JP4585977B2 - 高圧燃料供給ポンプ及びその組立方法 - Google Patents

Description

本発明は内燃機関の燃料噴射弁に高圧燃料を圧送する高圧燃料供給ポンプに関し、特に吐出弁ユニットがポンプボディに取り付けられた高圧燃料供給ポンプ及びその組立方法に関する。

従来の高圧燃料供給ポンプでは、ポンプボディの外壁に吐出弁ユニット取り付け用の凹部を形成し、この凹部にポンプボディの外側から吐出弁ユニットを組み付け、この凹部の開口部に高圧配管用ジョイントを取り付けていた。

特開平１０−１８４４８３号公報 特開２００４−１３８０６２号公報

上記従来技術では、外気とのシール部を１箇所にするためには吐出弁ユニット取り付け用の凹部に高圧配管用ジョイントを取り付けざるを得なかった。なぜなら、吐出弁ユニット取り付け用の凹部をシールするシール部と高圧配管用ジョイント部のシール部とがそれぞれ用意されなければならないからである。

本発明の目的は、吐出弁ユニットと、高圧配管用ジョイントとを独立した部分に取り付けるにも拘らず、シール箇所が１ヶ所で済むようにすることにある。

上記目的を達成するために、本発明はポンプボディに設けた加圧室用の凹部の内側から、吐出通路に通じる凹所を設け、この凹所に内側から吐出弁ユニットを取り付けるようにした。

このように構成した本発明によれば、吐出弁ユニットを高圧配管用ジョイントとは無関係にポンプボディに取り付けられるにも拘らず、外部とのシール部は高圧配管用ジョイント部の１箇所で済む。

以下、図を参照して本発明の実施例を具体的に説明する。
（第１の実施例）
図１乃至図３に基づき本発明の第一実施例について具体的に説明する。まず図３に示すシステムの全体構成図を用いて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ポンプボディを示し、この破線の中に示されている機構，部品は高圧ポンプボディ１に一体に組み込まれていることを示す。

燃料タンク２０の燃料はフィードポンプ２１によって汲み上げられ、吸入配管２８を通してポンプボディ１の吸入ジョイント１０ａに送られる。その際ポンプボディ１への吸入燃料はプレッシャ−レギュレータ２２にて一定の圧力に調圧される。

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，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３０の吸入ポート３０ａに至る。脈動防止機構９については後で詳しく説明する。

電磁吸入弁機構３０は電磁コイル３０ｂを備え、この電磁コイル３０ｂが通電されている状態では電磁プランジャ３０ｃが図１の右方に移動した状態で、ばね３３が圧縮された状態が維持される。電磁プランジャ３０ｃの先端に取り付けられた吸入弁体３１が高圧ポンプの加圧室１１につながる吸入口３２を開いている。

電磁コイル３０ｂが通電されていない状態で、かつ吸入通路１０ｄ(吸入ポート３０ａ)と加圧室１１との間の流体差圧が無い時は、このばね３３の付勢力により、吸入弁体３１は閉弁方向に付勢され吸入口３２は閉じられた状態となっている。

具体的には以下のように動作する。

後述するカムの回転により、プランジャ２が図１の下方に変位して吸入工程状態にある時は、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。この工程で加圧室１１内の燃料圧力が吸入通路１０ｄ（吸入ポート３０ａ）の圧力よりも低くなると、吸入弁体３１には燃料の流体差圧による開弁力（吸入弁体３１を図１の右方に変位させる力）が発生する。

この流体差圧による開弁力により、吸入弁体３１は、ばね３３の付勢力に打ち勝って開弁し、吸入口３２を開くように設定されている。

この状態にて、エンジンコントロールユニット２７（以下ＥＣＵと称す）からの制御信号が電磁吸入弁機構３０に印加されると電磁吸入弁機構３０の電磁コイル３０ｂには電流が流れ、磁気付勢力により電磁プランジャ３０ｃが図１の右方に移動し、ばね３３が圧縮された状態が維持される。その結果、吸入弁体３１が吸入口３２を開いた状態が維持される。

電磁吸入弁機構３０に入力電圧の印加状態を維持したまま、プランジャ２が吸入工程を終了し、圧縮工程へと移行した場合、プランジャ２が圧縮工程（図１の上方へ移動する状態）に移ると、電磁コイル３０ｂへの通電状態を維持したままなので磁気付勢力は維持されたままであり、依然として吸入弁体３１は開弁したままである。

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体３１を通して吸入通路１０ｄ
（吸入ポート３０ａ）へと戻されるので、加圧室の圧力が上昇することは無い。この工程を戻し工程と称す。

