(57)【要約】  本発明の目的は、低圧配管に発生する圧力脈動を低減し、低圧配管の破損を防ぐ、または低圧配管の振動による異音を低減することができる高圧燃料供給ポンプを得ることである。  本発明は、燃料の上流側の低圧配管に接続された燃料吸入口から、低圧通路、電磁力によって駆動される電磁吸入弁、シリンダにガイドされて往復運動するプランジャにより体積を増減する加圧室、加圧室の出口に設けられた吐出弁が順次配置され、電磁吸入弁を通して燃料を加圧室に吸入し、圧室に吸入した燃料の一部を低圧通路側に戻す量を調整して、吐出弁から吐出される燃料の量を制御する形式の高圧燃料供給ポンプであって、燃料吸入口から低圧配管側へ逆流する燃料を抑止する逆流抑止機構を備える。
2016056333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料の上流側の低圧配管に接続された燃料吸入口から、低圧通路、電磁力によって駆動される電磁吸入弁、シリンダにガイドされて往復運動するプランジャにより体積を増減する加圧室、該加圧室の出口に設けられた吐出弁が順次配置され、前記電磁吸入弁を通して燃料を前記加圧室に吸入し、当該加圧室に吸入した燃料の一部を前記低圧通路側に戻す量を調整して、前記吐出弁から吐出される燃料の量を制御する形式の高圧燃料供給ポンプであって、
前記燃料吸入口から前記低圧配管側へ逆流する燃料を抑止する逆流抑止機構を備えることを特徴とする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であって、
前記低圧通路内に、圧力脈動を低減するための圧力脈動低減機構を有することを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
【請求項３】
請求項２に記載の高圧燃料供給ポンプであって、
前記圧力脈動低減機構は、シリンダにガイドされて往復運動するプランジャにより体積を減増する副室に連通されていることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の高圧燃料供給ポンプであって、
前記燃料吸入口から前記低圧配管へ逆流する燃料を抑止する逆流抑止機構として、チェック弁またはリード弁を有することを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
【請求項５】
請求項２または請求項３に記載の高圧燃料供給ポンプであって、
前記燃料吸入口から前記低圧配管へ逆流する燃料を抑止する逆流抑止機構は、前記燃料吸入口と前記圧力脈動低減機構の間に配置されていることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
【請求項６】
請求項３に記載の高圧燃料供給ポンプであって、
前記プランジャの反加圧室側に、前記シリンダにガイドされる大径部よりも小さい径を有する小径部を備え、前記プランジャの小径部の周りに、前記プランジャの往復動により前記加圧室の容積変化と相反する容積変化を呈する前記副室が形成され、当該副室が前記低圧通路に接続されていることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
【請求項７】
請求項３に記載の高圧燃料供給ポンプであって、
前記燃料吸入口から前記逆流抑止機構を通して高圧燃料供給ポンプに吸入された燃料は、前記副室よりも先に前記圧力脈動低減機構のダンパ室に流入することを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
【請求項８】
請求項３に記載の高圧燃料供給ポンプであって、
前記燃料吸入口から前記逆流抑止機構を通して高圧燃料供給ポンプに吸入された燃料は、前記前記圧力脈動低減機構のダンパ室よりも先に前記副室に流入することを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の高圧燃料供給ポンプであって、
前記電磁吸入弁に小さな孔を設け、前記燃料吸入口から前記低圧配管へ微小量の燃料が逆流できることを特徴とする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、内燃機関の燃料噴射弁に燃料を圧送する高圧燃料供給ポンプに関し、特に吐出する燃料の量を調節する電磁吸入弁を備えた高圧燃料ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の内燃機関の内、燃焼室内部へ直接的に燃料を噴射する直接噴射タイプにおいて、燃料を高圧化し所望の燃料流量を吐出する電磁吸入弁を備えた高圧燃料供給ポンプが広く用いられている。【０００３】
特許文献１においては、高圧燃料供給ポンプにおいて低圧圧力脈動を低減する圧力脈動低減機構としてダンパ、およびその固定方法に関して開示している。低圧側の圧力脈動は、シリンダ内を加圧部材（プランジャ）が繰り返す摺動往復運動によって発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許３８２３０６０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術においては、次のような問題がある。特許文献１では、車輌の燃料タンクと高圧燃料供給ポンプの入り口（吸入ジョイント）を接続する低圧配管と、圧力脈動低減機構を収納する低圧通路が常に液圧的に接続されている。よって、圧力脈動低減機構によって低圧通路内の圧力脈動を全て吸収することができずに、低圧配管内に圧力脈動が伝播してしまうという問題があった。【０００６】
