特許 6430354 高圧燃料供給ポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6430354

(24)【登録日】2018年11月9日

(45)【発行日】2018年11月28日

(54)【発明の名称】高圧燃料供給ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F02M 59/44 20060101AFI20181119BHJP

   F02M 59/46 20060101ALI20181119BHJP

【ＦＩ】

   F02M59/44 U

   F02M59/44 N

   F02M59/46 A

   F02M59/46 Y

【請求項の数】10

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-192526(P2015-192526)

(22)【出願日】2015年9月30日

(65)【公開番号】特開2017-66956(P2017-66956A)

(43)【公開日】2017年4月6日

【審査請求日】2017年8月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】509186579

【氏名又は名称】日立オートモティブシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098660

【弁理士】

【氏名又は名称】戸田 裕二

(72)【発明者】

【氏名】橋田 稔

(72)【発明者】

【氏名】伯耆田 淳

(72)【発明者】

【氏名】菅波 正幸

(72)【発明者】

【氏名】臼井 悟史

(72)【発明者】

【氏名】谷貝 将通

(72)【発明者】

【氏名】斉藤 淳治

(72)【発明者】

【氏名】徳丸 千彰

(72)【発明者】

【氏名】徳尾 健一郎

(72)【発明者】

【氏名】笹生 雄太

【審査官】 櫻田 正紀

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１５／０９８３５１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００５−２７９７７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０２−０５９８９２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１１−１６９４４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１８５６１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１０８７８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／００１２０８４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０１−２１１６６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１９９８７３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｍ ５９／４４

Ｆ０２Ｍ ５９／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ポンプボディに形成される穴部に挿入される機能部品を備え、
外周面において前記機能部品の外周部と前記穴部の内周部との第一接触部が溶接により固定され、
溶接された部位に対して前記外周面と反対側に空間が形成され、
前記機能部品の挿入方向に向かって形成される前記機能部品の外周部と前記穴部の内周部とが接触する第二接触部が前記溶接された部位とは別に設けられ、
前記ポンプボディの前記外周面側から中心部側に向かって、前記溶接された部位，前記空間，前記第二接触部の順に位置することを特徴とする高圧燃料ポンプ。

【請求項2】

請求項１に記載の高圧燃料ポンプにおいて、
前記空間は、前記ポンプボディと前記機能部品との双方に凹み形状が設けられることで形成され、
前記機能部品の軸方向断面図において、前記ポンプボディに設けられた凹み形状の断面積は前記機能部品に設けられた凹み形状の断面積よりも大きいことを特徴とする高圧燃料ポンプ。

【請求項3】

請求項１に記載の高圧燃料ポンプにおいて、
前記機能部品は前記ポンプボディの表面から突出する部分の直径に対し、前記穴部と対向する前記外周部の直径が大きくなるように構成されることを特徴とする高圧燃料ポンプ。

【請求項4】

請求項３に記載の高圧燃料ポンプにおいて、
前記機能部品の突出する部分の直径と前記外周部の直径との差に対し、前記空間の径方向の大きさが大きいことを特徴とする高圧燃料ポンプ。

【請求項5】

請求項１に記載の高圧燃料ポンプにおいて、
前記穴部の内周部には前記機能部品の位置決めをする段部が設けられ、
前記挿入方向に対し垂直な面で前記段部と接触する第三接触部が前記機能部品の前記挿入方向における先端に設けられることを特徴とする高圧燃料ポンプ。

【請求項6】

請求項１に記載の高圧燃料ポンプにおいて、
当該高圧燃料ポンプをエンジンへ取り付けるためのフランジ部を備え、
前記ポンプボディと前記フランジ部とは鍛造により一体で形成されることを特徴とする高圧燃料ポンプ。

