(57)【要約】【課題】接合部にクラックが生じることを抑制可能なパルセーションダンパを提供する。【解決手段】パルセーションダンパ５０を構成する２枚のダイアフラム５１、６１は、燃圧脈動により弾性変形可能な作動部５２、６２、この作動部５２、６２の外周側から密閉空間３００側に凹む凹溝部５３、６３、この凹溝部５３、６３の外周側から密閉空間３００の外側に突出する凸縁部５４、６４、及びこの凸縁部５４、６４から他方のダイアフラム側へ延びる筒部５５、６５を有する。この筒部５５、６５の軸方向の面が接合されることで接合部５６が形成される。作動部５２、６２の径外側の曲率半径Ｒ１、凹溝部５３、６３の曲率半径Ｒ２、凸縁部５４、６４の曲率半径Ｒ３は、Ｒ１＞Ｒ２＞Ｒ３の関係にある。これにより、作動部５２、６２から凹溝部５３、６３、凸縁部５４、６４の順に剛性を高め、接合部５６に作用する応力を小さくすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃料供給系の燃圧脈動を低減する脈動低減装置に設けられ、第１ダイアフラムと第２ダイアフラムとが接合され、前記第１ダイアフラム及び前記第２ダイアフラムの内側に気体が封入される密閉空間が形成されるパルセーションダンパであって、
燃圧脈動により弾性変形可能な第１作動部、この第１作動部の外周側から前記密閉空間側に凹む第１凹溝部、この第１凹溝部の外周側から前記密閉空間の外側に突出する第１凸縁部、及びこの第１凸縁部の外周側から前記第２ダイアフラム側へ延びる筒状の第１筒部を有する第１ダイアフラムと、
燃圧脈動により弾性変形可能な第２作動部、この第２作動部の外周側から前記密閉空間側に凹む第２凹溝部、この第２凹溝部の外周側から前記密閉空間の外側に突出する第２凸縁部、及びこの第２凸縁部の外周側から前記第１ダイアフラム側へ延びる筒状の第２筒部を有する第２ダイアフラムと、
前記第１ダイアフラムの前記第１筒部の軸方向の面と前記第２ダイアフラムの前記第２筒部の軸方向の面との接合により形成される接合部と、を備え、
前記第１作動部及び前記第２作動部の外周側の曲率半径をＲ１、前記第１凹溝部及び前記第２凹溝部の曲率半径をＲ２、前記第１凸縁部及び前記第２凸縁部の曲率半径をＲ３とすると、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の関係は、Ｒ１＞Ｒ２＞Ｒ３であることを特徴とするパルセーションダンパ。
【請求項２】
前記第１作動部と前記第２作動部との高さをＨ１、前記第１凹溝部と前記第２凹溝部との間の高さをＨ２、前記第１凸縁部と前記第２凸縁部との高さをＨ３とすると、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３の関係は、Ｈ１＞Ｈ３＞Ｈ２であることを特徴とする請求項１に記載のパルセーションダンパ。
【請求項３】
前記第１凸縁部又は前記第２凸縁部の外径をＤｖ、前記接合部の外径をＤｗとすると、ＤｗとＤｖとの関係は、Ｄｗ＜Ｄｖであることを特徴とする請求項１または２に記載のパルセーションダンパ。
【請求項４】
内燃機関の燃料供給系に設けられる高圧ポンプの加圧室から燃料通路に排出される燃料による燃圧脈動を低減する脈動低減装置であって、
前記燃料通路を経由して前記加圧室に連通するダンパ室を形成するダンパハウジングと、
前記ダンパ室に収容される請求項１〜３のいずれか一項に記載のパルセーションダンパと、
前記パルセーションダンパを前記ダンパ室に支持する支持部材と、を備えることを特徴とする脈動減衰装置。
【請求項５】
内燃機関の燃料供給系に設けられる高圧ポンプであって、
内燃機関のカムシャフトの回転により駆動されるプランジャと、
前記プランジャの往復移動により燃料を加圧する加圧室、及びこの加圧室に連通するダンパ室を有するポンプボディと、
前記ダンパ室に設けられる請求項１〜３のいずれか一項に記載のパルセーションダンパと、
前記加圧室と前記ダンパ室との間の燃料通路を開放又は閉塞し、加圧室で加圧される燃料の量を調整する吸入弁部と、
前記加圧室で加圧された燃料を吐出する吐出弁部と、を備えることを特徴とする高圧ポンプ。
【請求項６】
前記第１作動部と前記第２作動部との高さをＨ１、前記第１凹溝部と前記第２凹溝部との間の高さをＨ２、前記第１凸縁部と前記第２凸縁部との高さをＨ３とすると、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３の関係は、Ｈ３＞Ｈ１＞Ｈ２であることを特徴とする請求項１に記載のパルセーションダンパ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃圧脈動を低減するパルセーションダンパ並びにこれを用いた脈動低減装置及び高圧ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の燃料供給系には、高圧ポンプの調量行程で加圧室から燃料通路に排出される燃料により生じる燃圧脈動を低減する脈動低減装置が設けられている。この脈動低減装置は、燃料通路を経由して加圧室と連通するダンパ室にパルセーションダンパを収容し、パルセーションダンパの弾性変形により燃圧脈動を低減している。一般にパルセーションダンパは、２枚の金属ダイアフラムが接合され、その内側に気体の封入された密閉空間が形成されている。
