(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低圧燃料吸入通路及び高圧燃料吐出通路の開閉を行うバルブと、前記低圧燃料吸入通路からの低圧燃料を加圧して前記高圧燃料吐出通路に吐出する高圧燃料供給体とから構成され、
前記バルブは、第１のプレート、第２のプレート及び第１のプレートと第２のプレートとに挟まれたバルブ本体とから構成され、
前記高圧燃料供給体は、凹部内に前記バルブを収納したケーシングと、前記第２のプレートと面接触して収納されたスリーブと、このスリーブ内に摺動可能に挿入されスリーブと協同して燃料加圧室を形成するピストンと、前記スリーブを嵌着したハウジングと、このハウジングに内周面で嵌着されているとともに外周面に形成された雄ネジ部でケーシングの前記凹部に螺着され、凹部内に前記バルブ、前記スリーブ及び前記ハウジングを押圧して固定したリング状の締結部材とを含む
高圧燃料ポンプであって、
前記ハウジングと前記締結部材との間には、締結部材の外径側に偏って座金が配置されているとともに、前記座金と前記ケーシングとの間に空隙を有しており、
締結部材の軸力により生じる、座金の外周部を支点とした締結部材の曲げモーメントが小さくなっている高圧燃料ポンプ。
【請求項２】
ハウジングの外周部には、座金を位置決めする段部が形成されている請求項１に記載の高圧燃料ポンプ。
【請求項３】
締結部材の先端面には、座金を位置決めする凹部が形成されている請求項１に記載の高圧燃料ポンプ。
【請求項４】
座金は平座金である請求項１ないし請求項３の何れかに記載の高圧燃料ポンプ。
【請求項５】
座金は銅製である請求項１ないし請求項４の何れかに記載の高圧燃料ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば筒内噴射式エンジンに用いられる高圧燃料ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は従来の高圧燃料供給装置１００を含む燃料供給装置の回路図、図４はこの高圧燃料供給装置１００の一部を切り欠いた全体断面図、図５は図４のバルブの断面図である。
この高圧燃料供給装置１００は、低圧燃料吸入通路３に設けられ低圧燃料の脈動を吸収する低圧ダンパ５と、低圧ダンパ５からの低圧燃料を加圧して高圧燃料吐出通路７に吐出する高圧燃料ポンプ６と、高圧燃料吐出通路７に流れる高圧燃料の脈動を吸収する高圧ダンパ８と、高圧燃料吐出通路７から分岐部１８で分岐された分岐通路９に設けられ高圧燃料をある所定の圧力に調圧する高圧レギュレータ１０と、高圧ダンパ８と分岐部１８との間の高圧燃料吐出通路７に設けられたオリフィス１１とを備えている。
なお、高圧燃料供給装置１００の周辺には、燃料タンク１、燃料タンク１内の低圧燃料ポンプ２、低圧燃料ポンプ２からの低圧燃料が流れる低圧燃料吸入通路３に設けられ低圧燃料を定圧化する低圧レギュレータ４、フィルタ１２、高圧レギュレータ１０と燃料タンク１とを接続するドレイン配管１７がそれぞれ配設されている。
【０００３】
上記高圧燃料ポンプ６は、低圧燃料吸入通路３及び高圧燃料吐出通路７の開閉を行うバルブ２０と、低圧燃料吸入通路３からの低圧燃料を加圧して高圧燃料吐出通路７に吐出する高圧燃料供給体２１とを備えている。
バルブ２０は、第１のプレート２２及び第２のプレート２３と、これらのプレート２２，２３に挟まれた薄板状のバルブ本体１９とから構成されている。第１のプレート２２には低圧燃料吸入通路３と連通する第１の燃料吸入口２４及びこの第１の燃料吸入口２４の内寸法よりも大きな内寸法で高圧燃料吐出通路７と連通する第１の燃料吐出口２５が形成されている。第２のプレート２３には第１の燃料吸入口２４よりも内寸法が大きな第２の燃料吸入口２６及び第１の燃料吐出口２５よりも内寸法が小さい第２の燃料吐出口２７が形成されている。バルブ本体１９は、第１の燃料吸入口２４及び第２の燃料吸入口２６の間に介在する吸入側片部２８と、第１の燃料吐出口２５及び第２の燃料吐出口２７の間に介在する吐出側片部２９を有している。