この状態で、ＥＣＵ２７からの制御信号を解除して、電磁コイル３０ｂへの通電を断つと、電磁プランジャ３０ｃに働いている磁気付勢力は一定の時間後（磁気的，機械的遅れ時間後）に消去される。吸入弁体３１にはばね３３による付勢力が働いているので、電磁プランジャ３０ｃに作用する電磁力が消滅すると吸入弁体３１はばね３３による付勢力で吸入口３２を閉じる。吸入口３２が閉じるとこのときから加圧室１１の燃料圧力はプランジャ２の上昇運動と共に上昇する。そして、燃料吐出口１２の圧力以上になると、吐出弁ユニット８を介して加圧室１１に残っている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。この工程を吐出工程と称す。すなわち、プランジャ２の圧縮工程（下始点から上始点までの間の上昇工程）は、戻し工程と吐出工程からなる。

そして、電磁吸入弁機構３０の電磁コイルへ３０ｃへの通電を解除する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。電磁コイルへ３０ｃへの通電を解除するタイミングを早くすれば、圧縮工程中の、戻し工程の割合が小さく、吐出工程の割合が大きい。すなわち、吸入通路１０ｄ（吸入ポート３０ａ）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、入力電圧を解除するタイミングを遅くすれば、圧縮工程中の、戻し工程の割合が大きく、吐出工程の割合が小さい。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。電磁コイルへ３０ｃへの通電を解除するタイミングは、ＥＣＵ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、電磁コイルへ３０ｃへの通電を解除する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。

加圧室１１の出口には吐出弁ユニット８が設けられている。吐出弁ユニット８はシート部材８ａ，吐出弁８ｂ，吐出弁ばね８ｃを備え、加圧室１１と燃料吐出口１２に燃料差圧が無い状態では、吐出弁８ｂは吐出弁ばね８ｃによる付勢力でシート部材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、燃料吐出口１２の燃料圧力よりも大きくなった時に始めて、吐出弁８ｂは吐出弁ばね８ｃに逆らって開弁し、加圧室１１内の燃料は燃料吐出口１２を経てコモンレール２３へと高圧吐出される。

かくして、燃料吸入口１０ａに導かれた燃料はポンプボディ１の加圧室１１にてプランジャ２の往復動によって必要な量が高圧に加圧され、燃料吐出口１２からコモンレール
２３に圧送される。

コモンレール２３には、インジェクタ２４，圧力センサ２６が装着されている。インジェクタ２４は、内燃機関の気筒数に合わせて装着されており、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２７の制御信号にてしたがって開閉弁して、燃料をシリンダ内に噴射する。

ポンプボディ１にはさらに、吐出弁８ｂの下流側と吸入通路１０ｃとを連通するリリーフ流路２１０が設けられている。

リリーフ流路２１０には燃料の流れを吐出流路から吸入通路１０ｃへの一方向のみに制限するリリーフ弁２０２が設けられている。リリーフ弁２０２は、押付力を発生するリリーフばね２０４によりリリーフ弁シート２０１に押し付けられており、吸入室内とリリーフ通路内との間の圧力差が規定の圧力以上になるとリリーフ弁２０２がリリーフ弁シート２０１から離れ、開弁するように設定している。オリフィスプレート２１４はリリーフ通路２１０の途中に設けられ、リリーフ通路２１０内の圧力の急変によってリリーフ弁202が過敏に開かないようにしている。

インジェクタ２４の故障等によりコモンレール２３等に異常高圧が発生した場合、リリーフ流路２１０と吸入通路の差圧がリリーフ弁２０２の開弁圧力以上になると、リリーフ弁２０２が開弁し、異常高圧となった燃料はリリーフ流路２１０から吸入通路へと戻され、コモンレール２３等の高圧部配管が保護される。

以下に高圧燃料ポンプの構成，動作を図１，図２を用いてさらに詳しく説明する。

ポンプボディ１には中心に加圧室１１としての凹部１Ａが形成されており、この加圧室１１の内周壁から燃料吐出口１２の間に吐出弁ユニット８装着用の凹所１１Ａが形成されている。さらに加圧室１１に燃料を供給するための電磁吸入弁機構３０を取り付けるための孔３０Ａが吐出弁ユニット装着用の凹所１１Ａと同一軸線上で、ポンプボディの外側壁に設けられている。

加圧室１１としての凹部１Ａの中心軸線に対して、吐出弁ユニット８装着用の凹所11Ａと電磁吸入弁機構３０を取り付けるための孔の軸線は直角に交わるように形成されている。

加圧室１１から吐出通路に燃料を吐出するための吐出弁ユニット８が設けられている。また、プランジャ２の進退運動をガイドするシリンダ６が加圧室１１に臨むようにして取り付けられている。

第一の実施例では吐出弁ユニット８装着用の凹所１１Ａと電磁吸入弁機構３０を取り付けるための孔３０Ａの軸線とが同一軸線になるように形成したが、これによれば、電磁吸入弁機構３０を取り付けるための孔３０Ａから吐出弁ユニット８の装着用の凹所１１Ａにまっすぐ組み付けることができる。あるいは、吐出弁ユニット８を圧入する際の力を電磁吸入弁機構３０を取り付けるための孔３０Ａから加えることができる。この場合、孔30Ａの直径は最小径部において、吐出弁ユニットの最大外径より大きく構成される必要がある。

