JP5370192B2 - 燃料供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、プランジャがシリンダを往復移動することで加圧室に吸入した燃料を加圧する高圧燃料ポンプを備えた燃料供給装置に関するもので、特にフィードポンプからギャラリ室を経て加圧室に吸入した燃料を加圧して吐出する高圧燃料ポンプを備えた燃料供給装置に係わる。

［従来の技術］
従来より、ジメチルエーテル（ＤＭＥ）を内燃機関の燃料とする燃料供給装置として、概ねディーゼルエンジン用のコモンレール式燃料噴射システムが適用できる。
ＤＭＥは、軽油（ディーゼル油）と比較して低粘度であるため、高圧燃料ポンプのプランジャとシリンダとの間に形成されるクリアランス（隙間）からカム室側へのリーク燃料が非常に多い。例えばＤＭＥの場合には、常温でも軽油の１０倍のリーク燃料量となる。 したがって、ＤＭＥを燃料として使用するコモンレール式燃料噴射システムにおいては、高圧燃料ポンプのプランジャに設けられる摺動面とシリンダに設けられる摺動面との間のクリアランスから溢流するリーク燃料の処理方法が問題となっている。

そこで、従来より、燃料加圧室からクリアランスを通って漏洩（リーク）したリーク燃料を、ギャラリ室に連通する燃料回収部で回収する高圧燃料ポンプが知られている（例えば、特許文献１参照）。
このような高圧燃料ポンプは、図１０に示したように、図示しないフィードポンプからギャラリ室１０１を経て燃料加圧室１０２内に吸入した燃料を加圧するプランジャ１０３と、このプランジャ１０３を往復移動可能に支持するシリンダ１０４と、このシリンダ１０４の外周との間にギャラリ室１０１を形成するポンプハウジング（図示せず）と、このポンプハウジングに回転自在に支持されるカムシャフト１０５と、ギャラリ室１０１と燃料加圧室１０２とを連通する燃料孔１０６を開閉する電磁弁１０７とを備えている。なお、カムシャフト１０５の外周には、２つのカム山を有するカムが一体的に組み付けられている。

ここで、燃料回収部は、プランジャ１０３とシリンダ１０４との間のクリアランス（隙間）１１１から漏洩した液体状態のリーク燃料を回収するリーク燃料回収溝１１２よりなる。このリーク燃料回収溝１１２は、リーク燃料孔１１３を介してギャラリ室１０１に連通している。
また、プランジャ１０３の外周面とシリンダ１０４の内周面との間には、リーク燃料回収溝１１２よりもカム室側のクリアランス（隙間）１１４をシールするシール部材１１５が設けられている。

ここで、図１０中の１１６は、ギャラリ室１０１の燃料圧力（フィードポンプのフィード圧）が所定値以上に上昇した際に開弁するオーバーフローバルブ（ホロースクリュー）１１７のボールバルブである。このボールバルブ１１６は、スプリング１１８の付勢力で弁孔１１９を閉じる側に付勢されている。また、オーバーフローバルブ１１７は、ギャラリ室１０１からオーバーフローした燃料を燃料タンクに戻す燃料戻し経路中に設置されている。
なお、リーク燃料回収溝１１２内には、ギャラリ室１０１に連通するリーク燃料孔１１３からフィード圧（フィードポンプの吐出圧力）が作用している。このため、リーク燃料の圧力は、リーク燃料を液体状態のまま回収可能となるフィード圧まで低下する。これにより、リーク燃料回収溝１１２で回収された液体状態のリーク燃料は、リーク燃料孔１１３を通ってギャラリ室１０１に戻される。

［従来の技術の不具合］
ところが、特許文献１に記載の高圧燃料ポンプを備えた燃料噴射システムにおいては、高圧燃料ポンプの吐出ポートから内燃機関側に吐出される燃料の吐出圧力が高圧になるに従って、ギャラリ室１０１内の圧力と燃料加圧室１０２内の圧力との間の差圧が大きくなるので、燃料加圧室１０２からクリアランス１１１に漏洩するリーク燃料量（漏れ量）が増える。これにより、高圧燃料ポンプの吐出ポートから内燃機関側に吐出される燃料の吐出流量が減少するので、高圧燃料ポンプの吐出効率が悪化するという問題が生じている。

特開２００３−２０６８２５号公報

本発明の目的は、プランジャの外周面とシリンダの内周面との間のクリアランス（隙間）から漏洩するリーク燃料量を減らすことで、高圧燃料ポンプの吐出効率の悪化を抑制することのできる燃料供給装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明によれば、高圧燃料ポンプは、プランジャの外周面とシリンダの内周面との間のクリアランス（隙間）から漏洩した燃料を回収する燃料回収部を有している。また、高圧燃料ポンプは、ポンプハウジングとシリンダの外周面との間に区画形成されたギャラリ室と燃料回収部とを連通する連通流路を有している。また、高圧燃料ポンプは、燃料回収部内の圧力とギャラリ室内の圧力との間に圧力差を生じさせる圧力差付与手段を有している。そして、ギャラリ室と燃料回収部とを連通する連通流路に圧力差付与手段を設置することにより、燃料回収部内の圧力をギャラリ室内の圧力よりも高く設定することができる。
これによって、高圧燃料ポンプの燃料圧送時において、クリアランスから漏洩するリーク燃料量を減らすことができる。これにより、高圧燃料ポンプの吐出流量を増加することができるので、高圧燃料ポンプの吐出効率の悪化を抑制できるという効果を得ることができる。

また、燃料回収部は、圧力差付与手段が設置された連通流路を介してギャラリ室と連通しているので、燃料回収部内の圧力はギャラリ室内の圧力（フィードポンプより吐出される燃料圧力：フィード圧）よりも高圧力となる。なお、加圧室よりも燃料回収部の方が低圧力となるが、仮に低粘度で、沸点の低い燃料を使用した場合でも、燃料が気化することなく、液体状態のままクリアランスから燃料回収部で回収されて連通流路を通ってギャラリ室に戻される。これにより、高価なシール部材を使用することなく、クリアランスから漏洩する液体状態のリーク燃料を回収できるので、高圧燃料ポンプ等の製品コストを低減することができる。また、液体状態のままクリアランスから回収できるので、クリアランスから漏洩するリーク燃料の回収率を向上できる。これにより、リーク燃料量を低減することができる。

特に、本発明によれば、圧力差付与手段は、連通流路の流路断面積を絞る、あるいは連通流路を流通する燃料の流量を制限すると共に、燃料回収部内の圧力をギャラリ室内の圧力よりも高く設定する絞り部を有している。この絞り部は、燃料回収部内の圧力をギャラリ室内の圧力と同等となるまで１段階以上減圧（降圧）する。これにより、燃料が絞り部を通過する際には、燃料回収部内の圧力がギャラリ室内の圧力よりも高く設定される。

請求項２に記載の発明によれば、燃料回収部は、プランジャの周囲を周方向に取り囲むように形成された凹状の周方向溝である。これにより、プランジャの外周面とシリンダの内周面との間に形成される筒状のクリアランス全周から周方向溝に燃料が流入可能となるので、クリアランスから漏洩した燃料（例えば液体状態のリーク燃料）の回収率を向上することができる。なお、周方向溝を、シリンダの内周面で開口するように形成しても良い。この場合、周方向溝の開口部がクリアランスを介して加圧室に連通しているので、クリアランスから漏洩した燃料（例えば液体状態のリーク燃料）は周方向溝に液体状態のまま回収される。

請求項３に記載の発明によれば、高圧燃料ポンプは、シリンダ内でプランジャを往復移動させるカムシャフトを有している。また、ポンプハウジングは、カムシャフトが挿入されると共に、内部に潤滑油が充填されるカム室を有している。
請求項４に記載の発明によれば、クリアランスは、燃料回収部よりも加圧室側に設けられる第１クリアランス、および燃料回収部よりもカム室側に設けられる第２クリアランスを有している。
請求項５に記載の発明によれば、燃料回収部は、第１クリアランスから漏洩した燃料を回収する高圧リーク燃料回収部、および第２クリアランスから漏洩した燃料を回収する低圧リーク燃料回収部を有している。
請求項６に記載の発明によれば、シリンダは、第２クリアランスをシールするシール部材を有している。ここで、高圧リーク燃料回収部から低圧リーク燃料回収部に漏洩する燃料の大部分は、シール部材により塞き止められて低圧リーク燃料回収部に到達し難くなる。

請求項７に記載の発明によれば、高圧リーク燃料回収部は、連通流路を介してギャラリ室に連通している。ここで、プランジャの外周面とシリンダの内周面との間の第１クリアランス（隙間）から漏洩し、高圧リーク燃料回収部で回収された燃料（例えば液体状態のリーク燃料）は、連通流路を通ってギャラリ室に戻される。
請求項８に記載の発明によれば、第２クリアランスから低圧リーク燃料回収部へ漏洩した燃料を高圧燃料ポンプの外部に排出する燃料排出経路を備えている。ここで、プランジャの外周面とシリンダの内周面との間の第２クリアランス（隙間）から漏洩し、低圧リーク燃料回収部で回収された燃料（例えば気体状態のリーク燃料）は、燃料排出経路を通って高圧燃料ポンプの外部に排出される。

