(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンク（２）内の燃料を吸入して加圧する低圧ポンプ（３）と、
この低圧ポンプから吐出された低圧燃料が流通する低圧配管（４）と、
この低圧配管から吸入した低圧燃料を加圧する高圧ポンプ（５）と、
前記低圧配管側の燃料通路（１３）と前記高圧ポンプの内部通路（１４）とを連通する連通路（１５、１７、２１〜２３、８０〜８４）を有する筒状の配管継ぎ手（８）とを備え、
前記配管継ぎ手は、前記連通路の通路面積を可変する圧力制御弁（１６、７７、７８）を内蔵し、
前記圧力制御弁は、前記内部通路（１４）の燃料圧が前記燃料通路の燃料圧よりも低い低圧状態の時に、前記連通路の通路面積を最大とし、
且つ前記内部通路（１４）の燃料圧が前記燃料通路の燃料圧よりも高い高圧状態の時に、前記連通路の通路面積を最小とし、
前記連通路は、前記圧力制御弁を収容する弁室（１７）、および前記燃料通路と前記弁室とを連通する複数の連通孔（２１〜２３）を有し、
前記配管継ぎ手は、前記燃料通路と前記弁室とを区画する隔壁（２４）を有し、
前記隔壁は、前記圧力制御弁が離着座可能な弁座（２５）を有し、
前記弁室は、前記圧力制御弁が前記弁座から離座している時にのみ前記圧力制御弁と前記弁座との間に形成される中間通路（２６）を有し、
前記複数の連通孔は、前記隔壁に設けられており、
前記圧力制御弁は、前記弁座に着座した時にのみ前記複数の連通孔のうちの一部の連通孔（２１、２３）を閉じるとともに、前記一部の連通孔以外の連通孔（２２）と前記内部通路とを直接連通する軸孔（２８）を有し、
前記複数の連通孔の総通路面積をＡａとし、
前記軸孔の総通路面積をＡｖとし、
前記内部通路の最小通路面積をＡｐとした場合、
前記低圧状態の時においては、
Ａｐ≦Ａａ≦Ａｖ
の関係を満たすことを特徴とする燃料供給装置（１）。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料供給装置において、
前記一部の連通孔以外の連通孔の総通路面積をＡｃとし、
前記内部通路の最小通路面積をＡｐとした場合、
前記高圧状態の時においては、
Ａｐ＞Ａｃ
の関係を満たすことを特徴とする燃料供給装置。
【請求項３】
燃料タンク内の燃料を吸入して加圧する低圧ポンプと、
この低圧ポンプから吐出された低圧燃料が流通する低圧配管と、
この低圧配管から吸入した低圧燃料を加圧する高圧ポンプと、
前記低圧配管側の燃料通路と前記高圧ポンプの内部通路とを連通する連通路を有する筒状の配管継ぎ手とを備え、
前記配管継ぎ手は、前記連通路の通路面積を可変する圧力制御弁を内蔵し、
前記圧力制御弁は、前記内部通路の燃料圧が前記燃料通路の燃料圧よりも低い低圧状態の時に、前記連通路の通路面積を最大とし、
且つ前記内部通路の燃料圧が前記燃料通路の燃料圧よりも高い高圧状態の時に、前記連通路の通路面積を最小とし、
前記連通路は、前記圧力制御弁を収容する弁室、および前記燃料通路と前記弁室とを連通する複数の連通孔を有し、
前記配管継ぎ手は、前記燃料通路と前記弁室とを区画する隔壁を有し、
前記隔壁は、前記圧力制御弁が離着座可能な弁座を有し、
前記弁室は、前記圧力制御弁が前記弁座から離座している時にのみ前記圧力制御弁と前記弁座との間に形成される中間通路を有し、
前記複数の連通孔は、前記隔壁に設けられており、
前記圧力制御弁は、前記弁座に着座した時にのみ前記複数の連通孔のうちの一部の連通孔を閉じるとともに、前記一部の連通孔以外の連通孔と前記内部通路とを直接連通する軸孔を有し、
前記一部の連通孔以外の連通孔の総通路面積をＡｃとし、
前記内部通路の最小通路面積をＡｐとした場合、
前記高圧状態の時においては、
Ａｐ＞Ａｃ
の関係を満たすことを特徴とする燃料供給装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３の内のいずれか１つに記載の燃料供給装置において、
前記圧力制御弁の可動リフト量をＬとし、
前記複数の連通孔の総通路面積をＡａとし、
前記燃料通路の流量係数をＣａとし、
前記圧力制御弁のフルリフト時での前記中間通路の流量係数をＣｃとし、
前記軸孔の径をＤｖとした場合、
Ｌ≧Ｃａ・Ａａ／（Ｃｃ・π・Ｄｖ）
の関係を満たすことを特徴とする燃料供給装置。
【請求項５】
燃料タンク内の燃料を吸入して加圧する低圧ポンプと、
この低圧ポンプから吐出された低圧燃料が流通する低圧配管と、
この低圧配管から吸入した低圧燃料を加圧する高圧ポンプと、
前記低圧配管側の燃料通路と前記高圧ポンプの内部通路とを連通する連通路を有する筒状の配管継ぎ手とを備え、
前記配管継ぎ手は、前記連通路の通路面積を可変する圧力制御弁を内蔵し、
前記圧力制御弁は、前記内部通路の燃料圧が前記燃料通路の燃料圧よりも低い低圧状態の時に、前記連通路の通路面積を最大とし、
且つ前記内部通路の燃料圧が前記燃料通路の燃料圧よりも高い高圧状態の時に、前記連通路の通路面積を最小とし、
前記連通路は、前記圧力制御弁を収容する弁室、および前記燃料通路と前記弁室とを連通する複数の連通孔を有し、
前記配管継ぎ手は、前記燃料通路と前記弁室とを区画する隔壁を有し、
前記隔壁は、前記圧力制御弁が離着座可能な弁座を有し、
前記弁室は、前記圧力制御弁が前記弁座から離座している時にのみ前記圧力制御弁と前記弁座との間に形成される中間通路を有し、
前記複数の連通孔は、前記隔壁に設けられており、
