CN115398091A - 燃料泵 - Google Patents

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CN115398091A
CN115398091A CN202180029009.3A CN202180029009A CN115398091A CN 115398091 A CN115398091 A CN 115398091A CN 202180029009 A CN202180029009 A CN 202180029009A CN 115398091 A CN115398091 A CN 115398091A
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桥田稔
山田裕之
小仓清隆
田村真悟
臼井悟史
齐藤淳治
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Abstract

本发明提供能够实现容积效率提高的燃料泵。本发明的燃料泵包括：设置了加压室(11)的泵主体(1)、在加压室(11)中往复移动的柱塞(2)、使加压室(11)的燃料向排出室(87)排出的排出阀机构(8)、和减压阀机构(4)。减压阀机构(4)在排出室(87)的燃料的压力与加压室(11)的燃料的压力之差超过了设定值的情况下开阀而使排出室(87)的燃料返回至加压室(11)。从作为柱塞(2)往复移动的方向的第一方向观察时，排出阀机构(8)和减压阀机构(4)以彼此的阀(82、43)的移动方向交叉的朝向配置。减压阀机构(4)在第一方向和作为减压阀机构(4)的阀(43)的移动方向的第二方向上，配置在与加压室(11)重叠的位置。

Description

燃料泵
技术领域
本发明涉及使燃料成为高压而将其供给至发动机的燃料泵。
背景技术
作为燃料泵，例如在专利文献1中有记载。专利文献1中记载的高压燃料供给泵包括壳体、吸入阀、排出阀和减压阀。
壳体具有缸，该缸为形成加压室的带有台阶的筒形状的空间，收纳缸套，缸套以柱塞可滑动的方式保持柱塞。吸入阀在对电磁螺线管不供给电流的状态下开阀，对电磁螺线管供给电流时，开阀而将燃料吸入至加压室。
排出阀安装在壳体的排出阀收纳部，排出阀收纳部经燃料排出孔与加压室连通。在加压室中加压后的高压的燃料被供给至排出阀。排出阀在所供给的燃料的压力达到规定压力以上的情况下开阀，通过排出阀后的燃料被压送至蓄压器。
另外，减压阀安装在壳体的减压阀收纳部，减压阀收纳部与排出阀的下游侧的高压区域连通，并且经连通路径与加压室连通。减压阀在高压区域的燃料的压力达到了特定压力以上的情况下开阀，使高压的燃料回流至加压室。
现有技术问题
专利文献
专利文献1：日本特表2018-523778号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
但是，专利文献1中记载的高压燃料供给泵中，分别独立地设置了使排出阀与加压室连通的通路、和使减压阀与加压室连通的通路。因此，专利文献1中记载的高压燃料供给泵会使加压室充满燃料时的死容积(Dead volume)增加，导致泵的容积效率降低。
本发明的目的在于在考虑了上述问题点的基础上，提供一种能够实现容积效率提高的燃料泵。
用于解决技术问题的技术手段
为了解决上述技术问题、实现本发明的目的，本发明的燃料泵包括：设置了加压室的泵主体、在加压室中往复移动的柱塞、使加压室的燃料向排出室排出的排出阀机构、和减压阀机构。减压阀机构在排出室的燃料的压力与加压室的燃料的压力之差超过了设定值的情况下开阀而使排出室的燃料返回至加压室。从柱塞的轴向观察时，排出阀机构和减压阀机构以彼此的阀的移动方向交叉的朝向配置。减压阀机构在柱塞的轴向上配置在与加压室重叠的位置。
发明的效果
根据上述结构的燃料泵，能够实现容积效率提高。
另外，上述以外的技术问题、结构和效果，将通过以下实施方式的说明而变得清楚。
附图说明
图1是使用了本发明的第一实施方式的高压燃料供给泵的燃料供给系统的整体结构图。
图2是本发明的第一实施方式的高压燃料供给泵的纵截面图(之一)。
图3是本发明的第一实施方式的高压燃料供给泵的纵截面图(之二)。
图4是本发明的第一实施方式的高压燃料供给泵的从上方观察时的水平方向截面图。
图5是本发明的第一实施方式的高压燃料供给泵的部分缺口立体截面图。
图6是本发明的第二实施方式的高压燃料供给泵的纵截面图。
图7是本发明的第二实施方式的高压燃料供给泵的部分缺口立体截面图。
具体实施方式
1.第一实施方式
以下，对于本发明的第一实施方式的高压燃料供给泵进行说明。其中，对于各图中共同的部件，赋予相同的附图标记。
[燃料供给系统]
