JP2020143586A - 圧力調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料噴射系の高圧経路の燃料圧力を適正に減圧調整することの可能な圧力調整装置を提供する。【解決手段】通路形成部材１０は、高圧経路と低圧経路とを連通する燃料通路６０を形成する。弁孔２０は、燃料通路６０の一部に形成され、燃料の流量を規制する。弁機構３０は、弁孔２０の低圧経路側に設けられる弁座３１、および、その弁座３１に対し着座および離座可能に構成される弁体３２を有する。オリフィス部材４０は、弁体３２より低圧経路側の位置および弁孔２０より高圧経路側の位置の少なくとも一方に設けられ、燃料の流量を規制する絞り孔４１を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、燃料噴射系の高圧経路の燃料を減圧調整する圧力調整装置に関するものである。

従来、ディーゼルエンジンの燃料噴射系の制御システムとしてコモンレールシステムが知られている。コモンレールシステムは、サプライポンプにより昇圧した燃料をコモンレールに蓄圧し、そのコモンレールに接続する複数のインジェクタから適切な時期に適切な時間、エンジンの各気筒に燃料を噴射するものである。

コモンレールシステムでは、エンジンの運転停止中、コモンレール内に必要以上の燃料圧力が蓄圧されていると、次の運転開始時にインジェクタから噴射される燃料噴射量が増加し、騒音が発生することがある。そのため、コモンレールシステムには、コモンレールなどの高圧経路から燃料タンクなどの低圧経路へ燃料を微小な流量で安定して排出し、コモンレール内の高圧燃料を適正な圧力に減圧調整する圧力調整装置が設けられる。

特許文献１に記載の圧力調整装置は、コモンレールの燃料が、第１バルブピストンの端部と第１バルブシートとの隙間で流量を絞られた後、中間のスロットル内の流路を通り、第２バルブシートとボール弁との間から低圧経路へ流れるように構成されている。
特許文献１に記載の圧力調整装置において、第１バルブピストンは、第１バルブユニットのハウジング内に往復移動可能に設けられている。第１バルブピストンは、コモンレールの燃料圧力に応じて第１バルブユニットのハウジング内を移動し、第１バルブピストンの端部と第１バルブシートとの隙間を可変する。一方、ボール弁は第２バルブピストンによって第２バルブシート側に押圧されている。その第２バルブピストンは、第２バルブユニットのハウジング内に往復移動可能に設けられている。そして、ボール弁の開弁圧は、コモンレールの燃料圧力がエンジンのアイドリングに必要な圧力以上になるよう、第２バルブシートを付勢する圧縮ばねと調整ねじにより調整されている。

独国特許出願公開第１０１０８２０２Ａ１号明細書

しかしながら、特許文献１に記載の圧力調整装置は、第１バルブピストンの端部と第１バルブシートとの隙間の大きさが変化する構成となっている。そのため、この圧力調整装置は、燃料の種類や温度に応じた粘性の変化により、コモンレールから低圧経路へ排出される燃料の流量（以下、「リリーフ流量」という）が安定しないといった問題がある。

また、この圧力調整装置は、第１バルブユニットのハウジングの内壁と第１バルブピストンとが摺動する構成である。その摺動部は、コモンレールの燃料内に配置されている。そのため、コモンレールの燃料にデポジットが発生し、そのデポジットが摺動部に付着すると第１バルブピストンの動作が悪化するといった問題がある。また、第２バルブユニットのハウジング内壁と第２バルブピストンも摺動する構成である。その摺動部には、コモンレールから排出される燃料が接する。そのため、コモンレールの燃料が減圧される際に発熱によりデポジットが発生し、そのデポジットが摺動部に付着すると第２バルブピストンの動作が悪化するといった問題がある。このように、特許文献１に記載の圧力調整装置は、リリーフ流量を一定範囲内の安定した微小流量に絞ることができず、コモンレールの燃料圧力を適正に減圧調整することができないという課題がある。

本発明は上記点に鑑みて、燃料噴射系の高圧経路の燃料圧力を適正に減圧調整することの可能な圧力調整装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、エンジンの燃料噴射系の高圧経路を流れる燃料を減圧調整する圧力調整装置であって、通路形成部材（１０、１１、１２）、弁孔（２０）、弁機構（３０）およびオリフィス部材（４０）を備える。通路形成部材は、高圧経路と低圧経路とを連通する燃料通路（６０、６１、６２）を形成する。弁孔は、燃料通路の一部に形成され、燃料の流量を規制する。弁機構は、弁孔の低圧経路側に設けられる弁座（３１）、および、その弁座に対し着座および離座可能に構成される弁体（３２）を有する。オリフィス部材は、弁体より低圧経路側の位置および弁孔より高圧経路側の位置の少なくとも一方に設けられ、燃料の流量を規制する絞り孔（４１）を有する。

