JP2019173638A - 燃料ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】リリーフ流路から燃料室に流入した燃料が、低圧配管に逆流することを防止する。【解決手段】筒状のボディ２内部に摺動可能に保持されたプランジャ３ｂと、上記プランジャ３ｂの加圧行程によって減容し燃料が加圧される加圧室Ｒ４と、上記加圧室Ｒ４に接続される燃料吐出流路Ｒ２と、外部の低圧配管１１０から上記燃料が供給されると共に貯留される燃料室Ｒｄと、上記燃料吐出流路Ｒ２及び上記燃料室Ｒｄに接続されるリリーフ流路Ｒ６とを有する燃料ポンプ１であって、上記低圧配管１１０との接続部に設けられると共に上記リリーフ流路Ｒ６から上記低圧配管１１０への燃料の流れを封鎖する逆止弁７ｂを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、燃料ポンプに関するものである。

例えば、特許文献１には、吐出通路（燃料吐出流路）と加圧室とを連通するリターン通路（リリーフ流路）が形成された高圧ポンプ（燃料ポンプ）が開示されている。特許文献１の高圧ポンプは、吐出通路の燃料が所定値以上に高圧になると、リターン通路に設けられたリリーフ弁が開き、吐出通路の燃料を、リターン通路を介して加圧室（低圧領域）に戻すことができる。

特開２０１０−１５６２５６号公報

ところで、燃料ポンプには、燃料が貯留される燃料室が設けられ、リリーフ流路の下流側の端部が燃料室に接続される場合がある。このような構造の燃料ポンプにおいて、燃料室には外部の燃料タンクが低圧配管を介して接続され、燃料が供給されている。燃料吐出流路における燃料が所定値以上に高圧になり、リリーフ流路を介して燃料室に高圧燃料が流入すると、燃料室が高圧となり、圧力差から燃料タンク側へと燃料が逆流する可能性がある。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、リリーフ流路から燃料室に流入した燃料が、低圧配管に逆流することを防止することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、第１の手段として、筒状のボディ内部に摺動可能に保持されたプランジャと、上記プランジャの加圧行程によって減容し燃料が加圧される加圧室と、上記加圧室に接続される燃料吐出流路と、外部の低圧配管から上記燃料が供給されると共に貯留される燃料室と、上記燃料吐出流路及び上記燃料室に接続されるリリーフ流路とを有する燃料ポンプであって、上記低圧配管との接続部に設けられると共に上記リリーフ流路から上記低圧配管への燃料の流れを封鎖する逆止弁を備える、という構成を採用する。

本発明によれば、低圧配管との接続部に逆止弁が設けられている。これにより、燃料室側が高圧となり、低圧配管との接続部に燃料が逆流した場合でも、逆止弁によりリリーフ流路から低圧配管へと燃料が逆流することを防止することができる。

本発明の一実施形態に係るプランジャポンプの概略構成を示す断面図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る燃料ポンプの一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

図１は、本実施形態のプランジャポンプ１の概略構成を示す断面図である。図１に示すように、本実施形態におけるプランジャポンプ１は、燃料が貯留された燃料タンク１００と接続されている。燃料タンク１００に貯留される燃料は、燃料タンク１００に設けられる不図示のポンプにより汲み上げられ、低圧配管１１０を介してプランジャポンプ１に供給されている。

図１に示すように、本実施形態のプランジャポンプ１は、ボディ２と、昇圧機構３と、吐出機構４と、ダンパ機構５と、リリーフ弁６と、燃料配管接続部７と、不図示の吸入機構とを備えている。なお、以下の説明では、燃料の昇圧を行うプランジャ（昇圧プランジャ３ｂ）の軸芯を中心軸Ｌとし、この中心軸Ｌと直交する方向をボディ径方向と称し、ボディ径方向における中心軸Ｌ側をボディ径方向内側、ボディ径方向における中心軸Ｌと反対側をボディ径方向外側と称する。また、プランジャポンプ１の設置姿勢は限定されないものの、説明の便宜上、図１における上側を上方、図１における下側を下方と称する。

