燃料泵的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種燃料泵。燃料泵具備穿孔圓板狀的板及朝著升降器按壓板的螺旋彈簧。板具有與柱塞的突出側端部的槽卡合的內周面。另外，在板上設有連接板的內周面與外周面的開口。螺旋彈簧配置于板與泵體之間。板以從螺旋彈簧的中心軸觀察將開口配置于在螺旋彈簧的壓縮時產生的橫向力的方向的反方向的位置的方式組裝于燃料泵。
【專利說明】
燃料泵
技術領域
[0001]本發明涉及燃料栗。
【背景技術】
[0002]日本特開2009-209838號公報公開了對通過加料栗從燃料罐汲取的燃料進行加壓而排出的燃料栗。該文獻公開的燃料栗具備具有缸體的栗外殼及配置于缸體內的圓柱狀的柱塞。柱塞的一個端部插入到缸體的內部，另一端部從缸體向外部突出。在該狀態下，柱塞配置為能夠沿著其中心軸往復滑動。在從缸體向外部突出的柱塞的端部上沿著柱塞的外周面形成有沿周向延伸的槽。穿孔圓板狀的板卡合于柱塞的槽。在燃料栗的下方配置有用于使柱塞在缸體內部往復滑動的凸輪。在凸輪與從缸體向外部突出的柱塞的端部之間配置有升降器。在燃料栗的下部與板之間配置有朝著升降器的上表面按壓板的螺旋彈簧。
[0003]圖17A表示設置于上述燃料栗的螺旋彈簧的一例。如圖17A所示，在螺旋彈簧的端部附近，彈簧繞組的間隔隨著接近繞組的終端而變窄。在上述螺旋彈簧中，對應于壓縮的彈性根據繞著螺旋彈簧的中心軸L的位置而不同。例如，端部附近的彈簧繞組的間隔相對較寬的左側的部分X的縱向彈性系數小于彈簧繞組的間隔相對較窄的右側的部分Y的縱向彈性系數。因此，如圖17B所示，在對螺旋彈簧施加了壓縮載荷Fe時，螺旋彈簧的部分X比部分Y更收縮。因此，螺旋彈簧以其中央部分向右側伸出的方式彎曲。其結果是，在螺旋彈簧上產生了向右方作用的橫向力Fs。
[0004]在上述以往的燃料栗中，當在螺旋彈簧上產生上述那種橫向力時，該橫向力經由板而傳遞至柱塞。此時，力矩沿著相對于缸體傾斜的方向作用于柱塞。當由于該力矩而使柱塞傾斜時，在柱塞與缸體之間的滑動面上產生的摩擦局部性地增大，柱塞、缸體有可能產生異常磨損、異常發熱。
【發明內容】
[0005]為了解決上述課題，根據本發明的第一技術方案，在板上，從螺旋彈簧的中心軸觀察，在反橫向力方向的位置設有連接板的外周面與內周面的開口，或者設定成:在板的中心軸與柱塞的中心軸一致時，板的內周面與槽之間的徑向上的間隙在位于反橫向力方向上的部分比除該部分之外的其它部分大。
【附圖說明】
[0006]圖1是本發明的第一實施方式的燃料栗的剖視圖。
[0007]圖2是燃料栗的分解立體圖。
[0008]圖3是對燃料栗的螺旋彈簧產生的橫向力的方向的確認方法進行說明的示意圖。
[0009]圖4是對橫向力的方向的確認方法進行說明的螺旋彈簧的俯視圖。
[0010]圖5是螺旋彈簧的仰視圖。
[0011]圖6是沿著圖5的6-6線的剖視圖。
[0012]圖7是燃料栗的板的仰視圖。
[0013]圖8是沿著圖7的8-8線的剖視圖。
[0014]圖9是燃料栗的升降器的俯視圖。
[0015]圖1O是沿著圖9的10-10線的剖視圖。
[0016]圖11是表示放大顯示燃料栗的升降器周邊的局部剖視圖。
[0017]圖12是沿著圖11的12-12線的剖視圖。
[0018]圖13是表示放大顯示燃料栗的產生橫向力時的升降器周邊的局部剖視圖。
[0019]圖14是放大顯示本發明的第二實施方式的燃料栗的柱塞的突出端部附近的局部剖視圖。
[0020]圖15是燃料栗的板的俯視圖。
[0021]圖16是放大顯示變形例的燃料栗的升降器周邊的局部剖視圖。
