JP2015021468A - パルセーションダンパおよび高圧燃料ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】複数のダイヤフラムで十分な脈動減衰性能を確保しつつ、異径ダイヤフラムを併用しても支持体側への振動伝達を抑制できるパルセーションダンパおよび高圧燃料ポンプを提供する。
【解決手段】第１および第２の受圧膜部２１ａ，２２ａの間にガス室２３を形成する第１ダイヤフラム２１および第２ダイヤフラム２２と、両ダイヤフラム２１，２２を支持する環状取付部材２４とを備えるパルセーションダンパであって、第１の受圧膜部２１ａおよび第２の受圧膜部２２ａの受圧面積Ａ１，Ａ２が互いに相違しており、環状取付部材２４が、第１の受圧膜部２１ａを囲むよう形成されて第１ダイヤフラム２１を支持する大径環状支持部２４ａと、第２の受圧膜部２２ａを囲むよう形成されて第２ダイヤフラム２２を支持する小径環状支持部２４ｂと、ガス室２３を閉止するよう大径環状支持部２４ａおよび小径環状支持部２４ｂを結合する環状結合部２４ｃとを有している。
【選択図】図２

Description

本発明は、パルセーションダンパおよび高圧燃料ポンプに関し、特に、ダイヤフラムによってガス室を形成しているパルセーションダンパおよびそれを備えた高圧燃料ポンプに関する。

流体圧力の脈動を抑えるパルセーションダンパとして、一面側で燃料圧力を受圧するダイヤフラムの他面側にガス室を形成しているものが多用されている。このタイプのパルセーションダンパは、例えば筒内噴射（気筒内直接燃料噴射）が可能な内燃機関に高圧燃料を圧送するプランジャ型の高圧燃料ポンプに付設され、そのポンプ作動に伴って生じる吸入側の燃料圧力の比較的高周波の脈動を吸収し軽減するようになっている。

従来のパルセーションダンパおよび高圧燃料ポンプとしては、例えばダイヤフラムの接合面がガス室の内方側から徐々に剥れるいわゆる口開きを防止すべく、支持部材に対面する膜状の変位部とその変位部から垂直に延びる筒状周部とを有し、筒状周部を支持部材の環状接合面に嵌合した状態で接合するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、連通路を有する支持プレートの両面側に大きさの異なるダイヤフラムの外周部を貼り付けて大小２つのガス室を形成したもの（例えば、特許文献２参照）や、高圧燃料ポンプの吸入燃料貯留室を形成するようそのポンプ本体に装着されたカバーとその内壁面に対向するダイヤフラムとによってガス室を形成したもの（例えば、特許文献３参照）が提案されている。

国際公開第２０１０／１０６６４５号 特開２００７−３０９１１８号公報 特開２０１０−２７０７２７号公報

しかしながら、単一のダイヤフラムとポンプハウジングのカバー部材等との間にガス室が形成される従来のパルセーションダンパおよび高圧燃料ポンプにあっては、ダイヤフラムの受圧面と直交する方向における撓みが大きくなるため、ダイヤフラムが大振幅で振動して燃料配管やその支持部材等の振動を誘発してしまい、脈動低減性能が低下するおそれがあった。さらに、ダイヤフラムの大きな振動が高圧燃料ポンプから燃料配管を介して車体側に伝わったり、高圧燃料ポンプを支持するエンジン等に伝わったりすることで、車内騒音等を招くおそれがあった。

また、２つのダイヤフラムを用いる従来のパルセーションダンパおよび高圧燃料ポンプにあっては、２つのダイヤフラムの外周部をプレート状の取付部材に面接合して支持していたため、プレート状の取付部材がダイヤフラム側から板厚方向の力を受けていた。そのため、大きさの異なるダイヤフラムを併用する場合には、プレート状の取付部材に撓み方向の振動（例えば、円形膜振動）が誘発され易くなり、取付部材からポンプハウジングのカバー等といった支持体側の部材に振動が伝わり易くなっていた。また、同じ大きさのダイヤフラムを併用する場合には、２つのダイヤフラムが同時に共振周波数となってそれらが合成された大振幅となり得るため、燃料配管やその支持部材等の振動を誘発してしまい、脈動低減性能が低下したり振動が悪化したりするおそれがあった。

そこで、本発明は、複数のダイヤフラムを用いて十分な脈動減衰性能を確保しつつ、大きさの異なるダイヤフラムを併用しても支持体側への振動伝達を抑えることのできるパルセーションダンパおよび高圧燃料ポンプを提供することを目的とする。

本発明に係るパルセーションダンパは、上記目的達成のため、（１）それぞれ受圧により変位する第１および第２の受圧膜部を有し、該第１および第２の受圧膜部の間にガス室を形成する第１ダイヤフラムおよび第２ダイヤフラムと、前記第１ダイヤフラムおよび前記第２ダイヤフラムを前記第１および第２の受圧膜部の外周側で支持する環状取付部材と、を備えるパルセーションダンパであって、前記第１の受圧膜部の受圧面積と前記第２の受圧膜部の受圧面積とが相違しており、前記環状取付部材が、前記第１の受圧膜部を囲むように形成されて前記第１ダイヤフラムを支持する大径環状支持部と、前記第２の受圧膜部を囲むように形成されて前記第２ダイヤフラムを支持する小径環状支持部と、前記ガス室を閉止するよう前記大径環状支持部および前記小径環状支持部を結合する環状結合部と、を有しているものである。