ボディ２は、昇圧機構３、吐出機構４、ダンパ機構５及び燃料配管接続部７が取り付けられる略筒状の基部であり、内部に燃料を案内する燃料流路が形成されている。図１に示すように、本実施形態のプランジャポンプ１においては、燃料流路として、吐出機構４の一部が嵌入される吐出流路Ｒ２と、後述するダンパ室Ｒｄと燃料タンク１００の燃料配管１１０とを接続する燃料供給流路Ｒ３とがボディ２の内部に形成されている。燃料供給流路Ｒ３は、ボディ２の側周面において開口端を有し、低圧配管１１０と接続される燃料配管接続部７が嵌入されている。また、ボディ２の内部には、吸入流路（不図示）と吐出流路Ｒ２とを繋ぐと共に燃料の加圧が行われる加圧室Ｒ４が設けられている。この加圧室Ｒ４は、ボディ径方向においてボディ２の中央部に配置されている。また、ボディ２は、加圧室Ｒ４から下方に貫通すると共に後述の昇圧プランジャ３ｂが移動可能に収容される貫通空間Ｒ５を有している。また、ボディ２には、吐出流路Ｒ２と加圧室とを連通するリリーフ流路Ｒ６が形成されている。このリリーフ流路Ｒ６は、ボディ径方向に沿って形成され、上流側の端部が吐出流路Ｒ２と接続されると共に、下流側の端部が燃料供給流路Ｒ３と接続されている。また、不図示の吸入機構は、ダンパ室Ｒｄから加圧室Ｒ４に向けて設けられている吸入流路中に設置され、ダンパ室Ｒｄ内の燃料を加圧室Ｒ４へと案内する。

昇圧機構３は、バレル３ａと、昇圧プランジャ３ｂと、下部フランジ３ｃと、昇圧スプリング３ｄとを備えている。バレル３ａは、ボディ２の貫通空間Ｒ５に内嵌されており、昇圧プランジャ３ｂの昇降を案内する筒状の部品である。昇圧プランジャ３ｂは、上端面がボディ２の加圧室Ｒ４に臨むように昇降可能に保持されている。この昇圧プランジャ３ｂは、下端面が不図示のカムと当接しており、カムの回転に応じて昇降される。下部フランジ３ｃは、昇圧プランジャ３ｂの下端部に接続されており、昇圧プランジャ３ｂの周面からボディ径方向外側に突出されている。昇圧スプリング３ｄは、ボディ２と下部フランジ３ｃとの間に介挿された圧縮コイルバネであり、下部フランジ３ｃを介して、下方に向けて昇圧プランジャ３ｂを付勢している。このような昇圧機構３は、昇圧プランジャ３ｂが上昇して加圧室Ｒ４を減容することにより、加圧室Ｒ４内の燃料を昇圧する。

吐出機構４は、吐出ノズル４ａと、吐出バルブシート４ｂと、吐出弁体４ｃと、スプリング保持部４ｄと、吐出スプリング４ｅとを備えている。吐出ノズル４ａは、吐出流路Ｒ２に接続されるようにボディ２に固定された略円筒状の部品であり、本実施形態のプランジャポンプ１によって昇圧された燃料を外部に吐出する。吐出バルブシート４ｂは、吐出流路Ｒ２の内部であって、吐出機構４の構成部品のうち最も加圧室Ｒ４寄り（ボディ径方向内側寄り）に配置されている。この吐出バルブシート４ｂは、吐出弁体４ｃにより開閉される開口を有している。吐出弁体４ｃは、吐出バルブシート４ｂのボディ径方向外側に配置されており、吐出スプリング４ｅによりボディ径方向に移動可能に保持されている。スプリング保持部４ｄは、吐出弁体４ｃを囲うように吐出バルブシート４ｂに外嵌されており、内部に吐出弁体４ｃ及び吐出スプリング４ｅを収容している。このスプリング保持部４ｄは、周面や底面等に貫通孔が設けられた略円筒形状とされており、内部から外部に燃料が通過可能とされている。吐出スプリング４ｅは、圧縮コイルバネであり、吐出弁体４ｃをボディ径方向内側（吐出バルブシート４ｂ側）に向けて付勢している。

ダンパ機構５は、カバー５ａと、座バネ５ｂと、リテーナ５ｃと、パルセーションダンパ５ｄとを備えている。カバー５ａは、ドーム形に形状設定されており、ボディ２との間にダンパ室Ｒｄ（燃料室）を形成するように、ボディ２の囲壁部２ａに固定されている。座バネ５ｂは、ダンパ室Ｒｄの底部（すなわちボディ２の天面）に載置されている。この座バネ５ｂは、リテーナ５ｃの下方に配置されており、リテーナ５ｃをカバー５ａの内壁面に向けて付勢している。リテーナ５ｃは、パルセーションダンパ５ｄを保持する略リング状の部材であり、周面に対して複数の貫通孔が形成されている。パルセーションダンパ５ｄは、２枚のダイアフラムを内部空間が形成されるように上下方向に貼り合せた部材であり、リテーナ５ｃに囲まれた領域に収容されている。このパルセーションダンパ５ｄは、ダンパ室Ｒｄの圧力に応じて、圧縮あるいは膨張し、ダンパ室Ｒｄの圧力変動を吸収する。

