００２４】
第一コア部３３は溶接部３７ｃによりポンプハウジング１に溶接固定されており、溶接部３７ｃで吸入ポート３０ａと高圧燃料供給ポンプの外部とを遮断している。
【００２５】
第二コア部３６は溶接部３７ａによって第一コア部３３に固定されており、第二コア部３６の内部空間と外部空間とを完全に遮断している。また第二コア部３６には磁気オリフィス部３６ａが設けられている。
【００２６】
電磁コイル５３に通電されていない無通電の状態（図４の状態）で、かつ吸入流路１０ｃ（吸入ポート３０ａ）と加圧室１１との間の流体差圧が無い場合は、プランジャロッド３１はばね３４により、図４のように図中の右方向に移動した状態となる。この状態では、吸入弁部３１ａと吸入弁シート部３２ａとが接触した閉弁状態となり、吸入口３８は塞がれる。
【００２７】
後述するカムの回転により、プランジャ２が図２の下方に変位する吸入行程状態にある場合は、加圧室１１の容積は増加し、加圧室１１内の燃料圧力が低下する。この行程で加圧室１１内の燃料圧力が吸入流路１０ｃ（吸入ポート３０ａ）の圧力よりも低くなると、吸入弁部３１ａには燃料の流体差圧による開弁力（吸入弁部３１ａを図１の左方に変位させる力）が発生する。
【００２８】
この流体差圧による開弁力により、吸入弁部３１ａは、ばね３４の付勢力に打ち勝って開弁し、吸入口３８を開くように、ばね３４の付勢力が設定されている。流体差圧が大きい場合は、吸入弁部３１ａは完全に開き、アンカー３５は第一コア部３３に接触した状態となる。流体差圧が小さい場合は、吸入弁部３１ａは完全には開かず、アンカー３５は第一コア部３３に接触しない。
【００２９】
この状態にて、ＥＣＵ２７からの制御信号が電磁吸入弁機構３０に印加されると、電磁吸入弁機構３０の電磁コイル５３には電流が流れ、第一コア部３３とアンカー３５との間には、互いに引き合う磁気付勢力が発生する。その結果、プランジャロッド３１には図中の左方に磁気付勢力が印加されることになる。
【００３０】
吸入弁部３１ａが完全に開いているときには、その開弁状態が保持される。一方、吸入弁部３１ａが完全には開いていないときには、吸入弁部３１ａの開弁運動が助長され吸入弁部３１ａは完全に開くので、アンカー３５は第一コア部３３に接触した状態となり、その後その状態が維持される。
【００３１】
その結果、吸入弁部３１ａが吸入口３８を開いた状態が維持され、燃料は吸入ポート３０ａから弁シート部材３２の吸入通路部３２ｂ及び吸入口３８を通過し、加圧室１１内へ流れ込む。
【００３２】
電磁吸入弁機構３０に入力電圧の印加状態を維持したままプランジャ２が吸入行程を終了し、プランジャ２が図２の上方に変位する圧縮行程に移ると、磁気付勢力は維持されたままであるので、依然として吸入弁部３１ａは開弁したままである。
【００３３】
加圧室１１の容積は、プランジャ２の圧縮運動に伴い減少するが、この状態では、一度加圧室１１に吸入された燃料が、再び開弁状態の吸入口３８を通して吸入流路１０ｃ（吸入ポート３０ａ）へと戻されるので、加圧室１１の圧力が上昇することは無い。この行程を戻し行程と称す。
【００３４】
この状態で、ＥＣＵ２７からの制御信号を解除して、電磁コイル５３への通電を断つと、プランジャロッド３１に働いている磁気付勢力は一定の時間後（磁気的、機械的遅れ時間後）に消去される。吸入弁部３１ａにはばね３４による付勢力が働いているので、プランジャロッド３１に作用する電磁力が消滅すると吸入弁部３１ａはばね３４による付勢力で吸入口３８を閉じる。吸入口３８が閉じると、このときから加圧室１１の燃料圧力はプランジャ２の上昇運動と共に上昇する。そして、燃料圧力が燃料吐出口１２（図１，２参照）の圧力以上になると、吐出弁ユニット８を介して加圧室１１に残っている燃料の高圧吐出が行われ、高圧燃料はコモンレール２３へと供給される。この行程を吐出行程と称す。すなわち、プランジャ２の圧縮行程（下始点から上始点までの間の上昇行程）は、戻し行程と吐出行程からなる。
【００３５】
