(57)【要約】【課題】プランジャからの放熱性を改善する。【解決手段】燃料ポンプ１００は、ボディ部材１と、プランジャ３を備える。プランジャ３内には、熱媒体３７として例えば金属ナトリウムが封入されている。プランジャ３の加圧端３４は、加圧室１ｃに面している。プランジャ３の駆動端３５は、エンジン４内のカム室４１に面している。ボディ部材１のカム室４１側の端部には、燃料が導入された燃料室１１ｆが形成されている。燃料室１１ｆは、プランジャ３の周囲を囲んでいる。さらに、プランジャ３に設けられた段差部３３は、プランジャ３の上下動に伴って燃料室１１ｆの容積を変化させる。このため、燃料室１１ｆの燃料が積極的に流動させられる。この結果、燃料室１１ｆは、プランジャ３とカム室４１との間の熱的な障壁と、プランジャ３の熱を燃料に放熱する放熱構造とを提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口（１ａ）から延びるシリンダボア（１ｂ）、および前記シリンダボアの端部に設けられた加圧室（１ｃ）を形成するボディ部材（１）と、
前記シリンダボア内に往復移動可能に配置され、前記加圧室に面する加圧端（３４）、駆動力を受けるために前記開口（１ａ）から突出する突出部（３２、３５）、前記往復移動方向に沿って延びる内室（３６）、および前記内室に収容された熱媒体（３７）を有するプランジャ（３）と、
前記開口（１ａ）の周囲に設けられ、前記突出部の少なくとも一部を囲む燃料室（１１ｆ）を形成する燃料室形成部材（２５、２６、２７）とを備えることを特徴とする燃料ポンプ。
【請求項２】
前記プランジャ（３）は、
前記シリンダボア内に配置された大径部（３１）と、
前記突出部を形成し、前記大径部より直径が小さい小径部（３２）とを備え、
前記シリンダボアと前記小径部との間に前記プランジャの往復移動に伴って容積が変化する可変容積室（１１ｇ）を形成しており、
前記燃料室（１１ｆ）の一部が前記可変容積室（１１ｇ）によって提供されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料ポンプ。
【請求項３】
前記内室（３６）は、前記シリンダボア内に配置された部位から、前記燃料室（１１ｆ）により囲まれた部位まで延びていることを特徴とする請求項１に記載の燃料ポンプ。
【請求項４】
前記燃料室形成部材（２５、２６、２７）は、前記突出部（３２、３５）の外周面に接して設けられ、前記燃料室（１１ｆ）を区画するシール機構（２６、２５ｄ、２７）を備え、
前記内室（３６）は、前記シリンダボア内に配置された部位から、前記シール機構（２６、２５ｄ、２７）の径方向内側の部位にまで延びていることを特徴とする請求項３に記載の燃料ポンプ。
【請求項５】
前記燃料室形成部材（２５、２６、２７）は、前記突出部（３２、３５）の外周面に接するオイルシール（２７ａ）を備え、
前記内室（３６）は、前記オイルシール（２７ａ）より前記加圧端（３４）の側にだけ形成されていることを特徴とする請求項４に記載の燃料ポンプ。
【請求項６】
前記ボディ部材（１）は、燃料の圧力脈動を吸収するパルセーションダンパ（２１）を収容した燃料ギャラリ（１１ｂ）と前記燃料室（１１ｆ）とを連通する燃料通路（１１ｅ、１１ｄ、２１１ｅ）を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の燃料ポンプ。
【請求項７】
前記ボディ部材（１）は、
内部に前記シリンダボアを区画するとともに外側に前記燃料室（１１ｆ）の一部が配置された筒部（３０１ａ）と、
前記筒部を貫通して配置された熱伝導部材（３０１ｃ）とを備えることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の燃料ポンプ。
【請求項８】
前記ボディ部材（１）は、
内部に前記シリンダボアを区画するとともに外側に前記燃料室（１１ｆ）の一部が配置された筒部（４０１ａ）と、
前記筒部を貫通して形成された貫通穴（４０１ｄ）とを備えることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の燃料ポンプ。
【請求項９】
前記プランジャ（３）は、
前記加圧端（３４）に開口端を有し、前記突出部（３２、３５）に底部を有する有底円筒状の外筒部材（５０３ａ）と、
前記加圧端（３４）から前記外筒部材内に挿入されるとともに前記外筒部材内に固定され、前記外筒部材との間に前記内室（３６）を区画する内栓部材（５０３ｂ、６０３ｂ、７０３ｂ、８０３ｂ、９０３ｂ）と
を備えることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の燃料ポンプ。
【請求項１０】
前記内栓部材（５０３ｂ、６０３ｂ、７０３ｂ、８０３ｂ）は、
前記加圧端（３４）に底部を有する有底円筒状の内筒部材（５０３ｂ、６０３ｂ、７０３ｂ、８０３ｂ）であることを特徴とする請求項９に記載の燃料ポンプ。
【請求項１１】
前記プランジャ（３）は、
前記加圧端（３４）に底部を有する有底円筒状のキャップ部材（１００３ａ）と、
前記キャップ部材に挿入され、固定された円筒状の中筒部材（１００３ｂ）と、