また低圧配管は金属製のパイプ部と、ゴムホースまたは樹脂ホースが併用されることが多く、接続部の強度が圧力脈動に耐えられないと言う問題があった。あるいは、接続部の強度を確保する為に、コストが多く必要となる問題があった。【０００７】
さらには、低圧配管が圧力脈動によって振動して異音を発生し車輌の静粛性低下と言った問題があった。【０００８】
本発明の目的は、低圧配管に発生する圧力脈動を低減し、低圧配管の破損を防ぐ、または低圧配管の振動による異音を低減することができる高圧燃料供給ポンプを得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以上のことから本発明においては、燃料の上流側の低圧配管に接続された燃料吸入口から、低圧通路、電磁力によって駆動される電磁吸入弁、シリンダにガイドされて往復運動するプランジャにより体積を増減する加圧室、加圧室の出口に設けられた吐出弁が順次配置され、電磁吸入弁を通して燃料を加圧室に吸入し、加圧室に吸入した燃料の一部を低圧通路側に戻す量を調整して、吐出弁から吐出される燃料の量を制御する形式の高圧燃料供給ポンプであって、
前記燃料吸入口から前記低圧配管側へ逆流する燃料を抑止する逆流抑止機構を備える。
【発明の効果】
【００１０】
このように構成した本発明によれば、低圧配管は金属製のパイプ部と、ゴムホースまたは樹脂ホースが併用されたものでよく、接続部の強度を圧力脈動に十分耐える仕様とできる。または、接続部の強度を確保する為の、コストが低く抑えることができる。【００１１】
さらには、低圧配管が圧力脈動によって振動して異音を発生し車輌の静粛性を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１の高圧燃料供給ポンプの圧力脈動伝播防止機構とシリンダ部分を含む縦断面を示す図。
【図２】実施例１の高圧燃料供給ポンプの電磁吸入弁と吐出弁を含む縦断面を示す図。
【図３】図２の電磁吸入弁部分の拡大図であって、開弁状態を示す図。
【図４】一般的な高圧燃料供給ポンプシステムの全体構成例について示した図。
【図５ａ】実施例２の高圧燃料供給ポンプの本体構造の縦断面を示す図。
【図５ｂ】実施例２の高圧燃料供給ポンプの本体構造の時の低圧通路系統を示す図。
【図６ａ】実施例３の高圧燃料供給ポンプの本体構造の縦断面を示す図。
【図６ｂ】実施例３の高圧燃料供給ポンプの本体構造の時の低圧通路系統を示す図。
【図７】実施例４の高圧燃料供給ポンプの本体構造の縦断面を示す図。
【図８】実施例４の高圧燃料供給ポンプの本体構造の縦断面を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下図面に示す実施例に基づき本発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１４】
実施例１の説明に先立ち、一般的な高圧燃料供給ポンプシステムの全体構成例について図４を用いて、システムの構成と、各部機能、動作について説明しておく。なお以後の実施例は全て図４の構成を前提としているが、各実施例において図４と相違する部分の構成と機能については、その実施例の中で明らかにしていく。【００１５】
図４の全体構成において、破線で囲まれた部分１が高圧燃料供給ポンプの本体を示し、この破線の中に示されている機構、部品は高圧燃料供給ポンプ本体１に一体に組み込まれていることを示している。【００１６】
図４のシステムの概略構成と機能は、燃料タンク２０の燃料をフィードポンプ２１によって汲み上げて高圧燃料供給ポンプ１に供給し、高圧燃料供給ポンプ１からの高圧化された燃料をコモンレール２３へ圧送し、インジェクタ２４から図示せぬエンジンへ燃料を噴射するというものである。なおコモンレール２３には圧力センサ２６が装着されており、エンジンコントロールユニット（以下ＥＣＵと称す）２７は、圧力センサ２６からの信号に基づき、フィードポンプ２１、高圧燃料供給ポンプ１内の電磁弁４３、インジェクタ２４に対して制御信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を与え、これを制御している。【００１７】
以下、高圧燃料供給ポンプ１の構成と機能について、燃料の取り込み側から順次詳細に説明する。まず、燃料タンク２０の燃料は、ＥＣＵ２７からの信号Ｓ１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低圧燃料吸入口１０ａに送られる。【００１８】
低圧燃料吸入口１０ａを通過した燃料は圧力脈動低減機構９、吸入通路１０ｄを介して容量可変機構を構成する電磁吸入弁３００の吸入ポート３１ｂに至る。なお本発明は、この経路内に圧力脈動伝播防止機構１００を設けたことに特徴があるが、この部分の説明は別途詳しく行うことにする。【００１９】