リリーフ弁６は、リリーフ流路Ｒ６に設けられ、リリーフバルブシート６ａと、リリーフ弁体６ｂと、リリーフスプリング台座６ｃと、リリーフスプリング６ｄとを有している。リリーフバルブシート６ａは、リリーフ流路Ｒ６の吐出流路Ｒ２側に配置され、リリーフ弁体６ｂにより開閉される開口を有している略円環状の部材である。リリーフ弁体６ｂは、略球形状の部材であり、リリーフ流路Ｒ６においてリリーフバルブシート６ａの下流側に配置されている。リリーフ弁体６ｂは、吐出流路Ｒ２における燃料圧力が所定値未満の状態において、リリーフスプリング６ｄに付勢されることによりリリーフバルブシート６ａに当接し、リリーフバルブシート６ａの開口を遮蔽している。リリーフスプリング台座６ｃは、リリーフ弁体６ｂとリリーフスプリング６ｄとの間に設けられ、リリーフスプリング６ｄの付勢力をリリーフ弁体６ｂに伝える部材である。リリーフスプリング６ｄは、リリーフ弁体６ｂを閉弁方向に付勢しており、リリーフ弁体６ｂの上流側の圧力が下流側の圧力に対して相対的に高くなった場合に、差圧により収縮する。

燃料配管接続部７は、基部７ａと、逆止弁７ｂとを有している。基部７ａは、燃料供給流路Ｒ３の開口端に嵌入された筒状の部材であり、ボディ２の側周面から突出した状態で固定されている。基部７ａは、ボディ２の側周面から突出した領域に低圧配管１１０が接続される。逆止弁７ｂは、ボール弁体７ｂ１と、スプリング台座７ｂ２と、スプリング７ｂ３と有している。ボール弁体７ｂ１は、スプリング７ｂ３により、基部７ａの端部に押し付けられることにより、基部７ａの流路を封止している。スプリング台座７ｂ２は、ボール弁体７ｂ１とスプリング７ｂ３との間に設けられ、スプリング７ｂ３の付勢力をボール弁体７ｂ１に伝えている。スプリング７ｂ３は、燃料供給流路Ｒ３の内壁に形成された凹部に当接し、ボール弁体７ｂ１が基部７ａの開口を塞ぐように、スプリング台座７ｂ２を介して外周面に向けて付勢している。

このような本実施形態におけるプランジャポンプ１では、加圧室Ｒ４において燃料が昇圧されると、吐出機構４の吐出弁体４ｃがボディ径方向外側に押圧されて、吐出弁体４ｃと吐出バルブシート４ｂとの間に隙間が形成される。この結果、加圧室Ｒ４にて昇圧された燃料は、吐出流路Ｒ２及び吐出ノズル４ａを通じて、本実施形態のプランジャポンプ１の外部に吐出される。

また、吐出流路Ｒ２に流入した高圧燃料の圧力が所定値よりも上昇すると、リリーフ弁体６ｂが燃料により下流側に押され、リリーフスプリング台座６ｃを介してリリーフスプリング６ｄが圧縮されることで、リリーフ弁体６ｂがリリーフバルブシート６ａから離れて下流側へと移動する。これにより、高圧燃料は、リリーフ流路Ｒ６を介して燃料供給流路Ｒ３を通り、ダンパ室Ｒｄへと流入する。この際、従来の構造においては、燃料供給流路Ｒ３を流れる燃料が、燃料配管接続部７より低圧配管１１０へと流入する場合がある。本実施形態においては、逆止弁７ｂにより燃料供給流路Ｒ３の内側から基部７ａの流路が閉鎖されているため、高圧燃料が低圧配管１１０に流入することがない。

１……プランジャポンプ
２……ボディ
６……リリーフ弁
７ｂ……逆止弁
Ｒ２……吐出流路
Ｒ３……燃料供給流路
Ｒ６……リリーフ流路
Ｒｄ……ダンパ室

Claims (1)

1. 筒状のボディ内部に摺動可能に保持されたプランジャと、前記プランジャの加圧行程によって減容し燃料が加圧される加圧室と、前記加圧室に接続される燃料吐出流路と、外部の低圧配管から前記燃料が供給されると共に貯留される燃料室と、前記燃料吐出流路及び前記燃料室に接続されるリリーフ流路とを有する燃料ポンプであって、
   前記低圧配管との接続部に設けられると共に前記リリーフ流路から前記低圧配管への燃料の流れを封鎖する逆止弁を備える
   ことを特徴とする燃料ポンプ。

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