JP2021028483A - 高圧燃料供給ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、コンパクトで、安価な方法で真円度および面粗さの精度を向上することができる高品質なリリーフ弁機構を備えた高圧燃料供給ポンプを提供することにある。【解決手段】リリーフ弁機構２００は、リリーフ弁２０２と、リリーフ弁２０２が着座するシート部２０１ａを有するリリーフシート部材２０１と、を備える。リリーフシート部材２０１は、リリーフシート部材２０１を囲繞する囲繞部材１，２０５に圧入される圧入部２０１ｅと、圧入部２０１ｅに対してリリーフ弁２０２の側の外周部に周方向に環状に形成された溝部２０１ｄと、を有する。リリーフシート部材２０１の軸方向における重心位置Ｐｃは圧入部２０１ｅの軸方向長さＬｅの範囲内に配置される。【選択図】図６

Description

本発明は、高圧燃料供給ポンプに係り、特にそのリリーフ弁機構に関する。

本技術分野の従来技術として、国際公開第２０１６／１８１７５５号パンフレット（特許文献１）の高圧燃料ポンプが知られている。特許文献１の段落００２７には、高圧燃料ポンプのポンプハウジングに、吐出通路と吸入通路とを連通するリリーフ通路が設けられており、リリーフ通路には燃料の流れを吐出通路から吸入通路への一方向のみに制限するリリーフ弁機構が設けられることが記載されている。リリーフ弁機構は、燃料を加圧する加圧室の下流側に配置される吐出通路の燃料を、低圧通路である吸入通路に戻す。さらに特許文献１の段落００４５には、リリーフ弁機構のシート部材が高圧燃料ポンプの本体ボディに対して別部品で形成され、シート部材のシート部が上流側の高圧室を囲む構造となっており、シート部材が本体ボディに掘り込まれた穴に設置されることが記載されている。特許文献１のリリーフ弁機構では、本体ボディの穴と接触するシート部材の外周面が、シート部と軸方向においてオーバーラップする位置まで設けられている（図１０参照）。

国際公開第２０１６／１８１７５５号パンフレット

リリーフ弁機構は所定の圧力で開弁し高圧側から低圧側に圧力を開放する機能と、閉弁状態では高圧側の圧力を保持する気密性が求められ、リリーフ弁機構のシート部材（以下、リリーフシート部材という）にはこの二つの機能が要求される。

リリーフ弁機構の開弁圧力はバルブ体を閉弁方向に付勢するスプリングの圧縮反力により決定されるが、この圧縮反力はリリーフシート部材の圧入位置で調整されるので、リリーフシート部材の圧入位置の調整時にリリーフシート部材の圧入押し込み量を精度よくコントロールする必要があり、このためにはリリーフシート部材の圧入部外径の摩擦係数を安定させる必要がある。

また、バルブ体の閉弁状態で高圧側の圧力を保持するためには、リリーフシート部材の圧入部は気密性も必要となり、摩擦係数の安定化のほか、気密性保持の観点からリリーフシート部材の圧入部における真円度および面粗さの精度が要求される。

真円度および面粗さの精度向上は研削加工により可能であるが、安価な研削方法としてセンターレス研削がある。

センターレス研削は平行に並んで回転する二つのローラーの上に円筒状の部品を横向きに並べ、上から砥石を押し当てながら円筒状の部品をローラーの軸方向に移動させて外周を研削する方法で、研削する部品をチャックせずに連続して研削できるので安価な方法である。しかし、横向きに置いた部品が倒れると研削できない。

特許文献１のリリーフ弁機構では、シート部材（リリーフシート部材）が本体ボディに掘り込まれた穴に圧入される場合、リリーフシート部材の圧入面（外周面）がバルブ体の当接するシート部と軸方向においてオーバーラップする。この場合、圧入に伴うリリーフシート部材の変形がシート部に及ぶ可能性がある。

リリーフシート部材の圧入時におけるシート部の変形を避ける場合、軸方向における圧入面（圧入部）とシート部との間に変形を吸収する形状部（例えば溝形状部）を設けることが考えられるが、この場合、リリーフシート部材が軸方向に長くなり、リリーフシート部材の軸方向の重心位置が圧入面（圧入部）よりもシート部側にずれることになり兼ねない。

リリーフシート部材の軸方向の重心位置が圧入部よりもシート部側にずれていると、リリーフシート部材を横向きに置いた場合に、シート部側に倒れ、センターレス研削ができなくなるという課題があった。

或いは、リリーフシート部材の圧入時におけるシート部の変形を避ける場合、リリーフシート部材の直径を大きくする対策も考えられるが、この場合、リリーフシート部材が大きくなり、リリーフ弁機構をコンパクトに構成することが難しくなる。

本発明の目的は、コンパクトで、安価な方法で真円度および面粗さの精度を向上することができる高品質なリリーフ弁機構を備えた高圧燃料供給ポンプを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の一例は、下記のように構成される。
リリーフ弁機構を有する高圧燃料供給ポンプであって、
前記リリーフ弁機構は、
リリーフ弁と、
前記リリーフ弁が着座するシート部を有するリリーフシート部材と、
を備え、
前記リリーフシート部材は、
前記リリーフシート部材の径方向外側に配置されて前記リリーフシート部材を囲繞する囲繞部材に圧入される圧入部と、
前記圧入部に対して前記リリーフ弁の側の外周部に周方向に環状に形成された溝部と、
を有し、
前記リリーフシート部材の軸方向における重心位置が前記圧入部の軸方向長さの範囲内にある。

