(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃エンジンで使用するためのポンプアッセンブリ（３０）であって、
圧送プランジャー（３６）が内部でプランジャー軸線に沿って往復動するボア（３４）が設けられた、主ポンプハウジングのヘッドを形成し且つ前記主ポンプハウジングに固定されるポンプハウジング（３２ａ、３２ｂ）であって、前記ボア（３４）の一端に圧送チャンバ（３８）が形成され、使用時に前記圧送プランジャー（３６）が前記ボア（３４）内で往復動するとき、燃料が前記圧送チャンバ（３８）の内部で比較的高いレベルまで加圧され、前記ポンプハウジング（３２ａ、３２ｂ）内に入口バルブ（４０、４０ａ、４０ｂ）が収容されており、前記入口バルブ（４０、４０ａ、４０ｂ）は、前記圧送チャンバ（３８）内への燃料の流れを制御するように前記圧送チャンバ（３８）と流体連通する、ポンプハウジング（３２ａ、３２ｂ）と、
前記ポンプハウジング（３２ａ、３２ｂ）にクランプ負荷を加えるためのクランプ部材（４６）と、を含み、前記クランプ負荷は、前記プランジャー軸線と整合した、前記ボア（３４）のほぼ軸線方向上方に配置された前記ポンプハウジング（３２ａ、３２ｂ）の表面を通る少なくとも一つの成分を含み、
前記ポンプアッセンブリ（３０）は、さらに、
前記クランプ部材（４６）を前記ポンプハウジング（３２ａ、３２ｂ）に固定するための少なくとも一つの固定部材（４８）を含み、
前記少なくとも一つの固定部材（４８）は、前記ボア（３４）の半径方向外方に位置決めされており、前記圧送チャンバ（３８）を通り且つ前記プランジャー軸線に対して垂直な平面を通って又は当該平面の下に延びており、
前記固定部材（４８）は、前記ポンプハウジング（３２ａ、３２ｂ）のヘッド区分（３２ａ）の受け入れ穴（４７）及び前記主ポンプハウジングにおける、ねじを備えた対応する受け入れ穴を通して配置されるボルトであり、
前記ポンプハウジング（３２ａ、３２ｂ）の表面及び前記クランプ部材（４６）の内面が、使用時に低圧燃料を受け入れるための充填チャンバ（４９）を形成し、燃料は前記充填チャンバ（４９）から前記圧送チャンバ（３８）に送出され、
前記クランプ部材（４６）は、前記ボア（３４）のほぼ軸線方向上方で前記ポンプハウジング（３２ａ、３２ｂ）と係合する少なくとも一つの主接触面（５８）と、前記ボア（３４）の半径方向外方で前記ポンプハウジング（３２ａ、３２ｂ）と係合する少なくとも一つの副接触面とを含む、ポンプアッセンブリ（３０）。
【請求項２】
請求項１に記載のポンプアッセンブリ（３０）において、
前記入口バルブは、バルブ本体（４０ａ）及びバルブヘッド（４０ｂ）を含み、前記ポンプハウジング（３２ａ、３２ｂ）の表面は、前記バルブヘッド（４０ｂ）の表面と密封係合するための入口弁座（４３）を形成する、ポンプアッセンブリ（３０）。
【請求項３】
請求項２に記載のポンプアッセンブリ（３０）において、
前記入口弁座（４３）は、前記バルブヘッド（４０ｂ）の截頭円錐形又は部分球形の表面と協働するため、截頭円錐形又は部分球形である、ポンプアッセンブリ（３０）。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載のポンプアッセンブリ（３０）において、更に、
前記ポンプハウジング（３２ａ、３２ｂ）内に収容された、前記圧送チャンバ（３８）から出口通路（４２）への燃料の送出を調節するため、前記圧送チャンバ（３８）と連通した出口バルブ（４４）を含む、ポンプアッセンブリ（３０）。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載のポンプアッセンブリ（３０）において、
前記ポンプハウジングは、前記ボア（３４）が内部に設けられたボア区分（３２ｂ）を含み、前記クランプ部材（４６）は、前記ボア区分（３２ｂ）の軸線方向上方に配置された前記ポンプハウジング（３２ａ、３２ｂ）の表面にクランプ負荷を加えるように構成されている、ポンプアッセンブリ（３０）。
【請求項６】
請求項５に記載のポンプアッセンブリ（３０）において、
前記ボア（３４）は、前記圧送チャンバ（３８）の少なくとも一部が前記ヘッド区分（３２ａ）内に形成されるように前記ポンプハウジング（３２ａ、３２ｂ）の前記ヘッド区分（３２ａ）内に延びている、ポンプアッセンブリ（３０）。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちのいずれか一項に記載のポンプアッセンブリ（３０）において、
前記主接触面（５８）又は各主接触面（５８）は、前記クランプ部材（４６）の突出部（４６ｃ）に形成されている、ポンプアッセンブリ（３０）。
【請求項８】
請求項１乃至７のうちのいずれか一項に記載のポンプアッセンブリ（３０）において、
