JP2010007693A - パルセーションダンパ - Google Patents

Abstract

【課題】ダンパ室のシール性を確保しつつ製造が容易なパルセーションダンパを提供する。
【解決手段】ダイアフラム１０１は、弾性変形可能な薄板状のダンパ部１０３、及びダンパ部１０３の周縁に形成される薄板環状の周縁部１０４を有している。ダイアフラム１０２は、弾性変形可能な薄板状のダンパ部１０５、及びダンパ部１０５の周縁に形成され周縁部１０４に接合可能な薄板環状の周縁部１０６を有している。樹脂部材１１１は、互いに接合する周縁部１０４と周縁部１０６との接合面の端部を環状に覆っている。樹脂部材１１１は、周縁部１０４及び周縁部１０６を接合した状態で締結するとともに、ダンパ部１０３とダンパ部１０５とで形成するダンパ室１０７を気密及び液密にシールする。ダンパ室１０７の容積は、高圧燃料ポンプの燃料室の圧力変動に応じて変化する。
【選択図】図１

Description

本発明は、流体室から加圧室に吸入した流体を加圧するサプライポンプの流体室の圧力脈動を低減するパルセーションダンパに関する。

従来、加圧室に連通する流体室にパルセーションダンパを設置し、流体室の圧力脈動を低減するサプライポンプが公知である。特許文献１に開示された高圧燃料供給ポンプでは、パルセーションダンパとしてのダイアフラム組体は、二枚の金属ダイアフラムの全周を溶接で接合することにより構成されている。
しかしながら、溶接により金属ダイアフラムを接合する場合、溶接装置が高価なため、ダイアフラム組体の製造コストが増大するという問題がある。また、金属ダイアフラム同士を溶接するには、金属ダイアフラム端部の溶接位置を精密に位置決めした上で溶接を行う必要があり、高価な位置決め装置または治具、および高度な技術が求められる。そのため、ダイアフラム組体の製造コストがさらに増大するおそれがある。
また、ダイアフラム組体をサプライポンプに搭載する際に溶接部の破損防止のために、溶接部に力が掛からないようにする必要がある。そのため、サプライポンプと溶接部との干渉を回避可能な形状をした別部材を追加する必要があり、部品点数が増大するとともに、ダイアフラム組体の組付コストも増大するおそれがある。
特開２００５−４２５５４号公報

本発明の目的は、ダンパ室のシール性を確保しつつ製造が容易なパルセーションダンパを提供することにある。

請求項１記載の発明は、金属製の第１ダイアフラムおよび第２ダイアフラムと、樹脂部材とを備えている。第１ダイアフラムは、弾性変形可能な薄板状の第１ダンパ部、及び該第１ダンパ部の周縁に形成される薄板環状の第１周縁部を有し、第１ダンパ部と第１周縁部とを連続要素として形成している。第２ダイアフラムは、弾性変形可能な薄板状の第２ダンパ部、及び該第２ダンパ部の周縁に形成され第１周縁部に接合可能な薄板環状の第２周縁部を有し、第２ダンパ部と第２周縁部とを連続要素として形成している。樹脂部材は、互いに接合する第１周縁部と第２周縁部との接合面の端部を環状に覆っている。樹脂部材は、第１周縁部及び第２周縁部を接合した状態で締結するとともに、第１ダンパ部と前記第２ダンパ部とで形成されるダンパ室を気密及び液密にシールする。ダンパ室の容積は、サプライポンプの流体室の圧力変動に応じて変化する。これにより、流体室の圧力脈動を低減することができる。

このように、第１ダイアフラムと第２ダイアフラムとを樹脂部材で締結固定することにより、溶接で固定する場合に比べて、製造設備を安価なものとすることができる。また、第１ダイアフラムと第２ダイアフラムとを固定する際、第１ダイアフラムと第２ダイアフラムとを精密に位置合わせする必要がないため、パルセーションダンパの製造が容易になる。したがって、パルセーションダンパの製造コストを低減することができる。
また、樹脂部材で第１ダイアフラムと第２ダイアフラムとを固定するため、ダイアフラムの材料として溶接が容易な材料を選択する必要がなく、第１ダイアフラムおよび第２ダイアフラムの材料の選択の自由度が増す。これにより、溶接性の高低に関わらず耐力および疲労強度の高い材料を選択することができ、パルセーションダンパの耐久性を向上することができる。
さらに、パルセーションダンパをサプライポンプに取り付ける際、第１ダイアフラムおよび第２ダイアフラムを樹脂部材によって保持してサプライポンプのハウジングに固定することができる。そのため、第１ダイアフラムおよび第２ダイアフラムを流体室中に保持するための部材、あるいはサプライポンプと第１ダイアフラムおよび第２ダイアフラムの接合部との干渉を回避するための部材を別途設ける必要がない。したがって、パルセーションダンパを取り付けるサプライポンプの部材点数、および組付コストを低減することができる。

請求項２記載の発明では、樹脂部材は、第１ダイアフラム側と第２ダイアフラム側とを連絡する通路を有している。すなわち、パルセーションダンパは、サプライポンプの流体室内の流体を流通させる通路を有している。そのため、パルセーションダンパをサプライポンプの流体室に設置するとき、当該通路を形成する部材をパルセーションダンパとは別に流体室に設ける、あるいは流体室が形成されたハウジングの内壁を加工して当該通路を形成する必要がない。したがって、パルセーションダンパを取り付けるサプライポンプの部材点数または加工費を低減することができ、サプライポンプの製造コストを低減することができる。

請求項３記載の発明では、樹脂部材は、外周縁から径外方向へ突出する突出部が複数形成されている。これにより、隣接する突出部同士の間に形成される空間を、流体室内の流体を流通させる通路とすることができる。また、パルセーションダンパをサプライポンプに取り付ける際、パルセーションダンパの位置決めを突出部によって容易に行うことができる。したがって、パルセーションダンパを取り付けるサプライポンプの部材点数、加工費、および製造コストを低減することができる。