【請求項7】

請求項１に記載の高圧燃料ポンプにおいて、
前記空間は、前記機能部品の前記外周部の全周に渡って円環状に形成されることを特徴とする高圧燃料ポンプ。

【請求項8】

請求項１に記載の高圧燃料ポンプにおいて、
前記空間は、前記ポンプボディと前記機能部品との間に全周に渡って円環状に形成されることを特徴とする高圧燃料ポンプ。

【請求項9】

請求項１に記載の高圧燃料ポンプにおいて、
前記第一接触部および前記第二接触部における前記機能部品の外径が同一に形成されることを特徴とする高圧燃料ポンプ。

【請求項10】

請求項１に記載の高圧燃料ポンプにおいて、
前記機能部品は、燃料を吸入する吸入ジョイント、加圧室で加圧された燃料を吐出する吐出ジョイント、又は電磁吸入弁機構の何れかであることを特徴とする高圧燃料ポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関の燃料噴射弁に燃料を圧送する高圧燃料供給ポンプについて、特に燃料を加圧する加圧室が形成されるポンプボディを備え、電磁吸入弁機構などの機能部品がポンプボディに取り付けられる構造に関する。

【背景技術】

【0002】

本発明の高圧燃料ポンプの従来技術として、特許文献１に記載のものがある。この特許文献１には「カバーの外壁面は、プランジャの軸に直交する断面形状が多辺形状である。そのため、カバーの外壁は、少なくとも３つ以上の平面を有する。よって、燃料インレットの一端を嵌合するための嵌合穴は、第１貫通孔および第２貫通孔が開口する平面とは別の平面に設けることができる。そのため、燃料インレットとカバーとを容易に接合することができる。特に、燃料インレットとカバーとが溶接やろう付けにより接合される場合、生産性が向上する。」と記載されている（段落００１５参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−２１５１６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１の図３においては、燃料インレットとカバーとが接合されているが、この接合部品をカバー、あるいはポンプボディに溶接した場合、溶接による応力が溶接部に集中することで、溶接部に亀裂が入る虞がある。そうすると、亀裂箇所から燃料が漏れたり、接合部品の破損を招く虞があるため、この応力の集中を抑制する必要がある。

【0005】

そこで本発明は、溶接部品の溶接部の応力集中を抑制し、信頼性の向上を図った高圧燃料ポンプを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために本発明の高圧燃料供給ポンプは、
「ポンプボディに形成される穴部に挿入される機能部品を備え、外周面において前記機能部品の外周部と前記穴部の内周部との第一接触部が溶接により固定され、溶接された部位に対して前記外周面と反対側に空間が形成され、前記機能部品の挿入方向に向かって形成される前記機能部品の外周部と前記穴部の内周部とが接触する第二接触部が前記溶接された部位とは別に設けられ、前記ポンプボディの前記外周面側から中心部側に向かって、前記溶接された部位，前記空間，前記第二接触部の順に位置すること」を特徴とするものである。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、溶接部品の溶接部の応力集中を抑制し、信頼性の向上を図った高圧燃料ポンプを提供することが可能となる。

【0008】

本発明のその他の構成、作用、効果については以下の実施例において詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の第一実施例による高圧燃料供給ポンプの縦断面図である。

【図2】本発明の第一実施例による高圧燃料供給ポンプの上方から見た水平方向断面図である。

【図3】本発明の第一実施例による高圧燃料供給ポンプの図１と別方向から見た縦断面図である。

【図4】本発明の第一実施例による吸入ジョイントがポンプボディの側面に取り付けられた高圧燃料供給ポンプの縦断面図である。

【図5】本発明の第一実施例による高圧燃料供給ポンプの吐出ジョイントの溶接構造を示す。

【図6】本発明の第一実施例による高圧燃料供給ポンプの電磁吸入弁機構の拡大縦断面図であり、電磁吸入弁が開弁状態にある状態を示す。

【図7】本発明の第一実施例による高圧燃料供給ポンプが適用されたエンジンシステムの構成図を示す。

【図8】本発明の第一実施例による吸入ジョイントがポンプボディの側面に取り付けられた高圧燃料供給ポンプを上方から見た水平方向断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明する。

【実施例1】

【0011】

まず本発明の実施例１について図面を用いて詳細に説明する。

【0012】

図７に示すエンジンシステムの全体構成図を用いてシステムの構成と動作を説明する。
破線で囲まれた部分が高圧燃料供給ポンプ（以下、高圧ポンプと呼ぶ）の本体を示し、この破線の中に示されている機構・部品はポンプボディ１に一体に組み込まれていることを示す。