对于使用了第一实施方式的高压燃料供给泵(燃料泵)的燃料供给系统，使用图1进行说明。
图1是使用了本实施方式的高压燃料供给泵的燃料供给系统的整体结构图。
如图1所示，燃料供给系统包括高压燃料供给泵(燃料泵)100、ECU(EngineControl Unit：发动机控制单元)101、燃料容器103、共轨(Common rail)106、和多个喷射器107。高压燃料供给泵100的部件一体地安装在泵主体1中。
燃料容器103的燃料被基于来自ECU101的信号驱动的进给泵102汲取。汲取的燃料被未图示的压力调节器加压至适当的压力，通过低压配管104被输送至高压燃料供给泵100的低压燃料吸入口51。
高压燃料供给泵100对从燃料容器103供给的燃料加压，将其压送至共轨106。在共轨106安装了多个喷射器107、和燃料压力传感器105。多个喷射器107与气缸(燃烧室)数相应地安装，按照从ECU101输出的驱动电流喷射燃料。本实施方式的燃料供给系统是喷射器107对发动机的缸内直接喷射燃料的所谓直喷发动机系统。
燃料压力传感器105将检测出的压力数据输出至ECU101。ECU101基于从各种传感器得到的发动机状态量(例如曲柄旋转角、节流开度、发动机转速、燃料压力等)运算适当的喷射燃料量(目标喷射燃料量)和适当的燃料压力(目标燃料压力)等。
另外，ECU101基于燃料压力(目标燃料压力)等的运算结果，控制高压燃料供给泵100、多个喷射器107的驱动。即，ECU101具有控制高压燃料供给泵100的泵控制部、和控制喷射器107的喷射器控制部。
高压燃料供给泵100具有压力脉动减小机构9、作为容量可变机构的电磁吸入阀机构3、减压阀机构4(参照图2)、和排出阀机构8。从低压燃料吸入口51流入的燃料，经压力脉动减小机构9、吸入通路10b到达电磁吸入阀机构3的吸入口31b。
流入至电磁吸入阀机构3中的燃料通过阀部32，在流经形成于泵主体1的吸入通路1d之后流入至加压室11。柱塞2可往复移动地插入在加压室11中。柱塞2被发动机的凸轮(未图示)传递动力而进行往复移动。
加压室11中，在柱塞2的下降行程中从电磁吸入阀机构3吸入燃料，在上升行程中燃料被加压。当加压室11的燃料压力超过规定值时，排出阀机构8开阀，高压燃料经排出通路12a被压送至共轨106。通过电磁吸入阀机构3的开闭来操作高压燃料供给泵100进行的燃料的排出。电磁吸入阀机构3的开闭被ECU101控制。
[高压燃料供给泵]
接着，对于高压燃料供给泵100的结构，使用图2～图5进行说明。
图2是在与水平方向正交的截面中观察到的高压燃料供给泵100的纵截面图(之一)。图3是在与水平方向正交的截面中观察到的高压燃料供给泵100的纵截面图(之二)。图4是在与垂直方向正交的截面中观察到的高压燃料供给泵100的水平方向截面图。另外，图5是高压燃料供给泵100的部分缺口立体截面图。
如图2～图5所示，高压燃料供给泵100的泵主体1形成为大致圆柱状。如图2和图3所示，在泵主体1中，在内部设置有第一室1a、第二室1b、第三室1c、和吸入通路1d。
第一室1a是设置在泵主体1的圆柱状的空间部。第一室1a的中心线1A与泵主体1的中心线一致。柱塞2的一个端部插入在第一室1a中。柱塞2在第一室1a内往复移动。第一室1a和柱塞2的一端形成加压室11。
第二室1b是设置在泵主体1的圆柱状的空间部，第二室1b的中心线与泵主体1(第一室1a)的中心线正交。在该第二室1b中，配置了减压阀机构4。因此，第二室1b表示本发明的减压室的一个具体例。其中，第二室1b的直径比第一室1a的直径小。
另外，第一室1a与第二室1b通过圆形的连通孔1e连通。连通孔1e的直径与第一室1a的直径相同。连通孔1e使第一室1a的一端延长。而且，连通孔1e的直径比柱塞2的外径大。连通孔1e的中心线与泵主体1的中心线一致。另外，连通孔1e的中心线与第二室1b的中心线正交。另外，如图3所示，连通孔1e的直径比第二室1b的直径大。
第三室1c是设置在泵主体1的圆柱状的空间部。第三室1c与第一室1a的另一端连接。第三室1c的中心线与第一室1a的中心线1A及泵主体1的中心线一致。第三室1c的直径比第一室1a的直径大。在第三室1c中，配置了对柱塞2的往复移动进行引导的缸6。
缸6形成为筒状，在其外周侧被压入在泵主体1的第三室1c中。缸6的一端与第三室1c的顶面(第一室1a与第三室1c之间的台阶部)抵接。柱塞2可滑动地与缸6的内周面接触。柱塞2被缸6引导，在轴向上往复移动。
在燃料泵安装部(未图示)与泵主体1之间，隔着表示座部件的一个具体例的O型环93。该O型环93防止发动机油通过燃料泵安装部与泵主体1之间泄漏到发动机(内燃机)外部。
