(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧された燃料を燃料噴射器へ圧送する単気筒式の高圧燃料ポンプと該高圧燃料ポンプに燃料を供給する低圧燃料ポンプとの間に設けられたフィード側燃料通路に設けられたバイパス通路と、
上記バイパス通路に設けられ、上記高圧燃料ポンプ側から上記低圧燃料ポンプ側の方向にのみ燃料を通過させる逆止弁とを有し、
上記逆止弁は、
上記バイパス通路の途中に形成され一側の円錐形の弁座が形成され、他側に弾性体収納部が形成された収納空間と、
上記収納空間に収納され、上記弁座に当接されるボール型の弁体と、
上記弾性体収納部に収納され、上記弁体を上記弁座に押圧する弾性体とを有し、
上記弾性体収納部の開口には、上記弁体が当接した場合に、燃料の流路となる逃がし溝が形成されている
ことを特徴とする高圧燃料ポンプのフィード圧脈動低減装置。
【請求項２】
上記バイパス通路は、上記高圧燃料ポンプと一体に設けられていることを特徴とする請求項１記載の高圧燃料ポンプのフィード圧脈動低減装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、筒内噴射式内燃機関等に用いられる高圧燃料ポンプのフィード圧脈動低減装置に関し、特に低周波域の脈動を吸収することのできる高圧燃料ポンプのフィード圧脈動低減装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
いわゆる筒内噴射式エンジンとか直接噴射式エンジンとか呼ばれている、燃料をエンジンのシリンダ内で噴射する方式のエンジンとしては、ディーゼルエンジンが広く知られているが、近年、火花点火エンジン（ガソリンエンジン）においても、筒内噴射式のものが提案されている。従来のシリンダの外で混合気をつくるエンジンに供給される燃料の燃圧が約０．３ＭＰａであるのに対して、このような、筒内噴射式エンジンでは、例えば、シリンダの圧縮動作時に、シリンダ内に噴射するので、約５ＭＰａの燃圧が必要である。このような高い燃圧を得るために、一般に、燃料タンク内に設けられる低圧燃料ポンプの他に、燃料噴射器側にさらに高圧燃料ポンプが設けられる。
【０００３】
図６は従来の燃料供給系の系統図である。図６において、デリバリパイプ１は、図示しないエンジンの気筒数に対応したインジェクタ１ａを有している。デリバリパイプ１と燃料タンク２との間には、単気筒式の高圧燃料ポンプ３が配置されている。デリバリパイプ１と高圧燃料ポンプ３とは、高圧側燃料配管４で接続されている。一方、高圧燃料ポンプ３と燃料タンク２とは、フィード側燃料配管５で接続されている。フィード側燃料配管５の燃料タンク２側の端部には、低圧燃料ポンプ６が設けられている。低圧燃料ポンプ６近傍のフィード側燃料配管５には、低圧レギュレータ７が設けられている。
【０００４】
このような構成の燃料供給系においては、低圧燃料ポンプ６である程度加圧された燃料は、高圧燃料ポンプ３でさらに加圧されてデリバリパイプ１に達し、インジェクタ１ａから図示しないエンジンの気筒内に噴射される。この際、低圧燃料ポンプ６からの吐出圧は、低圧レギュレータ７により所定範囲に安定化されている。
【０００５】
一般に、低圧燃料ポンプ６は、例えばモータ等により駆動され、電源が投入されているときは常時駆動しているのに対し、高圧燃料ポンプ３は、エンジンによって駆動され、エンジンの回転にともなって回転する。そして、この高圧燃料ポンプ３においては、軽量化のために例えばピストンが１本あるいは２本と少なくされている。そのため、１行程中に吸入される油量は、ピストンの吸入・吐出動作に伴って変動している。このようなタイプの高圧燃料ポンプ３の場合においては、例えば高圧燃料ポンプ３が高速で駆動しているとき等、図示しない吸入バルブが高速で閉じる際に、フィード側燃料配管５内で流体の慣性によるサージ圧（油撃）が発生している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図７はフィード側燃料配管５内の燃料の圧力の変動を表すグラフである。フィード側燃料配管５内には、図７に示されるように、図示しない吸入バルブの開閉に伴ってサージ圧と呼ばれる急激な圧力の変化およびその減衰が発生している。そして、フィード側燃料配管５側で発生する脈動は、フィード側燃料配管５を振動させ騒音を発生し、また高圧燃料ポンプ３の流出量を低下させるので問題であった。