【０００４】
高圧燃料供給体２１は、第１の凹部３０ａ内にバルブ２０を収納したケーシング３０と、バルブ２０の第２のプレート２３と面接触して収納された円筒状のスリーブ３１と、このスリーブ３１内に摺動可能に挿入されスリーブ３１と協同して燃料加圧室３２を形成したピストン３３と、燃料加圧室３２の底面３４とホルダ３５との間に挟まれ燃料加圧室３２の体積を拡大する方向にピストン３３を付勢した第１のスプリング３６とを備えている。
また、高圧燃料供給体２１は、スリーブ３１を内周面で嵌着したハウジング３７と、内周面でハウジング３７に嵌着されているとともに外周面に形成された雄ネジ部３８ａでケーシング３０の第１の凹部３０ａに螺着され、ケーシング３０の第１の凹部３０ａ内にバルブ２０、スリーブ３１及びハウジング３７を押圧、固定したリング状の締結部材３８と、ハウジング３７と受け部３９との間に設けられた金属製のベローズ４０と、このベローズ４０の外周でハウジング３７とホルダ４２との間に縮設された第２のスプリング４１と、第２のスプリング４１を囲って設けられケーシング３０にねじ（図示せず）で固着されたブラケット４３とを備えている。
【０００５】
また、高圧燃料供給体２１は、ブラケット４３の端部の摺動孔４３ａに摺動可能に設けられたタペット４４と、このタペット４４を回転自在に貫通したピン４５と、このピン４５に回転自在にそれぞれ嵌合されたブッシュ４６、カムローラ４７とを備えている。カムシャフトの回転運動はカム５０のプロフィールに従って、ピン４５、タペット４４及びピストン３３を往復運動させる。
【０００６】
上記高圧ダンパ８は、高圧ガスを封入した背圧室（図示せず）と緩衝室（図示せず）とに区画する薄板円板のステンレス鋼からなるダイヤフラム（図示せず）を備えている。このダイヤフラムは、緩衝室に高圧燃料吐出通路７から流入した燃料の圧力と背圧室内の高圧ガスの圧力とが均衡するように移動し、これにより、緩衝室内の容積が変化して、高圧燃料吐出通路７内の燃料の脈動を吸収している。
【０００７】
上記構成の高圧燃料供給装置１００では、エンジンのカムシャフトに固定されたカム５０の回転により、カムローラ４７、ブッシュ４６、ピン４５及びタペット４４を介してピストン３３が往復運動する。
ピストン３３の降下時（燃料吸入行程時）には、燃料加圧室３２内の容積が増加し、燃料加圧室３２内は減圧される。第１の燃料吸入口２４の圧力より燃料加圧室３２内の圧力が低くなるとバルブ本体１９の吸入側片部２８は第２の燃料吸入口２６側に撓み変形し、低圧燃料供給通路３内の燃料は第１の燃料吸入口２４を通じて燃料加圧室３２内に流入する。
ピストン３３の上昇時（燃料吐出行程時）には、燃料加圧室３２内は増圧され、第１の燃料吐出口２５の圧力より燃料加圧室３２内の圧力が高くなるとバルブ本体１９の吐出側片部２９は第１の燃料吐出口２５に撓み変形し、燃料加圧室３２内の燃料は第１の燃料吐出口２５、燃料吐出通路７を通じて高圧ダンパ８に送られ、そこで燃圧脈動は吸収される。高圧燃料は、さらに高圧ダンパ８の下流に設けられたオリフィス１１により燃圧脈動が吸収される。脈動が吸収された高圧燃料は、高圧配管１６を通じてデリバリパイプ１３内に供給され、その後図示しないエンジンの各気筒に燃料噴射弁１４を通じて供給される。
【０００８】