前記圧力制御弁は、前記弁座に着座した時にのみ前記複数の連通孔のうちの一部の連通孔を閉じるとともに、前記一部の連通孔以外の連通孔と前記内部通路とを直接連通する軸孔を有し、
前記圧力制御弁の可動リフト量をＬとし、
前記複数の連通孔の総通路面積をＡａとし、
前記燃料通路の流量係数をＣａとし、
前記圧力制御弁のフルリフト時での前記中間通路の流量係数をＣｃとし、
前記軸孔の径をＤｖとした場合、
Ｌ≧Ｃａ・Ａａ／（Ｃｃ・π・Ｄｖ）
の関係を満たすことを特徴とする燃料供給装置。
【請求項６】
燃料タンク内の燃料を吸入して加圧する低圧ポンプと、
この低圧ポンプから吐出された低圧燃料が流通する低圧配管と、
この低圧配管から吸入した低圧燃料を加圧する高圧ポンプと、
前記低圧配管側の燃料通路と前記高圧ポンプの内部通路とを連通する連通路を有する筒状の配管継ぎ手とを備え、
前記配管継ぎ手は、前記連通路の通路面積を可変する圧力制御弁を内蔵し、
前記圧力制御弁は、前記内部通路の燃料圧が前記燃料通路の燃料圧よりも低い低圧状態の時に、前記連通路の通路面積を最大とし、
且つ前記内部通路の燃料圧が前記燃料通路の燃料圧よりも高い高圧状態の時に、前記連通路の通路面積を最小とし、
前記連通路は、前記圧力制御弁を収容する弁室、および前記燃料通路と前記弁室とを連通する複数の連通孔（８０〜８４）を有し、
前記配管継ぎ手は、前記燃料通路と前記弁室とを区画する隔壁を有し、
前記隔壁は、前記圧力制御弁が離着座可能な弁座を有し、
前記複数の連通孔は、前記隔壁に設けられており、
前記圧力制御弁は、前記弁座に着座した時に、前記複数の連通孔のうちの一部の連通孔（８０）のみを閉じ、
前記一部の連通孔の内、前記高圧状態における流れの方向に関し、前記弁室に対する開口から下流側の所定の範囲が下流側ほど円錐状に径小となっており、
前記一部の連通孔の内、下流側ほど円錐状に径小となっている部分が前記弁座をなし、
前記弁座における前記圧力制御弁の着座位置の径をＤｓとし、
前記弁座の母線と前記弁座の軸とのなす角度をθとし、
前記圧力制御弁の前記弁座からの最大リフト量をＬとし、
Ｄｓ・π・Ｌ・ｓｉｎθを最大開口面積Ａｖとし、
前記一部の連通孔以外の連通孔（８１〜８４）の総通路面積をＡａとし、
前記内部通路の最小通路面積をＡｐとした場合、
前記低圧状態の時においては、
Ａｐ≦Ａａ＋Ａｖ
の関係を満たすことを特徴とする燃料供給装置。
【請求項７】
燃料タンク内の燃料を吸入して加圧する低圧ポンプと、
この低圧ポンプから吐出された低圧燃料が流通する低圧配管と、
この低圧配管から吸入した低圧燃料を加圧する高圧ポンプと、
前記低圧配管側の燃料通路と前記高圧ポンプの内部通路とを連通する連通路を有する筒状の配管継ぎ手とを備え、
前記配管継ぎ手は、前記連通路の通路面積を可変する圧力制御弁を内蔵し、
前記圧力制御弁は、前記内部通路の燃料圧が前記燃料通路の燃料圧よりも低い低圧状態の時に、前記連通路の通路面積を最大とし、
且つ前記内部通路の燃料圧が前記燃料通路の燃料圧よりも高い高圧状態の時に、前記連通路の通路面積を最小とし、
前記連通路は、前記圧力制御弁を収容する弁室、および前記燃料通路と前記弁室とを連通する複数の連通孔を有し、
前記配管継ぎ手は、前記燃料通路と前記弁室とを区画する隔壁を有し、
前記隔壁は、前記圧力制御弁が離着座可能な弁座を有し、
前記複数の連通孔は、前記隔壁に設けられており、
前記圧力制御弁は、前記弁座に着座した時に、前記複数の連通孔のうちの一部の連通孔のみを閉じ、
前記弁座は、前記弁室を形成する平面（８６）に存在し、この平面に、前記一部の連通孔が開口しており、
前記平面における前記一部の連通孔の開口の径をＤｂ
前記圧力制御弁の前記弁座からの最大リフト量をＬとし、
Ｄｂ・π・Ｌを最大開口面積Ａｖとし、
前記一部の連通孔以外の連通孔の総通路面積をＡａとし、
前記内部通路の最小通路面積をＡｐとした場合、
前記低圧状態の時においては、
Ａｐ≦Ａａ＋Ａｖ
の関係を満たすことを特徴とする燃料供給装置。
【請求項８】
燃料タンク内の燃料を吸入して加圧する低圧ポンプと、
この低圧ポンプから吐出された低圧燃料が流通する低圧配管と、
この低圧配管から吸入した低圧燃料を加圧する高圧ポンプと、
前記高圧ポンプにネジ嵌合により締結され、さらに前記低圧配管が締結される筒状の配管継ぎ手とを備え、
前記配管継ぎ手の筒先（８９）は、前記高圧ポンプの内部通路に突き出て自身の外周壁と前記内部通路の壁との間に筒状の空間（９０）を形成し、
この筒状の空間には弾性体（９１）が収容されており、また、前記筒状の空間は、先端側で前記内部通路に開放されており、
前記内部通路から前記配管継ぎ手の通路（８８）に向かう流れが生じると、前記筒状の空間にも燃料が流入して前記弾性体を圧縮し、前記筒状の空間において、燃料が占める領域が拡大することを特徴とする燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低圧ポンプおよび高圧ポンプを備えた燃料供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、低圧ポンプ、高圧ポンプおよびインジェクタを備え、エンジンに燃料を供給する燃料供給装置が公知である（例えば、特許文献１参照）。
この燃料供給装置は、低圧ポンプと高圧ポンプとを直列に接続する低圧配管の途中に絞り要素を設けている。これにより、高圧ポンプの吸入動作、吐出動作に起因する低圧側の燃料の圧力脈動を低減している。