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、フィード側燃料配管側で発生する脈動を減少させることができ、フィード側燃料配管で発生する騒音を減少させ、また高圧燃料ポンプの流出量を安定することのできる高圧燃料ポンプのフィード圧脈動低減装置を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の高圧燃料ポンプのフィード圧脈動低減装置においては、加圧された燃料を燃料噴射器へ圧送する単筒式の高圧燃料ポンプと高圧燃料ポンプに燃料を供給する低圧燃料ポンプとの間に設けられたフィード側燃料通路に設けられたバイパス通路と、バイパス通路に設けられ、高圧燃料ポンプ側から低圧燃料ポンプ側の方向にのみ燃料を通過させる逆止弁とを有し、逆止弁は、バイパス通路の途中に形成され一側の円錐形の弁座が形成され、他側に弾性体収納部が形成された収納空間と、収納空間に収納され、弁座に当接されるボール型の弁体と、弾性体収納部に収納され、弁体を弁座に押圧する弾性体とを有し、弾性体収納部の開口には、弁体が当接した場合に、燃料の流路となる逃がし溝が形成されている。
【０００９】
請求項２の高圧燃料ポンプのフィード圧脈動低減装置においては、バイパス通路は、高圧燃料ポンプと一体に設けられている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明のフィード圧脈動低減装置を含む燃料供給系の系統図である。図１において、デリバリパイプ１は、図示しないエンジンの気筒数に対応したインジェクタ１ａを有している。デリバリパイプ１と燃料タンク２との間には、単筒式の高圧燃料ポンプ３が配置されている。デリバリパイプ１と高圧燃料ポンプ３とは、高圧側燃料配管４で接続されている。一方、高圧燃料ポンプ３と燃料タンク２とは、フィード側燃料通路であるフィード側燃料配管５で接続されている。フィード側燃料配管５の燃料タンク２側の端部には、低圧燃料ポンプ６が設けられている。低圧燃料ポンプ６近傍のフィード側燃料配管５には、低圧レギュレータ７が設けられている。
【００１２】
高圧燃料ポンプ３近傍のフィード側燃料配管５には、所定の長さのバイパス通路９が設けられている。バイパス通路９の高圧燃料ポンプ３に近い位置には、逆止弁１０が配設されている。
【００１３】
図２はフィード側燃料配管５の一部を構成する接続体の断面図である。また図３は逆止弁１０の拡大図である。図２において、接続体１１は、両端部の接続ポート１１ａ，１１ｂを有し、図２の右側の接続ポート１１ａを高圧燃料ポンプ３側にしてフィード側燃料配管５の所定の場所に接続されている。接続体１１には、フィード側燃料通路５ａと、フィード側燃料通路５ａのバイパスとなるバイパス通路９が形成されている。バイパス通路９の高圧燃料ポンプ３に近い位置には、逆止弁１０が設けられている。バイパス通路９は、燃料の整流をする目的で、逆止弁１０と反対側に所定の長さ形成されている。
【００１４】
逆止弁１０は、バイパス通路９の途中に形成された収納空間１３と、収納空間１３に収納された弁体であるボール１４と、弾性体であるばね１５とから構成されている。収納空間１３の一側には、円錐形の弁座１３ａが形成されている。一方、収納空間１３の他側には、円筒形の弾性体収納部１３ｂが形成されている。ボール１４は、弁座１３ａに当接されている。また、ばね１５は、弾性体収納部１３ｂに収納され、ボール１４を弁座１３ａに当接するように押圧している。
【００１５】
ボール１４は、常時はばね１５によって弁座１３ａに当接され、バイパス通路９内の燃料が高圧燃料ポンプ３側に流れることを抑制している。そして、フィード側燃料配管５の高圧燃料ポンプ３側の燃料の圧力が高くなると、燃料はばね１５の復元力に打ち勝ってボール１４を弁座１３ａと反対側に押し戻し、高圧燃料ポンプ３と反対側、すなわち低圧燃料ポンプ６側に流れる。
【００１６】
ボール１４は、高圧燃料ポンプ３側の燃料の圧力があまりに高いと、弾性体収納部１３ｂの開口に当接する。そのため、弾性体収納部１３ｂの開口には、ボール１４が当接した場合に流路が消滅しないように、逃がし溝１３ｃが形成されている。本実施の形態の逃がし溝１３ｃは、弾性体収納部１３ｂの開口に２箇所切り欠きが設けられて形成されている。
【００１７】
