(57)【要約】【課題】耐久性に優れた燃料供給装置を提供する。【解決手段】エンジン２の駆動力を得てプランジャ６０４を往復動することにより容積が拡縮されて、燃料を吸入し、圧送する加圧室６０９と、加圧室６０９に吸入される燃料が流通する吸入通路６２に設けられ、加圧室６０９に吸入される燃料を調量する吸入調量弁７４とを備える燃料供給装置１０において、吸入調量弁７４で調量された燃料とは異なる作動流体を、加圧室６０９に供給する作動流体供給手段を備え、作動流体供給手段は、加圧室６０９の容積が拡大される吸入時において、作動流体を、加圧室６０９に送り込む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プランジャを往復動することにより容積が拡縮されて、燃料を吸入し、圧送する加圧室と、
前記加圧室に吸入される燃料が流通する燃料吸入流路に設けられ、前記加圧室に吸入される燃料を調量する吸入調量弁と、
を備える燃料供給装置において、
前記加圧室に、前記吸入調量弁で調量された燃料とは異なる作動流体を供給する作動流体供給手段を備え、
前記作動流体供給手段は、前記加圧室の容積が拡大される吸入時において、前記作動流体を、前記加圧室に送り込むことを特徴とする燃料供給装置。
【請求項２】
前記作動流体は正圧のエアであることを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
【請求項３】
前記作動流体供給手段は、
前記加圧室に前記作動流体としての正圧のエアを流出するエア流体流入流路とを備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料供給装置。
【請求項４】
前記エア流入流路は、前記燃料吸入流路に連通することなく前記加圧室に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の燃料供給装置。
【請求項５】
前記作動流体供給手段は、
前記加圧室に前記作動流体としての正圧のエアを送り込む前記エア流入流路を開閉する逆止弁を備えていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の燃料供給装置。
【請求項６】
前記作動流体供給手段は、
前記作動流体を前記エア流入流路に送出するエアポンプと、
前記エアポンプと前記加圧室の間に設けられ、前記作動流体の圧力を調整する圧力調整装置と、
を備えていることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
【請求項７】
前記作動流体供給手段は、
前記加圧室へ送り込まれる前記作動流体としての正圧のエアを調量するエア調量弁と、
を備えていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
【請求項８】
内燃機関において燃料タンク内の燃料を吸入し、予備加圧する低圧燃料ポンプと、
前記プランジャ及び前記加圧室を有し、前記内燃機関の駆動力を得て前記プランジャを往復動することにより、前記低圧燃料ポンプより吐出される燃料を更に高圧に圧送する高圧燃料ポンプと、
を備え、
前記高圧燃料ポンプ及び前記エアポンプは、共通の駆動軸を有し、前記駆動軸により前記内燃機関の駆動力を得て駆動されることを特徴とする請求項６に記載の燃料供給装置。
【請求項９】
前記エアポンプは、前記低圧燃料ポンプ及び前記高圧燃料ポンプを有する燃料噴射ポンプに取り付けられ、
前記燃料噴射ポンプは、前記高圧燃料ポンプ、前記低圧燃料ポンプ及び前記エアポンプが前記駆動軸を有し、前記駆動軸により前記内燃機関の駆動力を得て駆動されることを特徴とする請求項８に記載の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料供給装置に関し、例えば内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料供給装置としては、例えばディーゼルエンジン（以下、単に「エンジン」という）において、燃料タンクとエンジンとの間に配置され、エンジンの駆動力を得てプランジャを往復駆動することにより燃料を吸入しエンジン側に圧送する加圧室と、加圧室に吸入される燃料を調量する吸入調量手段とを備え、加圧室へ燃料を吸入時にエンジン側へ吐出する吐出量に相当する圧送量を決定する燃料供給ポンプ（以下、単に「ポンプ」という）が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
