(57)【要約】【課題】燃料リーク機構を良化向上した高圧燃料供給装置を提供する。【解決手段】高圧燃料供給装置１０は、筒内噴射弁が配設されている高圧デリバリパイプ３１に燃料を圧送する高圧ポンプ１４と、高圧デリバリパイプ３１と高圧ポンプ１４とを接続する高圧燃料通路１９と、高圧燃料通路１９に配設されており高圧ポンプ１４側に付勢されている逆止弁２０と、を備えている。逆止弁２０の弁体２１に設けられている多孔質部材２１Ｂが、高圧燃料通路１９から燃料を漏出させるリーク部を構成している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射弁が配設されているデリバリパイプに燃料を圧送する高圧ポンプと、前記デリバリパイプと前記高圧ポンプとを接続する高圧燃料通路と、前記高圧燃料通路に配設されており前記高圧ポンプ側に付勢された弁体を有する逆止弁と、を備える高圧燃料供給装置であって、
前記逆止弁の前記弁体よりも前記デリバリパイプ側における前記高圧燃料通路から燃料を漏出させる多孔質材料からなるリーク部を備えている高圧燃料供給装置。
【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供給する高圧燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内燃料噴射弁を備えた内燃機関では、燃料タンクから汲み上げられた燃料を高圧ポンプによって圧送することで筒内燃料噴射弁に燃料が供給される。特許文献１には、高圧ポンプから高圧燃料通路に吐出された燃料の逆流を防ぐ逆止弁が設けられた高圧燃料供給装置が開示されている。さらに、高圧デリバリパイプの燃料圧力を低下させる燃料リーク機構が設けられている。具体的には、逆止弁の弁体に、高圧燃料通路から燃料を漏出する微少孔が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１‐３２８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されているような微少孔を用いる燃料リーク機構では、リーク量が過大とならないように弁体に形成する微少孔の孔径を小さくすることが求められている。一方では、微少孔の孔径が小さいほど微少孔が目詰まりしやすく、リーク量が低減する虞があるという問題があった。このように、高圧デリバリパイプの燃料圧力を低下させる燃料リーク機構について、改善の余地があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するための高圧燃料供給装置は、燃料噴射弁が配設されているデリバリパイプに燃料を圧送する高圧ポンプと、前記デリバリパイプと前記高圧ポンプとを接続する高圧燃料通路と、前記高圧燃料通路に配設されており前記高圧ポンプ側に付勢された弁体を有する逆止弁と、を備える高圧燃料供給装置であって、前記逆止弁の前記弁体よりも前記デリバリパイプ側における前記高圧燃料通路から燃料を漏出させる多孔質材料からなるリーク部を備えていることをその要旨とする。
【０００６】
上記構成によれば、リーク部によって、弁体よりもデリバリパイプ側の高圧燃料通路から燃料を漏出させることができる。リーク部が構成される多孔質材料全体をもって燃料を漏出するため、仮に一部の孔で目詰まりが生じたとしてもリーク部全体では相応のリーク量を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】高圧燃料供給装置の第１実施形態を示す模式図。
【図２】同実施形態にかかる高圧燃料供給装置の逆止弁を示す図。
【図３】高圧燃料供給装置の変更例における逆止弁を示す図。
【図４】高圧燃料供給装置の第２実施形態を示す図。
【図５】高圧燃料供給装置の他の変更例を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１実施形態）