この構成により、受圧面積の大きい第１の受圧膜部と受圧面積の小さい第２の受圧膜部との間にガス室が形成され、それを囲む環状取付部材には、径方向で比較的近いその大径環状支持部および小径環状支持部に対して、第１ダイヤフラムおよび第２ダイヤフラムからの比較的大きな力が軸方向に逆向きに作用することになる。したがって、環状取付部材が撓み難く振動し難いものであることに加えて、第１、第２ダイヤフラムのうち少なくとも一方のダイヤフラムが環状取付部材の支持点から径方向に離れることで、その振動が支持体側に伝わり難くなる。しかも、第１ダイヤフラムおよび第２ダイヤフラムは共振周波数が相違することになるので、両ダイヤフラムの共振が重なり大振幅となって脈動低減性能が低下したり振動が悪化したりし難くなる。よって、複数のダイヤフラムを用いて十分な脈動減衰性能を確保しながら、大きさの異なるダイヤフラムを併用しても支持体側への振動伝達を抑えることのできるパルセーションダンパとなる。

本発明のパルセーションダンパにおいては、（２）前記環状取付部材の前記大径環状支持部および前記小径環状支持部は、互いに直径が異なる大径および小径の筒状支持壁面を形成しているものであってもよい。

この構成により、環状取付部材には第１ダイヤフラムおよび第２ダイヤフラムからの軸方向で逆向きの力を大径および小径の筒状支持壁面に沿って受けることになり、環状取付部材が撓み難いことに加えて、環状取付部材と第１ダイヤフラムおよび第２ダイヤフラムとの接合強度およびシール性を容易にかつ十分に確保できる。

本発明のパルセーションダンパにおいては、（３）前記環状取付部材の前記大径環状支持部および前記小径環状支持部は、外周側に前記大径および小径の筒状支持壁面を有する２重の円筒状に形成されており、前記環状結合部は、前記２重の円筒状の前記大径環状支持部および前記小径環状支持部の間に位置する円環板状に形成されていてもよい。

この構成により、環状取付部材を軽量化できるとともに、例えば板金等によって構成することができ、パルセーションダンパの製造コストを低減できる。

本発明のパルセーションダンパにおいては、（４）前記第１および第２の受圧膜部は、前記ガス室を形成するそれぞれの一面側で対面しており、前記第１ダイヤフラムおよび前記第２ダイヤフラムのうち少なくとも前記第２ダイヤフラムが、前記第２の受圧膜部を外周側から取り囲む筒状周部を有しているものであってもよい。

この構成により、第１および第２の受圧膜部を略平行に配置でき、コンパクトなパルセーションダンパにできるとともに、少なくとも第２ダイヤフラムの取付けを容易化でき、そのシール性も高めることができる。
。

本発明のパルセーションダンパにおいては、（５）前記環状取付部材が、放射外方に突出する取付け用突起部を有しているものであってもよい。

この構成により、環状取付部材から支持体側への振動伝達または逆方向の振動伝達を取付け用突起部で有効に抑制できることになる。

本発明のパルセーションダンパにおいては、（６）前記取付け用突起部が、前記第１および第２の受圧膜部に対し直交する方向に弾性変形可能であるとよい。

この構成により、環状取付部材を弾性支持可能となり、支持体側への振動伝達をより有効に抑制できることになる。

本発明のパルセーションダンパにおいては、（７）前記取付け用突起部が、前記環状取付部材の放射外方に突出する３つ以上の弾性板部によって構成されてもよい。

この構成により、環状取付部材を弾性支持しつつその支持姿勢を安定させて、支持体側への振動伝達を有効に抑制できる。

本発明のパルセーションダンパにおいては、（８）前記環状取付部材を外周側で取り囲む内周壁部と、該内周壁部に沿って前記環状取付部材の前記取付け用突起部を係止する係止部とを有する支持体側部材をさらに備えていてもよい。

この構成により、環状取付部材の取付け用突起部を支持体側部材の係止部に係止させるだけで環状取付部材の弾性支持が可能となり、その組付け作業が容易になる。

本発明のパルセーションダンパにおいては、（９）前記支持体側部材の前記内周壁部の内方に、それぞれ前記第１ダイヤフラムおよび前記第２ダイヤフラムを支持する複数の前記環状取付部材が、互いに軸方向に離間するように支持されていてもよい。

この構成により、他の取付部材を別設することなく、支持体側部材の内周壁部に対して必要数のパルセーションダンパを容易に実装可能となり、十分な脈動低減効果を得ることができる。

本発明のパルセーションダンパにおいては、（１０）前記支持体側部材の前記係止部が、前記環状取付部材から放射外方に突出する取付け用突起部を前記内周壁部の径方向に凹凸係合させるものであってもよい。