そして、電磁吸入弁機構３０の電磁コイル５３への通電を解除するタイミングを制御することで、吐出される高圧燃料の量を制御することができる。電磁コイル５３への通電を解除するタイミングを早くすれば、圧縮行程中における、戻し行程の割合が小さくなり、吐出行程の割合が大きくなる。すなわち、吸入流路１０ｃ（吸入ポート３０ａ）に戻される燃料量が少なく、高圧吐出される燃料量は多くなる。一方、入力電圧を解除するタイミングを遅くすれば、圧縮行程中の、戻し行程の割合が大きくなり、吐出行程の割合が小さくなる。すなわち、吸入流路１０ｃに戻される燃料量が多く、高圧吐出される燃料量は少なくなる。電磁コイル５３への通電を解除するタイミングは、ＥＣＵからの指令によって制御される。以上のように構成することで、電磁コイル５３への通電を解除するタイミングを制御することで、高圧吐出される燃料の量を内燃機関が必要とする量に制御することができる。
【００３６】
吸入弁部３１ａはプランジャ２の下降・上昇運動に伴って吸入口３８の開閉運動を繰り返し、プランジャトッド３１は図中の左右方向の運動を繰り返す。このとき、プランジャロッド３１のロッド部３１ｂと摺動部３２ｄとは摺動運動を繰り返す。したがって摺動部３２ｄはプランジャロッド３１の摺動運動の抵抗にならないようにすることが重要である。そのため摺動部３２ｄには、十分に低い面粗さにすると共に、摺動部３２ｄは一箇所とした。一方、摺動部３２ｄの摺動長Ｌは図４，５のように十分長くすることにより、プランジャロッド３１の振り子運動を小さくして、アンカー３５と第二コア部３６とのクリアランスを小さくしてもアンカー３５と第二コア部３６とが接触しないようにする。アンカー３５と第二コア部３６とのクリアランスを小さくすることにより、アンカー３５に作用する磁気付勢力を大きくすることができる。
【００３７】
しかし、プランジャロッド３１のロッド部３１ｂと摺動部３２ｄとのクリアランスが小さすぎると、吸入口３８が閉弁状態の時に、吸入弁部３１ａと吸入弁シート部３２ａが完全には面接触しなくなる。そのため、吸入弁シート部３２ａおよび摺動部３２ｄの両方を弁シート部材３２に設けている。吸入弁シート部３２ａおよび摺動部３２ｄを同一部材とし、吸入弁シート部３２ａと摺動部３２ｄの垂直度を精度良く形成できるようにした。これにより、プランジャロッド３１のロッド部３１ｂと摺動部３２ｄとのクリアランスを小さくしても、吸入弁部３１ａと吸入弁シート部３２ａとが完全に面接触できるようにした。
【００３８】
また本実施例では、第一コア部３３と第二コア部３６とを溶接部３７にて直接接合し、第二コア部に磁気オリフィス部３６ａを設けた。磁気オリフィス部３６ａでは、肉厚を強度的に許す限り薄くする一方、第二コア部３６のその他の部分では十分な肉厚を確保している。また、磁気オリフィス部３６ａは第一コア部とアンカー３５の接触する部分の近傍に設けた。これにより、発生した磁束は大部分がアンカー３７を通過し、第一コア部３３と第二コア部を直接に通過する磁束は少なくすることができる。これにより、第一コア部３３とアンカー３５との間に発生する磁気付勢力の低下を許容範囲内している。
【００３９】
電磁コイル５３は、リード線５４をプランジャロッド３１の軸が中心となるようにボビン５２に巻いて構成している。リード線５４の両端は、リード線溶接部５５でターミナル５６に溶接接続されている。ターミナル５６は電気伝導性の良い材料で構成され、コネクタ部５８の内側に露出しており、コネクタ部５８にＥＣＵからの相手側コネクタが接続されれば相手側のターミナルに接触してコイルに電流を伝える。
【００４０】
図６は、図２の電磁吸入弁機構３０をポンプハウジング１に組み込む前の状態を示す断面図である。
【００４１】
本実施例では、まず、吸入弁ユニット３７とコネクタユニット５７とをそれぞれユニットとして作成する。次に、吸入弁ユニット３７の吸入弁シート部３２ａをポンプハウジング１に圧入固定し、その後に溶接部３７ｃを全周に渡って溶接接合する。本実施例では、溶接はレーザー溶接としている。この状態で、コネクタユニット５７を第一コア部３３に圧入固定する。これにより、コネクタ５８の向きを自由に選ぶことができる。
【００４２】
再び図２，３に戻って説明する。
【００４３】
吐出弁機構８はシート部材（シート部材）８ａ、吐出弁８ｂ、吐出弁ばね８ｃ及び吐出弁ストッパとしての保持部材８ｄを有する。吐出弁機構８は、ポンプハウジング１の外で、溶接部８ｅを溶接することにより組み立てられた後、図中左側からポンプハウジング１に圧入固定される。圧入部は加圧室１１と燃料吐出口１２を遮断する機能も備える。