以下、高圧燃料供給装置の第１実施形態としての高圧燃料供給装置１０について、図１及び図２を参照して説明する。
【０００９】
図１には、内燃機関の筒内噴射弁３２に燃料を供給する高圧燃料供給装置１０を示している。高圧燃料供給装置１０は、燃料タンク１１に貯留されている燃料を低圧ポンプ１２によって汲み上げて低圧燃料通路１３に送出し、低圧燃料通路１３に送出した燃料を高圧ポンプ１４の加圧室１５に導入するようにしている。
【００１０】
低圧燃料通路１３には、燃料の圧力脈動を減衰するパルセーションダンパ１７が配設されている。パルセーションダンパ１７は、電磁スピル弁１８を介して高圧ポンプ１４の加圧室１５と接続されている。電磁スピル弁１８は、ソレノイドへの通電を制御することで開閉操作される。電磁スピル弁１８の開弁時にはパルセーションダンパ１７と加圧室１５とが連通される。電磁スピル弁１８の閉弁時には、電磁スピル弁１８の弁体が加圧室１５の燃料タンク側開口１５Ａを閉塞することで、パルセーションダンパ１７と加圧室１５との連通が遮断される。
【００１１】
高圧ポンプ１４は、加圧室１５の容積を可変するプランジャ１６を備えている。プランジャ１６は、内燃機関のカムシャフト９０に設けられているカム９１の回転に応じて往復動することで、加圧室１５の容積を変化させる。
【００１２】
高圧ポンプ１４は、高圧燃料通路１９に接続されている。高圧燃料通路１９には、逆止弁２０が配設されている。高圧燃料通路１９は、高圧デリバリパイプ３１に接続されている。高圧デリバリパイプ３１には、内燃機関の各燃焼室に配設されている筒内噴射弁３２が接続されている。
【００１３】
図１及び図２に示すように、高圧燃料通路１９に配設されている逆止弁２０は、弁体２１と、弁体２１に接続されているばね２２とを備えている。逆止弁２０は、弁体２１がばね２２によって高圧ポンプ１４側に付勢され閉弁している。高圧ポンプ１４側の圧力がばね２２の付勢力を上回る所定圧力以上になると弁体２１が開弁し、高圧ポンプ１４の加圧室１５から弁体２１よりも高圧デリバリパイプ３１側の高圧燃料通路１９へ高圧ポンプ１４によって加圧された燃料が吐出される。逆止弁２０は、高圧ポンプ１４から高圧燃料通路１９に吐出された燃料が逆流してしまうことを防いでいる。
【００１４】
図１に示すように、高圧燃料供給装置１０は、高圧デリバリパイプ３１と燃料タンク１１とを接続するリリーフ通路３３を備えている。リリーフ通路３３には、リリーフ通路３３の連通を遮断するリリーフバルブ３４が配設されている。リリーフバルブ３４は、高圧デリバリパイプ３１側の圧力が規定圧力以上となった場合に高圧デリバリパイプ３１側の圧力によって弁体が開弁するものを採用することができる。規定圧力としては、高圧ポンプ１４の駆動によって圧送される燃料圧力よりも高い値が設定される。なお、リリーフバルブ３４としては、高圧デリバリパイプ３１側の圧力が規定圧力以上となった場合に電子制御によって開弁するものを採用することもできる。リリーフバルブ３４が開弁しているときには、高圧デリバリパイプ３１から燃料タンク１１に燃料が排出される。
【００１５】
図２を参照して、逆止弁２０について説明する。
逆止弁２０は、通路を閉塞する弁体２１を備えている。弁体２１は、環状に形成された基部２１Ａと円柱状に形成された多孔質部材２１Ｂによって構成されている。基部２１Ａは、例えば鉄系金属を鍛造して成形されている。多孔質部材２１Ｂは、高圧燃料通路１９の延伸方向に沿って延設されている。多孔質部材２１Ｂは、基部２１Ａを貫通するように基部２１Ａの中心孔に圧入固定されている。多孔質部材２１Ｂのポンプ側端部２４と、多孔質部材２１Ｂのデリバリパイプ側端部２５は、基部２１Ａからそれぞれ突出している。多孔質部材２１Ｂが基部２１Ａから突出している長さは、デリバリパイプ側端部２５の方がポンプ側端部２４よりも長い。