この構成により、支持体側部材の内周壁部に対して必要数のパルセーションダンパをワンタッチで容易に実装可能となる。

本発明に係る高圧燃料ポンプは、上記目的達成のため、（１１）上記のいずれかの構成を有するパルセーションダンパと、前記パルセーションダンパを収納する吸入側燃料貯留室と、前記吸入側燃料貯留室に連通する吸入通路と、前記吸入通路を通して吸入した燃料を加圧して吐出する燃料加圧機構と、を備えたものである。

この構成により、吸入側の燃料圧力の脈動を十分に減衰させることができ、かつ、大きさの異なるダイヤフラムを併用しながら支持体側への振動伝達を抑えることのできる高圧燃料ポンプとなる。

本発明によれば、複数のダイヤフラムを用いて十分な脈動減衰性能を確保しながら、大きさの異なるダイヤフラムを併用しても支持体側への振動伝達を抑えることのできるパルセーションダンパおよび高圧燃料ポンプを提供することができる。

本発明の一実施形態に係るパルセーションダンパを備えた高圧燃料ポンプを含む燃料供給システムの概略構成図である。 本発明の一実施形態に係るパルセーションダンパの要部断面図である。 （ａ）は、本発明の一実施形態に係るパルセーションダンパの要部の上面図であり、（ｂ）は、本発明の一実施形態に係るパルセーションダンパの要部の下面図である。 本発明の一実施形態に係るパルセーションダンパの支持体側部材を含めた断面図である。 本発明の一実施形態に係るパルセーションダンパの作用説明図である。 本発明の一実施形態に係るパルセーションダンパにおける第１ダイヤフラムの変形態様を示す断面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

（一実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係るパルセーションダンパを備えた高圧燃料ポンプを含む燃料供給システムの概略構成を示しており、図２ないし図４は、一実施形態に係るパルセーションダンパを示している。

まず、本実施形態の高圧燃料ポンプの概略構成について説明する。

図１に示す本実施形態の高圧燃料ポンプ１０は、車両に搭載される内燃機関、例えば気筒内直接燃料噴射が可能ないわゆる筒内噴射式あるいはデュアル噴射式の多気筒のガソリンエンジン（以下、単にエンジンという）に装備され、そのエンジンの燃料を筒内噴射が可能な程度の高圧に加圧して吐出するものである。

図１に示すように、本実施形態の高圧燃料ポンプ１０は、吸入側の燃料通路１１ａおよび吐出側の燃料通路１１ｂが形成されたハウジング１１と、ハウジング１１に軸方向に往復摺動可能に挿入された略円柱状のプランジャ１２とを備えている。

ハウジング１１とプランジャ１２の間には、吸入側の燃料通路１１ａおよび吐出側の燃料通路１１ｂに接続する燃料加圧室１３が画成されており、プランジャ１２が軸方向に変位するとき、燃料加圧室１３の容積が変化するようになっている。

また、ハウジング１１の図１中の上部１１ｄには、有底円筒状のカバー１４が装着されており、ハウジング１１とカバー１４とによって、吸入側の燃料通路１１ａに連通する燃料貯留室１５が画成されている。そして、その燃料貯留室１５の内部に本実施形態のパルセーションダンパ２０が設けられている。

ハウジング１１の吸入側の燃料通路１１ａには、低圧燃料ポンプ１が配管接続されており、ハウジング１１の吐出側の燃料通路１１ｂには、高圧燃料配管であるデリバリーパイプ３を介して複数の筒内噴射用のインジェクタ４（燃料噴射弁）が接続されている。

低圧燃料ポンプ１は、燃料タンク２内の燃料、例えばガソリンを汲み上げて所定のフィード圧（例えば２５０〜４００ＫＰａ）に加圧しつつ吐出するようになっている。なお、低圧燃料ポンプ１は、例えばポンプインペラを駆動モータで回転駆動する電動式の円周流ポンプ等で構成されている。

デリバリーパイプ３は、高圧燃料ポンプ１０から吐出される高圧（例えば４〜１３ＭＰａ）の燃料を貯留し蓄圧するものであり、そこに前記エンジンの複数の気筒に対応する複数の筒内噴射用のインジェクタ４が互いに所定間隔を隔てつつ直結されている。そして、デリバリーパイプ３内の高圧の燃料が、各インジェクタの開弁時にそのインジェクタ４に供給されるようになっている。

また、プランジャ１２は、ハウジング１１に対し、ばね受け板１６および復帰ばね１７を介して図１中の下方側に常時付勢されており、ハウジング１１に対し図中の上下方向に摺動自在なフォロワリフタ１８を介して、駆動カム５に当接している。また、プランジャ１２とハウジング１１の間には、燃料加圧室側の燃料シール１９ａおよび駆動カム５側のオイルシール１９ｂを併有するシールユニット１９が介装されている。

