(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧室に吸入された燃料を加圧する可動部材と、
駆動軸の駆動力を前記可動部材へ伝達する駆動力伝達手段と、
低圧ポンプから前記加圧室へ吸入される燃料の流量を調整する調量手段と、
前記調量手段の下流側から前記加圧室へ燃料を送油可能な燃料吸入路、ならびに前記燃料吸入路の途中に前記加圧室から前記調量手段方向への燃料の流れを防止する逆止弁を有する燃料供給手段と、
前記可動部材が往復移動可能に収容されるシリンダ、ならびに前記駆動力伝達手段が収容される収容室を有するハウジングと、
前記逆止弁より前記調量手段側の前記燃料吸入路から前記収容室に連通する連通路を有し、前記連通路は当該連通路の燃料の流れを規制する絞り部を備え、前記加圧室で燃料が加圧されるとき、前記燃料吸入路における燃料の圧力が前記逆止弁の開弁圧力よりも大きくなると前記絞り部を経由して前記燃料吸入路の燃料を前記連通路から前記収容室へ逃がす燃料逃がし手段と、を備えることを特徴とする燃料供給装置。
【請求項２】
加圧室に吸入された燃料を加圧する可動部材と、
駆動軸の駆動力を前記可動部材へ伝達する駆動力伝達手段と、
低圧ポンプから前記加圧室へ吸入される燃料の流量を調整する調量手段と、
前記調量手段の下流側から前記加圧室へ燃料を送油可能な燃料吸入路、ならびに前記燃料吸入路の途中に前記加圧室から前記調量手段方向への燃料の流れを防止する逆止弁を有する燃料供給手段と、
前記可動部材が往復移動可能に収容されるシリンダ、ならびに前記駆動力伝達手段が収容される収容室を有するハウジングと、
前記逆止弁より前記調量手段側の前記燃料吸入路から前記収容室に連通する連通路を有し、前記連通路は前記収容室から前記燃料吸入路への燃料の流れを遮断する連通路逆止弁を備え、前記加圧室で燃料が加圧されるとき、前記燃料吸入路における燃料の圧力が前記逆止弁の開弁圧力よりも大きくなると前記連通路逆止弁を経由して前記燃料吸入路の燃料を前記連通路から前記収容室へ逃がす燃料逃がし手段と、を備えることを特徴とする燃料供給装置。
【請求項３】
前記連通路は、前記ハウジングに形成され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。
【請求項４】
前記収容室に連通する燃料通路には、所定の圧力以上の燃料が前記収容室へ流入するのを規制する規制手段が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項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、内燃機関（以下、内燃機関を「エンジン」という。）の燃料供給装置に関し、特にディーゼルエンジンのコモンレール式燃料噴射システムに適用される燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ディーゼルエンジンの各気筒に燃料を噴射する燃料噴射システムとして、コモンレール式の燃料噴射システムが知られている。コモンレール式の燃料噴射システムでは、エンジンの各気筒に連通する共通の蓄圧室（コモンレール）が設けられている。燃料の吐出量が可変である高圧ポンプから必要な流量の高圧燃料をコモンレールに加圧給送することにより、コモンレールに蓄えられる燃料の圧力は一定に保持される。
【０００３】
コモンレールに蓄えられている燃料の圧力を一定に保持するためには、エンジンの負荷状態に応じて高圧ポンプへ供給する燃料の流量を調整し、高圧ポンプから吐出される燃料の流量を制御する必要がある。
コモンレール式の燃料噴射システムでは、高圧ポンプとその高圧ポンプへ燃料を供給する低圧ポンプとの間に調量手段が配置されている。この調量手段によって低圧ポンプから高圧ポンプへ供給される燃料の流量ならびに高圧ポンプから吐出される燃料の圧力および流量が制御される。
【０００４】