【０００３】
ところで、燃料の圧力脈動を低減する絞り要素における絞り量の限界は、高圧ポンプへの必要燃料供給量と低圧ポンプの吐出性能によって決まる。
このため、脈動低減効果を向上させるという目的で、絞り要素における絞り量を現状よりも大きくすると、低圧配管を通過する燃料の圧力損失が大きくなる。これにより、吐出圧を現状よりも増加させた高性能な低圧ポンプが必要となる。
また、高性能な低圧ポンプを使用した場合には、低圧ポンプと低圧配管との接続部分や低圧配管における高いシール性を確保する必要がある。また、低圧配管における高い燃料圧に耐え得る配管強度を確保する必要がある。
【０００４】
したがって、低圧ポンプと低圧配管との接続部分や低圧配管のシール性を高くしたり、低圧配管の強度を高くしたりするための設計自由度が低いという問題がある。
逆に、絞り要素における絞り量を現状よりも小さくすると、低圧配管における燃料の圧力脈動を緩和することができなくなるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−２２２０２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、シール性および配管強度の設計自由度が高く、且つ高圧ポンプの作動で生じる低圧配管における燃料の圧力脈動を緩和することのできる燃料供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明によれば、高圧ポンプの内部通路の燃料圧が低圧配管側の燃料通路の燃料圧よりも低い低圧状態の時に、弁体が連通路の通路面積を圧力制御弁が最大とすることにより、低圧ポンプから高圧ポンプに流入する燃料の圧力損失を低減することができる。これにより、低圧ポンプの高性能化が不要となる。また、低圧ポンプの吐出性能を向上させなくても良くなるので、低圧ポンプと低圧配管との接続部分におけるシール性を高める必要はなく、低圧配管の配管強度を高める必要もない。
一方、高圧ポンプの内部通路の燃料圧が低圧配管側の燃料通路の燃料圧よりも高い高圧状態の時に、連通路の通路面積を弁体が最小とすることにより、高圧ポンプの作動で生じる低圧配管における燃料の圧力脈動を緩和することができる。
したがって、シール性および配管強度の設計自由度が高く、且つ単純構造で、低圧配管における燃料の圧力脈動を緩和することができる。
なお、上記の低圧状態は、低圧ポンプから高圧ポンプへ燃料が供給される時や、低圧配管側の燃料通路から高圧ポンプの内部通路へ向けて燃料が順方向に流れる時等に形成される。また、上記の高圧状態は、高圧ポンプから低圧配管へ燃料の圧力脈動が伝播する時や、高圧ポンプの内部通路から低圧配管側の燃料通路へ向けて燃料が逆方向に流れる時等に形成される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】燃料供給装置の概略構成を示した構成図である（実施形態１）。
【図２】（ａ）は高圧ポンプに配管継ぎ手を取り付けた状態を示した断面図、（ｂ）は配管継ぎ手を示した正面図である（実施形態１）。
【図３】図２（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である（実施形態１）。
【図４】圧力減衰係数とＡｃ／Ａｐとの関係を示した特性図である（実施形態１）。
【図５】（ａ）は高圧ポンプに配管継ぎ手を取り付けた状態を示した断面図、（ｂ）は配管継ぎ手を示した正面図である（実施形態２）。
【図６】図５（ａ）のＶＩ−ＶＩ断面図である（実施形態２）。
【図７】（ａ）は高圧ポンプに配管継ぎ手を取り付けた状態を示した断面図、（ｂ）は配管継ぎ手を示した正面図である（実施形態３）。
【図８】図７（ａ）のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図である（実施形態３）。
【図９】（ａ）は高圧ポンプに配管継ぎ手を取り付けた状態を示した断面図、（ｂ）は配管継ぎ手を示した正面図である（実施形態４）。
【図１０】図９（ａ）のＸ−Ｘ断面図である（実施形態４）。
【図１１】（ａ）は高圧ポンプに配管継ぎ手を取り付けた状態を示した断面図、（ｂ）は配管継ぎ手を示した正面図であり、（ｃ）は圧力制御弁が開いている状態を示した断面図である（実施形態５）。
【図１２】高圧ポンプに配管継ぎ手を取り付けた状態を示した断面図である（実施形態６）。
【図１３】高圧ポンプに配管継ぎ手を取り付けた状態を示した断面図である（実施形態７）。
【図１４】図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ断面図である（実施形態７）。
【図１５】図１３の部分拡大図である（実施形態７）。
【図１６】圧力脈動の態様を示す説明図である（実施形態７）。
【図１７】（ａ）、（ｂ）は、両方ともに、高圧ポンプに配管継ぎ手を取り付けた状態を示した断面図である（変形例）。
【図１８】高圧ポンプに配管継ぎ手を取り付けた状態を示した断面図である（変形例）。
【図１９】図１８のＸＩＸ−ＸＩＸ断面図である（変形例）。
【図２０】図１８の部分拡大図である（変形例）。
【図２１】高圧ポンプに配管継ぎ手を取り付けた状態を示した断面図である（変形例）。
【図２２】図２１のＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ断面図である（変形例）。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら、発明を実施するための形態を説明する。