請求項４記載の発明では、樹脂部材は、突出部から樹脂部材の軸方向へ延びる脚部が形成されている。圧力脈動の低減を目的としてパルセーションダンパを良好に機能させるためには、パルセーションダンパの軸方向の少なくとも一方側と流体室が形成されたハウジングの内壁との間に空間を確保する必要がある。本発明では、パルセーションダンパの樹脂部材は軸方向へ延びる脚部を有するため、この脚部を流体室が形成されたハウジングの内壁に係止させることができる。これにより、脚部によってパルセーションダンパをハウジングに固定できるとともに、パルセーションダンパの軸方向に空間を確保することができる。その結果、パルセーションダンパ固定用の部材、および前記空間を確保するための部材を別途設ける必要がない。したがって、パルセーションダンパを取り付けるサプライポンプの部材点数を低減することができる。

請求項５記載の発明では、樹脂部材は、突出部から脚部とは反対方向へ延びる腕部が形成されている。そのため、複数のパルセーションダンパを軸方向に重ねてサプライポンプに取り付ける場合、重なり合うパルセーションダンパのうち一方のパルセーションダンパの腕部と他方のパルセーションダンパの脚部とを係合させることができる。これにより、パルセーションダンパ間に空間を確保しつつ、複数のパルセーションダンパを安定した状態でサプライポンプに取り付けることができる。

請求項６記載の発明では、樹脂部材は、ナノモールディングテクノロジー工法により第１ダイアフラムおよび第２ダイアフラムと一体的に形成されている。ナノモールディングテクノロジー（Ｎａｎｏ Ｍｏｌｄｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ：以下、ＮＭＴという。）工法とは、金属の表面にナノレベルの微細な凹凸を形成し、これら凹凸に樹脂を射出成形することによって金属と樹脂とを一体化する公知の工法である。ＮＭＴ工法によれば金属と樹脂とを高い接合強度で一体化することができる。したがって、金属製の第１ダイアフラムおよび第２ダイアフラムを樹脂部材によって強力に固定することができるとともに第１ダイアフラムと第２ダイアフラムとの間に形成されるダンパ室のシール性を確保することができる。

請求項７記載の発明では、樹脂部材は、流体中の異物を除去可能なフィルタがインサート成形されている。これにより、フィルタを有する部材をパルセーションダンパとは別に流体室に設ける必要がない。したがって、パルセーションダンパを取り付けるサプライポンプの部材点数を低減するとともに、サプライポンプの大型化を抑制することができる。

請求項８記載の発明では、第１ダイアフラムの第１周縁部と第２ダイアフラムの第２周縁部とは、溶接により接合されている。すなわち、第１ダイアフラムと第２ダイアフラムとは、樹脂部材による固定および溶接による固定の二種類の固定方法によって固定されている。そのため、第１ダイアフラムと第２ダイアフラムとの接合をより強固なものとすることができる。したがって、パルセーションダンパの耐久性をより高めることができる。

以下、本発明の複数の実施形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態によるパルセーションダンパを図１に示す。パルセーションダンパ１１０は、例えば図２（Ａ）に示す高圧燃料ポンプ１０の燃料室３００に設置され、燃料室３００の圧力脈動を低減する。高圧燃料ポンプ１０は、ガソリンエンジンのインジェクタに流体の燃料を供給するサプライポンプである。図３に示すように、高圧燃料ポンプ１０は、燃料タンク１から燃料を汲み上げる低圧ポンプ２と、インジェクタ３に燃料を供給する燃料レール４との間に配置されている。低圧ポンプ２と高圧燃料ポンプ１０とは、配管５により接続されている。高圧燃料ポンプ１０と燃料レール４とは、高圧配管６により接続されている。燃料レール４には、複数のインジェクタ３が接続している。これにより、低圧ポンプ２により汲み上げられた燃料は、高圧燃料ポンプ１０に流入し、高圧燃料ポンプ１０で加圧された後、燃料レール４に流入する。燃料レール４に流入した燃料は、燃料レール４内で蓄圧され、インジェクタ３に供給される。インジェクタ３は、図示しない電子制御ユニット（ＥＣＵ）からの噴射制御信号に基づき、燃料レール４から供給された燃料を図示しないエンジンの気筒内あるいは気筒の上流側へ噴射する。

図２（Ａ）に示すように、ハウジング本体１１は、例えばマルテンサイト系のステンレス等の鉄材により一体成形されている。ハウジング本体１１は、カバー４０と、高圧燃料ポンプ１０のハウジングを構成している。
プランジャ２０は、ハウジング本体１１に一体成形されたシリンダ１２に往復移動自在に支持されている。加圧室３０６は、プランジャ２０の往復移動方向の一端側に形成されている。シリンダ１２と摺動するプランジャ２０の摺動部とヘッド２２との間の外周面は、オイルシール３０によりシールされている。オイルシール３０は、エンジン内から加圧室３０６へのオイルの侵入を防止し、かつ加圧室３０６からエンジン内への燃料漏れを防止する。プランジャ２０の他端側に形成されたヘッド２２は、スプリング座２４と結合している。スプリング座２４はスプリング２８の荷重により図示しないポンプカム側へ付勢されている。ポンプカムとスプリング座２４との間には図示しないタペットが設けられ、タペットがポンプカムの回転によりポンプカムと摺動することにより、プランジャ２０はスプリング座２４とともに往復移動する。

図示しない燃料入口から燃料が導入される燃料室３００は、ハウジング本体１１に成形された凹部１３とカバー４０とにより形成されている。燃料室３００は、加圧室３０６に対してプランジャ２０の軸方向の反対側にプランジャ２０とほぼ同軸上に形成されており、加圧室３０６の径外方向に広がっている。パルセーションダンパ１１０は、燃料室３００に設けられる。パルセーションダンパ１１０については、後に詳述する。図２（Ａ）において、燃料は、燃料入口から燃料室３００のパルセーションダンパ１１０下方側空間に流入する。

燃料室３００、燃料通路３０２、燃料ギャラリ３０４、加圧室３０６および吐出通路３０８は、図示しない燃料入口から燃料出口である吐出部９０に到る燃料通路を構成している。燃料室３００は、特許請求の範囲における流体室を構成している。
電磁弁６０は、コイル８２への通電をオン、オフすることにより、燃料ギャラリ３０４と加圧室３０６との間を開閉する。電磁弁６０は、コイル８２への通電タイミングを制御することにより燃料吐出量を調量する調量弁である。燃料ギャラリ３０４は、燃料通路３０２により燃料室３００と連通している。