上述の高圧ポンプには燃料を加圧する加圧室が設置されている。加圧室には燃料吸入路が連通しており、調量手段によって流量が調整された燃料は燃料吸入路を経由して加圧室へ吸入される。燃料吸入路には、加圧室で加圧された燃料が燃料吸入路方向へ逆流するのを防止するため、逆止弁が設置されている。逆止弁は、燃料吸入路の燃料の圧力が所定の圧力以上になると開弁する。調量手段は例えばＥＣＵなどにより制御されており、調量手段から所定量の燃料が吐出されると調量手段は閉塞され、加圧室への燃料の供給が停止される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＥＣＵから調量手段に燃料供給の停止が指令された場合でも、調量手段の弁部からの燃料の漏れあるいは閉弁遅れなどにより調量手段から燃料吸入路へ少量の燃料が吐出される。そのため、燃料吸入路内の燃料の圧力が上昇し、その圧力が燃料吸入路に設置されている逆止弁の開弁圧以上に達することがある。この場合、逆止弁は開弁し、燃料供給路から加圧室へ過剰な燃料が供給される。その結果、加圧室からコモンレールへ供給される燃料の圧力および流量が増大し、吐出される燃料の圧力および流量の精密な制御が困難であるという問題がある。
【０００６】
上記のような問題を解決するため、特開平１１−３１５７６７号公報に開示されている技術が公知である。特開平１１−３１５７６７号公報に開示されている燃料ポンプユニットによると、調量手段と高圧ポンプとを接続する燃料通路から分岐する導管を有しており、燃料通路内の燃料の圧力が上昇すると、導管を経由して余剰の燃料を低圧ポンプの入口側へ還流させ、加圧室への燃料の吐出を防止している。
【０００７】
しかしながら、特開平１１−３１５７６７号公報に開示されている燃料ポンプユニットの場合、調量手段と高圧ポンプとを接続する燃料通路から分岐した導管は低圧ポンプの入口側へ接続される。そのため、燃料通路から分岐した導管の全長は長くなる。また、導管の形状を高圧ポンプ周辺の形状に合わせる必要があるため形状が複雑化するという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、構造が簡単であり、加圧室から吐出される燃料の圧力および流量の制御が容易な燃料供給装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１または２記載の燃料供給装置によると、調量手段の下流側の燃料吸入路から収容室へ連通する連通路を有する燃料逃がし手段を備えている。燃料逃がし手段は、加圧室で燃料が加圧されるとき、燃料吸入路における燃料の圧力が逆止弁の開弁圧力よりも大きくなると燃料吸入路の燃料を収容室へ逃がす。すなわち、調量手段から加圧室への燃料の供給が停止した後、例えば調量手段からの燃料の漏れなどにより燃料吸入路内の燃料の圧力が上昇すると、燃料通路内の燃料は連通路を経由して収容室へ逃がされる。これにより、燃料通路内の燃料の圧力が逆止弁の開弁圧よりも大きくなっても調量手段から吐出された燃料が加圧室へ流入することがない。したがって、加圧室へ流入する燃料の圧力および流量ならびに加圧室から吐出される燃料の圧力および流量を精密に制御することができる。
【００１０】
また、燃料吸入路および収容室はともにハウジングに形成されているため、燃料吸入路と収容室とを連通する連通路の全長は短く、連通路の形状を単純化することができる。したがって、燃料供給装置の体格を小型化でき、構造を単純化することができる。
【００１１】
本発明の請求項１または３記載の燃料供給装置によると、燃料逃がし手段は絞り部を有している。絞り部は連通路の燃料の流れを規制する。すなわち、燃料吸入路から収容室への燃料の流れ、ならびに収容室から燃料吸入路への燃料の流れを規制する。絞り部が無い場合、調量手段から燃料吸入路へ吐出された燃料が加圧室へ供給されることなく収容室へ流入、あるいは収容室から燃料吸入路へ燃料が流入し、加圧室へ供給される燃料の流量を精密に制御できなくなる。絞り部を設けることにより、燃料の流れが規制され、上記の弊害を防止することができる。したがって、加圧室へ流入する燃料の圧力および流量ならびに加圧室から吐出される燃料の圧力および流量を精密に制御することができる。