前記少なくとも一つの主接触面は、円弧形態の少なくとも一つの接触ゾーン（５８）を含む、ポンプアッセンブリ（３０）。
【請求項９】
請求項１乃至８のうちのいずれか一項に記載のポンプアッセンブリ（３０）において、
前記クランプ部材（４６）の内面と前記ポンプハウジング（３２ａ、３２ｂ）の表面との間にばねが配置されており、クランプ負荷が、前記ばねを通して、前記ポンプハウジング（３２ａ、３２ｂ）の表面に加えられる、ポンプアッセンブリ（３０）。
【請求項１０】
請求項１乃至８のうちのいずれか一項に記載のポンプアッセンブリ（３０）において、
前記クランプ部材（４６）は、前記ポンプハウジング（３２ａ、３２ｂ）にクランプ負荷が加えられたときに弾性変形する材料で形成されている、ポンプアッセンブリ（３０）。
【請求項１１】
請求項１乃至８のうちのいずれか一項に記載のポンプアッセンブリ（３０）において、
前記クランプ部材（４６）は、前記ポンプハウジング（３２ａ、３２ｂ）にクランプ負荷が加えられたときに塑性変形する材料で形成されている、ポンプアッセンブリ（３０）。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のうちのいずれか一項に記載のポンプアッセンブリ（３０）において、
前記ポンプハウジング（３２ａ、３２ｂ）の外周領域で前記クランプ部材（４６）を前記ポンプハウジング（３２ａ、３２ｂ）に固定するように、前記少なくとも一つの固定部材（４８）が前記クランプ部材（４６）及び前記ポンプハウジング（３２ａ、３２ｂ）を通って延びている、ポンプアッセンブリ（３０）。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のうちのいずれか一項に記載のポンプアッセンブリ（３０）において、
前記クランプ部材（４６）は全体にシルクハット形状の構造であり、隆起した中央部分（４６ａ）及び外スカート（４６ｂ）を有する、ポンプアッセンブリ（３０）。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のうちのいずれか一項に記載のポンプアッセンブリ（３０）において、
前記入口バルブ（４０、４０ａ、４０ｂ）は前記プランジャー軸線と軸線方向で整合している、ポンプアッセンブリ（３０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃エンジン用ポンプアッセンブリに関する。詳細には、本発明はコモンレール式圧縮点火（ディーゼル）内燃エンジン用ポンプアッセンブリに関するが、これに限定されない。
【背景技術】
【０００２】
図１は、コモンレール式ディーゼルエンジンで使用するための既知のポンプアッセンブリの部分を示す。ポンプアッセンブリ１０は、盲ボア１４が設けられたポンプハウジング１２を含む。使用時に圧送プランジャー（図示せず）が駆動装置（図示せず）の作用で盲ボア１４内で往復動する。プランジャー及びそのボアは、ポンプハウジング１２を通って同軸に延び、ボアの盲端が燃料用圧送チャンバ１８を形成する。比較的低圧の燃料が、入口逆止弁２０の制御下で、入口通路（図示せず）を通って圧送チャンバ１８に送出される。燃料は、プランジャーの往復時に圧送チャンバ１８内で加圧され、ひとたび所定レベルに達すると、ポンプハウジングの出口バルブ（図示せず）を通って、ボア１４に対して横方向に延びる出口通路に送出される。出口通路は、加圧燃料を下流のコモンレールに送出する。
【０００３】
ポンプハウジング１２には、カバー２２が設けられている。カバー２２は、ボルト（図示せず）によってポンプハウジング１２に固定されている。カバー２２は、全体にシルクハット構造であり、ポンプハウジング１２の上面と係合する環状スカート２２ａを有し、この環状スカートを通してボルトが配置される。カバーをこのような形状にし、ポンプアッセンブリの周囲に亘って環状スカート２２ａを通してボルトを配置することによって、ポンプアッセンブリの全体形状が、ポンプハウジング及びボアの軸線方向上方にカバーが取り付けられた変形例の構成よりもコンパクトになる。かくして、この構成は、空間効率に関して有利であり、これは、混み合ったエンジン空間内で大きな利点である。カバー２２の残りの部分の下側及びポンプハウジング１２の上面は、低圧燃料を受け入れるための容積２８を形成する。この容積は、入口バルブ２０の開放時に燃料がここから入口通路を通して圧送チャンバ１８に引き出されるリザーバとして作用する。カバー２２は、更に、ポンプアッセンブリの構成要素に対する保護体を提供する。
【０００４】