しかし、これらの孔や凹所の軸線を周方向にあるいは上下方向にずらすこともできる。この場合、吐出弁ユニット８はシリンダ６取り付け用の開口１Ｂ側から組み付けることになる。

シリンダ６は外周がシリンダホルダ７で保持され、シリンダホルダ７の外周に刻設された雄ねじを、ポンプボディ１に螺刻された雌ねじにねじ込むことによってポンプボディ１に固定される。シリンダ６は加圧室１１内で進退運動するプランジャ２をその進退運動方向に沿って摺動可能に保持する。

第一の実施例ではシリンダ６を吐出弁ユニット８の抜け止めに用いるので、吐出弁ユニット８を凹所１１Ａに装着した後、シリンダ６を取り付け用の開口１Ｂに装着される。

これによって、凹所１１Ａ装着された吐出弁ユニット８の内側端部に対面する位置までシリンダ６の先端部を挿入でき、シリンダ６を吐出弁ユニット８の抜け止めとして用いることができる。

シリンダ６を抜け止めとして用いない場合は、シリンダ６の長さを短くして、吐出弁ユニット８の位置まで届かないように構成する。この場合は、シリンダ６を先に固定し、その後吐出弁ユニット８を凹所１１Ａに装着することも可能である。

プランジャ２の下端には、エンジンのカムシャフトに取り付けられたカム５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３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３に圧着されている。これによりカム５の回転運動に伴い、プランジャ２を上下に進退（往復）運動させることができる。

また、シリンダホルダ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の図中下端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、燃料が外部に漏れることを防止する。同時にエンジンルーム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。

ダンパカバー１４には、ポンプ内で発生した圧力脈動の燃料配管２８への波及を低減させる圧力脈動低減機構９が固定されている。

圧力脈動低減機構９は圧力低減ダンパ９ａ，遮断機構９ｂからなる。

遮断機構９ｂは吸入口１０ａを備えた吸入ジョイント１６によりダンパカバー１４に固定されている。

ダンパカバー１４はポンプボディ１に固定され、吸入流路は１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄからなり、途中にはポンプ内で発生した圧力脈動の燃料配管２８への波及を低減させる圧力脈動低減機構９が存在する。

燃料吐出口（吐出側配管接続部）１２はポンプボディ１に形成されており、吸入口10ａから燃料吐出口１２に至る燃料通路の途中に、燃料を加圧する加圧室１１が形成されている。

加圧室１１の入り口には電磁吸入弁機構３０が設けられている。吸入弁体３１は電磁吸入弁機構３０内に設けられた吸入弁ばね３３によって吸入口を閉じる方向に付勢力がかけられている。これにより電磁吸入弁機構３０は燃料の流通方向を制限する逆止弁となる。

加圧室１１の出口には吐出弁ユニット８が設けられている。吐出弁ユニット８はシート部材（シート部材）８ａ，吐出弁８ｂ，吐出弁ばね８ｃ，吐出弁ストッパとしての保持部材８ｄからなる。加圧室１１と燃料吐出口１２に燃料差圧が無い状態では、吐出弁８ｂは吐出弁ばね８ｃによる付勢力でシート部材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、燃料吐出口１２の燃料圧力よりも大きくなった時に始めて、吐出弁
８ｂは吐出弁ばね８ｃに逆らって開弁し、加圧室１１内の燃料は燃料吐出口１２を経てコモンレール２３へと高圧吐出される。吐出弁８ｂは開弁した際、保持部材８ｄと接触し、動作を制限させられる。したがって、吐出弁８ｂのストロークは保持部材８ｄによって適切に決定せられる。もし、ストロークが大きすぎると、吐出弁８ｂの閉じ遅れにより、燃料吐出口１２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ので、高圧ポンプとしての効率低下してしまう。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、保持部材８ｄにてガイドしている。以上のようにすることで、吐出弁ユニット８は燃料の流通方向を制限する逆止弁となる。

吸入弁体３１は、閉弁時は吸入口３２のシートと接触し、吸入通路１０と加圧室１１を遮断する。

電磁駆動機構に入力電圧が解除され磁気付勢力がなく、かつ吸入通路１０ｄと加圧室
１１の流体差圧が無い時は、この吸入弁ばね３３の付勢力により、吸入弁体３１は閉弁方向に付勢され閉弁状態となっている。

カム５の回転により、プランジャ２が吸入工程にある時は、加圧室１１の容積は増加し燃料圧力が低下する。加圧室１１の燃料圧力が吸入通路１０ｄの圧力よりも低くなると、吸入弁体３１には燃料の流体差圧による開弁力が発生する。