電磁弁６０のシート部材６１は、リング部材１７によってハウジング本体１１の凹部１８に固定されている。シート部材６１は、略円環状の弁座部６２と、弁座部６２から加圧室３０６側へ略円筒状に延びるガイド部６３とからなる。ガイド部６３は、往復移動自在に弁部材６７を支持している。ガイド部６３の加圧室３０６側端部の内周壁には、ストッパ６６がリング部材６４によって係止されている。弁部材６７は、ストッパ６６と弁座部６２との間に位置している。すなわち、弁部材６７は、弁座部６２に着座する位置からストッパ６６に当接する位置までの範囲で往復移動可能である。ストッパ６６と弁部材６７との間には、スプリング６８が設けられている。スプリング６８は、弁座部６２に向けて弁部材６７に荷重を加えている。ガイド部６３の内周壁には、溝６５が形成されている。弁部材６７が弁座部６２から離座すると、燃料ギャラリ３０４と加圧室３０６とは、溝６５を経由して連通する。弁部材６７が弁座部６２に着座すると、燃料ギャラリ３０４と加圧室３０６との連通は遮断される。

弁ボディ７０は、磁性材で形成されており、可動コア７２およびニードル７３を往復移動自在に支持している。可動コア７２は、ニードル７３の一方の端部に設けられている。ニードル７３の他方の端部は、弁部材６７に当接可能である。円筒状の非磁性部材７６は、弁ボディ７０と固定コア７４との間に設置されており、弁ボディ７０と固定コア７４との間で磁束が短絡することを防止する。スプリング７８は、弁部材６７に向けて可動コア７２およびニードル７３に荷重を加えている。スプリング７８の荷重は、スプリング６８の荷重よりも大きくなるように設定されている。ヨーク８０は、コイル８２の外周を覆い、固定コア７４と弁ボディ７０とを磁気的に接続している。弁ボディ７０、可動コア７２、固定コア７４およびヨーク８０は磁気回路を構成している。

コイル８２はボビン８４に巻回されており、可動コア７２と固定コア７４とのギャップを挟んで可動コア７２および固定コア７４の外周を覆っている。コイル８２には図示しないターミナルが電気的に接続しており、ターミナルからコイル８２に電力が供給される。
スプリング７８の荷重はスプリング６８の荷重よりも大きいので、コイル８２への通電がオフの状態では、ニードル７３の可動コア７２とは反対側の端部はシート部材６１から弁部材６７側に突出し、ニードル７３は弁部材６７と当接している。この状態では、弁部材６７はシート部材６１の弁座部６２から離座しているので、燃料ギャラリ３０４と加圧室３０６とは連通する。コイル８２への通電をオンにすると、可動コア７２と固定コア７４との間に働く磁気吸引力により、スプリング７８とスプリング６８との荷重差に抗してニードル７３は可動コア７２とともに固定コア７４に吸引され、図２（Ａ）の左方向に移動する。すると、弁部材６７はスプリング６８の荷重によりシート部材６１の弁座部６２に着座するので、燃料ギャラリ３０４と加圧室３０６との連通は遮断される。

吐出部９０は、高圧配管６（図３参照）とのジョイントとデリバリバルブとを兼ねている。吐出部９０には吐出通路３０８が形成されており、吐出通路３０８にボール９２、筒部材９３、スプリング９４、スプリング座９６、および固定部材９７が収容されている。ハウジング本体１１には、ボール９２が着座する弁座９８が形成されている。スプリング９４は、一端でスプリング座９６と当接し、他端で筒部材９３と当接している。筒部材９３は、一端でスプリング９４と当接し、他端でボール９２と当接している。これにより、スプリング９４は、筒部材９３を介して弁座９８に向けてボール９２に荷重を加えている。スプリング座９６は、スプリング９４の一端と当接するとともに、ボール９２側に延びたロッド部分でボール９２のリフト量を規制している。固定部材９７はハウジング本体１１の内周壁に嵌合し、スプリング座９６が吐出通路３０８から抜け出ることを防止する。

ボール９２が弁座９８に着座している状態では、加圧室３０６と吐出通路３０８との連通は遮断されている。加圧室３０６の圧力が所定圧以上になると、スプリング９４の荷重に抗してボール９２が弁座９８から離座し、加圧室３０６の高圧燃料が吐出通路３０８を通り吐出部９０から吐出される。

次に、パルセーションダンパ１１０の詳細について説明する。
図１に示すように、パルセーションダンパ１１０は、ダイアフラム１０１、ダイアフラム１０２および樹脂部材１１１から構成されている。第１ダイアフラムとしてのダイアフラム１０１は、例えばＳＵＳ等、耐力および疲労強度の高い金属板をプレス加工して形成されている。ダイアフラム１０１は、第１ダンパ部としてのダンパ部１０３、第１周縁部としての周縁部１０４を有している。ダンパ部１０３は、略円形の薄板状に形成され、弾性変形可能である。周縁部１０４は、ダンパ部１０３の周縁に薄板環状に形成されている。すなわち、ダンパ部１０３と周縁部１０４とは、連続要素として一体に形成されている。

第２ダイアフラムとしてのダイアフラム１０２は、ダイアフラム１０１と同様、例えばＳＵＳ等の金属板をプレス加工して形成され、第２ダンパ部としてのダンパ部１０５、第２周縁部としての周縁部１０６を有している。ダンパ部１０５は、略円形の薄板状に形成され、弾性変形可能である。周縁部１０６は、ダンパ部１０５の周縁に薄板環状に形成され、ダイアフラム１０１の周縁部１０４に接合可能である。ダイアフラム１０１と同様、ダンパ部１０５と周縁部１０６とは、連続要素として一体に形成されている。

ダイアフラム１０１とダイアフラム１０２とは、周縁部１０４と周縁部１０６とで接合し、ダンパ部１０３とダンパ部１０５との間にダンパ室１０７を形成している。ダンパ室１０７には、例えば窒素（Ｎ₂）、ヘリウム（Ｈｅ）またはアルゴン（Ａｒ）、あるいはこれらの混合気体が封入気体として所定圧で封入されている。