このような燃料供給装置の一種として特許文献１に開示のポンプでは、吸入調量手段として、加圧室内へ燃料を吸入する燃料吸入流路に、流路の開口面積を可変にする絞り弁（以下、吸入調量弁という）を設けるようにしている。この技術によれば、吸入調量弁の開口面積を連続的に変化させるという簡素な構成により、加圧室へ流入する燃料量を抑制してポンプからの吐出量を、エンジンの運転状態に応じて適切な吐出量（以下、目標吐出量という）に制御することが可能となる。
【特許文献１】特開２００４−２７０６４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１による従来技術では、目標吐出量が比較的小さい場合には吸入時において、加圧室へ燃料がフル充填されることはないため、プランジャのポンピングにより加圧室内の圧力が一時的に負圧になる。加圧室内が過度な負圧となる場合には、その負圧により燃料中に微粒な気泡が発生したり、燃料中の低沸点成分がガス状となってベーパ化したりするおそれがある。
【０００５】
このように吸入行程で燃料中に発生した微粒な気泡やベーパ（以下、単に、「ベーパ」という）は、圧送行程において燃料が圧縮されるのに伴って、ベーパも圧縮されて潰され、ひいてはベーパが潰されるときに燃料とベーパが接する部分で局部的に高熱が発生することにより燃料の劣化が急速に進むという懸念があるのである。こうような急速な燃料劣化により発生する有機化合物や酸は、燃料潤滑している上記ポンプなどの高圧燃料系の構成部材の耐久性を損ね、高圧燃料系の構成部材の耐久性低下を招くのである。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、耐久性に優れた燃料供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を備える。
【０００８】
即ち、請求項１乃至７に記載の発明では、プランジャを往復動することにより容積が拡縮されて、燃料を吸入し、圧送する加圧室と、加圧室に吸入される燃料が流通する燃料吸入流路に設けられ、加圧室に吸入される燃料を調量する吸入調量弁と、を備える燃料供給装置において、
加圧室に、吸入調量弁で調量された燃料とは異なる作動流体を供給する作動流体供給手段を備え、作動流体供給手段は、加圧室の容積が拡大される吸入時において、作動流体を、加圧室に送り込むことを特徴とする。
【０００９】
このような構成によると、加圧室の容積が拡大される吸入時において、吸入調量弁で調量された燃料に、作動流体供給手段によって供給される、燃料とは異なる作動流体を混入させて、燃料及びエアを加圧室に送り込むことになる。これにより、吸入調量弁で調量された燃料量が比較的小さい場合であっても、燃料と共に加圧室内に混入された上記作動流体により、吸入時において加圧室内の圧力が過度な負圧になるのを回避することができる。
【００１０】
以上の請求項１に記載によれば、燃料を加圧室に吸入するとき、吸入調量弁で調量された燃料に、所定量の作動流体を混入させることができるので、従来技術のように加圧室内が過度な負圧になることにより燃料中に発生する微粒な気泡やベーパ（以下、単に、「ベーパ」という）の発生を回避することができる。それにより、優れた耐久性を有する燃料供給装置が得られるのである。
【００１１】
特に、請求項２に記載の発明の如く、エアを、燃料とは異なる作動流体として、作動流体供給手段によって加圧室へ供給することを特徴とする。作動流体供給手段において作動流体を貯留する貯留装置またはボンベ等の貯留容器が不要であり、簡素な構成の燃料供給装置が得られるのである。
【００１２】
しかも、作動流体供給手段によって加圧室へ供給される正圧のエアは、燃料とエアが分離された状態で加圧室内に存在することになる。このような燃料とエアが分離した状態は、上記従来技術の加圧室内の過度な負圧発生によるベーパに比べて、燃料とエアの接触面積を小さくすることができるので、燃料を圧縮する圧送時に万が一エアが潰れる場合があったとしても、局部的な発熱を抑えることができ、ひいては燃料劣化を抑制することができる。
【００１３】