在柱塞2的下端，设置了未图示的挺杆(tappet)。挺杆将安装在发动机的凸轮轴上的凸轮的旋转运动转换为上下运动，传递至柱塞2。弹簧16经保持器15向凸轮(未图示)一侧对柱塞2施力。挺杆随着凸轮的旋转而往复移动。柱塞2与挺杆一同往复移动，结果是，加压室11的容积发生变化。
另外，在缸6与保持器15之间，配置了密封座17。密封座17形成为可供柱塞2插入其中的筒状，在靠缸6一侧的上端部具有副室17a。另外，密封座17在靠保持器15一侧的下端部保持柱塞密封件18。
柱塞密封件18可滑动地与柱塞2的外周接触。柱塞密封件18将副室17a的燃料密封。由此，在柱塞2往复移动时，副室17a的燃料不会流入发动机内部。另外，柱塞密封件18防止对发动机内的滑动部进行润滑的润滑油(包括发动机油)流入泵主体1的内部。
图2和图3中，柱塞2在上下方向上往复移动。柱塞2下降时，加压室11的容积增大，柱塞2上升时，加压室11的容积减小。即，柱塞2配置成在使加压室11的容积扩大和缩小的方向上往复移动。
柱塞2具有大直径部2a和小直径部2b。当柱塞2往复移动时，大直径部2a和小直径部2b位于副室17a。因此，副室17a的体积因柱塞2的往复移动而增减。
副室17a通过燃料通路10c(参照图3)与低压燃料室10连通。柱塞2下降时，燃料从副室17a流向低压燃料室10，柱塞2上升时，燃料从低压燃料室10流向副室17a。由此，能够减小高压燃料供给泵100的吸入行程或返回行程中流向泵内外的燃料流量，能够减小高压燃料供给泵100内部发生的压力脉动。
如图4所示，在泵主体1的侧面部，安装了吸入接头5。吸入接头5与使从燃料容器103(参照图1)供给的燃料通过的低压配管104连接。燃料容器103的燃料从吸入接头5供给至泵主体1的内部。
吸入接头5具有：与低压配管104连接的低压燃料吸入口51、和与低压燃料吸入口51连接的吸入流路52。通过吸入流路52后的燃料，通过设置在泵主体1的内部的吸入过滤器53被供给至低压燃料室10。吸入过滤器53除去燃料中存在的异物，防止异物进入高压燃料供给泵100内。
如图2和图3所示，在高压燃料供给泵100的泵主体1的上部，设置了低压燃料室10。在低压燃料室10中，设置了低压燃料流路10a、和吸入通路10b(参照图2)。在低压燃料流路10a中，设置了压力脉动减小机构9。流入加压室11的燃料再次通过开阀状态的电磁吸入阀机构3返回至吸入通路10b时，在低压燃料室10中发生压力脉动。压力脉动减小机构9减少高压燃料供给泵100内发生的压力脉动对低压配管104的影响。
压力脉动减小机构9是由将波纹板状的2片圆盘型金属板在其外周贴合、在其内部注入了氩这样的不活泼气体的金属隔膜减震器形成的。压力脉动减小机构9的金属隔膜减震器通过膨胀、收缩而吸收或减小压力脉动。
吸入通路10b与电磁吸入阀机构3的吸入口31b(参照图2)连通，通过低压燃料流路10a后的燃料，经由吸入通路10b到达电磁吸入阀机构3的吸入口31b。
如图2和图4所示，电磁吸入阀机构3插入在形成于泵主体1的横孔中。电磁吸入阀机构3具有：压入在形成于泵主体1的横孔中的吸入阀座31、阀部32、杆33、杆施力弹簧34、电磁线圈35、和衔铁36。
吸入阀座31形成为筒状，在内周部设置了落座部31a。另外，在吸入阀座31形成了从外周部到达内周部的吸入口31b。该吸入口31b与上述低压燃料室10中的吸入通路10b连通。
在形成于泵主体1的横孔中，配置了与吸入阀座31的落座部31a相对的止动部37。阀部32配置在止动部37与落座部31a之间。另外，阀施力弹簧38位于止动部37与阀部32之间。阀施力弹簧38向落座部31a一侧对阀部32施力。
阀部32通过与落座部31a抵接，将吸入口31b与加压室11的连通部封闭。由此，电磁吸入阀机构3成为闭阀状态。另一方面，阀部32通过与止动部37抵接，将吸入口31b与加压室11的连通部打开。由此，电磁吸入阀机构3成为开阀状态。
杆33贯通在吸入阀座31的筒形孔中。杆33的一端与阀部32抵接。杆施力弹簧34经杆33朝向止动部37一侧的开阀方向对阀部32施力。杆施力弹簧34的一端与杆33的另一端卡合。杆施力弹簧34的另一端与以包围杆施力弹簧34的方式配置的磁性芯39卡合。
衔铁36与磁性芯39的端面相对。另外，衔铁36与设置在杆33的中间部的凸缘卡合。电磁线圈35以绕磁性芯39一周的方式配置。端子部件40与该电磁线圈35电连接，经由端子部件40流过电流。
在电磁线圈35中没有流过电流的非通电状态下，杆33因杆施力弹簧34的作用力而向开阀方向被施力。由此，杆33向开阀方向推压阀部32。其结果是，阀部32离开落座部31a而与止动部37抵接，电磁吸入阀机构3成为开阀状态。即，电磁吸入阀机构3是在非通电状态下开阀的常开式。