請求項９に記載の発明によれば、ギャラリ室からオーバーフローした燃料を燃料タンクに戻す燃料戻し経路を備えている。これにより、ギャラリ室からオーバーフローした燃料は、燃料戻し経路を通って燃料タンクに戻される。
請求項１０に記載の発明によれば、燃料戻し経路は、ギャラリ室内の圧力が所定値以上に上昇した際に開弁するオーバーフローバルブを有している。これにより、オーバーフローバルブが開弁すると、ギャラリ室から燃料が燃料タンクに戻されるため、ギャラリ室内の圧力が所定値未満となる。

コモンレール式燃料噴射システムを示した構成図である（実施例１）。 高圧燃料ポンプを示した断面図である（実施例１）。 高圧燃料ポンプの主要構造を示した断面図である（実施例１）。 高圧燃料ポンプを示した断面図である（実施例２）。 高圧燃料ポンプの主要構造を示した断面図である（実施例２）。 高圧燃料ポンプを示した断面図である（実施例３）。 高圧燃料ポンプの主要構造を示した断面図である（実施例３）。 高圧燃料ポンプの主要構造を示した断面図である（実施例３）。 高圧燃料ポンプの主要構造を示した概略図である（実施例３）。 高圧燃料ポンプの主要構造を示した概略図である（従来の技術）。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
本発明は、高圧燃料ポンプの吐出効率の悪化を抑制するという目的を、燃料回収部とギャラリ室とを連通する連通流路に、燃料回収部内の圧力とギャラリ室内の圧力との間に圧力差を生じさせる圧力差付与手段を設置して、プランジャの外周面とシリンダの内周面との間のクリアランス（隙間）から漏洩（リーク）するリーク燃料量を減らすことで実現した。
なお、以下に説明する３つの実施例のうち、実施例１、３は本発明が適用されてない参考例としての燃料供給装置であり、実施例２は本発明が適用されている燃料供給装置の具体例である。

［実施例１の構成］
図１ないし図３は本発明の実施例１を示したもので、図１はコモンレール式燃料噴射システムを示した図で、図２は高圧燃料ポンプを示した図で、図３は高圧燃料ポンプの主要構造を示した図である。

本実施例の内燃機関の燃料供給装置は、自動車等の車両のエンジンルームに搭載されるもので、例えば複数の気筒を有するディーゼルエンジン等の内燃機関（エンジン）用の燃料噴射システムとして知られるコモンレール式燃料噴射システム（蓄圧式燃料噴射装置）によって構成されている。
このコモンレール式燃料噴射システムは、例えばＤＭＥ（ジメチルエーテル）とディーゼル油（軽油）とを任意の割合で混合した高濃度ＤＭＥ混合燃料、ＤＭＥ１００％燃料等の低粘度で、しかも大気圧下で気化する成分が含まれた燃料を、エンジンの燃料として使用する燃料供給装置である。なお、燃料として、低濃度ＤＭＥ混合燃料、ＬＰＧ（液化石油ガス）、ディーゼル油等を用いても良い。

コモンレール式燃料噴射システムは、燃料タンク１から燃料を汲み上げる周知の構造のフィードポンプ２と、このフィードポンプ２から吐出された燃料を吸入して加圧する高圧燃料ポンプ３と、高圧燃料ポンプ３から吐出された高圧燃料が導入されるコモンレール４と、このコモンレール４の各燃料出口から高圧燃料が分配供給される複数個（本例では６個）のインジェクタ５とを備え、コモンレール４の内部に蓄圧された高圧燃料を各インジェクタ５を介してエンジンの各気筒毎の燃焼室内に噴射供給するように構成されている。

フィードポンプ２は、燃料タンク１から吸入した燃料を加圧して吐出する低圧燃料ポンプであって、燃料タンク１内に設置されるインタンク方式の電動燃料ポンプである。
高圧燃料ポンプ３は、ポンプ駆動軸（カムシャフト）６を回転自在に支持するポンプハウジング７と、燃料を加圧圧送する複数のプランジャ８と、各プランジャ８を往復摺動可能に嵌挿支持する複数のシリンダ９とを備え、このシリンダ９のプランジャ摺動孔（シリンダ孔）内をプランジャ８が往復移動することで、フィードポンプ２からギャラリ室１０および電磁弁１１を経て燃料加圧室１２内に吸入した燃料を加圧圧送するサプライポンプである。

また、プランジャ８の外周面には、シリンダ９の内周面（シリンダ孔１３の壁面）に往復摺動可能に支持される摺動面が形成されている。また、シリンダ９の内周面には、プランジャ８の摺動面が往復摺動可能な摺動面が形成されている。このシリンダ９のシリンダ孔１３は、外部に向けて開口した嵌合孔（シリンダ孔１３よりも内径の大きい嵌合凹部）１４の底部（円環状の段差）で開口している。このシリンダ９の嵌合孔１４は、シリンダ孔１３と同一軸線上に設けられて、電磁弁１１のバルブボディおよびバルブハウジングによって気密的（液密的）に閉塞されている。

ここで、本実施例のギャラリ室１０は、プランジャ８の摺動面とシリンダ９の摺動面との間に形成される第１、第２クリアランス（環状隙間）１５、１６の途中（中間位置）に設けられる円環状の周方向凹溝（燃料回収部、高圧リーク燃料回収部）１７に連通している。
周方向凹溝１７は、シリンダ９の摺動面（内周面）で開口しており、第１クリアランス１５から凹溝側に漏洩（リーク）した液体状態のリーク燃料を回収する高圧リーク燃料回収部である。また、周方向凹溝１７は、プランジャ８の軸線方向の中間部の周囲を外周方向に取り囲むように形成された凹状の周方向溝である。
なお、周方向凹溝１７で回収された液体状態のリーク燃料は、連通流路（小径孔１８、中径孔１９、貫通孔２０、大径孔２２）を通ってギャラリ室１０に戻される。

また、連通流路には、この連通流路を流通する燃料の逆流、つまりギャラリ室１０側から周方向凹溝１７側へ向かう燃料の逆流を防止する逆止弁が設置されている。この逆止弁は、周方向凹溝１７に臨むようにシリンダ９の摺動面（内周面）で開口した弁孔としての小径孔１８を開閉する球面体形状のバルブ（ボールバルブ）２３、このバルブ２３を弁孔閉弁方向に付勢するコイルスプリング（バルブ付勢手段）２４、およびこのコイルスプリング２４のばね荷重（スプリング荷重）を受け止めるスプリングシート（ばね座）２５等により構成されている。

また、シリンダ９は、スプリングシート２５との間に、シリンダ９の流路孔壁面（段差）とスプリングシート２５の外周側端面との間の隙間を気密的に閉鎖する円環状のガスケット２７を挟み込む円環状の段差を有している。
なお、連通流路（小径孔１８、中径孔１９、貫通孔２０、大径孔２２）および逆止弁の詳細は後述する。
また、シリンダ９の図示下端部には、プランジャ８の図示下端部の外周に気密的（液密的）に密着するシール部材２９が設置されている。このシール部材２９は、断面Ｘ字状のゴムシール（Ｘリング）である。

また、プランジャ８の図示下端部の外周には、内部に潤滑油が充填されるカム室３１と内部にリーク燃料が溜まるシール室３２とを気密的に区画形成するオイルシール３３が気密的に装着されている。このオイルシール３３は、プランジャ８の図示下端部の外周とシリンダ９の図示下端部の外周との間を結ぶように設置されている。これにより、カム室３１内に充填される潤滑油に気体状態のリーク燃料が混ざることなく、シール室３２でリーク燃料が回収される。なお、シール室３２は、第２クリアランス１６からシール室側に漏洩（リーク）した気体状態のリーク燃料を回収する低圧リーク燃料回収部である。

コモンレール４は、燃料の噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄圧する蓄圧容器である。このコモンレール４には、減圧弁３４および燃料圧力センサ（コモンレール圧力センサ）３５が取り付けられている。
複数のインジェクタ５は、エンジンの各気筒毎の燃焼室内への燃料噴射を行う燃料噴射ノズル３６と、この燃料噴射ノズル３６の弁体であるノズルニードルおよびこのノズルニードルに連結するコマンドピストンを開弁作動方向に駆動する電磁弁３７とにより構成された電磁式燃料噴射弁である。

ここで、高圧燃料ポンプ３の電磁弁１１、コモンレール４の減圧弁３４および複数個のインジェクタ５の各電磁弁３７への供給電流量は、ポンプ駆動回路、減圧弁駆動回路およびインジェクタ駆動回路を含んで構成されるエンジン制御ユニット（エンジン制御装置：以下ＥＣＵ３８と呼ぶ）によって制御されるように構成されている。
ＥＣＵ３８には、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムおよび制御データを保存する記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ）、入力回路（入力部）、出力回路（出力部）等を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが内蔵されている。

