(57)【要約】【課題】燃料吸入口から加圧室と低圧ダンパ室とを連通路で繋いでいる構造が複雑化、そして通路径が異なる２段形状から形成されており加工工数が大。【解決手段】  プランジャが下降運動をした場合に容積が小さくなるシール室と、加圧室が形成されるポンプボディと、前記加圧室の吸入側のダンパ室に配置された圧力脈動低減機構と、を備えた高圧燃料供給ポンプにおいて、前記ポンプボディに形成され、前記シール室と前記ダンパ室とを連通するシール室連通路と、前記ポンプボディに挿入される吸入ジョイントと、を備え、プランジャ軸方向から見て、前記シール室連通路の最外周端部から前記ポンプボディの外周部までの距離が最短となる最短ルートの方向と前記吸入ジョイントの軸方向とがほぼ重なるように配置された。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プランジャが下降運動をした場合に容積が小さくなるシール室と、
加圧室が形成されるポンプボディと、
前記加圧室の吸入側のダンパ室に配置された圧力脈動低減機構と、を備えた高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記ポンプボディに形成され、前記シール室と前記ダンパ室とを連通するシール室連通路と、
前記ポンプボディに挿入される吸入ジョイントと、を備え、
プランジャ軸方向から見て、前記シール室連通路の最外周端部から前記ポンプボディの外周部までの距離が最短となる最短ルートの方向と前記吸入ジョイントの軸方向とがほぼ重なるように配置された高圧燃料供給ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
垂直方向断面図において、前記シール室連通路を延長した場合の延長部が、前記圧力脈動低減機構と重なるように形成された高圧燃料供給ポンプ。
【請求項３】
請求項１に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
プランジャ軸方向から見て、前記シール室連通路を延長した場合の延長部が水平方向に前記圧力脈動低減機構と重なるように形成される。なお、圧力脈動低減機構９は２枚のダイアフラムが外周を溶接部でシールされた高圧燃料供給ポンプ。
【請求項４】
請求項１に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記シール室連通路を延長した場合の延長部の外周部が溶接部と対応する位置に形成された高圧燃料供給ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧燃料供給ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明の従来技術として、特許文献１に示すものがある。この特許文献１は、金属ダイアフラムダンパを低圧燃料通路に組込む作業の際の部品点数を低減し、部品欠品や誤組立を防ぐことが開示されている。そのために特許文献１では、圧力脈動低減機構は２枚の円盤状金属ダイアフラムを全周にわたって接合して、接合部の内側に密閉空間が形成された一対の金属ダンパを備え、ダンパの前記密閉空間にはガスが封入されており、接合部よりも内径側の位置で前記金属ダンパの両外表面にそれぞれ押付け力を付与する一対の押付け部材を有し、この一対の押付け部材が金属ダンパを挟持した状態で結合されてユニット化されている。（要約参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２６４２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献１は、燃料吸入口から加圧室と低圧ダンパ室とを連通路で繋いでいる構造が一部複雑化、そして通路径が異なる２段形状から形成されており、更に軸上同径ではない変心構造がみられ加工工数が大となる。そのため、本発明は、加工時間の短縮化で工数低減、最短位置での加工方法を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するためには、本発明は、プランジャが下降運動をした場合に容積が小さくなるシール室と、加圧室が形成されるポンプボディと、前記加圧室の吸入側のダンパ室に配置された圧力脈動低減機構と、を備えた高圧燃料供給ポンプにおいて、前記ポンプボディに形成され、前記シール室と前記ダンパ室とを連通するシール室連通路と、前記ポンプボディに挿入される吸入ジョイントと、を備え、プランジャ軸方向から見て、前記シール室連通路の最外周端部から前記ポンプボディの外周部までの距離が最短となる最短ルートの方向と前記吸入ジョイントの軸方向とがほぼ重なるように配置された。