【００１６】
多孔質部材２１Ｂには、ポンプ側端部２４とデリバリパイプ側端部２５とを連通する複数の微小な孔が形成されている。高圧燃料供給装置１０の多孔質部材２１Ｂは、例えば焼結体を採用することができる。焼結体は、鉄系の金属を主成分とする粉末を圧縮して圧粉体を成形し、圧粉体に加熱処理を行うことで製造されている。このように製造される焼結体の内部には空隙である気孔が存在している。気孔のうち焼結体の表面に通じている開放気孔がある。開放気孔同士が、焼結体の内部に形成されている気孔を介して連続していると、焼結体の内部を流体が通過可能な通気孔を形成する。多孔質部材２１Ｂに形成されている微小な孔は、こうした通気孔を構成する。すなわち、デリバリパイプ側端部２５の開放気孔と、ポンプ側端部２４の開放気孔とが、多孔質部材２１Ｂの内部に存在している複数の気孔を介して連続しており、デリバリパイプ側端部２５とポンプ側端部２４とを連通する通気孔を形成している。多孔質部材２１Ｂには、デリバリパイプ側端部２５とポンプ側端部２４とを連通する通気孔が多数形成されている。
【００１７】
通気孔を有する多孔質部材２１Ｂが弁体２１に設けられていることによって、逆止弁２０が閉弁している場合であっても、弁体２１よりも高圧ポンプ１４側と弁体２１よりも高圧デリバリパイプ３１側とが連通している。なお、焼結体の密度が異なれば、焼結体の体積に対する気孔の容積の割合が異なる。したがって、焼結体の内部を通過する流体の単位時間当たりの量は、焼結体の密度が大きいほど少なくなる傾向がある。すなわち、多孔質部材２１Ｂとしては、逆止弁２０の機能を損なわないようにしつつ、高圧ポンプ１４側よりも高圧デリバリパイプ３１側の圧力が高ければ高圧デリバリパイプ３１側から高圧ポンプ１４側に燃料が漏出することのできるものとして、実験により求められた最適な密度の焼結体を採用している。
【００１８】
高圧燃料供給装置１０では、逆止弁２０を構成する弁体２１の基部２１Ａに圧入固定されている多孔質部材２１Ｂが、「多孔質部材からなるリーク部」を構成している。
次に本実施形態にかかる高圧燃料供給装置１０の作用とともに、その効果について説明する。
【００１９】
まず、内燃機関の運転時に高圧ポンプ１４が燃料を圧送する態様について説明する。電磁スピル弁１８の開弁時に加圧室１５の容積を拡大する方向にプランジャ１６が移動すると、低圧燃料通路１３の燃料が加圧室１５に導入される。電磁スピル弁１８の閉弁時に加圧室１５の容積を縮小する方向にプランジャ１６が移動すると、加圧室１５内の燃料の圧力が上昇する。加圧室１５内の圧力が所定圧以上に上昇すると、逆止弁２０の弁体２１が開弁して、その弁体２１よりも高圧デリバリパイプ３１側の高圧燃料通路１９に燃料が導入される。高圧燃料通路１９から高圧デリバリパイプ３１に燃料が圧送され、各筒内噴射弁３２に燃料が供給される。
【００２０】
内燃機関の停止時に燃料噴射が停止されていると、逆止弁２０が閉弁しているため、高圧デリバリパイプ３１内の燃料圧力が高い状態に維持されることがある。高圧燃料供給装置１０では、逆止弁２０の弁体２１に、弁体２１よりも高圧ポンプ１４側の高圧燃料通路１９と弁体２１よりも高圧デリバリパイプ３１側の高圧燃料通路１９とを連通する通気孔が形成されている多孔質部材２１Ｂが設けられている。これによって、逆止弁２０の弁体２１における多孔質部材２１Ｂを介して燃料を漏出させることができる。詳述すると、逆止弁２０が閉弁しているとしても、弁体２１よりも高圧デリバリパイプ３１側の燃料圧力が弁体２１よりも高圧ポンプ１４側の燃料圧力よりも高い場合には、弁体２１よりも高圧デリバリパイプ３１側の高圧燃料通路１９から弁体２１よりも高圧ポンプ１４側の高圧燃料通路１９に燃料が漏出するリークを生じさせることができる。すなわち、高圧デリバリパイプ３１内の燃料圧力を徐々に低下させることができる。高圧デリバリパイプ３１内の燃料圧力を低下させることができるため、高圧デリバリパイプ３１内の燃料圧力が高いことによって筒内噴射弁３２から燃料が漏出してしまうことを抑制できる。