そして、コモンレール圧力センサ３５からの電気信号や、各種センサからのセンサ信号は、Ａ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換された後に、マイクロコンピュータに入力されるように構成されている。ここで、マイクロコンピュータの入力部には、コモンレール圧力センサ３５だけでなく、クランク角度センサ、アクセル開度センサ、冷却水温センサおよび燃料温度センサ等が接続されている。
なお、マイクロコンピュータは、クランク角度センサより出力されるＮＥ信号パルスの間隔時間を計測することによってエンジン回転速度（ＮＥ）を検出する回転速度検出手段としての機能も有している。

また、ＥＣＵ３８は、図示しないイグニッションスイッチがオン（ＩＧ・ＯＮ）されると、メモリ内に格納された制御プログラムに基づいて、高圧燃料ポンプ３の電磁弁１１、コモンレール４の減圧弁３４および複数個のインジェクタ５の各電磁弁３７等を電子制御するように構成されている。なお、マイクロコンピュータの出力部と高圧燃料ポンプ３の電磁弁１１との間には、図示しないポンプ駆動回路が接続されている。また、マイクロコンピュータの出力部とコモンレール４の減圧弁３４との間には、図示しない減圧弁駆動回路が接続されている。また、マイクロコンピュータの出力部と複数個のインジェクタ５の各電磁弁３７との間には、インジェクタ駆動回路（ＥＤＵ）が接続されている。

また、コモンレール式燃料噴射システムは、燃料タンク１、特にフィードポンプ２から複数個のインジェクタ５まで延びる燃料供給配管を備えている。この燃料供給配管は、フィードポンプ２から高圧燃料ポンプ３の吸入ポートまで延びる低圧燃料配管と、高圧燃料ポンプ３からコモンレール４を経て複数個のインジェクタ５のインレットまで延びる高圧燃料配管とを備えている。
低圧燃料配管は、フィードポンプ２の吐出ポートから高圧燃料ポンプ３の吸入ポートへ低圧燃料（燃料が気化しない所定のフィード圧以上の燃料圧力の燃料）を供給する供給配管等を有している。なお、フィードポンプ２の吐出ポートと高圧燃料ポンプ３の吸入ポートとの間に燃料フィルタを設置しても良い。
高圧燃料配管は、高圧燃料ポンプ３の吐出ポートからコモンレール４のインレットポートへ高圧燃料を供給する供給配管、およびコモンレール４の各アウトレットポートから複数個のインジェクタ５のインレットへ高圧燃料を供給する供給配管（燃料分配管、分岐管）等を有している。

また、コモンレール式燃料噴射システムは、燃料供給機器（高圧燃料ポンプ３、コモンレール４および複数個のインジェクタ５等）から燃料タンク１まで延びる燃料戻し配管（燃料戻し経路）を備えている。
燃料戻し配管は、燃料供給機器（高圧燃料ポンプ３、コモンレール４および複数個のインジェクタ５等）からオーバーフローした燃料（摺動部のクリアランスから漏洩（リーク）したリーク燃料を含む）を燃料タンク１に戻すオーバーフロー配管（オーバーフローパイプ）である。

このオーバーフロー配管は、コモンレール４のリークポート（減圧弁３４のオーバーフローポート）と燃料タンク１とを結ぶ流路管４０と、複数のインジェクタ５のアウトレット（リークポート、オーバーフローポート）と流路管４０との合流部とを結ぶ流路管４１と、高圧燃料ポンプ３の第１リークポート（オーバーフローポート）と流路管４０との合流部とを結ぶ流路管４２と、高圧燃料ポンプ３の第２リークポートと高圧燃料ポンプ３の外部（エンジンの吸気管またはパージタンク）とを結ぶ流路管（図示せず）とを備えている。
なお、流路管４１の途中には、流路管４０との合流部側からインジェクタ側への燃料の逆流を防止する逆止弁４１ａが設置されている。

ここで、高圧燃料ポンプ３の第１リークポートは、ギャラリ室１０よりも燃料流方向の下流側に設置された逆止弁構造のオーバーフローバルブ（以下ＯＦＶと呼ぶ）のホロースクリュー４３の内部に、ボールバルブ（弁体）４４により開閉される流路孔（弁孔、燃料孔）４５と共に形成されている（図９参照）。また、ホロースクリュー４３には、内部の流路孔（燃料孔）と外部の流路管４２とを連通する複数の連通孔（貫通孔、円形孔）が形成されている。なお、ホロースクリュー４３の燃料孔４５は、取付孔４６および流路孔（オーバーフロー燃料孔）を介して、ギャラリ室１０に連通している。また、高圧燃料ポンプ３の第１リークポートは、ギャラリ室１０からオーバーフローした燃料（オーバーフロー燃料）を燃料タンク１に戻す燃料戻し経路の一部を構成している。

ここで、ＯＦＶは、内部に燃料孔４５および高圧燃料ポンプ３の第１リークポートが形成されたホロースクリュー４３、このホロースクリュー４３の外部側（ポンプハウジング側に対して逆側）の開口部を塞ぐプラグを兼ねるスクリュー４７、およびホロースクリュー４３の外周とポンプハウジング７の取付孔壁面との間に設置されるフランジ付きのブッシュ４８等を有している。
スクリュー４７の外周には、ホロースクリュー４３の開口端側の内周に形成された内周ねじに螺合する外周ねじが形成されている。
ブッシュ４８は、ホロースクリュー４３の外周とポンプハウジング７の取付孔壁面との間をシールする円筒部を有している。また、ブッシュ４８の円筒部の外周には、ポンプハウジング７の取付孔壁面に形成された内周ねじに螺合する外周ねじが形成されている。

また、ブッシュ４８の円筒部の内周には、ホロースクリュー４３の外周面に形成された外周ねじに螺合する内周ねじが形成されている。なお、本実施例では、ポンプハウジング７の外壁面に係止される角環状のフランジ（例えば工具が係合する六角部）とブッシュ４８の円筒部とを別部品化しているが、角環状のフランジをブッシュ４８の円筒部に一体化してブッシュを一部品化しても良い。また、ポンプハウジング７の取付孔壁面にブッシュ４８の円筒部の外周を直接締結しても良い。
また、ホロースクリュー４３の内部には、ボールバルブ４４が着座可能なバルブシートが設けられている。なお、ボールバルブ４４とスクリュー４７との間には、ボールバルブ４４をバルブシートに押し当てる側に付勢するコイルスプリング４９が設置されている（図９参照）。

ここで、ＤＭＥは、常温大気圧下で気体となるので、ＤＭＥをエンジンに供給する燃料供給装置においては、燃料タンク１内に設置されるフィードポンプ２と、コモンレール４よりも燃料流方向の上流側に設置される高圧燃料ポンプ３とによって、２段階の昇圧を行っている。
なお、フィードポンプ２によって高圧燃料ポンプ３の内部（ギャラリ室１０）へ供給される低圧燃料の圧力は、約２．５〜３．０ＭＰａの範囲の所定の燃料供給圧に設定されている。これにより、フィードポンプ２から高圧燃料ポンプ３へ供給される低圧燃料を、飽和蒸気圧以上に設定することができるので、ＤＭＥを液体状態に維持することができる。

フィードポンプ２は、インペラ等よりなるポンプ部をＤＣモータ等よりなるモータ部の駆動力により回転させることで、燃料タンク１内に貯蔵されている燃料を吸い上げ（吸入し）、加圧して吐出する。このフィードポンプ２は、高圧燃料ポンプ３の内部（ギャラリ室１０）を所定のフィード圧（約２．５〜３．０ＭＰａ）に維持するように燃料を供給する。なお、フィードポンプ２より吐出される燃料の吐出圧力は、燃料の気化を防ぐのに必要な所定のフィード圧よりも高圧の設定値以上となるように設定されている。
コモンレール４のインレットポートは、供給配管を介して、高圧燃料ポンプ３の吐出ポートに接続されている。また、コモンレール４の各アウトレットポートは、供給配管を介して、各インジェクタ５のインレットポートに接続されている。また、コモンレール４のリークポートは、オーバーフロー配管（流路管４０等）を介して、燃料タンク１に接続されている。

ここで、本実施例のコモンレール４のリークポートには、減圧弁３４が液密的に取り付けられている。この減圧弁３４は、ＥＣＵ３８から印加される減圧弁駆動電流によって電子制御されることにより、例えば減速時またはエンジン停止時等に速やかにコモンレール４の内部圧力（所謂コモンレール圧力）を高圧から低圧へ減圧させる降圧性能に優れる電磁弁である。
なお、コモンレール４のリークポートにプレッシャリミッタを取り付けても良い。このプレッシャリミッタは、コモンレール４の内部圧力が限界設定圧力を超えた際に開弁してコモンレール４の内部圧力を限界設定圧力以下に抑えるための圧力安全弁である。