駆動カム５は、少なくとも周方向の一箇所でそのリフト量が大きくなるカムプロフィール、例えば角が丸められた略多角形のカムプロフィールを有している。この駆動カム５は、例えばエンジンの排気側か吸気側のカムシャフト６に一体に装着されており、エンジンの動力により回転駆動される。そして、駆動カム５が回転駆動されるとき、その回転に応じてプランジャ１２が図１中の上下方向に往復移動し、燃料加圧室１３の容積が変化する。

高圧燃料ポンプ１０は、さらに、吸入バルブユニット３０および吐出バルブユニット４０を備えている。

吸入バルブユニット３０は、吸入側の燃料通路１１ａの一部を形成しつつ下流側が拡径する環状段差形状をなす弁座３１と、この弁座３１に対し係合および離脱するよう弁座３１の中心軸線方向に変位可能な吸入弁体３２と、吸入弁体３２を弁座３１から離隔する開弁方向に付勢する弁ばね３３と、吸入弁体３２を弁座３１に係合させる閉弁方向に付勢可能なソレノイドコイル３４とを備えている。

そして、電子制御ユニットであるＥＣＵ３５からの制御信号に応じて、ソレノイドコイル３４が要求吐出量に応じた加圧期間および吐出期間において通電励磁され、そのソレノイドコイル３４によって吸入弁体３２が弁ばね３３の付勢力に抗して閉弁方向に付勢されることで、プランジャ１２の往復変位に応じた燃料加圧室１３内の燃料の加圧および吐出が可能になる。なお、ここでは、吸入バルブユニット３０を常開型とするが、常閉型としてもよい。

吐出バルブユニット４０は、吐出側の燃料通路１１ｂの一部を形成しつつ下流側が拡径するテーパ状の壁面形状をなす弁座４１と、この弁座４１に対し係合および離脱するよう弁座４１の中心軸線方向に変位可能な球状の吐出弁体４２と、吐出弁体４２を弁座４１に接近する閉弁方向に付勢する弁ばね４３とを備えた逆止弁タイプのものである。

次に、高圧燃料ポンプ１０に付設された本実施形態のパルセーションダンパ２０について説明する。

図２に示すように、パルセーションダンパ２０は、第１ダイヤフラム２１および第２ダイヤフラム２２と、これら第１ダイヤフラム２１および第２ダイヤフラム２２を支持するとともにキャップ状のカバー１４（支持体側部材）の内方に取付け可能な環状取付部材２４とを具備している。

第１ダイヤフラム２１は、受圧により変位する略円板状の弾性膜である第１の受圧膜部２１ａと、この第１の受圧膜部２１ａを外周側から取り囲む筒状周部２１ｂと、第１の受圧膜部２１ａおよび筒状周部２１ｂを連結する環状の湾曲結合部２１ｃとを有している。

また、第２ダイヤフラム２２は、受圧により変位する略円板状の弾性膜である第２の受圧膜部２２ａと、この第２の受圧膜部２２ａを外周側から取り囲む筒状周部２２ｂと、第２の受圧膜部２２ａおよび筒状周部２２ｂを連結する環状の湾曲結合部２２ｃとを有している。

そして、第１ダイヤフラム２１の第１の受圧膜部２１ａと第２ダイヤフラム２２の第２の受圧膜部２２ａとの間に、環状取付部材２４によって囲まれたガス室２３が形成されている。

ここで、第１および第２の受圧膜部２１ａ，２２ａは、一面側でガス室２３内のガス圧力を受圧しつつ他面側で燃料貯留室１５内の燃料圧力を受圧することにより、それらガス圧力および燃料圧力の圧力差に応じてガス室２３の内外方向に変形および変位するようになっている。

このガス室２３内には、不活性ガス、例えばアルゴンガスや窒素ガスが、低圧燃料ポンプ１からの燃料供給圧であるフィード圧程度の所定の圧力で封入されている。

環状取付部材２４は、第１ダイヤフラム２１および第２ダイヤフラム２２を第１および第２の受圧膜部２１ａ，２２ａの外周側で支持しており、第１ダイヤフラム２１および第２ダイヤフラム２２を一体に結合、例えばレーザ溶接により図２中にＷ１，Ｗ２で示す環状溶接部で結合することによって、ガス室２３を気密的に閉止している。

また、第１ダイヤフラム２１および第２ダイヤフラム２２は、第１の受圧膜部２１ａの受圧面積Ａ１と第２の受圧膜部２２ａの受圧面積Ａ２とが互いに相違しており、第１ダイヤフラム２１の第１の受圧膜部２１ａの受圧面積Ａ１が、第２ダイヤフラム２２の第２の受圧膜部２２ａの受圧面積Ａ２よりも大きくなっている（Ａ１＞Ａ２）。

さらに、環状取付部材２４は、第１の受圧膜部２１ａを外周側から取り囲むように形成されて第１ダイヤフラム２１を支持する大径環状支持部２４ａと、第２の受圧膜部２２ａを外周側から取り囲むように形成されて第２ダイヤフラム２２を支持する小径環状支持部２４ｂと、ガス室２３を閉止するよう大径環状支持部２４ａおよび小径環状支持部２４ｂを一体的にかつ気密的に結合する環状結合部２４ｃとを有している。