この流体差圧による開弁力により、吸入弁体３１は、吸入弁ばね３３の付勢力に打ち勝って、開弁するように設定されている。

この状態にて、ＥＣＵ２７からの入力電圧が電磁吸入弁機構３０に印加されると電磁吸入弁機構３０には電流が流れ、磁気付勢力により開弁状態が維持される。

電磁吸入弁機構３０に入力電圧の印加状態を維持したまま、プランジャ２は吸入工程を終了し、圧縮工程へと移行する。

プランジャ２が圧縮工程に移ると、入力電圧の印加状態を維持したままなので磁気付勢力は印加されたままであり、依然として吸入弁体３１は開弁したままである。

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、この状態であると、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体３１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。この工程を戻し工程と称す。

またこの時、吸入通路１０ｄへ戻された燃料により吸入通路１０には圧力脈動が発生する。この圧力脈動は圧力脈動ダンパ９ａが膨張・収縮することで吸収低減される。ここで、遮断機構９ｂは遮断弁シート９ｂ１，遮断弁９ｂ２，遮断弁ばね９ｂ３，遮断ばねストッパ９ｂ４からなり、遮断弁シート９ｂ１、および遮断ばねストッパ９ｂ４は吸入ジョイントに圧入固定され、遮断弁９ｂ２は燃料の流れを、吸入口１０ａから１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの方向のみに制限するよう遮断弁ばね３にて遮断弁シート９ｂ１に押圧されている。そして、遮断弁９ｂ２には小孔９ｂ５が設けられている。

戻し工程中、遮断弁９ｂは閉弁状態になるので、燃料は１０ａから吸入配管２８へ小孔９ｂ５を通して僅かに流れるのみであり、大部分は圧力脈動ダンパ９ａの容積変化によって吸収される。ここで、小孔９ｂ５は戻し工程中に吸入流路１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの燃料圧力が上昇してしまうのを抑える。

この状態で、ＥＣＵ２７からの入力電圧を解除にすると、電磁吸入弁機構３０に流れる電流はゼロになり、吸入弁体に働いている磁気付勢力は一定の時間後に消去される。吸入弁体３１には吸入弁ばね３３による付勢力が働いているので、これにより閉弁し、このときから加圧室１１の燃料圧力はプランジャ２の上昇運動と共に上昇する。そして、燃料吐出口１２の圧力以上になると、吐出弁ユニット８を介して加圧室１１に残っている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。この工程を吐出工程と称す。すなわち、プランジャの圧縮工程は、戻し工程と吐出工程からなる。

そして、電磁吸入弁機構３０への入力電圧を解除する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。入力電圧を解除するタイミングを早くすれば、圧縮工程中の、戻し工程の割合が小さく、吐出工程の割合が大きい。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、入力電圧を解除するタイミングを遅くすれば、圧縮工程中の、戻し工程の割合が大きく、吐出工程の割合が小さい。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。入力電圧を解除するタイミングは、ＥＣＵからの指令による。

以上のようにすることで、入力電圧を解除する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。

リリーフ弁機構２００はリリーフ弁シート２０１，リリーフ弁２０２，リリーフ押さえ
２０３，リリーフばね２０４，リリーフばねアジャスタ２０５からなる。

ポンプボディ１にリリーフ弁シート２０１を圧入固定し、オリフィスプレート２１４をポンプボディ１とリリーフ弁シート２０１の間にはさみ込む形で固定する。リリーフ弁
２０２はリリーフ押さえ２０３を介して、リリーフばね２０４の押付力によってリリーフ弁シート２０１に圧着されている。リリーフ弁２０２の開弁圧力は、リリーフばね２０４にて発生する押付力によって決定されるが、この押付力は、リリーフばねアジャスタ205の外周に螺刻されたねじを、ポンプボディ１に螺刻されたねじに組み込み、リリーフばね２０４の圧縮量を調整することによって決定する。燃料はＯリング２１３により外部への燃料をシールしている。

リリーフ流路２１５は、吸入流路１０ｃに接続されている。これにより、リリーフバルブ２０２の出口は圧力脈動低減機構９と前記吸入弁３２の間に接続される。

オリフィスプレート２１４には１個、または２個以上のオリフィスが設けられている。

次に、高圧燃料供給ポンプによって、正常に燃料がコモンレール２３へと高圧圧送されている場合について説明する。

プランジャ２が上昇中すなわち圧縮工程中の、戻し工程から加圧工程に移行する瞬間から、直後にかけて加圧室１１内では圧力オーバーシュートが発生する。加圧室１１で発生した圧力オーバーシュートは燃料吐出口１２からリリーフ流路２１０，オリフィスプレート２１４へと伝播していく。オリフィスプレート２１４まで伝播してきた圧力オーバーシュートは、オリフィス２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃによってリリーフ流路２１１への伝播を妨げられ、リリーフ流路２１１における圧力オーバーシュートはリリーフ弁２０１の開弁圧力以上にはならない。したがって、リリーフ弁の入口・出口の圧力差がリリーフ弁の開弁圧力以上にはならず、リリーフ弁が誤動作することはなく、高圧吐出される燃料の量の低下もない。