在电磁吸入阀机构3的开阀状态下，吸入口31b的燃料在阀部32与落座部31a之间通过，通过止动部37的多个燃料通孔(未图示)和吸入通路1d流入加压室11。在电磁吸入阀机构3的开阀状态下，阀部32与止动部37接触，所以阀部32的开阀方向的位置受到限制。在电磁吸入阀机构3的开阀状态下，位于阀部32与落座部31a之间的间隙，是阀部32的可动范围。即，在电磁吸入阀机构3的开阀状态下，位于阀部32与落座部31a之间的间隙，是开阀行程(stroke)。
当电磁线圈35中流过电流时，衔铁36被磁性芯39的磁吸引力朝向闭阀方向吸引。是结果是，衔铁36抵抗杆施力弹簧34的作用力而移动，与磁性芯39接触。衔铁36向磁性芯39一侧(闭阀方向)移动时，杆33与衔铁36一同移动。其结果是，阀部32被从开阀方向上的作用力放开，在阀施力弹簧38的作用力下向闭阀方向移动。当阀部32与吸入阀座31的落座部31a接触时，电磁吸入阀机构3成为闭阀状态。
如图3和图4所示，排出阀机构8连接在加压室11的出口侧(下游侧)。排出阀机构8具有：与加压室11连通的排出阀座81、与排出阀座81接触分离的阀部82、向排出阀座81一侧对阀部82施力的排出阀弹簧83、和决定阀部82的行程(移动距离)的排出阀止动部84。
排出阀座81形成为大致筒状。排出阀座81具有作为轴孔的座通路8a。座通路8a形成排出阀机构8的加压室11一侧的通路。在泵主体1中，设置了使加压室11与座通路8a连通的排出阀入口通路1f。排出阀入口通路1f除了与加压室11连通之外，还与第二室1b(减压室)连通。
阀部82与排出阀座81的与加压室11侧相反一侧的端面相对。阀部82被排出阀弹簧83向排出阀座81一侧施力，被压接在排出阀座81。当该阀部82离开排出阀座81时，加压室11的燃料能够在阀部82与排出阀座81之间通过。由此，排出阀机构8成为开阀状态。
另外，排出阀机构8具有阻止燃料向外部泄漏的塞85。排出阀止动部84被压入塞85中。塞85通过焊接而在焊接部86与泵主体1接合。如图4所示，排出阀机构8与通过阀部82而开闭的排出室87连通。排出室87形成在泵主体1中。
在泵主体1中，设置了与第二室1b(参照图2)连通的横孔，在该横孔中插入了排出接头12。排出接头12具有：与泵主体1的横孔及排出室87连通的上述排出通路12a、和处于排出通路12a的一端的燃料排出口12b。排出接头12的燃料排出口12b与共轨106连通。其中，排出接头12通过焊接而在焊接部12c固定在泵主体1。
在加压室11与排出室87之间不存在燃料压力的差(燃料压差)的状态下，阀部82因排出阀弹簧83的作用力而被压接在排出阀座81。其结果是，排出阀机构8成为闭阀状态。在加压室11的燃料压力比排出室87的燃料压力大的情况下，阀部82抵抗排出阀弹簧83的作用力而移动。其结果是，排出阀机构8成为开阀状态。
排出阀机构8的阀部82的移动方向与柱塞2往复移动的方向正交。其中，柱塞2往复移动的方向对应于本发明的第一方向。另外，排出阀机构8的阀部82的移动方向对应于本发明的第三方向。
当排出阀机构8成为闭阀状态时，加压室11内的(高压的)燃料通过排出阀机构8到达排出室87。到达了排出室87的燃料，经过排出接头12的燃料排出口12b向共轨106(参照图1)排出。通过以上结构，排出阀机构8作为限制燃料的流通方向的止回阀发挥作用。
在共轨106、其前方的部件发生了问题、共轨106超过预先决定的规定压力而成为了高压的情况下，图2所示的减压阀机构4动作(工作)，使排出通路12a内的燃料返回至加压室11。如图5所示，减压阀机构4在柱塞2往复移动的方向(上下方向)上，配置在比排出阀机构8(参照图5)高的位置。
如图2所示，减压阀机构4具有减压弹簧41、减压阀座42、阀部43和座部件44。该减压阀机构4从排出接头12插入，配置在第二室1b中。减压弹簧41的一个端部与泵主体1(第二室1b的一端)抵接，另一端部与减压阀座42抵接。减压阀座42与阀部43卡合。减压弹簧41的施力(作用力)经减压阀座42作用于阀部43。
阀部43被减压弹簧41的施力推压，将座部件44的燃料通路阻塞。阀部43(减压阀座42)的移动方向与柱塞2往复移动的方向正交。而且，减压阀机构4的中心线(减压阀座42的中心线)与柱塞2的中心线正交。其中，减压阀机构4的阀部43的移动方向相当于本发明的第二方向。
座部件44具有与阀部43相对的燃料通路。座部件44的燃料通路的与阀部43相反一侧与排出通路12a连通。阀部43通过与座部件44接触(紧贴)而阻塞燃料通路。由此，加压室11(上游侧)与座部件44(下游侧)之间的燃料的移动被截断。
