(57)【要約】【課題】簡易な機構で高圧燃料を吐出できる高圧燃料ポンプを提供する。【解決手段】単一の電磁弁１０と逆流防止弁４５とにより、加圧燃料が通過する通路を、吐出量調整室６０Ａと吸入燃料室２０Ａとが連通する通路と、高圧通路７０とに選択的に切り替えることができる。この構成により、従来の高圧燃料ポンプのように、ポンプ室毎に電磁弁を複数設ける必要がないので、簡易な機構で吐出量を調整できる。また、複数の電磁弁を設ける必要はないため、その作動音を抑制することができる。【選択図】図１
2008261233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のポンプ室と、
前記複数のポンプ室毎に設けられ前記ポンプ室内に燃料を吸入し加圧する複数のプランジャと、
前記複数のポンプ室の導入口及び排出口毎に設けられた複数の逆流防止弁と、
前記複数のポンプ室の排出口と連通して途中で合流して加圧燃料を吐出する吐出経路と、
前記吐出経路から分岐して再度前記複数のポンプ室の導入口と連通する戻り経路と、
前記吐出経路及び戻り経路のうちいずれか一方の経路のみの燃料の通過を選択的に切り替える経路切り替え手段とを備えている、ことを特徴とする高圧燃料ポンプ。
【請求項２】
前記経路切り替え手段は、前記吐出経路及び戻り経路のうちいずれか一方の経路を開閉する電磁弁と、前記電磁弁が閉じられているときに燃料の液圧に応じて他方の経路を開閉する吐出用開閉弁とを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の高圧燃料ポンプ。
【請求項３】
前記複数のポンプ室の導入口及び前記戻り経路と連通する燃料吸入室を備えている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の高圧燃料ポンプ。
【請求項４】
前記吸入室への導入口に配置された逆流防止弁を備えている、ことを特徴とする請求項３に記載の高圧燃料ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧燃料ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数のポンプ室と、複数のポンプ室毎に設けられた複数のプランジャとを備えた高圧燃料ポンプが知られている（特許文献１参照）。このような高圧燃料ポンプは、燃料の吐出量を調整すべく、複数のポンプ室毎に電磁弁が設けられている。この電磁弁の開閉により、ポンプ室に吸入され加圧される燃料を調量するものがある（特許文献２参照）。このような高圧燃料ポンプは、内燃機関の燃料噴射弁と連結されたコモンレールなどに、加圧した燃料を供給する。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−５４９３３号公報
【特許文献２】特開平１０−３０６７５８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、上記のように複数のポンプ室と複数のプランジャとを備えた高圧燃料ポンプにおいては、ポンプ室内に吸入される燃料を調量するために、プランジャ毎に電磁弁を設ける必要がるため、機構が複雑となっていた。また、電磁弁はプランジャにより圧縮された燃料中を駆動するため、複数の電磁弁によりその作動音が大きくなるという問題もあった。
【０００５】
したがって本発明の目的は、簡易な機構で高圧燃料を吐出できる高圧燃料ポンプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、複数のポンプ室と、前記複数のポンプ室毎に設けられ前記ポンプ室内に燃料を吸入し加圧する複数のプランジャと、前記複数のポンプ室の導入口及び排出口毎に設けられた複数の逆流防止弁と、前記複数のポンプ室の排出口と連通して途中で合流して加圧燃料を吐出する吐出経路と、前記吐出経路から分岐して再度前記複数のポンプ室の導入口と連通する戻り経路と、前記吐出経路及び戻り経路のうちいずれか一方の経路のみの燃料の通過を選択的に切り替える経路切り替え手段とを備えている、ことを特徴とする高圧燃料ポンプによって達成できる。