本発明によれば、リリーフシート部材の外径をセンターレス研削することができ、コンパクトで、安価な方法で真円度および面粗さの精度を向上することができる高品質なリリーフ弁機構を備えた高圧燃料供給ポンプを提供することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の実施例１による高圧燃料供給ポンプが適用されるエンジンシステムの構成図を示す。 本発明の実施例１による高圧燃料供給ポンプの縦断面図である。 本発明の実施例１による高圧燃料供給ポンプの上方から見た水平方向断面図である。 本発明の実施例１による高圧燃料供給ポンプの図２と別方向から見た縦断面図である。 本発明の実施例１による高圧燃料供給ポンプの電磁吸入弁機構の拡大縦断面図であり、電磁吸入弁機構が開弁状態にある状態を示す。 本発明の実施例１による高圧燃料供給ポンプのリリーフ弁機構の拡大縦断面図であり、リリーフ弁機構が閉弁状態にある状態を示す。 本発明の実施例２による高圧燃料供給ポンプのリリーフ弁機構の拡大縦断面図であり、リリーフ弁機構が閉弁状態にある状態を示す。 本発明の実施例３による高圧燃料供給ポンプの縦断面図である。

以下に本発明の実施例１〜３による高圧燃料供給ポンプを、図面を用いて説明する。

［実施例１］
本発明の実施例１による高圧燃料供給ポンプについて図１乃至図６を用いて説明する。最初に、本実施例の高圧燃料供給ポンプのシステム構成と動作について図１乃至図５を用いて説明する。

図１は高圧燃料供給ポンプが適用されたエンジンシステムの構成図、図２は高圧燃料供給ポンプの縦断面図、図３は高圧燃料供給ポンプの上方から見た水平方向断面図、図４は高圧燃料供給ポンプの図２と別方向から見た縦断面図、図５は高圧燃料供給ポンプの電磁吸入弁機構の拡大縦断面図であり、電磁吸入弁機構が開弁状態にある状態を示す。

図１において、破線で囲まれた部分が高圧燃料供給ポンプの本体（ポンプボディ１）を示している。この図１中の破線の中に示されている機構・部品はポンプボディ１に一体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る。この燃料は適切なフィード圧力に加圧されて燃料配管２８を通して高圧燃料供給ポンプの低圧燃料吸入口１０ａに送られる。

低圧燃料吸入口１０ａは吸入ジョイント５１（図４）に構成され、吸入ジョイント５１を通過した燃料は、低圧燃料吸入口１０ｂ（図４）、圧力脈動低減機構９、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機構３００の吸入ポート３１ｂに至る。

電磁吸入弁機構３００に流入した燃料は、吸入弁３０により開閉される吸入口を通過し加圧室１１に流入する。

ここで、エンジンのカム９３（図２）によりプランジャ２に往復運動する動力が与えられる。このプランジャ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から燃料を吸入し、上昇行程には燃料が加圧される。

加圧された燃料は、吐出弁機構１００を介し、圧力センサ２６が装着されているコモンレール２３へ圧送される。

そして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。

本実施例はインジェクタ２４がエンジンのシリンダ筒内に直接、燃料を噴射する、いわゆる直噴エンジンシステムに適用される高圧燃料供給ポンプである。

高圧燃料供給ポンプは、ＥＣＵ２７から電磁吸入弁機構３００への信号により、所望の燃料流量の供給燃料を吐出する。

ポンプボディ１には、プランジャ２の往復運動をガイドし、ポンプボディ１と共に加圧室１１を形成するシリンダ６が取り付けられている。プランジャ２はシリンダ６の内部を往復運動することで加圧室１１の容積を変化させる。またポンプボディ１には、燃料を加圧室１１に供給するための電磁吸入弁機構３００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と、が設けられている。

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いる。これにより、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の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）がポンプボディ１の内部に流入するのを防止する。

図３および図４に示すように、高圧燃料供給ポンプのポンプボディ１の側面部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供給ポンプ内部に供給される。

吸入ジョイント５１の低圧燃料吸入口１０ａを通過した燃料は、図３および図４に示す、ポンプボディ１に上下方向に延設された低圧燃料吸入口１０ｂを通って、圧力脈動低減機構９に向かう。

圧力脈動低減機構９は、ダンパカバー１４とポンプボディ１の上端面との間に配置され、ポンプボディ１の上端面に配置された保持部材９ａ，９ｂとダンパカバー１４との間に挟まれることで、ポンプボディ１に固定される。

