JP2008014319A

JP2008014319A - ダンパ機構及び高圧燃料供給ポンプ

Info

Publication number: JP2008014319A
Application number: JP2007234861A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Usui; 悟史臼井; Minoru Hashida; 稔橋田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2007-09-11
Filing date: 2007-09-11
Publication date: 2008-01-24
Anticipated expiration: 2023-07-22
Also published as: JP4380751B2

Abstract

【課題】
高圧燃料供給システムにおける高圧燃料供給ポンプの低圧側燃料の脈動を低減
する小型，高性能のダンパ機構あるいは小型，高性能のダンパ機構を有する高圧
燃料供給ポンプを得る。
【解決手段】
二枚の金属ダイアフラムの全周を溶接した金属ダイアフラム組体（二枚式金属
ダイヤフラムダンパとも呼ぶ）を溶接部以外（例えば内周側）の全周、もしくは
一部で押し付け部材によって挟持し、収納容器部に固定するよう構成した。収納
容器部は、高圧ポンプのボディに一体に形成することもできる。
【選択図】図４

Description

内燃機関の燃料噴射弁に加圧した燃料を供給する高圧燃料供給ポンプの燃料圧力脈動を低減するダンパ機構、及びこのようなダンパ機構を備えた高圧燃料供給ポンプに関する。

従来のこの種ダンパ機構若しくはダンパ機構を有する高圧燃料供給ポンプとしては、一枚式金属ダイヤフラムの外周部を収納容器部に溶接によって固定する一枚式金属ダイヤフラムダンパ及び一枚式金属ダイアフラムダンパを備えた高圧燃料供給ポンプが知られている（特開２０００−１９３１８６号公報，特許第３１８０９４８号公報参照）。

特開２０００−１９３１８６号公報特許第３１８０９４８号公報

上記従来技術では、一枚の金属ダイヤフラムを用いるため圧力脈動を十分に低減するには金属ダイヤフラムを大径化する必要があった。また、径を大きくしないで燃料圧力脈動を低減する為、一枚式金属ダイヤフラムダンパを２個使うことも考えられるが、外周部を収納容器部に溶接で固定する為に大きなスペースを必要とし、ダンパ機構あるいは高圧燃料供給ポンプが大型化してしまう問題があった。

本発明の目的は、燃料圧力脈動の低減効果が高い小型のダンパ機構又は燃料圧力脈動の低減効果が高いダンパ機構を備えた小型の高圧燃料供給ポンプを提供することである。

上記目的を達成するために本発明は、二枚の金属ダイアフラムの全周を溶接した金属ダイアフラム組体（二枚式金属ダイヤフラムダンパとも呼ぶ）を溶接部の内周側において、上下一対の環状部材によって挟持し、この環状部材を介して収納容器部に蓋体を固定する際の固定力の一部が金属ダイアフラム組体の挟持力として作用するよう構成されており、その際前記環状部材は前記金属ダイアフラム組体の溶接部の内周側環状部の全周に亘って当接し、前記蓋体と環状部材とは周方向に複数箇所で当接するように構成されている。

これにより、金属ダイアフラム組体が効果的に低圧燃料の圧力脈動を低減するので、安定した燃料圧力で、燃料噴射弁に燃料を供給することができる。

以下、図面を参照して、本発明の一実施例を説明する。

（実施例１）
図１は本発明が実施される高圧燃料供給ポンプの全体を示す縦断面図である。図２は内燃機関の燃料供給システムの全体システム図で、筒内噴射型の内燃機関に用いられる高圧燃料供給システムを示す。

ポンプ本体（ポンプボディとも称す）１には、燃料吸入口を形成する吸入ジョイント１０，燃料吐出口を形成する吐出ジョイント１１が螺合により固定され、吸入ジョイント１０から吐出ジョイント１１に至る燃料通路の途中に燃料を加圧する加圧室１２が形成されている。

加圧室１２の入口には吸入弁５が設けられ、吐出ジョイント１１には吐出弁６が設けられている。吸入弁５と吐出弁６はそれぞればね５ａ，６ａにて加圧室１２の吸入口，吐出口をそれぞれ閉じる方向に付勢され、所謂燃料の流通方向を制限する逆止弁を構成している。

加圧室１２は、加圧部材であるプランジャ２の先端が出入りするポンプ室１２ａ，吸入弁５に連通する吸入孔５ｂ，吐出弁６に連通する吐出孔６ｂを含んで形成されている。加圧室はポンプボディ１にダイカスト成形及び切削加工によって形成される。