以上の請求項２に記載によれば、燃料を加圧室に吸入するとき、吸入調量弁で調量された燃料に、所定量のエアを混入させることができるので、吸入時の加圧室内が、ベーパ発生の懸念がある過度な負圧になるのを回避することができると共に、燃料に混入するエアは燃料と分離された状態で加圧室内に存在するので、確実に燃料劣化を抑制することができる。したがって、優れた耐久性を有する燃料供給装置が得られるのである。
【００１４】
また、請求項３乃至４に記載の発明では、作動流体供給手段は、加圧室に正圧のエアを流出するエア流入流路を備えることを特徴している。エア流入流路は、加圧室の下流において燃料吸入流路と合流するという構成、加圧室に燃料吸入流路とは独立して接続するとう構成の、いずれも実現できるのである。
【００１５】
特に、請求項２に記載の発明の如く、上記エア流入流路は、燃料吸入流路に連通することなく加圧室に接続されていることが好ましい。
【００１６】
これによると、加圧室にエアを流出するエア流入流路と、加圧室に燃料を流出する燃料吸入流路とは、互いに連通することなく加圧室に接続しているので、吸入時加圧室に混入する燃料及びエアは、燃料とエアに確実に分離されまま加圧室内で存在することができる。
【００１７】
また、請求項５に記載の発明では、作動流体供給手段は、加圧室に正圧のエアを送り込むエア流入流路を開閉する逆止弁を備えていることを特徴とする。
【００１８】
このような構成によると、エア流入流路には、加圧室に送り込むエアの流れを断続する逆止弁が設けられることになるので、加圧室内の負圧状態に対応して加圧室内へエアを流入させることができる。
【００１９】
また、請求項６に記載の発明では、作動流体供給手段は、作動流体をエア流入流路に送出するエアポンプと、エアポンプと加圧室の間に設けられ、作動流体の圧力を調整する圧力調整装置と、を備えていることを特徴とする。
【００２０】
このような構成によると、加圧室に送り込まれるエアの圧力を、所定の正圧に保つことができる。これにより、吸入過程の加圧室内において燃料が充填されていない容積区分（以下、非充填容積区分という）に、確実に所定正圧のエアを充填させることが可能となる。したがって、例えば吸入過程途中で加圧室へのエア流入が停止される場合であっても、エア流入停止前の非充填容積区分に相当するエアが充填されているので、加圧室内の圧力が過度な負圧になるのを確実に回避することができる。
【００２１】
また、請求項７に記載の発明によれば、加圧室に送り込まれるエア量として、エア調量弁で所定の正圧に保たれたエアが所定量に調量されるので、加圧室内に吸入調量弁で調量された燃料を充填容積区分に充填すると共に、非充填容積区分において加圧室内の圧力が負圧になる度合いを調整でき、ひいてはベーパ発生を防止することができる。
【００２２】
また、請求項８、９に記載の発明によれば、少なくとも高圧燃料ポンプ及びエアポンプが共通の駆動軸を有し、駆動軸により内燃機関の駆動力を得て駆動されるという構成を有するので、エアポンプによるエア送出を、高圧燃料ポンプの加圧室の容積拡縮に同期させて行なえると共に、高圧燃料ポンプの非駆動時には、エアポンプによるエアの無駄送出を止めることができる。したがって、エネルギの無駄消費が抑制できる。
【００２３】
特に、請求項７に記載の発明によれば、高圧燃料ポンプ、低圧燃料ポンプ及びエアポンプを、燃料噴射ポンプのモジュールとすることができ、ひいてはエアポンプを燃料噴射ポンプとは別個に内燃機関へ組付けする必要はなく、内燃機関への組付け作業性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。
【００２５】
（第１実施形態）
図１は、本発明の一実施形態による燃料供給装置を、車両用のコモンレール式燃料噴射装置に用いられる燃料供給装置に適用した例を示している。コモンレール式燃料噴射装置１は、エンジン２の各気筒（本実施例では、例えば４気筒）に燃料噴射を行なうシステムであり、高圧燃料を蓄えるコモンレール４０と、コモンレール４０より供給される高圧燃料をエンジン２の気筒内に噴射する燃料噴射弁５０と、コモンレール４０に燃料を供給する燃料供給装置１０とを備えている。なお、図１には図示されていないが、コモンレール式燃料噴射装置１は、燃料供給装置１０及び燃料噴射弁５０を駆動制御することより、エンジン２の運転状態に応じて高圧燃料の吐出量及び噴射量を制御する「制御装置」としての制御回路を備えている。上記エンジン２に使用する燃料としては、主流のディーゼル軽油（以下、単に「軽油」）以外に、バイオディーゼル燃料、およびこの燃料と軽油とを混合した混合燃料のいずれであってよい。