このとき、圧力脈動低減機構９の上下面には低圧燃料吸入口１０ａ，１０ｂと連通するダンパ室１０ｃが形成される。

なお、保持部材９ａ，９ｂには圧力脈動低減機構９の上側と下側とを連通する通路が形成されており、これによりダンパ室１０ｃは圧力脈動低減機構９の上下面に形成される。

ダンパ室１０ｃを通った燃料は、次にポンプボディ１に上下方向に延設された吸入通路１０ｄを介して、電磁吸入弁機構３００の吸入ポート３１ｂに至る。なお、吸入ポート３１ｂは吸入弁シート３１ａを形成するシート部材３１に上下方向に連通して形成される。

図３に示すように加圧室１１の出口に設けられた吐出弁機構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から構成されている。吐出弁ストッパ８ｄとポンプボディ１とは当接部８ｅで溶接により接合されており、燃料を外部から遮断している。

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ときに初めて、吐出弁８ｂは吐出弁ばね８ｃの付勢力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。吐出弁機構８は燃料の流通方向を制限する逆止弁となる。

加圧室１１は、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にて構成されている。

図５に電磁吸入弁機構３００の詳細な構成を示す。

カム９３の回転により、プランジャ２がカム９３の方向に移動して吸入行程状態にあるときは、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ポート３１ｂの圧力よりも低くなると、吸入弁３０は開弁状態になる。開口部３０ａは最大の開度の場合を示しており、このとき、吸入弁３０はストッパ３２に接触する。

吸入弁３０が開弁することにより、開口部３０ａが開口する。燃料は開口部３０ａを通り、ポンプボディ１に横方向に形成された穴１ｆを介して加圧室１１に流入する。なお、穴１ｆも加圧室１１の一部を構成する。

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はロッド３５の外径側に凸となるロッド凸部３５ａを付勢し、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の上昇運動に伴い減少するが、この状態では、加圧室１１に一度吸入された燃料が、再び開弁状態の吸入弁３０の開口部３０ａを通して吸入通路１０ｄへと戻されるので、加圧室１１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、ＥＣＵ２７からの制御信号が電磁吸入弁機構３００に印加されると、電磁コイル４３には端子４６（図２）を介して電流が流れる。これにより磁気コア３９とアンカー３６との間に磁気吸引力が作用し、磁気コア３９及びアンカー３６が相互の磁気吸引面３９ａ，３６ａで接触する。磁気吸引力はロッド付勢ばね４０の付勢力に打ち勝ってアンカー３６を付勢し、アンカー３６がロッド凸部３５ａと係合して、ロッド３５を吸入弁３０から離れる方向に移動させる。

このとき、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１００を介して高圧燃料の吐出が行われ、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の下始点から上始点までの間の上昇行程は、戻し行程と吐出行程からなる。そして、電磁吸入弁機構３００の電磁コイル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くなる。すなわち、吸入通路１０ｄに戻される燃料が少なくなり、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くなる。すなわち、吸入通路１０ｄに戻される燃料が多くなり、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。

ダンパ室１０ｃ（低圧燃料室）には高圧燃料供給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に一度流入した燃料が、容量制御のため再び開弁状態の吸入弁３０を通して吸入通路１０ｄ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１０ｃには圧力脈動が発生する。しかし、ダンパ室１０ｃに設けた圧力脈動低減機構９は、２枚の波板状の円盤型金属板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。

次に、図２および図３を参照して、リリーフ弁機構２００について説明する。

リリーフ弁機構２００はリリーフシート部材２０１、バルブ（リリーフ弁）２０２、バルブホルダ２０３、リリーフばね２０４、リリーフボディ２０５からなる。

リリーフシート部材２０１には、テーパ形状のシート部２０１ａ（図６参照）が設けられている。なお、バルブ２０２は、リリーフシート部材２０１のシート部２０１ａに着座する。

バルブ２０２はリリーフばね２０４の荷重がバルブホルダ２０３を介して負荷され、シート部２０１ａに押圧され、シート部２０１ａと協働して燃料の流通を遮断している。バルブ２０２の開弁圧力はリリーフばね２０４の荷重によって決定される。

リリーフシート部材２０１はリリーフボディ２０５に圧入固定されており、リリーフ弁機構２００はリリーフシート部材２０１を圧入固定する位置によってリリーフばね２０４の荷重を調整する調整機構を備える。

加圧室１１の燃料が加圧されて吐出弁８ｂが開弁すると、加圧室１１内の高圧の燃料は吐出弁室１２ａ、燃料吐出通路１２ｂを通って、燃料吐出口１２から吐出される。

燃料吐出口１２は吐出ジョイント６０に形成されており、吐出ジョイント６０はポンプボディ１に溶接部６２にて溶接固定され、吐出ジョイント６０の内側に燃料通路が確保されている。そして本実施例では、吐出ジョイント６０の内部に形成される空間にリリーフ弁機構２００が配置される。つまり、リリーフ弁機構２００の最外径部（本実施例では、リリーフボディ２０５の最外径部）が吐出ジョイント６０の内径部（内周面）よりも径方向内側に配置され、かつ、図３のようにプランジャ２の軸方向からポンプボディ１を上側から見た場合に、リリーフ弁機構２００がその軸方向において吐出ジョイント６０と少なくとも一部が重なるように配置される。