前記中筒部材の前記突出部側に配置され、前記中筒部材に挿入され、固定された後栓部材（１００３ｃ）と
を備えることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の燃料ポンプ。
【請求項１２】
前記プランジャ（３）に形成された前記内室（３６）は、前記加圧端（３４）側で狭く、前記突出部（３５）側で広い断面を有することを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の燃料ポンプ。
【請求項１３】
前記プランジャ（３）は、前記内室（３６）の内面と、前記熱媒体との熱交換を促進するための熱交換部材（７０３ｃ、８０３ｃ、９０３ｃ）を備えることを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の燃料ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プランジャによって燃料を加圧する燃料ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリンダボアを形成するボディ部材と、プランジャとを備える燃料ポンプが知られている。例えば、特許文献１は、燃料を加圧して燃料噴射弁に供給するための加圧室をプランジャの一端に配置し、さらに、加圧室への燃料供給を補助するための燃料室をプランジャの他端に配置した燃料ポンプを開示している。
【０００３】
また、特許文献２は、プランジャとシリンダボアとの間の隙間に燃料を供給するための通路をシリンダの壁に備える燃料ポンプを開示している。
【０００４】
特許文献１および特許文献２の構成では、プランジャおよびシリンダの壁が高温になることによって、プランジャが焼き付くおそれがあった。例えば、燃料を供給されるエンジンが高負荷で運転されるときは、燃料の温度が上昇する。このような燃料温度の上昇は、プランジャおよびシリンダ壁の温度上昇を招き、プランジャの焼き付きを引き起こすことがあった。
【０００５】
特許文献３は、プランジャからの放熱を図るために、プランジャの内部に空洞を設けた燃料ポンプを開示している。この空洞内には熱を運搬する熱媒体が封入される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２００４０７号公報
【特許文献２】特開２００８−２５４２５号公報
【特許文献３】特開２００８−１０１６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献３の技術では、プランジャの内部に軸方向に伸びる空洞が設けられ熱媒体が封入されている。このため、加圧室に面するプランジャの端部と、カム室に面するプランジャの端部との間で熱が運搬される。ところが、多くの場合、カム室には、空気と潤滑用のオイルとが存在している。このため、プランジャの熱は、カム室内の空気に放熱される。しかし、空気への放熱は熱伝達率が低く、プランジャを十分に冷却することができない。一方、潤滑用のオイルは、高温になることがある。例えば、エンジンが高負荷で運転されるときには、オイルが高温になる。このため、プランジャからオイルへの放熱が十分に図られない。逆に、オイルが高温のときには、オイルからプランジャへ熱が伝達されることがある。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、プランジャからの放熱性を向上した燃料ポンプを提供することである。
【０００９】
本発明の他の目的は、プランジャとカム室との熱的な結びつきを弱めながら、プランジャから放熱することができる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】
【００１０】
本発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。
【００１１】
請求項１に記載の発明は、開口（１ａ）から延びるシリンダボア（１ｂ）、およびシリンダボアの端部に設けられた加圧室（１ｃ）を形成するボディ部材（１）と、シリンダボア内に往復移動可能に配置され、加圧室に面する加圧端（３４）、駆動力を受けるために開口（１ａ）から突出する突出部（３２、３５）、往復移動方向に沿って延びる内室（３６）、および内室に収容された熱媒体（３７）を有するプランジャ（３）と、開口（１ａ）の周囲に設けられ、突出部の少なくとも一部を囲む燃料室（１１ｆ）を形成する燃料室形成部材（２５、２６、２７）とを備えることを特徴とする燃料ポンプである。
【００１２】