これにより、高圧経路と低圧経路との差圧が弁体の開弁圧より大きい場合、高圧経路から低圧経路に燃料が流れる。その際、高圧経路から低圧経路へ流れる燃料は、弁孔と絞り孔を流れる際に、それぞれの箇所で減圧されることで発熱する。この圧力調整装置は、燃料の発熱箇所を弁孔と絞り孔といった複数個所に分けることで、燃料が高温になることを抑制することが可能である。したがって、この圧力調整装置は、燃料の粘性の低下を抑制することにより、リリーフ流量を一定範囲内の安定した微小流量となるよう制限し、高圧経路の燃料圧力を適正に減圧調整することができる。また、この圧力調整装置は、燃料が高温になることを抑制することで、デポジットの発生を防ぐことができる。

また、請求項１に係る発明では、高圧経路から低圧経路へ流れる燃料を、弁孔と絞り孔といった複数個所で減圧する。これにより、１個所のみで減圧する構成に比べて、リリーフ流量を少なくすることが可能であり、高圧経路の燃料圧力を適正に減圧調整することができる。
仮に１本の長い弁孔または絞り孔により１個所のみでリリーフ流量を調整しようとすれば、その弁孔または絞り孔の内径を、請求項１に係る発明が備える弁孔と絞り孔の内径よりも小さくしなければならない。
それに対し、請求項１に係る発明では、１本の長い弁孔または絞り孔による構成に比べて、弁孔と絞り孔の内径を極めて小さくすることなく（すなわち、切削加工の加工限界以上の内径として）、リリーフ流量を少なくし、高圧経路の燃料圧力を適正に減圧調整することができる。

さらに、請求項１に係る発明では、高圧経路から低圧経路へ流れる燃料は、弁孔と絞り孔を通過するごとに圧力が段階的に低下するので、それに伴って燃料の流速も低下する。したがって、この圧力調整装置は、燃料にキャビテーションが発生することを抑制し、圧力調整装置の構成部材の表面にエロージョンが生じることを防ぐことができる。

また、請求項１に係る発明では、１本の長い弁孔または絞り孔による構成に比べて、弁孔と絞り孔の内径を大きくすることが可能であるので、燃料に含まれる異物による弁孔と絞り孔の目詰まりを抑制することができる。
そして、弁孔および絞り孔の上流側にフィルタを設ける場合、そのフィルタの有する細孔は、弁孔と絞り孔の内径より小さければよい。したがって、細孔が極めて小さいフィルタを使用することなく、弁孔と絞り孔の目詰まりを防ぐことができる。

なお、高圧経路とは、燃料噴射系に設けられたサプライポンプの吐出弁からコモンレールを経由してインジェクタの噴孔までの燃料経路をいう。低圧経路とは、燃料噴射系に設けられた燃料タンクからサプライポンプのポンプ室までの燃料経路、および、燃料タンクに連通する低圧配管をいう。

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態に係る圧力調整装置が用いられるコモンレールシステムの構成図である。 第１実施形態に係る圧力調整装置の断面図である。 図２のＩＩＩ部分の拡大図である。 第１実施形態の圧力調整装置によるリリーフ流量とコモンレールの燃料圧力との関係を示すグラフである。 第２実施形態に係る圧力調整装置の断面図である。 図５のＶＩ部分の拡大図である。 第３実施形態に係る圧力調整装置の断面図である。 図７のＶＩＩＩ部分の拡大図である。 第４実施形態に係る圧力調整装置の断面図である。 図９のＸ部分の拡大図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。

（第１実施形態）
第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態の圧力調整装置１は、ディーゼルエンジンのコモンレールシステム１００に用いられる。

まず、コモンレールシステム１００について説明する。
図１に示すように、コモンレールシステム１００は、燃料タンク１０１、サプライポンプ１０２、コモンレール１０３、インジェクタ１０４、および電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）１０５などを備えている。燃料タンク１０１に貯留される軽油などの液体燃料は、図示しない低圧ポンプにより汲み上げられ、低圧燃料パイプ１０６および燃料フィルタ１０７を経由してサプライポンプ１０２に吸入される。サプライポンプ１０２は、例えばエンジンにより駆動されるプランジャポンプである。サプライポンプ１０２は、図示しないポンプ室に吸入した燃料を例えば２００〜３００ＭＰａ程度に昇圧し、コモンレール１０３へ圧送する。なお、サプライポンプ１０２には、ポンプ室で昇圧される燃料を調量するための燃料調整弁１０８が設けられている。また、燃料タンク１０１から低圧燃料パイプ１０６を経由してサプライポンプ１０２に供給される燃料の一部は、昇圧されることなく、オーバーフローパイプ１０９へ流れる。そして、そのオーバーフローパイプ１０９から、図２に示す圧力調整装置１内の冷却通路６８、および図１に示すリリーフパイプ１１０、リターンパイプ１１１を経由して燃料タンク１０１に戻される。

サプライポンプ１０２で昇圧された燃料は、高圧燃料パイプ１１２を通り、コモンレール１０３に蓄圧される。コモンレール１０３は、長細い筒状の高圧燃料配管である。コモンレール１０３には、複数の分配配管１１３を経由して複数のインジェクタ１０４が接続されている。そのため、コモンレール１０３に蓄圧された燃料は、複数の分配配管１１３を経由して複数のインジェクタ１０４に供給される。インジェクタ１０４は、ＥＣＵ１０５から入力される制御信号に基づき、適切な時期に適切な量の燃料をエンジンの各気筒に噴射する。なお、コモンレール１０３からインジェクタ１０４に供給される燃料の一部は、リークパイプ１１４およびリターンパイプ１１１を通り燃料タンク１０１に戻される。

