JP2020128700A - 高圧燃料ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、安価な構造で低圧配管に発生する圧力脈動を低減する高圧燃料ポンプを提供することを目的とする。【解決手段】上記課題を解決するために本発明によれば燃料を加圧する加圧室と、前記加圧室の上流側に配置され前記加圧室に供給される流量を制御する電磁吸入弁機構と、吸入配管が設けられたポンプハウジングと、を備えた高圧燃料ポンプにおいて、前記電磁吸入弁機構の上流側に配置され、前記吸入配管から流入した燃料が流れる低圧流路の出口面に取り付けられ、下流方向に燃料が流れるように構成された弁を備えた。【選択図】 図３

Description

本発明は、内燃機関の燃料噴射弁に燃料を圧送する高圧燃料ポンプに関し、特には、吐出する燃料の量を調節する電磁吸入弁機構を備えた高圧燃料ポンプに関する。

自動車等の内燃機関の内、燃焼室へ直接的に燃料を燃焼室内部へ噴射する直接噴射タイプにおいて、燃料を高圧化し所望の燃料流量を吐出する電磁吸入弁機構を備えた高圧燃料ポンプが広く用いられている。

以下の特許文献１においては、高圧燃料ポンプにおいて低圧圧力脈動を低減する圧力脈動低減機構としてダンパ、および圧力脈動が低圧配管に波及することを妨げるためにダンパの上流側に設けた逆止弁を開示している。低圧側の圧力脈動は、シリンダ内を加圧部材（プランジャ）が繰り返す摺動往復運動によって発生する。

ＷＯ２０１６−０５６３３３号公報

しかしながら、上記従来技術においては、次のような問題がある。
車輌の燃料タンクと高圧燃料ポンプの入り口（吸入ジョイント）を接続する低圧配管と、圧力脈動低減機構を収納する低圧通路が常に液圧的に接続されている。よって、圧力脈動低減機構によって低圧通路内の圧力脈動を全て吸収することができずに、低圧配管内に圧力脈動が伝播するのを防止する目的で、吸入ジョイント内に燃料の流れを一方向（低圧ポンプ側から高圧燃料ポンプ内部への方向）に制限する逆止弁を設けている。

しかし特許文献１においては、この逆止弁の体積が大きく吸入ジョイントの形状・大きさによっては設置できない、と言う問題があった。ここで低圧配管は金属製のパイプ部と、ゴムホースまたは樹脂ホースが併用された場合において逆止弁を設置できないと、接続部の強度が圧力脈動に耐えられない虞がある。あるいは、接続部の強度を確保する為に、生産コストが増加する虞があった。

本発明は、安価な構造で低圧配管に発生する圧力脈動を低減する高圧燃料ポンプを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明によれば燃料を加圧する加圧室と、前記加圧室の上流側に配置され前記加圧室に供給される流量を制御する電磁吸入弁機構と、吸入配管が設けられたポンプハウジングと、を備えた高圧燃料ポンプにおいて、前記電磁吸入弁機構の上流側に配置され、前記吸入配管から流入した燃料が流れる低圧流路の出口面に取り付けられ、下流方向に燃料が流れるように構成された弁を備えた。

このように構成した本発明によれば、安価な構造で低圧配管に発生する圧力脈動を低減する高圧燃料ポンプを提供することが可能となる。本発明の上記以外の構成、作用、効果は以下の実施例において詳細に説明する。

本発明の第一実施例による高圧燃料ポンプの縦断面図である。 本発明の第一実施例による高圧燃料ポンプの横断面図である。 本発明の第一実施例による高圧燃料ポンプの別の縦断面図であり、逆止弁が閉じている状態を示している。 本発明の第一実施例による高圧燃料ポンプの別の縦断面図であり、逆止弁が開いている状態を示している。 本実施例の高圧燃料ポンプが適用される高圧燃料システムの全体構成図を示す。 本発明の第一実施例によるリード弁の一例である。 本発明の第二実施例による高圧燃料ポンプの縦断面図であり、逆止弁が閉じている状態を示している。 本発明の第二実施例による高圧燃料ポンプの縦断面図であり、逆止弁が開いている状態を示している。