共轨106、其前方的部件内的压力升高时，座部件44一侧(排出室87)的燃料压力与加压室11的燃料压力之差超过设定值。由此，座部件44一侧的燃料推压阀部43，抵抗减压弹簧41的施力而使阀部43移动。其结果是，减压阀机构4开阀，排出室87和排出通路12a内的燃料通过座部件44的燃料通路返回至加压室11。因此，使阀部43开阀的压力由减压弹簧41的施力决定。
[减压阀机构、排出阀机构和加压室的位置关系]
接着，对于减压阀机构4、排出阀机构8和加压室11的位置关系进行说明。
如图4和图5所示，从柱塞2往复移动的方向观察时，减压阀机构4的阀部43(参照图5)的移动方向与排出阀机构8的阀部82的移动方向不同。即，从柱塞2往复移动的方向观察时，减压阀机构4的阀部43的移动方向与排出阀机构8的阀部82的移动方向交叉。由此，能够将排出阀机构8和减压阀机构4配置在柱塞2的往复移动的方向上相互不重叠的位置，能够有效地利用泵主体1的内部的空间，实现泵主体1的小型化。
如图4所示，排出阀机构8的阀部82的移动方向是泵主体1的第一径向，减压阀机构4的阀部43的移动方向是泵主体1的与第一径向不同的第二径向。其中，图4所示的第一径向与第二径向交叉的角度小于90度。但是，第一径向与第二径向交叉的角度也可以是大致90度。也可以是，从柱塞2往复移动的方向观察时，排出阀机构8和减压阀机构4以阀部82、43的移动方向相互大致正交的朝向配置。
如图2和图4所示，减压阀机构4在柱塞2往复移动的方向和减压阀4的阀部43的移动方向上，配置在与加压室11重合的位置。由此，不需要设置用于使减压阀机构4与加压室11连通的通路。其结果是，与设置用于使减压阀机构4与加压室11连通的通路相比，能够减少加压室11的死容积，能够实现容积效率的提高。
容积效率是指，从排出阀机构8排出的燃料的排出量、与从加压室11的容积扩大至最大的柱塞2的下止点直到加压室11的容积缩小至最小的柱塞2的上止点为止的移动距离的比例。另外，柱塞2的下止点是柱塞2位于最下端(发动机的凸轮侧)的位置。柱塞的上止点是柱塞2位于最上端的位置。
如图2所示，从与柱塞2的往复移动的方向及减压阀机构4的阀部43的移动方向正交的方向观察时，减压阀机构4与加压室11中的与减压阀机构4的阀部43的移动方向平行的全部区域重合。由此，能够使通过减压阀机构4的燃料高效地返回至加压室11。
如图3和图5所示，从排出阀机构8的阀部82的移动方向观察时，排出阀机构8配置在与减压阀机构4重合的位置。由此，能够缩短泵主体1在柱塞2的往复移动的方向的长度(泵主体1的轴向的长度)，能够实现泵主体1的小型化。
另外，减压阀机构4所处的第二室1b(减压室)的下端L1，与排出阀机构8的座通路8a的上端L2相比，在柱塞2往复移动的方向上，配置在靠近柱塞2的位置。另外，排出阀机构8的座通路8a的上端比位于上止点的柱塞2(参照图6)的上表面高。
如图5所示，减压阀机构4的上端与排出阀机构8的上端相比，在柱塞2往复移动的方向上，配置在离柱塞2较远的位置。另外，如图3所示，从与柱塞2往复移动的方向正交的水平方向观察时，减压阀机构4配置在与排出阀机构8重合的位置。由此，能够缩短泵主体1在柱塞2往复移动的方向上的长度(泵主体1的轴向的长度)，能够实现泵主体1的小型化。
另外，本实施方式中，设置在泵主体1的第一室1a和第二室1b的一部分相互重合。而且，排出阀入口通路8a与第一室1a及第二室1b直接连通。由此，能够减小加压室11的死容积，并且实现泵主体1的小型化。
以往，排出阀入口通路仅与第一室连通。在此情况下，位于上止点的柱塞将排出阀入口通路阻塞时，没有充分的量的燃料流向排出阀机构。因此，以往，需要在泵主体中在柱塞往复移动的方向上确保空间，在不会被位于上止点的柱塞阻塞的位置配置排出阀入口通路。
但是，在本实施方式的高压燃料供给泵100中，排出阀入口通路8a不仅与第一室1a连通、还与第二室1b连通。因此，即使在泵主体1中在柱塞2往复移动的方向上没有确保空间，也能够使充分的量的燃料流向排出阀机构。另外，能够使与第一室1a连通的通路的结构变得简单，能够实现加工费的削减。进而，因为能够使排出阀入口通路8a的直径形成得较大，所以压力损失变小，能够有助于性能提高。
在泵主体1中加工形成第一室1a、第二室1b和连通孔1e等孔的情况下，在加工面会产生不必要的突起(毛边)。如果残留突起(毛边)，则会使孔的尺寸产生误差，发生不能安装部件、触摸的情况下受伤等危害，所以需要除去突起(毛边)。在上述实施方式中，连通孔1e的直径与第一室1a的直径相同。因此，连通孔1e的加工变得容易，并且能够简单地进行突起(毛边)的除去。另外，能够使泵主体1的形状不变得复杂。因此，能够实现泵主体1和高压燃料供给泵100的生产效率的提高，能够实现成本削减。另外，增大排出阀入口通路8a的直径时，孔(通路)的加工变得容易，并且能够简单地进行毛边的除去。其结果是，能够实现品质的提高。