電磁吸入弁３００の吸入ポート３１ｂに流入した燃料は、吸入弁３０を通過し加圧室１１に流入する。加圧室１１はシリンダ内に形成されておりエンジンのカム機構９３（図１、２などに記述し後述）によりプランジャ２に往復運動する動力が与えられており、プランジャ２の往復運動により加圧室１１内の容積、圧力が変化する。これによりプランジャ２の下降行程では加圧室１１内の容積が増大（圧力低下）して吸入弁３０部から燃料を吸入し、上昇行程では加圧室１１内の容積が減少（圧力上昇）して、吸入した燃料が加圧される。加圧された燃料は、吐出弁８、燃料吐出口１２を介して圧力センサ２６が装着されているコモンレール２３へ圧送され、ＥＣＵ２７からの信号Ｓ３に基づきインジェクタ２４がエンジンへ燃料を噴射することになる。【００２０】
高圧燃料供給ポンプは、ＥＣＵ２７から電磁吸入弁３００への信号Ｓ２により、所望の供給燃料となるよう燃料流量を吐出している。【００２１】
図４に示す高圧燃料供給ポンプシステムは、概略以上のように構成されている。なお図４で説明を省略した部品記号については、別途他のより詳細な構成の図を参照して適宜説明することにする。【００２２】
図１、図２及び図３を用いて高圧燃料供給ポンプのより詳細な構成及び動作について述べる。なお図１、図２、図３はいずれも高圧燃料供給ポンプの縦断面を示す図であるが、図１は実施例１の高圧燃料供給ポンプの圧力脈動伝播防止機構１００とシリンダ部分を含む縦断面の図であり、図２は実施例１の高圧燃料供給ポンプの電磁吸入弁３００と吐出弁８を含む縦断面の図である。図３は図２の電磁吸入弁３００部分の拡大図である。【００２３】
図１、図２において、高圧燃料供給ポンプの本体１は、内燃機関のシリンダヘッド９０上に設置された構造物である。シリンダヘッド９０には、高圧燃料供給ポンプ１のプランジャ下部２ｂ（ポンプ取り付け部）の部分を嵌装するための孔９５が形成されている。プランジャ下部２ｂを孔９５に嵌装したのち、シリンダヘッド９０側と高圧燃料供給ポンプ本体１側は、以下のようにして固定される。【００２４】
一般に高圧燃料供給ポンプはポンプ本体１に設けられたフランジ１ｅを用い内燃機関のシリンダヘッド９０の平面に密着し、複数のボルト９１で固定される。取付けフランジ１ｅは溶接部１ｆにてポンプ本体１に全周を溶接結合されて環状固定部を形成している。本実施例では、レーザー溶接を用いている。シリンダヘッド９０とポンプ本体１間のシールのためにＯリング６１がポンプ本体１に嵌め込まれ、エンジンオイルが外部に漏れるのを防止する。【００２５】
ポンプ本体１にはプランジャ２の往復運動をガイドし、かつ内部に加圧室１１を形成するよう端部が有底筒型状に形成されたシリンダ６が取り付けられている。さらに加圧室１１は燃料を供給するための電磁吸入弁３００（図２上部左側）と加圧室１１（図２上部中央）から吐出通路に燃料を吐出するための吐出弁機構８（図２上部右側）に連通するよう、外周側に環状の溝６ａと、前記環状の溝６ａと加圧室１１とを連通する複数個の連通穴６ｂが設けられている。【００２６】
また図２に示すようにシリンダ６はその外径において、ポンプ本体１と圧入固定され、ポンプ本体１との隙間から加圧した燃料が低圧側に漏れないよう圧入部円筒面でシールしている。また、シリンダ６の加圧室側外径に小径部６ｃを有し、加圧室１１の燃料が加圧されることによりシリンダ６が低圧燃料室１０ｃ側に力が作用するが、ポンプ本体１に小径部１ａを設けることで、シリンダ６が低圧燃料室１０ｃ側に抜けることを防止している。お互いの面を軸方向に平面に接触させることで、ポンプ本体１とシリンダ６との前記接触円筒面のシールに加え、二重のシールの機能をも果たす。【００２７】
図１、図２において、プランジャ２の下端２ｂには、内燃機関のカムシャフトに取り付けられたカム９３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９２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９２に圧着されている。これによりカム９３の回転運動に伴い、プランジャ２を上下に往復運動させることができる。【００２８】
また、シールホルダ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の図中下方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、プランジャ２が摺動したとき、副室７ａの燃料をシールし内燃機関内部へ流入するのを防ぐ。同時に内燃機関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。【００２９】
高圧燃料供給ポンプの圧力脈動伝播防止機構１００とシリンダ部分を含む縦断面の図である図１において、ポンプ本体１には吸入ジョイント５１が取り付けられている。吸入ジョイント５１は、車両の燃料タンク２０からの燃料を供給する低圧配管に接続されており、燃料はここから高圧燃料供給ポンプ内部に供給される。吸入ジョイント５１内の吸入フィルタ５２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。【００３０】
図１によれば、低圧燃料吸入口１０ａを通過した燃料は、圧力脈動低減機構９に至り、低圧燃料流路１ｄを介してシリンダ６内に形成された副室７ａに至る流路Ｐ１を形成している。この流路Ｐ１では燃料の圧力脈動を低減すべく、副室７ａの圧力変動を利用している。圧力脈動低減機構９では、プランジャ２が上昇して加圧室１１が加圧状態の時に副室７ａの減圧状態を反映させ、逆にプランジャ２が下降して加圧室１１が減圧状態の時に副室７ａの加圧状態を反映させることで、圧力脈動の低減を図っている。【００３１】