圧送サイクル中に圧送チャンバ１８内で発生する高圧により、上述の種類のポンプアッセンブリ内で、部品の高圧疲労という一つの問題が生じる。プランジャーがボア１４内で往復し、燃料が圧送チャンバ１８内で高い圧力レベルまで加圧されると、ポンプハウジング１２内でパルス状引張応力が発生し、これにより亀裂が成長する。パルス状引張応力は、ポンプハウジング１２内に二つの主要な作用を生じる。即ち、プランジャーボア１４の周囲に亘って、特に圧送チャンバ１８の近傍にフープ応力が作用し、プランジャーボア１４の長さに沿って軸線方向応力が作用するのである。従って、パルス状引張応力及び高圧疲労を減少し、又はなくした、上文中に説明した種類のポンプアッセンブリを提供するのが有利である。
【０００５】
ＧＢ２１０７８０１には、ピストンが往復動するボアが設けられたポンプハウジングを持つ別の種類の燃料噴射ポンプが記載されている。圧送チャンバはピストンボアの一端に形成されており、二つの軸線方向ボア（一方は低圧燃料用燃料入口であり、一方は高圧燃料用燃料出口である）が、ピストンと向き合った圧送チャンバの側部から、ポンプハウジングの上面まで延びている。バルブヘッド（又はブロック）がポンプハウジングの上面に直接的に着座しており、ポンプハウジングとバルブヘッドとの間に密封係合を形成するようにねじで所定の場所に固定されている。これにより、これらの構成要素間で燃料漏れが起こらないようにする。この構成では、バルブヘッドをポンプハウジングの上面の真上に取り付けることにより、圧送チャンバ内の燃料の圧力により生じる引張応力を実質的に相殺する。しかしながら、この構成においてフープ応力及び軸線方向応力を相殺する利点は、アッセンブリの大きさ、特に長さ（又は軸線方向高さ）を犠牲にして得られたものであり、既に混み合ったエンジン空間にパッケージ上の制限を追加して課すことになる。更に、この構成では、バルブヘッドは、高圧燃料（２００ＭＰａ（２０００バール）を越える圧力）の流れを制御するのに必要な出口バルブ部材を含む。この形態には、更に、圧送チャンバ内で発生した高圧燃料が、バルブヘッド（又はブロック）とポンプハウジングとの界面のところに形成された漏洩路を通って漏洩する場合があるという欠点がある。燃料漏れはポンプの性能にとって有害であり、及び従って、燃料漏れの危険又は実際の燃料漏れを軽減するのが望ましい。
【０００６】
かくして、従来技術に関し、大きさを小さくした、エンジンのパッケージ上の要件に合った形状の燃料ポンプアッセンブリを提供するのが有利である。更に、燃料漏れを減少した又は燃料漏れが最小の燃料ポンプアッセンブリを提供するのが有利である。更に、軸線方向応力及び／又はフープ応力を減少した、又はなくした燃料ポンプアッセンブリを提供するのが有利である。かくして、本発明は、従来技術における問題点のうちの一つ又はそれ以上を減少する及び／又は解決することを目的とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ＧＢ２１０７８０１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、全体として、特定の従来技術の装置の内部応力及び疲労を低減した、所望の形状及び大きさの（例えば従来技術と比較して小型であり、エンジンのパッケージの要件に合った有利な形態を有する）ポンプアッセンブリに関する。更に詳細には、本発明は、燃料によるポンプアッセンブリの応力及び疲労を相殺する圧縮力をアッセンブリに加える、ポンプアッセンブリ用のクランプ部材を含む。クランプ部材は、燃料により発生する応力の源である圧送チャンバ及び／又はプランジャーボアとほぼ軸線方向で整合したポンプアッセンブリの領域に圧縮力を及ぼすように形成されている。クランプ部材は、圧送チャンバ及び／又はプランジャーボアと軸線方向で整合していない領域でポンプハウジングに固定されるようになっている。本発明は、更に、高圧燃料出口バルブを別体のバルブブロックでなくポンプヘッド内に設けることによって高圧燃料の漏れを減少し、又はなくしたポンプアッセンブリに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かくして、本発明の一態様によれば、内燃エンジンで使用するためのポンプアッセンブリであって、圧送プランジャーが内部でプランジャー軸線に沿って往復動するボアが設けられたポンプハウジングであって、使用時に圧送プランジャーがボア内で往復動するとき、燃料が内部で比較的高いレベルまで加圧される、ボアの一端に形成された圧送チャンバと、ポンプハウジング内に収容された、圧送チャンバ内への燃料の流れを制御するため、圧送チャンバと流体連通した入口バルブとを含む、ポンプハウジングと、ポンプハウジングにクランプ負荷を加えるためのクランプ部材とを含み、クランプ負荷は、ボアのほぼ軸線方向上方に配置されたポンプハウジングの表面を通る、プランジャー軸線と整合した少なくとも一つの成分を含む、ポンプアッセンブリが提供される。このようにして、クランプ部材は、ポンプハウジングのプランジャーボアのすぐ近くに圧縮応力を発生し、圧送チャンバ内の加圧燃料によるポンプハウジング内の引張応力を相殺する。入口バルブをポンプハウジング自体の内部に収容することによって、別体のバルブハウジングを設ける必要がない。別体のバルブハウジングが設けられると、ポンプアッセンブリの大きさが大きくなる。更に、ポンプハウジングと別体のバルブハウジングとの間に高圧シールを形成できるように二つの別々の構成要素を注意深く機械加工する必要がない。このことは、入口バルブを高圧燃料に対してシールしなければならないため、重要である。