另外，因为连通孔1e的直径与第一室1a的直径相同，所以燃料易于从减压阀4流向加压室11，能够提高减压性能。进而，因为将减压阀直接安装在设置于泵主体1的第二室1b中，所以能够省去收纳构成减压阀的部件的壳体(座部件)，能够削减部件个数，实现成本削减。
[高压燃料泵的动作]
接着，对于本实施方式的高压燃料泵的动作，使用图2、图4进行说明。
图2中，在柱塞2下降了的情况下，电磁吸入阀机构3开阀时，燃料从吸入通路1d流入加压室11。以下，将柱塞2下降的行程称为吸入行程。另一方面，在柱塞2上升了的情况下，电磁吸入阀机构3闭阀时，加压室11内的燃料升压，通过排出阀机构8被压送至共轨106(参照图1)。以下，将柱塞2上升的行程称为上升行程。
如上所述，如果在上升行程中电磁吸入阀机构3闭阀，则在吸入行程中吸入加压室11的燃料被加压。由此，排出阀机构8开阀，加压室11内的燃料向共轨106一侧排出。另一方面，如果在上升行程中电磁吸入阀机构3开阀，则加压室11内的燃料被推回吸入通路1d一侧。因此，加压室11内的燃料不向共轨106一侧排出。这样，通过电磁吸入阀机构3的开闭来操作高压燃料供给泵100进行的燃料的排出。电磁吸入阀机构3的开闭被ECU101控制。
在吸入行程中，加压室11的容积增加，加压室11内的燃料压力降低。由此，吸入口31b与加压室11之间的流体压差(以下称为“阀部32前后的流体压差”)减小。当与阀部32前后的流体压差相比杆施力弹簧34的施力较大时，杆33向开阀方向移动。由此，阀部32离开吸入阀座31的落座部31a，电磁吸入阀机构3成为开阀状态。
当电磁吸入阀机构3成为开阀状态时，吸入口31b的燃料在阀部32与落座部31a之间通过，通过止动部37的多个燃料通孔(未图示)流入加压室11。在电磁吸入阀机构3的开阀状态下，阀部32与止动部37接触，因此阀部32在开阀方向的位置受到限制。电磁吸入阀机构3的开阀状态下的阀部32与落座部31a之间的间隙是阀部32的可动范围，这是开阀行程。
吸入行程结束之后，转移至上升行程。此时，电磁线圈35维持非通电状态，在衔铁36与磁性芯39之间没有磁吸引力作用。对于阀部32，与杆施力弹簧34和阀施力弹簧38的施力之差相应的开阀方向上的施力、和由燃料从加压室11向低压燃料流路10a逆流时产生的流体力引起的向闭阀方向推压的力作用。
在此状态下，为了电磁吸入阀机构3维持开阀状态，杆施力弹簧34和阀施力弹簧38的施力之差被设定为大于流体力。加压室11的容积随着柱塞2上升而减小。因此，被吸入在加压室11中的燃料再次通过阀部32与落座部31a之间，返回至吸入口31b，加压室11内部的压力不会上升。将该行程称为返回行程。
在返回行程中，当对电磁吸入阀机构3施加来自ECU101(参照图1)的控制信号时，电流经端子部件40流入电磁线圈35。当电磁线圈35中流过电流时，磁吸引力在磁性芯39与衔铁36之间作用，衔铁36(杆33)被向磁性芯39吸引。其结果是，衔铁36(杆33)抵抗杆施力弹簧34的施力而向闭阀方向(离开阀部32的方向)移动。
当衔铁36(杆33)向闭阀方向移动时，阀部32被从开阀方向上的施力释放。其结果是，阀部32因阀施力弹簧38的施力、和燃料流入吸入通路10b引起的流体力而向闭阀方向移动。当阀部32与吸入阀座31的落座部31a接触(阀部32落座在落座部31a)时，电磁吸入阀机构3成为闭阀状态。
在电磁吸入阀机构3成为闭阀状态之后，加压室11的燃料随着柱塞2上升而升压。加压室11的燃料在成为规定压力以上时，通过排出阀机构8向共轨106(参照图1)排出。将该行程称为排出行程。即，柱塞2的从下止点到上止点之间的上升行程，由返回行程和排出行程构成。通过控制对电磁吸入阀机构3的电磁线圈35的通电定时，能够控制排出的高压燃料的量。
如果使对电磁线圈35通电的定时(timing)提前，则上升行程中返回行程的比例变小，排出行程的比例变大。其结果是，返回至吸入通路10b的燃料变少，高压排出的燃料变多。另一方面，如果使对电磁线圈35通电的定时推迟，则上升行程中的返回行程的比例增大，排出行程的比例减小。其结果是，返回至吸入通路10b的燃料增多，高压排出的燃料减少。这样，通过控制对电磁线圈35的通电定时，能够将高压排出的燃料的量控制为发动机(内燃机)需要的量。
2.第二实施方式
接着，对于本发明的第二实施方式的高压燃料供给泵进行说明。第二实施方式的高压燃料供给泵与第一实施方式的高压燃料供给泵100不同的部分是排出阀机构8的位置。因此，此处对于排出阀机构8的位置进行说明，省略与第一实施方式的高压燃料供给泵100共同的结构和动作的说明。
[减压阀机构、排出阀机构和加压室的位置关系]