コモンレール１０３には、内部の燃料圧力を検出する燃圧センサ１１５が取り付けられている。燃圧センサ１１５で検出された情報は、ＥＣＵ１０５に入力される。ＥＣＵ１０５は、制御処理や演算処理を行うプロセッサ、プログラムやデータ等を記憶するＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部を含むマイクロコンピュータ、およびその周辺回路で構成されている。ＥＣＵ１０５は、サプライポンプ１０２の燃料調整弁１０８およびインジェクタ１０４などの駆動を制御する。

コモンレール１０３には、内部の燃料圧力を減圧調整するための圧力調整装置１が設けられている。圧力調整装置１は、コモンレール１０３内の高圧燃料を燃料タンク１０１などの低圧経路へ微小な流量で排出する。そのため、コモンレール１０３内の燃料の一部は、圧力調整装置１からリリーフパイプ１１０およびリターンパイプ１１１を経由して燃料タンク１０１に戻される。これにより、圧力調整装置１は、エンジンの運転停止中に、コモンレール１０３内に必要以上の燃料圧力が蓄圧され続けることを防ぎ、次の運転開始時にインジェクタ１０４から噴射される燃料噴射量を適正にして、騒音の発生を抑制することが可能である。

なお、圧力調整装置１を設ける位置は、コモンレール１０３に限らず、エンジンの燃料噴射系の高圧経路のいずれの場所であってもよい。高圧経路とは、サプライポンプ１０２の吐出弁からコモンレール１０３を経由してインジェクタ１０４の噴孔までの燃料経路をいう。これにより、圧力調整装置１は、エンジンの燃料噴射系の高圧経路を流れる燃料を減圧調整することが可能である。なお、低圧経路とは、燃料噴射系に設けられた燃料タンク１０１からサプライポンプ１０２のポンプ室までの燃料経路、および、燃料タンク１０１に連通する低圧配管をいう。

次に、本実施形態の圧力調整装置１の構成について説明する。
図２および図３に示すように、圧力調整装置１は、通路形成部材１０、弁孔２０、弁機構３０およびオリフィス部材４０などを備えている。

通路形成部材１０は、コモンレール１０３の長手方向の一方の端部に設けられている。そのコモンレール１０３の端部には、通路形成部材１０を取り付けるための取付穴１１６が設けられている。その取付穴１１６は、コモンレール１０３の内側に形成されるレール室１１７に連通している。取付穴１１６の内径は、レール室１１７の内径より大きい。そのため、取付穴１１６とレール室１１７との段差部分には、通路形成部材１０が当接する当接部１１８が設けられている。

通路形成部材１０は、第１通路形成部材１１と第２通路形成部材１２により構成されている。第１通路形成部材１１は、取付穴１１６の中でレール室１１７側に配置されている。第１通路形成部材１１は、コモンレール１０３の当接部１１８に当接する肩部１３と、その肩部１３からレール室１１７に突出する突出部１４を有している。その突出部１４の外壁に、有底筒状のフィルタ５０が嵌合している。フィルタ５０は、複数の細孔５１を有している。フィルタ５０は、その複数の細孔５１を有することにより、燃料に含まれる異物を捕集する。

第２通路形成部材１２は、第１通路形成部材１１を挟んでレール室１１７とは反対側に配置されている。第２通路形成部材１２は、第１通路形成部材１１の径外側で第１通路形成部材１１を保持する保持部１５を有している。第２通路形成部材１２の外壁に設けられた雄ねじ１６は、コモンレール１０３の取付穴１１６の内壁に設けられた雌ねじ１１９に螺合する。その際の軸力により、第２通路形成部材１２と第１通路形成部材１１とが密着し、第１通路形成部材１１の肩部１３がコモンレール１０３の当接部１１８に当接する。これにより、第１通路形成部材１１と第２通路形成部材１２は、コモンレール１０３の取付穴１１６に取り付けられる。なお、コモンレール１０３の取付穴１１６の内壁と第２通路形成部材１２との間には、シールリング１７が設けられる。

第１通路形成部材１１と第２通路形成部材１２の内側には燃料通路６０が形成されている。以下の説明では、第１通路形成部材１１の内側に形成される燃料通路６０を第１燃料通路６１と呼び、第２通路形成部材１２の内側に形成される燃料通路６０を第２燃料通路６２と呼ぶことがある。第１燃料通路６１は、エンジンの燃料噴射系の高圧経路の一部であるコモンレール１０３のレール室１１７に連通している。一方、第２燃料通路６２は、低圧経路の一部であるリリーフパイプ１１０に連通する。そして、第１燃料通路６１と第２燃料通路６２とは連通している。したがって、通路形成部材１０が有する燃料通路６０は、エンジンの燃料噴射系の高圧経路と低圧経路とを連通するものである。