【００１０】
入口バルブは、バルブ本体及びバルブヘッドを含むポペット型のバルブである。しかしながら、別の態様では、この他の種類のバルブ（例えばボールバルブ）を使用してもよい。バルブヘッドは、截頭円錐形又は部分球形の着座面と密封係合するため、截頭円錐形又は部分球形であってもよい。有利には、入口バルブの着座面は、ポンプハウジングの表面（例えば内面）によって形成される。幾つかの実施例では、入口バルブの少なくとも部分がポンプハウジング内に、別のバルブハウジングを必要としないように収容されている場合、入口バルブ全体がポンプハウジング内に封入され（又は収容され）なくてよいということは理解されよう。この場合、バルブヘッドが実質的にポンプハウジング内に収容されているので十分である。好ましい実施例では、弁座は、ポンプハウジングの圧送チャンバの表面によって（即ち、入口バルブが配置されたボアと圧送チャンバとの間の交差部に）形成される。便利には、入口バルブは、軸線方向でプランジャー軸線とほぼ整合してよい。
【００１１】
クランプ部材は、便利には、本明細書中に記載されているように、少なくとも一つの適当な固定部材によってポンプハウジングに固定される。
別の態様では、圧送プランジャーが内部でプランジャー軸線に沿って往復動するボアと、圧送プランジャーがボア内で往復動するとき、燃料が内部で比較的高いレベルまで加圧される、ボアの一端に形成された圧送チャンバとを含むポンプハウジングが設けられた、内燃エンジンで使用するためのポンプアッセンブリが提供される。クランプ部材は、ポンプハウジングにクランプ負荷を加えるために設けられており、少なくとも一つの固定部材がクランプ部材をポンプハウジングに固定するために設けられている。少なくとも一つの固定部材は、ボア（又はプランジャー軸線）の半径方向外方に位置決めされており、圧送チャンバを通り且つプランジャー軸線に対して垂直な平面を通って即ちその下に延びる。クランプ部材は、クランプ負荷の少なくとも一つの成分がプランジャー軸線と整合し、ボアのほぼ軸線方向上方に配置されたポンプハウジングの外面を通り、圧送チャンバ内の加圧燃料によるポンプハウジング内の引張応力を相殺する圧縮応力を、プランジャーボアのすぐ近くでポンプハウジングに発生するように構成されている。適当には、少なくとも一つの固定部材はプランジャーボアと重なるように圧送チャンバの下を軸線方向に延びる。
【００１２】
圧送サイクル中、圧送チャンバ内で発生する高い圧力（代表的には、コモンレール燃料ポンプの用途について、２００ＭＰａを越える圧力）により、ポンプハウジング内に、特にプランジャーボアのすぐ近くにパルス状引張応力が発生する。プランジャーボアの近傍でこれらの引張応力を圧縮応力によって相殺することにより、疲労破壊を減少でき、又はなくすことができる。本発明の別の利点は、固定部材をプランジャー軸線の半径方向外方に取り付けることによって、ポンプアッセンブリの軸線方向長さを減少できるということである。クランプ部材は、固定部材がボアの半径方向外方に取り付けられた場合でも、ボアの軸線方向上方の領域にクランプ負荷を及ぼすことができるように構成されている。
【００１３】
本発明のこの態様又は任意の他の態様の一実施例では、ポンプハウジングは、内部にプランジャーボアが設けられたボア区分を含む。クランプ部材は、ボア区分のほぼ軸線方向上方に配置されたポンプハウジングの表面を通してポンプハウジングにクランプ負荷を加えるように構成されている。好ましくは、ボアは、圧送チャンバの少なくとも一部がヘッド区分内に形成されるようにポンプハウジングのヘッド区分内に延びる。従って、クランプ負荷は、圧送チャンバ及びプランジャーボアを含む、引張応力が最大のポンプハウジングの領域に加えられる。代表的には、必ずしもそうでなくてもよいが、ボア区分の直径は、ヘッド区分と比較して小さくてもよい。
【００１４】