【００２６】
コモンレール４０は、高圧燃料供給ポンプ６０より供給された高圧燃料を貯留して目標とする燃料噴射圧力相当の燃料圧力（以下、単に「目標コモンレール圧」という）まで蓄圧する。目標コモンレール圧は、エンジン２の運転状態（例えば、アクセル開度とエンジン回転速度）に基づいて、制御回路により設定される。このコモンレール４０には、コモンレール４０内の燃料の一部を逃がす減圧弁４１が設けられており、当該減圧弁４１は、高圧燃料供給ポンプ６０の吸入調量弁７４による吐出量調整とは別に、制御回路からの信号により駆動制御され、コモンレール圧を所定圧力に調節することが可能である。減圧弁４１には燃料タンク３０に通じる燃料配管４３が接続されている。減圧弁４１が開弁すると、燃料配管４３が開放され、コモンレール４０に蓄えられた燃料は、燃料配管４３を通って燃料タンク３０に戻る。
【００２７】
燃料噴射弁５０は、エンジン２の各燃焼室にコモンレール４０の燃料を供給可能に各気筒にそれぞれ取り付けられている。燃料噴射弁５０は、高圧配管５１を介してコモンレール４０に接続されている。燃料噴射弁５０は、燃料の噴射時期および噴射量が制御回路によって制御される。燃料噴射弁５０には、燃料タンク３０に通じる燃料配管５２が接続されている。コモンレール４０から供給された燃料のうち、噴射に寄与しない余剰燃料は、燃料配管５２を通って燃料タンク３０に戻る。
【００２８】
燃料供給装置１０は、燃料タンク３０内の燃料を汲み上げて加圧し、当該加圧した燃料をコモンレール４０と接続する燃料配管４２を通じてコモンレール４０に供給するものである。燃料供給装置１０は、燃料タンク３０内の燃料を汲み上げ、予備加圧する「予備圧送部」としての燃料供給ポンプ（以下、低圧燃料ポンプという）２０と、加圧室６０９を有し、低圧燃料ポンプ２０より予備加圧された燃料が供給され、当該燃料を更に加圧してコモンレール４０に圧送する「圧送部」としての高圧燃料供給ポンプ６０と、低圧燃料ポンプ２０から高圧燃料供給ポンプ６０へ供給される「吐出量（または圧送量という）」としての吸入燃料量（以下、単に「燃料量」という）を調整する吸入調量弁７４とを備えている。
【００２９】
高圧燃料供給ポンプ６０は、エンジン２の図示しないクランクシャフトの駆動力を受けて回転する「ポンプ駆動軸」としてのカム軸６０１、およびカム軸６０１に駆動されてシリンダ６０７の内部を往復移動するプランジャ６０４を備え、プランジャ６０４の往復移動に応じて燃料の吸入および加圧し、加圧した燃料をコモンレール４０に供給する。なお、プランジャ６０４は、カム軸６０１の径方向に対向して複数個（本実施例では２個）設けられており、交互に燃料の吸入および加圧を行う。
【００３０】
カム軸６０１およびプランジャ６０４は、図示しないポンプハウジングに収容されている。カム軸６０１は、カム軸６０１と共に回転するカム６０２を有している。カム６０２は、ポンプハウジングに形成されているカム室６０８に収容されている。カム６０２の外周には、メタルブッシュを介して相対回転自在に嵌合するカムリング６０３が設けられている。
【００３１】
プランジャ６０４は、ポンプハウジングに形成されている「プランジャ摺動孔」としてのシリンダ６０７内に往復移動可能に支持されている。プランジャ６０４には、カム軸６０１側の端部にタペット６０５が一体に設けられており、このタペット６０５がスプリング６０６に付勢されてカムリング６０３の外周面に押圧されている。これにより、プランジャ６０４は、カム軸６０１が回転すると、カム６０２の偏心回転がカムリング６０３を介して直線運動に変換され、その直線運動がタペット６０５に伝達されることで、シリンダ６０７の内部を往復移動する。
【００３２】
シリンダ６０７の内部には、プランジャ６０４の往復移動に応じて容積変化する加圧室６０９が形成されている。加圧室６０９には、燃料が流通する吸入通路６２と吐出通路６３とが接続されている。
【００３３】
吸入通路６２には、加圧室６０９に燃料が吸入されるときに開弁する「逆止弁」としての吸入弁６２１が設けられ、吐出通路６３には、加圧室６０９より燃料が吐出されるときに開弁する吐出弁６３１が設けられている。また、吐出通路６３は、コモンレール４０に接続されている燃料配管４２が接続されている。
【００３４】