互いに接合する周縁部１０４と周縁部１０６とは、樹脂部材１１１により樹脂モールドされている。すなわち、樹脂部材１１１は、周縁部１０４と周縁部１０６との接合面の端部を環状に覆っている。これにより、ダイアフラム１０１とダイアフラム１０２とは締結固定され、ダンパ室１０７は気密及び液密にシールされている。

図１（Ｃ）に示すように、樹脂部材１１１は、略円筒状のシール部１１２、挟み部１１３および挟み部１１４からなる。樹脂部材１１１は樹脂により形成され、例えばＰＰＳ、ＰＢＴ、ナイロン（登録商標）等により形成されていることが好ましい。シール部１１２は、周縁部１０４と周縁部１０６との接合面の端部を環状に覆うことによりダンパ室１０７をシールしている。挟み部１１３は、シール部１１２から径内方向へ環状に延び、周縁部１０４に接している。挟み部１１４は、シール部１１２から径内方向へ環状に延び、周縁部１０６に接している。すなわち、周縁部１０４および周縁部１０６は、挟み部１１３と挟み部１１４とにより挟み込まれている。このような構成により、樹脂部材１１１は、ダンパ室１０７のシール性を確保しつつ、ダイアフラム１０１とダイアフラム１０２とを固定している。

樹脂部材１１１は、ＮＭＴ工法によりダイアフラム１０１およびダイアフラム１０２と一体的に形成されている。すなわち、周縁部１０４の表面および周縁部１０６の表面にはナノレベルの微細な凹凸が形成され、これら凹凸に樹脂部材１１１が射出成形されている。これにより、ダイアフラム１０１およびダイアフラム１０２と樹脂部材１１１とは、高い接合強度で一体化している。

パルセーションダンパ１１０は、図２に示すようにハウジング本体１１の燃料室３００に設けられる。ハウジング本体１１の凹部１３の底面には、ハウジング本体１１の内周壁から径内方向へ延びる台座１４が周方向へ等間隔に複数形成されている。本実施形態のパルセーションダンパ１１０が設置される高圧燃料ポンプ１０では、台座１４は四つ形成されている。パルセーションダンパ１１０は、台座１４に設置され、樹脂部材１１１が台座１４に接する。カバー４０と樹脂部材１１１との間には、押さえ部材１５が設けられる。押さえ部材１５は、樹脂部材１１１を台座１４側へ押し付ける。これにより、パルセーションダンパ１１０は、燃料室３００が形成されたハウジング本体１１に固定される。

図２（Ｂ）に示すように、樹脂部材１１１の外径すなわちパルセーションダンパ１１０の外径は、凹部１３が形成されたハウジング本体１１の内径よりも小さく設定されている。これにより、燃料室３００のパルセーションダンパ１１０下方側空間すなわちダイアフラム１０２側空間に流入した燃料は、隣り合う台座１４同士との間の空間、および樹脂部材１１１の外周側空間を経由して、燃料室３００のダイアフラム１０１側空間へ流通可能である。これにより、燃料室３００においてパルセーションダンパ１１０のダイアフラム１０２またはダイアフラム１０１の一方側の空間に燃料が滞留することを防止する。

ダイアフラム１０１のダンパ部１０３およびダイアフラム１０２のダンパ部１０５は、燃料室３００の圧力変化に応じて弾性変形する。これにより、ダンパ室１０７の容積が変化し、燃料室３００の燃料の圧力脈動が低減される。
ダイアフラム１０１およびダイアフラム１０２の板厚、材料、およびダンパ室１０７の気体封入圧等を要求される耐久性あるいはその他の要求性能に応じて適宜設定することにより、ダイアフラム１０１およびダイアフラム１０２のばね定数が設定される。そして、ダイアフラム１０１およびダイアフラム１０２のばね定数により、パルセーションダンパ１１０が低減する脈動周波数は決定される。また、ダンパ室１０７の容積の大きさにより、パルセーションダンパ１１０の脈動低減効果は変化する。

次に、高圧燃料ポンプ１０の作動について説明する。
（１）吸入行程
プランジャ２０が上死点から下死点に向けて図２（Ａ）の下方へ移動するとき、コイル８２への通電はオフされている。そのため、弁部材６７は、スプリング７８とスプリング６８との荷重差により可動コア７２およびニードル７３から加圧室３０６側に押し付けられている。その結果、弁部材６７は、シート部材６１から離座している。また、プランジャ２０が図２（Ａ）の下方へ移動するとき、加圧室３０６の圧力は低下する。そのため、燃料ギャラリ３０４側の燃料から弁部材６７が受ける力は、加圧室３０６側の燃料から弁部材６７が受ける力よりも大きくなる。このようなスプリング６８とスプリング７８との荷重差、ならびに燃料ギャラリ３０４と加圧室３０６との圧力差により、弁部材６７はシート部材６１から離座する方向に力を受けるので、弁部材６７はシート部材６１から離座する。これにより、燃料室３００は、燃料通路３０２、燃料ギャラリ３０４を経由して加圧室３０６に連通する。したがって、燃料室３００の燃料は、加圧室３０６に吸入される。

ここで、低圧ポンプ２から燃料室３００に供給される燃料の圧力脈動、ならびにプランジャ２０の往復移動に伴い、次行程の戻し行程において加圧室３０６から燃料室３００に戻る燃料の圧力脈動により、吸入行程において燃料室３００から加圧室３０６に吸入される燃料に圧力脈動が生じる。燃料室３００にはパルセーションダンパ１１０が設置されており、燃料室３００の圧力変化に応じてダイアフラム１０１のダンパ部１０３およびダイアフラム１０２のダンパ部１０５が変位する。これにより、ダンパ室１０７の容積が変化し、吸入される燃料の圧力脈動を低減できる。