[0022]圖17A是自然長度時的螺旋彈簧的側視圖。
[0023]圖17B是壓縮時的螺旋彈簧的側視圖。
【具體實施方式】
[0024](第一實施方式)
[0025]以下，參照圖1?圖13詳細地對本發明的燃料栗的第一實施方式進行說明。燃料栗是對通過加料栗從燃料罐汲取的燃料進行加壓并排出至輸出管的栗，作為缸內噴射式內燃機的高壓燃料栗來使用。在以下的說明中，如圖1及圖2所示那樣定義上下方向。
[0026]如圖1所示，燃料栗具備安裝于缸內噴射式內燃機的氣缸頭蓋的栗體10。栗體10中設有沿上下方向延伸的缸體110缸體11向下方開口。
[0027]在缸體11的內部配置有大致圓柱狀的柱塞12。柱塞12的一個端部插入到缸體11的內部，另一端部從缸體11向外部突出。在該狀態下，柱塞12配置為能夠沿著其中心軸LO往復滑動。在缸體11的內部形成有用于對燃料進行加壓的加壓室13。加壓室13由缸體11的底部和插入到缸體11的柱塞12的一個端部的端面劃分而成。以下，將插入到缸體11的內部的柱塞12的一個端部記載為插入側端部12a，將從缸體11的外部突出的柱塞12的另一端部記載為突出側端部12b。
[0028]在栗體10的內部設有燃料室14。燃料室14與低壓燃料配管連接，上述低壓燃料配管連接于設置于缸內噴射式內燃機的加料栗。通過加料栗從燃料罐汲取的燃料被導入到燃料室14。
[0029]在栗體10上安裝有電磁吸入閥15。燃料室14經由電磁吸入閥15連接于加壓室13。當電磁吸入閥15通電時，電磁吸入閥15被關閉，而切斷燃料室14與加壓室13之間的燃料的流通。另外，當電磁吸入閥15的通電停止時，電磁吸入閥15打開，而容許燃料室14與加壓室13之間的燃料的流通。
[0030]此外，在栗體10上安裝有檢驗閥16。栗體10的加壓室13也與檢驗閥16連接。檢驗閥16是常閉式的差壓閥。因此，檢驗閥16在加壓室13內的燃料的壓力為預定的開閥壓以上時打開。檢驗閥16與高壓燃料配管連接，上述高壓燃料配管連接于設于缸內噴射式內燃機的輸出管。當檢驗閥16打開時，加壓室13內的燃料排出至輸出管。
[0031]在柱塞12的突出側端部12b沿著柱塞12的外周面形成有沿周向延伸的槽17。在柱塞12的突出側端部12b安裝有穿孔圓板狀的板18。板18使其孔的內周面與槽17卡合，由此安裝于柱塞12的突出側端部12b。在板18與栗體10之間，螺旋彈簧19以壓縮的狀態配置。因此，板18被螺旋彈簧19向下方按壓。板18以使其中心軸L2與螺旋彈簧19的中心軸LI 一致的狀態抵接于螺旋彈簧19的下端。
[0032]另外，燃料栗在柱塞12的突出側端部12b的周圍具有升降器20。升降器20呈有底缸體形狀，并向上方開口。升降器20以包圍安裝有板18的突出側端部12b的方式配置。升降器20具有與柱塞12的突出側端部12b的端面抵接的內底面20a。輥21能夠旋轉地支撐在升降器20的下部。輥21與栗驅動用的凸輪23抵接，上述栗驅動用的凸輪23與缸內噴射式內燃機的凸輪軸22—起旋轉。升降器20配置于柱塞12的突出側端部12b的端面與凸輪23之間。輥21通過經由板18及柱塞12而傳遞的螺旋彈簧19的作用力被按壓于凸輪23。
[0033]如圖2所示，在栗體10的下部設有圓筒形狀的升降器導向件24。升降器導向件24沿著柱塞12的中心軸LO延伸。升降器導向件24配置為從外側包圍柱塞12、板18及螺旋彈簧19。升降器20以使其外周面與升降器導向件24的內周面滑動接觸的狀態設置在升降器導向件24內。在升降器導向件24上設有沿著柱塞12的中心軸LO延伸的導向槽25。升降器20具有插入到導向槽25的突起26。突起26從升降器20的外周面向徑向外側突出。通過突起26卡合于導向槽25，而限制升降器20相對于栗體10繞中心軸LO旋轉。
