JP2009293597A - 燃料ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】車載内燃機関の燃料ポンプにおいて、加圧室での燃料加圧が一旦停止されても円滑な燃料供給を実現できる燃料ポンプを提供する。
【解決手段】高圧燃料ポンプ１９は、シリンダ３１に挿入孔３２とプランジャ室３３とが連続して形成されている。挿入孔３２は、多段円柱状のプランジャ３４が上下動可能に挿入され、その開口部内周にはリング形状のシール部材３５が嵌合配置されている。プランジャ３４は、挿入孔３２との間に所定の潤滑路ＣＬを有する大径部３４ａと、シール部材３５の中央部を挿入する小径部３４ｂとを有する。これにより、挿入孔３２と、小径部３４ｂと、シール部材３５とで囲まれるリーク室３６が形成され、そのリーク室３６には、シリンダ３１上部に設置されたパルセーションダンパ１８までシリンダ３１を貫通形成されたダンパ通路３７が接続されている。そして、このダンパ通路３７に絞り部材３８を設置する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車載内燃機関において燃料噴射装置に燃料を供給する燃料ポンプに関する。

車載内燃機関に燃料を供給する燃料ポンプとしては、例えば特許文献１に記載されるように高圧燃料を内燃機関の燃料噴射装置に供給するプランジャ式の燃料ポンプが知られている。こうしたプランジャ式の燃料ポンプとして一般に採用されている構造を図４に示す。

図４に示されるように、シリンダ７１の下面には上方に延びる円形孔（挿入孔７２）が形成されており、その挿入孔７２には上方に延びるプランジャ７３が上下動可能に挿入されている。挿入孔７２の上端には該挿入孔７２から上方へ拡がる加圧室７４が形成されており、その加圧室７４においてプランジャ７３の上端が進退するようになっている。挿入孔７２の下側にはその内周面に沿うリング形状のシール部材７４Ａが嵌入されており、そのシール部材７４Ａの内側には上記プランジャ７３の下側部が上下動可能に圧入されている。そして、プランジャ７３の外周面と挿入孔７２の内周面との間がこのシール部材７４Ａでシールされることにより、挿入孔７２の下端である開口が封止されている。

シリンダ７１の下側には挿入孔７２の開口を囲う筒状のガイド部７１ａが下方に向けて延設されており、そのガイド部７１ａの内側には有底円筒状のリフタ７６が上下動可能に嵌合されている。リフタ７６の内部にはプランジャ７３の下端と嵌合したリテーナ７５と、該リテーナ７５とシリンダ７１との間に挟入されてリテーナ７５をリフタ７６の内底面へ付勢するばね７９とが収容されている。そして、内燃機関のカムシャフト７７に連結された駆動カム７８がリフタ７６を下動させるときには、ばね７９の付勢に従ってプランジャ７３が下動して、該プランジャ７３が加圧室７４から後退することにより加圧室７４の容積が拡大する。逆に駆動カム７８がリフタ７６を上動させるときには、ばね７９の付勢に抗したリフタ７６からの応力に従ってプランジャ７３が上動して、該プランジャ７３が加圧室７４へ進入することにより加圧室７４の容積が縮小する。

加圧室７４の上流には燃料１０を貯留するパルセーションダンパ１８と、該パルセーションダンパ１８と加圧室７４との間の流路を開閉する電磁スピル弁８１とが設けられている。上述のように加圧室７４の容積が拡大する際には、この電磁スピル弁８１が開弁することによりパルセーションダンパ１８からの燃料１０が加圧室７４へ供給される。その一方、加圧室７４の容積が縮小する際には、この電磁スピル弁８１が閉弁することにより加圧室７４で燃料１０が加圧されて、その加圧された燃料１０が吐出通路８２の下流に設けられたチェック弁８３を開弁して燃料噴射装置へ吐出される。

ところで、上述する燃料ポンプではプランジャ７３と挿入孔７２との間に隙間ＣＬ１が設けられており、加圧室７４で加圧された燃料１０の一部がこの隙間ＣＬ１へ送り込まれることにより上記挿入孔７２でプランジャ７３が滑らかに上下動するようになっている。この隙間ＣＬ１へ送り込まれた燃料１０は、挿入孔７２とプランジャ７３の下側部とで挟まれるリーク室８４に収容されてからリターンパイプ８５を通じて図示しない燃料タンクに戻される。
特開２００７−１７７７０４号公報

