(57)【要約】【課題】コモンレール式燃料噴射システム用の燃料ポンプで使用するのに適したポンプへッドを提供する。【解決手段】このポンプへッドは、プランジャーボア（１１８）及び圧送チャンバ（１２４）を形成するポンプへッドハウジング（１１０）とを含む。燃料は、プランジャーボア（１１８）内で往復動するプランジャー（１１６）によって、圧送チャンバ（１２４）内で加圧される。ポンプへッドハウジング（１１０）は、圧送チャンバ（１４６）内への燃料の流れを制御するための入口バルブ装置（１３２）を含む。入口バルブ装置は、回廊（１５０）内の燃料圧力に応じて開放位置と閉鎖位置との間で移動自在のバルブ部材を含む。回廊（１５０）は、ポンプへッドハウジング（１１０）の外側に取り付けられたクロージャー手段によって形成された外チャンバ（１６８）と連通する。使用では、回廊（１５０）は、外チャンバを介して低圧燃料源と連通する。ポンプへッドハウジングは、クロージャー部材をポンプへッドハウジング（１１０）上に配置する突出部（１１２ａ）を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コモンレール式燃料噴射システムで使用するための燃料ポンプ用のポンプへッドであって、
ポンプへッドハウジングと、
前記ポンプへッドハウジング内に形成された圧送チャンバと、
回廊内の燃料圧力に応じて開放位置と閉鎖位置との間で移動自在のバルブ部材を含む、前記圧送チャンバ内への燃料の流れを制御するための入口バルブ装置とを含み、前記回廊は、前記ポンプへッドハウジングの外側に取り付けられたクロージャー部材によって形成された外チャンバと連通し、これにより、使用時に前記回廊が前記外チャンバを介して低圧燃料源と連通するようにされ、
前記ポンプへッドハウジングは、前記クロージャー部材内に配置される突出部を含む、ポンプへッド。
【請求項２】
請求項１に記載のポンプへッドであって、
前記突出部の半径方向外面は、前記クロージャー部材を前記突出部上に配置するように、前記クロージャー部材の半径方向内面と係合する、ポンプへッド。
【請求項３】
請求項２に記載のポンプへッドであって、
燃料が前記外チャンバの外に流出しないようにするシールを提供するように、前記突出部の前記半径方向外面に設けられた溝にＯ−リングシールが配置される、ポンプへッド。
【請求項４】
請求項１、２、又は３に記載のポンプへッドであって、更に、
低圧燃料を前記低圧燃料源から前記外チャンバに搬送するための低圧供給通路を含み、前記低圧供給通路は、部分的に前記突出部内に形成されている、ポンプへッド。
【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へッドであって、
前記バルブ部材は前記ポンプへッドハウジングに形成されたバルブボア内で案内される、ポンプへッド。
【請求項６】
請求項５に記載のポンプへッドであって、
前記バルブ部材は、前記外チャンバと前記圧送チャンバとの間の燃料の流れを制御するように、前記バルブボアによって形成された弁座と係合する、ポンプへッド。
【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へッドであって、
前記ポンプへッドハウジングの突出部には、前記外チャンバと前記回廊との間に燃料流路を形成するように、少なくとも一つの燃料通路が設けられている、ポンプへッド。
【請求項８】
請求項７に記載のポンプへッドであって、
前記少なくとも一つの燃料通路は、前記突出部に形成された少なくとも一つのドリル穴によって形成される、ポンプへッド。
【請求項９】
請求項７又は８に記載のポンプへッドであって、
前記バルブ部材は、前記バルブ部材の端部分と前記突出部の上面との間に係合したばねによって前記閉鎖位置に押圧されている、ポンプへッド。
【請求項１０】
請求項９に記載のポンプへッドであって、
前記少なくとも一つの燃料通路は、前記突出部の上面で、前記ばねの直径の外側で開口している、ポンプへッド。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のうちのいずれか一項に記載のポンプへッドであって、
前記回廊は、前記ポンプへッドハウジング内に形成されている、ポンプへッド。
【請求項１２】
コモンレール式燃料噴射システムで使用するための燃料ポンプであって、
請求項１乃至１１のうちのいずれか一項に記載の少なくとも一つのポンプへッドを含む、燃料ポンプ。
【請求項１３】
請求項１２に記載の燃料ポンプであって、更に、
前記燃料ポンプ用の駆動シャフトが延びる主ポンプハウジングと、
前記ポンプへッドを前記主ポンプハウジングに固定するための固定手段とを含み、
前記固定手段は、前記クロージャー部材を前記ポンプへッドに固定するようにもなっている、燃料ポンプ。
【請求項１４】
請求項１３に記載の燃料ポンプであって、
前記クロージャー部材には、前記固定手段の固定具を受け入れるための少なくとも一つの穴が設けられている、燃料ポンプ。
【請求項１５】
請求項１４に記載の燃料ポンプであって、
前記ポンプへッドハウジングには前記固定具を受け入れるための通路が設けられており、前記固定具は、前記主ポンプハウジングに前記ポンプへッドを取り付けるように、前記主ポンプハウジング内に更に延びる、燃料ポンプ。
【請求項１６】
燃料噴射システムで使用するための燃料ポンプ用ポンプへッドであって、
ポンプへッドハウジングと、
前記ポンプへッドハウジング内に形成された圧送チャンバと、
回廊内の燃料圧力に応じて開放位置と閉鎖位置との間で移動自在のバルブ部材を含む、前記圧送チャンバ内への燃料の流れを制御するための入口バルブ装置であって、前記回廊は、前記ポンプへッドハウジングの外部に取り付けられたクロージャー部材によって形成された外チャンバと連通し、これにより、使用時に前記回廊が前記外チャンバを介して低圧燃料源と連通するようにされる、入口バルブ装置と、
燃料が前記圧送チャンバに流入できない前記閉鎖位置に前記バルブ部材を押圧するように、前記バルブ部材に作用する、ばねと、