上記構成の高圧燃料ポンプ６では、外周面に形成された雄ネジ部３８ａでケーシング３０の第１の凹部３０ａに締結部材３８が螺着されており、このリング状の締結部材３８により、ケーシング３０の第１の凹部３０ａ内にバルブ２０、スリーブ３１及びハウジング３７が押圧されて、固定されている。ハウジング３７と締結部材３８との間には平座金２００が介在している。図４のイの箇所の拡大図から分かるように、この平座金２００は、バルブ２０の中央部に大きな荷重が加わるように、締結部材３８の内径側に配置されている。つまり、バルブ２０の燃料吸入口２４、２６、燃料吐出口２５、２７はバルブ２０の内径側にあり、この近傍においてバルブ本体１９に対する第１のプレート２２と第２のプレート２３との挟み付ける力を大きくすることで、バルブ本体１９、第１のプレート２２及び第２のプレート２３のフレッティングの発生による吐出流量の低下を防止している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の高圧燃料ポンプ６では、平座金２００が締結部材３８の内径側に配置されているが、締結部材３８の締結時には、締結部材３８自体の矢印Ｂに示した軸力（締結部材３８の軸線方向に作用する力）により、締結部材３８には平座金２００の外周部Ａを支点として矢印Ｃの方向に曲げモーメントが発生する。この曲げモーメントの値は、平座金２００の外周部Ａとネジ部３８ａとの間の距離が長いので大きな値となる。締結部材３８自体の剛性が不足したときには締結部材３８は矢印Ｃの方向に変形し、この変形により、締結部材３８の回転角度（締結部材３８の先端面が平座金２００に当接したときからの軸方向の移動量）に対する軸力が低下することになる。そして、締結部材３８の変形による軸力の低下は、高圧燃料供給装置１００の初期運転時における、締結部材３８のネジ初期緩みを招き、またバルブ本体１９、第１のプレート２２及び第２のプレート２３にフレッティングが発生して吐出流量が低下し、特に燃料の粘性が低下する高温下ではその傾向が顕著であるという問題点があった。
【００１０】
この発明は、このような問題点を解決することを課題とするものであって、締結部材の変形による軸力の低下を抑制して、バルブ本体、第１のプレート及び第２のプレートでのフレッティングの発生を防止して、所定の吐出流量を確保できる高圧燃料ポンプを得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る高圧燃料ポンプは、ハウジングと締結部材との間に、締結部材の外径側に偏って座金が配置されているとともに、前記座金とケーシングとの間に空隙を有しており、締結部材の軸力により生じる、座金の外周部を支点とした締結部材の曲げモーメントが小さくなっている。
【００１２】
この発明の請求項２に係る高圧燃料ポンプでは、ハウジングの外周部に座金を位置決めする段部が形成されている。
【００１３】
この発明の請求項３に係る高圧燃料ポンプでは、締結部材の外径側に座金を位置決めする凹部が形成されている。
【００１４】
この発明の請求項４に係る高圧燃料ポンプでは、座金は外周側面がケーシングの凹部に当接している。
【００１５】
この発明の請求項５に係る高圧燃料ポンプでは、座金は平座金である。
【００１６】
この発明の請求項６に係る高圧燃料ポンプでは、座金は銅製である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の高圧燃料ポンプについて説明する。図１はこの高圧燃料ポンプ３０１が組み込まれた高圧燃料供給装置３００の一部切り欠き断面図であり、先に示した図３ないし図５と同一または相当部分は同一符号を付して、説明する。