（２）戻し行程
プランジャ２０が下死点から上死点に向かって上昇しても、コイル８２への通電はオフされた状態である。したがって、弁部材６７は、スプリング７８とスプリング６８との荷重差により可動コア７２およびニードル７３から加圧室３０６側に押し付けられている。その結果、プランジャ２０の上昇にともない、加圧室３０６の燃料は燃料ギャラリ３０４から燃料通路３０２を通り、燃料室３００に戻される。

このとき、燃料室３００に戻る燃料に脈動が生じるが、燃料室３００に設けられたパルセーションダンパ１１０によって脈動を低減できる。これにり、プランジャ２０の上昇によって生じた脈動が燃料室３００の上流側に伝わるのを抑制することができる。
戻し行程中にコイル８２への通電をオンにすると、可動コア７２と固定コア７４との間に磁気吸引力が働く。この磁気吸引力により、スプリング７８とスプリング６８との荷重差に抗して可動コア７２は固定コア７４に向けて吸引される。固定コア７４側に可動コア７２が吸引されると、ニードル７３との当接が解除され弁部材６７はニードル７３から離れるので、弁部材６７はスプリング６８の荷重によりシート部材６１に着座する。弁部材６７がシート部材６１に着座すると、燃料ギャラリ３０４と加圧室３０６との連通が遮断されるので、加圧室３０６から燃料室３００への燃料の戻し行程は終了する。この戻し工程中におけるコイル８２への通電タイミングを調整することにより、加圧室３０６から燃料室３００に戻される燃料量が調整される。その結果、加圧室３０６で加圧される燃料量が調量され、吐出部９０から吐出される燃料吐出量が調量される。

（３）加圧行程
燃料ギャラリ３０４と加圧室３０６との連通が遮断されている状態でプランジャ２０がさらに上死点に向けて上昇すると、加圧室３０６の燃料が加圧され燃料圧力が上昇する。そして、加圧室３０６の燃料圧力が所定圧以上になると、スプリング９４の荷重に抗してボール９２が弁座９８からリフトする。これにより、加圧室３０６で加圧された燃料は吐出通路３０８を通り吐出部９０から吐出される。吐出部９０から吐出された燃料は、高圧配管６を経由し燃料レール４に供給されて蓄圧され、インジェクタ３に供給される（図３参照）。

上述のパルセーションダンパ１１０による燃料室３００の燃料の圧力脈動低減効果を図４に基づいて説明する。図４（Ａ）は、燃料室３００にパルセーションダンパ１１０を設置しない場合の燃料室３００の燃料の圧力の変化をグラフで示している。このグラフでは、燃料室３００の燃料に圧力脈動が生じていることがわかる。一方、図４（Ｂ）は、燃料室３００にパルセーションダンパ１１０を設置した場合の燃料室３００の燃料の圧力の変化をグラフで示している。このグラフでは、燃料室３００の燃料の圧力脈動がほぼ消滅していることがわかる。よって、これら二つのグラフから、燃料室３００にパルセーションダンパ１１０を設置した場合、パルセーションダンパ１１０を設置しない場合に比べて燃料室３００の燃料の圧力脈動を低減できることがわかる。

以上説明したように第１実施形態では、樹脂部材１１１は、互いに接合する周縁部１０４と周縁部１０６との接合面の端部を環状に覆っている。樹脂部材１１１は、ダイアフラム１０１の周縁部１０４およびダイアフラム１０２の周縁部１０６を接合した状態で締結するとともに、ダンパ部１０３とダンパ部１０５とで形成されるダンパ室１０７を気密及び液密にシールしている。ダンパ室１０７の容積は、高圧燃料ポンプ１０の燃料室３００の圧力変動に応じて変化する。これにより、燃料室３００の圧力脈動を低減することができる。このように、パルセーションダンパ１１０は、ダイアフラム１０１とダイアフラム１０２とを樹脂部材１１１で締結固定している。これにより、ダイアフラム１０１とダイアフラム１０２とを溶接で固定する場合に比べて、製造設備を安価なものとすることができる。また、ダイアフラム１０１とダイアフラム１０２とを固定する際、ダイアフラム１０１とダイアフラム１０２とを精密に位置合わせする必要がないため、パルセーションダンパ１１０の製造が容易になる。したがって、パルセーションダンパ１１０の製造コストを低減することができる。

また、樹脂部材１１１でダイアフラム１０１とダイアフラム１０２とを固定するため、ダイアフラムの材料として溶接が容易な材料を選択する必要がなく、ダイアフラム１０１およびダイアフラム１０２の材料の選択の自由度が増す。これにより、溶接性の高低に関わらず耐力および疲労強度の高い材料を選択することができ、パルセーションダンパ１１０の耐久性を向上することができる。

また、パルセーションダンパ１１０を高圧燃料ポンプ１０に取り付ける際、ダイアフラム１０１およびダイアフラム１０２を樹脂部材１１１によって保持して高圧燃料ポンプ１０のハウジング本体１１に固定することができる。そのため、ダイアフラム１０１およびダイアフラム１０２を燃料室３００中に保持するための部材、あるいは高圧燃料ポンプ１０とダイアフラム１０１およびダイアフラム１０２の接合部との干渉を回避するための部材を別途設ける必要がない。したがって、パルセーションダンパ１１０を取り付ける高圧燃料ポンプ１０の部材点数を低減することができる。

さらに、樹脂部材１１１は、ＮＭＴ工法によりダイアフラム１０１およびダイアフラム１０２と一体的に形成されている。ＮＭＴ工法によれば金属と樹脂とを高い接合強度で一体化することができる。したがって、金属製のダイアフラム１０１およびダイアフラム１０２を樹脂部材１１１によって強力に固定することができるとともにダイアフラム１０１とダイアフラム１０２との間に形成されるダンパ室１０７の気密性及び液密性を向上することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態によるパルセーションダンパを図５に示す。なお、第１実施形態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実施形態のパルセーションダンパ１２０では、互いに接合するダイアフラム１０１の周縁部１０４とダイアフラム１０２の周縁部１０６とは、樹脂部材１２１により樹脂モールドされている。すなわち、樹脂部材１２１は、周縁部１０４と周縁部１０６との接合面の端部を環状に覆っている。これにより、ダイアフラム１０１とダイアフラム１０２とは締結固定され、ダンパ室１０７は気密及び液密にシールされている。

