JP5472737B2 - リリーフ弁及びそれを用いた高圧ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、リリーフ弁及びそれを用いた高圧ポンプに関する。

従来、エンジンへ高圧燃料を高圧ポンプより供給する燃料供給システムでは、高圧ポンプから圧送される燃料は、デリバリパイプに蓄圧され、デリバリパイプに接続するインジェクタからエンジンの各気筒内に噴射される。
特許文献１に記載の燃料供給システムでは、高圧ポンプの燃料を加圧する加圧室とデリバリパイプとを接続する燃料通路にリリーフ弁が設けられている。デリバリパイプ内の燃料の圧力が所定値以上になるとリリーフ弁が開弁し、燃料がデリバリパイプ側から高圧燃料ポンプ側へ流れる。

特開２００９−１２１３９５号公報

ところで、特許文献１に記載のリリーフ弁は、デリバリパイプ内の燃料の圧力が所定値以上になるときしか開弁しない。このため、弁部材が弁座に着座する閉弁時、燃料中に含まれる例えば異物等の弁着座性や高圧燃料ポンプの性能を悪化させる物質が、弁部材と弁座との間の窪み形状となる凹部に付着、堆積する。そして、異物が弁部材と弁座との間に挟まり込む虞がある。以下、本明細書において、燃料中の「異物」とは、燃料に含まれる粒子状のもののほか、ガム質燃料など、弁着座性や高圧燃料ポンプの性能を悪化させる物質を含む。

弁部材と弁座との間に異物が挟まり込むと、リリーフ弁の着座安定性が悪化し、リリーフ弁の圧力保持性能が低下することが懸念される。リリーフ弁の圧力保持性能が低下すると、高圧ポンプによるデリバリパイプの昇圧性能を維持することができないおそれがある。また、アクセルオフ後またはエンジン停止後にデリバリパイプ内の燃料圧力が低下することでエンジンの始動性が悪化するおそれがある。

また、リリーフ弁の弁部材と弁座との間に挟まった異物が粘着性の高いガム質の場合、高圧によって弁部材が弁座に固着し、デリバリパイプ内の燃料の圧力が所定値以上になってもリリーフ弁が開弁しない虞がある。このため、デリバリパイプ内の燃料の過剰圧により、デリバリパイプ側のパイプつなぎの燃料漏れ、又は、パイプの破損による燃料漏れが招かれる。

本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、リリーフ弁の弁部材に溜まる異物を除去可能なリリーフ弁及びそれを用いた高圧ポンプを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、請求項１に係る発明によると、弁ボディと第１弁部材と第１付勢部材と定残圧弁とを備えるリリーフ弁は、プランジャより加圧される加圧室から送り出される高圧通路の燃料の圧力が第１所定圧力以上になると、高圧通路の燃料を加圧室側へ戻すことを許容する。高圧通路は、例えばデリバリパイプ及び加圧室とデリバリパイプとの間のデリバリ通路が考えられる。ここで、第１所定圧力というのは、高圧通路のつなぎの燃料漏れ、又は、パイプの破損による燃料漏れを招く限界圧力を意味する。弁ボディは、加圧室と高圧通路とを連通する第１燃料通路を内部に形成する。また、弁ボディの第１燃料通路の高圧通路側には第１弁座を有する。第１弁部材は、第１燃料通路内に設けられ、第１テーパ部、第２テーパ部、本体部、及び、第２弁座を有する。第２テーパ部は第１弁座に着座可能に第１弁部材の先端部に形成される。ここで、テーパ部というのは、第１弁部材の軸線に対し、傾斜して形成する環状の部分を意味する。また、このテーパ部は、複数形成することが可能である。本体部は、加圧室と繋がる第２燃料通路を内部に形成し、この第２燃料通路の高圧通路側には第２弁座が形成される。また、本体部の高圧通路側には、高圧通路と第２燃料通路とを連通するオリフィスが形成される。このオリフィスの高圧通路側開口は、第２テーパ部に開口する。第１付勢部材は、第２テーパ部が第１弁座に着座する方向に第１弁部材を付勢する。定残圧弁は、第２燃料通路に収容され、高圧通路の燃料圧力が第１所定圧力より小さい第２所定圧力以上になると、高圧通路から第２燃料通路への燃料の流れを許容する。定残圧弁は、第２弁座に着座可能で着座時にオリフィスの燃料の流れを遮断可能な第２弁部材、及び、第２弁部材が第２弁座に着座する方向に第２弁部材を付勢する第２付勢部材を有する。

この構成により、プランジャの往復移動による加圧室の減圧時、又は高圧ポンプの作動停止時など、高圧通路の燃料と加圧室の燃料との間の差圧が大きくなる。この差圧によって、閉弁している第１弁部材と第１弁座とが当接する時形成される窪み形状となる凹部に溜まろうとする異物はオリフィス内に吸い込まれる。このため、第１弁部材と第１弁座とが当接する時形成される窪み形状となる凹部に異物が堆積することを抑制することができる。よって、リリーフ弁の開弁後に異物が第１弁部材と第１弁座との間に挟まることを抑制することができ、リリーフ弁の圧力保持性能が低下することを抑制することができる。