なお、リリーフ弁機構２００の軸方向は、バルブホルダ２０３及びリリーフシート部材２０１の中心軸線２００Ａ方向であり、バルブ２０２の移動方向、すなわち開閉弁方向に一致する方向である。

これにより吐出ジョイント６０の形状が変わっても、これに伴ってリリーフ弁機構２００の形状を変える必要がなく、低コスト化を図ることが可能である。

つまり、本実施例では図２に示すように、ポンプボディ１の外周面側から径方向内側に向かってプランジャ２の軸方向と直交する方向（横方向）に第一の穴１ｃ（横穴）が形成される。そして、リリーフ弁機構２００は、リリーフボディ２０５がこの第一の穴１ｃに圧入されることでポンプボディ１に固定される。

そして本実施例では第一の穴１ｃと連通して、リリーフ弁機構２００が開弁した場合に、加圧室１１で加圧され吐出弁１０２より吐出された吐出側流路（燃料吐出口１２）の燃料を加圧室１１に戻す第二の穴１ｄ（横穴）をポンプボディ１に形成している。

コモンレール２３内、あるいは吐出弁機構８より下流側の燃料の圧力が設定値以上になった場合にバルブ２０２が開弁し、吐出側流路（燃料吐出口１２）とリリーフ弁機構２００の内部空間とが連通する。この内部空間はバルブホルダ２０３およびリリーフばね２０４が配置される空間である。リリーフボディ２０５をリリーフ弁機構２００の軸方向（中心軸線２００Ａ方向）に見て中心部には穴２０５ｂ（図６参照）が形成され、これによりリリーフボディ２０５の内部空間と第二の穴１ｄで形成されるリリーフ通路１ｇとが繋がる。

バルブ２０２が開弁すると、リリーフボディ２０５の中心部の穴２０５ｂおよびリリーフ通路１ｇを通って、リリーフボディ２０５の内部空間の燃料が加圧室１１に流れる。

加圧行程時は、燃料吐出の際に、燃料吐出口１２と加圧室１１との間に構成されている吐出弁機構８と燃料吐出通路１２ｂとによる圧力損失が発生し、加圧室１１の圧力が燃料吐出口１２の圧力より高くなるオーバーシュートが発生することがある。このオーバーシュートにより、加圧行程時の燃料吐出口１２の圧力は大きく変動することとなる。

しかしながら、高圧側の異常圧力となった燃料をリリーフする本実施例のような構成の場合、リリーフ弁機構２００の出口が加圧室１１なので、加圧行程時は前述のとおり燃料吐出口１２の圧力は高くなるが、加圧室１１内の圧力も上昇しており、リリーフ弁機構２００の入口と出口との差圧はリリーフばね２０４によりバルブ２０２に設定された開弁圧力以上にはならない為、バルブ２０２は開弁しない。

またその一方で、吸入行程・戻し行程時は、コモンレール２３内へ燃料が吐出されないため、燃料吐出口１２の圧力は大きく変動しない。よって、加圧室１１の圧力が燃料吐出口１２の圧力より高くなるオーバーシュートを考慮したリリーフ弁設定荷重とする必要がない。リリーフ弁設定荷重を高くした場合、その分、コモンレール２３など高圧エリアの耐圧設計を高くせねばならず、重量が増すことで、燃費が悪くなる傾向となる。しかし本実施例のように、燃料を加圧室１１に戻す構成とすることで、燃費の悪化を抑える効果がある。

高圧燃料供給ポンプが正常に作動している場合、加圧室１１によって加圧された燃料は燃料吐出通路１２ｂを通過して燃料吐出口１２から高圧吐出される。

加圧行程の開始直後に加圧室１１内の圧力は急上昇してコモンレール２３内の圧力よりも上昇し、それに伴いコモンレール圧力により閉じられていた吐出弁１０２が開弁する。それに伴い、燃料吐出口１２の圧力も上昇する。

このとき、コモンレール２３内に装着されている圧力センサ２６にて圧力が測定され、この測定結果により高圧燃料供給ポンプの吐出量とインジェクタ２４の吐出量を調整することにより、コモンレール２３内の圧力は変動しながらも狙い圧力となるよう調圧されることとなる。

本実施例では、コモンレール２３内の圧力によってバルブ２０２に発生する荷重最大値に対して、リリーフばね２０４と加圧室１１内の圧力によってバルブ２０２に生じさせる荷重最小値が大きくなるよう設定している。つまり、リリーフ弁機構２００の入り口である燃料吐出口１２の圧力が開弁圧力を超えない設定とし、リリーフ弁機構２００は開弁しない。

次に、異常高圧燃料が発生した場合について説明する。

高圧燃料供給ポンプの電磁吸入弁機構３００の故障等により、燃料吐出口１２の圧力が異常に高圧になり、リリーフ弁機構２００の開弁圧力より大きくなると異常高圧燃料は第二の穴１ｄを介して加圧室１１にリリーフされる。これにより燃料吐出口１２の圧力は、電磁吸入弁機構３００の故障等が生じても一定値以下となるため、コモンレール２３等が高圧により破損することはない。

次に、リリーフ弁機構２００の構成について、図６を用いて詳しく説明する。図６は本実施例の高圧燃料供給ポンプのリリーフ弁機構の拡大縦断面図であり、リリーフ弁機構が閉弁状態にある状態を示す図である。