高圧燃料供給ポンプの電磁吸入弁３００と吐出弁８を含む縦断面である図２によれば、低圧燃料吸入口１０ａを通過した燃料は、圧力脈動低減機構９に至り、低圧燃料流路１０ｄを介して電磁吸入弁３００の吸入ポート３１ｂに至る流路Ｐ２を形成している。さらに流路Ｐ２からは電磁吸入弁３００、加圧室１１を介して吐出弁機構８に至る。【００３２】
このような構成、機能により高圧燃料供給ポンプの本体１が形成されているが、このうち主要機能である吐出弁機構８についてまず説明する。図２において、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は吐出弁シート８ａ、吐出弁シート８ａと接離する吐出弁８ｂ、吐出弁８ｂを吐出弁シート８ａに向かって付勢する吐出弁ばね８ｃ、吐出弁８ｂと吐出弁シート８ａとを収容する吐出弁ホルダ８ｄから構成され、吐出弁シート８ａと吐出弁ホルダ８ｄとは当接部８ｅで溶接により接合されて一体の吐出弁機構８を形成している。なお、吐出弁ホルダ８ｄの内部には、吐出弁８ｂのストロークを規制するスットパーを形成する段付部８ｆが設けられている。【００３３】
係る構成の吐出弁機構８は、その燃料流路上流側の加圧室１１と組み合わされることにより、以下のように作用する。まず加圧室１１と燃料吐出口１２に燃料差圧が無い状態では、吐出弁８ｂは吐出弁ばね８ｃによる付勢力で吐出弁シート８ａに圧着され閉弁状態となっている。【００３４】
加圧室１１の燃料圧力が、燃料吐出口１２の燃料圧力よりも大きくなった時に始めて、吐出弁８ｂは吐出弁ばね８ｃに逆らって開弁し、加圧室１１内の燃料は燃料吐出口１２を経てコモンレール２３へと高圧吐出される。【００３５】
吐出弁８ｂは開弁した際、吐出弁ストッパ８ｆと接触し、ストロークが制限される。したがって、吐出弁８ｂのストロークは吐出弁ストッパ８ｄによって適切に決定される。これによりストロークが大きすぎて、吐出弁８ｂの閉じ遅れにより、燃料吐出口１２へ高圧吐出された燃料が、再び加圧室１１内に逆流してしまうのを防止でき、高圧燃料供給ポンプの効率低下が抑制できる。【００３６】
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、吐出弁ホルダ８ｄの内周面にてガイドしている。以上のようにすることで、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。【００３７】
高圧燃料供給ポンプの主要な機能である電磁吸入弁３００の構成と機能について、図３を用いて説明する。電磁吸入弁３００は、吸入弁３０と電磁弁４００で構成されている。このうち電磁弁４００は、電磁コイル４３、ロッド３５、ロッド付勢ばね４０を主要部品として構成されている。【００３８】
この構成によれば、電磁コイル４３が無励磁状態にあるときには、電磁弁４００は図３に図示の位置にある。これに対し、ＥＣＵ２７からの制御信号Ｓ１が与えられたときに電磁コイル４３が付勢されて、遊嵌部材３６、部材３９、磁気吸引面Ｓによる磁気回路Ｍを形成して、遊嵌部材３６をロッド付勢ばね４０によるばね力に抗して部材３９側に吸引する。また遊嵌部材３６の吸引に伴い、係止部３５ａによりロッド３５も部材３９側に移動される。【００３９】
吸入弁３０は、弁体３０ｂが吸入弁付勢ばね３３により図示左方向に押圧されており、他方ロッド３５からは図示右側に押圧されている。この構成によれば、電磁コイル４３が無励磁状態にあるときには図３に図示の位置にあり、吸入弁３０の弁体３０ｂは、吸入弁弁座３１との間に開口部３０ｅを確保して開弁状態にある。電磁コイル４３が励磁されると、ロッド３５の左方向への移動に伴い、吸入弁３０の弁体３０ｂは吸入弁付勢ばね３３により左方向に移動し、この結果吸入弁の弁座３１との間の開口部３０ｅがなくなり、吸入弁３０が閉状態となる。【００４０】
以上述べたように、高圧燃料供給ポンプは、加圧室１１、ポンプ本体１、電磁吸入弁３００、プランジャ２、シリンダ６、吐出弁機構８にて構成されている。【００４１】
上記説明における加圧室１１内の圧力は、内燃機関側のカム９３の動きに左右されるので、次に加圧室１１内の圧力を決定する内燃機関側のカム９３との関係について説明する。図２において、カム９３の回転により、プランジャ２がカム９３方向に移動して吸入行程状態にある時は、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。この行程で加圧室１１内の燃料圧力が吸入通路１０ｄの圧力よりも低くなると、吸入弁３０は開口状態にあるので、開口部３０ｅを通り、ポンプ本体１に設けられた連通穴１ａと、シリンダ外周通路６ｄを通過し、加圧室１１に流入する。【００４２】
プランジャ２が吸入行程を終了した後、プランジャ２が上昇運動に転じ圧縮行程に移る。ここで電磁コイル４３は無通電状態を維持したままであり磁気付勢力は作用しない。ロッド付勢ばね４０は、無通電状態において吸入弁３０を開弁維持するのに必要十分な付勢力を有するよう設定されている。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３０の開口部３０ｅを通して吸入通路１０ｄへと戻されるので、加圧室の圧力が上昇することは無い。この行程を戻し行程と称する。【００４３】