請求項２に係る発明によると、オリフィスの高圧通路側開口は、第１弁部材と第１弁座とが当接するとき、第１弁部材の当接部の近傍に開口される。このため、第１弁部材と第１弁座とが当接するとき、当接部の近傍に異物が溜まることを抑制することができる。よって、異物が第１弁部材と第１弁座との間に挟まることを抑制することができる。
また、第１弁部材と高圧通路内壁との壁面の流体摩擦力によって、第１弁部材の第２テーパ部と高圧通路の内壁との間を通り過ぎる燃料の量が制限される。よって、異物を取り除く効果を高めるために、オリフィスの燃料通路の径を大きくするか、オリフィスを増やすことができる。

請求項３に係る発明によると、オリフィスは複数形成される。例えば、第１弁部材の軸線に対し線対称となる複数のオリフィスを形成することで、異物の堆積を抑制することができる領域を増やし、異物を取り除く効率を向上させることができる。

請求項４に係る発明によると、本体部の高圧通路側の先端は、高圧通路側に突出する円錐状である。この構成により、異物は円錐状の高圧通路側の先端の傾斜面に沿って、オリフィスの高圧通路側開口まで導かれ、オリフィスに吸い込まれる。このため、第１弁部材に異物が堆積することを抑制することができる。

請求項５に係る発明によると、異物がリリーフ弁の第１弁部材と第１弁座とが当接する時、当接部の近傍に付着、堆積することを抑制することができる。これにより、第１弁部材と第１弁座との着座安定性が向上し、リリーフ弁は圧力保持性能を維持することができる。したがって、エンジンの減速後又はエンジン停止後などに、高圧通路内の燃圧が所定圧よりも低下し、燃料内にベーパが発生することが抑制される。これにより、高圧ポンプはエンジンの始動性を向上することができる。

本発明の第１実施形態のリリーフ弁の特徴を示す断面図。 本発明の第１実施形態のリリーフ弁を備える燃料供給システムを示す模式図。 本発明の第１実施形態のリリーフ弁を有する高圧ポンプを示す断面図。 図３のＶＩ方向から見た一部切り欠き図。 図４の要部拡大断面図。 図５の要部拡大図。 本発明の第１実施形態のリリーフ弁のオリフィスを示す平面図。 本発明の第１実施形態のリリーフ弁を有する高圧ポンプをエンジンに適用したときの特性図。 本発明の第１実施形態のリリーフ弁を有する高圧ポンプによるデリバリパイプの昇圧性能を示す特性図。 本発明の第２実施形態のリリーフ弁のオリフィスを示す平面図。 図１０のＸＩ−ＸＩ線断面図。 本発明の第３実施形態のリリーフ弁のオリフィスを示す平面図。 図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態は、図２に示すように、車両の燃料供給システム１の高圧ポンプ１０に用いられるリリーフ弁５０に適用したものである。このリリーフ弁５０は、例えば加圧室１６１と高圧通路であるデリバリパイプ４との間に、吐出弁４０を迂回して配置され、デリバリパイプ４内の燃料の圧力が第１所定圧力以上になると、デリバリパイプ４から加圧室１６１への燃料の流れを許容する。

本実施形態の高圧ポンプ１０は、図２に示すように、エンジンの燃料供給システム１に用いられ、燃料タンク２から低圧ポンプ３によって供給される燃料を加圧し、デリバリパイプ４へ圧送する。デリバリパイプ４に蓄圧された高圧燃料は、デリバリパイプ４に接続するインジェクタ５からエンジンの各気筒内に噴射される。

まず、高圧ポンプ１０の基本構成および作動について説明する。
図２、図３、および図４に示すように、高圧ポンプ１０は、ハウジングとしてのポンプボディ１１、プランジャ１２、電磁駆動部２０、吸入弁３０、吐出弁４０、及び、リリーフ弁５０などを備えている。
ポンプボディ１１には、円筒状のシリンダ１６が形成されている。シリンダ１６は、プランジャ１２を軸方向に往復移動可能に収容し、プランジャ１２の往復移動により容積が変化する加圧室１６１を形成する。

ポンプボディ１１には、加圧室１６１に対してプランジャ１２の反対側にダンパ室６０が形成されている。
図３に示すように、ダンパ室６０は、低圧燃料配管６を通じて燃料タンク２と接続している図示しない燃料入口を有する。このため、ダンパ室６０は燃料入口から燃料タンク２の燃料が供給される。また、ダンパ室６０内の燃料はダンパ通路６５を経由して加圧室１６１と繋がる吸入筒部１３の吸入通路１３１へ導かれる。