近年、上記内燃機関においては、エミッションの低減や燃費効率の向上を図るために、例えばスロットルバルブを全閉にして回転速度を減速させているときに気筒内への燃料噴射を停止させる、いわゆる燃料カット（フューエルカット）が一般に行われている。このフューエルカットの際、燃料ポンプにあっては電磁スピル弁８１の開弁状態が保持されて、加圧室７４とパルセーションダンパ１８との間で燃料１０が双方向へ流通するようなっている。そして、加圧室の７４の燃料１０がプランジャ７３の上動によっても加圧されず、燃料噴射弁へ供給されないようにしている。

ところが、上述のように加圧室７４の燃料１０が加圧されない場合にあっては、加圧室７４から隙間ＣＬ１へ送り込まれる燃料１０が減少するためにプランジャ７３と挿入孔７２との間で摩擦の増大や過熱を引き起こしてしまう。このような状態での使用が継続される場合にはプランジャ７３と挿入孔７２との間における焼き付けなどにより燃料供給動作の不安定化を招く虞がある。

本発明は、上記課題を解消するためになされたものであって、その目的は、車載内燃機関の燃料ポンプにおいて、加圧室での燃料加圧が一旦停止されても円滑な燃料供給を実現できる燃料ポンプを提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の燃料ポンプは、シリンダの摺動孔に往復移動可能に挿入されて、その移動量に応じて容積が相補的に変化する加圧室とリーク室とに前記摺動孔内を区画するプランジャと、前記プランジャが移動して前記加圧室の容積が増大するときには前記加圧室と燃料供給部との間を連通させることにより該燃料供給部から前記加圧室へ燃料を供給させ、前記プランジャが移動して前記加圧室の容積が減少するときには前記加圧室と前記燃料供給部との間で連通と非連通とを選択し、前記加圧室から前記燃料供給部への燃料の還流と前記加圧室における燃料の加圧とを切替える切替えバルブと、前記プランジャの外周面と前記摺動孔の壁面との隙間であって前記加圧室における燃料が加圧されるときに前記加圧室と前記リーク室との間の差圧に応じて燃料を流通させる潤滑路とを備えた燃料ポンプであって、前記リーク室と前記燃料供給部との間を連通する連通路と、前記連通路に設けられて前記燃料供給部と前記リーク室との間で燃料の流量を絞ることにより前記燃料供給部と前記リーク室との間に差圧を形成する絞り部とを備えることを要旨とする。

このような構成によれば、フューエルカットなどの加圧停止に応じるべく加圧室と燃料供給部との間を常時連通状態にすると、加圧室の容積が減少する場合には加圧室と燃料供給部との間で燃料が自在に行き来できるので、燃料ポンプ全体の流動径路から見てこの加圧室と燃料供給室との間には大きな差圧が形成され難くなる。一方、燃料供給部とリーク室との間では容積が増大するリーク室に対し燃料の吸入量が絞られるので相対的に大きな差圧が形成される。それゆえに加圧室とリーク室との間では、燃料供給部とリーク室との間に相当する差圧が形成されて加圧室の燃料が潤滑路を通じてリーク室へも流通するようになる。

また、上記常時連通状態にすると、加圧室の容積が増加する場合にも加圧室と燃料供給部との間で燃料が自在に行き来できるので、燃料ポンプ全体の流動径路から見てこの加圧室と燃料供給室との間には大きな差圧が形成され難くなる。一方、燃料供給部とリーク室との間では容積が減少するリーク室に対し燃料の排出量が絞られるので相対的に大きな差圧が形成される。それゆえに加圧室とリーク室との間では、燃料供給部とリーク室との間に相当する差圧が形成されてリーク室の燃料が潤滑路を通じて加圧室へも流通するようになる。

この結果、燃料ポンプとしては、フューエルカットなど燃料を吐出しない場合であれ、プランジャと摺動孔との間には、潤滑剤としての燃料が流通して好適な潤滑性が確保され、さらにフューエルカットなどの運転が連続して行われるような場合であれ、焼付けなどの動作不良の発生が抑制されるようになる。

請求項２に記載の燃料ポンプは、前記絞り部がオリフィス絞り又はチョーク絞りであることを要旨とする。
このような構成によれば、絞り部により形成する差圧を容易に設定できるようになる。

請求項３に記載の燃料ポンプは、前記絞り部が前記連通路と異なる部材からなることを要旨とする。
このような構成によれば、連通路とは別個に形成された絞り部材を連通路に設置することにより、連通路には、例えば別途形成された精度の高い絞りを設けて絞りの前後において生じる圧力差の設定をより高い精度で行うことができるようにもなる。