第１燃料通路６１は、レール室１１７側から、入口通路６３および弁孔２０を有している。入口通路６３は、レール室１１７からフィルタ５０を介して燃料を導入する通路である。弁孔２０は、入口通路６３より流路面積が小さく形成され、燃料の流れを規制する流路である。入口通路６３から導入される燃料は、弁孔２０を通過することで圧力が低下する。弁孔２０の内径は、切削加工の限界値（例えば直径０．０５ｍｍ）より大きく設定されている。弁孔２０の内径は、例えば、０．０６〜０．１２ｍｍ、または、０．０８〜０．１ｍｍ程度である。これにより、リリーフ流量を一定範囲内の安定した微小流量となるように制限可能であると共に、燃料に含まれる異物による弁孔２０の目詰まりを抑制可能である。弁孔２０の流路の長さは、入口通路６３の長さより短い。なお、弁孔２０の流路面積は、フィルタ５０が有する細孔５１の流路面積より大きい。そのため、フィルタ５０の複数の細孔５１を微細な異物が通過した場合でも、その異物は弁孔２０に詰まることなく、リリーフパイプ１１０側へ流れる。したがって、燃料に含まれる異物による弁孔２０の目詰まりを抑制することが可能である。

弁孔２０のリリーフパイプ１１０側に弁座３１が設けられている。弁座３１は、第２燃料通路６２側から弁孔２０に向かい内径が次第に小さくなるテーパ状に形成されている。その弁座３１に対し、弁体としてのボール弁３２が着座および離座可能に設けられている。なお、弁体は、ボール弁３２に限らず、種々のポペットバルブを採用することが可能である。

第２燃料通路６２は、第１燃料通路６１側から、弁機構用通路６４、オリフィス用通路６５、絞り孔４１、保持用通路６６、接続用通路６７を有している。なお、第１実施形態では、オリフィス部材４０が配置されるオリフィス用通路６５は、弁孔２０に対し低圧経路側に設けられているので、低圧側オリフィス用通路６５と呼ぶこともある。

図３に示すように、弁機構用通路６４には、ボール弁３２のうち弁座３１とは反対側の部位を支持するガイド部材３３が設けられている。ガイド部材３３は、径方向外側の外壁が、弁機構用通路６４の内壁に摺動可能に設けられている。なお、ガイド部材３３の径方向外側の外壁と弁機構用通路６４の内壁とは線接触することが可能である。弁機構用通路６４の流路面積は、オリフィス用通路６５の流路面積より大きい。そのため、弁機構用通路６４とオリフィス用通路６５との間には、段差面としてのストッパ部６９が設けられる。このストッパ部６９により、ガイド部材３３の可動範囲が設定されている。
ガイド部材３３は、レール室１１７の燃料圧力（以下、「レール圧」という）が異常高圧となる場合または燃料に異常な圧力脈動が発生した場合でも、ボール弁３２のリフト量が大きくなることや、ボール弁３２が流路軸に交差する方向へ暴れることを防ぐ。そのため、ガイド部材３３は、ボール弁３２が弁座３１から脱落することを防ぐと共に、後述するスプリング３４の破損を防ぐことが可能である。

オリフィス用通路６５には、オリフィス部材４０が設けられている。オリフィス部材４０とガイド部材３３との間には、スプリング３４が設けられている。スプリング３４は、その一端がガイド部材３３に当接し、他端がオリフィス部材４０に当接している。スプリング３４は、圧縮コイルスプリングであり、ガイド部材３３とボール弁３２を弁座３１側へ付勢している。スプリング３４の付勢力の調整により、ボール弁３２の開弁圧が設定される。ボール弁３２の開弁圧は、レール圧がエンジンのアイドリングに必要な圧力以上になるように設定されている。なお、上述した弁座３１、ボール弁３２、ガイド部材３３、ストッパ部６９およびスプリング３４は、弁機構３０を構成している。弁機構３０は、レール圧をアイドリングに必要な圧力以上に保持するものである。

保持用通路６６は、オリフィス用通路６５に対しリリーフパイプ１１０側に設けられている。保持用通路６６の流路面積は、オリフィス用通路６５の流路面積より小さい。そのため、オリフィス用通路６５と保持用通路６６との間には、段差部７０が形成されている。オリフィス部材４０は、段差部７０に対して固定されている。上述した弁機構３０を構成するスプリング３４は、オリフィス部材４０を段差部７０に対して押圧している。そのため、スプリング３４は、オリフィス部材４０をオリフィス用通路６５に固定する固定部材としての機能も有している。このように、スプリング３４を固定部材として用いた場合、燃料通路６０の流路軸方向の長さのバラツキを吸収し、オリフィス部材４０を段差部７０に対して確実に押圧することが可能である。したがって、オリフィス部材４０と段差部７０との間の燃料リークを防ぐことができる。