樹脂部材１２１のシール部１１２には、自身を板厚方向へ貫く略円柱穴状の通路１２２が周方向にほぼ等間隔で複数形成されている。すなわち、樹脂部材１２１には、ダイアフラム１０１側とダイアフラム１０２側とを連絡する通路１２２が形成されている。
パルセーションダンパ１２０は、図６に示すようにハウジング本体１１の燃料室３００に設けられる。本実施形態のパルセーションダンパ１２０を設置する高圧燃料ポンプ１０では、ハウジング本体１１の凹部１３の底面に、台座１４が二つ形成されている。パルセーションダンパ１２０は、台座１４に設置され、樹脂部材１２１が台座１４に接する。カバー４０と樹脂部材１２１との間には、押さえ部材１５が設けられる。押さえ部材１５は、樹脂部材１２１を台座１４側へ押し付ける。これにより、パルセーションダンパ１２０は、燃料室３００が形成されたハウジング本体１１に固定される。

図６（Ｂ）に示すように、樹脂部材１２１の外径すなわちパルセーションダンパ１２０の外径は、凹部１３が形成されたハウジング本体１１の内径とほぼ同じ、またはやや小さく設定されている。上述したように樹脂部材１２１には通路１２２が形成されている。これにより、燃料室３００のダイアフラム１０２側空間に流入した燃料は、隣り合う台座１４同士との間の空間、および樹脂部材１２１の通路１２２を経由して、燃料室３００のダイアフラム１０１側空間へ流通可能である。これにより、燃料室３００においてパルセーションダンパ１１０のダイアフラム１０２またはダイアフラム１０１の一方側の空間に燃料が滞留することを防止する。

以上説明したように第２実施形態では、樹脂部材１２１にダイアフラム１０１側とダイアフラム１０２側とを連絡する通路１２２が形成されている。すなわち、パルセーションダンパ１２０は、高圧燃料ポンプ１０の燃料室３００内の燃料を流通させる通路を有している。そのため、パルセーションダンパ１２０を高圧燃料ポンプ１０の燃料室３００に設置するとき、当該通路を形成する部材をパルセーションダンパ１２０とは別に燃料室３００に設ける、あるいは燃料室３００が形成されたハウジング本体１１の内壁を加工して当該通路を形成する必要がない。したがって、パルセーションダンパ１２０を取り付ける高圧燃料ポンプ１０の部材点数または加工費を低減することができ、高圧燃料ポンプ１０の製造コストを低減することができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態によるパルセーションダンパを図７に示す。第３実施形態は、第２実施形態の変形例である。第２実施形態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３実施形態のパルセーションダンパ１３０では、樹脂部材１３１のシール部１１２に、自身を板厚方向へ貫く円弧長穴状の通路１３２が周方向にほぼ等間隔で複数形成されている。本実施形態では、通路１３２は四つ形成されている。

このように、第３実施形態では、樹脂部材１３１にダイアフラム１０１側とダイアフラム１０２側とを連絡する通路１３２が形成されている。これにより、パルセーションダンパ１３０を高圧燃料ポンプ１０の燃料室３００に設置した場合、燃料室３００においてパルセーションダンパ１３０のダイアフラム１０２またはダイアフラム１０１の一方側の空間に燃料が滞留することを防止することができる。したがって、第２実施形態と同様、パルセーションダンパ１３０を取り付ける高圧燃料ポンプ１０の部材点数または加工費を低減することができ、高圧燃料ポンプ１０の製造コストを低減することができる。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態によるパルセーションダンパを図８に示す。第４実施形態は、第１実施形態の変形例である。第１実施形態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４実施形態のパルセーションダンパ１４０には、樹脂部材１４１の外周縁から径外方向へ突出する突出部１４２が形成されている。突出部１４２は、樹脂部材１４１の外周縁に周方向へ複数形成されている。これにより、隣り合う突出部１４２同士の間には、通路１４３が形成されている。通路１４３は、樹脂部材１４１のダイアフラム１０１側とダイアフラム１０２側とを連絡している。

第４実施形態では、パルセーションダンパ１４０を高圧燃料ポンプ１０の燃料室３００に設置した場合、燃料室３００内の燃料を、通路１４３を経由して燃料室３００内に流通させることができる。また、パルセーションダンパ１４０を高圧燃料ポンプ１０に取り付ける際、パルセーションダンパ１４０の位置決めを突出部１４２によって容易に行うことができる。したがって、パルセーションダンパ１４０を取り付ける高圧燃料ポンプ１０の部材点数、加工費、および製造コストを低減することができる。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態によるパルセーションダンパを図９に示す。第５実施形態は、第４実施形態の変形例である。第４実施形態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５実施形態のパルセーションダンパ１５０は、樹脂部材１５１の突出部１４２から樹脂部材１５１の軸方向へ延びる脚部１５２が形成されている。脚部１５２は、突出部１４２の端部よりも樹脂部材１５１の径外方向へややずれた位置に形成されている。これにより、突出部１４２と脚部１５２との接続部分には段差部１５３が形成されている。

図１０に示すように、パルセーションダンパ１５０が設置される高圧燃料ポンプ１０の燃料室３００には、凹部１３が形成されたハウジング本体１１の内周壁に環状の溝部１６が形成されている。すなわち、凹部１３が形成されたハウジング本体１１の内周壁は、溝部１６において内径が大きくなるように設定されている。これにより、ハウジング本体１１の内周壁には、段差部１９が形成されている。

パルセーションダンパ１５０は、燃料室３００に設置されるとき、脚部１５２が溝部１６に嵌り込む。そのため、樹脂部材１５１の段差部１５３は、ハウジング本体１１の段差部１９に係止される。これにより、パルセーションダンパ１５０は、ハウジング本体１１に固定され、燃料室３００から脱落することが抑制される。

パルセーションダンパ１５０は樹脂部材１５１の軸方向へ延びる脚部１５２を有しているため、パルセーションダンパ１５０を燃料室３００に設置すると、パルセーションダンパ１５０のダイアフラム１０２側と凹部１３の底面との間には空間が形成される。この空間によりダイアフラム１０２は自由に変位することができるため、パルセーションダンパ１５０は圧力脈動低減の効果を良好に発揮することができる。