【００１０】
［実施形態１の構成］
図１ないし図４は、本発明を適用した実施形態１を示したものである。
【００１１】
本実施形態の燃料供給装置１は、例えば自動車等の車両に搭載されるエンジン用の燃料噴射システムとして知られるコモンレールシステムによって構成されている。
このコモンレールシステムは、燃料タンク２、低圧ポンプ３、低圧配管４、高圧ポンプ５、リターン配管６、コモンレール、複数のインジェクタおよび制御部（以下ＥＣＵと呼ぶ）７を備えている。
エンジンは、例えば自動車等の車両走行用エンジンであって、複数の気筒を有する多気筒ディーゼルエンジンが採用されている。
なお、コモンレールおよび複数のインジェクタの図示は、省略している。
【００１２】
低圧ポンプ３は、モータの動力で駆動される。この低圧ポンプ３は、燃料タンク２から吸入した燃料を加圧して吐出する。また、低圧ポンプ３は、燃料タンク２内に設置されるインタンク方式の電動燃料ポンプである。また、低圧ポンプ３には、低圧配管４の上流端が接続する吐出ポートが設けられている。
高圧ポンプ５は、低圧配管４を接続する配管継ぎ手８、およびリターン配管６を接続する配管継ぎ手９を有している。
【００１３】
低圧配管４の下流端には、配管継ぎ手８の上流端が接続している。この低圧配管４の内部には、低圧ポンプ３の吐出ポートと配管継ぎ手８の入口１０とを連通する低圧燃料通路が形成されている。
低圧配管４の途中には、低圧ポンプ３の動作によって燃料タンク２から汲み上げた低圧燃料を濾過する燃料フィルタ１１、およびこの燃料フィルタ１１を通過した低圧燃料の圧力を検出する燃料圧センサ１２が設置されている。
燃料圧センサ１２は、低圧燃料通路を流れる低圧燃料の圧力を電気信号に変換してＥＣＵ７に出力する。
なお、低圧配管４の低圧燃料通路の図示は、省略している。
【００１４】
配管継ぎ手８は、図２および図３に示したように、低圧配管４の低圧燃料通路の下流側に接続する配管側通路１３を有している。この配管側通路１３は、特許請求の範囲における低圧配管４側の燃料通路に相当する。
配管継ぎ手８は、配管側通路１３と燃料吸入通路１４とを連通する連通路１５、およびこの連通路１５の通路面積を可変する圧力制御弁１６を有している。
連通路１５は、圧力制御弁１６を往復移動可能に収容する弁室１７、および配管側通路１３と弁室１７とを連通する複数の連通孔２１〜２３を有している。
配管継ぎ手８は、配管側通路１３と弁室１７とを区画する隔壁２４を有している。
隔壁２４の弁室１７側面には、圧力制御弁１６が離着座可能な円環状の弁座２５が設けられている。
なお、配管継ぎ手８の詳細は、後述する。
【００１５】
高圧ポンプ５は、配管継ぎ手８を介して低圧配管４の下流端に接続している。この高圧ポンプ５は、配管継ぎ手９を介してリターン配管６の上流端に接続している。
高圧ポンプ５は、エンジンの動力で駆動される。この高圧ポンプ５は、低圧ポンプ３から燃料吸入通路１４、吸入調量弁３１および燃料吸入弁３２を経て加圧室３３内に吸入した低圧燃料を加圧して高圧化する。そして、加圧室３３内で加圧された高圧燃料は、燃料吐出弁３４および燃料吐出通路３５を経てコモンレールおよび複数のインジェクタに圧送供給される。
【００１６】
吸入調量弁３１は、低圧ポンプ３から加圧室３３への燃料の吸入量を調整することで、高圧ポンプ５より吐出される燃料吐出量を制御する電磁弁である。
この吸入調量弁３１は、ＥＣＵ７から印加されるポンプ駆動信号によって通電制御される。これにより、高圧ポンプ５の燃料吐出量、および複数のインジェクタに供給される燃料圧が制御される。
燃料吸入弁３２は、加圧室３３よりも上流側の燃料吸入通路１４を開閉する。この燃料吸入弁３２には、リターンスプリング３６の付勢力が作用している。
ここで、燃料吸入通路１４は、特許請求の範囲における高圧ポンプの内部通路に相当する。
燃料吐出弁３４は、加圧室３３よりも下流側の燃料吐出通路３５を開閉する。この燃料吐出弁３４には、リターンスプリング３７の付勢力が作用している。
【００１７】
高圧ポンプ５は、エンジンのクランクシャフトに回転に同期して一定方向に回転するシャフト４１と、このシャフト４１を回転自在に支持するハウジング４２とを備えている。また、高圧ポンプ５は、軸方向に移動するプランジャ４３と、このプランジャ４３を摺動可能に支持する筒状のシリンダ４４と、シャフト４１のカム４５に押圧する方向にプランジャ４３を付勢するスプリング４６とを備えている。
シャフト４１の外周には、プランジャ４３をその移動方向に往復駆動するカム４５が一体的に組み付けられている。プランジャ４３とカム４５との間には、タペット５１、ローラピン５２およびローラ５３等を有するタペット機構が介在している。
【００１８】
ハウジング４２には、プランジャ４３とカム４５との摺動部分およびタペット機構に燃料を供給するための油路５４が設けられている。この油路５４は、オリフィス５５を介して、吸入調量弁３１よりも上流側の燃料吸入通路１４に接続している。また、油路５４は、配管継ぎ手９を介して、リターン配管６に接続している。これにより、ハウジング４２の内部で余剰となった燃料は、リターン配管６を通って燃料系の低圧側となる燃料タンク２へ戻される。
