(57)【要約】【課題】リリーフ流路において発生する燃料のキャビテーションによる気泡を解消する。【解決手段】筒状のボディ２内部に摺動可能に保持されたプランジャ３ｂと、上記プランジャ３ｂの加圧行程によって減容し燃料が加圧される加圧室Ｒ３と、上記加圧室Ｒ３に接続される燃料吐出流路Ｒ２と、上記燃料吐出流路Ｒ２に接続されるリリーフ流路Ｒ５とを有する燃料ポンプ１であって、上記リリーフ流路Ｒ５は、他の領域より大きな流路径のチャンバ室Ｒ５ｂを有し、上記チャンバ室Ｒ５ｂよりも上流側に配置される第１リリーフ弁６と、上記チャンバ室Ｒ５ｂより下流側に配置されると共に上記第１リリーフ弁６よりも後に開弁される第２リリーフ弁７とが流路中に設けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のボディ内部に摺動可能に保持されたプランジャと、前記プランジャの加圧行程によって減容し燃料が加圧される加圧室と、前記加圧室に接続される燃料吐出流路と、前記燃料吐出流路に接続されるリリーフ流路とを有する燃料ポンプであって、
前記リリーフ流路は、他の領域より大きな流路径のチャンバ部を有し、
前記チャンバ室よりも上流側に配置される第１リリーフ弁と、
前記チャンバ室より下流側に配置されると共に前記第１リリーフ弁よりも後に開弁される第２リリーフ弁とが流路中に設けられる
ことを特徴とする燃料ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料ポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、吐出通路（燃料吐出流路）と加圧室とを連通するリターン通路（リリーフ流路）が形成された高圧ポンプ（燃料ポンプ）が開示されている。特許文献１の高圧ポンプは、吐出通路の燃料が所定値以上に高圧になると、リターン通路に設けられたリリーフ弁が開き、吐出通路の燃料を、リターン通路を介して加圧室（低圧領域）に戻すことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１５６２５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなリリーフ流路を燃料ポンプに設ける場合、燃料吐出流路の燃料は、所定値以上に高圧となると、リリーフ流路に流入し、リリーフ流路において急速に減圧される。燃料は、リリーフ流路において急減圧されることで、キャビテーションが発生し、気泡を多く含んだ状態で低圧領域に戻されることとなる。
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、リリーフ流路において、燃料のキャビテーションによる気泡を解消することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明では、第１の手段として、筒状のボディ内部に摺動可能に保持されたプランジャと、上記プランジャの加圧行程によって減容し燃料が加圧される加圧室と、上記加圧室に接続される燃料吐出流路と、上記燃料吐出流路に接続されるリリーフ流路とを有する燃料ポンプであって、上記リリーフ流路は、他の領域より大きな流路径のチャンバ室を有し、上記チャンバ室よりも上流側に配置される第１リリーフ弁と、上記チャンバ室より下流側に配置されると共に上記第１リリーフ弁よりも後に開弁される第２リリーフ弁とが流路中に設けられる、という構成を採用する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、燃料吐出流路における燃料圧力が所定値に達すると、燃料は、第１リリーフ弁が開弁されることでリリーフ流路に流入し、チャンバ空間において減圧された後に、第２リリーフ弁が開弁されてリリーフ流路から吐出される。