【００２１】
さらに、多孔質部材２１Ｂには、多数の通気孔が形成されている。多数の通気孔が形成されている多孔質部材２１Ｂを用いることによって、一部の通気孔に目詰まりが起こったとしても、目詰まりの起こった通気孔以外の通気孔から燃料をリークさせることができる。すなわち、一部の孔に目詰まりが生じたとしても単位時間当たりのリーク量（以下、単に「リーク量」という。）を確保することができる。
【００２２】
また、多孔質部材２１Ｂのポンプ側端部２４と、多孔質部材２１Ｂのデリバリパイプ側端部２５が、基部２１Ａからそれぞれ突出している。デリバリパイプ側端部２５が突出していることによって、高圧デリバリパイプ３１側の高圧燃料通路１９内に露出する多孔質部材２１Ｂの表面積が増大している。ポンプ側端部２４が突出していることによって、高圧ポンプ１４側の高圧燃料通路１９内に露出する多孔質部材２１Ｂの表面積が増大している。すなわち、高圧燃料通路１９内に露出する連通孔が多くなっているため、高圧デリバリパイプ３１側の高圧燃料通路１９から高圧ポンプ１４側の高圧燃料通路１９に燃料がリークしやすい。また、デリバリパイプ側端部２５が長く突出していることによって、仮にデリバリパイプ側端部２５の一部の通気孔に目詰まりが起こったとしても高圧燃料通路１９内に露出する連通孔が多く確保されやすい。すなわち、高圧デリバリパイプ３１側の高圧燃料通路１９から連通孔に浸入する燃料の量が目詰まりによって減少してしまうことが抑制され、リーク量を確保することができる。
【００２３】
多孔質部材２１Ｂは基部２１Ａに圧入されているために、圧入時に連通孔が閉塞する虞がある。この点、デリバリパイプ側端部２５及びポンプ側端部２４が突出しており、露出する連通孔が多くなっているため、圧入によって一部の連通孔が閉塞するとしても、デリバリパイプ側端部２５とポンプ側端部２４を連通する連通孔を確保することができる。
【００２４】
高圧燃料通路１９から燃料をリークさせるためには、例えば放電加工によって逆止弁の弁体に連通孔を形成することが考えられる。弁体の先端という限られた範囲に放電加工によって孔を複数形成しようとすると、各孔の孔径を小さくせざるを得ない。そして、孔径が小さいほど目詰まりが生じやすくなる。この点、高圧燃料供給装置１０では、多孔質部材２１Ｂを用いて多数の通気孔を弁体２１に形成している。これによって、放電加工によって連通孔を形成する場合と比較して容易に多数の通気孔を設けることができ、リーク量の確保が可能となる。
【００２５】
なお、上記第１実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記第１実施形態では、基部２１Ａに焼結体としての多孔質部材２１Ｂを圧入して弁体２１を構成しているが、逆止弁２０の弁体２１は、その全体を焼結体としてもよい。焼結体は、圧縮成形時の圧力を部位によって変えることで、部位によって密度を異ならせることができる。図３に示す弁体１２１のように、高密度部１２１Ａよりも密度の小さい低密度部１２１Ｂが高密度部１２１Ａから突出するように構成されていれば、低密度部１２１Ｂが有する連通孔によって燃料をリークすることができ、上記第１実施形態と同様の効果を奏することができる。また、焼結の後工程として行う表面加工によって弁体１２１に高密度部１２１Ａを形成することもできる。例えば、ショットピーニングを行えば、焼結体の表面が硬化するとともに、焼結体の開放気孔が閉塞することになる。
【００２６】