[0034]栗體10具有從栗體10的側面突出的連接器27。連接器27與設置于缸內噴射式內燃機的低壓燃料配管連接。
[0035]在上述燃料栗中，當缸內噴射式內燃機的運行開始而凸輪軸22旋轉時，升降器20仿照凸輪23的輪廓形狀而沿上下方向移動。由此，柱塞12通過螺旋彈簧19維持將突出側端部12b的端面按壓于升降器20的底面的狀態，并在缸體11的內部往復滑動。
[0036]加壓室13的容積隨著柱塞12上升并接近加壓室13而變小。另一方面，加壓室13的容積隨著柱塞12下降并接近凸輪23而變大。因此，當在電磁吸入閥15打開的狀態下柱塞12下降時，對應于加壓室13的容積的擴大，燃料室14內的燃料被導入到加壓室13。當在電磁吸入閥15打開的狀態下柱塞12上升時，對應于加壓室13的容積的縮小，導入到加壓室13內的燃料返回到燃料室14。
[0037]在柱塞12的上升中當電磁吸入閥15關閉時，加壓室13密閉，因此加壓室13的容積縮小，加壓室13內的燃料被加壓。并且，當加壓室13內的燃料的壓力達到檢驗閥16的開閥壓時，檢驗閥16打開，加壓室13內的加壓后的燃料被排出。這樣，通過重復燃料的吸弓I及排出，加壓后的燃料從燃料栗輸送至輸出管。另外，通過變更柱塞12的上升中的電磁吸入閥15的閉閥期間、即電磁吸入閥15的通電期間，而調整從燃料栗輸送至輸出管的燃料的壓送量。
[0038]如圖3所示，在上述燃料栗中，由于柱塞12的上升而壓縮的螺旋彈簧19產生橫向力Fs。橫向力Fs作用于與柱塞12的滑動方向垂直的方向。在螺旋彈簧19上產生的橫向力Fs的方向能夠如以下那樣預先確認。首先，如圖3所示，將螺旋彈簧19的一個端部固定于固定物，并在將另一端部支撐為能夠沿螺旋彈簧19的徑向移動的狀態下，壓縮螺旋彈簧19。當如上述那樣壓縮螺旋彈簧19時，如圖4所示，由于通過壓縮而產生的橫向力Fs，螺旋彈簧19的另一端部的中心位置C2在螺旋彈簧19的徑向上從一個端部的中心位置Cl偏移。此時的中心位置C2相對于中心位置Cl的偏移方向是在螺旋彈簧19的壓縮時產生的橫向力Fs的方向。如此，觀察螺旋彈簧19的兩端的中心位置C1、C2的偏移的方向，而能夠確認橫向力Fs的方向。若螺旋彈簧19為相同規格，則橫向力Fs的方向相同。因此，對應各螺旋彈簧19的型號或各制造批次來確認在螺旋彈簧19上產生的橫向力Fs的方向即可。
[0039]如圖5及圖6所示，在與板18抵接的螺旋彈簧19的下端面形成有凹部28。從螺旋彈簧19的中心軸LI觀察，凹部28形成于在螺旋彈簧19的壓縮時產生的橫向力Fs的方向的位置。
[0040]如圖7及圖8所示，在板18上形成有連接其外周面與孔的內周面的開口29。開口 29是在將板18卡合于柱塞12的槽17時用于使柱塞12通過板18的孔的內周面的切口。開口29的寬度與卡合于柱塞12的槽17的部分的直徑大致相同。另外，板18在與螺旋彈簧19抵接的表面上具有凸部30。凸部30從板18的外周緣附近的部分向上方突出。凸部30具有沿著板18的周向的寬度。凹部28具有沿著螺旋彈簧19的周向的寬度。凸部30的寬度比凹部28的寬度稍小。因此，凸部30能夠卡合于凹部28。從板18的中心軸L2觀察，凸部30形成于開口 29的反方向的位置。