ハウジング４２には、スプリング４６の一端側を保持する環状のスプリング座部５６が設けられている。また、プランジャ４３の外周には、スプリング４６の他端側を保持する環状のタペット５１が組み付けられている。
【００１９】
ハウジング４２の外壁には、図２に示したように、円筒状の配管継ぎ手８を取り付けるための雌螺子孔６１が設けられている。この雌螺子孔６１の開口周縁には、配管継ぎ手８の取付位置を規定するストッパ６２が設けられている。また、雌螺子孔６１の底面には、圧力制御弁１６のフルリフト量を規定するストッパ６３が設けられている。
タペット５１は、カム４５の回転運動をプランジャ４３の往復運動に変換するもので、ハウジング４２のガイド孔に往復摺動可能に支持されている。このタペット５１は、ローラピン５２を介してローラ５３に一体移動可能に連結している。
なお、ハウジング４２のガイド孔の図示は、省略している。
【００２０】
ハウジング４２の外壁には、円筒状の配管継ぎ手９を取り付けるための雌螺子孔が設けられている。
配管継ぎ手９の外周には、ハウジング４２に締結する際に使用される六角形状の工具係合部、および雌螺子孔と螺合する雄螺子が設けられている。
また、高圧ポンプ５からのリーク燃料やオーバーフロー燃料等の余剰燃料は、配管継ぎ手９、リターン配管６を経て燃料タンク２へ戻される。
なお、配管継ぎ手９の雌螺子孔、工具係合部、および雄螺子の図示は、省略している。  
【００２１】
［実施形態１の特徴］
次に、本実施形態の配管継ぎ手８の詳細を図１ないし図４に基づいて説明する。
配管継ぎ手８の外周には、ハウジング４２に締結する際に使用される六角形状の工具係合部７１、および雌螺子孔６１と螺合する雄螺子７２が設けられている。
工具係合部７１よりも配管側には、低圧配管４の下流端を締付具を用いて締め付け固定するための円筒状の結合部７３が設けられている。
工具係合部７１よりもポンプ側には、ストッパ６２に当接する円環状のフランジ７４が設けられている。これにより、雌螺子孔６１に対する配管継ぎ手８の挿入量が規制されるため、配管継ぎ手８の下流端とストッパ６３との間には隙間Ｓが形成される。
【００２２】
配管継ぎ手８は、図２および図３に示したように、配管側通路１３、圧力制御弁１６、弁室１７、隔壁２４、弁座２５および複数の連通孔２１〜２３を有している。
配管側通路１３は、低圧配管４の燃料通路と複数の連通孔２１〜２３とを連通する。この配管側通路１３は、隔壁２４よりも配管側に設けられている。
弁室１７は、複数の連通孔２１〜２３と燃料吸入通路１４とを連通する。この弁室１７は、隔壁２４よりもポンプ側に設けられている。また、弁室１７は、隔壁２４とストッパ６３との間に形成される軸方向孔である。
弁室１７は、圧力制御弁１６が弁座２５から離座している時にのみ圧力制御弁１６と弁座２５との間に形成される中間通路２６を有している。
また、配管側通路１３および弁室１７の空間形状は、円形状に形成されている。
【００２３】
配管継ぎ手８は、弁室１７の外周側に円環状の側壁２７を有している。この側壁２７の内周面には、圧力制御弁１６を往復摺動可能にガイドする摺動面が形成されている。
圧力制御弁１６は、弁座２５に着座した時にのみ複数の連通孔２１〜２３のうちの一部の連通孔２１、２３を閉じる。この圧力制御弁１６は、一部の連通孔２１、２３以外の連通孔２２と燃料吸入通路１４とを直接連通する軸孔２８を有している。
また、圧力制御弁１６は、少なくとも燃料吸入通路１４内の燃料圧に応じて可動リフトが変化することにより、連通路１５の通路面積を可変する圧力応動弁である。
【００２４】
ここで、高圧ポンプ５の燃料吸入通路１４の燃料圧が低圧配管４の低圧燃料通路の燃料圧よりも低い状態を低圧状態、燃料吸入通路１４の燃料圧が低圧燃料通路の燃料圧よりも高い状態を高圧状態と定義する。また、低圧ポンプ３から高圧ポンプ５へ燃料が流れる方向を順方向と定義する。
圧力制御弁１６は、低圧状態の時に、配管継ぎ手８の弁室１７内において最も順方向側に位置する。このとき、圧力制御弁１６は、隔壁２４の弁座２５から離座して全ての連通孔２１〜２３を開く。すなわち、圧力制御弁１６は、最も順方向側に位置する時に、連通路１５の通路面積を最大とする。
また、圧力制御弁１６は、高圧状態の時に、配管継ぎ手８の弁室１７内において最も順方向の逆方向側に位置する。このとき、圧力制御弁１６は、弁座２５に着座して複数の連通孔２１〜２３のうちの一部の連通孔２１、２３を閉じる。すなわち、圧力制御弁１６は、最も逆方向側に位置する時に、連通路１５の通路面積を最小とする。
【００２５】
圧力制御弁１６の中央部には、軸方向の両端面を連通する軸孔２８が貫通形成されている。この軸孔２８は、圧力制御弁１６が弁座２５から離座している時に中間通路２６を介して全ての連通孔２１〜２３と燃料吸入通路１４とを連通する。
また、軸孔２８は、圧力制御弁１６が弁座２５に着座している時に一部の連通孔２１、２３以外の連通孔２２と燃料吸入通路１４とを直接連通する。
一部の連通孔２１、２３以外の連通孔２２は、配管継ぎ手８内に形成される燃料流の通路断面積を絞る絞り孔としての機能を有している。この連通孔２２は、軸孔２８よりも小さい孔径を有し、軸孔２８と同一軸線上に孔中心がある。
弁座２５は、隔壁２４の下流端面に設けれて、圧力制御弁１６のシート面に対応した円環形状を呈する。また、一部の連通孔２１、２３の下流端は、弁座２５で開口している。また、連通孔２２の下流端は、弁座２５以外で開口している。
なお、連通孔２１、２３は、弁座２５において１８０°間隔で設けられている。