この発明によると、プランジャの突出部がボディ部材から突出して配置される。この突出部の少なくとも一部が、燃料室によって囲まれる。このため、燃料室によって、突出部とカム室との間の熱的な結びつきを弱めることができる。また、プランジャの熱は、燃料室内の燃料に放熱することができる。この結果、プランジャからの放熱を改善することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、プランジャ（３）は、シリンダボア内に配置された大径部（３１）と、突出部を形成し、大径部より直径が小さい小径部（３２）とを備え、シリンダボアと小径部との間にプランジャの往復移動に伴って容積が変化する可変容積室（１１ｇ）を形成しており、燃料室（１１ｆ）の一部が可変容積室（１１ｇ）によって提供されていることを特徴とする。この発明によると、可変容積室の容積変化によって燃料室内の燃料に流れが生じる。このため、プランジャから燃料室内の燃料への放熱が促進される。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、内室（３６）は、シリンダボア内に配置された部位から、燃料室（１１ｆ）により囲まれた部位まで延びていることを特徴とする。この発明によると、熱媒体の熱を燃料室の燃料に放熱することができる。しかも、熱媒体を収容した内室が燃料室により囲まれた部位までしか延びていないので、熱媒体とカム室との間の熱的な結びつきを弱めることができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、燃料室形成部材（２５、２６、２７）は、突出部（３２、３５）の外周面に接して設けられ、燃料室を区画するシール機構（２６、２５ｄ、２７）を備え、内室（３６）は、シリンダボア内に配置された部位から、シール機構（２６、２５ｄ、２７）の径方向内側の部位にまで延びていることを特徴とする。この発明によると、内室に収容された熱媒体と、燃料室内の燃料とが熱交換できる面積を大きくすることができる。しかも、内室に収容された熱媒体が、シール機構の外側のカム室の空気またはオイルと熱交換することを抑制することができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、燃料室形成部材（２５、２６、２７）は、突出部（３２、３５）の外周面に接するオイルシール（２７ａ）を備え、内室（３６）は、オイルシール（２７ａ）より加圧端（３４）の側にだけ形成されていることを特徴とする。この発明によると、内室に収容された熱媒体が、シール機構の外側のカム室の空気またはオイルと熱交換することを抑制することができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、ボディ部材（１）は、燃料の圧力脈動を吸収するパルセーションダンパ（２１）を収容した燃料ギャラリ（１１ｂ）と燃料室（１１ｆ）とを連通する燃料通路（１１ｅ、１１ｄ、２１１ｅ）を備えることを特徴とする。この発明によると、燃料室の燃料は、燃料ギャラリ内の燃料と入れ替わることができる。このため、放熱性が改善される。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、ボディ部材（１）は、内部にシリンダボアを区画するとともに外側に燃料室（１１ｆ）の一部が配置された筒部（３０１ａ）と、筒部を貫通して配置された熱伝導部材（３０１ｃ）とを備えることを特徴とする。この発明によると、熱伝導部材によって、シリンダボア内のプランジャから燃料室内の燃料への放熱が促進される。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、ボディ部材（１）は、内部にシリンダボアを区画するとともに外側に燃料室（１１ｆ）の一部が配置された筒部（４０１ａ）と、筒部を貫通して形成された貫通穴（４０１ｄ）とを備えることを特徴とする。この発明によると、貫通穴に燃料が入ることによって、シリンダボア内のプランジャから燃料室内の燃料への放熱が促進される。
【００２０】
請求項９に記載の発明は、プランジャ（３）は、加圧端（３４）に開口端を有し、突出部（３２、３５）に底部を有する有底円筒状の外筒部材（５０３ａ）と、加圧端（３４）から外筒部材内に挿入されるとともに外筒部材内に固定され、外筒部材との間に内室（３６）を区画する内栓部材（５０３ｂ、６０３ｂ、７０３ｂ、８０３ｂ、９０３ｂ）とを備えることを特徴とする。この発明によると、簡単な構成で、内室を有するプランジャを構成することができる。
【００２１】
請求項１０に記載の発明は、内栓部材（５０３ｂ、６０３ｂ、７０３ｂ、８０３ｂ）は、加圧端（３４）に底部を有する有底円筒状の内筒部材（５０３ｂ、６０３ｂ、７０３ｂ、８０３ｂ）であることを特徴とする。この発明によると、外筒部材と内筒部材との間の機械的な結合を十分に高めることができる。
【００２２】
請求項１１に記載の発明は、プランジャ（３）は、加圧端（３４）に底部を有する有底円筒状のキャップ部材（１００３ａ）と、キャップ部材に挿入され、固定された円筒状の中筒部材（１００３ｂ）と、中筒部材の突出部側に配置され、中筒部材に挿入され、固定された後栓部材（１００３ｃ）とを備えることを特徴とする。この発明によると、簡単な構成で、内室を有するプランジャを構成することができる。
【００２３】
請求項１２に記載の発明は、プランジャ（３）に形成された内室（３６）は、加圧端（３４）側で狭く、突出部（３５）側で広い断面を有することを特徴とする。この発明によると、加圧端において高い強度を得ることができる。
【００２４】
請求項１３に記載の発明は、プランジャ（３）は、内室（３６）の内面と熱媒体との熱交換を促進するための熱交換部材（７０３ｃ、８０３ｃ、９０３ｃ）を備えることを特徴とする。この発明によると、プランジャの熱が熱媒体に伝達されやすくなる。この結果、放熱性が改善される。