図３に示すように、吸入筒部１３はシリンダ１６の中心軸と略垂直に形成されている。吸入通路１３１は吸入筒部１３の内側に形成され、ダンパ通路６５と繋がっている。吸入通路１３１の加圧室１６１側に吸入通路１３１より小径の吸入弁収容穴１３２が形成されている。吸入弁収容穴１３２は、加圧室１６１と繋がる吸入口１６３と連通し、吸入弁３０を収容する。

吸入弁３０は、係止部材１３３により吸入通路１３１内に固定されている。吸入弁３０は、吸入弁ボディ３１及び吸入弁部材３２を備える。吸入弁ボディ３１には、凹テーパ状の円周面を有する吸入弁座３３、及び、吸入弁通路３１１が形成される。吸入弁部材３２は吸入弁ボディ３１の内壁に案内され往復移動する。吸入弁部材３２の加圧室１６１に対して反対側の面には、吸入弁座３３に着座可能な凸テーパ状の円周面が形成されている。

吸入弁ボディ３１の内壁には吸入弁ストッパ３４が固定される。吸入弁ストッパ３４は吸入弁部材３２の開弁方向（図３の右方向）への移動を規制する。吸入弁ストッパ３４の内側には、吸入弁部材３２側に開口する容積室３４２が形成されている。容積室３４２内には、吸入弁部材３２を吸入弁座３３に着座させる方向へ付勢するスプリング３５が設けられている。

吸入弁ストッパ３４の外壁と吸入弁ボディ３１の内壁との間には、環状の環状燃料通路３６が形成されている。吸入弁部材３２が開弁すると吸入通路１３１と環状燃料通路３６とが連通され、吸入弁部材３２が閉弁すると吸入通路１３１と環状燃料通路３６との連通が遮断される。

吸入弁ストッパ３４の加圧室１６１側の周方向には、吸入弁ストッパ３４の軸に対して傾斜する傾斜通路３４１が複数形成される。傾斜通路３４１は、加圧室１６１に繋がる吸入口１６３と環状燃料通路３６とを連通する。

上述したダンパ通路６５、吸入通路１３１、吸入弁通路３１１、環状燃料通路３６、傾斜通路３４１、及び吸入口１６３は燃料供給通路１３０を形成する。燃料がダンパ室６０側から加圧室１６１側へ向かうとき、燃料は、ダンパ通路６５、吸入通路１３１、吸入弁通路３１１、環状燃料通路３６、傾斜通路３４１、及び吸入口１６３の順に流れる。

次に、プランジャ１２及びその周辺について説明する。
図３に示すように、プランジャ１２は、ポンプボディ１１のシリンダ１６に軸方向へ往復移動可能に収容されている。プランジャ１２は、小径部１２１、及び小径部１２１に繋がる大径部１２３を有する。
ポンプボディ１１のシリンダ１６の加圧室１６１と反対側の端部の外壁には、加圧室１６１側へ略円環状に凹む凹部１７が設けられている。凹部１７には、オイルシールホルダ１８が嵌め込まれている。

プランジャ１２の小径部１２１の加圧室１６１と反対側にはヘッド１２５が形成される。ヘッド１２５はスプリング座１９１と結合している。スプリング座１９１とオイルシールホルダ１８との間には、スプリング１９が設けられている。スプリング座１９１は、スプリング１９の付勢力により、カム７の方向へ付勢されている。プランジャ１２は、タペット８を介してカム７と接することにより軸方向へ往復駆動される。スプリング１９は、一方の端部がオイルシールホルダ１８に接し、他方の端部がスプリング座１９１に接しており、軸方向へ伸びる力を有している。これにより、スプリング１９は、スプリング座１９１を介してタペット８をカム７側へ付勢する。

次に吐出弁４０について説明する。
図３に示すように、ポンプボディ１１には、シリンダ１６の中心軸と略垂直に吐出筒部１４が形成されている。吐出筒部１４の内側には、加圧室１６１の吐出口１６４に連通する吐出通路１４１が形成される。
ポンプボディ１１の吐出口１６４側に設けられている吐出弁４０は、加圧室１６１において加圧された燃料の排出を許容または遮断する。吐出弁４０は、吐出筒部１４を弁ボディとし、吐出弁部材４２、規制部材４３、スプリング４４などを備える。

吐出弁部材４２は、底部４２１、及び底部４２１からデリバリ通路１５４側へ延びる筒部４２２から有底筒状に形成され、吐出筒部１４の内壁に案内され往復移動可能に設けられている。規制部材４３は、筒状に形成され、吐出筒部１４の内壁に固定されている。スプリング４４は、一方の端部が規制部材４３に接し、他方の端部が吐出弁部材４２の筒部４２２に接している。スプリング４４は吐出弁部材４２を加圧室１６１側に付勢する。吐出弁部材４２は、スプリング４４によって底部４２１側の端部が吐出弁座１１４に着座することで吐出通路１４１を閉鎖し、吐出弁座１１４から離座することで吐出通路１４１を開放する。