この構成により、前記吐出経路及び戻り経路のうちいずれか一方の経路のみの燃料の通過を選択的に切り替える経路切り替え手段を備えているので、従来の高圧燃料ポンプのように、ポンプ室毎に電磁弁を複数設ける必要がない。
【０００７】
上記構成において、前記経路切り替え手段は、前記吐出経路及び戻り経路のうちいずれか一方の経路を開閉する電磁弁と、前記電磁弁が閉じられているときに燃料の液圧に応じて他方の経路を開閉する吐出用開閉弁とを含む、構成を採用できる。
この構成により、電磁弁と、電磁弁が閉じられているときに燃料の液圧に応じて他方の経路を開閉する吐出用開閉弁とにより、燃料が通過する経路を切り替えることができる。従って、従来のように、複数のポンプ室毎に電磁弁を設ける必要がない。よって、製造コストの低下を図ることができる。また、複数の電磁弁を設ける必要はないため、その作動音を抑制することができる。
【０００８】
上記構成において、前記複数のポンプ室の導入口及び前記戻り経路と連通する燃料吸入室を備えている、構成を採用できる。
この構成により、一方のポンプ室から排出された燃料が戻り経路を通じて燃料吸入室へ再び戻されるので、他方のポンプ室へ吸入される燃料を確保することができる。これにより、ポンプ室への燃料の吸入効率が向上する。
【０００９】
上記構成において、前記吸入室への導入口に配置された逆流防止弁を備えている、構成を採用できる。
この構成により、吸入室への導入口からの燃料の逆流を防止できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、簡易な機構で高圧燃料を吐出できる高圧燃料ポンプを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明に係る高圧燃料ポンプについて説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、実施例１に係る、高圧燃料ポンプを用いた燃料供給システムについての説明図である。
実施例１に係る燃料供給システムは、ガソリンエンジン（不図示）の気筒内に直接燃料を噴射する、直接噴射式ガソリン供給システムである。高圧燃料ポンプは、燃料が貯留された９０から、配管９１及び９３を介して、フィードポンプ９２により燃料であるガソリンが導入される。高圧燃料ポンプに導入された燃料は、高圧燃料ポンプ内で高圧化されて所定の吐出量を、配管９４を介してコモンレール９５に圧送される。
【００１３】
詳細には、高圧燃料ポンプは、電磁弁１０、吸入燃料室２０Ａ、プランジャ３０Ａ、３０Ｂ、カム３１Ａ、３１Ｂ、ポンプ室３２Ａ、３２Ｂ、逆流防止弁４１、４３Ａ、４３Ｂ、４４Ａ、４４Ｂ、４５、連通路５０、吐出量調整室６０Ａ、高圧通路７０、ポンプハウジング８０Ａなどから構成される。
【００１４】
カム３１Ａ、３１Ｂは、不図示のエンジンのクランク軸に連結され、クランク軸の１／２の回転速度で回転駆動される。また、カム３１Ａ、３１Ｂのカムリフトの位相は、９０°ずつ互いに相違している。
【００１５】
プランジャ３０Ａ、３０Ｂは、それぞれカム３１Ａ、３１Ｂにより、ポンプハウジング８０Ａに形成されたシリンダ内を上下動する。カム３１Ａ、３１Ｂのカムリフトの位相差により、プランジャ３０Ａ、３０Ｂも、同様に上下動が相違する。即ち、プランジャ３０Ａが上昇している場合には、プランジャ３０Ｂは、下降する。尚、図１に示したプランジャ３０Ａは、下死点に位置し、プランジャ３０Ｂは、上死点に位置する。
【００１６】
ポンプ室３２Ａ、３２Ｂは、それぞれプランジャ３０Ａ、３０Ｂの上下動により、圧縮、膨張される。ポンプ室３２Ａ、３２Ｂの膨張により、燃料がポンプ室３２Ａ、３２Ｂ内に吸入され、圧縮により、ポンプ室３２Ａ、３２Ｂ内から排出される。詳細は後述する。