【００２５】
なお、特許請求の範囲および上記手段の項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明を適用した第１実施形態に係る燃料ポンプの部分断面図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】本発明を適用した第２実施形態に係る燃料ポンプの部分断面図である。
【図４】本発明を適用した第３実施形態に係る燃料ポンプの部分断面図である。
【図５】本発明を適用した第４実施形態に係る燃料ポンプの部分断面図である。
【図６】本発明を適用した第５実施形態に係るプランジャの断面図である。
【図７】本発明を適用した第６実施形態に係るプランジャの断面図である。
【図８】本発明を適用した第７実施形態に係るプランジャの断面図である。
【図９】本発明を適用した第８実施形態に係るプランジャの断面図である。
【図１０】本発明を適用した第９実施形態に係るプランジャの断面図である。
【図１１】本発明を適用した第１０実施形態に係るプランジャの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００２８】
（第１実施形態）
図１は、本発明を適用した第１実施形態に係る燃料ポンプの部分断面図である。燃料ポンプ１００は、ほぼ円柱状に形成されている。燃料ポンプ１００は、低圧ポンプによって供給される燃料を加圧する。燃料ポンプ１００によって加圧された高圧燃料は、燃料噴射弁に供給される。高圧燃料は、燃焼用燃料として内燃機関（エンジン）に供給される。燃料ポンプ１００は、燃料を供給されるエンジン４に装着される。エンジン４は、燃料ポンプ１００を駆動するためのカムを収容したカム室４１を区画形成している。エンジン４のカム室４１を区画する壁には、燃料ポンプ１００を装着するための装着穴が開設されている。燃料ポンプ１００は、その一端部分をカム室４１内に挿入した状態で、エンジン４に固定される。燃料ポンプ１００と、カム室４１を構成する部材と、カム室４１に収容されるカムとが燃料供給装置を構成している。
【００２９】
燃料ポンプ１００は、燃料通路を形成するボディ部材１を備える。ボディ部材１は、燃料ポンプ１００がエンジン４に装着された場合にカム室４１に面する部位に、開口１ａを形成している。ボディ部材１は、開口１ａから延びるシリンダボア１ｂを形成している。シリンダボア１ｂは、ほぼ円柱状の燃料ポンプ１００の軸に沿って延びている。ボディ部材１は、シリンダボア１ｂの端部に設けられた加圧室１ｃを形成している。よって、開口１ａがシリンダボア１ｂの一端に設けられ、加圧室１ｃがシリンダボア１ｂの他端に設けられている。
【００３０】
ボディ部材１は、低圧燃料が流れる低圧通路１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄと、高圧燃料が流れる高圧通路１２ａ、１ｃ、１２ｂ、１２ｃを形成している。低圧通路には、入口通路１１ａと、燃料ギャラリ１１ｂと、連絡通路１１ｃと、吸入ギャラリ１１ｄとが含まれている。入口通路１１ａは、配管を介して低圧ポンプに接続されている。燃料ギャラリ１１ｂには、低圧燃料の圧力脈動を吸収するためのパルセーションダンパ２１が配置されている。吸入ギャラリ１１ｄには、加圧室１ｃに燃料を導入するための吸入弁機構２２が配置されている。吸入弁機構２２は、加圧室１ｃに導入される燃料の量を調節し、その結果、加圧される燃料の量を調節する調量弁である。吸入弁機構２２は、電磁駆動装置２３によって制御される。例えば、電磁駆動装置２３は、調量弁の開弁タイミングおよび／または閉弁タイミングを制御する。高圧通路には、連絡通路１２ａ、加圧室１ｃ、連絡通路１２ｂ、および出口通路１２ｃが含まれている。連絡通路１２ａは、吸入弁機構２２と加圧室１ｃとの間に設けられている。よって、吸入弁機構２２は、低圧通路と、高圧通路との間に設けられている。連絡通路１２ｂは、加圧室１ｃから延び出している。出口通路１２ｃは、配管を介して燃料噴射弁に接続されている。連絡通路１２ｂと出口通路１２ｃとの間には吐出弁機構２４が設けられている。吐出弁機構２４は、逆止弁である。逆止弁は、連絡通路１２ｂから出口通路１２ｃへ向かう燃料の流れを許容するが、出口通路１２ｃから連絡通路１２ｂへ向かう燃料の流れを遮断する。
【００３１】
燃料ポンプ１００は、シリンダボア１ｂ内に往復移動可能に配置されたプランジャ３を備える。プランジャ３は、円柱状の部材である。プランジャ３は、大径部３１と、小径部３２とを備える。大径部３１と小径部３２とは、軸方向に並べて配置されている。小径部３２の一端は大径部３１に連結されている。小径部３２は、大径部３１より直径が小さい。大径部３１は、そのほぼ全体が、シリンダボア１ｂ内に配置されている。大径部３１は、プランジャ３が図示された下死点に位置するとき、開口１ａからシリンダボア１ｂの外側へわずかに突出する。小径部３２は、大径部３１より図中下側に延び出して形成されている。すなわち、小径部３２は、開口１ａからシリンダボア１ｂの外側に向けて突出して延び出している。大径部３１と小径部３２との間には、プランジャ３の径方向に広がる環状の段差部３３が設けられている。プランジャ３は、大径部３１の一端に、加圧室１ｃに面する加圧端３４を有する。プランジャ３は、小径部３２の他端に、カムから駆動力を受けるための駆動端３５を有する。プランジャ３は、駆動力を受けるために開口１ａから突出する突出部を備えている。突出部は、小径部３２と駆動端３５とによって提供される。