この高圧燃料供給装置３００は、低圧燃料吸入通路３に設けられ低圧燃料の脈動を吸収する低圧ダンパ５と、低圧ダンパ５からの低圧燃料を加圧して高圧燃料吐出通路７に吐出する高圧燃料ポンプ３０１と、高圧燃料吐出通路７に流れる高圧燃料の脈動を吸収する高圧ダンパ８と、高圧燃料吐出通路７から分岐部１８で分岐された分岐通路９に設けられ高圧燃料をある所定の圧力に調圧する高圧レギュレータ１０と、高圧ダンパ８とを備えている。
【００１８】
上記高圧燃料ポンプ３０１は、低圧燃料吸入通路３及び高圧燃料吐出通路７の開閉を行うバルブ２０と、低圧燃料吸入通路３からの低圧燃料を加圧して高圧燃料吐出通路７に吐出する高圧燃料供給体２１とを備えている。
バルブ２０は、第１のプレート２２及び第２のプレート２３と、これらのプレート２２，２３に挟まれた薄板状のバルブ本体１９とから構成されている。第１のプレート２２には低圧燃料吸入通路３と連通する第１の燃料吸入口２４及びこの第１の燃料吸入口２４の内寸法よりも大きな内寸法で高圧燃料吐出通路７と連通する第１の燃料吐出口２５が形成されている。第２のプレート２３には第１の燃料吸入口２４よりも内寸法が大きな第２の燃料吸入口２６及び第１の燃料吐出口２５よりも内寸法が小さい第２の燃料吐出口２７が形成されている。バルブ本体１９は、第１の燃料吸入口２４及び第２の燃料吸入口２６の間に介在する吸入側片部２８と、第１の燃料吐出口２５及び第２の燃料吐出口２７の間に介在する吐出側片部２９を有している。
【００１９】
高圧燃料供給体２１は、第１の凹部３０ａ内にバルブ２０を収納したケーシング３０と、バルブ２０の第２のプレート２３と面接触して収納された円筒状のスリーブ３１と、このスリーブ３１内に摺動可能に挿入されスリーブ３１と協同して燃料加圧室３２を形成するピストン３３と、燃料加圧室３２の底面３４とホルダ３５との間に挟まれ燃料加圧室３２の体積を拡大する方向にピストン３３を付勢した第１のスプリング３６とを備えている。
また、高圧燃料供給体２１は、スリーブ３１を内周面で嵌着したハウジング１３７と、内周面でハウジング３７に嵌着されているとともに外周面に形成された雄ネジ部３８ａでケーシング３０の第１の凹部３０ａの雌ネジ部３０ｂに螺着され、ケーシング３０の第１の凹部３０ａ内にバルブ２０、スリーブ３１及びハウジング１３７を押圧、固定したリング状の締結部材３８と、ハウジング１３７と受け部３９との間に設けられた金属製のベローズ４０と、このベローズ４０の外周でハウジング１３７とホルダ４２との間に縮設された第２のスプリング４１と、第２のスプリング４１を囲って設けられケーシング３０にねじ（図示せず）で固着されたブラケット４３とを備えている。
【００２０】
また、高圧燃料供給体２１は、ブラケット４３の端部の摺動孔４３ａに摺動可能に設けられたタペット４４と、このタペット４４を回転自在に貫通したピン４５と、このピン４５に回転自在にそれぞれ嵌合されたブッシュ４６、カムローラ４７とを備えている。カムシャフトの回転運動はカム５０のプロフィールに従って、ピン４５、タペット４４及びピストン３３を往復運動させる。
【００２１】
上記構成の高圧燃料供給装置３００では、エンジンのカムシャフトに固定されたカム５０の回転により、カムローラ４７、ブッシュ４６、ピン４５及びタペット４４を介してピストン３３が往復運動する。
ピストン３３の降下時（燃料吸入行程時）には、燃料加圧室３２内の容積が増加し、燃料加圧室３２内は減圧される。第１の燃料吸入口２４の圧力より燃料加圧室３２内の圧力が低くなるとバルブ本体１９の吸入側片部２８は第２の燃料吸入口２６側に撓み変形し、低圧燃料供給通路３内の燃料は第１の燃料吸入口２４を通じて燃料加圧室３２内に流入する。