以上のポンプ構成において、吐出弁ストッパとしての保持部材８ｄは吐出弁８ｂ，吐出弁ばね８ｃを入れた状態でシート部材８ａに軽い圧入で嵌合されており、吐出弁ユニット８として、加圧室１１側からポンプボディ１に圧入によって組み付けられる。

これによって、組立性の向上をはかることができる。また、吐出弁ユニット８と吐出配管接続部１２の間にリリーフバルブに至る燃料通路を接続することにより、容易にリリーフバルブをポンプに内蔵することができる。

ポンプボディ１には吐出弁ユニット８のストッパ部を設け、加圧室１１側にはシート部材８ａの抜け止め部を設けたシリンダ６を設け、シート部材８ａとシリンダ６にはシート部材８ａとポンプボディ１の圧入嵌合長より小さい隙間が設けてある。

これによって、シート部材とポンプボディの圧入嵌合力（圧入締代）を小さくしてもシート部材が抜け出すことがないので、圧入嵌合力（圧入締代）を大きくする必要がなく、圧入時のシート部の変形による弁シート性の悪化を防止することができる。従って、圧入嵌合力（圧入締代）の公差幅の管理をラフにでき、安価な加工ができる。

また、シート部材８ａとシリンダ６の間に隙間があるため、組立時の各部の寸法公差による位置ずれを隙間で吸収でき、また、ポンプ動作時にシート部材８ａが隙間分移動しても圧入嵌合部を確保できるため、圧入部のシール性を維持できる。

また、吐出弁ユニット８と燃料吐出口１２の間の燃料通路には、シート部材８ａの外径より小径の通路１２ａと図示していない吐出配管と圧接するテーパシール部１２ｂが設けられている。

これによって、シート部材８ａの外径には関係無しに、シール部径を自由に決めることができるので、シール部の受圧面積を小さくすることができるので、小型で安価で信頼性の高い接続方法をとることができる。本実施例では、吐出側配管ジョイントがねじ込まれる燃料吐出口１２の内径は吐出弁ユニット８の外径の最も大きいシート部材８ａの外径と同じかそれより小さくすることもできる。その結果、吐出口とジョイントとの間のシール部の面積が、小さくでき、上記効果が得られる。

本発明は、吐出配管接続シールの方法は本実施例のみに限定されるものではない。

例えば、特開２００４−１３８０６２号公報のようにジョイントをポンプボディに溶接するものにおいても、シート部材８ａの外径より小径の通路１２ａをポンプボディ１の出口まで延長して、この小径部にて溶接接合することによって溶接部にかかる受圧面性を小さくできるため、溶接部の付加荷重を小さくすることができる。

また、特開平１０−１８４４８３号公報のように、吐出口の外周部にシール部分を設けたものでも、ねじ径を小さくすることによって、シール部径も小さくでき受圧面積を小さくできる。

以上のように、シール部の受圧面積を小さくすることができるので、小型で安価で信頼性の高い接続方法をとることができる。
（第２の実施例）
次に第２の実施例について説明する。

図４は、第２実施例の高圧燃料供給ポンプの横断面図で、図５のIV−IV断面図である。

図４は、図１の実施例に対して、燃料吐出口１２の向きを変えたものである。

このように、吐出弁ユニット８を加圧室１１側からポンプボディ１に組み付けることによって、ポンプ搭載上のスペースの制約等により、吐出配管の取付方向を変えた場合でもシート部材の組立方向を変える必要がなく、組立設備の共用化による生産性の向上を図ることができる。

さらに、リリーフバルブに至る燃料通路を容易に形成することができる。
（第３の実施例）
図５は、図１の実施例に対して、電磁吸入弁機構３０の向きとリリーフ弁機構２００の位置を変えた第３の実施例である。

前述の実施例は、電磁吸入弁機構３０の取付穴から吐出弁ユニット８を組み込んだものであったが、本実施例では、リリーフ弁機構２００の取付穴から吐出弁ユニット８を組み込んでいる。
（第４の実施例）
次に第４の実施例について説明する。

図６は、本発明が実施される高圧燃料供給ポンプの第４の実施例を示す縦断面図である。この実施例は、図１の実施例に対して、燃料吐出口１２の向きを変えたものである。この実施例に示すように、燃料吐出口１２穴中心軸とプランジャ２の軸中心線が平行またはそれぞれの中心線が９０°でない場合においても、加圧室の容積が増加することなく、吐出配管の取付位置の自由度とポンプの吐出効率を両立させることができる。

また、この実施例は、図１の実施例に対して、シート部材８ａの軸中心線とプランジャ２の軸中心線を略９０°に配し、抜け止め部材３００を円管形状とし、プランジャ２のまわりのポンプボディ内壁部に圧入固定している。