【０００６】
また、上記の高圧燃料供給ポンプにおいて、垂直方向断面図において、前記シール室連通路を延長した場合の延長部が、前記圧力脈動低減機構と重なるように形成されたことが望ましい。また、プランジャ軸方向から見て、前記シール室連通路を延長した場合の延長部が水平方向に前記圧力脈動低減機構と重なるように形成される。なお、圧力脈動低減機構９は２枚のダイアフラムが外周を溶接部でシールされたことが望ましい。さらに前記シール室連通路を延長した場合の延長部の外周部が溶接部と対応する位置に形成されたことが望ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、連通路が直線状で且つ同形状の加工により加工時間短縮、段取り作業の効率向上が
得られコスト低減が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施例の高圧燃料供給ポンプが適用される燃料供給システムを示す。
【図２】高圧燃料供給ポンプの縦断面図である。
【図３】本実施例による高圧燃料供給ポンプの通路形状の比較断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１０】
本発明の第一実施例について説明する。
【００１１】
まず、図１から図３により、高圧燃料ポンプの基本動作を説明する。  
図１は、高圧燃料供給ポンプを含む燃料供給システムを示す。  
図２は、高圧燃料供給ポンプの縦断面図を示す。  
図３は、連通路形状の比較断面図を示す。
【００１２】
図１中で、破線で囲まれた部分が高圧ポンプのポンプハウジング１を示し、この破線の中に示されている機構、部品は高圧ポンプのポンプハウジング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、適切なフィード圧力に加圧されて吸入配管２８を通して高圧燃料供給ポンプの吸入口１０ａに送られる。
【００１４】
図２中で、ポンプハウジング１の頭部にはダンパーカバー１４が固定されている。ダンパーカバー１４には吸入ジョイント１０１が設けられており、低圧燃料吸入口１０ａを形成している。低圧燃料吸入口１０ａを通過した燃料は、吸入ジョイント１０１の内側に固定されたフィルタ１０２を通過し、低圧燃料通路１０ｂ（ダンパ室１０ｂ）、圧力脈動低減機構９、低圧燃料通路１０ｂ、１０ｃ（ダンパ室１０ｂ、１０ｃ）を介して電磁吸入弁機構３０の吸入ポート３０ａに至る。
【００１５】
吸入ジョイント１０１内の吸入フィルタ１０２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。
【００１６】
電磁吸入弁機構３０は電磁コイル３０ｂを備え、この電磁コイル３０ｂが通電されている状態では電磁プランジャ３０ｃが図１の右方に移動した状態で、ばね３３が圧縮された状態が維持される。
【００１７】
このとき電磁プランジャ３０ｃの先端に取付けられた吸入弁体３１が高圧ポンプの加圧室１１につながる吸入口３２を開く。
【００１８】
電磁コイル３０ｂが通電されていない状態で、かつ吸入通路１０ｃ（吸入ポート３０ａ）と加圧室１１との間の流体差圧が無い時は、このばね３３の付勢力により、吸入弁体３１は閉弁方向に付勢され吸入口３２は閉じられた状態となっている。
【００１９】
後述するカムの回転により、プランジャ２が図２の下方に変位する吸入工程状態にある時は、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。この工程で加圧室１１内の燃料圧力が吸入通路１０ｃ（吸入ポート３０ａ）の圧力よりも低くなると、吸入弁体３１には燃料の流体差圧による開弁力（吸入弁体３１を図１の右方に変位させる力）が発生する。
【００２０】
この流体差圧による開弁力により、吸入弁体３１は、ばね３３の付勢力に打ち勝って開弁し、吸入口３２を開くように設定されている。
【００２１】
この状態にて、ＥＣＵ２７からの制御信号が電磁吸入弁３０に印加されると電磁吸入弁３０の電磁コイル３０ｂには電流が流れ、それにより発生する磁気付勢力により電磁プランジャ３０ｃが図１の右方に移動し、ばね３３が圧縮された状態が維持される。その結果、吸入弁体３１が吸入口３２を開いた状態が維持される。
【００２２】