【００２６】
ここで、複数の連通孔２１〜２３の総通路面積をＡａとし、
軸孔２８の総通路面積をＡｖとし、
燃料吸入通路１４の最小通路面積をＡｐとした場合、
低圧ポンプ３から高圧ポンプ５へ燃料が供給される時、つまり低圧状態の時においては、
Ａｐ≦Ａａ≦Ａｖ
の関係を満たす。
また、一部の連通孔２１、２３以外の連通孔２２の総通路面積をＡｃとし、
燃料吸入通路１４の最小通路面積をＡｐとした場合、
高圧ポンプ３から低圧配管４側に燃料の圧力脈動が伝播する時、つまり高圧状態の時においては、
Ａｐ＞Ａｃ
の関係を満たす。
【００２７】
圧力制御弁１６の可動リフト量をＬとし、
複数の連通孔２１〜２３の総通路面積をＡａとし、
配管側通路１３の流量係数をＣａとし、
圧力制御弁１６のフルリフト時での中間通路２６の流量係数をＣｃとし、
軸孔２８の径をＤｖとした場合、
Ｌ≧Ｃａ・Ａａ／（Ｃｃ・π・Ｄｖ）
の関係を満たす。
なお、流量係数Ｃｃとは、摩擦損失等がない理想的な流れにおける流量Ｑ０と、実測等により得られる現実の流量Ｑとの比であり、Ｑ／Ｑ０により求めることができる。
【００２８】
ここで、本実施形態の燃料供給装置１においては、下記の２つの過程において、圧力制御弁１６の動きにより、通路面積は以下のように変化する。
過程１…低圧ポンプ３から高圧ポンプ５へ燃料が供給される過程。
配管継ぎ手８の弁室１４内に内包される圧力制御弁１６には、燃料の供給圧により高圧ポンプ５側への力が働き、複数の連通孔２１〜２３が設けられた隔壁２４の弁座２５から圧力制御弁１６は離される。このとき、Ａｐ≦Ａａ≦Ａｖの関係から、配管継ぎ手８の連通路１５から高圧ポンプ５の燃料吸入通路１４までの間の通路面積の最小絞りはＡｐとなる。
【００２９】
過程２…高圧ポンプ５の作動に起因して高圧ポンプ５から低圧ポンプ３へ燃料の圧力脈動が伝播する過程。
高圧ポンプ５の作動によって、高圧ポンプ５の燃料吸入通路１４からの燃料の圧力脈動が配管継ぎ手８内の圧力制御弁１６に到達すると、圧力制御弁１６には隔壁２４側への力が働き、弁座２５に圧力制御弁１６が着座する。このとき、圧力制御弁１６の軸孔２８と重なった連通孔２２のみが低圧配管４側への通路となる。
本実施形態では、高圧ポンプ５の燃料吸入通路１４で発生した燃料の圧力脈動を緩和を目的としているので、過程２で得られるＡｃがＡｐよりも小さくなるようにＡａとＡｖの孔数、孔面積、孔位置を設計することで、低圧ポンプ３へ伝播する燃料の圧力脈動の大きさを設定できる。
ここで、Ａｐに対してＡｃが小さくなる程、逆方向通路面積絞りの効果は大きくなる。  なお、逆方向通路面積絞りとは、高圧ポンプの燃料吸入通路１４を燃料の圧力脈動が逆方向に伝播する時に配管継ぎ手８内の連通路１５の通路断面積を絞る状態のことである。  
【００３０】
［実施形態１の効果］
以上のように、本実施形態の燃料供給装置１においては、低圧ポンプ３から高圧ポンプ５へ燃料が供給される時、つまり低圧状態の時には、燃料吸入通路１４を流れる燃料圧よりも配管側通路１３を流れる燃料圧の方が高くなるので、圧力制御弁１６が弁座２５から離座して全ての連通孔２１〜２３を開く。これにより、配管継ぎ手８内の連通路１５の通路断面積が絞られることはないので、低圧ポンプ３から高圧ポンプ５に流入する燃料の圧力損失を低減することが可能となる。
これによって、低圧ポンプ３の高性能化が不要となる。また、低圧ポンプ３の吐出性能を向上させなくても良くなるので、低圧ポンプ３と低圧配管４との接続部分におけるシール性を高める必要はなく、低圧配管４の配管強度を高める必要もない。
【００３１】
一方、高圧ポンプ５から低圧配管４側へ燃料の圧力脈動が伝播する時、つまり高圧状態の時には、配管側通路１３を流れる燃料圧よりも燃料吸入通路１４を流れる燃料圧の方が高くなるので、圧力制御弁１６が弁座２５に着座して一部の連通孔２１、２３を閉じる。これにより、一部の連通孔２１、２３以外の連通孔２２のみが開放されることで、配管継ぎ手８内の連通路１５の通路断面積を絞ることができるので、高圧ポンプ５の作動で生じる低圧配管４の圧力脈動を緩和することが可能となる。
したがって、シール性および配管強度の設計自由度が高く、且つ単純構造で、低圧配管４における燃料の圧力脈動を緩和することができる。
【００３２】
また、低圧配管４については、強度の低い材質である樹脂を使用できるので、車両のエンジンルーム内における低圧配管４の取り回し性を向上することができる。
このように本実施形態の燃料供給装置１は、燃料タンク２から高圧ポンプ５へ燃料を供給する低圧配管４の強度を高くできない車両の場合に特に有効である。
また、本実施形態の燃料供給装置１においては、Ａｃを任意に設計できるため、低圧配管４への燃料の圧力脈動の大きさを設定できる。
これにより、低圧配管４に作用する燃料の圧力脈動の大きさを、低圧配管４の耐圧限界付近に設定すれば、燃料の圧力脈動が配管継ぎ手８まで伝播した後、再度高圧ポンプ５側へ戻る燃料の圧力脈動の大きさが抑えられ、高圧ポンプ５のシール部に与えるストレスを小さくすることができる。
【００３３】
［実施形態１の実験結果］
ここで、圧力制御弁１６が最も逆方向側に位置する時に、連通路１５の通路断面積を絞る状態を、逆方向通路面積絞りと呼ぶ場合がある。
次に、Ａｃ／Ａｐを種々変化させて、圧力減衰係数がどのように変化するかについて調査した実験について説明する。この実験は、Ａｃ／Ａｐを変化させ、圧力減衰係数について調査したもので、その実験結果を図４のグラフに示した。
