(57)【要約】【課題】異物の侵入によるプランジャとバレルとの摺動性能の悪化を抑制する。【解決手段】燃料吸入流路Ｒｉ、加圧室Ｋ、燃料吐出流路Ｒｏが形成されたボディと、上記燃料吸入流路Ｒｉに設けられた電磁弁５と、上記燃料吐出流路Ｒｏに設けられた吐出弁６と、上記ボディに配置されるバレル５ａと、上記バレル５ａ内に収容され、上記加圧室Ｋに対して前進／後退するプランジャ７ｂと、を備えるプランジャポンプＰであって、上記バレル５ａの内周面あるいは／及び上記プランジャ７ｂの外周面には、軸線方向に延在する複数の溝７ａ１が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料吸入流路、加圧室、燃料吐出流路が形成されたボディと、前記燃料吸入流路に設けられた電磁弁と、前記燃料吐出流路に設けられた吐出弁と、前記ボディに配置されるバレルと、前記バレル内に収容され、前記加圧室に対して前進／後退するプランジャと、を備えるプランジャポンプであって、
前記バレルの内周面あるいは／及び前記プランジャの外周面には、軸線方向に延在する複数の溝が形成されていることを特徴とするプランジャポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プランジャポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、ダンパ室、燃料吸入流路、加圧室、燃料吐出流路及びバレル等が形成されたボディと、燃料吸入流路に設けられた電磁弁と、燃料吐出流路に設けられた吐出弁（逆止弁）と、加圧室の下部のバレル内に設けられたプランジャ等からなる高圧燃料供給ポンプ（プランジャポンプ）が開示されている。この高圧燃料供給ポンプでは、ダンパ室から燃料吸入流路を経て加圧室に取り込まれた燃料をプランジャで加圧すると共に所定のタイミングで電磁弁を作動させて燃料吸入流路と加圧室との連通状態を遮断することにより、吐出弁（逆止弁）が閉状態から開状態に変化して加圧室内の燃料が燃料吐出流路を介して高圧配管に吐出される。また、この高圧燃料供給ポンプでは、燃料の一部（低圧燃料）を摺動部に介在させることにより、プランジャとバレルとの摺動性能を確保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−０８８８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記プランジャとバレルとのクリアランスは、一般に数μｍである。一方、上記燃料の一部（低圧燃料）は、フィルタによって異物が除去された状態で摺動部に供給されるが、数μｍの異物を十分に除去することは困難である。したがって、摺動部に数μｍ程度の異物が侵入してプランジャとバレルとの摺動性能を悪化させることが懸念される。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、異物の侵入によるプランジャとバレルとの摺動性能の悪化を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明では、プランジャポンプに係る第１の解決手段として、燃料吸入流路、加圧室、燃料吐出流路が形成されたボディと、上記燃料吸入流路に設けられた電磁弁と、上記燃料吐出流路に設けられた吐出弁と、上記ボディに配置されるバレルと、上記バレル内に収容され、上記加圧室に対して前進／後退するプランジャと、を備えるプランジャポンプであって、上記バレルの内周面あるいは／及び上記プランジャの外周面には、軸線方向に延在する複数の溝が形成されている、という手段を採用する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、燃料に混ざった異物はバレルとプランジャとの摺動面よりもバレルあるいは／及びプランジャの周面に形成され、軸線方向に延在する複数の溝に侵入するので、異物の侵入によるプランジャとバレルとの摺動性能の悪化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る高圧燃料ポンプＰの横断面図（ａ）及びＡ−Ａ縦断面図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態で製造対象とするプランジャ装置は、図１に示すプランジャ機構７であり、高圧燃料ポンプＰの一構成要素である。この高圧燃料ポンプＰは、直噴型エンジンに向けて高圧燃料を供給するプランジャポンプであり、図示しない低圧ポンプから供給された燃料（低圧燃料）の圧力を所定の圧力（例えば数十ＭＰａ）まで昇圧する。直噴型エンジンを備えたエンジンシステムでは、燃料タンク内の燃料を低圧燃料ポンプで一次的に昇圧して高圧燃料ポンプＰに供給し、この高圧燃料ポンプＰで二次的に昇圧して得られた高圧燃料を高圧配管を介して各気筒のインジェクタに供給して燃焼させる。