この環状取付部材２４は、例えばそれぞれ円筒状の大径環状支持部２４ａおよび小径環状支持部２４ｂの軸方向の一端側に環状結合部２４ｃを位置させるように板金を曲げ加工して形成されている。

また、環状取付部材２４は、第１ダイヤフラム２１および第２ダイヤフラム２２より高剛性となるよう板厚の大きい板金素材によって構成され、または／および、第１ダイヤフラム２１および第２ダイヤフラム２２より高剛性の材質を有している。

そして、第１ダイヤフラム２１および第２ダイヤフラム２２がガス室２３内のガス圧力と燃料貯留室１５内の燃料圧力との圧力差に応じて第１および第２の受圧膜部２１ａ，２２ａを変形および変位させるとき、環状取付部材２４は、第１ダイヤフラム２１および第２ダイヤフラム２２の筒状周部２１ｂ、２２ｂの先端側を略固定端支持することができるようになっている。

環状取付部材２４の大径環状支持部２４ａおよび小径環状支持部２４ｂは、互いに直径が異なる大径および小径の筒状支持壁面Ｅ１，Ｅ２（図２中の部分拡大図部分参照）を、それらの外周面側に有している。

すなわち、大径の筒状支持壁面Ｅ１は、大径環状支持部２４ａの外周面の一部であり、第１ダイヤフラム２１の筒状周部２１ｂの内周面（符号なし）に対して、所定の嵌合代が設定されている。また、小径の筒状支持壁面Ｅ２は、小径環状支持部２４ｂの外周面の一部であり、第２ダイヤフラム２２の筒状周部２２ｂの内周面（符号なし）に対して、所定の嵌合代が設定されている。

そして、環状取付部材２４の大径環状支持部２４ａの大径の筒状支持壁面Ｅ１に対し、第１ダイヤフラム２１の筒状周部２１ｂの内周面を嵌合させた状態で、第１ダイヤフラム２１の筒状周部２１ｂの先端環状部（図２中では下端部）が環状取付部材２４の大径環状支持部２４ａにレーザ溶接によって気密的に結合されている。

また、環状取付部材２４の小径環状支持部２４ｂの小径の筒状支持壁面Ｅ２に対し、第２ダイヤフラム２２の筒状周部２２ｂの内周面を嵌合させた状態で、第２ダイヤフラム２２の筒状周部２２ｂの先端環状部（図２中では上端部）が環状取付部材２４の小径環状支持部２４ｂにレーザ溶接によって気密的に結合されている。

環状取付部材２４の大径環状支持部２４ａおよび小径環状支持部２４ｂは、同一の中心軸線を持つ２重の円筒状に形成されており、環状結合部２４ｃは、これら大径環状支持部２４ａおよび小径環状支持部２４ｂの間に位置する円環板状に形成されている。さらに、第１ダイヤフラム２１の第１の受圧膜部２１ａと第２ダイヤフラム２２の第２の受圧膜部２２ａとは、ガス室２３を形成するそれぞれの一面側で略平行に対面している。

図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、環状取付部材２４は、放射外方に突出するとともに第１および第２の受圧膜部２１ａ，２２ａに対し直交する方向に弾性変形可能な複数、例えば３つ以上の弾性板状の取付け用突起部２４ｄ（弾性板部；図３中では３つの弾性板部）を有している。

これら複数の取付け用突起部２４ｄは、複数の先端位置がカバー１４の内径より大径の円周上にあり、かつ、図１中のカバー１４の下端に近いほど大径の半径位置になるよう、図２に示すように斜下方に傾斜することで、カバー１４に嵌め込み可能な弾性の爪形状をなしている。なお、図２中に部分拡大図で示すように、複数の取付け用突起部２４ｄの先端側部分のみが斜下方に傾斜し、基端側部分は環状取付部材２４の大径環状支持部２４ａに対して略直交するフランジ状をなしていてもよい。

具体的には、カバー１４は、環状取付部材２４を外周側で取り囲む内周壁部１４ａと、この内周壁部１４ａの図１中上端側を閉止する天井壁部１４ｂと、内周壁部１４ａに沿って環状取付部材２４の取付け用突起部２４ｄを引っ掛けて止める（係止する）ことができる略Ｖ字型断面の係止溝部１４ｃ（係止部）とを有する支持体側部材となっている。そして、カバー１４の係止溝部１４ｃが、環状取付部材２４から放射外方に突出する取付け用突起部２４ｄを内周壁部１４ａの径方向に凹凸係合させている。

カバー１４は、ハウジング１１との間に燃料貯留室１５を画成するよう図１中で下向きの凹状となる有底円筒形状をなしており、ハウジング１１の円筒状の上部１１ｄに対してねじ締結やろう付け等によって気密的に結合されている。

図４に示すように、本実施形態では、また、有底円筒状のカバー１４の内周壁部１４ａの内方に、それぞれ第１ダイヤフラム２１および第２ダイヤフラム２２を支持する複数、例えば一対の環状取付部材２４が、互いに軸方向に離間するように支持されている。