この状態で、エンジンコントロールユニット２７（以下ＥＣＵと呼ぶ）からの制御信号が電磁吸入弁３００に印加されると、電磁コイル４３には端子４６を介して電流が流れ、磁気付勢力がロッド付勢ばね４０の付勢力に打ち勝ってロッド３５が吸入弁３０から離れる方向に移動するので、吸入弁付勢ばね３３による付勢力と燃料が吸入通路１０ｄに流れ込むことによる流体力により吸入弁３０が閉弁する。閉弁後、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し、燃料吐出口１２の圧力以上になると、吐出弁機構８を介して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。この行程を吐出行程と称する。【００４４】
すなわち、プランジャ２の圧縮行程（下始点から上始点までの間の上昇行程）は、戻し行程と吐出行程からなる。そして、電磁吸入弁３００のコイル４３への通電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。電磁コイル４３へ通電するタイミングを早くすれば、圧縮行程中の、戻し行程の割合が小さく、吐出行程の割合が大きい。すなわち、吸入通路１０ｄ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。【００４５】
一方、通電するタイミングを遅くすれば圧縮行程中の、戻し行程の割合が大きく吐出行程の割合が小さい。すなわち、吸入通路１０ｄ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４３への通電タイミングは、ＥＣＵ２７からの指令によって制御される。【００４６】
以上のように構成したうえで、電磁コイル４３への通電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。【００４７】
概略上記のように構成された高圧燃料供給ポンプシステムにおいて、低圧燃料室１０には高圧燃料供給ポンプ内で発生した圧力脈動が燃料配管２８（図４）へ波及するのを低減させる圧力脈動低減機構９が設置されている。【００４８】
一度加圧室１１に流入した燃料が、容量制御のため再び開弁状態の吸入弁体３０を通して吸入通路１０ｄ（吸入ポート３１ｂ）へと戻される場合、吸入通路１０ｄへ戻された燃料により低圧燃料室１０には圧力脈動が発生する。しかし、低圧燃料室１０に設けた圧力脈動低減機構９は、波板状の円盤型金属板２枚をその外周で張り合わせ、内部にアルゴンのような不活性ガスを注入した金属ダイアフラムダンパで形成されており、圧力脈動はこの金属ダンパが膨張・収縮することで吸収低減される。図２において、９ｂは金属ダンパをポンプ本体１の内周部に固定するための取付金具であり、燃料通路上に設置されるため、複数の穴を設け前記取付金具９ｂの表裏に流体が自由に行き来できるようにしている。【００４９】
他方図２においてプランジャ２は、大径部２ａと小径部２ｂを有し、プランジャの往復運動によって副室７ａの体積は増減する。副室７ａは燃料通路１ｄにより低圧燃料室１０と連通している。プランジャ２の下降時は、副室７ａから低圧燃料室１０へ、上昇時は、低圧燃料室１０から副室７ａへと燃料の流れが発生する。【００５０】
このことにより、ポンプの吸入行程もしくは、戻し行程におけるポンプ内外への燃料流量を低減することができ、高圧燃料供給ポンプ内部で発生する圧力脈動を低減する機能を有している。【００５１】
以下、プランジ２ャの往復運動に伴って発生する低圧側（加圧室１１より低圧側、上流）の脈動（以下、低圧圧力脈動と称す）の発生メカニズムと、それを低減する機構について詳細に説明する。【００５２】
吸入行程においては、プランジャ２の下降運動により加圧室１１の体積は増加し、副室７ａの体積は減少する。よって、加圧室１１に燃料は流入し副室７ａから流出する。両者の高圧燃料供給ポンプはこの差分だけ燃料を吸入しなくてはならない。【００５３】
戻し行程・加圧行程においては、プランジャ２の上昇運動により加圧室１１の体積は減少し、副室７ａの体積は増加する。【００５４】
戻し行程においては、加圧室１１から流出した燃料の一部は副室７ａに流入し、高圧燃料供給ポンプは残りを戻さなくてはならない。【００５５】
加圧行程においては、加圧室１１の燃料は高圧吐出される。副室７ａには燃料が流入するので、高圧燃料供給ポンプはこの流入分の燃料を吸入しなくてはならない。【００５６】
圧力脈動低減機構９は上記の三つの行程により発生する低圧圧力脈動を低減する機能を有するが、圧力脈動低減機構９と低圧燃料吸入口１０ａは完全に液圧的に接続されているために低圧圧力脈動の一部、または大部分が低圧燃料吸入口１０ａを介して車両側に伝播してしまう。【００５７】
なお上記３つの工程は、電磁吸入弁３００の導入により分化して発生しているものであり、そもそも電磁吸入弁３００を採用しないのであれば吸入行程と加圧行程の２工程のみである。本発明においては、電磁吸入弁３００の導入により生じた３工程の全てにおいて圧力脈動の伝播防止を図るものである。【００５８】
そこで本発明においては、図１に示すように圧力脈動伝播防止機構１００を吸入ジョイント５１の上流側に設けた。圧力脈動伝播防止機構１００は弁シート１０１、弁１０２、ばね１０３、ばねストッパ１０４からなる。弁１０１はばね１０３により弁シートに押圧されている。ばね１０３の他端はばねストッパ１０４により制限されている。シート１０１、ばねストッパ１０４は外径が吸入ジョイント５１の内径に圧入固定されている。弁シート１０１、およびばねストッパ１０４には、燃料通路となる孔を設けてある。【００５９】