これによって、ポンプボディの形状を複雑にすることなく、加圧室の容積を低減することができ、ポンプ吐出効率を向上できる。

なお、上記実施例では吐出弁ユニット８を一つの組体としてあらかじめ組み立てておく実施例を説明したが、これを一体にせずに、吐出弁ストッパとしての保持部材８ｄに吐出弁８ｂ，吐出弁ばね８ｃを入れた状態で加圧室１１側からポンプボディ１の凹所１１Ａに圧入し、その後、シート部材８ａを加圧室１１側からポンプボディ１に圧入して組み付け、吐出弁ユニットを構成しても良い。

この方法によれば、保持部材８ｄをシート部材８ａに圧入する必要がないので、シート部材８ａが変形する虞がない。また、一般的に、耐摩耗性を向上するために、保持部材
８ｄとシート部材８ａは焼入するので、焼入品同士を圧入すると割れが発生しやすくなるが、本実施例ではこれを防止することができる。

なお、上記実施例ではプランジャ２がシリンダ６から突出してポンプボディ１に形成された加圧室１１内で進退するものについて説明したが、シリンダ６の上端を密閉してシリンダ６内に加圧室を形成するタイプの高圧燃料供給ポンプにおいても本発明は実施できる。この場合は、加圧室１１自体はシリンダ６内に存在するが、ポンプボディ１にはシリンダ６の加圧室１１部分の外周を包囲する凹部１１Ｄが形成されており、その凹部に吐出弁ユニット８を装着する凹所１１Ａを形成することになる。

本発明の実施例によって解消される従来技術の問題点は以下の通りである。

特開平１０−１８４４８３号公報の高圧燃料供給ポンプにおいては、シート部材はポンプハウジングの外側から組み込まれており、吐出側配管と接続するためのねじ部が形成され、ハウジングの吐出側配管と接続穴の外周部にＯリングシール部が設けられている。

また、特開２００４−１３８０６２号公報の高圧燃料供給ポンプにおいては、シート部材はポンプハウジングの外側から組み込まれており、吐出側配管と接続するためのテーパシール部を有したジョイントがハウジングに固定されている。

特開平１０−１８４４８３号公報及び特開２００４−１３８０６２号公報のいずれにおいても、シート部材をポンプハウジングの外側から組み込むため、ハウジングにシート部材径より大径の穴をあけざるを得ない。

特開平１０−１８４４８３号公報においては、吐出側配管は直接ポンプハウジングに固定するようにしているため、燃料シール部はハウジング穴の外周部に設けざるを得なく、これによって吐出側配管接続部の受圧面積が大きくなり、配管の固定力はこれに打ち勝つ以上のものが必要となる。このため、ねじ部の強度を確保するため、高強度材料を用いるとか、ねじ部長さを長くする等によって、コスト高やポンプの大型化が必要になるという問題があった。近年、吐出圧は上昇する傾向にあり、ますます大型化せざるを得なくなってきている。

また、ゴム等の弾性材のＯリングは圧力脈動により収縮するため、シール面にこすれ摩耗が発生しやすいので、信頼性を確保するためには金属ガスケット等のシールが必要であり、この場合はさらに巨大な固定力が必要となる。

また、特開２００４−１３８０６２号公報においては、吐出側配管と接続するためのねじ部とテーパシール部を有したジョイントがハウジングに溶接固定されており、この固定部にはハウジング穴径相当の受圧荷重と、テーパシール部のシール面圧を確保するためのねじ締付けトルクがかかる。従って、固定部の強度を確保するために、溶接パワーを大きくする必要があり、溶接機のコスト高や溶接熱により変形が発生するという問題がある。

上記のような配管固定部にかかる荷重を低減するために容易に考えられる手段として、シート部材径を小さくしてハウジング穴径を小さくする方法があるが、この場合は、吐出弁開弁圧力が上昇し、また、弁部の流路抵抗が大きくなることによって、ポンプ加圧室のポンピング時の圧力ピークが増大し、ポンプ効率や信頼性が著しく悪くなるという問題がある。

また、上記のいずれの公報においても、ポンプ搭載上のスペースの制約等により、吐出配管の取付方向を変えた場合は、シート部材の組立方向も吐出配管の向きに応じて変更する必要があり、組立設備の変更によるコスト高や生産性が悪化するという問題がある。

また、シート部材を配置する際に、シート部材の軸中心線とプランジャの軸中心線が平行、またはそれぞれの中心線が９０°にて交差させるようにしないと、加圧室の容積が増加しポンプの吐出効率が落ちてしまうという問題がある。従って、吐出配管の取付位置の自由度が少なく、ポンプ搭載性に問題がある。

また、上記のいずれの公報においても、シート部材をハウジングに圧入固定等をした場合に、圧入嵌合力（圧入締代）が小さいと抜け出し、逆に圧入嵌合力（圧入締代）が大きいとシート部の変形による弁シート性が悪化するので、圧入嵌合力（圧入締代）の公差幅を小さくする必要があるため、加工コスト高となる問題がある。