・上記第１実施形態では、逆止弁２０の弁体２１に多孔質部材２１Ｂを配設して高圧デリバリパイプ３１側の高圧燃料通路１９から燃料を漏出するように構成したが、リリーフ通路３３に設けられているリリーフバルブ３４の弁体に多孔質部材を圧入することによって、「多孔質部材からなるリーク部」を設けてもよい。こうした構成によっても、リリーフバルブ３４が閉弁している場合であっても高圧デリバリパイプ３１側の高圧燃料通路１９から燃料を漏出することができる。多孔質部材によってリーク部を構成するため、上記第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００２７】
・上記第１実施形態では、多孔質部材２１Ｂのポンプ側端部２４と、多孔質部材２１Ｂのデリバリパイプ側端部２５が、基部２１Ａからそれぞれ突出している。多孔質部材２１Ｂの基部２１Ａからの突出長さは、所望のリーク量に応じて適宜変更することができる。また、多孔質部材２１Ｂが基部２１Ａから突出していない構成を採用することもできる。
【００２８】
（第２実施形態）
以下、高圧燃料供給装置の第２実施形態としての高圧燃料供給装置１１０について、図４を参照して説明する。高圧燃料供給装置１０と共通の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００２９】
高圧燃料供給装置１１０は、逆止弁２０が基部のみからなる弁体２３を備え、高圧燃料通路１９と隣接するリーク通路２９を備え、高圧燃料通路１９及びリーク通路２９に貫通するように多孔質部材２６が配設されている点で第１実施形態の高圧燃料供給装置１０と異なる。
【００３０】
図４に示すように、逆止弁２０の弁体２３は、円柱状に形成されている。リーク通路２９は、高圧燃料通路１９と隣接して配設されている。リーク通路２９は、例えば、高圧ポンプ１４のハウジング内に形成されている通路である。リーク通路２９は、加圧室１５に接続されている高圧燃料通路１９において、弁体２３よりも高圧ポンプ１４側から分岐している。リーク通路２９において加圧室１５側と反対側の端部は閉塞され、その端部は、高圧燃料通路１９の外周面に配設されている。リーク通路２９の端部における内領域と高圧燃料通路１９の逆止弁２０が配置された内領域とはそれら両通路の壁を挟んで対向していて、その壁には開口部１９Ａが形成されている。高圧燃料通路１９における開口部１９Ａは、閉弁時における逆止弁２０の弁体２３よりも高圧デリバリパイプ３１側に設けられている。開口部１９Ａには多孔質部材２６が圧入固定されている。多孔質部材２６は、例えば焼結体を採用することができる。多孔質部材２６は、円柱状に形成されており、高圧燃料通路１９の延伸方向と交差する方向に延設されている。多孔質部材２６は、その両端部が高圧燃料通路１９及びリーク通路２９の内領域に突出している。高圧燃料通路１９とリーク通路２９とが、多孔質部材２６が有する孔によって連通されている。
【００３１】
すなわち、高圧燃料供給装置１１０は、弁体２３よりも高圧デリバリパイプ３１側の高圧燃料通路１９とリーク通路２９とを連通する多孔質部材２６を備えている。高圧燃料供給装置１１０では、高圧燃料通路１９及びリーク通路２９の内領域に突出して固定されている多孔質部材２６が、「多孔質部材からなるリーク部」を構成している。
【００３２】
次に本実施形態にかかる高圧燃料供給装置１１０の作用とともに、その効果について説明する。
高圧燃料供給装置１１０では、多孔質部材２６によって、弁体２３よりも高圧デリバリパイプ３１側の高圧燃料通路１９とリーク通路２９とが連通されていることによって、逆止弁２０の弁体２３が閉弁しているとしても、弁体２３よりも高圧デリバリパイプ３１側の高圧燃料通路１９から燃料を漏出することができる。
【００３３】
さらに、多孔質部材２６によってリーク部を構成していることによって、上記第１実施形態と同様に、リーク量を確保することができる。
なお、上記第２実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