ピストン３３の上昇時（燃料吐出行程時）には、燃料加圧室３２内は増圧され、第１の燃料吐出口２５の圧力より燃料加圧室３２内の圧力が高くなるとバルブ本体１９の吐出側片部２９は第１の燃料吐出口２５に撓み変形し、燃料加圧室３２内の燃料は第１の燃料吐出口２５、燃料吐出通路７を通じて高圧ダンパ８に送られ、そこで燃圧脈動は吸収される。高圧燃料は、さらに高圧ダンパ８の下流に設けられたオリフィス１１により燃圧脈動が吸収される。脈動が吸収された高圧燃料は、高圧配管１６を通じてデリバリパイプ１３内に供給され、その後図示しないエンジンの各気筒に燃料噴射弁１４を通じて供給される。
【００２２】
上記構成の高圧燃料ポンプ３０１では、外周面に形成された雄ネジ部３８ａでケーシング３０の第１の凹部３０ａの雌ネジ部３０ｂに締結部材３８が螺着されており、このリング状の締結部材３８により、ケーシング３０の第１の凹部３０ａ内にバルブ２０、スリーブ３１及びハウジング１３７が押圧されて、固定されている。そして、図１のロの箇所の拡大図から分かるように、ハウジング１３７と締結部材３８との間には平座金５１が締結部材３８の外径側に配置されている。リング状の平座金５１はハウジング１３７の外周縁部に形成された段部５３によって位置決めされている。
なお、締結部材の先端面の外径側に平座金５１を位置決めする凹部を形成するようにしてもよい。
【００２３】
この締結部材３８には、締結部材３８自体の矢印Ｅに示した軸力により、平座金５１の外周部Ｄを支点として矢印Ｆの方向に曲げモーメントが発生している。この曲げモーメントの値は、平座金５１の外周部Ｄとネジ部３８ａとの間の距離が従来のものと比較して短いので小さな値となる。そのため、締結部材３８自体の矢印Ｆの方向の変形が抑制され、締結部材３８の回転角度に対して発生する軸力は増大し、高圧燃料供給装置３００の初期運転時における、締結部材３８のネジ初期緩みを抑制でき、またバルブ本体１９、第１のプレート２２及び第２のプレート２３でのフレッティングの発生を抑制することができる。
【００２４】
この実施の形態１の高圧燃料ポンプ３０１では、締結部材３８の内径側に平座金２００を配置した従来の高圧燃料ポンプ６と比較してバルブ２０の中央部に加わる荷重が小さくなり、その点から考えるとバルブ本体１９、第１のプレート２２及び第２のプレート２３でのフレッティングの発生を抑制する効果が低下するものの、締結部材３８の曲げモーメントによる変形が抑制されたことによる発生軸力の増大によるバルブ本体１９、第１のプレート２２及び第２のプレート２３でのフレッティングの発生を抑制する効果が大であり、また初期運転時における、締結部材３８のネジ初期緩みを抑制することができる。
本願発明者の実験によると、例えば、従来の高圧燃料ポンプ６では、所定の吐出流量を確保できる内部燃料圧力が７ＭＰａであったのに対して、この実施の形態１では内部燃料圧力が１０ＭＰａまで対応可能であった。
【００２５】
締結部材３８の変形を抑制する方法として、締結部材３８の剛性を高める、つまり締結部材３８の径方向の寸法を大きくこともできるが、この場合には、ハウジング３７，ケーシング３０等の構成部品の形状を大幅に変更する必要があるが、この実施の形態１ではそれらの構成部品について変更する必要はない。
また、この平座金５１は銅製であり、締結部材３８およびハウジング１３７より耐力が低く、締結部材３８の傾き等によるハウジング１３７への局所的な当接を塑性変形することにより防止することができ、締結部材３８の軸力を安定化させることができる。
【００２６】
実施の形態２．
図２はこの実施の形態２の高圧燃料ポンプ３０１の要部断面図である。
この実施の形態２では、銅製でリング状の平座金５４の幅がケーシング３０の雌ネジ部３０ｂに部分的に当接する位置まで大きくなっている。