請求項４に記載の燃料ポンプは、前記燃料供給部が燃料脈動を抑制するためのダンパであることを要旨とする。
このような構成によれば、一般に燃料脈動を抑制するために設けられているダンパに連通路を接続するようにすることで、連通路の接続を容易にするとともに連通路から還流される燃料を要因として生ずる燃料脈動を抑制することができるようになる。さらには、加圧室と燃料供給部との間を常時連通状態にする際に加圧室と燃料供給部との差圧をより確実に抑えることができることから、加圧室とリーク室との間の差圧をより高い精度で形成できる。

請求項５に記載の燃料ポンプは、前記プランジャが大径部と小径部とを有する多段円柱状に形成されており、前記加圧室と前記リーク室とが前記外周面を有した前記大径部により区画されており、前記リーク室が前記摺動孔の壁面と前記小径部の周面との隙間であることを要旨とする。

このような構成によれば、加圧室の容積やリーク室の容積、さらには潤滑路のサイズをプランジャの形状で規格化できる。それゆえに燃料ポンプの構成を簡単にすることができ、このような燃料ポンプの実現が容易になる。

以下、本発明にかかる燃料ポンプを具体化した一実施形態を図１及び図２に従って説明する。図１は、このような燃料ポンプを用いた燃料系についてその構成の概略を模式的に示した図である。

図１に示されるように、内燃機関１には、その気筒毎に設けられた複数の燃料噴射弁１１と、複数の燃料噴射弁１１のそれぞれに高圧燃料を分配供給する共通の高圧燃料配管であるデリバリパイプ１２と、デリバリパイプ１２に高圧の燃料を供給する燃料供給装置１３とが設けられている。本実施形態では、これら複数の燃料噴射弁１１とデリバリパイプ１２とにより燃料噴射装置が構成されている。各燃料噴射弁１１は、対応する気筒の燃焼室にデリバリパイプ１２からの高圧燃料を噴射して燃焼室内の空気と燃料とを混合させた混合気を生成する。

燃料供給装置１３には、燃料タンク１４の燃料１０を吸入して低圧燃料通路１６に送出する低圧燃料ポンプ１５と、低圧燃料通路１６の燃料圧力を一定にするプレッシャレギュレータ１７と、低圧燃料通路１６における燃料１０の脈動を抑制するパルセーションダンパ１８とが備えられている。上記低圧燃料通路１６とデリバリパイプ１２との間には、低
圧燃料ポンプ１５からの燃料１０を加圧する高圧燃料ポンプ１９と該高圧燃料ポンプ１９からの高圧燃料をデリバリパイプ１２へ供給する高圧燃料通路２１とが備えられている。またデリバリパイプ１２と燃料タンク１４との間には、該デリバリパイプ１２の燃料１０が所定の圧力を超えるときに開弁するリリーフ弁２２とデリバリパイプ１２の燃料１０を所定の圧力に維持すべく該リリーフ弁２２を通して燃料１０を燃料タンク１４へ戻すリリーフ通路２３とが備えられている。

次に、図２を参照して上記高圧燃料ポンプ１９について説明する。図２は高圧燃料ポンプ１９についてその断面構成を示す図である。
図２に示されるように、高圧燃料ポンプ１９のシリンダ３１には、その下面から上方に延びる円形孔（挿入孔３２）と、該挿入孔３２の上端から上方に拡がるプランジャ室３３とが形成されている。本実施形態においては、これらプランジャ室３３と挿入孔３２とにより摺動孔が構成されている。

挿入孔３２には、多段円柱状のプランジャ３４が上下動可能に挿入されている。プランジャ３４の上側には相対的に大径の大径部３４ａが設けられており、プランジャ３４の下側には相対的に小径の小径部３４ｂが設けられている。プランジャ３４の上側部である大径部３４ａは、該プランジャ３４が上動及び下動するときにプランジャ室３３に進入及び後退して、プランジャ室３３と大径部３４ａとで区画された加圧室を形成する。プランジャ３４の下側部である小径部３４ｂは、挿入孔３２の下端である開口を通り下方に突出するように配置されている。挿入孔３２の開口近傍には、該挿入孔３２の内面に沿うリング形状のシール部材３５が嵌入されており、該シール部材３５の内側には上記小径部３４ｂが上下動可能に圧入されている。そして、小径部３４ｂの外周面と挿入孔３２の内周面との間がこのシール部材３５でシールされることにより挿入孔３２の開口が封止されている。