そして、本実施形態の高圧燃料ポンプ１０は、一対のパルセーションダンパ２０と、これらパルセーションダンパ２０を収納する燃料貯留室１５（吸入側燃料貯留室）と、燃料貯留室１５に連通する吸入側の燃料通路１１ａ（吸入通路）と、吸入側の燃料通路１１ａを通して燃料加圧室１３内に吸入した燃料をプランジャ１２により加圧して燃料加圧室１３から吐出する燃料加圧機構５０と、を備えている。

ここで、燃料加圧機構５０は、ハウジング１１と、ハウジング１１内に燃料加圧室１３を画成するプランジャ１２と、プランジャ１２の往復動中に要求される吐出量に応じて適時に開弁および閉弁するよう制御される吸入バルブユニット３０と、燃料加圧室１３側の燃料圧力がデリバリーパイプ３側の燃料圧力より所定の開弁圧以上高くなると開弁する吐出バルブユニット４０とによって構成されている。

次に、作用について説明する。

上述のように構成された本実施形態の高圧燃料ポンプ１０およびパルセーションダンパ２０においては、受圧面積Ａ１、Ａ２が相違する第１の受圧膜部２１ａと第２の受圧膜部２２ａとの間にガス室２３が形成されており、環状取付部材２４が、大径環状支持部２４ａと、小径環状支持部２４ｂと、ガス室２３を閉止するよう大径環状支持部２４ａおよび小径環状支持部２４ｂを結合する環状結合部２４ｃとを有している。

したがって、第１の受圧膜部２１ａと第２の受圧膜部２２ａの間でガス室２３を囲む環状取付部材２４には、径方向で比較的近いその大径環状支持部２４ａおよび小径環状支持部２４ｂに対して、第１ダイヤフラム２１および第２ダイヤフラム２２からの比較的大きな力が軸方向に逆向きに作用することになる。したがって、環状取付部材２４が撓み難く、振動し難いものとなる。しかも、第１ダイヤフラム２１および第２ダイヤフラム２２のうち少なくとも一方が環状取付部材２４のカバー１４側への支持点（内周壁部１４ａの半径位置）から離れることになる。したがって、第１ダイヤフラム２１および第２ダイヤフラム２２の振動がカバー１４側に伝わり難くなる。

さらに、本実施形態では、図５（ａ）に示すように、受圧面積の異なる第１ダイヤフラム２１および第２ダイヤフラム２２の共振周波数が互いに相違することになるので、図５（ｂ）に示す比較例のように、２つのダイヤフラムの共振が重なって合成され大振幅になるということがない。したがって、本実施形態では、燃料配管等の振動を抑えることができることになる。

よって、複数の異なるダイヤフラム２１，２２を用いて十分な脈動減衰性能を確保しつつ、大きさの異なるダイヤフラム２１，２２を併用してもエンジンやそのヘッドカバー等の支持体側への振動伝達を抑え、脈動低減性能の低下や振動の悪化を防止することのできる高圧燃料ポンプ１０およびパルセーションダンパ２０となる。

また、本実施形態では、環状取付部材２４の大径環状支持部２４ａおよび小径環状支持部２４ｂは、互いに直径が異なる大径の筒状支持壁面Ｅ１および小径の筒状支持壁面Ｅ２を形成している。したがって、環状取付部材２４が撓み難いことに加えて、嵌合とレーザ溶接等による固着とを併用する環状取付部材２４と第１ダイヤフラム２１および第２ダイヤフラム２２との接合の強度およびその接合部分におけるシール性を、容易にかつ十分に確保できる。

さらに、本実施形態では、環状取付部材２４の大径環状支持部２４ａおよび小径環状支持部２４ｂが２重の円筒状に形成され、環状結合部２４ｃがこれら２重の円筒状部分の間に位置する円環板状に形成されているので、環状取付部材２４を板金等から形成して軽量化することができるとともにパルセーションダンパ２０の製造コストを低減させることができる。

加えて、本実施形態では、第１の受圧膜部２１ａおよび第２の受圧膜部２２ａがガス室２３を形成するそれぞれの一面側で対面しているので、第１の受圧膜部２１ａおよび第２の受圧膜部２２ａを略平行に配置できる。よって、コンパクトなパルセーションダンパ２０にできる。

しかも、少なくとも小径の第２ダイヤフラム２２が、本実施形態では第１ダイヤフラム２１および第２ダイヤフラム２２の双方が、環状取付部材２４の外周面側に嵌合する筒状周部２１ｂ，２２ｂを有しているので、両ダイヤフラム２１，２２の取付けを容易化でき、そのシール性も高めることができる。

また、環状取付部材２４が、放射外方に突出してエンジン側との間に介在する取付け用突起部２４ｄを有しているので、環状取付部材２４からエンジン側へ振動伝達または逆方向の振動伝達を取付け用突起部２４ｄにおいて有効に抑制できることになる。