オリフィス部材４０は、燃料の流れを規制する絞り孔４１を有している。絞り孔４１から保持用通路６６へ流れる燃料は、絞り孔４１を通過することで圧力が低下する。絞り孔４１の内径は、弁孔２０と同じく、切削加工の限界値（例えば直径０．０５ｍｍ）より大きく設定されている。絞り孔４１の内径は、例えば、０．０６〜０．１２ｍｍ、または、０．０８〜０．１ｍｍ程度である。これにより、リリーフ流量を一定範囲内の安定した微小流量となるように制限可能であると共に、燃料に含まれる異物による絞り孔４１の目詰まりを抑制可能である。なお、絞り孔４１の流路面積は、フィルタ５０が有する細孔５１の流路面積より大きい。そのため、フィルタ５０の複数の細孔５１を微細な異物が通過した場合でも、その異物は絞り孔４１に詰まることなく、リリーフパイプ１１０側へ流れる。したがって、燃料に含まれる異物による絞り孔４１の目詰まりを抑制することが可能である。なお、絞り孔４１の両端部にはそれぞれテーパ面４２が形成されている。

図２に示すように、接続用通路６７は、保持用通路６６のリリーフパイプ１１０側に設けられている。接続用通路６７の流路面積は、保持用通路６６の流路面積より大きい。この接続用通路６７に対し、リリーフパイプ１１０の図示しない先端部が接続される。

コモンレール１０３には、オーバーフローパイプ１０９が接続される冷却燃料入口部１２０が設けられている。冷却燃料入口部１２０に流入した燃料は、取付穴１１６の内壁と通路形成部材１０との間に形成される冷却燃料室１２１に流入する。冷却燃料室１２１と接続用通路６７とは、冷却通路６８により連通している。冷却通路６８は、オリフィス部材４０とシールリング１７との間に設けられている。冷却通路６８は、弁孔２０および絞り孔４１で燃料の減圧により生じる熱がシールリング１７に伝わることを抑制している。

続いて、第１実施形態の圧力調整装置１による作用効果について説明する。
（１）弁機構３０の開弁圧よりレール圧が大きい場合、弁機構３０が開弁し、レール室１１７からリリーフパイプ１１０に燃料が流れる。その際、レール室１１７からリリーフパイプ１１０へ流れる燃料（以下、「リリーフ燃料」という）は、弁孔２０と絞り孔４１といった複数個所で段階的に減圧される。これにより、第１実施形態の圧力調整装置１は、リリーフ燃料の流量を少なくすることが可能であり、レール室１１７の燃料圧力を適正に減圧調整することができる。

（２）また、リリーフ燃料は、弁孔２０と絞り孔４１を通過する際、減圧により、圧力エネルギが熱エネルギに変わり発熱する。第１実施形態では、そのリリーフ燃料の発熱箇所は、弁孔２０と絞り孔４１といった複数個所に分けられている。そのため、リリーフ燃料が高温になることが抑制され、リリーフ燃料の粘性の低下が抑制される。したがって、この圧力調整装置１は、燃料の粘性の低下を抑制することにより、リリーフ流量が一定範囲内の安定した微小流量となるよう制限し、レール室１１７の燃料圧力を適正に減圧調整することが可能である。また、この圧力調整装置１は、リリーフ燃料が高温になることを抑制することで、デポジットの発生を防ぐことができる。

（３）ここで、図４のグラフを参照しつつ、第１実施形態の圧力調整装置１によるリリーフ燃料の流量特性について説明する。図４のグラフにおいて、縦軸はリリーフ流量を示し、横軸はレール圧を示している。

図４に示すように、圧力調整装置１には、実線Ａに示したエンジンの始動要求、実線Ｂに示したサプライポンプ１０２の可能な吐出量要求、実線Ｃに示したレール室１１７の減圧性要求といった複数の要求を満たす制約内でレール圧を減圧することが求められている。
このような複数の要求を満たすといった制約に対し、第１実施形態の圧力調整装置１は、弁孔２０と絞り孔４１といった複数個所でリリーフ燃料を段階的に減圧する構成としている。この構成により、図４の破線Ｄに示すように、この圧力調整装置１は、レール圧とリリーフ流量との関係が上述した複数の要求を満たす制約内に納まるようにレール圧を減圧することが可能である。なお、破線Ｄの最下点Ｅは、弁機構３０の開弁圧を示している。

（４）なお、仮に、１本の長い弁孔または１本の長い絞り孔によってリリーフ流量を調整しようとすれば、その弁孔２０または絞り孔４１の内径を、第１実施形態の弁孔２０の内径および絞り孔４１の内径よりも小さくしなければならない。
それに対し、第１実施形態では、１本の長い弁孔または１本の長い絞り孔による構成に比べて、弁孔２０と絞り孔４１の内径を極めて小さくすることなく（すなわち、切削加工の加工限界以上の内径として）、リリーフ流量を少なくし、レール圧を適正に減圧調整することができる。

（５）さらに、リリーフ燃料は、弁孔２０と絞り孔４１を通過するごとに圧力が段階的に低下するので、それに伴って燃料の流速も低下する。そのため、弁機構用通路６４および保持用通路６６などを流れる燃料圧力の急激な低下が防がれ、燃料にキャビテーションが発生することが抑制される。したがって、この圧力調整装置１は、弁座３１、ボール弁３２、ガイド部材３３およびスプリング３４などの表面にエロージョンが生じることを防ぐことができる。