このような構成とすることにより、チャンバ空間において燃料を徐々に減圧することができるため、燃料のキャビテーションによる気泡を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係るプランジャポンプの概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明に係る燃料ポンプ及び燃料ポンプの一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。また、以下の実施形態においては、本発明の燃料ポンプをプランジャポンプに適用した例について説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態のプランジャポンプ１の概略構成を示す断面図である。この図に示すように、本実施形態のプランジャポンプ１は、ボディ２（筒体）と、昇圧機構３と、吐出機構４と、ダンパ機構５と、第１リリーフ弁６と、第２リリーフ弁７と、不図示の吸入機構とを備えている。なお、以下の説明では、燃料の昇圧を行うプランジャ（昇圧プランジャ３ｂ）の軸芯を中心軸Ｌとし、この中心軸Ｌと直交する方向をボディ径方向と称し、ボディ径方向における中心軸Ｌ側をボディ径方向内側、ボディ径方向における中心軸Ｌと反対側をボディ径方向外側と称する。また、プランジャポンプ１の設置姿勢は限定されないものの、説明の便宜上、図１における上側を上方、図１における下側を下方と称する。
【００１１】
ボディ２は、昇圧機構３、吐出機構４及びダンパ機構５が取り付けられる略筒状の基部であり、内部に燃料を案内する燃料流路が形成されている。図１に示すように、本実施形態のプランジャポンプ１においては、燃料流路として、吐出機構４の一部が嵌入される吐出流路Ｒ２と、不図示の吸入機構の一部が嵌入される吸入流路がボディ２の内部に形成されている。また、ボディ２の内部には、吸入流路と吐出流路Ｒ２とを繋ぐと共に燃料の加圧が行われる加圧室Ｒ３が設けられている。この加圧室Ｒ３は、ボディ径方向においてボディ２の中央部に配置されている。また、ボディ２は、加圧室Ｒ３から下方に貫通すると共に後述の昇圧プランジャ３ｂが移動可能に収容される貫通空間Ｒ４を有している。
【００１２】
ボディ２には、吐出流路Ｒ２と加圧室とを連通するリリーフ流路Ｒ５が形成されている。このリリーフ流路Ｒ５は、第１流路Ｒ５ａと、チャンバ室Ｒ５ｂと、第２流路Ｒ５ｃとを有している。第１流路Ｒ５ａは、一端が吐出流路Ｒ２に接続されると共に、ボディ径方向に沿って形成された直線状の流路である。また、第１流路Ｒ５ａは、後述する第１リリーフ弁６が内設されると共に、チャンバ室Ｒ５ｂと接続されている。チャンバ室Ｒ５ｂは、ボディ２において加圧室Ｒ３の径方向外側に設けられた空間であり、第１流路Ｒ５ａの下流側の端部及び第２流路Ｒ５ｃ上流側の端部と接続されている。チャンバ室Ｒ５ｂは、第１流路Ｒ５ａ及び第２流路Ｒ５ｃよりも流路径が広く設定された空間であり、容積が第１流路Ｒ５ａ及び第２流路Ｒ５ｃの容積よりも大きく設定されている。第２流路Ｒ５ｃは、チャンバ室Ｒ５ｂから、径方向内側の加圧室Ｒ３に向けて形成されており、後述する第２リリーフ弁７が内設されている。
【００１３】
昇圧機構３は、バレル３ａと、昇圧プランジャ３ｂと、下部フランジ３ｃと、昇圧スプリング３ｄとを備えている。バレル３ａは、ボディ２の貫通空間Ｒ４に内嵌されており、昇圧プランジャ３ｂの昇降を案内する筒状の部品である。昇圧プランジャ３ｂは、上端面がボディ２の加圧室Ｒ３に臨むように昇降可能に保持されている。この昇圧プランジャ３ｂは、下端面が不図示のカムと当接しており、カムの回転に応じて昇降される。下部フランジ３ｃは、昇圧プランジャ３ｂの下端部に接続されており、昇圧プランジャ３ｂの周面からボディ径方向外側に突出されている。昇圧スプリング３ｄは、ボディ２と下部フランジ３ｃとの間に介挿された圧縮コイルバネであり、下部フランジ３ｃを介して、下方に向けて昇圧プランジャ３ｂを付勢している。このような昇圧機構３は、昇圧プランジャ３ｂが上昇して加圧室Ｒ３を減容することにより、加圧室Ｒ３内の燃料を昇圧する。