上記構成により、燃料が低圧燃料吸入口１０ａから圧力脈動低減機構９の方向へ流れようとすると、吸入弁１０２はばね１０３の付勢力に逆らって開弁し、燃料は弁シート１０１内部の燃料通路孔を通って流れを高圧燃料供給ポンプ内部に流入する。このときばね１０３の付勢力が過大であると弁１０２が開弁しない、または開弁しても圧力損失が大きいと言う問題がある。ばね１０３の付勢力によって弁１０２の開弁圧力が決まるが、この開弁圧力は小さい方が望ましいので、ばね１０３の付勢力もそれに見合った値に設定する必要がある。【００６０】
燃料が圧力脈動低減機構９から低圧燃料吸入口１０ａの方向へ流れようとすると、弁１０２は弁シート１０１と接触し、弁シート１０１に設けた燃料通路となる孔を閉塞する。【００６１】
このような構造により、圧力脈動伝播防止機構１００は燃料の流れを低圧燃料吸入口１０ａから圧力脈動低減機構９の方向へのみ許容するチェック弁として機能する。【００６２】
本実施例では、吸入行程と吐出行程において、低圧燃料吸入口１０ａから燃料を吸入する必要があるので、圧力脈動伝播防止機構１００は開弁する。戻し行程においては、低圧燃料吸入口１０ａから低圧配管（高圧燃料供給ポンプ外部）へ燃料が流出しようとするが、圧力脈動伝播防止機構１００がばね１０３の付勢力によって閉弁するので燃料の流出を防止する。流出できなかった燃料は、圧力脈動低減機構９により吸収されることとなる。【００６３】
以上のような構成により、低圧圧力脈動の一部、または大部分が低圧燃料吸入口１０ａを介して車両側に伝播するのを防止することができる。【００６４】
また、吸入行程から戻し行程へ移行する瞬間（プランジャ２が下降運動から上昇運動に移行する瞬間）には、低圧燃料吸入口１０ａ、および低圧配管内にある燃料は高圧燃料供給ポンプに流入する方向に運動量を持っている。よって、戻し行程の開始直後（プランジャ２が上昇運動開始直後）には、燃料は依然として低圧燃料吸入口１０ａから圧力脈動低減機構９の方向へ流れようとする。一方、圧力脈動伝播防止機構１００では弁１０２の質量のために、開弁状態から閉弁状態へ移行するのに時間的遅れが生じる。【００６５】
これにより、戻し行程の開始直後には、燃料は低圧燃料吸入口１０ａから高圧燃料供給ポンプ内部に流入してしまう。このように意図しないタイミングで燃料が流入してしまい、これにより低圧圧力脈動が高くなってしまうという問題があった。この傾向は、特に内燃機関の高速運転時、つまり高圧燃料供給ポンプのプランジャ２の往復運動の速度が大きいときに顕著である。プランジャ２の往復運動の速度が大きいと、戻し行程開始直後の燃料の運動量が大きくなるためである。【００６６】
そこで、弁１０２が閉弁し弁シート１０１と接触した時も、低圧燃料吸入口１０ａと圧力脈動低減機構９との間を液圧的に完全に遮断せず、ごく僅かな燃料は圧力脈動低減機構９から低圧燃料吸入口１０ａの方向へと漏れることを許容する構造とした。これにより戻し行程初期に燃料の運動量により流入してしまった燃料は、残りの戻し行程中に高圧燃料供給ポンプから流出し本問題は解決される。【００６７】
具体的には、弁１０２と弁シート１０１の接触面の面粗さを大きく設定することで漏れを可能にする方法がある。【００６８】
または、弁の中心部にごく小さな孔を開ける方法もある。または、吸入ジョイント５１と弁シート１０２の圧入部を全周面圧入ではなく、吸入ジョイント５１と弁シート１０２との間に微小隙間を設ける方法もある。【００６９】
低圧配管は金属製のパイプ部と、ゴムホースまたは樹脂ホースが併用されることが多く、接続部の強度が圧力脈動に耐えられない、または接続部の強度を確保する為にコストが多く必要となる問題があったが、前記のような構成とすることで解決することができる。
【実施例２】
【００７０】
実施例２について図５を用いて説明する。図５ａは、実施例２にかかる高圧燃料供給ポンプの本体構造であり、図５ｂはこの本体構造の時の低圧通路系統を示している。【００７１】
実施例１との相違点は、低圧燃料吸入口１０ａから高圧燃料供給ポンプ内に流入した燃料が、まず圧力脈動伝播防止機構１００から副室７ａに吸入され、その後燃料通路１ｄを通って低圧脈動低減機構９に至る点である。それ以外は、全て実施例１と同じである。【００７２】
このような構成にしても、低圧脈動低減機構９によって吸収できない圧力脈動の低圧配管への伝播を抑えるという効果は実施例１と同じように得られる。【００７３】
また、吸入行程から戻し行程へ移行する瞬間に燃料の運動量によって、高圧燃料供給ポンプ内部に過剰に燃料を吸入してしまい、低圧圧力脈動が大きくなってしまう問題も、実施例１と同じ方法で解決できる。
【実施例３】
【００７４】
実施例３について図６を用いて説明する。図６ａは、実施例３にかかる高圧燃料供給ポンプの本体構造であり、図６ｂはこの本体構造の時の低圧通路系統を示している。【００７５】
実施例１との相違点は、低圧燃料吸入口１０ａから高圧燃料供給ポンプ内に流入した燃料が、圧力脈動伝播防止機構１００から副室７ａと、低圧脈動低減機構９に分岐して至る点である。それ以外は、全て実施例１と同じである。【００７６】
このような構成にしても、低圧脈動低減機構９によって吸収できない圧力脈動の低圧配管への伝播を抑えるという効果は実施例１と同じように得られる。また、吸入行程から戻し行程へ移行する瞬間に燃料の運動量によって、高圧燃料供給ポンプ内部に過剰に燃料を吸入してしまい、低圧圧力脈動が大きくなってしまう問題も、実施例１と同じ方法で解決できる。