[0041]如圖9及圖10所示，在升降器20的內底面20a上設有凸部31。凸部31從升降器20的外周緣附近的部分向上方突出。凸部31具有沿著升降器20的周向的寬度。凸部31的寬度比開口 29的寬度稍小。因此，凸部31能夠卡合于開口 29。在燃料栗上組裝有升降器20的狀態下，從升降器20的中心軸L3觀察，凸部31設于與板18的開口 29相同方向的位置。
[0042]如圖11所示，螺旋彈簧19、板18及升降器20分別組裝于燃料栗。在該狀態下，板18的凸部30卡合于螺旋彈簧19的凹部28，升降器20的凸部31卡合于板18的開口29。即，板18的凸部30卡合于螺旋彈簧19的凹部28，由此板18及螺旋彈簧19以繞上述中心軸L1、L2的相對旋轉被限制的狀態組裝。另外，升降器20的凸部31卡合于板18的開口 29，由此板18及升降器20以繞上述中心軸L2、L3的相對旋轉被限制的狀態組裝。
[0043]如上所述，從螺旋彈簧19的中心軸LI觀察，螺旋彈簧19的凹部28配置于橫向力Fs的方向的位置。另外，從板18的中心軸L2觀察，板18的凸部30配置于開口 29的反方向的位置。因此，如圖12所示，從螺旋彈簧19的中心軸LI觀察，板18以將開口 29配置在橫向力Fs的方向的反方向(反橫向力方向)的位置的狀態組裝。
[0044]接著，參照圖13對上述燃料栗的作用進行說明。
[0045]如圖13所示，當由于柱塞12的上升而螺旋彈簧19被壓縮時，在螺旋彈簧19上產生橫向力Fs。橫向力Fs首先傳遞至與螺旋彈簧19抵接的板18。此時，由于板18在反橫向力方向的位置具有開口 29，因此容許板18相對于柱塞12向橫向力Fs的方向的移動。因此，抑制了橫向力Fs從板18向柱塞12的傳遞。
[0046]另外，g卩使增大柱塞12的槽17與板18的孔的內周面整體之間的間隙，由于容許板18相對于柱塞12的向橫向力Fs的方向的移動，因此抑制了橫向力Fs從板18向柱塞12的傳遞。其中，在該情況下，板18的晃動變大，有可能在燃料栗的動作中板18與柱塞12、升降器20碰撞而產生異常噪聲。關于這一點，在該實施方式中，用于將板18安裝于柱塞12的開口 29的位置根據橫向力Fs的方向的位置而設定。由此，抑制了橫向力Fs向柱塞12的傳遞，因此不會引起板18的晃動的增大。
[0047]以上，根據上述燃料栗，能夠實現以下效果。
[0048](I)板18以將開口 29配置于在螺旋彈簧19的壓縮時產生的橫向力Fs的方向的反方向的位置的狀態組裝。根據該結構，容許板18相對于柱塞12的向橫向力Fs的方向的移動，因此抑制了橫向力向柱塞12的傳遞。
[0049](2)開口 29的位置根據橫向力Fs的方向而設定。由此，容許板18相對于柱塞12的向橫向力Fs的方向的移動。因此，能夠在不增大引起異常噪聲的產生的板18的晃動的情況下抑制橫向力向柱塞12的傳遞。
[0050](3)板18的凸部30卡合于螺旋彈簧19的凹部28，由此限制了螺旋彈簧19及板18繞螺旋彈簧19的中心軸LI的相對旋轉。因此，能夠抑制由于在燃料栗的運行中產生的振動等使板18旋轉而使開口 29的位置從橫向力Fs的方向的反方向的正常位置偏移。因此，能夠維持抑制橫向力Fs向柱塞12的傳遞的效果。
[0051](4)限制了升降器20相對于栗體10繞柱塞12的中心軸LO的旋轉。另外，升降器20的凸部31與板18的開口 29卡合，由此也限制了板18及升降器20繞上述中心軸LO的相對旋轉。另一方面，在螺旋彈簧19與栗體10的抵接面上作用有螺旋彈簧19的壓縮反作用力引起的按壓力。因此，通過在上述兩個部件的抵接面之間產生的摩擦，螺旋彈簧19相對于栗體10的旋轉也被限制。在該情況下，板18相對于螺旋彈簧19的相對旋轉不僅被栗體10限制，而且也被升降器20限制。因此，能夠進一步抑制開口 29的位置從正常位置偏移。