加圧室１６１の燃料の圧力が上昇すると、加圧室１６１側の燃料から吐出弁部材４２が受ける力は増大する。そして、加圧室１６１側の燃料から吐出弁部材４２が受ける力が、スプリング４４の付勢力とデリバリパイプ４内の燃料から受ける力との合力よりも大きくなると、吐出弁部材４２は吐出弁座１１４から離座する。これにより、加圧室１６１内の燃料は、吐出弁部材４２の筒部４２２に形成された通孔４２３、及び筒部４２２の内側通路を経由してデリバリパイプ４へ吐出される。

一方、加圧室１６１の燃料の圧力が低下すると、加圧室１６１側の燃料から吐出弁部材４２が受ける力は減少する。そして、加圧室１６１側の燃料から吐出弁部材４２が受ける力がスプリング４４の付勢力とデリバリパイプ４内の燃料から受ける力との和よりも小さくなると、吐出弁部材４２は吐出弁座１１４に着座する。これにより、デリバリパイプ４内の燃料が吐出通路１４１を経由して加圧室１６１内に逆流することを防止する。しかし、デリバリパイプ４内の燃料の圧力が第１所定圧力以上になると、デリバリパイプ４内の燃料はリリーフ弁５０を経由して加圧室１６１内に逆流する（図４を参照）。

ここで、リリーフ弁５０について、図１、図２、図４及び図５を参照して説明する
図２に示すように、リリーフ弁５０は吐出通路１４１を迂回するリリーフ通路１５０に設けられる。リリーフ通路１５０は、ポンプボディ１１に形成され、図４に示すように、加圧室１６１からポンプボディ１１の外壁側へ向かう加圧室通路１５１、シリンダ１６の中心軸と略垂直に第１燃料通路１５２、及び、吐出弁座１１４よりも吐出通路１４１からポンプボディ１１の外壁側へ向かうデリバリ通路１５４を備える。また、第１燃料通路１５２は、加圧室通路１５１とデリバリ通路１５４との間に形成される。
図５に示すように、リリーフ弁５０は、第１燃料通路１５２を形成するポンプボディ１１を弁ボディとし、第１弁部材５１、定残圧弁５３、第１付勢部材５２、アジャストパイプ５８、及びプラグ５９等を備える。

第１燃料通路１５２は、デリバリ通路１５４よりも大径であり、デリバリ通路１５４側の内壁に凹テーパ状の円周面を有する第１弁座１１５が形成される。第１弁部材５１は、筒状であり、第１燃料通路１５２内の第１弁座１１５に着座可能に設けられる。第１弁部材５１の本体部５１０の内部には、加圧室１６１と繋がっている連通路５４及び第２燃料通路１５３が形成される。連通路５４は、第２燃料通路１５３より小径であり、第２燃料通路１５３よりもデリバリ通路１５４側に形成される。また、第１弁部材５１の本体部５１０には、デリバリ通路１５４と連通路５４とを連通するオリフィス５５が形成される。

ここで、本実施形態の特徴となるリリーフ弁５０のオリフィス５５について、図１、図６、及び図７に基づいて詳しく説明する。
図１に示すように、本実施形態の第１弁部材５１のデリバリ通路１５４側の先端は、デリバリ通路１５４側へ突出し、平面部５１１、第１テーパ部５１２、及び第２テーパ部５１３を有する。平面部５１１は、デリバリ通路１５４より小径の円形であり、第１弁部材５１の軸線Ｏ１に対して垂直に形成される。第１テーパ部５１２は、第１弁部材５１の軸線Ｏ１に対して傾斜する環状を呈し、平面部５１１の径方向外側に形成される。第２テーパ部５１３は、第１弁部材５１の軸線Ｏ１に対して傾斜する環状を呈し、第１テーパ部５１２の径方向外側に形成される。なお、第１テーパ部５１２及び第２テーパ部５１３は、第１弁部材５１の軸線Ｏ１に対して、同じ角度で傾斜しても良いし、異なる角度で傾斜しても良い。本実施形態の場合、第１テーパ部５１２と第２テーパ部５１３とは、第１弁部材５１の軸線Ｏ１を含む平面において所定角度で接する。これにより、第１テーパ部５１２と第２テーパ部５１３との間にリング状の交線５１４が形成される。

一方、図６に示すように、第１弁座１１５は、凹テーパ状で形成され、シール面１１６と逃がし面１１７とを有する。第１弁部材５１は第１弁座１１５に着座すると、第１弁部材５１の当接部５１６は第１弁座１１５のシール面１１６に当接する。閉弁している第１弁部材５１と第１弁座１１５とが当接する時、第１弁部材５１の第２テーパ部５１３と第１弁座１１５のシール面１１６との間に窪み形状となる凹部が形成される。

本形態の場合、オリフィス５５は第１弁部材５１の本体部５１０のデリバリ通路１５４側に形成される。オリフィス５５のデリバリ通路側開口５５１は第１弁部材５１の先端部の第１テーパ部５１２に開口され、加圧室側開口５５２は連通路５４側の内壁に開口される。また、オリフィス５５のデリバリ通路側開口５５１は、第１弁部材５１と第１弁座１１５とが当接する当接部５１６の近傍に形成することが好ましい。本実施形態の場合、図７に示すように、オリフィス５５のデリバリ通路側開口５５１は、例えば交線５１４のデリバリ通路１５４側に開口することが例示される。