特許文献１及び２に記載の脈動低減装置は、パルセーションダンパを構成する金属ダイアフラムの周縁部を軸方向から支持部材によって押圧している。これにより、支持部材の径方向外側に位置する金属ダイアフラムの接合部に応力が作用することを低減している。
また、特許文献３では脈動低減装置に溶接ベローズが用いられている。溶接ベローズは、複数のリング状の金属ダイアフラムを軸方向に接合することで、個々の金属ダイアフラムの接合部に応力が作用することを低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１３８０７１号公報
【特許文献２】特許第４０３６１５３号公報
【特許文献３】特開２０００−２４９０１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１及び２に記載の脈動低減装置は、仮に支持部材の押圧力が小さくなり、金属ダイアフラムの周縁部が軸方向に大きく開くと、接合部の径内側に切り欠きがあるためその部分を起点に径外方向へクラックが進展することが懸念される。
また、特許文献３に記載の溶接ベローズは、特許文献１及び２に記載のパルセーションダンパと同様、接合部に作用する軸方向の引張り応力に対し切り欠きがあることで応力拡大係数が存在する形状であるので、接合部にクラックが生じ進展することが懸念される。特許文献１及び２、３で問題となっている切り欠きは主に応力拡大係数を考慮する上で開口形（モードＩ）と呼ばれている。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、接合部にクラックが生じることを抑制可能なパルセーションダンパ、並びにこれを用いた脈動減衰装置及び高圧ポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明によると、内燃機関の燃料供給系の燃圧脈動を低減する脈動低減装置に設けられるパルセーションダンパは、第１ダイアフラムと第２ダイアフラムとが接合され、第１ダイアフラム及び第２ダイアフラムの内側に気体が封入される密閉空間が形成される。このパルセーションダンパは、第１ダイアフラム、第２ダイアフラム及び接合部を有する。第１ダイアフラムは、燃圧脈動により弾性変形可能な第１作動部、この第１作動部の外周側から密閉空間側に凹む第１凹溝部、この第１凹溝部の外周側から密閉空間の外側に突出する第１凸縁部、及びこの第１凸縁部の外周側から第２ダイアフラム側へ延びる筒状の第１筒部を有する。第２ダイアフラムは、燃圧脈動により弾性変形可能な第２作動部、この第２作動部の外周側から密閉空間側に凹む第２凹溝部、この第２凹溝部の外周側から密閉空間の外側に突出する第２凸縁部、及びこの第２凸縁部の外周側から第１ダイアフラム側へ延びる筒状の第２筒部を有する。接合部は、第１ダイアフラムの第１筒部の軸方向の面と第２ダイアフラムの第２筒部の軸方向の面との接合により形成される。第１作動部及び第２作動部の径外側の曲率半径をＲ１、第１凹溝部及び第２凹溝部の曲率半径をＲ２、第１凸縁部及び第２凸縁部の曲率半径をＲ３とすると、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の関係は、Ｒ１＞Ｒ２＞Ｒ３である。
各ダイアフラムの第１筒部と第２筒部の軸方向の面が互いに付き合わされ、接合されることにより接合部が形成されるので、この接合部に応力集中することが回避される。つまり、パルセーションダンパは、軸方向の引張り応力に対し接合部に切り欠きが無いため応力拡大係数が存在しない形状とすることができる。したがって、クラックが生じ難く、クラックが進展することを抑制することができる。
また、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の関係をＲ１＞Ｒ２＞Ｒ３とすることで、第１作動部及び第２作動部の剛性が最も低く、第１凹溝部及び第２凹溝部、第１凸縁部及び第２凸縁部の順に剛性が高くなる。このため、パルセーションダンパの弾性変形により、第１作動部及び第２作動部に応力が最も大きく作用し、第１凹溝部及び第２凹溝部、第１凸縁部及び第２凸縁部の順に応力が小さく作用する。これにより、第１筒部、第２筒部及びその接合部に応力が作用することを抑制することができる。
さらに、第１凸縁部及び第２凸縁部の剛性を最も高くすることで、第１筒部及び第２筒部の径方向の変形が抑制される。したがって、接合部の応力が過大になることを防ぐことができる。
【０００６】
請求項２に係る発明によると、第１作動部と第２作動部との高さをＨ１、第１凹溝部と第２凹溝部との間の高さをＨ２、第１凸縁部と第２凸縁部との高さをＨ３とすると、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３の関係は、Ｈ１＞Ｈ３＞Ｈ２である。
Ｈ１＞Ｈ３の関係により第１筒部及び第２筒部の軸方向の距離が短くなるので、密閉空間の気圧が第１筒部及び第２筒部の内壁に作用する面積が小さくなる。また、第1作動部、第2作動部が受圧する面積が第1筒部と第2筒部の面積より大きい。このため接合部の径外方向に作用する荷重を小さくすることができる。
また、Ｈ１＞Ｈ３＞Ｈ２の関係により、外圧が高くなり第１作動部と第２作動部とが弾性変形し互いに軸方向に近づいたとき、第１凹溝部と第２凹溝部の内壁同士が当接する。そのため、第１作動部及び第２作動部の径外側の部分（曲率半径Ｒ１の部分）が大きく変形することで、第１筒部、第２筒部及び接合部に応力が作用することを抑制することができる。したがって、接合部に破壊に至るような荷重が生じることを抑制することができる。
