(57)【要約】【課題】圧力保持性能を維持することの可能な定残圧弁を提供する。【解決手段】吐出通路と加圧室とを連通する連通路５１に設けられた定残圧弁６０は、加圧室側から吐出通路側への燃料の流れを規制し、吐出通路側から加圧室側への燃料の流れを許容する。弁体６９は、連通路５１の内壁に形成された第３弁座６３に着座及び離座することで、連通路５１を開閉する。弁体６９の着座する第３弁座６３よりも吐出通路側にオリフィス６２が設けられる。オリフィス６２と第３弁座６３との間に設けられる筒部６１は、オリフィス６２から流出する燃料に発生するキャビテーションを第３弁座６３に拡げることの可能な流路断面積及び距離に形成される。オリフィス６２で発生したキャビテーションの気泡が崩壊するときの衝撃圧により、第３弁座６３及び弁体６９の表面に付着又は堆積した異物が剥離する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧側燃料通路側から低圧側燃料通路側への燃料の流れを許容し、前記低圧側燃料通路側から前記高圧側燃料通路側への燃料の流れを規制する定残圧弁において、
前記高圧側燃料通路と前記低圧側燃料通路とを連通する連通路の内壁に形成された弁座に着座及び離座することで、前記連通路を開閉する弁体と、
前記弁座よりも前記高圧側燃料通路側の前記連通路に設けられるオリフィスと、
前記オリフィスと前記弁座との間に設けられ、前記オリフィスから流出する燃料に発生するキャビテーションを前記弁座に拡げることの可能な流路断面積及び距離に形成された筒部と、を備えることを特徴とする定残圧弁。
【請求項２】
前記オリフィスは、前記高圧側燃料通路側から前記低圧側燃料通路側へ流れる燃料の圧力を飽和蒸気圧以下にすることの可能な流路断面積及び距離に形成されることを特徴とする請求項１に記載の定残圧弁。
【請求項３】
前記オリフィスは、高圧ポンプによるデリバリパイプ内圧力の昇圧性への影響が許容される流路断面積以下に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の定残圧弁。
【請求項４】
前記オリフィスの流路は、前記筒部の中心軸に対して傾斜して形成され、前記筒部の流路を流れる燃料に周方向の旋回流を発生させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の定残圧弁。
【請求項５】
前記オリフィスの流路は、前記筒部の中心軸から離れた位置に形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の定残圧弁。
【請求項６】
前記オリフィスは、前記高圧側燃料通路側に設けられた入口部の縦断面が開口側に向かい内径が大きくなるように除変し、かつ、径内側に凸状の曲面に形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の定残圧弁。
【請求項７】
前記オリフィスの前記高圧側燃料通路側の開口に隣接する段差穴を備え、
前記段差穴と前記オリフィスの流路とは径方向に連通することで、前記段差穴から前記オリフィスの流路に流れる燃料に負圧を発生させることが可能なことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の定残圧弁。
【請求項８】
前記オリフィスは、前記高圧側燃料通路側に軸方向に設けられた複数の凹部を有し、
複数の前記凹部のうち前記高圧側燃料通路側の前記凹部の内径は前記筒部側の前記凹部の内径よりも大きく形成されることで、前記高圧側燃料通路側の前記凹部と前記筒部側の前記凹部との間に燃料の流速を遅くすることの可能な段差部が形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の定残圧弁。
【請求項９】
前記筒部は、前記オリフィス側の内径よりも前記弁座側の内径が大きいテーパ部と、このテーパ部の前記弁座側に形成され前記筒部の流路の軸に略垂直な段差面と、を有することを特徴とする請求項１〜５または８のいずれか一項に記載の定残圧弁。
【請求項１０】
前記オリフィスは、前記高圧側燃料通路側の内径より前記弁座側の内径の大きいテーパ状に流路が形成されることを特徴とする請求項１〜５、８または９のいずれか一項に記載の定残圧弁。
【請求項１１】
前記弁体を前記弁座側に付勢するスプリングと、
前記弁体より前記低圧側燃料通路側の連通路に設けられるスプリングストッパと、
前記スプリングストッパに設けられる第２オリフィスと、を備え、
前記第２オリフィスの内径は、前記オリフィスの内径よりも大きいことを特徴とする請求項１〜５または８〜１０のいずれか一項に記載の定残圧弁。
【請求項１２】
前記筒部の流路は、前記オリフィスで発生するキャビテーションが前記弁座及び前記弁体に到達可能な流路断面積及び距離に形成されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の定残圧弁。
【請求項１３】
前記弁体及び前記弁座は、表面の硬度を上げる処理がされていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の定残圧弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンへ燃料を供給する燃料供給系統に用いられる定残圧弁に関し、特に車両用の筒内噴射式内燃機関の燃料供給系統における定残圧弁に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジン、特に車両用の筒内噴射式内燃機関へ燃料を供給する燃料供給系統には、高圧燃料を圧送する高圧ポンプが設けられる。高圧ポンプから圧送される燃料は、デリバリパイプに蓄圧され、デリバリパイプに接続するインジェクタからエンジンの各気筒内に噴射される。
特許文献１では、高圧ポンプの燃料を加圧する加圧室とデリバリパイプとを接続する燃料通路に定残圧弁が設けられている。定残圧弁は、デリバリパイプ内の燃料と加圧室の燃料との差圧が所定圧より高くなると開弁し、デリバリパイプ側から加圧室側に燃料を通過させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１２１３９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載の定残圧弁では、デリバリパイプ側から加圧室側に流れる燃料の流速と流量を調節するオリフィスの出口と、定残圧弁の弁体が着座する弁座の内壁とが直接接続している。このため、デリバリパイプ側から加圧室側に流れる燃料は、オリフィスの流路を通過した直後、弁座と弁体との隙間を通過する。弁体が弁座から離座するときの隙間はオリフィスで流量を制限しているため小さいので、燃料中に含まれる例えば異物等の弁着座性や高圧燃料ポンプの性能を悪化させる物質が、弁体と弁座との隙間に付着、堆積するおそれがある。以下、本明細書において、燃料中の異物とは、燃料に含まれる粒子状のもののほか、ガム質燃料や金属性異物など、弁着座性や高圧燃料ポンプの性能を悪化させる物質が含まれるものとする。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の定残圧弁は、弁体及び弁座に付着、堆積する異物を清掃する機能を備えていない。このため、弁体と弁座の着座安定性が悪化し、定残圧弁の圧力保持性能が低下することが懸念される。
定残圧弁の圧力保持性能が低下し、アクセルオフ後またはエンジン停止後にデリバリパイプ内の燃圧が低下すると、燃料の気化温度も低下する。さらに、エンジン冷却系の停止等に伴うエンジンルーム内の温度上昇によってデリバリパイプ内の燃料温度は上昇する。これらにより、デリバリパイプ内の燃料温度が燃料の気化温度を超えると、デリバリパイプ内にベーパが発生することがある。このようにしてベーパが発生した場合、エンジンの再始動時に高圧ポンプの昇圧不良が生じると共に、エンジンの始動性が悪化するおそれがある。