電磁吸入弁３０に入力電圧の印加状態を維持したままプランジャ２が吸入工程を終了し、プランジャ２が図２の上方に変位する圧縮工程に移ると、磁気付勢力は維持されたままであるので、依然として吸入弁体３１は開弁したままである。
【００２３】
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、再び開弁状態の吸入弁体３１を通して吸入通路１０ｃ（吸入ポート３０ａ）へと戻されるので、加圧室の圧力が上昇することは無い。この工程を戻し工程と称す。
【００２４】
この状態で、ＥＣＵ２７からの制御信号を解除して、電磁コイル３０ｂへの通電を断つと、電磁プランジャ３０ｃに働いている磁気付勢力は一定の時間後（磁気的、機械的遅れ時間後）に消去される。吸入弁体３１にはばね３３による付勢力が働いているので、電磁プランジャ３０ｃに作用する電磁力が消滅すると吸入弁体３１はばね３３による付勢力で吸入口３２を閉じる。吸入口３２が閉じるとこのときから加圧室１１の燃料圧力はプランジャ２の上昇運動と共に上昇する。そして、燃料吐出口１２の圧力以上になると、吐出弁ユニット８を介して加圧室１１に残っている燃料の高圧吐出が行われ、コモンレール２３へと供給される。この工程を吐出工程と称す。すなわち、プランジャ２の圧縮工程（下始点から上始点までの間の上昇工程）は、戻し工程と吐出工程からなる。
【００２５】
そして、電磁吸入弁３０の電磁コイル３０ｃへの通電を解除する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。
【００２６】
電磁コイルへ３０ｃへの通電を解除するタイミングを早くすれば、圧縮工程中、戻し工程の割合が小さく吐出工程の割合が大きい。すなわち、吸入通路１０ｃ（吸入ポート３０ａ）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。
【００２７】
一方、入力電圧を解除するタイミングを遅くすれば、圧縮工程中の、戻し工程の割合が大きく、吐出工程の割合が小さい。すなわち、吸入通路１０ｃ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３０ｃへの通電を解除するタイミングは、ＥＣＵからの指令によって制御される。
【００２８】
以上のように構成することで、電磁コイル３０ｃへの通電を解除する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。
【００２９】
かくして、燃料吸入口１０ａに導かれた燃料はポンプ本体１の加圧室１１にてプランジャ２の往復動によって必要な量が高圧に加圧され、燃料吐出口１２からコモンレール２３に圧送される。
【００３０】
コモンレール２３には、インジェクタ２４、圧力センサ２６が装着されている。インジェクタ２４は、内燃機関の気筒数に合わせて装着されており、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２７の制御信号にしたがって開閉弁して、燃料をシリンダ内に噴射する。
【００３１】
ポンプハウジング１には中心に加圧室１１としての凸部１Ａが形成されており、この加圧室１１の内周壁から吐出口１２の間に吐出弁機構８装着用の凹所１１Ａが形成されている。さらに加圧室１１に燃料を供給するための電磁吸入弁機構３０を取付けるための孔３０Ａが吐出弁機構８装着用の凹所１１Ａと同一軸線上で、ポンプハウジングの外側壁に設けられている。
【００３２】
加圧室１１としての凹部１Ａの中心軸線に対して、吐出弁機構８装着用の凹所１１Ａと電磁吸入弁機構３０を取付けるための孔の軸線は交わる方向に形成されており、加圧室１１から吐出通路に燃料を吐出するための吐出弁機構８が設けられている。また、プランジャ２の往復運動をガイドするシリンダ６が加圧室に臨むようにして取り付けられている。
【００３３】
次に本発明の高圧燃料供給ポンプについて図３を用いて説明する。図３の左図に示すように、図２の構成では、吸入ジョイント１０１の内周側の吸入通路１０ａから吸入された燃料はフィルタ１０２を通って、低圧ダンパ室１０ｂ、１０ｃを流れる。そして、低圧ダンパ室１０ｃの燃料は電磁吸入弁機構３０の吸入ポート３０ａに至る。一方で、低圧ダンパ室１０ｃはシール室連通路１０ｄによりシール室１０ｆと連通する。
【００３４】