エンジンの各気筒毎に対応して搭載された複数個のインジェクタ５は、燃料噴射ノズル３６と電磁弁３７とが一体的に結合された電磁式燃料噴射弁である。
燃料噴射ノズル３６は、コモンレール４より分岐する複数の供給配管の燃料流方向の下流端に接続されており、複数の噴射孔を開閉するノズルニードル、このノズルニードルの軸線方向の後端部（図示上端部）に連結されたコマンドピストン、ノズルニードルを摺動自在に支持する摺動孔を有するノズルボディ、およびコマンドピストンを摺動自在に支持する摺動孔を有するインジェクタボディ（ロアボディ）等によって構成されている。
また、複数のインジェクタ５の各燃料噴射ノズル３６には、インレットポートおよびアウトレットポートが設けられている。複数のインジェクタ５の各インレットポートは、供給配管を介して、コモンレール４の各アウトレットポートに接続されている。また、複数のインジェクタ５の各アウトレットポート（リークポート）は、オーバーフロー配管（流路管４１等）を介して、燃料タンク１に接続されている。

電磁弁３７は、燃料噴射ノズル３６の軸線方向の後端部（図示上端部）に組み付けられるバルブシート（オリフィスプレート）と、このオリフィスプレートに対して着座、離脱することが可能なバルブ（電磁弁３７の弁体）と、このバルブを開弁作動方向または閉弁作動方向に駆動する電磁アクチュエータとによって構成されている。
オリフィスプレートには、通過する燃料流量を制限する入口側、出口側オリフィスが形成されている。
電磁アクチュエータは、バルブボディ、このバルブボディの摺動孔内に摺動自在に支持されるアーマチャ、バルブとアーマチャを閉弁作動方向に付勢するコイルスプリング、およびアーマチャを引き寄せる電磁力を発生する電磁石を有している。この電磁石は、コイルボビンに巻装されたソレノイドコイル、このソレノイドコイルに接続される外部接続端子（ターミナル）、およびソレノイドコイルへの通電により磁化されるステータ等によって構成されている。

次に、本実施例の高圧燃料ポンプ３の詳細を図１ないし図３に基づいて説明する。
高圧燃料ポンプ３は、上述したように、エンジンのクランクシャフトにより回転駆動されるカムシャフト６と、このカムシャフト６が回転自在に嵌挿されるポンプハウジング７と、燃料加圧室１２内に吸入した燃料を加圧して高圧化するプランジャ８と、ポンプハウジング７の内周面との間にギャラリ室１０を区画形成すると共に、プランジャ８との間に燃料加圧室１２を区画形成するシリンダ９と、ギャラリ室１０からオーバーフローしたリーク燃料（オーバーフロー燃料）を燃料タンク１に戻す燃料戻し経路とを備えている。
また、燃料戻し経路は、ポンプハウジング７内の流路孔→取付孔４６→ＯＦＶのホロースクリュー４３内の燃料孔４５等よりなる燃料流路と、流路管４２、４０等に形成される燃料流路とによって構成された第１燃料リターン経路である。

カムシャフト６は、ベアリングを介してポンプハウジング７に回転可能に支持されている。このカムシャフト６の外周には、カムシャフト６の回転軸周りに１２０°の角度間隔毎に３つのカムノーズ（カム山）を有するカム５１が設けられている。なお。本実施例のエンジンは、６気筒型であるので、エンジンの１サイクル中、つまりクランクシャフトが２回転する間に、エンジンの気筒毎に搭載されたインジェクタ５の噴射孔から各１回ずつ、合計６回の燃料噴射が行われる。また、エンジンの１サイクル毎に、カムシャフト６が１回転し、高圧燃料ポンプ３からの吐出動作が３回ずつ行われる。
また、カムシャフト６の先端部（ポンプハウジング７の外壁面から外部に向けて突き出した部分）の外周には、エンジンのクランクシャフトのクランクプーリとベルトを介して駆動連結されるドライブプーリ（図示せず）が取り付けられている。

ポンプハウジング７は、金属材料によって所定の形状に形成されており、内部に潤滑油が充填されるカム室３１を有している。なお、ＤＭＥやＬＰＧ等の液化ガス燃料は、潤滑性が乏しいため、カムシャフト６が挿入されるカム室３１には、潤滑油がカム５１に被着または浸漬するように、潤滑油が貯蔵または循環供給されている。
プランジャ８は、シリンダ９のシリンダ孔１３の軸線方向の一端側（図示上端側、開口端側）に形成された燃料加圧室１２内に吸入された燃料を加圧して高圧化するもので、シリンダ９を伴ってポンプエレメントを構成する。このプランジャ８の図示下端部の外周には、円環板状のスプリングシート５２が連結されている。

プランジャ８は、シリンダ９の段差（嵌合孔１４の底部）と電磁弁１１との間に挟み込まれたバルブストッパ５３の板厚方向の他端面に対向するように配設されている。また、プランジャ８の図示下端部は、スプリングシート５２に固定され、タペット５４の図示上端面に当接している。
これにより、カムシャフト６の回転によりカム５１が回転すると、カムローラ５５を介してタペット５４が図３中の図示上下方向に往復移動する。このようなタペット５４の運動は、スプリングシート５２を介してプランジャ８に伝えられ、プランジャ８はシリンダ９内を往復移動する。なお、プランジャ８の往復ストロークは、カム５１の工程差により決定される。

また、シリンダ９の図示下端部には、スプリングシート５２に対向するように円環板状のスプリングシート５６が設置されている。これらのスプリングシート５２、５６間には、プランジャスプリング５７が設置されている。
また、スプリングシート５２は、タペット５４に係合している。このタペット５４は、ポンプハウジング７に対して図示上下方向に摺動自在に配設されている。また、タペット５４は、カムローラ５５を回転自在に支持している。そして、タペット５４は、プランジャスプリング５７の付勢力により常に図示下方に付勢されている。そして、タペット５４は、カムローラ５５を介して常にカム５１の外周面に当接している。

ここで、高圧燃料ポンプ３のポンプハウジング７は、高圧燃料ポンプ３のギャラリ室１０の内部圧力が所定値以上に上昇した際に開弁するＯＦＶを取り付けるための取付孔４６を有している。この取付孔４６は、ギャラリ室１０に連通する流路孔（燃料孔、燃料流路）であって、ＯＦＶの内部流路（燃料孔４５）および流路管４２、４０と共に、ギャラリ室１０からオーバーフローした燃料を燃料タンク１に戻すための燃料戻し経路の最上流部を構成する。

また、ポンプハウジング７は、内部に高圧燃料ポンプ３の吸入ポートが形成されたインレット（ホロースクリュー：図示せず）を取り付けるための取付孔（図示せず）を有している。この取付孔は、燃料孔（図示せず）を介してギャラリ室１０に連通している。
また、ギャラリ室１０には、取付孔および燃料孔を介して、フィードポンプ２から低圧燃料が供給されているので、フィードポンプ２のフィード圧を受けている。また、複数のシリンダ９にそれぞれ形成される断面円環状のギャラリ室１０は、複数のシリンダ９に跨がるように横方向に延びる連通孔（図示せず）を介して連通している。
なお、燃料孔および連通孔は、ギャラリ室１０と取付孔の孔壁面（孔底面）とを連通する燃料流路であって、高圧燃料ポンプ３の吸入ポートからギャラリ室１０へ燃料を供給する第１燃料供給経路を構成する。

また、高圧燃料ポンプ３のシリンダ９および電磁弁１１には、ギャラリ室１０から燃料加圧室１２へ燃料を供給する第２燃料供給経路が設けられている。この第２燃料供給経路は、燃料孔６１（図９参照）、燃料貯留室６２、燃料孔６３、バルブ収容室（弁孔）６４および連通孔６５等よりなる各燃料流路によって構成されている。
また、高圧燃料ポンプ３のシリンダ９は、燃料吐出経路を形成する燃料孔６６、燃料加圧室１２よりも燃料流方向の下流側に設置される逆止弁構造の燃料吐出弁６７、および供給配管に接続するアウトレット（ホロースクリュー）６８を取り付けるための取付孔を有している。この取付孔は、燃料孔６６を介して燃料加圧室１２に連通している。また、アウトレット６８の内部には、燃料孔６９、燃料孔７０および吐出ポート（高圧燃料ポンプ３の吐出ポート）７１が形成されている。

ここで、燃料吐出弁６７は、シリンダ９の取付孔（燃料孔６６よりも内径の大きい嵌合凹部）の底部（円環状の段差）とアウトレット６８との間に挟み込まれる円筒状のバルブシート、このバルブシートを貫通する流路孔（弁孔、燃料孔）を開閉するバルブ、このバルブをバルブシートに押し当てる側に付勢するコイルスプリング等によって構成されている。
なお、プランジャ８の往復移動に伴って燃料加圧室１２の内容積が拡縮することで加圧圧縮された高圧燃料は、燃料加圧室１２から燃料孔６６、燃料吐出弁６７、燃料孔６９、７０および吐出ポート７１を経由してコモンレール側へ圧送供給されるように構成されている。これによって、燃料孔６６、燃料吐出弁６７（の流路孔（弁孔））、燃料孔６９、７０および吐出ポート７１は、高圧燃料ポンプ３の燃料加圧室１２からコモンレール側へ高圧燃料を吐出する燃料吐出経路を構成する。