以下図面に示す実施例に基づき本発明を詳細に説明する。

図５には本実施例の高圧燃料ポンプが適用される高圧燃料システムの全体構成図を示す。この図５を用いて高圧燃料システムの構成と動作を説明する。
破線で囲まれた部分が高圧燃料ポンプ（以下、高圧燃料ポンプと呼ぶ）本体を示し、この破線の中に示されている機構、部品はポンプハウジング１に組み込まれていることを示す。燃料タンク２０の燃料は、エンジンコントロールユニット２７（以下ＥＣＵと称す）からの信号に基づきフィードポンプ２１によって汲み上げられ、適切なフィード圧力に加圧されて吸入配管２８を通して高圧燃料ポンプの低圧燃料吸入口１０ａに送られる。 吸入ジョイント１０ａを通過した燃料は圧力脈動低減機構９で形成されるダンパ室（１０ｂ、１０ｃ）、吸入通路１０ｄを介して容量可変機構を構成する電磁吸入弁３００の吸入ポート３１ｂに至る。

電磁吸入弁３００に流入した燃料は、吸入弁３０を通過し加圧室１１に流入する。エンジンのカム機構９３によりプランジャ２に往復運動する動力が与えられ、プランジャ２の往復運動により、プランジャ２の下降行程には吸入弁３０部から燃料を吸入し、上昇行程には、燃料が加圧され、吐出弁機構８を介し、圧力センサ２６が装着されているコモンレール２３へ燃料が圧送され、ＥＣＵ２７からの信号に基づきインジェクタ２４がエンジンへ燃料を噴射する。

高圧燃料ポンプは、ＥＣＵ２７から電磁吸入弁への信号により、所望の供給燃料となるよう燃料流量を吐出する。
図１〜図４を用い高圧燃料ポンプの構成及び動作について述べる。図１は燃料供給ポンプの縦断面図を示し、図２は燃料供給ポンプを上方から見た水平方向断面図である。また図３は燃料供給ポンプを図１と別方向から見た縦断面図であり、逆止弁が閉じている状態を示している。図４は図３と同じ断面であるが、逆止弁が開いている状態を示している。

図１に示すように、燃料供給ポンプは、金属ダンパ９と、金属ダンパ９を収容するダンパ室（１０ｂ、１０ｃ）が形成されるポンプホウジング１（ポンプ本体）と、ポンプボディ１に取付けられ、ダンパ室（１０ｂ、１０ｃ）を覆うと共に金属ダンパ９をポンプボディ１との間に保持するダンパカバー１４と、ダンパカバー１４に固定され、ダンパカバー１４と反対側から金属ダンパ９を保持する保持部材９ａと、を備えている。保持部材９ａは金属ダンパ９とポンプボディ１との間に配置され、ポンプボディ１の側から金属ダンパ９を保持する。

一般に高圧燃料ポンプはポンプハウジング１に設けられたフランジ１ｅを用い内燃機関のシリンダヘッド９０の平面に密着し、複数のボルト（図示無し）で固定される。図１に示すように、シリンダヘッド９０とポンプハウジング１間のシールのためにＯリング６１がポンプハウジング１に嵌め込まれ、エンジンオイルが外部に漏れるのを防止する。

ポンプハウジング１にはプランジャ２の往復運動をガイドし、かつ内部に加圧室１１を形成するよう端部が有底筒型状に形成されたシリンダ６が取り付けられている。さらに加圧室１１は燃料を供給するための電磁吸入弁機構３００（図２参照）と加圧室１１から吐出通路に燃料を吐出するための吐出弁機構８に連通するよう、外周側に環状の溝６ａと、前記環状の溝と加圧室とを連通する複数個の連通穴６ｂが設けられている。

シリンダ６はその外周側においてポンプハウジング１と圧入され、加圧室１１にて加圧された燃料が低圧側に漏れないようシールしている。さらに大径部の大径部底面６ａに下側から接触するようにポンプハウジング１が径方向内側へ変形させてシリンダ６を図中上方向へ押圧しシリンダ６を固定している。

プランジャ２の下端には、内燃機関のカムシャフトに取り付けられたカム機構９３の回転運動を上下運動に変換し、プランジャ２に伝達するタペット９２が設けられている。プランジャ２はリテーナ１５を介してばね４にてタペット９２に圧着されている。これによりカム機構９３の回転運動に伴い、プランジャ２を上下に往復運動させることができる。

また、シールホルダ７の内周下端部に保持されたプランジャシール１３がシリンダ６の図中下方部においてプランジャ２の外周に摺動可能に接触する状態で設置されており、プランジャ２が摺動したとき、副室７ａの燃料をシールし内燃機関内部へ流入するのを防ぐ。同時に内燃機関内の摺動部を潤滑する潤滑油（エンジンオイルも含む）がポンプハウジング１の内部に流入するのを防止する。