吸入室１０ａには、ソレノイド２００がポンプ本体１に保持されており、ソレノイド２００には、係合部材２０１，ばね２０２が配されている。係合部材２０１は、ソレノイド２００がＯＦＦ時は、ばね２０２によって、吸入弁５を開弁する方向に付勢力がかけられている。ばね２０２の付勢力は、吸入弁ばね５ａの付勢力より大きくなっているため、ソレノイド２００がＯＦＦ時は、図１のように、吸入弁５は開弁状態となっている。燃料は、タンク５０から低圧ポンプ５１にてポンプ本体１の燃料導入口に、プレッシャレギュレータ５２にて一定の圧力に調圧されて、導かれている。その後、ポンプ本体１にて加圧され、燃料吐出口からコモンレール５３に圧送される。コモンレール５３には、インジェクタ５４，リリーフ弁５５，圧力センサ５６が装着されている。インジェクタ５４は、エンジンの気筒数にあわせて装着されており、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）４０の信号にて噴射する。また、リリーフ弁５５は、コモンレール５３内の圧力が所定値を超えた際開弁し、配管系の破損を防止する。

プランジャ２の下端に設けられたリフタ３は、ばね４にてカム７に圧接されている。プランジャ２は、シリンダ２０に摺動可能に保持されており、エンジンカムシャフト等により回転されるカム１００により、往復運動して加圧室１２内の容積変化させる。

シリンダ２０はその外周がホルダ２１で保持され、ホルダ２１の外周に螺刻されたねじを、ポンプボディ１に螺刻されたねじにねじ込むことによってポンプボディ１に固定される。

本実施例では、シリンダ２０が単にプランジャ２の摺動保持部材として機能するだけで、加圧室を備えていない点が特徴である。これによって加工しにくい硬質材料で形成されるシリンダをシンプルな形状にできること、また、シール部材がポンプボディとシリンダの間に設けた金属シール７０の１箇所だけですむという効果がある。

また、シリンダ２０の図中下端はプランジャシール３０でシールされ、ガソリン（燃料）のブローバイが外部（カム７側）に洩れることが防止される。同時に摺動部を潤滑する潤滑油（エンジンオイルであっても良い）が加圧室へ洩れるのを防止する。

プランジャシール３０の外周はホルダ２１の下端内周部に保持されている。

プランジャ２の圧縮工程中に吸入弁５が閉弁すると、加圧室１２内圧力が上昇し、これにより吐出弁６が自動的に開弁し、燃料をコモンレール５３に圧送する。

吸入弁５は、加圧室１２の圧力が燃料導入口より低くなると自動的に開弁するが、閉弁に関しては、ソレノイド２００の動作により決定される。

ソレノイド２００がＯＮ（通電）状態を保持した際は、ばね２０２の付勢力以上の電磁力を発生させ、係合部材２０１をソレノイド２００側に引き寄せるため、係合部材２０１と吸入弁５は分離される。この状態であれば、吸入弁５はプランジャ２の往復運動に同期して開閉する自動弁となる。従って、圧縮工程中は、吸入弁５は閉塞し、加圧室１２の容積減少分の燃料は、吐出弁６を押し開きコモンレール５３へ圧送される。

これに対し、ソレノイド２００がＯＦＦ(無通電)を保持した際は、ばね２０２の付勢力により、係合部材２０１は吸入弁５に係合し、吸入弁５を開弁状態に保持する。従って、圧縮工程時においても、加圧室１２の圧力は燃料導入口部とほぼ同等の低圧状態を保つため、吐出弁６を開弁することができず、加圧室１２の容積減少分の燃料は、吸入弁５を通り燃料導入口側へ戻される。

また、圧縮工程の途中で、ソレノイド２００をＯＮ状態とすれば、このときから、コモンレール５３へ燃料圧送される。また、一度圧送が始まれば、加圧室１２内の圧力は上昇するため、その後、ソレノイド２００をＯＦＦ状態にしても、吸入弁５は閉塞状態を維持し、吸入工程は始まりと同期して自動開弁する。

したがって、プランジャ２の往復運動に伴い、燃料は燃料吸入ジョイント１０から加圧室１２への吸入，加圧室１２からコモンレール５３への吐出，加圧室１２から燃料吸入通路への戻し、の３つの工程を繰り返すことになり、低圧側に燃料圧力脈動が発生する。

つぎに、図３により、燃料圧力脈動を低減する機構について説明する。図３は燃料圧力脈動を低減する機構の拡大図を示す。

二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０は、二枚のダイヤフラム８０ａ，８０ｂを張り合わせ、内部に気体８０ｃを封入し構成している。この二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０は、外部からの圧力変化に応じて体積変化をすることによって、脈動減衰機能を発揮する受圧素子である。薄板の円形で洗面器型のダイヤフラムを二枚用い、二枚のダイヤフラムを同軸にかつ、凹んだ側を向かい合わせる方向に結合し、二枚のダイヤフラムの間に形成される内部空間に気体８０ｃを封入し構成している。ダイヤフラム８０ａ，８０ｂは圧力変化に対して弾性変形し易いように、同心円状のひだを形成しており、断面が波形の形状としている。この二枚のダイヤフラム８０ａ，８０ｂは、外周を全周にわたり溶接することによって結合し、かつ前記溶接によって内部の気体８０ｃが漏れないようにしている。