【００３２】
プランジャ３は、その往復移動方向に沿って延びる内室３６を有する。内室３６は、プランジャ３内に密閉された室として形成されている。内室３６は、プランジャ３の中心軸と同軸に配置されている。内室３６は、プランジャ３の長手方向に沿って延びる円柱状の空洞である。さらに、プランジャ３は、内室３６内に収容された熱媒体３７を有する。熱媒体３７は、内室３６内に、空洞を残すように収容されている。この結果、プランジャ３が往復移動すると、熱媒体３７は、それ自身の慣性によって、内室３６内を軸方向に移動する。熱媒体３７には熱伝導に優れた材料が用いられる。例えば、金属ナトリウム、金属カリウム、ナトリウムカリウム合金などを用いることができる。
【００３３】
燃料ポンプ１００は、燃料室形成部材２５、２６、２７を備える。燃料室形成部材２５、２６、２７は、開口１ａの周囲に設けられている。燃料室形成部材２５、２６、２７は、プランジャ３の突出部の少なくとも一部を囲む燃料室１１ｆを形成する。燃料室１１ｆは、放熱用燃料室あるいは断熱用燃料室とも呼ぶことができる。燃料室１１ｆは、プランジャ３のうち、ボディ部材１から突出した直後の部分だけを囲んでいる。
【００３４】
燃料室形成部材２５、２６、２７は、開口１ａの周囲から、カム室４１内へ向けて延び出すように形成され、配置されている。プランジャ３は、開口１ａから突出するとともに、燃料室形成部材２５、２６、２７を貫通して、カム室４１内へ向けて突出するように形成され、配置されている。よって、燃料室１１ｆは、燃料室形成部材２５、２６、２７と、プランジャ３とボディ部材１との間に区画され、形成されている。
【００３５】
燃料室１１ｆは、プランジャ３の中間部位だけを囲むように形成されている。プランジャ３の中間部位は、段差部３３と、段差部３３の近傍の小径部３２の一部だけと、段差部３３の近傍の大径部３１の一部だけとを含む。プランジャ３の中間部位には、加圧端３４および駆動端３５が含まれることはない。燃料室１１ｆは、ホルダ２５とボディ部材１との間、ホルダ２５とプランジャ３との間、およびボディ部材１とプランジャ３との間に形成された薄い環状の隙間によって提供される。
【００３６】
ボディ部材１は、燃料室形成部材２５、２６、２７を固定するための固定部１ｄ、１ｅを備えている。固定部１ｄ、１ｅは、開口１ａを形成する内筒部１ｄと、内筒部１ｄの径方向外側に位置する外筒部１ｅとによって提供されている。内筒部１ｄと外筒部１ｅとは、ボディ部材１のカム室４１側の面に設けられている。内筒部１ｄと外筒部１ｅとは、シリンダボア１ｂおよびプランジャ３と同軸に形成されている。
【００３７】
燃料室形成部材２５、２６、２７には、ホルダ２５、燃料シール２６、オイルシール２７が含まれている。ホルダ２５は、外筒部と内筒部とを有するカップ状の部材である。ホルダ２５は、同軸上に配置された外筒部２５ａと、内筒部２５ｂとを有する。外筒部２５ａは、外筒部１ｅ内に圧入され、ボディ部材１に固定されている。外筒部２５ａの先端面と外筒部１ｅの先端面との間の境界線に沿って溶接加工が施されている。これにより、ホルダ２５とボディ部材１との間の隙間が閉じられる。ホルダ２５は、外筒部２５ａと内筒部２５ｂとをそれらの一端において連結する環状の底板２５ｃを有する。内筒部２５ｂは、内筒部１ｄの径方向外側から、小径部３２の径方向外側にかけて延在している。内筒部２５ｂの端部には、小径部３２を貫通して配置するための貫通穴が設けられている。この貫通穴は、環状のシール部２５ｄによって区画形成されている。シール部２５ｄは、内筒部２５ｂの軸方向他端に設けられている。シール部２５ｄは、小径部３２の外周面に対して微小な隙間を介して対向している。内筒部２５ｂは、ほぼ３つの内径を提供している。内筒部２５ｂは、内筒部１ｄの径方向外側に位置する第１部分と、燃料シール２６を保持する第２部分と、シール部２５ｄを提供する第３部分とを有している。
【００３８】
内筒部２５ｂの内部には、燃料シール２６が配置されている。燃料シール２６は、小径部３２と内筒部２５ｂとの間に配置されている。燃料シール２６は、プランジャ３の移動を許容しながら、燃料の漏出を抑える。燃料シール２６は、ＰＴＦＥ等の樹脂製のリングシール２６ａと、ゴム製のＯリング２６ｂとを備えている。
【００３９】
ホルダ２５の外側であって、内筒部２５ｂの他端には、オイルシール２７が配置されている。オイルシール２７は、ゴム製のリップシールによって提供されている。オイルシール２７は、小径部３２の外周面に接触するリップシール２７ａと、このリップシール２７ａを内筒部２５ｂの外周面に固定するためのリテーナカップ２７ｂとを備える。オイルシール２７は、プランジャ３の移動を許容しながら、カム室４１からの潤滑用のオイルの浸入を抑える。
【００４０】