前記外チャンバと前記回廊との間の少なくとも一つの燃料通路とを含み、前記少なくとも一つの燃料通路は、前記ポンプへッドハウジングの表面のところで、前記ばねの直径の外側で開口している、ポンプへッド。
【請求項１７】
請求項１６に記載のポンプへッドであって、
前記ポンプへッドハウジングは、前記クロージャー部材内に配置される突出部を含む、ポンプへッド。
【請求項１８】
請求項１７に記載のポンプへッドであって、
前記突出部の半径方向外面は、前記クロージャー部材を前記突出部上に配置するように、前記クロージャー部材の半径方向内面と係合する、ポンプへッド。
【請求項１９】
請求項１８に記載のポンプへッドであって、
燃料が前記外チャンバの外に流出しないようにするシールを提供するように、前記突出部の前記半径方向外面に設けられた溝にＯ−リングシールが配置される、ポンプへッド。
【請求項２０】
請求項１７、１８、又は１９に記載のポンプへッドであって、
前記少なくとも一つの燃料通路は、前記突出部に形成された少なくとも一つのドリル穴によって形成される、ポンプへッド。
【請求項２１】
請求項１７乃至２０のうちのいずれか一項に記載のポンプへッドであって、
低圧燃料を前記低圧燃料源から前記外チャンバに搬送するための低圧供給通路を含み、前記低圧供給通路は、部分的に前記突出部内に形成されている、ポンプへッド。
【請求項２２】
請求項１６乃至２１のうちのいずれか一項に記載のポンプへッドであって、
前記バルブ部材は前記ポンプへッドハウジングに形成されたバルブボア内で案内される、ポンプへッド。
【請求項２３】
請求項２２に記載のポンプへッドであって、
前記バルブ部材は、前記外チャンバと前記圧送チャンバとの間の燃料の流れを制御するように、前記バルブボアによって形成された弁座と係合する、ポンプへッド。
【請求項２４】
請求項１６乃至２３のうちのいずれか一項に記載のポンプへッドであって、
前記回廊は、前記ポンプへッドハウジング内に形成されている、ポンプへッド。
【請求項２５】
コモンレール式燃料噴射システムで使用するための燃料ポンプであって、
請求項１６乃至２４のうちのいずれか一項に記載の少なくとも一つのポンプへッドを含む、燃料ポンプ。
【請求項２６】
請求項２５に記載の燃料ポンプであって、
前記燃料ポンプ用の駆動シャフトが延びる主ポンプハウジングと、
前記ポンプへッドを前記主ポンプハウジングに固定するための手段とを含み、
前記手段は、前記クロージャー部材を前記ポンプへッドに固定するようにもなっている、燃料ポンプ。
【請求項２７】
請求項２６に記載の燃料ポンプであって、
前記クロージャー部材には、前記固定手段の固定具を受け入れるための少なくとも一つの穴が設けられている、燃料ポンプ。
【請求項２８】
請求項２７に記載の燃料ポンプであって、
前記ポンプへッドハウジングには前記固定具を受け入れるための通路が設けられており、前記固定具は、前記主ポンプハウジングに前記ポンプへッドハウジングを取り付けるため、前記主ポンプハウジング内に更に延びる、燃料ポンプ。
【請求項２９】
コモンレール式燃料噴射システムで使用するための燃料ポンプであって、
主ポンプハウジングと、
ポンプヘッドであって、ポンプへッドハウジングと、前記ポンプへッドハウジング内に形成された圧送チャンバと、前記圧送チャンバ内への燃料の流れを制御するための入口バルブ装置とを含み、前記入口バルブ装置は、回廊内の燃料圧力に応じて開放位置と閉鎖位置との間で移動自在のバルブ部材を含み、前記回廊は外チャンバと連通しており、前記入口バルブ装置は、更に、前記ポンプへッドハウジングの外側に取り付けられて前記外チャンバを形成するクロージャー手段を含み、これによって、使用時に、前記回廊は、前記外チャンバを介して低圧燃料源と連通する、ポンプヘッドとを含み、
前記燃料ポンプは、更に、前記ポンプへッドを前記主ポンプハウジングに固定するための手段を含み、前記手段は、前記クロージャー手段を前記ポンプへッドに固定するようにもなっている、燃料ポンプ。
【請求項３０】
請求項２９に記載の燃料ポンプであって、
前記外チャンバの少なくとも一部が、前記ポンプへッドハウジングの外面に取り付けられたクロージャー部材によって形成される、燃料ポンプ。
【請求項３１】
請求項３０に記載の燃料ポンプであって、
前記クロージャー部材には、前記固定手段の固定具を受け入れるための少なくとも一つの穴が設けられている、燃料ポンプ。
【請求項３２】
請求項３１に記載の燃料ポンプであって、
前記ポンプへッドハウジングには前記固定具を受け入れるための通路が設けられており、前記固定具は、前記主ポンプハウジングに前記ポンプへッドハウジングを取り付けるため、前記主ポンプハウジング内に更に延びる、燃料ポンプ。
【請求項３３】
請求項２９乃至３２のうちのいずれか一項に記載の燃料ポンプであって、
前記バルブ部材は前記ポンプへッドハウジングに形成されたバルブボア内で案内される、燃料ポンプ。
【請求項３４】
請求項３３に記載の燃料ポンプであって、
前記バルブ部材は、前記外チャンバと前記圧送チャンバとの間の燃料の流れを制御するように、前記バルブボアによって形成された弁座と係合する、燃料ポンプ。
【請求項３５】
請求項２９乃至３４のうちのいずれか一項に記載の燃料ポンプであって、
前記ポンプへッドハウジングは、前記クロージャー部材内に配置される突出部を含む、燃料ポンプ。
【請求項３６】
請求項３５に記載の燃料ポンプであって、
前記突出部の半径方向外面は、前記クロージャー部材を前記突出部上に配置するように、前記クロージャー部材の半径方向内面と係合する、燃料ポンプ。
【請求項３７】
請求項３６に記載の燃料ポンプであって、
燃料が前記外チャンバの外に流出しないようにするシールを提供するように、前記突出部の前記半径方向外面に設けられた溝にＯ−リングシールが配置される、燃料ポンプ。
【請求項３８】
請求項３５、３６、又は３７に記載の燃料ポンプであって、
前記外チャンバと前記回廊との間に燃料流路を形成するように、前記ポンプへッドハウジングの前記突出部には、少なくとも一つの燃料通路が設けられている、燃料ポンプ。
【請求項３９】
請求項３８に記載の燃料ポンプであって、
前記バルブ部材は、前記バルブ部材の端部分と前記突出部の上面との間に係合したばねによって押圧されている、燃料ポンプ。