内部の空間には大気圧以上の圧力の気体８０ｃを封入している。内部の気体８０ｃの圧力は、対象流体の圧力に応じて製造時に任意に設定することができる。封入する気体は、例えばアルゴンガスとヘリウムガスの混合気体とする。へリウムは溶接部からの漏れに敏感であり、アルゴンは漏れにくい。したがって、溶接部に漏れがあれば容易に検出でき、かつ気体８０ｃが全て漏れてしまうことはない。混合配分は漏れにくく、かつ漏れが検出し易くするように配分している。

ダイヤフラム８０ａ，８０ｂの材質は燃料中での耐食性に優れ、かつ強度の優れる析出硬化系のステンレス材を用いている。燃料圧力脈動を低減する機構として、この二枚式金属ダイヤフラム式ダンパ８０を燃料通路１０と低圧室１０ａの間に設ける。

二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０は、波板バネとしての波ワッシャ１０１とワッシャガイド１０２により、外周を全周にわたって挟持されている。押さえ部材としてのワッシャ（環状リング）１０３は裏表両面の外周側に同じ切欠を設ける。ワッシャ１０３の外周は、二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０の外周と同じ寸法に加工されている。ワッシャガイド１０２は二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０を挟持する部位の外周に溝１０２ａを設ける。

これにより、二枚式金属ダイヤフラムダンパ、およびワッシャ１０３はワッシャガイド１０２の同じ壁面でガイドされることになり、外周溶接部８０ｄは挟持されることはないので、応力集中による二枚式金属ダイヤフラムダンパの破損を防ぐことができる。

また、ワッシャ１０２は表裏の区別が無いので、組み付け時のミスを低減することができ、組立性が向上する。

挟持力はばねワッシャ１０１を介してダンパカバー９１により与えられる。ダンパカバー９１は、止めねじ９２によりポンプ本体１に固定されている。

これにより、ばねワッシャ１０１のばね定数を選ぶことにより、適切な力で二枚式金属ダイヤフラムダンパの外周を全周にわたって均等に挟持することができる。

また、金属ダイアフラム組体（ダンパ）８０を収納する収納容器部としての燃料室１０ｂ，１０ｃを加圧室の入口部に至る燃料室１０ａと連通する。燃料はＯリング９３によって外部に対してシールされている。

これにより、燃料はばねワッシャ１０１の隙間を通って燃料室１０ｃにも自由に往復可能なので、二枚式金属ダイヤフラムダンパの両面に燃料を行き渡らせることができ、燃料圧力脈動を効率的に吸収することができる。

ダンパカバーには燃料圧力センサ９４を設置する。

これにより、二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０の破損を容易に検出できる高圧燃料供給ポンプを得ることができる。

（実施例２）
次に、図４により、本発明が実施される別の実施態様を説明する。

この実施例では、２個の二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０および８１を、燃料圧力脈動を低減する機構として、燃料通路１０と低圧室１０ａの間に設ける。

二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０は、ワッシャ１０３とワッシャガイド１０２により、外周を全周にわたって挟持されている。ワッシャ１０３は裏表両面の外周側に同じ切欠を設ける。ワッシャ１０３の外周は、二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０の外周と同じ寸法に加工されている。ワッシャガイド１０２には溝１０２ａが設けられている。また、燃料室１０ｂ，１０ｃを燃料室１０ａと連通する。

二枚式金属ダイヤフラムダンパ８１はワッシャ１０２とダンパカバー９１により、外周を挟持されている。ダンパカバー９１には溝９１ａを設ける。ダンパカバー９１の二枚式金属ダイヤフラムダンパ８１挟持部には燃料通路として溝を設ける。

二つのワッシャ１０２の間には、ばねワッシャ１０１を設け、このばねワッシャ１０２を介して、ダンパカバー９１により２個の二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０，８１を挟持する力を発生させている。燃料はＯリング９３により外部に対してシールされている。

これにより、２個の二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０，８１はワッシャ１０３と同じ壁面でガイドされることになり、外周溶接部８０ｄ，８１ｄは挟持されることはないので、応力集中による二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０，８１の破損を防ぐことができる。

また、燃料はばねワッシャ１０１の隙間を通って燃料室１０ｃに進入が可能であり、燃料室１１０ｄにはダンパカバー９１に設けられた溝を通って燃料は進入可能なので、２個の二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０，８１の両面に燃料を行き渡らせることができ、燃料圧力脈動を効率的に吸収することができる。

ワッシャ１０３は表裏の区別が無いので、組み付け時のミスを低減することができ、組立性が向上する。

また、２個の二枚式金属ダイヤフラムダンパを設けているので、軽量コンパクトでありながら、燃料圧力脈動を十分に吸収することができる高圧燃料供給ポンプを得ることができる。