実施の形態１では、平座金５１の位置決め用にハウジング１３７に段部５３を形成しなければならなかったが、この実施の形態２では、従来のハウジング３７を加工する必要はない。
なお、締結部材３８の締結前では、平座金５４の外周側面と雌ネジ部３０ｂとの間には空隙があり、締結部材３８の締結時に座金５４が締結部材３８の軸線方向の移動を阻止するようなことはない。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の請求項１に係る高圧燃料ポンプによれば、ハウジングと締結部材との間に、締結部材の外径側に偏って座金を配置し、締結部材の軸力により生じる、座金の外周部を支点とした締結部材の曲げモーメントが小さくなっているので、締結部材の曲げモーメントでの変形による軸力の低下を抑制でき、その結果バルブ本体、第１のプレート及び第２のプレートでのフレッティングの発生を防止して、所定の吐出流量を確保することができ、特に燃料の粘性が低下する高温化での吐出流量は確保され、また高圧燃料ポンプの初期運転時における、締結部材のネジ初期緩みを抑制することができる。
また、前記座金とケーシングとの間に空隙を有しているので、締結部材の締付けにより軸力を受けた座金が変形しても、その空隙により座金の変形は阻害されず、締結部材の締付けによる軸力はより安定して、バルブ、スリーブ及びハウジングに伝達される。
【００２８】
また、この発明の請求項２に係る高圧燃料ポンプによれば、ハウジングの外周部に座金を位置決めする段部が形成されているので、座金は所定の位置に簡単に位置決めされる。
【００２９】
また、この発明の請求項３に係る高圧燃料ポンプによれば、締結部材の外径側に座金を位置決めする凹部が形成されているので、座金は所定の位置に簡単に位置決めされる。
【００３０】
また、この発明の請求項４に係る高圧燃料ポンプによれば、座金の位置決めは外周側面がケーシングの凹部に当接することでおこなっており、位置決めようにハウジング、締結部材をわざわざ加工する必要はない。
【００３１】
また、この発明の請求項５に係る高圧燃料ポンプによれば、座金は平座金であるので、締結部材からハウジングへの軸力伝達経路が大きく、締結部材からハウジングに安定した軸力が伝達される。
【００３２】
また、この発明の請求項６に係る高圧燃料ポンプによれば、座金は銅製であるので、コストが安価であるとともに、締結部材からの軸力で座金は径方向に塑性変形し、締結部材からハウジングに安定した軸力が伝達される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１の高圧燃料ポンプの断面図である。
【図２】  この発明の実施の形態２の高圧燃料ポンプの要部断面図である。
【図３】  従来の高圧燃料供給装置の回路図である。
【図４】  図３の高圧燃料ポンプの断面図である。
【図５】  図４の高圧燃料ポンプのバルブの断面図である。
【符号の説明】
３  低圧燃料吸入通路、６  高圧燃料ポンプ、７  高圧燃料吐出通路、１９  バルブ本体、２０  バルブ、２１  高圧燃料供給体、２２  第１のプレート、２３  第２のプレート、３０  ケーシング、３１  スリーブ、３２  燃料加圧室、３３  ピストン、３７，１３７  ハウジング、３８  締結部材、５１，５４  座金、５３  段部、３０１  高圧燃料ポンプ。
【図１】
0003875441.tif 000002
【図２】
0003875441.tif 000003
【図３】
0003875441.tif 000004
【図４】
0003875441.tif 000005
【図５】
0003875441.tif 000006