さらに、ホルダ２５内には、プランジャ３のストッパ板２８が配置され、固定されている。ストッパ板２８は、段差部３３と衝突することにより、プランジャ３の下死点を規定している。
【００４１】
プランジャ３の駆動端３５には、リテーナ２９ａが固定されている。ホルダ２５とリテーナ２９ａとの間には、スプリング２９ｂが配置されている。スプリング２９ｂは、プランジャ３をシリンダボア１ｂから引き出す方向に付勢力を与える。つまり、プランジャ３は、下死点の方向へ押されている。
【００４２】
図２は、図１の部分拡大図であって、プランジャ３が上死点へ向けて所定量だけ移動した状態が図示されている。燃料室１１ｆは、プランジャ３の小径部３２と、内筒部１ｄ内のシリンダボア１ｂとの間に形成される環状の隙間１１ｇも含んでいる。プランジャ３が図中上方向へ移動すると、大径部３１の全体がシリンダボア１ｂ内に挿入される。プランジャ３がさらに上方向へ移動すると、小径部３２がシリンダボア１ｂ内に挿入される。このとき、小径部３２とシリンダボア１ｂとの間には、環状の隙間１１ｇが形成される。しかも、この環状の隙間１１ｇの容積はプランジャ３の移動に伴って変化する。よって、シリンダボア１ｂと小径部３２との間にプランジャ３の往復移動に伴って容積が変化する可変容積室１１ｇが形成されている。燃料室１１ｆの一部は、可変容積室１１ｇによって提供されている。
【００４３】
燃料シール２６は、燃料室１１ｆを実質的に区画する一次的なシール機構を提供している。燃料室１１ｆは、底板２５ｃとボディ部材１との間から、燃料シール２６までの間にわたって広がっている。さらに、シール部２５ｄと燃料シール２６とオイルシール２７とは、突出部３２の外周面に接して設けられている。このため、シール部２５ｄと燃料シール２６とオイルシール２７とは、燃料室１１ｆを区画する二次的なシール機構を提供している。従って、燃料室１１ｆは、底板２５ｃとボディ部材１との間から、オイルシール２７までの間にわたって広がっているとも見ることができる。
【００４４】
ボディ部材１は、燃料ギャラリ１１ｂと燃料室１１ｆとを連通する連絡通路１１ｅを形成している。これにより、燃料室１１ｆには低圧燃料が導入される。しかも、比較的大きい容積をもつ燃料ギャラリ１１ｂと燃料室１１ｆとが連通されることで、比較的低温の燃料が燃料室１１ｆに導入される。さらに、可変容積室１１ｇの容積が変化すると、燃料室１１ｆ内にわずかな燃料の流れが生じる。この結果、プランジャ３から燃料への放熱、およびボディ部材１から燃料への放熱が促進される。さらに、燃料ギャラリ１１ｂから燃料室１１ｆへの燃料の導入と、燃料室１１ｆから燃料ギャラリ１１ｂへの燃料の排出とが実現される。
【００４５】
内室３６は、加圧端３４の近傍にまで延びている。ただし、内室３６の上端３６ｔの位置は、燃料を加圧するために必要な強度が得られるように設定されている。例えば、加圧端３４の上面３４ｔと上端３６ｔとの間に、所定の厚さが確保されるように、上端３６ｔの位置は設定されている。
【００４６】
内室３６は、シリンダボア１ｂ内に配置された部位から、燃料室１１ｆにより囲まれた部位まで延びている。すなわち、内室３６は、大径部３１から、段差部３３の近傍の小径部３２にまで延在している。これにより、熱媒体３７によって運搬された熱が、燃料室１１ｆ内の燃料に放熱される。内室３６の下端３６ｂは、プランジャ３の径方向に関して、内室３６と燃料室１１ｆとが隣接するように位置付けられることが望ましい。例えば、プランジャ３が下死点に位置するとき、下端３６ｂは、ボディ部材１の下端１ｓよりも下側、すなわちシリンダボア１ｂの外側に位置付けられることが望ましい。
【００４７】
内室３６は、シリンダボア１ｂ内に配置された部位から、シール機構２６、２５ｄ、２７の径方向内側の部位にまで延びている。言い換えると、内室３６は、大径部３１から、段差部３３の近傍の小径部３２にまで延在している。しかし、内室３６は、オイルシール２７を超えて下側へ、すなわち駆動端３５側へ延び出すことがないように形成されている。これにより、内室３６に収容された熱媒体３７と、燃料室１１ｆ内の燃料とが熱交換できる面積を大きくすることができる。また、熱媒体３７によって運搬された熱がカム室４１へ放熱されることが抑制される。また、熱媒体３７がカム室４１から熱を受け取ることが抑制される。下端３６ｂは、シール機構の下端２７ｓよりも上側、すなわち加圧端３４側に位置付けられることが望ましい。この実施形態では、内室３６は、小径部３２の外周面に接するオイルシール２７より加圧端３４側にだけ形成されている。
【００４８】
内室３６は、シリンダボア１ｂ内に配置された部位から、燃料シール２６の径方向内側の部位にまで延びていることが望ましい。また、変形例においては、内室３６の下端３６ｂは、燃料シール２６の下端２６ｓよりも上側に位置付けることができる。
【００４９】
燃料ポンプ１００に供給された低圧燃料は、入口通路１１ａから、燃料ギャラリ１１ｂに供給される。さらに、低圧燃料は、連絡通路１１ｃ、および吸入ギャラリ１１ｄを通して吸入弁機構２２に供給される。一方、プランジャ３が往復移動すると、加圧室１ｃの容積が加圧端３４によって増減される。吸入弁機構２２は、加圧室１ｃに低圧燃料を導入するために開弁する。また、吸入弁機構２２は、加圧が必要な期間だけ閉弁する。この結果、必要とされる量の燃料が加圧室１ｃ内で加圧される。加圧室１ｃ内で加圧された高圧燃料は、吐出弁機構２４を通して出口通路１２ｃから吐出される。