次に動作を説明する。まず、イ）高圧燃料ポンプ３の燃料の吸入中は、バイパス通路９の逆止弁１０が閉じているので、燃料はフィード側燃料通路５ａのみを経由して高圧燃料ポンプ３に吸入される。そして、ロ）高圧燃料ポンプ３の燃料の吸入が終了し、図示しない吸入バルブが閉じた瞬間に、フィード側燃料配管５内の燃料の慣性により発生した高圧が、逆に圧力波となって高圧燃料ポンプ３から上流に伝播しはじめる。ハ）この伝播がバイパス通路９の逆止弁１０に達したとき、逆止弁１０が開く。これにより、圧力が逆止弁１０を通って低圧燃料ポンプ６側に抜ける。結果的に、サージ圧のピークの高さが低くなる。そして、ニ）高圧燃料ポンプ３が再び吸入動作を開始すると、逆止弁１０は閉じ最初の状態に戻る。このような動作により、油撃が緩和され燃料の脈動が小さくされる。
【００１８】
図４は接続体１１を配設した場合のフィード側燃料配管５内の燃料の圧力の変動を表すグラフである。図４に示されるように、フィード側燃料配管５内のサージ圧は、従来のものよりピークが小さくなっている。
【００１９】
このような構成の燃料供給系においては、フィード側燃料通路５ａに設けられたバイパス通路９と、バイパス通路９に設けられ、高圧燃料ポンプ３側から低圧燃料ポンプ６側の方向にのみ燃料を通過させる逆止弁１０とを有するので、フィード側燃料配管５側で発生する脈動を減少させることができ、騒音を減少させ、また高圧燃料ポンプ３の流出量を安定することができる。
【００２０】
また、弾性体収納部１３ｂの開口には、ボール１４が当接した場合に、燃料の流路となる逃がし溝１３ｃが形成されているので、燃料の圧力を逃がすための流路が消滅することがなく確実に脈動を減少させることができる。
【００２１】
実施の形態２．
図５は本発明のフィード圧脈動低減装置を含む燃料供給系の他の例を示す系統図である。図５において、高圧燃料ポンプ組立体１００は、バイパス通路９と逆止弁１０とを一体に設けている。その他の構成は実施の形態１と同様である。
【００２２】
このような構成のフィード圧脈動低減装置においては、バイパス通路９と逆止弁１０とは、高圧燃料ポンプ３に一体に設けられているので製品として１個になり取り扱いが容易となる。また、取付場所が削減される。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１の高圧燃料ポンプのフィード圧脈動低減装置においては、加圧された燃料を燃料噴射器へ圧送する単筒式の高圧燃料ポンプと高圧燃料ポンプに燃料を供給する低圧燃料ポンプとの間に設けられたフィード側燃料通路に設けられたバイパス通路と、バイパス通路に設けられ、高圧燃料ポンプ側から低圧燃料ポンプ側の方向にのみ燃料を通過させる逆止弁とを有する。そのため、フィード側燃料通路で発生する脈動を減少させることができ、フィード側燃料通路で発生する騒音を減少させ、また高圧燃料ポンプの流出量を安定することができる。
また、逆止弁は、バイパス通路の途中に形成され一側の円錐形の弁座が形成され、他側に弾性体収納部が形成された収納空間と、収納空間に収納され、弁座に当接されるボール型の弁体と、弾性体収納部に収納され、弁体を弁座に押圧する弾性体とを有し、弾性体収納部の開口には、弁体が当接した場合に、燃料の流路となる逃がし溝が形成されている。そのため、燃料の圧力を逃がすための流路が消滅することがなく確実に脈動を減少させることができる。
【００２４】
請求項２の高圧燃料ポンプのフィード圧脈動低減装置においては、バイパス通路は、高圧燃料ポンプと一体に設けられている。そのため、製品として１個になり取り扱いが容易となる。また、取付場所が削減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のフィード圧脈動低減装置を含む燃料供給系の系統図である。
【図２】  フィード側燃料配管の一部を構成する接続体の断面図である。
【図３】  逆止弁の拡大図である。
【図４】  フィード側燃料配管内の燃料の圧力の変動を表すグラフである。
【図５】  本発明のフィード圧脈動低減装置を含む燃料供給系の他の例を示す系統図である。
【図６】  従来の燃料供給系の系統図である。
【図７】  フィード側燃料配管内の燃料の圧力の変動を表すグラフである。
【符号の説明】
３  高圧燃料ポンプ、５  フィード側燃料配管（フィード側燃料通路）、５ａフィード側燃料通路、６  低圧燃料ポンプ、９  バイパス通路、１０  逆止弁、１３  収納空間、１３ｃ  逃がし溝、１４  ボール（弁体）、１５  ばね（弾性体）。
【図１】
0003708702.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003708702.tif 000007
【図７】
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