次に、オリフィス５５の燃料流路を開放又は遮断する定残圧弁５３について説明する。
定残圧弁５３は、第１弁部材５１を弁ボディとし、第２弁部材５３１、支持体５３２、及び第２付勢部材５３３を備える。第２弁部材５３１は、第２燃料通路１５３に収容され、第２燃料通路１５３と連通路５４との間に形成する第２弁座５１５に着座可能に設けられる。支持体５３２は、デリバリ通路１５４に対して第２弁部材５３１の反対側の第２燃料通路１５３内に往復移動可能に収容される。第２弁部材５３１に対して支持体５３２の反対側には、ストッパ５６が第２燃料通路１５３内に圧入されている。また、ストッパ５６と支持体５３２との間には、支持体５３２を連通路５４側に付勢する第２付勢部材５３３が設けられる。この第２付勢部材５３３の付勢力によって、第２弁部材５３１は第２弁座５１５に着座する。

図５に示すように、第１燃料通路１５２のポンプボディ１１の外壁側の開口は、プラグ５９によって閉塞されている。アジャストパイプ５８は、筒状に形成され、プラグ５９側で、第１燃料通路１５２を形成するポンプボディ１１の内壁に固定されている。第１付勢部材５２は、一方の端部が第１弁部材５１に接し、他方の端部がアジャストパイプ５８に接している。第１弁部材５１は、第１付勢部材５２の付勢力により第１弁座１１５に着座する。

アジャストパイプ５８のデリバリ通路１５４への圧入により、第１付勢部材５２の荷重が調整される。第１付勢部材５２の荷重は任意に設定可能である。本実施形態では、例えばエンジンの通常運転におけるデリバリパイプ４の燃料圧力以上、電磁式のインジェクタ５が燃料噴射不能となる圧力未満で第１弁部材５１が開弁するように第１付勢部材５２の荷重を設定することが例示される。

第１弁部材５１は、テーパ部が第１弁座１１５に着座することにより第１弁部材５１の径方向外側の第１燃料通路１５２を閉鎖し、第１弁座１１５から離座することにより第１弁部材５１の径方向外側の第１燃料通路１５２を開放する。第１弁部材５１は、第１弁座１１５に対して反対方向へ移動したとき、アジャストパイプ５８と当接することにより移動量が制限される。

次に電磁駆動部２０について説明する。
図３に示すように、電磁駆動部２０は、コイル２１、固定コア２２、可動コア２３、フランジ２５などから構成される。コイル２１は樹脂製のスプール２８に巻回され、通電されることにより磁界を発生する。固定コア２２は磁性材料で作られ、コイル２１の内側に収容されている。可動コア２３は磁性材料で作られ、固定コア２２と対向して配置されている。可動コア２３は、筒部材２９及びフランジ２５の内側に軸方向に往復移動可能に収容されている。

筒部材２９は非磁性材料で作られ、固定コア２２とフランジ２５との間の磁気的な短絡を防止する。フランジ２５は磁性材料で作られ、ポンプボディ１１の筒部１３に取り付けられ、電磁駆動部２０をポンプボディ１１に保持するとともに、筒部１３の端部を塞いでいる。フランジ２５には、中央部に筒状に形成されたガイド筒２６が設けられている。
ニードル２４は略円筒状に形成され、ガイド筒２６の内壁に案内されて往復移動する。ニードル２４は、一方の端部が可動コア２３に一体に組み付けられ、他方の端部が吸入弁部材３２の電磁駆動部２０側の端面に当接するように設置されている。

固定コア２２と可動コア２３との間にスプリング２７が設けられている。スプリング２７は、スプリング３５が吸入弁部材３２を閉弁方向に付勢する力よりも強い力で、可動コア２３を吸入弁部材３２側、すなわち吸入弁部材３２の開弁方向へ付勢している。
コイル２１に通電していないとき、可動コア２３は固定コア２２に吸引されず、互いに離れている。そのため、スプリング２７の付勢力により、可動コア２３と一体のニードル２４が吸入弁部材３２側へ移動し、ニードル２４の端面が吸入弁部材３２を押圧することで吸入弁部材３２が開弁する。

次に高圧ポンプ１０の作動について説明する。高圧ポンプ１０は、吸入行程、調量行程、加圧行程を繰り返す動作をする。
（１）吸入行程
プランジャ１２が上死点から下死点に向かって下降することで、加圧室１６１の燃料が減圧される。このとき、コイル２１への通電が停止され、吸入弁部材３２は開弁状態となり、燃料供給通路１３０が連通している。また、吐出弁部材４２は吐出弁座１１４に着座し、吐出通路１４１を閉塞している。そのため、ダンパ室６０の燃料が燃料供給通路１３０を経由して加圧室１６１に吸入される。