電磁弁１１は、高圧燃料ポンプ３のシリンダ９の嵌合孔１４に締結固定されている。この電磁弁１１は、シリンダ９の内部（燃料加圧室１２）に吸入する燃料量を調量することで燃料加圧室１２より吐出される燃料吐出量を制御する常開型（ノーマリオープンタイプ）の電磁式流量制御弁であって、軸線方向に往復移動するスプールバルブ７２、およびこのスプールバルブ７２を摺動自在に収容するバルブ摺動孔（軸方向孔）が形成されたバルブボディ７３を有している。
なお、バルブボディ７３の図示下端面には、電磁弁１１のバルブリフト量（特にスプールバルブ７２のバルブ全閉位置）を規制するバルブシートが設けられている。

また、バルブボディ７３の内部には、燃料孔６１、燃料貯留室６２を介して、ギャラリ室１０から燃料が導入される燃料孔６３、およびこの燃料孔６３に連通するバルブ収容室６４が形成されている。
ここで、燃料孔６１は、ギャラリ室１０と嵌合孔１４の内部（燃料貯留室６２）とを連通するようにシリンダ９の内部に形成された燃料供給流路（燃料供給経路）である。また、燃料貯留室６２は、バルブボディ７３の周囲を取り囲むように設けられて、嵌合孔１４の孔壁面とバルブボディ７３の外周面との間に形成された燃料供給流路（燃料供給経路）である。また、燃料孔６３は、バルブ収容室６４内に燃料を導入する燃料供給流路（燃料供給経路）であって、バルブ収容室６４の半径方向の外方側に放射状に設けられて、バルブ収容室６４およびバルブ摺動孔と十字状に交差している。燃料孔６３は、例えば２〜４本設けられている。

なお、電磁弁１１のバルブリフト量（特にスプールバルブ７２のバルブ全開位置）は、バルブストッパ５３により規制される。このバルブストッパ５３には、燃料孔６１、燃料貯留室６２、燃料孔６３、バルブ収容室６４を介して、ギャラリ室１０と燃料加圧室１２とを連通する連通孔６５が形成されている。
また、電磁弁１１は、シリンダ孔１３よりもシリンダ９の軸線方向の一方側（図示上方側）に配設された常開型（ノーマリオープンタイプ）の電磁式制御弁であって、スプールバルブ７２を開弁作動方向に付勢するコイルスプリングと、通電されると磁力を発生するコイル７４（図９参照）を有する電磁石と、この電磁石の電磁力によって電磁石の磁極面側に吸引されるアーマチャ７５と、内部に電磁石およびアーマチャ７５を収容するバルブハウジング７６とを備えている。

電磁弁１１の電磁石は、通電されると周囲に磁束を発生するコイル７４、およびこのコイル７４に励磁電流が流れると磁化されるステータ等によって構成されている。コイル７４は、コイルボビンの外周に、絶縁被膜を施した導線を複数回巻装したもので、励磁電流が供給されると磁気吸引力（電磁力）を発生するソレノイドコイルである。ステータは、アーマチャ７５との間に所定の隙間を隔てて対向して配置される磁極面を有している。
電磁弁１１のスプールバルブ７２は、バルブハウジング７６に内蔵された電磁石のコイル７４の電磁力によってバルブ全開位置（デフォルト位置）とバルブ全閉位置（フルリフト位置）との２位置に駆動されるように構成されている。そして、スプールバルブ７２は、電磁石のコイル７４への通電を停止している状態では、コイルスプリングの付勢力によって開弁し、また、電磁石のコイル７４を通電すると、コイルスプリングの付勢力に抗して閉弁する。

また、シリンダ９は、図２に示したように、シール室３２に連通する流路孔（低圧リーク燃料孔）７７、７８、および内部に高圧燃料ポンプ３の第２リークポートが形成されたアウトレット（ホロースクリュー）７９を取り付けるための取付孔８０を有している。この取付孔８０は、流路孔７７、７８を介して、シール室３２に連通している。
また、アウトレット７９には、ユニオン８１を介してパイプ８２が接続されている。アウトレット７９は、内部に流路孔（第２リークポート）８３が形成されたホロースクリューである。アウトレット７９には、ユニオン８１内の流路を介して、第２リークポート８３とパイプ８２内の流路孔（燃料孔）８４とを連通する複数の連通孔（貫通孔、円形孔）８５が形成されている。なお、アウトレット７９の第２リークポート８３は、取付孔８０および流路孔７７、７８を介して、シール室３２に連通している。

流路孔７７、７８、取付孔８０、第２リークポート８３および流路孔８４は、プランジャ８の摺動面とシリンダ９の摺動面との間の第２クリアランス１６（シール室３２よりも凹溝側に形成される第２クリアランス、周方向凹溝１７よりもシール室側に形成される第２クリアランス、第２隙間）から漏洩したリーク燃料を高圧燃料ポンプ３の外部（エンジンの吸気管またはパージタンク）に排出する第２燃料排出経路を構成する。
そして、アウトレット７９は、ユニオン８１およびパイプ８２を介して、ガス燃料パイプ（図示せず）に接続されている。このガス燃料パイプは、エンジンの吸気管またはパージタンクに接続されている。
第２燃料排出経路は、プランジャ８の摺動面とシリンダ９の摺動面との間の第２クリアランス１６から漏洩したリーク燃料をエンジンの吸気管またはパージタンクに導くための第２燃料リターン経路である。この第２燃料排出経路は、シール室３２→流路孔７７→流路孔７８→取付孔８０→第２リークポート８３→連通孔８５→流路孔８４等よりなる燃料流路と、ガス燃料パイプ等に形成される燃料流路とによって構成されている。

次に、本実施例の連通流路（小径孔１８、中径孔１９、貫通孔２０、大径孔２２）および逆止弁の詳細を図１ないし図３に基づいて説明する。
本実施例の連通流路は、周方向凹溝１７に連通すると共に、周方向凹溝１７の溝底面で開口した小径孔（逆止弁の弁孔）１８と、この小径孔１８に連通すると共に、小径孔１８よりも大きい内径（流路孔径）を有する中径孔（バルブ収容室、スプリング収容室）１９と、この中径孔１９に連通すると共に、中径孔１９よりも小さい内径（流路孔径）を有する貫通孔２０と、この貫通孔２０に連通すると共に、中径孔１９よりも大きい内径（流路孔径）を有する大径孔（ばね座収容室、ガスケット収容室）２２とにより構成されている。

これらの小径孔１８、中径孔１９、貫通孔２０、大径孔２２は、プランジャ８の摺動面とシリンダ９の摺動面との間の第１クリアランス１５（周方向凹溝１７よりも燃料加圧室側に形成される第１クリアランス、第１隙間）から漏洩したリーク燃料を液体状態のままギャラリ室１０に戻す連通流路を構成する。
また、小径孔１８、中径孔１９、貫通孔２０、大径孔２２は、プランジャ８の往復移動方向およびシリンダ９のシリンダ孔１３の軸線方向に対して傾斜してほぼストレートに延びる傾斜通路である。
また、シリンダ９の内部、特に小径孔１８と中径孔１９との間には、バルブシートが設けられている。また、シリンダ９の内部、特に中径孔１９と大径孔２２との間には、ガスケット２７をスプリングシート２５との間に挟み込む円環状の段差が設けられている。
また、シリンダ９の大径孔２２の孔壁面（シリンダ９の内周面）には、スプリングシート２５の外周ねじに螺合する内周ねじが形成されている。

本実施例の逆止弁は、連通流路（小径孔１８、中径孔１９、貫通孔２０、大径孔２２）に設置されて、周方向凹溝１７内の燃料圧力とギャラリ室１０内の燃料圧力との間に圧力差を生じさせる圧力差付与手段として使用される。この逆止弁は、燃料加圧室１２内の燃料圧力と周方向凹溝１７内の燃料圧力との間の第１圧力差を、燃料加圧室１２内の燃料圧力とギャラリ室１０内の燃料圧力との間の第２圧力差よりも小さくする。
また、逆止弁の開弁圧力は、ギャラリ室１０内の燃料圧力よりも所定値以上高く設定されている。
また、逆止弁は、シリンダ９の内部に設けられるバルブシートに着座、離脱して小径孔１８を閉鎖、開放するバルブ（逆止弁の弁体）２３を有している。このバルブ２３は、小径孔１８よりも燃料流方向の下流側に設けられる中径孔１９の内部に収容されている。