また、定残圧弁の弁体と弁座とが異物により固着し閉弁し続けると、エンジン停止時にエンジンルーム内の温度上昇によってデリバリパイプが受熱する。それにより、デリバリパイプ内の燃料温度が上昇すると燃圧が上昇し、エンジンのインジェクタの燃料漏れ許容値以下に燃圧を維持できなくなる。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、圧力保持性能を維持することの可能な定残圧弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するため、請求項１に係る発明によると、高圧側燃料通路側から低圧側燃料通路側への燃料の流れを許容し、低圧側燃料通路側から高圧側燃料通路側への燃料の流れを規制する定残圧弁は、弁体、オリフィス及び筒部を備える。弁体は、高圧側燃料通路と低圧側燃料通路とを連通する連通路の内壁に形成された弁座に着座及び離座することで、連通路を開閉する。弁座より高圧燃料通路側の連通路にオリフィスが設けられる。このオリフィスと弁座との間に設けられた筒部は、オリフィスから流出する燃料により発生するキャビテーションを弁座に拡げることの可能な流路断面積及び距離に形成される。さらに、オリフィスは、高圧ポンプによるデリバリパイプ内圧力の昇圧性への影響が許容される流路断面積以下となっている。
【０００８】
高圧側燃料通路の燃料と低圧側燃料通路の燃料との差圧により、オリフィスを流れる燃料の流速が速くなり、オリフィスから流出する燃料近傍の圧力が飽和蒸気圧以下になると、キャビテーションが発生する。このキャビテーションは筒部の流路を流れ弁座に拡がる。キャビテーションの気泡が崩壊するときの衝撃圧により、弁座及び弁体の表面に付着、堆積した異物が剥離し、燃料流により除去される。これにより、弁座と弁体との着座安定性が向上し、定残圧弁の圧力保持性能を維持することができる。したがって、この定残圧弁をエンジンの燃料供給系統に用いると、アクセルオフ後又はエンジン停止後などに、デリバリパイプ内の燃圧が所定圧よりも低下することが抑制され、燃料内にベーパが発生することが抑制される。これにより、エンジンの始動性を向上することができる。
【０００９】
定残圧弁をエンジンの燃料供給系統に設置する場合、高圧側燃料通路は、エンジンの燃料供給系統に設置される高圧ポンプの吐出弁が着座及び離座する弁座よりも吐出口側の吐出通路、この吐出通路とデリバリパイプとを接続する高圧燃料配管、及びデリバリパイプ等が相当する。一方、低圧側燃料通路は、高圧ポンプの加圧室、加圧室よりも吸入口側の供給通路、この供給通路と燃料タンクとを接続する低圧燃料配管、デリバリパイプ等の余剰燃料を燃料タンクに戻す戻し配管、及び燃料タンク等が相当する。
なお、定残圧弁が開弁又は閉弁する所定圧は、任意に設定可能な圧力である。所定圧は、例えばエンジンの停止後にデリバリパイプ内に発生するベーパを許容値以下とし、かつインジェクタからの燃料漏れを許容値以下とすることのできる圧力に設定されることが例示される。
【００１０】
請求項２に係る発明によると、オリフィスの流路は、高圧側燃料通路側から低圧側燃料通路側へ流れる燃料の圧力を飽和蒸気圧以下にすることの可能な流路断面積及び距離に形成される。さらに、請求項３に係る発明によると、オリフィスの流路は、高圧ポンプによるデリバリパイプ内圧力の昇圧性への影響が許容される流路断面積以下となっている。
高圧側燃料通路の燃料と低圧側燃料通路の燃料との差圧が生じ、オリフィスを流れる燃料の流速が速くなり、オリフィスから流出する燃料近傍の圧力が飽和蒸気圧以下になることで、キャビテーションが発生する。
【００１１】
請求項４に係る発明によると、オリフィスの流路は、筒部の中心軸に対して傾斜して形成され、筒部の流路を流れる燃料に周方向の旋回流を発生させる。これにより、オリフィスで発生するキャビテーションは、旋回流によって弁座及び弁体の周方向に行き渡る。したがって、弁座及び弁体の表面に付着又は堆積した異物を広範囲に剥離することができる。
【００１２】
請求項５に係る発明によると、オリフィスの流路は、筒部の中心軸から離れた位置に形成される。これにより、オリフィスの流路から排出される燃料の動圧により、定残圧弁が回転する。このため、キャビテーションの気泡崩壊衝撃圧を定残圧弁に広範囲に作用させることができる。
【００１３】
請求項６に係る発明によると、オリフィスは、高圧側燃料通路側に設けられた入口部が開口側に向かい内径が大きくなるように除変し、かつ、縦断面が径内側に凸状の曲面に形成されている。これにより、オリフィスの入口部に流入する燃料の流れが入口部に凸状の曲面をもたないオリフィスに比べて急に方向を変えることなく、オリフィスの流路に流入するので、流体抵抗が低減され、オリフィスの流路に流れる燃料の流速が速くなる。このため、燃料の圧力が低下し、オリフィスからキャビテーションが大量に発生する。したがって、キャビテーションにより弁座及び弁体を清掃する機能を高めることができる。
【００１４】
請求項７に係る発明によると、オリフィスの高圧側燃料通路側の開口に隣接する段差穴を備える。段差穴とオリフィスの流路とは径方向に連通することで、段差穴からオリフィスの流路に流れる燃料に負圧を発生させることが可能である。段差穴の燃料が飽和蒸気圧以下になると気泡核が生成され、この気泡核が段差穴からオリフィスの流路に流入する。これにより、気泡核を中心にキャビテーションが形成され、オリフィスからキャビテーションを大量に発生させることが可能になるので、弁座及び弁体を清掃する機能を高めることができる。
【００１５】
上述した請求項６、７に係る発明は、オリフィスからキャビテーションを大量に発生させるものである。これに対し、請求項８−１１に係る発明は、オリフィスから発生するキャビテーションを減少させるものである。つまり、請求項６−１１に記載の発明は、キャビテーションの気泡崩壊衝撃圧の強度を調節することで、弁座及び弁体を清掃するものである。
【００１６】
請求項８に係る発明によると、オリフィスは、高圧側燃料通路側に軸方向に設けられた複数の凹部を有する。この複数の凹部のうち高圧側燃料通路側の凹部の内径は筒部側の凹部の内径よりも大きく形成されることで、高圧側燃料通路側の凹部と筒部側の凹部との間に燃料の流速を遅くすることの可能な段差部が形成される。高圧側燃料通路から凹部へ流入した燃料は段差部に衝突し、オリフィスの流路の中心軸に対して垂直方向に流れの向きを変える。このため、オリフィスの流路に流れる燃料の流速が遅くなり、オリフィスから発生するキャビテーションが減少する。したがって、異物を剥離させる以上のキャビテーションを発生させることが無く、気泡崩壊衝撃圧によって弁座及び弁体に生じるエロージョンを抑制することができる。この結果、弁座と弁体との着座安定性がエロージョンによって悪化することが抑制され、定残圧弁の圧力保持性能を維持することができる。また、オリフィスから発生するキャビテーションが減少することで、キャビテーションが消滅する瞬間に生じる騒音及び振動を低減することができる。
【００１７】
請求項９に係る発明によると、筒部は、オリフィス側の内径よりも弁座側の内径が大きいテーパ部と、このテーパ部の弁座側に形成され筒部の流路の軸に略垂直な段差面と、を有する。テーパ部を流れる燃料は、流路断面積が拡大するので流速が遅くなる。そして段差面に衝突し、筒部の流路の中心軸に対して垂直方向に流れの向きを変えることでさらに流速が遅くなる。このため、弁座及び弁体に到達するキャビテーションの量が少なくなる。したがって、弁座と弁体との着座安定性がエロージョンによって悪化することが抑制され、定残圧弁の圧力保持性能を維持することができる。また、オリフィスから発生するキャビテーションが減少することで、キャビテーションが消滅する瞬間に生じる騒音及び振動を低減することができる。
【００１８】
請求項１０に係る発明によると、オリフィスは、高圧側燃料通路側の内径より弁座側の内径の大きいテーパ状に流路が形成される。これにより、オリフィスの流路を流れる燃料は、流路断面積の拡大により流速が遅くなるので、キャビテーションの発生する量が減少する。よって、弁座と弁体との着座安定性がエロージョンによって悪化することが抑制され、定残圧弁の圧力保持性能を維持することができる。また、オリフィスから発生するキャビテーションが減少することで、キャビテーションが消滅する瞬間に生じる騒音及び振動を低減することができる。