【０００７】
請求項３に係る発明によると、第１凸縁部又は第２凸縁部の外径をＤｖ、接合部の外径をＤｗとすると、ＤｗとＤｖの関係は、Ｄｗ＜Ｄｖである。
これにより、パルセーションダンパを支持する支持部材をパルセーションダンパの径外側に設け、パルセーションダンパを脈動低減装置のダンパ室に設置する場合、その支持部材と接合部とが当接することを抑制することができる。したがって、接合部の摩耗等が抑制されるので、接合部にクラックが生じるような状態を抑制することができる。
【０００８】
請求項４に係る発明によると、内燃機関の燃料供給系に設けられる高圧ポンプの加圧室から燃料通路に排出される燃料による燃圧脈動を脈動低減装置が低減する。この脈動低減装置は、燃料通路を経由して加圧室に連通するダンパ室を形成するダンパハウジングと、ダンパ室に収容される請求項１に記載のパルセーションダンパと、パルセーションダンパをダンパ室に支持する支持部材とを備える。パルセーションダンパは、上述した請求項１に係る発明と同様の作用効果を奏する。このため、脈動低減装置は、パルセーションダンパを支持する支持部材に接合部の保護機能を必要としなくなる。また、パルセーションダンパを固定する支持力は圧力脈動と燃料流れ及び振動のみで決定されるので従来と比較して支持する荷重が小さく、パルセーションダンパの支持部材が接触する部分の摩耗はほとんど存在しない。したがって、脈動低減装置は、支持部材の簡素化により、設計の自由度を高めることができる。また、脈動低減装置は、パルセーションダンパ及び支持部材の組み付け工数を削減することができる。
【０００９】
請求項５に係る発明によると、高圧ポンプは、プランジャと、プランジャの往復移動により燃料を加圧する加圧室、及びこの加圧室に連通するダンパ室を有するポンプボディと、ダンパ室に設けられる請求項１に記載のパルセーションダンパと、加圧室とダンパ室との間の燃料通路を開放又は閉塞する吸入弁部と、加圧室で加圧された燃料を吐出する吐出弁部とを備える。請求項１に記載のパルセーションダンパを高圧ポンプに適用することで、例えばパルセーションダンパの支持部材の簡素化などにより、ダンパ室の燃料流れを円滑にし、ダンパ室の脈動低減性能を向上することができる。また、パルセーションダンパ及び支持部材の組み付け工数を削減することができる。
【００１０】
請求項６に係る発明によると、第１作動部と第２作動部との高さをＨ１、第１凹溝部と第２凹溝部との間の高さをＨ２、第１凸縁部と第２凸縁部との高さをＨ３とすると、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３の関係は、Ｈ３＞Ｈ１＞Ｈ２である。
これにより、外圧が高くなり第１作動部と第２作動部とが弾性変形し互いに軸方向に近づいたとき、第１凹溝部と第２凹溝部の内壁同士が当接する。そのため、第１作動部及び第２作動部の径外側の部分（曲率半径Ｒ１の部分）が大きく変形することで、第１筒部、第２筒部及び接合部に応力が作用することを抑制することができる。したがって、接合部に破壊に至るような荷重が生じることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態によるパルセーションダンパの断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるパルセーションダンパの部分拡大図である。
【図３】本発明の第１実施形態によるパルセーションダンパを備える脈動低減装置の適用される内燃機関の燃料供給系の概略構成図である。
【図４】本発明の第１実施形態によるパルセーションダンパを備える高圧ポンプの断面図である。
【図５】図４の部分拡大図である。
【図６】本発明の第２実施形態によるパルセーションダンパの部分拡大図である。
【図７】本発明の第３実施形態によるパルセーションダンパの部分拡大図である。
【図８】本発明の第３実施形態によるパルセーションダンパとその支持部材の断面図である。
【図９】本発明の第４実施形態によるパルセーションダンパの部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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実施形態によるパルセーションダンパを図１、図２に示し、このパルセーションダンパを備える脈動低減装置の適用される内燃機関の燃料供給系の概略構成図を図３に示す。また、パルセーションダンパを備える高圧ポンプを図４に示し、その部分拡大図を図５に示す。
【００１３】
先ず、内燃機関の燃料供給系１について、図３を参照して説明する。
燃料供給系１は、燃料タンク２、低圧ポンプ３、高圧ポンプ１０、デリバリパイプ４、及び脈動低減装置５等を備えている。
高圧ポンプ１０は、燃料タンク２から低圧ポンプ３によって汲み上げられる燃料を加圧し、デリバリパイプ４へ圧送する。デリバリパイプ４に貯留された高圧燃料は、デリバリパイプ４に接続するインジェクタ６により図示しない内燃機関の気筒内に噴射される。
高圧ポンプ１０は、加圧室１２１の容積を可変するプランジャ１３を備えている。プランジャ１３は、タペット９を介してカムシャフト７に駆動され、軸方向に往復移動することで加圧室１２１の燃料を加圧する。