本実施例によれば以下に説明するようにして、上記従来技術の問題が解消された。
１）加圧室へ燃料を吸入する吸入流路と、加圧室から燃料を吐出する吐出流路とを有し、加圧室内を往復動するプランジャによって燃料の吸入・吐出を行い、吸入流路に吸入弁・前記吐出流路に吐出弁をそれぞれ備えた高圧燃料供給ポンプに、圧力差により開閉する弁体に接触するシート部材を加圧室側から組み付ける。

これによって、ポンプ搭載上のスペースの制約等により、吐出配管の取付方向を変えた場合でもシート部材の組立方向を変える必要がなく、組立の共用化による生産性の向上を図ることができる。
２）また、吐出配管接続穴中心軸とプランジャの軸中心線が平行またはそれぞれの中心線が９０°しない場合においても、加圧室の容積が増加することなく、吐出配管の取付位置の自由度とポンプの吐出効率を両立させることができる。
３）また、吐出弁と吐出配管接続部の間の燃料通路の一部に、シート部材外径より小径な管路をポンプボディ部に設けることによって、この小径部に吐出配管接続シール部を設けることができ、シール部の受圧面積を小さくすることができるので、小型で安価で信頼性の高い接続方法をとることができる。
４）さらに、シート部材を加圧室側から圧入組み付ける際に、ポンプボディ側にシート部材のストッパ部を設け、加圧室側にシート部材の抜け止め部材を設けることによって、シート部材とポンプボディの圧入嵌合力（圧入締代）を小さくしてもシート部材が抜け出すことがないので、圧入嵌合力（圧入締代）を大きくする必要がなく、圧入時のシート部の変形による弁シート性の悪化を防止することができる。これによって、圧入嵌合力（圧入締代）の公差幅の管理をラフにでき、安価な加工ができる。
５）また、好ましくは、シート部材と抜け止め部材の間に隙間をあけ、シート部材とポンプボディの圧入嵌合長さをこの隙間寸法より大きくすることによって、ポンプ動作時にシート部材が隙間分移動しても圧入嵌合部を確保できるため、圧入部のシール性を維持でき、かつ、組立時の各部の寸法公差による位置ずれを隙間で吸収することができる。
６）また、好ましくは、抜け止め部材を、プランジャを摺動保持するシリンダに設けることにより、部品点数の削減によるコスト低減ができる。
７）また、好ましくは、シート部材の軸中心線とプランジャの軸中心線を略９０°に配し、抜け止め部材を円管形状とし、プランジャの外周部に設けることによって、ポンプボディの形状を複雑にすることなく、加圧室の容積を低減することができ、ポンプ吐出効率を向上できる。
８）また、吐出弁の弁体を摺動保持する保持部材を有し、保持部材を加圧室側から組み付けるとともに、加圧室側をシート部材にて圧入固定することによって、保持部材とポンプボディの圧入嵌合力（圧入締代）を大きくすることなしに保持部材を固定することができるので、保持部材内周部の変形を抑えることができ、吐出弁外周部の摺動性を良好にすることができる。
８）また、吐出弁の弁体を摺動保持する保持部材をシート部材にて固定して吐出弁ユニットとすると、組立性の向上をはかることができる。
９）また、吐出弁と吐出配管接続部の間にリリーフバルブに至る燃料通路を接続することにより、容易にリリーフバルブをポンプに内蔵することができる。

本発明は内燃機関の高圧燃料供給ポンプで、いわゆる単筒ポンプに用いて好適である。

本発明が実施された高圧燃料供給ポンプの第一実施例の横断面図で、図２のI−I断面図ある。 本発明が実施された高圧燃料供給ポンプの第一実施例の縦断面図で、図１のII−II断面図ある。 高圧燃料供給ポンプが使用される内燃機関の燃料供給システムの一例を示すシステム図である。 本発明が実施された第二実施例による高圧燃料供給ポンプの全体横断面図である。 本発明が実施された第三実施例による高圧燃料供給ポンプの全体横断面図である。 本発明が実施された第四実施例による高圧燃料供給ポンプの全体縦断面図である。

符号の説明

１…ポンプボディ、１Ｂ…開口、２…プランジャ、６…シリンダ、７…シリンダホルダ、８…吐出弁ユニット、９…圧力脈動低減機構、１１…加圧室、１１Ａ…凹所、１２…燃料吐出口、３０…電磁吸入弁機構、３０Ａ…孔、３１…吸入弁体、３２…吸入口、２００…リリーフ弁機構。

Claims (18)