【００４４】
加圧室１１と燃料吐出口１２との間に燃料の差圧が無い状態では、吐出弁８ｂは吐出弁ばね８ｃによる付勢力でシート部材８ａに圧接され閉弁状態となっている。加圧室１１内の燃料圧力が、燃料吐出口１２の燃料圧力よりも所定の値だけ大きくなった時に初めて、吐出弁８ｂは吐出弁ばね８ｃに抗して開弁し、加圧室１１内の燃料は吐出口１２を経てコモンレール２３へと吐出される。
【００４５】
吐出弁８ｂは開弁した際、保持部材８ｄと接触し、動作を制限される。したがって、吐出弁８ｂのストロークは保持部材８ｄによって適切に決定せられる。もし、ストロークが大きすぎると、吐出弁８ｂの閉じ遅れにより、燃料吐出口１２へ吐出された燃料が、再び加圧室１１内に逆流してしまうので、高圧ポンプとしての効率が低下してしまう。また、吐出弁８ｂが開弁および閉弁運動を繰り返す時に、吐出弁８ｂがストローク方向にのみ運動するように、保持部材８ｄにてガイドしている。以上のように構成することで、吐出弁機構８は燃料の流通方向を制限する逆止弁となる。
【００４６】
シリンダ６は外周がシリンダホルダ７の円筒嵌合部７ａで保持されている。シリンダホルダ７は、外周に螺刻されたねじ７ｇを、ポンプハウジング１に螺刻されたねじ１ｂにねじ込むことによって、シリンダ６をポンプハウジング１に固定する。
【００４７】
また、プランジャシール１３は、シリンダホルダ７の内周円筒面７ｃに圧入固定されたシールホルダ１５とシリンダホルダ７とによって、シリンダホルダ７の下端に保持されている。この場合、プランジャシール１３はシリンダホルダ７の内周円筒面７ｃによって、軸を円筒嵌合部７ａの軸と同軸に保持されている。プランジャ２とプランジャシール１３とは、シリンダ６の図中下端部において摺動可能に接触する状態で設置されている。
【００４８】
これによりシール室１０ｆ中の燃料がタペット３側、つまりエンジンの内部に流入するのを防止する。同時にエンジンルーム内の摺動部を潤滑する潤滑油（エンジンオイルも含む）がポンプハウジング１の内部に流入するのを防止する。
【００４９】
また、シリンダホルダ７には外周円筒面７ｂが設けられ、そこには、Ｏリング６１を嵌め込むための溝７ｄが設けられている。Ｏリング６１はエンジン側の嵌合穴７０の内壁とシリンダホルダ７の溝７ｄとによりエンジンのカム側と外部を遮断し、エンジンオイルが外部に漏れるのを防止する。
【００５０】
シリンダ６はプランジャ２の往復運動の方向に垂直な圧接面６ａを有し、圧接面６ａはポンプハウジング１の圧接面１ａに圧接され、圧接面６ａと圧接面１ａとは金属圧接面部Ｓ４（図９参照）を構成している。圧接は、ねじの締付けによる推力によって行われる。加圧室１１はこの圧接によって形成され、加圧室１１内の燃料が加圧され高圧になっても、加圧室１１から外へ金属圧接面部Ｓ４を通って燃料が漏れることがないよう、ねじの締付けトルクは管理される。
【００５１】
また、プランジャ２とシリンダ６との摺動長を適正に保つために、シリンダ６は加圧室１１内に深く挿入する構造とした。シリンダ６の圧接面６ａより加圧室１１側では、シリンダ６の外周とポンプハウジング１の内周との間にクリアランス１Ｂを設ける。シリンダ６は外周がシリンダホルダ７の円筒嵌合部７ａで保持されているので、クリアランス１Ｂを設けることにより、シリンダ６の外周とポンプハウジング１の内周とが接触することの無いようにすることができる。
【００５２】
以上のようにして、シリンダ６は加圧室１１内で進退運動するプランジャ２をその進退運動方向に沿って摺動可能に保持される。
【００５３】
プランジャ２の下端には、エンジンのカムシャフトに取付けられたカム５の回転運動を上下運動に変換し、プランジャ２に伝達するタペット３が設けられている。プランジャ２はリテーナ１６を介してばね４にてタペット３に圧接されている。リテーナ１６は圧入によってプランジャ２に固定されている。にこれによりカム５の回転運動に伴い、プランジャ２を上下に進退（往復）運動させることができる。
【００５４】