大径部３４ａの外周面と挿入孔３２の内壁との間には隙間（潤滑路ＣＬ）が設けられており、小径部３４ｂと挿入孔３２との間には潤滑路ＣＬに連通するリーク室３６が設けられている。リーク室３６とは、小径部３４ｂの周面と挿入孔３２の壁面との間の空間が大径部３４ａの下端とシール部材３５とで区画されて成る空間である。このリーク室３６の一側（右側）には、該リーク室３６とパルセーションダンパ１８との間を連通する円形孔状の連通路（ダンパ通路３７）が設けられており、そのダンパ通路３７の途中にはオリフィス絞りである絞り部材３８が圧入されている。そしてリーク室３６からの燃料１０あるいはパルセーションダンパ１８からの燃料１０がこのダンパ通路３７を流れるときには、前記絞り部材３８を挟んでリーク室３６の側とパルセーションダンパ１８の側との間に絞り効果に応じた差圧が形成される。なお、本実施形態では、ダンパ通路３７の直径が４ｍｍ〜５ｍｍであるのに対して、絞り部材３８のオリフィス径は略１ｍｍである。

シリンダ３１の下部には、挿入孔３２の開口部を囲む円筒形状のリフタガイド４１が下方に延出されており、そのリフタガイド４１の内部には有底円筒形状のリフタ４２が上下動可能に嵌合されている。リフタ４２の内部には、プランジャ３４の下端と嵌合するリテーナ４３が小径部３４ｂとともに収容されており、そのリテーナ４３とシリンダ３１との間には該リテーナ４３をリフタ４２の内底面４２ａへ付勢するばね４４が挟入されている。

リフタ４２の外底面４２ｂには、内燃機関１のカムシャフト４６に連結された駆動カム４７のカム面が摺接するようになっている。この駆動カム４７が回転位置Ｒ１から回転位置Ｒ２へ回動するとき、リフタ４２の外底面４２ｂは上記ばね４４の付勢に抗した押圧力を駆動カム４７から受けて上動する。この間、プランジャ３４の大径部３４ａがプランジャ室３３に進入し続けるため、プランジャ室３３においては大径部３４ａの進入量の分だ
け燃料１０で占められる容積（加圧室の容積）が縮小する。このためプランジャ室３３の内部には静止圧よりも高い圧である正圧が進入量に応じて形成される。またこの間、プランジャ３４の小径部３４ｂが挿入孔３２へ進入し続けるため、リーク室３６においては上記進入量の分だけその容積が拡大する。このためリーク室３６の内部には静止圧よりも低い圧である負圧が進入量に応じて形成される。

これに対して、駆動カム４７が回転位置Ｒ２から回転位置Ｒ３へ回動するとき、リフタ４２の外底面４２ｂは上記ばね４４の付勢に従って下動する。この間、プランジャ３４の大径部３４ａがプランジャ室３３から後退し続けるため、プランジャ室３３においては、大径部３４ａの後退量の分だけ燃料１０で占められる容積（加圧室の容積）が拡大する。このためプランジャ室３３の内部には同後退量に応じた負圧が形成される。またこの間、プランジャ３４の小径部３４ｂが挿入孔３２から後退し続けるため、リーク室３６においては小径部３４ｂの後退量の分だけその容積が縮小する。このためリーク室３６の内部には同後退量に応じた正圧が形成される。

すなわち、加圧室の容積とリーク室３６の容積との間には、加圧室の容積が増大すればリーク室３６の容積が減少し、加圧室の容積が減少すればリーク室３６の容積が増大する、いわば相補的な関係が成立している。なお、相補的な関係とは、加圧室における容積の変化量の全てがリーク室３６における変化量の全てにより補間される必要は無く、加圧室における容積の変化量の一部がリーク室３６における変化量により補間される関係であれば良い。

プランジャ室３３の一側（左側）には、該プランジャ室３３とパルセーションダンパ１８との間を連通するプランジャ通路５１が形成されており、該プランジャ通路５１の途中にはプランジャ通路５１を連通状態と非連通状態とに切替える切替えバルブ（電磁スピル弁５２）が設けられている。電磁スピル弁５２は、その弁体５２ａを閉弁位置と開弁位置との間で移動させるためのコイルを有し、そのコイルが非通電状態であるときに弁体５２ａを開弁位置に配置してプランジャ通路５１を連通状態にする。また、電磁スピル弁５２は、図示しない電子制御装置からの指令により同コイルが通電状態であるときに弁体５２ａを閉弁位置に配置してプランジャ通路５１を非連通状態にする。

プランジャ室３３の他側（右側）には、該プランジャ室３３と前記高圧燃料通路２１との間を連通する吐出通路５５が形成されており、該吐出通路５５の端には吐出通路５５を遮断可能にするチェック弁５６が設けられている。チェック弁５６は、プランジャ室３３で加圧された高圧燃料の押圧により開弁されて該高圧燃料を高圧燃料通路２１に吐出する。