【００１９】
請求項１１に係る発明によると、弁体を弁座側に付勢するスプリングと、弁体より低圧側燃料通路側の連通路に設けられるスプリングストッパと、スプリングストッパに設けられる第２オリフィスと、を備える。第２オリフィスの内径は、オリフィスの内径よりも大きい。第２オリフィスの内径とオリフィスの内径との径差を調節することで、オリフィスの高圧側燃料通路側の燃料とオリフィスの弁座側の燃料との差圧を小さくすることが可能になる。これにより、オリフィスを流れる燃料の流速を低下させ、オリフィスから発生するキャビテーションの量を調節することができる。
【００２０】
ところで、筒部の流路断面積が小さいと、キャビテーションが筒部の流路の内壁で消滅することがある。筒部の流路断面積が大きいと、キャビテーションの流れが定まらないことがある。また、筒部の流路が遠いと、筒部の流路でキャビテーションが消滅することがある。筒部の流路が近いと、キャビテーションが弁座に拡散しないことがある。
そこで、請求項１２に係る発明によると、筒部の流路は、オリフィスで発生するキャビテーションが弁座及び弁体に到達可能な流路断面積及び距離に形成される。これにより、キャビテーションが筒部の流路の内壁に張り付き又は消滅することが抑制され、気泡崩壊衝撃圧を定残圧弁及び弁座に確実に作用させることができる。
【００２１】
請求項１から１３に係る発明によると、定残圧弁及び弁座は、表面の硬度を上げる処理がされている。このため、キャビテーションの気泡崩壊衝撃圧によるエロージョンを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態による定残圧弁のキャビテーションの流れを示す説明図である。
【図２】本発明の第１実施形態による定残圧弁の適用される燃料供給系統の構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態による定残圧弁を備える高圧ポンプの断面図である。
【図４】図３のＩＶ方向から見た一部切り欠き図である。
【図５】図４の要部拡大断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態によるオリフィスの圧力と位置の関係を示す特性図である。
【図７】本発明の第１実施形態による定残圧弁をエンジンに適用したときの特性図である。
【図８】本発明の第１実施形態による定残圧弁をエンジンに適用したときの特性図である。
【図９】本発明の第２実施形態による定残圧弁のオリフィスを示す平面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線断面図である。
【図１１】図９のＸＩ−ＸＩ線断面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態による定残圧弁のキャビテーションの流れを示す説明図である。
【図１３】本発明の第３実施形態による定残圧弁のオリフィスを示す平面図である。
【図１４】図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線断面図である。
【図１５】図１３のＸＶ−ＸＶ線断面図である。
【図１６】本発明の第４実施形態による定残圧弁を示す断面図である。
【図１７】本発明の第５実施形態による定残圧弁を示す断面図である。
【図１８】図１７のＸＶＩＩＩ方向矢視図である。
【図１９】図１７のＸＩＸ部分の拡大図である。
【図２０】本発明の第６実施形態による定残圧弁を示す断面図である。
【図２１】図２０のＸＸＩ部分の拡大図である。
【図２２】本発明の第７実施形態による定残圧弁を示す断面図である。
【図２３】本発明の第８実施形態による定残圧弁を示す断面図である。
【図２４】本発明の第９実施形態による定残圧弁を示す断面図である。
【図２５】本発明の第１０実施形態による定残圧弁の適用される燃料供給系統の構成図である。
【図２６】本発明の第１０実施形態による定残圧弁を示す断面図である。
【図２７】本発明の第１１実施形態による定残圧弁の適用される燃料供給系統の構成図である。
【図２８】本発明の第１２実施形態による定残圧弁を示す断面図である。
【図２９】図２８のＸＸＩＸ−ＸＸＩＸ線の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態の定残圧弁を図１〜図６に示す。
図２に示すように、本実施形態の定残圧弁は、高圧ポンプ１０に設けられている。高圧ポンプ１０は、エンジン、特に車両用の筒内噴射式内燃機関の燃料供給系統１に用いられ、燃料タンク２から低圧ポンプ３によって供給される燃料を加圧し、デリバリパイプ４へ圧送する。デリバリパイプ４に蓄圧された高圧燃料は、デリバリパイプ４に接続するインジェクタ５からエンジンの各気筒内に噴射される。
【００２４】
まず、高圧ポンプ１０の基本構成および作動を説明する。
図３および図４に示すように、高圧ポンプ１０は、ポンプボディ１１、プランジャ１３、弁ボディ３０、電磁駆動部７０、吐出弁部９０及び圧力調整部５０などを備えている。
ポンプボディ１１には、円筒状のシリンダ１４が形成されている。シリンダ１４には、プランジャ１３が軸方向に往復移動可能に収容されており、その奥に加圧室１２１が形成されている。
【００２５】
ポンプボディ１１には、シリンダ１４の反対側に、筒部２０３に囲まれるダンパ室２０１が形成されている。ダンパ室２０１には、金属ダイアフラムダンパ２１０、第１支持体材２１１、第２支持体材２１２及び弾性部材２１３が収容されている。
蓋体１２は、有底円筒状に形成されている。蓋体１２は、筒部２０３の外壁に溶接などの方法で固定され、ダンパ室２０１を塞いでいる。
【００２６】
ダンパ室２０１は、図示しない燃料入口と図示しない燃料通路によって連通している。この燃料入口は低圧燃料配管６（図２参照）を通じて燃料タンク２と接続している。このため、ダンパ室２０１には燃料入口から燃料タンク２の燃料が供給される。
ポンプボディ１１にはまた、シリンダ１４の中心軸と略垂直に筒部１５が形成されている。筒部１５の内側には通路１５１が設けられ、通路１５１の底側に通路１５１より小径の弁ボディ収容穴１５２が形成されている。弁ボディ収容穴１５２には、弁ボディ３０が収容される。
【００２７】
導入通路１１１は、ダンパ室２０１と筒部１５の内側の通路１５１とを連通している。吸入通路１１２は、一方の端部が加圧室１２１に連通し、他方の端部は、弁ボディ収容穴１５２に開口している。導入通路１１１と吸入通路１１２とは、後述する弁ボディ３０の内側の通路を経由して連通している。
供給通路１００は、燃料入口とダンパ室２０１との間の燃料通路、ダンパ室２０１、導入通路１１１、吸入通路１１２、及び後述する弁ボディ３０の内側の通路により構成されるものである。
【００２８】
次にプランジャ部、すなわちプランジャ１３及びその周辺について説明する。
プランジャ１３は、ポンプボディ１１のシリンダ１４に軸方向へ往復移動可能に収容されている。プランジャ１３は、小径部１３１、及び小径部１３１に接続する大径部１３３からなる。小径部１３１と大径部１３３との接続部分には段差面１３２が形成される。段差面１３２にはポンプボディ１１に接する略円環状のプランジャストッパ２３が設けられている。
【００２９】
プランジャストッパ２３は、加圧室１２１側の端面に、加圧室１２１と反対側へ略円板状に凹む凹部２３１と、凹部２３１から径外方向へプランジャストッパ２３の外縁まで延びる溝路２３２とを有している。凹部２３１の径はプランジャ１３の大径部１３３の外径より大きく形成されている。凹部２３１の中央部にはプランジャストッパ２３を板厚方向に貫く孔２３３が形成されている。プランジャストッパ２３は、孔２３３にプランジャ１３の小径部１３１が挿通されるとともに、加圧室１２１側の端面がポンプボディ１１に接している。
プランジャ１３の段差面１３２、小径部１３１の外壁、シリンダ１４の内壁、プランジャストッパ２３の凹部２３１およびシール部材２４に囲まれる略円環状の空間により可変容積室１２２が形成される。
