(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃料噴射装置に高圧燃料を供給する燃料供給装置であって、
シリンダ部と、
前記シリンダ部に往復移動自在に支持され、燃料加圧室に吸入した燃料を加圧するプランジャと、
前記燃料加圧室に低圧燃料を導入可能な燃料導入室と前記燃料加圧室とを断続する電磁弁とを備え、
前記燃料加圧室と連通し通路中に逆止弁を設けた燃料吸入通路を有し、燃料吸入行程において、前記燃料導入室から前記電磁弁の開口部を経て前記燃料加圧室に低圧燃料を吸入する第１の吸入経路と、前記逆止弁の開口部を経て前記燃料吸入通路の低圧燃料を前記燃料加圧室に吸入する第２の吸入経路とを有し、
前記燃料吸入通路には低圧ポンプにより燃料タンクから汲み上げられた低圧燃料が吸入され、前記第１の吸入経路および前記第２の吸入経路は、互いに分岐し、独立して前記燃料加圧室に連通していることを特徴とする燃料供給装置。
【請求項２】
前記燃料導入室は前記電磁弁に接して設けられており、前記燃料吸入通路は前記燃料導入室と連通することを特徴とする請求項１記載の燃料供給装置。
【請求項３】
前記燃料吸入通路は前記シリンダ部の前記プランジャとの非摺動部に開口していることを特徴とする請求項１または２記載の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料供給装置に関し、特に所定時間当たりの燃料吐出量を増加する燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電磁弁の開弁時にプランジャが下降することにより燃料加圧室に燃料を吸入し、電磁弁の閉弁時にプランジャが上昇することにより燃料を加圧する高圧燃料ポンプとして、特開平８−１４１４０号公報に開示されているものが知られている。このような高圧燃料ポンプでは、図７に示すように、電磁弁１１０の開弁に伴いプランジャ１０１が図７の下方に下降すると、燃料吸入通路１０２から燃料導入室１０３、電磁弁１１０の弁部材１１１と弁座１１２との開口部を経て燃料加圧室１０４に低圧燃料が吸入される。
【０００３】
しかし、所定時間当たりの高圧燃料ポンプ１００の燃料吐出量を増加するためにプランジャ１０１を往復駆動するカムの山数を増加し、プランジャ１０１の往復移動速度を増加させると、一回の吸入行程当たりの燃料吸入時間が短縮される。高圧燃料ポンプ１００は、電磁弁１１０の開弁時に弁部材１１１と弁座１１２との開口部から燃料加圧室１０４に燃料を吸入する吸入経路が一経路だけであるから、燃料吸入時間が短縮されると吸入不良を起こし必要な燃料量を吸入できない恐れがある。吸入不良を回避するためには電磁弁の弁部材のリフト量を大きくしたり、電磁弁の弁部材のシート径を大きくして開口面積を大きくすることが考えられるが、従来の電磁弁の構成を大幅に変更する必要があり、かつ電磁弁が大型化し製造コストが増加するという問題がある。さらに、電磁弁の大型化に伴い電磁弁の応答性が低下するという問題がある。
【０００４】
そこで、燃料吸入時間の短縮に伴う燃料の吸入不良を回避するために、図８に示すような高圧燃料ポンプ１２０が考えられる。電磁弁１１０の開弁中にプランジャ１０１が下降すると、燃料吸入通路１２１から燃料導入室１０３、弁部材１１１と弁座１１２との開口部を経て燃料加圧室１０４に低圧燃料が吸入されることに加え、プランジャ１０１が図８に示す位置まで下降すると燃料吸入通路１２２から直接燃料加圧室１０４に低圧燃料が吸入される。これにより燃料の吸入経路が二経路になるので、燃料吸入時間が短縮されても一回の吸入行程当たりの燃料吸入量の減少を防止し、所定時間当たりの燃料吐出量が増加することが望まれる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、プランジャ１０１が上昇するのに伴いプランジャ１０１の外壁が燃料吸入通路１２２を閉塞しないと燃料の加圧圧送行程が開始されない。さらに、加圧圧送行程においてプランジャ１０１の外壁により燃料吸入通路１２２を閉塞するので、プランジャ１０１が燃料吸入通路１２２を閉塞してからさらに上昇し、燃料吸入通路１２２に対するシール長が確保されるまでは十分に燃料を加圧できない。