ここで、吸入流路１０ｃは吸入流路１０ｄ、およびシリンダホルダ７に設けられた吸入流路１０ｅを介して、シール室１０ｆに接続しており、シール室１０ｆは常に吸入燃料の圧力環境に接続している。加圧室１１内の燃料が高圧に加圧されたときには、シリンダ６とプランジャ２の摺動クリアランスを通して微小の高圧燃料がシール室１０ｆ内に流入するが、流入した高圧燃料は吸入圧力に開放されるのでプランジャシール１３が高圧により破損することはない。
【００５５】
また、プランジャ２はシリンダ６と摺動する大径部２ａと、プランジャシール１３と摺動する小径部２ｂとを有する。大径部２ａの直径は小径部２ｂの直径より大きく設定されており、互いに同軸に形成されている。シリンダ６との摺動部は大径部２ａであり、プランジャシール１３との摺動部は小径部２ｂである。これにより、大径部２ａと小径部２ｂとの接合部はシール室１０ｆ内に存在するので、プランジャ２の摺動運動に伴って、シール室１０ｆの容積が変化し、それに伴って燃料は、吸入流路１０ｄ及び吸入流路１０ｅを通ってシール室１０ｆと吸入流路１０ｃとの間を運動する。
【００５６】
プランジャ２は、プランジャシール１３及びシリンダ６との摺動を繰り返すので、摩擦熱が発生する。この熱により、プランジャ２の大径部２ａが熱膨張をするが、大径部２ａのうち、プランジャシール１３側の方が加圧室１１側よりも発熱源に近い。そのため、大径部２ａの熱膨張は均一にならず、その結果として円筒度が悪化しプランジャ２とシリンダ６とが焼きついて固着してしまう可能性がある。
【００５７】
本実施例では、プランジャ２の摺動運動に伴ってシール室１０ｆの燃料を常に入れ替えているので、この燃料により、発生した熱を除去する効果がある。これによって、摩擦熱による大径部２ａの変形、およびそれによって発生するプランジャ２とシリンダ６との焼付固着を防止することができる。
【００５８】
さらに、プランジャシール１３との摺動部の直径が小さいほど摩擦面積が小さくなるので、摺動運動によって発生する摩擦熱も少なくなる。本実施例では、プランジャシール１３と摺動するのはプランジャ２の小径部２ｂであるので、プランジャシール１３との摩擦で発生する熱量も小さく押さえることができ、焼付固着を防止することができる。
【００５９】
図７は、図２のプランジャユニット８０のポンプハウジング１に組み込む前の状態を示す断面図である。図７では、シリンダホルダ７をポンプハウジング１にねじ７ｇ，１ｂにて固定する前の状態を示している。
【００６０】
プランジャ２、シリンダ６、シールホルダ１５、プランジャシール１３、シリンダホルダ７、ばね４及びリテーナ１５によって、プランジャユニット８０が形成されている。
【００６１】
図８は、図２のプランジャユニット８０の組立て方法を示す分解斜視図である。
【００６２】
まず、プランジャ２、シリンダ６、シールホルダ１５及びプランジャシール１３が図中左上方からシリンダホルダ７に組み込まれる。その際、前述したようにシールホルダ１５はシリンダホルダ７の内周円筒面７ｃに圧入固定される。その後、ばね４及びリテーナ１５を図中右下方からシリンダホルダ７に組み込む。その際、リテーナは１５プランジャ２に圧入固定される。
【００６３】
こうして組み立てたプランジャユニット８０は、溝７ｄにＯリング６１、溝７ｆにＯリング６２を装着した後、前述したようにねじ７ｇ，１ｂにてポンプハウジング１に締付固定される。締付はシリンダホルダ７に成形された六角部７ｅによって行う。六角部７ｅは内六角の形状になっており、専用の工具にてトルクを発生してねじを締める。このトルクの管理することにより圧接面６ａと圧接面１ａとの圧接面圧を管理する。
【００６４】
金属ダイアフラムダンパ９は２枚の金属ダイアフラムで構成され、２枚の金属ダイアフラムは両ダイアフラム間の空間にガスが封入された状態で外周が全周溶接されて固定されている。そして金属ダイアフラムダンパ９の両面に低圧圧力脈動が負荷されると、金属ダイアフラムダンパ９は容積が変化し、これにより低圧圧力脈動を低減する機構となっている。
【００６５】
図９は、フランジ４１，ボルト４２を含む、図２の環状固定溶接部４１ａ部の近傍の拡大断面図である。
【００６６】
図９に示すように、高圧燃料供給ポンプのエンジンへの固定は、フランジ４１及び２個のボルト４２により行われる。ボルト４２はフランジ４１の中心を貫通する孔４１ｂを挿通してエンジン側のポンプ取付け部材４１１にねじ込まれ、フランジ４１をエンジン側のポンプ取付け部材４１１に押し付けることで、高圧燃料供給ポンプをエンジンに固定する。エンジン側のポンプ取付け部材４１１は、高圧燃料供給ポンプをエンジンに取り付ける、エンジン側のポンプ取付け部を構成する。