（実施例３）
次に、図５により、本発明が実施される更に別の実施態様を説明する。

２個の二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０および８１を、燃料圧力脈動を低減する機構として、燃料通路１０と低圧室１０ａの間に設ける。金属ダイヤフラムダンパ８０および８１は断面形状が異なる。

２個の二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０および８１は、ワッシャ１０３とワッシャガイド１０２により、外周を全周にわたって挟持されている。ワッシャ１０３は裏表両面の外周側に同じ切欠を設ける。ワッシャ１０３の外周は、二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０の外周と同じ寸法に加工されている。ワッシャガイド１０２には溝１０２ａが設けられている。また、燃料室１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを燃料室１０ａと連通する。

二つのワッシャ１０２の間には、ばね１０４を設け、このばね１０４を介して、ダンパカバー９１により２個の二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０，８１を挟持する力を発生させている。燃料はＯリング９３により外部に対してシールされている。

また、燃料は燃料室１０ｃ，１０ｄに進入が可能であり、２個の二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０，８１の両面に燃料を行き渡らせることができ、燃料圧力脈動を効率的に吸収することができる。

二枚式金属ダイヤフラムダンパは、断面の形状により燃料圧力脈動の吸収能力および周波数特性が変わる。２個の二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０，８１は断面形状が異なるので、それぞれ断面形状を選ぶことで最適な燃料圧力脈動の吸収能力を備えた高圧燃料供給ポンプを得ることができる。なお、２個の二枚式金属ダイヤフラムダンパの断面形状は同じでも良い。

（実施例４）
次に、図６により、別形態の実施例について述べる。図６に示す実施例は、前述の二枚式金属ダイヤフラム８０を用いた脈動減衰機構部をポンプとは別体とし、独立した脈動減衰機構ととして構成したものである。

特に、製造が簡単な圧延鋼板製のケーシングによって、二枚式金属ダイヤフラムを挟み込み加締めるタイプについて説明する。

脈動減衰機構部を別体とすることにより、燃料システム中の任意の場所に設置可能となることから、レイアウト性に優れるという長所を持つ。例えば、ポンプ本体の任意の部分、又は燃料配管の任意の部分に設置可能となる。

すなわち、脈動減衰機構の設置位置によっても、脈動減衰特性が大きく変わるので、設置位置を任意に設定できることは、所望の脈動減衰特性を得る意味で、大きな長所となる。

また、同じポンプを用いていても相違する脈動減衰特性を持つ燃料供給システムがある場合があるが、いくつかの脈動減衰機構を用意しておけば複数の燃料供給システムに対して、所望の脈動減衰性能が得られる。

さらに、別体式の脈動減衰機構として、金属性のダイヤフラムを用いることにより粗悪な燃料に対して耐性をもつことができ、また、従来のゴム製のダイヤフラムを用いたものと比較し、大きな燃圧変動にも耐えることができる。

以下に図６の実施例について具体的に説明する。

本発明の脈動減衰機構は、外部からの圧力変化に応じて体積変化をする二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０と、前記二枚式金属ダイヤフラムダンパを支持し外観を構成するケーシング３００と、ケーシング３００と共に二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０をはさみ込むカバー３１０と、脈動を減衰させるべき流体が存在する部品との締結のための締結フランジ３２０と、脈動を減衰させるべき流体を本脈動減衰機構に導くための通路を有し、本脈動減衰機構と脈動を減衰させるべき流体が存在する部品とのシール機能とを有した連結管３３０で構成している。

ケーシングについて、図６，図７を用い説明する。

ケーシング３００は、二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０を支持し、脈動を減衰させるべき流体３６０が存在する部品３４０と締結するための締結フランジ３２０を備え、脈動を減衰させるべき流体３６０を本脈動減衰機構に導くための通路３３１と、二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０に前記流体３６０を作用させるための第一空間３５１を形成する。

二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０を支持する部分として、ケーシング３００の支持基礎面３０１に同ピッチ円上に環状突起３０２を設け支持している。この同ピッチ円上に配置された環状突起３０２の二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０との接触部分の外径φＤ₃₀₂は、二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０の最外周にある溶接ビード部８０ｃと接触しないよう、溶接ビード内径φｄ_80cより小さくしている。すなわちφＤ₃₀₂＜φｄ_80cである。

支持基礎面３０１において、環状突起３０２を設けない部分、いいかえると、環状突起３０２を切り欠いた部分は、第一空間３５１の流体と、第二空間３５２との流体を連通させるための流体の通路３０３（図７）としている。

ケーシング３００は、前記環状突起３０２と同軸に、カバー内包円筒３０４を持ち、カバー内包円筒３０４の内径側面をガイドとして、カバー内包円筒３０４の内径側、同軸にカバー３１０を設置する。