【００３４】
・上記第２実施形態では、通路状のリーク通路２９と高圧燃料通路１９との間を多孔質部材２６を介して連通させた。通路状のリーク通路２９に限らず加圧室１５と連通している空間であれば、多孔質部材２６を介して弁体２３よりも高圧デリバリパイプ３１側の高圧燃料通路１９と連通させることで上記第２実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００３５】
・上記第２実施形態では、リーク通路２９を弁体２３よりも高圧ポンプ１４側の高圧燃料通路１９と接続していたが、リーク通路２９は、加圧室１５の燃料タンク側開口１５Ａよりも燃料タンク１１側に接続されていてもよい。
【００３６】
・図５に示すように、高圧燃料通路１９と隣接しているリーク通路２９に代えて、リーク通路１２９の一端が弁体２３よりも高圧デリバリパイプ３１側の高圧燃料通路１９と接続され、リーク通路１２９の他端が加圧室１５の燃料タンク側開口１５Ａよりも低圧燃料通路１３側に接続されるように構成してもよい。このようにリーク通路１２９を設けた場合には、リーク通路１２９の中途に、通路を遮るように円柱状に形成された多孔質部材が圧入されている多孔質部１３０を配設することによって、上記第２実施形態と同様に燃料をリークすることができる。なお、リーク通路１２９は、弁体２３よりも高圧デリバリパイプ３１側の高圧燃料通路１９と低圧燃料通路１３とを連通するように設けられていてもよい。
【００３７】
その他、上記各実施形態に共通して変更可能な要素としては次のようなものがある。
・低圧燃料通路１３には、内燃機関の吸気ポートに配設されるポート噴射弁が接続されている低圧デリバリパイプが接続されていてもよい。
【００３８】
・多孔質部材２１Ｂ、多孔質部材２６又は多孔質部１３０として用いる焼結体の密度を変更してもよい。焼結体の密度を変更することによって、焼結体の体積に対する連通孔の容積の割合を変えることができる。これによって、リーク量を調節することができる。
【００３９】
・多孔質部材２１Ｂ、多孔質部材２６又は多孔質部１３０として用いる焼結体の体積を変更してもよい。例えば焼結体の体積を大きくすることによって、焼結体の表面積が大きくなるため、露出する開放気孔の数を多くすることができる。これによって、リーク量を調節することができる。
【００４０】
・多孔質部材２１Ｂ、多孔質部材２６又は多孔質部１３０として用いる焼結体の材料を変更してもよい。焼結される粉末の性質によって焼結体の特性が変化するため、材料の選択によってリーク量の調節を行うことができる。
【００４１】
・焼結体に限らず多数の連通孔を備える部材であれば、多孔質部材２１Ｂ、多孔質部材２６又は多孔質部１３０として採用することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１０…高圧燃料供給装置、１１…燃料タンク、１２…低圧ポンプ、１３…低圧燃料通路、１４…高圧ポンプ、１５…加圧室、１５Ａ…燃料タンク側開口、１６…プランジャ、１７…パルセーションダンパ、１８…電磁スピル弁、１９…高圧燃料通路、１９Ａ…開口部、２０…逆止弁、２１…弁体、２１Ａ…基部、２１Ｂ…多孔質部材、２２…ばね、２３…弁体、２４…ポンプ側端部、２５…デリバリパイプ側端部、２６…多孔質部材、２９…リーク通路、３１…高圧デリバリパイプ、３２…筒内噴射弁、３３…リリーフ通路、３４…リリーフバルブ、９０…カムシャフト、９１…カム、１１０…高圧燃料供給装置、１２１…弁体、１２１Ａ…高密度部、１２１Ｂ…低密度部、１２９…リーク通路、１３０…多孔質部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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