プランジャ６０４がシリンダ６０７の内部をカム軸６０１側へ移動すると、加圧室６０９の容積が拡大して加圧室６０９の圧力が低下する。これにより、低圧燃料ポンプ２０より吸入通路６２に供給される燃料は、吸入弁６２１を押し開いて加圧室６０９に吸入される。
【００３５】
また、プランジャ６０４がシリンダ６０７の内部を反カム軸側へ移動すると、加圧室６０９の容積が縮小し、加圧室６０９に吸入されている燃料が加圧される。そして、その燃料圧力が吐出弁６３１の開弁圧を超えると、加圧室６０９の燃料が吐出弁６３１を押し開いて、吐出通路６３よりコモンレール４０に向けて吐出される。
【００３６】
低圧燃料ポンプ２０は、例えば周知のトロコイドポンプであり、高圧燃料ポンプ６０とともにポンプハウジングに収容されている。低圧燃料ポンプ２０は、ポンプ駆動軸（カム軸）６０１によって駆動されることで、燃料配管２１を介して燃料タンク３０より汲み上げた燃料を高圧燃料供給ポンプ６０に向けて吐出する。燃料配管２１には、燃料中に含まれる異物を除去するフィルタエレメントを有するフィルタ部２９が設けられている。
【００３７】
また、低圧燃料ポンプ２０の入口側（吸入側）には、燃料配管２１と接続する吸入通路（以下、第２吸入通路）２２が接続されている。第２吸入通路２２には、フィルタ部２９よりも下流側の燃料中に含まれる異物を除去するためのゴーズフィルタ（図示せず）が設けられている。
【００３８】
低圧燃料ポンプ２０の出口側（吐出側）には、低圧燃料ポンプ２０より吐出される燃料を吸入調量弁側に供給する吐出通路（以下、第２吐出通路）２３が接続されている。
【００３９】
低圧燃料ポンプ２０の第２吸入通路２２と第２吐出通路２３には、低圧燃料ポンプ２０の入口側と出口側を連通する燃料通路２４が接続している。この燃料通路２４には、低圧燃料ポンプ２０の吐出圧を調整する圧力調整装置２５が設けられている。
【００４０】
ここで、本実施形態では、燃料ポンプ２０及び高圧燃料供給ポンプ６０は、共通のポンプ駆動軸（カム軸）６０１を介してエンジン２によって駆動される周知構造を有するいわゆるサプライポンプである。なお、低圧燃料ポンプ２０は、このように高圧燃料供給ポンプ６０と一体に構成されているものに限らず、別体に構成され、例えば通電により駆動する周知の電動式ポンプであってもよい。低圧燃料ポンプを電動式ポンプとする場合には、エンジン２によって駆動されないため、低圧燃料ポンプを燃料タンク３０内に収容したり、エンジン２の運転状態に関係なく、低圧燃料ポンプを駆動制御することができる。
【００４１】
吸入調量弁７４は、エンジン２の運転状態を基に、制御回路により弁開度が制御される電磁弁であり、吸入通路６２に設けられている。制御回路は、吸入調量弁７４の弁開度を制御することにより高圧燃料供給ポンプ６０の加圧室６０９に吸入される燃料量（吐出量）を調整する。
【００４２】
吸入通路６２には、吸入調量弁７４の上流側からカム室６０８に通じる燃料通路７８が接続されており、燃料ポンプ２０より吐出された燃料の一部が、燃料通路７８を通ってカム室６０８に潤滑剤として供給される。カム室６０８に供給された燃料は、カム６０２及びプランジャ６０４などを潤滑したのち、燃料通路６４および燃料配管６５を通って燃料タンク３０に戻る。なお、燃料通路７８、カム室６０８、燃料通路６４、および燃料配管６５の途中には、弁などの燃料の流通を阻止するものは設けられておらず、燃料供給装置１０が駆動しているときは常に燃料が流れるようになっている。
【００４３】
なお、ここで、減圧弁４１、燃料噴射弁５０、高圧燃料供給ポンプ６０にそれぞれ設けられた燃料配管４３、燃料配管５２、及び燃料配管６５は、高圧燃料系の構成部材からの余剰燃料が流通する燃料通路（以下、余剰燃料通路）９９に相当する。
【００４４】
さらに、本実施形態では、燃料供給装置１０は、高圧燃料供給ポンプ６０の加圧室６０９に「加圧空気」としての正圧のエア（以下、単に「エア」という）を供給するエアポンプ８０を備えている。エアポンプ８０は、例えば周知のギヤポンプまたはトロコイドポンプであり、高圧燃料ポンプ６０とともにポンプハウジングに収容されている。
【００４５】
エアポンプ８０は、ポンプ駆動軸（カム軸）６０１によって駆動されることで、外部空気を第３吸入通路８１を通じて吸入し加圧し、当該加圧した空気を上記エアとして高圧燃料供給ポンプ６０の加圧室６０９に向けて吐出する。
【００４６】
エアポンプ８０の出口側（吐出側）には、エアポンプ８０より吐出されるエアをエア調量弁９０を介して加圧室６０９に供給する「エア流入流路」としての第３吐出通路８２が接続されている。