ポンプハウジング１には吸入ジョイント５１が取り付けられている。吸入ジョイント５１は、車両の燃料タンク２０からの燃料を供給する低圧配管に接続されており、燃料はここから高圧燃料ポンプ内部に供給される。吸入ジョイント５１内もしくはポンプハウジング１内の吸入フィルタ５２は、燃料タンク２０から低圧燃料吸入口１０ａまでの間に存在する異物を燃料の流れによって高圧燃料ポンプ内に吸収することを防ぐ役目がある。

電磁吸入弁機構３００は端子４６からの通電により駆動電流が流れるコイル４３を備える。コイル４３が通電すると磁気コア３９とアンカー部３６とにより磁気回路を形成し、磁気コア３９、アンカー部３６間に磁気吸引力が発生し、互いに引き寄せられる力が発生する。可動部であるロッド３５とアンカー部３６は、別部材に構成している。ロッド３５はロッドガイドの内周側で軸方向に摺動自在に保持され、アンカー部３６の内周側は、ロッド３５の外周側で摺動自在に保持される。アンカー部３６は燃料中で軸方向に自在に滑らかに動くために、部品軸方向に貫通する貫通穴３６ａを１つ以上有し、アンカー部前後の圧力差による動きの制限を極力排除している。

固定コア３９の内周側にはロッド付勢ばね４０が配置され、ロッド３５を開弁方向（図１、２の右方向）に付勢する。ロッド３５はロッド付勢ばね４０と反対側において吸入弁３０と接触するため、吸入弁が吸入弁シート部３１ａから引き離す方向、すなわち吸入弁の開弁方向に付勢力を与える。

アンカー部付勢ばね４１は、ロッドガイドの中心側に設けた円筒径の中央軸受部に挿入され、同軸を保ちながら、アンカー部３６にロッドつば部の方向に付勢力を与える配置としている。

低圧燃料吸入口１０ａを通過した燃料は、圧力脈動低減機構９、低圧燃料流路１０ｄを介して電磁吸入弁３００の吸入ポート３１ｂに至る。

図２に示すように、加圧室１１の出口には吐出弁機構８が設けられている。吐出弁機構８は吐出弁シート８ａ、吐出弁シート８ａと接離する吐出弁８ｂ、吐出弁８ｂを吐出弁シート８ａに向かって付勢する吐出弁ばね８ｃ、吐出弁８ｂと吐出弁シート８ａとを収容する吐出弁ホルダ８ｄから構成され、吐出弁シート８ａと吐出弁ホルダ８ｄとは当接部８ｅで溶接により接合されて一体の吐出弁機構８を形成している。なお、吐出弁ホルダ８ｄの内部には、吐出弁８ｂのストロークを規制するストッパを形成する段付部が設けられている。

加圧室１１の出口に設けられた吐出弁機構８は、図２に示すように、吐出弁シート８ａ、吐出弁シート８ａと接離する吐出弁８ｂ、吐出弁８ｂを吐出弁シート８ａに向かって付勢する吐出弁ばね８ｃ、吐出弁８ｂのストローク（移動距離）を決める吐出弁ストッパ８ｄから構成される。吐出弁ストッパ８ｄとポンプハウジング１は当接部８ｅで溶接により接合され燃料と外部を遮断している。

加圧室１１と吐出弁室１２ａに燃料差圧が無い状態では、吐出弁８ｂは吐出弁ばね８ｃによる付勢力で吐出弁シート８ａに圧着され閉弁状態となっている。加圧室１１の燃料圧力が、吐出弁室１２ａの燃料圧力よりも大きくなった時に初めて、吐出弁８ｂは吐出弁ばね８ｃに逆らって開弁する。そして、加圧室１１内の高圧の燃料は吐出弁室１２ａ、燃料吐出通路１２ｂ、燃料吐出口１２を経てコモンレール２３へと吐出される。

吐出弁８ｂは開弁した際、吐出弁ストッパ８ｄと接触し、ストロークが制限される。したがって、吐出弁８ｂのストロークは吐出弁ストッパ８ｄによって適切に決定される。これによりストロークが大きすぎて、吐出弁８ｂの閉じ遅れにより、吐出弁室１２ａへ高圧吐出された燃料が、再び加圧室１１内に逆流してしまうことを防止でき、燃料供給ポンプの効率低下が抑制できる。また、吐出弁８ｂが開弁および閉弁運動を繰り返す時に、吐出弁８ｂがストローク方向にのみ運動するように、吐出弁ストッパ８ｄの外周面にてガイドしている。以上のようにすることで、吐出弁機構８は燃料の流通方向を制限する逆止弁となる。