本実施例のリリーフ弁機構２００では、燃料の流れる方向、すなわち軸方向（中心軸線２００Ａ方向）において、リリーフシート部材２０１の内周側には、バルブ２０２が着座するシート部２０１ａと、シート部２０１ａの上流側に形成された燃料通路２０１ｂと、が形成されている。

リリーフシート部材２０１の外周側には、シート部２０１ａの近傍位置に、加圧室１１の容積を低減し、吐出効率の低下を抑制するための突起部２０１ｃが形成されており、その上流側外周にはリリーフボディ２０５の内周面との間に径方向の隙間を形成する溝部２０１ｄが設けられている。また、溝部２０１ｄの軸方向下流側に、リリーフボディ２０５の内周部に圧入される圧入部２０１ｅが形成されている。

すなわち、図６に示すように、バルブ２０２側とは反対側のリリーフシート部材２０１の外周部は、その外周に配置される部材（本実施例では、リリーフボディ２０５）に圧入される圧入部２０１ｅを有する。バルブ２０２側のリリーフシート部材２０１の外周部は、圧入部２０１ｅより小さい外径の突起部２０１ｃを形成する。

さらに詳細に説明すると、リリーフシート部材２０１の最大外径Ｄｅとなる外周面に圧入部２０１ｅが形成され、圧入部２０１ｅの軸方向上流側に溝部２０１ｄが設けられている。溝部２０１ｄは圧入部２０１ｅの軸方向上流側の端部から軸方向上流側に形成されている。溝部２０１ｄは、リリーフシート部材２０１のバルブ（リリーフ弁）２０２およびシート部２０１ａの側の外周部に形成され、リリーフシート部材２０１の外周側から径方向内側に向かって掘り込まれ、外周面の周方向に沿う環状の凹部を成すように形成される。

突起部２０１ｃは、溝部２０１ｄの軸方向上流側に形成され、溝部２０１ｄの底部から径方向外側に向かって鍔状に突き出した鍔部を構成し、シート部２０１ａに対して径方向外側に形成されている。すなわちリリーフシート部材２０１は、溝部２０１ｄに対してバルブ（リリーフ弁）２０２の側に溝部２０１ｄの底部から径方向外側に鍔状に突き出した鍔部（突起部）２０１ｃを有する。

突起部（鍔部）２０１ｃの外径（最大外径）Ｄｃは、圧入部２０１ｅの外径（最大外径）Ｄｅ、すなわちリリーフシート部材２０１の最大外径Ｄｅよりも小さく、リリーフシート部材２０１がリリーフシート部材２０１の外周に配置される囲繞部材（本実施例では、リリーフボディ２０５）の内周面に組み付けられた状態で、突起部２０１ｃの最外周部と囲繞部材の内周面との間に径方向の隙間（（Ｄｅ−Ｄｃ）／２）が形成されている。

囲繞部材は、リリーフシート部材２０１の径方向外側に配置されてリリーフシート部材を囲繞する部材であり、本実施例ではリリーフボディ２０５が囲繞部材を構成している。リリーフシート部材２０１の圧入部２０１ｅは、リリーフボディ２０５により構成される囲繞部材に圧入される。

すなわち本実施例では、囲繞部材は加圧室１１が形成されるポンプボディ１とは異なる部材で構成され、バルブ（リリーフ弁）２０２およびリリーフシート部材２０１を収納するリリーフボディ２０５で構成され、リリーフシート部材２０１の圧入部２０１ｅはリリーフボディ２０５に圧入される。

溝部２０１ｄの底部の外径Ｄｄは、突起部２０１ｃの外径Ｄｃよりも小さく、リリーフシート部材２０１の外周面の中で、最小となる外径部を構成する。溝部２０１ｄは、軸方向において、圧入部２０１ｅと突起部２０１ｃとを区分する凹部を形成する。溝部２０１ｄの軸方向上流側に突起部２０１ｃを設けない場合、燃料の流れ方向において、シート部２０１ａの上流側に位置する空間が大きくなり、加圧室１１の容積が大きくなる。突起部２０１ｃを設けることにより、溝部２０１ｄを設けても加圧室１１の容積を低減することができ、吐出効率の低下を抑制することができる。

また、突起部２０１ｃとリリーフシート部材２０１の外周に配置される囲繞部材（本実施例では、リリーフボディ２０５）との間に隙間（（Ｄｅ−Ｄｃ）／２）が形成されるため、突起部２０１ｃはリリーフシート部材２０１の外周に配置される部材から直接的に外力を受けない。これにより、リリーフシート部材２０１に形成されるシート部２０１ａの変形を防止或いは抑制することができる。

本実施例では、圧入部２０１ｅ、溝部２０１ｄ及び突起部２０１ｃが軸方向に並んで設けられており、リリーフシート部材２０１の軸方向長さＬ２０１が長くなる傾向にある。因みに本実施例では、リリーフシート部材２０１の軸方向長さＬ２０１は直径Ｄｅよりも大きい。さらに突起部２０１ｃ及び溝部２０１ｄが圧入部２０１ｅに対してシート部側の一端部に配置されているため、リリーフシート部材２０１の重心Ｐｃの位置に気を付けていないと、重心Ｐｃが軸方向において圧入部２０１ｅの軸方向長さＬｅの範囲外に位置することになる。