【００１２】
本発明の請求項２記載の燃料供給装置によると、燃料逃がし手段は逆止弁を有している。逆止弁は収容室から燃料吸入路への燃料の流入を遮断する。例えば、コモンレール式の燃料噴射システムを構成するインジェクタなどの各部材から排出された燃料を燃料タンクなどへ還流する燃料通路と収容室で余剰となった燃料を排出する燃料通路とが連通している場合、各部材から排出された燃料により収容室の燃料の圧力が上昇するおそれがある。収容室の燃料の圧力上昇が大きな場合、収容室の燃料は連通路あるいは連通路の絞り部を経由して燃料吸入路へ流入するおそれがある。そのため、連通路に逆止弁を設けることにより、収容室がその他の燃料配管と接続され収容室の燃料の圧力が上昇した場合でも、燃料吸入路への燃料の流入を遮断することができる。
【００１３】
本発明の請求項４記載の燃料供給装置によると、収容室に燃料通路が連通している場合、上述のように収容室の燃料の圧力が上昇するおそれがある。そのため、収容室に連通している通路に規制手段を設け、収容室への燃料の流入を規制している。これにより、収容室の燃料の圧力上昇が防止され、収容室から燃料吸入路への燃料の流入を防止することができる。
【００１４】
【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を図面に基づいて詳細に説明する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例によるディーゼルエンジン用の燃料供給装置を適用した燃料供給システムを図１に示す。
本実施例では、説明の簡単のため１気筒の燃料噴射ポンプ２０を備える燃料供給装置１０について説明する。
【００１５】
燃料噴射システム１は、主に高圧ポンプである燃料噴射ポンプ２０、燃料供給部としての燃料吸入路３０、調量手段としての調量弁４０、燃料タンク５０、低圧ポンプとしてのフィードポンプ５１、コモンレール６０およびインジェクタ６１などから構成されている。また、燃料噴射ポンプ２０および調量弁４０から燃料供給装置１０が構成されている。
【００１６】
燃料噴射ポンプ２０の駆動軸２１は図示しないベアリングおよびジャーナルによりポンプハウジング２２に回転可能に支持されている。駆動軸２１にはカム２３が一体に形成されている。カム２３と駆動軸２１とは偏心して形成されている。カム２３の外周にはカムリング２４が嵌合されている。駆動軸２１とカム２３とは偏心して形成されているため、カムリング２４の内周側で駆動軸２１と一体に形成されているカム２３が回転することにより、カムリング２４は図１の上下および左右に往復駆動される。すなわち、カム２３およびカムリング２４は駆動力伝達手段であり、駆動軸２１の回転力を可動部材としてのプランジャ２５へ伝達し、プランジャ２５を軸方向へ往復駆動する。
【００１７】
ポンプハウジング２２に形成されているシリンダ２６は可動部材であるプランジャ２５を軸方向へ往復移動可能に収容している。シリンダ２６の一方の開口は封止栓２７で閉塞されている。シリンダ２６の内部のプランジャ２５の封止栓側には燃料加圧室２８が形成される。
燃料加圧室２８は、ポンプハウジング２２の内壁面と、プランジャ２５の反駆動軸側の端面および封止栓２７の駆動軸側の端面とにより形成される。
【００１８】
燃料加圧室２８には燃料供給部の燃料吸入路３０が連通し、燃料吸入路３０には逆止弁３１が配設されている。また、燃料加圧室２８には燃料吐出路７０が連通しており、燃料吐出路７０には燃料加圧室２８においてプランジャ２５により加圧された燃料が吐出される。燃料吐出路７０にも逆止弁７１が配設されている。逆止弁３１、７１は燃料吸入方向および燃料吐出方向とは反対方向の燃料の流れを防止する。逆止弁３１、７１はそれぞれ弁部材３２、７２を有しており、弁部材３２、７２はそれぞれポンプハウジング２２に形成されている弁座部２２１、２２２に着座可能である。弁部材３２、７２は例えばスプリング３３、７３などの付勢部材により弁座方向へ付勢されている。