図４は、縦軸が圧力減衰係数を示し、横軸がＡｃ／Ａｐを示す。
この図４のグラフからも確認できるように、Ａｃ／Ａｐが大きくなるに従って、圧力減衰係数が向上する傾向にあることが分かる。
したがって、一部の連通孔２１、２３以外の連通孔２２の通路面積を小さくすればする程、圧力減衰係数が大きくなるので、逆方向通路面積絞りの効果が向上する。
【００３４】
［実施形態２の構成］
図５および図６は、本発明を適用した実施形態２を示したものである。
ここで、実施形態１と同じ符号は、同一の構成または機能を示すものであって、説明を省略する。
【００３５】
本実施形態の圧力制御弁１６は、スプリング７５の付勢力によって弁座２５に押し当てる側に付勢されている。スプリング７５は、ハウジング４２の収容室７６内に収容されている。収容室７６は、燃料吸入通路１４の上流端を拡径することで設けられる。
以上のように、本実施形態の燃料供給装置１においては、実施形態１と同様な効果を奏する。
【００３６】
［実施形態３の構成］
図７および図８は、本発明を適用した実施形態３を示したものである。
ここで、実施形態１及び２と同じ符号は、同一の構成または機能を示すものであって、説明を省略する。
【００３７】
本実施形態の圧力制御弁１６は、下流端が開口した有底円筒形状に形成されている。この圧力制御弁１６は、内部に軸孔２８および拡径孔３０が形成された円環状の弁体７７と、この弁体７７の外周部分から軸方向下流側に延びる円筒状のスリーブ７８とを備えている。拡径孔３０は、軸孔２８と燃料吸入通路１４とを常時連通する。
配管継ぎ手８は、弁室１７の外周側に円筒状の側壁２９を有している。この側壁２９の内周面には、圧力制御弁１６を往復摺動可能にガイドする摺動面が形成されている。
弁体７７は、実施形態１と同様に、弁座２５に着座した時にのみ複数の連通孔２１〜２３のうちの一部の連通孔２１、２３を閉じる。このとき、軸孔２８は、一部の連通孔２１、２３以外の連通孔２２と燃料吸入通路１４とを直接連通する。
スリーブ７８の外周面は、側壁２９の摺動面に摺接する。
以上のように、本実施形態の燃料供給装置１においては、実施形態１及び２と同様な効果を奏する。
【００３８】
［実施形態４の構成］
図９および図１０は、本発明を適用した実施形態４を示したものである。
ここで、実施形態１〜３と同じ符号は、同一の構成または機能を示すものであって、説明を省略する。
【００３９】
本実施形態の圧力制御弁１６は、多角板状に形成されている。
また、配管側通路１３および弁室１７の空間形状は、多角形状に形成されている。
以上のように、本実施形態の燃料供給装置１においては、実施形態１〜３と同様な効果を奏する。
【００４０】
［実施形態５の構成］
図１１は、本発明を適用した実施形態５を示したものである。
ここで、実施形態１〜４と同じ符号は、同一の構成または機能を示すものであって、説明を省略する。
【００４１】
本実施形態の圧力制御弁１６は、弁座２５に着座した時に、複数の連通孔８０〜８４のうち、連通孔８０のみを閉じる。なお、圧力制御弁１６は球形である。
連通孔８０は、配管継ぎ手８の軸と同軸の円筒形に設けられ、連通孔８１〜８４は、連通孔８０よりも小径の円筒形であり、連通孔８０の周囲に９０°間隔で設けられている。また、連通孔８１〜８４の軸は連通孔８０の軸と平行である。
【００４２】
そして、連通孔８０は、高圧状態における流れの方向Ｘに関し、弁室１７に対する開口から下流側の所定の範囲が下流側ほど円錐状に径小となっており、この円錐状に径小となっている部分が弁座２５をなす。また、圧力制御弁１６は、実施形態２と同様に、スプリング７５の付勢力によって弁座２５に押し当てられている。なお、スプリング７５は、ハウジング４２の収容室７６、および、配管継ぎ手８の雌螺子孔６１に収容されている。
【００４３】
ここで、弁座２５における圧力制御弁１６の着座位置の径をシート長Ｄｓ、弁座２５の母線と弁座２５の軸（つまり、配管継ぎ手８の軸）とのなす角度をシート角度θ、圧力制御弁１６の弁座２５からの最大のリフト量を最大リフト量Ｌ、Ｄｓ・π・Ｌ・ｓｉｎθを最大開口面積Ａｖ、連通孔８１〜８４の通路断面積の合計を総通路面積Ａａ、内部通路１４の通路断面積の最小値を最小通路面積Ａｐとする。
このとき、低圧状態では、Ａｐ≦Ａａ＋Ａｖの関係を満たす。
以上により、本実施形態の燃料供給装置１でも、実施形態１〜４と同様の効果を得ることができる。
【００４４】
［実施形態６の構成］
図１２は、本発明を適用した実施形態６を示したものである。
ここで、実施形態１〜５と同じ符号は、同一の構成または機能を示すものであって、説明を省略する。
【００４５】
本実施形態の圧力制御弁１６は、実施形態５と同様に、弁座２５に着座した時に、複数の連通孔８０〜８４のうち、連通孔８０のみを閉じる。なお、圧力制御弁１６は円筒形である。
弁座２５は、実施形態５とは異なり、弁室１７を形成する面の内、連通孔８０〜８４が開口する平面８６に存在する。そして、弁座２５は、平面８６において連通孔８０の開口の周囲に設定されている。
【００４６】
また、実施形態６でも、実施形態５と同様に、低圧状態におけるＡｐ≦Ａａ＋Ａｖの関係が満たされている。ただし、実施形態６の最大開口面積Ａｖは、平面８６における連通孔８０の開口の径を開口径ＤｂとしたときにＤｂ・π・Ｌにより求められる。
以上により、本実施形態の燃料供給装置１でも、実施形態１〜５と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