したがって、プランジャ１０１が下死点に達したときの燃料加圧室１０４の容積に対する燃料吐出量、つまり吐出効率が低下するという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、簡単な構造で大型化することなく所定時間当たりの燃料吐出量を増加可能な燃料供給装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の燃料供給装置によると、燃料吸入行程において、燃料導入室から電磁弁の開口部を経て燃料加圧室に低圧燃料を吸入する第１の吸入経路と、逆止弁の開口部を経て燃料吸入通路の低圧燃料を燃料加圧室に吸入する第２の吸入経路とを有し、前記燃料吸入通路には低圧ポンプにより燃料タンクから組み上げられた低圧燃料が吸入され、前記第１の吸入経路および前記第２の吸入経路は、互いに分岐し、独立して前記燃料加圧室に連通しているている。燃料加圧室への燃料吸入経路が二経路になるので、カムの山数の増加等によりプランジャの往復移動速度を上昇しても、装置全体の体格を大きくすることなく製造コストの増加を防止し、簡単な構成で一回の吸入行程当たりに必要な燃料吸入量を確保することができる。
【０００８】
さらに、プランジャが上昇し電磁弁が閉弁して燃料加圧室の燃料が加圧されると燃料吸入通路に設けた逆止弁が閉弁するので、電磁弁の閉弁に伴い加圧圧送行程が速やかに開始する。これにより、所定時間当たりの燃料吐出量を増加することができる。
本発明の請求項２記載の燃料供給装置によると、燃料導入室が電磁弁と接して設けられ、燃料吸入通路が燃料導入室と連通している。つまり、燃料吸入通路に向けて燃料導入室内を比較的低温の吸入燃料が流れることにより電磁弁のソレノイド部が冷却されるので、温度上昇に伴う電磁弁の作動不良を防止することができる。
【０００９】
本発明の請求項３記載の燃料供給装置によると、燃料吸入通路がシリンダ部のプランジャとの非摺動部に開口しているので、燃料吸入通路がプランジャの移動位置に係わらず閉塞されない。したがって、プランジャの下降に伴い燃料吸入通路から十分な燃料量を吸入することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例について図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例による燃料供給装置としての高圧燃料ポンプを図１に示す。高圧燃料ポンプ１は、図示しない低圧ポンプにより図示しない燃料タンクから汲み上げられた低圧燃料を吸入し、高圧燃料ポンプ１で加圧した高圧燃料を図示しない分配管に供給する。分配管には燃料噴射装置としての気筒数分のインジェクタが取り付けられている。
【００１１】
高圧燃料ポンプ１のハウジング１１内にシリンダ部としてのシリンダ１２が固定されている。シリンダ１２の小径部１２ａはプランジャ１３と摺動し、小径部１２ａがプランジャ１３を往復移動自在に支持している。プランジャ１３はスプリング１４により図１の下方に付勢されており、図１の下方に位置する図示しない例えば４山のカムにより往復駆動される。
【００１２】
シリンダ１２の内壁によりプランジャ１３の端部に燃料加圧室１５が形成されている。プランジャ１３の下降により燃料加圧室１５に吸入された低圧燃料は、プランジャ１３の上昇により加圧される。
電磁弁２０はハウジング１１の上方に配設されており、電磁弁２０とハウジング１１との間に燃料導入室としての環状燃料室２５が形成されている。ソレノイド部２３への通電オフ時、弁部材２１はスプリング２２により図１の下方に付勢されており、電磁弁２０は開弁している。このとき、環状燃料室２５と燃料加圧室１５とは連通している。電磁弁２０の開弁時に環状燃料室２５から電磁弁２０の開口部を経て燃料加圧室１５に低圧燃料を吸入する経路は第１の吸入経路を構成している。ソレノイド部２３への通電をオンすると、スプリング２２の付勢力に抗して弁部材２１が上方に吸引され弁座２４に着座する。すると、環状燃料室２５と燃料加圧室１５との連通が遮断される。
【００１３】
燃料吸入通路３０は燃料吸入通路３１と燃料吸入通路３２とに分岐している。燃料吸入通路３１は環状燃料室２５と連通している。燃料吸入通路３２はシリンダ１２の非摺動部としての大径部１２ｂに開口して燃料加圧室１５と連通しており、燃料加圧室１５から燃料吸入通路３２への燃料の逆流を防止する逆止弁４０が燃料吸入通路３２に配設されている。逆止弁４０の開口部を経て燃料吸入通路３２内の低圧燃料を燃料加圧室１５に吸入する経路は第２の吸入経路を構成している。シリンダ１２の大径部１２ｂは小径部１２ａよりも大径であるため、プランジャ１３と摺動しない。したがって、プランジャ１３の上昇側端面が燃料吸入通路３２よりも図１の上方に移動しても燃料吸入通路３２はプランジャ１３に閉塞されない。