【００１９】
燃料吸入路３０は燃料加圧室２８とは反対側の端部が調量弁４０に連通している。すなわち、燃料吸入路３０は調量弁４０と燃料加圧室２８とを接続している。調量弁４０は、燃料タンク５０からフィードポンプ５１を介して燃料加圧室２８へ吸入される燃料の量をエンジンの運転状態に合わせて調量する電磁弁である。調量弁４０は、図示しないソレノイドとソレノイドにより駆動される弁部材４１とを有しており、ソレノイドに供給される制御電流値を制御することにより弁部材４１が駆動される。弁部材４１が駆動されることにより、調量弁４０の開口部４２の開口面積が制御される。開口部４２の開口面積を制御することにより、開口部４２を通過する燃料の流量は調整され、燃料加圧室２８に吸入される燃料の流量が制御される。ソレノイドへ供給される制御電流値は、図示しないエンジンの運転状態に応じてＥＣＵにより制御される。
【００２０】
燃料加圧室２８で加圧された燃料は、逆止弁７１を経由して燃料吐出路７０からコモンレール６０へ供給される。コモンレール６０は燃料噴射ポンプ２０から供給される圧力変動のある燃料を蓄圧し、一定の圧力に保持する。コモンレール６０には複数の燃料配管６２が接続され、燃料配管６２のコモンレール６０とは反対側の端部にそれぞれインジェクタ６１が接続される。コモンレール６０に蓄えられた燃料は、燃料配管６２を経由してインジェクタ６１に供給され、インジェクタ６１から所定のタイミングでエンジンの燃焼室へ噴射される。
【００２１】
ポンプハウジング２２には前述したシリンダ２６に加え収容室２９が形成されている。収容室２９には、駆動軸２１、駆動軸２１と一体に形成されているカム２３、ならびにカム２３に嵌合されているカムリング２４が収容されている。また、収容室２９にはプランジャ２５をカムリング２４方向へ付勢するスプリング２９１などの付勢部材が収容されている。収容室２９の内部には燃料が充填されており、充填された燃料によりプランジャ２５とカムリング２４とにより形成される摺動部をはじめ駆動部分の潤滑が図られている。
【００２２】
ポンプハウジング２２には燃料吸入路３０が形成されている。燃料吸入路３０には燃料加圧室２８の入口側に逆止弁３１が設けられている。また、ポンプハウジング２２には連通路８０が形成されている。連通路８０は、燃料吸入路３０の逆止弁３１より調量弁４０側から分岐し、収容室２９に連通している。連通路８０には絞り部８１が設けられており、連通路８０の燃料の流れを規制する。すなわち、絞り部８１は燃料吸入路３０から収容室２９への燃料の流れ、あるいは収容室２９から燃料吸入路３０への燃料の流れを規制する。燃料吸入路３０の燃料の圧力が所定の圧力以上となると、燃料吸入路３０の燃料は絞り部８１が設けられている連通路８０を経由して収容室２９へ流入する。すなわち、連通路８０および絞り部８１は燃料吸入路３０の燃料を収容室２９へ逃がす燃料逃がし手段である。収容室２９には燃料通路７４が連通しており、収容室２９で不要となった余剰の燃料は燃料通路７４を経由して燃料タンク５０に還流される。
【００２３】
燃料通路７４は燃料還流路７５に接続されている。燃料還流路７５はインジェクタ６１など燃料噴射システム１を構成する各部材に接続されており、燃料噴射システム１の各部材から排出された余剰の燃料は燃料還流路７５を経由して燃料タンク５０へ還流される。
【００２４】
次に、燃料噴射システム１の作動について説明する。
駆動軸２１の回転にともないカム２３が回転し、カム２３の回転にともないカムリング２４が図１の上下方向および左右方向へ移動する。このカムリング２４の移動にともない、カムリング２４およびプランジャ２５に形成されている平面状の接触面同士が摺動しプランジャ２５はシリンダ２６の内部を往復移動する。
【００２５】