なお、加圧室１１は、ポンプハウジング１（ポンプボディ１）、電磁吸入弁機構３００、プランジャ２、シリンダ６、吐出弁機構８にて構成される。

カム９３の回転により、プランジャ２がカム９３方向に移動して吸入行程状態にある時は、加圧室１１の容積は増加し加圧室１１内の燃料圧力が低下する。この行程で加圧室１１内の燃料圧力が吸入通路１０ｄの圧力よりも低くなると、吸入弁３０は開口状態にあるので、吸入弁３０による開口部を通り、ポンプハウジング１に設けられた連通穴１ａと、シリンダ外周通路６ｂを通過し、加圧室１１に流入する。

プランジャ２が吸入行程を終了した後、プランジャ２が上昇運動に転じ上昇行程に移る。ここで電磁コイル４３は無通電状態を維持したままであり磁気付勢力は作用しない。ロッド付勢ばね４０は、無通電状態において吸入弁３０を開弁維持するのに必要十分な付勢力を有するよう設定されている。加圧室１１の容積は、プランジャ２の圧縮運動に伴い減少するが、この状態では、一度加圧室１１に吸入された燃料が、再び開弁状態の吸入弁３０の開口部を通して吸入通路１０ｄへと戻されるので、加圧室の圧力が上昇することは無い。この行程を戻し行程と称する。

この状態で、エンジンコントロールユニット２７（以下ＥＣＵと呼ぶ）からの制御信号が電磁吸入弁３００に印加されると、電磁コイル４３には端子４６を介して電流が流れる。すると、磁気付勢力がロッド付勢ばね４０の付勢力に打ち勝ってロッド３５が吸入弁３０から離れる方向に移動する。これにより、吸入弁付勢ばね３３による付勢力と燃料が吸入通路１０ｄに流れ込むことによる流体力により吸入弁３０が閉弁する。閉弁後、加圧室１１の燃料圧力はプランジャ２の上昇運動と共に上昇し、燃料吐出口１２の圧力以上になると、吐出弁機構８を介して燃料の高圧吐出が行われ、コモンレール２３へと供給される。この行程を吐出行程と称する。

すなわち、プランジャ２が下始点から上始点まで移動する間の上昇行程は、戻し行程と吐出行程からなる。そして、電磁吸入弁３００のコイル４３への通電タイミングを制御することで、吐出される高圧燃料の量を制御することができる。電磁コイル４３へ通電するタイミングを早くすれば、圧縮行程中の、戻し行程の割合が小さく、吐出行程の割合が大きい。すなわち、吸入通路１０ｄに戻される燃料が少なく、高圧吐出される燃料は多くなる。一方、通電するタイミングを遅くすれば圧縮行程中の、戻し行程の割合が大きく吐出行程の割合が小さい。すなわち、吸入通路１０ｄに戻される燃料が多く、高圧吐出される燃料は少なくなる。電磁コイル４３への通電タイミングは、ＥＣＵ２７からの指令によって制御される。
以上のように構成することで、電磁コイル４３への通電タイミングを制御することで、高圧吐出される燃料の量を内燃機関が必要とする量に制御することが出来る。

低圧燃料室であるダンパ室（１０ｂ、１０ｃ）には高圧燃料ポンプ内で発生した圧力脈動が燃料配管２８へ波及するのを低減減させる圧力脈動低減機構９が設置されている。加圧室１１に流入した燃料が、容量制御のため再び開弁状態の吸入弁体３０を通して吸入通路１０ｄ（吸入ポート３１ｂ）へと戻される場合、吸入通路１０ｄへ戻された燃料によりダンパ室（１０ｂ、１０ｃ）には圧力脈動が発生する。ダンパ室（１０ｂ、１０ｃ）に設けた圧力脈動低減機構９は、波板状の円盤型金属板２枚をその外周で張り合わせ、内部にアルゴンのような不活性ガスを注入した金属ダイアフラムダンパで形成されており、圧力脈動はこの金属ダンパが膨張・収縮することで吸収低減される。ホルダ９ａは金属ダンパをポンプハウジング１の内周部に固定するための取付金具である。