ケーシング３００の材料として、成形のしやすさ，強度，耐食性を考慮し、圧延鋼板に合金めっきを施したものを用いているがその限りではない。

蓋体としてのカバーついて、図６，図８を用いて詳細に説明する。

カバー３１０は、ケーシング３００と共に外観を形成する。カバー３１０は、ケーシング３００の環状突起部分３０２に同軸に接触して配置された二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０を、第一空間３５０と対向する方向から挟み込み、二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０を基準として、第一空間３５１と対向する側に第二空間３５２を形成するものである。

カバー３１０にはケーシング３００と同様、二枚式金属ダイヤフラム８０を支持する、すなわちケーシングと共にはさみ込む為の環状突起部３１２を設けている。ケーシング３００と同様、環状突起３１２の、二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０との接触部分の外径φＤ₃₁₂は、二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０の最外周にある溶接ビード部８０ｃと接触しないよう、溶接ビード内径φｄ_80cより小さくしている。すなわちφＤ₃₁₂＜φｄ_80cである。

ケーシングと同様、環状突起３１２を設けない、すなわち環状突起を切欠いた部分は、第一空間３５１の流体と、第二空間３５２との流体を連通させるための流体の通路３１３（図８）としている。

カバーには二枚式金属ダイヤフラム８０を接触支持している環状突起３１２の外周側に、ガイド３１４を設けている。このガイド３１４により、二枚式金属ダイヤフラム８０の径方向の位置は規制される。二枚式金属ダイヤフラム８０の位置が規制されることと、前述のφＤ₃₀₂＜φｄ_80c，φＤ₃₁₂＜φｄ_80cとの関係により、二枚式金属ダイヤフラム８０の溶接ビード部８０ｄが、完全に支持部から逃げている構造となっている。

第一空間３５１と第二空間３５２とを連通させるため、前記通路３１３として、ガイド３１４も切欠いている。すなわち切欠きによってガイドとなっていない部分は、前記環状突起３１２を設けない部分（環状突起３１２を切欠ている部分）と共に第一空間３５１の流体と、第二空間３５２との流体を連通させるための流体の通路３１３としている。

カバー３１０の外周側には外部への燃料漏れを防ぐためにＯリング３７０を配置している。カバー３１０に形成した溝３１５と、ケーシングのカバー内包円筒部３１４によって、Ｏリングシールしている。カバーは、ケーシング先端３０５を塑性変形させ、折り曲げることによって加締められ、二枚式金属ダイヤフラム８０と共に固定される。

カバー３１０の材料として、強度，耐食性を考慮し、ステンレス鋼を用いているがその限りではない。

連結管３３０，締結フランジ３２０について、図６を用い説明する。

連結管３３０は、脈動を減衰させるべき流体の存在する部品３４０（例えばポンプ、及び配管）から、本脈動減衰機構の前記第一空間３５１へ流体を導くための管であり、脈動を減衰させるべき流体の存在する相手側の部品３４０に入り込み結合する。連結管の外周には前記相手側の部品３４０との間で流体のシールをするためにＯリング３７１を設置している。

連結管３３０の材料として鉄鋼材にめっき処理を施したものを使用しているが、この限りではない。また、Ｏリング３７０，３７１の材料として、耐燃料性のあるフッ素ゴム、特には、一元系，二元系ではない、三元系等のフッ素ゴムを用いている。

締結フランジ３２０は、前記ケーシング３００と連結管３３０の間に挟み込まれる形で配置される。脈動を減衰させるべき流体の存在する部品３４０の平面部と締結するために板状の形状であり、ねじ止めのための穴３２１を１個〜２個有する。

締結フランジ３３０の材料として、圧延鋼板にめっき処理を施したものを使用しているが、この限りではない。

本脈動減衰機構は、脈動を減衰させるべき流体の存在する部品３４０に、連結管３３０の挿入できる穴３４１と、締結のためのねじ穴３２１を設け、前記締結管３３０の挿入できる穴３４０にＯリングシール機構を付随した締結管３３０を挿入し、締結フランジ３２０によって、ネジ３８０により取り付けられる。

以下に本脈動減衰機構の動作について図６を基に説明する。

脈動を減衰させる流体の存在する部品３４０に在る流体は、連結管３３０を通って、本脈動減衰機構の第一空間３５１に導かれる。第一空間３５１は、ケーシングの環状突起３０２を切欠いた部分によって形成される通路３０３と、二枚式金属ダイヤフラムダンパの外周側とケーシングとの隙間と、カバーの環状突起を切欠くにことによって形成される通路３１３とによって、第二空間と連通している（図９）。すなわち脈動を減衰させるべき流体の圧力が大きくなった時、第一空間３５１と第二空間３５２に前記圧力が伝播し、二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０の体積が縮小する側に変形することで、前記圧力を低減する作用となる。また、逆に脈動を減衰させるべき流体の圧力が小さくなった時は、二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０の体積が増加する側に変形することで、前記圧力の減少を抑える作用となる。