【請求項４０】
請求項３９に記載の燃料ポンプであって、
前記少なくとも一つの燃料通路は、前記ポンプへッドハウジングの表面で、前記ばねの直径の外側で開口している、燃料ポンプ。
【請求項４１】
請求項３５乃至４０のうちのいずれか一項に記載の燃料ポンプであって、
低圧燃料を前記低圧燃料源から前記外チャンバに搬送するための低圧供給通路を含み、前記低圧供給通路は、部分的に前記突出部内に形成されている、燃料ポンプ。
【請求項４２】
請求項２９乃至４１のうちのいずれか一項に記載の燃料ポンプであって、
前記回廊は、前記ポンプへッドハウジング内に形成されている、燃料ポンプ。
【請求項４３】
添付図面のうち、図２、図２ａ、図３、又は図４を参照して本明細書中に説明した、又はこれらの図面に示す、ポンプへッドハウジング。
【請求項４４】
添付図面のうち、図２、図２ａ、図３、又は図４を参照して本明細書中に説明した、又はこれらの図面に示す、燃料ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃エンジンに高圧燃料を供給するためのコモンレール式燃料噴射システムで使用するための高圧燃料ポンプに関し、更に詳細には、このような燃料ポンプで使用するための改良ポンプへッドに関する。本発明は、特に圧縮点火（ディーゼル）エンジンに用途がある。
【背景技術】
【０００２】
コモンレール式燃料噴射システム用の高圧燃料ポンプは、代表的には、一つ又はそれ以上の液圧ポンプへッドを含む。これらのポンプへッドで、ポンプへッドの圧送チャンバ内の燃料をプランジャーの往復運動によって加圧する。代表的には、燃料タンク内の低圧吸い上げポンプによって、又は高圧燃料ポンプに組み込んだ移送ポンプによって、ポンプへッドに低圧燃料が供給される。加圧後、高圧燃料が圧送チャンバからコモンレールに供給される。
【０００３】
高圧燃料ポンプの周知のポンプへッドを図１に示す。この周知のポンプへッドは、上部分１２及び下方に延びるプランジャー支持管状部材１４を持つポンプへッドハウジング１０を含む。圧送プランジャー１６は、一部がポンプへッドハウジング１０の上部分１２内に形成され且つ一部がプランジャー支持管状部材１４内に形成されたプランジャーボア１８内で往復動する。圧送プランジャー１６は、エンジンにより駆動される駆動シャフト２２に取り付けられたカム２０によって駆動される。圧送チャンバ２４は、ポンプへッドハウジング１０の上部分１２内に、プランジャーボア１８の上端２６のところに形成される。低圧燃料が、上部分１２の入口ドリル穴２８に沿って圧送チャンバ２４に供給される。燃料は、プランジャーボア１８内での圧送プランジャー１６の往復運動によって圧送チャンバ２４内で加圧され、高圧燃料が上部分１２の出口ドリル穴３０に沿って圧送チャンバ２４を出る。
【０００４】
入口バルブ装置３２が圧送チャンバ２４の上方に（紙面に示す配向において）配置されている。入口バルブ装置３２を図１ａの拡大図に更に明瞭に示す。次に図１ａを参照すると、入口バルブ装置３２は、ポンプへッドハウジング１０の上部分１２にプランジャーボア１８と同軸に形成された入口バルブボア３４内に取り付けられている。入口バルブ装置３２は、入口バルブ本体３６を含む。入口バルブ本体３６の下面３８は、圧送チャンバ２４の上端を取り囲む入口バルブボア３４の環状端壁４０と隣接している。入口バルブ本体３６は、入口バルブボア３４の内壁のねじ部分４４と係合するねじキャップ４２によって、環状端壁４０に押し付けられている。入口バルブ本体３６に形成されたバルブボア４８内で案内される移動自在の入口バルブ部材４６が、圧送チャンバ２４内への燃料の流れを、入口バルブ本体３６に形成された回廊（ｇａｌｌｅｒｙ）５０内の燃料圧力に応じて制御する。低圧燃料が、入口バルブ本体３６の複数の半径方向供給ドリル穴５２を通って回廊５０に供給される。これらの半径方向供給ドリル穴５２は、ポンプへッドハウジング１０の上部分１２内に入口バルブ本体３６と入口バルブボア３４の内壁５６との間に形成された環状供給部５４を介して入口ドリル穴２８と連通している。環状供給部５４は、ポンプへッドハウジング１０又は入口バルブ本体３６のいずれかに機械加工で形成されていてもよく、又は場合によっては、これらの両方に分けられていてもよい。環状供給部５４内の低圧燃料とポンプへッドハウジング１０の外部との間に低圧シールを形成するため、ねじキャップ４２と入口バルブボア３４の内壁５６との間にＯ−リング５８が配置されている。入口バルブ本体３６の下面３８に設けられた環状突出部６０が入口バルブボア３４の環状端壁４０と当接し、高圧領域と低圧領域との間に高圧（「ナイフエッジ」）シールを形成する。環状突出部６０に対する変形例として、場合によっては、金属製ワッシャを使用してこの高圧シールを形成する。
【０００５】
図１及び図１ａに示す入口バルブ装置３２は、通常は、サブアッセンブリとして組み立てられる。高圧領域と低圧領域との間に高圧シール６０を形成するため、ねじキャップ４２によって入口バルブ本体３６に大きなクランプ負荷を加える。これらの周知のポンプへッドの欠点は、高圧シール要素６０が、高圧燃料からの応力が加わり易い領域に高い局所的接触圧力を発生するということである。更に、高圧シール６０は、ねじキャップ４２を精密に締め付けることを必要とする。これは、一貫して行うのが困難である。ポンプへッドの別の設計はボールバルブを使用し、これにより高圧シールに対する必要をなくす。しかしながら、ボールバルブは案内されず、これによりこれらのポンプへッドの高速／高圧流れ性能が制限される。
【０００６】