【００１７】
吸入燃料室２０Ａは、吸入口２１と連通しており、フィードポンプ９２によって搬送された燃料が導入される。吸入燃料室２０Ａは、ポンプ室３２Ａ、３２Ｂの導入口と連通しており、また、後述する吐出量調整室６０Ａとも連通している。また、吸入口２１には、逆流防止弁４１が配置されている。逆流防止弁４１を配置することにより、吸入燃料室２０Ａ内に吸入された燃料が配管９３を介して燃料タンク９０内へ逆流する恐れを防止している。尚、吸入燃料室２０Ａは、可能な限り大容積とすることが望ましい。
【００１８】
また、ポンプ室３２Ａ、３２Ｂの排出口は、連通路５０と連通している。連通路５０は、ポンプ室３２Ａの排出口と、ポンプ室３２Ｂの排出口と連通し、途中で合流している。
また、連通路５０から分岐した通路に吐出量調整室６０Ａが形成されている。吐出量調整室６０Ａには、電磁弁１０の弁体１３が配置されている。また、吐出量調整室６０Ａは、高圧通路７０と連通している。高圧通路７０は、配管９４と連通している。燃料は高圧通路７０を介して配管９４及びコモンレール９５へと吐出される。
【００１９】
電磁弁１０は、駆動部１１、励磁コイル１２、弁体１３などから構成されている。電磁弁１０は、所定のタイミングで励磁コイル１２が通電され、吐出量調整室６０Ａと吸入燃料室２０Ａとの連通している箇所を弁体１３により開閉する。弁体１３のシール部下流側が、吸入燃料室２０Ａと連通している。励磁コイル１２が非通電状態の際には、吐出量調整室６０Ａと吸入燃料室２０Ａとが連通され、励磁コイル１２が通電状態においては、吐出量調整室６０Ａと吸入燃料室２０Ａとは閉じられ、吐出量調整室６０Ａと吸入燃料室２０Ａとは分離される。電磁弁１０は、燃料の吐出量を調整するためのものである。
【００２０】
ポンプ室３２Ａ、３２Ｂの導入口及び排出口のそれぞれに、逆流防止弁４３Ａ、４３Ｂ、４４Ａ、４４Ｂが配置されている。逆流防止弁４３Ａ、４３Ｂは、ポンプ室３２Ａ、３２Ｂ内へ吸入された燃料が、ポンプ室３２Ａ、３２Ｂの導入口を介して再び吸入燃料室２０Ａ内へ逆流しないように、吸入燃料室２０Ａからポンプ室３２Ａ、３２Ｂへの流れのみを許容するように形成されている。
【００２１】
同様に、逆流防止弁４４Ａ、４４Ｂは、ポンプ室３２Ａ、３２Ｂに吸入された燃料が排出口から排出され、この排出された燃料が再びポンプ室３２Ａ、３２Ｂ内へ逆流しないように、ポンプ室３２Ａ、３２Ｂから、連通路５０への流れのみを許容するように形成されている。
連通路５０と吸入燃料室２０Ａを連通する吐出量調整室６０Ａは、弁体１３により、その連通が開閉される。
【００２２】
弁体１３により吐出量調整室６０Ａと吸入燃料室２０Ａとの連通が閉じられているときは、吐出量調整室６０Ａでの高圧燃料が高圧通路７０へと流れる。高圧通路７０には、吐出量調整室６０Ａから吐出口７１への燃料の流れのみを許容する逆流防止弁４５が配置されている。従って、弁体１３が閉じている場合には、高圧燃料の液圧により逆流防止弁４５を押して、吐出口７１から吐出される。
従って、連通路５０、吐出量調整室６０Ａ、及び高圧通路７０は、複数のポンプ室３２Ａ、３２Ｂの排出口と連通して途中で合流して加圧燃料を吐出する吐出経路としての機能を有する。また、逆流防止弁４５は、電磁弁１０が閉じられているときに燃料の液圧に応じて高圧通路７０を開閉する吐出用開閉弁として機能する。
【００２３】
弁体１３により吐出量調整室６０Ａと吸入燃料室２０Ａとの連通が開放されているときは、吐出量調整室６０Ａでの高圧燃料が吸入燃料室２０Ａへと流れる。この吸入燃料室２０Ａは、ポンプ室３２Ａ、３２Ｂの導入口と連通している。従って、吐出量調整室６０Ａと吸入燃料室２０Ａとを連通する経路は、前述した吐出経路から分岐して再度ポンプ室３２Ａ、３２Ｂの導入口と連通する戻り経路としての機能を有する。