【００６７】
フランジ４１はポンプハウジング１に図中の下方向から圧入してポンプハウジング１に固定した後、環状固定溶接部４１ａにてポンプハウジング１に全周を溶接結合されている。本実施例では、レーザー溶接を用いている。
【００６８】
図９に示された本実施例では、ポンプハウジング１にはシリンダ６が固定されると共に、シリンダ６に滑合して往復動するプランジャ２を備える。ポンプハウジング１とシリンダ２とで画成される加圧室１１を備え、プランジャ２の一端部が加圧室１１に出入りする。
【００６９】
高圧燃料供給ポンプが高圧吐出を繰り返すと、前述のように加圧室内１１の圧力は高圧と低圧とを繰り返す。加圧室内１１が高圧の時は、この圧力ためにポンプハウジング１には図中の上方に持ち上げられるように力が働く。加圧室内１１が低圧の時は、この力は働かない。このため、ポンプハウジング１は図中の上方に向かって繰り返し荷重を受けることになる。
【００７０】
既に述べたように、ポンプハウジング１はフランジ４１及び２個のボルト４２によってエンジン側のポンプ取付け部材４１１に固定されている。そのため、ポンプハウジング１が前述のように上方に持ち上げられると、フランジ４１は２個のボルト４２の部分が固定され中央部分に繰り返して曲げ荷重が加わる状態となる。この繰り返し荷重によって、フランジ４１及びポンプハウジング１が変形するので、フランジ４１及びポンプハウジング１は繰返し応力が発生して疲労破壊してしまう可能性がある。
【００７１】
フランジ４１は、生産性の理由からプレス成形によって製作している。そのためフランジ４１の板厚ｔ１には上限があり、本実施例ではｔ１＝６mmとしている。前述したように、ポンプハウジング１とフランジ４２の接合部である環状固定溶接部４１ａをレーザー溶接によって溶接結合している。レーザー溶接は図中の下方からビームを照射する必要がある。図中上方からでは、その他の部品がありレーザーを全周にわたって照射することは不可能である。さらにレーザー溶接はフランジ４１の板厚ｔ１＝６mmを貫通しなくてはならない。もし溶接がフランジ４１を貫通しないと接合面の奥側が切欠になり、前述した繰り返し荷重によってこの切欠部に応力が集中し、そこから疲労破壊を起こしてしまう可能性がある。
【００７２】
レーザー溶接によってフランジ４１を貫通溶接するにはレーザーの出力を大きくすれば良いが、溶接には必ず熱が発生するので、その熱によってフランジ４１が熱変形を起こす。また、溶接の際に発生するスパッタも大量に発生し、スパッタがポンプハウジング１や、その他の部品に固着する。以上の観点からレーザー溶接によって貫通溶接するための溶接深さ（貫通方向の長さ）は短いほうが良い。
【００７３】
そのため、本実施例では環状固定溶接部４１ａの板厚ｔ２のみｔ２＝３mmとした。これにより、フランジ４１をレーザー溶接によって貫通溶接することができ、スパッタの発生も最小限に抑えられる。また、このｔ２＝３mm部はプレス成形によって成形可能であるので、生産性も高い。
【００７４】
環状固定溶接部４１ａの板厚ｔ２＝３mmと、ｔ１＝６mmの段差部はエンジン側及びポンプハウジング側の両方に設けることにした。これにより、エンジン側くぼみ部（裏面側くぼみ部）４５とポンプハウジング側くぼみ部（表面側くぼみ部）４６とが形成される。すなわちフランジ４１は、表面又は裏面の少なくともいずれか一方の面において、環状固定溶接部４１ａから径方向外側に形成され、表面又は裏面から窪むくぼみ部４５，４６を有する。
【００７５】
環状固定溶接部４１ａの上端面、および下端面は通常母材よりも盛り上がる。エンジン側くぼみ部４５を設けることにより、この溶接部における盛り上がりとエンジン側のポンプ取付け部材４１１との干渉を防ぐことができる。溶接部における盛り上がりとエンジン側のポンプ取付け部材４１１とが接触していると、高圧燃料供給ポンプをエンジン側のポンプ取付け部材４１１にボルト４２で固定した際に、フランジ４１に曲げ応力が発生し、フランジ４１の破損に繋がる可能性がある。
【００７６】