以上説明したように、第５実施形態では、パルセーションダンパ１５０を高圧燃料ポンプ１０の燃料室３００に設置する際、脚部１５２によってパルセーションダンパ１５０をハウジング本体１１に固定できるとともに、パルセーションダンパ１５０の軸方向に空間を確保することができる。そのため、パルセーションダンパ１５０を固定するための部材、および前記空間を確保するための部材または台座を別途設ける必要がない。したがって、パルセーションダンパ１５０を取り付ける高圧燃料ポンプ１０の部材点数または加工費を低減することができる。

（第６実施形態）
本発明の第６実施形態によるパルセーションダンパが高圧燃料ポンプ１０の燃料室３００に設置された状態を図１１に示す。第６実施形態は、第５実施形態の変形例である。第５実施形態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６実施形態のパルセーションダンパ１６０は、樹脂部材１６１の突出部１４２から脚部１５２とは反対方向へ延びる腕部１６２が形成されている。そのため、複数のパルセーションダンパ１６０を軸方向に重ねて高圧燃料ポンプ１０の燃料室３００に設置する場合、重なり合うパルセーションダンパ１６０のうち一方のパルセーションダンパ１６０の腕部１６２と他方のパルセーションダンパ１６０の脚部１５２とを係合させることができる。これにより、パルセーションダンパ間に空間を確保しつつ、複数のパルセーションダンパ１６０を安定した状態で高圧燃料ポンプ１０に取り付けることができる。

（第７実施形態）
本発明の第７実施形態によるパルセーションダンパを図１２に示す。第７実施形態は、第５実施形態の変形例である。第５実施形態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７実施形態のパルセーションダンパ１７０は、樹脂部材１７１のシール部１１２の特定箇所から径外方向へ延びる延出部１７２が形成されている。延出部１７２は、隣り合う二つの突出部１４２同士を接続するように形成されている。延出部１７２、および延出部１７２により接続された二つの突出部１４２には、フィルタ１７３がインサート成形されている。フィルタ１７３は、メッシュ状の金属により形成されている。また、フィルタ１７３は、湾曲した板状に形成されている。

図１３に示すように、パルセーションダンパ１７０を高圧燃料ポンプ１０の燃料室３００に設置する場合、パルセーションダンパ１７０は、フィルタ１７３が燃料通路３０２の燃料室３００側開口を塞ぐ位置にくるようにして設置される。これにより、燃料室３００の燃料が燃料通路３０２へ流入するとき、フィルタ１７３によって燃料中の異物が取り除かれる。

以上説明したように、第７実施形態のパルセーションダンパ１７０は、燃料中の異物を除去可能なフィルタ１７３を有している。これにより、燃料中の異物を除去するために、フィルタを有する部材をパルセーションダンパ１７０とは別に燃料室３００に設ける必要がない。したがって、パルセーションダンパ１７０を取り付ける高圧燃料ポンプ１０の部材点数を低減するとともに、高圧燃料ポンプ１０の大型化を抑制することができる。

（第８実施形態）
本発明の第８実施形態によるパルセーションダンパが高圧燃料ポンプ１０の燃料室３００に設置された状態を図１４に示す。第８実施形態は、第６実施形態の変形例である。第６実施形態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８実施形態のパルセーションダンパ１８０には、樹脂部材１８１の突出部１４２、シール部１１２および挟み部１１４から樹脂部材１８１の軸方向へ延びる略四角柱状の脚部１８２が形成されている。また、パルセーションダンパ１８０には、樹脂部材１８１の突出部１４２、シール部１１２および挟み部１１３から脚部１８２の反対方向へ延びる略四角柱状の腕部１８３が形成されている。すなわち、脚部１８２と腕部１８３とは、間に突出部１４２、シール部１１２、挟み部１１４および挟み部１１３を挟んで一体に形成されている。

パルセーションダンパ１８０は、高圧燃料ポンプ１０の燃料室３００に設置された状態では、脚部１８２がハウジング本体１１の凹部１３の底面に接している。また、脚部１８２および腕部１８３は、凹部１３が形成されたハウジング本体１１の内周壁に接している。カバー４０は、腕部１８３に接し、樹脂部材１８１を凹部１３の底面に押し付けている。これにより、パルセーションダンパ１８０は、燃料室３００が形成されたハウジング本体１１に固定されている。なお、凹部１３には、台座や溝部は形成されていない。

以上説明したように、第８実施形態では、パルセーションダンパ１８０は突出部１４２、シール部１１２、挟み部１１４および挟み部１１３から樹脂部材１８１の軸方向へ延びる脚部１８２および腕部１８３を有している。そのため、パルセーションダンパ１８０を高圧燃料ポンプ１０の燃料室３００に設置する場合、カバー４０によって樹脂部材１８１の腕部１８３を凹部１３の底面側へ押圧して固定することにより、パルセーションダンパ１８０を燃料室３００に安定した状態で設置することができる。よって、パルセーションダンパ１８０を固定するための部材を別途設ける必要がない。また、パルセーションダンパ１８０を固定するための溝部や台座をハウジング本体１１の凹部１３に別途形成する必要もない。したがって、パルセーションダンパ１８０を取り付ける高圧燃料ポンプ１０の部材点数、および加工費を低減することができる。

（他の実施形態）
本発明の他の実施形態では、ダンパ室を形成する二枚のダイアフラムの周縁部同士を例えばレーザ溶接などにより接合し固定してもよい。これにより、二枚のダイアフラムは、樹脂部材による固定および溶接による固定の二種類の固定方法によって固定される。そのため、二枚のダイアフラム同士の接合をより強固なものとすることができる。したがって、パルセーションダンパの耐久性をより高めることができる。

また、本発明の他の実施形態では、樹脂部材に形成される通路は、上述の第２実施形態または第３実施形態で示される個数に限らず、いくつ形成されていてもよい。また、樹脂部材から延びる突出部、脚部および腕部は、上述の複数の実施形態で示される個数に限らず、いくつ形成されていてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、樹脂部材にインサート成形されるフィルタは、例えば樹脂や不織布など、金属以外の材料で形成されていてもよい。