本発明のこの態様又は任意の他の態様の一実施例では、クランプ部材は、ポンプハウジングの外面と係合するための少なくとも一つの接触面（即ち主接触面）を含み、この接触面を通してポンプハウジングにクランプ負荷が加えられる。クランプ部材は、例えば、その内面（又は下面）に（即ちポンプアッセンブリの内部に）、接触面又は各接触面を形成する少なくとも一つの突出部を含んでいてもよい。適当には、クランプ部材は、ボアのほぼ軸線方向上方でポンプハウジングと係合する少なくとも一つの主接触面と、ボアの半径方向外方でポンプハウジングと係合する少なくとも一つの副接触面とを含む。有利には、パッケージ及び空間を考慮すると、クランプ部材は、盛り上がった中央領域及び周囲スカート（半径方向に延びる一つ又はそれ以上のフランジ）を持つように形成されたシルクハット形状であってもよい。この構成では、主接触面はクランプ部材の盛り上がった中央領域と関連し、副接触面はスカート（又はフランジ）と関連している。一実施例では、副接触面は、圧送チャンバとほぼ重なるか或いはその下にあるプランジャー軸線に対して所定の軸線方向高さでポンプハウジングの外面と係合する。一実施例では、接触面（即ち座）は圧送チャンバの軸線方向位置よりも下にある。即ち、プランジャーボアと重なる。
【００１５】
ポンプハウジングの外面及びクランプ部材の内面が、使用時に低圧燃料を受け入れるための充填チャンバを形成してもよい。この充填チャンバから燃料が圧送チャンバに送出される。
【００１６】
この実施例では、充填チャンバと連通するため、少なくとも一つの充填ポートがポンプハウジングの外面のところで開放している。クランプ部材には、好ましくは、少なくとも二つの突出部が設けられている。これらの突出部は、各々、隣接した充填ポート間の所定位置にポンプハウジングと係合するための接触面を形成する。この実施例及び他の実施例では、接触面は、好ましくは、円弧形態を備えていてよい。
【００１７】
プランジャー軸線に沿ったクランプ負荷は、本発明の範疇に入る多くの方法で発生できる。一実施例では、クランプ負荷がばねを通してポンプハウジングに加えられるように、クランプ部材の内面とポンプハウジングの外面との間にばねを配置する。
【００１８】
別の実施例では、クランプ部材は、ポンプハウジングにクランプ負荷が加えられたときに弾性変形する材料で形成されている。代表的には、クランプ部材は、降伏応力が１０００ＭＰａ乃至１８００ＭＰａの材料で形成される。この場合、クランプ部材は、上述の実施例において、ばねとしての挙動を効果的に示す。
【００１９】
更に別の実施例では、クランプ部材は、ポンプハウジングにクランプ負荷が加えられたときに塑性変形する材料で形成されている。この場合、クランプ部材は、代表的には、降伏応力が２００ＭＰａ乃至６００ＭＰａの材料で形成される。
【００２０】
クランプ負荷がポンプハウジングに加わったときに塑性変形する材料を使用することによる利点は、クランプ部材の形状のいかなる変化も、加えられたクランプ負荷及び従って圧縮応力にさほど重要な影響を及ぼさないということである。その結果、有利なことに、ポンプ毎のばらつきが抑えられ、圧送チャンバ内の高圧燃料により発生する引張応力を相殺する、ポンプハウジング内で発生する圧縮応力を更に正確に設定できる。
【００２１】
少なくとも一つの固定部材（例えばボルト）をクランプ部材及びポンプハウジングに通し、クランプ部材をポンプハウジングにポンプハウジングの外周領域で固定するのが望ましい。
【００２２】
第３の態様では、内燃エンジンで使用するためのポンプアッセンブリにおいて、圧送プランジャーが内部でプランジャー軸線に沿って往復動するボアが設けられたポンプハウジングと、ボアの一端に形成され、圧送プランジャーが使用時にボア内で往復動するとき、燃料が内部で比較的高いレベルまで加圧される圧送チャンバと、圧送チャンバ内の加圧燃料によりポンプハウジング内に発生した引張応力を相殺する圧縮応力を、プランジャーボアのすぐ近くで、ポンプハウジングに発生するように、少なくとも一つの成分がプランジャー軸線と整合したクランプ負荷を、ボアのほぼ軸線方向上方に配置されたポンプハウジングの表面を通してポンプハウジングに加えるためのクランプ部材とを含み、クランプ部材は、クランプ負荷がポンプハウジングに加えられたときに変形する材料で形成されている、ポンプアッセンブリが提供される。
【００２３】
この第３の態様では、クランプ部材、ポンプハウジング、及び任意のこの他の要素は、上掲の第１及び第２の態様で言及したのと同じに定義できる。
第２及び第３の態様では、圧送チャンバ内への燃料の流れを制御するため、入口バルブが設けられていてよい。有利には、入口バルブは、別のバルブハウジングを必要としないようにポンプハウジング内に（少なくとも部分的に）収容されている。入口バルブ及びそのハウジングは、第１の態様で言及したのと同じである。
【００２４】
本発明の任意の態様において、ポンプアッセンブリは、更に、圧送チャンバから出口通路への（比較的高圧の）燃料の送出を調節するため、圧送チャンバと連通した出口バルブを含んでいてもよい。有利には、出口バルブは、別のバルブハウジングでなく、ポンプハウジング内に収容される。これにより、別のハウジング部材に対する必要をなくす。出口バルブは、ボールバルブ等の任意の適当な種類のバルブであってもよい。適当には、出口バルブの着座面は、ポンプハウジングの表面によって形成される。着座面及びバルブの対応する表面は、截頭円錐形又は部分球形であってもよい。