エンジン側くぼみ部４５及びポンプハウジング側くぼみ部４６を設けることにより、燃料の高圧吐出に伴って発生する繰り返し荷重による、フランジ４１の破損を防止することができる。またエンジン側くぼみ部４５により、環状固定溶接部４１ａの盛り上がりとエンジン側のポンプ取付け部材４１１との接触により発生する、フランジ４１の破損も防止することができる。
【００７７】
上述した様に本実施例では、フランジ４１のくぼみ部は、フランジ４１の表面に形成された第１くぼみ部（ポンプハウジング側くぼみ部）４６と、フランジ４１の裏面に形成された第２くぼみ部（エンジン側くぼみ部）４５と、を有する。第１くぼみ部４６及び第２くぼみ部４５は、第１くぼみ部４６の深さが第２くぼみ部４５の深さよりも深くなるように、もしくは第２くぼみ部４５の深さが第１くぼみ部４６の深さよりも深くなるように形成される。これにより、フランジ４１に発生する曲げ応力に対する強度設計の自由度を高めることができる。また、環状固定溶接部４１ａの板厚ｔ２の調整が容易になる。
【００７８】
前述のように、繰り返し荷重がポンプハウジング１に負荷されると、２個のボルト４２の部分が固定された状態で、フランジ４１は繰り返し荷重の方向に湾曲する。環状固定溶接部４１ａはレーザー溶接によって全周に渡って貫通溶接されており、フランジ４１の湾曲はポンプハウジング１に波及する。
【００７９】
一方、シリンダホルダ７とポンプハウジング１とはねじ７ｇ，１ｂでのみ接触している。ポンプハウジング１のねじ１ｂと環状固定溶接部４１ａとは距離ｍだけ離れた位置に存在する。また、距離ｍでのポンプハウジング１の最小肉厚はｎとしている。ポンプハウジング１がフランジ４１の湾曲により変形しても、その変形は距離ｍ及び肉厚ｎの部分で吸収し、ねじ１ｂまで波及しないようにｍ及びｎの値を選定する。
【００８０】
こうすることで、フランジ４１の湾曲によるシリンダ６の変形を防ぐことができる。しかし、フランジ４１の湾曲をすべてポンプハウジング１で吸収しなくてはならず、ポンプハウジング１で発生する繰り返し応力が許容値を超えてしまうと、ポンプハウジング１が疲労破壊し燃料漏れ事故となってしまう。
【００８１】
このようなポンプハウジング１の疲労破壊を防ぐためには下記二つの方法がある。
（１）ポンプハウジング１の形状効果により、発生する応力を許容値以下にする。
【００８２】
（２）フランジ４１で発生する湾曲を小さくする。
【００８３】
以下、この２つの方法について説明する。
まず、（１）について説明する。ポンプハウジング１が繰り返し荷重によって、図中の上方に引っ張られ、フランジ４１が湾曲した時に発生する応力で最大のものは、図９中に最大応力として示したように、ポンプハウジング１の表面に矢印方向に発生する。この発生する応力を、形状効果によってできる限り分散させるように、応力集中が起こらないような形状にすれば良い。
【００８４】
本実施例では、加圧室１１側のポンプハウジング外壁部と環状固定溶接部４１ａとの間に設けられ、シリンダ６の反加圧室１１側端部の外周を取り巻くくびれ部（薄肉部）Ｓ１を有し、くびれ部Ｓ１と環状固定溶接部４１ａとの間のポンプハウジング１の外周面部分には円錐面１ｄが設けられている。
【００８５】
くびれ部Ｓ１と環状固定溶接部４１ａとの間のポンプハウジング１の外周面部分には、くびれ部Ｓ１側の第１湾曲面部（第１Ｒ部）１ｅと、環状固定溶接部４１ａ側の第２湾曲面部（第２Ｒ部）１ｃと、を有し、第１，第２湾曲面部１ｅ，１ｃ間に円錐面部１ｄが設けられている。すなわち、くびれ部Ｓ１と環状固定溶接部４１ａとの間に、くびれ部Ｓ１側から環状固定溶接部４１ａ側に向かって肉厚が漸増する円錐面部１ｄが設けられている。くびれ部Ｓ１は円筒部で形成されており、くびれ部Ｓ１により構成される円筒部は第１湾曲部１ｅの上端部から上側に形成され、この円筒部Ｓ１が最も肉厚の薄い部分（肉厚ｎの部分）を構成している。
【００８６】
ポンプハウジング１にはくびれ部Ｓ１の円筒部の内周面を含む円筒内壁面部Ｓ２が形成されており、円筒内壁面部Ｓ２の上端から径方向内側に形成された圧接面１ａとシリンダ６の圧接面６ａとの間に、シリンダ６とポンプハウジング１との間をシールする金属圧接面部Ｓ３が設けられている。またシリンダ６の下端面６ｂはシリンダホルダ７と金属圧接面部Ｓ４で圧接し、この圧接により金属圧接面部Ｓ３における圧接力が得られる。