【００１４】
燃料吐出通路３３は燃料加圧室１５に連通しており、燃料吐出通路３３にデリバリバルブ４１が配設されている。デリバリバルブ４１は燃料加圧室１５の燃圧が所定圧以上に上昇すると開弁し、燃料吐出通路３３から高圧燃料が分配管に供給される。
燃料排出通路３４は環状燃料室２５に連通しており、燃料排出通路３４にプレッシャレギュレータ４２が配設されている。プレッシャレギュレータ４２は、燃料吸入通路３１から環状燃料室２５に導入される燃料の圧力が所定圧以上になると開弁して余剰燃料を図示しない燃料タンクにリターンし、環状燃料室２５の燃圧を必要圧力にせしめる機能を有する。
【００１５】
次に、高圧燃料ポンプ１の作動について説明する。
(1) 吸入行程
ソレノイド部２３への通電オフ中、弁部材２１は弁座２４から離座し電磁弁２０は開弁している。この状態でプランジャ１３が下死点に向けて下降すると燃料加圧室１５の容積が増大するので、▲１▼環状燃料室２５から弁部材２１と弁座２４との開口部を通る経路と、▲２▼燃料吸入通路３２を通る経路との二経路から低圧燃料が燃料加圧室１５に吸入される。吸入行程において逆止弁４０は開弁している。
【００１６】
(2) 加圧圧送行程
プランジャ１３が下死点に達した後、上死点に向けて上昇する行程において所望の燃料吐出量に対応した位置にプランジャ１３が到達したとき、ソレノイド部２３への通電をオンする。ソレノイド部２３への通電オンにより発生した磁力により弁部材２１がスプリング２３の付勢力に抗してリフトし弁座２４に着座し電磁弁２０が閉弁すると、環状燃料室２５と燃料加圧室１５との連通が遮断される。さらにプランジャ１３が上昇すると、逆止弁３２が閉弁しプランジャ１３の上昇に伴い燃料加圧室１５内の燃料が加圧される。燃料加圧室１５内の燃圧が所定圧以上になるとデリバリバルブ４１が開弁し、燃料吐出通路３３から高圧燃料が吐出され、分配管に圧送される。
【００１７】
第１実施例では、電磁弁２０の開弁時に環状燃料室２５から電磁弁２０の弁部材２１と弁座２４との開口部を通って燃料加圧室１５に低圧燃料を吸入する第１の吸入経路に加え、逆止弁４０の開口部を経て燃料吸入通路３２内の低圧燃料を燃料加圧室１５に直接吸入する第２の吸入経路を設けている。したがって、所定時間当たりの燃料吐出量を増加するためにカムの山数を増加してプランジャ１３の往復移動速度を上昇しても、一回当たりの吸入行程で必要な燃料量を吸入できる。しかも、燃料加圧室１５と連通する燃料吸入通路３２を追加し、この燃料吸入通路３２に逆止弁４０を設けるという簡単な構成で燃料吐出量を増加できるので、高圧燃料ポンプの体格を大型化することなく製造コストの上昇を抑えることができる。
【００１８】
（第２実施例）
本発明の第２実施例を図２に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
燃料吸入通路５０は環状燃料室２５に連通している。燃料吸入通路５１は、燃料吸入通路５０の環状燃料室２５との連通部とほぼ径方向反対側で環状燃料室２５と連通し、環状燃料室２５と燃料加圧室１５とを連通している。逆止弁４０は燃料吸入通路５１に設けられている。逆止弁４０の開口部を経て燃料吸入通路５１内の低圧燃料を燃料加圧室１５に吸入する経路は第２の吸入経路を構成している。
【００１９】
第２実施例では、環状燃料室２５を通る燃料は、電磁弁２０の弁部材２１と弁座２４との開口部を経て燃料加圧室１５に吸入される燃料と、燃料吸入通路５１から燃料加圧室１５に吸入される燃料と、燃料吐出通路３３を経てポンプ外へ排出される燃料、つまりはポンプに供給されるすべての燃料である。この多量の燃料が電磁弁２０に接触してから燃料吸入通路５１に供給される。これにより、電磁弁２０のソレノイド部２３が燃料により冷却されるので、温度上昇に伴う電磁弁２０の作動不良を防止することができる。
【００２０】
（第３実施例）
本発明の第３実施例を図３に示す。第２実施例と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
第２実施例ではプレッシャレギュレータ４２を高圧燃料ポンプ２のハウジング１１に直接取り付けたが、第３実施例では高圧燃料ポンプ３に接続している燃料配管にプレッシャレギュレータ４２を取付けている。これにより、高圧燃料ポンプ３周囲の専有スペースを小さくすることができる。