[0052](第二實施方式)
[0053]接著，參照圖14及圖15詳細地對本發明的燃料栗的第二實施方式進行說明。在第二實施方式中，對于與第一實施方式共用的結構標注相同的附圖標記，并省略其詳細的說明。
[0054]圖14放大顯示在燃料栗的柱塞40上安裝有板41的部分。如圖14所示，柱塞40配置為在栗體10的缸體11中能夠沿著柱塞40的中心軸LO往復滑動。板41安裝于柱塞40的突出側端部。在板41與栗體10之間配置有螺旋彈簧19。
[0055]柱塞40在比柱塞40與板41的卡合位置靠上方的位置具備柱塞主體部42，在比柱塞40與板41的卡合位置靠下方的位置具備柱塞端部43。柱塞主體部42由與柱塞端部43不同的部件構成。在柱塞主體部42上設有從下端面42a向上方延伸的內螺紋孔44。在內螺紋孔44的內周面上形成有內螺紋。柱塞端部43具備頭部45及從頭部45向上方突出的外螺紋部46。在外螺紋部46的外周面上形成有外螺紋。板41配置于柱塞42的下端面42a與頭部45之間。在該狀態下，將外螺紋部46緊固于內螺紋孔44，由此將板41安裝于柱塞40。在上述柱塞40中，柱塞42的端面42a與頭部45之間的部分作為與板41的卡合孔48的內周面卡合的槽47發揮作用。
[0056]如圖15所示，在板41的中央形成有與柱塞40的槽47卡合的卡合孔48。在板41上不需要在第一實施方式中所說明的開口。因此，卡合孔48是關閉的孔，未與板41的外周面相連。另外，在板41的外周緣附近形成有與螺旋彈簧19的凹部28卡合的凸部49。從板41的中心軸L2觀察，卡合孔48在凸部49的反方向的部分形成得比除該部分以外的部分大。即，卡合孔48的內徑、即卡合孔48的內周面與中心軸L2之間的距離在凸部49的反方向的部分設定得比除該部分以外的部分大。另一方面，從中心軸LI觀察，螺旋彈簧19的凹部28配置于在螺旋彈簧19的壓縮時產生的橫向力Fs的方向的位置。這樣，板41以將放大了卡合孔48的擴徑部48a配置于橫向力Fs的方向的反方向的位置的狀態組裝于燃料栗。
[0057]根據上述結構，板41的中心軸L2與柱塞40的中心軸LO—致時，板41的卡合孔48的內周面與槽47之間的徑向上的間隙在從螺旋彈簧19的中心軸LI觀察位于反橫向力方向的部分，設定得比除該部分以外的部分大。由此，在螺旋彈簧19上產生了橫向力Fs時，容許板41相對于柱塞40向橫向力Fs的方向移動。因此，抑制了橫向力Fs從板41向柱塞40的傳遞。
[0058]另外，從螺旋彈簧19的中心軸LI觀察，板41的卡合孔48的內周面與槽47之間的間隙相對較大的部分限定于反橫向力方向的位置。因此，能夠在不增大引起異常噪聲的產生的板41的晃動的情況下抑制橫向力Fs向柱塞40的傳遞。
[0059]上述各實施方式也可以如以下那樣進行變更。
[0060].在第一實施方式中，升降器20的凸部31卡合于板18的開口29，由此限制升降器20及板18的相對旋轉。也可以取而代之，使升降器20的凸部卡合于設于板18的開口 29以外的部分的凹部或孔，由此限制升降器20及板18的相對旋轉。另外，也可以與上述結構相反，在板18上設置凸部，在升降器20上設置凹部。
[0061].在第一實施方式中，也可以使用凹凸卡合以外的方法來限制板18與升降器20的相對旋轉。例如如圖16所示，也可以通過將板18接合于升降器20的內底面20a的抵接面W，而限制升降器20及板18的相對旋轉。例如，能夠通過焊接、粘接來接合升降器20的內底面20a與板18。