【００１４】
吐出機構４は、吐出ノズル４ａと、吐出バルブシート４ｂと、吐出弁体４ｃと、スプリング保持部４ｄと、吐出スプリング４ｅとを備えている。吐出ノズル４ａは、吐出流路Ｒ２に接続されるようにボディ２に固定された略円筒状の部品であり、本実施形態のプランジャポンプ１によって昇圧された燃料を外部に吐出する。吐出バルブシート４ｂは、吐出流路Ｒ２の内部であって、吐出機構４の構成部品のうち最も加圧室Ｒ３寄り（ボディ径方向内側寄り）に配置されている。この吐出バルブシート４ｂは、吐出弁体４ｃにより開閉される開口を有している。吐出弁体４ｃは、吐出バルブシート４ｂのボディ径方向外側に配置されており、吐出スプリング４ｅによりボディ径方向に移動可能に保持されている。スプリング保持部４ｄは、吐出弁体４ｃを囲うように吐出バルブシート４ｂに外嵌されており、内部に吐出弁体４ｃ及び吐出スプリング４ｅを収容している。このスプリング保持部４ｄは、周面や底面等に貫通孔が設けられた略円筒形状とされており、内部から外部に燃料が通過可能とされている。吐出スプリング４ｅは、圧縮コイルバネであり、吐出弁体４ｃをボディ径方向内側（吐出バルブシート４ｂ側）に向けて付勢している。
【００１５】
ダンパ機構５は、カバー５ａと、座バネ５ｂと、リテーナ５ｃと、パルセーションダンパ５ｄとを備えている。カバー５ａは、ドーム形に形状設定されており、ボディ２との間にダンパ室Ｒｄを形成するように、ボディ２の囲壁部２ａに固定されている。座バネ５ｂは、ダンパ室Ｒｄの底部（すなわちボディ２の天面）に載置されている。この座バネ５ｂは、リテーナ５ｃの下方に配置されており、リテーナ５ｃをカバー５ａの内壁面に向けて付勢している。リテーナ５ｃは、パルセーションダンパ５ｄを保持する略リング状の部材であり、周面に対して複数の貫通孔が形成されている。パルセーションダンパ５ｄは、２枚のダイアフラムを内部空間が形成されるように上下方向に貼り合せた部材であり、リテーナ５ｃに囲まれた領域に収容されている。このパルセーションダンパ５ｄは、ダンパ室Ｒｄの圧力に応じて、圧縮あるいは膨張し、ダンパ室Ｒｄの圧力変動を吸収する。
【００１６】
第１リリーフ弁６は、第１流路Ｒ５ａに設けられ、リリーフバルブシート６ａと、リリーフ弁体６ｂ（弁体）と、リリーフスプリング６ｃ（付勢部材）と、スプリング台座６ｄとを有している。リリーフバルブシート６ａは、第１流路Ｒ５ａの吐出流路Ｒ２側に配置され、リリーフ弁体６ｂにより開閉される開口を有している略円環状の部材である。リリーフ弁体６ｂは、略球形状の部材であり、第１流路Ｒ５ａにおいてリリーフバルブシート６ａの下流側、すなわち第２流路Ｒ５ｃ側に配置されている。リリーフ弁体６ｂは、吐出流路Ｒ２における燃料圧力が所定値未満の状態において、リリーフスプリング６ｃに付勢されることによりリリーフバルブシート６ａに当接し、リリーフバルブシート６ａの開口を遮蔽している。リリーフスプリング６ｃは、リリーフ弁体６ｂを閉弁方向に付勢しており、リリーフ弁体６ｂの上流側の圧力が下流側の圧力に対して相対的に高くなった場合に、差圧により収縮する。スプリング台座６ｄは、リリーフ弁体６ｂとリリーフスプリング６ｃとの間に設けられ、リリーフスプリング６ｃの付勢力をリリーフ弁体６ｂに伝える部材である。
【００１７】