【0013】

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る。この燃料は適切なフィード圧力に加圧されて吸入配管２８を通して高圧ポンプの低圧燃料吸入口１０ａに送られる。低圧燃料吸入口１０ａから吸入ジョイント５１を通過した燃料は弁１０２を有する圧力脈動伝播防止機構１００、圧力脈動低減機構９、吸入通路を介して容量可変機構を構成する電磁吸入弁３００の吸入ポート３１ｂに至る。

【0014】

電磁吸入弁３００に流入した燃料は、燃料導入通路３０ｐ及び弁体３０を通過し加圧室１１に流入する。エンジンのカム機構９３によりプランジャ２に往復運動する動力が与えられる。プランジャ２の往復運動により、プランジャ２の下降行程には弁体３０から燃料を吸入し、上昇行程には、燃料が加圧される。吐出弁機構８を介し、圧力センサ２６が装着されているコモンレール２３へ燃料が圧送される。そしてＥＣＵ２７からの信号に基づきインジェクタ２４がエンジンへ燃料を噴射する。本実施例はインジェクタ２４がエンジンのシリンダ筒内に直接、燃料を吹きつける、いわゆる直噴エンジンシステムに適用される高圧ポンプである。

【0015】

高圧ポンプは、ＥＣＵ２７から電磁吸入弁３００への信号により、所望の供給燃料となるよう燃料流量を吐出する。

【0016】

図１は本実施例の高圧ポンプの縦断面図を示し、図２は高圧ポンプを上方から見た水平方向断面図である。また図３は高圧ポンプを図１と別方向から見た縦断面図である。なお、図１においては吸入ジョイント５１がダンパカバー上部に設けられているが、図４はポンプボディ１の図示しない側面に吸入ジョイント５１が設けられた高圧ポンプの縦断面図である。

【0017】

はじめに、図１を用いて、本実施例について説明する。本実施例の高圧ポンプはポンプボディ１に設けられた取付けフランジ１ｅを用い内燃機関のシリンダヘッド９０の平面に密着し、図示しない複数のボルトで固定される。

【0018】

シリンダヘッド９０とポンプボディ１との間のシールのためにＯリング６１がポンプボディ１に嵌め込まれ、エンジンオイルが外部に漏れるのを防止する。

【0019】

ポンプボディ１にはプランジャ２の往復運動をガイドするためのシリンダが取り付けられている。また燃料を加圧室１１に供給するための電磁吸入弁３００と加圧室１１から吐出通路に燃料を吐出し逆流を防止するための吐出弁機構８が設けられている。吐出弁機構８を通過した燃料は、吐出ジョイント１２ｃによりエンジン側部品に接続される。

【0020】

シリンダ６はその外周側において、ポンプボディ１と圧入により固定される。円筒状の圧入部の表面によりポンプボディ１との隙間から加圧した燃料が低圧側に漏れないようシールしている。シリンダを軸方向に平面に接触させることで、ポンプボディ１とシリンダ６との円筒状の圧入部のシールに加え、二重のシールの機能をも果たす。

【0021】

プランジャ２の下端には、内燃機関のカムシャフトに取り付けられたカム９３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９２が設けられている。プランジャ２はリテーナ１５を介してばね４にてタペット９２に圧着されている。これによりカム９３の回転運動に伴い、プランジャ２を上下に往復運動させることができる。

【0022】

また、シールホルダ７の内周下端部に保持されたプランジャシール１３がシリンダ６の図中下方部においてプランジャ２の外周に摺動可能に接触する状態で設置されている。これにより、プランジャ２が摺動したとき、副室７ａの燃料をシールし内燃機関内部へ流入するのを防ぐ。同時に内燃機関内の摺動部を潤滑する潤滑油（エンジンオイルも含む）がポンプボディ１の内部に流入するのを防止する。