[0062]?在第一及第二實施方式中，凹部28在與板18、41抵接的螺旋彈簧19的下端面，從螺旋彈簧19的中心軸LI觀察形成于橫向力Fs的方向的位置。另外，凸部30、49在與螺旋彈簧19抵接的板18、41的表面，從板18、41的中心軸L2觀察形成于開口 29或卡合孔48的擴徑部48a的反方向的位置。螺旋彈簧19的周向上的凹部28的位置及板18、41的周向上的凸部30、49的位置也可以適當變更。其中，凸部30、49卡合于凹部28，由此需要以將開口29或卡合孔48的擴徑部48a從螺旋彈簧19的中心軸LI觀察配置在反橫向力方向的位置的狀態，限制螺旋彈簧19及板18、41的相對旋轉。另外，也可以與上述結構相反，在螺旋彈簧19上設置凸部，在板18、41上設置凹部。
[0063].若通過螺旋彈簧19的壓縮反作用力引起的按壓，而在螺旋彈簧19與板18、41的抵接面之間產生摩擦，能夠限制兩個部件的相對旋轉，則也可以從螺旋彈簧19與板18、41中省略凹凸。
【主權項】
1.一種燃料栗，具備: 圓柱狀的柱塞;及 栗體，具有缸體，所述柱塞的一個端部被插入到所述缸體的內部、且另一端部從所述缸體向外部突出，所述柱塞以能夠沿著該柱塞的中心軸往復滑動的方式配置于所述缸體內，在從所述缸體向外部突出的所述柱塞的端部，沿著所述柱塞的外周面設有沿周向延伸的槽， 所述燃料栗還具備: 穿孔圓板狀的板，具有與所述槽卡合的內周面； 凸輪，用于使所述柱塞在所述缸體的內部往復滑動； 升降器，配置于從所述缸體向外部突出的所述柱塞的端部與所述凸輪之間；及 螺旋彈簧，配置于所述栗體與所述板之間，朝著所述升降器按壓所述板， 在所述螺旋彈簧上，在所述螺旋彈簧被壓縮時產生作用于與所述柱塞的滑動方向垂直的方向上的橫向力， 從所述螺旋彈簧的中心軸觀察，將與所述橫向力的方向相反的方向定義為反橫向力方向， 在所述板上，從所述螺旋彈簧的中心軸觀察，在所述反橫向力方向的位置設有連接所述板的外周面與內周面的開口，或者設定成:在所述板的中心軸與所述柱塞的中心軸一致時，所述板的內周面與所述槽之間的徑向上的間隙在位于所述反橫向力方向上的部分比除該部分之外的其它部分大。2.根據權利要求1所述的燃料栗，其中， 在所述板上，從所述螺旋彈簧的中心軸觀察，在所述反橫向力方向的位置設有連接所述板的外周面與內周面的開口， 所述升降器以被限制相對于所述栗體而繞所述柱塞的中心軸進行旋轉的狀態設置，并且具有配置于所述板的所述開口的內部的凸部。3.根據權利要求1所述的燃料栗，其中， 設定成:在所述板的中心軸與所述柱塞的中心軸一致時，所述板的內周面與所述槽之間的徑向上的間隙在位于所述反橫向力方向上的部分比除該部分之外的其它部分大，所述升降器以被限制相對于所述栗體而繞所述柱塞的中心軸進行旋轉的狀態設置，所述板以被限制相對于所述升降器而繞所述柱塞的中心軸進行旋轉的狀態設置。4.根據權利要求3所述的燃料栗，其中， 在所述升降器與所述板抵接的抵接面上，形成有用于限制所述升降器與所述板的相對旋轉的凹凸。5.根據權利要求3所述的燃料栗，其中， 通過將所述升降器與所述板接合，來限制所述板相對于所述升降器的旋轉。6.根據權利要求1所述的燃料栗，其中， 在所述板與所述螺旋彈簧抵接的抵接面上，形成有用于限制所述板與所述螺旋彈簧的相對旋轉的凹凸。
【文檔編號】F02M59/44GK105909442SQ201610085573
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年2月15日
【發明人】安東宏哉, 淺山和博, 小柿佳紀
【申請人】豐田自動車株式會社