【００３０】
ポンプボディ１１には、シリンダ１４の加圧室１２１と反対側の端部の外壁に、加圧室１２１側へ略円環状に凹む凹部１０５が設けられている。凹部１０５には、オイルシールホルダ２５が嵌め込まれている。オイルシールホルダ２５は、プランジャストッパ２３との間にシール部材２４を挟んで、ポンプボディ１１に固定されている。シール部材２４は、小径部１３１周囲の燃料油膜の厚さを規制し、プランジャ１３の摺動によるエンジンへの燃料のリークを抑制する。オイルシールホルダ２５の加圧室１２１と反対側の端部には、オイルシール２６が装着されている。オイルシール２６は、小径部１３１周囲のオイル油膜の厚さを規制し、プランジャ１３の摺動によるオイルのリークを抑制する。
【００３１】
オイルシールホルダ２５とポンプボディ１１との間には、環状の通路１０６および通路１０７が形成されている。通路１０６とプランジャストッパ２３の溝路２３２とは連通し、また、通路１０６と通路１０７とは連通している。ポンプボディ１１には、通路１０７とダンパ室２０１とを連通する戻し通路１０８が形成されている。こうして、溝路２３２、通路１０６、通路１０７、戻し通路１０８が順に連通することにより、可変容積室１２２はダンパ室２０１と連通している。
【００３２】
プランジャ１３の小径部１３１の加圧室１２１と反対側に設けられたヘッド１７は、スプリング座１８と結合している。スプリング座１８とオイルシールホルダ２５との間には、スプリング１９が設けられている。スプリング座１８は、スプリング１９の付勢力により、カム７（図２参照）の方向へ付勢されている。プランジャ１３は、タペット８を介してカムと接することにより軸方向へ往復駆動される。スプリング１９は、一方の端部がオイルシールホルダ２５に接し、他方の端部がスプリング座１８に接しており、軸方向へ伸びる力を有している。これにより、スプリング１９は、スプリング座１８を介してタペット８をカム側へ付勢する。
【００３３】
可変容積室１２２の容積は、プランジャ１３の往復移動に応じて容積が変化する。
調量行程及び加圧行程でプランジャ１３が上昇すると、加圧室１２１の容積が減少し、可変容積室１２２の容積が増大する。ここで、大径部１３３と可変容積室１２２の断面積比は概ね１：０．６である。したがって、加圧室１２１の容積の減少分と可変容積室１２２の容積の増加分の比も１：０．６となる。よって、加圧室１２１がダンパ室２０１側へ排出した低圧燃料の容積の約６０％が、ダンパ室２０１から戻し通路１０８、通路１０７、通路１０６、溝路２３２を経由して、可変容積室１２２に吸入される。これにより、脈動の伝達が約６０％低減される。
【００３４】
一方、吸入行程でプランジャ１３が下降すると、加圧室１２１の容積が増大し、可変容積室１２２の容積が減少する。すると、加圧室１２１がダンパ室２０１から燃料を吸入すると同時に、可変容積室１２２の燃料がダンパ室２０１へ送り出される。このとき、加圧室１２１が吸入する燃料の約６０％が可変容積室１２２から供給され、残りの約４０％が燃料入口から吸入される。したがって、加圧室１２１への燃料の吸入効率が向上する。
【００３５】
次に吐出弁部９０について説明する。
ポンプボディ１１には、シリンダ１４の中心軸と略垂直に吐出通路１１４が形成されている。吐出通路１１４は加圧室１２１と燃料出口９１とを連通している。
ポンプボディ１１の吐出通路１１４側に設けられている吐出弁部９０は、加圧室１２１において加圧された燃料の排出を許容または遮断する。吐出弁部９０は、吐出弁９２、規制部材９３、スプリング９４などから構成されている。
吐出弁９２は、底部９２１、及びこの底部９２１から加圧室１２１と反対側へ延びる筒部９２２から有底筒状に形成され、吐出通路１１４に往復移動可能に設けられている。規制部材９３は、筒状に形成され、吐出通路１１４を形成するポンプボディ１１の内壁に固定されている。スプリング９４は、一方の端部が規制部材９３に接し、他方の端部が吐出弁９２の筒部９２２に接している。
吐出弁９２は、スプリング９４の付勢力により、吐出通路１１４の内壁に形成される第２弁座９５側へ付勢されている。吐出弁９２は、底部９２１側の端部が第２弁座９５に着座することにより吐出通路１１４を閉鎖し、第２弁座９５から離座することにより吐出通路１１４を開放する。吐出弁９２は、第２弁座９５とは反対方向（図３の右方向）へ移動したとき、筒部９２２の底部９２１と反対側の端部が規制部材９３と接することにより移動が規制される。
【００３６】
加圧室１２１の燃料の圧力が上昇すると、加圧室１２１側の燃料から吐出弁９２が受ける力は増大する。そして、加圧室１２１側の燃料から吐出弁９２が受ける力がスプリング９４の付勢力と第２弁座９５の下流側の燃料、すなわちデリバリパイプ４内の燃料から受ける力との和よりも大きくなると、吐出弁９２は第２弁座９５から離座する。これにより、加圧室１２１内の燃料は、吐出弁９２の筒部９２２に形成された通孔９２３、及び筒部９２２の内側を経由して燃料出口９１から高圧ポンプ１０の外部へ吐出される。
【００３７】
一方、加圧室１２１の燃料の圧力が低下すると、加圧室１２１側の燃料から吐出弁９２が受ける力は減少する。そして、加圧室１２１側の燃料から吐出弁９２が受ける力がスプリング９４の付勢力と第２弁座９５の下流側の燃料から受ける力との和よりも小さくなると、吐出弁９２は第２弁座９５に着座する。これにより、下流側の燃料が加圧室１２１へ逆流することを防止する。
【００３８】
次に吸入弁部、すなわち弁ボディ３０、吸入弁３５及びその周辺について説明する。
弁ボディ３０は、係止部材２０により通路１５１の内部に固定されている。弁ボディ３０は、小径部３１、筒部３２を有し、筒部３２の底部には、凹テーパ状の円周面を有する第１弁座３４が形成されている。
吸入弁３５は弁ボディ３０の筒部３２の内側に配置され、小径部３１の内壁に案内されて往復移動する。吸入弁３５の、加圧室１２１と反対側の面には、第１弁座３４に着座可能な凸テーパ状の円周面が形成されている。
【００３９】
ストッパ４０は、弁ボディ３０の筒部３２の内壁に固定され、吸入弁３５の開弁方向（図３の右方向）への移動を規制する。ストッパ４０の内側と吸入弁３５の端面との間にはスプリング２１が設けられている。スプリング２１は、吸入弁３５を第１弁座３４に着座させる方向、すなわち閉弁方向へ付勢している。
【００４０】
弁ボディ３０の筒部３２の内壁とストッパ４０の外壁との間には、供給通路１００を構成する環状の環状燃料通路１０１が形成されている。吸入弁３５が開弁すると通路１５１と環状燃料通路１０１が連通し、吸入弁３５が閉弁すると通路１５１と環状燃料通路１０１の連通が遮断される。
【００４１】
ストッパ４０には、ストッパ４０の軸に対して傾斜する通路１０２が周方向に複数形成され、環状燃料通路１０１と吸入通路１１２とを連通している。ストッパ４０の内側には、吸入弁３５側に開口する容積室４１が形成されている。また、ストッパ４０には、容積室４１と環状燃料通路１０１とを連通する管路４２が形成されている。このため、環状燃料通路１０１と連通する通路１０２の燃料は、管路４２を経由して容積室４１に流入可能である。
【００４２】
なお、上述した供給通路１００は、環状燃料通路１０１及び通路１０２を含み、ダンパ室２０１と加圧室１２１との間が供給通路１００によって連通される。すなわち、燃料がダンパ室２０１側から加圧室１２１側へ向かうとき、燃料は、導入通路１１１、通路１５１、環状燃料通路１０１、通路１０２、吸入通路１１２をこの順に流れる。一方、加圧室１２１側からダンパ室２０１側へ向かうとき、燃料は、この逆の順に流れる。
【００４３】
次に電磁駆動部７０について説明する。
電磁駆動部７０は、コイル７１、固定コア７２、可動コア７３、フランジ７５などから構成される。コイル７１は樹脂製のスプール７８に巻回され、コネクタ７７の端子７４を通じて通電されることにより磁界を発生する。固定コア７２は磁性材料で作られ、コイル７１の内側に収容されている。可動コア７３は磁性材料で作られ、固定コア７２と対向して配置されている。可動コア７３は、筒部材７９及びフランジ７５の内側に軸方向に往復移動可能に収容されている。
【００４４】