別の周知のポンプへッド設計は、米国特許第７，３６３，９１３号に示されている。このポンプへッドは、環状供給部がポンプへッドハウジングの外の所定の位置をとり、低圧燃料を入口ドリル穴から直接的に受け取るため、ポンプへッドの高圧領域と低圧領域との間の高圧シールを設ける必要をなくす。しかしながら、この利点にも関わらず、このポンプへッドには他の欠点がある。例えば、ポンプへッドハウジングは、供給チャンバを形成するため、大きなポケットがその上面に機械加工によって形成されている。ポンプへッドハウジング本体の突出部が供給チャンバ内に延びており、この突出部に半径方向ドリル穴が設けられ、入口バルブ装置が開放しているとき、燃料を弁座を通して圧送チャンバ内に通すための流路を形成する。製造上の観点から述べると、ハウジングは、その複雑な形のため、特にポンプへッドハウジングの上面にポケットを形成すること及びこのポケット内に延びる突出部を形成することを必要とするため、機械加工が困難である。更に、突出部にドリル穴が設けられるため、ハウジングの剛性が低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第７，３６３，９１３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、周知の設計と関連した上述の問題点を解決する高性能ポンプへッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の特徴によれば、ポンプへッドハウジングと、ポンプへッドハウジング内に形成された圧送チャンバと、圧送チャンバ内への燃料の流れを制御するための入口バルブ装置とを含む、コモンレール式燃料噴射システムで使用するための燃料ポンプ用のポンプへッドが提供される。入口バルブ装置は、回廊内の燃料圧力に応じて開放位置と閉鎖位置との間で移動自在のバルブ部材を含む。回廊は、ポンプへッドハウジングの外側に取り付けられたクロージャー部材によって形成された外チャンバと連通している。この連通は、回廊が、使用時に、外チャンバを介して低圧燃料源と連通するように行われる。ポンプへッドハウジングは、クロージャー部材をポンプへッドハウジングに配置するため、クロージャー部材内に受け入れられる突出部を含む。
【００１０】
クロージャー部材を所定の位置に配置するため、ポンプへッドハウジングに突出部を設けることにより、幾つかの利点が得られる。突出部の半径方向外面は、クロージャー部材の半径方向内面と係合し、クロージャー部材を突出部に配置する。これにより、燃料が外チャンバから流出しないようにするシールを提供するため、突出部の半径方向外面に設けられた溝にＯ−リングシールを配置できる。更に、突出部は大きな材料体積を提供する。この大きな材料体積により、構造の剛性を損なうことなく、突出部にドリル穴を形成し、外チャンバと回廊との間に一つ又はそれ以上の流路を形成する。突出部は、流入流量を大きくできるように、複数のこのような流路を必要とする用途に適している。このような大きな流量は、ポンプへッドを高速で作動し、コモンレールを高い圧力にまで加圧する必要がある用途で特に望ましい。
【００１１】
外チャンバは、図１に示すポンプへッドの環状供給部５４と同様に作用する。本発明の好ましい実施例では、外チャンバは、少なくとも一部が、ポンプへッドハウジングの外面に取り付けられたバルブキャップの形態のクロージャー部材によって形成される。バルブキャップは、実質的にドーム形状であってもよいし、シルクハット形状であってもよい。チャンバをポンプへッドハウジングの外側に位置決めすることにより、ポンプへッドの製造を容易にする。これは、ポンプへッドハウジングに、又は入口バルブ本体に環状供給部を機械加工によって形成する必要がないためである。
【００１２】
バルブ部材は、好ましくは、バルブボアによって形成された弁座と係合し、外チャンバと回廊／圧送チャンバとの間の燃料の流れを制御する。ポンプへッドハウジングは、更に、回廊、及び／又は外チャンバと回廊との間の燃料流路を形成してもよい。燃料通路は、ポンプへッドハウジングに設けられた少なくとも一つのドリル穴によって形成されてもよい。このドリル穴は、回廊とポンプへッドハウジングの外面との間を延び、外チャンバと連通する。この構成により、図１に示すバルブ本体３６等の別個のバルブ本体に対する必要をなくす。従って、部品点数が減少し、これによりポンプへッドの製造費が低減し、組み立てが容易になる。更に、周知のポンプへッドのバルブ本体特徴をポンプへッドハウジング自体と一体化することによって、燃料漏れの可能性を低減する。
【００１３】
本発明の好ましい実施例では、周知のポンプへッドの入口バルブ本体特徴は、ポンプへッドハウジング自体によって形成され、即ち、ポンプへッドと一体化される。
ポンプへッドは、更に、低圧燃料を低圧燃料源から外チャンバに搬送するための低圧供給通路を含み、低圧供給通路は、一部が突出部内に形成されている。従って、好ましくは、低圧供給通路は、ポンプへッドハウジングの外面で、外チャンバ内に開放している。この構成は、高圧領域と低圧領域との間の潜在的漏洩路をなくすため、及び従って、高圧シールに対する必要をなくすため、特に有利である。高圧シールをなくすことによって、高い構造的応力源がなくなり、これにより、複雑であり且つ費用がかかる応力低減形状及び表面仕上げに対する必要性が小さくなるため、加工を安価に行うことができる。更に、部品点数が更に減少し、従って、製造及び組み立てが容易になる。更に、ポンプへッドにより、燃料の流量及び圧力を容易に高くでき、これにより性能を改善する。
【００１４】
好ましくは、バルブ部材はポンプへッドハウジングに形成されたバルブボア内で案内される。このように案内されたバルブは、流量及び圧力の両方に関して高いポンプ性能を提供する。
【００１５】
バルブ部材は、バルブ部材の端部分と突出部の上面との間に係合したばねによって閉鎖位置に押圧されていてもよい。
特に好ましい実施例では、少なくとも一つの燃料通路は、突出部の上面で、ばねの直径の外側で開放している。これにより、低圧燃料源から回廊（及び従って圧送チャンバ）内への燃料の流れがばねを通って流れることがなく、これにより、キャビテーションの問題に対処し、より制限されない流れが得られる。更に、この形体は、ばねの寿命に良い影響を及ぼす。ポンプへッドハウジングに設けられた突出部の体積は比較的大きく、そのため、流路のこのレイアウトを容易にする。
【００１６】
回廊は、ポンプへッドハウジング内に形成されているのが好ましい。
本発明は、更に、コモンレール式燃料噴射システムで使用するための燃料ポンプにおいて、本発明の第１の特徴に記載した少なくとも一つのポンプへッドを含む、燃料ポンプに関する。