【００４７】
第３吐出通路８２には、加圧室６０９に燃料が吸入される吸入時、燃料と同時または燃料吸入に追従して開弁する「逆止弁」としての吸入弁８２１が設けられている。この第３吐出通路８２は、吸入通路６２とは互いに連通することなく加圧室６０９に接続されている。
【００４８】
上記加圧室６０９の容積が拡大して加圧室６０９の圧力が低下すると、燃料ポンプ２０より吸入通路６２に供給される燃料が、吸入弁６２１を押し開いて加圧室６０９に吸入される。この加圧室６０９の容積拡大に伴う圧力低下と同時または燃料を吸入中の加圧室６０９の圧力が更に低下すると、エアポンプ８０より第３吐出通路８２に供給されるエアが、吸入弁８２１を押し開いて加圧室６０９に流入する。吸入された燃料及びエアは、加圧室６０９内に吸入時にほぼ同時に混入されることになるが、加圧室６０９内で燃料とエアに分離される。エアは、燃料とは異なる作動流体として、分離された状態で加圧室６０９に送り込まれるからである。
【００４９】
また、上記加圧室６０９の容積が縮小し、加圧室６０９に吸入されている燃料及びエアが加圧される。エアを含む燃料圧力が吐出弁６３１の開弁圧を超えると、加圧室６０９のエア及び燃料が吐出弁６３１を押し開いて、吐出通路６３よりコモンレール４０に向けて吐出される。加圧室６０９から吐出される燃料は、制御回路により駆動制御された吸入調量弁７４によって目標コモンレール圧に必要な吐出量（燃料量）に調量されているので、コモンレール４０内の圧力を目標コモンレール圧に蓄圧することができる。
【００５０】
さらに本実施形態では、エアポンプ８０の出口側には、第３吐出通路８２に接続する排出通路８４が設けられており、この排出通路８４には、エアポンプ８０の吐出圧を調整する圧力調整装置８５が設けられている。
【００５１】
エア調量弁９０は、エンジン２の運転状態を基に、制御回路により弁開度が制御される電磁弁であり、第３吐出通路８２に設けられている。制御回路は、エア調量弁９０の弁開度を制御することにより高圧燃料供給ポンプ６０の加圧室６０９に送り込むエア量を調整する。このエア調量弁９０は、弁開度を調整することで第３吐出通路（エア流入流路）８２を流通する流路の開口面積を可変にする絞り弁であり、加圧室６０９へ流入するエアの流量を調整することにより加圧室６０９に送り込むエア量を調量する。このようなエア調量弁９０では一つの加圧室６０９に限らず、異なる吸入タイミングの複数の加圧室６０９に送り込むエア量を調整することができる。
【００５２】
ここで、上記加圧室６０９の容積が拡大される吸入時において、吸入調量弁７４で調量される燃料量が比較的小さい場合には、プランジャ６０４のポンピングによる最大容積量より上記燃料量が少なくなるため、吸入過程において加圧室６０９に燃料が充填される容積区分（以下、充填容積区分）と、燃料が充填されない容積区分（以下、非充填容積区分）とが生じるおそれがある。加圧室６０９内に非充填容積区分が生じると、極度の負圧状態（真空）またはこの負圧状態に近い過度な負圧状態になるという懸念があるのである。
【００５３】
従来技術においてそのような過度な負圧状態が生じると、燃料中の低沸点成分がベーパ化し、微粒なバーパが燃料中に発生する。しかしながら、本実施形態では、吸入時に加圧室６０９内の圧力が低下し、負圧が発生する場合があったとしても、燃料（液体）より体積弾性率が低く容積変化に追従が容易なエア（気体）を、燃料と共に加圧室６０９に混入させることができるのである。
【００５４】
なお、エアポンプ８０、第３吐出通路８２、第３吸入弁８２１、圧力調整装置８５、及びエア調量弁９０は請求範囲に記載の作動流体供給手段に相当する。第３吐出通路８２は請求範囲に記載のエア流入流路に相当し、第３吸入弁８２１は請求範囲に記載の逆止弁に相当する。また、低圧燃料ポンプ２０及び高圧燃料ポンプ６０を有するサプライポンプは請求範囲に記載の燃料噴射ポンプに相当し、ポンプ駆動軸（カム軸）６０１は請求範囲に記載の駆動軸に相当する。
【００５５】
以上説明した本実施形態では、吸入調量弁７４で調量された燃料とは異なる作動流体を加圧室６０９に供給する作動流体供給手段を備え、作動流体供給手段は、吸入時において、作動流体としてエアを、加圧室に送り込む構成としている。このような構成にすることにより、吸入時加圧室６０９の容積が拡大されると、吸入調量弁７４で調量された燃料に、上記作動流体供給手段によって供給されるエアを混入させて、燃料及びエアを加圧室６０９に送り込むことになる。