また、逆止弁は、中径孔１９の内部に収容されて、バルブ２３とスプリングシート２５との間に設置されたコイルスプリング２４と、大径孔２２の孔壁面に締結固定される円環板状のスプリングシート２５と、このスプリングシート２５とシリンダ９の段差との間に挟み込まれたガスケット２７とにより構成されている。
ここで、逆止弁の開弁圧力は、開弁前のコイルスプリング２４のスプリング荷重（バネ荷重）により規定される。なお、逆止弁の開弁圧力は、シール部材２９の耐圧を確保することのできる範囲内で極力大きく設定することが望ましい。

シリンダ９は、燃料流方向の下流側に向けて次第に拡径したテーパー状（円錐台形状）の段差面を有している。この段差面の内周部に設けられるエッジ部は、バルブ２３が着座可能なバルブシートとして使用される。
また、スプリングシート２５の内部には、このスプリングシート２５の中央部を板厚方向に貫通するように貫通孔２０が形成されている。この貫通孔２０は、中径孔１９と大径孔２２とを連通する燃料流路として使用される。なお、貫通孔２０は、後述する実施例２の絞り孔２１よりも流路断面積が大きく、連通流路の流路断面積を絞るオリフィスではない。
ここで、本実施例では、逆止弁の開弁時に、周方向凹溝１７からギャラリ室１０に向かうリーク燃料の圧力が１段階以上減圧してギャラリ室１０に回収されるように構成されている。

［実施例１の作用］
次に、本実施例の内燃機関の燃料供給装置（コモンレール式燃料噴射システム）の作用を図１ないし図３に基づいて簡単に説明する。

高圧燃料ポンプ３のカムシャフト６がエンジンのクランクシャフトに駆動されて回転すると、タペット５４およびカムローラ５５がカム５１の外周面（カムプロフィール）に沿って一体的に図示上下方向に往復運動する。そして、タペット５４が図示上下方向に往復移動すると、タペット５４と連動してプランジャ８も図示上下方向に往復移動する。
このとき、電磁石のコイル７４への通電が停止（ＯＦＦ）されており、電磁石のコイル７４の電磁力が消磁されている。このため、コイルスプリングの付勢力によってスプールバルブ７２が、バルブストッパ５３に押し付けられている。すなわち、スプールバルブ７２がバルブ全開位置に付勢されているため、スプールバルブ７２によってギャラリ室１０と燃料加圧室１２とを連通する燃料流路（燃料孔６１→燃料貯留室６２→燃料孔６３→バルブ収容室６４→連通孔６５）が開放（全開）状態となる。

また、プランジャ８がシリンダ９のシリンダ孔１３内を下降すると、燃料加圧室１２内の内容積が拡大する。これによって、フィードポンプ２から高圧燃料ポンプ３のギャラリ室１０内に吸入される燃料が、プランジャ８の下降に伴い、燃料孔６１→燃料貯留室６２→燃料孔６３→バルブ収容室６４→連通孔６５を経由して燃料加圧室１２内に導入される。
そして、プランジャ８がシリンダ９のシリンダ孔１３内を下降から上昇に移行するタイミングで、電磁石のコイル７４への通電が実施（ＯＮ）されると、電磁石のコイル７４に電磁力が発生して、アーマチャ７５やステータ等の複数の磁性体が磁化される。
これにより、アーマチャ７５が電磁石の吸引部に吸引され、これに伴いスプールバルブ７２が閉弁作動方向に移動してバルブボディ７３のバルブシートに着座する。この結果、スプールバルブ７２によってギャラリ室１０と燃料加圧室１２とを連通する燃料流路が閉塞（全閉）状態となる。

また、プランジャ８がシリンダ９のシリンダ孔１３内を更に上昇すると、燃料加圧室１２内の内容積が狭くなる。
これによって、燃料加圧室１２内に導入された燃料がプランジャ８の上昇に伴い加圧されて高圧化される。このとき、燃料加圧室１２内の燃料圧力が燃料吐出弁６７の開弁圧よりも高くなると燃料吐出弁６７が開弁して、燃料加圧室１２から燃料孔６６→燃料吐出弁６７→燃料孔６９→燃料孔７０→吐出ポート７１→供給配管を経由してコモンレール４に高圧燃料が圧送供給される。高圧燃料の圧送後には、電磁弁１１のコイル７４への通電が停止（ＯＦＦ）されてスプールバルブ７２がバルブ全開位置に戻り、燃料加圧室１２内に再び燃料が吸入される。

ここで、高圧燃料ポンプ３からコモンレール４内への燃料の吐出量は、ＥＣＵ３８によって電磁弁１１のコイル７４への通電時期および通電期間を制御することによって、燃料加圧室１２内に燃料を吸入する実吸入期間を変更して、プランジャ８がシリンダ９のシリンダ孔１３内を下降する際の、燃料加圧室１２内への燃料の吸入量を調整することで制御できる。これにより、エンジンの各気筒毎に対応して搭載されたインジェクタ５からエンジンの各気筒の燃焼室内に噴射供給される燃料の噴射圧力に相当（または対応）するコモンレール圧力を、エンジンの運転条件に対応した最適値に制御することが可能となる。

ここで、プランジャ８の往復移動に伴って燃料加圧室１２内の燃料の一部は、プランジャ８の摺動面とシリンダ９の摺動面との間の第１クリアランス１５を通って周方向凹溝１７に到達する。この周方向凹溝１７内の燃料圧力は、ギャラリ室１０と周方向凹溝１７とを連通する連通流路（小径孔１８、中径孔１９、貫通孔２０、大径孔２２）に設置された逆止弁によって、ギャラリ室１０内の燃料圧力よりも所定値以上高い圧力（中間圧力）となる。
すなわち、周方向凹溝１７内の燃料圧力は、フィードポンプ２のフィード圧よりも高圧力が作用しており、例えばＤＭＥのように気化し易い燃料であっても液体状態のまま周方向凹溝１７で回収される。この周方向凹溝１７で回収された液体状態のリーク燃料は、周方向凹溝１７から連通流路（大径孔２２→貫通孔２０→中径孔１９→小径孔１８）を通ってギャラリ室１０に戻される。つまり第１クリアランス１５から周方向凹溝１７内に漏洩したリーク燃料は、逆止弁を通過する際に１段階分だけ減圧してギャラリ室１０に回収される。

また、第１クリアランス１５から周方向凹溝１７内に漏洩したリーク燃料の一部は、プランジャ８の摺動面とシリンダ９の摺動面との間の第２クリアランス１６を通ってシール部材２９で塞き止められる。
また、プランジャ８の摺動面とシール部材２９との間からカム室３１側に漏洩したリーク燃料は、シリンダ９の図示下端面とプランジャ８の図示下端部の外周とオイルシール３３とにより気密的に取り囲まれたシール室３２に到達する。
また、第２クリアランス１６から漏洩したリーク燃料は、第２クリアランス１６を通過する際にフィード圧よりも低い圧力に減圧するため、シール室３２に到達する段階で、リーク燃料は気体状態となる。
このように、リーク燃料の圧力は、燃料加圧室１２内の高圧状態からフィード圧よりも所定値以上高い中間圧まで一旦下がった後に、中間圧からシール室３２内の低圧状態まで下がる。つまり第２クリアランス１６からシール室３２内に漏洩したリーク燃料は、２段階に減圧して回収される。これにより、段階的な減圧を行うことで、リーク燃料の大部分を液体状態で回収可能とすると共に、リーク燃料の気化量を減少できるので、リーク燃料量を低減できる。

そして、気体状態のリーク燃料は、シール室３２内で一時的に貯留された後に、シール室３２から流路孔７７→流路孔７８→取付孔８０→アウトレット７９内の第２リークポート８３→連通孔８５→ユニオン８１内の流路→パイプ８２内の流路孔８４→ガス燃料パイプ（リーク燃料ガス導入管）等を通ってエンジンの吸気管またはパージタンクに回収される。
なお、ガス燃料パイプ等から吸気管内に流入した気体状態のリーク燃料は、吸入空気と共にエンジンの各気筒の燃焼室内に吸い込まれる。つまり気体状態のリーク燃料は、エンジンの燃料として使用される。
また、パージタンク内に回収された気体状態のリーク燃料は、再液化コンプレッサ（圧縮機）やコンデンサ（凝縮器）等で再度液化された後に、燃料タンク１に戻される。

［実施例１の効果］
以上のように、本実施例の内燃機関の燃料供給装置（コモンレール式燃料噴射システム）に使用される高圧燃料ポンプ３においては、ギャラリ室１０と周方向凹溝１７とを連通する連通流路（小径孔１８、中径孔１９、貫通孔２０、大径孔２２）に、この連通流路を流通する燃料の逆流を防止すると共に、開弁圧力がギャラリ室１０内の燃料圧力よりも高く設定される逆止弁を設置している。これによって、高圧燃料ポンプ３の吐出圧力が高圧側に移行した場合であっても、燃料加圧室１２内の燃料圧力（Ｐ１）と周方向凹溝１７内の燃料圧力（Ｐ３）との間の圧力差が小さくなる。
ここで、燃料加圧室１２から第１クリアランス１５を通って周方向凹溝側に漏洩するリーク燃料量（本実施例のリーク燃料量）は、燃料加圧室１２内の燃料圧力（Ｐ１）と周方向凹溝１７内の燃料圧力（Ｐ３）との間の圧力差（差圧）により決まる。これに対し、従来の技術のリーク燃料量は、燃料加圧室１０２内の燃料圧力（Ｐ１）とギャラリ室１０１内の燃料圧力（フィード燃料圧：Ｐ２）との圧力差（差圧）により決まる。