高圧ポンプ１０の吸入弁部３０は、プランジャ１３が下死点から上死点へ移動する所定時刻まで、燃料通路１００を開放し、加圧室１２１の燃料を低圧ポンプ３側の燃料通路１００へ排出する。この吸入弁部３０を駆動する電磁駆動部７０にコントローラ８から電流が供給されると、吸入弁部３０は燃料通路１００を閉塞する。これにより、加圧室１２１からデリバリパイプ４へ圧送される燃料の量が決定される。
脈動低減装置５は、吸入弁部３０の低圧ポンプ３側の燃料通路１００に設けられ、加圧室１２１から排出される燃料により生じる燃圧脈動を低減する。この脈動低減装置５にパルセーションダンパ５０が設置されている。
【００１４】
次に、脈動低減装置５を備える高圧ポンプ１０の基本構成および作動について、図４及び図５を参照して説明する。
高圧ポンプ１０は、ポンプボディ１１、プランジャ１３、脈動低減装置５、吸入弁部３０、電磁駆動部７０、及び吐出弁部９０などを備えている。
【００１５】
ポンプボディ１１とプランジャ１３について説明する。
ポンプボディ１１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いる。プランジャ１３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と後述する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１９は、一方の端部がオイルシールホルダ２５に当接し、他方の端部がスプリング座１８に当接しており、軸方向へ伸びる力を有している。このスプリング１９の弾性力により、スプリング座１８は内燃機関のカムシャフト７の方向へ付勢される。これにより、プランジャ１３は、タペット９を介してカムシャフト７のカムと接することで軸方向に往復移動する。プランジャ１３の往復移動により、加圧室１２１の容積が変化することで燃料が加圧される。
【００１６】
次に、脈動低減装置５について説明する。
脈動低減装置５は、ダンパハウジング２０３、蓋部材１２、パルセーションダンパ５０及び支持部材４０によって構成されている。
ポンプボディ１１には、シリンダ１４の反対側に、シリンダ側１４に凹む有底筒状のダンパハウジング２０３が設けられている。ダンパハウジング２０３は、ポンプボディ１１の外側に開口している。このダンパハウジング２０３の開口２０４を蓋部材１２が塞いでいる。ダンパハウジング２０３と蓋部材１２によって、ダンパ室２００が形成される。
【００１７】
ダンパ室２００には、パルセーションダンパ５０及びこのパルセーションダンパ５０を支持する支持部材４０が収容されている。
パルセーションダンパ５０は、２枚の金属ダイアフラム５１、６１が接合され、この２枚のダイアフラム５１、６１の内側に所定圧の気体が封入される密閉空間３００が形成されている。密閉空間３００の気圧は、エンジン作動に必要な最低燃料圧力以上で燃料に発生するベーパ発生を抑制する圧力に対応できる封入圧力、例えば３００ｋPaに設定されている。２枚の金属ダイアフラム５１、６１の板厚、材質、及びダンパ室に封入される流体の圧力等により、要求される耐久性、或いはその他の要求性能に応じてパルセーションダンパ５０のばね常数が設定される。そして、このばね常数により、パルセーションダンパ５０が低減する脈動周波数及び脈動減衰性能が決定される。また、ダンパ室２００の容積により、パルセーションダンパ５０の脈動低減効果が変化する。
パルセーションダンパ５０の詳細については、後述する。
【００１８】
支持部材４０は、断面が略コの字型の固定部４１と、固定部４１の開口側の端部から延びる爪部４２と、支持部４１から爪部４２と反対側に延びる上側腕部４３及び下側腕部４４とを一体に有している。支持部材４０は、パルセーションダンパ５０の周方向に複数個設けられている。
固定部４１は、パルセーションダンパ５０の径外側からパルセーションダンパ５０を支持している。爪部４２は、パルセーションダンパ５０の外周縁を軸方向の上下から挟み、固定部４１からパルセーションダンパ５０が外れること防止している。上側腕部４３と下側腕部４４は、それぞれダンパハウジング２０３の内壁に設けられた第１凹部２０５、第２凹部２０６に嵌合している。これにより、支持部材４０は、パルセーションダンパ５０をダンパ室２００に固定している。
【００１９】
ダンパ室２００は、図示しない通路を通じて図示しない燃料入口と連通している。この燃料入口には燃料タンクから燃料が供給される。したがって、ダンパ室２００には、燃料入口から通路を通じて燃料タンクの燃料が供給される。
【００２０】
続いて、吸入弁部３０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筒部１５が設けられている。筒部１５の内側には供給通路１０１が形成されている。供給通路１０１は、深部が加圧室１２１に連通している。
【００２１】
ダンパ室２００と供給通路１０１とを導入通路１１１が連通している。燃料入口とダンパ室２００との間の通路、ダンパ室２００、導入通路１１１および供給通路１０１を経由して加圧室１２１に燃料が供給される。なお、燃料入口とダンパ室２００との間の通路、導入通路１１１および供給通路１０１は、燃料通路１００を構成する通路である。
【００２２】
弁ボディ３１は、供給通路１０１に収容されている。弁ボディ３１は、小径筒部３２と大径筒部３３を有している。大径筒部３３の底部に凹テーパ状の弁座３４が形成されている。