第一空間３５１と第二空間３５２は、そのものが、流体に体積をもたせることになり、空間そのものが脈動減衰機能をもつ。また、ケーシングの弾性変形によっても脈動を減衰させることができる。

図１０は、連結管３３０の軸方向とダイヤフラム８０の軸方向とを平行（同軸）に構成した例である。

図１１は、締結フランジ，連結管の代わりに、連結管の外周側をねじ構造３３２としたものである。このねじ構造に限らず、脈動を減衰させる流体の存在する部品との結合方法は、一般的に配管接続で使用されるシール方法を使用することができる。

図１２は、二枚式金属ダイヤフラム８０と８１との２個を使用した例である。図６の実施例を基として、２個の二枚式金属ダイヤフラムの間に環状部材３９０を挟み込むことによって、２個の二枚式金属ダイヤフラム８０を設置可能とし、第三空間３５３を形成する。

環状部材３９０は、図６の実施例でのカバー３１０同様、カバー内包円筒３０４の内径側面をガイドとして、カバー内包円筒３０４と同軸にケースの３００の内径側に設置される。

環状部材３９０は、二枚式金属ダイヤフラム８０を接触支持する環状突起３９２を部材両面に有している。この環状突起３９２は、図６の実施例でのカバー３１０の環状突起３１２と同様に、二枚式金属ダイヤフラム８０，８１の溶接ビード部８０ｄ，８１ｄを逃げる寸法としている。

環状部材３９０は、図６の実施例でのカバー３１０のガイド３１４と同様に、二枚式金属ダイヤフラム８０，８１の径方向の位置を規制するガイド３９４，３９５を設けている。カバー３１０にガイドを設けない場合は、環状部材３９０にガイド３９５を設けることも可能である。

環状部材３９０は、図６の実施例でのカバー３１０の流体通路部３１３（図８）と同様、流体通路３９３を有し、第一空間と第三空間，第三空間と第二空間とを連通させる通路を形成している。

上述の構造により、二枚式金属ダイヤフラムを２個使用することで、圧力変化に対する二枚式金属ダイヤフラムの体積変化総量が単純には２倍となり、より大きな脈動減衰機能を発揮することができる。

必要に応じて、さらに、環状部材３９０を用いることで、３個以上の二枚式金属ダイヤフラム８０を設置可能となり、さらなる大きな脈動減衰機能を得ることができる。

図１３は、二枚式金属ダイヤフラム８０，８１および８２との３個を使用した例である。

３個の二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０，８１および８２を、燃料通路１０と低圧室１０ａの間に設けると、燃料圧力脈動をさらに低減することができる。

二枚式金属ダイヤフラムダンパ８１は２個のワッシャ１０３とにより外周を全周にわたって挟持されている。

二枚式金属ダイヤフラムダンパ８２はワッシャ１０３とダンパカバー９１により、外周を挟持されている。ダンパカバー９１には溝９１ａを設ける。ダンパカバー９１の二枚式金属ダイヤフラムダンパ８１挟持部には燃料通路として溝を設ける。

３つの二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０，８１および８２の間には、２個のばねワッシャ１０１を設け、このばねワッシャ１０１を介して、ダンパカバー９１により３個の二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０，８１および８２を挟持する力を発生させている。燃料はＯリング９３により外部に対してシールされている。

これにより、３個の二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０，８１はワッシャ１０３と同じ壁面でガイドされることになり、外周溶接部８０ｄ，８１ｄは挟持されることはないので、応力集中による二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０，８１の破損を防ぐことができる。

また、燃料はばねワッシャ１０１の隙間を通って燃料室１０ｃに進入が可能であり、燃料室１１０ｄ，１０ｅにはダンパカバー９１に設けられた溝を通って燃料は進入可能なので、３個の二枚式金属ダイヤフラムダンパ８０，８１および８２の両面に燃料を行き渡らせることができ、燃料圧力脈動を効率的に吸収することができる。

また、３個の二枚式金属ダイヤフラムダンパを設けているので、軽量コンパクトでありながら、燃料圧力脈動を十分に吸収することができる高圧燃料供給ポンプを得ることができる。

以上説明した実施例によれば、二枚の金属ダイヤフラムの外周部を溶接することで内部に気体を封入した二枚式金属ダイヤフラムダンパを、適切な方法で固定することで効率的に燃料圧力脈動を吸収し安定した燃料圧力で燃料噴射弁に燃料を供給できる高圧燃料供給ポンプを提供することができる。

さらには容易に複数個の二枚式金属ダイヤフラムダンパを適切な方法で固定することでさらに効率的に燃料圧力脈動を吸収し、安定した燃料圧力で燃料噴射弁に燃料を供給できる。