本実施例の高圧燃料ポンプ３においては、ギャラリ室１０と周方向凹溝１７とを連通する連通流路（小径孔１８、中径孔１９、貫通孔２０、大径孔２２）に逆止弁を設置することにより、周方向凹溝１７内の燃料圧力（Ｐ３）をギャラリ室１０内の燃料圧力（フィード燃料圧：Ｐ２）よりも高く設定することができる。
つまり周方向凹溝１７内の燃料圧力（Ｐ３）＞ギャラリ室１０内の燃料圧力（Ｐ２）であるため、高圧燃料ポンプ３の燃料圧送時において、第１クリアランス１５から漏洩するリーク燃料量を現状よりも減らすことができる。これにより、高圧燃料ポンプ３の吐出流量を増加することができるので、高圧燃料ポンプ３の吐出効率の悪化を抑制できる。

また、周方向凹溝１７は、逆止弁が設置された連通流路（小径孔１８、中径孔１９、貫通孔２０、大径孔２２）を介してギャラリ室１０と連通しているので、ギャラリ室１０内の燃料圧力（フィードポンプ２より吐出される燃料圧力：フィード圧）よりも高圧力となる。なお、燃料加圧室１２よりも周方向凹溝１７の方が低圧力となるが、仮に低粘度で、沸点の低い燃料（ＤＭＥ）を使用した場合でも、燃料が気化することなく、液体状態のまま第１クリアランス１５から周方向凹溝１７でリーク燃料が回収されて連通流路（小径孔１８、中径孔１９、貫通孔２０、大径孔２２）を通ってギャラリ室１０に戻される。これにより、高価なシール部材を使用することなく、第１クリアランス１５から漏洩する液体状態のリーク燃料を回収できるので、高圧燃料ポンプ３の製品コストを低減することができる。
また、液体状態のまま第１クリアランス１５からリーク燃料を回収できるので、第１クリアランス１５から漏洩するリーク燃料の回収率を向上できる。これにより、リーク燃料量を低減することができる。

図４および図５は本発明の実施例２を示したもので、図４は高圧燃料ポンプを示した図で、図５は高圧燃料ポンプの主要構造を示した図である。

本実施例の高圧燃料ポンプ３は、周方向凹溝１７内の燃料圧力とギャラリ室１０内の燃料圧力との間に圧力差を生じさせる圧力差付与手段として使用される絞り孔（オリフィス）２１を有する円環板状のオリフィス部材２６を備えている。このオリフィス部材２６は、ギャラリ室１０と周方向凹溝１７とを連通する連通流路（小径孔１８、絞り孔２１、大径孔２２）に設置されている。
オリフィス部材２６の内部には、オリフィス部材２６の中央部を板厚方向に貫通するように絞り孔２１が形成されている。この絞り孔２１は、小径孔１８と大径孔２２とを連通すると共に、連通流路の流路断面積を絞り、且つ連通流路を流通する燃料の流量を制限すると共に、周方向凹溝（燃料回収部）１７内の燃料圧力をギャラリ室１０内の燃料圧力よりも高く設定する絞り部（オリフィス）として使用される。

また、オリフィス部材２６の外周面には、シリンダ９の大径孔２２の孔壁面（シリンダ９の内周面）に設けられた内周ねじに螺合する外周ねじが形成されている。また、シリンダ９の段差とオリフィス部材２６との間には、シリンダ９の流路孔壁面（段差）とオリフィス部材２６の外周側端面との間の隙間を気密的に閉鎖する円環状のガスケット２７が挟み込まれている。
絞り孔２１は、燃料加圧室１２内の燃料圧力と周方向凹溝１７内の燃料圧力との間の第１圧力差を、燃料加圧室１２内の燃料圧力とギャラリ室１０内の燃料圧力との間の第２圧力差よりも小さくする。すなわち、周方向凹溝１７内の燃料圧力は、連通流路（小径孔１８、絞り孔２１、大径孔２２）の流路断面積を絞るオリフィス（絞り孔２１）によって、ギャラリ室１０内の燃料圧力よりも所定値以上大きくなる。
ここで、本実施例では、周方向凹溝１７からギャラリ室１０に向かうリーク燃料が絞り孔２１を通過する際に、その圧力が１段階以上減圧してギャラリ室１０に回収される。

以上のように、本実施例の内燃機関の燃料供給装置（コモンレール式燃料噴射システム）に使用される高圧燃料ポンプ３においては、高圧燃料ポンプ３の吐出圧力が高圧側に移行した場合であっても、燃料加圧室１２内の燃料圧力（Ｐ１）と周方向凹溝１７内の燃料圧力（Ｐ３）との間の圧力差が小さくなる。すなわち、ギャラリ室１０と周方向凹溝１７とを連通する連通流路（小径孔１８、絞り孔２１、大径孔２２）にオリフィス（絞り孔２１）を設置することにより、周方向凹溝１７内の燃料圧力（Ｐ３）をギャラリ室１０内の燃料圧力（フィード燃料圧：Ｐ２）よりも高く設定することができる。
これによって、高圧燃料ポンプ３の燃料圧送時において、第１クリアランス１５から漏洩するリーク燃料量を現状よりも減らすことができる。これにより、高圧燃料ポンプ３の吐出流量を増加することができるので、高圧燃料ポンプ３の吐出効率の悪化を抑制できる。
また、実施例１と同様な効果を達成することができる。

図６ないし図９は本発明の実施例３を示したもので、図６は高圧燃料ポンプを示した図で、図７ないし図９は高圧燃料ポンプの主要構造を示した図である。

本実施例の高圧燃料ポンプ３は、ギャラリ室１０と周方向凹溝１７とを連通する連通流路（小径孔１８、中径孔１９、貫通孔２０）に、この連通流路を流通する燃料の逆流を防止すると共に、開弁圧力がギャラリ室１０内の燃料圧力よりも高く設定される逆止弁が設置されている。
逆止弁は、周方向凹溝１７内の燃料圧力とギャラリ室１０内の燃料圧力との間に圧力差を生じさせる圧力差付与手段として使用される。この逆止弁は、燃料加圧室１２内の燃料圧力と周方向凹溝１７内の燃料圧力との間の第１圧力差を、燃料加圧室１２内の燃料圧力とギャラリ室１０内の燃料圧力との間の第２圧力差よりも小さくする。

また、逆止弁は、周方向凹溝１７内の燃料圧力とギャラリ室１０内の燃料圧力との圧力差が所定値以上の時にのみ開弁するバルブ２３と、中径孔１９の内部に収容されて、バルブ２３とスプリングシート２５との間に設置されたコイルスプリング２４と、シリンダ９の孔壁面（ギャラリ室１０の臨むようにシリンダ９の外周面で開口した孔壁面）に締結固定される円環板状のスプリングシート２５とを備えている。
バルブ２３は、シリンダ９の内部に設けられるバルブシートに着座、離脱して小径孔１８を閉鎖、開放する弁体（逆止弁の弁体）として使用される。また、バルブ２３は、小径孔１８よりも燃料流方向の下流側に設けられる中径孔１９の内部に収容されている。
ここで、逆止弁の開弁圧力は、開弁前のコイルスプリング２４のスプリング荷重（バネ荷重）により規定される。なお、逆止弁の開弁圧力は、シール部材２９の耐圧を確保することのできる範囲内で極力大きく設定することが望ましい。

また、スプリングシート２５は、その板厚方向に貫通する貫通孔２０を有している。この貫通孔２０は、中径孔１９とギャラリ室１０とを連通する燃料流路として使用される。なお、貫通孔２０は、実施例２の絞り孔２１よりも流路断面積が大きく、連通流路の流路断面積を絞るオリフィスではない。
シリンダ９は、小径孔１８と中径孔１９との間に、燃料流方向の下流側に向けて次第に拡径したテーパー状（円錐台形状）の段差面を有している。この段差面の内周部に設けられるエッジ部は、バルブ２３が着座可能なバルブシートとして使用される。