【００２１】
（第４実施例）
本発明の第４実施例を図４、図５および図６に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。高圧燃料ポンプ４を駆動するカム１００は４山である。
図４に示すように、燃料入口５０ａ、逆止弁４０、デリバリバルブ４１およびプレッシャレギュレータ４２は、図５および図６に示す仮想直線１１０を含む高圧燃料ポンプ４の横断面上でハウジング１１に形成または取り付けられている。さらに、低圧側の燃料入口５０ａとプレッシャレギュレータ４２、ならびに逆止弁４０の高圧側とデリバリバルブ４１は互いに対向している。また、燃料入口５０ａと逆止弁４０、ならびにデリバリバルブ４１とプレッシャレギュレータ４２はそれぞれ平行に形成または取り付けられている。したがって、燃料配管を同一方向で取り付けることができるので、燃料配管の取付けが容易になる。さらに、燃料入口５０ａおよび各弁の周囲のハウジング量が減少するので、高圧燃料ポンプ４の体格を小型化できる。
【００２２】
そして、燃料入口５０ａに接続する燃料配管のハウジング１１への取付け座面、ならびに逆止弁４０、デリバリバルブ４１およびプレッシャレギュレータ４２のハウジング１１への取付け座面の仮想延長領域は、プランジャ１３とシリンダ１２との摺動部よりも径方向外側に位置している。したがって、燃料配管または各弁をハウジング１１にねじ締めする際の軸力がプランジャ１３とシリンダ１２との摺動部に加わらない。これにより、シリンダ１２の摺動面の変形を防ぐことができるので、シリンダ１２とプランジャ１３との摺動クリアランスを所定量に保持できる。したがって、シリンダ１２とプランジャ１３とが焼きつくことを防止できる。
【００２３】
燃料吸入通路５２は、環状燃料室２５と逆止弁４０とを接続しており、燃料吸入通路５３は逆止弁４０とデリバリバルブ４１とを接続しており、燃料吸入通路５４はデリバリバルブ４１と燃料加圧室１５とを接続している。燃料吸入通路５２、５３および５４は第２の吸入経路を構成している。燃料吸入通路５４は燃料吐出通路を兼ねているので、燃料通路を形成する加工工数が減少する。
【００２４】
以上説明した本発明の実施の形態を示す上記複数の実施例では、燃料加圧室１５に燃料を吸入する経路を二経路設けたので、所定時間当たりの吐出量を増加するためにプランジャ１３の往復速度を速めても、一回の吸入行程当たりに必要な燃料量を吸入することができる。さらに、燃料加圧室１５に直接連通する燃料吸入通路に逆止弁４０を設けたことにより、プランジャ１３が上死点に向かい上昇するときに電磁弁２０を閉弁すれば燃料加圧室１５の燃圧により逆止弁４０が閉弁し燃料加圧室１５が密封されるので、電磁弁２０の閉弁後速やかに加圧圧送行程が開始される。これにより、吐出効率を低下することなく所定時間当たり多量の燃料を吐出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による高圧燃料ポンプを示す縦断面図である。
【図２】本発明の第２実施例による高圧燃料ポンプを示す縦断面図である。
【図３】本発明の第３実施例による高圧燃料ポンプを示す縦断面図である。
【図４】本発明の第４実施例による高圧燃料ポンプを示す横断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図４のVI−VI線断面図である。
【図７】従来例１による高圧燃料ポンプを示す縦断面図である。
【図８】従来例２による高圧燃料ポンプを示す縦断面図である。
【符号の説明】
１０      高圧燃料ポンプ（燃料供給装置）
１２      シリンダ（シリンダ部）
１３      プランジャ
１５      燃料加圧室
２０      電磁弁（第１の吸入経路）
２１      弁部材
２４      弁座
２５      環状燃料室（燃料導入室、第１の吸入経路）
３２      燃料吸入通路（第２の吸入経路）
３３      燃料吐出通路
３４      燃料排出通路
４０      逆止弁（第２の吸入経路）
５１      燃料吸入通路（第２の吸入経路）
５２、５３、５４      燃料吸入通路（第２の吸入経路）
【図１】
0003879952.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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