これにより、プランジャ２が下降運動をした際にシール室１０ｆの容積が小さくなり、シール室ｆの燃料がシール室連通路１０ｄ、低圧ダンパ室１０ｃ、電磁吸入弁機構３０の吸入ポート３０ａに流れる。したがって、圧縮室１２の充填効率を向上することができる。一方でプランジャ２が上昇運動を行う際に流量を制御するために、上記した戻し工程を構成する。つまり、電磁吸入弁３０を開弁位置に保持するように電磁コイル３０ｂが制御されるものであるが、このとき、プランジャ２の上昇運動によりシール室ｆの容積が大きくなる。すると、加圧室１２からの戻り燃料がシール室ｆに流れることになるため、吸入ジョイント１０１の吸入通路１０ａへ流れる燃料が少なくなり、ここでの圧力脈動が低減される。
【００３５】
ここで、本実施例は、図３の右図に示すように吸入ジョイント１０１がポンプボディ１の水平方向に形成された孔部に挿入される。つまり、シール室連通路１０ｄはポンプボディ１にプランジャ軸方向とほぼ平行に同形状φＣで形成されるが、吸入ジョイント１０１はこれとほぼ垂直方向に挿入される。そして、本実施例では、吸入ジョイント１０１の吸入通路１０ａの中心軸が直接、シール室連通路１０ｄと交わるように、吸入ジョイント１０１及びシール室連通路１０ｄが構成される。
【００３６】
ポンプボディ１はほぼ円筒形状であり、シール室連通路１０ｄは圧力脈動低減機構９の側から見て、シール室ｆへの方向（図２の下方向）に連通するように形成される。また図３の垂直方向断面図において、シール室連通路１０ｄを延長した場合の延長部が、圧力脈動低減機構９と重なるように形成される。またプランジャ軸方向から見て、シール室連通路１０ｄを延長した場合の延長部が水平方向に圧力脈動低減機構９と重なるように形成される。なお、圧力脈動低減機構９は２枚のダイアフラムが外周を溶接部でシールされるが、シール室連通路１０ｄを延長した場合の延長部の外周部が溶接部と対応する位置に形成される。
【００３７】
またプランジャ軸方向から見て、シール室連通路１０ｄの最外周端部からポンプボディ１の外周部までの距離が最短となる最短ルートの方向と吸入ジョイント１０１の軸方向とがほぼ重なるように吸入ジョイント１０１がポンプボディ１に挿入される。
【００３８】
図２に示すように吐出弁機構８を装着するためのポンプボディ１に凹部１１Ａが形成される。またポンプボディ１には、電磁吸入弁機構３０を取付けるための取付孔３０Ａが形成される。本実施例では、これらの凹部１１Ａと取付孔３０Ａとの軸線とが同一軸線になるように形成した。これによれば、電磁吸入弁機構３０を取付けるための取付孔３０Ａから吐出弁機構８の装着用の凹部１１Ａにまっすぐ組み付けることができる。或いは、吐出弁機構８を圧入する際の力を電磁吸入弁機構３０を取付けるための取付孔３０Ａから加えることができる。この場合、取付孔３０Ａの直径は最小径部において、吐出弁機構８の最大外径より大きく構成される必要がある。
【００３９】
加圧室１１の出口には吐出弁機構８が設けられている。吐出弁機構８はシート部材（シート部材）８ａ、吐出弁８ｂ、吐出弁ばね８ｃ、吐出弁ストッパとしての保持部材８ｄからなる。
【００４０】
加圧室１１と吐出口１２との間に燃料の差圧が無い状態では、吐出弁８ｂは吐出弁ばね８ｃによる付勢力でシート部材８ａに圧着され閉弁状態となっている。加圧室１１内の燃料圧力が、吐出口１２の燃料圧力よりも所定の値だけ大きくなった時に初めて、吐出弁８ｂは吐出弁ばね８ｃに抗して開弁し、加圧室１１内の燃料は吐出口１２を経てコモンレール２３へと吐出される。
【００４１】
吐出弁８ｂは開弁した際、保持部材８ｄと接触し、動作を制限される。したがって、吐出弁８ｂのストロークは保持部材８ｄによって適切に決定せられる。もし、ストロークが大きすぎると、吐出弁８ｂの閉じ遅れにより、燃料吐出口１２へ吐出された燃料が、再び加圧室１１内に逆流してしまうので、高圧ポンプとしての効率が低下してしまう。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、保持部材８ｄにてガイドしている。以上のように構成することで、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。
【００４２】
また、高圧燃料供給ポンプのエンジンへの固定は、ポンプハウジング一体のフランジによりエンジンへ
圧着固定される。
【００４３】
ポンプハウジング１にはさらに、吐出弁８ｂの下流側と吸入通路１０ｃを連通するリリーフ通路２１１とが設けられている。
【００４４】
リリーフ通路２１１には燃料の流れを吐出通路から吸入通路１０ｃへの一方向のみに制限するリリーフ弁機構Ｂ２００が設けられており、リリーフ弁機構Ｂ２００の入り口は図示しない通路によって、吐出弁８ｂの下流側と連通されている。
【００４５】