ここで、本実施例の高圧燃料ポンプ３は、プランジャ８の摺動面とシリンダ９の摺動面との間の第２クリアランス１６から漏洩したリーク燃料を高圧燃料ポンプ３の外部（エンジンの吸気管またはパージタンク）に排出する第２燃料排出経路を備えていない。つまり流路孔７７、７８、アウトレット７９、取付孔８０、ユニオン８１およびパイプ８２を有していない。
また、本実施例の高圧燃料ポンプ３は、プランジャ８の図示下端部の外周とシリンダ９の図示下端部の内周との間に、フッ素樹脂製のシールリングおよび断面Ｏ字状のゴムシール（Ｏリング）よりなるシール部材２９が装着されている。なお、シールリングは、プランジャ８の周囲を取り囲むように、プランジャ８の外周に密着状態で摺動可能に嵌め込まれている。また、Ｏリングは、シールリングの周囲を取り囲むように、シールリングの外周に半径方向に圧縮した状態で嵌め込まれている。
ここで、本実施例では、逆止弁の開弁時に、周方向凹溝１７からギャラリ室１０に向かうリーク燃料の圧力が１段階以上減圧してギャラリ室１０に回収されるように構成されている。

以上のように、本実施例の内燃機関の燃料供給装置（コモンレール式燃料噴射システム）に使用される高圧燃料ポンプ３においては、高圧燃料ポンプ３の吐出圧力が高圧側に移行した場合であっても、燃料加圧室１２内の燃料圧力（Ｐ１）と周方向凹溝１７内の燃料圧力（Ｐ３）との間の圧力差が小さくなる。すなわち、ギャラリ室１０と周方向凹溝１７とを連通する連通流路（小径孔１８、中径孔１９、貫通孔２０）に逆止弁を設置することにより、周方向凹溝１７内の燃料圧力（Ｐ３）をギャラリ室１０内の燃料圧力（フィード燃料圧：Ｐ２）よりも高く設定することができる。
これによって、高圧燃料ポンプ３の燃料圧送時において、第１クリアランス１５から漏洩するリーク燃料量を現状よりも減らすことができる。これにより、高圧燃料ポンプ３の吐出流量を増加することができるので、高圧燃料ポンプ３の吐出効率の悪化を抑制できる。
また、本実施例では、実施例１と異なり、流路孔７７、７８、アウトレット７９、取付孔８０、ユニオン８１およびパイプ８２を廃止できるので、部品点数および組付工数を低減でき、製品コストを削減することができる。

［変形例］
本実施例では、高圧燃料ポンプを、コモンレール式燃料噴射システムに使用される高圧燃料ポンプ３に適用した例を説明したが、高圧燃料ポンプを、内燃機関用燃料噴射装置に使用される分配型燃料噴射ポンプまたは列型燃料噴射ポンプに適用しても良い。また、図２、図４、図６のカム５１のカム山の数は１つ以上の任意の数で良い。なお、ポンプエレメントの数、つまりプランジャ８やシリンダ９の本数は、１つでも、２つ以上でも良く、その数は任意である。また、電磁弁１１の個数も、ポンプエレメントの数に応じて、１つでも、２つ以上でも良く、その数は任意である。

本実施例では、高圧燃料ポンプ３の吸入ポートよりも燃料流方向の上流側にフィードポンプ２を接続しているが、エンジンのクランクシャフトの回転に伴ってカムシャフト６が回転することで、燃料タンク１から高圧燃料ポンプ３の吸入ポートを経由して低圧燃料を汲み上げるフィードポンプを、高圧燃料ポンプ３のポンプハウジング７に内蔵しても良い。
また、ＯＦＶの代わりに、燃料タンク１へ戻る燃料流量を調整するリリーフバルブを使用しても良い。この場合には、燃料戻し経路と燃料排出経路との合流部を、リリーフバルブよりも燃料流方向の上流側または下流側に設置する。

本実施例では、圧力差付与手段として、周方向凹溝（燃料回収部）１７とギャラリ室１０とを連通する連通流路に、この連通流路を流通する燃料の逆流を防止すると共に、開弁圧力がギャラリ室１０内の燃料圧力よりも高く設定される逆止弁、あるいは連通流路の流路断面積を絞り、且つ連通流路を流通する燃料の流量を制限すると共に、周方向凹溝（燃料回収部）１７内の燃料圧力をギャラリ室１０内の燃料圧力よりも高く設定する絞り孔（絞り部、オリフィス）２１を設置しているが、圧力差付与手段として、周方向凹溝（燃料回収部）１７とギャラリ室１０とを連通する連通流路に、逆止弁および絞り孔（絞り部）の両方を設置しても良い。

１ 燃料タンク
２ フィードポンプ（低圧燃料ポンプ）
３ 高圧燃料ポンプ
４ コモンレール
５ インジェクタ
６ カムシャフト（ポンプ駆動軸）
７ ポンプハウジング
８ プランジャ
９ シリンダ
１０ ギャラリ室
１１ 電磁弁
１２ 燃料加圧室
１３ シリンダ孔
１５ 第１クリアランス（環状隙間）
１６ 第２クリアランス（環状隙間）
１７ 周方向凹溝（燃料回収部、高圧リーク燃料回収部）
１８ 小径孔（連通流路）
１９ 中径孔（連通流路）
２０ 貫通孔（連通流路）
２１ 絞り孔（連通流路、絞り部、オリフィス）
２２ 大径孔（連通流路）
２３ 逆止弁（圧力差付与手段）のバルブ（ボールバルブ）
２４ 逆止弁のコイルスプリング（バルブ付勢手段）
２５ 逆止弁のスプリングシート（ばね座）
２６ オリフィス部材（圧力差付与手段）
２９ シール部材
３１ カム室
３２ シール室（低圧リーク燃料回収部）
３３ オイルシール

Claims (10)

1. （ａ）燃料タンクから吸入した燃料を加圧して吐出するフィードポンプと、
   （ｂ）燃料を加圧して吐出するプランジャ、このプランジャを往復摺動可能に支持し、前記プランジャとの間に加圧室を区画形成するシリンダ、およびこのシリンダの外周面との間にギャラリ室を区画形成するポンプハウジングを有する高圧燃料ポンプと
   を備え、
   前記シリンダ内を前記プランジャが往復移動することで、前記フィードポンプから前記ギャラリ室を経て前記加圧室に燃料を吸入すると共に、前記加圧室に吸入した燃料を加圧して吐出する燃料供給装置において、
   前記プランジャは、前記シリンダの内周面との間にクリアランスを形成する外周面を有し、
   前記高圧燃料ポンプは、前記クリアランスを介して前記加圧室に連通すると共に、前記クリアランスから漏洩した燃料を回収する燃料回収部、前記ギャラリ室と前記燃料回収部とを連通する連通流路、およびこの連通流路に設置されて、前記燃料回収部内の圧力と前記ギャラリ室内の圧力との間に圧力差を生じさせる圧力差付与手段を有しており、
   前記圧力差付与手段は、前記連通流路の流路断面積を絞る、あるいは前記連通流路を流通する燃料の流量を制限すると共に、前記燃料回収部内の圧力を前記ギャラリ室内の圧力よりも高く設定する絞り部を有していることを特徴とする燃料供給装置。
2. 請求項１に記載の燃料供給装置において、
   前記燃料回収部は、前記プランジャの周囲を周方向に取り囲むように形成された凹状の周方向溝であることを特徴とする燃料供給装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の燃料供給装置において、
   前記高圧燃料ポンプは、前記シリンダ内で前記プランジャを往復移動させるカムシャフトを有し、
   前記ポンプハウジングは、前記カムシャフトが挿入されると共に、内部に潤滑油が充填されるカム室を有していることを特徴とする燃料供給装置。
4. 請求項３に記載の燃料供給装置において、
   前記クリアランスは、前記燃料回収部よりも前記加圧室側に設けられる第１クリアランス、および前記燃料回収部よりも前記カム室側に設けられる第２クリアランスを有していることを特徴とする燃料供給装置。
5. 請求項４に記載の燃料供給装置において、
   前記燃料回収部は、前記第１クリアランスから漏洩した燃料を回収する高圧リーク燃料回収部、および前記第２クリアランスから漏洩した燃料を回収する低圧リーク燃料回収部を有していることを特徴とする燃料供給装置。
6. 請求項５に記載の燃料供給装置において、
   前記シリンダは、前記第２クリアランスをシールするシール部材を有していることを特徴とする燃料供給装置。
7. 請求項５または請求項６に記載の燃料供給装置において、
   前記高圧リーク燃料回収部は、前記連通流路を介して前記ギャラリ室に連通していることを特徴とする燃料供給装置。
8. 請求項５ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載の燃料供給装置において、
   前記第２クリアランスから前記低圧リーク燃料回収部へ漏洩した燃料を前記高圧燃料ポンプの外部に排出する燃料排出経路を備えていることを特徴とする燃料供給装置。
9. 請求項１ないし請求項８のうちのいずれか１つに記載の燃料供給装置において、
   前記ギャラリ室からオーバーフローした燃料を前記燃料タンクに戻す燃料戻し経路を備えていることを特徴とする燃料供給装置。
10. 請求項９に記載の燃料供給装置において、
    前記燃料戻し経路は、前記ギャラリ室内の圧力が所定値以上に上昇した際に開弁するオーバーフローバルブを有していることを特徴とする燃料供給装置。

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