【００２５】
本発明は、特に、圧縮点火内燃エンジンのコモンレール燃料ポンプで使用されるが、この他の用途、特にポンプの構成要素内で高い引張応力が発生する場合に等しく使用される。
【００２６】
逆のことが示されない限り、本発明の一態様に関して説明した特徴は、本発明のその他の任意の態様にも含まれ、特段の記載のない限り、実施例の特徴は、互いに組み合わせられてもよく、こうした組み合わせは、本発明の範疇に含まれると考えられるということは理解されよう。
【００２７】
次に、本発明の好ましい実施例を添付図面を参照して例として説明する
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】上文中に説明した図１は、コモンレール燃料ポンプの既知のポンプアッセンブリを示す図である。
【図２】図２は、ポンプハウジング、圧送チャンバ、及びクランプ部材を含む、本発明の一実施例のポンプアッセンブリの断面図である。
【図３】図３は、図２のポンプアッセンブリのクランプ部材の斜視図である。
【図４】図４は、低圧燃料用の入口ポートを示す、図２のポンプハウジングの、クランプ部材が取り除かれた斜視図である。
【図５】図５は、クランプ部材の接触ゾーンがポンプハウジングと接触する場所を示す、図２のポンプハウジングの外面の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図２を参照すると、本発明の第１実施例の燃料ポンプアッセンブリ３０は、大径のヘッド区分３２ａ及びヘッド区分３２ａから下方に延びる小径のボア区分３２ｂを持つポンプハウジングを含む。ポンプハウジングのボア区分３２ｂにはボア３４が設けられており、このボア３４内に圧送プランジャー３６が受け入れられる。ボア３４は、ヘッド区分３２ａの中央部分内に延びており、圧送チャンバ３８で終端する。ポンプハウジング３２ａ及び３２ｂは、図２に示す配向でポンプハウジングの下に配置された主ポンプハウジング（図示せず）に固定されている。従って、ポンプハウジング３２ａ及び３２ｂは、主ポンプハウジングのヘッドを効果的に形成する。
【００３０】
圧送プランジャー３６は、代表的には、エンジンが駆動するカム（図示せず）によって、又は当業者によく知られる任意の他の適当な手段によって駆動される。使用では、プランジャー３６は、その駆動時にプランジャー軸線に沿ってプランジャーボア３４内で往復動し、圧送チャンバ３８内の燃料を加圧する。プランジャー３６は、圧送サイクルを実行する。圧送サイクルは、比較的低レベルの燃料が圧送チャンバ３８に送出されるサイクルの充填工程及び圧送チャンバ３８内の燃料が比較的高いレベルまで、例えば２００ＭＰａを越える圧力まで加圧される圧送工程を含む。
【００３１】
圧送チャンバ３８には、プランジャー軸線と軸線方向で整合した入口バルブ４０、４０ａ、４０ｂが設けられている。入口バルブは、バルブボア４１を通って延びるバルブ本体４０ａと、バルブボア４１と圧送チャンバ３８との間の交差部のところでボア３４が形成する弁座４３と係合するバルブヘッド４０ｂとを含み、圧送チャンバ３８への燃料の流入を制御する。バルブヘッド４０ｂは、バルブばね（図示せず）によって弁座に押し付けられており、充填工程中、ばね力に抗して弁座から離す方向に移動される。充填工程中、プランジャー３６はボア３４から後退しており、低圧燃料が圧送チャンバ３８に送出される。
【００３２】
ポンプハウジング自体が形成する弁座４３にバルブヘッド４０ｂが着座するということに着目されたい。これには、例えばＧＢ２１０７８０１に例示した、ポンプハウジングに取り付けられた別体のバルブブロックにバルブ部材が設けられた変形例の設計を越える利点がある。これは、本構成により、漏洩の問題を引き起こす高圧シールの必要をなくすためである。上述のように、弁座４３は截頭円錐形形態であり、バルブヘッド４０ｂの対応する截頭円錐形表面と係合する。しかしながら、部分球形の着座面も適している。便利には、入口バルブはポペット型のバルブであるが、変形例では、ボールバルブ等の他のバルブを使用してもよい。例示の装置では、入口バルブ本体４０ａは一部だけがポンプハウジング内に収容されているということに着目されたい。しかしながら、変形例の構成では、入口バルブ全体がポンプハウジングに収容されていてもよい。
【００３３】
ポンプハウジング３２ａ、３２ｂには、更に、加圧燃料を下流のコモンレール（図示せず）に供給するため、圧送チャンバ３８から横方向にヘッド区分３２ａの外部分を通って延びる出口通路４２が設けられている。出口通路４２には、バルブばね（図示せず）によって閉鎖方向に押圧された出口バルブ４４が設けられている。サイクルの圧送工程中、出口バルブ４４をばね力に抗して開放し、圧送チャンバ３８内で高い圧力レベルまで加圧された燃料を出口通路４２を通してコモンレールに送出できる。