【００５０】
プランジャ３が往復駆動されると、熱媒体３７は、それ自身の慣性によって、内室３６内を上下に移動する。例えば、プランジャ３が上死点に到達すると、やや遅れて熱媒体３７が内室３６の上端に到達する。このとき、加圧端３４の熱が、熱媒体３７に伝達される。この結果、加圧端３４の温度が抑えられる。また、プランジャ３が下死点に到達すると、やや遅れて熱媒体３７が内室３６の下端に到達する。このとき、熱媒体３７の熱は、プランジャ３からボディ部材１および燃料室１１ｆ内の燃料へ伝達される。すなわち、燃料室１１ｆは、プランジャ３から燃料への放熱を可能とする放熱経路を提供する。
【００５１】
さらに、プランジャ３が往復駆動されると、可変容積室１１ｇの容積が変化する。この結果、燃料室１１ｆの燃料が流動する。このため、プランジャ３から燃料室１１ｆ内の燃料への熱伝達が促進される。さらに、燃料室１１ｆの燃料は、連絡通路１１ｅを通して燃料ギャラリ１１ｂの燃料と入れ替わる。従って、プランジャ３の熱が広い範囲に拡散され、プランジャ３が冷却される。この結果、焼き付きの発生が抑制される。
【００５２】
また、燃料室１１ｆは、プランジャ３とカム室４１との間の熱的な障壁を提供する。さらに、燃料室１１ｆおよび燃料室形成部材２５、２６、２７は、ボディ部材１から突出するプランジャ３の突出部３２、３５を、その長さ方向のほぼ半分にわたって覆っている。よって、燃料室１１ｆと燃料室形成部材２５、２６、２７とが、共同して、プランジャ３とカム室４１との間の熱的な障壁を提供している。このため、カム室４１からプランジャ３への熱の伝達が抑制される。
【００５３】
（第２実施形態）
図３は、本発明を適用した第２実施形態に係る燃料ポンプ２００の部分断面図である。この実施形態では、連絡通路１１ｅに代えて、連絡通路２１１ｅが形成されている。ボディ部材１は、吸入ギャラリ１１ｄと燃料室１１ｆとを連通する連絡通路２１１ｅを形成している。燃料室１１ｆと燃料ギャラリ１１ｂとは、連絡通路２１１ｅと燃料ギャラリ１１ｄと連絡通路１１ｃとを介して連通される。この実施形態においても、先行する実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００５４】
（第３実施形態）
図４は、本発明を適用した第３実施形態に係る燃料ポンプ３００の部分断面図である。この実施形態では、ボディ部材１は、内部にシリンダボア１ｂを区画するとともに外側に燃料室１１ｆの一部が配置された筒部３０１ａを有している。さらに、ボディ部材１は、筒部３０１ａを貫通して配置された熱伝導部材３０１ｃを備える。熱伝導部材３０１ｃは、ボディ部材１よりも熱伝導性に優れた材料によって形成されている。例えば、アルミニウム製のボディ部材１を採用する場合、熱伝導部材３０１ｃは、銅によって提供することができる。熱伝導部材３０１ｃは、プランジャ３から燃料室１１ｆへの熱の伝達を促進する。この実施形態によると、先行する実施形態より優れた放熱性を実現することができる。
【００５５】
（第４実施形態）
図５は、本発明を適用した第４実施形態に係る燃料ポンプの部分断面図である。この実施形態では、ボディ部材１は、内部にシリンダボア１ｂを区画するとともに外側に燃料室１１ｆの一部が配置された筒部４０１ａを有している。さらに、ボディ部材１は、筒部４０１ａを貫通して形成された貫通穴４０１ｄを備える。貫通穴４０１ｄは、プランジャ３の大径部３１の外周面を燃料室１１ｆに露出させる。この結果、貫通穴４０１ｄは、プランジャ３から燃料室１１ｆへの熱の伝達を促進する。この実施形態によると、先行する実施形態より優れた放熱性を実現することができる。
【００５６】
（第５実施形態）
図６は、本発明を適用した第５実施形態に係るプランジャの断面図である。この実施形態のプランジャ３は、先行する実施形態のプランジャに代えて使用することができる。プランジャ３は、外筒部材５０３ａと、内栓部材５０３ｂとを備える。外筒部材５０３ａは、加圧端３４に開口端を有し、突出部３２、３５に底部を有する有底円筒状に形成されている。内栓部材５０３ｂは、加圧端３４から外筒部材５０３ａ内に挿入されるとともに、外筒部材５０３ａ内に固定され、外筒部材５０３ａとの間に内室３６を区画する。内栓部材５０３ｂは、加圧端３４に底部を有する有底円筒状に形成されている。内栓部材５０３ｂは、外筒部材５０３ａ内に圧入することができる。この実施形態によると、比較的単純な形状の部品によって内室３６を有するプランジャ３を形成することができる。
【００５７】
（第６実施形態）
図７は、本発明を適用した第６実施形態に係るプランジャの断面図である。この実施形態のプランジャ３は、先行する実施形態のプランジャに代えて使用することができる。プランジャ３は、外筒部材５０３ａと、内栓部材７０３ｂとを備える。内栓部材７０３ｂは、加圧端３４に底部を有する有底円筒状に形成されている。内室３６は、加圧端３４側で狭く、突出部３５側で広い断面を有する円錐状に形成されている。この結果、加圧端３４におけるプランジャ３の径方向の壁の厚さは、突出部３５におけるプランジャ３の径方向の壁の厚さよりも厚い。この結果、加圧端３４において高い強度を与えることができる。