次に、上記高圧燃料ポンプ１９における燃料１０の流通経路について以下に説明する。まず高圧燃料ポンプ１９が高圧燃料を吐出すべく吐出過程にある場合について説明し、次いで高圧燃料ポンプ１９が燃料供給を停止すべく非吐出過程にある場合について説明する。

吐出過程にある高圧燃料ポンプ１９では、プランジャ３４が下動する際に電磁スピル弁５２が開弁してプランジャ室３３とパルセーションダンパ１８との間に連通状態が形成される。そして、プランジャ３４の後退量に応じた負圧がプランジャ室３３に形成されて、この負圧に基づいてパルセーションダンパ１８からプランジャ室３３へ燃料１０が供給される。なお、こうしたプランジャ室３３における燃料圧力の変動は、プランジャ通路５１や電磁スピル弁５２などにおける流路抵抗に応じてわずかに降圧するものであり、パルセーションダンパ１８により抑制された十分に小さいものである。

この際、プランジャ３４の下動に従ってリーク室３６に正圧が形成され、これによりリーク室３６にある燃料１０の一部がダンパ通路３７に押し出されてパルセーションダンパ１８に流れる。一方、リーク室３６とパルセーションダンパ１８との間にはダンパ通路３７の絞り部材３８によりリーク室３６の側が高圧となる差圧が形成され続ける。そのため、リーク室３６が縮小し続けると、該リーク室３６においては、その燃料１０の一部がダンパ通路３７へ流れるものの、プランジャ室３３における燃料圧力の変動がパルセーションダンパ１８により抑えられているために、同容積の縮小が進行することで燃料１０が昇圧され続ける。それゆえに昇圧されるリーク室３６内からは、その圧力を低下させるべく同リーク室３６とプランジャ室３３との間の差圧に基づいて燃料１０の一部が潤滑路ＣＬを通してプランジャ室３３へも流れるようになる。そしてこの差圧が十分に減少するまで、潤滑路ＣＬに燃料１０が流れ続ける。

また、吐出過程にある高圧燃料ポンプ１９では、プランジャ３４が上動する際に電磁スピル弁５２が閉弁してプランジャ室３３とパルセーションダンパ１８との間に非連通状態が形成される。そして、プランジャ３４の進入量に応じた大きな正圧がプランジャ室３３に形成されて、この正圧に基づく高圧燃料がチェック弁５６を開弁することにより該高圧燃料が高圧燃料通路２１へ吐出される。

この際、プランジャ３４の上動に従ってリーク室３６に負圧が形成され、これによりプランジャ室３３における高圧燃料の一部が潤滑路ＣＬを通じて同リーク室３６へも流れるようになる。なお、リーク室３６とパルセーションダンパ１８との間にも絞り部材３８によりリーク室３６の側が低圧となる差圧が形成されるものの、この差圧はリーク室３６とプランジャ室３３と間に形成する差圧よりも十分に低く設定されており、上述のように高圧燃料ポンプ１９が燃料を吐出する上で特段の影響が無い。

次いで、非吐出過程にある高圧燃料ポンプ１９について図３を参照して説明する。なお図３は、プランジャ３４の位置を示すリフト量Ｌｐと、プランジャ室３３内及びリーク室３６内における各燃料の圧力との関係を示した図である。図３（ａ）はクランク角に対するリフト量Ｌｐを示すグラフ、図３（ｂ）はクランク角に対するプランジャ室３３の燃料圧力ＰＰ及びリーク室３６の燃料圧力ＰＬを示すグラフである。なお参考として図３（ｃ）には、図４に示す従来の燃料ポンプにおけるプランジャ室３３内の燃料圧力ＰＰ１及びリーク室３６内の燃料圧力ＰＬ１を示す。

図３に示されるように、非吐出過程の高圧燃料ポンプ１９では、駆動カム４７が回転位置Ｒ２から回転位置Ｒ３の向きへの回動を続けるときにプランジャ３４が上死点（ＴＤＣ）から下死点（ＢＤＣ）へ移動に連れて下動し、これに伴いプランジャ３４のリフト量Ｌｐが減少する（図３（ａ）参照）。リフト量Ｌｐが減少し始めると、上述する吐出過程と同様に、電磁スピル弁５２が開弁してプランジャ室３３とパルセーションダンパ１８との間に連通状態が形成される。そして、プランジャ３４の後退量に応じた負圧がプランジャ室３３に形成されて、この負圧に基づいてパルセーションダンパ１８からプランジャ室３３へ燃料１０が供給される。なお、こうしたプランジャ室３３における燃料圧力ＰＰの変動は、プランジャ通路５１や電磁スピル弁５２などにおける流路抵抗に応じてわずかに降圧するものであり、パルセーションダンパ１８により抑制された十分に小さいものである。