1. 加圧室で加圧した燃料が吐出弁ユニットを介して吐出通路に吐出されるものにおいて、
   ポンプボディの前記加圧室を備える凹部の内周壁面に開口する凹所に、前記吐出弁ユニットが取り付けられ、
   前記凹所に対面する内周壁面位置に吸入通路が開口しており、
   前記吸入通路の直径は前記吐出弁ユニットの外径より大きく構成され
   ている高圧燃料供給ポンプ。
2. 請求項１に記載したものにおいて、
   前記凹所の直径は前記吐出通路の直径より大きい高圧燃料供給ポンプ。
3. 請求項１に記載のものにおいて、
   前記吐出弁ユニットは、シート部材と当該シート部材と協働して当該シート部材の中心
   に設けられた吐出孔を開閉する弁体と、当該弁体を特定の押し付け力で、前記シート部材
   のシート面に押し付けるばね部材と、このばね部材を前記シート部材に保持する保持部材
   とから構成されている高圧燃料供給ポンプ。
4. 請求項１に記載のものにおいて、
   前記吐出弁ユニットと前記加圧室との間に当該吐出弁ユニットの抜け止め部材を設けた
   高圧燃料供給ポンプ。
5. 請求項１に記載のものにおいて、
   前記吐出通路の出口部で、前記ポンプボディに取り付けられる高圧吐出ジョイントの中
   心軸線を通る燃料通路と前記吐出弁ユニットの中心軸線を通る燃料通路とが交差している
   高圧燃料供給ポンプ。
6. 加圧室へ燃料を吸入する吸入通路と、前記加圧室から前記燃料を吐出する吐出通路とが
   形成されたポンプボディ部を備え、前記加圧室内を往復動するプランジャによって燃料の
   吸入・吐出を行い、前記吸入通路に吸入弁ユニットを、前記吐出通路に吐出弁ユニットを
   それぞれ備えた高圧燃料供給ポンプにおいて、
   前記吐出弁ユニットは、少なくとも、圧力差により開閉する弁体と、該弁体が接触する
   シート部材から形成され、
   前記吐出弁ユニットは前記加圧室内周壁面に形成された凹所に該シート部材が前記加圧室側に位置するようにして前記加圧室側から組み付けられており、
   前記凹所に対面する内周壁面位置に吸入通路が開口しており、
   前記吸入流路の直径は前記吐出弁ユニットの外径より大きく構成され
   ていることを特徴とする、高圧燃料供給ポンプ。
7. 請求項６に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
   前記吐出弁ユニットと吐出配管接続部との間の燃料通路の一部に、前記吐出弁ユニット
   の前記シート部材の外径より小径な管路を前記ポンプボディ部に設けたことを特徴とする
   高圧燃料供給ポンプ。
8. 請求項６に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
   前記吐出弁ユニットの前記加圧室側に当該吐出弁ユニットの抜け止め部材を設けたこと
   を特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
9. 請求項８に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
   前記吐出弁ユニットの軸中心線と前記プランジャの軸中心線を略９０°に配し、
   前記抜け止め部材を、前記プランジャを摺動可能に保持するシリンダの先端部に設けた
   ことを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
10. 請求項８に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
    前記吐出弁ユニットの軸中心線と前記プランジャの軸中心線を略９０°に配し、
    前記抜け止め部材を円管形状とし、前記プランジャの周りの前記加圧室内周壁面に前記
    プランジャには非接触状態で固定したことを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
11. 請求項６に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
    前記吐出弁ユニットは、前記弁体を前記シート部材のシート面に押し付けるばね部材を
    有することを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
12. 請求項６に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
    前記吐出弁ユニットは前記弁体と前記ばね部材とを前記シート部材に保持する保持部材
    を有することを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
13. 請求項６に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
    前記吐出弁ユニットと前記吐出通路の出口部に位置する吐出配管接続部との間に接続さ
    れ、
    前記ポンプボディに内蔵されたリリーフバルブを介して、前記加圧室に至るリリーフ燃
    料通路が形成されていることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
14. 請求項６に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
    前記吐出弁ユニットと前記吐出通路の出口部に位置する吐出配管接続部との間に接続さ
    れ、
    前記ポンプボディに内蔵されたリリーフバルブを介して、前記低圧通路に至るリリーフ
    燃料通路が形成されていることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
15. 請求項１もしくは６のいずれかに記載のものにおいて、
    前記吐出弁ユニットの中心軸軸線に沿って、前記加圧室を挟んで、吸入弁ユニットが前記吸入通路に取り付けられている高圧燃料供給ポンプ。
16. 請求項１若しくは６に記載した高圧燃料供給ポンプの組立て方法であって、
    前記吐出弁ユニットを前記吸入通路を通して前記加圧室に臨む前記凹所に加圧室側から前記吐出弁ユニットを組み付けた後、前記シリンダを前記ポンプボディに組み付ける高圧燃料供給ポンプの組立方法。
17. 請求項１６に記載のものにおいて、
    前記吐出弁ユニットを予め一つの組体として用意し、前記ポンプボディの吐出通路部に
    、前記加圧室側から当該吐出弁ユニットを装着する高圧燃料供給ポンプの組立方法。
18. 請求項３もしくは１２のいずれかに記載のものにおいて、
    前記保持部材を前記ポンプボディに組み付けた後、前記シート部材を前記ポンプボディ
    に組み付ける高圧燃料供給ポンプの組立方法。

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