カムリング２４の図１の下方向への移動にともない上死点にあるプランジャ２５が下降すると、フィードポンプ５１から供給され調量弁４０で流量が調整された燃料は燃料吸入路３０から逆止弁３１を経て燃料加圧室２８へ流入する。このとき、調量弁４０ではＥＣＵからソレノイドに印加された制御電流値に応じて弁部材４１が駆動される。弁部材４１が駆動されることにより開口部４２の開口面積が変化し、調量弁４０から吐出される燃料の流量は調整される。調量弁４０から所定の流量の燃料が吐出されると、ＥＣＵは調量弁４０に対し開口部４２の閉塞を指令し、調量弁４０の開口部４２は閉塞される。調量弁４０の開口部４２が閉塞されることにより、調量弁４０から燃料加圧室２８への燃料の吐出は停止される。
【００２６】
下死点へ下降したプランジャ２５がカムリング２４の図１の上方向への移動にともない再び上死点方向へ上昇すると燃料加圧室２８で加圧された燃料の圧力により逆止弁３１が閉じられる。そして、プランジャ２５の上昇により燃料加圧室２８の容積が小さくなり、燃料加圧室２８の燃料は加圧される。
【００２７】
このとき、調量弁４０の弁部材４１はＥＣＵからの指令により開口部４２を閉塞するものの、開口部４２と弁部材４１との間のわずかな隙間あるいは弁部材４１の閉弁遅れなどにより、逆止弁３１が閉じられた後にも調量弁４０から燃料吸入路３０へ少量の燃料が吐出される。上述のように燃料加圧室２８の燃料の圧力によって逆止弁３１が閉じられている状態で調量弁４０から燃料吸入路３０へ少量の燃料が吐出されると、燃料吸入路３０の内部の燃料の圧力は上昇する。
【００２８】
本実施例の場合、燃料吸入路３０の内部の燃料の圧力が上昇すると、燃料吸入路３０の燃料の一部は連通路８０を経由して収容室２９へ流入する。連通路８０には絞り部８１が設けられているため、燃料吸入路３０の圧力が一定圧力以上となったときに燃料吸入路３０から収容室２９へ燃料が流入する。
連通路８０が形成されていない場合、燃料吸入路３０の内部の圧力上昇が大きくなり逆止弁３１の開弁圧以上となると、逆止弁３１は開弁し燃料吸入路３０から燃料加圧室２８へ燃料が流入するおそれがある。
【００２９】
プランジャ２５の上昇により燃料加圧室２８の燃料の圧力がさらに上昇し、燃料加圧室２８の燃料圧力が逆止弁７１の開弁圧力以上になると、逆止弁７１の弁部材７２が弁座部２２２から離座し逆止弁７１が開弁する。燃料加圧室２８で加圧された燃料は逆止弁７１および燃料吐出路７０を経由してコモンレール６０へ送出される。
【００３０】
以上、説明したように本発明の第１実施例による燃料供給装置１０によると、燃料加圧室２８で燃料が加圧されているとき、燃料吸入路３０の燃料の圧力が一定圧力以上となると、燃料吸入路３０の燃料は絞り部８１が設けられている連通路８０を経由して収容室２９へ流出する。そのため、燃料吸入路３０の燃料の圧力は低下し、一旦閉じられた逆止弁３１が燃料吸入路３０の燃料の圧力により再度開弁することはない。そのため、調量弁４０の閉弁指令後に調量弁４０から吐出された燃料の燃料加圧室２８への流入が防止される。したがって、燃料加圧室２８へ流入する燃料の流量ならびに燃料加圧室２８からコモンレール６０へ吐出される燃料の圧力および流量を精密に制御することができる。
【００３１】
第１実施例では、燃料吸入路３０および連通路８０はポンプハウジング２２に形成されている。そのため、燃料吸入路３０から収容室２９へ燃料を逃がすための連通路８０の全長は短く、形状も単純である。その結果、連通路８０を構成する配管を別途設置したり燃料吸入路３０と連通路８０との位置関係を調整する必要がなく、連通路８０の形状を単純化することができる。したがって、燃料供給装置１０の構造を簡単にすることができる。
【００３２】
（第２実施例）
本発明の第２実施例による燃料供給装置を適用した燃料噴射システムを図２に示す。第１実施例と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第２実施例による燃料供給装置１０は、連通路８０に逆止弁８２が設けられている点で第１実施例の燃料供給装置と異なる。
【００３３】