【実施例４】
【００７７】
実施例４について図７、図８を用いて説明する。なお図７、図８はいずれも高圧燃料供給ポンプの異なる縦断面を示す図である。【００７８】
図７、図８と、実施例１との違いは、圧力脈動伝播防止機構１００が側部ではなくて頭部に立てて設置されており、吸入ジョイント５１がカバー１４に固定されている点である。それ以外は実施例１と全く同じである。この場合は、実施例１と同じ効果が得られる。【００７９】
また、吸入行程から戻し行程へ移行する瞬間に燃料の運動量によって、高圧燃料供給ポンプ内部に過剰に燃料を吸入してしまい、低圧圧力脈動が大きくなってしまう問題も、実施例１と同じ方法で解決できる。【００８０】
以上本発明の実施例について説明してきたが、本発明では少なくとも加圧室に吸入した燃料を低圧通路に戻す行程で、吸入ジョイントから低圧配管へ逆流する燃料を抑止する逆流抑止機構を備える。これにより、少なくとも加圧室に吸入した燃料を低圧通路に戻す戻し行程では、車輌の燃料タンクと高圧燃料供給ポンプの入り口（吸入ジョイント）を接続する低圧配管と、低圧通路が、液圧的に遮断される。または液圧的に連通し難くなる構造とした。これにより、高圧燃料供給ポンプから車輌の低圧配管に燃料の逆流を抑えることができるので、低圧配管に発生する圧力脈動を低減することができる。【００８１】
さらに、低圧通路内に圧力脈動を低減するための圧力脈動低減機構を有する構成とすることで、より効果的に高圧燃料供給ポンプから車輌の低圧配管に燃料の逆流を抑えることができるので、低圧配管に発生する圧力脈動を低減することができる。【００８２】
また吸入ジョイントから低圧配管へ逆流する燃料を抑止する逆流抑止機構として、チェック弁を吸入ジョイント、または吸入ジョイントと前記圧力脈動低減機構の間に有する構成とすることで、より効果的に高圧燃料供給ポンプから車輌の低圧配管に燃料の逆流を抑えることができるので、低圧配管に発生する圧力脈動を低減することができる。【００８３】
また吸入ジョイントから低圧配管へ逆流する燃料を抑止する逆流抑止機構として、リード弁を吸入ジョイント、または吸入ジョイントと圧力脈動低減機構の間に有する構成とすることで、より効果的に高圧燃料供給ポンプから車輌の低圧配管に燃料の逆流を抑えることができるので、低圧配管に発生する圧力脈動を低減することができる。【００８４】
さらに、プランジャの反加圧室側に、シリンダにガイドされる大径部よりも小さい径を有する小径部を備え、前記プランジャの小径部の周りに、前記プランジャの往復動により前記加圧室の容積変化と相反する容積変化を呈する燃料副室が形成され、当該副室が前記低圧通路に接続されている構成とすることで、高圧燃料供給ポンプ内部で発生する圧力脈動を低減することができるので、より効果的に高圧燃料供給ポンプから車輌の低圧配管に燃料の逆流を抑えることができるので、低圧配管に発生する圧力脈動を低減することができる。【００８５】
さらに、吸入ジョイントから逆流抑止機構を通して高圧燃料供給ポンプに吸入された燃料は、前記副室よりも先に圧力脈動低減機構を収納した低圧通路に流入する構成とすることで、より効果的に圧力脈動低減機構に圧力脈動を吸収させることができ、高圧燃料供給ポンプから車輌の低圧配管に燃料の逆流を抑えることができるので、低圧配管に発生する圧力脈動を低減することができる。【００８６】
さらに、吸入ジョイントから逆流抑止機構を通して高圧燃料供給ポンプに吸入された燃料は、圧力脈動低減機構を収納した低圧通路よりも先に副室に流入する構成とすることで、副室と低圧配管を液圧的に接続しない、またはしにくくするので低圧配管に発生する圧力脈動を低減することができる。【００８７】
さらに、吸入弁にごく小さな孔を設け、前記吸入口から前記低圧配管へ微小量の燃料が逆流できる構成とすることで、燃料の運動量により意図しないタイミングで高圧燃料供給ポンプに吸入してしまった燃料を排出でき、圧力脈動を小さくすることができる。
【符号の説明】
【００８８】
１：高圧燃料供給ポンプ１ｅ：フランジ１ｄ：低圧燃料流路１ｆ：溶接部２：プランジャ２ａ：大径部２ｂ：小径部（プランジャ下部）  ４：ばね６：シリンダ６ａ：環状の溝６ｂ：連通穴６ｃ：小径部６ｄ：シリンダ外周通路７：シールホルダ７ａ：副室８：吐出弁機構８ａ：吐出弁シート８ｂ：吐出弁８Ｃ：吐出弁ばね８ｄ：吐出弁ホルダ８ｅ：当接部８ｆ：段付部９：圧力脈動低減機構１０：低圧燃料室１０ｄ：吸入通路１１：加圧室１２：燃料吐出口１３：プランジャシール１４：カバー１５：リテーナ２０：燃料タンク２１：フィードポンプ２３：コモンレール２４：インジェクタ２６：圧力センサ２７：エンジンコントロールユニットＥＣＵ２８：吸入配管３０ｂ：弁体３０ｅ：開口部３１：吸入弁弁座３１ｂ：吸入ポート３３：吸入弁付勢ばね３５：ロッド３５ａ：係止部３６：遊嵌部材３９：部材４０ロッド付勢ばね４３：電磁コイル４６：端子５１：吸入ジョイント５２：吸入フィルタ６１：Ｏリング９０：内燃機関のシリンダヘッド９１：ボルト９３：エンジンのカム機構９５：孔１００：圧力脈動伝播防止機構１０１：弁シート１０２：弁１０３：ばね１０４：ばねストッパＳ１、Ｓ２、Ｓ３：制御信号３００：電磁吸入弁９２：タペットＰ１，Ｐ２：流路Ｓ：磁気吸引面Ｍ：磁気回路
【図１】
2016056333.tif 000003
【図２】
2016056333.tif 000004
【図３】
2016056333.tif 000005
【図４】