プランジャ２は、大径部２ａと小径部２ｂを有し、プランジャの往復運動によって副室７ａの体積は増減する。副室７ａは燃料通路１ｄによりダンパ室（１０ｂ、１０ｃ）と連通している。プランジャ２の下降時は、副室７ａからダンパ室（１０ｂ、１０ｃ）へ、上昇時は、ダンパ室（１０ｂ、１０ｃ）から副室７ａへと燃料の流れが発生する。

このことにより、ポンプの吸入行程もしくは、戻し行程におけるポンプ内外への燃料流量を低減することができ、高圧燃料ポンプ内部で発生する圧力脈動を低減する機能を有している。
以下、プランジャ２の往復運動に伴って発生する低圧側（加圧室１１より低圧側、上流）の脈動（以下、低圧圧力脈動と称す）の発生メカニズムと、それを低減する機構について詳細に説明する。

吸入行程においては、プランジャ２の下降運動により加圧室１１の体積は増加し、副室７ａの体積は減少する。よって、加圧室１１に燃料は流入し副室７ａから流出する。高圧燃料ポンプはこの差分だけ燃料を吸入しなくてはならない。戻し行程・吐出行程（加圧行程）においては、プランジャ２の上昇運動により加圧室１１の体積は減少し、副室７ａの体積は増加する。戻し行程においては、加圧室１１から流出した燃料の一部は副室７ａに流入し、高圧燃料ポンプは残りを戻さなくてはならない。吐出行程（加圧行程）においては、加圧室１１の燃料は加圧されて吐出される。副室７ａには燃料が流入するので、高圧燃料ポンプはこの流入分の燃料を吸入しなくてはならない。

圧力脈動低減機構９は上記の三つの行程により発生する低圧圧力脈動を低減する機能を有するが、圧力脈動低減機構９と低圧燃料吸入口１０ａは完全に液圧的に接続されているために低圧圧力脈動の一部、または大部分が低圧燃料吸入口１０ａを介して車両側に伝播してしまう。

そこで図３に示すように本実施例では、燃料配管２８から流入した燃料が流れる吸入ジョイント５１、吸入ジョイント５１が接続される低圧流路７３にリード弁７１を配置し、そのリード弁７１と、リード弁を固定するピン７２からなる圧力脈動伝播防止機構を設けた。上記したように本実施例の高圧燃料ポンプは、燃料を加圧する加圧室１１と、加圧室１１の上流側に配置され加圧室１１に供給される流量を制御する電磁吸入弁機構３００と、吸入配管（吸入ジョイント５１）が設けられたポンプハウジング１と、を備えている。そして高圧燃料ポンプは、電磁吸入弁機構３００の上流側に配置され、吸入配管（吸入ジョイント５１）から流入した燃料が流れる低圧流路７３の出口面７３ａに取り付けられ、下流方向に燃料が流れるように構成された弁を備えた。本実施例では、弁としてリード弁７１を採用しているが、必ずしもこれに限定されるわけではない。また高圧燃料ポンプの軸方向断面図（図３）において、リード弁７１はダンパ室（１０ｂ、１０ｃ）を形成するポンプハウジング１の底面と同一平面上となるように配置されることが望ましい。

図４に示すように燃料流入時にはリード弁７１が開弁状態となり、ポンプ内部に燃料が供給される。また、燃料流入が終わると図３に示すようにリード弁７１は閉弁状態となり、ポンプ内部から吸入ジョイント５１を通り、燃料配管２８へと燃料が逆流することを防止する。
ここで図６は本実施例のリード弁７１の構造を説明する図である。固定用の穴７１ｃを設けたリード弁７１は図３、４のピン７２によりポンプハウジング１に設けられた凹み（１ｂ、１ｄ）に固定されている。その固定状態でリード弁はポンプハウジング１に押し付けられている。本実施例の弁は弾力性を有する薄板で構成され、一端７１ｄがポンプハウジング１の内部に形成された低圧流路７３の出口面７３ａに固定されることで他端７１ｂが開閉するリード弁７１である。
より具体的には、上記した弁は第１円形部７１ｄと第２円形部７１ｂとで構成され、第１円形部７１ｄが固定されることで第２円形部７１ｂが開閉するリード弁７１であることが望ましい。上記した弁は第１円形部７１ｄと第２円形部７１ｂとが一体の部材で構成され、第１円形部７１ｄが固定されることで第２円形部７１ｂが開閉するリード弁７１であることが望ましい。またこの弁は第１円形部７１ｄと第２円形部７１ｂとが一体の部材で構成され、第１円形部７１ｄの中央部に形成された穴部７１ｃに固定部（ピン７２）が挿入されることで固定されるリード弁７１であることが望ましい。なお、ここでは固定部としてピン７２を採用しているが、この代わりにねじを使ってもよく、あるいは溶接等の方法で固定しても良い。