この際、上述する吐出過程と同様に、リーク室３６とパルセーションダンパ１８との間にはダンパ通路３７の絞り部材３８によりリーク室３６の側が高圧となる差圧が形成され続ける。そのためリーク室３６が縮小し続けると、該リーク室３６においては、その燃料１０の一部がダンパ通路３７へ流れるものの、同容積の縮小が進行することで燃料１０が昇圧され続ける（燃料圧力ＰＬが増大し続ける）。そして、リーク室３６の容積が縮小し
続けると、プランジャ室３３における燃料圧力ＰＰの変動がパルセーションダンパ１８により抑えられているために、該リーク室３６の燃料圧力ＰＬとプランジャ室３３の燃料圧力ＰＰとの間における差圧Ｐｄのみが大きく増大し続ける（図３（ｂ）参照）。それゆえに昇圧されるリーク室３６からは、この差圧Ｐｄを減少させるべく同差圧Ｐｄに基づいて燃料１０の一部が潤滑路ＣＬを通してプランジャ室３３にも流れるようになる。そしてプランジャ３４が上動し始めるまで潤滑路ＣＬに燃料１０が流れ続ける。

また、非吐出過程の高圧燃料ポンプ１９では、駆動カム４７が回転位置Ｒ１の方向から回転位置Ｒ２への回動を続けるときにプランジャ３４が下死点（ＢＤＣ）から上死点（ＴＤＣ）へ移動するに連れて上動し、これに伴いプランジャ３４のリフト量Ｌｐが増加する（図３（ａ）参照）。そして、この間も電磁スピル弁５２が開弁し続けることにより、プランジャ３４の進入量に相当する燃料１０はプランジャ室３３からパルセーションダンパ１８へ戻される。なお、こうしたプランジャ室３３における燃料圧力ＰＰの変動は、プランジャ通路５１や電磁スピル弁５２などにおける流路抵抗に応じてわずかに上昇するものであり、パルセーションダンパ１８により抑制された小さいものである。それゆえに、プランジャ３４が上動するにも関わらず燃料１０の吐出が停止される。

この際、プランジャ３４が上動すると、プランジャ３４の進入量に応じた負圧がリーク室３６に形成されて、この負圧に基づいてパルセーションダンパ１８からリーク室３６へ燃料１０が流れる。一方、リーク室３６とパルセーションダンパ１８との間にはダンパ通路３７の絞り部材３８によりリーク室３６が低圧となる差圧が形成され続ける。そのためリーク室３６の容積が拡大し続けると、該リーク室３６においては、パルセーションダンパ１８の燃料１０の一部がダンパ通路３７へ流れるものの、同容積の拡大が進行することで燃料１０が降圧され続ける（燃料圧力ＰＰが減少し続ける）。そして、リーク室３６の容積が拡大し続けると、プランジャ室３３における燃料圧力ＰＰの変動がパルセーションダンパ１８により抑えられているために、該プランジャ室３３の燃料圧力ＰＰとリーク室３６の燃料圧力ＰＬとの間における差圧Ｐｕのみが大きく増大し続ける（図３（ｂ）参照）。それゆえに降圧されるリーク室３６には、この差圧Ｐｕを減少させるべく同差圧Ｐｕに基づいてプランジャ室３３の燃料１０の一部が潤滑路ＣＬを通して流れる。そしてプランジャ３４が下動し始めるまで潤滑路ＣＬに燃料１０が流れ続ける。

ちなみに従来の燃料ポンプにおいて非吐出過程のときのリーク室内の燃料圧力ＰＬ１は、図３（ｃ）に示されるように、プランジャ３４のリフト量Ｌｐに関わらず略一定であり、リーク室３６とプランジャ室３３との間にはプランジャ室３３に生じるわずかな差圧Ｐｕ１，Ｐｄ１が生じるのみである。すなわち本実施形態では、プランジャ３４の下動する際に従来の差圧Ｐｄ１と比較すると大きな差圧Ｐｄが、プランジャ３４の上動する際に従来の差圧Ｐｕ１と比較する大きな差圧Ｐｕが得られ、いずれの動作の場合にも潤滑路ＣＬに必要な燃料１０が流れるようになる。