【００３４】
更に図３及び図４を参照すると、ポンプハウジング３２ａ、３２ｂに被せられるクランプ部材４６が提供される。クランプ４６は全体にシルクハット構造を備えており、隆起した中央区分４６ａ及び外スカート４６ｂを有する。スカート４６ｂは、ヘッド区分３２ａの外部分の上面に着座し、ここに四本のボルト（図２には、これらのボルト４８のうちの二本だけが示してある）によって固定される。これらのボルトは、スカート４６ｂの受け入れ穴４７（図４にのみ示す）、ヘッド区分３２ａの外周領域、及び下側の主ポンプハウジングからなる整合した対を通って延びる。
【００３５】
図示の実施例では、クランプの中央区分４６ａは、下方に延びる部分４６ｃ（図２にのみ示す）を含む。この下方に延びる部分４６ｃは、以下に更に詳細に説明するように、複数の接触ゾーンを介してヘッド区分３２ａの中央部分の上面と係合する。ヘッド区分３２ａには、クランプ４６をポンプハウジングに正しく位置決めすることにより、クランプ４６が入口バルブばねと係合しないようにするガイド要素４５が機械加工で形成されている。
【００３６】
クランプ４６の下面の残りの部分は、ポンプハウジング３２ａのヘッド区分３２ａの上面から間隔が隔てられており、クランプの下方に延びる部分４６ｃの半径方向外方に配置された環状容積を形成する。この環状容積は、燃料用の充填チャンバ４９を形成し、このチャンバから、燃料が、ポンプハウジングのヘッド区分３２ａに設けられた複数の入口通路（これらの入口通路５０のうちの一つが図２に示してある）を介して、圧送チャンバ３８に送出される。
【００３７】
入口通路５０は、バルブボア４１から斜めに延び、充填チャンバ４９と連通したポンプハウジングの上面に設けられたポート５２（図４及び図５参照）で出る。代表的には、三つの入口通路５０が設けられている（しかしながら、これよりも多数の又は少数の通路を使用してもよい）。これらの入口通路は、入口バルブ４０ａ、４０ｂを中心として等角度間隔位置に形成されている。しかしながら、入口通路５０を等間隔でない位置に設けてもよい。
【００３８】
図５を更に参照すると、ポンプハウジングには、供給通路（図示せず）が更に設けられている。供給通路の一端は、ヘッド区分３２ａの上面を出て、充填チャンバ４９に繋がる追加のポート５４を形成する。供給通路の他端は、低圧の上流燃料源（例えば移送ポンプ）と連通する。チャンバ４９からの望ましからぬ燃料漏れを阻止するため、充填チャンバ４９には、Ｏ−リングシール５６が配置されている。チャンバ４９が比較的低圧の燃料だけを収容し、高圧インターフェース及びシールがポンプハウジング自体の内部に形成されるため、Ｏ−リングシールが使用可能であるということに着目されたい。この構成は、少なくとも、ポンプアッセンブリでの燃料漏れをなくすか或いは少なくとも低減するのを補助する。
【００３９】
クランプ４６の下方に延びる部分４６ｃの接触ゾーンの形状及び位置は、ポート５２、５４がポンプハウジング３２ａの上面を出る位置で決まる。例示の実施例では、下方に延びる部分４６ｃは本質的に環状であり、円弧形態の三つの接触ゾーン５８を形成する。これらの接触ゾーンは、ポート５２、５４間に散在する位置で、プランジャーボア３４の軸線方向上方に配置されたポンプハウジング３２ａの対応する形状の領域と係合する。
【００４０】
例示の実施例の変形例では、ハウジングの上面に二つのポートしか設けられていない場合には、クランプ部材の下方に延びる部分に二つの接触ゾーンを設けるだけでよい。充填チャンバが圧送チャンバの軸線方向上方に配置されているのでなく、圧送チャンバの一方の側に配置された更に別の実施例では、クランプ部材の下方に延びる部分は、単一の中断していない接触ゾーンをポンプハウジング３２ａ内に形成してもよい。中断していない接触ゾーンは、便利には、リング形状である。
【００４１】
ポンプの組み立て時に、先ず最初に、クランプ４６の下方に延びる部分４６ｃを、接触ゾーン５８を介してヘッド区分３２ａの上面と係合するまでガイド要素４５を使用してヘッド区分３２ａ上に案内することにより、クランプ４６をヘッド区分３２ａの上面上に置く。この段階で、スカート４６ｂの下面と、対向するヘッド区分３２ａの上面との間に隙間が存在する。ボルト４８をヘッド区分３２ａの受け入れ穴４７及び主ポンプハウジングのねじを備えた対応する受け入れ穴に通して配置する。ボルトを締めると、クランプ４６が弾性変形を開始し、隙間を閉じる。
【００４２】