【0023】

ポンプボディ１には吸入ジョイント５１が取り付けられている。吸入ジョイント５１は、車両の燃料タンク２０からの燃料を供給する低圧配管に接続されており、燃料はここから高圧ポンプ内部に供給される。吸入ジョイント５１内の吸入フィルタ５２は、燃料タンク２０から低圧燃料吸入口１０ａまでの間に存在する異物を燃料の流れによって高圧燃料供給ポンプ内に吸収することを防ぐ役目がある。

【0024】

低圧燃料吸入口１０ａを通過した燃料は、圧力脈動低減機構９、低圧燃料流路１０ｄを介して電磁吸入弁３００の吸入ポート３１ｂに至る。

【0025】

加圧室１１の出口に設けられた吐出弁機構８は、吐出弁シート８ａ、吐出弁シート８ａと接離する吐出弁８ｂ、吐出弁８ｂを吐出弁シート８ａに向かって付勢する吐出弁ばね８ｃ、吐出弁８ｂのストローク（移動距離）を決めるストッパ８ｄから構成される。吐出弁ストッパ８ｄとポンプボディ１は当接部８ｅで溶接により接合され燃料と外部を遮断している。

【0026】

加圧室１１と吐出弁室１２ａに燃料差圧が無い状態では、吐出弁８ｂは吐出弁ばね８ｃによる付勢力で吐出弁シート８ａに圧着され閉弁状態となっている。加圧室１１の燃料圧力が、吐出弁室１２ａの燃料圧力よりも大きくなった時に初めて、吐出弁８ｂは吐出弁ばね８ｃに逆らって開弁する。そして、加圧室１１内の高圧の燃料は吐出弁カバー１２ｄに覆われている吐出弁室１２ａ、燃料吐出通路１２ｂ、燃料吐出口１２を経てコモンレール２３へと吐出される。吐出弁８ｂは開弁した際、吐出弁ストッパ８ｄと接触し、ストロークが制限される。したがって、吐出弁８ｂのストロークは吐出弁ストッパ８ｄによって適切に決定される。これによりストロークが大きすぎて、吐出弁８ｂの閉じ遅れにより、吐出弁室１２ａへ高圧吐出された燃料が、再び加圧室１１内に逆流してしまうのを防止でき、高圧ポンプの効率低下が抑制できる。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、吐出弁ストッパ８ｄの外周面にてガイドしている。以上のようにすることで、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。

【0027】

以上に説明したように、加圧室１１は、ポンプハウジング１、電磁吸入弁３００、プランジャ２、シリンダ６、吐出弁機構８にて構成される。

【0028】

カム９３の回転により、プランジャ２がカム９３の方向に移動して吸入行程状態にある時は、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通路１０ｄの圧力よりも低くなると、弁体３０は開口状態にある。そのため燃料は弁体３０が開弁して形成される開口部を通り、ポンプボディ１に設けられた連通穴１ａと、シリンダ６の溝６ａ、連通孔６ｂを通過し、加圧室１１に流入する。

【0029】

プランジャ２が吸入行程を終了した後、プランジャ２が上昇運動に転じ圧縮行程に移る。ここで電磁コイル４３は無通電状態を維持したままであり磁気付勢力は作用しない。ロッド付勢ばね４０は、無通電状態において弁体３０を開弁維持するのに必要十分な付勢力を有するよう設定されている。本実施例ではいわゆるノーマルオープン式の高圧ポンプを示しているが、本発明はこれに限定される訳ではなく、ノーマルクローズ式の高圧ポンプにも適用可能である。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、再び開弁状態の弁体３０の開口部を通して吸入通路１０ｄへと戻されるので、加圧室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る。

【0030】

ここから、電磁吸入弁３００について図６を用いて説明する。電磁吸入弁３００とは、電磁コイル４３への通電により磁性コア３９、可動コア３６、ロッド３５とこれらに続き配置される弁体３０を可動させることで、燃料を吸入し、加圧室１１に送る機構のことを指す。以下にこれらの機能について詳述する。