【００１０】
このような高圧燃料ポンプＰは、図１に示すように、第１ボディ１、第２ボディ２、流入部材３、吐出部材４、電磁弁５、吐出弁６、プランジャ機構７等を備えている。第１ボディ１は、図示するように略円筒状の金属部材であり、中心部に略円筒状の加圧室Ｋが同軸状に形成され、また当該加圧室Ｋを挟んで対向するように燃料吸入流路Ｒｉと燃料吐出流路Ｒｏとが形成されている。
【００１１】
この第１ボディ１の内部には、半径方向において中心軸線Ｌから所定距離だけ離れた位置に中心軸線Ｌと同一方向に延在する円環状の下降流路Ｒ１及び上昇流路Ｒ２が形成されている。さらに、この第１ボディ１は、中心軸線Ｌに直交する平面として下面１ａを備えている。このような第１ボディ１には、流入部材３、吐出部材４及び電磁弁５が上記加圧室Ｋを取り囲むように取り付けられている。
【００１２】
第２ボディ２は、上記第１ボディ１の下部に同心状に取り付けられた略円筒状の金属部材である。この第２ボディ２は、第１ボディ１の下面１ａと当接すると共に中心軸線Ｌに直交する上面２ａを備えており、この上面２ａには中心軸線Ｌの周囲を囲むように環状溝２ｂが形成されている。この環状溝２ｂは、第１ボディ１の下面１ａと共に環状流路Ｒ３を構成している。
【００１３】
この環状流路Ｒ３は、中心軸線Ｌの周りに環状に延在すると共に、上述した下降流路Ｒ１及び上昇流路Ｒ２を繋ぐ流路である。また、この環状流路Ｒ３は、断面積が下降流路Ｒ１の断面積及び上昇流路Ｒ２の断面積よりも極端に大きく設定されている。このような環状流路Ｒ３は、燃料の圧力変動を軽減するダンパ機能を担うものである。
【００１４】
流入部材３は、第１ボディ１に取り付けられた管状部材であり、第１ボディ１の下降流路Ｒ１に連通する。この流入部材３は、低圧燃料ポンプから高圧燃料ポンプＰ内に燃料を取り込むための受け口である。吐出部材４は、上記流入部材３と同様に第１ボディ１に取り付けられた管状部材であり、燃料吐出流路Ｒｏに連通する。すなわち、この吐出部材４は、第１ボディ１の半径方向において流入部材３とは異なる位置に設けられた燃料の吐出口である。
【００１５】
電磁弁５は、詳細は省略するが駆動部５ａ、弁座５ｂ（シート部）及び弁体５ｃ等を備え、駆動部５ａによって弁座５ｂに対する弁体５ｃの位置を可変することにより燃料吸入流路Ｒｉと加圧室Ｋとの連通／遮断を切り替える制御弁である。この電磁弁５は、弁座５ｂ及び弁体５ｃ等からなる開閉部が燃料吸入流路Ｒｉ内に設けられており、弁体５ｃが弁座５ｂに当接することにより燃料吸入流路Ｒｉと加圧室Ｋとを遮断する一方、弁体５ｃが弁座５ｂから離間することにより燃料吸入流路Ｒｉと加圧室Ｋとを連通させる。
【００１６】
吐出弁６は、詳細は省略するが弁座６ａ（シート部）及び弁体６ｂ等を備え、加圧室Ｋの燃料圧力に応じて開閉する逆止弁である。すなわち、この吐出弁６は、燃料吐出流路Ｒｏ内に設けられており、加圧室Ｋの燃料圧力が所定の燃料圧力よりも高くなると、弁体６ｂが弁座６ａから離間して加圧室Ｋと燃料吐出流路Ｒｏとを連通させる。また、この吐出弁６は、加圧室Ｋの燃料圧力が所定の燃料圧力よりも低くなると、弁体６ｂが弁座６ａに当接して加圧室Ｋと燃料吐出流路Ｒｏとを遮断する。
【００１７】
プランジャ機構７（プランジャ装置）は、バレル７ａ、プランジャ７ｂ、保持部材７ｃ及び戻しバネ７ｄを備えている。バレル７ａは、第１ボディ１及び第２ボディ２内に中心軸線Ｌと同軸状に収容された略円筒状の金属部材である。このバレル７ａの軸心には所定径のシリンダが形成されている。このシリンダは、加圧室Ｋに連通する円環状の空洞であり、加圧室Ｋの下方に位置する。また、バレル７ａの内周面には、加圧室Ｋ側から軸線方向に延在する溝部７ａ１が４本形成されている。この溝部７ａ１は、軸線方向において、後述するプランジャ摺動面の全域に形成されている。なお、溝部７ａ１の幅は、例えば、高圧燃料ポンプＰが備える燃料フィルタのメッシュの大きさ、すなわち想定される異物の大きさに基づいて設定される。