クランプ４６が変形するとき、プランジャーボア３４の上方のヘッド区分の上面と係合する接触ゾーン５８を通してポンプハウジングのヘッド区分３２ａにクランプ負荷が加わる。クランプ負荷は、少なくとも、プランジャー軸線と軸線方向に整合した成分を有し、従って、接触ゾーン５８の下のポンプハウジングの領域に軸線方向圧縮応力が発生する。換言すると、圧送チャンバ３８の近傍の、即ちすぐ近くの領域でポンプハウジングのヘッド区分３２ａに軸線方向圧縮応力が発生する。ひとたび隙間が閉鎖すると、ヘッド区分３２ａに加わる接触力は、ボルト４８を更に締め付けた場合でも実質的に同じままである。従って、ボルトを締め付けることによってポンプハウジングに発生する軸線方向圧縮応力は、クランプ４６とヘッド区分３２ａとの間の初期隙間で決まる。
【００４３】
クランプ４６が発生した軸線方向圧縮応力は、圧送チャンバ３８内に発生した高い圧力によりプランジャーボア３４の近傍のポンプハウジングの領域に発生した軸線方向引張応力を相殺する。代表的には、例えば、圧送チャンバ３８内の燃料圧力は、コモンレールの用途については、２００ＭＰａを越えるレベルまで上昇し、ポンプハウジング３２ａ、３２ｂ内に高いパルス状引張応力を発生する。本発明は、ボルト４８を通してポンプハウジングにクランプ負荷が加えられる図１に示す既知のポンプ構成とは異なり、引張応力が最大のポンプハウジングの最も壊れ易い領域に影響を及ぼさない。従って、本発明は、ポンプハウジング内の軸線方向引張応力により生じる疲労破壊等の問題点を実質的になくす。
【００４４】
クランプ４６は、ボルト４８を締め付けるときにクランプ４６が弾性変形することによりクランプ負荷を増大するように、降伏応力が、代表的には、１０００ＭＰａ乃至１８００ＭＰａの焼入鋼及び焼戻鋼（例えばばね鋼）から形成されてもよい。従って、クランプ４６は、ボルト４８を締め付けたとき、ばねとして有効に作用する。クランプ４６の変形の程度が大きければ大きい程、クランプ負荷及びこれにより発生する圧縮応力が大きくなる。製造許容差のため、スカート４６ｂとヘッド区分３２ａの外部分との間の隙間がポンプアッセンブリによって異なり、そのため、クランプ負荷（及び従って、発生する圧縮応力）が僅かに異なる。
【００４５】
本発明の別の実施例（図示せず）は、クランプ負荷を提供するため、プランジャーボア３４のほぼ真上の領域でクランプ４６とヘッド区分３２ａとの間に配置された（例えばこれらの間に挟まれた）ばねを使用する。しかしながら、この実施例は、ばねの剛性及びばねの長さの変化の影響を受け易い。クランプ４６とポンプハウジング３２ａ、３２ｂとの間の隙間は、製造許容差により僅かに異なり、ばねの長さもまたポンプアッセンブリによって僅かに異なり、そのため、ばね力及び従ってクランプ負荷は、ばね定数に応じて僅かに異なる。ばねは、更に、ポンプアッセンブリの全体としての大きさを増大し、従って、比較的小さい空間に適用する上では好ましい実施例ではない。
【００４６】
更に別の実施例では、クランプ４６は、降伏応力が２００ＭＰａ乃至６００ＭＰａの軟鋼から形成されてもよい。この場合、ボルト４８を締め付けてスカート４６ａとヘッド区分３２ａの外部分との間の隙間が閉鎖すると、クランプ４６が変形する。しかしながら、この場合、クランプ４６は、隙間の閉鎖前にその弾性変形限度に達する材料特性を有し、従って、ボルト４８を更に締め付けると塑性変形する。クランプ４６がその弾性変形限度に達する点が、接触ゾーン５８を通してポンプハウジングに加えられるクランプ負荷を決定する。従って、軟鋼を使用することは、クランプ４６とヘッド区分３２ａとの間の隙間の変化の影響を受け難くするという点で有利である。更に、軟鋼には、比較的低価格であるという利点がある。
【００４７】
入口バルブ４０ａ、４０ｂが圧送チャンバの軸線方向上方に配置されておらず、チャンバの一方の側に配置されたポンプアッセンブリ（例えばＥＰ１６２９１９１Ａ１参照）では、上文中に説明したのと同じ利点が得られるようにクランプが設けられて、このクランプがプランジャーの中央軸線と軸線方向に整合した一つまたは複数の接触ゾーンを介してポンプハウジングと係合してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、ディーゼルエンジン用コモンレール燃料ポンプ以外の用途があり、特に圧送チャンバ内で高い圧力が発生するこの他のポンプの用途で使用してもよいということは理解されよう。
【符号の説明】
【００４９】
３２ａ  ヘッド区分
３２ｂ  ボア区分
３４  ボア
３６  圧送プランジャー
３８  圧送チャンバ
４０  入口バルブ
４０ａ  バルブ本体
４０ｂ  バルブヘッド
４１  バルブボア
４２  出口通路
４３  弁座
４４  出口バルブ
４５  ガイド要素
４６  クランプ部材
４６ａ  中央区分
４６ｂ  外スカート
４７受け入れ穴
４８  ボルト
４９  充填チャンバ
５０  入口通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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