【００１７】
燃料ポンプは、更に、燃料ポンプ用の駆動シャフトが延びる主ポンプハウジングと、ポンプへッドを主ポンプハウジングに固定するための手段とを含み、この手段は、クロージャー部材をポンプへッドに固定するようになっている。
【００１８】
固定手段が、ポンプへッドを主ポンプハウジングに取り付ける機能及びクロージャー部材をポンプへッドハウジングに取り付ける機能の両方を持つようにすることにより、追加の固定部品を必要とせずに、クロージャー部材をポンプに設けることができる。
【００１９】
好ましくは、クロージャー部材には、固定手段の固定具を受け入れるための少なくとも一つの穴が設けられている。
例として、ポンプへッドハウジングには固定具を受け入れるための通路が設けられていてもよく、固定具は、主ポンプハウジング内にポンプへッドを取り付けるため、前記主ポンプハウジング内に更に延びる。
【００２０】
本発明の第２の特徴によれば、ポンプへッドハウジングと、ポンプへッドハウジング内に形成された圧送チャンバと、圧送チャンバ内への燃料の流れを制御するための入口バルブ装置とを含む、コモンレール燃料噴射システムで使用するための燃料ポンプ用のポンプへッドが提供される。入口バルブ装置は、回廊内の燃料圧力に応じて開放位置と閉鎖位置との間で移動自在のバルブ部材を含む。回廊は、ポンプへッドハウジングの外部に取り付けられたクロージャー部材によって形成された外チャンバと連通する。この連通は、使用時に、回廊が外チャンバを介して低圧燃料源と連通するように行われる。ばねがバルブ部材に作用し、バルブ部材を、燃料を圧送チャンバに流入できない閉鎖位置に押圧する。少なくとも一つの燃料通路が外チャンバと回廊との間に設けられ、少なくとも一つの燃料通路は、ポンプへッドハウジングの表面のところで、ばねの直径の外側で開放している。
【００２１】
上文中に説明したように、これにより、圧送チャンバ内への低圧燃料用の直接的流路内にばねが配置されないという利点が提供される。
本発明の第３の特徴によれば、主ポンプハウジングと、ポンプヘッドであって、ポンプへッドハウジングと、このポンプへッドハウジング内に形成された圧送チャンバと、圧送チャンバ内への燃料の流れを制御するための入口バルブ装置とを含むポンプヘッドとを備える、コモンレール式燃料噴射システムで使用するための燃料ポンプが提供される。入口バルブ装置は、回廊内の燃料圧力に応じて開放位置と閉鎖位置との間で移動自在のバルブ部材を含み、回廊は外チャンバと連通する。クロージャー部材がポンプへッドハウジングの外側に取り付けられ、外チャンバを形成する。これによって、使用時に、回廊は、外チャンバを介して低圧燃料源と連通する。燃料ポンプは、更に、ポンプへッドを主ポンプハウジングに固定するための手段を含み、この手段は、クロージャー部材をポンプへッドに固定するようになっている。
【００２２】
上文中に説明したように、固定手段が、ポンプへッドを主ポンプハウジングに取り付ける機能及びクロージャー部材をポンプへッドハウジングに取り付ける機能の両方を備えている場合には、クロージャー部材は、追加の固定部品を必要とせずにポンプに取り付けることができる。
【００２３】
本発明の第１の特徴の好ましい及び／又は随意の特徴を、単独で、又は適当な組み合わせで、本発明の第２及び第３の特徴に組み込んでもよいということは理解されよう。
疑いをなくすため、図面に示す配向でポンプへッドを説明するため、以上の記載において、「上」や「下」といった相対的な用語を便宜的に使用した。ポンプへッドの実際の配向は、燃料ポンプの形状で決まり、従って、これらの相対的な用語は、本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない、ということは理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、周知の燃料ポンプの概略断面図である。
【図１ａ】図１ａは、図１に示すポンプへッドの入口バルブ装置の拡大図である。
【図２】図２は、本発明による燃料ポンプへッドの概略断面図である。
【図２ａ】図２ａは、図２に示すポンプへッドの入口バルブ装置の拡大図である。
【図３】図３は、本発明の燃料ポンプへッドの変形例の斜視図である。
【図４】図４は、図３に示す燃料ポンプへッドの別の斜視図である。
【００２５】
次に、本発明を更に容易に理解するため、図２及び図２ａを単なる例として参照する。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図２を参照すると、本発明の一実施例による燃料ポンプへッドは、全体にＴ字形状断面のポンプへッドハウジング１１０を有する。このポンプへッドハウジング１１０は、上部分１１２及び下方に延びるプランジャー支持管状部材１１４を含む。圧送プランジャー１１６がプランジャーボア１１８内に配置されている。プランジャーボア１１８は、一部がプランジャー支持管状部材１１４によって形成され、一部がポンプへッドハウジング１１０の上部分１１２によって形成される。プランジャー１１６は、その下端に脚部（ｆｏｏｔ）１１９を備えており、この脚部は、駆動シャフト１２２に取り付けられたカム１２０によって駆動される。駆動シャフト１２２が回転するとき、カム１２０がプランジャー脚部１１９に軸線方向力を加え、これによりプランジャー１１６をプランジャーボア１１８内で往復動する。一体の脚部１１９を持つプランジャー１１６に対する一つの変形例として、従来のローラー−シュー（ｒｏｌｌｅｒ  ａｎｄ  ｓｈｏｅ）装置又はライダー−タペット（ｒｉｄｅｒ  ａｎｄ  ｔａｐｐｅｔ）装置を代わりに使用してもよいということは理解されよう。
【００２７】