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【図５ａ】
2016056333.tif 000007
【図５ｂ】
2016056333.tif 000008
【図６ａ】
2016056333.tif 000009
【図６ｂ】
2016056333.tif 000010
【図７】
2016056333.tif 000011
【図８】
2016056333.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成29年2月15日(2017.2.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料の上流側の低圧配管に接続された燃料吸入口から、低圧通路、電磁力によって駆動される電磁吸入弁、シリンダにガイドされて往復運動するプランジャにより体積を増減する加圧室、該加圧室の出口に設けられた吐出弁が順次配置され、前記電磁吸入弁を通して燃料を前記加圧室に吸入し、当該加圧室に吸入した燃料の一部を前記低圧通路側に戻す量を調整して、前記吐出弁から吐出される燃料の量を制御する形式の高圧燃料供給ポンプであって、
前記燃料吸入口から前記低圧配管側へ逆流する燃料を抑止する逆流抑止機構を備えることを特徴とする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であって、
前記低圧通路内に、圧力脈動を低減するための圧力脈動低減機構を有することを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
【請求項３】
請求項２に記載の高圧燃料供給ポンプであって、
前記圧力脈動低減機構は、シリンダにガイドされて往復運動するプランジャにより体積を減増する副室に連通されていることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の高圧燃料供給ポンプであって、
前記燃料吸入口から前記低圧配管へ逆流する燃料を抑止する逆流抑止機構として、チェック弁またはリード弁を有することを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
【請求項５】
請求項２または請求項３に記載の高圧燃料供給ポンプであって、
前記燃料吸入口から前記低圧配管へ逆流する燃料を抑止する逆流抑止機構は、前記燃料吸入口と前記圧力脈動低減機構の間に配置されていることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
【請求項６】
請求項３に記載の高圧燃料供給ポンプであって、
前記プランジャの反加圧室側に、前記シリンダにガイドされる大径部よりも小さい径を有する小径部を備え、前記プランジャの小径部の周りに、前記プランジャの往復動により前記加圧室の容積変化と相反する容積変化を呈する前記副室が形成され、当該副室が前記低圧通路に接続されていることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
【請求項７】
請求項３に記載の高圧燃料供給ポンプであって、
前記燃料吸入口から前記逆流抑止機構を通して高圧燃料供給ポンプに吸入された燃料は、前記副室よりも先に前記圧力脈動低減機構のダンパ室に流入することを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
【請求項８】
請求項３に記載の高圧燃料供給ポンプであって、
前記燃料吸入口から前記逆流抑止機構を通して高圧燃料供給ポンプに吸入された燃料は、前記圧力脈動低減機構のダンパ室よりも先に前記副室に流入することを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の高圧燃料供給ポンプであって、
前記逆流抑止機構は、弁シートと、前記弁シートと接触する弁と、を備え、
前記弁は、前記燃料吸入口から前記低圧配管へ微小量の燃料が逆流できるように微小の孔が形成されている高圧燃料供給ポンプ。
【請求項１０】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の高圧燃料供給ポンプであって、
前記逆流抑止機構は、弁シートと、前記弁シートと接触する弁と、を備え、
前記弁シートは、前記燃料吸入口から前記低圧配管へ微小量の燃料が逆流できるように粗面処理されている高圧燃料供給ポンプ。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の高圧燃料供給ポンプであって、
ポンプ本体に燃料を導入する入口となる吸入ジョイントを備え、
前記逆流抑止機構は、前記吸入ジョイント内に配置される高圧燃料供給ポンプ。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の高圧燃料供給ポンプであって、
前記プランジャが前記加圧室に向かって上昇する圧縮行程は、前記電磁吸入弁が開状態となって燃料を前記低圧通路側に戻す戻し行程と、前記電磁吸入弁が閉状態となって燃料を前記吐出弁から吐出する吐出行程と、からなる高圧燃料供給ポンプ。
【国際調査報告】
2016056333.tif 000013
2016056333.tif 000014
2016056333.tif 000015
2016056333.tif 000016