【００１８】
プランジャ７ｂは、先端部が加圧室Ｋに臨む状態でバレル７ａ内に収容される棒状部材であり、加圧室Ｋに対して前進／後退する。すなわち、このプランジャ７ｂの周面は、バレル７ａに対して軸線方向（上下方向）に摺動する摺動面（プランジャ摺動面７ｅ）である。このプランジャ摺動面７ｅとバレル７ａとの間には所定のクリアランス（隙間）が設けられ、また当該隙間には潤滑油が存在する。プランジャ機構７では、上記隙間及び潤滑油の存在によって、バレル７ａとプランジャ７ｂとの摺動を可能にしている。なお、この潤滑油は、燃料の一部である。
【００１９】
保持部材７ｃは、プランジャ７ｂの後端部に設けられ、戻しバネ７ｄの下端部を係止する円板状部材である。戻しバネ７ｄは、下端部が上記保持部材７ｃに係合する一方、上端部が第２ボディ２の下部に形成された係合溝２ｃに係合するコイルバネである。すなわち、戻しバネ７ｄは、プランジャ７ｂを下方、つまりプランジャ７ｂの先端部が加圧室Ｋから離間する方向（加圧室Ｋの容積を増大させる方向）に付勢する圧縮バネである。なお、このような戻しバネ７ｄによって下方に付勢されたプランジャ７ｂは、図示しない駆動機構によって上方に間欠駆動される。
【００２０】
このように構成された高圧燃料ポンプＰでは、電磁弁５及びプランジャ機構７が作動することにより、低圧燃料ポンプから流入部材３に供給された低圧燃料が昇圧され、高圧燃料として吐出部材４から高圧配管に吐出される。すなわち、流入部材３から取り込まれた低圧燃料は、下降流路Ｒ１から環状流路Ｒ３を経由して上昇流路Ｒ２に流れ込み、さらに上昇流路Ｒ２から燃料吸入流路Ｒｉを経由して加圧室Ｋに流れ込む。電磁弁５は、駆動部５ａへの駆動電流の非通電時に開状態、つまり弁体５ｃが弁座５ｂから離間して燃料吸入流路Ｒｉと加圧室Ｋとを連通させる状態となる。したがって、初期段階では、駆動部５ａが作動しない状態において燃料吸入流路Ｒｉと加圧室Ｋとは連通状態である。
【００２１】
そして、この燃料吸入流路Ｒｉと加圧室Ｋとは連通状態でプランジャ機構７が作動してプランジャ７ｂが加圧室Ｋに向かって前進することにより、加圧室Ｋの容積が徐々に減少して加圧室Ｋ内の低圧燃料が緩やかに圧縮（昇圧）される。この緩やかな昇圧過程において、電磁弁５の駆動部５ａに駆動電流が通電されると、電磁弁５の弁体５ｃが弁座５ｂに当接して燃料吸入流路Ｒｉと加圧室Ｋとが遮断され、この結果として加圧室Ｋは密室状態となる。
【００２２】
そして、この密室状態においてプランジャ７ｂが加圧室Ｋに向かってさらに前進することにより、加圧室Ｋ内の低圧燃料は急激に昇圧されて高圧燃料となる。この急激な昇圧によって加圧室Ｋ内の高圧燃料の圧力（燃料圧力）が所定の燃料圧力よりも高くなると、吐出弁６の弁体６ｂが弁座６ａから離間して加圧室Ｋと燃料吐出流路Ｒｏとを連通させ、この結果として吐出弁６を経由して吐出部材４に高圧燃料が供給され、以って吐出部材４から高圧配管に高圧燃料が吐出される。
【００２３】
ここで、プランジャ７ｂの前進運動により、加圧室Ｋに対して溝部７ａ１が負圧となるため、溝部７ａ１に燃料が流入しやすい状態となる。これにより、加圧室Ｋに流入する低圧燃料に異物が混入している場合、異物は、溝部７ａ１に流れ込み、さらに後方から燃料と共に排出されやすくなる。このため、プランジャ７ｂとバレル７ａとの摺動面に異物が混入しづらい。
【００２４】
本実施形態によれば、加圧室Ｋ内の燃料に混入した異物は、プランジャ７ｂとバレル７ａとの摺動面よりも、バレル７ａに形成された溝部７ａ１に流入する。したがって、異物の侵入によるプランジャ７ｂとバレル７ａとの摺動性能の悪化を抑制することができる。
【符号の説明】
【００２５】
Ｐ  高圧燃料ポンプ
Ｋ  加圧室
Ｒｉ  燃料吸入流路
Ｒｏ  燃料吐出流路
Ｌ  中心軸線
Ｒ１  下降流路
Ｒ２  上昇流路
Ｒ３  環状流路
１  第１ボディ
１ａ  下面
２  第２ボディ
２ａ  上面
２ｂ  環状溝
２ｃ  係合溝
３  流入部材
４  吐出部材
５  電磁弁
５ａ  駆動部
５ｂ  弁座
５ｃ  弁体
６  吐出弁
６ａ  弁座
６ｂ  弁体
７  プランジャ機構
７ａ  バレル
７ｂ  プランジャ
７ｃ  保持部材
７ｄ  戻しバネ
７ｅ  プランジャ摺動面
【図１】
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