【0031】

前記したとおり、無通電状態では、強力なロッド付勢ばね４０によって、弁体３０が開弁方向に稼働するためにノーマルオープン式となっているが、エンジンコントロールユニット２７（以下ＥＣＵと呼ぶ）からの制御信号が電磁吸入弁３００に印加されると、電磁コイル４３には端子４６を介して電流が流れる。電流が流れることにより、磁性コア３９は磁気吸引力を生じる。

【0032】

これに伴い、図６にも記載の磁気吸引面Ｓにおいて可動コア３６が磁性コア３９の磁気吸引力により閉弁方向に引き寄せられる。可動コア３６の間には、可動コア３６を係止するフランジ部３５ａを備えたロッド３５が配置される。なお、ロッド付勢ばね４０は、蓋保持部材３９及び蓋部材４４により覆われている。ロッド３５はフランジ部３５ａを有することにより、可動コア３６を係止することができるため、可動コア３６とともに移動することが可能となる。よって可動コア３６間に配置されたロッド３５は、磁気吸引力が働いたときに閉弁方向に移動することができる。また、ロッド３５は可動コアの下部に閉弁付勢ばね４１及び、燃料通路３７を備えたロッドガイド部３７ｂの間に配置される。

【0033】

なお、ロッド３５はフランジ部３５ａの内周部で、可動コア３６と接触する位置において、内周側に凹む凹み部３５ｂが形成される。これにより可動コア３６が接触した際の逃げ部を形成できるため、ロッド３５、あるいは可動コア３６の衝突による破損を防止できる。さらにロッド３５は弁体３０の側の先端部において、先端に向かう程、径が小さくなる傾斜部３５ｃが形成される。これによりロッド３５に可動コア３６を挿入する際に多少、芯がずれていたとしても容易に組み込み可能であり生産効率を上げることが可能である。なお、ロッド３５は旋盤加工により形成されるため、弁体３０の側の先端部において、弁体３０と反対側に凹む凹み部が形成される。

【0034】

ロッド３５の下部（吸入弁側）には弁体３０、吸入弁付勢ばね３３、ストッパ３２を備える。弁体３０は加圧室側に突出し、吸入弁付勢ばね３３によりガイドされるガイド部３０ｂが形成される。弁体３０はロッド３５の移動に伴って弁体ストローク３０ｅの隙間の分だけ移動することにより、開弁状態で供給通路１０ｄから供給された燃料は加圧室に供給される。ガイド部３０ｂは、吸入弁機構のハウジング内部に圧入され、固定されたストッパ３２に衝突することにより動きを停止する。なお、ロッド３５と弁体３０は別体で独立した構造をとっている。

【0035】

なお、弁体３０は吸入側に配置された弁座部材３１の弁座に接触することで加圧室１１への流路を閉じ、また弁座から離れることで加圧室１１への流路を開くように構成される。ここで、近年の高圧燃料ポンプは吐出燃料が３０ＭＰａ以上となるなど、さらなる高圧化が求められており、したがって、加圧室１１が高圧となって、弁体３０が弁座部材３１に衝突する際の衝撃、あるいは、弁体３０がストッパ３２に衝突する際の衝撃が非常に大きく、これの強度を増すことが必要となっている。

【0036】

本実施例では弁体３０は、平板形状で配置され、平板部とこれに上記した加圧室側に突出するガイド部３０ｂとを備えて構成される。ここで強度に影響を与える要素として本実施例では平板部の厚みに着目した。つまり、図６に示すように弁体３０の平板部の吸入弁付勢ばね３３の移動方向における厚みを厚くすることで、強度の向上を図る。具体的には、平板部から突出するガイド部３０ｂの厚みに対し、平板部の厚みを厚くするように構成する。また図６は弁座部材３１に形成される吸入ポート３１ｂ（流路）が最も大きい位置の断面図を示すが、このとき吸入ポート３１ｂに対して下流側における弁座部材３１の平板部と接触する弁座部の上記移動方向における厚みよりも弁体３０の平板部の厚みを厚くすることが望ましい。このように構成することで、弁体３０の強度を持たせることが可能である。