筒部材７９は非磁性材料で作られ、固定コア７２とフランジ７５との間の磁気的な短絡を防止する。フランジ７５は磁性材料で作られ、ポンプボディ１１の筒部１５に取り付けられ、電磁駆動部７０をポンプボディ１１に保持するとともに、筒部１５の端部を塞いでいる。フランジ７５には、中央部に筒状に形成されたガイド筒７６が設けられている。
ニードル３８は略円筒状に形成され、ガイド筒７６の内壁に案内されて往復移動する。ニードル３８は、一方の端部が可動コア７３に一体に組み付けられ、他方の端部が吸入弁３５の電磁駆動部７０側の端面に当接するように設置されている。
【００４５】
固定コア７２と可動コア７３との間にスプリング２２が設けられている。スプリング２２は、スプリング２１が吸入弁３５を閉弁方向に付勢する力よりも強い力で、可動コア７３を吸入弁３５側、すなわち吸入弁３５の開弁方向へ付勢している。
コイル７１に通電していないとき、可動コア７３は固定コア７２に吸引されず、互いに離れている。そのため、スプリング２２の付勢力により、可動コア７３と一体のニードル３８が吸入弁３５側へ移動し、ニードル３８の端面が吸入弁３５を押圧することで吸入弁３５が開弁する。
【００４６】
次に、圧力調整部５０について、図５を参照して説明する
ポンプボディ１１には、シリンダ１４の中心軸と略垂直に連通路５１が形成されている。連通路５１は、第２弁座９５よりも燃料出口９１側の吐出通路１１４からポンプボディ１１の外壁側へ向かう吐出弁側連通路５１１と、加圧室１２１からポンプボディ１１の外壁側へ向かう加圧室側連通路５１２により構成されている。連通路５１のポンプボディ１１の外壁側の開口は、プラグ５５によって閉塞されている。これにより、連通路５１は、第２弁座９５よりも燃料出口９１側の吐出通路１１４と加圧室１２１とを連通する。
圧力調整部５０は、リリーフ弁５２、アジャストパイプ５３、スプリング５４及び定残圧弁６０などから構成されている。
【００４７】
リリーフ弁５２は、筒状に形成され、連通路５１に往復移動可能に設けられている。リリーフ弁５２は、内側に定残圧弁６０の弁体６９、支持体６８、スプリング６５、スプリングストッパ６４などを収容している。またリリーフ弁５２は、定残圧弁６０の弁体６９の吐出通路１１４側に筒部６１及びオリフィス６２を設けている。定残圧弁６０の弁体６９、筒部６１及びオリフィス６２等については後述する。
アジャストパイプ５３は、筒状に形成され、リリーフ弁５２のプラグ５５側で、連通路５１を形成するポンプボディ１１の内壁に固定されている。スプリング５４は、一方の端部がリリーフ弁５２に接し、他方の端部がアジャストパイプ５３に接している。リリーフ弁５２は、スプリング５４の付勢力により、連通路５１の内壁に形成される第４弁座５６側へ付勢されている。
アジャストパイプ５３の連通路５１への圧入により、スプリング５４の荷重が調整される。スプリング５４の荷重は任意に設定可能である。本実施形態では、例えばエンジンの通常運転におけるデリバリパイプ４の燃圧以上、電磁式のインジェクタ５が燃料噴射不能となる圧力未満でリリーフ弁５２が開弁するようにスプリング５４の荷重を設定することが例示される。
【００４８】
リリーフ弁５２は、吐出通路１１４側の端部が第４弁座５６に着座することによりリリーフ弁５２の径外側の連通路５１を閉鎖し、第４弁座５６から離座することによりリリーフ弁５２の径外側の連通路５１を開放する。リリーフ弁５２は、第４弁座５６とは反対方向へ移動したとき、アジャストパイプ５３と接することにより移動量が制限される。
【００４９】
次に高圧ポンプ１０の作動について説明する。高圧ポンプ１０は、吸入行程、調量行程、加圧行程を繰り返す動作をする。
（１）吸入行程
プランジャ１３が上死点から下死点に向かって下降することで、加圧室１２１の燃料が減圧される。このとき、コイル７１への通電が停止され、吸入弁３５は開弁状態となり、供給通路が連通している。また、吐出弁９２は第２弁座９５に着座し、吐出通路１１４を閉塞している。そのため、ダンパ室２０１の燃料が供給通路１００を経由して加圧室１２１に吸入される。
【００５０】
（２）調量行程
プランジャ１３が下死点から上死点に向かって上昇するとき、所定の時期まではコイル７１への通電が停止され、吸入弁３５は開弁状態となっている。そのため、加圧室１２１の低圧燃料が供給通路１００を経由してダンパ室２０１に戻される。
【００５１】
調量行程の途中の所定の時刻にコイル７１への通電を開始すると、コイル７１に発生する磁界によって、固定コア７２と可動コア７３との間に磁気吸引力が発生する。この磁気吸引力がスプリング２２の付勢力よりも大きくなると、可動コア７３及び可動コア７３と一体のニードル３８は固定コア７２側へ移動する。すると、吸入弁３５とニードル３８とが離間し、吸入弁３５は、スプリング２１の付勢力、及び加圧室１２１からダンパ室２０１側へ排出される低圧燃料の流れによって生ずる力によって、第１弁座３４側へ移動する。その結果、吸入弁３５が第１弁座３４に着座し、閉弁状態となる。
【００５２】
吸入弁３５が閉弁することにより、供給通路１００の燃料の流れが遮断され、加圧室１２１からダンパ室２０１へ低圧燃料を戻す調量行程は終了する。すなわち、コイル７１の通電時刻を調整することにより、加圧室１２１からダンパ室２０１へ戻される低圧燃料の量が調整される。これにより、加圧室１２１で加圧される燃料の量が決定される。
【００５３】
（３）加圧行程
加圧室１２１とダンパ室２０１との間の燃料の流れが遮断された状態で、プランジャ１３がさらに上死点に向けて上昇すると、加圧室１２１の燃料の圧力は上昇する。加圧室１２１の燃料の圧力が所定の圧力以上になると、吐出弁９２が、スプリング９４の付勢力、及び下流側からの燃料圧力に抗して開弁し、加圧室１２１で加圧された燃料は吐出通路１１４を経由して高圧ポンプ１０から吐出される。高圧ポンプ１０から吐出された燃料は、デリバリパイプ４に供給されて蓄圧され、インジェクタ５に供給される。
【００５４】
プランジャ１３が上死点まで上昇するとコイル７１への通電が停止され、吸入弁３５は再び開弁状態となる。そして、プランジャ１３は再び下降し、加圧室１２１の燃料の圧力は低下して、再び吸入行程が行われる。
このように（１）から（３）の行程を繰り返すことにより、高圧ポンプ１０は吸入した燃料を加圧して吐出する。
【００５５】
次に、本実施形態の特徴となる定残圧弁６０の構成および作動を説明する。
図５に示すように、定残圧弁６０を構成する弁体６９、支持体６８、スプリング６５及びスプリングストッパ６４は、リリーフ弁５２の内側に形成された内側流路５７に収容されている。この内側流路５７もまた連通路５１を構成する流路である。
定残圧弁６０の弁体６９は、球状に形成されている。弁体６９は、内側流路５７の内壁に凹テーパ状に形成された第３弁座６３に着座可能である。本実施形態では、この第３弁座６３が特許請求の範囲に記載の「弁座」に相当する。弁体６９の第３弁座６３と反対側に略円筒状の支持体６８が設けられる。支持体６８は、弁体６９側の端部が略半球状に凹み、弁体６９を支持している。支持体６８の径方向の外壁は、面取りがされ、燃料が流通可能となっている。
【００５６】
内側流路５７のプラグ５５側にスプリングストッパ６４が圧入されている。スプリングストッパ６４は燃料を流通する孔を軸方向に有している。スプリング６５は、一方の端部が支持体６８に接し、他方の端部がスプリングストッパ６４に接している。スプリング６５は、支持体６８と弁体６９を第３弁座５６側へ付勢している。
スプリングストッパ６４の内側流路５７への圧入により、スプリング６５の荷重が調整される。スプリング６５の荷重は任意に設定可能である。本実施形態では、デリバリパイプ４内の燃圧が所定圧以上で定残圧弁６０が開弁するようにスプリング６５の荷重が設定される。この所定圧は、例えばエンジンの停止後にデリバリパイプ４内に発生するベーパを許容値以下とし、かつインジェクタ５からの燃料漏れを許容値以下とすることのできる圧力である。
【００５７】
加圧行程では、吐出弁側連通路５１１と加圧室側連通路５１２との燃圧が略同じであるので、弁体６９は、スプリング６５の弾性力により第３弁座６３に着座し、内側流路５７を閉塞している。