具体的には、燃料圧力脈動を低減する機構として二枚式金属ダイヤフラムダンパを用いた場合、溶接部を挟みつけて固定すると溶接部に応力集中が発生する為に溶接部がはがれる問題があった。本実施例では溶接部の内側全周、もしくは一部を環状リングや波板バネで挟んで固定用の力を受けるようにしたので溶接部がはがれることがなくなった。また、燃料を二枚式金属ダイヤフラムダンパの両面に行き渡らせることができるようになった。

さらに、複数個の金属ダイアフラム組体（二枚式金属ダイヤフラムダンパ）を使用した場合は、押さえ部材の環状リング若しくは波板バネを隣接する２組の金属ダイアフラム組体で共用するようにしたので部品点数を減らすことができた。本発明の実施態様は以下の通りである。

実施態様１
燃料を加圧する加圧室と、前記加圧室の内部で燃料を圧送するプランジャと、前記加圧室の燃料入口に設けられた吸入弁と、前記加圧室の燃料出口に設けられた吐出弁を備えた高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記吸入弁の上流側の燃料通路に、二枚の金属ダイヤフラムの外周を溶接することで前記二枚の金属ダイヤフラムの間に気体を封入した二枚式金属ダイヤフラムダンパを、複数個設けたことを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。

実施態様２
燃料を加圧する加圧室と、前記加圧室の内部で燃料を圧送するプランジャと、前記加圧室の燃料入口に設けられた吸入弁と、前記加圧室の燃料出口に設けられた吐出弁と、前記吸入弁の上流側の燃料通路に、二枚の金属ダイヤフラムの外周を溶接することで前記二枚の金属ダイヤフラムの間に気体を封入した二枚式金属ダイヤフラムダンパを備えた高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記二枚式金属ダイヤフラムダンパの固定部が、前記溶接部以外であることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。

実施態様３
実施態様２に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記金属ダイヤフラムダンパの全周を押さえることで固定することを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。

実施態様４
実施態様２に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記金属ダイヤフラムダンパの外周がガイドされていることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。

実施態様５
実施態様４に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記金属ダイヤフラムダンパを押さえる機構の外周が金属ダイヤフラムダンパの外周と同じ壁面でガイドされていることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。

実施態様６
実施態様２乃至実施態様５に記載の何れかの高圧燃料供給ポンプにおいて、
波形をしたワッシャを介して、前記二枚式金属ダイヤフラムダンパを固定することを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。

実施態様７
実施態様６の高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記二枚式金属ダイヤフラムダンパを複数個設けたことを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。

これにより、金属ダイアフラム組体(二枚式金属ダイヤフラムダンパとも呼ぶ)が低圧燃料の圧力脈動を低減するので、安定した燃料圧力で、燃料噴射弁に燃料を供給することができる。

本発明が実施された第１実施例になる高圧燃料供給ポンプの全体縦断面図である。本発明が実施された高圧燃料供給ポンプを用いた燃料供給システムの一例を示すシステム構成図である。本発明が実施された第１実施例になる高圧燃料供給ポンプの部分縦断面図である。本発明が実施された第３実施例になる高圧燃料供給ポンプの部分縦断面図である。本発明が実施された第４実施例になる高圧燃料供給ポンプの部分縦断面図である。本発明が実施されたダンパ機構の第１実施例になる全体縦断面図である。ハウジングの部分を拡大した拡大断面図である。ハウジングの部分を拡大した拡大断面図である。燃料の流れを示す部分拡大図である。本発明が実施されたダンパ機構の第２実施例になる全体縦断面図である。本発明が実施されたダンパ機構の第３実施例になる全体縦断面図である。本発明が実施されたダンパ機構の第４実施例になる全体縦断面図である。本発明が実施された第５実施例になる高圧燃料供給ポンプの全体縦断面図である。

符号の説明

１…ポンプボディ、２…プランジャ、３…リフタ、４…バネ、５…吸入弁、６…吐出弁、７…カム、１２…加圧室、１０ｂ，１０ｃ…燃料室（収納容器部）、８０…金属ダイアフラムダンパ（組体）、８０ｄ…外周溶接部、９１…ダンパカバー、９３…Ｏリング、１０１…波ワッシャ、１０３…ワッシャ。