（６）また、第１実施形態では、１本の長い弁孔または１本の長い絞り孔による構成に比べて、弁孔２０と絞り孔４１の内径を大きくすることが可能であるので、燃料に含まれる異物による弁孔２０と絞り孔４１の目詰まりを抑制することができる。
そして、弁孔２０の上流側に設けられるフィルタ５０の有する細孔５１は、弁孔２０と絞り孔４１の内径より小さければよい。したがって、細孔５１が極めて小さいフィルタ５０を使用することなく、弁孔２０と絞り孔４１の目詰まりを防ぐことができる。

（第２実施形態）
第２実施形態は、第１実施形態に対してオリフィス部材４０の構成を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図５および図６に示すように、第２実施形態では、低圧側オリフィス用通路６５に複数のオリフィス部材４０が連続して設けられている。具体的には、低圧側オリフィス用通路６５には、２個のオリフィス部材４０が連続して設けられている。なお、オリフィス部材４０の個数は、２個に限るものでなく、リリーフ流量が適量となるよう、実験などにより適切に設定される。
なお、「複数のオリフィス部材４０が連続して設けられている」とは、複数のオリフィス部材４０同士が接触した状態で設けられていることに加え、複数のオリフィス部材４０同士がワッシャやシール部材などを挟んで設けられていることも含んでいる。

複数のオリフィス部材４０は、それぞれのオリフィス部材４０が有する絞り孔４１の流路軸Ａｘが一致するように配置されている。これにより、リリーフ流量を一定範囲内にすることができる。
仮に、複数のオリフィス部材４０が有するそれぞれの絞り孔４１の流路軸Ａｘがずれていると、燃料の流れがオリフィス部材４０の流路軸方向の壁面に衝突し、燃料流れの圧力損失にばらつきが生じるので、リリーフ流量を一定範囲内にすることが困難になる。

これに対し、第２実施形態のように、複数のオリフィス部材４０が有する絞り孔４１の流路軸Ａｘを一致させることで、燃料流れの圧力損失のばらつきを抑えることが可能である。したがって、この構成により、リリーフ流量が一定範囲内の安定した微小流量となるように制限し、レール圧を適正に減圧調整することができる。

（第３実施形態）
第３実施形態は、第１実施形態等に対してオリフィス部材４０を設ける位置および構成などを変更したものであり、その他については第１実施形態等と同様であるため、第１実施形態等と異なる部分についてのみ説明する。

図７および図８に示すように、第３実施形態では、第１通路形成部材１１に形成される第１燃料通路６１は、レール室１１７側から、オリフィス用通路７１、絞り孔４１および弁孔２０を有している。第３実施形態のオリフィス用通路７１は、弁孔２０に対し高圧経路側に設けられているので、高圧側オリフィス用通路７１と呼ぶこともある。

高圧側オリフィス用通路７１には、複数のオリフィス部材４０が連続して設けられている。具体的には、高圧側オリフィス用通路７１には、３個のオリフィス部材４０が連続して設けられている。なお、オリフィス部材４０の個数は、３個に限るものでなく、リリーフ流量が適量となるよう、実験などにより適切に設定される。
複数のオリフィス部材４０は、それぞれのオリフィス部材４０が有する絞り孔４１の流路軸Ａｘが一致するように配置されている。これにより、リリーフ流量が一定範囲内の安定した微小流量となるように制限し、レール圧を適正に減圧調整することができる。

高圧側オリフィス用通路７１の流路面積は、弁孔２０の流路面積より大きい。そのため、高圧側オリフィス用通路７１と弁孔２０との間には、段差部７２が形成されている。複数のオリフィス部材４０は、段差部７２に対して固定されている。

高圧側オリフィス用通路７１のうち、複数のオリフィス部材４０のレール室１１７側には、固定部材としてのスプリングピン３５が設けられている。なお、スプリングピン３５は、割りワッシャと呼ばれることもある。スプリングピン３５は、円筒状の部材の周方向の１か所に、軸方向に延びる切れ目を設けたものである。高圧側オリフィス用通路７１に組み付ける前の状態で、スプリングピン３５の外径は高圧側オリフィス用通路７１の内径より大きく形成される。そして、スプリングピン３５は、径方向に圧縮された状態で、高圧側オリフィス用通路７１の内壁に圧入により固定される。そして、スプリングピン３５は、圧入時に印加された荷重により、複数のオリフィス部材４０を段差部７２に対して固定する。

スプリングピン３５は、仮に、高圧側オリフィス用通路７１を流れる燃料圧力により高圧側オリフィス用通路７１の内径が拡張した場合でも、その高圧側オリフィス用通路７１の内径の拡張に追従してスプリングピン３５自身の外径を拡張することが可能である。そのため、スプリングピン３５は、複数のオリフィス部材４０を段差部７２に対して確実に押圧するので、オリフィス部材４０と段差部７２との間の燃料リークを防ぐことができる。

第３実施形態では、弁孔２０に対しレール室１１７側に複数のオリフィス部材４０を設けている。そのため、スプリングピン３５とオリフィス部材４０はレール圧により段差部７２に押圧されるので、オリフィス部材４０と段差部７２が確実に当接する。また、エンジンの始動開始時など、レール圧が比較的低い状態であっても、スプリングピン３５によりオリフィス部材４０は段差部７２に押圧され、オリフィス部材４０と段差部７２とが確実に当接する。また、弁孔２０に対しレール室１１７側に複数のオリフィス部材４０を設けたことで、低圧経路側に燃料の脈動が生じた場合でも、その脈動がオリフィス部材４０に伝わることが防がれるので、段差部７２からオリフィス部材４０が離れることが防がれる。そのため、オリフィス部材４０と段差部７２との間の燃料リークを防ぐことが可能である。したがって、この圧力調整装置１は、リリーフ流量が一定範囲内の安定した微小流量となるように制限し、レール圧を適正に減圧調整することができる。