さらに、環状取付部材２４が、第１の受圧膜部２１ａおよび第２の受圧膜部２２ａに対し直交する方向に弾性変形可能であるので、環状取付部材２４を複数の取付け用突起部２４ｄを介してカバー１４に弾性支持可能となり、カバー１４やハウジング１１を支持するエンジン側への振動伝達をより有効に抑制できる。

しかも、３つ以上の弾性板状の取付け用突起部２４ｄを採用することで、環状取付部材２４を弾性支持しつつその支持姿勢を安定させ、エンジンや車体等の支持体側への振動伝達をより有効に抑制できる。

本実施形態では、また、環状取付部材２４の取付け用突起部２４ｄをカバー１４の係止溝部１４ｃに係止させるだけで環状取付部材２４の弾性支持が可能となり、その組付け作業が容易になる。しかも、他の取付け部材を別設することなく、カバー１４の内周壁部１４ａに対して必要数のパルセーションダンパ２０を容易に実装可能となり、十分な脈動低減効果を得ることができる。

さらに、カバー１４の係止溝部１４ｃが、環状取付部材２４から放射外方に突出する複数の取付け用突起部２４ｄを内周壁部１４ａの径方向に凹凸係合させるので、カバー１４の内周壁部１４ａに対して必要数のパルセーションダンパ２０をワンタッチで容易にかつ確実に実装可能となる。

このように、本実施形態においては、複数の異なるダイヤフラム２１，２２を用いて十分な脈動減衰性能を確保しながら、大きさの異なるダイヤフラム２１，２２を併用しても支持体側への振動伝達を抑えることのできるパルセーションダンパ２０および高圧燃料ポンプ１０を提供することができる。

なお、上述の一実施形態においては、第１ダイヤフラム２１の第１の受圧膜部２１ａおよび第２ダイヤフラム２２の第２の受圧膜部２２ａが、ガス室２３側で略平行に対面するものとしたが、燃料貯留室１５内の燃料の圧力が冷間時の圧力（例えば大気圧）であるときにおける第１の受圧膜部２１ａおよび第２の受圧膜部２２ａの形状は、必ずしも平坦でなくともよい。

例えば、図６に示すように、冷間時における第１ダイヤフラム２１の第１の受圧膜部２１ａの形状が、ガス室２３の外方側に凸（凹でもよい）となるよう湾曲した円弧断面形状になっていてもよいし、波形の断面のような他の非平坦断面形状を有していてもよい。また、第２ダイヤフラム２２の第２の受圧膜部２２ａが、ガス室２３の外方側に凸（凹でもよい）となるよう湾曲した円弧断面形状になっていてもよいし、波形の断面のような他の非平坦断面形状を有していてもよい。

また、環状取付部材２４は、板金素材で構成されるものとしたが、大径の筒状支持壁面Ｅ１を形成する大径環状溝と小径の筒状支持壁面Ｅ２を形成する小径環状溝とを軸方向の両端側に開口させる筒状体形状であってもよいし、大径の筒状支持壁面Ｅ１および小径の筒状支持壁面Ｅ２を形成する階段状の環状段差を外周側に有する筒状体または環状体であってもよい。

さらに、環状取付部材２４は、パルセーションダンパ２０を製造が容易なコンパクトなものとするために大径の筒状支持壁面Ｅ１および小径の筒状支持壁面Ｅ２を外周面側に配置したものであることが好ましいが、大径の筒状支持壁面Ｅ１および小径の筒状支持壁面Ｅ２を内周面側に形成することも考えられる。その場合、第１ダイヤフラム２１および第２ダイヤフラム２２は、それぞれガス室２３側に向かって凸となる有底円筒状を有していて、それらの外周面側で環状取付部材に嵌め込まれて接等により固着されるとよい。また、環状取付部材２４は、筒状体または環状体の軸方向の両端面上に大径環状支持部２４ａおよび小径環状支持部２４ｂを有しているものとすることも考えられる。

環状取付部材２４の複数の取付け用突起部２４ｄは、それぞれ爪形状をなす弾性板状のものとしたが、板状等の特定形状に限定されるものではないし、環状取付部材２４と一体に形成されなくてもよい。また、環状取付部材２４とは異なる弾性部材からなる複数の取付け用突起部２４ｄを環状取付部材２４の外周側や環状結合部２４ｃに装着してもよい。

さらに、本発明の高圧燃料ポンプ１０は、往復動する加圧部材として略円柱状のプランジャ１２を用いるものとしたが、燃料加圧室１３側で大径となるピストンを用いるものであってもよいことはいうまでもない。

以上説明したように、本発明は、複数のダイヤフラムを用いて十分な脈動減衰性能を確保しながら、大きさの異なるダイヤフラムを併用しても支持体側への振動伝達を抑えることのできるパルセーションダンパおよび高圧燃料ポンプを提供することができるものである。このような本発明は、受圧時に変位するダイヤフラムによってガス室を形成しているパルセーションダンパおよびそれを備えた高圧燃料ポンプ全般に有用である。