【００８７】
また、図のように第２湾曲面部（第２Ｒ部）１ｃと第１湾曲面部（第１Ｒ部）１ｅとを円錐面部（直線部）１ｄにて接続する構造とし、湾曲面及び円錐面の形状において最適値を選定した。この最適値の選定は、二つのＲ部１ｃと１ｅとの間に存在する直線部１ｄ上で発生する応力が均等に分布するように行った。その結果、第１湾曲面部（第１Ｒ部）１ｅ、第２湾曲面部（第２Ｒ部）１ｃ及び円錐面部（直線部）１ｄにおいて応力集中を抑制し、発生応力の最大値を低減できた。
【００８８】
次に、（２）について説明する。フランジ４１の湾曲を小さくするには、フランジ４１の剛性を高める以外に方法はない。しかし、フランジ４１の板厚ｔ２は前述したように生産性の観点から３mm以上にすることは非常に困難である。そのため、ｔ２＝３mmと、ｔ１＝６mmとの段差部の湾曲有効径：Ｌが繰り返し荷重により実質的に湾曲する。この湾曲有効径：Ｌを小さくできれば、結果としてフランジ４１の剛性向上となる。本実施例では、エンジン側くぼみ部（裏面側くぼみ部）４５の大きさとポンプハウジング側くぼみ部（表面側くぼみ部）４６の大きさとを異なる大きさに設定する事で、このくぼみ部の違いを確認する事で表裏の識別を可能としている。しかし、後述する本実施例のフランジ外径部への切欠き部を追加する事で、このエンジン側くぼみ部４５とポンプハウジング側くぼみ部４６の大きさを同じにしてできるだけ小さく設定する、つまり湾曲有効径：Ｌを小さくすることが可能になった。
【００８９】
すなわち本実施例では、ポンプハウジング側くぼみ部（第１くぼみ部）４６及びエンジン側くぼみ部（第２くぼみ部）４５は、最も径方向外側に位置する部位のフランジ４１の中心Ｏからの距離（半径位置）が、第１くぼみ部４６と第２くぼみ部４５とで同じ長さＬになるように形成し、湾曲有効径Ｌを小さくする。
【００９０】
以上のようにすることで、方法（１）及び（２）を実現し、ポンプハウジング１に繰り返し発生する応力を疲労破壊の許容値以下にすることができた。
【００９１】
図１０は、本発明の一実施例に係るフランジ４１の外観を示す斜視図である。図１１は、図９の環状固定溶接部４１ａ部の近傍をさらに拡大した断面図である。図１２は、図２の高圧燃料供給ポンプを上方から見た平面図である。なお図１０では、フランジ４１のみを示し、その他の部品は示していない。
【００９２】
フランジ４１は、図１０に示すように、外周（外側輪郭部）の一部に切欠き部４３を有する。切欠き部４３は、高圧燃料供給ポンプのエンジン取付け用フランジ４１の外側輪郭部（輪郭）を左右非対称形とし、フランジ４１の表裏を判別するための形状特徴部となる。形状特徴部はフランジ４１を表側又は裏側から見ただけでフランジ４１の表裏を判別できるよう、フランジ４１の外形を形作る輪郭の一部または全体に設けることが好ましい。
【００９３】
ここで、左右非対称形とは、フランジ４１が左右対称となる対称軸を持たないことを意味する。すなわち、フランジ４１は、ポンプ取付け部４１１に対向する面を裏面、裏面の反対側の面を表面とする場合、表面の側または裏面の側から見た輪郭が、左右対称となる対称軸を持たない左右非対称形に形成される。本実施例では、フランジ４１の輪郭を左右非対称形にする切欠き部を有する。フランジ４１を表面に垂直な軸方向から見て、且つフランジ４１をフランジ４１の中心Ｏを通り相互に直交する２つの軸線Ａ１，Ａ２によって第１〜４象限（I〜IV）に分けた場合に、切欠き部４３は第１〜４象限のうちいずれか一つの象限、連続する二つの象限、または連続する三つの象限のいずれかに形成されるようにするとよい。図１２において、フランジ４１に切欠き部４３が形成されていない場合、フランジ４１は軸Ａ３に対しては左右非対称な輪郭を有するものの、軸Ａ１及び軸Ａ２に対して左右対称な輪郭を有する。従って、切欠き部４３が形成されていないフランジ４１は、対称軸Ａ１およびＡ２を有しており、左右対称形に形成されている。なお図１２において、軸Ａ１，Ａ２，Ａ３はフランジ４１の中心Ｏを通る軸線として描いている。
【００９４】