上述の複数の実施形態では、金属製のダイアフラムと樹脂部材との接合方法としてＮＭＴ工法を用いることを示したが、他の実施形態では、ダイアフラム同士を接合することで形成されるダンパ室を気密及び液密にシールできれば、どのような方法を用いてもよい。
なお、本発明のパルセーションダンパは、圧力脈動が発生し得る流体室を有するポンプであれば、ガソリンエンジン用の高圧燃料ポンプに限らず、ディーゼルエンジン用の高圧燃料ポンプあるいはその他のポンプに適用することができる。

以上のように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

本発明の第１実施形態によるパルセーションダンパを示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＰ−Ｑ−Ｒ線断面図、（Ｃ）は（Ｂ）の部分拡大図。 本発明の第１実施形態によるパルセーションダンパを高圧燃料ポンプに設置した状態を示す図であって、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は（Ａ）の高圧燃料ポンプからカバーを外し矢印Ｂ方向から見た図。 本発明の第１実施形態によるパルセーションダンパを適用した燃料噴射システムの全体概要図。 高圧燃料ポンプの燃料室内の圧力変化を示すグラフであって、（Ａ）は燃料室にパルセーションダンパを設置しない場合の圧力変化を示すグラフ、（Ｂ）は燃料室に本発明の第１実施形態によるパルセーションダンパを設置した場合の圧力変化を示すグラフ。 本発明の第２実施形態によるパルセーションダンパを示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＰ−Ｑ−Ｒ線断面図。 本発明の第２実施形態によるパルセーションダンパを高圧燃料ポンプに設置した状態を示す図であって、（Ａ）は部分断面図、（Ｂ）は（Ａ）の高圧燃料ポンプからカバーを外し矢印Ｂ方向から見た図。 本発明の第３実施形態によるパルセーションダンパを示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＰ−Ｑ−Ｒ線断面図。 本発明の第４実施形態によるパルセーションダンパを示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＰ−Ｑ−Ｒ線断面図。 本発明の第５実施形態によるパルセーションダンパを示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＰ−Ｑ−Ｒ線断面図。 本発明の第５実施形態によるパルセーションダンパを高圧燃料ポンプに設置した状態を示す図であって、（Ａ）は部分断面図、（Ｂ）は（Ａ）の高圧燃料ポンプからカバーを外し矢印Ｂ方向から見た図。 本発明の第６実施形態によるパルセーションダンパを高圧燃料ポンプに設置した状態を示す部分断面図。 本発明の第７実施形態によるパルセーションダンパを示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＰ−Ｑ−Ｒ線断面図、（Ｃ）は部分斜視図。 本発明の第７実施形態によるパルセーションダンパを高圧燃料ポンプに設置した状態を示す図であって、（Ａ）は部分断面図、（Ｂ）は（Ａ）の高圧燃料ポンプからカバーを外し矢印Ｂ方向から見た図。 本発明の第８実施形態によるパルセーションダンパを高圧燃料ポンプに設置した状態を示す部分断面図。

符号の説明

１０：高圧燃料ポンプ（サプライポンプ）、１１：ハウジング本体（ハウジング）、２０：プランジャ（加圧手段）、４０：カバー（ハウジング）、１０３：ダンパ部（第１ダンパ部）、１０４：周縁部（第１周縁部）、１０１：ダイアフラム（第１ダイアフラム）、１０５：ダンパ部（第２ダンパ部）、１０６：周縁部（第２周縁部）、１０２：ダイアフラム（第２ダイアフラム）、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０：パルセーションダンパ、１１１、１２１、１３１、１４１、１５１、１６１、１７１、１８１：樹脂部材、３００：燃料室（流体室）、３０６：加圧室

Claims (8)

1. 流体室、および前記流体室から流体を吸入する加圧室を有するハウジングと、前記加圧室に吸入された流体を加圧する加圧手段とを設けるサプライポンプに用いられ、前記流体室に設けられ、内部に気体を封入したダンパ室を有するパルセーションダンパであって、
   弾性変形可能な薄板状の第１ダンパ部、及び該第１ダンパ部の周縁に形成される薄板環状の第１周縁部を有し、前記第１ダンパ部と前記第１周縁部とを連続要素として形成する金属製の第１ダイアフラムと、
   弾性変形可能な薄板状の第２ダンパ部、及び該第２ダンパ部の周縁に形成され前記第１周縁部に接合可能な薄板環状の第２周縁部を有し、前記第２ダンパ部と前記第２周縁部とを連続要素として形成する金属製の第２ダイアフラムと、
   互いに接合する前記第１周縁部と前記第２周縁部との接合面の端部を環状に覆う樹脂部材とを備え、
   前記樹脂部材は、前記第１周縁部及び前記第２周縁部を接合した状態で締結するとともに、前記第１ダンパ部と前記第２ダンパ部とで形成される前記ダンパ室を気密及び液密にシールし、
   前記ダンパ室の容積が前記流体室の圧力変動に応じて変化することにより前記流体室の圧力脈動を低減することを特徴とするパルセーションダンパ。
2. 前記樹脂部材は、前記第１ダイアフラム側と前記第２ダイアフラム側とを連絡する通路を有していることを特徴とする請求項１記載のパルセーションダンパ。
3. 前記樹脂部材は、外周縁から径外方向へ突出する突出部が複数形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のパルセーションダンパ。
4. 前記樹脂部材は、前記突出部から前記樹脂部材の軸方向へ延びる脚部が形成されていることを特徴とする請求項３記載のパルセーションダンパ。
5. 前記樹脂部材は、前記突出部から前記脚部とは反対方向へ延びる腕部が形成されていることを特徴とする請求項４記載のパルセーションダンパ。
6. 前記樹脂部材は、ナノモールディングテクノロジー工法により前記第１ダイアフラムおよび前記第２ダイアフラムと一体的に形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載のパルセーションダンパ。
7. 前記樹脂部材は、流体中の異物を除去可能なフィルタがインサート成形されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載のパルセーションダンパ。
8. 前記第１周縁部と前記第２周縁部とは、溶接により接合されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載のパルセーションダンパ。

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