Claims

燃料を加圧するポンプの加圧室に至る低圧側通路に設置され、燃料脈動を低減するダンパ機構であって、
前記ダンパ機構は全周が溶接された二枚一組の金属ダイアフラム組体を少なくとも一組備え、内部に気体が封入されており、
前記ダイアフラム組体は前記低圧通路に連通する収納容器部に収納されており、
当該収納容器部は蓋体によって外気から密封されており、
前記ダンパ機構はさらに、前記金属ダイアフラムの溶接部の内側部で全周に亘って当該ダイアフラム組体を上下から挟みつける一対の環状部材を備え、
前記環状部材は前記金属ダイアフラムの溶接部の内側部に形成された環状部の全周において前記ダイアフラム組体に当接しており、
前記蓋体を、前記収納容器部に固定する際の力の一部が前記環状部材を介して前記ダイアフラム組体に作用し、もって前記ダイアフラム組体を前記収納容器部に固定するよう構成されており、
前記環状部材と前記蓋体とは周方向に複数箇所で当接しているダンパ機構。
請求項１に記載のダンパ機構において、
前記収納容器部がポンプのボディに一体に形成されているダンパ機構。
請求項１に記載のダンパ機構において、
前記収納容器部がポンプに至る低圧燃料通路部材に一体に形成若しくは取り付けられているダンパ機構。
燃料を加圧して内燃機関に供給する高圧燃料供給ポンプであって、当該ポンプのボディに一体に形成される低圧側通路と、当該低圧通路に設置され、燃料脈動を低減するダンパ機構を備えた高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記ダンパ機構は全周が溶接された二枚一組の金属ダイアフラム組体を少なくとも一組備え、内部に気体が封入されており、
前記ダイアフラム組体は前記低圧通路に一体に形成された収納容器部に収納されており、当該収納容器部は蓋体によって外気から密封されており、
前記ダンパ機構はさらに、前記金属ダイアフラムの溶接部の内側部で全周に亘って当該ダイアフラム組体を上下から挟みつける一対の環状部材を備え、
前記環状部材は前記金属ダイアフラムの溶接部の内側部に形成された環状部の全周において前記ダイアフラム組体に当接しており、
前記蓋体を、前記収納容器部に固定する際の力の一部が前記環状部材を介して前記ダイアフラム組体に作用し、もって前記ダイアフラム組体を前記収納容器部を覆うようにして前記ポンプボディに固定されており、
前記環状部材と前記蓋体とは周方向に複数箇所で当接している高圧燃料供給ポンプ。
請求項４に記載されたものにおいて、前記収納容器部は前記ポンプのボディに形成された加圧室と薄壁を隔てて隣接している高圧燃料供給ポンプ。
請求項４に記載されたものにおいて、前記ポンプのボディに低圧側配管接続用のジョイントが設けられており、当該ジョイントから前記収納容器部に燃料が導かれ、当該収納容器部から前記ポンプの加圧室へと燃料が導かれる高圧燃料供給ポンプ。
請求項４に記載されたものにおいて、前記収納容器部から前記ポンプに設けられた加圧室へと燃料を導く低圧通路部が前記ポンプのボディに穿孔されている高圧燃料供給ポンプ。
請求項４に記載されたものにおいて、前記ポンプのボディに低圧側配管接続用のジョイントが設けられており、当該ジョイントから前記収納容器部に燃料を導く導入通路部が前記ポンプのボディに穿孔されており、前記金属ダイアフラム組体の周囲を通った燃料を当該収納容器部から前記ポンプの加圧室へと導く低圧通路部が前記ポンプのボディに穿孔されている高圧燃料供給ポンプ。
請求項４に記載されたものにおいて、前記蓋体と前記収納容器部との間に設けられたシール部によって前記収納容器部内部が外気と遮断されている高圧燃料供給ポンプ。
請求項４に記載されたものにおいて、前記蓋体に圧力センサが取り付けられており、当該圧力センサの圧力検知部には前記収納容器内の圧力が導かれている高圧燃料供給ポンプ。
請求項１に記載のダンパ機構において、
前記収納容器部には前記金属ダイアフラム組体が複数個重ねて装着されており、前記金属ダイアフラム組体を上下から挟みつける前記一対の環状部材のうち、隣接する２つの金属ダイアフラム組体の間の環状部材は双方に共通の１つの環状部材で構成されているダンパ機構。
請求項４に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記収納容器部には前記金属ダイアフラム組体が複数個重ねて装着されており、前記金属ダイアフラム組体を上下から挟みつける前記一対の環状部材のうち、隣接する２つの金属ダイアフラム組体の間の環状部材は双方に共通の１つの環状部材で構成されている高圧燃料供給ポンプ。
請求項１又は１１に記載のダンパ機構において、
前記環状部材は環状のリング若しくは環状のリングと環状の波板バネの組み合わせで構成されているダンパ機構。
請求項４又は１２に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記環状部材は環状のリング若しくは環状のリングと環状の波板バネの組み合わせで構成されている高圧燃料供給ポンプ。
請求項１又は１１に記載のダンパ機構において、
前記環状部材は環状のリング若しくは環状のリングと環状の弦巻バネの組み合わせで構成されているダンパ機構。
請求項４又は１２に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記環状部材は環状のリング若しくは環状のリングと環状の弦巻バネの組み合わせで構成されている高圧燃料供給ポンプ。