さらに突起部２０１ｃの外径Ｄｃがリリーフシート部材２０１の最大外径となる圧入部２０１ｅの外径Ｄｅよりも小さいため、リリーフシート部材２０１の重心Ｐｃが、軸方向において、圧入部２０１ｅの軸方向長さＬｅの範囲外にあると、リリーフシート部材２０１を横向きに置いた場合に、リリーフシート部材２０１がシート部側に倒れてしまう。

本実施例では、リリーフシート部材２０１の重心Ｐｃは、軸方向において、圧入部２０１ｅの軸方向長さＬｅの範囲内に配置される。すなわち、リリーフシート部材２０１の軸方向の重心位置Ｐｃが圧入部２０１ｅの軸方向長さＬｅの範囲内にある。このため、リリーフシート部材２０１を横向きに置いた場合に、リリーフシート部材２０１の倒れが生じない。この場合、溝部２０１ｄの大きさを変えることで、軸方向における重心Ｐｃの位置を調整することができる。

また本実施例では、圧入部２０１ｅの、溝部２０１ｄ及び突起部２０１ｃとは反対側の他端部に、軸方向長さＬｈの非圧入部２００ｈが設けられており、この非圧入部２００ｈの軸方向長さＬｈを調整することで、軸方向における重心Ｐｃの位置を調整することができる。また、この軸方向長さＬｈを突起部２０１ｃの軸方向長さＬｃも大きくすることで、軸方向における重心Ｐｃの位置を圧入部２０１ｅの軸方向長さＬｅの範囲内に確実に配置することが容易になる。この場合、圧入部２０１ｅの軸方向長さＬｅを長くしてもよいが、そうするとリリーフシート部材２０１の圧入に大きな荷重が必要になり、設備が大型化することになる。本実施例では、圧入部２０１ｅに対して軸方向の両側に溝部２０１ｄ及び突起部２０１ｃと非圧入部２００ｈとが分かれて配置されることにより、軸方向における重心Ｐｃの位置を圧入部２０１ｅの軸方向長さＬｅの範囲内に確実に配置することが容易になる。

なお本実施例では、リリーフシート部材２０１はリリーフボディ２０５に圧入されることにより、リリーフ弁機構２００がモジュール化され、高圧燃料供給ポンプの組み立てが容易になる。

シート部２０１ａとバルブ２０２との間に隙間が生じると、燃料が遮断できないことになる。この場合、コモンレール２３の燃料がシート部２０１ａおよび第二の穴１ｄを通過して加圧室１１に戻ってしまう。すると、インジェクタ２４に燃料を供給できず、エンジン不調の要因となる。また、加圧室１１に戻る量が微量であってもコモンレール２３内の圧力を保持することが難しくなり、アイドルストップ時などにおけるエンジン再始動に必要な時間がより長くなるなど、乗り心地に影響を与えることになる。また、シート部２０１ａを燃料が通過する際にキャビテーションによるエロージョンを生じさせることになり、このキャビテーション・エロージョンによりシート部２０１ａが破壊され、これもまたエンジン不調の要因となる。

本実施例のリリーフ弁機構２００では、溝部２０１ｄによって、圧入部２０１ｅがリリーフボディ２０５に圧入された際の変形をシート部２０１ａに伝達し難くすることが可能であり、シート部２０１ａが変形し、シート部２０１ａとバルブ２０２との間に隙間が生じないような構成とすることができる。

また、溝部２０１ｄを設けたリリーフシート部材２０１は、圧入時の変形を溝部２０１ｄで吸収することができ、シート部２０１ａと圧入部２０１ｅとの間の距離を短く設定することができる。これは、レイアウト性を向上させることが可能となるほか、軸方向における重心Ｐｃの位置を圧入部２０１ｅの軸方向長さＬｅの範囲内に配置することを容易にする。

次に製作方法について述べる。リリーフシート部材２０１の製作方法は旋盤加工が一般的であるが、圧入部２０１ｅに真円度および面粗さ等の精度が求められる場合は研削工程が必要となる。この場合、研削加工を安価に行えるのが、部品を１個１個チャックせずに研削加工を実施できるセーターレス研削である。

センターレス研削は、平行に並んだ回転する二つのローラーの上に円筒状の部品を横向きに並べ、上から砥石を押し当てながら部品を軸方向に移動させ、外周を研削する方法で、ローラー上で部品が倒れていると研削ができない。しかし部品が倒れなければ、パーツフィーダーから連続してローラー部に部品を自動供給することができるため、安価に研削加工を実施することができる。

本実施例では、リリーフシート部材２０１の外周溝部２０１ｄの幅（軸方向長さ）Ｌｄを、シート部２０１ａの変形を防ぐために必要な大きさを確保した上で、できるだけ短くし、重心Ｐｃがローラーと接触する外周圧入部２０１ｅの軸方向長さＬｅの範囲内に収めているので、リリーフシート部材２０１を横置きにしても倒れることはなく、センターレス研削のローラー上にリリーフシート部材２０１を連続供給することが可能である。