以上説明したように、本実施形態の燃料ポンプによれば、以下に列記するような効果が得られるようになる。
（１）加圧室とパルセーションダンパ１８との間を常時連通状態にしたとき、加圧室の容積が減少する場合、パルセーションダンパ１８とリーク室３６との間には容積が増大するリーク室３６に対し絞り部材３８が燃料１０の吸入量を絞ることにより相対的に大きな差圧を形成した。それゆえに加圧室とリーク室３６との間に、パルセーションダンパ１８とリーク室３６との間に相当する差圧が形成されて加圧室の燃料１０が潤滑路ＣＬを通じてリーク室３６へも流通するようになる。

また、上記常時連通状態にしたとき、加圧室の容積が増加する場合、パルセーションダンパ１８とリーク室３６との間には容積が減少するリーク室３６に対し燃料１０の排出量
が絞り部材３８により絞られて相対的に大きな差圧を形成するようにした。それゆえに加圧室とリーク室３６との間に、パルセーションダンパ１８とリーク室３６との間に相当する差圧が形成されてリーク室３６の燃料１０が潤滑路ＣＬを通じて加圧室へも流通するようになる。

この結果、高圧燃料ポンプ１９としては、フューエルカットなど燃料を吐出しない場合であれ、プランジャ３４と挿入孔３２との間には、潤滑剤としての燃料１０が流通して好適な潤滑性が確保され、さらにフューエルカットなどの運転が連続して行われるような場合であれ、焼付けなどの動作不良の発生が抑制されるようになる。

（２）ダンパ通路３７に設けた絞り部材３８により、パルセーションダンパ１８とリーク室３６との間に形成する差圧を容易に設定できるようになる。
（３）ダンパ通路３７にはダンパ通路３７とは別個に形成された絞り部材３８を設置した。このことにより、別個に形成された精度の高い絞りをダンパ通路３７に設けて同絞りの前後において生じる圧力差の設定をより高い精度で行うことができるようにもなる。

（４）一般に燃料脈動を抑制するために設けられているパルセーションダンパ１８にダンパ通路３７を接続したことで、ダンパ通路３７の接続を容易にするとともにダンパ通路３７から還流される燃料１０を要因として生ずる燃料脈動を抑制することができるようになる。さらには、加圧室とパルセーションダンパ１８との間を常時連通状態にする際に加圧室とパルセーションダンパ１８との差圧をより確実に抑えることができることから、加圧室とリーク室３６との間の差圧をより高い精度で形成できる。

（５）加圧室の容積やリーク室３６の容積、さらには潤滑路ＣＬのサイズをプランジャ３４の形状で規格化した。それゆえに高圧燃料ポンプ１９の構成を簡単にすることができ、このような燃料ポンプの実現が容易になる。

なお、上記各実施形態は、例えば以下のような態様にて実施することもできる。
・上記実施形態では、小径部３４ｂの外周面と挿入孔３２の内壁との隙間を大径部３４ａの下端とシール部材３５とで区画することによりリーク室３６を形成した。しかしこれに限らず、シリンダ３１の下面と小径部３４ｂとの間にシール部材を設けることによりシリンダ３１の下方に拡がるリーク室を形成しても良い。

・上記実施形態では、ダンパ通路３７は、リーク室３６とパルセーションダンパ１８を連通するようにシリンダ３１に貫通形成されたが、これに限らず、ダンパ通路３７はリーク室とパルセッションダンパとを連通させるものであれば、少なくとも一部をシリンダ３１の外部に例えば配管として設けられるような通路でもよい。これにより、このような燃料ポンプの構成の自由度が高められ、その実施を容易にすることができる。

・また、パルセーションダンパ１８が高圧燃料ポンプ１９に設置されたが、これに限らず、パルセッションダンパは、高圧燃料ポンプと離間した位置に設けられてもよい。
さらに、ダンパ通路３７はパルセーションダンパ１８に接続されたが、これに限らず、例えば低圧燃料通路１６に接続されるようにしてもよい。すなわち、燃料供給部をパルセーションダンパ１８に具体化したが、これを変更して、燃料供給部を低圧燃料通路１６に具体化しても良い。いずれにせよ、これにより燃料ポンプの構成の自由度が高められ、その実施を容易にすることができる。

・上記実施形態では、絞り部材３８としてオリフィス絞りを用いたが、これに限らず、流通する流体の上下流間に差圧を生じさせるものであれば、例えばチョーク絞りやその他の弁であってもよい。これによっても、このような燃料ポンプの構成の自由度が高められ
、その実施を容易にすることができる。

・上記実施形態では、絞り部材３８をダンパ通路３７に圧入して設置したが、絞り部材の連通路への設置方法はこれに限られない。また絞り部材としては、連通路に直接形成されるかたちのものでもよく、この場合であれば絞り部材を不要とすることができる。