圧送プランジャー１１６は、ポンプへッドハウジング１１０の上部分１１２によってプランジャーボア１１８の上端１２６のところに形成された圧送チャンバ１２４内に延びている。プランジャーボア１１８内でのプランジャー１１６の往復運動によって、燃料が圧送チャンバ１２４内で加圧される。図２には示してないが、燃料タンク内の低圧吸い上げポンプによって、又は別の態様では高圧燃料ポンプに組み込んだ移送ポンプによって、低圧燃料が圧送チャンバ１２４に供給される。ポンプへッドハウジング１１０の上部分１１２は、圧送チャンバ１２４と連通した出口ドリル穴１３０を含む。使用では、加圧された燃料は、圧送チャンバ１２４から、出口ドリル穴１３０に沿って、出口バルブ（図示せず）を通って燃料噴射システムの下流構成要素に、例えばコモンレールに供給される。
【００２８】
燃料ポンプへッドは、入口バルブ装置１３２を含む。入口バルブ装置１３２を図２ａの拡大図に更に明瞭に示す。図２ａを参照すると、入口バルブ装置１３２は、圧送チャンバ１２４内への燃料の流れを制御するための移動自在の入口バルブ部材１４６を含む。入口バルブ部材１４６は、円錐形本体１４７及び細長いネック１５１を有し、回廊１５０内の燃料圧力に応じて開放位置と閉鎖位置との間で移動自在である。回廊１５０は、ポンプへッドハウジング１１０の上部分１１２に、圧送チャンバ１２４の上方に、入口バルブ部材１４６の截頭円錐形の下端面を取り囲むように機械加工によって形成されている。
【００２９】
円錐形本体１４７は、圧送チャンバ１２４と隣接してポンプへッドハウジング１１０内に収容されており、ネック１５１は、円錐形本体１４７から、プランジャーボア１１８と同軸に、圧送チャンバ１２４から遠ざかる方向に延びている。ネック１５１は、ポンプへッドハウジング１１０の上部分１１２によって形成されたバルブボア１４８内で摺動自在である。従って、入口バルブ部材１４６は、ネック１５１の下端のところで、ポンプへッドハウジング１１２自体によって案内される。従って、この形体では、ポンプへッドハウジング１１２は、図１及び図１ａの従来技術の入口バルブ本体３６と同様に機能する。換言すると、この実施例では、従来技術の入口バルブ装置１３６の入口バルブ本体が、ポンプへッドと一体化されているのである。
【００３０】
入口バルブ部材１４６のネック１５１は、入口バルブボア１４８を越えて、ポンプへッドハウジング１１０の上面１５３の外に延びている。ポンプへッドハウジング１１０の上面１５３は平らであり、実質的に平坦である。この形体では、ネック１５１の基端１５５（円錐形本体１４７と隣接している）はポンプへッドハウジング１１０内にとどまり、ネック１５１の先端１５７はポンプへッドハウジング１１０の外側にあり、ばね座１５９が設けられている。回廊１５０内の燃料圧力が所定レベルよりも低い圧力に低下したとき、入口バルブ部材１４６を弁座１６１に当たった閉鎖状態に押圧するため、ポンプへッドハウジング１１０の上面１５３とばね座１５９との間にバルブ戻しばね１６３が設けられている。図２及び図２ａに示してないけれども、ばね１６３の下端の位置を定めるため、ポンプへッドハウジング１１０の平らな上面１５３に僅かな凹所が設けられていてもよい。
【００３１】
バルブキャップ１４２の形態のクロージャー部材がポンプへッドハウジング１１０の上面１５３の上に、及びかくしてその外側に取り付けられている。バルブキャップ１４２は、入口バルブ部材１４６のネック１５１の先端１５７（即ち、ポンプへッドハウジング１１０の外側の入口バルブ部材１４６の部分）を覆うように設けられる。バルブキャップ１４２は、全体にシルクハット形状であり、即ち、ドーム１６２及びこのドーム１６２から半径方向外方に延びる環状フランジ１６４を含む。ドーム１６２は、ポンプへッドハウジング１１０の外側の入口バルブ部材１４６の部分を覆うように配置され、環状フランジ１６４は、ポンプへッドハウジング１１０の上面１５３に直に接触して配置される。バルブキャップ１４２は、適当な固定手段（図示せず）、例えば、環状フランジ１６４に設けられた穴１６６を通って延びるねじやボルトを使用してポンプへッドハウジング１１０に固定される。穴１６６を通ってポンプへッドハウジング１１０内に延びるねじやボルトは、便利には、ポンプへッドハウジング１１０を主ポンプ本体（図示せず）に取り付けるのに使用されているのと同じ固定手段である。従って、有利には、バルブキャップ１４２をポンプへッドハウジング１１０に固定するために別の固定手段を必要としない。
【００３２】
この形体では、バルブキャップ１４２は、バルブ部材１４６の先端１５７を収容する外チャンバ１６８を形成する。外チャンバ１６８は、ポンプへッドハウジング１１０に形成された回廊１５０と連通しており、以下に更に詳細に説明するように、図１のポンプへッドの環状供給部５４と同様に機能する。
【００３３】
ポンプへッドハウジング１１０の上部分１１２には、入口ドリル穴１２８及び複数の半径方向供給ドリル穴１５２（図２に一つだけ示す）が設けられている。入口ドリル穴１２８はポンプへッドハウジング１１０の上面１５３まで延びており、ここで開放しており、従って、外チャンバ１６８と連通する。半径方向供給ドリル穴１５２もまた外チャンバ１６８と連通しており、回廊１５０とポンプへッドハウジング１１０の上面１５３との間を延びており、ポンプへッドハウジング１１０の上面１５３上でばね１６３の直径の外側の所定位置に現れる。半径方向供給ドリル穴１５２は、回廊１５０の周囲に亘って等間隔に間隔が隔てられている。使用では、低圧燃料が入口ドリル穴１２８に沿って外チャンバ１６８内に圧送される。次いで、低圧燃料は、外チャンバ１６８から、ポンプへッドハウジング１１０の半径方向供給ドリル穴１５２を通って回廊１５０内に供給される。回廊１５０内で十分な圧力が発生すると、バルブ部材１４６は、ばね力に抗してその座１６１から押し離され、燃料が圧送チャンバ１２４に流入できる。
【００３４】
幾つかの用途では、圧送チャンバ１２４内への適当な流量を確保するため、外チャンバ１６８と回廊１５０との間に流路を形成する幾つかの半径方向供給ドリル穴１５２が必要とされる。これは、これらのドリル穴１５２がポンプへッドハウジング１１０の塊状部分（ｂｕｌｋ）に形成され、剛性を損なわないためである。ドリル穴１５２がポンプへッドハウジング１１０の塊状部分に形成されるため、構造の剛性を損なうことなく、必要なだけ多数のドリル穴を設けることができる。米国特許第７，３６３，９１３号に記載の従来技術を越える本発明の更なる利点は、ばね１６３が、外チャンバ１６８と回廊１５０との間の燃料流路内に（及び従って、圧送チャンバ１２４内に）ないということである。これは、半径方向供給ドリル穴１５２がばねの直径の外側の位置で外チャンバ１６８と連通しており、ばね１６３の全体がポンプへッドハウジング１１０の外部に配置されるためである。米国特許第７，３６３，９１３号では、半径方向供給ドリル穴に流入し、圧送チャンバに供給される燃料は、ばねを通過する。これによりキャビテーションや腐蝕の問題を引き起こす場合があり、更に燃料の流れに対する抵抗を増大する。