【0037】

まとめると、磁気付勢力がロッド付勢ばね４０の付勢力に打ち勝ってロッド３５が吸入弁３０から離れる方向に移動する。よって、吸入弁付勢ばね３３による付勢力と燃料が吸入通路１０ｄに流れ込むことによる流体力により吸入弁３０が閉弁する。閉弁後、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し、燃料吐出口１２の圧力以上になると、吐出弁機構８を介して高圧燃料の吐出が行われ、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る。

【0038】

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。そして、電磁吸入弁３００のコイル４３への通電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４３へ通電するタイミングを早くすれば、圧縮行程中の、戻し行程の割合が小さく、吐出行程の割合が大きい。すなわち、吸入通路１０ｄに戻される燃料が少なく、高圧吐出される燃料は多くなる。一方、通電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吐出行程の割合が小さい。すなわち、吸入通路１０ｄに戻される燃料が多く、高圧吐出される燃料は少なくなる。電磁コイル４３への通電タイミングは、ＥＣＵ２７からの指令によって制御される。

【0039】

以上のように電磁コイル４３への通電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出来る。リリーフバルブ２００は、リリーフバルブカバー２０１、ボール弁２０２、リリーフバルブ押え２０３、ばね２０４、ばねホルダ２０５で構成される。リリーフバルブ２００は、コモンレール２３やその先の部材に何らかの問題が生じ、異常に高圧になった場合にのみ作動するよう構成された弁であり、コモンレール２３やその先の部材内の圧力が高くなった場合にのみ開弁し、燃料を加圧室に戻すという役割を持つ。そのため、非常に強力なばね２０４を有している。

【0040】

低圧燃料室１０には高圧ポンプ内で発生した圧力脈動が燃料配管２８へ波及するのを低減減させる圧力脈動低減機構９が設置されている。また、圧力脈動低減機構９の上下にはそれぞれ、間隔を持ってダンパ上部１０ｂ、ダンパ下部１０ｃが設けられている。一度加圧室１１に流入した燃料が、容量制御のため再び開弁状態の吸入弁体３０を通して吸入通路１０ｄへと戻される場合、吸入通路１０ｄへ戻された燃料により低圧燃料室１０には圧力脈動が発生する。しかし、低圧燃料室１０に設けた圧力脈動低減機構９は、波板状の円盤型金属板２枚をその外周で張り合わせ、内部にアルゴンのような不活性ガスを注入した金属ダイアフラムダンパで形成されており、圧力脈動はこの金属ダンパが膨張・収縮することで吸収低減される。９ｂは金属ダンパをポンプボディ１の内周部に固定するための取付金具であり、燃料通路上に設置されるため、ダンパとの支持部を全周では無く、一部とし前記取付金具９ｂの表裏に流体が自由に行き来できるようにしている。

【0041】

プランジャ２は、大径部２ａと小径部２ｂを有し、プランジャの往復運動によって副室７ａの体積は増減する。副室７ａは燃料通路１０ｅにより低圧燃料室１０と連通している。プランジャ２の下降時は、副室７ａから低圧燃料室１０へ、上昇時は、低圧燃料室１０から副室７ａへと燃料の流れが発生する。

【0042】

このことにより、ポンプの吸入行程もしくは、戻し行程におけるポンプ内外への燃料流量を低減することができ、高圧ポンプ内部で発生する圧力脈動を低減する機能を有している。

【0043】

図４及び、図８には、ポンプボディ１に対して横方向に低圧燃料吸入口を接続した場合の縦方向、水平方向の断面図を示す。図の符号に関しては、前記した図の説明と重複するため省略する。本実施例に記載の構成を用いることにより、低圧燃料吸入口の向きがいかなる場合においても容易に、かつ応力の集中を防いだ溶接が可能となる。以下に発明の内容を詳述する。

【0044】

本高圧燃料ポンプにおいては、機能部品である、吸入ジョイント５１、吐出ジョイント１２ｃ、あるいは電磁吸入弁機構３００が高圧燃料ポンプに対し、径方向に自在に設置されることが望まれる。これは、エンジンにおけるレイアウトの自由度を増すためである。