【００５６】
これにより、吸入調量弁７４で調量された燃料量が比較的小さい場合であっても、燃料と共に加圧室６０９内に混入されたエアにより、吸入時において加圧室６０９内の圧力が過度な負圧になるのを回避することができる。
【００５７】
しかも、エアは、燃料とは異なる作動流体として、作動流体供給手段によって加圧室６０９へ供給されるものであるので、燃料とエアは分離された状態で加圧室６０９内に存在することになる。このような燃料とエアが分離した状態は、従来技術のように加圧室内が過度な負圧になることにより燃料中に発生する微粒な気泡やベーパ（以下、微粒な気泡やベーパを、単に「ベーパ」という）に比べて、燃料とエアの接触面積を小さくすることができるので、燃料を圧縮する圧送時に万が一エアが潰れる場合があったとしても、局部的な発熱を抑えることができ、ひいては燃料劣化を抑制することができる。
【００５８】
したがって、燃料を加圧室６０９に吸入するとき、吸入調量弁７４で調量された燃料に、所定量のエアを混入させることができるので、吸入時の加圧室６０９内が、ベーパ発生の懸念がある過度な負圧になるのを回避することができると共に、燃料に混入するエアは燃料と分離された状態で加圧室６０９内に存在することになるので、確実に燃料劣化を抑制することができる。故に、燃料劣化により発生する有機化合物や酸の生成を抑制することができので、燃料潤滑している高圧燃料供給ポンプ６０などの高圧燃料系の構成部材の耐久性が低下するのを防止することができ、ひいては優れた耐久性を有する燃料供給装置１０が得られるのである。
【００５９】
また、以上説明した本実施形態では、上記作動流体供給手段は、エアを加圧室６０９に送り込む第３吐出通路８２を備えており、第３吐出通路８２は、加圧室６０９に燃料を吸入する吸入通路６２に連通することなく、加圧室６０９に接続されている。これによると、エアが流通する第３第３吐出通路８２と、燃料が流通する吸入通路６２とは、互いに連通することなく加圧室６０９に接続しているので、吸入時加圧室６０９に混入する燃料及びエアは、燃料とエアに確実に分離されまま加圧室６０９内で存在することができる。
【００６０】
また、以上説明した本実施形態では、上記作動流体供給手段は、加圧室６０９にエアを送り込む流路を開閉する吸入弁８２１を備えている。これによると、上記第３吐出通路８２には、加圧室６０９に送り込むエアの流れを断続する吸入弁８２１が設けられることになるので、加圧室６０９内の負圧状態に対応して加圧室６０９内へ正圧エアを流入させることができる。
【００６１】
また、以上説明した本実施形態では、上記作動流体供給手段は、作動流体として正圧エアを送出するエアポンプ８０と、エアポンプ８０と加圧室６０９の間に設けられ、エアの圧力を調整する圧力調整装置８５とを備えている。これによると、加圧室６０９に送り込まれるエアの圧力を、所定の正圧に保つことができるので、吸入過程の加圧室内において非充填容積区分に、確実に所定正圧のエアを充填させることが可能となる。したがって、例えば吸入過程途中で加圧室６０９へのエア流入が停止される場合であっても、エア流入停止前の非充填容積区分に相当するエア量が充填されていることになるので、加圧室６０９内の圧力が過度な負圧になるのを確実に回避することができる。
【００６２】
また、以上説明した本実施形態では、上記作動流体供給手段は、加圧室６０９へ送り込まれる正圧エアを調量するエア調量弁９０を備えている。これによると、加圧室６０９に送り込まれるエア量として、エア調量弁９０で正圧エアが所定量に調量されることになるので、加圧室６０９内に吸入調量弁７４で調量された燃料を充填容積区分に充填すると共に、非充填容積区分に上記所定量の正圧エアを充填されることによって加圧室６０９内の圧力が負圧になる度合いを調整でき、ひいてはベーパ発生を防止することができる。
【００６３】
また、以上説明した本実施形態では、少なくとも高圧燃料ポンプ６０及びエアポンプ８０が共通のカム軸６０１を有し、カム軸６０１によりエンジン２の駆動力を得て駆動されるという構成を有するので、エアポンプ８０によるエア送出を、高圧燃料ポンプ６０の加圧室６０９の容積拡縮に同期させて行なえると共に、高圧燃料ポンプ６０の非駆動時には、エアポンプ８０によるエアの無駄送出を止めることができる。したがって、エネルギの無駄消費が抑制できる。