【００３５】
バルブキャップ１４２とポンプへッドハウジング１１０の上面１５３との間に、低圧シール１５８例えばＯ−リング又はガスケットが設けられる。しかしながら、本発明では、ポンプへッドハウジング１１０の外側に取り付けられたバルブキャップ１４２により低圧供給チャンバ１６８が形成され、これによって高圧領域と低圧領域との間に漏洩路が形成される可能性がないため、高圧シールに対する必要がない。この構成は、漏洩源が形成される可能性をなくし、高い構造的応力源をなくし、これによりポンプへッドの圧力を更に高くできる。更に、ポンプへッドハウジング１１０内に低圧供給チャンバを機械加工で形成する必要がなく、複雑で高価な応力低減形状及び表面仕上げをほとんど必要としないため、製造が簡単であり、製造費が低減される。更に、入口バルブ本体をポンプへッドハウジング１１０と一体化することによって、部品点数が減少し、漏れの可能性が更に低減する。ポンプへッドは、バルブ部材１４６がポンプへッドハウジング１１０によって案内されるため、燃料の流量及び圧力の両方に関して高いポンプ性能を有する。
【００３６】
本発明の概念から逸脱することなく、上文中に説明した構成要素に多くの変更を行うことができるということは理解されよう。例えば、バルブ部材は、必ずしも円錐形本体を必要とせず、本発明の変形例では、本体は、球形又は任意の他の適当な形状であり、対応する弁座が適当に形成されていてもよい。
【００３７】
更に、図２及び図２ａに示す上面１５３は平らであるけれども、本発明の変形例では、上面は、ポンプへッドハウジングの上部分に形成された隆起部分又は突出部によって形成されていてもよい。上文中に説明したのと同様の部品に同じ参照番号を付した図３を参照すると、ポンプへッドハウジング１１０は、隆起部分即ち突出部１１２ａを含む。この突出部１１２ａは、実質的に円形であり、キャップ１４２のドーム１６２の範囲（ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ）内に突出し、ここに嵌着する。ドーム１６２は、隆起部分１１２ａがドーム１６２内に、プラグ−ソケット構成と同様に突出するように、隆起部分１１２ａに被さるように嵌着する。従って、突出部１１２ａは、キャップ１４２をポンプへッドハウジング１１０に配置するのに役立つ。これは、製造の目的について便利である。
【００３８】
突出部１１２ａの半径方向外面は、バルブキャップ１４２の半径方向内面に面し、これと係合する。従って、ドーム１６２の内面と隆起部分１１２ａの上面との間に外チャンバ１６８が形成される。この形体では、ドーム１６２の半径方向内面と隆起部分１１２ａの半径方向外面との間に低圧シール１５８が設けられる。低圧シール１５８は、例えば、隆起部分１１２ａを取り囲むＯ−リング１７０によって形成される。Ｏ−リング１７０は、隆起部分１１２ａの半径方向外面に設けられた環状溝１７１内に配置され、外チャンバ１６８からの燃料の損失を最少にするのに役立つ。
【００３９】
隆起部分１１２ａを形成することにより、ポンプへッドハウジング１１０の機械加工プロセスが僅かに複雑になるけれども、キャップ１４２がポンプへッドハウジング１１０の所定の位置に配置されるという追加の利点が提供される。従って、キャップ１４２の穴１６６を、主ポンプ本体用の固定手段を受け入れるポンプへッドハウジング１１０に設けられた通路１７２と更に容易に整合できる。
【符号の説明】
【００４０】
１０  ポンプヘッドハウジング
１２  上部分
１４  プランジャー支持管状部材
１６  圧送プランジャー
１８  プランジャーボア
２０  カム
２２  駆動シャフト
２４  圧送チャンバ
２６  上端
２８  入口ドリル穴
３０  出口ドリル穴
３２  入口バルブ装置
３４  入口バルブボア
３６  入口バルブ本体
３８  下面
４０  環状端壁
４２  ねじキャップ
４４  ねじ部分
４６  入口バルブ部材
４８  バルブボア
５０  回廊
５２  半径方向供給ドリル穴
５４  環状供給部
５６  内壁
５８  Ｏ−リング
６０  環状突出部
１１０  ポンプへッドハウジング
１１２  上部分
１１２ａ  隆起部分又は突出部
１１４  プランジャー支持管状部材
１１６  圧送プランジャー
１１８  プランジャーボア
１１９  脚部
１２０  カム
１２２  駆動シャフト
１２４  圧送チャンバ
１２６  上端
１２８  入口ドリル穴
１３０  出口ドリル穴
１３２  入口バルブ装置
１４２  バルブキャップ
１４６  入口バルブ部材
１４７  円錐形本体
１５２  半径方向供給ドリル穴
１５３  上面
１５５  基端
１５７  先端
１５８  低圧シール
１５９  ばね座
１６２  ドーム
１６３  バルブ戻しばね
１６４  環状フランジ
１６６  穴
１６８  外チャンバ
１７０  Ｏ−リング
１７１  環状溝
１７２  通路
【図１】
2011528085.tif 000003
【図１ａ】
2011528085.tif 000004
【図２】
2011528085.tif 000005
【図２ａ】
2011528085.tif 000006
【図３】
2011528085.tif 000007
【図４】
2011528085.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成23年2月18日(2011.2.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コモンレール式燃料噴射システムで使用するための燃料ポンプ用のポンプへッドであって、