［実施形態７の構成］
図１３は、本発明を適用した実施形態７を示したものである。
ここで、実施形態１〜６と同じ符号は、同一の構成または機能を示すものであって、説明を省略する。
【００４８】
本実施形態の燃料供給装置１によれば、配管継ぎ手８の内部に圧力制御弁１６が存在しない。また、配管継ぎ手８は、低圧配管４の低圧燃料通路、および、高圧ポンプ５の内部通路１４に連通する１つの通路８８を有する。そして、通路８８は、隔壁２４を有さず、高圧ポンプ５側の部分が低圧配管４側の部分よりも段状に縮径している。
【００４９】
さらに、配管継ぎ手８の内、高圧ポンプ５側の筒先８９は、外周径が内部通路１４よりも小さくなっており、筒先８９は、内部通路１４に突き出て自身の外周壁と内部通路１４の壁との間に筒状の空間９０を形成する。そして、空間９０には弾性体としてのＯリング９１が収容されており、また、空間９０は、先端側で内部通路１４に開放されている。
なお、配管継ぎ手８の外周径は、筒先８９の後方において段９２をなして拡大しており、段９２は、ハウジング４２に設けられた段状の端面９３に突き当たり、筒先８９の位置決めとして機能している。
【００５０】
［実施形態７の効果］
本実施形態の燃料供給装置１によれば、高圧状態になって内部通路１４から通路８８に向かう流れが生じると、空間９０にも燃料が流入してＯリング９１を圧縮する。これにより、空間９０において、燃料が占める領域が拡大するので、拡大した領域に相当する容積変化分だけ、図１６に示すように、圧力のピーク（つまり、圧力脈動の振幅）を低減することができる。また、Ｏリング９１は圧縮されて扁平に広がるので、筒先８９の外周壁と内部通路１４の壁との間をシールすることができる。
また、Ｏリング９１により、筒先８９の外周壁と内部通路１４の壁との間をシールすることができるので、雌螺子孔６１と雄螺子７２との嵌合からの燃料リークを防止するためのガスケットが不要になる。
【００５１】
［変形例］
本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
例えば、本実施形態では、圧力制御弁１６の形状を、円板形状または円筒形状または多角板形状に形成しているが、圧力制御弁１６の形状を、多角筒形状に形成しても良い。
本実施形態では、高圧ポンプとして、コモンレールに高圧燃料を吐出する高圧ポンプ５を採用しているが、高圧ポンプとして、コモンレールを有しない燃料噴射システムに使用される列型燃料ポンプや分配型燃料ポンプ等を採用しても良い。
【００５２】
本実施形態では、一部の連通孔２１、２３を、隔壁２４の弁座２５において１８０°間隔で設けているが、一部の連通孔２１、２３を、隔壁２４の弁座２５において９０°間隔で設けても良い。また、一部の連通孔２１、２３を、円弧形状や多角孔形状に形成しても良い。
【００５３】
また、実施形態５の圧力制御弁１６は球形であったが、例えば、図１７（ａ）に示すように、高圧状態の流れ方向Ｘで考えると、下流側に配置される部分が半球形、上流側に配置される部分が下流側の部分と同径の円筒形となるように、圧力制御弁１６を設けてもよい。
また、図１７（ｂ）に示すように、高圧状態の流れ方向Ｘで考えると、下流側に配置される部分が円錐形、上流側に配置される部分が下流側の部分の最上流位置と同径の円筒形となるように、圧力制御弁１６を設けてもよい。この場合、下流側に配置される円錐形の部分を、下流側ほど軸と母線とのなす角度が大きくなるように、複数の円錐形に分けてもよい。
【００５４】
また、実施形態７の燃料供給装置１によれば、筒先８９は、軸方向に関して何れの位置においても同径であったが、例えば、図１８〜図２０に示すように、最先端を径大にしてＯリング９１の脱落防止部９７として機能させてもよい。また、図２１および図２２に示すように、Ｏリング９１を、複数個、流れの方向に直列に配置してもよい。
さらに、実施形態７の燃料供給装置１によれば、空間９０は軸周りの３６０°全方位で内部通路１４に開放されていたが、３６０°全方位ではなく、一部の方位のみで内部通路１４に開放するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１  燃料供給装置  ２  燃料タンク  ３  低圧ポンプ  ４  低圧配管  ５  高圧ポンプ  ８  配管継ぎ手  １３  配管側通路（低圧配管側の燃料通路）  １４  燃料吸入通路（高圧ポンプの内部通路）１５  連通路  １６  圧力制御弁
【図１】
0006684174.tif 000002
【図２】
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【図３】
0006684174.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006684174.tif 000008
【図８】
0006684174.tif 000009
【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】
0006684174.tif 000019
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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