一方、吸入行程で加圧室１２１の燃料が減圧されると、吐出弁側連通路５１１の燃圧よりも加圧室側連通路５１２の燃圧が低くなり、弁体６９よりも吐出通路１１４側の内側流路５７と、弁体６９より加圧室１２１側の内側流路５７との燃料に差圧が生じる。このため、弁体６９は、第３弁座６３から離座し、内側流路５７を開放する。これにより、吐出通路１１４側から加圧室１２１側へ連通路５１を燃料が流れる。このように、弁体６９は、加圧行程と吸入行程で開弁と閉弁を繰り返す。
また、高圧ポンプ１０の作動停止により、吐出弁側連通路５１１の燃圧より加圧室側連通路５１２の燃圧が低くなるときにも、弁体６９よりも吐出通路１１４側の内側流路５７と、弁体６９より加圧室１２１側の内側流路５７との燃料に差圧が生じる。このため、定残圧弁６０は内側流路５７を開放し、吐出通路１１４側から加圧室１２１側へ連通路５１を燃料が流れる。
【００５８】
弁体６９の吐出通路１１４側にオリフィス６２及び筒部６１が設けられる。
オリフィス６２の距離とその作用を図６を参照して説明する。
吐出通路１１４側から第３弁座６３側へ向かってオリフィス流路６２１を流れる燃料は、流速が速くなる。このため、吸入行程または高圧ポンプ１０の作動停止時にオリフィス流路６２１を流れる燃料は、流路の入口から出口までの距離を流れる間に圧力が飽和蒸気圧以下に低下する。このように、オリフィス流路６２１は、吸入行程または高圧ポンプ１０の作動停止時に吐出通路１１４側から加圧室１２１側へ向かって流れる燃料の圧力を飽和蒸気圧以下とすることを可能とする流路断面積及び距離に形成されている。オリフィス流路６２１を流れる燃料は、圧力が飽和蒸気圧以下になることで、キャビテーションを発生する。また、オリフィス流路６２１から筒部流路６１１へ流出する燃料の流速は速いので、オリフィス６２の出口の周囲に負圧が生じることで、キャビテーションが発生する。このキャビテーションは、オリフィス流路６２１から排出される燃料の流れに乗り、筒部６１の流路６１１を流れる。
【００５９】
オリフィス６２で発生したキャビテーションの流れを図１を参照して説明する。
筒部６１は、流路６１１を略円筒状に形成している。本実施形態の筒部流路６１１は、内径が上流側から下流側まで略同一である。筒部の流路６１１は、この流路６１１の内壁へキャビテーションが張り付くことを抑制可能な程度の流路断面積に形成されている。また、筒部の流路６１１は、キャビテーションが第３弁座６３に拡がる距離に形成されている。これにより、キャビテーションは、第３弁座６３及び弁体６９に到達する。
キャビテーションが第３弁座６３及び弁体６９に張り付き、又はその近傍で気泡が崩壊するときに生じる衝撃圧により、第３弁座６３及び弁体６９に付着、堆積した異物が剥離される。剥離された異物は燃料流によって除去される。
第３弁座６３と弁体６９との隙間は狭いので、その隙間を通る燃料が減圧されることで新たに発生するキャビテーションは、さらに弁体６９の全体と支持体６８に到達し、その気泡崩壊衝撃圧により弁体６９と支持体６８を洗浄する。
【００６０】
ここで、リリーフ弁５２、第３弁座６３、弁体６９及び支持体６８は、例えば焼き入れ処理などにより硬度を上げる処理がされている。または、硬度の高い材質で形成されている。これにより、リリーフ弁５２、第３弁座６３、弁体６９及び支持体６８は、キャビテーションにより生じるエロージョンを抑制することができる。
【００６１】
本実施形態の定残圧弁６０をエンジンの燃料供給系統に適用したときの効果を説明する。
エンジンの運転中にアクセルオフされた後、エンジンがアイドリング運転となる状態を図７に示す。
実線Ｈに示すように、エンジンの運転中、時刻Ｓ１で運転者がアクセルペダルの踏み込みを中断すると、スロットル開度が０となる。このとき、実線Ｉに示すように、エンジン回転数が所定値以上であると、時刻Ｓ１でインジェクタ５に通電する駆動パルス幅が０となり、インジェクタ５の燃料噴射が停止される。その後、時刻Ｓ２でエンジン回転数が所定値未満になると、アイドリング運転に適した小さい駆動パルス幅の電流がインジェクタ５に通電され、インジェクタ５から燃料噴射が再開される。
仮に燃料供給系統が定残圧弁を備えていない従来のものである場合、破線Ｊに示すように、時刻Ｓ１から時刻Ｓ２までの期間はインジェクタの燃料噴射が停止しているので、デリバリパイプの圧力は燃料噴射停止直前（時刻Ｓ１）の圧力に維持される。このため、破線Ｍに示すように、時刻Ｓ２でインジェクタに通電する駆動パルス幅をアイドリング運転に適した小さいものとしても、制御目標値以上の燃料噴射量が噴射されるおそれがある。
これに対し、本実施形態の定残圧弁６０を備える燃料供給系統では、実線Ｋに示すように、インジェクタ５の燃料噴射停止時（時刻Ｓ１）からデリバリパイプ４の圧力が下降する。これにより、実線Ｎに示すように、時刻Ｓ２でアイドリング運転に適した燃料噴射量を噴射することができる。したがって、燃費の悪化を抑制できるとともに、過剰噴射によって運転者に違和感を与えることがない。
【００６２】
エンジンを停止したときの状態を図８に示す。実線Ａで示すように、時刻Ｔ１でエンジンを停止すると、エンジン回転数が０となる。するとエンジンの冷却水が循環しなくなり、実線Ｂで示すように、デリバリパイプ４の温度はエンジン停止直後から一定期間上昇し（時刻Ｔ１−Ｔ２）、この温度が一定時間維持され（時刻Ｔ２−Ｔ３）、その後下降する（時刻Ｔ３以降）。
仮に、定残圧弁を備えていない従来の燃料供給系統は、破線Ｃに示すように、デリバリパイプ内の圧力もデリバリパイプ４の温度と同様に推移する。このため、破線Ｆに示すように、インジェクタの燃料漏れ量が多くなる。インジェクタから気筒内へ漏れ出した燃料は、次回のエンジンの始動時に未燃焼成分として大気中へ排出され、エミッション悪化などが生じるおそれがある。
これに対し、本実施形態の定残圧弁６０を備えた燃料供給系統では、実線Ｄに示すように、デリバリパイプ４内の圧力はエンジン停止直後から下降する。これにより、実線Ｇに示すように、インジェクタ５の燃料漏れ量が許容値内に抑制される。
【００６３】
ここで、清掃機能を備えていない従来の定残圧弁は、第３弁座及び弁体に燃料中の異物が付着、堆積すると、着座安定性が悪化し、定残圧弁の圧力保持性能が低下する。このような高圧ポンプをエンジンの燃料供給系統に適用した場合、図８の一点鎖線Ｅに示すように、エンジン停止後、デリバリパイプ４内の圧力は下降し続ける。これにより、燃料の気化温度も下降する。このとき、デリバリパイプ４内の燃料温度が燃料の気化温度を超えると、デリバリパイプ４内にベーパが発生する。これにより、エンジンの再始動性が悪化するおそれがある。また、清掃機能を備えていない従来の定残圧弁の第３弁座及び弁体が燃料中の異物により固着し、閉弁し続けると、デリバリパイプ４の温度上昇に伴ってデリバリパイプ内の圧力も上昇する。このため、インジェクタの燃料漏れ量が多くなる。
【００６４】
これに対し、本実施形態の定残圧弁６０は、吸入行程時及び高圧ポンプの作動停止時に吐出通路１１４と加圧室１２１との間に生じる差圧を利用し、オリフィス６２でキャビテーションを発生させ、このキャビテーションを筒部６１により第３弁座６３に拡げることで、第３弁座６３、弁体６９及び支持体６８等を清掃する機能を有する。また、気泡崩壊衝撃圧により燃料中の異物が除去される。これにより、第３弁座６３と弁体６９との着座安定性が向上し、定残圧弁６０は圧力保持性能を維持することができる。したがって、本実施形態の定残圧弁６０は、図７の実線Ｋ、又は図８の実線Ｄに示すように、デリバリパイプ４内の燃圧を略一定に維持することが可能となる。この結果、定残圧弁６０は、デリバリパイプ４内にベーパが発生することを抑制し、エンジンの始動性を向上することができる。
【００６５】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図９〜図１２を参照して説明する。図９では、リリーフ弁５２の径方向外側に燃料を通過させるための面取り部５８が３箇所設けられているが、この面取り部の数に制限はなく、例えば２箇所であってもよい。