（２）調量行程
プランジャ１２が下死点から上死点に向かって上昇するとき、所定の時期まではコイル２１への通電が停止され、吸入弁部材３２は開弁状態となっている。そのため、加圧室１６１の低圧燃料は燃料供給通路１３０を経由してダンパ室６０に戻す。

調量行程の途中の所定の時刻にコイル２１への通電を開始すると、コイル２１に発生する磁界によって、固定コア２２と可動コア２３との間に磁気吸引力が発生する。この磁気吸引力がスプリング２７の付勢力よりも大きくなると、可動コア２３及び可動コア２３と一体のニードル２４は固定コア２２側へ移動する。すると、吸入弁部材３２とニードル２４とが離間し、吸入弁部材３２は、スプリング３５の付勢力、及び加圧室１６１からダンパ室６０側へ排出される低圧燃料の流れによって生じる力によって、吸入弁座３３側へ移動する。結果、吸入弁部材３２が吸入弁座３３に着座し、吸入弁３０は閉弁状態となる。

吸入弁３０が閉弁することにより、燃料供給通路１３０の燃料の流れが遮断され、加圧室１６１からダンパ室６０へ低圧燃料を戻す調量行程は終了する。すなわち、コイル２１の通電時刻を調整することにより、加圧室１６１からダンパ室６０へ戻される低圧燃料の量が調整される。これにより、加圧室１６１で加圧される燃料の量が決定される。

（３）加圧行程
加圧室１６１とダンパ室６０との間の燃料の流れが遮断された状態で、プランジャ１２がさらに上死点に向けて上昇すると、加圧室１６１の燃料の圧力は上昇する。加圧室１６１の燃料の圧力が所定の圧力以上になると、吐出弁部材４２が、スプリング４４の付勢力、及び吐出通路１４１内の燃料圧力に抗して開弁し、加圧室１６１で加圧された燃料は吐出通路１４１を経由して高圧ポンプ１０から吐出される。高圧ポンプ１０から吐出された燃料は、デリバリパイプ４に供給されて蓄圧され、インジェクタ５に供給される。

ここで、デリバリパイプ４内の燃料の圧力が第２所定圧力以上になると、定残圧弁５３が開弁する。そして、デリバリパイプ４内の燃料は、デリバリ通路１５４、オリフィス５５、第２燃料通路１５３、及び加圧室通路１５１を経由して加圧室１６１に戻る。第２所定圧力というのは、例えばエンジンの停止後にデリバリパイプ４内に発生するベーパを許容値以下とし、かつインジェクタ５からの燃料漏れを許容値以下とすることのできる圧力に設定されることが例示される。

また、デリバリパイプ４内の燃料の圧力が第２所定圧力より大きい第１所定圧力以上になると、リリーフ弁５０が開弁する。そして、デリバリパイプ４内の燃料は、デリバリ通路１５４、第１燃料通路１５２、及び加圧室通路１５１を経由して加圧室１６１に戻る。第１所定圧力というのは、デリバリパイプ４及びデリバリ通路１５４が受ける圧力損傷を許容値以下とすることのできる設定されることが例示される。

プランジャ１２が上死点まで上昇するとコイル２１への通電が停止され、吸入弁３０は再び開弁状態となる。そして、プランジャ１２は再び下降し、加圧室１６１の燃料の圧力は低下して、再び吸入行程が行われる。
このように（１）から（３）の行程を繰り返すことにより、高圧ポンプ１０は吸入した燃料を加圧して吐出する。

次に、本実施形態の上記構成による作用効果を図８及び図９を参照して説明する。
通常、デリバリパイプ４内の燃料の圧力が第２所定圧力以上になると、定残圧弁５３が開弁し、デリバリパイプ４内の燃料は、オリフィス５５及び第２燃料通路１５３を経由して加圧室１６１に戻る。よって、デリバリパイプ４内の燃料の圧力は、第２所定圧力より低い状態を維持することができ、デリバリパイプ４内のベーパの発生及びインジェクタ５からの燃料漏れを抑制することができる。

また、デリバリパイプ４内の燃料の圧力が第１所定圧力以上になると、リリーフ弁５０が開弁し、デリバリパイプ４内の燃料は、第１燃料通路１５２を経由して加圧室１６１に戻る。よって、デリバリパイプ４内の燃料の圧力が、第２所定圧力以上になることを抑制することができ、デリバリパイプ４及びデリバリ通路１５４が圧力損傷によって破損することを抑制することができる。

エンジンを停止したときのデリバリパイプ内の圧力及びインジェクタの燃料漏れ量の時間的推移を図８に示す。実線Ａで示すように、時刻Ｔ１でエンジンを停止すると、エンジン回転数が０となる。するとエンジンの冷却水が循環しなくなり、実線Ｂで示すように、デリバリパイプ４の温度はエンジン停止直後から一定期間上昇し（時刻Ｔ１−Ｔ２）、この温度が一定時間維持され（時刻Ｔ２−Ｔ３）、その後下降する（時刻Ｔ３以降）。