吸入弁３５は弁ボディ３１の大径筒部３３の内側に配置されている。吸入弁３５は、小径筒部３２に設けられた孔の内壁に案内されて往復移動する。吸入弁３５の弁座３４側に、この弁座３４に着座可能な凸テーパ状の外周面が形成されている。
【００２３】
弁ボディ３１の大径筒部３３の内壁にストッパ３９が固定されている。このストッパ３９は、吸入弁３５の開弁方向（図４の右方向）への移動を規制する。ストッパ３９の内側と吸入弁３５との間には第１スプリング２１が設けられている。第１スプリング２１は、吸入弁３５を弁座３４に着座させる方向、すなわち閉弁方向へ付勢している。
ストッパ３９には、ストッパ３９の軸に対して傾斜する傾斜通路１０２が周方向に複数形成されている。
【００２４】
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に巻回されている。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、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。
【００２５】
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に取り付けられている。固定コア７２とフランジ７５との間の磁気的な短絡を非磁性材料で作られた筒部材７９が防止している。フランジ７５は、固定コア７２及びコネクタ７７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の中央に設けられた孔の内壁には、筒状のガイド筒７６が取り付けられている。
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と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。
【００２６】
固定コア７２と可動コア７３との間に第２スプリング２２が設けられている。この第２スプリング２２は、ストッパ３９側の第１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、第２スプリング２２の弾性力により互いに離れている。このため、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。
【００２７】
次に可変容積室１２２について説明する。
プランジャ１３は、ヘッド１７側に小径部１３１を有し、加圧室１２１側に大径部１３３を有している。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に向き合うように、シリンダ１４の端部に略円環状のプランジャストッパ２３が設けられている。
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。プランジャストッパ２３の中央部にはプランジャストッパ２３を板厚方向に通じる孔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が挿通されている。また、プランジャストッパ２３は、加圧室１２１側の端面がポンプボディ１１の端面に当接している。
【００２８】
ポンプボディ１１には、シリンダ１４が開口する側の外壁に、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には、プランジャ１３の小径部１３１が挿通されている。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を挟み、凹部１０５の内壁に固定されている。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。
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に囲まれる空間により可変容積室１２２が形成される。
【００２９】
オイルシールホルダ２５とポンプボディ１１との間には、筒状通路１０６とこの筒状通路１０６に連通する環状通路１０７が形成されている。筒状通路１０６はプランジャストッパ２３の溝路２３２に連通している。環状通路１０７はポンプボディ１１に形成された戻し通路１０８を経由してダンパ室２００に連通している。このように、溝路２３２、筒状通路１０６、環状通路１０７及び戻し通路１０８が順に連通することで、可変容積室１２２とダンパ室２００とが連通する。
【００３０】
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２００側へ排出した低圧燃料の容積の約６０％が、ダンパ室２００から戻し通路１０８、環状通路１０７、筒状通路１０６及び溝路２３２を経由して可変容積室１２２に吸入される。これにより、燃圧脈動の伝達が約６０％低減される。
【００３１】
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。したがって、加圧室１２１がダンパ室２００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２００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。これにより、加圧室１２１への燃料の吸入効率が向上する。
【００３２】
次に吐出弁部９０について説明する。