以下、リリーフ弁機構Ｂ２００の動作について説明する。リリーフ弁Ｂ２０２は、押付け力を発生するリリーフばねＢ２０４によりリリーフ弁シートＢ２０１に押し付けられており、吸入室内とリリーフ通路内との間の圧力差が規定の圧力以上になるとリリーフ弁Ｂ２０２がリリーフ弁シートＢ２０１から離れ、開弁するようにセット開弁圧を設定している。ここで、リリーフ弁Ｂ２０２が開き始める時の圧力をセット開弁圧と定義する。
【００４６】
リリーフ弁機構Ｂ２００は、リリーフ弁シートＢ２０１と一体であるリリーフ弁ハウジング２０６、リリーフ弁２０２、リリーフ押さえ２０３、リリーフばね２０４、リリーフばねアジャスタ２０５からなる。リリーフ弁機構２００は、サブアセンブリとしてポンプハウジング１の外部で組み立て、その後にポンプハウジング１に圧入によって固定する。この場合、リリーフ弁２００の開弁圧力は、高圧燃料供給ポンプの正常動作範囲の最大圧力よりも高い圧力に設定する。
【００４７】
エンジンに燃料を供給する燃料噴射弁の故障や、燃料噴射弁および高圧燃料供給ポンプなどを制御するＥＣＵ２７等の故障により発生したコモンレール２３内の異常高圧が、リリー弁のセット開弁圧以上になると、燃料は吐出弁８ｂの下流側からリリーフ通路２１１を通り、リリーフ弁Ｂ２０２へと達する。そして、リリーフ弁Ｂ２０２を通過した燃料は、リリーフ内通路を通り低圧部である吸入通路１０ｃへ開放される。これにより、コモンレール２３等の高圧部の保護がなされる。
【００４８】
シリンダ６は外周がシリンダホルダ７で保持され、シリンダホルダ７はポンプハウジング１の内側に保持されている。シリンダホルダ７の外周に螺刻されたねじを、ポンプハウジング１に螺刻されたねじにねじ込むことによって、シリンダ６をシリンダホルダ７を介してポンプハウジング１に固定される。シリンダ６は加圧室１１内で進退運動するプランジャ２をその進退運動方向に沿って摺動可能に保持する。
【００４９】
プランジャ２の下端には、エンジンのカムシャフトに取り付けられたカム５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３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３に圧着されている。リテーナ１５は圧入によってプランジャ２に固定されている。にこれによりカム５の回転運動に伴い、プランジャ２を上下に進退（往復）運動させることができる。
【００５０】
また、シリンダホルダ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の図中下端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おり、これによりシール室１０ｆ中の燃料がタペット３側、つまりエンジンの内部に流入するのを防止する。同時にエンジンルーム内の摺動部を潤滑する潤滑油（エンジンオイルも含む）がポンプ本体１の内部に流入するのを防止する。
【００５１】
ここで、吸入通路１０ｃは図３の左図に示すようにシール室連通路１０ｄ、およびシリンダ６に設けられた絞り通路１０ｅを介して、シール室１０ｆに接続しており、シール室１０ｆは常に吸入燃料の圧力に接続される。加圧室１１内の燃料が高圧に加圧されたときには、シリンダ６とプランジャ２の摺動クリアランスを通して微小の高圧燃料がシール室１０ｆ内に流入するが、流入した高圧燃料は吸入圧力に開放されるのでプランジャシール１３が高圧により破損する事はない。
【００５２】
また、プランジャ２はシリンダ６と摺動する大径部２ａと、プランジャシール１３と摺動する小径部２ｂからなる。大径部２ａの直径は小径部２ｂの直径より大きく設定されており、互いに同軸に設定されている。本実施例の場合、大径部２ａの直径は１０ｍｍ、小径部２ｂの直径は６ｍｍに設定されている。このようにすることにより、プランジャの上下運動に伴って、電磁吸入弁３０より上流の低圧側で発生する低圧側の圧力脈動を低減することが出来る。
【符号の説明】
【００５３】
１…ポンプハウジング、２…プランジャ、８…吐出弁機構、９…圧力脈動低減機構、１０ｃ…吸入通路、１１…加圧室、１２…吐出通路、２０…燃料タンク、２３…コモンレール、２４…インジェクタ、２６…圧力センサ、３０…電磁吸入弁機構、２００…リリーフ弁機構、２０１…リリーフ弁、
【図１】
2018009495.tif 000003
【図２】
2018009495.tif 000004
【図３】
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