ポンプへッドハウジングと、
前記ポンプへッドハウジング内に形成された圧送チャンバと、
回廊内の燃料圧力に応じて開放位置と閉鎖位置との間で移動自在のバルブ部材を含む、前記圧送チャンバ内への燃料の流れを制御するための入口バルブ装置とを含み、前記回廊は、前記ポンプへッドハウジングの外側に取り付けられたクロージャー部材によって形成された外チャンバと連通し、これにより、使用時に前記回廊が前記外チャンバを介して低圧燃料源と連通するようにされ、
前記ポンプへッドハウジングは、前記クロージャー部材内に配置される突出部を含む、ポンプへッド。
【請求項２】
請求項１に記載のポンプへッドであって、
前記突出部の半径方向外面は、前記クロージャー部材を前記突出部上に配置するように、前記クロージャー部材の半径方向内面と係合する、ポンプへッド。
【請求項３】
請求項２に記載のポンプへッドであって、
燃料が前記外チャンバの外に流出しないようにするシールを提供するように、前記突出部の前記半径方向外面に設けられた溝にＯ−リングシールが配置される、ポンプへッド。
【請求項４】
請求項１、２、又は３に記載のポンプへッドであって、更に、
低圧燃料を前記低圧燃料源から前記外チャンバに搬送するための低圧供給通路を含み、前記低圧供給通路は、部分的に前記突出部内に形成されている、ポンプへッド。
【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へッドであって、
前記バルブ部材は前記ポンプへッドハウジングに形成されたバルブボア内で案内される、ポンプへッド。
【請求項６】
請求項５に記載のポンプへッドであって、
前記バルブ部材は、前記外チャンバと前記圧送チャンバとの間の燃料の流れを制御するように、前記バルブボアによって形成された弁座と係合する、ポンプへッド。
【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へッドであって、
前記ポンプへッドハウジングの突出部には、前記外チャンバと前記回廊との間に燃料流路を形成するように、少なくとも一つの燃料通路が設けられている、ポンプへッド。
【請求項８】
請求項７に記載のポンプへッドであって、
前記少なくとも一つの燃料通路は、前記突出部に形成された少なくとも一つのドリル穴によって形成される、ポンプへッド。
【請求項９】
請求項７又は８に記載のポンプへッドであって、
前記バルブ部材は、前記バルブ部材の端部分と前記突出部の上面との間に係合したばねによって前記閉鎖位置に押圧されている、ポンプへッド。
【請求項１０】
燃料噴射システムで使用するための燃料ポンプ用ポンプへッドであって、
ポンプへッドハウジングと、
前記ポンプへッドハウジング内に形成された圧送チャンバと、
回廊内の燃料圧力に応じて開放位置と閉鎖位置との間で移動自在のバルブ部材を含む、前記圧送チャンバ内への燃料の流れを制御するための入口バルブ装置であって、前記回廊は、前記ポンプへッドハウジングの外部に取り付けられたクロージャー部材によって形成された外チャンバと連通し、これにより、使用時に前記回廊が前記外チャンバを介して低圧燃料源と連通するようにされる、入口バルブ装置と、
燃料が前記圧送チャンバに流入できない前記閉鎖位置に前記バルブ部材を押圧するように、前記バルブ部材に作用する、ばねと、
前記外チャンバと前記回廊との間の少なくとも一つの燃料通路とを含み、前記少なくとも一つの燃料通路は、前記ポンプへッドハウジングの表面のところで、前記ばねの直径の外側で開口している、ポンプへッド。
【請求項１１】
請求項１０に記載のポンプへッドであって、
前記バルブ部材は前記ポンプへッドハウジングに形成されたバルブボア内で案内される、ポンプへッド。
【請求項１２】
請求項１１に記載のポンプへッドであって、
前記バルブ部材は、前記外チャンバと前記圧送チャンバとの間の燃料の流れを制御するように、前記バルブボアによって形成された弁座と係合する、ポンプへッド。
【請求項１３】
請求項１０乃至１２のうちのいずれか一項に記載のポンプへッドであって、
前記回廊は、前記ポンプへッドハウジング内に形成されている、ポンプへッド。
【請求項１４】
コモンレール式燃料噴射システムで使用するための燃料ポンプであって、
請求項１０乃至１３のうちのいずれか一項に記載の少なくとも一つのポンプへッドを含む、燃料ポンプ。
【請求項１５】
コモンレール式燃料噴射システムで使用するための燃料ポンプであって、
主ポンプハウジングと、
ポンプヘッドであって、ポンプへッドハウジングと、前記ポンプへッドハウジング内に形成された圧送チャンバと、前記圧送チャンバ内への燃料の流れを制御するための入口バルブ装置とを含み、前記入口バルブ装置は、回廊内の燃料圧力に応じて開放位置と閉鎖位置との間で移動自在のバルブ部材を含み、前記回廊は外チャンバと連通しており、前記入口バルブ装置は、更に、前記ポンプへッドハウジングの外側に取り付けられて前記外チャンバを形成するクロージャー手段を含み、これによって、使用時に、前記回廊は、前記外チャンバを介して低圧燃料源と連通する、ポンプヘッドとを含み、
前記燃料ポンプは、更に、前記ポンプへッドを前記主ポンプハウジングに固定するための手段を含み、前記手段は、前記クロージャー手段を前記ポンプへッドに固定するようにもなっている、燃料ポンプ。
【請求項１６】
請求項１５に記載の燃料ポンプであって、
前記外チャンバの少なくとも一部が、前記ポンプへッドハウジングの外面に取り付けられたクロージャー部材によって形成される、燃料ポンプ。
【請求項１７】
請求項１６に記載の燃料ポンプであって、
前記クロージャー部材には、前記固定手段の固定具を受け入れるための少なくとも一つの穴が設けられている、燃料ポンプ。
【請求項１８】
請求項１７に記載の燃料ポンプであって、
前記ポンプへッドハウジングには前記固定具を受け入れるための通路が設けられており、前記固定具は、前記主ポンプハウジングに前記ポンプへッドハウジングを取り付けるため、前記主ポンプハウジング内に更に延びる、燃料ポンプ。
【国際調査報告】
2011528085.tif 000009
2011528085.tif 000010