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。この吐出弁部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。
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。
吐出弁９２は、有底筒状に形成され、吐出通路１１４に往復移動可能に収容されている。吐出弁９２は、吐出通路１１４に形成された弁座９５に着座することで吐出通路１１４を閉塞し、弁座９５から離座することで吐出通路１１４を開放する。
吐出弁９２の燃料出口９１側に設けられた筒状の規制部材９３は、吐出通路１１４の内壁に固定されている。規制部材９３は、吐出弁９２の燃料出口９１側への移動を規制する。
スプリング９４は、一端が規制部材９３に当接し、他端が吐出弁９２に当接している。スプリング９４は、吐出弁９２を加圧室１２１側へ付勢している。
【００３３】
加圧室１２１の燃圧が上昇し、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の弾性力と燃料出口９１側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は弁座９５から離座する。これにより、加圧室１２１内の燃料は、燃料出口９１から高圧ポンプ１０の外部へ吐出される。
一方、加圧室１２１の燃圧が低下し、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の弾性力と燃料出口９１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は弁座９５に着座する。これにより、燃料出口９１側の燃料が加圧室１２１へ逆流することが防止される。
【００３４】
次に高圧ポンプ１０の作動について説明する。
（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と、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１０１と加圧室１２１とが連通する。一方、吐出弁９２は弁座９５に着座し、吐出通路１１４を閉塞する。これにより、ダンパ室２００の燃料が供給通路１０１を経由して加圧室１２１に吸入される。このとき、第１ダイアフラム５１及び第２ダイアフラム６１の作動部５２、６２が膨張することで、ダンパ室容積の燃料減少を抑制すると共に燃料吸入を補助する効果を発揮する。
【００３５】
（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は開弁状態を維持する。このため、加圧室１２１の低圧燃料が供給通路１０１を経由してダンパ室２００に戻される。このとき、第１ダイアフラム５１及び第２ダイアフラム６１の作動部５２、６２が収縮することで、ダンパ室容積の燃料増大を抑制する効果を発揮する。
【００３６】
調量行程の途中の所定の時刻にコネクタ７７の端子７４からコイル７１へ通電されると、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。この磁気吸引力が第２スプリング２２の弾性力と第１スプリング２１の弾性力との差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、第１スプリング２１の弾性力、及び加圧室１２１からダンパ室２００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、弁座３４側へ移動する。その結果、吸入弁３５が弁座３４に着座し、閉弁状態となる。
【００３７】
吸入弁３５が閉弁することで供給通路１０１の燃料の流れが遮断され、加圧室１２１からダンパ室２００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２００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。
【００３８】
（３）加圧行程
加圧室１２１とダンパ室２００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の弾性力及び燃料出口側の燃圧に抗して開弁する。これにより、加圧室１２１で加圧された燃料は吐出通路１１４を経由して燃料出口９１から吐出する。
【００３９】
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、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で、高圧ポンプ１０は吸入した燃料を加圧して吐出する。
【００４０】
次に、脈動低減装置５に設置されるパルセーションダンパ５０について図１及び図２を参照し、詳細に説明する。
第１ダイアフラム５１は、第１作動部５２、第１凹溝部５３、第１凸縁部５４及び第１筒部５５を一体で有し、腐食性物質に侵されない弾性率の高い金属板のプレス加工により形成されている。
作動領域となる第１作動部５２は、中央部分の略円板状の円板部５２１及びこの円板部５２１の周囲の曲面部５２２を有し、略ドーム状に形成されている。
第１凹溝部５３は、縦断面が密閉空間３００側に凹む円弧状に形成され、第１作動部５２の外周側に環状に設けられている。
第１凸縁部５４は、縦断面が密閉空間３００の外側に突出する円弧状に形成され、第１凹溝部５３の外周側に環状に設けられている。