仮に高圧ポンプに定残圧弁及びオリフィスが備えていない従来のものである場合、破線Ｃに示すように、デリバリパイプ内の圧力もデリバリパイプの温度と同様に推移する。このため、破線Ｆに示すように、インジェクタの燃料漏れ量が多くなる。インジェクタから気筒内へ漏れ出した燃料は、次回のエンジンの始動時に未燃焼成分として大気中へ排出され、エミッション悪化などが生じるおそれがある。

これに対し、本実施形態の高圧ポンプ１０は定残圧弁５３及びオリフィス５５を備えているので、実線Ｄに示すように、デリバリパイプ４内の燃料の圧力はエンジン停止直後から下降する。これにより、実線Ｇに示すように、インジェクタ５の燃料漏れ量が許容値内に抑制される。

ここで、第１弁部材５１の第２テーパ部５１３と第１弁座１１５のシール面１１６との間で形成する窪み形状の凹部に燃料中の異物が付着、堆積すると、異物が第１弁部材５１と第１弁座１１５との間に挟まれる可能性がある。異物が第１弁部材５１と第１弁座１１５との間に挟まれると、リリーフ弁５０の圧力保持性能が低下するおそれがある。リリーフ弁５０の圧力保持性能が低下すると、図８の破線Ｅに示すように、エンジン停止後、デリバリパイプ４内の燃料の圧力は下降し続け、エンジンの再始動性が悪化する可能性がある。
また、異物が粘性の高いガム質である場合、第１弁部材５１はガム質によって第１弁座１１５に固着し、デリバリパイプ４内の燃料の圧力が第２所定圧力又は第１所定圧力以上になっても、リリーフ弁５０が開弁できない可能性がある。

これに対し、本実施形態の高圧ポンプ１０は、異物が付着、堆積しやすい第１弁部材５１と第１弁座１１５とが当接する位置である交線５１４の近傍にオリフィス５５が形成される。よって、高圧ポンプ１０の作動停止時に吐出通路１４１と加圧室１６１との間に生じる差圧を利用して異物を取り除くことができる。これにより、第１弁部材５１と第１弁座１１５との着座安定性が向上し、リリーフ弁５０は圧力保持性能を維持することができる。したがって、本実施形態の高圧ポンプ１０は、図８の実線Ｄに示すように、デリバリパイプ４内の燃圧を略一定に維持することが可能となる。この結果、高圧ポンプ１０は、エンジンの始動性を向上することができる。

そして、第１弁部材５１がガム質によって第１弁座１１５に固着することを抑制することができ、デリバリパイプ４内の燃料の圧力が第２所定圧力又は第１所定圧力以上になっても、リリーフ弁５０が開弁できないことを抑制することができる。このため、デリバリパイプ４内の燃料の圧力が第２所定圧力又は第１所定圧力以上になる異常情況の発生を抑制することができる。よって、デリバリパイプ４内のベーパの発生、又は、異常高圧によるデリバリパイプ４及びデリバリ通路１５４の破損を抑制することができる。

また、本実施形態では、第１弁部材５１と第１弁座１１５との壁面の流体摩擦力によって、オリフィス５５を通り過ぎる燃料の量を制限することができる。このため、よって、異物を取り除く効果を高めるために、オリフィス５５の燃料通路の径を大きくするか、オリフィス５５を増やすことができる。

エンジンが始動するときのデリバリパイプ４内の燃料圧力の時間的推移を図８に示す。図８（ａ）は、オリフィス５５を経由する燃料の戻し量が制限された場合、高圧ポンプ１０によるデリバリパイプ４の昇圧性能を示す。図８（ｂ）は、例えばオリフィス５５を経由する燃料の戻し量が制限されていない場合の高圧ポンプ１０によるデリバリパイプ４の昇圧性能を示す。オリフィス５５を経由する燃料の戻し量が制限された場合、デリバリパイプ４内の燃料圧力が所定圧力Ｐまで達するのに必要とする時間Ｔ４は、オリフィス５５を経由する燃料の戻し量が制限されていない場合のデリバリパイプ４内の燃料圧力が所定圧力Ｐまで達するのに必要とする時間Ｔ５より短いことが明らかである。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図１０〜図１１を参照して説明する。本実施形態では、複数のオリフィス５５を設けることで第１実施形態と異なる。図１０に示すように、複数のオリフィス５５は、第１弁部材２５１の軸線Ｏ２を対称軸として線対称となるように設けられる。また、複数のオリフィス５５のデリバリ通路側開口５５１は、第１テーパ部５１２の周方向に等間隔で開口されている。