さらに、第３実施形態では、複数のオリフィス部材４０は、燃料の流れを規制する絞り孔４１と、その絞り孔４１より流路面積が大きく且つ容積が固定された開放室４３とを有している。絞り孔４１の内径は、切削加工の限界値（例えば直径０．０５ｍｍ）より大きく設定されている。絞り孔４１の内径は、例えば、０．０６〜０．１２ｍｍ、または、０．０８〜０．１ｍｍ程度である。絞り孔４１の流路の長さは、例えば、１つのオリフィス部材４０の長さの１／２〜１／４程度である。一方、開放室４３の内径は、例えば、絞り孔４１の１０〜１００倍程度である。なお、複数のオリフィス部材４０同士は当接している。そのため、オリフィス部材４０が有する開放室４３は、その容積が固定されたものである。

複数のオリフィス部材４０は連続して設けられているので、複数の絞り孔４１と複数の開放室４３とは交互に配置される構成となっている。この構成により、リリーフ燃料は、複数の絞り孔４１を１つずつ通過するごとに圧力が段階的に低下する。そのため、仮に、１本の長い絞り孔を有する１つのオリフィス部材を用いることに比べて、第３実施形態の構成はリリーフ流量を少なくすることが可能となる。したがって、この圧力調整装置１は、レール圧を適正に減圧調整することができる。

また、仮に、１本の長い絞り孔を有する１つのオリフィス部材を用いることに比べて、第３実施形態の構成は複数のオリフィス部材４０のそれぞれが有する絞り孔４１の内径を大きくすることが可能である。そのため、燃料に含まれる異物によって絞り孔４１が目詰まりすることを抑制することができる。
また、オリフィス部材４０の上流側に設けられるフィルタ５０の細孔５１は、複数の絞り孔４１の断面積より小さければよい。したがって、細孔５１が極めて小さいフィルタ５０を使用することなく、絞り孔４１の目詰まりを防ぐことができる。

また、リリーフ燃料は、複数のオリフィス部材４０が有する各絞り孔４１を１つずつ通過するごとに圧力が段階的に低下するので、それに伴って燃料の流速も低下する。したがって、この圧力調整装置１は、燃料にキャビテーションが発生することを抑制し、オリフィス部材４０の表面にエロージョンが生じることを防ぐことができる。

なお、第３実施形態では、リリーフ燃料は、複数のオリフィス部材４０により十分に減圧された後に弁孔２０を流れる。そのため、第３実施形態の弁孔２０の流路面積は、第１および第２実施形態で説明した弁孔２０の流路面積より大きくしてもよい。そうした場合でも、複数のオリフィス部材４０の個数を適切に設定することで、リリーフ流量が一定範囲内の安定した微小流量となるように制限し、レール圧を適正に減圧調整することが可能である。したがって、第３実施形態では、弁孔２０の加工を容易に行うことができる。

また、第３実施形態では、リリーフ燃料は、複数のオリフィス部材４０により十分に減圧された後に弁孔２０を流れるので、ボール弁３２に作用する燃料圧力は、第１実施形態の構成によるものよりも小さいものとなる。したがって、第３実施形態では、ボール弁３２とガイド部材３３を弁座３１側に付勢するスプリング３４の付勢力を小さくできるので、弁機構３０の開弁圧を正確に設定することができる。

さらに、第３実施形態では、ガイド部材３３の径方向外側の外壁と弁機構用通路６４の内壁との距離を離した構成としてもよい。これにより、ガイド部材３３を小型化することができる。また、第３実施形態では、第１実施形態で説明したガイド部材３３の下流側のストッパ部６９を廃止してもよい。これにより、弁機構用通路６４の構成を簡素なものにすることができる。

（第４実施形態）
第４実施形態は、第３実施形態等に対して固定部材の構成などを変更したものであり、その他については第３実施形態等と同様であるため、第３実施形態等と異なる部分についてのみ説明する。

図９および図１０に示すように、第４実施形態では、複数のオリフィス部材４０とフィルタ５０の内壁との間に、固定部材としてのスプリング３６とスペーサ部材３７が設けられている。スペーサ部材３７は、球状であり、フィルタ５０の内壁に当接している。スプリング３６は、その一端がスペーサ部材３７に当接し、他端がオリフィス部材４０に当接している。スプリング３６は、圧縮コイルスプリングであり、複数のオリフィス部材４０を段差部７２へ付勢している。これにより、複数のオリフィス部材４０は段差部７２に対して固定される。

固定部材としてスプリング３６を用いた場合、フィルタ５０や燃料通路６０の流路軸Ａｘ方向の長さのバラツキを吸収し、複数のオリフィス部材４０を段差部７２に対して確実に押圧することが可能である。したがって、オリフィス部材４０と段差部７２との間の燃料リークを防ぐことができる。