本実施形態では、オリフィス６６の流路６６１が筒部６１の中心軸Ｏに対して傾斜して形成されている。また、オリフィス流路６６１は、筒部６１の中心軸Ｏから所定方向に離れた位置に形成されている。さらにオリフィス流路６６１は、離れた方向の筒部流路６１１の周縁部に接する仮想平面Ｐに略平行に形成されている。また、オリフィス流路６６１の傾斜角は、オリフィス流路６６１で発生したキャビテーションが筒部流路６１１の内壁に衝突することによって流速が低下し、気泡が崩壊しない程度の傾斜角に設定されている。
【００６６】
図１２に示すように、オリフィス流路６６１から排出された燃料は、筒部流路６１１の内壁に沿って流れ、矢印Ｑに示すように、筒部流路６１１内に周方向の旋回流を発生させる。キャビテーションは、この旋回流に乗って流れ、第３弁座６３及び弁体６９の周方向に行き渡る。キャビテーションの気泡崩壊衝撃圧により、第３弁座６３及び弁体６９に付着、堆積した異物が剥離し、洗浄される。
【００６７】
本実施形態では、筒部流路６１１内に発生する旋回流により、キャビテーションが第３弁座６３及び弁体６９の周方向に行き渡る。このため、高圧ポンプは、第３弁座６３、弁体６９及び支持体６８等を清掃する機能を高めることができる。これにより、第３弁座６３と弁体６９との着座安定性が向上し、定残圧弁６０は圧力保持性能を維持することができる。したがって、定残圧弁６０は、デリバリパイプ４内にベーパが発生することを抑制し、エンジンの始動性を向上することができる。
【００６８】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図１３〜図１５に示す。図１３では、リリーフ弁５２の径方向外側に燃料を通過させるための面取り部５８が３箇所設けられているが、この面取り部の数に制限はなく、例えば２箇所であってもよい。
第３実施形態では、オリフィス６７の流路６７１が筒部６１の中心軸Ｏに対して略平行に形成されている。また、オリフィス流路６７１は、筒部６１の中心軸Ｏから所定方向に離れた位置に形成されている。
本実施形態においても、筒部の流路６１１は、キャビテーションが第３弁座６３に拡がる距離および流路断面積に形成されている。このため、キャビテーションは、筒部流路６１１を流れ第３弁座６３に到達する。キャビテーションの気泡崩壊衝撃圧により、第３弁座６３及び弁体６９に付着、堆積した異物が剥離し、洗浄される。
【００６９】
本実施形態では、筒部流路６１１を流れる燃料の動圧は、弁体６９の片側に大きく作用するので、弁体６９が回転運動をする。このため、キャビテーションの気泡崩壊衝撃圧を弁体６９の球面全体に作用させることができる。これにより、高圧ポンプは、第３弁座６３、弁体６９及び支持体６８等を清掃する機能を高めることができる。したがって、定残圧弁６０は、デリバリパイプ４内にベーパが発生することを抑制し、エンジンの始動性を向上することができる。
【００７０】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態を図１６に示す。第４実施形態では、オリフィス８０の高圧側燃料通路側の入口部８１が開口側に向かい内径が大きくなるように除変し、かつ、縦断面が径内側に凸状の曲面に形成されている。つまり、オリフィス８０の入口部８１は、いわゆるラッパ状に形成されている。
高圧側燃料通路側からオリフィス流路８０１に流れる燃料は、オリフィス８０の入口部８１の内壁に沿って流れ、オリフィス流路８０１に流入する。オリフィス８０の入口部８１の流体抵抗が低減するので、オリフィス流路８０１内を流れる燃料の流速が上昇し、燃料の圧力が低下する。したがって、オリフィス８０から流出する燃料近傍の圧力が飽和蒸気圧以下になるとキャビテーションが大量に発生する。このキャビテーションは筒部の流路６１１を流れ、弁座６３及び弁体６９に到達する。キャビテーションの気泡が崩壊するときの衝撃圧により、弁座６３及び弁体６９の表面に付着、堆積した異物が剥離し、燃料流により除去される。
本実施形態では、キャビテーションを大量に発生させ、そのキャビテーションによって弁座６３及び弁体６９を清掃する機能を高めることができる。これにより、弁座６３と弁体６９との着座安定性を向上させ、定残圧弁６０１の圧力保持性能を維持することができる。
【００７１】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態を図１７〜図１９に示す。図１８では、リリーフ弁５２の径方向外側に燃料を通過させるための面取り部５８が３箇所設けられているが、この面取り部の数に制限はなく、例えば２箇所であってもよい。
第５実施形態では、オリフィス６２の高圧側燃料通路側の開口に隣接して段差穴８２が設けられている。段差穴８２の軸中心とオリフィス流路６２１の軸中心とは、離れた位置にある。また、段差穴８２の外周とオリフィス流路６２１の外周とが重なることで、段差穴８２とオリフィス流路６２１とは径方向に連通している。
図１９に示すように、高圧側燃料通路から段差穴８２を経由しオリフィス流路６２１を流れる燃料は、矢印Ｘに示すように流速が速い。このため、矢印Ｙに示すように、段差穴８２の深部に負圧が発生する。段差穴８２の深部の燃料圧力が飽和蒸気圧以下になると、気泡核が生成され、その気泡核が段差穴８２からオリフィス流路６２１に流入する。このため、気泡核を中心にキャビテーションが形成され、オリフィス６２からキャビテーションが大量に発生する。
本実施形態においても、オリフィス６２からキャビテーションを大量に発生させ、そのキャビテーションによって弁座６３及び弁体６９を清掃する機能を高めることができる。
【００７２】
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態を図２０及び図２１に示す。第６実施形態では、オリフィス６２の高圧側燃料通路側に円筒状の凹部８３が複数設けられている。
複数の凹部８３は、オリフィス流路と略同軸に形成されている。また、複数の凹部８３のうち、高圧側燃料通路側の凹部８３の内径は、筒部側の凹部８３の内径よりも大きく形成されている。
具体的に、第２凹部８３２の内径Ｄ２は第１凹部８３１の内径Ｄ１の約１／２であり、第３凹部８３３の内径Ｄ３は第２凹部８３２の内径Ｄ２の約１／２である。このため、第１凹部８３１と第２凹部８３２との間に第１段差部８４１が形成され、第２凹部８３２と第３凹部８３３との間に第２段差部８４２が形成され、第３凹部８３３とオリフィス流路６２１との間に第３段差部８４３が形成される。
また、第２凹部８３２の高さＨ２は第１凹部８３１の高さＨ１の約１／２であり、第３凹部８３３の高さＨ３は第２凹部８３２の高さＨ２の約１／２である。
【００７３】
高圧側燃料通路から第１凹部８３１に流入した燃料は、図２１の矢印Ｚに示すように、第１段差部８４１に衝突し、オリフィス流路６２１の中心軸に対し垂直方向に流れの向きを変える。次に第１凹部８３１から第２凹部８３２に流入した燃料は、第２段差部８４２に衝突し、オリフィス流路６２１の中心軸に対し垂直方向に流れの向きを変える。続いて第２凹部８３２から第３凹部８３３に流入した燃料は、第３段差部８４３に衝突し、オリフィス流路６２１の中心軸に対し垂直方向に流れの向きを変える。このようにして、オリフィス流路６２１に流入する燃料は、流れの向きを複数回変えることで流速が遅くなる。このため、燃料の圧力低下が抑制され、オリフィス６２から発生するキャビテーションの量が低減する。オリフィス６２から発生するキャビテーションが減少することで、キャビテーションが消滅する瞬間に生じる騒音及び振動を低減することができる。
【００７４】
本実施形態では、オリフィス６２から発生し、弁座６３及び弁体６９に到達するキャビテーションの量を低減することが可能となる。したがって、キャビテーションの気泡崩壊衝撃圧によって弁座６３及び弁体６９に生じるエロージョンを抑制することができる。よって、エロージョンによって弁座６３と弁体６９との着座安定性が悪化することを抑制し、定残圧弁６０３の圧力保持性能を維持することができる。
なお、オリフィス６２の高圧側燃料通路側に設けられる凹部８３の個数に制限はなく、凹部８３の内径がオリフィス流路６２１の内径よりも小さくなるまで複数の凹部８３を形成することが可能である。