本実施例では、切欠き部４３は第１象限に設けられている。しかし切欠き部４３は、第１象限に限らず、第２〜４象限のうちいずれか一つの象限に設けられてもよい。すなわち、フランジ４１は四角形の各辺の一部を構成する４辺４１ｆ１，４１ｆ２，４１ｆ３，４１ｆ４を有し、切欠き部４３は、フランジ４１を表面に垂直な軸方向から見た場合に、四角形を形成する４辺のうち１辺４１ｆ１のみに形成されている。あるいは、第１，２象限、第２，３象限、第３，４象限、第４，１象限、のうちいずれか一つの組に２つの切欠き部４３が設けられてもよい。あるいは、第１〜３象限、第２〜４象限、第３，４，１象限、第４，１，２象限、のうちいずれか一つの組に３つの切欠き部４３が設けられてもよい。これによっても、フランジ４１の表裏を判別することができる。ただし、切欠き部４３は一つでフランジ４１の表裏を判別することができ、一つにすることによって判別を行い易くなる。
【００９５】
さらに本実施例では、フランジ４１は、２つの軸線Ａ１，Ａ２の一方の軸線Ａ２上において、中心Ｏを挟んで両側にボルトを挿通する貫通孔４１ｂを有する。フランジ４１は、２つの軸線Ａ１，Ａ２を対称軸とした場合に、表面の側または裏面の側から見た輪郭が左右非対称に形成される。
【００９６】
既に述べた通り、フランジ４１はポンプハウジング１に図９の下方向から圧入してポンプハウジング１に固定した後、環状固定溶接部４１ａにてポンプハウジング１に全周を溶接結合されている。この時、圧入をスムーズに行い、圧入不良を低減する目的で、図１１に示すように、フランジ４１のポンプハウジング１への圧入部のポンプハウジング側（反エンジン側）のみに圧入のぞき（圧入導入部における逃がし加工部）４１ｃを設けている。また、ポンプハウジング１のエンジン側にも同様の理由で圧入のぞき１ｆを設けている。
【００９７】
圧入のぞき４１ｃをポンプハウジング側のみに設けている理由は、仮にエンジン側にも圧入のぞき４１ｄを設けてしまうと、圧入のぞき４１ｄとポンプハウジング側の圧入のぞき１ｆが近い位置にくるため、２つののぞき４１ｄ，１ｆによって生じるポンプハウジング１とフランジ４１の隙間が大きくなる。この隙間が大きい場合、溶接後にこの隙間の部分で溶接ひけ部４１ｅが発生して、有効溶接結合長Zが短くなる可能性がある。有効溶接結合長Zが短くなると、想定した溶接強度が得られず、前述したポンプハウジング１の上方向に負荷される繰り返し荷重によって、環状固定溶接部４１ａが破損する可能性がある。
【００９８】
そのため、フランジ４１は表裏を確認した上で、正しい方向でポンプハウジング１に圧入する必要があるが、従来のようにフランジ４１が左右対称形である場合、フランジ４１の表裏を容易に確認する事は難しい。
【００９９】
しかし、本実施例のように切欠き部４３を設けて左右非対称形とする事で、図１２に示すように平面方向から切欠き部４３の位置を確認するだけで、フランジ４１の表裏を容易に正しく判別して組み立てる事が可能になる。具体的にはフランジ４１の表裏を逆にして組立しようとした場合、平面方向から見て切欠き部４３の位置が本来の位置と異なる場所に移動するため、フランジ４１の表裏の向きを間違えて組立しようとしている事に容易に気付く事ができる。
【０１００】
このようにしてフランジ４１のポンプハウジング１への誤組を防止して、高圧燃料供給ポンプが高圧吐出する際のフランジ４１の環状固定溶接部４１ａの破損を防止する事ができる。
【０１０１】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施例の構成に他の構成を加えることも可能である。また、実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【０１０２】
４１…フランジ、４１ｂ…ボルトを挿通する貫通孔、４１ｆ１，４１ｆ２，４１ｆ３，４１ｆ４…フランジ４１の辺、４３…切欠き部、４５…エンジン側くぼみ部（第２くぼみ部）、４６…ポンプハウジング側くぼみ部（第１くぼみ部）、４１１…ポンプ取付け部、Ａ１，Ａ２…軸線、I〜IV…象限、Ｌ…湾曲有効径、Ｏ…フランジ４１の中心。
【図１】
2020180564.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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