１…低圧燃料ポンプ、２…燃料タンク、３…デリバリーパイプ（高圧燃料配管）、４…インジェクタ（燃料噴射弁）、５…駆動カム、６…カムシャフト、１０…高圧燃料ポンプ、１１…ハウジング、１１ａ…吸入側の燃料通路（吸入通路）、１１ｂ…吐出側の燃料通路（吐出通路）、１１ｄ…上部、１２…プランジャ（加圧部材）、１３…燃料加圧室、１４…カバー（支持体側部材）、１４ａ…内周壁部、１４ｂ…天井壁部、１４ｃ…係止溝部（係止部）、１５…燃料貯留室（吸入側燃料貯留室）、１６…ばね受け板、１７…復帰ばね、１８…フォロワリフタ、１９…シールユニット、１９ａ…燃料シール、１９ｂ…オイルシール、２０…パルセーションダンパ、２１…第１ダイヤフラム、２１ａ…第１の受圧膜部、２１ｂ，２２ｂ…筒状周部、２１ｃ，２２ｃ…湾曲結合部、２２…第２ダイヤフラム、２２ａ…第２の受圧膜部、２３…ガス室、２４…環状取付部材、２４ａ…大径環状支持部、２４ｂ…小径環状支持部、２４ｃ…環状結合部、２４ｄ…取付け用突起部、３０…吸入バルブユニット、３１…弁座、３２…吸入弁体、３４…ソレノイドコイル、３５…ＥＣＵ、４０…吐出バルブユニット、４１…弁座、４２…吐出弁体、５０…燃料加圧機構、Ａ１，Ａ２…受圧面積、Ｅ１…大径の筒状支持壁面、Ｅ２…小径の筒状支持壁面、Ｗ１，Ｗ２…環状溶接部

Claims (11)

1. それぞれ受圧により変位する第１および第２の受圧膜部を有し、該第１および第２の受圧膜部の間にガス室を形成する第１ダイヤフラムおよび第２ダイヤフラムと、
   前記第１ダイヤフラムおよび前記第２ダイヤフラムを前記第１および第２の受圧膜部の外周側で支持する環状取付部材と、を備えるパルセーションダンパであって、
   前記第１の受圧膜部の受圧面積と前記第２の受圧膜部の受圧面積とが相違しており、
   前記環状取付部材が、前記第１の受圧膜部を囲むように形成されて前記第１ダイヤフラムを支持する大径環状支持部と、前記第２の受圧膜部を囲むように形成されて前記第２ダイヤフラムを支持する小径環状支持部と、前記ガス室を閉止するよう前記大径環状支持部および前記小径環状支持部を結合する環状結合部と、を有していることを特徴とするパルセーションダンパ。
2. 前記環状取付部材の前記大径環状支持部および前記小径環状支持部は、互いに直径が異なる大径および小径の筒状支持壁面を形成していることを特徴とする請求項１に記載のパルセーションダンパ。
3. 前記環状取付部材の前記大径環状支持部および前記小径環状支持部は、外周側に前記大径および小径の筒状支持壁面を有する２重の円筒状に形成されており、
   前記環状結合部は、前記２重の円筒状の前記大径環状支持部および前記小径環状支持部の間に位置する円環板状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のパルセーションダンパ。
4. 前記第１および第２の受圧膜部は、前記ガス室を形成するそれぞれの一面側で対面しており、
   前記第１ダイヤフラムおよび前記第２ダイヤフラムのうち少なくとも前記第２ダイヤフラムが、前記第２の受圧膜部を外周側から取り囲む筒状周部を有していることを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちいずれか１の請求項に記載のパルセーションダンパ。
5. 前記環状取付部材が、放射外方に突出する取付け用突起部を有していることを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちいずれか１の請求項に記載のパルセーションダンパ。
6. 前記取付け用突起部が、前記第１および第２の受圧膜部に対し直交する方向に弾性変形可能であることを特徴とする請求項５に記載のパルセーションダンパ。
7. 前記取付け用突起部が、前記環状取付部材の放射外方に突出する３つ以上の弾性板部によって構成されていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のパルセーションダンパ。
8. 前記環状取付部材を外周側で取り囲む内周壁部と、該内周壁部に沿って前記環状取付部材の前記取付け用突起部を係止する係止部とを有する支持体側部材をさらに備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のうちいずれか１の請求項に記載のパルセーションダンパ。
9. 前記支持体側部材の前記内周壁部の内方に、それぞれ前記第１ダイヤフラムおよび前記第２ダイヤフラムを支持する複数の前記環状取付部材が、互いに軸方向に離間するように支持されていることを特徴とする請求項８に記載のパルセーションダンパ。
10. 前記支持体側部材の前記係止部が、前記環状取付部材から放射外方に突出する取付け用突起部を前記内周壁部の径方向に凹凸係合させることを特徴とする請求項８または請求項９に記載のパルセーションダンパ。
11. 請求項１ないし請求項１０のうちいずれか１の請求項に記載のパルセーションダンパと、
    前記パルセーションダンパを収納する吸入側燃料貯留室と、
    前記吸入側燃料貯留室に連通する吸入通路と、
    前記吸入通路を通して吸入した燃料を加圧して吐出する燃料加圧機構と、を備えた高圧燃料ポンプ。

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