第２リリーフ弁７は、第２流路Ｒ５ｃに設けられ、リリーフバルブシート７ａと、リリーフ弁体７ｂと、リリーフスプリング７ｃと、スプリング台座７ｄとを有している。リリーフバルブシート７ａは、第１流路Ｒ５ａの吐出流路Ｒ２側に配置され、リリーフ弁体７ｂにより開閉される開口を有している略円環状の部材である。リリーフ弁体７ｂは、略球形状の部材であり、第２流路Ｒ５ｃにおいてリリーフバルブシート７ａの下流側、すなわち加圧室Ｒ３側に配置されている。リリーフ弁体７ｂは、吐出流路Ｒ２における燃料圧力が所定値未満の状態において、リリーフスプリング７ｃに付勢されることによりリリーフバルブシート７ａに当接し、リリーフバルブシート７ａの開口を遮蔽している。リリーフスプリング７ｃは、リリーフ弁体７ｂを閉弁方向に付勢しており、リリーフ弁体７ｂの上流側の圧力が下流側の圧力に対して相対的に高くなった場合に、差圧により収縮する。スプリング台座７ｄは、リリーフ弁体７ｂとリリーフスプリング７ｃとの間に設けられ、リリーフスプリング７ｃの付勢力をリリーフ弁体７ｂに伝える部材である。
【００１８】
このような本実施形態におけるプランジャポンプ１では、加圧室Ｒ３において燃料が昇圧されると、吐出機構４の吐出弁体４ｃがボディ径方向外側に押圧されて、吐出弁体４ｃと吐出バルブシート４ｂとの間に隙間が形成される。この結果、加圧室Ｒ３にて昇圧された燃料は、吐出流路Ｒ２及び吐出ノズル４ａを通じて、本実施形態のプランジャポンプ１の外部に吐出される。
【００１９】
このような構成のプランジャポンプ１において、吐出流路Ｒ２に流入した高圧燃料の圧力が所定値よりも上昇すると、第１リリーフ弁６が開弁する。高圧燃料は、低圧状態の第１流路Ｒ５ａに流入することで急減圧され、キャビテーションが発生する。そして、チャンバ室Ｒ５ｂに流入した燃料は、予めチャンバ室Ｒ５ｂ内に満たされていた燃料中に噴出され混ざり合う過程において、キャビテーションによる気泡が減少する。このとき、予めチャンバ室Ｒ５ｂ内に満たされていた燃料の少なくとも一部は、第２リリーフ弁が開弁されることにより加圧室Ｒ３に流入する。続いて、再度吐出流路Ｒ２に流入した高圧燃料の圧力が所定値よりも上昇すると、第１及び第２リリーフ弁６、７が開弁されることにより、気泡の減少した燃料がチャンバ室Ｒ５ｂから第２流路Ｒ５ｃを介して、加圧室Ｒ３へと戻される。これにより、キャビテーションによる気泡を減少させてから加圧室Ｒ３に燃料を戻すことができる。
【００２０】
このような本実施形態に係るプランジャポンプ１によれば、リリーフ流路Ｒ５は、第１流路Ｒ５ａと第２流路Ｒ５ｃとの間にチャンバ室Ｒ５ｂを有している。このチャンバ室Ｒ５ｂにおいて第１流路Ｒ５ａにおいて発生したキャビテーションによる気泡を解消した後に、加圧室Ｒ３へと流入させることができる。さらに、本実施形態によれば、第１リリーフ弁６が開弁されると共に、第２リリーフ弁７が開弁されて、チャンバ室Ｒ５ｂ内に満たされている燃料の少なくとも一部が加圧室Ｒ３へ流入する構成とされている。これにより、高圧燃料がチャンバ室Ｒ５ｂにおいて時間をかけてキャビテーションを解消した後に加圧室Ｒ３へと戻すことができる。したがって、加圧室Ｒ３へと高圧燃料が直接流入することにより、加圧室Ｒ３に気泡が流入することを確実に防止している。
【００２１】
なお、上記実施形態においては、第２流路Ｒ５ｃが加圧室Ｒ３と接続されるものとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、第２流路Ｒ５ｃがダンパ室Ｒｄに接続され、チャンバ室Ｒ５ｂにおいて減圧された燃料がダンパ室Ｒｄに戻されるものとしてもよい。
【符号の説明】
【００２２】
１……プランジャポンプ
２……ボディ
６……第１リリーフ弁
７……第２リリーフ弁
Ｒ２……吐出流路
Ｒ５……リリーフ流路
Ｒ５ｂ……チャンバ室（チャンバ部）
【図１】
2019173637.tif 000003