【0045】

本高圧燃料ポンプと機能部品は溶接により接合される。ここでポンプボディ１の外表面から外側へ突き出す上記機能部品が例えばレーザ溶接により結合される場合、前記レーザ溶接のためのビームが、お互いの機能部品或いはフランジ１ｅと干渉することなく配置される必要がある。

【0046】

例えば、吐出ジョイント１２ｃを溶接する場合に、レーザビーム５００が図１に示される如く照射されるが、そのビームがフランジ１ｅやその他の機能部品と干渉しないような配置とする必要がある。この時、レーザビーム５００はより機能部品の軸方向と平行に近くなる様に照射されれば、干渉を防ぐことができ、各機能部品の配置の自由度をより高めることができる。

【0047】

それと同時に、各機能部品のボディ１との結合部の信頼性は、ポンプ内部の燃料が外部に漏れることを防止するためにも十分に確保する必要がある。すなわち前記結合部は十分な強度を確保する必要がある。

【0048】

上記の如く、これら各機能部品の配置の自由度を増すため、また、各機能部品の結合部の信頼性を確保するため、本実施例の高圧ポンプは、ポンプボディ１に形成される穴部に挿入される機能部品、例えば図５に示す様に、吐出ジョイント１２ｃを備え、ポンプボディ１の外周面において機能部品の外周部と前記穴部の内周部とが接触面１２ｅにおいて溶接により固定され、溶接された部位に対して外周面と反対側に空間４００が形成される。

【0049】

空間４００を有しない場合、溶接時に接合部へ応力が集中し、鋭角のあるいは隅部半径が小さい切欠き形状が形成されてしまう場合がある。しかし、空間４００を備えた場合においては、十分な空間容積を有するために、溶接部近傍、特には溶接終端部４０１に応力が集中するような鋭角の或いは隅部半径が小さい切欠き形状が生成しない。そのため溶接部に荷重が作用した場合においても溶接部に応力集中を起こさない形状とすることができる。

【0050】

上記の構成により、溶接部品の溶接部の応力集中を抑制し、ポンプの信頼性向上を図った高圧燃料ポンプを提供することが可能となる。また空間４００は、請求項２に記載の通り、ポンプボディ１と機能部品との双方に環状の凹み形状が設けられることにより形成されることを特徴とする。例えば具体的には、ボディの環状凹み形状１ｆ、吐出ジョイント１２の環状凹み形状１２ｆとである。これにより一方のみの部品に環状に凹み形状が設けられる場合に比べ、応力集中を抑制することができ、ポンプの信頼性向上を図ることが可能である。このとき、凹み形状は、四角ではなく円形に近い形状であることが望ましい。これは、四角形に近い形状にした場合、角部に応力が集中しやすいためである。

【0051】

次に請求項３に記載のように、機能部品はポンプボディ１の表面から突出する部分の直径、例えば吐出ジョイントの突出部直径１２ｇに対し、穴部と対向する外周部の直径、例えば吐出ジョイントの溶接部直径１２ｈが大きくなるように構成されることを特徴とする。この構成により、機能部品の軸方向に沿ってレーザ溶接をし易くすることが可能となる。ここで、図４や図８には、エンジンの置き場の都合により、低圧燃料吸入口10aを横方向に接続した場合のポンプボディ１の縦方向、水平方向の断面図を示す。このように、機能部品や低圧燃料吸入口10aの横方向の接続が多い場合においても、機能部品の軸方向からレーザを当てることにより、容易に溶接することが可能となる。

【0052】

また、請求項４に記載の通り、機能部品の突出する部分の直径と外周部の直径との差１２ｉに対し、空間の径方向の大きさ４０２が大きいことが望ましい。このような大きさの空間とすることで上記した応力集中を抑制することが可能である。

【0053】

さらには、機能部品の前記凹み形状１２ｆが作る断面積よりも、ボディ１の前記凹み形状１ｆが作る断面積が大きい方が好ましい。具体的には、また実際にポンプを稼働させる際、ポンプ内部に加わる圧力により、ボディ側に発生する応力の方が大きくなるために、大きい空間で応力の集中を拡散し、応力集中を避けることが可能である。