【００７５】
（第７実施形態）
本発明の第７実施形態を図２２に示す。第７実施形態では、筒部６１は、オリフィス６２側の内径よりも弁座６３側の内径が大きいテーパ状に形成されたテーパ部８５を有している。テーパ部８５の弁座６３側の内径は、弁座６３の内径よりも大きく形成されている。このため、テーパ部８５の弁座６３側には、オリフィス流路６２１の軸に対し略垂直な段差面８６が形成されている。
オリフィス６２から筒部６１に流れる燃料は、テーパ部８５を流れることで流速が遅くなれる。そして、段差面８６に衝突し、オリフィス流路６２１の中心軸に対し垂直方向に流れの向きを変えることで、さらに流速が遅くなる。このため、弁座６３及び弁体６９に到達するキャビテーションの量が低減する。
本実施形態では、キャビテーションの気泡が崩壊するときの衝撃圧によって弁座６３及び弁体６９に生じるエロージョンを抑制することができる。したがって、エロージョンによって弁座６３と弁体６９との着座安定性が悪化することを抑制し、定残圧弁６０４の圧力保持性能を維持することができる。また、オリフィス６２から発生するキャビテーションが減少することで、キャビテーションが消滅する瞬間に生じる騒音及び振動を低減することができる。
【００７６】
（第８実施形態）
本発明の第８実施形態を図２３に示す。第８実施形態では、オリフィスの流路８７１は、高圧側燃料通路側の内径よりも弁座６３側の内径が大きいテーパ状に形成されている。オリフィス流路８７１の弁座６３側の内径と筒部６１の内径とは略同じに形成されている。
高圧側燃料通路からオリフィス８７に流れる燃料は、上流側から下流側に向かいオリフィス流路８７１の内径が徐々に拡大していることで、流速が遅くなる。このため、オリフィス８７から発生するキャビテーションの量が低減するので、弁座６３及び弁体６９に到達するキャビテーションの量が低減する。
本実施形態においても、キャビテーションの気泡崩壊衝撃圧によって弁座６３及び弁体６９に生じるエロージョンを抑制することができる。また、オリフィス８７から発生するキャビテーションが減少することで、キャビテーションが消滅する瞬間に生じる騒音及び振動を低減することができる。
【００７７】
（第９実施形態）
本発明の第９実施形態を図２４に示す。本実施形態では、定残圧弁６０６の弁座６３よりも高圧側燃料通路側に第１オリフィス６２が設けられ、スプリングストッパ６４に第２オリフィス８８が設けられている。第２オリフィス８８の内径は、第１オリフィス６２の内径よりも大きい。
本実施形態では、第２オリフィス８８が設けられているので、第１オリフィス６２よりも上流側の高圧側燃料通路の燃料と第１オリフィス６２よりも下流側の筒部流路６１１の燃料との差圧が小さくなる。このため、第１オリフィス６２を流れる燃料の流速が低下する。したがって、第１オリフィス６２から発生するキャビテーションの量が低減する。
【００７８】
本実施形態では、第１オリフィス６２の内径と第２オリフィス８８の内径との径差を調節することで、第１オリフィス６２の上流側の燃料と第１オリフィス６２の下流側の燃料との差圧を小さくすることが可能になる。これにより、第１オリフィス６２の流路を流れる燃料の流速を低下させ、第１オリフィス６２から発生するキャビテーションの量を調節することができる。
また、本実施形態では、スプリングストッパ６４は、圧入部材であることから、熱処理をしていない材料で形成されているので、第２オリフィス８８の加工が容易である。したがって、第１オリフィス６２よりも上流側の燃料と第１オリフィス６２よりも下流側の燃料との差圧が小さくなるように、第２オリフィス８８の内径の調整を容易に行うことができる。
【００７９】
（第１０実施形態）
本発明の第１０実施形態を図２５及び図２６に示す。第１０実施形態では、定残圧弁６０７がデリバリパイプ４の端部に設けられている。定残圧弁６０７と燃料タンク２とを戻し配管４５が接続している。
定残圧弁６０７は、ハウジング８９に形成された連通路５１内に、弁体６９、支持体６８、スプリング６５及びスプリングストッパ６４等を備えている。ハウジング８９には、オリフィス６２、筒部６１及び弁座６３等が形成されている。ハウジング８９は、一端が第１取付用ナット４３によってデリバリパイプ４に取り付けられ、他端が第２取付用ナット４４によって戻し配管４５に取り付けられている。
本実施形態においても、デリバリパイプ４と戻し配管４５との間に差圧が生じるので、オリフィス６２からキャビテーションが発生する。このキャビテーションは筒部６１の流路６１１を流れ、弁座６３に拡がる。キャビテーションの気泡が崩壊するときの衝撃圧により、弁座６３及び弁体６９の表面に付着、堆積した異物が剥離し、燃料流により除去される。これにより、弁座６３と弁体６９との着座安定性が向上し、定残圧弁６０７の圧力保持性能を維持することができる。
【００８０】
（第１１実施形態）
本発明の第１１実施形態を図２７に示す。第１１実施形態においても、定残圧弁６０７はデリバリパイプ４の端部に設けられている。しかし、戻し配管４５は、一端が定残圧弁６０７に接続され、他端が高圧ポンプの供給通路１００に接続されている。
本実施形態においても、デリバリパイプ４と戻し配管４５との間に差圧が生じるので、オリフィス６２からキャビテーションが発生する。したがって、定残圧弁６０７の圧力保持性能を維持することができる。
なお、戻し配管４５は、他端が、高圧ポンプ１０と燃料タンク２とを接続する低圧燃料配管６に接続してもよい。
【００８１】
（第１２実施形態）
本発明の第１２実施形態を図２８及び図２９に示す。
第１２実施形態では、定残圧弁の弁体にニードルバルブ６９１が適用されている。ニードルバルブ６９１の外壁には、平面状の切欠部６９４が３箇所形成されており、燃料が流通可能となっている。図２９では、リリーフ弁５２の径方向外側に燃料を通過させるための面取り部５８が３箇所設けられ、ニードルバルブ６９１の外壁に切欠部６９４が３箇所設けられているが、この面取り部及び切欠部の数に制限はなく、例えば２箇所であってもよい。
本実施形態では、オリフィス６２から発生したキャビテーションが筒部６１を経由し、ニードルバルブ６９１の先端部分６９２の外壁に沿って弁座６３１側へ流れる。このため、ニードルバルブ６９１が弁座６３１に当接するシール部６９３、及び弁座６３１を清掃しやすくなる。したがって、定残圧弁６０８の圧力保持性能を維持することができる。
【００８２】
（他の実施形態）
上述した第１実施形態では、リリーフ弁５２の内側に形成された内側流路５７に定残圧弁を設けた。これに対し、本発明は、吐出弁９２の内側に流路を形成し、その流路に定残圧弁を設けてもよい。この場合、吐出弁の内側に形成された流路が特許請求の範囲の連通路に相当する。
また、リリーフ弁又は吐出弁とは別に、ポンプボディに連通路を形成し、その連通路に定残圧弁を設けても良い。この場合、連通路は、一端が吐出弁の着座する第２弁座よりも燃料出口側の吐出通路に連通し、他端が第２弁座よりも加圧室側の吐出通路、加圧室又は供給通路に連通するようにポンプボディに形成する。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものでなく、上記複数の実施形態を組み合わせることに加え、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態により実施することができる。
【符号の説明】
【００８３】
１０：燃料ポンプ、１１：ポンプボディ（ハウジング）、１３：プランジャ、３４：第１弁座、３５：吸入弁、５１：連通路、６０：定残圧弁、６１筒部、６２、６７、６８：オリフィス、６３：第３弁座（弁座）、６９:弁体、９１：燃料出口、９２：吐出弁、９５：第２弁座、１００：供給通路、１１４：吐出通路、１２１：加圧室、６１１：筒部流路（流路）、６２１、６６１、６７１：オリフィス流路（流路）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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