このように研削されたリリーフシート部材２０１の圧入部２０１ｅは真円度および面粗さの精度が良くなり、圧入時の摩擦力が低減されるため、リリーフセット圧力を調整するリリーフシート部材２０１の圧入工程で、圧入力のばらつきを小さくすることができ、圧入不良や荷重調整不良が低減する。また、リリーフシート２０１の圧入部２０１ｅからの燃料漏れポテンシャルが減り、残圧不良などの性能不良が低減する。

以上説明したように、本実施例によれば、コンパクトで高精度なリリーフシート部材２０１を使うことによって、安価で不良の少ない高品質な高圧燃料供給ポンプを提供することができる。

［実施例２］
本発明の実施例２の高圧燃料供給ポンプについて図７を用いて説明する。図７は、本発明の実施例２による高圧燃料供給ポンプのリリーフ弁機構の拡大縦断面図であり、リリーフ弁機構が閉弁状態にある状態を示す。実施例１と同じ構成には同一の符号を示し、説明は省略する。本実施例以降の実施例においても同様とする。

本実施例の高圧燃料供給ポンプのリリーフ弁機構２００は、上述した実施例１とは異なり、リリーフボディ２０５を用いずに、ポンプボディ１に設けられた第一の穴１ｃに、バルブ２０２、バルブホルダ２０３、リリーフばね２０４が挿入され、かつリリーフシート部材２０１についてもこの第一の穴１ｃに直接圧入されて構成されたものである。

本実施例の囲繞部材は、加圧室１１が形成されるポンプボディ１で構成され、リリーフシート部材２０１の圧入部２０１ｅは、ポンプボディ１により構成される囲繞部材に圧入される。すなわち、リリーフシート部材２０１は、リリーフ弁機構２００を収納するポンプボディ１に圧入される圧入部２０１ｅを有する。

リリーフボディ２０５以外の構成は、実施例１と同じであり、実施例１と同様な作用効果を奏することができる。

さらに本実施例では、部品点数が減少し、高圧燃料供給ポンプの製造コストを低減することができる。なお、本実施例では、リリーフシート部材２０１の外周に配置される部材はポンプボディ１であり、バルブ２０２側のリリーフシート部材２０１の外周部とポンプボディ１の第一の穴１ｃの内周面との間に大きさが（（Ｄｅ−Ｄｃ）／２）の隙間が形成される。

［実施例３］
本発明の実施例３の高圧燃料供給ポンプについて図８を用いて説明する。図８は本実施例の高圧燃料供給ポンプの縦断面図を示す図である。

本実施例の高圧燃料供給ポンプは、図８に示すように、リリーフ弁機構２００は、実施例１と同様にリリーフボディ２０５を有し、コモンレール２３内圧力が設定値以上になった場合に燃料を第三の穴１ｈ（縦穴）を介してダンパ室１０ｃに戻すように構成されている。すなわち本実施例は、異常高圧燃料をリリーフする先が加圧室１１ではなくダンパ室１０ｃである構成が実施例１と異なる。その他の構成は、実施例１と同じであり、実施例１と同様な作用効果を奏することができる。

すなわち、本実施例では、リリーフ弁機構２００の下流側は、ダンパ室１０ｃに接続される。

この場合、加圧室１１とリリーフ弁機構２００は空間的に接続されないため、加圧室１１と空間的に接続される体積を縮小することができる。吐出行程時にプランジャ２によって加圧される体積を減らすことができ、高圧吐出する際の吐出量効率を高めることができる。吐出量効率が高まることでプランジャ２を上昇させるために必要なエネルギーを減らすことができ、燃費向上やＣＯ_２削減に貢献することができる。

本実施例において、リリーフ弁機構２００は実施例２の構成を採用してもよい。すなわち、リリーフボディ２０５を用いずに、ポンプボディ１に設けられた第一の穴１ｃに、バルブ２０２、バルブホルダ２０３、リリーフばね２０４を挿入し、かつリリーフシート部材２０１を第一の穴１ｃに直接圧入するようにしてもよい。

上述した各実施例においては、下記の高圧燃料供給ポンプが構成される。
リリーフ弁機構２００を有する高圧燃料供給ポンプであって、
リリーフ弁機構２００は、
リリーフ弁２０２と、
リリーフ弁２０２が着座するシート部２０１ａを有するリリーフシート部材２０１と、
を備え、
リリーフシート部材２０１は、
リリーフシート部材２０１の径方向外側に配置されてリリーフシート部材２０１を囲繞する囲繞部材１，２０５に圧入される圧入部２０１ｅと、
圧入部２０１ｅに対してリリーフ弁２０２の側の外周部に周方向に環状に形成された溝部２０１ｄと、
を有し、
リリーフシート部材２０１の軸方向における重心位置Ｐｃが圧入部２０１ｅの軸方向長さＬｅの範囲内にある。