なお、第４実施形態では、ガイド部材３３の下流側に、ガイド部材３３の可動範囲を制限するストッパ部６９が設けられている。ガイド部材３３は、レール圧が異常高圧となる場合または燃料に異常な圧力脈動が発生した場合でも、ボール弁３２のリフト量が大きくなることや、ボール弁３２が流路軸Ａｘに交差する方向へ暴れることを防ぐ。そのため、ガイド部材３３は、ボール弁３２が弁座３１から脱落することを防ぐと共に、後述するスプリング３６の破損を防ぐことが可能である。

（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。

（１）上記各実施形態では、圧力調整装置１は、高圧経路としてのコモンレール１０３に取り付けられるものとして説明したが、これに限られない。圧力調整装置１は、高圧経路のいずれの場所に設けてもよい。具体的には、圧力調整装置１は、サプライポンプ１０２の吐出弁からインジェクタ１０４の噴孔までの燃料経路またはそれに連通する燃料経路のいずれの場所に設けてもよい。

（２）上記各実施形態では、圧力調整装置１が備える通路形成部材１０とコモンレール１０３とリリーフパイプ１１０とを別部材で構成したが、これに限られない。圧力調整装置１が備える通路形成部材１０は、それに隣接する他の部材と一体に構成してもよい。具体的には、通路形成部材１０とコモンレール１０３とは一体に構成してもよい。または、通路形成部材１０とリリーフパイプ１１０とは一体に構成してもよい。

（３）上記各実施形態では、低圧側オリフィス用通路６５または高圧側オリフィス用通路７１のいずれか一方にオリフィス部材４０を設けたが、これに限られない。オリフィス部材４０は、低圧側オリフィス用通路６５と高圧側オリフィス用通路７１の両方に設けてもよい。

１ 圧力調整装置
１０ 通路形成部材
２０ 弁孔
３０ 弁機構
３１ 弁座
３２ ボール弁
４０ オリフィス部材
４１ 絞り孔
６０ 燃料通路

Claims (11)

1. エンジンの燃料噴射系の高圧経路を流れる燃料を減圧調整する圧力調整装置であって、
   高圧経路と低圧経路とを連通する燃料通路（６０、６１、６２）を形成する通路形成部材（１０、１１、１２）と、
   前記燃料通路の一部に形成され、燃料の流量を規制する弁孔（２０）と、
   前記弁孔の低圧経路側に設けられる弁座（３１）、および前記弁座に対し着座および離座可能に構成される弁体（３２）を有する弁機構（３０）と、
   前記弁機構より前記低圧経路側の位置または前記高圧経路側の位置のいずれか一方に設けられ、燃料の流量を規制する絞り孔（４１）を有するオリフィス部材（４０）と、を備える圧力調整装置。
2. 前記燃料通路は、前記弁孔に対し前記高圧経路側に設けられる高圧側オリフィス用通路（７１）と、前記弁孔と前記高圧側オリフィス用通路との間に形成される段差部（７２）と、を有し、
   前記オリフィス部材は、前記高圧側オリフィス用通路に設けられ、前記段差部に対して固定されている、請求項１に記載の圧力調整装置。
3. 前記オリフィス部材を前記段差部に対して押圧し、前記オリフィス部材を前記高圧側オリフィス用通路に固定する固定部材（３４、３５、３６、３７）をさらに備える、請求項２に記載の圧力調整装置。
4. 前記燃料通路は、前記弁孔に対し前記低圧経路側に設けられる低圧側オリフィス用通路（６５）を有し、
   前記オリフィス部材は、前記低圧側オリフィス用通路に設けられている、請求項１に記載の圧力調整装置。
5. 前記オリフィス部材は、複数個連続して設けられている、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の圧力調整装置。
6. 前記オリフィス部材は、燃料の流れを規制する前記絞り孔と、前記絞り孔より流路面積が大きく且つ容積が固定された開放室（４３）とを有し、
   前記オリフィス部材は、複数個連続して設けられている、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の圧力調整装置。
7. 複数の前記オリフィス部材は、それぞれの前記オリフィス部材が有する前記絞り孔の流路軸（Ａｘ）が一致するように配置されている、請求項５または６に記載の圧力調整装置。
8. 前記弁孔、前記弁機構、前記オリフィス部材より高圧経路側に設けられるフィルタ（５０）をさらに備え、
   前記弁孔および前記絞り孔の流路面積はいずれも、前記フィルタが有する細孔（５１）の流路面積より大きい、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の圧力調整装置。
9. 前記弁孔および前記絞り孔の内径は、０．０６〜０．１２ｍｍである、請求項１ないし８のいずれか１つに記載の圧力調整装置。
10. 前記固定部材は、スプリング（３４、３６）またはスプリングピン（３５）である、請求項３に記載の圧力調整装置。
11. 前記弁体のうち前記弁座とは反対側の部位を支持するガイド部材（３３）と、
    前記ガイド部材および前記弁体を前記弁座側に付勢するスプリング（３４）と、をさらに備える、請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の圧力調整装置。

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