第１筒部５５は、第１凸縁部５４の外周側から第２ダイアフラム６１側へ延び、筒状に形成されている。
第１作動部５２の曲面部５２２の曲率半径をＲ１、第１凹溝部５３の曲率半径をＲ２、第１凸縁部５４の曲率半径をＲ３とする。第１ダイアフラム５１は、第１作動部５２の曲面部５２２、第１凹溝部５３及び第１凸縁部５４の曲率半径が、Ｒ１＞Ｒ２＞Ｒ３となるように形成されている。
【００４１】
第２ダイアフラム６１は、第２作動部６２、第２凹溝部６３、第２凸縁部６４及び第２筒部６５を有する。第２ダイアフラム６１の第２作動部６２、第２凹溝部６３、第２凸縁部６４及び第２筒部６５の構成は、上述した第１ダイアフラム５１の第１作動部５２、第１凹溝部５３、第１凸縁部５４及び第１筒部５５の構成と実質的に同一である。
【００４２】
第１作動部５２と第２作動部２との高さをＨ１、第１凹溝部５３と第２凹溝部６３との間の高さをＨ２、第１凸縁部５４と第２凸縁部６４との高さをＨ３とする。パルセーションダンパ５０は、これらの高さがＨ１＞Ｈ３＞Ｈ２となるように形成されている。なお、Ｈ２＞０となるように形成され、第１凹溝部５３と第２凹溝部６３とが軸方向に弾性変形可能である。
【００４３】
第１ダイアフラム５１の第１筒部５５の軸方向の面と第２ダイアフラム６１の第２筒部６５の軸方向の面とが互いに付き合わされ、レーザー溶接などにより接合されることで接合部５６が形成される。第１ダイアフラム５１と第２ダイアフラム６１の内側に形成される密閉空間３００には、エンジン作動に必要な最低燃料圧力以上で燃料に発生するベーパ発生を抑制する圧力に対応できる封入圧力、例えば３００ｋＰａの気体が封入される。
上述した形状のパルセーションダンパ５０は、第１作動部５２及び第２作動部の面積が広いので、密閉空間３００の気圧により、接合部５６に軸方向の引張り応力が支配的に作用する。この軸方向の引張り応力に対し、接合部５６から第１筒部５５及び第２筒部６５が軸方向に延びているので、接合部５６に応力集中することが回避される。したがって、パルセーションダンパ５０は、軸方向の引張り応力に対し接合部５６に切り欠きが無いため応力拡大係数が存在しない形状である。したがって、接合部５６にクラックが生じ難く、クラックが進展することを抑制することができる。
【００４４】
本実施形態のパルセーションダンパ５０は、パルセーションダンパ５０の設けられるダンパ室２００の燃圧脈動に伴い第１作動部５２と第２作動部６２とが弾性変形することで、ダンパ室２００の容積を可変し、燃圧脈動を低減する。このとき、第１ダイアフラム５１は、第１作動部５２の第１曲面部５２２、第１凹溝部５３及び第１凸縁部５４の曲率半径が、Ｒ１＞Ｒ２＞Ｒ３となるように形成されているので、第１作動部５２の剛性が最も低く、第１凹溝部５３、第１凸縁部５４の順に剛性が高い。また、第１ダイアフラム５１と同様に第２ダイアフラム６１においても第２作動部６２の剛性が最も低く、第２凹溝部６３、第２凸縁部６４の順に剛性が高い。このため、第１作動部５２と第２作動部６２とが弾性変形するとき、剛性の低い第１作動部５２の第１曲面部５２２及び第２作動部６２の第２曲面部６２２で振動が最も吸収される。したがって、第１作動部５２及び第２作動部６２に最も大きく応力が作用し、第１凹溝部５３及び第２凹溝部６３、第１凸縁部５４及び第２凸縁部６４の順に応力が小さく作用する。これにより、第１筒部５５、第２筒部６５及びその接合部５６に応力が作用することが抑制される。
さらに、第１凸縁部５４及び第２凸縁部６４の剛性を最も高くすることで、第１筒部５５及び第２筒部６５の径方向の変形が抑制される。したがって、接合部５６の応力が過大になることを防ぐことができる。
【００４５】
本実施形態のパルセーションダンパ５０は、Ｈ１＞Ｈ３＞Ｈ２の関係により、ダンパ室２００の燃圧が高くなり、第１作動部５２及び第２作動部６２、並びに第１凹溝部５３及び第２凹溝部６３が弾性変形し互いに軸方向に近づいたとき、第１凹溝部５３の内壁と第２凹溝部６３の内壁が当接する。そのため、第１作動部５２の曲面部５２２と第２作動部６２の曲面部６２２が大きく弾性変形することで、第１凸縁部５４、第１筒部５５、第２凸縁部６４、第２筒部６５の弾性変形が抑制される。したがって、接合部５６に応力が作用することを抑制することができる。
また、Ｈ１＞Ｈ３の関係により、第１作動部５２と第２作動部６２が密閉空間３００の気圧を受圧する面積は、第１筒部５５と第２筒部６５が密閉空間３００の気圧を受圧する面積よりも大きい。このため、接合部５６の径外方向に作用する荷重を小さくすることができる。したがって、接合部５６にクラックが生じることを抑制することができる。
【００４６】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態によるパルセーションダンパを図６に示す。
本実施形態のパルセーションダンパ５０１は、第１凸縁部５４１の曲率半径Ｒ４が第１実施形態の曲率半径Ｒ３よりも小さく形成されている。第２凸縁部６４１の曲率半径も同様に第１実施形態の曲率半径Ｒ３よりも小さく形成されている。
また、第１凸縁部５４１と第２凸縁部６４１との高さＨ４が、第１実施形態の高さＨ３よりも近く形成されている。
【００４７】
第１凸縁部５４１及び第２凸縁部６４１の曲率半径Ｒ４を小さく形成することで、第１凸縁部５４１及び第２凸縁部６４１の剛性を高めることができる。これにより、第１筒部５５１及び第２筒部６５２の径方向の弾性変形を抑制し、接合部５６に作用する応力が過大になることを抑制することができる。