【００２４】
次に、高圧燃料ポンプの動作について詳細に説明する。尚、プランジャ３０Ｂを例に説明する。
まず、吸入行程について説明する。
プランジャ３０Ｂが図１に示した状態から、カム３１Ｂが回転して下降すると、ポンプ室３２Ｂの圧力が低下する。ポンプ室３２Ｂの圧力が低下すると、吸入燃料室２０Ａとポンプ室３２Ｂとから逆流防止弁４３Ｂが受ける差圧が変化して、吸入燃料室２０Ａ内の燃料が逆流防止弁４３Ｂのスプリングの付勢力よりも大きくなり、逆流防止弁４３Ｂを押して、ポンプ室３２Ｂ内に燃料が吸入される。吸入行程は、プランジャ３０Ｂが上死点から下死点に位置するまで行われる。
【００２５】
次に、戻し行程について説明する。
プランジャ３０Ｂは、下死点から上昇し始めるが、上昇開始直後は、弁体１３は、吐出量調整室６０Ａと吸入燃料室２０Ａとの間を開放している。これにより、プランジャ３０Ｂにより押上げられた燃料が逆流防止弁４４Ｂを介して連通路５０への流れ込み、吐出量調整室６０Ａを介して再び吸入燃料室２０Ａへと戻される。
【００２６】
次に、加圧行程について説明する。
プランジャ３０Ｂが下死点からある程度の位置まで上昇すると、弁体１３は、吸入燃料室２０Ａと吐出量調整室６０Ａとの間を閉じる。この状態で、更にプランジャ３０Ｂが上昇すると、ポンプ室３２Ｂで燃料圧力が上昇し、燃料圧力が所定以上になると、逆流防止弁４４Ｂはスプリングの付勢力に抗して開き、燃料が連通路５０へと流出し、吐出量調整室６０Ａを介して高圧通路７０に流れる。高圧通路７０に流れた燃料は、逆流防止弁４５を押して、吐出口７１から吐出し、吐出した燃料は配管９４に供給され蓄圧されて、コモンレール９５に供給される。
【００２７】
上記の行程を繰り返すことにより、高圧燃料ポンプは、吸入した燃料を加圧して吐出する。燃料の吐出量は、電磁弁１０の励磁コイル１２の通電タイミングを制御することにより調整される。
【００２８】
尚、プランジャ３０Ｂが戻し行程の際には、プランジャ３０Ａは吸入行程が実行されている。このため、プランジャ３０Ｂから戻された燃料が、吸入燃料室２０Ａに再び戻されるので、プランジャ３０Ａが吸入行程を開始する際に、吸入燃料室２０Ａの内圧が低下する恐れを抑制できる。これにより、ポンプ室３２Ａの吸入効率が向上する。
【００２９】
以上のように、単一の電磁弁１０と逆流防止弁４５とにより、加圧燃料が通過する通路を、吐出量調整室６０Ａと吸入燃料室２０Ａとが連通する通路と、高圧通路７０とに選択的に切り替えることができる。即ち、電磁弁１０と逆流防止弁４５とは、前述した吐出経路と戻り経路のうちいずれか一方の経路のみの燃料を通過を選択的に切り替える経路切り替え手段として機能を有する。
この構成により、従来の高圧燃料ポンプのように、ポンプ室毎に電磁弁を複数設ける必要がないので、簡易な機構で吐出量を調整できる。
【００３０】
また、電磁弁１０は吐出量調整室６０Ａと吸入燃料室２０Ａと連通する経路を開閉し、逆流防止弁４５は、電磁弁１０が閉じられているときに燃料の液圧に応じて高圧通路７０を開閉する。従って、従来の高圧燃料ポンプのように、ポンプ室毎に電磁弁を設ける必要がないので、製造コストの低下を図ることができる。また、複数の電磁弁を設ける必要はないため、その作動音を抑制することができる。
【実施例２】
【００３１】
次に、実施例２に係る高圧燃料ポンプついて説明する。尚、実施例１に係る高圧燃料ポンプと同様の箇所については同一の符号を付することによりその説明を省略する。図２は、実施例２に係る高圧燃料ポンプの説明図であり、図３は、図２のＡ−Ａ断面図、図４は、図２のＢ−Ｂ断面図である。
実施例２に係る高圧燃料ポンプは、図２乃至図４に示すように、実施例１に係る高圧燃料ポンプと異なり、３つのプランジャ３０ａ〜３０ｃ、それぞれに対応するカム３１ａ〜３１ｃ、ポンプ室３２ａ〜３２ｃ等を備えている。
【００３２】