・上記実施形態では、ダンパ通路３７は直径が４ｍｍ〜５ｍｍの丸管形状に形成されたが、これに限らず、直径は４ｍｍ〜５ｍｍ以外の大きさでもよく、形状も丸管形状以外の角管形状などでもよい。

・上記実施形態では、絞り部材３８はオリフィス径が略１ｍｍに形成されたが、これに限らず、オリフィス径は１ｍｍよりも大きくても小さくてもよい。すなわちオリフィス径が自由に選択できることにより絞り部材３８を流通する燃料の絞り部材３８の上流下流間に生じる差圧を任意の値に設定することができる。

・上記実施形態のような燃料ポンプが適用される内燃機関の種類についての制限は特になく、例えばガソリン機関にもディーゼル機関にも適用可能である。また、この燃料ポンプが採用される内燃機関の燃料噴射方法の制限は特になく、例えばポート噴射または筒内直接噴射、もしくはそれらを組み合わせたデュアルインジェクションシステムに採用するようにしてもよい。

本発明にかかる燃料ポンプを用いた燃料系の概略構成を示す構成図。 本発明にかかる燃料ポンプの一実施形態についてその構成を示す断面図。 同実施形態における燃料ポンプの動作状態を示すグラフであって、（ａ）はカムシャフトの回転角度を示すグラフ、（ｂ）は連通路に絞りがある場合においてカムシャフト回転角度に対する加圧室とリーク室の各燃圧を示すグラフ、（ｃ）は連通路に絞りがない場合においてカムシャフト回転角度に対する加圧室とリーク室の各燃圧を示すグラフ。 従来の燃料ポンプについてその構成を模式的に示す断面図。

符号の説明

１０…燃料、１１…燃料噴射弁、１２…デリバリパイプ、１３…燃料供給装置、１４…燃料タンク、１５…低圧燃料ポンプ、１６…低圧燃料通路、１７…プレッシャレギュレータ、１８…パルセーションダンパ、１９…高圧燃料ポンプ、２１…高圧燃料通路、２２…リリーフ弁、２３…リリーフ通路、３１…シリンダ、３２…挿入孔、３３…プランジャ室、３４…プランジャ、３４ａ…大径部、３４ｂ…小径部、３５…シール部材、３６…リーク室、３７…ダンパ通路、３８…絞り部材、４１…リフタガイド、４２…リフタ、４２ａ…内底面、４２ｂ…外底面、４３…リテーナ、４４…ばね、４６…カムシャフト、４７…駆動カム、５１…プランジャ通路、５２…電磁スピル弁、５２ａ…弁体、５５…吐出通路、５６…チェック弁、ＣＬ…潤滑路。

Claims (5)

1. シリンダの摺動孔に往復移動可能に挿入されて該往復移動に応じて容積が相補的に変化する加圧室とリーク室とに前記摺動孔内を区画するプランジャと、
   前記プランジャが移動して前記加圧室の容積が増大するときには前記加圧室と燃料供給部との間を連通させることにより該燃料供給部から前記加圧室へ燃料を供給させ、前記プランジャが移動して前記加圧室の容積が減少するときには前記加圧室と前記燃料供給部との間で連通と非連通とを選択し、前記加圧室から前記燃料供給部への燃料の還流と前記加圧室における燃料の加圧とを切替える切替えバルブと、
   前記プランジャの外周面と前記摺動孔の壁面との隙間であって前記加圧室における燃料が加圧されるときに前記加圧室と前記リーク室との間の差圧に応じて燃料を流通させる潤滑路とを備えた燃料ポンプであって、
   前記リーク室と前記燃料供給部との間を連通する連通路と、
   前記連通路に設けられて前記燃料供給部と前記リーク室との間で燃料の流量を絞ることにより前記燃料供給部と前記リーク室との間に差圧を形成する絞り部とを備えることを特徴とする燃料ポンプ。
2. 前記絞り部がオリフィス絞り又はチョーク絞りである請求項１に記載の燃料ポンプ。
3. 前記絞り部が前記連通路と異なる部材からなる請求項１又は２に記載の燃料ポンプ。
4. 前記燃料供給部が燃料脈動を抑制するためのダンパである請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料ポンプ。
5. 前記プランジャが大径部と小径部とを有する多段円柱状に形成されており、
   前記加圧室と前記リーク室とが前記外周面を有した前記大径部により区画されており、
   前記リーク室が前記摺動孔の壁面と前記小径部の周面との隙間である
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の燃料ポンプ。

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