さらに具体的には、下記のように構成されるとよい。
リリーフ弁機構２００を有する高圧燃料供給ポンプであって、
リリーフ弁機構２００は、
リリーフ弁２０２と、
リリーフ弁２０２が着座するシート部２０１ａを有するリリーフシート部材２０１と、
を備え、
リリーフシート部材２０１は、
リリーフシート部材２０１の径方向外側に配置されてリリーフシート部材２０１を囲繞する囲繞部材１，２０５に圧入される圧入部２０１ｅと、
圧入部２０１ｅに対してリリーフ弁２０２の側の外周部に周方向に環状に形成された溝部２０１ｄと、
溝部２０１ｄに対してリリーフ弁２０２の側に、溝部２０１ｄの底部から径方向外側に鍔状に突き出すように、周方向に環状に形成された鍔部２０１ｃと、
を有し、
リリーフシート部材２０１の圧入部２０１ｅ、鍔部２０１ｃおよび溝部２０１ｄの外径は、圧入部２０１ｅの外径Ｄｅが鍔部２０１ｃの外径Ｄｃよりも大きく、かつ鍔部２０１ｃの外径Ｄｃが溝部２０１ｄの外径Ｄｄよりも大きく形成され、
リリーフシート部材２０１の軸方向長さＬ２０１はリリーフシート部材の最大外径である圧入部２０１ｅの外径Ｄｅよりも大きく、
リリーフシート部材２０１の軸方向における重心位置Ｐｃが圧入部２０１ｅの軸方向長さＬｅの範囲内にある。

［その他］
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記の実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

上記実施例では、バルブ２０２は、ボールバルブであるが、例えば、棒状の弁体であってもよい。また、上記実施例では、バルブ２０２とバルブホルダ２０３は別体であるが一体であってもよい。

また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。

１…ポンプボディ（囲繞部材）、２００…リリーフ弁機構、２０１…リリーフシート部材（囲繞部材）、２０１ａ…シート部、２０１ｃ…鍔部（突起部）、２０１ｅ…圧入部、２０１ｄ…溝部、２０２…リリーフ弁（バルブ）、Ｄｃ…鍔部２０１ｃの外径、Ｄｄ…溝部２０１ｄの外径、Ｄｅ…圧入部２０１ｅの外径（リリーフシート部材の最大外径）、Ｌ２０１…リリーフシート部材２０１の軸方向長さ、Ｌｅ…圧入部２０１ｅの軸方向長さ、Ｐｃ…重心（重心位置）。

Claims (6)

1. リリーフ弁機構を有する高圧燃料供給ポンプであって、
   前記リリーフ弁機構は、
   リリーフ弁と、
   前記リリーフ弁が着座するシート部を有するリリーフシート部材と、
   を備え、
   前記リリーフシート部材は、
   前記リリーフシート部材の径方向外側に配置されて前記リリーフシート部材を囲繞する囲繞部材に圧入される圧入部と、
   前記圧入部に対して前記リリーフ弁の側の外周部に周方向に環状に形成された溝部と、
   を有し、
   前記リリーフシート部材の軸方向における重心位置が前記圧入部の軸方向長さの範囲内にある高圧燃料供給ポンプ。
2. 請求項１に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
   前記リリーフシート部材は、
   前記溝部に対して前記リリーフ弁の側に前記溝部の底部から径方向外側に鍔状に突き出した鍔部を有する高圧燃料供給ポンプ。
3. 請求項２に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
   前記鍔部の外径は前記圧入部の外径よりも小さい高圧燃料供給ポンプ。
4. 請求項３に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
   前記囲繞部材は、加圧室が形成されるポンプボディで構成され、
   前記リリーフシート部材の前記圧入部は、前記ポンプボディに圧入される高圧燃料供給ポンプ。
5. 請求項３に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
   前記囲繞部材は、加圧室が形成されるポンプボディとは異なる部材で構成され、前記リリーフ弁および前記リリーフシート部材を収納するリリーフボディで構成され、
   前記リリーフシート部材の前記圧入部は、前記リリーフボディに圧入される高圧燃料供給ポンプ。
6. リリーフ弁機構を有する高圧燃料供給ポンプであって、
   前記リリーフ弁機構は、
   リリーフ弁と、
   前記リリーフ弁が着座するシート部を有するリリーフシート部材と、
   を備え、
   前記リリーフシート部材は、
   前記リリーフシート部材の径方向外側に配置されて前記リリーフシート部材を囲繞する囲繞部材に圧入される圧入部と、
   前記圧入部に対して前記リリーフ弁の側の外周部に周方向に環状に形成された溝部と、
   前記溝部に対して前記リリーフ弁の側に、前記溝部の底部から径方向外側に鍔状に突き出すように、周方向に環状に形成された鍔部と、
   を有し、
   前記リリーフシート部材の前記圧入部、前記鍔部および前記溝部の外径は、前記圧入部の外径が前記鍔部の外径よりも大きく、かつ前記鍔部の外径が前記溝部の外径よりも大きく形成され、
   前記リリーフシート部材の軸方向長さは前記リリーフシート部材の最大外径である前記圧入部の外径よりも大きく、
   前記リリーフシート部材の軸方向における重心位置が前記圧入部の軸方向長さの範囲内にある高圧燃料供給ポンプ。

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