また上記したようにこの弁は固定部（ピン７２）がポンプハウジング１に形成された凹み部１ｂに配置され、また固定部（ピン７２）の突起部が凹み部１ｄに挿入されることで固定されるリード弁７１であることが望ましい。なお、図３、４に示すように凹み部（１ｂ、１ｄ）はポンプハウジング１の上面（底面）において下方向に凹むように形成される。具体的には凹み部（１ｂ、１ｄ）はポンプハウジング１の上端部１ｃに対して下側に凹むように形成される。凹み部（１ｂ、１ｄ）はポンプハウジング１の上面（底面）において下方向に凹むように形成され、かつ、第２円形部７１ｂがポンプハウジング１の内部に形成された低圧流路７３の流路中心と低圧流路軸方向において重なるように配置されることが望ましい。

以上のように本実施例では、弁構造がリード弁７１、ピン７２とポンプハウジング１で構成されるため、弁構造を構成するために必要なシート部をポンプハウジング１が兼ねている。よって、部品点数を増やす必要がなく安価に脈動低減機構を構成することが可能である。また、リード弁７１の開閉弁は弁そのもので規制されるため弁のガイド機構を必要とせず、また、リード弁７１自体も薄板であるため、弁構造をコンパクトに構成可能である。

燃料が低圧燃料吸入口１０ａから圧力脈動低減機構９の方向へ流れようとすると、リード弁７１は開弁し、燃料は高圧燃料ポンプ内部に流入する。このときリード弁の弾性が過大であるとリード弁７１が開弁しない、または開弁しても圧力損失が大きくなる虞がある。リード弁の弾性によって開弁圧力が決まるが、この開弁圧力は小さい方が望ましいので、弾性力が開弁圧力に見合うよう、形状、材料を設定する必要がある。

燃料が圧力脈動低減機構９から低圧燃料吸入口１０ａの方向へ流れようとすると、リード弁７１はポンプハウジング１と接触し、ポンプハウジング１に設けた燃料通路となる低圧流路の出口７３を閉塞する。このような構造により、リード弁７１は燃料の流れを低圧燃料吸入口１０ａから圧力脈動低減機構９の方向へのみ許容するチェック弁として機能する。

本実施例では、吸入行程と吐出行程において、低圧燃料吸入口１０ａから燃料を吸入する必要があるので、圧力脈動伝播防止機構であるリード弁７１は開弁する。戻し行程においては、低圧燃料吸入口１０ａから高圧燃料ポンプの外部の低圧配管へ燃料が流出しようとするが、リード弁７１がその弾性力によって閉弁するので燃料の流出を防止する。流出できなかった燃料は、圧力脈動低減機構９により吸収されることとなる。以上のような構成により、低圧圧力脈動の一部、または大部分が低圧燃料吸入口１０ａを介して高圧燃料ポンプの外部の車両側に伝播するのを防止することができる。

また、吸入行程から戻し行程へ移行するタイミング（プランジャ２が下降運動から上昇運動に移行するタイミング）には、低圧燃料吸入口１０ａ、および低圧配管内にある燃料は高圧燃料ポンプに流入する方向に運動量を持っている。よって、戻し行程の開始直後（プランジャ２が上昇運動開始直後）には、燃料は依然として低圧燃料吸入口１０ａから圧力脈動低減機構９の方向へ流れようとする。一方、リード弁７１では閉弁力が弁の弾性力のみであるために、開弁状態から閉弁状態へ移行するのに時間的遅れが生じる。

これにより、戻し行程の開始直後には、燃料は低圧燃料吸入口１０ａから高圧燃料ポンプ内部に流入してしまう。このように意図しないタイミングで燃料が流入してしまうと、リード弁７１が閉じた後に、高圧燃料ポンプの内部の低圧圧力脈動が大きくなりすぎてしまうという問題を本発明者らは見出した。この傾向は、特に内燃機関の高速運転時、つまりプランジャ２の往復運動の速度が大きいときに顕著である。プランジャ２の往復運動の速度が大きいと、戻し行程開始直後の燃料の運動量が大きくなるためである。