また、第１凸縁部５４１と第２凸縁部６４１との高さＨ４を近くすることで、第１筒部５５１、第２筒部６５２及び接合部５６は、密閉空間３００の気圧を受圧する面積をさらに小さくし、接合部５６の径外方向に作用する荷重を小さくすることができる。したがって、接合部５６にクラックが生じることを確実に抑制することができる。
【００４８】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態によるパルセーションダンパを図７及び図８に示す。
本実施形態のパルセーションダンパ５０２は、第１筒部５５２の接合部５６側と第２筒部６５２の接合部５６側が互いに径方向内側に傾斜して接合されている。このため、第１凸縁部５４及び前記第２凸縁部６４の外径Ｄｖと接合部の外径Ｄｗとは、Ｄｗ＜Ｄｖの関係にある。
このため、支持部材４０の固定部４１の内壁と接合部５６とが当接することを抑制することができる。したがって、接合部５６の摩耗等が抑制されるので、接合部５６にクラックが生じる様な状態を抑制することができる。
本実施形態の支持部材４０がパルセーションダンパ５０２の固定に必要とされる支持力は、ダンパ室２００の圧力脈動と燃料流れ及びパルセーションダンパ５０２の振動のみで決定されるので、従来の支持部材４０に必要とされる支持力と比較して小さいものとなる。このため、パルセーションダンパ５０２の支持部材４０が接触する部分の摩耗はほとんど存在しない。したがって、パルセーションダンパ５０２の耐久性を向上することができる。
また、支持部材４０は、パルセーションダンパ５０２の接合部５６の保護機能を必要としなくなるので、支持部材４０の設計の自由度を高めることができる。また、パルセーションダンパ５０２及び支持部材４０の組み付け工数を削減することができる。
【００４９】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態によるパルセーションダンパの部分拡大図を図９に示す。
本実施形態のパルセーションダンパ５０３は、第１作動部５２と第２作動部２との高さＨ１、第１凹溝部５３と第２凹溝部６３との間の高さＨ２、第１凸縁部５４と第２凸縁部６４との高さＨ３の関係が、Ｈ３＞Ｈ１＞Ｈ２となるように形成されている。
また、Ｈ１＝Ｈ３＞Ｈ２であってもよい。なお、Ｈ２＞０となるように形成されていること、第１作動部５２の曲面部５２２、第１凹溝部５３及び第１凸縁部５４の曲率半径が、Ｒ１＞Ｒ２＞Ｒ３となるように形成されていることは、上述した第１〜第３実施形態と同様である。
本実施形態においても、パルセーションダンパ５０３の設けられるダンパ室２００の燃圧が高くなり、第１作動部５２及び第２作動部６２、並びに第１凹溝部５３及び第２凹溝部６３が弾性変形し互いに軸方向に近づいたとき、第１凹溝部５３の内壁と第２凹溝部６３の内壁が当接する。そのため、第１作動部５２の曲面部５２２と第２作動部６２の曲面部６２２が弾性変形することで、第１凸縁部５４、第１筒部５５、第２凸縁部６４、第２筒部６５の弾性変形が抑制される。したがって、接合部５６に応力が作用することを抑制することができる。
本実施形態では、パルセーションダンパ５０３の軸方向の体格を小さくすることができる。したがって、ダンパ室２００の容積を有効に活用し、脈動低減装置の設計の自由度を高めることができる。
【００５０】
（他の実施形態）
上述した複数の実施形態では、第１ダイアフラム５１は、第１作動部５２の外周側に第１凹溝部５３を１周形成し、この第１凹溝部５３の外周側に第１凸縁部５４を１周形成した。これに対し、本発明は、第１ダイアフラムに第１凹溝部及び第１凸縁部を複数形成してもよい。また、第２ダイアフラムも同様に第２凹溝部及び第２凸縁部を複数形成してもよい。
上述した複数の実施形態では、作動領域である第１作動部５２の中央部分に円板部５２１を設け、この円板部５２１の周囲に曲面部５２２を設けた。これに対し、本発明は、第１作動部の円板部を波状に形成してもよい。第２作動部の円板部も同様に波状に形成してもよい。
上述した複数の実施形態では、パルセーションダンパ５０を支持部材４０を介してダンパ室２００に設置した。これに対し、本発明は、支持部材を介することなく、又は支持部材をダンパハウジングまたは蓋部材と一体に形成し、パルセーションダンパをダンパハウジングまたは蓋部材に固定してもよい。
また、上述した複数の実施形態では、高圧ポンプ１０と脈動低減装置５とを一体で構成した。これに対し、本発明は、高圧ポンプと脈動低減装置とを別体で構成し、高圧ポンプの吸入弁部と低圧ポンプとの間の燃料通路または低圧燃料配管に脈動低減装置を設けても良い。
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、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】
【００５１】
５０：パルセーションダンパ、５１：第１ダイアフラム、５２：第１作動部、５３：第１凹溝部、５４：第１凸縁部、５５：第１筒部、５６：接合部、６１：第２ダイアフラム、６２：第２作動部、６３：第２凹溝部、６４：第２凸縁部、６５：第２筒部、２００：密閉空間
【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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