本実施形態では、線対称となる複数のオリフィス５５を設けることで、一つのオリフィス５５を設ける場合に比べ広い領域で異物を取り除くことができる。よって、より広い領域で異物の堆積を抑制することができ、異物の堆積する領域を減少させることができる。
また、オリフィス５５の数を増やすと、異物を取り除く効果が高まる。ここで、複数のオリフィス５５の燃料流量の合計が、デリバリパイプ４の圧力保持性能を維持できる許容値以下となるよう、オリフィス５５の数を増やすことが好ましい。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図１２〜図１３を参照して説明する。本実施形態では、第１弁部材３５１の第１テーパ部５１２を円錐状にすることで第１実施形態と異なる。図１２に示すように、第１弁部材３５１の第１テーパ部５１２はデリバリ通路１５４へ突出する円錐状に形成され、オリフィス５５のデリバリ通路側開口５５１は第１テーパ部５１２の下流側の交線５１４の近傍に開口する。

本実施形態では、第１テーパ部５１２がデリバリ通路１５４へ突出する円錐状であることで、異物は第１テーパ部５１２の下流側に導かれる。このため、異物は第１テーパ部５１２の下流側の交線５１４の近傍に開口するオリフィス５５のデリバリ通路側開口５５１に導かれる。よって、異物は第１テーパ部５１２に堆積することなく取り除かれ、異物が第１弁部材３５１と第１弁座１１５との間に挟まれることを抑制することができる。

以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。

１：燃料供給システム、１０：燃料ポンプ、１１：ポンプボディ（リリーフ弁の弁ボディ）、１２：プランジャ、１６：シリンダ、５０：リリーフ弁、５１、２５１、３５１：第１弁部材、５２：第１付勢部材、５３：定残圧弁、５５：オリフィス、１１５：第１弁座、１５２：第１燃料通路（低圧通路）、１５３：第２燃料通路（低圧通路）、１５４：デリバリ通路（高圧通路）、１６１：加圧室（低圧通路）、５１０：本体部、５１２：第１テーパ部、５１３：第２テーパ部、５１５：第２弁座、５３１：第２弁部材、５３３：第２付勢部材、５５１：デリバリ通路側開口（高圧通路側開口）。

Claims (5)

1. プランジャより加圧される加圧室から送り出される高圧通路の燃料の圧力が第１所定圧力以上になると、前記高圧通路の燃料を前記加圧室側へ戻すことを許容するリリーフ弁であって、
   前記加圧室と前記高圧通路とを連通する第１燃料通路を内部に形成し、前記第１燃料通路の前記高圧通路側に第１弁座を有する弁ボディと、
   第１テーパ部、当該第１テーパ部と接続し前記第１弁座に着座可能な第２テーパ部、前記加圧室と繋がる第２燃料通路を内部に形成する本体部、前記本体部の内壁で前記第２燃料通路の前記高圧通路側に形成される第２弁座を有する第１弁部材と、
   前記テーパ部が前記第１弁座に着座する方向に前記第１弁部材を付勢する第１付勢部材と、
   前記第２燃料通路に収容され、前記第２弁座に着座可能な第２弁部材、及び、当該第２弁部材が前記第２弁座に着座する方向に前記第２弁部材を付勢する第２付勢部材を有し、前記高圧通路の燃料圧力が前記第１所定圧力より小さい第２所定圧力以上になると、前記高圧通路から前記第２燃料通路への燃料の流れを許容する定残圧弁と、
   を備え、
   前記第１弁部材の前記本体部には、前記高圧通路と前記第２燃料通路とを連通するオリフィスを有し、前記オリフィスの前記高圧通路側開口は、前記第１テーパ部に開口することを特徴とするリリーフ弁。
   
2. 前記オリフィスの前記高圧通路側開口は、前記第１弁部材と前記第１弁座とが当接するとき、前記第１弁部材の当接部の近傍に開口することを特徴とする請求項１に記載のリリーフ弁。
3. 前記オリフィスは、複数形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のリリーフ弁。
4. 前記本体部の前記高圧通路側の先端は、前記高圧通路側に突出する円錐状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のリリーフ弁。
5. 燃料タンクから燃料を吸入しデリバリパイプへ燃料を供給する高圧ポンプであって、
   往復移動可能なプランジャと、
   前記プランジャの往復移動により燃料が加圧又は減圧される加圧室、当該加圧室と前記燃料タンクとを連通する吸入通路、及び前記加圧室と前記デリバリパイプとを連通する吐出通路を有するハウジングと、
   前記吸入通路に設けられ、前記燃料タンクから前記加圧室への燃料の流れを許容し、前記加圧室から前記燃料タンクへの燃料の流れを規制する吸入弁と、
   前記吐出通路に設けられ、前記加圧室から前記デリバリパイプへの燃料の流れを許容し、前記デリバリパイプから前記加圧室への燃料の流れを規制する吐出弁と、
   前記加圧室と前記デリバリパイプとの間に設けられ、前記デリバリパイプから前記加圧室への燃料の流れを許容し、前記加圧室から前記デリバリパイプへの燃料の流れを規制する請求項１〜４のいずれか一項に記載のリリーフ弁と、
   を備えることを特徴とする高圧ポンプ。
   

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