そこで本実施例では、リード弁７１が閉弁しポンプハウジング１と接触した時も、低圧燃料吸入口１０ａと圧力脈動低減機構９との間を液圧的に完全に遮断せず、ごく僅かな燃料はリード弁７１から低圧燃料吸入口１０ａの方向へと漏れることを許容する構造とした。つまり、本実施例のリード弁７１は弾力性を有する金属製の薄板で構成され、一端７１ｄが固定されることで他端７１ｂが開閉する構成であり、かつ他端７１ｂには常時連通する穴（図示無し）が形成されている。図６に図示はないが、他端７１ｂに形成される穴は、他端７１ｂの中心部に位置し、かつ、固定用の穴７１ｃよりも径が小さく構成されることが望ましい。これにより戻し行程初期に燃料の運動量により流入してしまった燃料は、残りの戻し行程中に高圧燃料ポンプから流出し本問題は解決される。

具体的には、リード弁７１とポンプハウジング１の接触面の面粗さを大きく設定することに、漏れを可能にする方法がある。また上記したようにリード弁７１の他端７１ｂの中心部にごく小さな穴を開ける方法もある。なお、逆止弁の質量が大きい場合は、この逆止弁の開閉弁によって発生する衝突音が大きく、これが車両の乗車者へ耳障りな騒音となる虞がある。しかし、本実施例では、上記したように軽量のリード弁７１を採用したため、このように騒音が発生することを防止することが可能である。

以上の通り本実施例によれば、限られたスペースに有効に逆止弁を設置することで高圧燃料ポンプの小型化を維持しつつ、低圧配管に発生する圧力脈動を確実に低減し、かつ燃焼システムの静粛性を保つことが可能である。

低圧配管は金属製のパイプ部と、ゴムホースまたは樹脂ホースが併用されることが多い。したがって、接続部の強度が圧力脈動に耐えられない、または接続部の強度を確保する為にコストが多く必要となる問題があった。これに対して本実施例の上記のような構成とすることでこの問題を解決することができる。すなわち本実施例によれば、低圧配管は金属製のパイプ部と、ゴムホースまたは樹脂ホースが併用されたものにおいて、接続部の強度を圧力脈動に十分耐える仕様とできる。または、接続部の強度を確保する為の、コストを低く抑えることができる。さらには、低圧配管が圧力脈動によって振動して異音を発生させることなく、車輌の静粛性を保つことができる。

本発明の実施例２について図７、８を用いて説明する。基本的な構成は実施例１と同様であるため、ここでは実施例１と異なる点のみ説明する。

実施例１との相違点は、吸入ジョイント５１がダンパカバー１４（ポンプハウジングカバー）の上部に取り付けられている点である。つまり、本実施例では低圧燃料吸入口１０ａから高圧燃料ポンプ内に流入した燃料が、吸入ジョイント５１、吸入ジョイント５１が接続されるダンパカバー１４を通り、低圧燃料室（ダンパ室１０ｂ、１０ｃ）にポンプハウジング１を介さずに直接供給される。また、ダンパカバー１４には、リード弁７１を固定するための凹み１４ａを設けてある。リード弁７１は、ハウジングカバー１４に配置され、そのリード弁７１と、リード弁を固定するピン７２にて固定されるのが、実施例１との相違点となる。それ以外は、全て実施例１と同じである。

したがって図７、８に示すように、本実施例の高圧燃料ポンプは、ポンプハウジングカバー１４の吸入配管（吸入ジョイント５１）に対して反対側の面１４ｂに取り付けられた弁７１を備えたものである。本実施例では、吸入ジョイント５１が接続される低圧流路７３にリード弁７１を配置しているが、リード弁に限定されるわけではない。

また高圧燃料ポンプの軸方向断面図（図７）において、リード弁７１はダンパ室（１０ｂ、１０ｃ）を形成するダンパカバー１４の下面１４ｂ（底面）と同一平面上となるように配置されることが望ましい。

図７、８に示すように上記した弁は第１円形部７１ｄと第２円形部７１ｂとが一体の部材で構成され、第１円形部７１ｄの中央部に形成された穴部７１ｃに固定部（ピン７２）が挿入され、かつ固定部（ピン７２）の突起部がポンプハウジングカバー１４に形成された凹み部１４ａに挿入されることで固定されるリード弁７１である。また凹み部１４ａはポンプハウジングカバー１４の上部の下面において上方向に凹むように形成されている。

また凹み部１４ａはポンプハウジングカバー１４の上部の下面において上方向に凹むように形成され、かつ、第２円形部７１ｂが吸入配管（吸入ジョイント５１）の流路中心と吸入配管軸方向において重なるように配置される。