ポンプハウジング２２に形成されている燃料逃がし手段である連通路８０には、絞り部８１に加えて逆止弁８２が設けられている。逆止弁８２は、収容室２９から燃料吸入路３０への燃料の流入を防止する。収容室２９は燃料通路７４を経由して燃料還流路７５に接続されている。そのため、インジェクタ６１などの部材から排出され燃料還流路７５を経由して燃料タンク５０へ還流される燃料の圧力が高い場合、燃料還流路７５に連通している収容室２９の燃料の圧力も上昇する。その結果、圧力の上昇した収容室２９から燃料吸入路３０へ燃料が流入し、燃料加圧室２８へ流入する燃料の流量に影響するおそれがある。
【００３４】
第２実施例では、連通路８０に逆止弁８２を設けることにより、収容室２９から燃料吸入路３０への燃料の流入を防止している。これにより、収容室２９の内部の燃料の圧力が上昇した場合でも収容室２９から燃料吸入路３０への燃料の流入を防止することができる。
【００３５】
（第３実施例）
本発明の第３実施例による燃料供給装置を適用した燃料噴射システムを図３に示す。第１実施例と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第２実施例による燃料供給装置１０は、収容室２９に連通する燃料通路７４に規制手段としての逆止弁７６が設けられている点で第１実施例と異なる。
【００３６】
収容室２９と燃料還流路７５とを接続する燃料通路７４には、逆止弁７６が設けられている。第２実施例で説明したように、燃料還流路７５はインジェクタ６１などの部材と接続されているため、燃料還流路７５を流れる燃料の圧力は高まる場合がある。そこで、第３実施例では、収容室２９と燃料還流路７５とを連通する燃料通路７４に逆止弁７６を設けることにより、所定値よりも高い圧力の燃料が収容室２９へ流入し、収容室２９の燃料の圧力が上昇することを防止している。
【００３７】
第３実施例では、燃料通路７４に逆止弁７６を設けることにより収容室２９の内部の燃料の圧力が上昇することを防止することができる。したがって、第２実施例と同様に連通路８０を経由して収容室２９から燃料吸入路３０への燃料の流入を防止することができる。
また、第３実施例では、逆止弁７６をポンプハウジング２２の外部に設置することができるので、燃料供給装置１０の構造を簡単にすることができる。
【００３８】
以上、説明した複数の実施例では、１気筒の燃料噴射ポンプを備える燃料供給装置について説明したが、例えば駆動軸に対向して２つのプランジャが配置されている２気筒の燃料噴射ポンプ、ラジアル型の３気筒の燃料噴射ポンプ、あるいは駆動軸方向に複数のプランジャが配置されている燃料噴射ポンプなど、燃料噴射ポンプの形状については限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による燃料供給装置を適用した燃料噴射システムを示す模式図である。
【図２】本発明の第２実施例による燃料供給装置を適用した燃料噴射システムを示す模式図である。
【図３】本発明の第３実施例による燃料供給装置を適用した燃料噴射システムを示す模式図である。
【符号の説明】
１    燃料噴射システム
１０    燃料供給装置
２０    燃料噴射ポンプ
２１    駆動軸
２２    ポンプハウジング
２３    カム（駆動力伝達手段）
２４    カムリング（駆動力伝達手段）
２５    プランジャ（可動部材）
２６    シリンダ
２８    燃料加圧室
２９    収容室
３０    燃料吸入路
３１    逆止弁
４０    調量弁（調量手段）
５１    フィードポンプ（低圧ポンプ）
６０    コモンレール
７４    燃料通路
７６    逆止弁（規制手段）
８０    連通路（燃料逃がし手段）
８１    絞り部（燃料逃がし手段）
８２    逆止弁（燃料逃がし手段）
【図１】
0004306159.tif 000002
【図２】
0004306159.tif 000003
【図３】
0004306159.tif 000004