对于减压阀机构4、排出阀机构8和加压室11的位置关系，参照图6和图7进行说明。图6是在与水平方向正交的截面中观察时的第二实施方式的高压燃料供给泵的纵截面图。图7是第二实施方式的高压燃料供给泵的部分缺口立体截面图。
第二实施方式的高压燃料供给泵200与第一实施方式的高压燃料供给泵100结构相同。如图7所示，从柱塞2往复移动的方向观察时，减压阀机构4的阀部43的移动方向与排出阀机构8的阀部82的移动方向不同。即，从柱塞2往复移动的方向观察时，减压阀机构4的阀部43的移动方向与排出阀机构8的阀部82的移动方向交叉。
如图7所示，在柱塞2往复移动的方向和减压阀机构4的阀部43的移动方向上，减压阀机构4配置在与加压室11重叠的位置。如图6和图7所示，从排出阀机构8的阀部82的移动方向观察时，排出阀机构8配置在与减压阀机构4重叠的位置。
另外，减压阀机构4所处的第二室1b(减压室)的下端L1，与排出阀机构8的座通路8a的上端L2相比，在柱塞2往复移动的方向上，配置在靠近柱塞2的位置。另外，排出阀机构8的座通路8a的上端比位于上止点的柱塞2(参照图6)的上表面高。
如图7所示，减压阀机构4的上端和排出阀机构8的上端在柱塞2往复移动的方向上设置在大致相同的高度。另外，如图6所示，从与柱塞2往复移动的方向正交的水平方向观察时，减压阀机构4配置在与排出阀机构8重叠的位置。
进而，从减压阀机构4的阀部43的移动方向看时，排出阀机构8与减压阀机构4在柱塞2的往复移动的方向上的全部区域重叠。由此，与第一实施方式相比能够缩短泵主体1在柱塞2的往复移动的方向上的长度(泵主体1的轴向的长度)，能够实现泵主体1的小型化。
3.总结
如以上所说明，上述实施方式的高压燃料供给泵(燃料泵)包括设置了加压室11(加压室)和排出室87(排出室)的泵主体1(泵主体)、在加压室11中往复移动的柱塞2(柱塞)、和将加压室11的燃料向排出室87排出的排出阀机构8(排出阀机构)。另外，高压燃料供给泵包括：在排出室87的燃料的压力与加压室11的燃料的压力之差超过了设定值的情况下开阀而使排出室87的燃料返回至加压室11的减压阀机构4(减压阀机构)。从作为柱塞2往复移动的方向的第一方向观察时，排出阀机构8和减压阀机构4以彼此的阀部82、43(阀)的移动方向交叉的朝向配置。减压阀机构4在第一方向和作为减压阀机构4的阀部43的移动方向的第二方向上，配置在与加压室11重叠的位置。
由此，能够将排出阀机构8和减压阀机构4配置在第一方向上相互不重叠的位置。其结果是，能够有效利用泵主体1的内部的空间，实现泵主体1的小型化。另外，不需要设置用于使减压阀机构4与加压室11连通的通路。从而，与设置用于使减压阀机构4与加压室11连通的通路的情况相比，能够减少加压室11的死容积，能够实现容积效率的提高。
另外，在上述实施方式的高压燃料供给泵(燃料泵)中，从作为排出阀机构8(排出阀机构)的阀部82(阀)的移动方向的第三方向观察时，排出阀机构8配置在与减压阀机构4(减压阀机构)重叠的位置。由此，能够缩短泵主体1(泵主体)在第一方向上的长度(泵主体1的轴向的长度)，能够实现泵主体1的小型化。
另外，在上述实施方式的高压燃料供给泵(燃料泵)中，减压阀机构4(减压阀机构)所处的第二室1b(减压室)的下端L1，与排出阀机构8(排出阀机构)的座通路8a(加压室一侧的通路)的上端L2相比，在第一方向上配置在靠近柱塞2(柱塞)的位置。由此，能够缩短泵主体1(泵主体)在第一方向上的长度(泵主体1的轴向的长度)，能够实现泵主体1的小型化。
另外，在上述实施方式的高压燃料供给泵(燃料泵)中，也可以是，从第一方向观察时，排出阀机构8(排出阀机构)和减压阀机构4(减压阀机构)以彼此的阀部82、43(阀)的移动方向大致正交的朝向配置。由此，能够使排出阀机构8与减压阀机构4之间隔开，相互不干扰。另外，能够有效利用泵主体1的内部的空间，能够实现泵主体1的小型化。
另外，在上述实施方式的高压燃料供给泵(燃料泵)中，从与第一方向正交的水平方向观察时，减压阀机构4(减压阀机构)配置在与排出阀机构8(排出阀机构)重叠的位置。由此，能够缩短泵主体1(泵主体)在第一方向上的长度(泵主体1的轴向的长度)，能够实现泵主体1的小型化。
另外，在上述第二实施方式的高压燃料供给泵(燃料泵)中，从第二方向观察时，排出阀机构8(排出阀机构)与减压阀机构4(减压阀机构)的第一方向上的全部区域重叠。由此，与第一实施方式相比能够缩短泵主体1的第一方向的长度(泵主体1的轴向的长度)，能够实现泵主体1的小型化。
另外，在上述第一实施方式的高压燃料供给泵(燃料泵)中，减压阀机构4(减压阀机构)的上端，与排出阀机构8(排出阀机构)的上端相比，在第一方向上配置在离柱塞2(柱塞)较远的位置。由此，排出阀机构8与减压阀机构4相比配置在第一方向上的柱塞2一侧。减压阀机构4为了避免与柱塞2干扰，需要设定在比柱塞2的上止点高的位置。因此，通过将排出阀机构8配置在与减压阀机构4相比靠第一方向上的柱塞2一侧的位置，能够抑制泵主体1在第一方向上变长。