このような構成にしても、低圧脈動低減機構９によって吸収できない圧力脈動の低圧配管への伝播を抑えるという効果は実施例１と同じように得られる。

また、吸入行程から戻し行程へ移行する瞬間に燃料の運動量によって、高圧燃料ポンプ内部に過剰に燃料を吸入してしまい、低圧圧力脈動が大きくなってしまう問題も、実施例１と同じ方法で解決できる。

１…ポンプハウジング、２…プランジャ、４…ばね、６…シリンダ、７…シールホルダ、８…吐出弁機構、９…圧力脈動低減機構、１０ａ…低圧燃料吸入口、１０ｂ・１０ｃ…低圧燃料室、１０ｄ…吸入通路、１１…加圧室、１２…燃料吐出口、１３…プランジャシール、１４…ハウジングカバー、１５…リテーナ、２８…吸入配管、３０…吸入弁、５１…吸入ジョイント、７１…リード弁、７２…固定部、７３…低圧流路、３００…電磁吸入弁機構。

Claims (14)

1. 燃料を加圧する加圧室と、前記加圧室の上流側に配置され前記加圧室に供給される流量を制御する電磁吸入弁機構と、吸入配管が設けられたポンプハウジングと、を備えた高圧燃料ポンプにおいて、
   前記電磁吸入弁機構の上流側に配置され、前記吸入配管から流入した燃料が流れる低圧流路の出口面に取り付けられ、下流方向に燃料が流れるように構成された弁を備えた高圧燃料ポンプ。
2. 請求項１に記載の高圧燃料ポンプにおいて、
   前記弁は、前記ポンプハウジングカバーの前記吸入配管に対して反対側の面に取り付けられた高圧燃料ポンプ。
3. 請求項１において、前記弁は弾力性を有する薄板で構成され、一端が前記ポンプハウジングの内部に形成された低圧流路の出口面に固定されることで他端が開閉するリード弁である高圧燃料ポンプ。
4. 請求項１又は２において、前記弁は弾力性を有する薄板で構成され、一端が固定されることで他端が開閉するリード弁である高圧燃料ポンプ。
5. 請求項１〜３の何れかにおいて、前記弁は弾力性を有する薄板で構成され、一端が固定されることで他端が開閉するリード弁であり、かつ前記他端には常時連通する穴が形成された高圧燃料ポンプ。
6. 請求項１〜３の何れかにおいて、前記弁は第１円形部と第２円形部とで構成され、前記第１円形部が固定されることで前記第２円形部が開閉するリード弁である高圧燃料ポンプ。
7. 請求項１〜３の何れかにおいて、前記弁は第１円形部と第２円形部とが一体の部材で構成され、前記第１円形部が固定されることで前記第２円形部が開閉するリード弁である高圧燃料ポンプ。
8. 請求項１〜３の何れかにおいて、前記弁は第１円形部と第２円形部とが一体の部材で構成され、前記第１円形部の中央部に形成された穴部に固定部が挿入されることで固定されるリード弁である高圧燃料ポンプ。
9. 請求項２において、前記弁は第１円形部と第２円形部とが一体の部材で構成され、前記第１円形部の中央部に形成された穴部に固定部が挿入され、かつ前記固定部が前記ポンプハウジングカバーに形成された凹み部に挿入されることで固定されるリード弁である高圧燃料ポンプ。
10. 請求項９において、前記凹み部は前記ポンプハウジングカバーの上部の下面において上方向に凹むように形成された高圧燃料ポンプ。
11. 請求項９において、前記凹み部は前記ポンプハウジングカバーの上部の下面において上方向に凹むように形成され、かつ、前記第２円形部が前記吸入配管の流路中心と吸入配管軸方向において重なるように配置された高圧燃料ポンプ。
12. 請求項３において、前記弁は第１円形部と第２円形部とが一体の部材で構成され、前記第１円形部の中央部に形成された穴部に固定部が挿入され、かつ前記固定部が前記ポンプハウジングに形成された凹み部に挿入されることで固定されるリード弁である高圧燃料ポンプ。
13. 請求項１２において、前記凹み部は前記ポンプハウジングの上面において下方向に凹むように形成された高圧燃料ポンプ。
14. 請求項１２において、前記凹み部は前記ポンプハウジングの上面において下方向に凹むように形成され、かつ、前記第２円形部が前記ポンプハウジングの内部に形成された低圧流路の流路中心と低圧流路軸方向において重なるように配置された高圧燃料ポンプ。

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