図３の下方には、それぞれカム３１ａ〜３１ｃの状態を示しており、カム３１ａ〜３１ｃは、それぞれ１２０°ずつ位相が相違する。従って、図３に示したカム３１ａから時計方向に回転すると、ポンプ室３２ａが膨張し燃料が吸入される。プランジャ３０ａの吸入工程が終了すると、次にプランジャ３０ｃの戻し行程及び加圧工程が開始される。プランジャ３０ｃの加圧工程が終了すると、プランジャ３０ｃの吸入行程と、プランジャ３０ｂの戻し行程及び加圧工程が開始される。プランジャ３０ｂの戻し行程及び加圧行程が終了すると、プランジャ３０ｂの吸入行程が開始され、プランジャ３０ａの戻し行程及び加圧工程が開始される。上記の行程を繰り返すことにより、高圧燃料ポンプは、吸入した燃料を加圧して吐出する。
【００３３】
吸入燃料室２０ａと連通したポンプ室３２ａ〜３２ｃの各導入口には、図２及び図３に示すように、逆流防止弁４３ａ〜４３ｃが配置されている。これにより、ポンプ室３２ａ〜３２ｃから吸入燃料室２０ａへの燃料の逆流が防止される。
また、吐出量調整室６０ａと連通したポンプ室３２ａ〜３２ｃの各排出口には、図１及び図２に示すように、逆流防止弁４４ａ〜４４ｃが配置されている。これにより、ポンプ室３２ａ〜３２ｃから吐出量調整室６０ａへと流出した燃料が逆流して、再びポンプ室３２ａ〜３２ｃの何れかに流れ込むことを防止できる。
【００３４】
電磁弁１０の開閉動作は、実施例１に係る高圧燃料ポンプと同様に、プランジャ３０ａ〜３０ｃのいずれかが加圧行程の際には、吐出量調整室６０ａと吸入燃料室２０ａとの連通を閉じる。その他の行程、例えば、戻り行程、吸入行程においては、吐出量調整室６０ａと吸入燃料室２０ａとの連通を開放する。
以上のように、ポンプ室及びプランジャが３つ、又はそれ以上の場合の高圧燃料ポンプであっても、本発明を採用できる。
【００３５】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施例１に係る高圧燃料ポンプについての説明図である
【図２】実施例２に係る高圧燃料ポンプついて説明図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０                                          電磁弁
１１                                          駆動部
１２                                          励磁コイル
１３                                          弁体
２０Ａ、２０ａ                                吸入燃料室
２１                                          吸入室
３０Ａ、３０Ｂ、３０ａ〜３０ｃ                プランジャ
３１Ａ、３１Ｂ、３１ａ〜３１ｃ                カム
３２Ａ、３２Ｂ、３２ａ〜３２ｃ                ポンプ室
４１、４３Ａ、４３Ｂ、４４Ａ、４４Ｂ、４５    逆流防止弁
５０                                          連通路
６０Ａ、６０ａ                                吐出量調整室
７０                                          高圧通路
７１                                          吐出口
８０Ａ、８０ａ                                ポンプハウジング
【図１】
2008261233.tif 000003
【図２】
2008261233.tif 000004
【図３】
2008261233.tif 000005
【図４】
2008261233.tif 000006