【0054】

上記結合部には、空間４００のさらにボディ１の中心側に、接触部１２ｊを設けることが望ましい。接触部１２ｊを設置する利点は次の２点である。一つは、吐出ジョイント１２ｃの溶接による傾きの抑制、二つは、溶接時に発生するスパッタ（金属の微小な粉末）のポンプ内部への侵入防止である。

【0055】

空間４００ａは、電磁吸入弁機構３００がボディ１に溶接接合された部分における空間である。ボディ１側には環状の凹み形状が形成され、電磁吸入弁機構３００側にも空間４００ａを形成できる形状としている。

【0056】

ここで、請求項５に記載の通り、機能部品と穴部とは、機能部品の挿入方向に沿ってレーザが当てられることにより溶接されることが望ましい。たとえばレーザ溶接を行う場合に、レーザの照射部と溶接部との間にフランジ部が配置されているとレーザ溶接を行うことができない。逆に言うと、レーザの照射部と溶接部との間にフランジ部などの他の部材が介在しないように、フランジ部やその他の機能部品を配置する必要がある。つまり、この場合にはフランジ部やその他の機能部品のレイアウトが限定されるため、レイアウト性が悪いということができる。これに対して上記したように機能部品と穴部とを構成することで、レイアウト性を向上することが可能である。

【0057】

さらに請求項６に記載の通り、ポンプボディ１には、高圧燃料ポンプをエンジンへ取り付けるためのフランジ部を備え、ポンプボディ１とフランジ部とは鍛造により一体で形成されることが望ましい。別体に構成し、溶接を行い締結する場合と比較して、部品点数の削減が可能となり、構造体としての信頼性の向上が期待できる。

【0058】

この空間は、請求項７にも記載のように、機能部品の外周部の全周に渡って円環状に形成される。具体的には、請求項８に記載のように、空間４００は、ポンプボディ１と機能部品との間に全周に渡って円環状に形成される。これは、溶接部がポンプ内部燃料のシール機能を兼ねるためと、強度確保のためである。このためにポンプボディ１と機能部品との間を全周溶接する必要があり、また応力を分散させるためである。

【0059】

請求項９に記載のように、機能部品の軸方向断面図において、ポンプボディ１に設けられた環状の凹み形状の断面積は機能部品に設けられた環状の凹み形状の断面積よりも大きく構成されることを特徴とする。これは実際にポンプを稼働させた際、機能部品に発生する応力よりもポンプボディ１に発生する応力が大きくなる傾向にある。この構成は、その実際に稼働させる際にかかる応力を分散させるという役割を果たすために備えられる。

【0060】

本実施例で指す機能部品は、請求項１０に記載のように、燃料を吸入する吸入ジョイント５１、加圧室で加圧された燃料を吐出する吐出ジョイント１２、又は電磁吸入弁機構３００の何れかである。ポンプボディ１に対し、より大きな溶接強度が必要とされるものに関しては上記に限らず、本実施例を適用することができる。

【0061】

以上で、実施例に関する説明を終えるが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく幅広く変形して、実施することができる。例えば、上記実施形態は高圧燃料ポンプに本発明を適用したものであるが、溶接を要する金属部品に適応してもよい高圧燃料ポンプ内における機能部品の配置位置や配置方法においても、上記実施形態の例示に限るものではない。

【符号の説明】

【0062】

１ ポンプボディ
２ プランジャ
６ シリンダ
７ シールホルダ
８ 吐出弁機構
９ 圧力脈動低減機構
１０ａ 低圧燃料吸入口
１１ 加圧室
１２ 燃料吐出口
１３ プランジャシール
３０ 吸入弁
３６ アンカー
４０ ロッド付勢ばね
４３ 電磁コイル
１００ 圧力脈動伝播防止機構
１０１ 弁シート
１０２ 弁
１０３ ばね
１０４ ばねストッパ
２００ リリーフバルブ
３００ 電磁吸入弁
４００ 溶接部空間
５００ レーザビーム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】