【００５８】
（第７実施形態）
図８は、本発明を適用した第７実施形態に係るプランジャの断面図である。この実施形態のプランジャ３は、先行する実施形態のプランジャに代えて使用することができる。プランジャ３は、外筒部材５０３ａと、内栓部材７０３ｂとを備える。内栓部材７０３ｂは、加圧端３４に底部を有する有底円筒状に形成されている。内栓部材７０３ｂの内面には、熱交換部材として設けられたフィン７０３ｃが形成されている。フィン７０３ｃは、螺旋状の突起によって形成されている。フィン７０３ｃは、溝によって形成されてもよい。フィン７０３ｃは、熱媒体３７を撹拌する。フィン７０３ｃは、内栓部材７０３ｂと、熱媒体３７との熱交換を促進する。
【００５９】
（第８実施形態）
図９は、本発明を適用した第８実施形態に係るプランジャの断面図である。この実施形態のプランジャ３は、先行する実施形態のプランジャに代えて使用することができる。プランジャ３は、外筒部材５０３ａと、内栓部材８０３ｂとを備える。内栓部材８０３ｂは、加圧端３４に底部を有する有底円筒状に形成されている。内栓部材８０３ｂの内面には、熱交換部材として設けられたワイヤ製のメッシュ材８０３ｃが設けられている。メッシュ材８０３ｃは、熱媒体３７を撹拌する。メッシュ材８０３ｃは、内栓部材８０３ｂと、熱媒体３７との熱交換を促進する。また、メッシュ材８０３ｃは、毛細管現象によって熱媒体３７を保持できるような形状に形成されている。これにより、プランジャ３の姿勢にかかわらず、熱媒体３７を内栓部材８０３ｂの内面に保持することができる。従って、高い熱交換性能を得ることができる。
【００６０】
（第９実施形態）
図１０は、本発明を適用した第９実施形態に係るプランジャの断面図である。この実施形態のプランジャ３は、先行する実施形態のプランジャに代えて使用することができる。プランジャ３は、外筒部材５０３ａと、内栓部材９０３ｂとを備える。内栓部材９０３ｂは、熱交換部材として設けられた柱部分９０３ｃを有する。柱部分９０３ｃは、内室３６内を加圧端３４から軸方向に延びている。柱部分８０３ｃは、内室３６の駆動端３５側の端部の近傍にまで到達しているが、内室３６の駆動端３５側の端部には接触していない。柱部分８０３ｃは、内栓部材８０３ｂと熱媒体３７との間の熱交換を促進する。
【００６１】
（第１０実施形態）
図１１は、本発明を適用した第１０実施形態に係るプランジャの断面図である。この実施形態のプランジャ３は、先行する実施形態のプランジャに代えて使用することができる。プランジャ３は、キャップ部材１００３ａと、中筒部材１００３ｂと、後栓部材１００３ｃとを備える。キャップ部材１００３ａは、加圧端３４に底部を有する有底円筒状に形成されている。中筒部材１００３ｂは、キャップ部材１００３ａに挿入され、固定されている。中筒部材１００３ｂは、両端が開口した円筒状に形成されている。後栓部材１００３ｃは、中筒部材１００３ｂの突出部側に配置され、中筒部材１００３ｂに挿入され、固定されている。中筒部材１００３ｂ内に内室３６が区画形成される。この実施形態のプランジャ３は、先行する実施形態のプランジャの特徴を備えることができる。この実施形態によると、比較的単純な形状の部品によって内室３６を有するプランジャ３を形成することができる。
【００６２】
（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
【００６３】
例えば、ボディ部材１は、複数の部材の集合体として構成することができる。また、燃料室１１ｆは、入口通路１１ａと吸入ギャラリ１１ｄとの間を連結する通路の一部として形成されてもよい。この構成によると、燃料室１１ｆの燃料が早く入れ替えられる。
【符号の説明】
【００６４】
１００、２００、３００、４００  燃料ポンプ、１  ボディ部材、１ａ  開口、１ｂ  シリンダボア、１ｃ  加圧室、２１  パルセーションダンパ、２２  吸入弁機構、２３  電磁駆動装置、２４  吐出弁機構、２５  ホルダ、２６  燃料シール、２７  オイルシール、２８  ストッパ板、２９ａ  リテーナ、２９ｂ  スプリング、３  プランジャ、３１  大径部、３２  小径部、３３  段差部、３４  加圧端、３５  駆動端、３６  内室、３７  熱媒体、１１ｆ  燃料室、１１ｇ  可変容積室。
【図１】
2012021486.tif 000003
【図２】
2012021486.tif 000004
【図３】
2012021486.tif 000005
【図４】
2012021486.tif 000006
【図５】
2012021486.tif 000007
【図６】
2012021486.tif 000008
【図７】
2012021486.tif 000009
【図８】
2012021486.tif 000010
【図９】
2012021486.tif 000011
【図１０】
2012021486.tif 000012
【図１１】
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