【００６４】
さらにまた、以上説明した本実施形態では、高圧燃料ポンプ６０、低圧燃料ポンプ２０及びエアポンプ８０が共通のカム軸６０１を有し、カム軸６０１によりエンジン２の駆動力を得て駆動されるという構成を有するサプライポンプとしている。このような構成にすることにより、高圧燃料ポンプ６０、低圧燃料ポンプ２０及びエアポンプ８０を、サプライポンプのモジュールとすることができ、ひいてはエアポンプ８０をサプライポンプとは別個にエンジン２へ組付けする必要はなく、エンジン２への組付け作業性が向上する。
【００６５】
（第２実施形態）
第２実施形態を図２に示す。第２実施形態は第１実施形態の変形例である。第２実施形態では、上記作動流体供給手段のうち、エア調量弁９０を省略する構成した一例を示すものである。
【００６６】
エア調量弁９０で加圧室６０９へ流入する正圧エアの流量を調整することにより加圧室６０９に送り込むエア量を所定量に調量することになるが、エアは気体であるため、非充填容積区分に対応したエア量が流入されなくとも、加圧室６０９が過度な負圧状態になるのを回避することができる。
【００６７】
このような構成により、優れた耐久性を有する燃料供給装置１０を簡素な構成に形成することができる。
【００６８】
（他の実施形態）
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明はそれらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。
【００６９】
（１）例えば以上説明した本実施形態では、エアポンプ８０はエンジン２で駆動されるメカ式ポンプとしたが、メカ式ポンプ、電動式ポンプのいずれであってもよい。
【００７０】
（２）以上説明した本実施形態では、低圧燃料供給ポンプ２０及び高圧燃料ポンプ６０を有するサプライポンプに、エアポンプ８０を取り付けてモジュール化する構成としたが、サプライポンプと、エアポンプ８０を別個に製造し、エンジン２に個別に組付ける構成としてもよい。
【００７１】
（３）以上説明した本実施形態において、高圧燃料系の構成要素としては、高圧燃料供給ポンプ６０、コモンレール４０、及び燃料噴射弁５０などの構成要素を有するものとした。高圧燃料系としては、上記構成要素に限らず、少なくとも高圧燃料供給ポンプ６０を有するものであれば、本実施形態による優れた耐久性を有する燃料供給装置１０を実現できる。
【００７２】
（４）以上説明した本実施形態では、吸入時において燃料に混入させる作動流体として、正圧のエアを用いた。作動流体は、これに限らず、燃料と異なる気体や液体であればいずれの流体であってよい。この場合、作動流体は燃料と異なる不燃性の流体であることが好ましい。作動流体を気体とする場合は、上記正圧エアに限らず、窒素（Ｎ２）ガス、二酸化炭素（ＣＯ２）ガスなどの不活性ガスを用いてもよい。
【００７３】
（５）なお、上記作動流体を、正圧のエアとする場合には、作動流体供給手段において作動流体を貯留する貯留装置またはボンベ等の貯留容器が不要であり、簡素な構成の燃料供給装置１０を実現できるのである。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第１実施形態による燃料供給装置を示す構成図である。
【図２】第２実施形態による燃料供給装置を示す構成図である。
【符号の説明】
【００７５】
１        コモンレール式燃料噴射装置
２        エンジン（内燃機関）
１０      燃料供給装置
２０      低圧燃料ポンプ（予備圧送部）
３０      燃料タンク
４０      コモンレール
５０      燃料噴射弁
６０      高圧燃料供給ポンプ（圧送部）
６０１    カム軸（駆動軸）
６０４    プランジャ
６０８    カム室
６０９    加圧室
６２      吸入通路
６２１    吸入弁
６３      吐出通路
６３１    吐出弁
７４      吸入調量弁
８０      エアポンプ
８１      第３吸入通路
８２      第３吐出通路（エア流入流路）
８２１    吸入弁（逆止弁）
８４      排出通路
８５      圧力調整装置
９０      エア調量弁
【図１】
2010007564.tif 000003
【図２】
2010007564.tif 000004