另外，在上述实施方式的高压燃料供给泵(燃料泵)中，从与第一方向及第二方向正交的方向观察时，减压阀机构4(减压阀机构)与加压室11(加压室)的与第二方向平行的全部区域重叠。由此，能够使通过减压阀机构4的燃料高效地返回至加压室11。
另外，在上述实施方式的高压燃料供给泵(燃料泵)中，排出阀机构8(排出阀机构)的座通路8a(加压室一侧的通路)的上端比位于上止点的柱塞2的上表面高。由此，能够使得位于上止点的位置的柱塞2不阻塞座通路8a。其结果是，能够使得不妨碍排出阀机构8排出燃料。
以上，对于本发明的燃料泵的实施方式，包括其作用效果进行了说明。但是，本发明的燃料泵不限定于上述实施方式，能够在不脱离权利要求书记载的发明的主旨的范围内进行各种变形实施。另外，上述实施方式是为了易于理解地说明本发明而详细说明的，并不限定于必须具有说明了的全部结构。
例如，在上述实施方式中，令电磁吸入阀机构3的阀部32的移动方向为与减压阀机构4的阀部43的移动方向相同的第二径向(参照图2)。但是，本发明的减压阀的阀部的移动方向也可以与电磁吸入阀的阀部的移动方向不同。例如，也可以构成为，在本发明的燃料泵中，减压阀的阀部的移动方向、电磁吸入阀的阀部的移动方向、和排出阀的阀部的移动方向全部不同。
另外，上述实施方式中，排出阀机构8和减压阀机构4的阀部82、43在与柱塞2往复移动的方向(第一方向)垂直的方向上移动。但是，本发明的排出阀机构和减压阀机构的阀移动方向，也可以相对于与柱塞2往复移动的方向(第一方向)垂直的方向倾斜。即，排出阀机构和减压阀机构也可以与加压室倾斜地连接。
附图标记的说明
1……泵主体，1a……第一室，1b……第二室(减压室)，1c……第三室，1d……吸入通路，1e……连通孔，1f……排出阀入口通路，2……柱塞，3……电磁吸入阀机构，4……减压阀机构，5……吸入接头，6……缸，8……排出阀机构，8a……座通路，9……压力脉动减小机构，10……低压燃料室，11……加压室，12……排出接头，41……减压弹簧，42……减压阀座，43……阀部，44……座部件，81……排出阀座，82……阀部，83……排出阀弹簧，84……排出阀止动部，85……塞，87……排出室，100、200……高压燃料供给泵，101……ECU，102……进给泵，103……燃料容器，104……低压配管，105……燃料压力传感器，106……共轨，107……喷射器。

Claims (9)

1.一种燃料泵，其特征在于，包括：
设置了加压室和排出室的泵主体；
在所述加压室中往复移动的柱塞；
将所述加压室的燃料向所述排出室排出的排出阀机构；和
在所述排出室的燃料的压力与所述加压室的燃料的压力之差超过了设定值的情况下开阀而使所述排出室的燃料返回至所述加压室的减压阀机构，
从作为所述柱塞往复移动的方向的第一方向观察时，所述排出阀机构和所述减压阀机构以彼此的阀的移动方向交叉的朝向配置，
在所述第一方向和作为所述减压阀机构的阀的移动方向的第二方向上，所述减压阀机构配置在与所述加压室重叠的位置。
2.如权利要求1所述的燃料泵，其特征在于：
从作为所述排出阀机构的阀的移动方向的第三方向观察时，所述排出阀机构配置在与所述减压阀机构重叠的位置。
3.如权利要求1所述的燃料泵，其特征在于：
所述减压阀机构所处的减压室的下端，与所述排出阀机构的靠所述加压室一侧的通路的上端相比，在所述第一方向上配置在靠近所述柱塞的位置。
4.如权利要求1所述的燃料泵，其特征在于：
从所述第一方向观察时，所述排出阀机构和所述减压阀机构以彼此的阀的移动方向大致正交的朝向配置。
5.如权利要求1所述的燃料泵，其特征在于：
从与所述第一方向正交的水平方向观察时，所述减压阀机构配置在与所述排出阀机构重叠的位置。
6.如权利要求5所述的燃料泵，其特征在于：
从所述第二方向观察时，所述排出阀机构与所述减压阀机构的所述第一方向的全部区域重叠。
7.如权利要求1所述的燃料泵，其特征在于：
所述减压阀机构的上端与所述排出阀机构的上端相比，在所述第一方向上配置在离所述柱塞较远的位置。
8.如权利要求1所述的燃料泵，其特征在于：
从与所述第一方向及所述第二方向正交的方向观察时，所述减压阀机构与所述加压室的与所述第二方向平行的全部区域重叠。
9.如权利要求1所述的燃料泵，其特征在于：
所述排出阀机构的靠所述加压室一侧的通路的上端，比位于上止点的所述柱塞的上表面高。
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